説明

微細孔シート、半導体装置、および半導体装置の製造方法

【課題】電子部品のパッドとプリント配線板のパッド間において、未はんだや、電極間ブリッジを解消できる微細孔シートを提供する。
【解決手段】微細孔シート1は、電子部品のパッドおよびプリント配線板のパッドのうち、小さい方のパッドにつき2個以上の貫通孔2が配置されており、2個以上の貫通孔のうち、少なくとも1個はパッドと対向する位置に、かつ少なくとも1個は隣接するパッドとの間の中間点よりパッド側に配置されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、微細孔シート、半導体装置、および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
携帯端末やデジタルカメラ等の電子機器は小型化、多機能化が常に求められる。これを実現するためには、機器内の電子部品の小型化と多機能化を促進し、高密度にプリント配線板へ実装することが必要である。この実装工法としては、あらかじめ電子部品の電極に合致したフットプリントをプリント配線板上に設けておき、ここにはんだペーストを高精度に印刷した後、電子部品を搭載、リフロー加熱してはんだづけを行うものが一般的である。
【0003】
なお、特許文献1乃至4には、貫通孔を設けた微細孔シートを用いる電子部品の実装方法が開示されている。特許文献1では、膜面方向の絶縁性および/または膜厚方向の導通性を向上させるため、孔部の内壁面が外側方向に湾曲された異方性導電膜が開示されている。特許文献2では、脱着を容易に行うことため、接着特性が生じる官能基が付与された熱可塑性高分子樹脂からなるフィルム状の基膜を有した接着部材が開示されている。特許文献3では、電子部品とプリント配線板の安定した位置決めが出来るように、位置決め用の突起を有した微細孔シートが開示されている。特許文献4では、集積回路とプリント配線板との導通を確保するために、集積回路とプリント配線板との間に、貫通導体を挿入した柔軟性のあるプリフォーム内部の接続部を備えたICアセンブリが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2006−236786号公報
【特許文献2】特開2010−062103号公報
【特許文献3】特開平11−163044号公報
【特許文献4】特表2005−503002号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
電子部品の多機能化、および小型化に伴い、電子部品が有する電極の小型化、狭ピッチ化が進んでいる。これに伴い、はんだペーストの印刷位置あわせ、形状と印刷高さの最適化および高精度化が困難となってきている。このため、電子部品をプリント配線板に実装する際、はんだの接続不良や、電極間ブリッジが懸念されている。
【0006】
本発明の目的は、プリント配線板に電子部品を実装する際、はんだの接続不良及び電極間ブリッジを引き起こす可能性を低くした、微細孔シート、半導体装置、半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明によれば、電子部品のパッドおよびプリント配線板のパッドのうち、小さい方の上記パッドにつき2個以上の上記貫通孔が配置されており、
上記2個以上の貫通孔のうち、少なくとも1個は上記パッドと対向する位置に、かつ少なくとも1個は隣接する上記パッドとの間の中間点より上記パッド側に配置されている微細孔シートが提供される。
【0008】
なお、上記貫通孔の間隔は、上記電子部品のパッドと上記プリント配線板のパッドのうち、小さいほうの上記パッド幅の半分未満である。また、上記貫通孔の孔径は、隣接する上記貫通孔の間隔未満である。
【0009】
さらに、本発明によれば、プリント配線板と、
上記プリント配線板に実装する電子部品と、
上記プリント配線板と上記電子部品とに挟まれている微細孔シートと、
上記プリント配線板と上記電子部品とを接続する、はんだと、
を備え、
上記電子部品と上記プリント配線板はパッドを有しており、
上記微細孔シートは、上記電子部品の上記パッドおよび上記プリント配線板の上記パッドのうち、小さい方のパッドに2個以上の上記貫通孔が配置され、上記2個以上の貫通孔のうち、少なくとも1個は上記パッドと対向する位置に、かつ少なくとも1個は隣接する上記パッドとの間の中間点よりパッド側に配置されている半導体装置が提供される。
【0010】
さらに、本発明によると、プリント配線板のパッドに、はんだを供給する供給工程と、
電子部品、および微細孔シートを、上記はんだが供給された前記プリント配線板に搭載する搭載工程と、
上記微細孔シート、上記電子部品、および上記プリント配線板を上記はんだにより接続する接続工程と
を含み、
