(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体装置の接合部の耐圧迫性や長期信頼性を改善することができ、実装した半導体装置を容易に回路基板から取り外すことができる実装構造を提供する。【解決手段】電子部品を回路基板に実装するための実装構造は、両端部の断面より小さな断面の中央部を有する応力緩和部材１６を有する。応力緩和部材１６の一端側は第１の接合部１２で電子部品１０の電極パッド１０ａに接合され、他端側は第２の接合部１２ａで回路基板１４の接続パッド１４ａに接合される。第１の接合部と応力緩和部材１６と第２の接合部とにより形成された複数の接合構造の間は空隙となっている。【選択図】図２
2011258837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を回路基板に実装するための実装構造であって、
両端部の断面より小さな断面の中央部を有する応力緩和部材と、
前記応力緩和部材の一端側を前記電子部品の電極パッドに接合する第１の接合部と、
前記応力緩和部材の他端側を前記回路基板の接続パッドに接合する第２の接合部と
を有し、
前記第１の接合部と前記応力緩和部材と前記第２の接合部とにより形成された複数の接合構造の間は空隙となっている実装構造。
【請求項２】
請求項１記載の実装構造であって、
前記応力緩和部材は、
平面形状の上側フランジと、
上側フランジと同じ平面形状の下側フランジと、
前記上側フランジと前記下側フランジとの間に延在する前記中央部と
を含む実装構造。
【請求項３】
請求項２記載の実装構造であって、
前記中央部は長手方向における中央部分の断面が両端部分の断面より小さいくびれ形状を有する実装構造。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の実装構造であって、
前記応力緩和部材は、銅、アルミニウム、銀、金、錫、インジウム、亜鉛、若しくは前記金属の合金により形成されたスペーサである実装構造。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の実装構造により電子部品が実装された回路基板が組み込まれた電子機器。
【請求項６】
電子部品の電極パッドと回路基板の接続パッドとの間の接合部に設けられる応力緩和部材であって、
前記電子部品の前記電極パッドに接合される上側フランジと、
前記前記回路基板の前記接続パッドに接合される下側フランジと、
前記上側フランジと前記下側フランジとの間に延在する中央部と
を有し、
前記中央部の断面は、前記上側フランジ及び前記下側フランジの断面より小さい応力緩和部材。
【請求項７】
電子部品の電極パッドと回路基板の接続パッドとの間の接合部に設けられる応力緩和部材の製造方法であって、
断面がくびれ形状を有する複数の貫通孔をシート材に形成し、
前記貫通孔に金属を充填し、
金属が充填された前記貫通孔を含む部分を個別に打ち抜く
応力緩和部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を基板に実装するための実装構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器には、半導体装置等の電子部品が実装された回路基板が組み込まれることが多い。近年の電子機器は小型化が進み、組み込まれる回路基板は高密度実装で小型化され、回路基板に搭載される半導体装置等の電子部品も小型化されている。これに伴い、電子部品を回路基板に実装するための実装構造も小型となっている。
【０００３】
半導体装置を回路基板に実装するための接合部材として、はんだバンプが用いられることが多い。はんだバンプによるはんだ接合により電気的接続を得るとともに半導体装置を機械的に回路基板に固定する。上述のように実装構造が小型となり、はんだバンプが小さくなると、はんだ接合部も小さくなるので、熱応力や外部からの圧力により容易にはんだバンプ接合部が変形し損傷してしまい、接続不良が発生しやすくなる。
【０００４】
