JP6610144B2 - 電子部品及び電子装置の製造方法 - Google Patents

電子部品及び電子装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6610144B2
JP6610144B2 JP2015199033A JP2015199033A JP6610144B2 JP 6610144 B2 JP6610144 B2 JP 6610144B2 JP 2015199033 A JP2015199033 A JP 2015199033A JP 2015199033 A JP2015199033 A JP 2015199033A JP 6610144 B2 JP6610144 B2 JP 6610144B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
terminal
electronic component
substrate
solder
test
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2015199033A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017073453A (ja
Inventor
延弘 今泉
遼 菊池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2015199033A priority Critical patent/JP6610144B2/ja
Publication of JP2017073453A publication Critical patent/JP2017073453A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6610144B2 publication Critical patent/JP6610144B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/12Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L24/14Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of a plurality of bump connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/81Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001Internal layers
    • H01L2224/0501Shape
    • H01L2224/05011Shape comprising apertures or cavities
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Description

本発明は、電子部品及び電子装置の製造方法に関する。
例えば、半導体チップをそのバンプを溶融させてテストボードに実装し、電気特性のチェック後、半導体チップをそのバンプを溶融させてテストボードから取り外し、取り外した半導体チップをそのバンプを用いて所定の基板に実装する技術が知られている。
特開平1−256141号公報
上記のように、テストボードに実装した半導体チップを所定の試験後にその端子であるバンプを溶融させてテストボードから取り外した時には、バンプが変形していることがある。このようなバンプの変形が生じていると、テストボードから取り外した半導体チップをそのバンプを用いて所定の基板に実装する際、接続不良が生じる場合がある。
このような試験後の端子の変形に起因した接続不良は、半導体チップと所定の基板との接続に限らず、テストボードへの実装とそれを用いた試験を経て行われる各種電子部品間の接続で同様に起こり得る。
試験後の端子の変形に起因した電子部品間の接続不良は、それら電子部品を含む電子装置の性能及び品質の低下を招き得る。
本発明の一観点によれば、第1熱伝導率を有する第1部位と、前記第1熱伝導率よりも低い第2熱伝導率を有する第2部位とを備え、内部に導体部又は電子素子が設けられた基板と、前記基板の、前記第1部位の上方に設けられ、前記基板の内部に設けられた導体部又は電子素子と電気的に接続され、他の電子部品との接合時の加熱により溶融する第1導体材料が用いられた第1端子と、前記基板の、前記第2部位の上方に設けられ、前記基板の内部に設けられた導体部又は電子素子と電気的に接続され、前記第1導体材料が用いられた第2端子とを含む電子部品が提供される。
また、本発明の一観点によれば、上記のような電子部品を用いた、試験工程を含む電子装置の製造方法が提供される。
開示の技術によれば、所定の材料が用いられる端子群の加熱による溶融に違いを生じさせ、電子部品の試験と、他の電子部品との接続を、異なる端子を用いて行うことが可能になる。
開示の技術によれば、試験後に接続不良を抑えて高性能及び高品質の電子装置が製造可能な電子部品が実現され、試験後の電子部品を用いて高性能及び高品質の電子装置を製造することが可能になる。
電子部品及び電子装置の第1の例を示す図である。 電子部品及び電子装置の第2の例を示す図である。 電子部品試験方法の第1の例を説明する図である。 電子部品試験方法の第2の例を説明する図である。 電子部品試験方法の第3の例を説明する図である。 第1の実施の形態に係る電子部品の一例を示す図である。 第1の実施の形態に係る電子部品の加熱工程の一例を示す図である。 第1の実施の形態に係る電子部品の試験用基板への実装工程の一例を示す図である。 第1の実施の形態に係る電子部品の他の電子部品への実装工程の一例を示す図である。 第2の実施の形態に係る電子部品の一例を示す図である。 第2の実施の形態に係る電子部品の加熱工程の一例を示す図である。 第2の実施の形態に係る電子部品の試験用基板への実装工程の一例を示す図である。 第2の実施の形態に係る電子部品の他の電子部品への実装工程の一例を示す図である。 第3の実施の形態に係る電子部品の一例を示す図である。 第3の実施の形態に係る電子部品の加熱工程の一例を示す図である。 第3の実施の形態に係る電子部品の試験用基板への実装工程の一例を示す図である。 第3の実施の形態に係る電子部品の他の電子部品への実装工程の一例を示す図である。 第4の実施の形態に係る電子部品の一例を示す図である。 第5の実施の形態に係る電子部品の一例を示す図である。 第5の実施の形態に係る電子部品の加熱工程の一例を示す図である。 第5の実施の形態に係る電子部品の試験用基板への実装工程の一例を示す図である。 第5の実施の形態に係る電子部品の他の電子部品への実装工程の一例を示す図である。 第6の実施の形態に係る電子部品の形成方法の一例を示す図(その1)である。 第6の実施の形態に係る電子部品の形成方法の一例を示す図(その2)である。 第6の実施の形態に係る電子部品の形成方法の一例を示す図(その3)である。 半導体チップの構成例を示す図である。 半導体パッケージの構成例を示す図である。 半導体パッケージの別の構成例を示す図である。 回路基板の構成例を示す図である。
まず、電子部品及びそれを用いた電子装置の形態例について説明する。
図1は電子部品及び電子装置の第1の例を示す図である。図1(A)には、第1の例に係る電子部品の要部断面を模式的に図示し、図1(B)には、第1の例に係る電子装置の要部断面を模式的に図示している。
図1(A)に示す電子部品200Aは、基板210A及び端子220A(一例として複数)を含む。電子部品200Aは、半導体素子(半導体チップ)、半導体素子を含む半導体装置(半導体パッケージ)、回路基板等である。基板210Aは、半導体チップ、半導体パッケージ、回路基板等の本体部である。このような基板210Aに設けられた電極211A上に、端子220Aが設けられる。端子220Aは、所定の加熱温度で溶融する半田222Aを含み、半田222Aは、例えば、溶融時の表面張力により、図1(A)に示すような丸みを帯びた形状になる。ここでは図示を省略するが、端子220Aが設けられる電極211Aは、基板210A(本体部)内に設けられる、配線やビア等の導体部、トランジスタ等の電子素子に電気的に接続されている。
例えば、このような電子部品200Aが、図1(B)に示すように、その端子220Aが用いられて、他の電子部品300Aに電気的に接続される。電子部品300Aは、半導体チップ、半導体パッケージ、回路基板等である。電子部品300Aは、電子部品200Aの端子220Aに対応する位置に端子320A(電極)を有する。電子部品200Aと電子部品300Aとが、互いの端子220A(半田222A)と端子320Aとが接合されて、電気的に接続される。これにより、図1(B)に示すような電子装置400Aが組み立てられる。
図2は電子部品及び電子装置の第2の例を示す図である。図2(A)には、第2の例に係る電子部品の要部断面を模式的に図示し、図2(B)には、第2の例に係る電子装置の要部断面を模式的に図示している。
図2(A)に示す電子部品200Bは、基板210B及び端子220B(一例として複数)を含む。電子部品200Bは、半導体チップ、半導体パッケージ、回路基板等である。基板210Bは、半導体チップ、半導体パッケージ、回路基板等の本体部である。このような基板210Bに設けられた電極211B上に、端子220Bが設けられる。端子220Bは、銅(Cu)、ニッケル(Ni)等の柱状電極221Bと、所定の加熱温度で溶融する半田222Bとを含み、半田222Bは、例えば、溶融時の表面張力により、図2(A)に示すような丸みを帯びた形状になる。ここでは図示を省略するが、端子220Bが設けられる電極211Bは、基板210B(本体部)内に設けられる、配線やビア等の導体部、トランジスタ等の電子素子に電気的に接続されている。
例えば、このような電子部品200Bが、図2(B)に示すように、その端子220Bが用いられて、他の電子部品300Bに電気的に接続される。電子部品300Bは、半導体チップ、半導体パッケージ、回路基板等である。電子部品300Bは、電子部品200Bの端子220Bに対応する位置に端子320B(電極)を有する。電子部品200Bと電子部品300Bとが、互いの端子220B(半田222B)と端子320Bとが接合されて、電気的に接続される。これにより、図2(B)に示すような電子装置400Bが組み立てられる。
例えば、上記のような電子装置400A、電子装置400Bの組み立て前には、電子部品200A、電子部品200Bについて試験が行われ、良品/不良品の判定が行われる。試験で良品と判定された電子部品200A、電子部品200Bが、それぞれ上記のように電子部品300A、電子部品300Bと電気的に接続され、電子装置400A、電子装置400Bが組み立てられる。
ここで、電子部品200A、電子部品200Bの試験方法の例を、図3〜図5を参照して説明する。尚、図3〜図5では、上記図2(A)に示した電子部品200Bを例にして説明する。
図3は電子部品試験方法の第1の例を説明する図である。
電子部品200Bの試験方法として、例えば図3に示すような、プローブカードと呼ばれる試験用基板510を用いるものがある。電子部品200Bの試験時には、試験用基板510に接続されているプローブピン511が端子220Bに接触される。
しかし、図3に示すように、端子220Bの径や、隣接する端子220B間のピッチに比べ、プローブピン511が太いと、個々の端子220Bにプローブピン511を接触させることができなくなる。近年では、電子部品200Bの配線等の導体部やトランジスタ等の電子素子の微細化、端子220Bの多端子化や狭ピッチ化に伴い、50μm以下といった径の比較的微細な端子220Bも用いられる。このような比較的微細な端子220Bが用いられる電子部品200Bでは、図3に示すような、各端子220Bにプローブピン511を接触させることができないという状況が起こり易い。
図3に示すような状況が起こる場合には、電子部品200Bの各端子220Bを用いた適正な試験を行うことができなくなる。また、用いるプローブピン511のサイズに基づき、端子220Bのピッチを広げる、或いは、試験対象を一部の端子220Bに限定する、といった変更を要することも起こり得る。
図4は電子部品試験方法の第2の例を説明する図である。
電子部品200Bの試験方法として、例えば図4に示すような、マイクロプローブ521を備えた試験用基板520(プローブカード)を用いるものもある。マイクロプローブ521は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)等の微細加工技術を用いて、電子部品200Bの端子220Bに対応して形成される。電子部品200Bの試験時には、試験用基板520のマイクロプローブ521が端子220Bに接触される。マイクロプローブ521によれば、比較的微細な端子220Bを有する電子部品200Bの試験にも、原理的には対応することが可能になる。
しかし、電子部品200Bの端子220Bに対応して形成されるマイクロプローブ521が細いため、端子220Bに荷重が加わり難く、マイクロプローブ521と端子220Bの接続が不十分となり、電子部品200Bの試験が適正に行われない場合がある。この場合、良品の電子部品200Bが不良品と判定されてしまうことが起こり得る。また、電子部品200Bの適正な試験結果を得るために繰り返し試験を行うようにすると、試験時間が大幅に長くなってしまう。
図5は電子部品試験方法の第3の例を説明する図である。
電子部品200Bの試験方法には、上記のようなプローブピン511やマイクロプローブ521を端子220Bに接触させて行うもののほか、例えば図5(A)に示すように、電子部品200Bを試験用基板530に実装して行うものもある。
