(57)【要約】【課題】フリップチップ実装される半導体素子接合用の電極を、ソルダーレジスト被膜により規定した配線パターンの露出部分により形成したプリント配線板に於いて、電極形状によりはんだ接合面にはんだの偏りが生じる不都合を解消して、強固なはんだ接合を可能にし、長期信頼性を向上させたプリント配線板を提供する。【解決手段】電極１２，１２，…は、電極１２を形成する配線パターン１２ｐの線幅方向に拡がる拡張部１２ａを有し、この拡張部１２ａを含んで半導体素子接合用の電極１２を形成している。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フリップチップ実装される半導体素子接合用の電極を、ソルダーレジスト被膜により規定した配線パターンの露出部分により形成したプリント配線板であって、
前記電極は、前記配線パターンの線幅方向に拡がる拡張部を有し、この拡張部を含んで前記半導体素子接合用の電極を形成していることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
前記拡張部は、前記配線パターンの長さ方向に対して交差する方向に張り出して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項３】
前記拡張部を有する電極は、該電極にはんだ接合される半導体素子のパッシベーション開口面の形状に合わせて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項４】
前記拡張部を有する電極は、該電極にはんだ接合される半導体素子のパッシベーション開口面の面積に合わせて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項５】
前記拡張部を有する電極は、該電極にはんだ接合される半導体素子のパッシベーション開口部に設けられたアンダーバンプメタルの接合面の形状および面積に合わせて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項６】
前記拡張部を有する電極は、前記電極を形成する配線パターンと円形パターンを組み合わせた形状である請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項７】
前記拡張部を有する電極は、前記電極を形成する配線パターンと多角形のパターンを組み合わせた形状である請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項８】
前記拡張部を有する電極は、前記電極を形成する配線パターンの長さ方向および幅方向の略中心を基点に放射方向に拡がる、円形若しくは多角形のパターン形状であることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項９】
前記拡張部は、前記電極を形成する配線パターンの長さおよび線幅により規定された張り出し面積を有して形成される請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項１０】
前記拡張部は、前記電極を形成する配線パターンの線幅に対し略２倍の張り出し幅を有して形成される請求項２記載のプリント配線板。
【請求項１１】
前記拡張部は、前記電極を形成する配線パターンの長さを１４０μｍ、線幅を４０μｍとしたとき、８０μｍの幅を有して形成される請求項９に記載のプリント配線板。
【請求項１２】
フリップチップ実装される半導体素子接合用の電極を、ソルダーレジスト被膜により規定された配線パターンの露出部分により形成するプリント配線板の電極形成方法において、
前記電極に、前記配線パターンの線幅方向に拡がる拡張部を設け、前記拡張部を含んで前記半導体素子接合用の電極を形成することを特徴とするプリント配線板の電極形成方法。
【請求項１３】
前記拡張部を、前記配線パターンの長さ方向に対して交差する方向に張り出して形成することを特徴とする請求項１２に記載のプリント配線板の電極形成方法。
【請求項１４】
前記拡張部を有する電極を、該電極にはんだ接合される半導体素子のパッシベーション開口面の形状に合わせて形成することを特徴とする請求項１３に記載のプリント配線板の電極形成方法。
【請求項１５】
前記拡張部を有する電極を、該電極にはんだ接合される半導体素子のパッシベーション開口面の面積に合わせて形成することを特徴とする請求項１４に記載のプリント配線板の電極形成方法。
【請求項１６】
