JPH08107261A - Mutual connecting structure and method of electric circuit device - Google Patents

Mutual connecting structure and method of electric circuit device

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JPH08107261A
JPH08107261A JP23913794A JP23913794A JPH08107261A JP H08107261 A JPH08107261 A JP H08107261A JP 23913794 A JP23913794 A JP 23913794A JP 23913794 A JP23913794 A JP 23913794A JP H08107261 A JPH08107261 A JP H08107261A
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JP
Japan
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solder
electric circuit
circuit devices
receiving portion
metal bump
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Application number
JP23913794A
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Japanese (ja)
Inventor
Sumio Nakano
澄夫 中野
Hideaki Itakura
秀明 板倉
Akiyoshi Kosakata
明義 小阪田
Takuji Ito
拓二 伊東
Yasuo Nakatsuka
康雄 中塚
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.)
Nippon Steel Corp
Nippon Steel and Sumikin Electronics Devices Inc
Original Assignee
Sumitomo Metal Ceramics Inc
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3431Leadless components

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  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a high reliable connecting structure despite high density capable of improving high evenness in the intervals between a package and a board by using metallic bumps comprising a brazing material junctioned with metallic balls on the concave receptacles formed on the surface of a package substrate. CONSTITUTION: Within the mutual connecting structure of electric circuit device connecting metallic bumps 21 of a ceramic package 1 and electrode terminals 28 of a package board 2, receptacles in sectionally concave shape are formed on the surface of the ceramic package 1 while the ball shaped metallic bumps 21 are junctioned with the electrode pads on the bottom part of the receptacles. Furthermore, a filmy electrode terminals 28 having wettability to solder 31 are formed on the surface of the packaging board 2 so that the metallic bumps 21 may be junctioned with the electrode terminals 28 using the solder 31.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電気回路装置相互の接続
構造および接続方法に関し、より詳細には、半導体パッ
ケージに備えられたボールグリッドアレイ構造の電極端
子と半導体パッケージ実装用ボードの電極端子とを接続
する電気回路装置相互の接続構造および接続方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a connecting structure and a connecting method for electric circuit devices, and more particularly to an electrode terminal of a ball grid array structure provided in a semiconductor package and an electrode terminal of a semiconductor package mounting board. The present invention relates to a connection structure and a connection method for mutually connecting electric circuit devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSI等の集積回路の高密度化にともな
い、入出力端子も高密度化の傾向にある。それととも
に、高密度の入出力端子を備えた半導体装置収納用パッ
ケージが要求されるようになってきた。その要求に応え
るために、従来のピングリッドアレイに代わり、ボール
形状の接続端子を備えたボールグリッドアレイ(BG
A)構造のパッケージが採用され始めている。
2. Description of the Related Art With the increase in the density of integrated circuits such as LSI, the density of input / output terminals tends to increase. Along with this, there has been a demand for a semiconductor device housing package having high-density input / output terminals. In order to meet the demand, instead of the conventional pin grid array, a ball grid array (BG having a ball-shaped connection terminal is provided.
A) Structure packages are beginning to be adopted.

【0003】BGA構造の出力端子を備えたパッケージ
と、パッケージ実装用ボードの接続端子間の相互接続構
造の1例が、特表平5−508736号公報および米国
特許第5,147,084号公報に開示されている。こ
の接続方法および接続構造は図8に示したように、ま
ず、低融点半田83で接合された高融点半田ボール84
を備えた部品(パッケージ)81と、ボンディングパッ
ド85上に低融点半田86を備えたボード82を用意す
る。次に高融点半田ボール84をボード82上の低融点
半田86に接触させた後、低融点半田86が溶融する温
度に加熱して相互接続構造(図9)を得ている。なお、
図9に示した相互接続構造には、エポキシ樹脂等で構成
された絶縁層97が設けられている。この絶縁層97
は、相互接合時に低融点半田83が隣接するバンプに流
れてショートすることを防止するとともに、半田ボール
84を低融点半田83に固定する役割を果している。
An example of an interconnection structure between a package having an output terminal having a BGA structure and a connection terminal of a package mounting board is disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-508736 and US Pat. No. 5,147,084. Is disclosed in. As shown in FIG. 8, the connection method and the connection structure are as follows. First, the high melting point solder ball 84 joined with the low melting point solder 83.
A component (package) 81 provided with and a board 82 provided with the low melting point solder 86 on the bonding pad 85 are prepared. Next, the high melting point solder balls 84 are brought into contact with the low melting point solder 86 on the board 82 and then heated to a temperature at which the low melting point solder 86 melts to obtain an interconnection structure (FIG. 9). In addition,
The interconnect structure shown in FIG. 9 is provided with an insulating layer 97 made of epoxy resin or the like. This insulation layer 97
Prevents the low melting point solder 83 from flowing to adjacent bumps and short-circuits during mutual bonding, and also serves to fix the solder balls 84 to the low melting point solder 83.

【0004】また、特開昭61−203648号公報に
は、絶縁部材に凹部を設け、該凹部の側壁を半田ダムと
して利用し、前記凹部に前記凹部内から突出した半田バ
ンプを設ける手段が開示されている。これによって、半
田バンプの高さが高い場合でも、半田リフロー時に電極
端子間のショートが生じるのを防止できるとしている。
また、チップと基板の熱膨張率の相違に起因する基板の
割れを防止するために、半田ダムと半田バンプ間に隙間
を設け、熱膨張差による半田バンプの変形を隙間で吸収
する手段が示されている。
Further, Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-203648 discloses a means for providing a recess in an insulating member, using a sidewall of the recess as a solder dam, and providing a solder bump protruding from the recess in the recess. Has been done. As a result, even if the height of the solder bump is high, it is possible to prevent a short circuit between the electrode terminals during solder reflow.
Also, in order to prevent the substrate from cracking due to the difference in the thermal expansion coefficient between the chip and the substrate, a means is provided in which a gap is provided between the solder dam and the solder bump and the deformation of the solder bump due to the difference in thermal expansion is absorbed by the gap. Has been done.

【0005】実開平5−72177号公報には、図10
に示したように、多層基板100の最外層101に貫通
孔102を設け、貫通孔102内の電極パッド103の
上にCu等の導体ボール104を配置し、半田105に
より導体ボール104を固着して半田バンプ(金属バン
プ)を形成する手段が開示されている。
In Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-72177, FIG.
As shown in FIG. 3, a through hole 102 is provided in the outermost layer 101 of the multilayer substrate 100, a conductor ball 104 such as Cu is arranged on the electrode pad 103 in the through hole 102, and the conductor ball 104 is fixed by the solder 105. There is disclosed a means for forming a solder bump (metal bump).

