(57)【要約】【課題】半導体チップを基板に実装する際の熱サイクルなどでの、はんだバンプと電極パッドとの接合部への応力集中を緩和する。【解決手段】第１の構造体に接合する第１の電極パッドと、第２の構造体に接合する第２の電極パッドと、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドと接合するバンプとを有し、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドの少なくともひとつの外周は、第１の曲線部と第２の曲線部の少なくとも２つの曲線部を有し、前記第１の曲線部は前記第２の曲線部よりも曲率が小さく、前記第１の曲線部の中央部の接線は、前記第１の構造体の中心へ向かう直線に対して所定の角度を有する、接合構造である。【選択図】      図１
2015122457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の構造体に接合する第１の電極パッドと、第２の構造体に接合する第２の電極パッドと、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドと接合するバンプとを有し、
前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドの少なくともひとつの外周は、第１の曲線部と第２の曲線部の少なくとも２つの曲線部を有し、
前記第１の曲線部は前記第２の曲線部よりも曲率が小さく、
前記第１の曲線部の中央部の接線は、前記第１の構造体の中心へ向かう直線に対して所定の角度を有する、接合構造。
【請求項２】
前記所定の角度は垂直である、請求項１記載の接合構造。
【請求項３】
前記第１の電極パッドの前記第１の曲線部が前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の中心側にある場合は、前記第２の電極パッドの前記第１の曲線部は前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の外周側にあり、
前記第１の電極パッドの前記第１の曲線部が前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の外周側にある場合は、前記第２の電極パッドの前記第１の曲線部は前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の中心側にある、請求項１または２記載の接合構造。
【請求項４】
前記第１の電極パッドの前記第１の曲線部と前記第２の電極パッドの前記第１の曲線部とは、前記バンプの中心点に対して点対称である、請求項１または２記載の接合構造。
【請求項５】
前記第１の電極パッドの前記第１の曲線部と前記第２の電極パッドの前記第１の曲線部とは、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドの間の空間の中心点に対して点対称である、請求項１または２記載の接合構造。
【請求項６】
第１の構造体と第２の構造体と接合構造体とを有し、
前記接合構造体は、前記第１の構造体に接合する第１の電極パッドと、前記第２の構造体に接合する第２の電極パッドと、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドと接合するバンプとを有し、
前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドの少なくともひとつの外周は、第１の曲線部と第２の曲線部の少なくとも２つの曲線部を有し、
前記第１の曲線部は前記第２の曲線部よりも曲率が小さく、
前記第１の曲線部の中央部の接線は、前記第１の構造体の中心へ向かう直線に対して所定の角度を有する、接合構造体である、実装構造体。
【請求項７】
前記所定の角度は垂直である、請求項６記載の実装構造体。
【請求項８】
前記第１の電極パッドの前記第１の曲線部が前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の中心側にある場合は、前記第２の電極パッドの前記第１の曲線部は前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の外周側にあり、
前記第１の電極パッドの前記第１の曲線部が前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の外周側にある場合は、前記第２の電極パッドの前記第１の曲線部は前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の中心側にある、
請求項６または７記載の実装構造体。
【請求項９】
前記接合構造体を、前記第１の構造体の外周部に少なくとも一つ配置した、請求項６から８の内の１項記載の実装構造体。
【請求項１０】
