JPH10242616A - Ｉｃパッケージ及びこれを用いた回路基板 - Google Patents
Ｉｃパッケージ及びこれを用いた回路基板Info
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- JPH10242616A JPH10242616A JP9042113A JP4211397A JPH10242616A JP H10242616 A JPH10242616 A JP H10242616A JP 9042113 A JP9042113 A JP 9042113A JP 4211397 A JP4211397 A JP 4211397A JP H10242616 A JPH10242616 A JP H10242616A
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- Japan
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- bump
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- conductive
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- H—ELECTRICITY
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/321—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H05K3/325—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by abutting or pinching, i.e. without alloying process; mechanical auxiliary parts therefor
Landscapes
- Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】回路基板とＩＣチップとの間隙に封止樹脂を充
填することなく接続部の高信頼度実装を可能とする。 【解決手段】バンプ座２はＩＣパッケージ１のパッケー
ジの下部に設けられる。導電性接着剤３はバンプ座２と
導電性弾性樹脂バンプ４とを接続する。導電性弾性樹脂
バンプ４は熱歪みおよび機械的歪みによる応力を吸収す
る。部品取り付け座６は回路基板５上に設けられ、導電
性弾性樹脂バンプ４と電気的に接続する。
填することなく接続部の高信頼度実装を可能とする。 【解決手段】バンプ座２はＩＣパッケージ１のパッケー
ジの下部に設けられる。導電性接着剤３はバンプ座２と
導電性弾性樹脂バンプ４とを接続する。導電性弾性樹脂
バンプ４は熱歪みおよび機械的歪みによる応力を吸収す
る。部品取り付け座６は回路基板５上に設けられ、導電
性弾性樹脂バンプ４と電気的に接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＩＣパッケージ及び
これを用いた回路基板に関し、特にＩＣパッケージの電
気的接続部の信頼性を確保したＩＣパッケージ及びこれ
を用いた回路基板に関する。
これを用いた回路基板に関し、特にＩＣパッケージの電
気的接続部の信頼性を確保したＩＣパッケージ及びこれ
を用いた回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＩＣパッケージは、回路基板とＩ
Ｃチップとの間隙に液状の封止樹脂を充填することで、
接続部（半田付け部）の機械的補強と信頼性の確保を図
っている。これは、ＩＣパッケージ内の半導体チップと
配線基板の電極との接続部に関し、両者の熱膨張係数が
大きく違うことにより、温度サイクルが付加された場合
に接続部に繰り返し応力が発生するため、接続部破断等
の異常発生を防止する必要があるからである。
Ｃチップとの間隙に液状の封止樹脂を充填することで、
接続部（半田付け部）の機械的補強と信頼性の確保を図
っている。これは、ＩＣパッケージ内の半導体チップと
配線基板の電極との接続部に関し、両者の熱膨張係数が
大きく違うことにより、温度サイクルが付加された場合
に接続部に繰り返し応力が発生するため、接続部破断等
の異常発生を防止する必要があるからである。
【０００３】なお、接続部のより高度な信頼性を実現す
るため、超弾性体材料（Ｔｉ−５０．５ａｔ％Ｎｉ）を
使用したバンプを採用し、この超弾性体材料の弾性範囲
内で繰り返し歪みに伴う変形に対して、安定した電気的
接続を得る方式が紹介されている。ここでバンプとは、
集積回路においてワイヤレスボンディング用素子の電極
部に形成される突起電極を示す。
るため、超弾性体材料（Ｔｉ−５０．５ａｔ％Ｎｉ）を
使用したバンプを採用し、この超弾性体材料の弾性範囲