【0006】米国特許5,154,341号公報では、
砂時計状の相互接続構造を得ることにより、接続部の耐
熱疲労性を向上させている。砂時計状の接続構造は、次
の手段で形成される。図11(a)に示したように、ま
ず、ボード111の端子113に低融点の半田マイクロ
ボール114をフラックスで固定する。次に高融点の半
田スペーサー115を備えたコンポーネント112を、
スペーサー115の先端がパッド113に接するように
重ねあわせた後、半田マイクロボール114は溶融する
が半田スペーサー115は溶融しない温度に加熱する。
溶融した半田マイクロボ−ル114はスペーサー115
の表面に濡れ拡がり、図11(b)に示したように低融
点半田被覆層116を備えた砂時計状の相互接続構造が
形成される。
In US Pat. No. 5,154,341,
By obtaining an hourglass-shaped interconnection structure, the thermal fatigue resistance of the connection is improved. The hourglass-shaped connection structure is formed by the following means. As shown in FIG. 11A, first, the solder microballs 114 with a low melting point are fixed to the terminals 113 of the board 111 with flux. Next, the component 112 having the high melting point solder spacer 115 is
After the spacers 115 are superposed so that the tips thereof contact the pads 113, the solder microballs 114 are heated, but the solder spacers 115 are heated to a temperature at which they are not melted.
The melted solder microballs 114 are spacers 115.
11 (b), an hourglass-shaped interconnection structure having a low melting point solder coating layer 116 is formed as shown in FIG. 11 (b).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】特表平5−50873
6号公報の場合には、パッケージ81側の半田バンプ
は、低融点の半田ペーストを高融点の半田ボール84に
塗布してパッドに付着させた後、低融点の半田が溶融
し、高融点の半田ボ−ル84が溶融しない温度に加熱す
ることによって形成している。したがって、半田バンプ
に高さのばらつきが生じ易い。また相互接続の際には、
ボード82側の低融点半田86に前記半田バンプを接触
させており、ボンディングパッド85と低融点半田86
にも高さのばらつきがあるため、前記半田バンプと低融
点半田86とを重ね合わせた場合、接触が不十分な端子
が生じ易い。またボード82とパッケージ81との間隔
の均一性も必ずしも満足できるものではない。
[Problems to be Solved by the Invention] Japanese Patent Publication No. 5-50873
In the case of JP No. 6, the solder bumps on the package 81 side are coated with a low melting point solder paste on the high melting point solder balls 84 and adhered to the pads, and then the low melting point solder is melted to form a high melting point solder. It is formed by heating to a temperature at which the solder ball 84 does not melt. Therefore, the solder bumps are likely to have height variations. When connecting to each other,
The solder bumps are in contact with the low melting point solder 86 on the board 82 side, and the bonding pad 85 and the low melting point solder 86 are contacted.
Since the heights of the solder bumps and the low melting point solder 86 are superposed on each other, terminals with insufficient contact are likely to occur. Further, the uniformity of the space between the board 82 and the package 81 is not always satisfactory.

【0008】特開昭61−203648号公報に開示さ
れた半田バンプは、半田ダムの中に半田ボールを配置
し、半田ボールをリフローさせることにより形成されて
いる。半田ダンプの高さ及び形状は、半田リフロー時の
表面張力、ハンダ量、ダムの状態等の影響を受けるの
で、ばらつきが生じ易い。
The solder bump disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-203648 is formed by placing a solder ball in a solder dam and reflowing the solder ball. Since the height and shape of the solder dump are influenced by the surface tension during solder reflow, the amount of solder, the state of the dam, etc., variations easily occur.

【0009】実開平5−72177号公報に開示された
バンプは、多層基板100の最外層101に形成された
貫通孔102に導体ボール104が半田105で固定さ
れているが、貫通孔102の形状と導体ボール104の
形状との関係が特定されていないため、導体ボ−ル10
4の位置精度に問題がある。また多層基板100とボー
ドとの接続方法については考慮されていない。
In the bump disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-72177, the conductor ball 104 is fixed to the through hole 102 formed in the outermost layer 101 of the multilayer substrate 100 with the solder 105. Since the relationship between the shape and the shape of the conductor ball 104 is not specified, the conductor ball 10
There is a problem with the position accuracy of 4. Further, no consideration is given to the method of connecting the multilayer substrate 100 and the board.

【0010】米国特許5,154,341号公報に開示
された相互接続構造は、高融点の半田スペーサー115
と低融点の半田被覆層116とからなる。該相互接続構
造の形成方法から判断し、コンポーネント112とボー
ド111との間の電気的接続の信頼性は比較的良好で、
断線は少ないと判断される。しかし、半田スペーサー
(バンプ)115はW(タングステン)等のパッドの上
に半田ボールを載置し、溶融させて形成するので、半田
スペ−サ−(バンプ)115の高さおよび位置精度を向
上させ難いという課題があった。また低融点の半田マイ
クロボ−ル114は溶融するが、高融点の半田スペ−サ
115は溶融しないような狭い温度範囲で相互接続を行
わなければならないため、接続時の温度コントロールが
難しい等の課題があった。
The interconnect structure disclosed in US Pat. No. 5,154,341 has a high melting point solder spacer 115.
And a low melting point solder coating layer 116. Judging from the method of forming the interconnection structure, the reliability of the electrical connection between the component 112 and the board 111 is relatively good,
It is judged that there are few disconnections. However, since the solder spacer (bump) 115 is formed by placing a solder ball on a pad such as W (tungsten) and melting it, the height and position accuracy of the solder spacer (bump) 115 are improved. There was a problem that it was difficult to do. Further, the solder microballs 114 having a low melting point are melted, but the solder spacers 115 having a high melting point must be interconnected within a narrow temperature range so that it is difficult to control the temperature at the time of connection. was there.

【0011】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、半導体パッケージとパッケージ実装用ボード
との間の相互接続に関し、高密度でありながら断線がな
いために信頼性が高く、かつパッケージとボードとの間
隔の均一性を高めることができる電気回路装置相互の接
続構造及び接続方法を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and relates to the interconnection between a semiconductor package and a package mounting board, which is highly reliable because of high density and no disconnection. It is an object of the present invention to provide a connecting structure and a connecting method for mutually connecting electric circuit devices capable of improving the uniformity of the distance between the board and the board.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る電気回路装置相互の接続構造は、セラミ
ックパッケージの金属バンプと実装用ボードの電極端子
とを接続する電気回路装置相互の接続構造において、前
記セラミックパッケージの基板の表面に断面視凹形状の
受け部が形成され、該受け部底部に形成された電極パッ
ドにボ−ル形状の金属バンプがろう材で接合され、前記
実装用ボードの表面には半田と濡れ性のある膜状の電極
端子が形成され、これら金属バンプと電極端子とが半田
によって接合されていることを特徴としている(1)。
In order to achieve the above-mentioned object, an electric circuit device mutual connection structure according to the present invention has a structure in which a metal bump of a ceramic package and an electrode terminal of a mounting board are connected to each other. In the connection structure, a receiving portion having a concave sectional view is formed on the surface of the substrate of the ceramic package, and a ball-shaped metal bump is joined to the electrode pad formed at the bottom of the receiving portion with a brazing material. The board is characterized in that film-like electrode terminals having wettability with solder are formed on the surface of the board, and the metal bumps and the electrode terminals are joined by solder (1).