前記第１の構造体が四角形であって、前記接合構造体を前記四角形の対角線上の外周部に少なくとも一つ配置した、請求項６から９の内の１項記載の実装構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置を基板上に実装する際の接合構造に関し、特に、接合構造に加わる応力を緩和する接合構造およびこれを用いた実装構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
大規模集積回路（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ、以下、ＬＳＩと記す）に代表される半導体装置は、通常、プリント基板などに実装されて使用される。図２Ａは、一般的な半導体装置の実装構造体２００の構造を示す。半導体装置であるＬＳＩチップ１は、図２Ｂに示すように、複数のＬＳＩチップ電極パッド８を有する。また、基板２は、図２Ｃに示すように、複数の基板電極パッド９を有する。
【０００３】
ＬＳＩチップ電極パッド８と基板電極パッド９とは、一般的には円形であり、はんだバンプ７で接合され、接合構造２０を形成する。図３に一般的な接合構造２０の斜視図を示す。はんだバンプ７は、樽型の形状を呈するのが一般的である。なお、ＬＳＩチップ１はシリコンからなり、基板２は樹脂やセラミックスからなる。
【０００４】
ここで、実装構造体２００自体が発熱したり、実装構造体２００が組み込まれている装置が発熱したりすると、ＬＳＩチップ１と基板２との線膨張係数の違いによって、はんだバンプ７には応力が加わる。応力は、ＬＳＩチップ電極パッド８とはんだバンプ７との接合部や、基板電極パッド９とはんだバンプ７との接合部の円周上に集中する。また、最も大きな応力は、ＬＳＩチップ１の中心（ＬＳＩチップ中心２１）に向かう直線、特にＬＳＩチップ１の角から中心に向かう対角線２６に沿って発生する。
【０００５】
電極パッドとバンプとの接合部の応力を緩和する技術が、特許文献１に開示されている。一般的な樽型のはんだバンプでは、ＬＳＩチップと基板との線膨張係数の差によって、熱サイクル動作時に、ＬＳＩチップや基板の電極パッドとはんだバンプとの接合部に応力が集中する。特許文献１では、はんだバンプの溶融時に、基板に対してＬＳＩチップを引き上げることによりはんだバンプを引き伸ばし、バンプ形状を樽型ではなく鼓型の形状にしている。鼓型のはんだバンプは、樽型のはんだバンプに比べて、電極パッドとの接合部の接触角が小さいため、接合部の応力を緩和することができるとしている。
【０００６】
また、特許文献２には、熱サイクル動作時の応力の解放を促進させる電極パッド形状を開示している。特許文献２では、電極パッド形状がデバイスのエッジに垂直な方向に細長い形状を持つことを特徴とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２２３６９３号公報
【特許文献２】特開平１１−２１９９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１および特許文献２の技術には以下の課題があった。
【０００９】
特許文献１では、所望の鼓型のはんだバンプを形成するためには、ＬＳＩチップと基板との間隔を精密に制御する必要がある。そのために、サイズの大きいダミーバンプを設置することや、ＬＳＩチップや基板を精密に保持する機構を有する特別な実装装置が必要となるという課題があった。
【００１０】
また、特許文献２では、電極パッド形状をデバイスのエッジに垂直な方向に細長い形状とした。しかしながら、この場合、熱サイクル時に最も大きい応力となる、ＬＳＩチップの中心に向かう直線に沿って発生する応力に対して、対策がなされていない。
【００１１】
本発明は、上記の課題を鑑みて成されたものであり、その目的は、ＬＳＩチップなどの第１の構造体を基板などの第２の構造体に実装する際の通常の実装装置で、バンプと電極パッドとの接合部への応力、特に、最も大きな応力が生じる第１の構造体の中心方向に沿った応力を緩和する接合構造、および、これを用いた実装構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の接合構造は、第１の構造体に接合する第１の電極パッドと、第２の構造体に接合する第２の電極パッドと、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドと接合するバンプとを有し、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドの少なくともひとつの外周は、第１の曲線部と第２の曲線部の少なくとも２つの曲線部を有し、前記第１の曲線部は前記第２の曲線部よりも曲率が小さく、前記第１の曲線部の中央部の接線は、前記第１の構造体の中心へ向かう直線に対して所定の角度を有する。
【００１３】
