電子装置
【課題】実装基板上にはんだ実装された半導体装置の耐衝撃性を高めるとともに、半導体装置のリペア時に半導体装置の実装基板からの剥離を容易にすることができる電子装置を提供する。
【解決手段】半導体装置２と、半導体装置２をはんだ実装する実装基板１とを備え、実装基板１の上面に実装した半導体装置２の周縁の外側に凹部８を有し、その凹部８内に所定温度で発泡する絶縁性の発泡剤３を埋設し、その上から発泡剤３を覆うように、凹部８よりも広い幅で凹部８周囲の実装基板１の上面および半導体装置２の側面に熱硬化性の接着剤４を塗布し、熱硬化させることでリペアに有効な電子装置３０を実現する。
【解決手段】半導体装置２と、半導体装置２をはんだ実装する実装基板１とを備え、実装基板１の上面に実装した半導体装置２の周縁の外側に凹部８を有し、その凹部８内に所定温度で発泡する絶縁性の発泡剤３を埋設し、その上から発泡剤３を覆うように、凹部８よりも広い幅で凹部８周囲の実装基板１の上面および半導体装置２の側面に熱硬化性の接着剤４を塗布し、熱硬化させることでリペアに有効な電子装置３０を実現する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器、特に、パソコン等の耐衝撃性を要求されるモバイル機器に使用される実装基板と半導体装置で構成される電子装置に関し、特に、落下耐衝撃性を高めるとともにリペア性のよい電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来のボール・グリッド・アレイ（以下、「ＢＧＡ」と記す）タイプの半導体装置２を実装基板６１に接続した電子装置５１を示す概略断面図であり、半導体装置２の一方の面には、突起電極５が形成されている。図８は、電子装置５１の実装基板６１が反った状態を示す概略断面図である。電子装置５１をパソコン等の電子機器に組み込み、落下等させた場合、実装基板６１に応力がかかり、実装基板６１が反った状態になる。最近の機器の小型化に伴い、機器に搭載する半導体装置２も小型化を要求されるため突起電極５が微細化する傾向にある。こうした機器を落下させた場合、衝撃により実装基板６１に撓みや振動が生じ、図８のように、突起電極５と実装基板６１との間に剥離力が働き、突起電極５と実装基板６１のランド（図示せず）の界面でクラックや剥離が発生する危険性が高まっている。
【０００３】
これらの対策のために、従来は、図９のように実装基板６１と半導体装置２の隙間に熱硬化性樹脂のアンダーフィル６２を流入して硬化することで実装基板６１と半導体装置２を固定していた。また図１０のように半導体装置２の周囲に熱硬化性樹脂の接着剤４を塗布、硬化して実装基板６１に半導体装置２を接着固定していた。これらの構造では半導体装置２に不具合が生じ、リペアをする場合、一旦硬化したアンダーフィル６２や接着剤４を削り取ることが必要となり、多くの工数を要していた。これに対して、アンダーフィル６２として有機溶剤を内包した有機系熱膨張性粒子と熱硬化性接着剤樹脂とを混合した樹脂組成物を用いる実装構造体が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような構成の実装構造体の場合には、リペア時に過熱することでアンダーフィル６２の有機系熱膨張性粒子内の有機溶液が沸騰気化するため樹脂硬化物が多孔質構造に変化し、容易に半導体装置２を実装基板６１から取り外すことができるとしている。
【特許文献１】特開２００５−３３２９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１によれば、数ミクロンのマイクロカプセルからなる発泡剤を低粘度の液状接着剤中に分散させているが、マイクロカプセルの偏在や沈降により均一に接着剤中に分散させることは非常に困難である。また電子装置を発泡剤の発泡温度以上に昇温して不具合な半導体装置を実装基板から剥離する場合、接着剤中に発泡剤が分散配合されているために剥離箇所が実装基板と突起電極との界面だけではなく、半導体装置２とアンダーフィル６２の界面でも生じる。この場合、半導体装置２を取り外した後にアンダーフィル６２の大部分が実装基板６１側に残ることになり、この樹脂残渣を除去するために多くの工数を要するという課題があった。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、リペア時において接着剤の剥離性を高め、半導体装置を取り外した後の実装基板上の樹脂残渣を少なくし、リペア作業を容易にできる電子装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の電子装置は、複数の突起電極を備えた半導体装置と、半導体装置を搭載する半導体装置搭載領域における前記突起電極の位置に対応配置した複数のランドと、半導体装置搭載領域の周縁部に配置した凹部とを備えた実装基板と、実装基板の凹部に埋設された発泡剤と、半導体装置の側面と、凹部に埋設した発泡剤を覆い実装基板の表面とに配置された接着剤とを備えた構成からなる。
【０００８】
このような構成とすることにより、本発明の電子装置は、通常の機器を使用する温度では、熱硬化性の接着剤により、半導体装置の側面と実装基板の表面とが強固に接着固定されており、落下時等、実装基板に衝撃が加わっても、実装基板の歪みが抑制されるため、実装基板からの半導体装置の剥離を抑制でき、耐衝撃性を高めることができる。また、本発明の電子装置のリペア時の半導体装置の取り外しは、電子装置全体を８０℃から２００℃の温度に発泡剤を加熱して殻を軟化させるとともに、殻内部の有機溶剤の蒸気圧を上昇させることで凹部内に配置されている発泡剤が加熱膨張して実装基板と接着剤との界面で接着剤を引き剥がす剥離力が働き、実装基板面に接着剤が残ることなく両者を剥離することが可能となる。
【０００９】
また、上記構成において、実装基板が多層基板であり、凹部が多層基板の半導体装置を実装する側の最外層を貫通して形成してもよい。
【００１０】
このような構成とすることにより、実装基板に形成される凹部は、半導体装置の接合面側に積層された実装基板の基材で形成されているため、十分な深さが得られるとともに多くの発泡剤を埋設できる。これにより実装基板と接着剤との間に配置された発泡剤を加熱することで、発泡剤は実装基板と接着剤を剥離するのに十分な体積膨張が得られる。従って、剥離後の実装基板は、接着剤の残査のない清浄な表面が得られる。
【００１１】
また、上記構成において、実装基板の半導体装置を実装する面に絶縁膜を備え、凹部は、絶縁膜に形成してもよい。
【００１２】
このような構成とすることにより、実装基板の製造工程で絶縁膜のマスクパターン形成時にランド上の開口パターンと凹部パターンを同時に形成しておくことで、絶縁膜を利用した凹部を容易かつ高位置精度で形成でき、リペア後の実装基板上の接着剤をナイフ等で削り落とす工程がなくなり、大幅な工数削減と基板廃棄ロス削減が可能となる。
【００１３】
また、上記構成において、凹部が半導体装置を実装基板に実装する面方向に不連続に形成してもよい。このような構成とすることにより、実装基板上の凹部が適正な間隔で不連続に配置されていることから、電子装置を発泡剤の発泡温度に加熱することで複数の場所から発泡剤が膨張して効率的な剥離力が得られ、清浄な実装基板の表面を得るための剥離を実現できる。
【００１４】