内で繰り返し歪みに伴う変形に対して、安定した電気的
接続を得る方式が紹介されている。ここでバンプとは、
集積回路においてワイヤレスボンディング用素子の電極
部に形成される突起電極を示す。
【０００４】このような接続方式の一例として、特開平
２−２０６１４１号公報記載の「半導体素子接続構造」
が知られている。
２−２０６１４１号公報記載の「半導体素子接続構造」
が知られている。
【０００５】この公報では、半導体チップの電極に蒸着
形成されたＴｉ−５０．５ａｔ％Ｎｉのバンプ構造の超
弾性体と基板の電極に形成されたバンプ構造の超弾性体
との間に、ニッケル及びタングステンの超弾性体よりも
硬質の導電体ボールを挿入し、硬化時に収縮率の大きな
樹脂を使用して加圧力を与える技術が記載されている。
また硬質の導電体ボールが、熱膨張差によって生じる歪
みせんだん力に対して回転することにより超弾性体間の
歪みに追従する技術が記載されている。
形成されたＴｉ−５０．５ａｔ％Ｎｉのバンプ構造の超
弾性体と基板の電極に形成されたバンプ構造の超弾性体
との間に、ニッケル及びタングステンの超弾性体よりも
硬質の導電体ボールを挿入し、硬化時に収縮率の大きな
樹脂を使用して加圧力を与える技術が記載されている。
また硬質の導電体ボールが、熱膨張差によって生じる歪
みせんだん力に対して回転することにより超弾性体間の
歪みに追従する技術が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のＩＣパ
ッケージは、接続部の信頼性確保のため樹脂による封止
を行なっているので、余分な工程が必要となり作業性及
び経済性の効果を損なうという欠点を有している。
ッケージは、接続部の信頼性確保のため樹脂による封止
を行なっているので、余分な工程が必要となり作業性及
び経済性の効果を損なうという欠点を有している。
【０００７】また、超弾性体材料（金属）を用いたバン
プ構造による加圧接着接続方式の場合、バンプ部の構成
が複雑化するため作業性及び経済性の効果を損なうとい
う欠点を有している。
プ構造による加圧接着接続方式の場合、バンプ部の構成
が複雑化するため作業性及び経済性の効果を損なうとい
う欠点を有している。
【０００８】本発明の目的は、回路基板とＩＣチップと
の間隙に封止樹脂を充填することなく接続部の高信頼度
実装を可能とするＩＣパッケージを提供することにあ
る。
の間隙に封止樹脂を充填することなく接続部の高信頼度
実装を可能とするＩＣパッケージを提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のＩＣパッケージ
は、半導体パッケージのバンプ座上に導電性接着剤で接
着した導電性弾性樹脂バンプを介し、前記半導体パッケ
ージを回路基板と電気接続させることを特徴としてい
る。
は、半導体パッケージのバンプ座上に導電性接着剤で接
着した導電性弾性樹脂バンプを介し、前記半導体パッケ
ージを回路基板と電気接続させることを特徴としてい
る。
【００１０】半導体パッケージに設けられたバンプ座
と；このバンプ座に塗布された導電性接着剤と；この導
電性接着剤に接着され、回路基板上の部品取り付け座に
接続される導電性弾性樹脂バンプと；を備えたことを特
徴としている。
と；このバンプ座に塗布された導電性接着剤と；この導
電性接着剤に接着され、回路基板上の部品取り付け座に
接続される導電性弾性樹脂バンプと；を備えたことを特
徴としている。
【００１１】前記導電性弾性樹脂バンプが、金メッキし
た銅粉の導電性粒子を混入させたシリコン系樹脂の硬化
体であることを特徴としている。
た銅粉の導電性粒子を混入させたシリコン系樹脂の硬化
体であることを特徴としている。
【００１２】前記シリコン系樹脂が、ポリウレタン系樹
脂であることを特徴としている。
脂であることを特徴としている。
【００１３】前記樹脂と前記導電性粒子との混合比が、
２：１であることを特徴としている。また、ＩＣパッケ
ージと；このＩＣパッケージを回路基板に加圧力によ
り、電気接続させる取付構造部材と；この取付構造部材
と前記ＩＣパッケージとの間に挿入し、熱伝導性を高め
るサーマルフィラーと；を備えた回路基板を特徴として
いる。
２：１であることを特徴としている。また、ＩＣパッケ
ージと；このＩＣパッケージを回路基板に加圧力によ
り、電気接続させる取付構造部材と；この取付構造部材
と前記ＩＣパッケージとの間に挿入し、熱伝導性を高め
るサーマルフィラーと；を備えた回路基板を特徴として
いる。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００１５】図１は本発明のＩＣパッケージの一つの実
施の形態を示す構成図である。
施の形態を示す構成図である。
【００１６】図１に示す本実施の形態は、ＩＣパッケー
ジ１と、このパッケージの下部に設けられたバンプ座２
