(57)【要約】【課題】半導体装置と配線基板とを、一定の位置で分離することができる半導体装置の実装構造を提供する。【解決手段】半導体装置１と配線基板７との間に、複数の電極シート１６を介在させて、半導体装置１を配線基板７に実装し、装置電極２と貫通電極６との接合部２１ａの接合強度および基板電極８と貫通電極６との接合部２１ｃの接合強度が、貫通電極６同士の接合強度よりも大きくなるようにする。このように接合強度の差異を与えるにあたっては、たとえば、各接合部２１ａ，２１ｃを異種金属間圧接接合かつ接合部２１ｂを同種金属間圧接接合として達成してもよいし、各接合部２１ａ，２１ｃの接合面積を接合部２１ｂの接合面積よりも大きくして達成してもよいし、各接合部２１ａ，２１ｃを圧接接合かつ接合部２１ｂを導電性ペースト１０による接合にして達成してもよい。【選択図】　　　図１
2004039872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置電極を有する半導体装置と、
基板電極を有する配線基板と、
厚み方向に貫通する貫通電極を有し、貫通電極同士が接合されて積層される複数の電極シートであって、半導体装置と配線基板との間に介在され、貫通電極が装置電極および基板電極に接合される複数の電極シートとを含むことを特徴とする半導体装置の実装構造。
【請求項２】
貫通電極と装置電極との接合強度および貫通電極と基板電極との接合強度が、貫通電極同士の接合強度よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の実装構造。
【請求項３】
貫通電極は、装置電極および基板電極と異なる材質から成り、
装置電極、基板電極および貫通電極は、相互に圧接されて接合されることを特徴とする請求項２記載の半導体装置の実装構造。
【請求項４】
貫通電極と装置電極との接合面積および貫通電極と基板電極との接合面積が、貫通電極同士の接合面積よりも大きいことを特徴とする請求項２記載の半導体装置の実装構造。
【請求項５】
貫通電極と装置電極とは、圧接されて接合され、貫通電極と基板電極とは、圧接されて接合され、貫通電極同士は、導電性ペーストを用いて接合されることを特徴とする請求項２記載の半導体装置の実装構造。
【請求項６】
少なくとも、貫通電極と装置電極との接合部、貫通電極と基板電極との接合部、および貫通電極同士の接合部が、各接合部を補強するための除去可能な補強材によって被覆されていることを特徴とする１〜５のいずれかに記載の半導体装置の実装構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置が、電極シートを介して配線基板に接続される半導体装置の実装構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の実装構造には、たとえば、フリップチップボンディング法を用いた実装構造がある。フリップチップボンディング法を用いる実装構造は、半導体装置の装置電極または配線基板の基板電極に、突起電極が形成され、前記突起電極を介して、半導体装置と配線基板とが電気的に接続される。
【０００３】
他の従来の技術として、装置電極および基板電極に、突起電極を形成することなく、半導体装置を実装する実装構造がある。図１０は、異方導電コネクタ１３を示す断面図である。この実装構造は、特開平５−１５２０１９号公報記載の異方導電コネクタ１３などが、半導体装置と配線基板との間に介在され、半導体装置と配線基板とが電気的に接続される。異方導電コネクタ１３は、ポリイミドフィルムなどの絶縁性フィルム１４の厚み方向に貫通孔１８が形成され、前記貫通孔１８にめっきなどの方法を用いて金属材料を充填して、貫通電極１７を形成して構成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述のようにして、半導体装置を配線基板に接続して実装構造が構成されるが、半導体装置および配線基板のいずれか一方が欠陥を有していた場合など、実装構造が欠陥を有している場合がある。この場合、半導体装置または配線基板を交換しなければならない。（以下、半導体装置および配線基板のうちの不特定の一方を示す場合、「部品」という。）このような部品の交換にあたっては、半導体装置と配線基板とを分離する必要があるので、実装構造に半導体装置と配線基板とを分離する外力を与え、半導体装置と配線基板とを分離している。
【０００５】