本発明の実装構造体は、第１の構造体と第２の構造体と接合構造体とを有し、前記接合構造体は、前記第１の構造体に接合する第１の電極パッドと、前記第２の構造体に接合する第２の電極パッドと、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドと接合するバンプとを有し、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドの少なくともひとつの外周は、第１の曲線部と第２の曲線部の少なくとも２つの曲線部を有し、前記第１の曲線部は前記第２の曲線部よりも曲率が小さく、前記第１の曲線部の中央部の接線は、前記第１の構造体の中心へ向かう直線に対して所定の角度を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＬＳＩチップなどの第１の構造体を基板などの第２の構造体に実装する際の通常の実装装置で、バンプと電極パッドとの接合部への応力、特に、最も大きな応力が生じる第１の構造体の中心方向に沿った応力を緩和する接合構造、および、これを用いた実装構造体が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態の接合構造の構成を示す斜視図である。
【図２Ａ】既存の実装構造体の断面構成を示す図である。
【図２Ｂ】既存の実装構造体のＬＳＩチップ構成を示す図である。
【図２Ｃ】既存の実装構造体の基板構成を示す図である。
【図３】既存の接合構造の構成を示す斜視図である。
【図４Ａ】本発明の第２の実施形態の実装構造体の断面構成を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の第２の実施形態の実装構造体のＬＳＩチップ構成を示す図である。
【図４Ｃ】本発明の第２の実施形態の実装構造体の基板構成を示す図である。
【図５Ａ】本発明の第２の実施形態の接合構造の構成を示す上面図である。
【図５Ｂ】本発明の第２の実施形態の接合構造の構成を示す斜視図である。
【図６】応力分布シミュレーションを行う接合構造の配置を示す図である。
【図７Ａ】本発明の第２の実施形態の接合構造のＬＳＩチップ電極パッドの応力分布シミュレーションの結果を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の第２の実施形態の接合構造の基板電極パッドの応力分布シミュレーションの結果を示す図である。
【図８Ａ】既存の接合構造のＬＳＩチップ電極パッドの応力分布シミュレーションの結果を示す図である。
【図８Ｂ】既存の接合構造の基板電極パッドの応力分布シミュレーションの結果を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の接合構造の構成を示す上面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態の接合構造の構成を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態の接合構造を、図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の接合構造１００の構成を示す斜視図である。本実施形態の接合構造１００は、第１の構造体に接合する第１の電極パッド１０１と、第２の構造体に接合する第２の電極パッド１０２と、第１の電極パッド１０１と第２の電極パッド１０２と接合するバンプ１０３とを有する。さらに、第１の電極パッド１０１と第２の電極パッド１０２の少なくともひとつの外周は、第１の曲線部１０４、１０５と第２の曲線部１０６、１０７の少なくとも２つの曲線部を有する。さらに、前記第１の曲線部１０４、１０５は前記第２の曲線部１０６、１０７よりも曲率が小さい。さらに、第１の曲線部１０４、１０５の中央部の接線１０８、１０９は、前記第１の構造体の中心へ向かう直線１１０に対して所定の角度１１１、１１２を有する。
【００１７】
本実施形態によれば、ＬＳＩチップなどの第１の構造体を基板などの第２の構造体に実装する際の通常の実装装置で、バンプと電極パッドとの接合部への応力、特に、最も大きな応力が生じる第１の構造体の中心方向に沿った応力を緩和する接合構造、および、これを用いた実装構造体が実現する。
（第２の実施形態）
図４Ａは、本発明の第２の実施形態の実装構造体３００の断面構成を示す。本実施形態の実装構造体３００は、ＬＳＩチップ１と基板２と接合構造１０と接合構造１１とを有する。ＬＳＩチップ１は、図４Ｂに示すように、ＬＳＩチップ電極パッド３、５を有する。また、基板２は、図４Ｃに示すように、基板電極パッド４、６を有する。ＬＳＩチップ電極パッド３、５と基板電極パッド４、６とはバンプ１２で接合している。
【００１８】
本実施形態では、ＬＳＩチップ電極パッド３と基板電極パッド４とは、パッドの外周が曲線を有しパッドの外周の一部分が他の部分よりも曲率の小さい曲線を有する。曲率の小さい曲線は、曲線の曲率半径を大きくすることなどで得ることができる。
【００１９】
一方、ＬＳＩチップ電極パッド５と基板電極パッド６とは円形とすることができる。または、パッドの外周が曲線を有しパッドの外周の一部分が他の部分よりも曲率の小さい曲線を有する形状とすることもできる。