と、このバンプ座２に塗布された導電性接着剤３と、こ
の導電性接着剤３に貼り付けられた導電性弾性樹脂バン
プ４と、回路基板５と、この回路基板上の部品取り付け
座６とから構成されている。
ジ１と、このパッケージの下部に設けられたバンプ座２
と、このバンプ座２に塗布された導電性接着剤３と、こ
の導電性接着剤３に貼り付けられた導電性弾性樹脂バン
プ４と、回路基板５と、この回路基板上の部品取り付け
座６とから構成されている。
【００１７】図２は本発明の回路基板への実装状態を説
明する図である。
明する図である。
【００１８】なお、図２において図１に示す構成要素に
対応するものは同一の参照数字または符号を付し、その
説明を省略する。
対応するものは同一の参照数字または符号を付し、その
説明を省略する。
【００１９】図２を参照すると、 ＩＣパッケージ１
と、このパッケージの下部に設けられたバンプ座２と、
このバンプ座２に塗布された導電性接着剤３と、この導
電性接着剤３に貼り付けられた導電性弾性樹脂バンプ８
と、回路基板５と、この回路基板上の部品取り付け座６
と、ＩＣパッケージ１を回路基板５に取り付ける部品取
付ステー７と、この部品取付ステー７を固定するネジ１
０と、ＩＣパッケージ１と部品取付ステー７間の放熱効
果を上げるサーマルフィラー９とから構成されている。
と、このパッケージの下部に設けられたバンプ座２と、
このバンプ座２に塗布された導電性接着剤３と、この導
電性接着剤３に貼り付けられた導電性弾性樹脂バンプ８
と、回路基板５と、この回路基板上の部品取り付け座６
と、ＩＣパッケージ１を回路基板５に取り付ける部品取
付ステー７と、この部品取付ステー７を固定するネジ１
０と、ＩＣパッケージ１と部品取付ステー７間の放熱効
果を上げるサーマルフィラー９とから構成されている。
【００２０】次に、図１および図２を参照して本実施の
形態の動作をより詳細に説明する。
形態の動作をより詳細に説明する。
【００２１】ＩＣパッケージ１を部品取付ステー７によ
り回路基板５に機械的に押しつけ、ネジ１０により固定
する。電気的接続は導電性弾性樹脂バンプ４と回路基板
５上の部品取り付け座６との圧着接続により行なわれ
る。導電性弾性樹脂バンプ４は機械的加圧により変形し
た導電性弾性樹脂バンプ８となる。
り回路基板５に機械的に押しつけ、ネジ１０により固定
する。電気的接続は導電性弾性樹脂バンプ４と回路基板
５上の部品取り付け座６との圧着接続により行なわれ
る。導電性弾性樹脂バンプ４は機械的加圧により変形し
た導電性弾性樹脂バンプ８となる。
【００２２】導電性弾性樹脂バンプ４の材質は、一例と
して金メッキした銅粉を混入させたシリコン樹脂の硬化
体が使用される。この場合、ニッケルを下地メッキとし
た銅粉に対して金メッキを施し、粒径１８０〜２００μ
ｍとしたものを使用すると経済性に優れるが、同サイズ
の金粉を使用すると最も導電性に優れる。
して金メッキした銅粉を混入させたシリコン樹脂の硬化
体が使用される。この場合、ニッケルを下地メッキとし
た銅粉に対して金メッキを施し、粒径１８０〜２００μ
ｍとしたものを使用すると経済性に優れるが、同サイズ
の金粉を使用すると最も導電性に優れる。
【００２３】なお、樹脂と導電性粒子との混合比はその
剛性および導電性の観点から２：１が望ましい。導電性
の構造接着の工程においては、接着剤と導電性金属粉と
の混合比は２：１とされる。
剛性および導電性の観点から２：１が望ましい。導電性
の構造接着の工程においては、接着剤と導電性金属粉と
の混合比は２：１とされる。
【００２４】樹脂については最も柔軟性に優れるシリコ
ン系樹脂が推奨されるが、ポリウレタン系樹脂も対象と
なる。但し、使用環境、特に温度範囲が考慮される必要
がある。すなわち、使用する樹脂のガラス転移点が、本
発明による方式を含む系の動作温度範囲内に無いことが
高信頼性を得るための必要条件となる。
ン系樹脂が推奨されるが、ポリウレタン系樹脂も対象と
なる。但し、使用環境、特に温度範囲が考慮される必要
がある。すなわち、使用する樹脂のガラス転移点が、本
発明による方式を含む系の動作温度範囲内に無いことが
高信頼性を得るための必要条件となる。
【００２５】ここでガラス転移点とは、樹脂が非結晶ガ
ラス状固体となる温度のことであり、一般にガラス転移
点より高い温度では高分子は強靱な性質を示すが、ガラ
ス転移点より低い温度では堅くてもろい性質を示す。経
験的に、ガラス転移点（温度）を挟んで温度サイクルが
付加されると、樹脂のもつ絶対強度が徐々に低下してい
くことが知られている。
ラス状固体となる温度のことであり、一般にガラス転移
点より高い温度では高分子は強靱な性質を示すが、ガラ
ス転移点より低い温度では堅くてもろい性質を示す。経
験的に、ガラス転移点（温度）を挟んで温度サイクルが
付加されると、樹脂のもつ絶対強度が徐々に低下してい
くことが知られている。
【００２６】図２を参照すると、ＩＣパッケージ１はこ
