JPH08236898A - 応力緩和用接続媒体、応力緩和型実装体及び応力緩和型部品 - Google Patents

応力緩和用接続媒体、応力緩和型実装体及び応力緩和型部品

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JPH08236898A
JPH08236898A JP3882995A JP3882995A JPH08236898A JP H08236898 A JPH08236898 A JP H08236898A JP 3882995 A JP3882995 A JP 3882995A JP 3882995 A JP3882995 A JP 3882995A JP H08236898 A JPH08236898 A JP H08236898A
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stress
connection medium
sheet
connection
electrode
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JP3882995A
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Katsuhide Tsukamoto
勝秀 塚本
Yoshihiro Bessho
芳宏 別所
Yoshifumi Nakamura
嘉文 中村
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Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ランドグリッドアレイ型パッケージと熱膨張
係数が異なるプリント配線基板を高い信頼性で接合す
る。 【構成】 アレイ状の端子電極１０２を有するランドグ
リッドアレイ型半導体パッケージ１０１と、アレイ状の
端子電極と同一配置の電極１０４を有するプリント配線
基板１０３とを、ランドグリッドアレイ型パッケージ１
０１のアレイ形電極１０２に接続される第１接続パッド
１０７とプリント配線基板上１０３の電極１０４に接続
される第２接続パッド１０８とを有し可撓性を有する応
力緩和用接続媒体１０５を介して電気的に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アレイ状の端子電極を
有するランドグリッドアレイ型パッケージと、アレイ状
の端子電極と同一配置の電極を有するプリント配線基板
とを、信頼性よく接続させた応力緩和型実装体、それを
応用した応力緩和型部品、及びそれらに適する応力緩和
用接続媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、それぞれ異なる熱膨張係数を有
する二つの基板上に形成された、相互に対向する電極ど
うしを信頼性よく接続することは困難であることが知ら
れている。そのため、半導体を実装（半導体パッケージ
をプリント配線板に搭載し電気的に接続すること）する
場合、従来は、半導体チップを長いリードのあるパッケ
ージ（例えば、ＱＦＰ(クオードフラットパケージ））
の形に作り、このパッケージをプリント配線基板上に載
せることが行われていた。この方法によれば、周囲温度
の変化による半導体とプリント配線基板との寸法差を、
リードが吸収することが可能である。また、電子機器の
小型化及び高速動作等を目的として、半導体のパッケー
ジの形態として、ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）やＬ
ＧＡ（ランドグリッドアレイ）等のようなパッケージの
裏側にグリッド状に接続電極を設け、リードを有しない
パッケージが提案されている（日経エレクトロニクス１
９９３年８月２日号ｐ．１０４〜ｐ．１１８参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＱＦＰパッケ
ージを用いた場合、パッケージが大きく、また、リード
が長いために信号が遅れ、高速信号処理ができないなど
の問題を有していた。また、ＢＧＡやＬＧＡ等のパッケ
ージをプリント配線基板上に搭載し半田付けする場合、
プリント配線基板とパッケージの熱膨張の差により発生
する応力を吸収できず、接続の信頼性が得られないとい
う問題を有していた。
【０００４】本発明は以上のような従来の問題点を解決
するためになされたものであり、アレイ状の端子電極を
有するランドグリッドアレイ型パッケージと、アレイ状
の端子電極と同一配置の電極を有するプリント配線基板
との接続において、熱膨張の差による応力を緩和した信
頼性のある応力緩和型実装体、それに適する応力緩和型
部品及び応力緩和用接続媒体を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の応力緩和用接続媒体は、第１の部材表面に
所定形状に配列された第１の電極と、第２の部材表面に
形成され前記第１の電極と略同一配置を有する第２の電
極とを電気的に接合する応力緩和用接続媒体であって、
前記第１及び第２の部材の表面に略平行に配置された可
撓性シートと、前記シートの一方の面に設けられたパタ
ーン化された導体箔と、前記可撓性シートの所定の位置
に設けられ前記導体箔を露出させるための貫通穴を具備
する。上記構成において、ポリイミドシートの一方の面
に所定形状にパターン化した銅箔を形成し、ポリイミド
シートの他方の面から穴を開けたことが好ましい。
【０００６】また、本発明の別の応力緩和用接続媒体
は、第１の部材表面に所定形状に配列された第１の電極
と、第２の部材表面に形成され前記第１の電極と略同一
配置を有する第２の電極とを電気的に接合する応力緩和
用接続媒体であって、前記第１及び第２の部材の表面に
略平行に配置された可撓性シートと、前記シートの両面
にそれぞれ設けられた第１及び第２のパターン化された
導体箔と、前記可撓性シートの所定の位置に設けられ前
記第１及び第２の導体箔を電気的に接続するスルーホー