前記拡張部を有する電極を、該電極にはんだ接合される半導体素子のパッシベーション開口部に設けられたアンダーバンプメタルの接合面の形状および面積に合わせて形成することを特徴とする請求項１３に記載のプリント配線板の電極形成方法。
【請求項１７】
前記拡張部を有する電極を、前記電極を形成する配線パターンと円形パターンを組み合わせた形状で形成することを特徴とする請求項１３に記載のプリント配線板の電極形成方法。
【請求項１８】
前記拡張部を有する電極を、前記電極を形成する配線パターンと多角形のパターンを組み合わせた形状で形成することを特徴とする請求項１３に記載のプリント配線板の電極形成方法。
【請求項１９】
記録媒体と、前記記録媒体を回転駆動する駆動機構と、前記記録媒体にデータを書き込み、前記記録媒体からデータを読み出す磁気ヘッドおよび磁気ヘッドを位置制御する駆動機構と、前記各駆動機構を制御する回路基板とを具備するハードディスク装置において、
前記回路基板は、
フリップチップ実装される半導体素子が実装される部品実装部を具備し、
前記部品実装部の電極が、ソルダーレジスト被膜により規定した配線パターンの露出部分により形成され、かつこの露出部分に、露出した配線パターンの長さ方向に対して交差する方向に張り出して形成された拡張部、を有して構成されていることを特徴とするハードディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フリップチップ実装される半導体素子接合用の電極を、ソルダーレジスト被膜により規定した配線パターンの露出部分により形成したプリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
携行が容易な小型電子機器においては、機器内部にベアチップ等の半導体素子をフリップチップ接合により回路基板に実装する技術が広く適用される。この種回路基板を構成するプリント配線板には、フリップチップ接合用の電極を、ソルダーレジスト被膜により規定した配線パターンの露出部分により形成したプリント配線板が適用される。このプリント配線板は、複数の配線パターンを所定の方向に配列した配線パターン領域に、フリップチップ接合用の電極形成部分を除きソルダーレジスト被膜を形成して、前記フリップチップ接合用の電極を、ソルダーレジスト被膜を形成しない配線パターンの露出部分により形成している。露出した電極には、必要に応じて、例えばＮｉ／Ａｕ若しくはＳｎ等のめっきが施される。
【０００３】
このような電極構造のプリント配線板に、ＩＣをフリップチップ接合した場合、電極が線幅を短辺とした長方形状となることから、ＩＣのはんだバンプについて、線幅方向と線幅方向に直交する２方向のはんだバンプの形状に偏りが生じ、線長方向に対して線幅方向が相対的に細く（狭く）なり、線長方向へのはんだの濡れ拡がり量に対して線幅方向へのはんだの濡れ拡がり量が極端に少なくなる。つまり、ＩＣのパッシベーション側とプリント配線板の電極側のはんだ濡れ拡がり面積が著しく異なるものとなってしまう。
【０００４】
一般的に半導体部品のはんだ接合部には、ＩＣのシリコン部分とプリント配線板の樹脂部分の熱膨張係数の違いにより、周囲環境の温度変化でストレスの積み重ねにより、アンダーフィル等の緩衝材で補強しているものの、クラック発生等の長期接合信頼性への影響がある。このケースのように、はんだバンプの形状が電極を形成する配線の長さ方向と幅方向とで異なっていて、かつＩＣのパッシベーション側とプリント配線板の電極側のはんだ濡れ拡がり面積が著しく異なると、ＩＣのパッシベーションと、はんだバンプの接合界面近傍が熱ストレスに対して脆弱になる。
【０００５】
この不具合に対処する技術として、プリント配線板のはんだパッド形状を、中央部分を盛り上げた形状した技術が存在する。この技術はＱＦＰ等のチップをモールド樹脂で覆ったタイプの半導体デバイスには適用可能であるが、微細ピッチの電極加工を必要とするベアチップの実装には適用が困難である。
【特許文献１】実開平５−２８０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、フリップチップ実装される半導体素子接合用の電極を、ソルダーレジスト被膜により規定した配線パターンの露出部分により形成したプリント配線板に於いては、はんだバンプの形状が電極を形成する配線の長さ方向と幅方向とで異なってしまうことから、ＩＣのパッシベーション側とプリント配線板の電極側のはんだ濡れ拡がり面積が著しく異なると、ＩＣのパッシベーションと、はんだバンプの接合界面近傍が熱ストレスに対して脆弱になるという、フリップチップ接合技術の問題があった。