【００２０】
ＬＳＩチップ電極パッド３と基板電極パッド４とはバンプ１２で接合され、本実施形態の接合構造１０を形成する。また、ＬＳＩチップ電極パッド５と基板電極パッド６とはバンプ１２で接合され、接合構造１１を形成する。図４Ｃには、実装後の基板２におけるＬＳＩチップ１の位置関係を、ＬＳＩチップの外周２７として示す。
【００２１】
ＬＳＩチップ電極パッド３、５と基板電極パッド４、６とは、例えば銅などの導電性に優れた金属からなり、その表面にはんだ濡れ性に優れた例えば金やはんだ合金の皮膜が形成されている。バンプ１２は、はんだや鉛フリーはんだからなる。ＬＳＩチップ１は主にシリコンからなる。基板２は樹脂やセラミックスからなる。
【００２２】
本実施形態の製造方法としては、一般的なＬＳＩチップの基板への実装方法が可能である。すなわち、電極パッドの形成においては、電極となる銅膜をめっき法などで形成した後、フォトリソグラフィーとエッチングにより電極パッドを形成する方法が可能である。また、フォトレジストで電極部のフレームを形成した後にめっき法などで電極部に銅を埋め込み、フォトレジストをリフトオフする方法も可能である。さらに、電極パッドにはんだバンプを形成した後、ＬＳＩチップと基板とを目合わせし、さらに温度制御をすることで、はんだバンプを介してＬＳＩチップの電極と基板の電極とを接合させる。以上の工程により、ＬＳＩチップを基板へ実装することができる。
【００２３】
本実施形態の接合構造１０を図５Ａおよび図５Ｂを用いて説明する。図５Ａは、本実施形態の接合構造１０の構成を示す上面図である。図５Ｂは、本実施形態の接合構造１０の構成を示す斜視図である。
【００２４】
図５Ａと図５Ｂにおいて、ＬＳＩチップ中心方向２５に向かう直線は、例えば、図４Ｂに示す４角形のＬＳＩチップでは、その対角線２６に沿う場合も含まれる。ＬＳＩチップ電極パッド３の、曲率の小さい曲線部２３の中央部の接線２８は、前記ＬＳＩチップ中心方向２５に向かう直線に対して所定の角度３０を有し、好ましくは略垂直である。さらに、当該の曲率の小さい曲線部２３は、ＬＳＩチップ電極パッド３の外周を形成する他の曲線部に対しては、ＬＳＩチップ中心２１の側に配置される。
【００２５】
一方、基板電極パッド４の、曲率の小さい曲線部２４の中央部の接線２９は、ＬＳＩチップ中心方向２５に向かう直線に対して所定の角度３１を有し、好ましくは略垂直である。さらに、当該の曲率の小さい曲線部２４は、基板電極パッド４を形成する他の曲線部に対しては、ＬＳＩチップ中心２１の反対側である外周側に配置される。
【００２６】
以上で略垂直とは、垂直としたことの効果、すなわち、後述する応力の分散の効果を得られる範囲であり、例えば、製造上のばらつきの範囲などが含まれる。
【００２７】
ＬＳＩチップ電極パッド３と基板電極パッド４とは、バンプ１２で接合され、接合構造１０を形成する。すなわち、ＬＳＩチップ電極パッド３の曲率の小さい曲線部２３と基板電極パッド４の曲率の小さい曲線部２４とは、ＬＳＩチップ電極パッド３と基板電極パッド４の間の空間を埋めるバンプのバンプ中心２２に対して反対側、すなわち、点対称の位置にある。または、ＬＳＩチップ電極パッド３と基板電極パッド４の間の空間の中心に対して、反対側に位置する、すなわち、点対称の位置にあるとすることもできる。
【００２８】
実装構造体３００自体が発熱したり、実装構造体３００が組み込まれている装置が発熱したりすると、ＬＳＩチップ１と基板２との線膨張係数の違いによって、接合構造１０には応力が加わる。応力は、ＬＳＩチップ電極パッド３とバンプ１２との接合部や、基板電極パッド４とバンプ１２との接合部に集中する。また、最も大きな応力は、ＬＳＩチップ１の中心に向かう直線、特にＬＳＩチップ１の角から中心に向かう対角線２６に沿って発生する。
【００２９】
この接合部で発生する応力の分布を、シミュレーションにより計算した。応力としては、多方向から複合的に荷重が加わるような応力場において、１軸の引張り又は圧縮応力へ投影した応力値を表すミーゼス応力を用いた。図６に、シミュレーションで用いた接合構造１３の配置を示す。接合構造１３は、図５Ｂに示す本実施形態の接合構造１０、あるいは、図３に示す一般的な接合構造２０であり、ＬＳＩチップと基板とを接合している。
【００３０】
接合構造１３の配置は図６に示すとおりであり、１２個×１２個の１４４個とした。配置の対象性を考慮し、図６中に黒塗りした６個×６個の３６個の接合構造１３について応力分布の計算を行った。また、図６中の最も大きな応力を生じる破線Ａで囲んだ接合を、本実施形態の図５Ｂに示す接合構造１０、あるいは、比較例として図３に示す接合構造２０とした。さらに、破線Ａで囲んだ接合以外は、図３に示す通常の接合構造２０とした。これは、計算を簡単にし、かつ、一般的な接合構造２０に対して本実施形態の接合構造１０の効果を顕著に確認できるためである。
【００３１】
