(57)【要約】【課題】電子部品を容易に脱着することができ、しかも、電子部品のはんだ接合部に生じる応力を緩和することができる基板ユニット、情報処理装置及び基板ユニットの製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】基板ユニット１は、回路基板３とこの回路基板３の第１面３ａ側に搭載された半導体装置２を有する。回路基板３は、第１面３ａの裏面となる第２面側に前記のような電極４の矩形の配列に対応させて設けられた樹脂塗布部５を有する。樹脂塗布部５は、半導体装置２が有する電極４が配列されて形成された矩形を回路基板３の第２面３ｂに投影させた投影領域Ｘ２の外側まで覆うように設けられている。樹脂塗布部５は、投影領域Ｘ２の外側まで覆い、はんだ接合部よりも大きいエリアをカバーすることによりはんだ接合部に生じる応力を緩和することができる。【選択図】図１
2010103336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の形状に配列された複数の電極を有する電子部品と、
当該電子部品が搭載され前記電極が接合される第１面と、当該第１面の裏面となる第２面とを有する回路基板と、
前記所定の形状を前記第２面に投影させた投影領域に対応させて前記第２面側に設けられた樹脂塗布部と、
を有することを特徴とした基板ユニット。
【請求項２】
前記樹脂塗布部は、前記電極の配列によって形成された所定の形状を前記第２面に投影させた投影領域の外側まで覆うように設けられたことを特徴とした請求項１記載の基板ユニット。
【請求項３】
前記樹脂塗布部は、外周部と当該外周部の内側に位置する内周部とを有し、
前記外周部は、硬化前の形状安定性が高い樹脂で形成され、
前記内周部は、前記外周部を形成する樹脂よりも硬化前の形状安定性が低い樹脂で形成されたことを特徴とした請求項１又は２記載の基板ユニット。
【請求項４】
前記樹脂塗布部は、前記電極の配列によって形成された所定の形状を前記第２面に投影させた投影領域の外周縁に沿って枠状に設けられ、当該枠状に設けられた樹脂塗布部は、投影領域の外周縁よりも外側まで覆うことを特徴とした請求項１記載の基板ユニット。
【請求項５】
前記樹脂塗布部は、矩形に配列された電極のうち、当該矩形の各々の角に位置する頂点電極を前記第２面に投影させた領域毎に当該領域を覆うように設けられたことを特徴とした請求項１記載の基板ユニット。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項記載の基板ユニットと、
当該基板ユニットを搭載する筐体とを有することを特徴とした情報処理装置。
【請求項７】
電子部品が有する所定の形状に配列された複数の電極を回路基板の第１面にはんだ又は通電性接着剤で接合し、
前記第１面の裏面となる第２面側に前記電極の配列に対応させて硬化性樹脂を塗布し、
当該硬化性樹脂を硬化させて樹脂塗布部を形成することを特徴とした基板ユニットの製造方法。
【請求項８】
前記硬化性樹脂を塗布する際に、粘度の高い硬化性樹脂を前記電極が配列されて形成された所定の形状を前記第２面に投影させた投影領域の外側に枠状に塗布し、
当該枠状に塗布された硬化性樹脂よりも粘度の低い硬化性樹脂を前記枠状に塗布された樹脂の内側に塗布することを特徴とした請求項７記載の基板ユニットの製造方法。
【請求項９】
前記硬化性樹脂は、熱硬化性又は紫外線硬化性を有することを特徴とした請求項７又は８記載の基板ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板ユニット、情報処理装置及び基板ユニットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント基板への電子部品、例えば、半導体装置の実装手段としてBall Grid Array（ＢＧＡ）が用いられることがある。ＢＧＡにより電子部品が実装された基板に外力が加わると、電子部品のはんだ接合部に応力が生じる。この結果、はんだ接合部の破断や、パッド剥離が生じることがある。
このようなはんだ接合部の破断や、パッド剥離を抑制するために電子部品とプリント基板との間に樹脂を流し込むアンダーフィル塗布が施されることがある。
また、アンダーフィル塗布を施した基板に、電子部品実装後の構造上の信頼性確保することを目的としたさらなる加工を施した構造も知られている。例えば、実装基板の裏面にLarge Scale Integration（ＬＳＩ）と同等の外形、所要厚さのスチフナを、表側で使用したアンダーフィル材と同じ効果の接着剤を用いて固定したＬＳＩ実装基板の構造が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２６５９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しなしながら、アンダーフィル塗布は、以下のような不都合を伴う。すなわち、アンダーフィル塗布後は、基板に実装した電子部品の交換が困難となる。電子機器の出荷前、電子機器の電気試験が行われる。この電気試験は、アンダーフィル塗布後の部品交換が困難であることを考慮すると、アンダーフィル塗布前に行わなければならない。仮に、電気試験前にアンダーフィル塗布を行い、電気試験に合格することができなかった基板が存在すると、その基板は、廃棄せざるを得ない。