【0013】また本発明に係る電気回路装置相互の接続
構造は、上記電気回路装置相互の接続構造(1)におい
て、前記金属バンプの直径に対し、前記受け部の開口径
が80〜120%、深さが15〜35%であることを特
徴としている(2)。
According to the connection structure of electric circuit devices of the present invention, in the connection structure (1) of electric circuit devices, the opening diameter of the receiving portion is 80 to 120% of the diameter of the metal bump. It is characterized by a depth of 15 to 35% (2).

【0014】また本発明に係る電気回路装置相互の接続
構造は、上記電気回路装置相互の接続構造(1)または
(2)において、前記金属バンプがNiメッキ層で被覆
され、さらにAuメッキ層で被覆されたものであること
を特徴としている(3)。
The connection structure for electric circuit devices according to the present invention is the same as the connection structure for electric circuit devices (1) or (2), wherein the metal bumps are covered with a Ni plating layer and further with an Au plating layer. It is characterized by being coated (3).

【0015】また本発明に係る電気回路装置相互の接続
構造は、上記電気回路装置相互の接続構造(1)または
(2)において、前記受け部の側壁部と前記ろう材との
間にギャップが形成されていることを特徴としている
(4)。
Further, in the connection structure for mutual electric circuit devices according to the present invention, in the connection structure (1) or (2) for mutual electric circuit devices, a gap is provided between the side wall part of the receiving part and the brazing material. It is characterized by being formed (4).

【0016】本発明に係る電気回路装置相互の接続方法
は、セラミックパッケージの金属バンプと実装用ボード
の電極端子とを接続する電気回路装置相互の接続方法に
おいて、基板表面に断面視凹形状の受け部が形成され、
該受け部底部に配置された電極パッドに金属バンプがろ
う材で接合された前記セラミックパッケ−ジを用い、前
記実装用ボ−ドの表面に形成された半田と濡れ性のある
膜状の電極端子上に半田ボ−ルまたは半田ペ−ストを配
置し、前記金属バンプの頂部が前記膜状の電極端子に接
触するように重ね合わせた後、前記半田ボ−ルまたは半
田ペ−ストが溶融する温度に加熱して接続することを特
徴としている(5)。
A method of connecting electric circuit devices to each other according to the present invention is a method of connecting electric circuit devices to each other in which metal bumps of a ceramic package and electrode terminals of a mounting board are connected to each other. Part is formed,
A film electrode having wettability with the solder formed on the surface of the mounting board using the ceramic package in which metal bumps are joined to the electrode pad arranged at the bottom of the receiving portion with a brazing material. After arranging a solder ball or solder paste on the terminals and stacking them so that the tops of the metal bumps come into contact with the film-like electrode terminals, the solder ball or solder paste is melted. It is characterized in that it is heated to a certain temperature and connected (5).

【0017】また本発明に係る電気回路装置相互の接続
方法は、上記電気回路装置相互の接続方法(5)におい
て、前記断面視凹形状の受け部を前記金属バンプの直径
に対し、開口径が80〜120%、深さが15〜35%
の形状に設定することを特徴としている(6)。
According to the method for connecting electric circuit devices to each other according to the present invention, in the connecting method (5) for electric circuit devices, the receiving portion having a concave shape in cross section has an opening diameter with respect to a diameter of the metal bump. 80-120%, depth 15-35%
The feature is that the shape is set to (6).

【0018】また本発明に係る電気回路装置相互の接続
方法は、上記電気回路装置相互の接続方法(5)または
(6)において、前記金属バンプとして表面がNiメッ
キ層で被覆され、さらにAuメッキ層で被覆された金属
バンプを用いることを特徴としている(7)。
According to the method for connecting electric circuit devices to each other according to the present invention, in the method (5) or (6) for connecting electric circuit devices to each other, the surface of the metal bump is covered with a Ni plating layer, and further the Au plating is applied. It is characterized by using metal bumps covered with layers (7).

【0019】また本発明に係る電気回路装置相互の接続
方法は、上記電気回路装置相互の接続方法(5)または
(6)において、前記受け部の側壁部と前記ろう材との
間に隙間を形成した状態で前記金属バンプと前記膜状の
電極端子とを接続することを特徴としている(8)。
Further, the method for connecting electric circuit devices to each other according to the present invention is the same as the method (5) or (6) for connecting electric circuit devices, wherein a gap is provided between the side wall of the receiving portion and the brazing material. The metal bump and the film-like electrode terminal are connected in the formed state (8).

【0020】[0020]

【作用】上記構成に係る電気回路装置相互の接続構造に
あっては、セラミックパッケ−ジ基板の表面に断面視凹
形状の受け部が形成され、該受け部底部には電極パッド
が形成され、該電極パッドに電極端子としてのボ−ル形
状の金属バンプが接続されている。前記受け部の形状と
前記金属バンプの形状とは、前記金属バンプが前記受け
部の所定位置に接合されるように設定されている。この
ため、前記金属バンプの位置精度および前記金属バンプ
と前記電極パッドとの接合状態が極めてよく、バンプと
しての高さ精度(コプラナリティ)もよい。前記受け部
の形状は前記金属バンプの直径に対して開口径は80〜
120%、深さは15〜30%、好ましくはそれぞれ9
0〜110%、20〜30%が適当である。
In the structure for connecting the electric circuit devices to each other according to the above structure, the ceramic package substrate is provided with the receiving portion having a concave sectional view, and the receiving portion bottom is provided with the electrode pad. A ball-shaped metal bump as an electrode terminal is connected to the electrode pad. The shape of the receiving portion and the shape of the metal bump are set so that the metal bump is bonded to a predetermined position of the receiving portion. Therefore, the positional accuracy of the metal bumps and the bonding state of the metal bumps and the electrode pads are extremely good, and the height accuracy (coplanarity) of the bumps is also good. The shape of the receiving portion has an opening diameter of 80 to the diameter of the metal bump.
120%, depth 15-30%, preferably 9 each
0 to 110% and 20 to 30% are suitable.