また、上記構成において、接着剤が熱硬化性樹脂を主成分とし、発泡剤の発泡温度が、熱硬化性樹脂の加熱硬化温度より高くてもよい。このような構成とすることにより、接着剤の硬化時には発泡剤が発泡することはなく、リペア時に電子装置を発泡剤の発泡温度より高温にすることで発泡剤が発泡し、接着剤と実装基板の界面が剥離し、容易に半導体装置を取り外すことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、実装基板と接着剤の間に発泡剤を配置させることができるため、所定の発泡温度まで加熱することで、接着剤界面近傍でのみ発泡し、接着剤の界面で残渣なく容易に剥離することができるとともに、実装基板の再利用が可能になることからコスト削減を図れるという大きな効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、これらの図面におけるそれぞれの厚みや長さ等は図面の作成上から実際の形状とは異なる。また、半導体装置上の突起電極の個数も実際とは異なり、図示しやすい個数としている。
【００１７】
（実施の形態１）
図１から図３は、本発明の実施の形態１にかかる電子装置３０の構造を示す図で、図１は一部切欠平面図、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図で、図３は図２のＢ部における拡大断面図である。なお、図１では、実装基板１の構造を分かりやすくするために半導体装置２および接着剤４の一部を除去した状態を示している。
【００１８】
本実施の形態の電子装置３０は、半導体装置２と、半導体装置２を搭載した実装基板１と、半導体装置２の周縁部の実装基板１に形成された凹部８に埋設した発泡剤３と、発泡剤３の配置領域を覆って半導体装置２の側面と半導体装置２の周縁部であって実装基板１の表面に配置された接着剤４を備えている。
【００１９】
半導体装置２は、ＢＧＡタイプの半導体装置であり、一方の面上に格子状に配列した複数の突起電極５を有している。本実施の形態の半導体装置２は、インターポーザーとして、例えば、樹脂基板、セラミック基板またはフレキシブル基板を用いてもよく、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）と呼ばれる半導体装置を用いてもよく、半導体素子の電極に直接はんだバンプを形成したフリップチップ型の半導体素子でも構わない。突起電極５は、はんだボールを搭載するボールセット法で形成しても、また、はんだペーストを印刷方式で供給し、リフローを行って形成しても、さらにメッキ法で形成してもよい。さらに、突起電極５の材質は、例えば、錫・亜鉛系合金、錫・ビスマス系合金、錫・銀系合金および亜鉛・ビスマス系合金等の少なくとも１つであってもよいし、金、銅、ニッケル、金メッキされたニッケルおよび金メッキされた銅等の少なくとも１つであってもよい。
【００２０】
実装基板１は、基材の一方の面に、実装基板１と半導体装置２を対向させた際に、半導体装置２が備える突起電極５と対応する各位置に配置された導体のランド６と、実装基板１に半導体装置２を実装した時の半導体装置２が占有する領域（半導体装置搭載領域）の周縁に半導体装置２を囲んで、所定の幅と深さを有する凹部８を備えている。
【００２１】
また、本実施の形態における実装基板１の基材は、ガラス繊維やケプラー等の有機物からなる繊維にエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ベンゾオキサザール樹脂、テフロン（登録商標）樹脂等を含浸して硬化させた機材を用いたものやＢＴレジンを用いたもの等、種々の樹脂基板を用いることができる。
【００２２】
導体の材質は銅箔とするが、銅箔上に金属層を形成してもよい。金属層としては、例えば、はんだ、金、銀、ニッケルおよびパラジウム等から選択された少なくとも１つを含んでいてもよい。
【００２３】
実装基板１の凹部８は、半導体装置２を搭載した際に半導体装置２の周縁部に位置するように、例えばルーターにより切削加工により形成する。
【００２４】
また本実施の形態では、半導体装置２を実装基板１に搭載する例を示したが、複数の半導体装置やコンデンサ等の受動部品を搭載しても構わない。
【００２５】
発泡剤３は、微細な熱可塑性共重合樹脂からなる殻に有機溶剤が内包された構造のマイクロカプセルである。殻の直径は、１μｍから２００μｍの範囲とし、より好ましくは５μｍから５０μｍとする。マイクロカプセルの材質は、例えば、酢酸ビニル・アクリロニトリル、メチルメタクリレート・アクリロニトリル、塩化ビニリデン・アクリロニトリル、スチレン・アクリロニトリル、スチレン・ブタジエン・アクリロニトリル、酢酸ビニル・エチレンまたはビニルアルコール・エチレンの共重合樹脂を用いることができる。また、有機溶剤は、例えば、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル等のエチレングリコールエーテル誘導体等から選択された少なくとも１つを含んでいてもよい。そして、電子装置３０のリペアの際に、発泡剤３は内包される各有機溶剤の蒸気圧を考慮して８０℃から２００℃で加熱して使用する。加熱することで熱可塑性共重合樹脂の殻が軟化し、同時に殻内の有機溶剤の蒸気圧が高くなり、殻が膨張肥大して接着剤４を剥離する機能を備えるものである。なお、発泡剤３の発泡温度は、接着剤４の硬化温度以上にすることが望ましい。
【００２６】
接着剤４としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂およびシアネートエステルから選択された少なくとも１つを含んでいてもよい。またエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビフェニル型、ナフタレン型等から選択された少なくとも１つを含んでいてもよい。
【００２７】
また接着剤４の成分には樹脂成分以外にフィラー、難燃剤、顔料、硬化剤および硬化促進剤等から選択された少なくとも１つを含んでいてもよい。上記組成に加えて光開始剤を添加してもよい。また、半導体装置２の搭載領域が打ち抜かれて、半導体装置２の実装領域の外周に所定の幅でフレーム状に形成されたホットメルトタイプのプリプレグ樹脂であってもよい。
【００２８】
以下、本実施の形態の電子装置３０の製造方法を図１〜図３を用いて簡単に説明する。図１に示す実装基板１のランド６の上に、例えば、メタルマスクとスキージを用いてはんだペーストを印刷方式で供給する。続いて半導体装置２を実装基板１のランド６上に配置し、リフローにより半導体装置２の突起電極５とランド６とをはんだ接続する。これにより実装基板１上に半導体装置２を実装することができる。
【００２９】
次に、図２に示す実装基板１の凹部８に、例えば、ディスペンサーを用いて発泡剤３を塗布する。ここで発泡剤３は、半導体装置２を実装基板１に搭載する前に、例えばディスペンサーによる塗布あるいはメタルマスクを用いた印刷法で供給しても構わない。
【００３０】
次に、図２に示す半導体装置２の側面と半導体装置２の周縁部で実装基板１の凹部８に形成された発泡剤３を覆うように、例えば、ディスペンサーを用いて接着剤４を塗布する。
【００３１】
最後に、接着剤４の硬化温度で所定の時間まで加熱硬化することで半導体装置２を実装基板１に接着固定する。
【００３２】
このような製造方法とすることで、本実施の形態の電子装置３０は、通常の機器を使用する温度では、熱硬化性の接着剤４により、落下時等に実装基板１に衝撃が加わっても、半導体装置２の周縁部の実装基板１の歪みが抑制され、半導体装置２と実装基板１の接続部にかかる応力が緩和されるため耐衝撃性を高めることができる。
【００３３】