ここで、実装構造としてはんだバンプ接合部に外力が加わった場合のはんだバンプの変形について、図１（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。図１（ａ）において、半導体装置の電極パッド１がはんだバンプ２により回路基板３の接続パッド４に接合された実装構造が示されている。はんだバンプ２は、はんだリフローの際に溶融してから固化し、電極パッド２及び接続パッド４に密着したはんだ接合部２ａが形成されている。図１（ａ）に示す状態は、はんだバンプ２に外力が加わる前の状態であり、はんだバンプ２は変形していない。
【０００５】
回路基板４の図１（ａ）に示す位置に外力が作用すると、回路基板３は外力が加わった部分が上に上がるように変形すると同時に、はんだバンプ２も図１（ｂ）に示すように変形する。外力が加わる位置がはんだバンプ２の中心からずれているため、外力が加わる位置に近い側のはんだ接合部２ａの端部に応力が集中する。外力が無くなると応力も無くなり、はんだバンプ２の変形も無くなって図１（ａ）に示すもとの形状にもどる。
【０００６】
このような外力が繰り返し回路基板３に作用すると、はんだ接合部２ａと接続パッド４との間に繰り返して応力集中が発生し、はんだ接合部２ａの端部が接続パッド４から剥離することがある。この剥離が内部に伝播するとはんだ接合部２ａと接続パッド４との電気的接続が無くなり、接続不良となってしまう。
【０００７】
そこで、実装した半導体装置と回路基板との間にアンダーフィル材を充填してはんだ接合部を補強することが行なわれている。すなわち、エポキシ樹脂等からなるアンダーフィル材をはんだ接合部の周囲に充填してはんだ接合部を周囲から補強し、且つ半導体装置の底面と回路基板の表面とをアンダーフィル材で接着して機械的に固定する。これにより、はんだ接合部の耐圧力性や長期信頼性が向上する。
【０００８】
近年、特にノーパソコン等の携帯型コンピュータや携帯電話などの電子機器は、小型化、高機能化が進み、電子機器の筐体に加わった圧力が内部の回路基板や実装構造部分に伝わり易くなっている。そこで、はんだ接合部の耐圧力性や長期信頼性をさらに向上させるために、より高い接着強度とより高いヤング率を有するアンダーフィル材が用いられるようになっている。ところが、このようにアンダーフィル材の接着強度が大きくなると、一旦アンダーフィル材で固定した半導体装置を回路基板から取りはずすことが困難となってしまう。
【０００９】
例えば、半導体装置を回路基板に実装後に半導体装置に機能不良が発生した場合、機能不良を起こした半導体装置のみを回路基板から取り外して交換することができない。したがって、高価な回路基板全体を交換しなければならなくなり、回路基板の仕損費が増大してしまう。また、機能不良が生じていると予測される半導体装置を単体で機能を調べて不良原因の解析を行うことができないため、機能不良の原因を明らかにすることができず、不良率が増大するおそれもある。
【００１０】
そこで、回路基板と半導体装置との間にシート状又は個片のスペーサを挿入して半導体装置の接合を補強し、外部からの圧力に対して変形し難くした実装構造が提案されている（例えば、特許文献１〜４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平５−６９２０号公報
【特許文献２】特開２００６−２８７０９１号公報
【特許文献３】特開２００１−２１７２８１号公報
【特許文献４】特開２００１−２０３２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述の特許文献１〜４に開示された実装構造は、いずれも最終的には半導体装置と回路基板と間にアンダーフィル材を充填して半導体装置を回路基板に接着・固定するようになっている。したがって、半導体装置の接合部を補強することはできても、実装した半導体装置を回路基板から容易に取り除くことまでは考慮されていない。
【００１３】
そこで、アンダーフィル材を用いずに、半導体装置の接合部の耐圧迫性や長期信頼性を改善することができ、実装した半導体装置を容易に回路基板から取り外すことができる実装構造の開発が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
