JPH0281447A - フレキシブルピンキャリア及びそれを使用した半導体装置 - Google Patents
フレキシブルピンキャリア及びそれを使用した半導体装置Info
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- JPH0281447A JPH0281447A JP63231829A JP23182988A JPH0281447A JP H0281447 A JPH0281447 A JP H0281447A JP 63231829 A JP63231829 A JP 63231829A JP 23182988 A JP23182988 A JP 23182988A JP H0281447 A JPH0281447 A JP H0281447A
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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-
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-
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- 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
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
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- H05K3/3431—Leadless components
Landscapes
- Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
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- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、高密度接続パッドを有する半導体装置に係り
、特に半導体素子と多層プリント基板の間のはんだバン
プに負荷される熱応力並びに冷却装置から該素子への負
荷外力を緩和するのに好適なフレキシブルピンキャリア
に関する。
、特に半導体素子と多層プリント基板の間のはんだバン
プに負荷される熱応力並びに冷却装置から該素子への負
荷外力を緩和するのに好適なフレキシブルピンキャリア
に関する。
[従来の技術]
従来のチップキャリアの実装方法は、特開昭59−21
8795に記載のように、チップキャリアの外面に形成
されたバンプ等の接続手段を、プリント基板等のチップ
キャリア搭載面上に形成されたパッド等の接続手段には
んだ付は接続する際に、前記チップキャリアの接続手段
と前記基板の搭載面上の接続手段の間に、金属等の弾性
導電体を材料とする中間接続子を植設した接続板より構
成された中間接続板を介在させて互いに対応する前記面
接続手段同志をそれぞれ電気的に接続していた。
8795に記載のように、チップキャリアの外面に形成
されたバンプ等の接続手段を、プリント基板等のチップ
キャリア搭載面上に形成されたパッド等の接続手段には
んだ付は接続する際に、前記チップキャリアの接続手段
と前記基板の搭載面上の接続手段の間に、金属等の弾性
導電体を材料とする中間接続子を植設した接続板より構
成された中間接続板を介在させて互いに対応する前記面
接続手段同志をそれぞれ電気的に接続していた。
すなわち、第12図(a)に示すように、プリント基板
41とチップ基板34との間にそれぞれのパッド39、
バンプ40間を接続する中間接続子36をその中間部に
て位置保持する接続板37を介在させたものである。ま
た、第12図(b)に示すように、前記中間接続子36
は、バンプ40等に対応させず、比較的数置に配設させ
たものも知られている。
41とチップ基板34との間にそれぞれのパッド39、
バンプ40間を接続する中間接続子36をその中間部に
て位置保持する接続板37を介在させたものである。ま
た、第12図(b)に示すように、前記中間接続子36
は、バンプ40等に対応させず、比較的数置に配設させ
たものも知られている。
[発明が解決しようとする課題]
上記従来技術では、第12図(a)に示すように接続板
37上下に突出した弾性導電体からなる中間接続子36
を介してチップキャリアとプリント基板を接続していた
が、その方法では一度接続してから外した場合に中間接
続子36にはんだが付着し中間接続子36の弾性を低下
させる恐れがある。また第12図(b)に示すように中
間接続子36のピッチを小さくした場合、はんだ溶融時
に毛細管現象により中間接続子36間にはんだを吸い上
げてしまう点について配慮がされておらず、弾性導電体
の弾性を低下させるという問題があった。
37上下に突出した弾性導電体からなる中間接続子36
を介してチップキャリアとプリント基板を接続していた
が、その方法では一度接続してから外した場合に中間接
続子36にはんだが付着し中間接続子36の弾性を低下
させる恐れがある。また第12図(b)に示すように中
間接続子36のピッチを小さくした場合、はんだ溶融時
に毛細管現象により中間接続子36間にはんだを吸い上
げてしまう点について配慮がされておらず、弾性導電体
の弾性を低下させるという問題があった。