ルを具備する。上記構成において、アラミド不織布を用
いた絶縁性の可撓性シートと、その両面に設けられたパ
ターン化された銅箔と、両面のパターン化された銅箔を
銅ペーストで接続したことが好ましい。
【０００７】上記各構成において、可撓性シートの所定
部分に切り欠きを入れ、応力を吸収するようにしたこと
が好ましい。また、可撓性シートを折曲げ、可撓性を持
たせたことが好ましい。また、可撓性シートは、ポリイ
ミドシート、ポリエステルシート、アラミドシート、織
布や不織布を用いたシートから選択されたいずれかであ
ることが好ましい。
【０００８】一方、本発明の応力緩和型実装体は、アレ
イ状の端子電極を有するランドグリッドアレイ型パッケ
ージと、前記アレイ状の端子電極と略同一配置の電極を
有するプリント配線基板と、前記パッケージのアレイ形
電極に接続される第１接続パッド、及び前記第１接続パ
ッドは電気的に接続され、かつ互いに離れた位置に設け
られた前記プリント配線基板上の電極に接続される第２
接続パッドを有する可撓性の応力緩和用接続媒体とを具
備する。上記構成において、応力緩和用接続媒体は、ポ
リイミドシートの一方の面に第１接続パッド、リード及
びこれに接続した第２接続パッド用のパターン化した銅
箔を形成し、ポリイミドシートの他方の面から穴を開
け、第２接続パッドとしたことが好ましい。または、応
力緩和用接続媒体は、アラミド不織布を用いた絶縁性の
フレキシブルシートと、前記フレキシブルシートの両面
に設けられたパターン化された銅箔と、前記両面のパタ
ーン化された銅箔を接続する銅ペーストとを具備するこ
とが好ましい。
【０００９】また、上記各構成において、応力緩和用接
続媒体の所定の部分に切り欠きを入れ、応力を吸収する
ようにしたことが好ましい。また、応力緩和用接続媒体
を折曲げ、可撓性にしたことをが好ましい。また、ラン
ドグリッドアレイ型パッケージとプリント配線基板の間
に形成される空間に、柔軟性のある補強材を充填したこ
とが好ましい。
【００１０】また、本発明の応力緩和型部品は、アレイ
状の端子電極を有するランドグリッドアレイ型パッケー
ジの端子面に、上記いずれかの構成を有する応力緩和用
接続媒体を接続したものである。上記構成において、ラ
ンドグリッドアレイ型パッケージが、下面に電極を有す
るインナビアホール多層基板と、その上にフリップチッ
プ実装された半導体とを具備することが好ましい。ま
た、ランドグリッドアレイ型パッケージと応力緩和用接
続媒体の間に形成される空間に、柔軟性のある補強材を
充填したことが好ましい。
【００１１】また、本発明の別の応力緩和型部品は、筺
体内にアレイ状に配列された接触端子を有するコネクタ
に、上記いずれかの構成を有する応力緩和用接続媒体を
接続したものである。
【００１２】また、本発明の別の応力緩和型実装体は、
ランドグリッドアレイ型パッケージ、セラミックフィル
ター、ハイブリッドＩＣ、セラミックパッケージ、コネ
クタから選択された少なくとも１つを、上記いずれかの
構成を有する応力緩和用接続媒体を用いてプリント配線
基板に搭載したものである。
【００１３】
【作用】以上のように構成された本発明の応力緩和用接
続媒体によれば、可撓性シートの片面又は両面に電気的
に接続された導体箔を形成し、この導体箔を第１及び第
２接続パッドとして略同一配置の電極を有する２つの部
材を電気的に接続するので、これら２つの部材の熱膨張
係数が異なる場合であっても、熱膨張差による応力を可
撓性シートの変形により吸収し、これら２つの部材管に
蓄積される熱応力が緩和される。その結果、これら２つ
の部材の電極管の接続は断線されない。また、応力緩和
用接続媒体を用いた応力緩和型実装体及び応力緩和型部
品の信頼性も損なわれない。また、従来プリント配線基
板の熱望超係数と同一か近似でなければ実装できなかっ
た大きなランドグリッドアレイであっても、熱膨張係数
に捕らわれずに自由に実装することができる。
【００１４】また、ポリイミドシートの一方の面に所定
形状にパターン化した銅箔を形成し、ポリイミドシート
の他方の面から穴を開けることにより、導体箔を片面の
みに形成するだけでよく、応力緩和用接続媒体の製造工
程を簡略化することができる。また、アラミド不織布を
用いた絶縁性の可撓性シートと、その両面に設けられた
パターン化された銅箔と、両面のパターン化された銅箔
を銅ペーストで接続しすることにより、一般的なフレキ
シブルプリント配線基板の製造工程を応用することがで
きる。
【００１５】また、可撓性シートの所定部分に切り欠き
を入れ応力を吸収するようにし、又は可撓性シートを折
曲げ可撓性を持たせたことにより、可撓性の小さい材料
を用いたシートであっても使用することができる。ま
た、可撓性シートとして、ポリイミドシート、ポリエス
テルシート、アラミドシート、織布や不織布を用いたシ
ートから選択されたいずれかを用いることにより、材料
の入手が容易になり、また製造コストを安価にすること
ができる。
【００１６】一方、本発明の応力緩和型実装体によれ
ば、アレイ状の端子電極を有するランドグリッドアレイ
型パッケージと、前記アレイ状の端子電極と略同一配置
の電極を有するプリント配線基板と、前記パッケージの
アレイ形電極に接続される第１接続パッド、及び前記第
１接続パッドは電気的に接続され、かつ互いに離れた位
置に設けられた前記プリント配線基板上の電極に接続さ
れる第２接続パッドを有する可撓性の応力緩和用接続媒
体とを具備するので、パッケージとプリント配線基板と
の熱膨張係数の差による応力を応力緩和用接続媒体で吸
収することができ、パッケージとプリント配線基板との
接続の断線を防止することができる。
【００１７】また、ランドグリッドアレイ型パッケージ
とプリント配線基板の間に形成される空間に、柔軟性の
ある補強材を充填することにより、応力緩和型実装体に
外力が加えられた場合でも、加えられた応力を吸収する
ことができ、素子の破損及び断線を防止することができ
る。
【００１８】また、本発明の応力緩和型部品によれば、
アレイ状の端子電極を有するランドグリッドアレイ型パ
ッケージの端子面に、上記いずれかの構成を有する応力