【0021】また上記構成に係る電気回路装置相互の接
続構造にあっては、前記受け部の底部に設けられたW等
の電極パッドに対して、直径のばらつきの少ないボ−ル
形状の金属バンプがAg(銀)ろう等のろう材で接合さ
れ、かつ前記実装用ボードの接続端子であるWメタライ
ズ層等の電極パッドに前記金属バンプの頂部が接するよ
うに重ね合わされた状態で半田により接合されている。
したがって相互接続の電気的信頼性が高く、前記セラミ
ックパッケージと前記実装用ボードとの間隔の均一性が
優れている。
Further, in the structure for connecting the electric circuit devices to each other according to the above-mentioned structure, the ball-shaped metal bumps having a small diameter variation with respect to the electrode pads such as W provided on the bottom of the receiving portion. Are joined with a brazing material such as Ag (silver) braze, and are joined with solder in a state of being superposed so that the tops of the metal bumps are in contact with electrode pads such as a W metallization layer which is a connection terminal of the mounting board. ing.
Therefore, the electrical reliability of the interconnection is high, and the uniformity of the distance between the ceramic package and the mounting board is excellent.

【0022】上記構成に係る電気回路装置相互の接続構
造を得る方法は、次の工程によっている。前記セラミッ
クパッケ−ジ側の電極端子である金属バンプの頂部が前
記実装用ボードの電極端子に接するよう、前記実装用ボ
ードに対して前記セラミックパッケージを重ね合わせ
る。その状態で半田が溶融して前記金属バンプに濡れ拡
がる温度に加熱する。この接続方法によれば、仮に前記
金属バンプの先端部と前記実装用ボードの電極端子とが
接触しない接続部分が存在しても、溶融した半田がその
間隙を埋めるように濡れ拡がる。そのため、相互接続さ
れない接続部(断線)が生じることはない。また、前記
セラミックパッケージと前記実装用ボードとの間隔は、
前記金属バンプの高さに依存するので、間隔の均一な接
続構造を得ることができる。そのため、電気回路装置が
加熱・冷却を受けた際、ある特定の相互接続端子に熱応
力が集中することがないので、熱応力による基板の破壊
が起こりにくい。
The method of obtaining the connection structure for the electric circuit devices having the above-mentioned configuration is based on the following steps. The ceramic package is superposed on the mounting board so that the tops of the metal bumps, which are the electrode terminals on the side of the ceramic package, are in contact with the electrode terminals of the mounting board. In this state, the solder is heated to a temperature at which it melts and wets and spreads on the metal bumps. According to this connection method, even if there is a connection portion where the tip portion of the metal bump and the electrode terminal of the mounting board do not contact, the molten solder spreads so as to fill the gap. Therefore, a connection portion (disconnection) which is not mutually connected does not occur. The distance between the ceramic package and the mounting board is
Since the height depends on the height of the metal bumps, it is possible to obtain a connection structure with uniform intervals. Therefore, when the electric circuit device is heated / cooled, thermal stress does not concentrate on a specific interconnect terminal, so that the substrate is less likely to be damaged by the thermal stress.

【0023】上記したように前記断面視凹形状の受け部
の形状は、ボ−ル形状の金属バンプの直径に対し、開口
径は80〜120%、深さは15〜35%、好ましくは
それぞれ90〜110%、20〜30%が適当である。
その理由は下記の通りである。
As described above, the shape of the concave receiving portion in cross section is 80 to 120% in opening diameter and 15 to 35% in depth, preferably 15 to 35%, with respect to the diameter of the ball-shaped metal bump. 90 to 110% and 20 to 30% are suitable.
The reason is as follows.

【0024】受け部が深すぎると金属バンプの突起高さ
が低くなり、バンプとしての役割を果さなくなる。一
方、受け部が浅すぎると接合時に金属バンプを受け部に
配置し難い。また受け部の直径が大きすぎると金属バン
プの位置精度が悪くなり、受け部の直径が小さすぎると
凹部に金属バンプが入り難く、接合が困難となる。
If the receiving portion is too deep, the height of the projection of the metal bump becomes low, and the metal bump cannot serve as a bump. On the other hand, if the receiving portion is too shallow, it is difficult to dispose the metal bump on the receiving portion during bonding. Further, if the diameter of the receiving portion is too large, the positional accuracy of the metal bumps deteriorates, and if the diameter of the receiving portion is too small, it is difficult for the metal bumps to enter the recesses, which makes bonding difficult.

【0025】またBGAパッケージの接続端子のピッチ
は通常0.4〜2.0mmの範囲にある。金属バンプに
用いられる金属ボールの直径は接続端子としての機能を
満足する大きさとして接続端子のピッチの50〜75%
に設定される。したがってバンプとしての金属ボールの
直径は0.2〜1.5mm程度となる。
The pitch of the connection terminals of the BGA package is usually in the range of 0.4 to 2.0 mm. The diameter of the metal balls used for the metal bumps is 50 to 75% of the pitch of the connection terminals as a size satisfying the function as the connection terminals.
Is set to Therefore, the diameter of the metal ball as a bump is about 0.2 to 1.5 mm.

【0026】[0026]

【実施例】以下、本発明に係る電気回路装置相互の接続
構造及び接続方法の実施例を図面に基づいて説明する。
なお、従来例と同一機能を有する構成部品には同一の符
号を付すこととする。 (実施例1)本発明の実施例1を図1〜図3を用いて説
明する。図1はセラミックパッケージをセラミックボー
ドに実装した状態を概略的に示した縦断面図であり、図
2および図3は接続部を示した部分拡大断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a connecting structure and a connecting method for electric circuit devices according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
Note that components having the same functions as those of the conventional example are denoted by the same reference numerals. (Embodiment 1) Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a vertical sectional view schematically showing a state in which a ceramic package is mounted on a ceramic board, and FIGS. 2 and 3 are partially enlarged sectional views showing a connecting portion.

