(57)【要約】【課題】  実装基板などの接合対象物が変形していたとしても、実装時に常に一定の接合面積が得られる導体を備えた電子部品を提供すること。【解決手段】  電子部品素子１１０に設けられた電極部１１１に接合される基端部１２１および当該基端部１２１から延在する先端部１２２を有するバンプ１２０を備え、導体１２０は、基端部１２１から先端部１２２に向かって縮径するように形成され、先端部１２２が押圧されたときに基端部１２１と先端部１２２とが略同一形状に変形するようにしたものである。【選択図】  図３
2006032550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子に設けられた電極部に接合される基端部および当該基端部から延在する先端部を有する導体を備え、
前記導体は、前記基端部から前記先端部に向かって縮径するように形成され、前記先端部が押圧されたときに前記基端部と前記先端部とが略同一形状に変形することを特徴とする電子部品。
【請求項２】
請求項１に記載の電子部品において、
前記先端部は、略紡錘形に形成されたことを特徴とする電子部品。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電子部品において、
前記先端部は、前記基端部に対して最大外径が０．９倍以下に形成されたことを特徴とする電子部品。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子部品において、
前記基端部は、前記先端部から外周方向に張り出す鍔状に形成されたことを特徴とする電子部品。
【請求項５】
請求項４に記載の電子部品において、
前記基端部の高さを３〜５μｍとしたことを特徴とする電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、例えば半導体チップなどの電子部品素子に設けられた電極部に導体を接合した電子部品の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高速化と小型軽量化が進み、それに伴い電子部品の実装において半導体ベアチップを基板上に直接搭載する半導体ベアチップ実装が注目されており、その中でも、実装サイズが最小で接続部の電気的特性に優れているなどの利点を有するフリップチップ実装が多く使用される傾向にある。
【０００３】
このようなフリップチップ実装方法を用いた電子部品の接続方法には、例えば特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１に開示された電子部品の接続方法は、互いに接続される第一の電子部品および第二の電子部品が例えば半導体チップおよび実装基板であり、図１（ａ）に示すように第一の電子部品１の表面上には電極部２が形成されており、この電極部２上にワイヤボンディング法によりＡｕバンプ３をスタッドバンプ形状で形成する。
【０００４】
次いで、図１（ｂ）に示すように表面がＳｎを主成分とする低融点金属で形成された実装基板４をＡｕバンプ３に対向させ、このＡｕバンプ３の頂部に対して実装基板４を図１（ｃ）に示すように押圧する。このようにしてＳｎを主成分とする低融点金属の薄膜をＡｕバンプ３の頂部に転写する。
【０００５】
さらに、上記のように低融点金属の薄膜が形成された状態のＡｕバンプ３の頂部に図示しない第二の電子部品の電極部を押圧し、加熱することにより、上記薄膜およびＡｕバンプ３を介して第一の電子部品１の電極部２と接合対象物である上記第二の電子部品の電極部とが互いに接続される。
【特許文献１】特開２００３−２９７８７４（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記第二の電子部品の一例としての実装基板は、コストダウンを図るためにアルミナ、ＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramic：低温焼結性セラミックス）、ガラスエポキシなど、平坦度の低い反りや変形した材料を使用する傾向にある。そのため、図１（ａ）に示すような形状のＡｕバンプ３を介して上記の変形した実装基板を接続する場合には、当該実装基板に対する各Ａｕバンプ３の接合面積にバラツキが生じてしまうことになる。
【０００７】
その結果、従来のＡｕバンプ３では、接合時の許容量が小さく、実装基板の多様化、実装形態の進展に基づいた幅広い範囲での使用が困難になるという事情があった。
【０００８】