一実施形態によれば、電子部品を回路基板に実装するための実装構造であって、両端部の断面より小さな断面の中央部を有する応力緩和部材と、前記応力緩和部材の一端側を前記電子部品の電極パッドに接合する第１の接合部と、前記応力緩和部材の他端側を前記回路基板の接続パッドに接合する第２の接合部とを有し、前記第１の接合部と前記応力緩和部材と前記第２の接合部とにより形成された複数の接合構造の間は空隙となっている実装構造が提供される。
【００１５】
また、上述の実装構造により電子部品が実装された回路基板が組み込まれた電子機器が提供される。
【００１６】
さらに、電子部品の電極パッドと回路基板の接続パッドとの間の接合部に設けられる応力緩和部材であって、前記電子部品の前記電極パッドに接合される上側フランジと、前記前記回路基板の前記接続パッドに接合される下側フランジと、前記上側フランジと前記下側フランジとの間に延在する中央部とを有し、前記中央部の断面は、前記上側フランジ及び前記下側フランジの断面より小さい応力緩和部材が提供される。
【００１７】
また、電子部品の電極パッドと回路基板の接続パッドとの間の接合部に設けられる応力緩和部材の製造方法であって、断面がくびれ形状を有する複数の貫通孔をシート材に形成し、前記貫通孔に金属を充填し、金属が充填された前記貫通孔を含む部分を個別に打ち抜く応力緩和部材の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
応力緩和部材により接合部に発生する応力を緩和するので、接合部の剥離発生を抑制することができる。これにより、電子部品の接合部の耐圧力性及び長期信頼性が改善される。したがって、電子部品をアンダーフィルを用いて回路基板に接着する必要がなくなり、電子部品を回路基板から容易に取り外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実装構造としてはんだバンプ接合部に外力が加わった場合のはんだバンプの変形を示す図である。
【図２】一実施形態による実装構造を用いて回路基板に実装された半導体装置を示す側面図である。
【図３】はスペーサの斜視図である。
【図４】スペーサによる応力緩和を説明するための図である。
【図５】図３に示すスペーサの製造方法を示す図である。
【図６】スペーサの変形例を示す斜視図である。
【図７】図６に示すスペーサの製造方法を示す図である。
【図８】スペーサ１６の他の変形例を示す斜視図である。
【図９】中央部が中心からずれたスペーサの一例を示す斜視図である。
【図１０】中央部が中心からずれたスペーサの他の例を示す斜視図である。
【図１１】中央部が中心からずれたスペーサの他の例を示す斜視図である。
【図１２】図１１に示すスペーサの製造工程を示す図である。
【図１３】スペーサを銅めっきにより形成する製造方法を示す図である。
【図１４】貫通孔の形状を示す断面図である。
【図１５】スペーサをインジウム合金はんだにより形成する製造方法を示す図である。
【図１６】貫通孔の形状を示す断面図である。
【図１７】スペーサを用いて半導体装置を実装した回路基板が組み込まれたノートパソコンの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図２は一実施形態による実装構造を用いて回路基板に実装された半導体装置を示す側面図である。半導体装置１０の電極パッド１０ａに設けられたはんだバンプ１２は、回路基板１４の接続パッド１４ａに接合されている。本実施形態では、はんだバンプ１２と接続パッド１４ａとの間に、応力緩和部材としてスペーサ１６が配置されている。スペーサ１６は、無酸素銅（Ｃ１０２０）やタフピッチ銅（Ｃ１１００）等のような比較的バネ性を有する銅材により形成される。
【００２２】
図３はスペーサ１６の斜視図である。スペーサ１６は、上部フランジ１６ａと、下部フランジ１６ｂと、それらの間に延在する中央部１６ｃとを有する。中央部１６ｃはその中央の断面が両端の断面より小さい形状であり、いわゆるくびれ形状となっている。後述のようにくびれ部（断面が小さい部分）を中心として、下部フランジ１６ｂが上部フランジ１６ａに対して僅かに傾斜できるようになっている。外部から力が実装構造に加わった際に、このくびれ部により応力が緩和され、はんだ接合部１２ａと上部フランジ１６ａとの間には応力が集中しないので、はんだ接合部１２ａの剥離を抑制することができる。