主な計算条件としては、ＬＳＩチップの線膨張係数は３ｐｐｍ／℃、サイズは２６ｍｍ×２６ｍｍ相当、厚みは１ｍｍ、基板の線膨張係数は３２ｐｐｍ／℃、サイズは５６ｍｍ×５０ｍｍ相当、厚みは１．６ｍｍである。さらに、電極パッドは円形の場合で直径は０．５ｍｍ、バンプの高さは０．５ｍｍ、温度条件は２５℃から１５０℃などである。最も大きな応力を生じる、図６の右端の破線Ａで囲んだ接合構造の応力分布を、以下に示す。
【００３２】
本実施形態の接合構造１０について、図７ＡにＬＳＩチップ電極パッド３の応力分布を、図７Ｂに基板電極パッド４の応力分布を、各々示す。図７Ａ、図７Ｂにおいて、パッドの角が丸くなっているが、これは実際にパッドを作製する際には、製造プロセスに起因して角が丸くなることに対応させたためである。また、比較として、一般的な円形の電極パッドを用いた接合構造２０について、図８ＡにＬＳＩチップ電極パッド８の応力分布を、図８Ｂに基板電極パッド９の応力分布を、各々示す。
【００３３】
図７Ａと図７Ｂから、本実施形態のＬＳＩチップ電極パッド３および電極パッド４の応力分布は、ＬＳＩチップ中心方向２５に向かう直線に沿ったパッドの外周部に最大の応力が生じる分布となることが分かる。最大応力は、ＬＳＩチップ電極パッド３では、ＬＳＩ中心側で１７４８ＭＰａ、ＬＳＩ中心側の反対側（以下、外周側）で９５１ＭＰａであった。基板電極パッド４では、ＬＳＩ中心側で１５９６ＭＰａ、外周側で１１１７ＭＰａであった。
【００３４】
一方、図８Ａと図８Ｂから、円形のＬＳＩチップ電極パッド８および電極パッド８の応力分布においても、同様に、ＬＳＩチップ中心方向２５に向かう直線に沿ったパッドの外周部に最大の応力が生じる分布となることが分かる。最大応力は、ＬＳＩチップ電極パッド８では、ＬＳＩ中心側で２３００ＭＰａ、外周側で２０４５ＭＰａであった。基板電極パッド９では、ＬＳＩ中心側で１７９０ＭＰａ、外周側で２２０８ＭＰａであった。
【００３５】
以上の応力分布のシミュレーション結果から最大応力値で比較すると、本実施形態のパッドは円形パッドに対して、ＬＳＩチップ電極パッドの中心側で２４％減少し、外周側で５３％減少した。また、基板電極パッドの中心側で１１％減少し、外周側で４９％減少した。以上のように、電極パッド構造を円形から本実施形態の形状とし、かつ、図５Ａや図５Ｂに示す接合構造１０とすることで、接合構造内部の応力を低減できることが明らかになった。
【００３６】
円形パッドに対して、本実施形態の形状のパッドで最大応力が低減した原因として、最大応力が生じる部分が他の部分よりも曲率の小さい曲線であることで、応力が分散したことが挙げられる。すなわち、本実施形態では、曲率の小さい曲線部の中心部の接線が、ＬＳＩチップの中心方向に沿う方向と垂直となるように配置されている。ＬＳＩチップの中心方向に沿う方向で最大の応力が発生するが、この応力が曲率の小さい曲線部によって分散され、一点に集中することはない。その結果、応力を低減することができる。一方、円形パッドでは、円周の曲線に沿ってＬＳＩチップの中心方向に応力が集中するため、応力が増大する。
【００３７】
本実施形態のパッドにおいて、曲率の小さい曲線部をＬＳＩチップの中心側に配置すべきか外周側に配置すべきかは、ＬＳＩチップと基板の厚みや大きさなどに依存する。ＬＳＩチップに比べて基板の厚みが大きい、寸法が大きい、ヤング率が大きいなどで、基板の剛性がＬＳＩチップよりも高い場合、ＬＳＩチップ電極パッド３において、ＬＳＩチップ１中心側の応力が大きくなる。このような場合は、図５Ａや図５Ｂのように、ＬＳＩチップ電極パッド３の曲率の小さい曲線部２３を中心側に配置する。
【００３８】
逆に、基板電極パッド４では、ＬＳＩチップ電極３に対応して外周側の応力が大きくなるため、図５Ａや図５Ｂのように、基板電極パッド４の曲率の小さい曲線部２４を外周側に配置する。以上の構成の接合構造１０とすることで、応力の大きい側では曲率の小さい曲線部による応力分散が効果的になされる。その結果、図７Ａや図７Ｂに示したように、本実施形態のパッドにより円形パッドに比べて最大応力の小さい応力分布が実現する。
【００３９】
本実施形態の接合構造１０のＬＳＩチップ電極パッド３と基板電極パッド４の配置は、ＬＳＩチップの剛性が基板よりも高い場合、図５Ａおよび図５Ｂに示した配置とは逆にする。すなわち、ＬＳＩチップ電極パッド３の曲率の小さい曲線部２３の中央部の接線２８はＬＳＩチップ中心方向に向かう直線に対して略垂直で、かつ、曲率の小さい曲線部２３はＬＳＩチップ外周側に配置される。一方、基板電極パッド４の曲率の小さい曲線部２４の中央部の接線２９はＬＳＩチップ中心方向に向かう直線に対して略垂直で、かつ、曲率の小さい曲線部２４はＬＳＩチップ中心側に配置される。
【００４０】
本実施形態のＬＳＩチップ電極パッド３と基板電極パッド４とはんだバンプ１２からなる接合構造１０は、ＬＳＩチップ１が図４Ｂのように四角形の場合、少なくとも、ＬＳＩチップ１の中心から最も距離が遠い、対角線２６上の最外周に位置する４個の内の少なくとも１個を占め、その他の接合構造は一般的な接合構造２０とすることができる。最も大きな応力はＬＳＩチップ１の角から中心に向かう対角線２６に沿って発生し、その外周ほど応力は大きくなることから、外周部の接合構造を本実施形態の接合構造１０とすることが、より効果的である。しかしながら、外周部に限らず、接合構造の全てを本実施形態の接合構造１０とすることも、また、任意の位置での接合構造を本実施形態の接合構造１０とすることも、効果がある。