緩和用接続媒体を接続することにより、応力緩和型部品
は熱膨張係数の異なるプリント配線基板等に接続された
場合であっても、熱応力を応力緩和用接続媒体で吸収す
ることができ、熱応力による断線を防止することができ
る。また、ランドグリッドアレイ型パッケージが、下面
に電極を有するインナビアホール多層基板と、その上に
フリップチップ実装された半導体とを具備することによ
り、半導体パッケージを最も小型にすることができ、ま
た配線長を短くすることができる。また、ランドグリッ
ドアレイ型パッケージと応力緩和用接続媒体の間に形成
される空間に、柔軟性のある補強材を充填することによ
り、半導体パッケージ環境による影響から保護すると共
に、機械的強度を高くすることができる。
【００１９】また、本発明の別の応力緩和型部品によれ
ば、筺体内にアレイ状に配列された接触端子を有するコ
ネクタに、上記いずれかの構成を有する応力緩和用接続
媒体を接続することにより、従来リードが必要とされ、
実装面積を小さくできなかったコネクタを直接プリント
配線基板に実装することができる。
【００２０】また、本発明の別の応力緩和型実装体によ
れば、ランドグリッドアレイ型パッケージ、セラミック
フィルター、ハイブリッドＩＣ、セラミックパッケー
ジ、コネクタから選択された少なくとも１つを、上記い
ずれかの構成を有する応力緩和用接続媒体を用いてプリ
ント配線基板に搭載することにより、一のプリント配線
基板上に熱膨張係数の異なる複数の部品を実装した場合
であっても、熱応力による断線は発生せず、実装体の信
頼性を大幅に向上させることができる。
【００２１】
【実施例】
（第１の実施例）以下、本発明の応力緩和型実装体、応
力緩和型部品及び応力緩和用接続媒体の第１の実施例に
ついて、図１及び図２を参照しつつ説明する。図１は本
発明の応力緩和型実装体の接合部分の拡大断面図であ
り、図２（ａ）は図１に示した応力緩和用接続媒体の拡
大断面図、（ｂ）はその上面図である。
【００２２】図１に示すように、半導体のパッケージ１
０１は、アレイ状の端子電極１０２を有するランドグリ
ッドアレイ型パッケージである。パッケージ１０１の構
成については、後で詳述する。パッケージ１０１と対向
するプリント配線基板１０３は、その表面にアレイ状の
端子電極１０２と同一配置の電極１０４を有する。端子
電極１０２と電極１０４を電気的に接合するために、パ
ッケージ１０１とプリント配線基板１０３との間には、
応力緩和用接続媒体１０５が設けられている。
【００２３】応力緩和用接続媒体１０５は、絶縁性のフ
レキシブルシート１０６の一方の面（パッケージ１０１
と対向する面）上に設けた第１接続パッド１０７とフレ
キシブルシート１０６に穴をあけて設けた第２接続パッ
ド１０８を有している。第１接続パッド１０７と第２接
続パッド１０８とは柔軟性のあるリード１０９によって
電気的に接続されている。第１接続パッド１０７とパッ
ケージ１０１の表面の端子電極１０２とは、例えば半田
等の接続部１１０により接続されている。また、第２接
続パッド１０８とプリント配線基板１０３の表面の電極
１０４とは、例えば半田等の接続部１１１により接続さ
れている。
【００２４】図１は本発明の応力緩和型実装体の応力緩
和原理を説明するために局部的に拡大図示した模式的な
ものであり、一般にはランドグリッドアレイ型パッケー
ジ１０１とプリント配線基板１０３とは大きさが異な
る。また、パッケージ１０１とプリント配線基板１０３
とは材料が異なり、そのためこれらの熱膨張係数も異な
る。例えば、プリント配線基板１０３の材料として一般
的に用いられるガラスエポキシは熱膨張係数が大きく、
約１５ｐｐｍ／℃程度である。一方、ランドグリッドア
レイ型パッケージ１０１はシリコンチップ（熱膨張係数
３ｐｐｍ／℃）を包むために小型に作られており、ガラ
スセラミック基板を用いた場合、熱膨張係数は５〜９ｐ
ｐｍ／℃程度である。例えば、パッケージ１０１のサイ
ズが３０ｍｍ角の場合、２００℃の温度差でパッケージ
１０１の端子電極１０２と、プリント配線基板１０３の
電極１０４の相対的位置が６０μｍもずれてしまう。も
し、パッケージ１０１の端子電極１０２とプリント配線
基板１０３の電極１０４が半田等で強固に接続されてい
ると、環境温度の変化にともない、熱膨張差による応力
が発生し、強度的に弱い部分が破壊され、断線に至る。
ところが、応力緩和用接続媒体１０５が設けられてお
り、熱膨張差による応力はフレキシブルシート１０６に
吸収され緩和されるため、端子電極１０２と電極１０４
の断線が防止させる。
【００２５】実装工程において、パッケージ１０１の端
子電極１０２及びプリント配線基板１０３の電極１０４
に半田ペーストを印刷し、応力緩和用接続媒体１０５上
の第１接続パッド１０７及び第２接続パッド１０８と端
子電極１０２及び電極１０４とをそれぞれ位置合わせ
し、リフロー炉で半田を溶融させ、端子電極１０２と第
１接続パッド１０７、及び電極１０４と第２接続パッド
１０８とをそれぞれ接続する。リフロー炉を通った直後
から冷却が開始され、共晶半田は１８０℃位で固化す
る。この時点から急激に各部に応力が蓄積され始める。
【００２６】プリント配線基板１０３がガラスエポキシ
プリント配線基板であり、パッケージ１０１がガラスセ
ラミックを基板とする場合、プリント配線基板１０３が
パッケージ１０１よりも大きく縮み、端子電極１０２は
内側（パッケージ１０１の中央に向かって）に引っぱら
れる。もし、応力緩和用接続媒体１０５がない場合は、
この応力のためにパッケージ１０１とプリント配線基板
１０３は図の上方に凸状に曲がる。完成された実装体
を、信頼性試験のために、温度を−５５℃まで急激に下
げる熱衝撃試験にかけたところ、例えば厚さ１mm、サイ
ズ３０ｍｍ角のガラスセラミックを基板とするランドグ
リッドアレイ型パッケージ１０１と厚さ１．６ｍｍのガ
ラスエポキシプリント配線基板１０３の組み合わせで
は、数十サイクルで端子電極１０２と第１接続パッド１
０７、及び電極１０４と第２接続パッド１０８の接続が
破壊された。これに対し、応力緩和用接続媒体１０５を