【００２３】
はんだバンプ１２をはんだリフローする際に、スペーサ１６の上部フランジ１６ａは溶融したはんだバンプ１２に接合されて第１の接合部となり、スペーサ１６の下部フランジ１６ｂも溶融したはんだバンプ１２により接続パッド１４に接合されて第２の接合部となる。はんだリフローの際に、接続パッド１４ａにはんだペーストを塗布しておき、このはんだペーストでスペーサ１６の下部フランジ１６ｂを接続パッド１４ａに接合することで第２の接合部としてもよい。
【００２４】
以上のように、半導体装置１０の電極パッド１０ａは、はんだバンプ１２とスペーサ１６を介して回路基板１４の接続パッド１４ａに対して、電気的且つ機械的に接続される。本実施形態では、従来の実装構造のように半導体装置１０と回路基板１４との間にアンダーフィル材は充填されない。すなわち、本実施形態による実装構造は、アンダーフィル材を用いて接合部を補強する必要は無い。したがって、隣り合う接続部（第１の接合部、スペーサ１６、第２の接合部で形成される部分）の間は空隙のままであり、隣り合う接続部の間には空洞が形成されている。
【００２５】
ここで、応力緩和部材の一例であるスペーサ１６による応力緩和について、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照しながら説明する。図４（ａ）は回路基板１４に外力が作用する前のスペーサ１６の状態を示す側面図である。図４（ｂ）は回路基板１４に外力が加わってスペーサが僅かに変形した状態を示す側面図である。図４（ｃ）は回路基板１４に外力が加わってスペーサがさらに大きく変形した状態を示す側面図である。なお、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、図面を簡素化するために、半導体装置１０及び電極パッド１０ａ及び回路基板１４の図示は省略している。なお、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、回路基板１４のある位置に外力が作用して回路基板１４が変形し、それに伴いスペーサ１６が変形した場合を示しているが、回路基板１４内に発生する熱応力により回路基板１４に変形が生じる場合も同様である。
【００２６】
回路基板１４に大きな外力が加わっていないときは、図４（ａ）に示すように、スペーサ１６の上部フランジ１６ａと下部フランジ１６ｂは互いに平行な状態となっており、スペーサ１６ははんだバンプ１２を支持している。回路基板１４に外力が加わると、図４（ｂ）に示すように、回路基板１６の一部が傾斜する。これに伴いスペーサ１６の下部フランジ１６ｂは上部フランジ１６ａに対して僅かに傾斜する。回路基板１４にさらに外力が加わると、図４（ｃ）に示すように、回路基板１６の一部は大きく傾斜する。これに伴いスペーサ１６の下部フランジ１６ｂは上部フランジ１６ａに対して大きく傾斜する。このようにスペーサ１６の下部フランジ１６ｂが上部フランジ１６ａに対して大きく傾斜できるのは、スペーサ１６の中央部１６ｃがくびれ部を有しているからである。すなわち、スペーサ１６の中央部１６ｃがくびれ部は、他の部分より断面が小さくなっているので、応力がくびれ部に集中して容易に変形しやすくなっているからである。スペーサ１６自体はバネ性を有する銅材で形成されているため、くびれ部に応力が集中しても変形するだけで破損することはない。
【００２７】
以上のようにスペーサ１６の中央部１６ｃがくびれ部は容易に変形する（曲がる）ので、回路基板１４に作用する外力により発生する応力の大部分はくびれ部で吸収される。したがって、はんだバンプ１２のはんだ接合部１２ａとスペーサ１６の上部フランジ１６ａとの間に発生する応力は緩和され、はんだ接合部１２ａの上部フランジ１６ａからの剥離、及び下部フランジ１６ｂの接続パッド１４ａからの剥離が抑制される。
【００２８】