また、本実施の形態の電子装置３０に故障が検出されて、実装基板１から半導体装置２を取り外して交換を必要とする場合、電子装置３０全体を８０℃から２００℃の温度に加熱することで発泡剤３の殻を軟化させる。そうすると発泡剤３の殻内部の有機溶剤の蒸気圧が上昇するので凹部８内に配置されている発泡剤３が加熱膨張して図３に示すように実装基板１と接着剤４との界面で接着剤４を引き剥がす剥離力９が働き、実装基板１の上面に接着剤４が残ることなく両者を剥離することが可能となる。
【００３４】
なお、本実施の形態の電子装置３０のリペア作業（図示せず）は、上述の電子装置３０を実装基板１から剥離する作業に続いて、電子装置３０をはんだの融点まで昇温して、半導体装置２の突起電極５と実装基板１のランド６とを接合するはんだを溶融させながら故障した半導体装置２を取り外す。その後、実装基板１のランド６上にはんだペーストを、例えば印刷塗布する。そして、新しい半導体装置２の突起電極５と実装基板１のランド６とを位置合わせを行い、リフローすることで突起電極５とランド６とを接合する。最後に実装基板１の凹部８に発泡剤３を配置し、半導体装置２の側面と凹部８を覆って実装基板１の表面に接着剤４を塗布し、加熱硬化することでリペアが完了する。
【００３５】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２にかかる電子装置３１の構造を示す断面図である。
【００３６】
本実施の形態の電子装置３１は、２層以上で積層された基材の一方の面の所定位置に配置された複数のランド６と、ランド６が形成された最外層の基材を貫通させて実装領域の周縁の外側に形成された凹部８とを備える実装基板１１と、実装基板１１の表面に形成された凹部８に埋設されるマイクロカプセルに有機溶剤が内包された発泡剤３と、実装基板１１のランド６に半導体装置２の電極上の突起電極５がはんだで接合された半導体装置２と、半導体装置２の周囲に配置されて半導体装置２の側面と発泡剤３が埋設された実装基板１１の凹部８上およびその両側の実装基板１１の表面とを覆って接着するための接着剤４とで構成されている。
【００３７】
実装基板１１は、基材の一方の面に、実装基板１１と半導体装置２を対向させた際に、半導体装置２が備える複数の突起電極５と対応する各位置に配置されたランド６と、積層基板の半導体装置２を接合する側の基材の厚みが２０μｍから１５０μｍの範囲で好ましくは３０μｍから１００μｍであって、実装基板１１に半導体装置２を実装した時の半導体装置２の実装領域の周縁の外側に半導体装置２を囲んで、所定の幅と半導体装置２の接合側基材の厚みと同じ深さを有する凹部８を備えている。
【００３８】
本実施の形態における実装基板１１の基材および導体の材質は、実施の形態１で使用したものと同じであり、ここでは説明を省略する。
【００３９】
また、本実施の形態で使用する発泡剤３、半導体装置２、接着剤４も、実施の形態１で使用するものと同じであり、ここでは説明を省略する。
【００４０】
このような構成とすることで、本実施の形態の半導体装置２が搭載された電子装置３１は、熱硬化性の接着剤４によって半導体装置２の側面と実装基板１１の表面とが強固に接着固定されているため、通常の機器を使用する温度では、落下時等、実装基板１１に衝撃が加わっても、半導体装置２周囲の実装基板１１の歪みが抑制される。それによって実装基板１１のはんだ接合部での剥離を抑制できて、耐衝撃性を高めることができる。また、電子装置３１に故障が検出されて、実装基板１１から半導体装置２を取り外して交換を必要とする場合、電子装置３１全体を８０℃から２００℃の温度に加熱して発泡剤３の殻を軟化させるとともに、殻内部の有機溶剤の蒸気圧を上昇させる。その結果、実装基板１１の凹部８内に配置されている発泡剤３が加熱膨張して実装基板１１と接着剤４との界面で接着剤４を引き剥がす剥離力が働き、実装基板１１の面に接着剤４が残ることなく両者を剥離することが可能となる。さらに、実装基板１１に形成される凹部８は、半導体装置２の接合面側に積層された実装基板１１の基材で形成されているため、十分な深さが得られるとともに多くの発泡剤３を埋設できる。これにより実装基板１１と接着剤４との間に配置された発泡剤３を加熱することで、発泡剤３は実装基板１１と接着剤４を剥離するのに十分な体積膨張が得られる。従って、剥離後の実装基板１１は、接着剤の残査のない清浄な表面が得られる。
【００４１】
なお、本実施の形態の電子装置３１のリペア作業（図示せず）は、実施の形態１と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００４２】
これにより実装基板１１は、最外層の基材の製造時に凹部８用の貫通パターンを形成するだけで、簡単に深い凹部８を製造することができ、さらに、従来のように接着剤４をナイフ等で削り落とす工程がなくなり、大幅な工数削減と基板廃棄ロス削減が可能となる。
【００４３】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３にかかる実装基板２１にＢＧＡタイプの半導体装置２が実装された電子装置３２の構造を示す断面図である。
【００４４】
本実施の形態の電子装置３２は、半導体装置２と、絶縁膜１４により形成された凹部１８を有する実装基板２１と、凹部１８に埋設された発泡剤３と、半導体装置２の周囲に配置されて半導体装置２の側面と発泡剤３が埋設された実装基板２１の凹部１８上およびその両側の絶縁膜１４とを覆って接着するための接着剤４とで構成されている。
【００４５】
ここで実装基板２１の片面または両面に絶縁膜１４が形成されており、絶縁膜１４は半導体装置２の突起電極５を接合するためのランド６上に開口が形成され、半導体装置２の搭載領域の周縁の外側に配置された凹部１８とを備えている。
【００４６】
本実施の形態における実装基板２１の基材は、ガラスエポキシ樹脂とするが、例えばＢＴレジン、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ベンゾオキサザール樹脂、テフロン（登録商標）樹脂および紙エポキシ樹脂のうちのいずれか１つの単層または積層構造であってもよく、あるいは異なる基材の積層構造であってもよい。さらに、酸化アルミニウムおよび窒化アルミニウムのうちのいずれか１つの単層または積層構造であってもよい。
【００４７】
そして、実装基板２１に樹脂基板を用いる場合は、絶縁膜１４の材料に厚みが１０μｍから５０μｍの範囲で好ましくは２０μｍから３０μｍのエポキシ系樹脂のソルダーレジストを使用し、セラミック基板を用いる場合は絶縁膜１４の材料にエポキシ系樹脂のソルダーレジストまたはフリットガラスを使用する。
【００４８】
導体は銅箔とするが、銅箔上に金属層を形成してもよい。金属層としては、例えば、はんだ、金、銀、ニッケルおよびパラジウム等から選択された少なくとも１つを含んでいてもよい。
【００４９】
なお、本実施の形態で使用する発泡剤３、半導体装置２、接着剤４は、実施の形態１で使用するものと同じであり、ここでは説明を省略する。
【００５０】
このような構成とすることで、本実施の形態の半導体装置２が搭載された電子装置３２は、熱硬化性の接着剤４によって半導体装置２の側面と実装基板２１の表面とが強固に接着固定されているため、通常の機器を使用する温度では、落下時等、実装基板２１に衝撃が加わっても、半導体装置２周囲の実装基板２１の歪みが抑制される。それによって実装基板２１のはんだ接合部での剥離を抑制できて、耐衝撃性を高めることができる。
【００５１】