【0027】図1においてセラミックパッケージ1とセ
ラミックボード2とは相互接続構造3により接続されて
いる。4はアルミナからなる積層構造の基板であり、内
部に導体回路を備えている。半導体装置5とセラミック
パッケージ1の入力側接続端子との間はボンディングワ
イヤ6により電気的に接続されている。図2には相互接
続前のセラミックパッケージ1とセラミックボード2の
接続部の断面構造が拡大して示されている。基板4の表
面には断面視凹形状の受け部22が形成され、受け部2
2の底面には下層にWメタライズ層、上層にNiメッキ
層からなる電極パッド(以下、パッドと記す)23が配
置されており、パッド23に対してCuボール24がA
gろう25により接合され接続端子(以下、金属バンプ
と記す)21が形成されている。パッド23はスルーホ
ール26を介してセラミックパッケージ1の内部回路と
電気的に接続されている。またCuボール24の表面に
はNiめっきおよびその上にAuメッキが施されてい
る。なお、Auメッキの厚さは、1μm〜3μmが好ま
しい。薄過ぎる場合は、接合時に半田と反応してAuメ
ッキの効果がなくなることがあり、厚過ぎると強度的な
問題が生じることがある。
In FIG. 1, the ceramic package 1 and the ceramic board 2 are connected by an interconnection structure 3. Reference numeral 4 denotes a laminated substrate made of alumina, which has a conductor circuit inside. The semiconductor device 5 and the input side connection terminal of the ceramic package 1 are electrically connected by a bonding wire 6. FIG. 2 shows an enlarged sectional structure of a connecting portion between the ceramic package 1 and the ceramic board 2 before interconnection. A receiving portion 22 having a concave cross-sectional view is formed on the surface of the substrate 4, and the receiving portion 2
An electrode pad (hereinafter, referred to as a pad) 23 including a W metallization layer as a lower layer and a Ni plating layer as an upper layer is disposed on the bottom surface of 2, and the Cu ball 24 corresponds to the pad 23.
A connection terminal (hereinafter, referred to as a metal bump) 21 is formed by being joined by g solder 25. The pad 23 is electrically connected to the internal circuit of the ceramic package 1 through the through hole 26. The surface of the Cu ball 24 is Ni-plated and Au-plated thereon. The thickness of Au plating is preferably 1 μm to 3 μm. If it is too thin, it may react with solder at the time of joining to lose the effect of Au plating, and if it is too thick, problems with strength may occur.

【0028】セラミックボード2はアルミナ基板で形成
されており、その表面にはセラミックパッケージ1の金
属バンプ21に対向する位置にWメタライズとその表面
にNiメッキが施された膜状の電極端子28が配置され
ている。
The ceramic board 2 is formed of an alumina substrate, and on the surface thereof, a W-metallized film and a film-like electrode terminal 28 plated with Ni on the surface thereof are formed at positions facing the metal bumps 21 of the ceramic package 1. It is arranged.

【0029】ここでCuボール24の直径は0.55m
m、Cuボール24表面のメッキ層の厚さはNiメッキ
が約5μm、Auメッキが約1.5μmである。また受
け部22の形状は開口径が0.5mm、深さが0.12
5mmであり、開口部中心間の間隔(金属バンプ21の
ピッチ間隔)は1.0mmである。また金属バンプ21
の材質として実施例1ではCuを用いているが、その他
Cu−Ag合金、コバール、42アロイ等、Pb−Sn
系半田に比べて融点が高く、Agろう等のろう付けの際
に溶融しない金属であればよい。
Here, the diameter of the Cu ball 24 is 0.55 m.
The thickness of the plating layer on the surface of the Cu ball 24 is about 5 μm for Ni plating and about 1.5 μm for Au plating. The shape of the receiving portion 22 has an opening diameter of 0.5 mm and a depth of 0.12.
The distance between the centers of the openings (the pitch distance between the metal bumps 21) is 1.0 mm. In addition, the metal bump 21
Although Cu is used as the material of Example 1 in other materials, other materials such as Cu-Ag alloy, Kovar, 42 alloy, and Pb-Sn are used.
Any metal that has a higher melting point than system solder and that does not melt during brazing such as Ag brazing may be used.

【0030】セラミックボード2の表面に配置された電
極端子28の形状は、幅が0.7mm、長さが0.7m
mで、Wメタライズ層は厚さが約20μm、Niメッキ
層は厚さが約2μmである。
The shape of the electrode terminal 28 arranged on the surface of the ceramic board 2 is 0.7 mm in width and 0.7 m in length.
m, the W metallization layer has a thickness of about 20 μm, and the Ni plating layer has a thickness of about 2 μm.

【0031】セラミックパッケージ1をセラミックボー
ド2に接合するにあたっては、まず図2に示したよう
に、セラミックボード2の電極端子28の上に37Pb
/63Sn系の半田ボール29をフラックスで粘着させ
て配置する。その後、電極端子28にセラミックパッケ
ージ1における金属バンプ21の頂部が接触するように
重ね合わせる。この状態で窒素ガス雰囲気中で210℃
に加熱する。
In joining the ceramic package 1 to the ceramic board 2, first, as shown in FIG. 2, 37 Pb is placed on the electrode terminals 28 of the ceramic board 2.
The / 63Sn solder balls 29 are arranged by being adhered with flux. Then, the electrode terminals 28 are stacked so that the tops of the metal bumps 21 in the ceramic package 1 are in contact with each other. In this state, 210 ℃ in nitrogen gas atmosphere
Heat to.

【0032】接合後の相互接続構造を図3に示す。金属
バンプ21と電極端子28との間は半田層31により強
度的にも電気的にも十分に接合されている。また半田層
31は金属バンプ21および電極端子28に対して良好
な濡れ拡がりを示している。特に電極端子28との間で
は末広がりのメニスカスとなっており、接続部での応力
集中も起こり難い。
The interconnect structure after bonding is shown in FIG. The metal bumps 21 and the electrode terminals 28 are sufficiently bonded to each other by the solder layer 31 both in terms of strength and electricity. Further, the solder layer 31 shows good wetting and spreading with respect to the metal bump 21 and the electrode terminal 28. In particular, the meniscus is widened toward the end with the electrode terminal 28, and stress concentration is unlikely to occur at the connection portion.

【0033】さらに、実施例1に用いられるセラミック
パッケージ1については、金属バンプ21の位置精度が
よく、コブラナリティが良好であることに加え、相互接
続時に半田が金属バンプ21の側方から流れ、金属バン
プ21と電極端子28との間を埋めるように作用するの
で、電気的な接続不良が生じることはほとんどなく、断
線の発生を最小限に抑制することができる。それと同時
にセラミックパッケージ1とセラミックボード2との間
の寸法精度を極めて高くすることができる。
Further, in the ceramic package 1 used in Example 1, in addition to the metal bumps 21 having good positional accuracy and good coplanarity, solder flows from the side of the metal bumps 21 at the time of interconnection, Since it acts so as to fill the space between the metal bump 21 and the electrode terminal 28, electrical connection failure hardly occurs, and the occurrence of disconnection can be suppressed to a minimum. At the same time, the dimensional accuracy between the ceramic package 1 and the ceramic board 2 can be made extremely high.