【０００５】
また、実装基板の裏面にスチフナを接着する構造は、製造時に、アンダーフィル塗布工程以外に、所望の形状のスチフナを素材から切り出して準備する工程、切り出したスチフナを基板の裏面に接着する工程を必要とし、手間である。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものである。その目的は、電子部品を容易に脱着することができ、しかも、電子部品のはんだ接合部に生じる応力を緩和することができる基板ユニット、情報処理装置及び基板ユニット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】
上記課題を解決するために、本明細書開示の基板ユニットは、所定の形状に配列された複数の電極を有する電子部品と、当該電子部品が搭載され前記電極が接合される第１面と、当該第１面の裏面となる第２面とを有する回路基板とを有する。そして、前記所定の形状を前記第２面に投影させた投影領域に対応させて前記第２面側に設けられた樹脂塗布部を有する。
【０００８】
本明細書開示の基板ユニットは、回路基板から電子部品の脱着を容易に行うことができる。また、樹脂塗布部により、電子部品と回路基板との接合部が補強され、当該箇所の応力を緩和することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本明細書開示の基板ユニットは、電子部品を容易に脱着することができ、しかも、電子部品のはんだ接合部に生じる応力を緩和することができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されている場合もある。
【実施例１】
【００１１】
図１は、実施例１の基板ユニット１の概略構成を模式的に示した説明図である。図１（Ａ）は、基板ユニット１を正面から観た説明図であり、図１（Ｂ）は、回路基板３の第２面３ｂ側から観た説明図である。
基板ユニット１は、電子部品の一例である半導体装置２を有している。半導体装置２の形状は、矩形である。また、基板ユニット１は、半導体装置２が搭載される回路基板３を有している。回路基板３の材料は、ガラス布基材エポキシ樹脂などの樹脂ベース素材基板に金属配線板層を有するものを用いた。なお、金属配線板層が多層のものを用いてもよい。
半導体装置２は、矩形に配列された複数の電極４を有している。回路基板３は、その第１面３ａに半導体装置２が搭載され、当該半導体装置２がBall Grid Array（ＢＧＡ）によって接合される。
ここで、半導体装置２が有する電極４の配列について図２を参照しつつ説明する。電極４は、全体として正方形をなすように配列されている。実施例１の半導体装置２は、９行×９列の計８１個の電極４を有している。ここで、以下の説明を容易にするため、各電極４には、以下の要領で参照番号を振ることとする。例えば、１行１列目の電極４には、参照番号４１１が振られている。１行２列目の電極４には、参照番号４１２が振られている。９行９列目の電極４には、参照番号４９９が振られている。
これらの電極４が回路基板３の第１面３ａにそれぞれはんだ接合され、それぞれはんだ接合部を形成する。
【００１２】
回路基板３は、第１面３ａの裏面となる第２面側に前記のような電極４の矩形の配列に対応させて設けられた樹脂塗布部５を有している。樹脂塗布部５は、熱硬化性の樹脂を第２面３ｂに塗布し、これに熱を加えて硬化させることによって形成されている。
【００１３】
このような樹脂塗布部５は、図１（Ｂ）に示すように電極４が配列されて形成された矩形を第２面３ｂに投影させた投影領域Ｘ２の外側まで覆うように設けられている。電極４は、前記のように９行×９列に配列されており、隣り合う電極４間の距離はＰに設定されている。このような配列の最外周に位置する電極４、すなわち、電極４１１〜電極４９１、電極４１１〜電極４１９、電極４１９〜で電極４９９、電極４９１〜電極４９９の接線を結ぶことにより、領域Ｘ１が形成される。
投影領域Ｘ２は、この領域Ｘ１を回路基板３の第２面３ｂに投影させて形成される。このような投影領域Ｘ２の外側まで覆い、はんだ接合部よりも大きいエリアをカバーする樹脂塗布部５を有する基板ユニット１は、はんだ接合部に生じる応力を緩和することができる。
【００１４】
次に、このような樹脂塗布部５を有する基板ユニット１の製造方法につき、図３を参照しつつ、説明する。
基板ユニット１の最初の製造工程として、まず、図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように電子部品に相当する半導体装置２が有する矩形に配列された複数の電極４を回路基板３の第１面３ａにはんだで接合する。はんだ接合は、リフロー方式により行う。また、第２面３ｂに搭載する電子部品がある場合は、この段階で装着しておく。はんだに代えて通電性接着剤を用いることもできる。