即ち、図5(A)に示す方法では、電子部品200Bの端子220Bと、試験用基板530の端子531(電極)とが接触され、端子220Bの半田222Bが加熱により溶融されることで、端子220Bと端子531とが接合される。このように端子220Bと端子531とが接合された状態で、試験用基板530を用いた電子部品200Bの試験が行われる。この方法では、電子部品200Bの端子220Bと試験用基板530の端子531とが接合され、十分に接続されるために、電子部品200Bの試験を適正に行うことが可能になる。
試験後は、端子531に接合されている端子220Bの半田222Bが加熱により溶融され、電子部品200Bが試験用基板530から取り外される(分離される)。試験用基板530から分離された電子部品200Bは、その端子220Bが用いられて、回路基板等の他の電子部品に実装される。
ここで、試験後に分離された電子部品200Bと試験用基板530の一例を図5(B)に示す。この方法では、試験後、電子部品200Bを試験用基板530から分離する際、図5(B)に示すように、電子部品200Bの端子220Bに用いられている半田222Bの一部又は全部が、試験用基板530の端子531側に転写されてしまうことがある。このような転写が生じると、端子220Bの半田222Bの高さや量にばらつきが生じ、電子部品200Bを回路基板等の他の電子部品に実装する際、接続不良が生じる恐れがある。
このような点に鑑み、予め電子部品200Bの端子220Bとして、試験用基板への実装に用いる試験用端子と、他の電子部品への実装に用いる接続用端子とを設けておくことも考えられる。この場合は、まず試験用端子を用いて電子部品200Bを試験用基板に実装し、試験後、電子部品200Bを試験用基板から分離し、分離した電子部品200Bを今度は接続用端子を用いて他の電子部品に実装する。
しかし、このような試験用端子と接続用端子に同種の半田222Bを用いると、試験用端子を溶融させて試験用基板の端子に接合する際、接続用端子も溶融される。溶融された接続用端子では、下地の柱状電極221B等との間の成分拡散によって合金化が進み得る。このような接続用端子の合金化が進むと、試験後に電子部品200Bを試験用基板から分離し、他の電子部品に実装する際、接続用端子による他の電子部品との接合が不十分となる恐れがある。
これに対し、試験用端子と接続用端子に異種の半田222Bを用い、試験用端子を溶融させて試験用基板の端子に接合する際、接続用端子が溶融されないようにすることもできる。しかし、この場合、試験用端子と接続用端子の形成プロセスが異なってくるため、端子形成に要するコストの増大、電子部品200Bの製造に要するコストの増大を招く恐れがある。
ここでは上記図2(A)の電子部品200Bを例にしたが、上記図1(A)のような、半田222Aを含む端子220Aが電極211A上に設けられた電子部品200Aでも、電子部品200Bについて述べたのと同様のことが起こり得る。
以上のような点に鑑み、ここでは以下に実施の形態として示すような構成を採用する電子部品により、その試験を適正に行うと共に、試験後の電子部品を用い、接続不良の発生、コストの増大を抑えて、高性能及び高品質の電子装置を製造する。
まず、第1の実施の形態について説明する。
図6は第1の実施の形態に係る電子部品の一例を示す図である。図6には、第1の実施の形態に係る電子部品の要部断面を模式的に図示している。
図6に示す電子部品1は、基板10、端子20及び端子30を含む。図6には便宜上、2つの端子20及び端子30を図示するが、電子部品1には、2つ以上の端子が含まれてよい。電子部品1は、半導体チップ、半導体パッケージ、回路基板等であり、基板10は、半導体チップ、半導体パッケージ、回路基板等の本体部である。基板10(本体部)は、その内部に設けられる、配線やビア等の導体部、トランジスタ等の電子素子に電気的に接続された、Cu等の電極11a及び電極11bを有する。これら電極11a上及び電極11b上にそれぞれ、端子20及び端子30が設けられる。
端子20は、柱状電極21、及び柱状電極21上に設けられた半田22を有する。端子30は、柱状電極31、及び柱状電極31上に設けられた半田32を有する。端子20の柱状電極21及び端子30の柱状電極31には、Cu、Ni等を用いることができる。端子20の半田22及び端子30の半田32には、例えば、スズ(Sn)のほか、Snを主体とし、銀(Ag)、Cu、インジウム(In)、ビスマス(Bi)、アンチモン(Sb)若しくは亜鉛(Zn)等を含有するものを用いることができる。
端子20の柱状電極21及び端子30の柱状電極31には、同一材料を用いることができる。端子20の半田22及び端子30の半田32には、同一材料を用いることができる。同一材料を用いる端子20及び端子30は、基板10上に、同一プロセスで形成することができる。
電子部品1の基板10は、第1の熱伝導率を有する部位12と、この部位12よりも低い第2の熱伝導率を有する部位13とを備える。電子部品1では、基板10の比較的熱伝導率の高い部位12の上方に端子20が設けられ、基板10の比較的熱伝導率の低い部位13の上方に端子30が設けられる。
比較的熱伝導率の高い部位12、及び比較的熱伝導率の低い部位13は、例えば、部位12を比較的熱伝導率の高い材料(樹脂、セラミックス、金属等)を用いて形成し、部位13を比較的熱伝導率の低い材料(樹脂、セラミックス等)を用いて形成することで、実現される。また、基板10内の部位12及び部位13のうち、部位13の方にのみ空洞や間隙(気泡や細孔等)を設けた構造とすることによって、相対的に部位12の熱伝導率が高くなるようにすることもできる。
基板10の比較的熱伝導率の高い部位12は、平面視で、部位12の上方に設けられる端子20と同じか又は端子20よりも大きなサイズとすることが好ましい。基板10の比較的熱伝導率の低い部位13は、平面視で、部位13の上方に設けられる端子30と同じか又は端子30よりも大きなサイズとすることが好ましい。
上記のような構成を有する電子部品1では、その基板10の、端子20及び端子30が設けられている面(表面10a)とは反対の面(裏面10b)側から、加熱を行う。
図7は第1の実施の形態に係る電子部品の加熱工程の一例を示す図である。図7には、第1の実施の形態に係る電子部品の加熱工程の要部断面を模式的に図示している。
電子部品1の、基板10の裏面10b側から付与される熱は、基板10の内部を表面10a側に向かって伝熱される(図7に太矢印で模式的に図示)。
上記のように電子部品1には、その基板10に、比較的熱伝導率の高い部位12と、比較的熱伝導率の低い部位13とが設けられている。基板10の比較的熱伝導率の高い部位12は、裏面10b側から付与された熱を表面10a側へと伝熱する。そのため、裏面10b側から付与された熱は、部位12を介して、その部位12の上方に設けられた端子20へと伝熱される。上記のように、平面視で部位12をその上方に設けられる端子20と同じか又は端子20よりも大きなサイズとしておくと、端子20よりも小さなサイズとした場合に比べて、裏面10b側から付与された熱が、より効果的に端子20へと伝熱される。
一方、基板10の比較的熱伝導率の低い部位13は、裏面10b側から付与された熱の表面10a側への伝熱を抑える。そのため、裏面10b側から付与された熱の、部位13の上方に設けられた端子30への伝熱は抑えられる。上記のように、平面視で部位13をその上方に設けられる端子30と同じか又は端子30よりも大きなサイズとしておくと、端子30よりも小さなサイズとした場合に比べて、裏面10b側から付与された熱の、端子30への伝熱が、より効果的に抑えられる。
基板10の裏面10b側から加熱を行う際には、端子20にその半田22が溶融するような熱が伝熱される温度で、加熱を行う。このような温度で裏面10b側から加熱を行うことで、比較的熱伝導率の低い部位13の上方に設けられた端子30の半田32が溶融されるのを抑える一方、比較的熱伝導率の高い部位12の上方に設けられた端子20の半田22を選択的に溶融させることができる。半田32に対して選択的に溶融された半田22は、表面張力により、図7に示すように、丸みを帯びた形状になる。半田32に対して選択的に半田22が溶融されることで、図7に示すように、表面10aからの端子20の高さH1(溶融した半田22の先端位置)は、表面10aからの端子30の高さH2(溶融しない半田32の先端位置)よりも高くなる。
電子部品1では、基板10の部位12の上方に設ける端子20を、試験用基板への実装に用いる試験用端子として設け、基板10の部位13の上方に設ける端子30を、他の電子部品への実装に用いる接続用端子として設けることができる。
尚、試験用端子である端子20が設けられる電極11aには、例えば、接続用端子である端子30が設けられる電極11bとは異なる、配線やビア等の導体部、トランジスタ等の電子素子が電気的に接続される。また、試験用端子である端子20が設けられる電極11aには、接続用端子である端子30が設けられる電極11bと共通の、配線やビア等の導体部、トランジスタ等の電子素子が電気的に接続されてもよい。
図8は第1の実施の形態に係る電子部品の試験用基板への実装工程の一例を示す図である。図8には、第1の実施の形態に係る電子部品の試験用基板への実装工程の要部断面を模式的に図示している。
例えば、上記図7に示したような加熱工程後の電子部品1を、図8に示すように、試験用基板40に実装する。試験用基板40の表面40aには、電子部品1の端子20に対応する位置に、端子42(電極)が設けられる。試験用基板40の表面40aには、図8に点線で図示するように、電子部品1の端子30に対応する位置に、導体パターン43(電極又は配線)が設けられてもよい。試験用基板40の裏面40bには、表面40aに設けられた端子42(導体パターン43も設けられる場合は端子42及び導体パターン43)に電気的に接続された端子44が設けられる。
電子部品1の試験用基板40への実装では、まず、基板10の、端子20が設けられた表面10a側と、試験用基板40の、端子42が設けられた表面40a側とが対向され、端子20と端子42とが、互いに位置合わせされ、接触される。その際、一旦溶融させた端子20は、溶融させていない端子30よりも、先端位置が高いため(H1>H2;図7)、端子20及び端子30のうち、端子20のみを試験用基板40の端子42に接触させることができる。たとえ端子30に対応する位置に、試験用基板40の導体パターン43が設けられている場合でも、端子20よりも先端位置の低い端子30の導体パターン43との接触は抑えられる。
電子部品1の端子20を試験用基板40の端子42に接触させ、基板10の裏面10b側から加熱を行う(図8に太矢印で模式的に図示)。この加熱により、上記図7で述べたのと同様に、端子20の半田22を、端子30の半田32に対して選択的に溶融させ、試験用基板40の端子42に接合する。端子30への伝熱が比較的熱伝導率の低い部位13で抑えられることで、半田32の溶融が抑えられ、端子30と試験用基板40(端子30と対応する位置に導体パターン43がある場合はその導体パターン43)との接触(接合)が抑えられる。また、部位13によって半田32の溶融が抑えられることで、半田32と柱状電極31や電極11bとの間の成分拡散、それによる半田32の合金化が抑えられる。
このようにして端子20が端子42に接合された試験用基板40を用いて、電子部品1の試験を行う。例えば、試験用基板40の裏面40bの端子44から、それに電気的に接続された端子42及びその端子42に接合された端子20を通じて、電子部品1に所定の電気信号を入力し、それに応じて電子部品1から試験用基板40に出力される電気信号を検出する。これにより、電子部品1が適正に動作するか否かの試験を行う。試験結果は、電子部品1の良品/不良品の判定に用いることができる。
試験用基板40を用いた試験後は、例えば、電子部品1を、試験用基板40から分離し、他の電子部品に実装する。
図9は第1の実施の形態に係る電子部品の他の電子部品への実装工程の一例を示す図である。図9には、第1の実施の形態に係る電子部品の他の電子部品への実装工程の要部断面を模式的に図示している。
他の電子部品への実装に先立ち、まず、試験後の電子部品1が試験用基板40から分離される。電子部品1の試験用基板40からの分離では、基板10の裏面10b側から加熱を行うことで、上記図7で述べたのと同様に、端子20の半田22を、端子30の半田32に対して選択的に溶融させる。このようにして半田22を溶融させた状態で、電子部品1を試験用基板40から分離する。その際、電子部品1の端子20の半田22は、その一部(又は全部)が、試験用基板40の端子42側に転写され得る。
電子部品1を試験用基板40から分離した後、その分離した電子部品1を、図9に示すように、他の電子部品50に実装する。電子部品50は、半導体チップ、半導体パッケージ、回路基板等である。電子部品50の表面50aには、電子部品1の端子30に対応する位置に、端子53(電極)が設けられる。端子53は、電子部品50の内部に設けられる、配線やビア等の導体部、トランジスタ等の電子素子に電気的に接続される。電子部品50の表面50aの、電子部品1の端子20に対応する位置には、配線等の導体パターンが設けられ得る。
電子部品1の電子部品50への実装では、まず、基板10の、端子30が設けられた表面10a側と、電子部品50の、端子53が設けられた表面50a側とが対向され、端子30と端子53とが、互いに位置合わせされ、接触される。その際、上記試験用基板40との接合に用いられた端子20と電子部品50との接触、電気的接続は、半田22の試験用基板40側への転写、半田32の加熱による高さの増大、電子部品50の表面に設けられる絶縁性保護膜等により、抑えられる。