そこで、本願は、上述した事情を考慮してなされたものであり、その課題の一例としては、実装基板などの接合対象物が変形していたとしても、実装時に常に一定の接合面積が得られる導体を備えた電子部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、請求項１に記載の電子部品は、素子に設けられた電極部に接合される基端部および当該基端部から延在する先端部を有する導体を備え、前記導体は、前記基端部から前記先端部に向かって縮径するように形成され、前記先端部が押圧されたときに前記基端部と前記先端部とが略同一形状に変形することを特徴とする構成を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本願を実施するための最良の形態について図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本願に係る電子部品を、例えば、フリップチップ実装方法により実装基板が接続される電子部品素子に適用した場合の実施形態を示している。
【００１１】
まず、本実施形態における電子部品の構成ついて図２および図３を用いて説明する。なお、図２は、本実施形態における電子部品の導体を示す部分断面正面図であり、図３（ａ），（ｂ）は、図１の電子部品の導体を示す部分断面正面図，実装基板の接合状態を示す部分断面正面図である。
【００１２】
本実施形態における電子部品１００は、図２および図３に示すように、電極部１１１が設けられた素子の一例としての半導体チップなどの電子部品素子１１０と、電極部１１１に接合された基端部１２１および基端部１２１から延在する先端部１２２を有する導体の一例としてのバンプ１２０とを備えている。
【００１３】
具体的には、電子部品素子１１０は、例えば半導体チップやＳＡＷ（surface acoustic wave）素子などの素子が用いられる。そして、電子部品素子１１０には、半導体チップやＳＡＷ素子などの素子への電源供給、接地接続、信号入出力を行うための電極部１１１が形成されている。
【００１４】
電極部１１１上には、例えばＡｕからなるバンプ１２０が形成されている。このバンプ１２０は、電極部１１１上に鍔状に形成された基端部１２１と、この基端部１２１から延在し図示しないキャピラリの先端形状に規制されて略紡錘形に形成された先端部１２２と、この先端部１２２の先端にワイヤの延伸により形成される尖塔部１２３とから構成されている。
【００１５】
実装基板１３０は、図３（ｂ）に示すようにアルミナ、ＬＴＣＣなどのセラミックス、ガラスエポキシなどの絶縁性材料によって形成された箱状及び平板状の部材である。また、実装基板１３０には、電子部品素子１１０のバンプ１２０に対してフリップチップ実装する際、当該バンプ１２０に接合する図示しない電極が形成されている。
【００１６】
バンプ１２０は、基端部１２１から先端部１２２に向かって縮径するように形成され、実装基板１３０にフリップチップ実装する際、先端部１２２および尖塔部１２３が押圧されたときに基端部１２１と先端部１２２とが略同一形状に変形するように構成されている。
【００１７】
具体的には、電子部品素子１１０を実装基板１３０にフリップチップ実装する際、バンプ１２０の先端部１２２および尖塔部１２３が押圧された場合、実装基板１３０の電子部品素子１１０側の面が図３（ｂ）に示すように平坦ではなく傾斜していたとしても、実装基板１３０に対するバンプ１２０の接合面積が略一致することとなる。つまり、本願のバンプ１２０は、実装基板１３０にフリップチップ実装する際に塑性変形する先端部１２２の体積を図１に示す従来例より大きくし、実装基板１３０への接合面積を従来例より１．２〜１．５倍としている。
【００１８】
また、バンプ１２０の先端部１２２の最大外径は、基端部１２１の外径に対して０．９倍以下に形成されている。この基端部１２１は、先端部１２２から外周方向に張り出すように鍔状に形成され、高さが３〜１０μｍである。
【００１９】
次に、本実施形態におけるバンプ１２０の成形方法について説明する。
【００２０】
上述のバンプ１２０は、例えばＡｕワイヤを用いて、そのボールボンディング方法によって形成される。具体的には、キャピラリーの先端から所定量のワイヤを延出させて、この突出部分にトーチなどで加熱し、その先端を溶融させる。
【００２１】
この状態で、上記ワイヤを電子部品素子１１０の電極部１１１に押圧して、ワイヤと電子部品素子１１０の電極部１１１とを融着させる。その後、ワイヤ自身を上方に延伸させ、ワイヤ先端の溶融部分とワイヤとの境界部分で引き切る。
【００２２】
これにより、バンプ１２０は、上述したように、基端部１２１と、キャピラリの先端形状で規制された先端部１２２と、延伸により形成される尖塔部１２３とが形成されることになる。ここで、延伸を、単に上方に引き延ばした場合には、図２に示すように上方に延びる尖塔部１２３が形成される。
【００２３】
次に、図３（ｂ）に基づいて電子部品素子１１０を実装基板１３０にフリップチップ実装により接合する方法を説明する。
【００２４】
まず、実装基板１３０と、図示しないツールに保持された電子部品素子１１０との位置決めを行い、これらの位置決めが完了した後、例えば、加熱手段により２００℃程度に実装基板１３０および電子部品素子１１０を加熱処理する。