そして、図３（Ｃ）に示すように第1面３ａの裏面となる第２面３ｂ側に電極４の配列に対応させて熱硬化性樹脂５ｃを印刷により塗布する。このとき、第２面３ｂへの樹脂の塗布は、樹脂塗布部５を形成すべき領域に対応する穴７ａが設けられたシート材７を第２面３ｂに重ね合わせ、その穴７ａに液状の樹脂を流し込むことによって行われる。なお、ディスペンサーを用いて熱硬化性樹脂５ｃを塗布してもよい。
次いで、熱硬化性樹脂に熱を付与して硬化させ、樹脂塗布部５を形成する。
このように、基板ユニット１は、別途、補強部材を切り出し等によって準備する必要がなく、第２面３ｂに樹脂を塗布し、その樹脂を硬化させればよいため、その補強を容易に行うことができる。
【００１５】
なお、樹脂の塗布は、ディスペンス、印刷、以外に、転写など種々の方法を採用することができる。また、シート状に形成された樹脂を準備して貼付し、その後、硬化させることもできる。樹脂の塗布は複数回に分けて行うことも可能である。また、樹脂塗布部５の形状は、投影領域Ｘ２を覆うことができるものであれば矩形以外の他の形状、例えば円形であってもよい。仮に、塗布領域内に他の電子部品が存在する場合は、その電子部品を避けて、または、含めて樹脂を塗布することもできる。
【００１６】
また、実施例１の樹脂塗布部５は、熱硬化性の樹脂を採用しているが、紫外線硬化性の樹脂を用いることができる。その他、塗布時に液体状態となり、その後の処理によって硬化させることができる樹脂であって、所望の補強効果を得ることができるものであれば、採用することができる。
【００１７】
実施例１の基板ユニット１における応力の緩和の様子を、図４を参照しつつ説明する。図４（Ａ）は、回路基板３にＢＧＡで半導体装置２を接合したのみで、何らの補強もされていない基板ユニット１００をステー１０に片持ち梁状に取り付けた状態を示している。図４（Ｂ）は、回路基板３にＢＧＡで半導体基板２を接合し、回路基板３と半導体装置２との間にアンダーフィル１５１を施工した基板ユニット１５０をステー１０に片持ち梁状に取り付けた状態を示している。そして、図４（Ｃ）は、実施例１の基板ユニット１をステー１０に片持ち梁状に取り付けた状態を示している。図４（Ｄ）は、これらの基板ユニット１、１００、１５０の端部に外力を作用させたときに応力集中が生じる箇所を示している。
【００１８】
まず、図４（Ａ）に示すように回路基板３にＢＧＡで半導体装置２を接合したのみの基板ユニット１００では、応力集中は、はんだ接合部に沿って、すなわち、図２に示す領域Ｘ１の外周縁に沿って発生している。このようにはんだ接合部の直近に応力集中が発生すると、はんだ接合部が破断したり、当該箇所にクラックが発生したりするおそれがある。
【００１９】
次に、図４（Ｂ）に示すように回路基板３と半導体装置２との間にアンダーフィル１５１を施工した基板ユニット１５０では、アンダーフィル１５１の端部に応力集中が発生している。アンダーフィル１５１を施工すると、このように、応力集中が発生する箇所をはんだ接合部から移動させることができる。ただし、アンダーフィル１５１を施工すると、回路基板３から半導体装置２を取り外そうとするときに不都合がある。すなわち、アンダーフィル１５１は、配列された電極４間に入り込むので、この電極４の間に入り込んだアンダーフィル１５１を除去することが困難となる。この結果、半導体装置２の再利用が困難となる。
【００２０】
実施例１の基板ユニット１は、応力集中が発生する箇所をはんだ接合部から移動させることができる。さらに、実施例１の基板ユニット１は、アンダーフィル１５１を施工した場合と異なり、半導体装置２の取り外しが容易である。すなわち、半導体装置２は回路基板３にはんだで接合されているのみであるので、このはんだを再び溶融することによって簡単に回路基板３から取り外すことができる。
【００２１】
次に、このように応力集中が発生する位置をはんだ接合部の直近から移動させた基板ユニット１の強度試験の結果を示す。まず、図５に示すような繰り返し曲げ試験の結果を、図４（Ａ）に示した基板ユニット１００の試験結果と比較して説明する。
【００２２】
繰り返し曲げ試験は、図５に示すように、支点１１の間の距離、すなわち支点間距離を１００ｍｍにセットし、両支点１１上に基板ユニット１、１００を載置する。基板ユニット１は、基板ユニット１００に対して樹脂塗布部５を備える点が異なるのみで、他の構成は基板ユニット１００と共通している。
【００２３】
基板ユニット１における、はんだ接合部の幅Ｓ１、すなわち、図２に示す領域Ｘ１の幅Ｓ１はＳ１＝２０．４７ｍｍ、領域Ｘ１の幅Ｓ１よりも拡大された寸法Ｓ２は、Ｓ２＝４．０ｍｍとしている。さらに、樹脂塗布部５の平均厚さｔは、ｔ＝０．５ｍｍとしている。また、正方形をなす半導体装置２の一辺の長さｗは、ｗ＝２２ｍｍである。さらに、回路基板の厚みＴは、Ｔ＝１．０ｍｍである。また、電極４の間隔Ｐは、Ｐ＝０．８４ｍｍである。
【００２４】
以上のようにセットされた基板ユニット１、１００の中心部を繰り返し押圧する。このとき、押し込み量は３ｍｍとした。まず、基板ユニット１００の試験結果を説明する。基板ユニット１００では、２回押し込んだだけで破損、クラックの発生が観察されたものが存在した。そして、１００回押し込み動作を行うと、試験を行った基板ユニット１００の５０％に破損、クラックの発生が観察された。さらに、累積３００回押し込み動作を行うと試験を行った基板ユニット１００の１００％に破損、クラックの発生が観察された。