電子部品1の端子30を電子部品50の端子53に接触させ、電子部品1を、又は電子部品1及び電子部品50を加熱し、電子部品1の端子30の半田32を溶融させ、電子部品50の端子53に接合する。この接合時の加熱は、端子30の半田32を溶融させることができればよく、必ずしも電子部品1の裏面10b側から行うことを要しない。例えば、互いの端子30及び端子53が接触された状態の電子部品1及び電子部品50を全体的に加熱することで、端子30(半田32)と端子53とを接合する。また、この接合時の加熱では、上記試験用基板40との接合に用いられ試験後に試験用基板40から分離された端子20に半田22が残っている場合、その半田22も溶融し得る。この半田22と電子部品50との接触、電気的接続は、半田22と半田32の量や高さの違い等により抑えられる。
このようにして端子30(半田32)と端子53とを接合することで、接合された端子30及び端子53によって電気的に接続された電子部品1と電子部品50とを含む電子装置60が製造される。
この電子装置60に用いられる電子部品1では、上記のように、基板10の比較的熱伝導率の高い部位12の上方に試験用端子として端子20が設けられ、基板10の比較的熱伝導率の低い部位13の上方に接続用端子として端子30が設けられる。端子20及び端子30には、同一材料の半田22及び半田32を用いることができる。このように同一材料の半田22及び半田32を用いる場合でも、それらの下方に熱伝導率の異なる部位12及び部位13が設けられていることで、基板10の裏面10b側からの加熱に対し、半田22及び半田32を、2段階で溶融させることが可能になっている。
即ち、1段階目では、比較的熱伝導率の高い部位12の上方に試験用端子として設けられた端子20の半田22を、比較的熱伝導率の低い部位13の上方に接続用端子として設けられた端子30の半田32に対して、選択的に溶融する(図7及び図8)。このようにして半田22が選択的に溶融される端子20を用いて、電子部品1を試験用基板40に実装し、試験用基板40を用いた電子部品1の試験を行う(図8)。
2段階目では、比較的熱伝導率の低い部位13の上方に接続用端子として設けられた端子30の半田32(及び端子20の半田22)を溶融する(図9)。試験用基板40から分離された電子部品1の、半田32が溶融された端子30を用いて、電子部品1を他の電子部品50に実装し、電子装置60を得る(図9)。
半田22及び半田32の2段階の溶融を可能にすることで、次のような利点が得られる。半田22を溶融させる試験用基板40との接続時に、端子20を試験用基板40の端子42に半田接合によって接続し、試験用基板40との接続不良を抑え、適正な試験を行うことのできる、電子部品1が実現される。更に、半田22を溶融させる試験用基板40との接続時や試験用基板40からの分離時には、半田32の溶融を抑えてその合金化を抑え、試験後の、半田32を溶融させる電子部品50との接続時に、電子部品50との接続不良が抑えられる電子部品1が実現される。
また、2段階の溶融を可能にすることで、半田22及び半田32には同一材料を用いることが可能になる。その場合、半田22及び半田32は、同一プロセスで形成することが可能になる。半田22及び半田32を、同一材料を用い、同一プロセスで形成すれば、端子20及び端子30、即ち試験用端子及び接続用端子の形成に要するコストの低減、更には電子部品1の製造に要するコストの低減を図ることが可能になる。
次に、第2の実施の形態について説明する。
図10は第2の実施の形態に係る電子部品の一例を示す図である。図10には、第2の実施の形態に係る電子部品の要部断面を模式的に図示している。
図10に示す電子部品1Aは、中空の部位である中空部13Aを備えた基板10Aと、その基板10A上に設けられた端子20及び端子30とを含む。電子部品1Aには、2つ以上の端子が含まれてよい。電子部品1Aは、半導体チップ、半導体パッケージ、回路基板等であり、基板10Aは、その本体部である。基板10A(本体部)は、その内部に設けられる導体部や電子素子に電気的に接続された電極11a及び電極11bを有し、電極11a上及び電極11b上にそれぞれ、端子20及び端子30が設けられる。端子20は、柱状電極21及び半田22を有し、端子30は、柱状電極31及び半田32を有する。
基板10Aの中空部13Aは、基板10Aの中空でない部位(中実部)に比べて、熱伝導率が低くなる。図10に示すように、電子部品1Aでは、基板10Aの比較的熱伝導率の高い中実部12A(点線で図示)の上方に端子20が設けられ、基板10Aの比較的熱伝導率の低い中空部13Aの上方に端子30が設けられる。基板10Aの中空部13Aは、断熱性向上の観点からは、平面視で、中空部13Aの上方に設けられる端子30と同じか又は端子30よりも大きなサイズとすることが好ましい。
図11は第2の実施の形態に係る電子部品の加熱工程の一例を示す図である。図11には、第2の実施の形態に係る電子部品の加熱工程の要部断面を模式的に図示している。
電子部品1Aにおいて、その基板10Aの、端子20及び端子30が設けられている表面10Aaとは反対の裏面10Ab側から、加熱を行うと、付与された熱は、基板10Aの内部を表面10Aa側へと伝熱される(図11に太矢印で模式的に図示)。
裏面10Ab側から付与された熱は、基板10Aの中実部12A、更にその上方の端子20へと伝熱される。一方、裏面10Ab側から付与された熱は、基板10Aの中空部13Aではその伝熱が抑えられるため、中空部13Aの上方の端子30への伝熱は抑えられる。平面視で中空部13Aをその上方の端子30と同じか又は端子30よりも大きなサイズとしておくと、端子30よりも小さなサイズとした場合に比べて、裏面10Ab側から付与された熱の、端子30への伝熱が、より効果的に抑えられる。
基板10Aの裏面10Ab側からの加熱により、比較的熱伝導率の低い中空部13Aの上方に設けられた端子30の半田32が溶融されるのを抑える一方、比較的熱伝導率の高い中実部12Aの上方に設けられた端子20の半田22を選択的に溶融させる。半田32に対して選択的に溶融された半田22は、丸みを帯びた形状になり、表面10Aaからの端子20の高さH3(溶融した半田22の先端位置)は、表面10Aaからの端子30の高さH4(溶融しない半田32の先端位置)よりも高くなる。
図12は第2の実施の形態に係る電子部品の試験用基板への実装工程の一例を示す図である。図12には、第2の実施の形態に係る電子部品の試験用基板への実装工程の要部断面を模式的に図示している。
電子部品1Aでは、例えば、試験用基板40への実装に用いる試験用端子として端子20を設け、他の電子部品への実装に用いる接続用端子として端子30を設ける。
電子部品1Aの試験用基板40への実装では、まず、基板10Aの、端子20が設けられた表面10Aa側と、試験用基板40の、端子42が設けられた表面40a側とが対向され、端子20と端子42とが、互いに位置合わせされ、接触される。その際、溶融させていない端子30の試験用基板40(又はその導体パターン43)への接触は抑えられる。
電子部品1Aの端子20を試験用基板40の端子42に接触させ、基板10Aの裏面10Ab側から加熱を行うことで(図12に太矢印で模式的に図示)、端子20の半田22を、端子30の半田32に対して選択的に溶融させ、試験用基板40の端子42に接合する。端子30への伝熱が比較的熱伝導率の低い中空部13Aで抑えられることで、半田32の溶融が抑えられ、端子30と試験用基板40との接触が抑えられる。また、中空部13Aによって半田32の溶融が抑えられることで、半田32と柱状電極31や電極11bとの間の成分拡散、それによる半田32の合金化が抑えられる。
このようにして端子20が端子42に接合された試験用基板40を用いることで、電子部品1Aの試験を行うことができる。
図13は第2の実施の形態に係る電子部品の他の電子部品への実装工程の一例を示す図である。図13には、第2の実施の形態に係る電子部品の他の電子部品への実装工程の要部断面を模式的に図示している。
他の電子部品への実装に先立ち、まず、試験後の電子部品1Aが試験用基板40から分離される。電子部品1Aの試験用基板40からの分離では、基板10Aの裏面10Ab側から加熱を行い、端子42に接続されている端子20を選択的に溶融させて、電子部品1Aを試験用基板40から分離する。その際、半田22の一部(又は全部)は、端子42側に転写され得る。
試験用基板40から分離された電子部品1Aを、図13に示すように、他の電子部品50に実装する。電子部品1Aの電子部品50への実装では、まず、基板10Aの、端子30が設けられた表面10Aa側と、電子部品50の、端子53が設けられた表面50a側とが対向され、端子30と端子53とが、互いに位置合わせされ、接触される。その際、端子20と電子部品50との接触は抑えられる。
電子部品1Aの端子30を電子部品50の端子53に接触させ、電子部品1Aを、又は電子部品1A及び電子部品50を加熱し、電子部品1Aの端子30の半田32を溶融させ、電子部品50の端子53に接合する。これにより、接合された端子30及び端子53によって電気的に接続された電子部品1Aと電子部品50とを含む電子装置60Aが製造される。
上記のように、電子部品1Aでは、基板10Aの比較的熱伝導率の高い中実部12Aの上方に試験用端子として端子20が設けられ、基板10Aの比較的熱伝導率の低い中空部13Aの上方に接続用端子として端子30が設けられる。これにより、端子20の半田22及び端子30の半田32に同一材料を用いても、基板10Aの裏面10Ab側からの加熱に対し、半田22及び半田32を、2段階で溶融させることが可能になっている。
即ち、1段階目では、中実部12Aの上方に設けられた端子20の半田22を、中空部13Aの上方に設けられた端子30の半田32に対し、選択的に溶融して、電子部品1Aを試験用基板40に実装し、試験用基板40を用いた電子部品1Aの試験を行う(図11及び図12)。2段階目では、比較的熱伝導率の低い中空部13Aの上方に接続用端子として設けられた端子30の半田32を溶融して、電子部品1Aを他の電子部品50に実装し、電子装置60Aを得る(図13)。
半田22及び半田32の2段階の溶融を可能にすることで、端子20を試験用基板40の端子42に半田接合によって接続し、試験用基板40との接続不良を抑え、適正な試験を行うことのできる、電子部品1Aが実現される。更に、試験用基板40との接続時や試験用基板40からの分離時に、半田32の溶融を抑えてその合金化を抑え、電子部品50との接続不良を抑えることのできる、電子部品1Aが実現される。
また、半田22及び半田32を、同一材料を用い、同一プロセスで形成すれば、端子20及び端子30の形成に要するコストの低減、更には電子部品1A及びそれを含む電子装置60Aの製造に要するコストの低減を図ることが可能になる。
次に、第3の実施の形態について説明する。
図14は第3の実施の形態に係る電子部品の一例を示す図である。図14には、第3の実施の形態に係る電子部品の要部断面を模式的に図示している。
図14に示す電子部品1Bは、複数の気泡や細孔等の間隙13Ba(中空部)を含む部位である間隙部13Bを備えた基板10Bと、その基板10B上に設けられた端子20及び端子30とを含む。電子部品1Bには、2つ以上の端子が含まれてよい。電子部品1Bは、半導体チップ、半導体パッケージ、回路基板等であり、基板10Bは、その本体部である。基板10B(本体部)は、その内部に設けられる導体部や電子素子に電気的に接続された電極11a及び電極11bを有し、電極11a上及び電極11b上にそれぞれ、端子20及び端子30が設けられる。端子20は、柱状電極21及び半田22を有し、端子30は、柱状電極31及び半田32を有する。
基板10Bの、間隙13Baを含む間隙部13Bには、例えば、間隙13Baとして複数の気泡を含んだ樹脂や、間隙13Baとして複数の細孔を有するセラミックスを用いることができる。間隙部13Bは、複数の間隙13Baを有することで、基板10Bの間隙部13Bではない中実部に比べて、熱伝導率が低くなる。図14に示すように、電子部品1Bでは、基板10Bの比較的熱伝導率の高い中実部12B(点線で図示)の上方に端子20が設けられ、基板10Bの比較的熱伝導率の低い間隙部13Bの上方に端子30が設けられる。基板10Bの間隙部13Bは、断熱性向上の観点からは、平面視で、間隙部13Bの上方に設けられる端子30と同じか又は端子30よりも大きなサイズとすることが好ましい。
図15は第3の実施の形態に係る電子部品の加熱工程の一例を示す図である。図15には、第3の実施の形態に係る電子部品の加熱工程の要部断面を模式的に図示している。
電子部品1Bにおいて、その基板10Bの、端子20及び端子30が設けられている表面10Baとは反対の裏面10Bb側から、加熱を行うと、付与された熱は、基板10Bの内部を表面10Ba側へと伝熱される(図15に太矢印で模式的に図示)。裏面10Bb側から付与された熱は、基板10Bの中実部12B、更にその上方の端子20へと伝熱される。一方、裏面10Bb側から付与された熱は、基板10Bの間隙部13Bではその伝熱が抑えられるため、間隙部13Bの上方の端子30への伝熱は抑えられる。平面視で間隙部13Bをその上方の端子30と同じか又は端子30よりも大きなサイズとしておくと、端子30よりも小さなサイズとした場合に比べて、裏面10Bb側から付与された熱の、端子30への伝熱が、より効果的に抑えられる。
基板10Bの裏面10Bb側からの加熱により、比較的熱伝導率の低い間隙部13Bの上方に設けられた端子30の半田32が溶融されるのを抑える一方、比較的熱伝導率の高い中実部12Bの上方に設けられた端子20の半田22を選択的に溶融させる。半田32に対して選択的に溶融された半田22は、丸みを帯びた形状になり、表面10Baからの端子20の高さH5(溶融した半田22の先端位置)は、表面10Baからの端子30の高さH6(溶融しない半田32の先端位置)よりも高くなる。