【0034】また、実施例1に用いるセラミックパッケ
ージ1の金属バンプ21は半田に比べて高融点のCuボ
ールおよびAgろう25を用いて形成されているので、
セラミックボード2に半田で接続する際の接合条件の選
択に自由度が大きく、作業性に優れている。
Further, since the metal bumps 21 of the ceramic package 1 used in the first embodiment are formed by using Cu balls and Ag solder 25 having a higher melting point than solder,
The degree of freedom in selecting the joining conditions when connecting to the ceramic board 2 with solder is excellent, and the workability is excellent.

【0035】(実施例2)次に、本発明の実施例2に係
る電気回路装置相互の接続構造および接続方法を説明す
る。実施例2に係る電気回路装置相互の接続構造および
接続方法にあっては、半田ボール29の代わりに、図4
に示したように半田ペースト42を用いて接合した。ま
たセラミックボード2に代えてプラスチックボード43
を用いた。その他の条件は実施例1に示したものと同様
である。接続部の断面構造は図4、図5に示した通りで
ある。
(Embodiment 2) Next, a connection structure and a connection method for mutual connection of electric circuit devices according to Embodiment 2 of the present invention will be described. In the connecting structure and the connecting method of the electric circuit devices according to the second embodiment, instead of the solder balls 29, as shown in FIG.
The solder paste 42 was used for joining as shown in FIG. Also, instead of the ceramic board 2, a plastic board 43
Was used. Other conditions are the same as those shown in the first embodiment. The cross-sectional structure of the connecting portion is as shown in FIGS.

【0036】半田ペースト42はフラックス中に37P
b/63Sn系半田粉を分散させたものであり、プラス
チックボード43の電極端子41に塗布するのに適した
粘度に調整されている。図4(a)または図5(a)に
示したように電極端子41に対してスクリーン印刷法に
より半田ペースト42を付着させた。次に、電極端子4
1の表面に金属バンプ21の頂部が接するようにセラミ
ックパッケージ1を重ね合わせた。そして、実施例1の
場合と同様の条件で加熱し、セラミックパッケージ1と
プラスチックボード43との間の相互接続を行なった。
The solder paste 42 contains 37P in the flux.
It is a dispersion of b / 63Sn solder powder, and has a viscosity adjusted to be suitable for application to the electrode terminals 41 of the plastic board 43. As shown in FIG. 4A or FIG. 5A, the solder paste 42 was attached to the electrode terminals 41 by the screen printing method. Next, the electrode terminal 4
The ceramic package 1 was stacked so that the tops of the metal bumps 21 were in contact with the surface of 1. Then, the ceramic package 1 and the plastic board 43 were interconnected by heating under the same conditions as in Example 1.

【0037】得られた相互接続構造は図3と同様であ
り、接続構造の特性についても断線がほとんどない等、
実施例1の場合と変わりがないことが確認された。
The obtained interconnection structure is the same as that shown in FIG. 3, and the characteristics of the interconnection structure are almost free from disconnection.
It was confirmed that there was no difference from the case of Example 1.

【0038】(実施例3)実施例1および実施例2の場
合にはセラミックパッケージ1の接続端子として図2に
示した構造の端子を用いた。この構造を一部変更し、図
6の構造とするのも有効である。すなわち受け部22の
側壁61とろう材62との間にギャップ63を設けた構
造とするのである。ギャップ63を形成させるには受け
部22に金属ボ−ル24を接合する際のろう材の量をギ
ャップ63を生じさせない場合に比べて少なくすればよ
い。受け部の側壁61には溶融したろう材62とは濡れ
性のないアルミナ等のセラミックスが露出しているの
で、ギャップは容易に形成される。受け部を上拡がりに
しておけば一層効果的である。このようなギャップは基
板の熱膨張係数が相違するセラミックパッケージとボー
ドとが接続され、加熱・冷却が繰り返されて基板に熱応
力が発生するような場合、熱応力の緩和に有効である。
(Embodiment 3) In the case of Embodiments 1 and 2, the terminals having the structure shown in FIG. 2 were used as the connection terminals of the ceramic package 1. It is also effective to partially change this structure to obtain the structure shown in FIG. That is, the structure is such that the gap 63 is provided between the side wall 61 of the receiving portion 22 and the brazing material 62. In order to form the gap 63, the amount of the brazing material when joining the metal ball 24 to the receiving portion 22 may be reduced as compared with the case where the gap 63 is not formed. Since the ceramics such as alumina which is not wettable with the molten brazing material 62 is exposed on the side wall 61 of the receiving portion, the gap is easily formed. It is more effective if the receiving part is widened upward. Such a gap is effective in alleviating the thermal stress when the ceramic package and the board having different thermal expansion coefficients of the substrate are connected to each other and thermal stress is generated in the substrate due to repeated heating and cooling.

【0039】(比較例)図7に比較例を示す。図7は接
続部を示した拡大断面図である。セラミックパッケージ
側の接続端子(半田バンプ)73はアルミナ基板71上
の電極パッド(Wメタライズの表面にNiメッキ)74
に95Pb/5Sn半田ペーストを塗布し、リフローす
ることにより形成されている。半田バンプ73の直径、
バンプの間隔等は実施例1の条件と略同様である。パッ
ケージ実装用ボードのプラスチック基板72には表面に
Cu層76とその上の37Pb/63Sn半田層77か
らなる接続端子としての電極端子75が配置されてい
る。
(Comparative Example) FIG. 7 shows a comparative example. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing the connecting portion. The connection terminals (solder bumps) 73 on the ceramic package side are electrode pads (Ni plating on the surface of the W metallization) 74 on the alumina substrate 71.
It is formed by applying a 95Pb / 5Sn solder paste to and reflowing it. Diameter of solder bump 73,
The bump interval and the like are substantially the same as the conditions of the first embodiment. On the surface of the plastic substrate 72 of the package mounting board, the Cu layer 76 and the 37Pb / 63Sn solder layer 77 on the Cu layer 76 are disposed on the surface thereof as the electrode terminals 75 as connection terminals.

【0040】セラミックパッケージとパッケ−ジ実装用
ボードの電極端子とを接合する際、セラミックパッケー
ジの半田バンプ73の頂部がパッケ−ジ実装用ボードの
電極端子75の半田層77に接するように重ね合わせ
た。その状態で半田層77が溶融し、半田バンプ73が
溶融しない温度190℃に加熱した。
When the ceramic package and the electrode terminals of the package mounting board are joined together, the tops of the solder bumps 73 of the ceramic package are placed in contact with the solder layer 77 of the electrode terminals 75 of the package mounting board. It was In this state, the solder layer 77 was melted and heated to a temperature of 190 ° C. at which the solder bumps 73 were not melted.