【００４１】
本実施形態は、図９に示す、ＬＳＩチップ電極パッド４０と基板電極パッド４１の形状とし、バンプ４２で接合した接合構造１４のようにすることもできる。この場合も、曲率の小さい曲線部５０および曲率の小さい曲線部５１によって、応力を分散させて最大応力を低減することができる。
【００４２】
また、ＬＳＩチップ電極パッドと基板電極パッドとは、必ずしも同じ形状や寸法、同じ多辺形である必要はない。すなわち、ＬＳＩチップ電極パッドと基板電極パッドとの形状が異なり、バンプとを組み合わせた構造とすることができる。例えば、図１０に示すように、ＬＳＩチップ電極パッド４３と基板電極パッド４４とを組み合わせバンプ４５で接合した接合構造１５のようにすることもできる。また、ＬＳＩチップ電極パッド４３と基板電極パッド４４の形状を逆にすることもできる。これらの場合も、曲率の小さい曲線部５２および曲率の小さい曲線部５３によって、応力を分散させて最大応力を低減することができる。
【００４３】
また、本実施形態の形状の電極パッドを一方の電極パッドとし、他方の電極バッドの形状を、円形や、三角形や四角形や五角形や八角形などの任意の多辺形とすることもできる。この場合も、本実施形態の電極パッドにおいては、応力を分散させて最大応力を低減することができる。また、他方の電極が多辺形の直線の１辺が、ＬＳＩチップの中心方向に沿う方向と略垂直方向に配置され、かつ、前記直線の１辺の長さをできるだけ長くすることで、前記直線部での応力の分散の効果を高めることができる。
【００４４】
また、図５Ａでは、ＬＳＩチップ電極パッド３と基板電極パッド４のそれぞれの曲率の小さい曲線部２３、２４は、バンプの中心２２に対して点対称に配置されたが、これには限定されない。すなわち、応力の分布状態によってＬＳＩチップ側と基板側のどちらかの応力が他方に比べて低い場合などでは、応力の低い側の電極パッドでの応力分散の必要性は低いので、電極パッドの向きは任意としてもよい。
【００４５】
また、本実施形態の電極パッドの外周は、曲率が曲率半径で規定される真円の円弧の集合とすることができるが、楕円の曲線を有することもできる。
【００４６】
ＬＳＩチップの形状は、本実施形態では四角形を挙げたが、四角形に限る必要はなく、任意の多角形、円形、楕円形が可能である。このとき、本実施形態の接合構造の電極の配置としては、電極パッドを形成する曲率の小さい曲線部の中央部の接線は、ＬＳＩチップの中心に向かう直線に対して所定の角度を有すること、好ましくは略垂直方向に配置されることで、接合構造内部の応力の緩和が可能である。
【００４７】
以上のように、本実施形態により、ＬＳＩチップなどの第１の構造体を基板などの第２の構造体に実装する際の通常の実装装置で、バンプと電極パッドとの接合部への応力、特に、最も大きな応力が生じる第１の構造体の中心方向に沿った応力を緩和する接合構造、および、これを用いた実装構造体が実現する。
【００４８】
また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００４９】
付記
（付記１）
第１の構造体に接合する第１の電極パッドと、第２の構造体に接合する第２の電極パッドと、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドと接合するバンプとを有し、
前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドの少なくともひとつの外周は、第１の曲線部と第２の曲線部の少なくとも２つの曲線部を有し、
前記第１の曲線部は前記第２の曲線部よりも曲率が小さく、
前記第１の曲線部の中央部の接線は、前記第１の構造体の中心へ向かう直線に対して所定の角度を有する、接合構造。
（付記２）
前記所定の角度は垂直である、付記１記載の接合構造。
（付記３）
前記第１の電極パッドの前記第１の曲線部が前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の中心側にある場合は、前記第２の電極パッドの前記第１の曲線部は前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の外周側にあり、
前記第１の電極パッドの前記第１の曲線部が前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の外周側にある場合は、前記第２の電極パッドの前記第１の曲線部は前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の中心側にある、付記１または２記載の接合構造。
（付記４）