また、電子装置３２に故障が検出されて、実装基板２１から半導体装置２を取り外して交換を必要とする場合、電子装置３２全体を８０℃から２００℃の温度に加熱して発泡剤３の殻を軟化させるとともに、殻内部の有機溶剤の蒸気圧を上昇させることで凹部１８内に配置されている発泡剤３が加熱膨張して実装基板２１と接着剤４との界面で接着剤４を引き剥がす剥離力が働き、実装基板２１の面に接着剤４が残ることなく両者を剥離することが可能となる。さらに、実装基板２１の製造工程で絶縁膜のマスクパターン形成時にランド６上の開口パターンと凹部パターンを同時に形成しておくことで、絶縁膜を利用した凹部１８を容易かつ高位置精度で形成できる。
【００５２】
なお、本実施の形態の電子装置３２のリペア作業（図示せず）は、実施の形態１と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００５３】
これにより実装基板２１の設計時に、絶縁膜１４をパターン形成するだけで、簡単かつ正確に凹部１８を作ることができ、さらに、従来のように接着剤４をナイフ等で削り落とす工程がなくなり、大幅な工数削減と基板廃棄ロス削減が可能となる。
【００５４】
（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４にかかる電子装置３３の平面図であり、実装基板４１の構造を分かりやすくするために半導体装置２および接着剤４の一部を除去した状態を示している。
【００５５】
本実施の形態の電子装置３３は、一方の面の所定位置に配置された複数のランド６と、実装領域の周縁の外側に間隔を設けて不連続に配置された凹部８とを備える実装基板４１と、実装基板４１の凹部８に埋設されるマイクロカプセルに有機溶剤が内包された発泡剤３と、突起電極５を有する半導体装置２と、半導体装置２の側面と発泡剤３が埋設された実装基板４１の凹部８上、凹部８の両側および凹部８の不連続部の面とを覆って接着するための接着剤４とで構成される。この電子装置３３が検査で故障と判定された場合の半導体装置２のリペア作業は、半導体装置２が実装基板４１に接合された電子装置３３を発泡剤３の発泡温度である８０℃から２００℃に加熱することで発泡剤３内の有機溶剤の蒸気圧を高くして発泡剤３を膨張させる。そして、実装基板４１と接着剤４との界面に剥離力を生じさせて実装基板４１との界面から接着剤４を剥離する作用を有することを特徴としている。
【００５６】
実装基板４１は、基材の一方の面に、実装基板４１と半導体装置２を対向させた際に、半導体装置２が備える複数の突起電極５と対応する各位置に配置されたランド６と、実装基板４１に半導体装置２を実装した時の半導体装置２の実装領域の周縁の外側に半導体装置２を囲んで、間隔を設けて不連続に配置されて所定の幅と深さを有する凹部８を備えている。なお、これらの構造は、実施の形態１から実施の形態３までの各実装基板のうちのいずれかに適用してもよい。
【００５７】
本実施の形態における実装基板４１の基材および導体の材質は、実施の形態１から実施の形態３までに使用したものと同じであり、ここでは説明を省略する。
【００５８】
また、本実施の形態で使用する発泡剤３、半導体装置２、接着剤４は、実施の形態１から実施の形態３までに使用したものと同じであり、ここでは説明を省略する。
【００５９】
このような構成とすることで、本実施の形態の半導体装置２が搭載された電子装置３３は、実装基板４１が不連続に配置された凹部８を備えているため、接着剤４と実装基板４１の接着面積を実施の形態１から実施の形態３までの電子装置３０〜３２のいずれよりも大きく確保できる。この実装基板４１を用いた電子装置３３は、上記理由から熱硬化性の接着剤４によって半導体装置２の側面と実装基板４１の表面とが強固に接着固定されているため、通常の機器を使用する温度では、落下時等、実装基板４１に衝撃が加わっても、半導体装置２周囲の実装基板４１の歪みが抑制される。それによって実装基板４１のはんだ接合部での剥離を抑制できて、耐衝撃性を高めることができる。また、電子装置３３に故障が検出されて、実装基板４１から半導体装置２を取り外して交換を必要とする場合、電子装置３３全体を８０℃から２００℃の温度に加熱して発泡剤３の殻を軟化させるとともに、殻内部の有機溶剤の蒸気圧を上昇させることで実装基板４１上に不連続に配置された凹部８内に配置されている発泡剤３が加熱膨張して実装基板４１と接着剤４との界面で接着剤４を引き剥がす剥離力が働き、実装基板４１の面に接着剤４が残ることなく両者を剥離することが可能となる。さらに、実装基板４１上の凹部８が適正な間隔で不連続に配置されていることから、電子装置３３を発泡剤の１１の発泡温度に加熱することで複数の場所から発泡剤３が膨張して効率的な剥離力が得られ、清浄な実装基板４１の表面を得るための剥離を実現できる。
【００６０】
なお、本実施の形態の電子装置３３のリペア作業（図示せず）は、実施の形態１と同様でありここでの詳細な説明は省略する。
【００６１】
これにより従来のような、接着剤４をナイフ等で削り落とす工程がなくなり、大幅な工数削減と発泡剤３の量の削減によるコスト削減および基板廃棄ロス削減が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明にかかる電子装置は、凹部を有する実装基板に半導体装置を搭載し、半導体装置の側面と発泡剤を埋設した凹部を含む実装基板面の一部とを接着剤で接着固定する構成とすることで、通常使用時のはんだの耐衝撃強度が維持されるとともに不具合が生じた電子装置の実装基板上の半導体装置のリペアが容易でかつ安価になり、高信頼性で安価な電子機器への適用に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる電子装置の構造を示す一部切欠平面図
【図２】同実施の形態の図１におけるＡ−Ａ断面図
【図３】同実施の形態の図２のＢ部における拡大断面図
【図４】本発明の実施の形態２にかかる電子装置の構造を示す断面図
【図５】本発明の実施の形態３にかかる電子装置の構造を示す断面図
【図６】本発明の実施の形態４にかかる電子装置の構造を示す一部切欠平面図
【図７】従来の電子装置を示す概略断面図
【図８】同電子装置の実装基板が反った状態を示す概略断面図
【図９】同電子装置をアンダーフィルで補強した構造の断面図
【図１０】同電子装置を接着剤で補強した構造の断面図
【符号の説明】
【００６４】
１，１１，２１，４１ 実装基板
２ 半導体装置
３ 発泡剤
４ 接着剤
５ 突起電極
６ ランド
８，１８ 凹部
９ 剥離力
１４ 絶縁膜
３０，３１，３２，３３ 電子装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器、特に、パソコン等の耐衝撃性を要求されるモバイル機器に使用される実装基板と半導体装置で構成される電子装置に関し、特に、落下耐衝撃性を高めるとともにリペア性のよい電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来のボール・グリッド・アレイ（以下、「ＢＧＡ」と記す）タイプの半導体装置２を実装基板６１に接続した電子装置５１を示す概略断面図であり、半導体装置２の一方の面には、突起電極５が形成されている。図８は、電子装置５１の実装基板６１が反った状態を示す概略断面図である。電子装置５１をパソコン等の電子機器に組み込み、落下等させた場合、実装基板６１に応力がかかり、実装基板６１が反った状態になる。最近の機器の小型化に伴い、機器に搭載する半導体装置２も小型化を要求されるため突起電極５が微細化する傾向にある。こうした機器を落下させた場合、衝撃により実装基板６１に撓みや振動が生じ、図８のように、突起電極５と実装基板６１との間に剥離力が働き、突起電極５と実装基板６１のランド（図示せず）の界面でクラックや剥離が発生する危険性が高まっている。