ここで、上述のスペーサの製造方法について、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照しながら説明する。まず、例えば直径０．３ｍｍのタフピッチ銅棒２０を準備し、図５（ａ）に示すように、タフピッチ銅棒２０の外周に放電加工を施すことで、くびれ部を有する中央部１６ｃになる部分をタフピッチ銅棒２０に形成する。続いて、図５（ｂ）に示すように、中央部１６ｃとなる部分と上部フランジ１６ａ及び下部フランジ１６ｂとなる部分を残して、タフピッチ銅棒２０をワイヤ放電加工により、例えば幅０．１ｍｍで切断する。これにより、図５（ｃ）に示すように、くびれ部を有する中央部１６ｃの両側に直径０．３ｍｍの上部フランジ１６ａ及び下部フランジ１６ｂを有し、高さが０．１ｍｍのスペーサ１６が形成される。スペーサ１６の寸法は上述の具体的な数値に限定されるものではなく、実装する半導体装置の電極パッドの寸法等に応じて適宜設定することができる。
【００２９】
スペーサ１６の形状は図３に示す形状に限られず、中央部１６ｃにくびれ部が形成されていれる様々な形状とすることができる。図６はスペーサ１６の一変形例であるスペーサ１６Ａの斜視図である。スペーサ１６Ａは、中央部１６ｃのくびれ部の形状がスペーサ１６とは異なる。スペーサ１６のくびれ部は直線的な切り込みであるが、スペーサ１６Ａのくびれ部は丸みを帯びた切り込みとなっている。
【００３０】
スペーサ１６Ａの中央部１６ｃのくびれ部は、エッチング加工で容易に形成することができる。図７はスペーサ１６Ａの製造方法を示す図である。まず、例えば直径０．４ｍｍの黄銅棒２２を準備し、黄銅棒２２の外周に例えば０．１ｍｍの幅でマスクしない部分が全周に形成されるようにフォトレジストを塗布してマスキングをする。そして、このマスクされた黄銅棒２２を酸浴槽に浸漬してエッチングする。エッチングによりマスクしない部分に丸みを帯びた凹部が黄銅棒２２の外周に形成される。適当な深さの凹部が形成されたら、黄銅棒２２を酸浴槽から取り出し、洗浄してからフォトレジストを除去する。次に、中央部１６ｃとなる部分と上部フランジ１６ａ及び下部フランジ１６ｂとなる部分を残して、黄銅棒２２をワイヤ放電加工により、例えば幅０．２ｍｍで切断する。上述のエッチングンにより形成した凹部が中央部１６ｃのくびれ部に相当する。これにより、くびれ部を有する中央部１６ｃの両側に直径０．４ｍｍの上部フランジ１６ａ及び下部フランジ１６ｂを有し、高さが０．２ｍｍのスペーサ１６Ａが形成される。スペーサ１６Ａの寸法は上述の具体的な数値に限定されるものではなく、実装する半導体装置の電極パッドの寸法等に応じて適宜設定することができる。
【００３１】
図８はスペーサ１６の他の変形例であるスペーサ１６Ｂの斜視図である。スペーサ１６Ｂは、中央部１６ｃの形状がスペーサ１６Ａとは異なる。スペーサ１６Ｂの中央部１６ｃは細長い四角柱であり、その中央に小さな切り込みが形成されている。この切り込みがくびれ部に相当する。切り込みを形成することで、応力が切り込み部分に集中して変形し易くしている。
【００３２】
上述のスペーサ１６，１６Ａ，１６Ｂは、いずれも中央部１６ｃが上部フランジ１６ａ及び下部フランジ１６ｂの中心にあるが、中央部１６ｃは必ずしも中心にある必要はない。図９に示すスペーサ１６Ｃは、上部フランジ１６ａと下部フランジ１６ｂとの間に延在する細長い四角柱形状の中央部１６ｃを有する。細長い四角柱形状の中央部１６ｃは、上部フランジ１６ａ及び下部フランジ１６ｂの中心ではなく、外周に近い位置設けられている。スペーサ１６Ｃの場合、中央部１６ａ全体がくびれ部に相当する。図１０に示すスペーサ１６Ｄは、上部フランジ１６ａと下部フランジ１６ｂとの間に、細長い四角柱でコの字状に形成した中央部１６ｃを有する。コの字形状の中央部分の細長い四角柱は、上部フランジ１６ａ及び下部フランジ１６ｂの外周より外側に配置される。このコの字形状の中央部分の細長い四角柱がくびれ部に相当する。
【００３３】
図１１に示すスペーサ１６Ｅは、図９に示すスペーサ１６Ｃの変形例である。スペーサ１６Ｅは、スペーサ１６Ｃと同様に上部フランジ１６ａと下部フランジ１６ｂとを含む。ただし、上部フランジ１６ａと下部フランジ１６ｂとを接続する中央部１６ｃは上部フランジ１６ａの外周部分から傾斜して延在し、中央部１６ｃの反対端は傾斜して下部フランジ１６ｂに繋がっている。上部フランジ１６ａと下部フランジ１６ｂとは、中央部１６ｃに対して互いに反対方向に延在している。
【００３４】