前記第１の電極パッドの前記第１の曲線部と前記第２の電極パッドの前記第１の曲線部とは、前記バンプの中心点に対して点対称である、付記１または２記載の接合構造。
（付記５）
前記第１の電極パッドの前記第１の曲線部と前記第２の電極パッドの前記第１の曲線部とは、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドの間の空間の中心点に対して点対称である、付記１または２記載の接合構造。
（付記６）
前記第１の構造体は半導体チップである、付記１から５の内の１項記載の接合構造。
（付記７）
前記第２の構造体は基板である、付記１から６の内の１項記載の接合構造。
（付記８）
前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドとは、銅、または、金、または、はんだを有する、付記１から７の内の１項記載の接合構造。
（付記９）
前記バンプははんだを有する、付記１から８の内の１項記載の接合構造。
（付記１０）
第１の構造体と第２の構造体と接合構造体とを有し、
前記接合構造体は、前記第１の構造体に接合する第１の電極パッドと、前記第２の構造体に接合する第２の電極パッドと、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドと接合するバンプとを有し、
前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドの少なくともひとつの外周は、第１の曲線部と第２の曲線部の少なくとも２つの曲線部を有し、
前記第１の曲線部は前記第２の曲線部よりも曲率が小さく、
前記第１の曲線部の中央部の接線は、前記第１の構造体の中心へ向かう直線に対して所定の角度を有する、接合構造体である、実装構造体。
（付記１１）
前記所定の角度は垂直である、付記１０記載の実装構造体。
（付記１２）
前記第１の電極パッドの前記第１の曲線部が前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の中心側にある場合は、前記第２の電極パッドの前記第１の曲線部は前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の外周側にあり、
前記第１の電極パッドの前記第１の曲線部が前第２の曲線部よりも前記第１の構造体の外周側にある場合は、前記第２の電極パッドの前記第１の曲線部は前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の中心側にある、
付記１０または１１記載の実装構造体。
（付記１３）
前記第１の電極パッドの前記第１の曲線部と前記第２の電極パッドの前記第１の曲線部とは、前記バンプの中心点に対して点対称である、付記１０または１１記載の実装構造体。
（付記１４）
前記第１の電極パッドの前記第１の曲線部と前記第２の電極パッドの前記第１の曲線部とは、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドの間の空間の中心点に対して点対称である、付記１０または１１記載の実装構造体。
（付記１５）
前記第１の構造体は半導体チップである、付記１０から１４の内の１項記載の実装構造体。
（付記１６）
前記第２の構造体は基板である、付記１０から１５の内の１項記載の実装構造体。
（付記１７）
前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドとは、銅、または、金、または、はんだを有する、付記１０から１６の内の１項記載の実装構造体。
（付記１８）
前記バンプははんだを有する、付記１０から１７の内の１項記載の実装構造体。
（付記１９）
前記接合構造体を、少なくとも一つ配置した、付記１０から１８の内の１項記載の実装構造体。
（付記２０）
前記接合構造体を、前記第１の構造体の外周部に少なくとも一つ配置した、付記１０から１９の内の１項記載の実装構造体。
（付記２１）
前記第１の構造体が四角形であって、前記接合構造体を前記四角形の対角線上の外周部に少なくとも一つ配置した、付記１０から２０の内の１項記載の実装構造体。
【符号の説明】
【００５０】
１００    接合構造
１０１    第１の電極パッド
１０２    第２の電極パッド
１０３    バンプ
１０４、１０５    第１の曲線部
１０６、１０７    第２の曲線部
１０８、１０９    接線
１１０    中心へ向かう直線
１１１、１１２    所定の角度
１    ＬＳＩチップ
２    基板
３、５、８、４０、４３    ＬＳＩチップ電極パッド
４、６、９、４１、４４    基板電極パッド
７、１２、４２、４５    バンプ
１０、１１、１３、１４、１５、２０    接合構造
２１    ＬＳＩチップ中心
２２    バンプの中心
２３、２４、５０、５１、５２、５３    曲率の小さい曲線部
２５    ＬＳＩチップ中心方向
２６    対角線
２７    ＬＳＩチップの外周