【0041】その結果、相互接続後の断線発生率が比較
的高いことが分かった。全接続点に対する断線発生率
は、実施例1の場合には0%であったのに対して、上記
比較例の場合には10%程度であり、実用的にはいっそ
うの向上が必要であった。比較例のものの断線発生率が
比較的高い理由は、セラミックパッケージの半田バンプ
73のコブラナリティが十分ではないこと、パッケ−ジ
実装用ボードの電極端子75にセラミックパッケージの
半田バンプ73を重ね合わせた際、端子間に隙間が生じ
易いこと、接合時の半田の溶融温度の選択の幅が狭いた
め、最適な接合条件が選び難いことなどが挙げられる。
As a result, it was found that the rate of occurrence of disconnection after interconnection was relatively high. The rate of occurrence of wire breakage for all connection points was 0% in the case of Example 1, but was about 10% in the case of the above-mentioned comparative example, and further improvement is required for practical use. It was The reason why the wire breakage rate of the comparative example is relatively high is that the solder bumps 73 of the ceramic package do not have sufficient coplanarity, and the solder bumps 73 of the ceramic package are superposed on the electrode terminals 75 of the package mounting board. In this case, it is difficult to select the optimum joining condition because a gap is likely to be formed between the terminals and the selection range of the melting temperature of the solder at the time of joining is narrow.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る電気回
路装置相互の接続構造及び接続方法にあっては、 セラミックパッケージの接続端子としてパッケージ
基板の表面に形成された凹形状の受け部に融点の高い金
属ボールがろう材で接合された金属バンプを用いてい
る。 上記金属バンプは位置精度が高く、かつ、高さのば
らつきが小さい。 セラミックパッケ−ジの金属バンプと実装用ボ−ド
の接続端子を接続する際には、金属バンプの頂部が実装
用ボ−ドの電極端子に接触するように重ね合わせる。 上記金属バンプとボ−ドの電極端子との接続にの
み、接続構造を形成する他の部材より融点の低い半田を
用いている。 上記金属バンプと電極端子を半田で接続する際、半
田が金属バンプと電極端子の間に流れ込むように作用す
る。
As described in detail above, in the connecting structure and connecting method for electric circuit devices according to the present invention, the concave-shaped receiving portion formed on the surface of the package substrate is used as the connecting terminal of the ceramic package. A metal bump having a high melting point metal ball joined by a brazing material is used. The metal bumps have high positional accuracy and small height variations. When connecting the metal bumps of the ceramic package and the connection terminals of the mounting board, the metal bumps are stacked so that the tops of the metal bumps contact the electrode terminals of the mounting board. Only for the connection between the metal bump and the electrode terminal of the board, solder having a melting point lower than that of other members forming the connection structure is used. When connecting the metal bump and the electrode terminal with solder, the solder acts so as to flow between the metal bump and the electrode terminal.

【0043】したがって、本発明に係る電気回路装置相
互の接続構造および接続方法によれば、接続不良による
断線が生じることがほとんどない。そのために、電気的
信頼性が極めて高い。また、セラミックパッケ−ジとボ
−ドの接続面の間隔が均一なため、電気回路装置が加熱
・冷却を受けた際、ある特定の相互接続端子に熱応力が
集中することがないので、熱応力による基板の破壊が起
こりにくい。さらに、セラミックパッケ−ジの金属バン
プには半田が用いられていないので、相互接続時の半田
の加熱温度の選択幅が広く、作業性が良いことなど優れ
た効果を有する。
Therefore, according to the connecting structure and the connecting method of the electric circuit devices according to the present invention, the disconnection due to the poor connection hardly occurs. Therefore, the electrical reliability is extremely high. Further, since the distance between the connecting surfaces of the ceramic package and the board is uniform, thermal stress does not concentrate on a specific interconnect terminal when the electric circuit device is heated or cooled. Substrate destruction is less likely to occur due to stress. Furthermore, since no solder is used for the metal bumps of the ceramic package, the solder heating temperature at the time of interconnection has a wide selection range, and the workability is excellent.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1に係る電気回路装置が相互に
接続された状態を概略的に示した断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a state in which electric circuit devices according to a first embodiment of the present invention are connected to each other.

【図2】本発明の実施例1に係る電気回路装置の相互接
続前の接続部を示した部分拡大断面図である。
FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing a connection portion before the interconnection of the electric circuit device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例1に係る電気回路装置の相互接
続後の接続部を示した部分拡大断面図である。
FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view showing a connection part after interconnection of the electric circuit device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例2に係る電気回路装置の接続部
を示した部分拡大断面図であり、(a)は相互接続前の
状態を示し、(b)は相互接続後の状態を示している。
FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view showing a connection portion of an electric circuit device according to a second embodiment of the present invention, (a) showing a state before interconnection and (b) showing a state after interconnection. Shows.

【図5】本発明の実施例2に係る電気回路装置の接続部
を示した部分拡大断面図であり、(a)は相互接続前の
状態を示し、(b)は相互接続後の状態を示している。
5A and 5B are partially enlarged cross-sectional views showing a connection portion of an electric circuit device according to a second embodiment of the present invention, FIG. 5A shows a state before interconnection, and FIG. 5B shows a state after interconnection. Shows.

【図6】本発明の実施例3に係る電気回路装置の相互接
続に用いられる接続部を概略的に示した部分拡大断面図
である。
FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a connecting portion used for interconnection of an electric circuit device according to a third embodiment of the present invention.

【図7】比較例に係る電気回路装置の接続部を概略的に
示した部分拡大断面図であり、(a)は相互接続前の状
態を示し、(b)は相互接続後の状態を示している。
FIG. 7 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a connection portion of an electric circuit device according to a comparative example, (a) showing a state before interconnection, (b) showing a state after interconnection. ing.

【図8】従来の電気回路装置の相互接続前の接続部を概
略的に示した部分拡大断面図である。
FIG. 8 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a connection portion of a conventional electric circuit device before interconnection.

【図9】従来の電気回路装置の相互接続後の接続部を概
略的に示した部分拡大断面図である。
FIG. 9 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a connection portion of a conventional electric circuit device after interconnection.

【図10】セラミックパッケ−ジに適用される従来のB
GAタイプの接続端子の部分拡大図である。
FIG. 10: Conventional B applied to a ceramic package
It is a partially enlarged view of a GA type connection terminal.