設けた場合、降温時の応力は絶縁性のフレキシブルシー
ト１０６に吸収され、各部分にはあまり大きな応力は蓄
積されない。なお、パッケージ１０１の熱膨張係数がプ
リント配線基板１０３のそれよりも大きい場合であって
も同様である。
【００２７】次に、応力緩和用接続媒体１０５における
絶縁性のフレキシブルシート１０６の役割について説明
する。図１に示すのように応力緩和用接続媒体１０５が
設けられている場合、降温時に応力緩和用接続媒体１０
５の特定の部分には引張力が働き、別の特定の部分には
圧縮力が働く。応力緩和用接続媒体１０５の主要部分１
０６がフレキシブルなシートであるため、圧縮力の場合
は曲がり弛み、引張力の場合は伸びる。そのため、降温
時の応力がフレキシブルシート１０６の変形により吸収
され、端子電極１０２と第１接続パッド１０７、及び電
極１０４と第２接続パッド１０８を接続する半田等の接
続部分１１０、１１１等には大きな力がかからず、接続
は破壊されない。
【００２８】絶縁性のフレキシブルシート１０６の条件
としては、応力がかかった時に変形すればよく、弾性変
形する必要はない。また、組み立て時に電極１０２、１
０４の位置精度を保つことができ、取り扱いが困難でな
ければよい。また、耐熱性はリフロー時に第１及第２接
続パッド１０７、１０８を維持できればよい。さらに、
低温で固く脆くなってもかまわず、むしろ破壊される方
が、それ以後応力がかからない点で好ましい。これらの
条件を満足するものとして、プラスチックシート等を用
いることができる。例えばポリイミドシート、ポリエス
テルシート、アラミドシート、織布や不織布を用いたシ
ート等、現在プリント配線基板用に使われている材料は
すべて使用することができ、それ以外の材料でもよい。
但し、接続パッド１０７、１０８及びリード１０９を形
成する上で、精度や耐薬品性などの必要な条件は満たさ
なければならない。なお、入手が容易で安価である等の
点で、プリント配線基板用の材料を用いるのが便利であ
る。
【００２９】次に、応力緩和用接続媒体１０５の構造に
ついて、図２（ａ）及び（ｂ）を参照しつつ詳細に説明
する。図２（ａ）に示すように、絶縁性のフレキシブル
シート１０６の表面には、第１接続パッド１０７、第２
接続パッド１０８及びリード１０９からなるパターン化
した銅箔２０１が形成されている。第２接続パッド１０
８については、図中下方から接続されるために、フレキ
シブルシート１０６に穴１０６ａを開け、この部分を接
続パッドとしている。製造方法としては、ベタ銅箔（１
８μｍ）２０１を張り付けたポリイミドシート１０６
（１２μｍシート）にエッチング法により接続パッド１
０７及びリード１０９を形成し、ポリイミドシート１０
６側からエキシマレーザで穴１０６ａを開け、接続パッ
ド１０８を形成する。銅箔２０１側には、保護を兼ねて
半田レジスト２０２を塗工してもよい。また、半田濡れ
性を良くするために、半田鍍金、ニッケル金鍍金、パラ
ジウム鍍金等を施してもよい。または、半田フラックス
を塗布してもよい。半田接合でなく導電性樹脂で接合す
る場合は、ニッケル金鍍金処理等が好ましい。なお、パ
ターン化した銅箔２０２の形状は図２（ｂ）に示す形状
には限定されない。リード１０９の部分は引張、圧縮に
より破壊してはならないために丈夫である必要がある。
そのため、例えば、リード部を蛇行させて引張圧縮の応
力を小さくする等のパターンの工夫も有効である。
【００３０】（第２の実施例）次に、本発明の応力緩和
用接続媒体に関する第２の実施例を、図３を参照しつつ
説明する。図３（ａ）は第２の実施例の応力緩和用接続
媒体の拡大断面図、（ｂ）はその上面図である。なお、
第２の実施例は、温度変化による応力をより少なくする
ために工夫した一例である。
【００３１】図２に示すように、第２の実施例の応力緩
和用接続媒体の構造は、上記第１の実施例の応力緩和用
接続媒体の構造とほぼ同じであるが、引張力や圧縮力を
吸収し、他に応力を及ぼさないように、フレキシブルシ
ート１０６の特定部分に切り込み１０６ｂを設けている
点が異なる。このような構成により、可撓性の小さい基
板材料であっても、全体としてフレキシブルにすること
ができ、図１に示す応力緩和型実装体に用いることがで
きる。
【００３２】（第３の実施例）次に、本発明の応力緩和
用接続媒体に関する第３の実施例を、その拡大断面を示
す図４を参照しつつ説明する。なお、第３の実施例は、
第２接続パッドを絶縁性のフレキシブルシートの裏面に
設けた構造の応力緩和用接続媒体の一例である。
【００３３】図４に示す第３の実施例の応力緩和用接続
媒体において、第１接続パッド３０１はフレキシブルシ
ート３００の表面に、また第２接続パッド３０２はフレ
キシブルシート３００の裏面にそれぞれ形成され、絶縁
性のフレキシブルシート３００を突き抜けて電気的導通
をとる貫通スルーホール３０３が設けられている。貫通
スルーホール３０３はリードとして機能し、表裏の第１
及第２接続パッド３０１、３０２を電気的に接続する。
このような構成により、上記第１又は第２の実施例等と
比較して、第２接続パッド３０２の面積を大きくするこ
とができる。
【００３４】（第４の実施例）次に、本発明の応力緩和
用接続媒体に関する第４の実施例を、その拡大断面を示
す図５を参照しつつ説明する。なお、第４の実施例は、
第３の実施例と同様に、第２接続パッドを絶縁性のフレ
キシブルシートの裏面に設けた構造の応力緩和用接続媒
体の一例である。
【００３５】図５に示すように、第４の実施例の応力緩
和用接続媒体の構造は、上記第３の実施例の応力緩和用
接続媒体の構造とほぼ同じであるが、第１接続パッド４
０１と第２接続パッド４０２は絶縁性のフレキシブルシ
ート（アラミド不織布）４００の表面及び裏面にそれぞ
れ設けられており、フレキシブルシート４００の穴部に
埋め込まれた導電性のペースト（銅ペースト）４０３に
より電気的に接続されている（松下電子部品（株）商
標”アリヴ”）。この方法にれば、接続ホール（実際に
は穴ではないが、慣習上このように言われている。ブラ
インドビアホール又はインナビアホールとも呼ばれ