【００２５】
一方、実施例１の基板ユニット１は、最も速く破損、クラックが発生したものであっても１３６３回の押し込み動作に耐えることができた。そして、１００％の基板ユニット１に破損、クラックの発生が認められるまでには、５７２８回の押し込み動作を要した。
【００２６】
このように、実施例１の基板ユニット１は、樹脂塗布部５を有さない基板ユニット１００と比較して強度が大幅に向上している。
【００２７】
次に、基板ユニット１の示すひずみ試験の結果について図６を参照しつつ説明する。試験結果は、図４（Ａ）に示した基板ユニット１００の試験結果と比較して説明する。試験は、図５に示す繰り返し曲げ試験と同様に基板ユニット１、１００をセットし、その中心部を押し込んだときのひずみ量を比較した。ひずみゲージ１２は、図６に示すように半導体装置２の端部から５ｍｍの位置に装着した。
【００２８】
図７に示すグラフから明らかなように、樹脂塗布部５を有する実施例１の基板ユニット１のひずみ量は、何らの補強も施されていない基板ユニット５０のひずみ量と比較して低減されている。例えば、７ｍｍの押し込み量で基板ユニット５０のひずみ量は６６４９μεであったのに対し、基板ユニット１では、５７３９μεであり、およそ１３％ひずみが低下した。
【００２９】
この結果は、半導体装置２の端部から５ｍｍの位置におけるものであるので、はんだ接合部の端部、すなわち、図２における領域Ｘ１の外周縁部にあっては、さらにひずみ低減の効果が大きいと推測される。
【００３０】
このように、実施例１の基板ユニット１によれば、樹脂塗布部５を有しているので必要な強度を確保することができる。樹脂塗布部５の厚みを調節することで強度の調節も可能である。また、樹脂塗布部５の大きさ、例えば、図５や図６に示す寸法Ｓ２を調節することにより応力集中が発生する箇所をコントロールすることができる。このように応力集中が発生する箇所をコントロールすることができると、情報処理装置等の電子機器の構造設計において、基板ユニット１が組み込まれる筐体を含めた応力設計が可能となる。この結果、より効率的な構造を設計することが可能となる。
【００３１】
さらに、前記のように基板ユニット１では、半導体装置２を回路基板３から取り外すことが容易であり、取り外した半導体装置２の再利用が可能となる。また、回路基板３が再生可能となり、回路基板３に新たな半導体装置を搭載することができる。
【００３２】
このような基板ユニット１は、種々の電子機器、情報処理装置が備える筐体に搭載されて使用される。基板ユニット１は、例えば、図１５に示すようなサーバ２１０が有する筐体２１１に搭載されて用いられる。また、図１６に示すような携帯電話機２２０が有する筐体２２１に搭載されて用いられる。さらに、図１７に示すようなパーソナルコンピュータ２３０が有する筐体２３１に搭載されて用いられる。
なお、これらの電子機器、情報処理装置は一例に過ぎず、基板ユニット１は、他の電子機器、情報処理装置が有する筐体に搭載することもできる。
【実施例２】
【００３３】
次に、実施例２につき、図８を参照しつつ説明する。図８（Ａ）は、実施例２の基板ユニット２１の製造工程の一部を示す説明図、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
実施例１の基板ユニット１と実施例２の基板ユニット２１とが異なる点は、基板ユニット１の樹脂塗布部５が全面に亘って単一の樹脂で形成されているの対し、基板ユニット２１の樹脂塗布部５は、外周部５ａと内周部５ｂとで特性が異なる樹脂によって形成されている点である。
すなわち、実施例２の基板ユニット２１の樹脂塗布部５は、外周部５ａとこの外周部５ａの内側に位置する内周部５ｂとを有している。そして、外周部５ａは、硬化前の形状安定性が高い樹脂で形成され、内周部５ｂは、外周部を形成する樹脂よりも硬化前の形状安定性が低い樹脂で形成されている。
ここで、樹脂につき、硬化前の形状安定性の評価は、樹脂の粘度によって行う。樹脂の硬化前の形状安定性は、樹脂の塗布作業の効率に影響を与える。実施例２の外周部５ａは、硬化前に５０Ｐａ・ｓ以上の粘度を有する熱硬化性の樹脂を用いて形成されている。また、内周部５ｂは、３０Ｐａ・ｓの粘度を有する熱硬化性の樹脂を用いて形成されている。
【００３４】
次に、このように外周部５ａと内周部５ｂとを有する樹脂塗布部５を有する基板ユニット２１の製造方法につき、説明する。基板ユニット２１の製造方法と図３に示した実施例１の基板ユニット１の製造方法との相違点は、樹脂の塗布工程である。
なお、基板ユニット２１は、樹脂塗布部５の構成以外、実施例１の基板ユニット１と異なる点はない。従って、共通する構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３５】