れに相対する回路基板５上に部品取付ステー７により機
械的に押しつけられ、ネジ１０により回路基板５に固定
される。この押圧により導電性弾性樹脂バンプ８は変形
するが、変形による応力により確実な電気的導通を図っ
ている。
れに相対する回路基板５上に部品取付ステー７により機
械的に押しつけられ、ネジ１０により回路基板５に固定
される。この押圧により導電性弾性樹脂バンプ８は変形
するが、変形による応力により確実な電気的導通を図っ
ている。
【００２７】ここで、部品取付ステー７の材質は硬質の
ものであれば制約は無いが、金属材料を用いればＩＣパ
ッケージ１の放熱に寄与することになる。さらにＩＣパ
ッケージ１と部品取付ステー７の物理的な接触に加え
て、サーマルフィラー９を介して実装を行なうことによ
り、放熱効果をより向上させることができる。
ものであれば制約は無いが、金属材料を用いればＩＣパ
ッケージ１の放熱に寄与することになる。さらにＩＣパ
ッケージ１と部品取付ステー７の物理的な接触に加え
て、サーマルフィラー９を介して実装を行なうことによ
り、放熱効果をより向上させることができる。
【００２８】上述のように、導電性弾性樹脂バンプ４を
介した部品の加圧固定による実装方法を用いることによ
り、回路基板５とＩＣパッケージ１の中のベアチップ実
装基板との熱膨張係数の差により、接続部に発生する様
々な応力を導電性弾性樹脂バンプ４が吸収するため、従
来ではその使用が必須とされていた液状封止樹脂の充填
が不要となる。
介した部品の加圧固定による実装方法を用いることによ
り、回路基板５とＩＣパッケージ１の中のベアチップ実
装基板との熱膨張係数の差により、接続部に発生する様
々な応力を導電性弾性樹脂バンプ４が吸収するため、従
来ではその使用が必須とされていた液状封止樹脂の充填
が不要となる。
【００２９】また、導電性弾性樹脂バンプ４の成形も、
ブロック状に硬化させた導電性弾性樹脂をバンプ形状に
成形後、ＩＣパッケージ１の部品側の入出力用パッドの
バンプ座２上に導電性接着剤にて接着するだけの簡易な
工程により実施可能であり、また回路基板側には極く一
般的な平面形状の入出力用パッドを部品取り付け座６と
して設けるだけとなる。
ブロック状に硬化させた導電性弾性樹脂をバンプ形状に
成形後、ＩＣパッケージ１の部品側の入出力用パッドの
バンプ座２上に導電性接着剤にて接着するだけの簡易な
工程により実施可能であり、また回路基板側には極く一
般的な平面形状の入出力用パッドを部品取り付け座６と
して設けるだけとなる。
【００３０】なお、複数のＩＣパッケージ１が上述の実
装方法で実装された回路基板５も本発明の対象となる。
装方法で実装された回路基板５も本発明の対象となる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＩＣパッ
ケージ及びこれを用いた回路基板は、回路基板との接続
部が柔軟性を有する導電性弾性樹脂を介した圧着接続構
造とすることにより、ＩＣパッケージおよび回路基板に
対し、各々の熱膨張係数の相違を考慮することなく実装
できるので、製造工程の簡略化に伴う高い経済効果が得
られるという効果を有している。
ケージ及びこれを用いた回路基板は、回路基板との接続
部が柔軟性を有する導電性弾性樹脂を介した圧着接続構
造とすることにより、ＩＣパッケージおよび回路基板に
対し、各々の熱膨張係数の相違を考慮することなく実装
できるので、製造工程の簡略化に伴う高い経済効果が得
られるという効果を有している。
【００３２】また、熱膨張係数の相違に起因する発生応
力は柔軟性を有する接続部で吸収されることができるの
で、耐環境性、特に耐温度サイクル特性の観点から高い
信頼性が得られるという効果を有している。
力は柔軟性を有する接続部で吸収されることができるの
で、耐環境性、特に耐温度サイクル特性の観点から高い
信頼性が得られるという効果を有している。
【図１】本発明のＩＣパッケージの一つの実施の形態を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図２】本発明の回路基板への実装状態を説明する図で
ある。
ある。
１ ＩＣパッケージ ２ バンプ座 ３ 導電性接着剤 ４ 導電性弾性樹脂バンプ ５ 回路基板 ６ 部品取り付け座 ７ 部品取付ステー ８ 導電性弾性樹脂バンプ ９ サーマルフィラー １０ ネジ
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体パッケージのバンプ座上に導電性
接着剤で接着した導電性弾性樹脂バンプを介し、前記半
導体パッケージを回路基板と電気接続させることを特徴
とするＩＣパッケージ。 - 【請求項２】 半導体パッケージに設けられたバンプ座
と；このバンプ座に塗布された導電性接着剤と；この導
電性接着剤に接着され、回路基板上の部品取り付け座に