【００２５】
次に、電子部品素子１１０を図示しない真空吸着手段に接続されたツールにより吸着し、当該ツールに保持された電子部品素子１１０の実装面を実装基板１３０の所定位置にまで降下させる。この降下によって、電子部品素子１１０のバンプ１２０の尖塔部１２３および先端部１２２が、実装基板１３０の電極に接触したとする。この接触した状態から実際の接合処理が例えば以下の順序で行われる。
【００２６】
この実際の接合処理では、まず電子部品素子１１０に所定荷重を加え、電子部品素子１１０に形成された複数のバンプ１２０の高さのバラツキを充分に緩和するだけの尖塔部１２３の先端を潰すようにする。これにより、実装基板１３０とバンプ１２０との接合面積が増大し、両者間の摩擦力が大きくなる。
【００２７】
次いで、電子部品素子１１０に対する荷重を増加させつつ超音波振動を印加して尖塔部１２３を実装基板１３０に融着させる。
【００２８】
さらに、電子部品素子１１０に一定荷重を印加しながら超音波振動を印加してバンプ１２０の先端部１２２を実装基板１３０に融着させ、充分な接合を行うものである。このとき、バンプ１２０の先端部１２２が基端部１２１と略同一形状に変形し、実装基板１３０の電子部品素子１１０側の面が平坦ではなく傾斜していた、或いは曲面状であったとしても、実装基板１３０に対するバンプ１２０の接合面積が略一致することとなる。すなわち、本願のバンプ１２０は、実装基板１３０にフリップチップ実装する際に塑性変形する先端部１２２の体積が大きいため、実装基板１３０に対して常に一定の接合面積が得られる。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態では、電子部品素子１１０に設けられた電極部１１１に接合される基端部１２１および当該基端部１２１から延在する先端部１２２を有するバンプ１２０を備え、このバンプ１２０は、基端部１２１から先端部１２２に向かって縮径するように形成され、先端部１２２が押圧されたときに基端部１２１と先端部１２２とが略同一形状に変形することを特徴とする構成を有している。
【００３０】
この構成により、本実施形態では、バンプ１２０を基端部１２１から先端部１２２に向かって縮径するように形成し、先端部１２２が押圧されたときに基端部１２１と先端部１２２とが略同一形状に変形するようにしたので、実装基板１３０が変形していたとしても、実装時に常に一定の接合面積が得られ、接合時の許容量が大きくなるため、実装基板１３０の多様化、実装形態の進展に基づいた幅広い範囲での使用が可能となる。
【００３１】
また、本実施形態によれば、バンプ１２０の先端部１２２を略紡錘形に形成したことにより、実装基板１３０にフリップチップ実装する際に塑性変形する先端部１２２の体積が大きくなる。
【００３２】
さらに、本実施形態によれば、バンプ１２０の先端部１２２は、基端部１２１に対して最大外径を０．９倍以下に形成したことにより、接合対象物を安定して保持することができる。
【００３３】
そして、本実施形態によれば、バンプ１２０の基端部１２１を先端部１２２から外周方向に張り出す鍔状に形成したことにより、上記と同様に接合対象物を安定して保持することができる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、バンプ１２０の基端部１２１の高さを３〜１０μｍとしたことにより、バンプ１２０を形成する時間が短くなり、生産性を向上させることができる。
【００３５】
なお、本願では、ボールボンディング方法によりワイヤを用いてバンプ１２０を形成した全ての電子部品に広く適用することができるものである。
【００３６】
また、本実施形態では、バンプ１２０を電子部品素子１１０の電極部１１１に形成した例について説明したが、これに限定されることなく、実装基板１３０の電極にバンプ１２０を形成し、そのバンプ１２０に電子部品素子１１０の電極部１１１を接合する場合でも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は従来の電子部品の接続方法を示す概略正面図である。
【図２】本実施形態における電子部品の導体を示す部分断面正面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、図１の電子部品の導体を示す部分断面正面図，実装基板の接合状態を示す部分断面正面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１００  電子部品
１１０  電子部品素子
１１１  電極部
１２０  バンプ
１２１  基端部
１２２  先端部
１２３  尖塔部
１３０  実装基板
【図１】
2006032550.tif 000003
【図２】
2006032550.tif 000004
【図３】
2006032550.tif 000005