更に接続板37の上下に中間接続子36を突出させる構
造であるため、実装高さに制限がある場合中間接続子3
6の接続板37からの突出量が小さくなり、中間接続子
36のフレキシビリティが低下する事も考えられる。
造であるため、実装高さに制限がある場合中間接続子3
6の接続板37からの突出量が小さくなり、中間接続子
36のフレキシビリティが低下する事も考えられる。
本発明の目的は、このような事情に基づいてなされたも
のであり、弾性導体にはんだが付着することが全くなり
、これにより前記弾性導体における弾性の劣化を防止し
て、基板とこれに搭載される半導体素子等の熱膨張係数
の相違による熱応力並びに該素子等にかかる出力を緩和
できるようにしたフレキシブルピンキャリアを提供する
ものである。
のであり、弾性導体にはんだが付着することが全くなり
、これにより前記弾性導体における弾性の劣化を防止し
て、基板とこれに搭載される半導体素子等の熱膨張係数
の相違による熱応力並びに該素子等にかかる出力を緩和
できるようにしたフレキシブルピンキャリアを提供する
ものである。
[問題点を解決するための手段]
このような目的を達成するために1本発明は、多数の導
電性弾性体細線の両端のうち片方は半導体素子もしくは
半導体素子実装部と同等の熱膨張係数を持つ基板に固着
し、もう片方は多層プリント基板と同等の熱膨張係数を
持つ基板に固着することにより両基板間の熱膨張の差を
緩和し、外力に対する変形能を向上させることを特徴と
するものである。
電性弾性体細線の両端のうち片方は半導体素子もしくは
半導体素子実装部と同等の熱膨張係数を持つ基板に固着
し、もう片方は多層プリント基板と同等の熱膨張係数を
持つ基板に固着することにより両基板間の熱膨張の差を
緩和し、外力に対する変形能を向上させることを特徴と
するものである。
また、多数の導電性弾性体細線の一端を、多層プリント
基板と同等の熱膨張係数を持つ単一基板に開けた多数の
スルーホールに挿入固着してなることを特徴とするもの
である。
基板と同等の熱膨張係数を持つ単一基板に開けた多数の
スルーホールに挿入固着してなることを特徴とするもの
である。
なお、後者の場合は、半導体素子もしくは半導体素子実
装部を下側にして、前記導電性弾性体細線の他端をはん
だ付けするようにするものである。
装部を下側にして、前記導電性弾性体細線の他端をはん
だ付けするようにするものである。
[作用]
上記構成の実装構造で、半導体素子もしくは半導体素子
実装部側に配置した基板は該素子もしくは該素子実装部
の熱膨張係数に近い材料を用いているため、稼動時に生
ずる熱による熱膨張差を小さくでき、そのため両者を接
続するはんだバンプに負荷される熱応力を小さくできる
。同様に多層プリント基板側に配置した基板も該多層基
本の熱膨張係数に近い材料を使用しているため、両者を
接続するはんだバンプに負荷される熱応力を小さくでき
る。更に、基本的に熱膨張係数が大きく異なる該素子も
しくは該素子実装部側基板と該多層基板側基板との間に
生じる熱膨張差による横方向の変位は、2枚の基板間を
接続する導電性弾性体細線の弾性より吸収できる。また
該素子もしくは該素子実装部にかかる負荷外力も全導電
性弾性体細線が横方向に弾性変形することにより吸収で
きる。
実装部側に配置した基板は該素子もしくは該素子実装部
の熱膨張係数に近い材料を用いているため、稼動時に生
ずる熱による熱膨張差を小さくでき、そのため両者を接
続するはんだバンプに負荷される熱応力を小さくできる
。同様に多層プリント基板側に配置した基板も該多層基
本の熱膨張係数に近い材料を使用しているため、両者を
接続するはんだバンプに負荷される熱応力を小さくでき
る。更に、基本的に熱膨張係数が大きく異なる該素子も
しくは該素子実装部側基板と該多層基板側基板との間に
生じる熱膨張差による横方向の変位は、2枚の基板間を
接続する導電性弾性体細線の弾性より吸収できる。また
該素子もしくは該素子実装部にかかる負荷外力も全導電
性弾性体細線が横方向に弾性変形することにより吸収で
きる。
そして、前記はんだは、その溶融等ではんだ固着部分以
外に付着するようなことがあっても基板によって導電性
弾性体細線に沿っての付着は防止できるから該細線の弾
線が劣化するようなことはなくなる。
外に付着するようなことがあっても基板によって導電性
弾性体細線に沿っての付着は防止できるから該細線の弾
線が劣化するようなことはなくなる。
そして、前記基板は必ずしも半導体素子等側に設けずし
てプリントを基板側にのみ設けるようにしてもよいが、
この場合、半導体素子等を下側にして細線とのはんだ付
けをするようにすればはんだの細線に沿って流れること
はなくなり、該細線の弾性劣化を惹き越こすことはなく
なる。
てプリントを基板側にのみ設けるようにしてもよいが、
この場合、半導体素子等を下側にして細線とのはんだ付
けをするようにすればはんだの細線に沿って流れること
はなくなり、該細線の弾性劣化を惹き越こすことはなく
なる。
[実施例]
以下図面を参照しながら本発明を詳述する。
第1図はフレキシブルピンキャリアの代表実施例を示す
縦断面図である。
縦断面図である。
本発明によるフレキシブルピンキャリアは、材質の異な
る2種類の基板(A)1、(B)2を持ち、また導電性
弾性体細線3を持つ、2枚の基板(A)1、(B)2は
多数の該細線3を挿入固着することにより連結される。
る2種類の基板(A)1、(B)2を持ち、また導電性