基板ユニット１の最初の製造工程として、まず、図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示す工程と同様に電子部品に相当する半導体装置２が有する矩形に配列された複数の電極４を回路基板３の第１面３ａにはんだで接合する。はんだ接合は、リフロー方式により行う。また、第２面３ｂに搭載する電子部品がある場合は、この段階で装着しておく。はんだに代えて通電性接着剤を用いることもできる。
そして、図８（Ａ）（１）に示すように、第1面３ａの裏面となる第２面３ｂ側に電極４の配列に対応させて熱硬化性樹脂をディスペンサーにより塗布する。
具体的には、まず、粘度の高い熱硬化性樹脂を投影領域Ｘ２の外側に枠状に塗布する。この枠状に塗布された樹脂は、硬化後に樹脂塗布部５の外周部５ａとなる部分である。ここで、枠状に塗布される樹脂には、前記のように硬化前の粘度が５０Ｐａ・ｓ以上のものが用いられる。
枠状の樹脂を塗布した後は、図８（Ａ）（２）に示すように枠状に塗布された熱硬化性樹脂よりも粘度の低い熱硬化性樹脂を枠状に塗布された樹脂の内側に塗布する。この部分は、硬化後に樹脂塗布部５の内周部５ｂとなる部分である。ここで、枠状に塗布された樹脂の内側に塗布される樹脂には、前記のように硬化前の粘度が３０Ｐａ・ｓのものが用いられる。
次いで、熱硬化性樹脂に熱を付与して硬化させ、図８（Ａ）（３）に示すように外周部５ａ、内周部５ｂを有する樹脂塗布部５を形成する。
このように、基板ユニット１は、別途、補強部材を切り出し等によって準備する必要がなく、第２面３ｂに樹脂を塗布し、その樹脂を硬化させればよいため、その補強を容易に行うことができる。
また、硬化前の粘度の高い熱硬化性樹脂を用いて枠状に形成しておくことにより、効率よく樹脂塗布部５を形成することができる。すなわち、粘度の高い熱硬化性樹脂は、保形性が良好で流れにくい。このような保形性が良好な樹脂により予め枠状の土手を作っておき、ここに粘度の低い熱硬化性樹脂を流し込めば、広範囲に亘る樹脂の塗布作業を効率よく行うことができる。
【００３６】
なお、樹脂の塗布は、ディスペンス以外に、印刷、転写など種々の方法を採用することができる。また、シート状に形成された樹脂を準備して貼付し、その後、硬化させることもできる。また、樹脂塗布部５の形状は、投影領域Ｘ２を覆うことができるものであれば矩形以外の他の形状、例えば円形であってもよい。樹脂の塗布は複数回に分けて行うことも可能である。仮に、塗布領域内に他の電子部品が存在する場合は、その電子部品を避けて、または、含めて樹脂を塗布することもできる。これらの点は、実施例１の場合と同様である。
さらに、外周部５ａの樹脂のみを塗布して硬化させ、その後、内周部５ｂの樹脂を塗布し、硬化させるようにしてもよい。
【００３７】
実施例２の樹脂塗布部５が有する外周部５ａと内周部５ｂは、樹脂の塗布作業の容易性を重視して二種類の樹脂を用いているが、さらに樹脂硬化後の特性を考慮した樹脂の選定を行うこともできる。
【００３８】
すなわち、硬化後の特性として、外周部５ａを形成する樹脂は強度が高いことを重視して選定されることが望ましい。すなわち、基板ユニット２１が外力を受けたとき、外周部５ａ近傍で応力集中が発生するため、外周部５ａはできるだけ高い強度を有していることが望ましい。一方、硬化後の特性として内周部５ｂを形成する樹脂は、柔軟性に富むことを重視して選定されることが望ましい。すなわち、基板ユニット２１が熱を帯び、わずかながらも膨張するような場合、内周部５ｂが柔軟性を有し、基板ユニット２１の膨張に対応することができれば都合がよい。
【００３９】
外周部５ａ、内周部５ｂを形成する樹脂は、このような観点から選定されることもある。実施例２で重視した高い塗布作業の効率を維持しつつ、前記のような硬化後の特性を重視し、優先させた樹脂の選択を行うことが望ましいが、硬化後の特性のみを重視した樹脂の選択が行われることもある。
【００４０】
以上のような基板ユニット２１は、実施例１の基板ユニット１と同様の効果を発揮することができる。すなわち、基板ユニット２１は、樹脂塗布部５を有しているので必要な強度を確保することができる。また、樹脂塗布部５の厚みを調節することで強度の調節も可能である。さらに、応力集中が発生する箇所をコントロールすることができる。
【００４１】
また、基板ユニット２１では、半導体装置２を回路基板３から取り外すことが容易であり、取り外した半導体装置２の再利用が可能となる。また、回路基板３が再生可能となり、回路基板３に新たな半導体装置を搭載することができる。
【００４２】
このような基板ユニット２１は、種々の電子機器、情報処理装置が備える筐体に搭載されて使用される点も実施例１の基板ユニット１と同様である。基板ユニット２１は、例えば、図１３に示すようなサーバ２１０が有する筐体２１１に搭載されて用いられる。また、図１４に示すような携帯電話機２２０が有する筐体２２１に搭載されて用いられる。さらに、図１７に示すようなパーソナルコンピュータ２３０が有する筐体２３１に搭載されて用いられる。
このように基板ユニット２１は、種々の電子機器、情報処理装置が有する筐体に搭載することができる。
【００４３】
また、樹脂塗布部５を形成する樹脂として、紫外線硬化性の樹脂を用いることができる点も、実施例１と同様である。
【実施例３】
【００４４】