上記微細孔シートは、上記電子部品の上記パッドおよび上記プリント配線板の上記パッドのうち、小さい方のパッドに2個以上の上記貫通孔が配置され、上記2個以上の貫通孔のうち、少なくとも1個は上記パッドと対向する位置に、かつ少なくとも1個は隣接する上記パッドとの間の中間点よりパッド側に配置されている半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、パッド間の隙間に沿って拡がるはんだが、隣接するパッドとの間の中間点よりパッド側に、少なくとも1個は配置されている貫通孔に取り込まれることで、電極間ブリッジを抑制出来る。さらに、パッド上に配置された貫通孔に、はんだが反対面まで取り込まれることで、電子部品とプリント配線板は、電気的・機械的に接続される。このため、はんだの接続不良を抑制出来る。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本実施形態による微細孔シートを示す斜視図である。
【図2】本実施形態による半導体装置を示す断面図である。
【図3】本実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図4】本実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図5】本実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図6】本実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図7】本実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【0014】
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態による微細孔シートを示す斜視図である。
図1に示すように、本実施形態による微細孔シート1は、電子部品のパッドおよびプリント配線板のパッドのうち、小さい方のパッドにつき2個以上の貫通孔が配置されており、2個以上の貫通孔のうち、少なくとも1個はパッドと対向する位置に、かつ少なくとも1個は隣接するパッドとの間の中間点よりパッド側に配置されている。なお、貫通孔2は、隣接するパッドとの間の中間点より隣接するパッド側にも少なくとも1個配置されていることが好ましい。
【0015】
なお、貫通孔2の間隔は、電子部品5のパッド6とプリント配線板3のパッド4のうち、小さいほうのパッド幅の半分未満である。また、貫通孔2の孔径は、隣接する貫通孔2の間隔未満である。さらに、隣接する貫通孔2の間隔は、電子部品5のパッド6とプリント配線板3のパッド4のうち小さいほうのパッド幅の半分未満である。
【0016】
本実施形態による微細孔シート1について、より具体的に述べる。本実施形態の微細孔シート1は、主材料として、例えば、シリコーンや、ポリイミドで出来ている。また、微細孔シート1における貫通孔2の平面形状は、例えば、円形や楕円形といった形状を有している。
【0017】
さらに、微細孔シート1は、表面に粘着層を有している。このことから、微細孔シート1に電子部品5、およびプリント配線板3は粘着する。これによって、リフロー前における搬送時のズレ防止ができる。また、微細孔シート1は、柔軟性も有している。このため、リフロー時において、電子部品5の反りやプリント配線板3の反りが発生しても、微細孔シート1は、電子部品5、およびプリント配線板3と密着しているため、離れない。これによって、溶融したはんだは、貫通孔2において毛細管現象が起こるため、確実に貫通孔2に取り込むことができる。
【0018】
図2は、本実施形態による半導体装置を示す断面図である。
図2に示すように、本実施形態による半導体装置は、プリント配線板3と、プリント配線板3に実装する電子部品5と、プリント配線板3と電子部品5とに挟まれている微細孔シート1と、プリント配線板3と電子部品5とを接続する、充填はんだ10と、を備えている。この半導体装置において、電子部品5はパッド6を、プリント配線板3はパッド4を有している。また、微細孔シート1における貫通孔2は、電子部品5のパッド6およびプリント配線板3のパッド4のうち、小さい方のパッドに2個以上の貫通孔2が配置される。さらに、これら2個以上の貫通孔2のうち、少なくとも1個はパッド上に、かつ少なくとも1個は隣接するパッドとの間の中間点よりパッド側に配置されている。ただし、本実施形態では、貫通孔2は、微細孔シート1の全面に等間隔で、設けられている。
【0019】
本実施形態による半導体装置について、より具体的に述べる。本実施形態の半導体装置に含まれる電子部品5は、BGAパッケージである。
これら電子部品5とプリント配線板3が有しているパッドは、円形や四角形といった形状を有していることが多い。
【0020】
以下、図2に示した半導体装置の製造方法における各工程について説明する。