【０００３】
これらの対策のために、従来は、図９のように実装基板６１と半導体装置２の隙間に熱硬化性樹脂のアンダーフィル６２を流入して硬化することで実装基板６１と半導体装置２を固定していた。また図１０のように半導体装置２の周囲に熱硬化性樹脂の接着剤４を塗布、硬化して実装基板６１に半導体装置２を接着固定していた。これらの構造では半導体装置２に不具合が生じ、リペアをする場合、一旦硬化したアンダーフィル６２や接着剤４を削り取ることが必要となり、多くの工数を要していた。これに対して、アンダーフィル６２として有機溶剤を内包した有機系熱膨張性粒子と熱硬化性接着剤樹脂とを混合した樹脂組成物を用いる実装構造体が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような構成の実装構造体の場合には、リペア時に過熱することでアンダーフィル６２の有機系熱膨張性粒子内の有機溶液が沸騰気化するため樹脂硬化物が多孔質構造に変化し、容易に半導体装置２を実装基板６１から取り外すことができるとしている。
【特許文献１】特開２００５−３３２９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１によれば、数ミクロンのマイクロカプセルからなる発泡剤を低粘度の液状接着剤中に分散させているが、マイクロカプセルの偏在や沈降により均一に接着剤中に分散させることは非常に困難である。また電子装置を発泡剤の発泡温度以上に昇温して不具合な半導体装置を実装基板から剥離する場合、接着剤中に発泡剤が分散配合されているために剥離箇所が実装基板と突起電極との界面だけではなく、半導体装置２とアンダーフィル６２の界面でも生じる。この場合、半導体装置２を取り外した後にアンダーフィル６２の大部分が実装基板６１側に残ることになり、この樹脂残渣を除去するために多くの工数を要するという課題があった。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、リペア時において接着剤の剥離性を高め、半導体装置を取り外した後の実装基板上の樹脂残渣を少なくし、リペア作業を容易にできる電子装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の電子装置は、複数の突起電極を備えた半導体装置と、半導体装置を搭載する半導体装置搭載領域における前記突起電極の位置に対応配置した複数のランドと、半導体装置搭載領域の周縁部に配置した凹部とを備えた実装基板と、実装基板の凹部に埋設された発泡剤と、半導体装置の側面と、凹部に埋設した発泡剤を覆い実装基板の表面とに配置された接着剤とを備えた構成からなる。
【０００８】
このような構成とすることにより、本発明の電子装置は、通常の機器を使用する温度では、熱硬化性の接着剤により、半導体装置の側面と実装基板の表面とが強固に接着固定されており、落下時等、実装基板に衝撃が加わっても、実装基板の歪みが抑制されるため、実装基板からの半導体装置の剥離を抑制でき、耐衝撃性を高めることができる。また、本発明の電子装置のリペア時の半導体装置の取り外しは、電子装置全体を８０℃から２００℃の温度に発泡剤を加熱して殻を軟化させるとともに、殻内部の有機溶剤の蒸気圧を上昇させることで凹部内に配置されている発泡剤が加熱膨張して実装基板と接着剤との界面で接着剤を引き剥がす剥離力が働き、実装基板面に接着剤が残ることなく両者を剥離することが可能となる。
【０００９】
また、上記構成において、実装基板が多層基板であり、凹部が多層基板の半導体装置を実装する側の最外層を貫通して形成してもよい。
【００１０】
このような構成とすることにより、実装基板に形成される凹部は、半導体装置の接合面側に積層された実装基板の基材で形成されているため、十分な深さが得られるとともに多くの発泡剤を埋設できる。これにより実装基板と接着剤との間に配置された発泡剤を加熱することで、発泡剤は実装基板と接着剤を剥離するのに十分な体積膨張が得られる。従って、剥離後の実装基板は、接着剤の残査のない清浄な表面が得られる。
【００１１】
また、上記構成において、実装基板の半導体装置を実装する面に絶縁膜を備え、凹部は、絶縁膜に形成してもよい。
【００１２】
このような構成とすることにより、実装基板の製造工程で絶縁膜のマスクパターン形成時にランド上の開口パターンと凹部パターンを同時に形成しておくことで、絶縁膜を利用した凹部を容易かつ高位置精度で形成でき、リペア後の実装基板上の接着剤をナイフ等で削り落とす工程がなくなり、大幅な工数削減と基板廃棄ロス削減が可能となる。
【００１３】
また、上記構成において、凹部が半導体装置を実装基板に実装する面方向に不連続に形成してもよい。このような構成とすることにより、実装基板上の凹部が適正な間隔で不連続に配置されていることから、電子装置を発泡剤の発泡温度に加熱することで複数の場所から発泡剤が膨張して効率的な剥離力が得られ、清浄な実装基板の表面を得るための剥離を実現できる。
【００１４】
また、上記構成において、接着剤が熱硬化性樹脂を主成分とし、発泡剤の発泡温度が、熱硬化性樹脂の加熱硬化温度より高くてもよい。このような構成とすることにより、接着剤の硬化時には発泡剤が発泡することはなく、リペア時に電子装置を発泡剤の発泡温度より高温にすることで発泡剤が発泡し、接着剤と実装基板の界面が剥離し、容易に半導体装置を取り外すことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、実装基板と接着剤の間に発泡剤を配置させることができるため、所定の発泡温度まで加熱することで、接着剤界面近傍でのみ発泡し、接着剤の界面で残渣なく容易に剥離することができるとともに、実装基板の再利用が可能になることからコスト削減を図れるという大きな効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、これらの図面におけるそれぞれの厚みや長さ等は図面の作成上から実際の形状とは異なる。また、半導体装置上の突起電極の個数も実際とは異なり、図示しやすい個数としている。
【００１７】
（実施の形態１）
図１から図３は、本発明の実施の形態１にかかる電子装置３０の構造を示す図で、図１は一部切欠平面図、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図で、図３は図２のＢ部における拡大断面図である。なお、図１では、実装基板１の構造を分かりやすくするために半導体装置２および接着剤４の一部を除去した状態を示している。
【００１８】
本実施の形態の電子装置３０は、半導体装置２と、半導体装置２を搭載した実装基板１と、半導体装置２の周縁部の実装基板１に形成された凹部８に埋設した発泡剤３と、発泡剤３の配置領域を覆って半導体装置２の側面と半導体装置２の周縁部であって実装基板１の表面に配置された接着剤４を備えている。
【００１９】
半導体装置２は、ＢＧＡタイプの半導体装置であり、一方の面上に格子状に配列した複数の突起電極５を有している。本実施の形態の半導体装置２は、インターポーザーとして、例えば、樹脂基板、セラミック基板またはフレキシブル基板を用いてもよく、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）と呼ばれる半導体装置を用いてもよく、半導体素子の電極に直接はんだバンプを形成したフリップチップ型の半導体素子でも構わない。突起電極５は、はんだボールを搭載するボールセット法で形成しても、また、はんだペーストを印刷方式で供給し、リフローを行って形成しても、さらにメッキ法で形成してもよい。さらに、突起電極５の材質は、例えば、錫・亜鉛系合金、錫・ビスマス系合金、錫・銀系合金および亜鉛・ビスマス系合金等の少なくとも１つであってもよいし、金、銅、ニッケル、金メッキされたニッケルおよび金メッキされた銅等の少なくとも１つであってもよい。