次に、実施例３につき、説明する。図９は、実施例３の基板ユニット３１の概略構成を模式的に示した説明図である。図９（Ａ）は、基板ユニット３１を正面から観た説明図であり、図９（Ｂ）は、回路基板３の第２面３ｂ側から観た説明図である。図９（Ｃ）は、図９（Ｂ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
実施例３の基板ユニット３１は、実施例１の基板ユニット１と異なり、図９に示すような枠状の樹脂塗布部３２を有している。枠状の樹脂塗布部３２の内周部３３には、樹脂の塗布はされていない。
このような樹脂塗布部３２は、電極４の配列によって形成された矩形を回路基板３の第２面３ｂに投影させた投影領域Ｘ２の外周縁に沿って枠状に設けられており、投影領域Ｘ２の外周縁よりも外側まで覆うように設けられている。
【００４５】
ここで、枠状の樹脂塗布部３２の寸法、配置について図２を参照しつつ詳説する。まず、樹脂塗布部３２の寸法を表現するための基準を示すために、領域Ｘ１の最外周に位置する電極４１１〜電極４９１の中心線をＬ１と規定する。同様に、電極４１１〜電極４１９の中心線をＬ２、電極４１９〜で電極４９９の中心線をＬ３、電極４９１〜電極４９９の中心線をＬ４と設定する。
【００４６】
枠状の樹脂塗布部３１の内周縁３２ａの位置は、それぞれ中心線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４と一致させるか、これよりも内側に位置させる。
一方、枠状の樹脂塗布部３２の外周縁３２ｂの位置は、それぞれ中心線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４よりも距離αだけ外側に位置させる。ここで、距離αは、電極４間の距離Ｐの１／２（以下、Ｐ／２という）よりも大きい値であれば、設計条件に応じて任意に設定することができる。
Ｐ／２としたのは、少なくとも中心線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４からＰ／２だけの幅を有していれば、最外周の電極４の端部まで覆うことができることを考慮したものである。すなわち、投影領域Ｘ２の外周縁を覆うことができ、応力集中が発生する箇所をはんだ接合部の外側に移動させることができる。
【００４７】
以上のような基板ユニット３１は、実施例１の基板ユニット１と同様の効果を発揮することができる。すなわち、基板ユニット３１は、樹脂塗布部３２を有しているので必要な強度を確保することができる。また、樹脂塗布部３２の厚みを調節することで強度の調節も可能である。さらに、応力集中が発生する箇所をコントロールすることができる。
【００４８】
また、基板ユニット３１では、半導体装置２を回路基板３から取り外すことが容易であり、取り外した半導体装置２の再利用が可能となる。また、回路基板３が再生可能となり、回路基板３に新たな半導体装置を搭載することができる。
【００４９】
このような基板ユニット３１は、種々の電子機器、情報処理装置が備える筐体に搭載されて使用される点も実施例１の基板ユニット１と同様である。
【００５０】
また、樹脂塗布部５を形成する樹脂として、紫外線硬化性の樹脂を用いることができる点も、実施例１と同様である。
【００５１】
基板ユニット３１は、内周部３３に樹脂が塗布されていないので、回路基板３が熱を帯び、膨張する際にその膨張が妨げられることがなく、熱応力の発生を抑制する効果も得ることができる。
【００５２】
さらに、基板ユニット３１は、実施例１の基板ユニット１と比較して使用する樹脂の量を抑制することができる。
【実施例４】
【００５３】
次に、実施例４につき、図９を参照しつつ説明する。図１０は、実施例４の基板ユニット４１の概略構成を模式的に示した説明図である。図１０（Ａ）は、基板ユニット４１を正面から観た説明図であり、図１０（Ｂ）は、回路基板３の第２面３ｂ側から観た説明図である。
【００５４】
基板ユニット４１は、の４個の樹脂塗布部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄを有している。樹脂塗布部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄは、矩形に配列された電極４のうち、矩形の各々の角に位置する頂点電極である電極４１１、４１９、４９１、４９９を第２面３ｂに投影させた領域毎に当該領域を覆うように設けられている。
【００５５】
図１０に示した例では、樹脂塗布部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄは、それぞれ３個の電極４を含む領域を覆うように設けられている。すなわち、樹脂塗布部４２ａは、電極４１１、４１２、４２１を投影させた領域を覆うように設けられている。樹脂塗布部４２ｂは、電極４１９、４１８、４２９を投影させた領域を覆うように設けられている。樹脂塗布部４２ｃは、電極４９１、４８１、４９２を投影させた領域を覆うように設けられている。樹脂塗布部４２ｄは、電極４９９、４８９、４９８を投影させた領域を覆うように設けられている。
【００５６】