図16は第3の実施の形態に係る電子部品の試験用基板への実装工程の一例を示す図である。図16には、第3の実施の形態に係る電子部品の試験用基板への実装工程の要部断面を模式的に図示している。
電子部品1Bでは、例えば、試験用基板40への実装に用いる試験用端子として端子20を設け、他の電子部品への実装に用いる接続用端子として端子30を設ける。
電子部品1Bの試験用基板40への実装では、まず、基板10Bの、端子20が設けられた表面10Ba側と、試験用基板40の、端子42が設けられた表面40a側とが対向され、端子20と端子42とが、互いに位置合わせされ、接触される。その際、溶融させていない端子30の試験用基板40(又はその導体パターン43)への接触は抑えられる。
電子部品1Bの端子20を試験用基板40の端子42に接触させ、基板10Bの裏面10Bb側から加熱を行うことで(図16に太矢印で模式的に図示)、端子20の半田22を、端子30の半田32に対して選択的に溶融させ、試験用基板40の端子42に接合する。端子30への伝熱が比較的熱伝導率の低い間隙部13Bで抑えられることで、半田32の溶融が抑えられ、端子30と試験用基板40との接触が抑えられる。また、間隙部13Bによって半田32の溶融が抑えられることで、半田32と柱状電極31や電極11bとの間の成分拡散、それによる半田32の合金化が抑えられる。
このようにして端子20が端子42に接合された試験用基板40を用いることで、電子部品1Bの試験を行うことができる。
図17は第3の実施の形態に係る電子部品の他の電子部品への実装工程の一例を示す図である。図17には、第3の実施の形態に係る電子部品の他の電子部品への実装工程の要部断面を模式的に図示している。
他の電子部品への実装に先立ち、まず、試験後の電子部品1Bが試験用基板40から分離される。電子部品1Bの試験用基板40からの分離では、基板10Bの裏面10Bb側から加熱を行い、端子42に接続されている端子20を選択的に溶融させて、電子部品1Bを試験用基板40から分離する。その際、半田22の一部(又は全部)は、端子42側に転写され得る。
試験用基板40から分離された電子部品1Bを、図17に示すように、他の電子部品50に実装する。電子部品1Bの電子部品50への実装では、まず、基板10Bの、端子30が設けられた表面10Ba側と、電子部品50の、端子53が設けられた表面50a側とが対向され、端子30と端子53とが、互いに位置合わせされ、接触される。その際、端子20と電子部品50との接触は抑えられる。
電子部品1Bの端子30を電子部品50の端子53に接触させ、電子部品1Bを、又は電子部品1B及び電子部品50を加熱し、電子部品1Bの端子30の半田32を溶融させ、電子部品50の端子53に接合する。これにより、接合された端子30及び端子53によって電気的に接続された電子部品1Bと電子部品50とを含む電子装置60Bが製造される。
上記のように、電子部品1Bでは、基板10Bの比較的熱伝導率の高い中実部12Bの上方に試験用端子として端子20が設けられ、基板10Bの比較的熱伝導率の低い間隙部13Bの上方に接続用端子として端子30が設けられる。これにより、端子20の半田22及び端子30の半田32に同一材料を用いても、基板10Bの裏面10Bb側からの加熱に対し、半田22及び半田32を、2段階で溶融させることが可能になっている。
即ち、1段階目では、中実部12Bの上方に設けられた端子20の半田22を、間隙部13Bの上方に設けられた端子30の半田32に対し、選択的に溶融して、電子部品1Bを試験用基板40に実装し、試験用基板40を用いた電子部品1Bの試験を行う(図15及び図16)。2段階目では、比較的熱伝導率の低い間隙部13Bの上方に接続用端子として設けられた端子30の半田32を溶融して、電子部品1Bを他の電子部品50に実装し、電子装置60Bを得る(図17)。
半田22及び半田32の2段階の溶融を可能にすることで、端子20を試験用基板40の端子42に半田接合によって接続し、試験用基板40との接続不良を抑え、適正な試験を行うことのできる、電子部品1Bが実現される。更に、試験用基板40との接続時や試験用基板40からの分離時に、半田32の溶融を抑えてその合金化を抑え、電子部品50との接続不良を抑えることのできる、電子部品1Bが実現される。
また、半田22及び半田32を、同一材料を用い、同一プロセスで形成すれば、端子20及び端子30の形成に要するコストの低減、更には電子部品1B及びそれを含む電子装置60Bの製造に要するコストの低減を図ることが可能になる。
ここでは、基板10Bの端子30の下方に、間隙13Baを含む間隙部13Bを設ける場合を例示した。このほか、基板10Bの端子30の下方には、端子20の下方の中実部12Bに比べて熱伝導率が低くなるものであれば、気泡や細孔を含まない部位を設けてもよい。例えば、中実部12Bに比べて熱伝導率が低くなる樹脂やセラミックスを用いて、気泡や細孔を含まない部位を、端子30の下方に設けることができる。
次に、第4の実施の形態について説明する。
図18は第4の実施の形態に係る電子部品の一例を示す図である。図18(A)には、第4の実施の形態に係る電子部品の要部断面を模式的に図示し、図18(B)には、第4の実施の形態に係る電子部品の要部平面を模式的に図示している。図18(A)は、図18(B)のL−L線に沿った断面の模式図である。
図18(A)に示す電子部品1Cは、試験用端子である端子20と、接続用端子である端子30とが、共通の電極11上に設けられている点で、上記第1の実施の形態に係る電子部品1と相違する。電極11、並びにその上に設けられる端子20及び端子30は、例えば、図18(B)に示すような平面配置とされる。即ち、共通の電極11上で、端子20及び端子30が斜め方向に並ぶような平面配置とされる。電子部品1Cの電極11は、基板10C(半導体チップ、半導体パッケージ、回路基板等の本体部)の内部に設けられる、配線やビア等の導体部、トランジスタ等の電子素子に電気的に接続される。
電子部品1Cでは、一組の端子20及び端子30、即ち一組の試験用端子及び接続用端子を、共通の電極11上に設ける。このように、端子20と端子30は共通の電極11で繋がっているため、上記のような試験用基板40を電子部品1Cの試験用端子である端子20に接続して試験を行えば、接続用端子である端子30に接続して試験を行ったのと同じ結果が得られる。
従って、電子部品1Cの基板10C内には、試験用の配線やビア等の導体部、トランジスタ等の電子素子を設けることを要しないため、基板10C内の回路配置の設計自由度を高めたり、電子部品1Cを小型化したりすることが可能になる。また、試験用に設けた導体部、電子素子を用いて良品/不良品を判定するのではなく、実際に電子部品50と接続される端子30に繋がる導体部、電子素子を用いて良品/不良品の判定を行うことができるため、判定精度の向上を図ることが可能になる。
次に、第5の実施の形態について説明する。
上記第1〜第4の実施の形態では、端子構造として、柱状電極21とその上の半田22とを有する端子20、及び柱状電極31とその上の半田32とを有する端子30を例示したが、端子構造はこの例に限定されるものではない。ここでは、別形態の端子構造を採用した例を、第5の実施の形態として説明する。
図19は第5の実施の形態に係る電子部品の一例を示す図である。図19には、第5の実施の形態に係る電子部品の要部断面を模式的に図示している。
図19に示す電子部品1Dは、基板10の電極11a及び電極11b上にそれぞれ、端子として半田22D及び半田32Dが設けられている点で、上記第1の実施の形態に係る電子部品1と相違する。電子部品1Dでは、基板10の比較的熱伝導率の高い部位12の上方に半田22Dが設けられ、基板10の比較的熱伝導率の低い部位13の上方に半田32Dが設けられる。半田22D及び半田32Dは、同一材料を用い、めっき法や印刷法等を用いた同一プロセスで、形成することができる。半田22D及び半田32Dには、例えば、Snのほか、Snを主体とし、Ag、Cu、In、Bi、Sb若しくはZn等を含有するものを用いることができる。
図20は第5の実施の形態に係る電子部品の加熱工程の一例を示す図である。図20には、第5の実施の形態に係る電子部品の加熱工程の要部断面を模式的に図示している。
電子部品1Dにおいて、基板10の裏面10b側からの加熱によって付与された熱は、基板10の内部を表面10a側へと伝熱される(図20に太矢印で模式的に図示)。裏面10b側から付与された熱は、部位12を介して半田22Dへと伝熱される一方、部位13ではその伝熱が抑えられ、半田32Dへの伝熱は抑えられる。これを利用し、半田32Dの溶融を抑えながら、半田22Dを選択的に溶融させる。半田32Dに対して選択的に溶融された半田22Dは、丸みを帯びた形状になり、表面10aからの半田22Dの高さH7は、表面10aからの半田32Dの高さH8よりも高くなる。
図21は第5の実施の形態に係る電子部品の試験用基板への実装工程の一例を示す図である。図21には、第5の実施の形態に係る電子部品の試験用基板への実装工程の要部断面を模式的に図示している。
電子部品1Dでは、例えば、試験用基板40への実装に用いる試験用端子として半田22Dを設け、他の電子部品への実装に用いる接続用端子として半田32Dを設ける。
電子部品1Dの試験用基板40への実装では、基板10の、半田22Dが設けられた表面10a側と、試験用基板40の、端子42が設けられた表面40a側とが対向され、半田22Dと端子42とが、互いに位置合わせされ、接触される。その際、溶融させていない半田32Dの試験用基板40(又はその導体パターン43)への接触は抑えられる。
電子部品1Dの半田22Dを試験用基板40の端子42に接触させ、基板10の裏面10b側から加熱を行うことで、半田22Dを、半田32Dに対して選択的に溶融させ、試験用基板40の端子42に接合する。半田32Dへの伝熱が比較的熱伝導率の低い部位13で抑えられることで、半田32Dの溶融が抑えられ、半田32Dと試験用基板40との接触が抑えられる。また、部位13によって半田32Dの溶融が抑えられることで、半田32Dと電極11bとの間の成分拡散、それによる半田32Dの合金化が抑えられる。
このようにして半田22Dが端子42に接合された試験用基板40を用いることで、電子部品1Dの試験を行うことができる。
図22は第5の実施の形態に係る電子部品の他の電子部品への実装工程の一例を示す図である。図22には、第5の実施の形態に係る電子部品の他の電子部品への実装工程の要部断面を模式的に図示している。
他の電子部品への実装に先立ち、試験後、まず、基板10の裏面10b側から加熱を行い、端子42に接続されている半田22Dを選択的に溶融させ、電子部品1Dを試験用基板40から分離する。その際、半田22Dの一部(又は全部)は、端子42側に転写され得る。
試験用基板40から分離された電子部品1Dを、図22に示すように、他の電子部品50に実装する。電子部品1Dの電子部品50への実装では、まず、基板10の、半田32Dが設けられた表面10a側と、電子部品50の、端子53が設けられた表面50a側とが対向され、半田32Dと端子53とが、互いに位置合わせされ、接触される。その際、半田22Dと電子部品50との接触は抑えられる。
電子部品1Dの半田32Dを電子部品50の端子53に接触させ、電子部品1Dを、又は電子部品1D及び電子部品50を加熱し、電子部品1Dの半田32Dを溶融させ、電子部品50の端子53に接合する。これにより、接合された半田32D及び端子53によって電気的に接続された電子部品1Dと電子部品50とを含む電子装置60Dが製造される。
試験用端子及び接続用端子として、電子部品1Dのような半田22D及び半田32Dを用いた場合にも、上記第1の実施の形態に係る電子部品1について述べたのと同様の効果を得ることができる。
試験用端子及び接続用端子として用いる半田22D及び半田32Dは、上記第2の実施の形態で述べたような中実部12A及び中空部13Aを備える基板10Aの、その電極11a及び電極11b上にそれぞれ、設けることもできる。同様に、上記第3の実施の形態で述べたような中実部12B及び間隙部13Bを備える基板10Bの、その電極11a及び電極11b上にそれぞれ、半田22D及び半田32Dを設けることもできる。また、上記第4の実施の形態で述べたような基板10Cの、その電極11上に、半田22D及び半田32Dを設けることもできる。
次に、第6の実施の形態について説明する。
ここでは、上記第2及び第3の実施の形態で述べた電子部品1A及び電子部品1Bを例に、それらの形成方法の一例を、第6の実施の形態として説明する。第6の実施の形態に係る電子部品の形成方法の一例を、図23〜図25に示す。
図23(A)は第1の工程の要部断面模式図である。
まず、半導体チップ、半導体パッケージ、回路基板等、形成する電子部品1A(図10)の本体部である基板10A、又は形成する電子部品1B(図14)の本体部である基板10Bの、その基本構造部70が準備される。電子部品1Aの場合、その基本構造部70は、基板10A内に設けられる中実部12A、中空部13A、電極11a及び電極11b、並びに基板10A上に設けられる端子20及び端子30等を形成する前の構造部である。電子部品1Bの場合、その基本構造部70は、基板10B内に設けられる中実部12B、間隙部13B、電極11a及び電極11b、並びに基板10B上に設けられる端子20及び端子30等を形成する前の構造部である。
準備された所定の基本構造部70上に、図23(A)に示すように、絶縁層71が形成される。例えば、フィルム状又は液状の永久レジスト等の有機絶縁材料が、基本構造部70上に形成される。フォトリソグラフィ技術が用いられ、形成された絶縁層71の、電子部品1Aの中空部13Aを形成する領域、又は電子部品1Bの間隙部13Bを形成する領域に、開口部71aが形成される。