弾性体細線3を持つ、2枚の基板(A)1、(B)2は
多数の該細線3を挿入固着することにより連結される。
更に周基板(A)1、(B)2の外側には前記細線3と
接続された接続パッド5を設ける構造とする。
接続された接続パッド5を設ける構造とする。
ここで基板(A)1は半導体素子もしくは半導体素子実
装部側に配置され、それを構成する材料と同等の熱膨張
係数を持つ材料例えばセラミックスを使用する。また基
板(B)2は多層プリント基板側とし、それと同等の熱
膨張係数を持つ材料例えばセラミックスもしくは樹脂を
使用する。このことは、プリント基板として誘電率の低
いものを特定せざるを得ない場合、半導体素子実装部と
の間で熱膨張係数に大きな差異が生ずるからである。更
に該細線3は、基板(A)1及び基板(B)2間の熱膨
張差を吸収できるだけの弾性が有り、抵抗が出来るだけ
小さいことが必要なので金属細線例えばコバール、銅及
び銅系合金またはそれらの複合材を用いる。該細線を基
板(A)1及び基板(B)2に固着するための樹脂4は
熱硬化性樹脂を用いる。また接続パッド5には銅を用い
、基板(A)1と基板(B)2を連結させ、両基板表面
を研磨した後に形成するものとする。
装部側に配置され、それを構成する材料と同等の熱膨張
係数を持つ材料例えばセラミックスを使用する。また基
板(B)2は多層プリント基板側とし、それと同等の熱
膨張係数を持つ材料例えばセラミックスもしくは樹脂を
使用する。このことは、プリント基板として誘電率の低
いものを特定せざるを得ない場合、半導体素子実装部と
の間で熱膨張係数に大きな差異が生ずるからである。更
に該細線3は、基板(A)1及び基板(B)2間の熱膨
張差を吸収できるだけの弾性が有り、抵抗が出来るだけ
小さいことが必要なので金属細線例えばコバール、銅及
び銅系合金またはそれらの複合材を用いる。該細線を基
板(A)1及び基板(B)2に固着するための樹脂4は
熱硬化性樹脂を用いる。また接続パッド5には銅を用い
、基板(A)1と基板(B)2を連結させ、両基板表面
を研磨した後に形成するものとする。
第2図(a)及び(b)はフレキシブルピンキャリアを
用いて半導体素子実装部16及び半導体素子21を多層
プリント基板14上に実装した構造の縦断面図である。
用いて半導体素子実装部16及び半導体素子21を多層
プリント基板14上に実装した構造の縦断面図である。
また第3図(a)及び(b)はフレキシブルピンキャリ
アの作用を説明する断面図である。なお本発明では被実
装物として半導体素子21及び半導体素子実装部16の
両方を考えてたものであるが説明を判り易くするため以
後半休素子実装部16についてのみ説明する。
アの作用を説明する断面図である。なお本発明では被実
装物として半導体素子21及び半導体素子実装部16の
両方を考えてたものであるが説明を判り易くするため以
後半休素子実装部16についてのみ説明する。
この構造とすることにより、第3図(a)に示すように
該素子実装部16とフレキシブルピンキャリアの間を接
続するはんだバンプ(A)11゜及び該多層基板14と
フレキシブルピンキャリアの間を接続するはんだバンプ
(B)12にかかる熱膨張の差による応力は緩和され、
また最も熱膨張差の大きい基板(A)1と基板(B)2
の間の熱応力は該細線3の弾性変形によって吸収される
。
該素子実装部16とフレキシブルピンキャリアの間を接
続するはんだバンプ(A)11゜及び該多層基板14と
フレキシブルピンキャリアの間を接続するはんだバンプ
(B)12にかかる熱膨張の差による応力は緩和され、
また最も熱膨張差の大きい基板(A)1と基板(B)2
の間の熱応力は該細線3の弾性変形によって吸収される
。
更に第3図(b)に示すように冷却構造体19から該素
子実装部16が受ける負荷外力20も該細線3の弾性変
形により吸収されるため、より信頼性の高い実装構造と
することができる。
子実装部16が受ける負荷外力20も該細線3の弾性変
形により吸収されるため、より信頼性の高い実装構造と
することができる。
第4図(a)は他の1実施例を示す縦断面図である。こ
のキャリアは単一基板2a及び該細線3を持ち、単一基
板2aに多数の該細線3の一端を樹脂4を用いて挿入固
着した構造である。
のキャリアは単一基板2a及び該細線3を持ち、単一基
板2aに多数の該細線3の一端を樹脂4を用いて挿入固
着した構造である。
第4図(b)にこの場合の実装構造の断面図を示す。こ
の構造においては該細線3の単一基板2aに固着されて
いない側に該素子実装部16を接続し、単一基板2a側
を該多層基板15に接続するものとする。
の構造においては該細線3の単一基板2aに固着されて
いない側に該素子実装部16を接続し、単一基板2a側
を該多層基板15に接続するものとする。
この場合において、素子実装部16と細線3を接続する
場合、前記素子実装部16を下側に位置づけて行なうこ
とにより、はんだが前記細線3に沿って溶は落ちるのを
防止することができる。単一基板2aは上記第一の実施
例における基板(B)2と同様に該多層基板15と同等
の熱膨張係数を持つ材料例えばセラミックスもしくは樹
脂が使用される。また樹脂4としては熱硬化性樹脂を用
いる。これにより該多層基板15と単一基板2aを接続
しているはんだバンプ(B)12にかかる熱応力を緩和
することができる。また該細線3は上記第一の実施例と
同じものを用い、該軸m3の弾性により該素子実装部1