図１２は図１１に示すスペーサ１６Ｅの製造工程を示す図である。スペーサ１６Ｅは板金を打ち抜いて曲げ加工することで容易に製造することができる。まず、図１１（ａ）に示すように、金属板をスペーサ１６Ｅの平面形状となるように切断加工する。図１１（ｂ）は図１１ａに示す金属板の側面図である。そして、図１１（ｃ）に示すように、金属板を曲げ加工して中央部１６ｃを上部フランジ１６ａと下部フランジ１６ｂとに対して傾斜させる。
【００３５】
一枚の金属板を打ち抜き加工で上部フランジ１６ａと中央部１６ｃだけを金属板から切断・分離して中央部１６ｃを傾斜させておき、その後で、金属板から下部フランジ１６ｂを切断あるいはエッチングで分離することでもスペーサ１６Ｅを容易に製造することができる。この場合、一枚の金属板に多数のスペーサ１６Ｅを一度に形成することができる。
【００３６】
また、下部フランジ１６ｂを金属板から分離する前に、多数のスペーサ１６Ｅが金属板上で整列した状態であるときに、傾斜した中央部１６ｃを弾性を有するヤング率が小さな樹脂シートに埋め込んだ後、下部フランジ１６ｂを金属板から分離することもできる。この場合、下部フランジ１６ｂは多数整列した状態で各スペーサ１６Ｅの中央部１６ｃのみが樹脂シートに埋め込まれて支持され、上部フランジ１６ａは樹脂シートの表側、下部フランジ１６ｂは樹脂シートの裏側に配置された状態となる。金属板から上部フランジ１６ａと中央部１６ｃを切り出す際に、スペーサ１６Ｅの配列を半導体装置の電極の配列と同じとしておけば、スペーサ１６Ｅを製造する段階で、電極の配列に対応して整列した多数のスペーサ１６Ｅを一度に製造することができる。スペーサ１６Ｅを用いることで、スペーサの製造コストを大幅に低減することができる。
【００３７】
なお、中央部１６ｃはくびれ部として機能するが、中央部１６ｃの任意の位置に切り欠きを設けることで、さらにその切り欠き部に応力を集中させることができる。切り欠きは中央部を切断加工する際に同時に形成することができるので、特に切り欠きを形成する工程を設ける必要はない。
【００３８】
次に、スペーサ１６を銅めっきにより形成する製造方法について、図１３を参照しながら説明する。まず、エポキシ樹脂シート２４を準備し、エポキシ樹脂シート２４にドリル等で貫通孔２４ａを形成する。貫通孔２４ａの形状はスペーサ１６の中央部１６ｃの形状であり、図１４（ａ）、（ｂ）に示すような形状とする。図１４（ａ）に示す形状の貫通孔２４ａは、中央に細いドリルで貫通孔を形成し、その両側から太いドリルの先端で座繰りを入れることで形成できる。図１４（ｂ）に示す形状の貫通孔２４ａは、エポキシ樹脂シート２４の両側から太いドリルの先端で座繰りを入れ、両側の座繰り部分が中央部分で繋がるようにすることで形成できる。エポキシ樹脂シート２４に複数の貫通孔２４ａを形成したら、無電解銅めっき処理により貫通孔２４ａの中に銅２４ｂを充填する。次に、貫通孔２４ａに充填した銅の表面を含むエポキシ樹脂シート全体の表面に金属めっき層２４ｃを形成する。この金属めっきは、貫通孔２４ａに充填した銅の表面を含むエポキシ樹脂シート２４の表面及び裏面に施せばよく、エポキシ樹脂シート２４の側面には施す必要はないが、全面に一括して金属めっき処理を施すことで、めっき処理を簡素化することができる。このめっき処理により形成された金属めっき層２４ｃが、スペーサ１６の上部フランジ１６ａ及び下部フランジ１６ｂとなる。最後に、貫通孔２４ａの外形より大きな直径（すなわち、上部フランジ１６ａ及び下部フランジ１６ｂの外形）となるようにエポキシ樹脂シート２４を打ち抜き加工して個々のスペーサ１６が形成される。
【００３９】
以上のようにして形成されたスペーサ１６には中央部１６ｃの周囲にエポキシ樹脂シート２４の一部が残っているので、このエポキシ樹脂を除去してスペーサ１６とする。ただし、エポキシ樹脂が中央部１６ｃの周囲に残っていても、応力緩和部材として機能することができるので、必ずしもこのエポキシ樹脂を除去する必要は無い。
【００４０】
また、複数の貫通孔２４ａに銅２４ｂを充填した状態のエポキシ樹脂シート２４を、シート状スペーサとして使用することもできる。複数の貫通孔２４ａを半導体装置の電極パッドの配列と同じ配列にしておけば、半導体装置と回路基板の間にエポキシ樹脂シート２４を配置するだけで、複数の電極パッドに対して一括してスペーサを配置することができる。