絶縁層71には、フォトリソグラフィ技術が用いられ、開口部71aのほか、基本構造部70に設けられる図示しない導体部(配線、ビア等)に通じる開口部が形成される。図23(A)には、中空部13A又は間隙部13Bを形成する領域の開口部71aのみを図示している。
図23(B)は第2の工程の要部断面模式図である。
開口部71aを有する絶縁層71の形成後、図23(B)に示すように、その開口部71a内に、電子部品1Aを形成する場合には犠牲部13Aaが、電子部品1Bを形成する場合には間隙部13Bが、それぞれ形成される。犠牲部13Aaとしては、例えば、ポリメタクリル酸メチル(polymethyl methacrylate;PMMA)が形成される。間隙部13Bとしては、例えば、フェノール系の発泡型の気泡含有樹脂が形成される。
絶縁層71には、基本構造部70の導体部(図示せず)に通じるように形成された開口部内に、Cu等の導体材料が形成される。導体材料の形成には、めっき法やスパッタ法等の成膜技術が用いられる。
図23(C)は第3の工程の要部断面模式図である。
犠牲部13Aa又は間隙部13Bの形成後、図23(C)に示すように、それらが形成された絶縁層71上に、絶縁層72が形成される。例えば、フィルム状又は液状の永久レジスト等の有機絶縁材料が、1層又は2層以上、絶縁層71上に形成される。
絶縁層72内には、下層導体部に通じる開口部の形成、及び導体材料の形成が行われて、所定の導体部、並びに電極11a及び電極11bが形成される。或いは、まず絶縁層71上に、所定の導体部並びに電極11a及び電極11bが形成され、それらを覆うように絶縁層72が形成された後、その絶縁層72に電極11a及び電極11bに通じる開口部が形成される。電極11aは、絶縁層71等の中実部12A又は中実部12B(点線で図示)の上方の、端子20を形成する領域に形成される。電極11bは、犠牲部13Aa又は間隙部13Bの上方の、端子30を形成する領域に、形成される。開口部の形成には、フォトリソグラフィ技術が用いられる。所定の導体部並びに電極11a及び電極11bの形成には、めっき法やスパッタ法等の成膜技術が用いられる。
絶縁層71の開口部71aに犠牲部13Aaが形成される場合には、ここでは図示を省略するが、絶縁層72に、犠牲部13Aaに通じる開口部が形成される。
以上のような工程により、電子部品1Aの本体部である基板10A、又は電子部品1Bの本体部である基板10Bが形成される。
図24(A)は第4の工程の要部断面模式図である。
電極11a及び電極11bが形成された絶縁層72上(基板10A上又は基板10B上)には、図24(A)に示すように、シード層73が形成される。例えば、チタン(Ti)及びCuが用いられ、絶縁層72上にシード層73が形成される。
図24(B)は第5の工程の要部断面模式図である。
シード層73の形成後、図24(B)に示すように、シード層73に通じる開口部74a及び開口部74bを有するレジスト74が形成される。開口部74aは、電極11aの上方の、端子20を形成する領域に設けられる。開口部74bは、電極11bの上方(犠牲部13Aa又は間隙部13Bの上方)の、端子30を形成する領域に設けられる。
図24(C)は第6の工程の要部断面模式図である。
レジスト74の形成後、図24(C)に示すように、その開口部74a及び開口部74b内に、シード層73を給電層に用いた電解めっきにより、端子20及び端子30が形成される。
例えば、まず、Cu等の電解めっきにより、開口部74a内及び開口部74b内のシード層73上にピラー電極21a及びピラー電極31aが形成される。更に、Ni等の電解めっきにより、ピラー電極21a上及びピラー電極31a上にそれぞれ、バリア層21b及びバリア層31bが形成される。これにより、開口部74a内及び開口部74b内にそれぞれ、柱状電極21及び柱状電極31が形成される。更に、スズ−銀(Sn−Ag)半田等の電解めっきにより、柱状電極21上及び柱状電極31上にそれぞれ、半田22及び半田32が形成される。これにより、開口部74a内に、柱状電極21及び半田22を含む端子20が形成され、開口部74b内に、柱状電極31及び半田32を含む端子30が形成される。
図25(A)は第7の工程の要部断面模式図である。
端子20及び端子30の形成後、図25(A)に示すように、まず、レジスト74が除去され、レジスト74の除去後に露出するシード層73がエッチング等で除去される。
端子30の下方に間隙部13Bが形成される場合には、この図25(A)までの工程によって電子部品1Bが形成される。
図25(B)は第8の工程の要部断面模式図である。
端子30の下方に犠牲部13Aaが形成される場合には、レジスト74及びシード層73の除去後、所定の溶剤に浸漬し、予め絶縁層72に設けられる開口部(図23(C)の工程で設けられる図示しない開口部)から犠牲部13Aaが除去される。例えば、犠牲部13AaにPMMAが用いられている場合には、溶剤としてメチルエチルケトンが用いられる。所定の溶剤が用いられ、絶縁層72の開口部を通じて犠牲部13Aaが除去されることで、端子30の下方に中空部13Aが形成される。これにより、電子部品1Aが形成される。
ここでは、上記第2及び第3の実施の形態で述べた電子部品1A及び電子部品1Bを例にしたが、この例に従い、上記第1、第4及び第5の実施の形態で述べた電子部品1,1C,1Dの形成を行うことが可能である。
その場合、上記第1の実施の形態で述べた電子部品1(図6)において、端子30の下方に設ける比較的熱伝導率の低い部位13は、上記中空部13A又は間隙部13Bの形成の例に従って形成することができる。端子20の下方に比較的熱伝導率の高い部位12を別途設ける場合には、上記間隙部13Bの形成の例に従い、所定の熱伝導率の材料を用いて、部位12を形成すればよい。
また、上記第4の実施の形態で述べた電子部品1C(図18)のように、端子20と端子30に共通の電極11を設ける場合には、上記図23(C)の工程において、端子20及び端子30を形成する領域に跨って、共通の電極11を形成すればよい。
また、上記第5の実施の形態で述べた電子部品1D(図19)のように、端子として半田22D及び半田32Dを設ける場合には、上記図23(C)の工程後、所定の半田材料の電解めっきやスクリーン印刷等により、半田22D及び半田32Dを形成すればよい。
以上説明した電子部品1,1A,1B,1C,1D、及びそれらの接合相手となる電子部品50には、例えば、半導体チップ、半導体パッケージ、回路基板を用いることができる。半導体チップ、半導体パッケージ、回路基板の構成例について、以下の図26〜図29を参照して説明する。
図26は半導体チップの構成例を示す図である。図26には、半導体チップの一例の要部断面を模式的に図示している。
図26に示す半導体チップ80は、トランジスタ等の電子素子が設けられた半導体基板81と、半導体基板81上に設けられた配線層82とを有する。
半導体基板81には、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、シリコンゲルマニウム(SiGe)等の基板のほか、ガリウムヒ素(GaAs)、インジウムリン(InP)等の基板が用いられる。このような半導体基板81に、トランジスタ、容量、抵抗等の電子素子が設けられる。図26には一例として、MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ83を図示している。
MOSトランジスタ83は、半導体基板81に設けられた素子分離領域81aにより画定された素子領域に設けられる。MOSトランジスタ83は、半導体基板81上にゲート絶縁膜83aを介して形成されたゲート電極83bと、ゲート電極83bの両側の半導体基板81内に形成されたソース領域83c及びドレイン領域83dとを有する。ゲート電極83bの側壁には、絶縁膜のスペーサ83e(サイドウォール)が設けられる。
このようなMOSトランジスタ83等が設けられた半導体基板81上に、配線層82が設けられる。配線層82は、半導体基板81に設けられたMOSトランジスタ83等に電気的に接続された導体部82a(配線及びビア)と、導体部82aを覆う絶縁部82bとを有する。導体部82aには、Cu等の各種導体材料が用いられる。絶縁部82bには、酸化シリコン等の無機絶縁材料や、樹脂等の有機絶縁材料が用いられる。
このような半導体チップ80において、例えば、その配線層82内に、上記第1〜第5の実施の形態で述べたような、比較的熱伝導率の高い部位84と、比較的熱伝導率の低い部位85とが設けられる。部位84の上方に、電極86aを介して端子87が設けられ、部位85の上方に、電極86bを介して端子88が設けられる。
図27は半導体パッケージの構成例を示す図である。図27(A)及び図27(B)にはそれぞれ、半導体パッケージの一例の要部断面を模式的に図示している。
図27(A)に示す半導体パッケージ90Aは、パッケージ基板91と、パッケージ基板91上に搭載された半導体チップ92と、半導体チップ92を封止する封止層93とを有する。
パッケージ基板91には、例えば、プリント基板が用いられる。パッケージ基板91は、導体部91a(配線及びビア)と、導体部91aを覆う絶縁部91bとを有する。導体部91aには、Cu等の各種導体材料が用いられる。絶縁部91bには、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂材料、そのような樹脂材料をガラス繊維や炭素繊維に含浸した複合樹脂材料等が用いられる。
このようなパッケージ基板91上に、半導体チップ92が、樹脂や導電性ペースト等のダイアタッチ材94で接着、固定され、ワイヤ95でパッケージ基板91に電気的に接続(ワイヤボンディング)される。パッケージ基板91上の半導体チップ92及びワイヤ95は、封止層93で封止される。封止層93には、エポキシ樹脂等の樹脂材料、そのような樹脂材料に絶縁性フィラーを含有させた材料等が用いられる。
このような半導体パッケージ90Aにおいて、例えば、そのパッケージ基板91内に、上記第1〜第5の実施の形態で述べたような、比較的熱伝導率の高い部位96と、比較的熱伝導率の低い部位97とが設けられる。部位96の上方に、電極98aを介して端子99が設けられ、部位97の上方に、電極98bを介して端子100が設けられる。
また、図27(B)に示す半導体パッケージ90Bは、パッケージ基板91と、パッケージ基板91上に搭載された半導体チップ92と、半導体チップ92を封止する封止層93とを有する。
半導体チップ92は、それに設けられた半田92a(バンプ)でパッケージ基板91に電気的に接続(フリップチップボンディング)される。パッケージ基板91と半導体チップ92との間には、アンダーフィル材101が充填される。パッケージ基板91上の半導体チップ92は、封止層93で封止される。封止層93には、エポキシ樹脂等の樹脂材料、そのような樹脂材料に絶縁性フィラーを含有させた材料等が用いられる。
このような半導体パッケージ90Bにおいても、例えば、そのパッケージ基板91内に、上記第1〜第5の実施の形態で述べたような、比較的熱伝導率の高い部位96と、比較的熱伝導率の低い部位97とが設けられる。部位96の上方に、電極98aを介して端子99が設けられ、部位97の上方に、電極98bを介して端子100が設けられる。
尚、半導体パッケージ90A及び半導体パッケージ90Bのパッケージ基板91上には、同種又は異種の複数の半導体チップ92が搭載されてもよく、また、半導体チップ92のほか、チップコンデンサ等の他の電子部品が搭載されてもよい。
図28は半導体パッケージの別の構成例を示す図である。図28には、半導体パッケージの別例の要部断面を模式的に図示している。
図28に示す半導体パッケージ110は、樹脂層111と、樹脂層111に埋設された同種又は異種の複数(ここでは一例として2つ)の半導体チップ112と、樹脂層111上に設けられた配線層113(再配線層)とを有する。半導体パッケージ110は、擬似SoC(System on a Chip)等とも称される。
半導体チップ112は、その端子112aの配設面が露出するように樹脂層111に埋設される。配線層113は、Cu等の導体部113a(再配線及びビア)と、導体部113aを覆う樹脂材料等の絶縁部113bとを有する。
このような半導体パッケージ110において、例えば、その配線層113内に、上記第1〜第5の実施の形態で述べたような、比較的熱伝導率の高い部位114と、比較的熱伝導率の低い部位115とが設けられる。部位114の上方に、電極116aを介して端子117が設けられ、部位115の上方に、電極116bを介して端子118が設けられる。
尚、半導体パッケージ110の樹脂層111には、1つの半導体チップ112、或いは同種又は異種の3つ以上の半導体チップ112が埋設されてもよく、また、半導体チップ112のほか、チップコンデンサ等の他の電子部品が埋設されてもよい。
図29は回路基板の構成例を示す図である。図29には、回路基板の一例の要部断面を模式的に図示している。
図29には、回路基板120として、複数の配線層を含む多層プリント基板を例示している。回路基板120は、Cu等の導体部121a(配線及びビア)と、導体部121aを覆う樹脂材料等の絶縁部121bとを有する。
例えば、このような回路基板120内に、上記第1〜第5の実施の形態で述べたような、比較的熱伝導率の高い部位122と、比較的熱伝導率の低い部位123とが設けられる。部位122の上方に、電極124aを介して端子125が設けられ、部位123の上方に、電極124bを介して端子126が設けられる。
多層プリント基板のほか、コア基板の表裏面に配線パターン及び絶縁層を積層するビルドアップ基板でも、この回路基板120と同様に、上記第1〜第5の実施の形態で述べたような構成を採用することが可能である。