6と該細線3を接続するはんだバンプ(A)11にかか
る応力を緩和する構造とした。
場合、前記素子実装部16を下側に位置づけて行なうこ
とにより、はんだが前記細線3に沿って溶は落ちるのを
防止することができる。単一基板2aは上記第一の実施
例における基板(B)2と同様に該多層基板15と同等
の熱膨張係数を持つ材料例えばセラミックスもしくは樹
脂が使用される。また樹脂4としては熱硬化性樹脂を用
いる。これにより該多層基板15と単一基板2aを接続
しているはんだバンプ(B)12にかかる熱応力を緩和
することができる。また該細線3は上記第一の実施例と
同じものを用い、該軸m3の弾性により該素子実装部1
6と該細線3を接続するはんだバンプ(A)11にかか
る応力を緩和する構造とした。
このキャリアを使用して該素子実装部16を該多層基板
15に実装する場合、該素子実装部16とこのキャリア
の接続は該細線3を直接該素子実装部16の接続パッド
13にはんだ付けするため、強度的には上記第1の実施
例に多少劣るが、上側の基板(A)1が無い分だけキャ
リアの高さを低くできるので実装構造の高さに制約があ
る場合に有効になると言える。
15に実装する場合、該素子実装部16とこのキャリア
の接続は該細線3を直接該素子実装部16の接続パッド
13にはんだ付けするため、強度的には上記第1の実施
例に多少劣るが、上側の基板(A)1が無い分だけキャ
リアの高さを低くできるので実装構造の高さに制約があ
る場合に有効になると言える。
第5図(a)に別の実施例の縦断面図を示す。
この特徴は第4図(a)に示した該細線3の一端を釘型
形状としたことで、この細線を以後釘型細線6とする。
形状としたことで、この細線を以後釘型細線6とする。
第5図(b)に釘型細線6を使用するキャリアを用いた
実装構造の縦断面図を示す。
実装構造の縦断面図を示す。
この構造においては該釘型細線6の頭部が接続パッドの
役をして、はんだが該釘型細線6の頭部以外に付着する
のを防止する。またはんだ接続部の面積を増加させるこ
とができるため、はんだバンプ(A)11にかかる応力
を緩和するのにより適した方法である。更に細線6をこ
のような形状とすることにより該素子実装部16とのは
んだ付は作業を容易にする作用も持つ。
役をして、はんだが該釘型細線6の頭部以外に付着する
のを防止する。またはんだ接続部の面積を増加させるこ
とができるため、はんだバンプ(A)11にかかる応力
を緩和するのにより適した方法である。更に細線6をこ
のような形状とすることにより該素子実装部16とのは
んだ付は作業を容易にする作用も持つ。
なお細線6の一端を釘型にする方法の説明図を第6図(
a)〜(c)に示す、まず第6図(a)に示すように細
線保持部30先端より該細線3を一定長さ突出させ、第
6図(b)に示すように該保持部30先端より一定の距
離にタングステン電極31を配置し、該保持部30との
間に電流を流しアーク32を飛ばして細線先端を溶解さ
せ球状化させる。その直後、タングステン電極31を取
り去り、第6図(c)に示すように平板33に押しつけ
先端を釘型にした後、細線を一定長さに切断する方法で
容易に製造できる。
a)〜(c)に示す、まず第6図(a)に示すように細
線保持部30先端より該細線3を一定長さ突出させ、第
6図(b)に示すように該保持部30先端より一定の距
離にタングステン電極31を配置し、該保持部30との
間に電流を流しアーク32を飛ばして細線先端を溶解さ
せ球状化させる。その直後、タングステン電極31を取
り去り、第6図(c)に示すように平板33に押しつけ
先端を釘型にした後、細線を一定長さに切断する方法で
容易に製造できる。
他の1実施例の縦断面図を第7図に示す。2枚の基板(
A)1.(B)2に予め導体(A)7、(B)8例えば
タングステンを埋め込んでおいてから焼結し、基板表面
に設けた接続パッド5aに該細線3を配列し接合するこ
とによって2枚の基板(A)1、(B)2を接続する構
造が考えられる。
A)1.(B)2に予め導体(A)7、(B)8例えば
タングステンを埋め込んでおいてから焼結し、基板表面
に設けた接続パッド5aに該細線3を配列し接合するこ
とによって2枚の基板(A)1、(B)2を接続する構
造が考えられる。
導体(A)7、(B)8としては基板(A)1、(B)
2の両方ともセラミック基板の場合は予めグリーンシー
トに開けたスルーホールに埋め込んでおきそれを焼結す
るため、焼結時に温度に耐えられる材料例えばタングス
テンを用いる。また基板(B)2に樹脂基板を使用する
場合は焼結する必要がないので導電性を上げるために導
体(B)8として綱を用いる。
2の両方ともセラミック基板の場合は予めグリーンシー
トに開けたスルーホールに埋め込んでおきそれを焼結す
るため、焼結時に温度に耐えられる材料例えばタングス
テンを用いる。また基板(B)2に樹脂基板を使用する
場合は焼結する必要がないので導電性を上げるために導
体(B)8として綱を用いる。
各部の主な作用は上記第1の実施例と同じであるが、基
板(A)1及び基板(B)2の表面にある接続パッド5
aと該細線3の接続部にはより大きな応力がかかる事と
なるため、接続パッド5aに該細線3を接続する際に、
はんだより融点が高く強度も高い銀ろう9を用いる。こ
れによりキャリアと該素子実装部16間、及びキャリア
と該多層基板15間をはんだ付けする際、または加熱し
て着脱する際にキャリアが分解するのを防止することが
でき、さらに熱膨張及び負荷外力により接続パッド5a
と該細線3の接続部にかかる応力を支えることができる
。
板(A)1及び基板(B)2の表面にある接続パッド5
aと該細線3の接続部にはより大きな応力がかかる事と
なるため、接続パッド5aに該細線3を接続する際に、
はんだより融点が高く強度も高い銀ろう9を用いる。こ
れによりキャリアと該素子実装部16間、及びキャリア
と該多層基板15間をはんだ付けする際、または加熱し
て着脱する際にキャリアが分解するのを防止することが
でき、さらに熱膨張及び負荷外力により接続パッド5a
と該細線3の接続部にかかる応力を支えることができる
。
また他の1実施例としては第8図に示すように2枚の基
板(A)1、(B)2間にそれらの基板に接して熱硬化
性のゴム系樹脂例えばシリコンゴム10を設けることに
より、熱応力並びに外力負荷時に該細線3の基板(A)
1及び基板(B)2との接点に集中する応力をシリコン
ゴム10等の弾性により緩和する構造が考えられる。
板(A)1、(B)2間にそれらの基板に接して熱硬化
性のゴム系樹脂例えばシリコンゴム10を設けることに
より、熱応力並びに外力負荷時に該細線3の基板(A)
1及び基板(B)2との接点に集中する応力をシリコン
ゴム10等の弾性により緩和する構造が考えられる。
この構造とする場合、シリコンゴム10を各基板表面に
薄く均一に塗布する必要がある。その方法としては、ま
ず硬化前の流動状態のシリコンゴム10を片面に塗布す
るのに必要な量だけ基板間に流し込み、遠心力を利用し
て片面に均一に塗布し硬化させる。そしてキャリアを反
転させ、もう片面の分の該シリコンゴム10を注入し前
回同様遠心力を用いて均一に塗布し硬化させる。この方
法によると該細線3にも多少のシリコンゴム10が付着
する可能性があるが、表面に薄膜程度に付着するだけで
あるので変形機能に影響はないものである。
薄く均一に塗布する必要がある。その方法としては、ま
ず硬化前の流動状態のシリコンゴム10を片面に塗布す
るのに必要な量だけ基板間に流し込み、遠心力を利用し
て片面に均一に塗布し硬化させる。そしてキャリアを反
転させ、もう片面の分の該シリコンゴム10を注入し前
回同様遠心力を用いて均一に塗布し硬化させる。この方
法によると該細線3にも多少のシリコンゴム10が付着
する可能性があるが、表面に薄膜程度に付着するだけで
あるので変形機能に影響はないものである。
またこの場合、第8図(b)に示す断面図のように2枚
の基板(A)1.(B)2の間をシリコンゴム10で充
填する構造でも機能的に有効である。すなわち、熱応力
並びに外力負荷時に該細線3の基板(A)1及び基板(
B)2との接点に集中する応力をシリコンゴム10の柔
軟性により緩和する作用のほかに該細線3の耐食性を向
上させ。
の基板(A)1.(B)2の間をシリコンゴム10で充
填する構造でも機能的に有効である。すなわち、熱応力
並びに外力負荷時に該細線3の基板(A)1及び基板(
B)2との接点に集中する応力をシリコンゴム10の柔
軟性により緩和する作用のほかに該細線3の耐食性を向
上させ。
更に該細線3を保護する作用も持たせることができるの
で高信頼性化が図れる。
で高信頼性化が図れる。
第9図(a)〜(f)はフレキシブルピンキャリアの製
法の1例を説明する断面図である。まず第9図(、)に
示すように2枚の基板(A)1、(B)2それぞれに半
導体素子実装部の接続用パッドのピッチ例えば250〜
300μmに合わせてスルーホール29例えば直径12
0μmをあける。そして基板(A)1及び(B)2をス
ルーホール29の位置合わせして重ね、基板(B)2を
基板保持構造体26に固定する0次に第9図(b)に示
すようにそこに適当な長さ例えば基板(A)1、(B)
2の厚さを0.7mm、基板(A)1゜(B)2の間隔
を0.6mmとした場合、長さ2mmに切断した直径1
00μmの該細線3を細線挿入装置23を用いて挿入す
る。そして第9ri!I(c)に示すように、基板(A
)1を基板保持用治具22でつかみ、該細線3が動かな
いように上部から細線押さえ治具24を当ててから基板
(A)1を引き上げる。引き上げる量は基板(A)1゜
(B)2の間隔である0、6mmに調整する。その後第
9図(d)に示すようにスルーホール29に樹脂4を圧
入して固着する。この場合上部は細線押さえ治具24を
取り除いて樹脂注入ノズル25を位置合わせし、下部は
基板保持用治具板26aをスライドさせて樹脂注入ノズ
ル25を位置合わせした後、樹脂を注入固着させ、基板
(A)L、(B)2を接続する。そして基板(A)1、
(B)2の外面を研磨し、第9図(e)に示す構造体を
作製する。最後に第9図(f)に示すように接続パッド
5を形成することで製作できる。
法の1例を説明する断面図である。まず第9図(、)に
示すように2枚の基板(A)1、(B)2それぞれに半
導体素子実装部の接続用パッドのピッチ例えば250〜
300μmに合わせてスルーホール29例えば直径12
0μmをあける。そして基板(A)1及び(B)2をス
ルーホール29の位置合わせして重ね、基板(B)2を
基板保持構造体26に固定する0次に第9図(b)に示
すようにそこに適当な長さ例えば基板(A)1、(B)
2の厚さを0.7mm、基板(A)1゜(B)2の間隔
を0.6mmとした場合、長さ2mmに切断した直径1
00μmの該細線3を細線挿入装置23を用いて挿入す
る。そして第9ri!I(c)に示すように、基板(A
)1を基板保持用治具22でつかみ、該細線3が動かな
いように上部から細線押さえ治具24を当ててから基板
(A)1を引き上げる。引き上げる量は基板(A)1゜
(B)2の間隔である0、6mmに調整する。その後第
9図(d)に示すようにスルーホール29に樹脂4を圧
入して固着する。この場合上部は細線押さえ治具24を
取り除いて樹脂注入ノズル25を位置合わせし、下部は
基板保持用治具板26aをスライドさせて樹脂注入ノズ
ル25を位置合わせした後、樹脂を注入固着させ、基板
(A)L、(B)2を接続する。そして基板(A)1、
(B)2の外面を研磨し、第9図(e)に示す構造体を
作製する。最後に第9図(f)に示すように接続パッド
5を形成することで製作できる。
さらに別の製法としては、第10図(a)〜(d)に示
すように、基板(A)1、(B)2にセラミックスを用
い、該細線3に高融点金属例えばタングステンを用いる
場合を考える。まず基板(A)1、(B)2のグリーン
シートに該素子もしくは該素子実装部の接続用パッドの
ピッチに合わせた間隔でスルーホール29を開ける。次
に第10図(a)に示すように、基板(B)2を基板保
持構造体26に固定した後、スルーホール29に該細線
3を細線挿入装置23を用いて圧入する。
すように、基板(A)1、(B)2にセラミックスを用
い、該細線3に高融点金属例えばタングステンを用いる
場合を考える。まず基板(A)1、(B)2のグリーン
シートに該素子もしくは該素子実装部の接続用パッドの
ピッチに合わせた間隔でスルーホール29を開ける。次
に第10図(a)に示すように、基板(B)2を基板保
持構造体26に固定した後、スルーホール29に該細線
3を細線挿入装置23を用いて圧入する。
そして第10図(b)に示すように基板(A)1を基板
保持用治具22で保持し、基板(B)2に挿入されてい
る該細線3と基板(A)1のスルーホール29の位置を
合わせた後基板(A)1を下げて両基板(A)1、(B
)2を結合させる。その際に基板(A)1が曲がらない
ように基板押さえ治具24aで押さえる。なお第10図
(c)に示すように焼結中に基板間隔が変化しないよう
に厚さQ、6mmのタングステン製スペーサ42を挿入
しておいてから構造体を加熱して焼結し、スペーサ42
を外して外面を研磨した後接続パッドを形成することに
より第10図(d)に示すフレキシブルピンキャリアが
容易に製作できる。
保持用治具22で保持し、基板(B)2に挿入されてい
る該細線3と基板(A)1のスルーホール29の位置を
合わせた後基板(A)1を下げて両基板(A)1、(B
)2を結合させる。その際に基板(A)1が曲がらない
ように基板押さえ治具24aで押さえる。なお第10図
(c)に示すように焼結中に基板間隔が変化しないよう
に厚さQ、6mmのタングステン製スペーサ42を挿入
しておいてから構造体を加熱して焼結し、スペーサ42
を外して外面を研磨した後接続パッドを形成することに
より第10図(d)に示すフレキシブルピンキャリアが
容易に製作できる。
第11図(a)、(b)は導電性弾性体細線3の形状を
説明する部分断面図である。該細線3には金属細線例え
ばコバール、銅及び銅系合金またはそれらの複合材ある
いはタングステンを用いる。
説明する部分断面図である。該細線3には金属細線例え
ばコバール、銅及び銅系合金またはそれらの複合材ある
いはタングステンを用いる。
その線径は弾性機能を最大限に持たせるため、第11図
(a)に示すように、基板(A)1、(B)2間の間隔
寸法より小さくする必要がある。しかし細線の強度面を
考慮して細線径と基板間隙寸法の比は例えば1:2から
1=12の範囲が望ましい。
(a)に示すように、基板(A)1、(B)2間の間隔
寸法より小さくする必要がある。しかし細線の強度面を
考慮して細線径と基板間隙寸法の比は例えば1:2から
1=12の範囲が望ましい。
また第11図(b)に示すように該細線3の基板(A)
1、(B)2の間に露出している部分をエツチングして
線径を減少させ、該細線3の剛性を減衰させる方法も有
効である。
1、(B)2の間に露出している部分をエツチングして
線径を減少させ、該細線3の剛性を減衰させる方法も有
効である。
フレキシブルピンキャリアの実装構造としては、第3図
(a)に示すように、該素子実装部16とそれを搭載す
る該多層基板15間に該ピンキャリアを仲介させ接続す
る構造がある。
(a)に示すように、該素子実装部16とそれを搭載す
る該多層基板15間に該ピンキャリアを仲介させ接続す
る構造がある。
この実装構造を用いる事により、基板(A)1の熱膨張
係数は該素子実装部16の熱膨張係数と同等であるから
稼働時に生ずる熱のために該素子実装部16と基板(A
)1の間に生ずる熱膨張の差を小さくすることができ、
はんだバンブ(A)11にかかる熱応力を減少させるこ
とができる。
係数は該素子実装部16の熱膨張係数と同等であるから
稼働時に生ずる熱のために該素子実装部16と基板(A
)1の間に生ずる熱膨張の差を小さくすることができ、
はんだバンブ(A)11にかかる熱応力を減少させるこ
とができる。
同様にして該多層基板15と基板(B)2の間のはんだ
バンプ(B)12にかかる熱応力も減少させることがで
きる。更に基板(A)1と基板(B)2の間の熱膨張の
差は該細線3の弾性により吸収できる。その上、該素子
実装部16に外部よりかかる力も該細線3の弾性により
吸収できるため、より信頼性の高い半導体装置を得るこ
とができる。