このような樹脂塗布部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄは、少なくとも以下の条件を満たしていることが望ましい。
樹脂塗布部４２ａについていえば、その内周辺４２ａ１は図２に示した中心線Ｌ１、Ｌ２と一致させるか、これよりも内側に位置させる。そして外周辺４２ａ２の位置は、それぞれ中心線Ｌ１、Ｌ２よりも距離αだけ外側に位置させる。
【００５７】
同様に、樹脂塗布部４２ｂについていえば、その内周辺４２ｂ１は図２に示した中心線Ｌ２、Ｌ３と一致させるか、これよりも内側に位置させる。そして外周辺４２ｂ２の位置は、それぞれ中心線Ｌ２、Ｌ３よりも距離αだけ外側に位置させる。
【００５８】
樹脂塗布部４２ｃについていえば、その内周辺４２ｃ１は図２に示した中心線Ｌ１、Ｌ４と一致させるか、これよりも内側に位置させる。そして外周辺４２ｃ２の位置は、それぞれ中心線Ｌ１、Ｌ４よりも距離αだけ外側に位置させる。
【００５９】
そして、樹脂塗布部４２ｄについていえば、その内周辺４２ｄ１は図２に示した中心線Ｌ３、Ｌ４と一致させるか、これよりも内側に位置させる。そして外周辺４２ｄ２の位置は、それぞれ中心線Ｌ３、Ｌ４よりも距離αだけ外側に位置させる。
【００６０】
ここで、距離αは、電極４間の距離Ｐの１／２（以下、Ｐ／２という）よりも大きい値であれば、設計条件に応じて任意に設定することができる。
Ｐ／２としたのは、少なくとも中心線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４からＰ／２だけの幅を有していれば、最外周の電極４の端部まで覆うことができることを考慮したものである。これにより、応力集中が発生する箇所をはんだ接合部の外側に移動させることができる。
【００６１】
従って、上記の条件を満たすものであれば、樹脂塗布部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄの寸法、配置は種々変更することができる。図１１は、樹脂塗布部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄの他の例を示す説明図である。図１１に示すように、樹脂塗布部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄはそれぞれ１個の電極４を投影させた領域を覆うように設けることもできる。図１１に示した例では、樹脂塗布部４２ａは、電極４１１を投影させた領域を覆うように設けられている。樹脂塗布部４２ｂは、電極４１９を投影させた領域を覆うように設けられている。樹脂塗布部４２ｃは、電極４９１を投影させた領域を覆うように設けられている。樹脂塗布部４２ｄは、電極４９９を投影させた領域を覆うように設けられている。このように、樹脂塗布部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄの寸法、形状、配置は必要に応じて種々変更することができる。
【００６２】
このような基板ユニット４１は、基板ユニット１と同様の効果を得ることができる。ただし、樹脂塗布部の寸法、配置によっては基板ユニットが備える強度の特性、すなわち、最大強度や、応力集中が生じる箇所が異なってくる。このため、基板ユニットは、その求められる強度、その他の設計条件に応じて、上記実施例で示すような種々の樹脂塗布部を採用することができる。また、その寸法、形状、配置も適宜選択することができる。
【００６３】
また、回路基板３から半導体装置２を容易に取り外すことができ、取り外した半導体装置２の再利用が可能である点も、実施例１の場合と同様である。
【００６４】
以上、説明したように、基板ユニットは、その求められる特性に応じて種々の樹脂塗布部を備えることができる。
例えば、図１２、図１３に示す基板ユニット５１のように、樹脂塗布部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄで囲まれた領域に、さらに、樹脂塗布部４２ｅ、４２ｆを設けることができる。図示された樹脂塗布部４２ｅ、４２ｆは、一例であり、半導体装置２の縦方向、横方向それぞれの中心線に対して線対称に配置された一群の樹脂塗布部である。これらの樹脂塗布部４２ｅ、４２ｆは、寸法、形状、配置は種々変更することができる。また、樹脂塗布部４２ｅ、４２ｆは塗布される樹脂の物性を適宜変更することができる。例えば、外力に対する強度を考慮した樹脂の選定を行うことができる。また、例えば、基板ユニット５１の熱劣化を考慮し、この熱劣化を抑制することができる樹脂を選定して塗布することができる。このように樹脂塗布部４２ｅ、４２ｆは樹脂塗布部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄとは異なる樹脂を用いて形成することができる。
【実施例５】
【００６５】