ここで示す半導体装置の製造方法における各工程とは、プリント配線板3のパッド4に、はんだペースト7を供給する供給工程と、微細孔シート1、電子部品5の順で、はんだペースト7が供給されたプリント配線板3に搭載する搭載工程と、微細孔シート1、電子部品5、およびプリント配線板3をはんだ10により接続する接続工程と、を含む3工程を含む。
【0021】
図3は、本実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
図3(a)に示すように、本実施形態による半導体装置の製造方法では、まずプリント配線板3のパッド4にはんだペースト7を供給する(供給工程)。このとき、はんだペースト7は、スクリーン印刷にて供給される。
【0022】
次に、図3(b)に示すように、はんだペースト7が供給されたプリント配線板3に、微細孔シート1を実装する。次に、微細孔シート上に、はんだバンプ8が供給された電子部品5を実装する(搭載工程)。なお、電子部品5は、所定の位置に実装される。
【0023】
次に、図3(c)に示すように、はんだ溶融温度より高い温度ではんだとリフローする(接続工程)。このとき、電子部品5のパッド6上のはんだバンプ8および、プリント配線板3のパッド4上のはんだペースト7は、溶融する。溶融したパッド上のはんだは、毛細管現象が起こることにより、微細孔シート1の貫通孔2に取り込まれ、反対面まで到達する(図3(d))。このため、電子部品5とプリント配線板3は充填はんだ10により電気的・機械的に接続される。
【0024】
なお、溶融したはんだが、隣接するパッドとの間に隙間を沿って拡がることも考えられる。この場合、はんだは、隣接するパッドとの間の中間点よりパッド側に配置されている貫通孔2に取り込まれる。このため、電極間ブリッジの発生は抑制される。
【0025】
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態による半導体装置における微細孔シート1には、電子部品5のパッド6およびプリント配線板3のパッド4のうち、小さい方のパッドにおいて、隣接するパッドとの間の中間点よりパッド側に少なくとも1個の貫通孔2が配置されている。溶融したはんだが、隣接するパッドとの間において隙間に沿って拡がった際、この拡がったはんだは、隣接するパッドとの間の中間点よりパッド側に位置する貫通孔2に、取り込まれる。このため、隣接するパッド間は、電気的に導通できないため、電極間ブリッジを抑制できる。
【0026】
さらに、パッド上に配置されている貫通孔2において、毛細管現象が起こることで、この貫通孔2内に溶融はんだは取り込まれる。貫通孔2に取り込まれた溶融はんだは、反対面まで到達し、電子部品5およびプリント配線板3が電気的・機械的に接続される。これによって、はんだの接続不良は抑制できる。
【0027】
本実施形態による半導体装置における微細孔シート1には、複数の貫通孔2が設けられている。このため、貫通孔2は、微細孔シート1を電子部品5とプリント配線板3に挟むことで、必然的に電子部品5のパッド6やプリント配線板3のパッド4と重なる。したがって、微細孔シート1の位置ずれが生じても上述した効果を得ることが出来る。
【0028】
なお、特許文献3の記載の技術では、微細孔シートの位置ずれ防止に関して、微細孔シート上には位置決め用の突起を、プリント配線板には位置決めの穴を形成する必要があるが、本実施形態ではこのような突起、及び穴を形成する必要がない。
【0029】
(第2の実施形態)
図4は、本実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
図4に示すように、本実施形態においても、搭載工程において、電子部品15にははんだバンプ8が供給されていない点以外は、第1の実施形態と同様の製造工程である。電子部品15は、電子部品15のパッド16上におけるはんだが、ごく少量であるか、もしくは、はんだバンプ8自体がない構造である。
【0030】
本実施形態の半導体装置における、はんだ接合部のはんだ量は、プリント配線板3のバンプ4上の位置する微細孔シート1の貫通孔2を充填できる量が必要である。一方、電子部品15における溶融はんだは、第1の実施形態と比べて少量、またはゼロである。このため、プリント配線板3のパッド4上にスクリーン印刷されるはんだペースト17の量は、第1の実施形態よりも多いことが望ましい。なお、本実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果を得ることが出来る。また、本実施形態の半導体装置に含まれる電子部品15は、LGAパッケージである。なお、第1の実施形態と比べて、プリント配線板3のパッド4上のはんだペースト7はスクリーン印刷しなくても良い。
【0031】
(第3の実施形態)
図5は、本実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