図26に示す半導体チップ80、図27及び図28に示す半導体パッケージ90A,90B,110、図29に示す回路基板120等を、上記第1〜第6の実施の形態で述べた電子部品1,1A,1B,1C,1D,50に採用することができる。
尚、電子部品1,1A,1B,1C,1Dと、接合相手の電子部品50との組合せとしては、半導体チップと回路基板との組合せ、半導体パッケージと回路基板との組合せがある。このほか、電子部品1,1A,1B,1C,1Dと、接合相手の電子部品50との組合せとしては、半導体チップと半導体パッケージとの組合せ、半導体チップ同士の組合せ、半導体パッケージ同士の組合せ、回路基板同士の組合せがある。
電子部品1,1A,1B,1C,1Dと、接合相手の電子部品50とは、互いに個片化後の電子部品同士の組合せのほか、個片化前の電子部品と個片化後の電子部品との組合せや、個片化前の電子部品同士の組合せであってもよい。
以上の説明では、端子20及び端子30として、半田22を含むもの及び半田32を含むもの、或いは半田22D及び半田32Dを例示した。端子20及び端子30には、加熱により溶融させることができ、それによって相手側端子と接合することができるものであれば、半田材料に限らず、各種導体材料を用いることができる。
以下に実施例を示す。
〔実施例1〕
半導体素子を形成した、ダイシングによる個片化前のウェハの、その半導体素子の回路面側に、ドライフィルム状の永久レジストを形成した。この永久レジストの、中空部を形成する領域には、開口部を形成し、その開口部内には、PMMAを形成した。次いで、再度、ドライフィルム状の永久レジストを形成した。この永久レジストには、下層のPMMAに通じる開口部を形成した。これらの永久レジストには、PMMA及びそれに通じる開口部のほか、ウェハ内の所定の導体部に電気的に接続される導体部(配線、ビア、電極等)を形成した。
次いで、スパッタ装置を用い、厚さ100nmのTi、厚さ500nmのCuを堆積し、シード層を形成した。更に、そのシード層上に、厚さ50μmのポジ型めっきレジストを形成し、露光及び現像を行って、端子(試験用端子及び接続用端子)を形成する領域に開口部を形成した。例えば、平面サイズが4mm×8mmの半導体素子に対し、端子形状を円柱、端子ピッチを50μm、端子数を960個として、端子を形成する所定の領域に、開口部を形成した。次いで、めっき液との濡れ性改善目的で酸素(O2)アッシング処理を行った後、Cuの電解めっきを、電流密度4A/dm2(ASD)、時間30分の条件で行い、めっきレジストの開口部内に、高さ30μmのCuピラーを形成した。更に、電解めっきにより、厚さ7μmのNiバリアを形成し、厚さ7μmのSn−Ag半田を形成した。その後、めっきレジストを除去し、めっきレジストの除去後に露出するシード層をエッチングにより除去した。このようにして、中実部の上方に、試験用基板との接続に用いる試験用端子を形成し、PMMAの上方に、他の電子部品との接続に用いる接続用端子を形成した。
次いで、メチルエチルケトンに浸漬し、接続用端子の下方に設けられているPMMAを溶解させ、中空部を形成した。
このような方法によって試験用端子及び接続用端子並びに中空部を形成した基板構造体を、その表面にフラックスを形成した後、ホットプレートを用いて裏面側(試験用端子及び接続用端子の側の反対の面側)から加熱した。ホットプレートの温度は240℃とした。この加熱により、中実部上方の試験用端子のSn−Ag半田は溶融するが、中空部上方の接続用端子のSn−Ag半田は溶融しないことを確認した。また、高さ測定の結果、試験用端子は、Sn−Ag半田が溶融した時の表面張力により、接続用端子に比べて、高さが4μm高くなっていることを確認した。
次に、加熱後の基板構造体を、半導体素子の動作試験を行うための試験用基板上に実装した。試験用基板への接続には、基板構造体の試験用端子を用いるが、試験用端子は接続用端子に比べて高さが高くなっているため、試験用基板の所定の電極に良好に接続された。試験用基板の、基板構造体の接続用端子に対応する位置には、電極は形成されず、試験用端子が接続される電極からの引き出し配線が形成されていたが、この引き出し配線への接続用端子の接触は認められなかった。試験用基板を用いた動作試験が適正に行われたことを確認した後、基板構造体を、再度裏面側から加熱し、試験用基板から取り外した。
取り外した基板構造体のウェハを所定の厚さに薄化した後、ダイシングを行い、個片化された半導体チップを得た。得られた半導体チップを、フリップチップボンダーを用い、半導体チップを実装する回路基板との位置合わせを行った。回路基板上又は半導体チップ上にはフラックスを形成し、接合温度はヘッド温度300℃、接合荷重はバンプ(接続端子)1個当たり5gとした。その後、窒素(N2)雰囲気中でリフローを行った。リフローは、ピークトップ温度が245℃で、220℃以上の時間が60秒になるように、温度プロファイルを調整した。このような方法により、回路基板上に実装された半導体チップを含む電子装置(半導体装置)を形成した。
形成した電子装置の動作試験を行った結果、100個のサンプル数に対して、歩留まりは100%であった。試験用基板を用いた動作試験後の基板構造体、それから得られる半導体チップを用いて、高性能及び高品質の電子装置が得られることを確認した。
〔実施例2〕
上記実施例1のPMMAを、フェノール系の発泡型の気泡含有樹脂に替え、同様に試験用端子及び接続用端子を形成し、接続用端子の下方に気泡含有樹脂を残した基板構造体を得た。
このような基板構造体の表面にフラックスを形成した後、試験用基板と位置合わせを行い、基板構造体の裏面側(試験用端子及び接続用端子の側の反対の面側)から加熱した。加熱温度は260℃とした。基板構造体の試験用端子は、そのSn−Ag半田が溶融され、試験用基板の所定の電極に接続された。試験用基板を用いた動作試験後、基板構造体を、再度裏面側から加熱し、試験用基板から取り外した。基板構造体の接続用端子を確認したところ、接続用端子のSn−Ag半田は溶融しておらず、Sn−Ag半田の合金化が進んでいないことを確認した。
取り外した基板構造体のウェハを所定の厚さに薄化した後、ダイシングを行って得られた半導体チップを、フリップチップボンダーを用い、回路基板と位置合わせを行った。回路基板上又は半導体チップ上にはフラックスを形成し、接合温度はヘッド温度300℃、接合荷重はバンプ(接続端子)1個当たり5gとした。その後、N2雰囲気中、ピークトップ温度が245℃で、220℃以上の時間が60秒になるように調整された温度プロファイルで、リフローを行った。このような方法により、回路基板上に実装された半導体チップを含む電子装置(半導体装置)を形成した。
形成した電子装置の動作試験を行った結果、100個のサンプル数に対して、歩留まりは100%であった。試験用基板を用いた動作試験後の基板構造体、それから得られる半導体チップを用いて、高性能及び高品質の電子装置が得られることを確認した。
以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1) 第1熱伝導率を有する第1部位と、前記第1熱伝導率よりも低い第2熱伝導率を有する第2部位とを備える基板と、
前記第1部位の上方に設けられ、第1導体材料が用いられた第1端子と、
前記第2部位の上方に設けられ、前記第1導体材料が用いられた第2端子と
を含むことを特徴とする電子部品。
(付記2) 前記第1部位は、前記基板の中実部であり、
前記第2部位は、前記基板内に設けられた中空部を含むことを特徴とする付記1に記載の電子部品。
(付記3) 前記第2部位は、平面視で、前記第2端子と同じか又は前記第2端子よりも大きな形状を有することを特徴とする付記1又は2に記載の電子部品。
(付記4) 前記基板は、前記第1部位及び前記第2部位の上方に設けられた電極を更に備え、
前記第1端子及び前記第2端子は、前記電極の上方に設けられ、前記電極を通じて電気的に接続されることを特徴とする付記1乃至3のいずれかに記載の電子部品。
(付記5) 前記第1端子の先端が、前記第2端子の先端よりも高い位置にあることを特徴とする付記1乃至4のいずれかに記載の電子部品。
(付記6) 基板に、第1熱伝導率を有する第1部位を形成する工程と、
前記基板に、前記第1熱伝導率よりも低い第2熱伝導率を有する第2部位を形成する工程と、
前記基板の、前記第1部位が形成される領域の上方に、第1導体材料を用いて第1端子を形成する工程と、
前記基板の、前記第2部位が形成される領域の上方に、前記第1導体材料を用いて第2端子を形成する工程と
を含むことを特徴とする電子部品の製造方法。
(付記7) 前記第2部位が形成される領域に、犠牲部を形成し、前記第2端子の形成後、前記犠牲部を除去し、前記第2部位を形成することを特徴とする付記6に記載の電子部品の製造方法。
(付記8) 前記第2部位として、中空部を含む材料を形成することを特徴とする付記6に記載の電子部品の製造方法。
(付記9) 第1熱伝導率を有する第1部位と、前記第1熱伝導率よりも低い第2熱伝導率を有する第2部位とを備える基板と、
前記第1部位の上方に設けられ、第1導体材料が用いられた第1端子と、
前記第2部位の上方に設けられ、前記第1導体材料が用いられた第2端子と
を含む第1電子部品の、前記第1端子及び前記第2端子の側を、第2電子部品の第3端子の側に対向させる工程と、
前記第2電子部品に対向させた前記第1電子部品の、前記第1端子及び前記第2端子の側とは反対の側から加熱を行い、前記第1端子を前記第2端子に対して選択的に溶融して前記第3端子と接合し、前記第1電子部品と前記第2電子部品とを電気的に接続する工程と、
前記第1電子部品と電気的に接続された前記第2電子部品を用いて、前記第1電子部品の試験を行う工程と
を含むことを特徴とする電子装置の製造方法。
(付記10) 前記第1電子部品と前記第2電子部品とを対向させる工程前に、前記第1電子部品の、前記第1端子及び前記第2端子の側とは反対の側から加熱を行い、前記第1端子を前記第2端子に対して選択的に溶融する工程を更に含むことを特徴とする付記9に記載の電子装置の製造方法。
(付記11) 前記第2端子に対して選択的に溶融した前記第1端子の先端が、前記第2端子の先端よりも高い位置にあることを特徴とする付記10に記載の電子装置の製造方法。
(付記12) 前記試験後に、前記第1端子と前記第3端子とを分離し、前記第1電子部品を前記第2電子部品から取り外す工程と、
前記第2電子部品から取り外した前記第1電子部品の、前記第1端子及び前記第2端子の側を、第3電子部品の第4端子の側に対向させる工程と、
前記第3電子部品に対向させた前記第1電子部品の加熱を行い、前記第2端子を溶融して前記第4端子と接合し、前記第1電子部品と前記第3電子部品とを電気的に接続する工程と
を含むことを特徴とする付記9乃至11のいずれかに記載の電子装置の製造方法。
(付記13) 第1熱伝導率を有する第1部位と、前記第1熱伝導率よりも低い第2熱伝導率を有する第2部位とを備える基板と、
前記第1部位の上方に設けられ、第1導体材料が用いられた第1端子と、
前記第2部位の上方に設けられ、前記第1導体材料が用いられた第2端子と
を含む第1電子部品と、
前記基板の、前記第1端子及び前記第2端子の側に設けられ、前記第1端子と接合された第3端子を含む第2電子部品と
を有し、
前記第2端子の先端と前記第2電子部品とは離れていることを特徴とする電子装置。
(付記14) 第1熱伝導率を有する第1部位と、前記第1熱伝導率よりも低い第2熱伝導率を有する第2部位とを備える基板と、
前記第1部位の上方に設けられ、第1導体材料が用いられた第1端子と、
前記第2部位の上方に設けられ、前記第1導体材料が用いられた第2端子と
を含む第1電子部品と、
前記基板の、前記第1端子及び前記第2端子の側に設けられ、前記第2端子と接合された第4端子を含む第3電子部品と
を有し、
前記第1端子の先端と前記第3電子部品とは離れていることを特徴とする電子装置。
1,1A,1B,1C,1D,50,200A,200B,300A,300B 電子部品
10,10A,10B,10C,210A,210B 基板
10a,10Aa,10Ba,40a,50a 表面
10b,10Ab,10Bb,40b 裏面
11,11a,11b,86a,86b,98a,98b,116a,116b,124a,124b,211A,211B 電極
12,13,84,85,96,97,114,115,122,123 部位
12A,12B 中実部
13A 中空部
13Aa 犠牲部
13B 間隙部
13Ba 間隙
20,30,42,44,53,87,88,99,100,112a,117,118,125,126,220A,220B,320A,320B,531 端子
21,31,221B 柱状電極
21a,31a ピラー電極
21b,31b バリア層
22,22D,32,32D,92a,222A,222B 半田
40,510,520,530 試験用基板
43 導体パターン
60,60A,60B,60D,400A,400B 電子装置
70 基本構造部
71,72 絶縁層
71a,74a,74b 開口部
73 シード層
74 レジスト
511 プローブピン
521 マイクロプローブ
80,92,112 半導体チップ
81 半導体基板
81a 素子分離領域
82,113 配線層
82a,91a,113a,121a 導体部
82b,91b,113b,121b 絶縁部
83 MOSトランジスタ
83a ゲート絶縁膜
83b ゲート電極
83c ソース領域
83d ドレイン領域
83e スペーサ
90A,90B,110 半導体パッケージ
91 パッケージ基板
93 封止層
94 ダイアタッチ材
95 ワイヤ
101 アンダーフィル材
111 樹脂層
120 回路基板