【００２０】
実装基板１は、基材の一方の面に、実装基板１と半導体装置２を対向させた際に、半導体装置２が備える突起電極５と対応する各位置に配置された導体のランド６と、実装基板１に半導体装置２を実装した時の半導体装置２が占有する領域（半導体装置搭載領域）の周縁に半導体装置２を囲んで、所定の幅と深さを有する凹部８を備えている。
【００２１】
また、本実施の形態における実装基板１の基材は、ガラス繊維やケプラー等の有機物からなる繊維にエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ベンゾオキサザール樹脂、テフロン（登録商標）樹脂等を含浸して硬化させた機材を用いたものやＢＴレジンを用いたもの等、種々の樹脂基板を用いることができる。
【００２２】
導体の材質は銅箔とするが、銅箔上に金属層を形成してもよい。金属層としては、例えば、はんだ、金、銀、ニッケルおよびパラジウム等から選択された少なくとも１つを含んでいてもよい。
【００２３】
実装基板１の凹部８は、半導体装置２を搭載した際に半導体装置２の周縁部に位置するように、例えばルーターにより切削加工により形成する。
【００２４】
また本実施の形態では、半導体装置２を実装基板１に搭載する例を示したが、複数の半導体装置やコンデンサ等の受動部品を搭載しても構わない。
【００２５】
発泡剤３は、微細な熱可塑性共重合樹脂からなる殻に有機溶剤が内包された構造のマイクロカプセルである。殻の直径は、１μｍから２００μｍの範囲とし、より好ましくは５μｍから５０μｍとする。マイクロカプセルの材質は、例えば、酢酸ビニル・アクリロニトリル、メチルメタクリレート・アクリロニトリル、塩化ビニリデン・アクリロニトリル、スチレン・アクリロニトリル、スチレン・ブタジエン・アクリロニトリル、酢酸ビニル・エチレンまたはビニルアルコール・エチレンの共重合樹脂を用いることができる。また、有機溶剤は、例えば、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル等のエチレングリコールエーテル誘導体等から選択された少なくとも１つを含んでいてもよい。そして、電子装置３０のリペアの際に、発泡剤３は内包される各有機溶剤の蒸気圧を考慮して８０℃から２００℃で加熱して使用する。加熱することで熱可塑性共重合樹脂の殻が軟化し、同時に殻内の有機溶剤の蒸気圧が高くなり、殻が膨張肥大して接着剤４を剥離する機能を備えるものである。なお、発泡剤３の発泡温度は、接着剤４の硬化温度以上にすることが望ましい。
【００２６】
接着剤４としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂およびシアネートエステルから選択された少なくとも１つを含んでいてもよい。またエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビフェニル型、ナフタレン型等から選択された少なくとも１つを含んでいてもよい。
【００２７】
また接着剤４の成分には樹脂成分以外にフィラー、難燃剤、顔料、硬化剤および硬化促進剤等から選択された少なくとも１つを含んでいてもよい。上記組成に加えて光開始剤を添加してもよい。また、半導体装置２の搭載領域が打ち抜かれて、半導体装置２の実装領域の外周に所定の幅でフレーム状に形成されたホットメルトタイプのプリプレグ樹脂であってもよい。
【００２８】
以下、本実施の形態の電子装置３０の製造方法を図１〜図３を用いて簡単に説明する。図１に示す実装基板１のランド６の上に、例えば、メタルマスクとスキージを用いてはんだペーストを印刷方式で供給する。続いて半導体装置２を実装基板１のランド６上に配置し、リフローにより半導体装置２の突起電極５とランド６とをはんだ接続する。これにより実装基板１上に半導体装置２を実装することができる。
【００２９】
次に、図２に示す実装基板１の凹部８に、例えば、ディスペンサーを用いて発泡剤３を塗布する。ここで発泡剤３は、半導体装置２を実装基板１に搭載する前に、例えばディスペンサーによる塗布あるいはメタルマスクを用いた印刷法で供給しても構わない。
【００３０】
次に、図２に示す半導体装置２の側面と半導体装置２の周縁部で実装基板１の凹部８に形成された発泡剤３を覆うように、例えば、ディスペンサーを用いて接着剤４を塗布する。
【００３１】
最後に、接着剤４の硬化温度で所定の時間まで加熱硬化することで半導体装置２を実装基板１に接着固定する。
【００３２】
このような製造方法とすることで、本実施の形態の電子装置３０は、通常の機器を使用する温度では、熱硬化性の接着剤４により、落下時等に実装基板１に衝撃が加わっても、半導体装置２の周縁部の実装基板１の歪みが抑制され、半導体装置２と実装基板１の接続部にかかる応力が緩和されるため耐衝撃性を高めることができる。
【００３３】
また、本実施の形態の電子装置３０に故障が検出されて、実装基板１から半導体装置２を取り外して交換を必要とする場合、電子装置３０全体を８０℃から２００℃の温度に加熱することで発泡剤３の殻を軟化させる。そうすると発泡剤３の殻内部の有機溶剤の蒸気圧が上昇するので凹部８内に配置されている発泡剤３が加熱膨張して図３に示すように実装基板１と接着剤４との界面で接着剤４を引き剥がす剥離力９が働き、実装基板１の上面に接着剤４が残ることなく両者を剥離することが可能となる。
【００３４】
なお、本実施の形態の電子装置３０のリペア作業（図示せず）は、上述の電子装置３０を実装基板１から剥離する作業に続いて、電子装置３０をはんだの融点まで昇温して、半導体装置２の突起電極５と実装基板１のランド６とを接合するはんだを溶融させながら故障した半導体装置２を取り外す。その後、実装基板１のランド６上にはんだペーストを、例えば印刷塗布する。そして、新しい半導体装置２の突起電極５と実装基板１のランド６とを位置合わせを行い、リフローすることで突起電極５とランド６とを接合する。最後に実装基板１の凹部８に発泡剤３を配置し、半導体装置２の側面と凹部８を覆って実装基板１の表面に接着剤４を塗布し、加熱硬化することでリペアが完了する。
【００３５】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２にかかる電子装置３１の構造を示す断面図である。
【００３６】
本実施の形態の電子装置３１は、２層以上で積層された基材の一方の面の所定位置に配置された複数のランド６と、ランド６が形成された最外層の基材を貫通させて実装領域の周縁の外側に形成された凹部８とを備える実装基板１１と、実装基板１１の表面に形成された凹部８に埋設されるマイクロカプセルに有機溶剤が内包された発泡剤３と、実装基板１１のランド６に半導体装置２の電極上の突起電極５がはんだで接合された半導体装置２と、半導体装置２の周囲に配置されて半導体装置２の側面と発泡剤３が埋設された実装基板１１の凹部８上およびその両側の実装基板１１の表面とを覆って接着するための接着剤４とで構成されている。
【００３７】
実装基板１１は、基材の一方の面に、実装基板１１と半導体装置２を対向させた際に、半導体装置２が備える複数の突起電極５と対応する各位置に配置されたランド６と、積層基板の半導体装置２を接合する側の基材の厚みが２０μｍから１５０μｍの範囲で好ましくは３０μｍから１００μｍであって、実装基板１１に半導体装置２を実装した時の半導体装置２の実装領域の周縁の外側に半導体装置２を囲んで、所定の幅と半導体装置２の接合側基材の厚みと同じ深さを有する凹部８を備えている。