る。）の上にも半田付けができ、高密度に接続すること
ができる。
【００３６】上記第４の実施例の応力緩和用接続媒体を
図１の示した応力緩和型実装体に用いた場合、パッケー
ジ１０１の基板がガラスセラミックであり、プリント配
線基板１０３がガラスエポキシであるとすると、アラミ
ド繊維の熱膨張係数はいずれの基板よりも小さいため、
リフローによる半田付けの後、降温時に常に弛む状態と
なり、応力はかかりにくくなるという特徴がある。この
応力緩和用接続媒体に、図３に示した第２の実施例の切
り欠きを設け、更に応力を少なくすることも可能であ
る。
【００３７】（第５の実施例）次に、本発明の応力緩和
用接続媒体に関する第５の実施例を、その拡大断面を示
す図６を参照しつつ説明する。なお、第５の実施例は、
第４の実施例と同様に、第２接続パッドを絶縁性のフレ
キシブルシートの裏面に設け、第１の接続パッドとは接
続ホールにより電気的に接続した構造の応力緩和用接続
媒体の一例である。
【００３８】図６に示すように、絶縁性のフレキシブル
シート５００の表面に第１接続パッド５０１を、裏面に
第２接続パッド５０２を形成し、第１接続パッド５０１
と第２接続パッド５０２とをリード５０３及びインナビ
アホール５０４で接続している。フレキシブルシート５
００を副数回折曲げ、より応力を緩和しやすくしてい
る。
【００３９】（第６の実施例）次に、本発明の応力緩和
型部品に関する第６の実施例を、その拡大断面を示す図
７を参照しつつ説明する。なお、第６の実施例は、アレ
イ状の端子電極を有するランドグリッドアレイ型パッケ
ージの端子面に応力緩和用接続媒体を接続した応力緩和
型部品の一例である。
【００４０】図７において、第６の実施例の応力緩和型
部品は、キャリア６０２と、キャリア６０２の上面に設
けられた半導体チップ６０１と、下面に設けられた応力
緩和用接続媒体６００等で構成されている。キャリア６
０２の上面にはワイアボンド用電極６０３が形成され、
また下面には電極６０４が形成されている。半導体チッ
プ６０１はキャリア６０２の上面に接着固定されてい
る。応力緩和用接続媒体６００は、図１から図６までに
示した第１から第５の実施例にかかる応力緩和用接続媒
体のいずれかの構造（例えば、図５に示した第４の実施
例のものと同じ構造）を有する。なお、応力緩和用接続
媒体６００以外は従来のランドグリッドアレイ（ＬＧ
Ａ)又はボールグリッドアレイ(ＢＧＡ）と呼ばれている
もと同じである。
【００４１】半導体チップ６０１上のパッドと、キャリ
ア６０２上のワイアボンド用電極６０３とは、ワイア６
０５で接続され、保護のため半導体チップ６０１は封止
剤６０６で覆われている。また、キャリア６０２の下面
の端子電極６０４と、応力緩和用接続媒体６００の第１
接続パッド６０７とは、半田付け６０８により電気的に
接続されている。なお、応力緩和用接続媒体６００の第
２接続パッド６０９がユーザーによりプリント配線基板
上の電極（図示せず）と半田付けされることになる。
【００４２】従来、大きなランドグリッドアレイでは、
半導体チップが固定されているキャリアとプリント配線
基板とが同一の材質又は同じ熱膨張係数を有するもので
なければ搭載できなかった。しかし、図７に示す本発明
の応力緩和型部品では、応力緩和用接続媒体６００を用
いているため、熱による応力を吸収することができ、い
かなる材質のプリント配線基板でにも搭載することが可
能となる。なお、キャリア６０２は、要求される目的性
能などの仕様に応じて、両面基板であってもよく、また
多層基板であってもよい。
【００４３】（第７の実施例）次に、本発明の応力緩和
型部品に関する第７の実施例を、その拡大断面を示す図
８を参照しつつ説明する。なお、第７の実施例は、第６
の実施例と同様に、アレイ状の端子電極を有するランド
グリッドアレイ型パッケージの端子面に応力緩和用接続
媒体を接続した応力緩和型部品の一例であるが、半導体
をフリップチップ搭載し、基板にインナビアホール多層
基板を用いている点が異なる。
【００４４】図８において、第７の実施例の応力緩和型
部品は、キャリア７０２と、キャリア７０２の上面に設
けられた半導体チップ７０１と、下面に設けられた応力
緩和用接続媒体７００等で構成されている。キャリア７
０２の上面には表層電極７０３が形成され、また下面に
は表層電極７０４が形成されている。応力緩和用接続媒
体７００は、図１から図６までに示した第１から第５の
実施例にかかる応力緩和用接続媒体のいずれかの構造
（例えば、図５に示した第４の実施例のものと同じ構
造）を有する。
【００４５】キャリア７０２は、内層電極７１０とイン
ナビアホール７１１とを有するインナビアホール多層基
板であり、上面の表層電極７０３の上にバンプ７１２を
介して半導体チップ７０１がフリップチップ実装されて
いる。半導体チップ７０１を環境から守ると同時に機械
的な強度も確保するため、半導体チップ７０１とキャリ
ア７０２との間に封止剤７１３が充填されている。ま
た、キャリア７０２の下面の表層電極７０４と、応力緩
和用接続媒体７００の第１接続パッド７０７とは、半田
付け７０８により電気的に接続されている。なお、応力
緩和用接続媒体７００の第２接続パッド７０９は、後程
ユーザーによってプリント配線基板（図示せず）に接続
されることになる。
【００４６】上記第７の実施例の構成によれば、半導体
パッケージを最も小型にすることができ、また配線長を
短くすることができる。さらに、半導体チップの裏面が
裸であるために放熱がよく、又は容易に放熱手段を設け
ることができる。また、フリップチップ実装（あるいは
搭載）については多くの方法が知られており、例えば半
田バンプで接続する方法や金バンプと導電性接着剤を用
いて実装する方法が一般的である。また、インナビアホ
ール構造の多層基板として、セラミック多層基板や、ア
ラミド不織布を用いたもの（松下電子部品（株）商標”
アリヴ”）等を用いてもよい。
【００４７】また、上記図７に示した第６の実施例及び
図８に示した第７の実施例では、一つの半導体チップし
か搭載していない場合について説明したが、一つの基板