Claims (9)

  1. 第1熱伝導率を有する第1部位と、前記第1熱伝導率よりも低い第2熱伝導率を有する第2部位とを備え、内部に導体部又は電子素子が設けられた基板と、
    前記基板の、前記第1部位の上方に設けられ、前記基板の内部に設けられた導体部又は電子素子と電気的に接続され、他の電子部品との接合時の加熱により溶融する第1導体材料が用いられた第1端子と、
    前記基板の、前記第2部位の上方に設けられ、前記基板の内部に設けられた導体部又は電子素子と電気的に接続され、前記第1導体材料が用いられた第2端子と
    を含むことを特徴とする電子部品。
  2. 前記第1部位は、前記基板の中実部であり、
    前記第2部位は、前記基板内に設けられた中空部を含むことを特徴とする請求項1に記載の電子部品。
  3. 前記第2部位は、平面視で、前記第2端子と同じか又は前記第2端子よりも大きな形状を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の電子部品。
  4. 前記基板は、前記第1部位及び前記第2部位の上方に設けられた電極を更に備え、
    前記第1端子及び前記第2端子は、前記電極の上方に設けられ、前記電極を通じて電気的に接続されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電子部品。
  5. 前記第1端子の先端が、前記第2端子の先端よりも高い位置にあることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電子部品。
  6. 第1熱伝導率を有する第1部位と、前記第1熱伝導率よりも低い第2熱伝導率を有する第2部位とを備える基板と、
    前記第1部位の上方に設けられ、第1導体材料が用いられた第1端子と、
    前記第2部位の上方に設けられ、前記第1導体材料が用いられた第2端子と
    を含む第1電子部品の、前記第1端子及び前記第2端子の側を、第2電子部品の第3端子の側に対向させる工程と、
    前記第2電子部品に対向させた前記第1電子部品の、前記第1端子及び前記第2端子の側とは反対の側から加熱を行い、前記第1端子を前記第2端子に対して選択的に溶融して前記第3端子と接合し、前記第1電子部品と前記第2電子部品とを電気的に接続する工程と、
    前記第1電子部品と電気的に接続された前記第2電子部品を用いて、前記第1電子部品の試験を行う工程と
    を含むことを特徴とする電子装置の製造方法。
  7. 前記第1電子部品と前記第2電子部品とを対向させる工程前に、前記第1電子部品の、前記第1端子及び前記第2端子の側とは反対の側から加熱を行い、前記第1端子を前記第2端子に対して選択的に溶融する工程を更に含むことを特徴とする請求項6に記載の電子装置の製造方法。
  8. 前記第2端子に対して選択的に溶融した前記第1端子の先端が、前記第2端子の先端よりも高い位置にあることを特徴とする請求項7に記載の電子装置の製造方法。
  9. 前記試験後に、前記第1端子と前記第3端子とを分離し、前記第1電子部品を前記第2電子部品から取り外す工程と、
    前記第2電子部品から取り外した前記第1電子部品の、前記第1端子及び前記第2端子の側を、第3電子部品の第4端子の側に対向させる工程と、
    前記第3電子部品に対向させた前記第1電子部品の加熱を行い、前記第2端子を溶融して前記第4端子と接合し、前記第1電子部品と前記第3電子部品とを電気的に接続する工程と
    を含むことを特徴とする請求項6乃至8のいずれかに記載の電子装置の製造方法。
JP2015199033A 2015-10-07 2015-10-07 電子部品及び電子装置の製造方法 Expired - Fee Related JP6610144B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015199033A JP6610144B2 (ja) 2015-10-07 2015-10-07 電子部品及び電子装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015199033A JP6610144B2 (ja) 2015-10-07 2015-10-07 電子部品及び電子装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017073453A JP2017073453A (ja) 2017-04-13
JP6610144B2 true JP6610144B2 (ja) 2019-11-27