図5に示すように、本実施形態における半導体装置の製造方法は、プリント配線板3のパッド4上のはんだペースト7はスクリーン印刷しなくても良いという点で、第1、および第2の実施形態と異なる。電子部品5のパッド6上のはんだバンプ8の量が、電子部品5上のパッド6上に位置する微細孔シート1の貫通孔2を充填できる量だった場合、プリント配線板3のパッド4上にはんだペースト7は不要である。なお、本実施形態においても、第1および第2の実施形態と同様の効果が得られる。
【0032】
(第4の実施形態)
図6は、本実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
図6に示すように、本実施形態の製造方法では、微細孔シート1の貫通孔2には、はんだ等の導電性物質22が、予め、充填されている点で、第1、第2および第3の実施形態と異なる。なお、本実施形態においても、第1,第2,および第3の実施形態と同様の効果が得られる。
【0033】
(第5の実施形態)
図7は、本実施形態による半導体装置の製造方法を説明するための図である。
図7に示すように、本実施形態の製造方法では、プリント配線板3のパッド4上のはんだは、はんだペーストではなく、硬化したはんだバンプ27を用いている点で、第1,第2,第3,および第4の実施形態と異なる。本実施形態においても、第1,第2,第3,および第4の実施形態と同様の効果が得られる。
【0034】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【0035】
1 微細孔シート
2 貫通孔
3 プリント配線板
4 プリント配線板のパッド
5 電子部品
6 電子部品のパッド
7 はんだペースト
8 はんだバンプ
10 充填はんだ
15 電子部品
16 電子部品のパッド
17 はんだペースト
22 導電性物質
27 はんだバンプ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子部品のパッドおよびプリント配線板のパッドのうち、小さい方のパッドにつき2個以上の貫通孔が配置されており、
前記2個以上の貫通孔のうち、少なくとも1個は前記パッドと対向する位置に、かつ少なくとも1個は隣接する前記パッドとの間の中間点より前記パッド側に配置されている微細孔シート。
【請求項2】
前記貫通孔の間隔は、前記電子部品のパッドと前記プリント配線板のパッドのうち、小さいほうの前記パッドの幅の半分未満である請求項1に記載の微細孔シート。
【請求項3】
前記貫通孔の孔径が、隣接する前記貫通孔の間隔未満である請求項1または請求項2に記載の微細孔シート。
【請求項4】
プリント配線板と、
前記プリント配線板に実装する電子部品と、
前記プリント配線板と前記電子部品とに挟まれている微細孔シートと、
前記プリント配線板と前記電子部品とを接続する、はんだと、
を備え、
前記電子部品と前記プリント配線板はパッドを有しており、
前記微細孔シートは、前記電子部品の前記パッドおよび前記プリント配線板の前記パッドのうち、小さい方のパッドに2個以上の前記貫通孔が配置され、前記2個以上の貫通孔のうち、少なくとも1個は前記パッドと対向する位置に、かつ少なくとも1個は隣接する前記パッドとの間の中間点よりパッド側に配置されている半導体装置。
【請求項5】
前記微細孔シートの前記貫通孔の間隔は、前記電子部品の前記パッドと前記プリント配線板の前記パッドのうち、小さいほうの前記パッド幅の半分未満である請求項4に記載の半導体装置。
【請求項6】
前記微細孔シートの前記貫通孔の孔径が、隣接する前記貫通孔の間隔未満である請求項4または請求項5に記載の半導体装置。
【請求項7】
プリント配線板のパッドに、はんだを供給する供給工程と、
電子部品、および微細孔シートを、前記はんだが供給された前記プリント配線板に搭載する搭載工程と、
前記微細孔シート、前記電子部品、および前記プリント配線板を前記はんだにより接続する接続工程と
を含み、
前記微細孔シートは、前記電子部品の前記パッドおよび前記プリント配線板の前記パッドのうち、小さい方のパッドに2個以上の前記貫通孔が配置され、前記2個以上の貫通孔のうち、少なくとも1個は前記パッドと対向する位置に、かつ少なくとも1個は隣接する前記パッドとの間の中間点よりパッド側に配置されている半導体装置の製造方法。
【請求項8】
前記微細孔シートの前記貫通孔の間隔は、前記電子部品の前記パッドと前記プリント配線板の前記パッドのうち、小さいほうの前記パッド幅の半分未満である請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項9】
前記微細孔シートの前記貫通孔の孔径が、隣接する前記貫通孔の間隔未満である請求項7または請求項8に記載の半導体装置の製造方法。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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