【００４１】
また、上述のスペーサ１６の製造方法において、貫通孔２４ａの中にインジウム合金はんだを充填してもよい。図１５はインジウム合金はんだにより形成した中央部１６ｃを有するスペーサ１６の製造方法を示す図である。まず、エポキシ樹脂シート２４を準備し、エポキシ樹脂シート２４にドリル等で貫通孔２４ａを形成する。貫通孔２４ａの形状はスペーサ１６の中央部１６ｃの形状であり、図１６（ａ）、（ｂ）に示すような形状とする。図１６（ａ）に示す形状の貫通孔２４ａは、エポキシ樹脂シート２４の両側から太いドリルの先端で座繰りを入れ、両側の座繰り部分が中央部分で繋がるようにすることで形成できる。図１６（ｂ）に示す形状の貫通孔２４ａは、中央に細いドリルで貫通孔を形成し、その両側にエンドミル加工で円形の凹部を形成することで形成できる。
【００４２】
エポキシ樹脂シート２４に複数の貫通孔２４ａを形成したら、貫通孔２４ａの内面に無電解めっき処理を施す。その後、非酸化雰囲気中でインジウム合金はんだ２４ｄを貫通孔２４ａ内に充填する。最後に、貫通孔２４ａの外形となるようにエポキシ樹脂シート２４を打ち抜き加工して個々のスペーサ１６が形成される。
【００４３】
以上のようにして形成されたスペーサ１６には中央部１６ｃの周囲にエポキシ樹脂シート２４の一部が残っているので、このエポキシ樹脂を除去してスペーサ１６とする。ただし、エポキシ樹脂が中央部１６ｃの周囲に残っていても、応力緩和部材として機能することができるので、必ずしもこのエポキシ樹脂を除去する必要は無い。
【００４４】
また、複数の貫通孔２４ａに銅を充填した状態のエポキシ樹脂シート２４を、シート状スペーサとして使用することもできる。複数の貫通孔２４ａを半導体装置の電極パッドの配列と同じ配列にしておけば、半導体装置と回路基板の間にエポキシ樹脂シート２４を配置するだけで、複数の電極パッドに対して一括してスペーサを配置することができる。
【００４５】
本実施形態による応力緩和部材としてのスペーサは、電子機器に組み込まれる回路基板に半導体装置等の電子部品を実装する際に用いられる。図１７は本実施形態によるスペーサを用いて半導体装置を実装した回路基板が組み込まれたノートパソコンの斜視図である。
【００４６】
ノートパソコン４０のキーボードが設けられた本体４２の中に、半導体装置４４が実装された回路基板４６が組み込まれる。半導体装置４４を回路基板４６に実装する際に、本実施形態による応力緩和部材としてのスペーサが用いられている。ノートパソコン４０は薄型であり、本体４２に外部から加わった力が回路基板４６に伝わり易く、回路基板が変形し易い。したがって、本実施形態によるスペーサを用いることで、実装構造の接合部に発生する応力を緩和することができ、半導体装置４４と回路基板４６の間の接合部の耐圧迫性や長期信頼性を改善することができる。
【００４７】
なお、本実施形態では接合材としてはんだを用いた例について説明したが、はんだに限ることなく、他の熱熔融接合材を用いることもできる。また、スペーサの材料は銅に限ることなく、ある程度のばね性を有した導電材料であればよい。スペーサを、例えば、銅、アルミニウム、銀、金、錫、インジウム、亜鉛、若しくはこれら金属の合金により形成することができる。このような材料より形成されたスペーサには、はんだとの接合性を高めるために、ニッケル／金めっき、又はニッケル／パラジウム／金めっきを施すことが好ましい。
【００４８】
以上のように、本明細書は以下の事項を開示する。
（付記１）
電子部品を回路基板に実装するための実装構造であって、
両端部の断面より小さな断面の中央部を有する応力緩和部材と、
前記応力緩和部材の一端側を前記電子部品の電極パッドに接合する第１の接合部と、
前記応力緩和部材の他端側を前記回路基板の接続パッドに接合する第２の接合部と
を有し、
前記第１の接合部と前記応力緩和部材と前記第２の接合部とにより形成された複数の接合構造の間は空隙となっている実装構造。
（付記２）
付記１記載の実装構造であって、
前記応力緩和部材は、銅材により形成されたスペーサであり、前記第１及び第２の接合部ははんだ接合部である実装構造。