次に実施例５について、図１４を参照しつつ説明する。図１４は、実施例５の基板ユニット６０、６１における応力の緩和の様子を示す説明図である。図１４（Ａ）は、回路基板３にＢＧＡで二つの半導体装置２を接合したのみで、何らの補強もされていない基板ユニット２００をステー１０に両持ち梁状に取り付けた状態を示している。図１４（Ｂ）は、回路基板３にＢＧＡで二つの半導体基板２を接合し、二つの半導体装置２の縁部を覆うように樹脂塗布部１５を設けた基板ユニット６０をステー１０に両持ち梁状に取り付けた状態を示している。図１４（Ｃ）は、回路基板３にＢＧＡで二つの半導体基板２を接合し、二つの半導体装置２の縁部を覆い、さらに厚みを変化させた樹脂塗布部２５を設けた基板ユニット６１をステー１０に両持ち梁状に取り付けた状態を示している。図１４（Ｄ）は、これらの基板ユニット２００、６０、６１に外力を作用させたときに応力集中が生じる箇所を示している。
【００６６】
図１４（Ａ）に示す基板ユニット２００では、はんだ接合部の端部、すなわち図２に示す領域Ｘ１の外周縁に沿って応力集中が発生している。また、その応力の値も大きい。
【００６７】
これに対し、図１４（Ｂ）に示す基板ユニット６０では、応力集中が発生している位置は、はんだ接合部の端部よりも内側に移動し、応力の値も低下している。このように応力の値が低下すれば、基板ユニット６０の破損のおそれを低減することができる。応力集中が発生する位置をはんだ接合部の端部よりも内側に移動させたことにより、はんだ接合部の端部における剥離、破損を抑制することができる。はんだ接合部の端部よりも内側は、電極４が密集し、また、半導体基板２とも重なるようになるので、この点でも、強度上有利である。
【００６８】
また、図１４（Ｃ）に示す基板ユニット６１では、樹脂塗布部２５の厚みを適宜変更することで、応力の値を低下させるとともに、応力集中が発生する位置を移動させることができている。このように、応力の値を低下させるとともに、応力集中が発生する箇所をコントロールすることによって基板ユニット６１の破損のおそれを低減することができる。
【００６９】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。例えば、半導体装置の形状、電極の配列は、いずれも矩形に限定されるものではなく、他の形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】図１は、実施例１の基板ユニットの概略構成を模式的に示した説明図であり、図１（Ａ）は、基板ユニットを正面から観た説明図であり、図１（Ｂ）は、回路基板の第２面側から観た説明図である。
【図２】図２は、半導体装置が有する電極の配列を示す説明図である。
【図３】図３は、基板ユニットの製造方法の工程図である。
【図４】図４は、基板ユニットの応力状態を示す説明図である。
【図５】図５は、繰り返し曲げ試験の説明図である。
【図６】図６は、ひずみ試験の説明図である。
【図７】図７は、ひずみ試験の結果を示すグラフである。
【図８】図８は、実施例２の基板ユニットの説明図であり、図８（Ａ）は、基板ユニットの製造工程の一部を示す説明図、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図９】図９は、実施例３の基板ユニットの概略構成を模式的に示した説明図であり、図９（Ａ）は、基板ユニットを正面から観た説明図であり、図９（Ｂ）は、回路基板の第２面側から観た説明図である。
【図１０】図１０は、実施例４の基板ユニットの概略構成を模式的に示した説明図であり、図１０（Ａ）は、基板ユニットを正面から観た説明図であり、図１０（Ｂ）は、回路基板の第２面側から観た説明図である。
【図１１】図１１は、他の実施例の基板ユニットの概略構成を模式的に示した説明図であり、図１１（Ａ）は、基板ユニットを正面から観た説明図であり、図１１（Ｂ）は、回路基板の第２面側から観た説明図である。
【図１２】図１２は、さらに他の実施例の基板ユニットの概略構成を模式的に示した説明図であり、図１２（Ａ）は、基板ユニットを正面から観た説明図であり、図１２（Ｂ）は、回路基板の第２面側から観た説明図である。
【図１３】図１３は、さらに他の実施例の基板ユニットの概略構成を模式的に示した説明図であり、図１３（Ａ）は、基板ユニットを正面から観た説明図であり、図１３（Ｂ）は、回路基板の第２面側から観た説明図である。
【図１４】図１４は、実施例５の基板ユニットにおける応力の緩和の様子を示す説明図である。
【図１５】図１５は、基板ユニットが搭載される筐体を有するサーバの外観図である。
【図１６】図１６は、基板ユニットが搭載される筐体を有する携帯電話機の外観図である。
【図１７】図１７は、基板ユニットが搭載される筐体を有するパーソナルコンピュータの外観図である。
【符号の説明】
【００７１】
１，２１，３１，４１，５１，６０，６１…基板ユニット
２…半導体装置              ３…回路基板
３ａ…回路基板の第１面      ３ｂ…回路基板の第２面
４…電極
５，１５，２２，２５，３２，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ…樹脂塗布部
５ａ…内周部                ５ｂ…内周部
Ｘ２…投影領域
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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