Family

ID=58538344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015199033A Expired - Fee Related JP6610144B2 (ja) 2015-10-07 2015-10-07 電子部品及び電子装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6610144B2 (ja)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3285294B2 (ja) * 1995-08-08 2002-05-27 太陽誘電株式会社 回路モジュールの製造方法
JP3050172B2 (ja) * 1997-06-27 2000-06-12 日本電気株式会社 フリップチップicの検査方法及び検査用基板
JP5434306B2 (ja) * 2008-10-31 2014-03-05 日本電気株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
DE112014001274T5 (de) * 2013-03-13 2015-12-17 Ps4 Luxco S.A.R.L. Halbleitervorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017073453A (ja) 2017-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6263573B2 (ja) 積層電子デバイスとその製造方法
US11495556B2 (en) Semiconductor structure having counductive bump with tapered portions and method of manufacturing the same
US8536714B2 (en) Interposer, its manufacturing method, and semiconductor device
KR100520660B1 (ko) 반도체 웨이퍼와 반도체장치 및 그 제조방법
JP4199588B2 (ja) 配線回路基板の製造方法、及び、この配線回路基板を用いた半導体集積回路装置の製造方法
US8703539B2 (en) Multiple die packaging interposer structure and method
US8242383B2 (en) Packaging substrate with embedded semiconductor component and method for fabricating the same
JP2005209689A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2007317979A (ja) 半導体装置の製造方法
TWI493672B (zh) 半導體裝置、電子裝置及半導體裝置之製造方法
JP2017152646A (ja) 電子部品、電子装置及び電子機器
JPWO2012137714A1 (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
US20120313238A1 (en) Semiconductor chip package assembly and method for making same
JP2009194113A (ja) 集積半導体装置
JP2011155149A (ja) 配線基板及びその製造方法並びに半導体パッケージ
JPH07201864A (ja) 突起電極形成方法
JP2013197263A (ja) 半導体装置の製造方法
JP6610144B2 (ja) 電子部品及び電子装置の製造方法
KR101758999B1 (ko) 반도체 디바이스 및 그 제조 방법
JP6252360B2 (ja) 配線基板の製造方法
JP6210533B2 (ja) プリント基板およびその製造方法
JP2018088505A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2021197431A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2021022604A (ja) 電子装置、および電子装置の製造方法
KR100771675B1 (ko) 패키지용 인쇄회로기판 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180608

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190322

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190326

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190426

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20190426

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20190426

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191001

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191014

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6610144

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees