回路基板、電子機器、回路基板の製造方法、及び半導体装置の交換方法
【課題】半導体装置の交換が容易な回路基板を提供すること。
【解決手段】外部電極１４が一面に設けられた半導体装置２と、前記外部電極１４に対応する基板電極１６を有する配線基板６と、前記外部電極１４に対応する第１の貫通電極２４を有する第１の絶縁基板と前記外部電極１４に対応する第２の貫通電極２８とを有する第２の絶縁基板とを有し、前記第１の貫通電極２４と前記第２の貫通電極２８が第１の半田を介して接続された中継基板２２とを備え、前記外部電極１４と前記第１の貫通電極２４が、第２の半田３４を介して接続され、前記基板電極１４と前記第２の貫通電極２８が、第３の半田３６を介して接続され、前記第１の半田が、前記第２の半田３４及び前記第３の半田３６より低い融点を有し、且つ前記第２の半田３４又は前記第３の半田３６より薄い回路基板。
【解決手段】外部電極１４が一面に設けられた半導体装置２と、前記外部電極１４に対応する基板電極１６を有する配線基板６と、前記外部電極１４に対応する第１の貫通電極２４を有する第１の絶縁基板と前記外部電極１４に対応する第２の貫通電極２８とを有する第２の絶縁基板とを有し、前記第１の貫通電極２４と前記第２の貫通電極２８が第１の半田を介して接続された中継基板２２とを備え、前記外部電極１４と前記第１の貫通電極２４が、第２の半田３４を介して接続され、前記基板電極１４と前記第２の貫通電極２８が、第３の半田３６を介して接続され、前記第１の半田が、前記第２の半田３４及び前記第３の半田３６より低い融点を有し、且つ前記第２の半田３４又は前記第３の半田３６より薄い回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板、電子機器、回路基板の製造方法、及び半導体装置の交換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータや携帯電話等の電子回路は、配線基板に、半導体装置（例えば、LSI(Large Scale Integration)）、抵抗器、コンデンサー等の電子部品を実装した回路基板に設けられている。
【０００３】
ここで、配線基板とは、半導体装置、抵抗器、コンデンサー等の電子部品を表面に固定し、その部品間を配線で接続する板状またはフィルム状の部品のことである。また、回路基板とは、電子部品を表面に実装した配線基板のことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2009-105095号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
回路基板の製造工程で、半導体装置に不具合が発見されることがある。このような半導体装置を良品と交換することで、回路基板の製造歩留まりを向上させることができる。
【０００６】
ところで、半導体装置としては、パッケージの底に外部電極を２次元状に配置し、この外部電極に半田ボールを固定したBGA（Ball Grid Array）型の半導体装置が広く用いられている。このような半導体装置を交換するには、まず半導体装置を回路基板から取り外し、その後新たな半導体装置を実装する。
【０００７】
半導体装置を回路基板から取り外すと、回路基板の基板電極（ランド）には、半田ボールの一部が不均一に取り残される。このため、半導体装置を交換する場合、取り残された半田を除去し、その後新しい半導体装置を実装する。このように半田の除去作業が行われるため、半導体装置（特に、BGA型の半導体装置）の交換は容易ではない。一般的に、半導体装置は、半田により配線基板に固定されるので、同様の問題は、BGA型の半導体装置以外の半導体装置にも存在する。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、半導体装置の交換が容易な回路基板等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、回路基板の第１の観点によれば、外部電極が一面に設けられた半導体装置と、前記外部電極に対応する基板電極を有する配線基板と、前記外部電極に対応する第１の貫通電極を有する第１の絶縁基板と前記外部電極に対応する第２の貫通電極とを有する第２の絶縁基板とを有し前記第１の貫通電極と前記第２の貫通電極が第１の半田を介して接続された中継基板とを備え、前記外部電極と前記第１の貫通電極が、第２の半田を介して接続され、前記基板電極と前記第２の貫通電極が、第３の半田を介して接続され、前記第１の半田が、前記第２の半田及び前記第３の半田より低い融点を有し、且つ前記第２の半田又は前記第３の半田より薄い回路基板が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
実施の形態の回路基板等によれば、半導体装置の交換が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】BGA型の半導体装置を実装した回路基板の部分断面図である。
【図２】半導体装置を配線基板から取り外した状態を説明する断面図である。
【図３】実施の形態１の回路基板の部分断面図である。
【図４】中継基板の断面図である。
【図５】半導体装置の交換方法を説明する工程断面図である（その１）。
【図６】半導体装置の交換方法を説明する工程断面図である（その２）。
【図７】中継基板の製造方法を説明する工程断面図である（その１）。
【図８】中継基板の製造方法を説明する工程断面図である（その２）。
【図９】中継基板の製造方法を説明する工程断面図である（その３）。
【図１０】中継基板の製造方法を説明する工程断面図である（その４）。
【図１１】中継基板の製造方法を説明する工程断面図である（その５）。
【図１２】実施の形態１の回路基板の製造方法を説明する工程断面図である。
【図１３】実施の形態２の電子機器の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。尚、図面が異なっても対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００１３】
（実施の形態１）
まず、半導体装置を交換する場合の問題点を説明する。図１は、BGA型の半導体装置２を実装した回路基板４の部分断面図である。図１には、半導体装置２及びその近傍が図示されている。
【００１４】
回路基板４は、半導体装置２と配線基板６を有している。ここで、半導体装置２は、半導体素子８（集積回路が形成された半導体チップ）と、表面に半導体素子８を搭載したインターポーザ１０と、半導体素子８を覆うカバー１２を有している。インターポーザ１０の裏面には、半導体装置２の外部電極１４が２次元アレイ状に設けられている。
【００１５】
この外部電極１４に対応して、配線基板６の表面には、基板電極（ランド）１６が２次元アレイ状に設けられている。そして、半導体装置２の外部電極１４と基板電極１６が、半田１８によって接続されている。この半田１８は、半導体装置２の外部電極１４に設けられていた半田ボールが溶融して、基板電極１６に密着したものである。
【００１６】
図２は、半導体装置２を配線基板６から取り外した状態を説明する断面図である。半導体装置２を取り外すには、まず半導体装置２を半田１８の融点以上に加熱して、半田１８を溶融させる。その後、半導体装置２を引き上げて、半導体装置２を配線基板６から取り外す。この時、半田１８の一部が、基板電極１６に取り残される。この時取り残される半田１８ａの量は、図２に示すように、基板電極１６ごとに異なっており均一ではない。このため、新しい半導体装置の実装前に、取り残された半田１８ａを除去することが好ましい。しかし、配線基板６には他の電子部品も実装されており、残留半田１８ａの除去は容易ではない。すなわち、半導体装置の交換には、残留半田１８ａの除去が容易できないという問題がある。
【００１７】
（１）回路基板の構造
図３は、上記問題を解決した本実施の形態の回路基板２０の部分断面図である。図３には、半導体装置２及びその近傍が図示されている。
【００１８】
本実施の形態の回路基板２０は、図３に示すように、外部電極１４が底面に設けられた半導体装置２と、外部電極１４に対応する基板電極１６を有する配線基板６と、中継基板２２とを有している。
【００１９】
図４は、中継基板２２の断面図である。中継基板２２は、図４に示すように、半導体装置２の外部電極１４に対応する複数の第１の貫通電極２４を有する第１の絶縁基板２６と、外部電極１４に対応する複数の第２の貫通電極２８を有する第２の絶縁基板３０とを有している。ここで、第１の貫通電極２４と第２の貫通電極２８は、第１の半田３２を介して接続されている。
【００２０】
そして、図３に示すように、本実施の形態の回路基板２０では、半導体装置２の外部電極１４と中継基板２２の第１の貫通電極２４が、第２の半田３４を介して接続されている。また、配線基板６の基板電極１６と中継基板２２の第２の貫通電極２８が、第３の半田３６を介して接続されている。ここで、第１の半田３２（図４参照）は、第２の半田３４及び第３の半田３６より低い融点を有している。更に、第１の半田３２は、第２の半田３４より薄い厚さを有している。
【００２１】
第２の半田３４は、例えば、半導体装置２の外部電極１４に設けられた半田ボールが溶融して、第１の貫通電極２４（図４参照）に密着した半田である。従って、第２の半田は、例えば半田ボールに広く用いられている重量比が1:1:0.5のSn-Ag-Cu（以下、SAC合金と呼ぶ)合金であり、その融点は２２０℃である。同様に、第３の半田も、SAC合金である。一方、第１の半田は、例えば重量比が42:58のSn-Bi（以下、Sn-58Biと呼ぶ）合金であり、その融点は１３９℃である。
【００２２】
ところで、中継基板を用いずに配線基板に半導体装置を直接実装する場合、まず配線基板に半導体装置を載置し、その後配線基板を加熱して半導体装置の半田ボールを溶融させる。次に、配線基板を冷却して溶融した半田ボールを凝固させて、半導体装置の外部電極と配線基板の基板電極（ランド）を接続する。この冷却過程で、熱膨張率の違いにより、半導体装置と配線基板の双方に歪（以下、熱歪と呼ぶ）が発生する。
【００２３】
半導体装置（特に、一辺が４０〜７０ｍｍの大型のBGA型半導体装置）には、通常、直径４００〜９００μｍの比較的大きな半田ボールが設けられている。このような大きな半田ボールを用いることにより、半導体装置と配線基板の熱膨張率の違いにより発生する熱歪を緩和することができる。
【００２４】
従って、本回路基板２０においても、第２の半田３４の厚さは、５００μｍ以上９００μｍ以下が好ましく、６００μｍ以上８００以下μｍが更に好ましい。
【００２５】
尚、第２の半田３４の代わりに、第３の半田３６を第１の半田３２より厚くしてもよい。或いは、第２の半田３４及び第３の半田３６の双方を、第１の半田３２より厚くしてもよい。これらの場合、第３の半田３６の好ましい厚さは、第２の半田３４と同じである。
【００２６】
（２）半導体装置の交換方法
次に、上記回路基板２０における半導体装置２の交換方法について説明する。図５及び６は、半導体装置２の交換方法を説明する工程断面図である。
【００２７】
まず、第１の半田３２の融点（例えば、１３９℃）より高く且つ第２の半田３４及び第３の半田３６の融点（例えば、２２０℃）より低い温度（例えば、１４５℃）に半導体装置２をヒーターで加熱して、第１の半田３２だけを溶融する。その後半導体装置２を引き上げて、図５（ａ）に示すように、半導体装置２と第１の絶縁基板２６とを有する部材３８を配線基板６から取り外す。
【００２８】
上述したように、第１の半田３２の厚さは、半田バンプからなる第２の半田３４より薄い。従って、第２の貫通電極２８には、多くの半田は取り残されない。このため、半田を除去しなくても、半導体装置２を再実装することができる。ここで、第１の半田３２の厚さは２５０μｍ以下が好ましく、２００μｍ以下が更に好ましい。但し、薄過ぎると貫通電極同士の接続が困難になるので、第１の半田３２の厚さは５０μｍ以上が好ましく、１００μｍ以上が更に好ましい。
【００２９】
次に、配線基板６を冷却して、取り残された第１の半田３２ａを凝固させる。その後、図５（ｂ）に示すように、上記部材３８に対応する交換対象の部材４０（以下、交換部材と呼ぶ）を、第２の絶縁基板３０に載置する。ここで、交換部材４０は、新たな半導体装置２ａと、半導体装置２ａの外部電極１４ａに対応する第３の貫通電極２４ａを有する第３の絶縁基板２６ａとを有し、外部電極１４ａと第３の貫通電極２４ａが第４の半田（例えば、SAC半田)３４ａを介して接続されている。更に、図５（ｂ）に示すように、第３の貫通電極２４ａの（半導体装置２ａの）反対側の面には、第５の半田３２ｂ（例えば、Sn-58Bi半田）が設けられている。
【００３０】
ここで、第５の半導体３２ｂの融点（例えば、１３９℃）は、第２乃至４の半田３４,３６, ３４ａの融点（例えば、２２０℃）より低い。また、第５の半田３２ｂの厚さは、第２の半田３４又は第３の半田３６より薄い（例えば、５０μｍ以上２５０μｍ以下、または１００μｍ以上２００μｍ以下）。
【００３１】
次に、取り残された第１の半田３２ａ及び第５の半田３２ｂの融点（例えば、１３９℃）より高く、且つ第３の半田３６及び第４の半田３４ａの融点（例えば、２２０℃）より低い温度（例えば、１５０℃）に半導体装置２ａをヒーターで加熱し、その後冷却する。これにより、取り残された第１の半田３２ａと第５の半田３２ｂが一体化して、図６に示すように、交換部材４０の第３の貫通電極２４ａと、第２の絶縁基板３０の第２の貫通電極２８が接続する。
【００３２】
以上のように、本実施の形態によれば、取り残された第１の半田３２ａを除去せずに、半導体装置２を交換することができる。このため、半導体装置２の交換が容易になる。
【００３３】
ところで、第１の絶縁基板２６だけで中継基板を形成して、低融点半田（例えば、Sn-58Bi半田）でその貫通電極を基板電極（ランド）１６に接続するようにしても、半導体装置２の交換は容易になるようにも思われる。但し、この場合には、他の電子部品も、低融点半田で基板電極に接続することになる。このため、交換する半導体装置３８を加熱した時に、他の電子部品の低融点半田も同時に溶解してしまう。従って、第１の絶縁基板２６だけ中継基板を形成することは好ましくない。
【００３４】
また、中継基板を第２の絶縁基板３０だけで形成して、低融点半田（例えば、Sn-58Bi半田）でその貫通電極と半導体装置の外部電極を接続することも考えられる。しかし、外部電極に低融点半田ボールを設けた半導体装置２は流通しておらず、入手困難である。従って、このような方法も採用することはできない。
【００３５】
（３）中継基板の製造方法
次に、製造方法にしたがって、中継基板２２の構造を詳しく説明する。
【００３６】
図７乃至１１は、中継基板２２の製造方法を説明する工程断面図である。尚、図７乃至１０は、第１の貫通電極２４の近傍を拡大した断面図である。
【００３７】
―貫通電極の形成工程（図７〜図９参照）―
まず、図７（ａ）に示すように、厚さ0.035ｍｍのＣｕ箔４２を片面に貼り付けた厚さ0.05ｍｍのポリイミドフィルム４４を準備する。このポリイミドフィルム４４は、一辺が40ｍｍの正方形である。
【００３８】
次に、図７（ｂ）に示すように、Ｃｕ箔４２の表面に、半導体装置２の外部電極１４に対応する直径0.8ｍｍのフォトレジストパターン４６を形成する。この時、フォトレジストパターン４６を、１ｍｍピッチで４０行×４０列に２次元配列する。
【００３９】
次に、図７（ｃ）に示すように、フォトレジストパターン４６をエッチングマスクとしてＣｕ箔４２をエッチングして、第１の貫通電極２４のベース層４８を形成する。
【００４０】
次に、図８（ａ）に示すように、フォトレジストパターン４６を除去する。その後、図８（ｂ）に示すように、ベース層４８の外周部を覆う、直径0.6ｍｍの開口部５１が設けられたカバー層５０を形成する。カバー層５０は、例えばポリイミド膜又はソルダレジストである。
【００４１】
次に、ベース層４８に対応する開口部５２を有するメタルマスク５４を、ポリイミドフィルム４４の裏面に配置する。この時、ベース層４８と開口部５２を対向させる。開口部５２の直径は、0.6ｍｍである。
【００４２】
次に、図９（ａ）に示すように、メタルマスク５４で覆われたポリイミドフィルム４４にレーザ光５６を照射する。このレーザ光照射により、図９（ｂ）に示すように開口部５２のポリイミドフィルム４４が除去され、ベース層４８が露出する。
【００４３】
次に、図９（ｃ）に示すように、無電解メッキによりベース層４８の両面に、Ｎｉバリア層５８及びＡｕ半田付層６０を順次積層する。
【００４４】
以上により、第１の貫通電極２４を有する第１の絶縁基板２６が完成する。同様の手順により、第２の貫通電極２８を有する第２の絶縁基板３０を形成する。
【００４５】
ところで、第１の絶縁基板２６及び第２の絶縁基板３０は、ポリイミドフィルムから形成されているので、可撓性を有している。このため、回路基板２０の熱歪に対して、中継基板２２は柔軟に対応することができる。
【００４６】
次に、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１の貫通電極２４に対応する開口部６２を有するメタルマスク６４とスキジ６７を用いて、第１の貫通電極２４の片面に半田ペースト６６を印刷する。この半田ペースト６６の主成分は、Sn-52Bi粒子（融点139℃）である。メタルマスク６４の厚さは、0.2ｍｍである。これにより、第１の貫通電極２４の片面に、厚さ約0.1ｍｍの半田ペースト６６が塗布される（図１０（ｃ）参照）。
【００４７】
次に、この第１の絶縁基板２６に最高温度１６０℃のリフロー処理を施して、半田ペースト６６を溶融する。その後、第１の絶縁基板２６を冷却して、図１１（ａ）に示すように、第１の貫通電極２４の片面を覆う半田層６８を形成する。同様の処理を第２の絶縁基板３０にも施して、第２の貫通電極２８の片面を覆う半田層を形成する。
【００４８】
次に、図１１（ｂ）に示すように、第１の絶縁基板２６と第２の絶縁基板３０を、夫々の半田層が接触するように重ね合わせる。その後、第１の絶縁基板２６と第２の絶縁基板３０をリフロー炉で加熱して、第１の絶縁基板２６と第２の絶縁基板３０夫々の半田層を溶融して一体化させ、厚さ１５０μｍの第１の半田３２を形成する。以上により、中継基板２２が完成する。
【００４９】
以上の例では、Ｃｕ箔をエッチングしたベース層４８の両面にＮｉバリア層５８及びＡｕ半田付層６０を積層して、第１の貫通電極２４及び第２の貫通電極２８を形成する。しかし、単にＣｕ箔４２をエッチングして、第１の貫通電極２４及び第２の貫通電極２８を形成してもよい。この場合、Ｃｕ箔４２への半田層６８の拡散を防止するため、Ｃｕ箔４２を少なくても１０μｍ程度厚くすることが好ましい。
【００５０】
尚、ポリイミドフィルム４４等に貫通孔（ビア）を形成し、この貫通孔をＣｕ、Ａｌ、又はＡｌ合金等の導電性材料で埋め込んで貫通電極を形成してもよい。更に、貫通孔を埋め込んだ導電性材料の両面にＮｉ層とＡｕ層を順次積層して、貫通電極を形成してもよい。
【００５１】
（４）回路基板の製造方法
次に、製造方法にしたがって、本実施の形態の回路基板２０の構造を詳しく説明する。
【００５２】
図１２は、本実施の形態の回路基板２０の製造方法を説明する工程断面図である。
【００５３】
まず、図１２（ａ）に示すように、中継基板２２と、半導体装置２と、この半導体装置２の外部電極１４に対応する基板電極１６を有する配線基板６とを準備する。
【００５４】
配線基板６は、厚さ約４ｍｍで110×110ｍｍ角のガラスエポキシ製のプリント基板である。基板電極１６は、配線基板６の中央に40行×40列に２次元配列されている。基板電極１６はＣｕ製であり、直径は0.6ｍｍである。この基板電極１６には、SAC半田層７０が印刷されている。
【００５５】
半導体装置２のインターポーザ１０は、厚さが1.5ｍｍのガラスセラミック板である。このインターポーザ１０には、Ａｕ/Ｎｉ製の外部電極１４が２次元アレイ状に設けられている。外部電極１４の直径は0.6ｍｍである。この外部電極１４には、直径の0.6ｍｍのＳＡＣ半田ボール７２が設けられている。
【００５６】
次に、基板電極１６と、中継基板２２の貫通電極２４,２８と、半導体装置２の外部電極１４が鉛直線上に整列するように、配線基板６と中継基板２２と半導体装置２とを順次重ね合わせる（図１２（ａ）参照）。
【００５７】
次に、図１２（ｂ）に示すように、重ね合わせた各部材２,２２,６に、最高温度235℃のリフロー処理を施して、各部材に設けた半田を溶融する。
【００５８】
次に、図１２（ｃ）に示すように、リフロー処理を施した各部材２,２２,６を冷却して、中継基板２２の第１の貫通電極２４と半導体装置２の外部電極１４を第２の半田３４（半田ボール７２）を介して接続する。同時に、中継基板２２の第２の貫通電極２８と配線基板６の基板電極１６を、第３の半田３６（SAC半田層７０）を介して接続する。以上により、回路基板２０が完成する。
【００５９】
ところで、リフロー処理後の冷却過程では、最初に第２の半田３４（SAC半田）及び第３の半田３６（SAC半田）が凝固し、その後第１の半田３２（Sn-58Bi半田）が凝固する。従って、配線基板６と半導体装置２は、第１の半田３２の融点（139℃）までは、夫々自由に熱収縮する。しかし、第１の半田３２の凝固後は、配線基板６と半導体装置２は、第１乃至３の半田３２,３４,３６を介して互いに固定され、自由に収縮できなくなる。このため、図１２（ｃ）に示すように、配線基板６及び半導体装置２に反り７４が発生する。しかし、第１の半田３２の融点（139℃）が第２の半田３４及び第３の半田３６の融点（220℃）より低いので、反り７４は、半導体装置２と配線基板６をSAC半田バンプ（融点220℃）で直接接続する回路基板４の反り７６より小さくなる（図１参照）。
【００６０】
例えば、半導体装置２の一辺が４０ｍｍの場合、本実施の形態の回路基板２０の反りは、0.01ｍｍ〜0.05ｍｍである。しかし、半導体装置２と配線基板６をSAC半田バンプで直接接続した回路基板の反りは、0.1ｍｍ〜0.3ｍｍである。
【００６１】
以上のように、本実施の形態の回路基板２０によれば、半導体装置の交換が容易になるだけでなく、回路基板の反りを抑制することができる。
【００６２】
（実施の形態２）
図１３は、本実施の形態のパーソナルコンピュータ７８の構成図である。
【００６３】
図１３に示すように、本パーソナルコンピュータ７８は、実施の形態１の回路基板２０（マザーボード）と、回路基板２０に入力信号を供給する入力信号供給ユニット（キーボード８０及びハードディスク８２）と、回路基板の出力信号を受信して処理する出力信号処理ユニット８４（液晶表示装置）とを有している。
【００６４】
上述したように、回路基板２０における半導体装置２の交換は容易なので、パーソナルコンピュータ７８の製造歩留りは高い。尚、本実施の形態は、他の電子機器、例えばサーバや携帯電話にも適用できる。
【００６５】
以上の例では、第１の半田３２は、Sn−58Bi合金である。しかし、第１の半田３２は、重量比52:48のIn-Sn合金(融点117℃)等の他の半田であってもよい。また、夫々の合金の重量比は、上述した値に限られない。従って、第１の半田３２には、種々の重量比のSn-Bi合金及びIn-Sn合金や他の合金を用いてもよい。
【００６６】
以上の実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【符号の説明】
【００６７】
２・・・半導体装置
６・・・配線基板
１４・・・外部電極
１６・・・基板電極
２０・・・回路基板
２２・・・中継基板
２４・・・第１の貫通電極
２６・・・第１の絶縁基板
２８・・・第２の貫通電極
３０・・・第２の絶縁基板
３２・・・第１の半田
３４・・・第２の半田
３６・・・第３の半田
３８・・・部材
４０・・・交換部材
７８・・・パーソナルコンピュータ（電子機器）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板、電子機器、回路基板の製造方法、及び半導体装置の交換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータや携帯電話等の電子回路は、配線基板に、半導体装置（例えば、LSI(Large Scale Integration)）、抵抗器、コンデンサー等の電子部品を実装した回路基板に設けられている。
【０００３】
ここで、配線基板とは、半導体装置、抵抗器、コンデンサー等の電子部品を表面に固定し、その部品間を配線で接続する板状またはフィルム状の部品のことである。また、回路基板とは、電子部品を表面に実装した配線基板のことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2009-105095号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
回路基板の製造工程で、半導体装置に不具合が発見されることがある。このような半導体装置を良品と交換することで、回路基板の製造歩留まりを向上させることができる。
【０００６】
ところで、半導体装置としては、パッケージの底に外部電極を２次元状に配置し、この外部電極に半田ボールを固定したBGA（Ball Grid Array）型の半導体装置が広く用いられている。このような半導体装置を交換するには、まず半導体装置を回路基板から取り外し、その後新たな半導体装置を実装する。
【０００７】
半導体装置を回路基板から取り外すと、回路基板の基板電極（ランド）には、半田ボールの一部が不均一に取り残される。このため、半導体装置を交換する場合、取り残された半田を除去し、その後新しい半導体装置を実装する。このように半田の除去作業が行われるため、半導体装置（特に、BGA型の半導体装置）の交換は容易ではない。一般的に、半導体装置は、半田により配線基板に固定されるので、同様の問題は、BGA型の半導体装置以外の半導体装置にも存在する。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、半導体装置の交換が容易な回路基板等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、回路基板の第１の観点によれば、外部電極が一面に設けられた半導体装置と、前記外部電極に対応する基板電極を有する配線基板と、前記外部電極に対応する第１の貫通電極を有する第１の絶縁基板と前記外部電極に対応する第２の貫通電極とを有する第２の絶縁基板とを有し前記第１の貫通電極と前記第２の貫通電極が第１の半田を介して接続された中継基板とを備え、前記外部電極と前記第１の貫通電極が、第２の半田を介して接続され、前記基板電極と前記第２の貫通電極が、第３の半田を介して接続され、前記第１の半田が、前記第２の半田及び前記第３の半田より低い融点を有し、且つ前記第２の半田又は前記第３の半田より薄い回路基板が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
実施の形態の回路基板等によれば、半導体装置の交換が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】BGA型の半導体装置を実装した回路基板の部分断面図である。
【図２】半導体装置を配線基板から取り外した状態を説明する断面図である。
【図３】実施の形態１の回路基板の部分断面図である。
【図４】中継基板の断面図である。
【図５】半導体装置の交換方法を説明する工程断面図である（その１）。
【図６】半導体装置の交換方法を説明する工程断面図である（その２）。
【図７】中継基板の製造方法を説明する工程断面図である（その１）。
【図８】中継基板の製造方法を説明する工程断面図である（その２）。
【図９】中継基板の製造方法を説明する工程断面図である（その３）。
【図１０】中継基板の製造方法を説明する工程断面図である（その４）。
【図１１】中継基板の製造方法を説明する工程断面図である（その５）。
【図１２】実施の形態１の回路基板の製造方法を説明する工程断面図である。
【図１３】実施の形態２の電子機器の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。尚、図面が異なっても対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００１３】
（実施の形態１）
まず、半導体装置を交換する場合の問題点を説明する。図１は、BGA型の半導体装置２を実装した回路基板４の部分断面図である。図１には、半導体装置２及びその近傍が図示されている。
【００１４】
回路基板４は、半導体装置２と配線基板６を有している。ここで、半導体装置２は、半導体素子８（集積回路が形成された半導体チップ）と、表面に半導体素子８を搭載したインターポーザ１０と、半導体素子８を覆うカバー１２を有している。インターポーザ１０の裏面には、半導体装置２の外部電極１４が２次元アレイ状に設けられている。
【００１５】
この外部電極１４に対応して、配線基板６の表面には、基板電極（ランド）１６が２次元アレイ状に設けられている。そして、半導体装置２の外部電極１４と基板電極１６が、半田１８によって接続されている。この半田１８は、半導体装置２の外部電極１４に設けられていた半田ボールが溶融して、基板電極１６に密着したものである。
【００１６】
図２は、半導体装置２を配線基板６から取り外した状態を説明する断面図である。半導体装置２を取り外すには、まず半導体装置２を半田１８の融点以上に加熱して、半田１８を溶融させる。その後、半導体装置２を引き上げて、半導体装置２を配線基板６から取り外す。この時、半田１８の一部が、基板電極１６に取り残される。この時取り残される半田１８ａの量は、図２に示すように、基板電極１６ごとに異なっており均一ではない。このため、新しい半導体装置の実装前に、取り残された半田１８ａを除去することが好ましい。しかし、配線基板６には他の電子部品も実装されており、残留半田１８ａの除去は容易ではない。すなわち、半導体装置の交換には、残留半田１８ａの除去が容易できないという問題がある。
【００１７】
（１）回路基板の構造
図３は、上記問題を解決した本実施の形態の回路基板２０の部分断面図である。図３には、半導体装置２及びその近傍が図示されている。
【００１８】
本実施の形態の回路基板２０は、図３に示すように、外部電極１４が底面に設けられた半導体装置２と、外部電極１４に対応する基板電極１６を有する配線基板６と、中継基板２２とを有している。
【００１９】
図４は、中継基板２２の断面図である。中継基板２２は、図４に示すように、半導体装置２の外部電極１４に対応する複数の第１の貫通電極２４を有する第１の絶縁基板２６と、外部電極１４に対応する複数の第２の貫通電極２８を有する第２の絶縁基板３０とを有している。ここで、第１の貫通電極２４と第２の貫通電極２８は、第１の半田３２を介して接続されている。
【００２０】
そして、図３に示すように、本実施の形態の回路基板２０では、半導体装置２の外部電極１４と中継基板２２の第１の貫通電極２４が、第２の半田３４を介して接続されている。また、配線基板６の基板電極１６と中継基板２２の第２の貫通電極２８が、第３の半田３６を介して接続されている。ここで、第１の半田３２（図４参照）は、第２の半田３４及び第３の半田３６より低い融点を有している。更に、第１の半田３２は、第２の半田３４より薄い厚さを有している。
【００２１】
第２の半田３４は、例えば、半導体装置２の外部電極１４に設けられた半田ボールが溶融して、第１の貫通電極２４（図４参照）に密着した半田である。従って、第２の半田は、例えば半田ボールに広く用いられている重量比が1:1:0.5のSn-Ag-Cu（以下、SAC合金と呼ぶ)合金であり、その融点は２２０℃である。同様に、第３の半田も、SAC合金である。一方、第１の半田は、例えば重量比が42:58のSn-Bi（以下、Sn-58Biと呼ぶ）合金であり、その融点は１３９℃である。
【００２２】
ところで、中継基板を用いずに配線基板に半導体装置を直接実装する場合、まず配線基板に半導体装置を載置し、その後配線基板を加熱して半導体装置の半田ボールを溶融させる。次に、配線基板を冷却して溶融した半田ボールを凝固させて、半導体装置の外部電極と配線基板の基板電極（ランド）を接続する。この冷却過程で、熱膨張率の違いにより、半導体装置と配線基板の双方に歪（以下、熱歪と呼ぶ）が発生する。
【００２３】
半導体装置（特に、一辺が４０〜７０ｍｍの大型のBGA型半導体装置）には、通常、直径４００〜９００μｍの比較的大きな半田ボールが設けられている。このような大きな半田ボールを用いることにより、半導体装置と配線基板の熱膨張率の違いにより発生する熱歪を緩和することができる。
【００２４】
従って、本回路基板２０においても、第２の半田３４の厚さは、５００μｍ以上９００μｍ以下が好ましく、６００μｍ以上８００以下μｍが更に好ましい。
【００２５】
尚、第２の半田３４の代わりに、第３の半田３６を第１の半田３２より厚くしてもよい。或いは、第２の半田３４及び第３の半田３６の双方を、第１の半田３２より厚くしてもよい。これらの場合、第３の半田３６の好ましい厚さは、第２の半田３４と同じである。
【００２６】
（２）半導体装置の交換方法
次に、上記回路基板２０における半導体装置２の交換方法について説明する。図５及び６は、半導体装置２の交換方法を説明する工程断面図である。
【００２７】
まず、第１の半田３２の融点（例えば、１３９℃）より高く且つ第２の半田３４及び第３の半田３６の融点（例えば、２２０℃）より低い温度（例えば、１４５℃）に半導体装置２をヒーターで加熱して、第１の半田３２だけを溶融する。その後半導体装置２を引き上げて、図５（ａ）に示すように、半導体装置２と第１の絶縁基板２６とを有する部材３８を配線基板６から取り外す。
【００２８】
上述したように、第１の半田３２の厚さは、半田バンプからなる第２の半田３４より薄い。従って、第２の貫通電極２８には、多くの半田は取り残されない。このため、半田を除去しなくても、半導体装置２を再実装することができる。ここで、第１の半田３２の厚さは２５０μｍ以下が好ましく、２００μｍ以下が更に好ましい。但し、薄過ぎると貫通電極同士の接続が困難になるので、第１の半田３２の厚さは５０μｍ以上が好ましく、１００μｍ以上が更に好ましい。
【００２９】
次に、配線基板６を冷却して、取り残された第１の半田３２ａを凝固させる。その後、図５（ｂ）に示すように、上記部材３８に対応する交換対象の部材４０（以下、交換部材と呼ぶ）を、第２の絶縁基板３０に載置する。ここで、交換部材４０は、新たな半導体装置２ａと、半導体装置２ａの外部電極１４ａに対応する第３の貫通電極２４ａを有する第３の絶縁基板２６ａとを有し、外部電極１４ａと第３の貫通電極２４ａが第４の半田（例えば、SAC半田)３４ａを介して接続されている。更に、図５（ｂ）に示すように、第３の貫通電極２４ａの（半導体装置２ａの）反対側の面には、第５の半田３２ｂ（例えば、Sn-58Bi半田）が設けられている。
【００３０】
ここで、第５の半導体３２ｂの融点（例えば、１３９℃）は、第２乃至４の半田３４,３６, ３４ａの融点（例えば、２２０℃）より低い。また、第５の半田３２ｂの厚さは、第２の半田３４又は第３の半田３６より薄い（例えば、５０μｍ以上２５０μｍ以下、または１００μｍ以上２００μｍ以下）。
【００３１】
次に、取り残された第１の半田３２ａ及び第５の半田３２ｂの融点（例えば、１３９℃）より高く、且つ第３の半田３６及び第４の半田３４ａの融点（例えば、２２０℃）より低い温度（例えば、１５０℃）に半導体装置２ａをヒーターで加熱し、その後冷却する。これにより、取り残された第１の半田３２ａと第５の半田３２ｂが一体化して、図６に示すように、交換部材４０の第３の貫通電極２４ａと、第２の絶縁基板３０の第２の貫通電極２８が接続する。
【００３２】
以上のように、本実施の形態によれば、取り残された第１の半田３２ａを除去せずに、半導体装置２を交換することができる。このため、半導体装置２の交換が容易になる。
【００３３】
ところで、第１の絶縁基板２６だけで中継基板を形成して、低融点半田（例えば、Sn-58Bi半田）でその貫通電極を基板電極（ランド）１６に接続するようにしても、半導体装置２の交換は容易になるようにも思われる。但し、この場合には、他の電子部品も、低融点半田で基板電極に接続することになる。このため、交換する半導体装置３８を加熱した時に、他の電子部品の低融点半田も同時に溶解してしまう。従って、第１の絶縁基板２６だけ中継基板を形成することは好ましくない。
【００３４】
また、中継基板を第２の絶縁基板３０だけで形成して、低融点半田（例えば、Sn-58Bi半田）でその貫通電極と半導体装置の外部電極を接続することも考えられる。しかし、外部電極に低融点半田ボールを設けた半導体装置２は流通しておらず、入手困難である。従って、このような方法も採用することはできない。
【００３５】
（３）中継基板の製造方法
次に、製造方法にしたがって、中継基板２２の構造を詳しく説明する。
【００３６】
図７乃至１１は、中継基板２２の製造方法を説明する工程断面図である。尚、図７乃至１０は、第１の貫通電極２４の近傍を拡大した断面図である。
【００３７】
―貫通電極の形成工程（図７〜図９参照）―
まず、図７（ａ）に示すように、厚さ0.035ｍｍのＣｕ箔４２を片面に貼り付けた厚さ0.05ｍｍのポリイミドフィルム４４を準備する。このポリイミドフィルム４４は、一辺が40ｍｍの正方形である。
【００３８】
次に、図７（ｂ）に示すように、Ｃｕ箔４２の表面に、半導体装置２の外部電極１４に対応する直径0.8ｍｍのフォトレジストパターン４６を形成する。この時、フォトレジストパターン４６を、１ｍｍピッチで４０行×４０列に２次元配列する。
【００３９】
次に、図７（ｃ）に示すように、フォトレジストパターン４６をエッチングマスクとしてＣｕ箔４２をエッチングして、第１の貫通電極２４のベース層４８を形成する。
【００４０】
次に、図８（ａ）に示すように、フォトレジストパターン４６を除去する。その後、図８（ｂ）に示すように、ベース層４８の外周部を覆う、直径0.6ｍｍの開口部５１が設けられたカバー層５０を形成する。カバー層５０は、例えばポリイミド膜又はソルダレジストである。
【００４１】
次に、ベース層４８に対応する開口部５２を有するメタルマスク５４を、ポリイミドフィルム４４の裏面に配置する。この時、ベース層４８と開口部５２を対向させる。開口部５２の直径は、0.6ｍｍである。
【００４２】
次に、図９（ａ）に示すように、メタルマスク５４で覆われたポリイミドフィルム４４にレーザ光５６を照射する。このレーザ光照射により、図９（ｂ）に示すように開口部５２のポリイミドフィルム４４が除去され、ベース層４８が露出する。
【００４３】
次に、図９（ｃ）に示すように、無電解メッキによりベース層４８の両面に、Ｎｉバリア層５８及びＡｕ半田付層６０を順次積層する。
【００４４】
以上により、第１の貫通電極２４を有する第１の絶縁基板２６が完成する。同様の手順により、第２の貫通電極２８を有する第２の絶縁基板３０を形成する。
【００４５】
ところで、第１の絶縁基板２６及び第２の絶縁基板３０は、ポリイミドフィルムから形成されているので、可撓性を有している。このため、回路基板２０の熱歪に対して、中継基板２２は柔軟に対応することができる。
【００４６】
次に、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１の貫通電極２４に対応する開口部６２を有するメタルマスク６４とスキジ６７を用いて、第１の貫通電極２４の片面に半田ペースト６６を印刷する。この半田ペースト６６の主成分は、Sn-52Bi粒子（融点139℃）である。メタルマスク６４の厚さは、0.2ｍｍである。これにより、第１の貫通電極２４の片面に、厚さ約0.1ｍｍの半田ペースト６６が塗布される（図１０（ｃ）参照）。
【００４７】
次に、この第１の絶縁基板２６に最高温度１６０℃のリフロー処理を施して、半田ペースト６６を溶融する。その後、第１の絶縁基板２６を冷却して、図１１（ａ）に示すように、第１の貫通電極２４の片面を覆う半田層６８を形成する。同様の処理を第２の絶縁基板３０にも施して、第２の貫通電極２８の片面を覆う半田層を形成する。
【００４８】
次に、図１１（ｂ）に示すように、第１の絶縁基板２６と第２の絶縁基板３０を、夫々の半田層が接触するように重ね合わせる。その後、第１の絶縁基板２６と第２の絶縁基板３０をリフロー炉で加熱して、第１の絶縁基板２６と第２の絶縁基板３０夫々の半田層を溶融して一体化させ、厚さ１５０μｍの第１の半田３２を形成する。以上により、中継基板２２が完成する。
【００４９】
以上の例では、Ｃｕ箔をエッチングしたベース層４８の両面にＮｉバリア層５８及びＡｕ半田付層６０を積層して、第１の貫通電極２４及び第２の貫通電極２８を形成する。しかし、単にＣｕ箔４２をエッチングして、第１の貫通電極２４及び第２の貫通電極２８を形成してもよい。この場合、Ｃｕ箔４２への半田層６８の拡散を防止するため、Ｃｕ箔４２を少なくても１０μｍ程度厚くすることが好ましい。
【００５０】
尚、ポリイミドフィルム４４等に貫通孔（ビア）を形成し、この貫通孔をＣｕ、Ａｌ、又はＡｌ合金等の導電性材料で埋め込んで貫通電極を形成してもよい。更に、貫通孔を埋め込んだ導電性材料の両面にＮｉ層とＡｕ層を順次積層して、貫通電極を形成してもよい。
【００５１】
（４）回路基板の製造方法
次に、製造方法にしたがって、本実施の形態の回路基板２０の構造を詳しく説明する。
【００５２】
図１２は、本実施の形態の回路基板２０の製造方法を説明する工程断面図である。
【００５３】
まず、図１２（ａ）に示すように、中継基板２２と、半導体装置２と、この半導体装置２の外部電極１４に対応する基板電極１６を有する配線基板６とを準備する。
【００５４】
配線基板６は、厚さ約４ｍｍで110×110ｍｍ角のガラスエポキシ製のプリント基板である。基板電極１６は、配線基板６の中央に40行×40列に２次元配列されている。基板電極１６はＣｕ製であり、直径は0.6ｍｍである。この基板電極１６には、SAC半田層７０が印刷されている。
【００５５】
半導体装置２のインターポーザ１０は、厚さが1.5ｍｍのガラスセラミック板である。このインターポーザ１０には、Ａｕ/Ｎｉ製の外部電極１４が２次元アレイ状に設けられている。外部電極１４の直径は0.6ｍｍである。この外部電極１４には、直径の0.6ｍｍのＳＡＣ半田ボール７２が設けられている。
【００５６】
次に、基板電極１６と、中継基板２２の貫通電極２４,２８と、半導体装置２の外部電極１４が鉛直線上に整列するように、配線基板６と中継基板２２と半導体装置２とを順次重ね合わせる（図１２（ａ）参照）。
【００５７】
次に、図１２（ｂ）に示すように、重ね合わせた各部材２,２２,６に、最高温度235℃のリフロー処理を施して、各部材に設けた半田を溶融する。
【００５８】
次に、図１２（ｃ）に示すように、リフロー処理を施した各部材２,２２,６を冷却して、中継基板２２の第１の貫通電極２４と半導体装置２の外部電極１４を第２の半田３４（半田ボール７２）を介して接続する。同時に、中継基板２２の第２の貫通電極２８と配線基板６の基板電極１６を、第３の半田３６（SAC半田層７０）を介して接続する。以上により、回路基板２０が完成する。
【００５９】
ところで、リフロー処理後の冷却過程では、最初に第２の半田３４（SAC半田）及び第３の半田３６（SAC半田）が凝固し、その後第１の半田３２（Sn-58Bi半田）が凝固する。従って、配線基板６と半導体装置２は、第１の半田３２の融点（139℃）までは、夫々自由に熱収縮する。しかし、第１の半田３２の凝固後は、配線基板６と半導体装置２は、第１乃至３の半田３２,３４,３６を介して互いに固定され、自由に収縮できなくなる。このため、図１２（ｃ）に示すように、配線基板６及び半導体装置２に反り７４が発生する。しかし、第１の半田３２の融点（139℃）が第２の半田３４及び第３の半田３６の融点（220℃）より低いので、反り７４は、半導体装置２と配線基板６をSAC半田バンプ（融点220℃）で直接接続する回路基板４の反り７６より小さくなる（図１参照）。
【００６０】
例えば、半導体装置２の一辺が４０ｍｍの場合、本実施の形態の回路基板２０の反りは、0.01ｍｍ〜0.05ｍｍである。しかし、半導体装置２と配線基板６をSAC半田バンプで直接接続した回路基板の反りは、0.1ｍｍ〜0.3ｍｍである。
【００６１】
以上のように、本実施の形態の回路基板２０によれば、半導体装置の交換が容易になるだけでなく、回路基板の反りを抑制することができる。
【００６２】
（実施の形態２）
図１３は、本実施の形態のパーソナルコンピュータ７８の構成図である。
【００６３】
図１３に示すように、本パーソナルコンピュータ７８は、実施の形態１の回路基板２０（マザーボード）と、回路基板２０に入力信号を供給する入力信号供給ユニット（キーボード８０及びハードディスク８２）と、回路基板の出力信号を受信して処理する出力信号処理ユニット８４（液晶表示装置）とを有している。
【００６４】
上述したように、回路基板２０における半導体装置２の交換は容易なので、パーソナルコンピュータ７８の製造歩留りは高い。尚、本実施の形態は、他の電子機器、例えばサーバや携帯電話にも適用できる。
【００６５】
以上の例では、第１の半田３２は、Sn−58Bi合金である。しかし、第１の半田３２は、重量比52:48のIn-Sn合金(融点117℃)等の他の半田であってもよい。また、夫々の合金の重量比は、上述した値に限られない。従って、第１の半田３２には、種々の重量比のSn-Bi合金及びIn-Sn合金や他の合金を用いてもよい。
【００６６】
以上の実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【符号の説明】
【００６７】
２・・・半導体装置
６・・・配線基板
１４・・・外部電極
１６・・・基板電極
２０・・・回路基板
２２・・・中継基板
２４・・・第１の貫通電極
２６・・・第１の絶縁基板
２８・・・第２の貫通電極
３０・・・第２の絶縁基板
３２・・・第１の半田
３４・・・第２の半田
３６・・・第３の半田
３８・・・部材
４０・・・交換部材
７８・・・パーソナルコンピュータ（電子機器）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電極が一面に設けられた半導体装置と、
前記外部電極に対応する基板電極を有する配線基板と、
前記外部電極に対応する第１の貫通電極を有する第１の絶縁基板と、前記外部電極に対応する第２の貫通電極を有する第２の絶縁基板とを有し、前記第１の貫通電極と前記第２の貫通電極が第１の半田を介して接続された中継基板とを備え、
前記外部電極と前記第１の貫通電極が、第２の半田を介して接続され、
前記基板電極と前記第２の貫通電極が、第３の半田を介して接続され、
前記第１の半田が、前記第２の半田及び前記第３の半田より低い融点を有し、且つ前記第２の半田又は前記第３の半田より薄い回路基板。
【請求項２】
請求項１に記載の回路基板において、
前記第１の絶縁基板及び前記第２の絶縁基板は、可撓性を有することを、
特徴とする回路基板。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の回路基板において、
前記第１の半田は、ＳｎＢｉ半田又はＩｎＳｎ半田であり、
前記第２の半田及び前記第３の半田は、ＳｎＡｇＣｕ半田であることを、
特徴とする回路基板。
【請求項４】
外部電極が一面に設けられた半導体装置と、前記外部電極に対応する基板電極を有する配線基板の間に設けられる中継基板であって、
前記外部電極に対応する第１の貫通電極を有する第１の絶縁基板と、
前記外部電極に対応し、第１の半田を介して前記第１の貫通電極に接続された第２の貫通電極を有する第２の絶縁基板とを備え、
前記第１の半田より融点が高い第２の半田を介して、記第１の貫通電極が前記外部電極に接続され、前記第１の半田より融点が高い第３の半田を介して、前記第２の貫通電極が前記基板電極に接続され、前記第１の半田が、前記第２の半田又は第３の半田より薄い中継基板。
【請求項５】
外部電極が一面に設けられた半導体装置と、前記外部電極に対応する基板電極を有する配線基板と、前記外部電極に対応する第１の貫通電極を有する第１の絶縁基板と前記外部電極に対応する第２の貫通電極を有する第２の絶縁基板とを有し前記第１の貫通電極と前記第２の貫通電極が第１の半田を介して接続された中継基板とを備え、 前記外部電極と前記第１の貫通電極が第２の半田を介して接続され、前記基板電極と前記第２の貫通電極が第３の半田を介して接続され、前記第１の半田が前記第２の半田及び前記第３の半田より低い融点を有し、且つ前記第２の半田又は前記第３の半田より薄い回路基板と、
前記回路基板に入力信号を供給する入力信号供給ユニットと、
前記回路基板の出力信号を受信して処理する出力信号処理ユニットとを、