接続される導電性弾性樹脂バンプと；を備えたことを特
徴とするＩＣパッケージ。 - 【請求項３】 前記導電性弾性樹脂バンプが、金メッキ
した銅粉の導電性粒子を混入させたシリコン系樹脂の硬
化体であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載
のＩＣパッケージ。 - 【請求項４】 前記シリコン系樹脂が、ポリウレタン系
樹脂であることを特徴とする請求項３記載のＩＣパッケ
ージ。 - 【請求項５】 前記樹脂と前記導電性粒子との混合比
が、２：１であることを特徴とする請求項３又は請求項
４記載のＩＣパッケージ。 - 【請求項６】 請求項１，２，３，４又は５記載のＩＣ
パッケージと；このＩＣパッケージを回路基板に加圧力
により、電気接続させる取付構造部材と；この取付構造
部材と前記ＩＣパッケージとの間に挿入し、熱伝導性を
高めるサーマルフィラーと；を有することを特徴とした
回路基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9042113A JPH10242616A (ja) | 1997-02-26 | 1997-02-26 | Ｉｃパッケージ及びこれを用いた回路基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9042113A JPH10242616A (ja) | 1997-02-26 | 1997-02-26 | Ｉｃパッケージ及びこれを用いた回路基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10242616A true JPH10242616A (ja) | 1998-09-11 |
Family
ID=12626909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9042113A Pending JPH10242616A (ja) | 1997-02-26 | 1997-02-26 | Ｉｃパッケージ及びこれを用いた回路基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10242616A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007180357A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Fujitsu Ltd | 半導体チップ搭載用基板 |
| US7875807B2 (en) | 2002-07-18 | 2011-01-25 | Ricoh Company, Ltd. | Elastic conductive resin, and electronic device including elastic conductive bumps made of the elastic conductive resin |
| JP2014111989A (ja) * | 2013-12-20 | 2014-06-19 | Nichicon Corp | 部品取付構造 |
| CN112672497A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-04-16 | 湖北亿咖通科技有限公司 | 车载电路板、印刷电路板及其制备方法 |
-
1997
- 1997-02-26 JP JP9042113A patent/JPH10242616A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7875807B2 (en) | 2002-07-18 | 2011-01-25 | Ricoh Company, Ltd. | Elastic conductive resin, and electronic device including elastic conductive bumps made of the elastic conductive resin |
| JP2007180357A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Fujitsu Ltd | 半導体チップ搭載用基板 |
| JP2014111989A (ja) * | 2013-12-20 | 2014-06-19 | Nichicon Corp | 部品取付構造 |
| CN112672497A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-04-16 | 湖北亿咖通科技有限公司 | 车载电路板、印刷电路板及其制备方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990622 |