上に多数の半導体チップを搭載することも可能である。
また、チップ抵抗やチップコンデンサー等の受動部品を
搭載することも可能である。また、いわゆるＭＣＭ(マ
ルチチップモジュール）に本発明の応力緩和用接続媒体
を用いた大きなモジュールであっても、接続信頼性の高
い応力緩和型部品を得ることができる。
【００４８】（第８の実施例）次に、本発明の応力緩和
型部品に関する第８の実施例を、その拡大断面を示す図
９を参照しつつ説明する。一般に、セラミックフィルタ
ーやアルミナ基板を用いたＨＩＣ（ハイブリッドＩＣ）
等の機能部品は、プリント配線基板とは材質が異なり、
熱膨張係数も異なる。そのため、従来、これらの大型部
品のガラスエポキシプリント配線基板へ直接搭載するこ
とは困難であった。第８の実施例は、ＨＩＣ等の機能部
品をガラスエポキシプリント配線基板等に搭載する場合
に適する一例である。
【００４９】図９において、機能部品８０１は、例えば
セラミックフィルター、ＨＩＣ、セラミックパッケージ
等であり、その熱膨張係数は搭載されるべきプリント配
線基板（図示せず）の熱膨張係数と異なる。応力緩和用
接続媒体８００は、図１から図６までに示した第１から
第５の実施例にかかる応力緩和用接続媒体のいずれかの
構造（例えば、図５に示した第４の実施例のものと同じ
構造）を有する。機能部品８０１にアレイ状に設けられ
た電極８０２と、応力緩和用接続媒体８００の第１接続
パッド８０３とは、半田付け８０５により電気的に接続
されている。なお、応力緩和用接続媒体８００の第２接
続パッド８０４は、後程ユーザーによってプリント配線
基板（図示せず）に接続されることになる。
【００５０】上記第８の実施例の構成によれば、応力緩
和用接続媒体８００がマザーとなるプリント配線基板と
の機能部品８０１との熱膨張差を緩和するため、従来の
ように接続が切断されることはない。なお、機能部品８
０１と応力緩和用接続媒体８００との間にできる空間８
０６に、シリコンゴム等のゴム状の柔軟性の補強材を充
填してもよい。
【００５１】（第９の実施例）次に、本発明の応力緩和
型部品に関する第９の実施例を、その拡大断面を示す図
１０を参照しつつ説明する。従来、コネクタは外部に突
き出たリードが必要であったため、実装面積を小さくす
ることができなかった。第９の実施例はコネクタに応用
し、実装面積を小さくした一例である。
【００５２】図１０に示すコネクタ９５０において、ハ
ウジング９０１の内部空間には、バネ性の接触端子９０
２が設けられている。接触端子９０２は、紙面に垂直方
向に複数個アレイ状に配列されている。接触端子９０２
は、半田付け９０３により応力緩和用接続媒体９００の
第１接続パッド９０４に接続されている。また、ハウジ
ング９０１と応力緩和用接続媒体９００の絶縁性のフレ
キシブルシート９０５との間には、柔軟性のある材料９
０６が充填され、補強されている。表面の保護のためフ
レキシブルシート９０５の下面には、半田レジストを兼
ねた保護レジスト９０７が印刷されている。なお、第１
接続パッド９０８の部分がマザーとなるプリント配線基
板に接続される。
【００５３】（第１０の実施例）次に、本発明の応力緩
和型実装体に係る第１０の実施例を、その拡大断面を示
す図１１を参照しつつ説明する。第１０の実施例は、本
発明の応力緩和用接続媒体を利用し、１つのプリント配
線基板上に複数の部品を表面実装する場合に適する一例
である。
【００５４】図１０において、片面のプリント配線基板
１００１の表面には、プリント配線基板上の配線及び接
続電極１００２が形成され、上記各実施例に係る応力緩
和用接続媒体６００、８００、９００等を介して、ラン
ドグリッドアレイ型パッケージ６０１、大型セラミック
フィルタ８０１、本発明の応力緩和型部品であるコネク
タ９５０等が実装されている。熱による応力が問題とは
ならない小さな部品、例えばチップコンデンサ１００３
やリードのある電解コンデンサ１００４等は従来通りそ
のまま搭載している。また、コネクタ９５０にはが外力
が加わるので、接着剤１００５により補強している。
【００５５】上記第１０の実施例の構成によれば、プリ
ント配線基板１００１と熱膨張係数の異なる部品を応力
緩和用接続媒体６００等を介して実装しているため、温
度サイクルによる応力を受けなず、接続の信頼性が高
い。その結果、応力緩和型実装体を用いた装置の信頼性
も高くなる。
【００５６】
【発明の効果】以上のように構成された本発明の応力緩
和用接続媒体によれば、可撓性シートの片面又は両面に
電気的に接続された導体箔を形成し、この導体箔を第１
及び第２接続パッドとして略同一配置の電極を有する２
つの部材を電気的に接続するので、これら２つの部材の
熱膨張係数が異なる場合であっても、熱膨張差による応
力を可撓性シートの変形により吸収し、これら２つの部
材管に蓄積される熱応力が緩和される。その結果、これ
ら２つの部材の電極管の接続は断線されない。また、応
力緩和用接続媒体を用いた応力緩和型実装体及び応力緩
和型部品の信頼性も損なわれない。また、従来プリント
配線基板の熱望超係数と同一か近似でなければ実装でき
なかった大きなランドグリッドアレイであっても、熱膨
張係数に捕らわれずに自由に実装することができる。
【００５７】また、ポリイミドシートの一方の面に所定
形状にパターン化した銅箔を形成し、ポリイミドシート
の他方の面から穴を開けることにより、導体箔を片面の
みに形成するだけでよく、応力緩和用接続媒体の製造工
程を簡略化することができる。また、アラミド不織布を
用いた絶縁性の可撓性シートと、その両面に設けられた
パターン化された銅箔と、両面のパターン化された銅箔
を銅ペーストで接続しすることにより、一般的なフレキ
シブルプリント配線基板の製造工程を応用することがで
きる。
【００５８】また、可撓性シートの所定部分に切り欠き
を入れ応力を吸収するようにし、又は可撓性シートを折
曲げ可撓性を持たせたことにより、可撓性の小さい材料
を用いたシートであっても使用することができる。ま
た、可撓性シートとして、ポリイミドシート、ポリエス
テルシート、アラミドシート、織布や不織布を用いたシ