【０００７】
本発明は、フリップチップ実装される半導体素子接合用の電極を、ソルダーレジスト被膜により規定した配線パターンの露出部分により形成したプリント配線板に於いて、電極形状によりはんだ接合面にはんだの偏りが生じる不都合を解消して、強固なはんだ接合を可能にし、長期信頼性を向上させたプリント配線板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】
【０００８】
本発明は、フリップチップ実装される半導体素子接合用の電極を、ソルダーレジスト被膜により規定した配線パターンの露出部分により形成したプリント配線板であって、前記電極は、前記配線パターンの線幅方向に拡がる拡張部を有し、この拡張部を含んで前記半導体素子接合用の電極を形成していることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、フリップチップ実装される半導体素子接合用の電極を、ソルダーレジスト被膜により規定された配線パターンの露出部分により形成するプリント配線板の電極形成方法において、前記電極に、前記配線パターンの線幅方向に拡がる拡張部を設け、前記拡張部を含んで前記半導体素子接合用の電極を形成することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、記録媒体と、前記記録媒体を回転駆動する駆動機構と、前記記録媒体にデータを書き込み、前記記録媒体からデータを読み出す磁気ヘッドおよび磁気ヘッドを位置制御する駆動機構と、前記各駆動機構を制御する回路基板とを具備するハードディスク装置において、前記回路基板は、フリップチップ実装される半導体素子が実装される部品実装部を具備し、前記部品実装部の電極が、ソルダーレジスト被膜により規定した配線パターンの露出部分により形成され、かつこの露出部分に、露出した配線パターンの長さ方向に対して交差する方向に張り出して形成された拡張部を有して構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本提案による電極形状を採用することでフリップチップ接合のはんだバンプの長期接合信頼性が著しく向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１３】
本発明に係るプリント配線板を用いて構成された回路基板を実装したハードディスク装置の構成を図７に示している。
【００１４】
このハードディスク装置８は、装置本体１０と、制御回路基板１１（Ａ）とを有して構成される。
【００１５】
装置本体１０は、上壁１７ａと下壁１７ｂと側壁１７ｃとを有したケース１７と、このケース１７に収容された、磁気ディスク２１、スピンドルモータ２２、磁気ヘッド２３、ヘッドアクチュエータ２４、ボイスコイルモータ２５等を具備して構成される。
【００１６】
制御回路基板１１（Ａ）は、装置本体１０の下壁１７ｂから突出する部分に嵌合する嵌合孔を有し、この嵌合孔が上記下壁１７ｂの突出部分に嵌合した状態で、上記ケース１７の外部下面部に実装される。
【００１７】
この制御回路基板１１（Ａ）には、上記ケース１７に収容されたハードウェアを制御して、磁気ヘッド２３により、磁気ディスク２１にデータを書き込み、磁気ディスク２１からデータを読み出す機能回路が組み込まれている。この機能回路の一構成要素として、ベアチップ構造の半導体素子２０が、制御回路基板１１（Ａ）上の予め定められた部品実装面部（ＰＢ）に、フリップチップ実装されて設けられている。
【００１８】
この部品実装面部（ＰＢ）をもつ制御回路基板１１（Ａ）は、本発明の実施形態に係るプリント配線板を用いて構成されている。
【００１９】
本発明の実施形態に係るプリント配線板における、上記部品実装面部（ＰＢ）に相当する部分のはんだ接合構造を図１乃至図４に示している。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係るプリント配線板から上記部品実装面部（ＰＢ）に相当する部分を切り出して示したものである。
【００２１】
図１に示すように、本発明の実施形態に係るプリント配線板１１は、上記部品実装面部（ＰＢ）に相当する部品実装面部に、ソルダーレジスト被膜（ＳＲ）により規定した配線パターンの露出部分により形成された、フリップチップ実装される半導体素子接合用の電極１２，１２，…が設けられている。この半導体素子接合用の電極１２，１２，…には、上記図７に示したベアチップ構造の半導体素子（図３、図４、図７に示す符号２０参照）がはんだ実装される。