【００３８】
本実施の形態における実装基板１１の基材および導体の材質は、実施の形態１で使用したものと同じであり、ここでは説明を省略する。
【００３９】
また、本実施の形態で使用する発泡剤３、半導体装置２、接着剤４も、実施の形態１で使用するものと同じであり、ここでは説明を省略する。
【００４０】
このような構成とすることで、本実施の形態の半導体装置２が搭載された電子装置３１は、熱硬化性の接着剤４によって半導体装置２の側面と実装基板１１の表面とが強固に接着固定されているため、通常の機器を使用する温度では、落下時等、実装基板１１に衝撃が加わっても、半導体装置２周囲の実装基板１１の歪みが抑制される。それによって実装基板１１のはんだ接合部での剥離を抑制できて、耐衝撃性を高めることができる。また、電子装置３１に故障が検出されて、実装基板１１から半導体装置２を取り外して交換を必要とする場合、電子装置３１全体を８０℃から２００℃の温度に加熱して発泡剤３の殻を軟化させるとともに、殻内部の有機溶剤の蒸気圧を上昇させる。その結果、実装基板１１の凹部８内に配置されている発泡剤３が加熱膨張して実装基板１１と接着剤４との界面で接着剤４を引き剥がす剥離力が働き、実装基板１１の面に接着剤４が残ることなく両者を剥離することが可能となる。さらに、実装基板１１に形成される凹部８は、半導体装置２の接合面側に積層された実装基板１１の基材で形成されているため、十分な深さが得られるとともに多くの発泡剤３を埋設できる。これにより実装基板１１と接着剤４との間に配置された発泡剤３を加熱することで、発泡剤３は実装基板１１と接着剤４を剥離するのに十分な体積膨張が得られる。従って、剥離後の実装基板１１は、接着剤の残査のない清浄な表面が得られる。
【００４１】
なお、本実施の形態の電子装置３１のリペア作業（図示せず）は、実施の形態１と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００４２】
これにより実装基板１１は、最外層の基材の製造時に凹部８用の貫通パターンを形成するだけで、簡単に深い凹部８を製造することができ、さらに、従来のように接着剤４をナイフ等で削り落とす工程がなくなり、大幅な工数削減と基板廃棄ロス削減が可能となる。
【００４３】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３にかかる実装基板２１にＢＧＡタイプの半導体装置２が実装された電子装置３２の構造を示す断面図である。
【００４４】
本実施の形態の電子装置３２は、半導体装置２と、絶縁膜１４により形成された凹部１８を有する実装基板２１と、凹部１８に埋設された発泡剤３と、半導体装置２の周囲に配置されて半導体装置２の側面と発泡剤３が埋設された実装基板２１の凹部１８上およびその両側の絶縁膜１４とを覆って接着するための接着剤４とで構成されている。
【００４５】
ここで実装基板２１の片面または両面に絶縁膜１４が形成されており、絶縁膜１４は半導体装置２の突起電極５を接合するためのランド６上に開口が形成され、半導体装置２の搭載領域の周縁の外側に配置された凹部１８とを備えている。
【００４６】
本実施の形態における実装基板２１の基材は、ガラスエポキシ樹脂とするが、例えばＢＴレジン、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ベンゾオキサザール樹脂、テフロン（登録商標）樹脂および紙エポキシ樹脂のうちのいずれか１つの単層または積層構造であってもよく、あるいは異なる基材の積層構造であってもよい。さらに、酸化アルミニウムおよび窒化アルミニウムのうちのいずれか１つの単層または積層構造であってもよい。
【００４７】
そして、実装基板２１に樹脂基板を用いる場合は、絶縁膜１４の材料に厚みが１０μｍから５０μｍの範囲で好ましくは２０μｍから３０μｍのエポキシ系樹脂のソルダーレジストを使用し、セラミック基板を用いる場合は絶縁膜１４の材料にエポキシ系樹脂のソルダーレジストまたはフリットガラスを使用する。
【００４８】
導体は銅箔とするが、銅箔上に金属層を形成してもよい。金属層としては、例えば、はんだ、金、銀、ニッケルおよびパラジウム等から選択された少なくとも１つを含んでいてもよい。
【００４９】
なお、本実施の形態で使用する発泡剤３、半導体装置２、接着剤４は、実施の形態１で使用するものと同じであり、ここでは説明を省略する。
【００５０】
このような構成とすることで、本実施の形態の半導体装置２が搭載された電子装置３２は、熱硬化性の接着剤４によって半導体装置２の側面と実装基板２１の表面とが強固に接着固定されているため、通常の機器を使用する温度では、落下時等、実装基板２１に衝撃が加わっても、半導体装置２周囲の実装基板２１の歪みが抑制される。それによって実装基板２１のはんだ接合部での剥離を抑制できて、耐衝撃性を高めることができる。
【００５１】
また、電子装置３２に故障が検出されて、実装基板２１から半導体装置２を取り外して交換を必要とする場合、電子装置３２全体を８０℃から２００℃の温度に加熱して発泡剤３の殻を軟化させるとともに、殻内部の有機溶剤の蒸気圧を上昇させることで凹部１８内に配置されている発泡剤３が加熱膨張して実装基板２１と接着剤４との界面で接着剤４を引き剥がす剥離力が働き、実装基板２１の面に接着剤４が残ることなく両者を剥離することが可能となる。さらに、実装基板２１の製造工程で絶縁膜のマスクパターン形成時にランド６上の開口パターンと凹部パターンを同時に形成しておくことで、絶縁膜を利用した凹部１８を容易かつ高位置精度で形成できる。
【００５２】
なお、本実施の形態の電子装置３２のリペア作業（図示せず）は、実施の形態１と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００５３】
これにより実装基板２１の設計時に、絶縁膜１４をパターン形成するだけで、簡単かつ正確に凹部１８を作ることができ、さらに、従来のように接着剤４をナイフ等で削り落とす工程がなくなり、大幅な工数削減と基板廃棄ロス削減が可能となる。
【００５４】
（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４にかかる電子装置３３の平面図であり、実装基板４１の構造を分かりやすくするために半導体装置２および接着剤４の一部を除去した状態を示している。
【００５５】
本実施の形態の電子装置３３は、一方の面の所定位置に配置された複数のランド６と、実装領域の周縁の外側に間隔を設けて不連続に配置された凹部８とを備える実装基板４１と、実装基板４１の凹部８に埋設されるマイクロカプセルに有機溶剤が内包された発泡剤３と、突起電極５を有する半導体装置２と、半導体装置２の側面と発泡剤３が埋設された実装基板４１の凹部８上、凹部８の両側および凹部８の不連続部の面とを覆って接着するための接着剤４とで構成される。この電子装置３３が検査で故障と判定された場合の半導体装置２のリペア作業は、半導体装置２が実装基板４１に接合された電子装置３３を発泡剤３の発泡温度である８０℃から２００℃に加熱することで発泡剤３内の有機溶剤の蒸気圧を高くして発泡剤３を膨張させる。そして、実装基板４１と接着剤４との界面に剥離力を生じさせて実装基板４１との界面から接着剤４を剥離する作用を有することを特徴としている。
【００５６】