ートから選択されたいずれかを用いることにより、材料
の入手が容易になり、また製造コストを安価にすること
ができる。
【００５９】一方、本発明の応力緩和型実装体によれ
ば、アレイ状の端子電極を有するランドグリッドアレイ
型パッケージと、前記アレイ状の端子電極と略同一配置
の電極を有するプリント配線基板と、前記パッケージの
アレイ形電極に接続される第１接続パッド、及び前記第
１接続パッドは電気的に接続され、かつ互いに離れた位
置に設けられた前記プリント配線基板上の電極に接続さ
れる第２接続パッドを有する可撓性の応力緩和用接続媒
体とを具備するので、パッケージとプリント配線基板と
の熱膨張係数の差による応力を応力緩和用接続媒体で吸
収することができ、パッケージとプリント配線基板との
接続の断線を防止することができる。
【００６０】また、ランドグリッドアレイ型パッケージ
とプリント配線基板の間に形成される空間に、柔軟性の
ある補強材を充填することにより、応力緩和型実装体に
外力が加えられた場合でも、加えられた応力を吸収する
ことができ、素子の破損及び断線を防止することができ
る。
【００６１】また、本発明の応力緩和型部品によれば、
アレイ状の端子電極を有するランドグリッドアレイ型パ
ッケージの端子面に、上記いずれかの構成を有する応力
緩和用接続媒体を接続することにより、応力緩和型部品
は熱膨張係数の異なるプリント配線基板等に接続された
場合であっても、熱応力を応力緩和用接続媒体で吸収す
ることができ、熱応力による断線を防止することができ
る。また、ランドグリッドアレイ型パッケージが、下面
に電極を有するインナビアホール多層基板と、その上に
フリップチップ実装された半導体とを具備することによ
り、半導体パッケージを最も小型にすることができ、ま
た配線長を短くすることができる。また、ランドグリッ
ドアレイ型パッケージと応力緩和用接続媒体の間に形成
される空間に、柔軟性のある補強材を充填することによ
り、半導体パッケージ環境による影響から保護すると共
に、機械的強度を高くすることができる。
【００６２】また、本発明の別の応力緩和型部品によれ
ば、筺体内にアレイ状に配列された接触端子を有するコ
ネクタに、上記いずれかの構成を有する応力緩和用接続
媒体を接続することにより、従来リードが必要とされ、
実装面積を小さくできなかったコネクタを直接プリント
配線基板に実装することができる。
【００６３】また、本発明の別の応力緩和型実装体によ
れば、ランドグリッドアレイ型パッケージ、セラミック
フィルター、ハイブリッドＩＣ、セラミックパッケー
ジ、コネクタから選択された少なくとも１つを、上記い
ずれかの構成を有する応力緩和用接続媒体を用いてプリ
ント配線基板に搭載することにより、一のプリント配線
基板上に熱膨張係数の異なる複数の部品を実装した場合
であっても、熱応力による線は発生せず、実装体の信頼
性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の応力緩和用接続媒体を用いた応力緩和
型実装体の第１の実施例の接合部分の拡大断面図
【図２】（ａ）は第１の実施例における応力緩和用接続
媒体の拡大断面図、（ｂ）はその上面図
【図３】（ａ）は本発明の応力緩和用接続媒体の第２の
実施例の拡大断面図、（ｂ）はその上面図
【図４】本発明の応力緩和用接続媒体の第３の実施例の
拡大断面図
【図５】本発明の応力緩和用接続媒体の第４の実施例の
拡大断面図
【図６】本発明の応力緩和用接続媒体の第５の実施例の
拡大断面図
【図７】本発明の応力緩和用接続媒体を用いた応力緩和
型部品の一例（第６の実施例）の拡大断面図
【図８】本発明の応力緩和用接続媒体を用いた応力緩和
型部品の一例（第７の実施例）の拡大断面図
【図９】本発明の応力緩和用接続媒体を用いた応力緩和
型部品の一例（第８の実施例）の拡大断面図
【図１０】本発明の応力緩和用接続媒体を用いた応力緩
和型部品の一例（第９の実施例）の拡大断面図
【図１１】本発明の応力緩和用接続媒体を用いた応力緩
和型部品の一例（第１０の実施例）の拡大断面図
【符号の説明】
１０１ ：ランドグリッド型パッケージ １０２ ：ランドグリッド型パッケージの端子電極 １０３ ：プリント配線基板 １０４ ：電極 １０５ ：応力緩和用接続媒体 １０６ ：絶縁性のフレキシブルシート １０６ａ：穴 １０６ｂ：切り込み １０７ ：第１接続パッド １０８ ：第２接続パッド １０９ ：リード １１０ ：半田 １１１ ：半田 ２０１ ：パターン化した銅箔 ２０２ ：半田レジスト ３００ ：絶縁性のフレキシブルシート ３０１ ：第１接続パッド ３０２ ：第２接続パッド ３０３ ：貫通スルーホール ４００ ：絶縁性のフレキシブルシート ４０１ ：第１接続パッド ４０２ ：第２接続パッド ４０３ ：導電性のペースト ５００ ：絶縁性のフレキシブルシート ５０１ ：第１接続パッド ５０２ ：第２接続パッド ５０３ ：リード ５０４ ：インナビアホール ６００ ：応力緩和用接続媒体 ６０１ ：半導体チップ ６０２ ：キャリア ６０３ ：ワイアボンド用電極 ６０４ ：下部電極 ６０５ ：ワイア ６０６ ：封止剤 ６０７ ：第１接続パッド ６０８ ：半田付け ６０９ ：第２接続パッド ７００ ：応力緩和用接続媒体 ７０１ ：半導体チップ ７０２ ：キャリア ７０３ ：表層電極 ７０４ ：表層電極 ７０７ ：第１接続パッド ７０８ ：半田付け ７０９ ：第２接続パッド ７１０ ：内層電極 ７１１ ：インナビアホール ７１２ ：バンプ ７１３ ：封止剤 ８００ ：応力緩和用接続媒体 ８０１ ：機能部品 ８０２ ：周辺に設けられた電極 ８０３ ：第１接続パッド ８０４ ：第２接続パッド ８０５ ：半田付け ８０６ ：空間 ９００ ：応力緩和用接続媒体 ９０１ ：ハウジング ９０２ ：接触端子 ９０３ ：半田付け ９０４ ：第１接続パッド ９０５ ：絶縁性のフレキシブルシート ９０６ ：柔軟性のある材料 ９０７ ：半田レジスト ９０８ ：第２接続パッド ９５０ ：コネクタ １００１ ：プリンと配線基板 １００２ ：プリント配線基板上の配線と接続電極 １００５ ：接着剤 １００４ ：チップコンデンサ １００３ ：電解コンデンサ