（付記３）
付記１記載の実装構造であって、
前記応力緩和部材は、
平面形状の上側フランジと、
上側フランジと同じ平面形状の下側フランジと、
前記上側フランジと前記下側フランジとの間に延在する前記中央部と
を含む実装構造。
（付記４）
付記３記載の実装構造であって、
前記中央部は長手方向における中央部分の断面が両端部分の断面より小さいくびれ形状を有する実装構造。
（付記５）
付記３記載の実装構造であって、
前記応力緩和部材の前記中央部は、前記上側フランジ及び前記下側フランジの中心からはずれた位置に延在する実装構造。
（付記６）
付記５記載の実装構造であって、
前記応力緩和部材の前記中央部は、前記上側フランジ及び前記下側フランジの外周より外側に位置に延在する実装構造。
（付記７）
付記１記載の実装構造であって、
前記応力緩和部材は、銅、アルミニウム、銀、金、錫、インジウム、亜鉛、若しくは前記金属の合金により形成されたスペーサである実装構造。
（付記８）
付記７記載の実装構造であって、
前記スペーサに、ニッケル／金めっき、又はニッケル／パラジウム／金めっきが施されている実装構造。
（付記９）
付記１乃至７のうちいずれか一項記載の実装構造により電子部品が実装された回路基板が組み込まれた電子機器。
（付記１０）
電子部品の電極パッドと回路基板の接続パッドとの間の接合部に設けられる応力緩和部材であって、
前記電子部品の前記電極パッドに接合される上側フランジと、
前記前記回路基板の前記接続パッドに接合される下側フランジと
前記上側フランジと前記下側フランジとの間に延在する中央部と
を有し、
前記中央部の断面は、前記上側フランジ及び前記下側フランジの断面より小さい応力緩和部材。
（付記１１）
付記１０記載の応力緩和部材であって、
前記中央部は長手方向における中央部分の断面が両端部分の断面より小さいくびれ形状を有する応力緩和部材。
（付記１２）
付記１０記載の応力緩和部材であって、
前記中央部は、前記上側フランジ及び前記下側フランジの中心からはずれた位置に延在する応力緩和部材。
（付記１３）
付記１２記載の応力緩和部材であって、
前記応力緩和部材の前記中央部は、前記上側フランジ及び前記下側フランジの外周より外側に位置に延在する応力緩和部材。
（付記１４）
付記１０記載の応力緩和部材であって、
銅、アルミニウム、銀、金、錫、インジウム、亜鉛、若しくは前記金属の合金により形成された応力緩和部材。
（付記１５）
付記１４記載の応力緩和部材であって、
ニッケル／金めっき、又はニッケル／パラジウム／金めっきが施されている応力緩和部材。
（付記１６）
電子部品の電極パッドと回路基板の接続パッドとの間の接合部に設けられる応力緩和部材の製造方法であって、
断面がくびれ形状を有する複数の貫通孔をシート材に形成し、
前記貫通孔に金属を充填し、
金属が充填された前記貫通孔を含む部分を個別に打ち抜く
応力緩和部材の製造方法。
（付記１７）
付記１６記載の応力緩和部材の製造方法であって、
前記貫通孔に金属を充填することは、前記貫通孔に銅めっきにより銅を充填することを含む応力緩和部材の製造方法。
（付記１８）
付記１６記載の応力緩和部材の製造方法であって、
前記貫通孔に金属を充填することは、非酸化雰囲気中でインジウム合金はんだを充填することを含む応力緩和部材の製造方法。
【符号の説明】
【００４９】
１０  半導体装置
１０ａ  電極パッド
１２  はんだバンプ
１４  回路基板
１４ａ  接続パッド
１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ  スペーサ
１６ａ  上側フランジ
１６ｂ  下側フランジ
１６ｃ  中央部
２０  タフピッチ銅棒
２２  黄銅棒
２４  エポキシ樹脂シート
２４ａ  貫通孔
２４ｂ  銅
２４ｃ  金属めっき層
２４ｄ  インジウム合金はんだ      
４０  ノートパソコン
４２  本体
４４  回路基板
４６  半導体装置
【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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