実装基板４１は、基材の一方の面に、実装基板４１と半導体装置２を対向させた際に、半導体装置２が備える複数の突起電極５と対応する各位置に配置されたランド６と、実装基板４１に半導体装置２を実装した時の半導体装置２の実装領域の周縁の外側に半導体装置２を囲んで、間隔を設けて不連続に配置されて所定の幅と深さを有する凹部８を備えている。なお、これらの構造は、実施の形態１から実施の形態３までの各実装基板のうちのいずれかに適用してもよい。
【００５７】
本実施の形態における実装基板４１の基材および導体の材質は、実施の形態１から実施の形態３までに使用したものと同じであり、ここでは説明を省略する。
【００５８】
また、本実施の形態で使用する発泡剤３、半導体装置２、接着剤４は、実施の形態１から実施の形態３までに使用したものと同じであり、ここでは説明を省略する。
【００５９】
このような構成とすることで、本実施の形態の半導体装置２が搭載された電子装置３３は、実装基板４１が不連続に配置された凹部８を備えているため、接着剤４と実装基板４１の接着面積を実施の形態１から実施の形態３までの電子装置３０〜３２のいずれよりも大きく確保できる。この実装基板４１を用いた電子装置３３は、上記理由から熱硬化性の接着剤４によって半導体装置２の側面と実装基板４１の表面とが強固に接着固定されているため、通常の機器を使用する温度では、落下時等、実装基板４１に衝撃が加わっても、半導体装置２周囲の実装基板４１の歪みが抑制される。それによって実装基板４１のはんだ接合部での剥離を抑制できて、耐衝撃性を高めることができる。また、電子装置３３に故障が検出されて、実装基板４１から半導体装置２を取り外して交換を必要とする場合、電子装置３３全体を８０℃から２００℃の温度に加熱して発泡剤３の殻を軟化させるとともに、殻内部の有機溶剤の蒸気圧を上昇させることで実装基板４１上に不連続に配置された凹部８内に配置されている発泡剤３が加熱膨張して実装基板４１と接着剤４との界面で接着剤４を引き剥がす剥離力が働き、実装基板４１の面に接着剤４が残ることなく両者を剥離することが可能となる。さらに、実装基板４１上の凹部８が適正な間隔で不連続に配置されていることから、電子装置３３を発泡剤の１１の発泡温度に加熱することで複数の場所から発泡剤３が膨張して効率的な剥離力が得られ、清浄な実装基板４１の表面を得るための剥離を実現できる。
【００６０】
なお、本実施の形態の電子装置３３のリペア作業（図示せず）は、実施の形態１と同様でありここでの詳細な説明は省略する。
【００６１】
これにより従来のような、接着剤４をナイフ等で削り落とす工程がなくなり、大幅な工数削減と発泡剤３の量の削減によるコスト削減および基板廃棄ロス削減が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明にかかる電子装置は、凹部を有する実装基板に半導体装置を搭載し、半導体装置の側面と発泡剤を埋設した凹部を含む実装基板面の一部とを接着剤で接着固定する構成とすることで、通常使用時のはんだの耐衝撃強度が維持されるとともに不具合が生じた電子装置の実装基板上の半導体装置のリペアが容易でかつ安価になり、高信頼性で安価な電子機器への適用に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる電子装置の構造を示す一部切欠平面図
【図２】同実施の形態の図１におけるＡ−Ａ断面図
【図３】同実施の形態の図２のＢ部における拡大断面図
【図４】本発明の実施の形態２にかかる電子装置の構造を示す断面図
【図５】本発明の実施の形態３にかかる電子装置の構造を示す断面図
【図６】本発明の実施の形態４にかかる電子装置の構造を示す一部切欠平面図
【図７】従来の電子装置を示す概略断面図
【図８】同電子装置の実装基板が反った状態を示す概略断面図
【図９】同電子装置をアンダーフィルで補強した構造の断面図
【図１０】同電子装置を接着剤で補強した構造の断面図
【符号の説明】
【００６４】
１，１１，２１，４１ 実装基板
２ 半導体装置
３ 発泡剤
４ 接着剤
５ 突起電極
６ ランド
８，１８ 凹部
９ 剥離力
１４ 絶縁膜
３０，３１，３２，３３ 電子装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の突起電極を備えた半導体装置と、
前記半導体装置を搭載する半導体装置搭載領域における前記突起電極の位置に対応配置した複数のランドと、前記半導体装置搭載領域の周縁部に形成した凹部とを備えた実装基板と、
前記実装基板の前記凹部に埋設された発泡剤と、
前記半導体装置の側面と、前記凹部に埋設した前記発泡剤を覆い前記実装基板の表面とに配置された接着剤と、
を備えたことを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記実装基板が多層基板であり、前記凹部が前記多層基板の前記半導体装置を実装する側の最外層を貫通していることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記実装基板の前記半導体装置を実装する面に絶縁膜を備え、前記凹部は、前記絶縁膜に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項４】
前記凹部が、前記半導体装置を前記実装基板に実装する面方向に不連続に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項５】
前記接着剤が熱硬化性樹脂を主成分とし、前記発泡剤の発泡温度が、前記熱硬化性樹脂の加熱硬化温度より高いことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項１】
複数の突起電極を備えた半導体装置と、
前記半導体装置を搭載する半導体装置搭載領域における前記突起電極の位置に対応配置した複数のランドと、前記半導体装置搭載領域の周縁部に形成した凹部とを備えた実装基板と、
前記実装基板の前記凹部に埋設された発泡剤と、
前記半導体装置の側面と、前記凹部に埋設した前記発泡剤を覆い前記実装基板の表面とに配置された接着剤と、
を備えたことを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記実装基板が多層基板であり、前記凹部が前記多層基板の前記半導体装置を実装する側の最外層を貫通していることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記実装基板の前記半導体装置を実装する面に絶縁膜を備え、前記凹部は、前記絶縁膜に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項４】
前記凹部が、前記半導体装置を前記実装基板に実装する面方向に不連続に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子装置。
【請求項５】
前記接着剤が熱硬化性樹脂を主成分とし、前記発泡剤の発泡温度が、前記熱硬化性樹脂の加熱硬化温度より高いことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電子装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−７１０３１（Ｐ２００９−７１０３１Ａ）
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３７７１７（Ｐ２００７−２３７７１７）
【出願日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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