【図11】従来の他の電気回路装置の接続部を概略的に
示した部分拡大断面図であり、(a)は相互接続前の状
態を示し、(b)は相互接続後の状態を示している。
FIG. 11 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a connection portion of another conventional electric circuit device, in which (a) shows a state before interconnection and (b) shows a state after interconnection. ing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 セラミックパッケ−ジ 2 セラミックボ−ド 3 相互接続構造 4 基板 5 半導体装置 21 金属バンプ 22 受け部 23 電極パッド 24 Cuボ−ル 25 Agろう 28 (膜状の)電極端子 29 半田ボ−ル 31 半田層 41 電極端子 42 半田ペ−スト 43 プラスチックボ−ド 61 側壁 62 ろう材 63 ギャップ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ceramic package 2 Ceramic board 3 Interconnect structure 4 Substrate 5 Semiconductor device 21 Metal bump 22 Receiving part 23 Electrode pad 24 Cu ball 25 Ag solder 28 (Membrane) electrode terminal 29 Solder ball 31 Solder layer 41 Electrode terminal 42 Solder paste 43 Plastic board 61 Side wall 62 Brazing material 63 Gap

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小阪田 明義 山口県美祢市大嶺町東分字岩倉2701番1 株式会社住友金属セラミックス内 (72)発明者 伊東 拓二 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 中塚 康雄 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akiyoshi Kosakada 2701-1, Iwakura, Omine-cho, Mine-shi, Yamaguchi Prefecture Sumitomo Metal Ceramics Co., Ltd. (72) Takuji Ito 4-chome, Kitamahama, Chuo-ku, Osaka City No. 33 Sumitomo Metal Industries, Ltd. (72) Inventor Yasuo Nakatsuka 4-53, Kitahama, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Sumitomo Metal Industries, Ltd.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミックパッケージの金属バンプと実
装用ボードの電極端子とを接続する電気回路装置相互の
接続構造において、前記セラミックパッケージの基板の
表面に断面視凹形状の受け部が形成され、該受け部底部
に形成された電極パッドにボ−ル形状の金属バンプがろ
う材で接合され、前記実装用ボードの表面には半田と濡
れ性のある膜状の電極端子が形成され、これら金属バン
プと電極端子とが半田によって接合されていることを特
徴とする電気回路装置相互の接続構造。
1. In a connecting structure of electric circuit devices for connecting a metal bump of a ceramic package and an electrode terminal of a mounting board, a receiving portion having a concave sectional view is formed on a surface of a substrate of the ceramic package, A ball-shaped metal bump is joined to the electrode pad formed on the bottom of the receiving portion with a brazing material, and a film-like electrode terminal wettable with solder is formed on the surface of the mounting board. A connection structure for electric circuit devices, wherein the electrode terminal and the electrode terminal are joined by solder.
【請求項2】 前記金属バンプの直径に対し、前記受け
部の開口径が80〜120%、深さが15〜35%であ
ることを特徴とする請求項1記載の電気回路装置相互の
接続構造。
2. The mutual connection of electric circuit devices according to claim 1, wherein an opening diameter of the receiving portion is 80 to 120% and a depth thereof is 15 to 35% with respect to a diameter of the metal bump. Construction.
【請求項3】 前記金属バンプがNiメッキ層で被覆さ
れ、さらにAuメッキ層で被覆されたものであることを
特徴とする請求項1または請求項2記載の電気回路装置
相互の接続構造。
3. The interconnection structure for electric circuit devices according to claim 1, wherein the metal bump is covered with a Ni plating layer and further covered with an Au plating layer.
【請求項4】 前記受け部の側壁部と前記ろう材との間
にギャップが形成されていることを特徴とする請求項1
または請求項2記載の電気回路装置相互の接続構造。
4. A gap is formed between a side wall portion of the receiving portion and the brazing material.
Alternatively, the structure for connecting the electric circuit devices to each other according to claim 2.
【請求項5】 セラミックパッケージの金属バンプと実
装用ボードの電極端子とを接続する電気回路装置相互の
接続方法において、基板表面に断面視凹形状の受け部が
形成され、該受け部底部に配置された電極パッドに金属
バンプがろう材で接合された前記セラミックパッケ−ジ
を用い、前記実装用ボードの表面に形成された半田と濡
れ性のある膜状の電極端子上に半田ボールまたは半田ペ
ーストを配置し、前記金属バンプの頂部が前記膜状の電
極端子に接触するように重ね合わせた後、前記半田ボ−
ルまたは半田ペ−ストが溶融する温度に加熱して接続す
ることを特徴とする電気回路装置相互の接続方法。
5. A method of connecting electric circuit devices to each other, which connects a metal bump of a ceramic package and an electrode terminal of a mounting board, wherein a receiving portion having a concave cross-sectional view is formed on a surface of a substrate, and the receiving portion is arranged at a bottom portion of the receiving portion. Using the ceramic package in which metal bumps are bonded to the formed electrode pads with a brazing material, solder balls or solder paste are formed on the film-like electrode terminals wettable with the solder formed on the surface of the mounting board. , And the metal bumps are superposed so that the tops of the metal bumps come into contact with the film-like electrode terminals.
A method for connecting electric circuit devices to each other, which comprises heating to a temperature at which a solder or a solder paste is melted and then connecting them.
【請求項6】 前記断面視凹形状の受け部を前記金属バ
ンプの直径に対し、開口径が80〜120%、深さが1
5〜35%の形状に設定することを特徴とする請求項5
記載の電気回路装置相互の接続方法。
6. The receiving portion having a concave shape in cross section has an opening diameter of 80 to 120% and a depth of 1 with respect to the diameter of the metal bump.
The shape is set to 5 to 35%, and the shape is set.
A method of connecting the described electric circuit devices to each other.
【請求項7】 前記金属バンプとして表面がNiメッキ
層で被覆され、さらにAuメッキ層で被覆された金属バ
ンプを用いることを特徴とする請求項5または請求項6
記載の電気回路装置相互の接続方法。
7. The metal bump having a surface coated with a Ni plating layer and further coated with an Au plating layer is used as the metal bump.
A method of connecting the described electric circuit devices to each other.
【請求項8】 前記受け部の側壁部と前記ろう材との間
に隙間を形成した状態で前記金属バンプと前記膜状の電
極端子とを接続することを特徴とする請求項5または請
求項6記載の電気回路装置相互の接続方法。
8. The metal bump and the film-like electrode terminal are connected to each other in a state where a gap is formed between the side wall portion of the receiving portion and the brazing material. 6. The method for connecting electrical circuit devices to each other according to item 6.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH118459A (en) * 1997-06-16 1999-01-12 Pfu Ltd Mounting structure for surface-mounted component on printed wiring board
US6018197A (en) * 1996-10-28 2000-01-25 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Wired board with improved bonding pads
JP2010129728A (en) * 2008-11-27 2010-06-10 Kyocera Corp Light-emitting device, and lighting system using the same

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