バンプ(B)12にかかる熱応力も減少させることがで
きる。更に基板(A)1と基板(B)2の間の熱膨張の
差は該細線3の弾性により吸収できる。その上、該素子
実装部16に外部よりかかる力も該細線3の弾性により
吸収できるため、より信頼性の高い半導体装置を得るこ
とができる。
更に該ピンキャリアと該素子実装部16との間を接続す
るはんだバンプ(A)11、及び該ピンキャリアと該多
層基板15との間を接続するはんだバンブ(B)12に
、それぞれ融点の異なるはんだを使用することにより、
該素子実装部16側あるいは該多層基板15側を、加熱
する温度により選択的に着脱でき、より実用性に富んだ
半導体装置を得ることができる。
るはんだバンプ(A)11、及び該ピンキャリアと該多
層基板15との間を接続するはんだバンブ(B)12に
、それぞれ融点の異なるはんだを使用することにより、
該素子実装部16側あるいは該多層基板15側を、加熱
する温度により選択的に着脱でき、より実用性に富んだ
半導体装置を得ることができる。
尚、該ピンキャリアの使用法の応用例としては、該素子
実装部と冷却構造体の間に該ピンキャリアを設置し、冷
却構造体との間の熱応力及び負荷外力を緩和させるとい
う方法も考えられる。
実装部と冷却構造体の間に該ピンキャリアを設置し、冷
却構造体との間の熱応力及び負荷外力を緩和させるとい
う方法も考えられる。
[発明の効果]
以上説明したことから明らかなように、本発明によるフ
レキシブルピンキャリアによれば、半導体素子等あるい
はプリント基板とはんだ付けされる導電性弾性体細線の
端部には、この部分を保持することを兼ねる基板が設け
られているので、前記はんだはその溶融等ではんだ固着
部分以外に付着するようなことがあっても、前記基板に
よって、導電性弾性体細線に沿っての付着は防止できる
ことから、該細線の弾性が劣化することはなくなる。
レキシブルピンキャリアによれば、半導体素子等あるい
はプリント基板とはんだ付けされる導電性弾性体細線の
端部には、この部分を保持することを兼ねる基板が設け
られているので、前記はんだはその溶融等ではんだ固着
部分以外に付着するようなことがあっても、前記基板に
よって、導電性弾性体細線に沿っての付着は防止できる
ことから、該細線の弾性が劣化することはなくなる。
第1図は本発明の一実施例であるフレキシブルピンキャ
リアの断面構造図、第2図(a)、(b)は前記フレキ
シブルピンキャリアを使用した実装構造の断面図、第3
図(a)、(b)は前記フレキシブルピンキャリアを使
用した実装構造の変形を表す断面図、第4図(a)、(
b)及び第5図(a)、(b)は本発明による他の実施
例を示す断面図、第6図(a)ないしくe)は釘型細線
の製作方法を表す断面図、第7図、第8図(a)。 (b)はそれぞれ他の実施例を示す断面図、第9図(a
)ないしくf)は第1図に示すフレキシブルピンキャリ
アの製作方法を表す断面図、第10図(a)ないしくd
)は他の製作方法を表す断面図、第11図(a)、(b
)は導電性弾性体細線の形状を説明する断面図、第12
図(a)、(b)は従来のフレキシブルピンキャリアの
一例を示す側面図である。 1・・・基板(A) 、2・・・基板(B)、2a・・
・単一基板、3・・・導電性弾性体細線、4・・・樹脂
、5・・・接続パッド、5a・・・内部接続パッド、6
・・・釘型細線、7・・・導体(A)、8・・・導体(
B)、9・・・銀ろう、10・・・シリコンゴム、11
・・・はんだバンプ(A)、12・・・はんだバンプ(
B)、13・・・半導体素子実装部側接続パッド、14
・・・多層プリント基板側接続パッド、15・・・多層
プリント基板、16・・・半導体素子実装部、17・・
・基板(A)の膨張量、18・・・基板(B)の膨張量
、19・・・冷却構造体、20・・・冷却構造体からか
かる外力、21・・・半導体素子。 22・・・基板保持用治具、23・・・細線挿入装置、
24・・・細線押さえ治具、24a・・・基板押さえ治
具。 25・・・樹脂注入ノズル、26・・・基板保持構造体
、26a・・・基板保持用治具板、27・・・細線挿入
方向、28・・・基板(A)引き上げ方向、29・・・
スルーホール、30・・・細線保持部、31・・・タン
グステン電極、32・・・アーク、33・・・平板、3
4・・・チップ基板、35・・・ビア、36・・・中間
接続子、37・・・接続板、38・・・中間接続板、3
9・・・パッド、40・・・バンプ、41・・・プリン
ト基板、42・・・スペーサ。 代理人 鵜 沼 辰 之 第2図 (a) 第 図 (C1) (b) 第5図 (a) (b) 第 図 (Q) (b) 第6図 (a) 第7図 第8図 第11図 (C) 第 (b) (d) ら
リアの断面構造図、第2図(a)、(b)は前記フレキ
シブルピンキャリアを使用した実装構造の断面図、第3
図(a)、(b)は前記フレキシブルピンキャリアを使
用した実装構造の変形を表す断面図、第4図(a)、(
b)及び第5図(a)、(b)は本発明による他の実施
例を示す断面図、第6図(a)ないしくe)は釘型細線
の製作方法を表す断面図、第7図、第8図(a)。 (b)はそれぞれ他の実施例を示す断面図、第9図(a
)ないしくf)は第1図に示すフレキシブルピンキャリ
アの製作方法を表す断面図、第10図(a)ないしくd
)は他の製作方法を表す断面図、第11図(a)、(b
)は導電性弾性体細線の形状を説明する断面図、第12
図(a)、(b)は従来のフレキシブルピンキャリアの