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の部材表面に所定形状に配列された
    第１の電極と、第２の部材表面に形成され前記第１の電
    極と略同一配置を有する第２の電極とを電気的に接合す
    る応力緩和用接続媒体であって、前記第１及び第２の部
    材の表面に略平行に配置された可撓性シートと、前記シ
    ートの一方の面に設けられたパターン化された導体箔
    と、前記可撓性シートの所定の位置に設けられ前記導体
    箔を露出させるための貫通穴を具備する応力緩和用接続
    媒体。
  2. 【請求項２】 ポリイミドシートの一方の面に所定形状
    にパターン化した銅箔を形成し、ポリイミドシートの他
    方の面から穴を開けたことを特徴とする請求項１記載の
    応力緩和用接続媒体。
  3. 【請求項３】 第１の部材表面に所定形状に配列された
    第１の電極と、第２の部材表面に形成され前記第１の電
    極と略同一配置を有する第２の電極とを電気的に接合す
    る応力緩和用接続媒体であって、前記第１及び第２の部
    材の表面に略平行に配置された可撓性シートと、前記シ
    ートの両面にそれぞれ設けられた第１及び第２のパター
    ン化された導体箔と、前記可撓性シートの所定の位置に
    設けられ前記第１及び第２の導体箔を電気的に接続する
    スルーホールを具備する応力緩和用接続媒体。
  4. 【請求項４】 アラミド不織布を用いた絶縁性の可撓性
    シートと、その両面に設けられたパターン化された銅箔
    と、両面のパターン化された銅箔を銅ペーストで接続し
    たことを特徴とする請求項３記載の応力緩和用接続媒
    体。
  5. 【請求項５】 可撓性シートの所定部分に切り欠きを入
    れ、応力を吸収するようにしたことを特徴とする請求項
    １から請求項４のいずれかに記載の応力緩和用接続媒
    体。
  6. 【請求項６】 可撓性シートを折曲げ、可撓性を持たせ
    たことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに
    記載の応力緩和用接続媒体。
  7. 【請求項７】 可撓性シートは、ポリイミドシート、ポ
    リエステルシート、アラミドシート、織布や不織布を用
    いたシートから選択されたいずれかである請求項１、
    ３、５又は６記載の応力緩和用接続媒体。
  8. 【請求項８】 アレイ状の端子電極を有するランドグリ
    ッドアレイ型パッケージと、前記アレイ状の端子電極と
    略同一配置の電極を有するプリント配線基板と、前記パ
    ッケージのアレイ形電極に接続される第１接続パッド、
    及び前記第１接続パッドは電気的に接続され、かつ互い
    に離れた位置に設けられた前記プリント配線基板上の電
    極に接続される第２接続パッドを有する可撓性の応力緩
    和用接続媒体とを具備する応力緩和型実装体。
  9. 【請求項９】 応力緩和用接続媒体は、ポリイミドシー
    トの一方の面に第１接続パッド、リード及びこれに接続
    した第２接続パッド用のパターン化した銅箔を形成し、
    ポリイミドシートの他方の面から穴を開け、第２接続パ
    ッドとしたことを特徴とする請求項８記載の応力緩和型
    実装体。
  10. 【請求項１０】 応力緩和用接続媒体は、アラミド不織
    布を用いた絶縁性のフレキシブルシートと、前記フレキ
    シブルシートの両面に設けられたパターン化された銅箔
    と、前記両面のパターン化された銅箔を接続する銅ペー
    ストとを具備する請求項８記載の応力緩和型実装体。
  11. 【請求項１１】 応力緩和用接続媒体の所定の部分に切
    り欠きを入れ、応力を吸収するようにしたことを特徴と
    する請求項８から請求項１０のいずれかに記載の応力緩
    和型実装体。
  12. 【請求項１２】 応力緩和用接続媒体を折曲げ、可撓性
    にしたことを特徴とする請求項８から請求項１１のいず
    れかに記載の応力緩和型実装体。
  13. 【請求項１３】 ランドグリッドアレイ型パッケージと
    プリント配線基板の間に形成される空間に、柔軟性のあ
    る補強材を充填したことを特徴とする請求項８から請求
    項１２のいずれかに記載の応力緩和型実装体。
  14. 【請求項１４】 アレイ状の端子電極を有するランドグ
    リッドアレイ型パッケージの端子面に請求項１から７の
    いずれかに記載した応力緩和用接続媒体を接続したこと
    を特徴とする応力緩和型部品。
  15. 【請求項１５】 ランドグリッドアレイ型パッケージ
    が、下面に電極を有するインナビアホール多層基板と、
    その上にフリップチップ実装された半導体とを具備する
    ことを特徴とする請求項１４記載の応力緩和型部品。
  16. 【請求項１６】 ランドグリッドアレイ型パッケージと
    応力緩和用接続媒体の間に形成される空間に、柔軟性の
    ある補強材を充填したことを特徴とする請求項１４又は
    １５に記載の応力緩和型部品。
  17. 【請求項１７】 筺体内にアレイ状に配列された接触端
    子を有するコネクタに請求項１から７のいずれかに記載
    した応力緩和用接続媒体を接続したことを特徴とする応
    力緩和型部品。
  18. 【請求項１８】 ランドグリッドアレイ型パッケージ、
    セラミックフィルター、ハイブリッドＩＣ、セラミック
    パッケージ、コネクタから選択された少なくとも１つ
    を、請求項１から７のいずれかに記載した応力緩和用接
    続媒体を用いてプリント配線基板に搭載したことを特徴
    とする応力緩和型実装体。
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