２８、２９    接線
３０、３１    所定の角度
２００    実装構造体
３００    実装構造体
【図１】
2015122457.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2015122457.tif 000009
【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
2015122457.tif 000011
【図５Ｂ】
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【図６】
2015122457.tif 000013
【図７Ａ】
2015122457.tif 000014
【図７Ｂ】
2015122457.tif 000015
【図８Ａ】
2015122457.tif 000016
【図８Ｂ】
2015122457.tif 000017
【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年11月4日(2014.11.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の構造体に接合する第１の電極パッドと、第２の構造体に接合する第２の電極パッドと、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドと接合するバンプとを積層した積層構造を有し、
前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドの少なくともひとつの外周は、第１の曲線部と第２の曲線部の少なくとも２つの曲線部を有し、
前記第１の曲線部は前記第２の曲線部よりも曲率が小さく、
前記第１の曲線部の中央部の接線は、前記第１の構造体の中心へ向かう直線に対して所定の角度を有し、前記所定の角度は垂直を有し、
前記第１の電極パッドの前記第１の曲線部が前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の中心側にある場合は、前記第２の電極パッドの前記第１の曲線部は前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の外周側にあり、
前記第１の電極パッドの前記第１の曲線部が前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の外周側にある場合は、前記第２の電極パッドの前記第１の曲線部は前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の中心側にある、接合構造。
【請求項２】
前記第１の電極パッドの前記第１の曲線部と前記第２の電極パッドの前記第１の曲線部とは、前記バンプの中心点に対して点対称である、請求項１記載の接合構造。
【請求項３】
前記第１の電極パッドの前記第１の曲線部と前記第２の電極パッドの前記第１の曲線部とは、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドの間の空間の中心点に対して点対称である、請求項１記載の接合構造。
【請求項４】
第１の構造体と第２の構造体と接合構造体とを有し、
前記接合構造体は、前記第１の構造体に接合する第１の電極パッドと、前記第２の構造体に接合する第２の電極パッドと、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドと接合するバンプとを積層した積層構造を有し、
前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドの少なくともひとつの外周は、第１の曲線部と第２の曲線部の少なくとも２つの曲線部を有し、
前記第１の曲線部は前記第２の曲線部よりも曲率が小さく、
前記第１の曲線部の中央部の接線は、前記第１の構造体の中心へ向かう直線に対して所定の角度を有し、前記所定の角度は垂直を有し、
前記第１の電極パッドの前記第１の曲線部が前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の中心側にある場合は、前記第２の電極パッドの前記第１の曲線部は前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の外周側にあり、
前記第１の電極パッドの前記第１の曲線部が前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の外周側にある場合は、前記第２の電極パッドの前記第１の曲線部は前記第２の曲線部よりも前記第１の構造体の中心側にある、接合構造体である、
実装構造体。
【請求項５】
前記接合構造体を、前記第１の構造体の外周部に少なくとも一つ配置した、請求項４記載の実装構造体。
【請求項６】
前記第１の構造体が四角形であって、前記接合構造体を前記四角形の対角線上の外周部に少なくとも一つ配置した、請求項４記載の実装構造体。