一例を示す側面図である。 1・・・基板(A) 、2・・・基板(B)、2a・・
・単一基板、3・・・導電性弾性体細線、4・・・樹脂
、5・・・接続パッド、5a・・・内部接続パッド、6
・・・釘型細線、7・・・導体(A)、8・・・導体(
B)、9・・・銀ろう、10・・・シリコンゴム、11
・・・はんだバンプ(A)、12・・・はんだバンプ(
B)、13・・・半導体素子実装部側接続パッド、14
・・・多層プリント基板側接続パッド、15・・・多層
プリント基板、16・・・半導体素子実装部、17・・
・基板(A)の膨張量、18・・・基板(B)の膨張量
、19・・・冷却構造体、20・・・冷却構造体からか
かる外力、21・・・半導体素子。 22・・・基板保持用治具、23・・・細線挿入装置、
24・・・細線押さえ治具、24a・・・基板押さえ治
具。 25・・・樹脂注入ノズル、26・・・基板保持構造体
、26a・・・基板保持用治具板、27・・・細線挿入
方向、28・・・基板(A)引き上げ方向、29・・・
スルーホール、30・・・細線保持部、31・・・タン
グステン電極、32・・・アーク、33・・・平板、3
4・・・チップ基板、35・・・ビア、36・・・中間
接続子、37・・・接続板、38・・・中間接続板、3
9・・・パッド、40・・・バンプ、41・・・プリン
ト基板、42・・・スペーサ。 代理人 鵜 沼 辰 之 第2図 (a) 第 図 (C1) (b) 第5図 (a) (b) 第 図 (Q) (b) 第6図 (a) 第7図 第8図 第11図 (C) 第 (b) (d) ら
Claims (13)
- 1.多数の導電性弾性体細線の両端のうち片方は半導体
素子もしくは半導体素子実装部と同等の熱膨張係数を持
つ基板に固着し、もう片方はプリント基板と同等の熱膨
張係数を持つ基板に固着することにより両基板間の熱膨
張の差を緩和し、外力に対する変形能を向上させること
を特徴とするフレキシブルピンキャリア。 - 2.多数の導電性弾性体細線の一端を、プリント基板と
同等の熱膨張係数を持つ単一基板に開けた多数のスルー
ホールに挿入固着してなることを特徴とするフレキシブ
ルピンキャリア。 - 3.多数の釘型導電性弾性体細線の一端を、プリント基
板と同等の熱膨張係数を持つ単一基板に開けた多数のス
ルーホールに挿入固着してなることを特徴とするフレキ
シブルピンキャリア。 - 4.請求項第3もしくは第4記載において、半導体素子
もしくは半導体素子実装部を下側にして、前記導電性弾
性体細線の他端をはんだ付けするフレキシブルピンキャ
リアの取付方法。 - 5.異なる基板は、内部に表裏を貫通した導体構造を有
し、多数の導電性弾性体細線は両基板の導体ピッチに合
わせて固着配列し、両基板に接合されている請求項第1
記載のフレキシブルピンキャリア。 - 6.2枚の基板間に両基板に接してそれぞれシリコンゴ
ムを配置することにより導電性弾性体細線に集中する応
力を緩和する構造を有する請求項第1記載のフレキシブ
ルピンキャリア。 - 7.2枚の基板の間をシリコンゴムで充填することによ
り導電性弾性体細線の耐食性を向上させ、また細線を保
護する作用を持たせた請求項第1記載のフレキシブルピ
ンキャリア。 - 8.2枚の基板に、半導体素子もしくは半導体素子実装
部の接続用パッドのピッチに合わせて多数のスルーホー
ルをあけ、そこに多数の導電性弾性体細線を挿入固着し
て2枚の基板を接続することにより製作される請求項第
1記載のフレキシブルピンキャリアの製法。 - 9.焼結する前のセラミックス基板のグリーンシートに
あらかじめ接続部の導体ピッチに導電性弾性体細線を植
え込んでおき、それを焼結することにより製作される請
求項第1,第2,第3いずれか記載のフレキシブルピン
キャリアの製法。 - 10.導電性弾性体細線の線径が基板間隙寸法より小さ
いことを特徴とする請求項第1,第2,第3いずれか記
載のフレキシブルピンキャリア。 - 11.2枚の基板の間に露出している導電性弾性体細線
の線径を減少させ細線の剛性を下げるようにした請求項
第1記載のフレキシブルピンキャリア。 - 12.半導体素子もしくは半導体素子実装部とプリント
基板との間に第1,第2,第3いずれか記載のフレキシ
ブルピンキャリアを仲介させ接続することを特徴とする
半導体装置。 - 13.フレキシブルピンキャリアと半導体素子もしくは
半導体素子実装部との間、及びフレキシブルピンキャリ
アとプリント基板との間を、融点の異なるはんだを用い
て接続することを特徴とする請求項第12記載の半導体
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63231829A JP2581592B2 (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | フレキシブルピンキャリア及びそれを使用した半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63231829A JP2581592B2 (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | フレキシブルピンキャリア及びそれを使用した半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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