【００２２】
上記したプリント配線板１１の部品実装面部に形成された電極１２，１２，…の一部を図２に拡大して示している。
【００２３】
電極１２，１２，…は、図２に示すように、電極１２を形成する配線パターン１２ｐの線幅方向に拡がる拡張部１２ａを有し、この拡張部１２ａを含んで半導体素子接合用の電極１２を形成している。この電極１２，１２，…は、拡張部１２ａが、配線パターン１２ｐの長さ方向に対して交差する方向に張り出して形成されている。
【００２４】
上記電極１２の形状は、はんだ実装対象となる半導体素子２０のパッシベーション（図３、図４に示す符号２０ａ参照）開口面に合わせた、形状および面積、すなわち、パッシベーション開口部を埋めるように設けられたＵＢＭ（アンダーバンプメタル）の接合面の形状および面積に合わせて形成される。図１および図２に示す電極１２は、該電極を形成する配線パターン１２ｐと、円形の拡張部１２ａを組み合わせた形状である。ここでは、拡張部１２ａを配線パターン１２ｐの線幅に対し略２倍の張り出し幅を有して形成されている。具体例を挙げると、上記電極１２は、配線パターン１２ｐの長さを１４０μｍ、線幅を４０μｍとしたとき、８０μｍの幅（直径）を有して形成される。
【００２５】
上記電極１２，１２，…に、はんだバンプを介してＩＣ（半導体素子２０）をはんだ実装した状態を図３および図４に示している。図３は図２のＸ−Ｘに沿う側断面、図４は図２のＹ−Ｙに沿う側断面の各状態を示している。図３および図４に
図３および図４に示すように、はんだバンプ３０が、半導体素子２０のパッシベーション２０ａ開口を埋めるように設けたＵＢＭ（アンダーバンプメタル）２０ｂと、電極１２との間に於いて、拡張部１２ａによるはんだ接合面が作用し、上記２方向（Ｘ−Ｘ・Ｙ−Ｙ）のいずれに於いても均等に、はんだが濡れ拡がった状態で、ＵＢＭ（アンダーバンプメタル）２０ｂと電極１２とがはんだバンプ３０によりはんだ接合される。上記した具体例によれば、線幅が４０μｍと細いため、直径８０μｍの円部分を中心に、はんだが濡れ拡がる。
【００２６】
このため、はんだバンプの形状も断面Ｘ−Ｘと断面Ｙ−Ｙとで形状に著しい相違は無く、ＩＣパッシベーション側とプリント配線板の電極側へのはんだ濡れ拡がり面積がほぼ等しくなり、熱ストレスに対してＩＣ側パッシベーションと、はんだバンプ接合界面近傍に発生するひずみが、従来より減少するため、半導体部品としての長期接合信頼性が著しく向上する。上記した実施形態に係る電極形状を採用することでフリップチップ接合のはんだバンプの長期接合信頼性が著しく向上する。
【００２７】
上記した実施形態では、電極１２における拡張部１２ａの形状をパッシベーション開口に合わせて円にしたが、例えば、図５に示すように、六角形の拡張部１２ｂと配線パターン１２ｐを組み合わせたパターン形状、または図６に示すように、八角形の拡張部１２ｃと配線パターン１２ｐを組み合わせたパターン形状等、多角形の拡張パターン構造であっもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係るプリント配線板の電極構造を示す平面図。
【図２】図１に示す電極構造の一部を拡大して示す平面図。
【図３】図２に示すＸ−Ｘ線に沿う側断面図。
【図４】図２に示すＹ−Ｙ線に沿う側断面図。
【図５】上記実施形態に適用可能な他の電極形状を示す平面図。
【図６】上記実施形態に適用可能な他の電極形状を示す平面図。
【図７】本発明の実施形態に係るハードディスク装置の構成を示す分解斜視図。
【符号の説明】
【００２９】
１…、２…、３…、４…、５…、６…、７…、８…ハードディスク装置、９…、１０…装置本体、１１…プリント配線板、制御回路基板１１（Ａ）、１２…半導体素子接合用の電極、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…拡張部、１２ｐ…配線パターン、１３…、１４…、１５…、１６…、１７…ケース、１８…、１９…、２０…ベアチップ構造の半導体素子、２１…、２２、２３…磁気ヘッド、２４…、３０…はんだバンプ、ＰＢ…部品実装面部、ＳＲ…ソルダーレジスト被膜。
【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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