有する電子機器。
【請求項６】
外部電極が一面に設けられた半導体装置と、前記外部電極に対応する基板電極を有する配線基板と、前記外部電極に対応する第１の貫通電極を有する第１の絶縁基板と前記外部電極に対応する第２の貫通電極を有する第２の絶縁基板とを有し前記第１の貫通電極と前記第２の貫通電極が第１の半田を介して接続された中継基板とを備え、 前記外部電極と前記第１の貫通電極が第２の半田を介して接続され、前記基板電極と前記第２の貫通電極が第３の半田を介して接続され、前記第１の半田が前記第２の半田及び前記第３の半田より低い融点を有し、且つ前記第２の半田又は前記第３の半田より薄い回路基板の製造方法において、
前記中継基板を準備した後に、
前記第１の貫通電極と前記外部電極を前記第２の半田を介して接続し、前記第２の貫通電極と前記基板電極を前記第３の半田を介して接続する回路基板の製造方法。
【請求項７】
外部電極が一面に設けられた半導体装置と、前記外部電極に対応する基板電極を有する配線基板と、前記外部電極に対応する第１の貫通電極を有する第１の絶縁基板と前記外部電極に対応する第２の貫通電極を有する第２の絶縁基板とを有し前記第１の貫通電極と前記第２の貫通電極が第１の半田を介して接続された中継基板とを備え、 前記外部電極と前記第１の貫通電極が第２の半田を介して接続され、前記基板電極と前記第２の貫通電極が第３の半田を介して接続され、前記第１の半田が前記第２の半田及び前記第３の半田より低い融点を有し、且つ前記第２の半田又は前記第３の半田より薄い回路基板の半導体装置の交換方法であって、
前記第１の半田の融点より高く且つ前記第２の半田及び前記第３の半田の融点より低い温度に前記半導体装置を加熱して、前記半導体装置と前記第１の絶縁基板とを有する部材を前記配線基板から取り外す第１の工程と、
前記第１の工程の後、前記部材の交換対象の部材の貫通電極と前記第２の貫通電極を接続する第２工程とを有する
半導体装置の交換方法。
【請求項１】
外部電極が一面に設けられた半導体装置と、
前記外部電極に対応する基板電極を有する配線基板と、
前記外部電極に対応する第１の貫通電極を有する第１の絶縁基板と、前記外部電極に対応する第２の貫通電極を有する第２の絶縁基板とを有し、前記第１の貫通電極と前記第２の貫通電極が第１の半田を介して接続された中継基板とを備え、
前記外部電極と前記第１の貫通電極が、第２の半田を介して接続され、
前記基板電極と前記第２の貫通電極が、第３の半田を介して接続され、
前記第１の半田が、前記第２の半田及び前記第３の半田より低い融点を有し、且つ前記第２の半田又は前記第３の半田より薄い回路基板。
【請求項２】
請求項１に記載の回路基板において、
前記第１の絶縁基板及び前記第２の絶縁基板は、可撓性を有することを、
特徴とする回路基板。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の回路基板において、
前記第１の半田は、ＳｎＢｉ半田又はＩｎＳｎ半田であり、
前記第２の半田及び前記第３の半田は、ＳｎＡｇＣｕ半田であることを、
特徴とする回路基板。
【請求項４】
外部電極が一面に設けられた半導体装置と、前記外部電極に対応する基板電極を有する配線基板の間に設けられる中継基板であって、
前記外部電極に対応する第１の貫通電極を有する第１の絶縁基板と、
前記外部電極に対応し、第１の半田を介して前記第１の貫通電極に接続された第２の貫通電極を有する第２の絶縁基板とを備え、
前記第１の半田より融点が高い第２の半田を介して、記第１の貫通電極が前記外部電極に接続され、前記第１の半田より融点が高い第３の半田を介して、前記第２の貫通電極が前記基板電極に接続され、前記第１の半田が、前記第２の半田又は第３の半田より薄い中継基板。
【請求項５】
外部電極が一面に設けられた半導体装置と、前記外部電極に対応する基板電極を有する配線基板と、前記外部電極に対応する第１の貫通電極を有する第１の絶縁基板と前記外部電極に対応する第２の貫通電極を有する第２の絶縁基板とを有し前記第１の貫通電極と前記第２の貫通電極が第１の半田を介して接続された中継基板とを備え、 前記外部電極と前記第１の貫通電極が第２の半田を介して接続され、前記基板電極と前記第２の貫通電極が第３の半田を介して接続され、前記第１の半田が前記第２の半田及び前記第３の半田より低い融点を有し、且つ前記第２の半田又は前記第３の半田より薄い回路基板と、
前記回路基板に入力信号を供給する入力信号供給ユニットと、
前記回路基板の出力信号を受信して処理する出力信号処理ユニットとを、
有する電子機器。
【請求項６】
外部電極が一面に設けられた半導体装置と、前記外部電極に対応する基板電極を有する配線基板と、前記外部電極に対応する第１の貫通電極を有する第１の絶縁基板と前記外部電極に対応する第２の貫通電極を有する第２の絶縁基板とを有し前記第１の貫通電極と前記第２の貫通電極が第１の半田を介して接続された中継基板とを備え、 前記外部電極と前記第１の貫通電極が第２の半田を介して接続され、前記基板電極と前記第２の貫通電極が第３の半田を介して接続され、前記第１の半田が前記第２の半田及び前記第３の半田より低い融点を有し、且つ前記第２の半田又は前記第３の半田より薄い回路基板の製造方法において、
前記中継基板を準備した後に、
前記第１の貫通電極と前記外部電極を前記第２の半田を介して接続し、前記第２の貫通電極と前記基板電極を前記第３の半田を介して接続する回路基板の製造方法。
【請求項７】
外部電極が一面に設けられた半導体装置と、前記外部電極に対応する基板電極を有する配線基板と、前記外部電極に対応する第１の貫通電極を有する第１の絶縁基板と前記外部電極に対応する第２の貫通電極を有する第２の絶縁基板とを有し前記第１の貫通電極と前記第２の貫通電極が第１の半田を介して接続された中継基板とを備え、 前記外部電極と前記第１の貫通電極が第２の半田を介して接続され、前記基板電極と前記第２の貫通電極が第３の半田を介して接続され、前記第１の半田が前記第２の半田及び前記第３の半田より低い融点を有し、且つ前記第２の半田又は前記第３の半田より薄い回路基板の半導体装置の交換方法であって、
前記第１の半田の融点より高く且つ前記第２の半田及び前記第３の半田の融点より低い温度に前記半導体装置を加熱して、前記半導体装置と前記第１の絶縁基板とを有する部材を前記配線基板から取り外す第１の工程と、
前記第１の工程の後、前記部材の交換対象の部材の貫通電極と前記第２の貫通電極を接続する第２工程とを有する
半導体装置の交換方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１９９０２９（Ｐ２０１１−１９９０２９Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６４６１７（Ｐ２０１０−６４６１７）
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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