フリップチップボンディング法を用いた実装構造において、前述のような部品の交換のために、半導体装置と配線基板とを分離する外力を与えると、装置電極と突起電極とが剥離して分離する場合と、基板電極と突起電極とが剥離して分離する場合と、突起電極が分断して分離する場合とがある。このように半導体装置と配線基板とが、分離する位置が不確定である。
【０００６】
図１１に半導体装置１を異方導電コネクタ１３を介して配線基板７に接続した断面図を示す。前記異方導電コネクタ１３を介した実装構造において、前述のような部品の交換のために、半導体装置１と配線基板７とを分離する外力を与えると、装置電極２と貫通電極１７とが剥離して分離する場合と、基板電極８と貫通電極１７とが剥離して分離する場合と、貫通電極１７が分断して分離する場合とがあるので、分離する位置が不確定である。
【０００７】
前述のように従来の技術の半導体装置の各実装構造では、半導体装置と配線基板とが分離する位置が不確定である。したがって、半導体装置と配線基板との分離後に、半導体装置および配線基板のうち欠陥のない方の部品を再利用するにあたって、その再利用しようとする部品への突起電極または異方導電コネクタ１３の残存状態にばらつきがある。このような状態にばらつきがある部品は、そのまま再利用することができないので、このような部品を再利用する場合、残存している突起電極または残存している異方導電コネクタ１３を、半導体装置１および配線基板７から取除く必要があり、生産性が低下する。
【０００８】
したがって本発明の目的は、実装構造に半導体装置と配線基板とを分離する外力を与えた場合、一定の位置で分離することができ、半導体装置および配線基板の再利用が容易な実装構造を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、装置電極を有する半導体装置と、基板電極を有する配線基板と、厚み方向に貫通する貫通電極を有し、貫通電極同士が接合されて積層される複数の電極シートであって、半導体装置と配線基板との間に介在され、貫通電極が装置電極および基板電極に接合される複数の電極シートとを含むことを特徴とする半導体装置の実装構造である。
【００１０】
本発明に従えば、半導体装置と配線基板との間に、積層された複数の電極シートが介在される。各電極シートの貫通電極は、相互に接合されるとともに、装置電極および基板電極に接合される。これによって半導体装置は、配線基板に電気的および機械的に接続され、配線基板に実装される。このように、半導体装置と配線基板との間に、貫通電極同士が接合される複数の電極シートが介在されているので、貫通電極同士の接合部、したがって各電極シート間に配置される接合部で剥離して、半導体装置と配線基板とを分離することが可能である。
【００１１】
また本発明は、貫通電極と装置電極との接合強度および貫通電極と基板電極との接合強度が、貫通電極同士の接合強度よりも大きいことを特徴とする。
【００１２】
本発明に従えば、貫通電極と装置電極との接合強度および貫通電極と基板電極との接合強度が、貫通電極同士の接合強度よりも大きいので、実装構造に外力を与えたとき、前記３ヵ所の接合部のうち最も接合強度の小さい接合部が剥離しやすくなる。これによって、複雑な作業をしなくても、半導体装置と配線基板とを分離するための外力を与えるだけの容易な作業によって、貫通電極同士の接合部で剥離させることができる。したがって、容易な作業によって、電極シート間に配置される貫通電極同士の接合部で剥離して、半導体装置と配線基板とを分離することが容易になる。
【００１３】
また本発明は、貫通電極は、装置電極および基板電極と異なる材質から成り、装置電極、基板電極および貫通電極は、相互に圧接されて接合されることを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、圧接による接合では、異種材質の部材を接合する接合部の接合強度が、同種材質の部材を接合する接合部の接合強度よりも大きいので、貫通電極と装置電極との接合強度および貫通電極と基板電極との接合強度が、貫通電極同士の接合強度よりも大きい構造を容易に実現することができる。したがって、各接合部のうち、貫通電極同士の接合部の接合強度が最も小さい構造を容易に実現し、外力を与えたときに、貫通電極同士の接合部で剥離する実装構造を容易に実現することができる。
【００１５】
また本発明は、貫通電極と装置電極との接合面積および貫通電極と基板電極との接合面積が、貫通電極同士の接合面積よりも大きいことを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、貫通電極と装置電極との接合面積および貫通電極と基板電極との接合面積が、貫通電極同士の接合面積よりも大きいので、貫通電極と装置電極との接合強度および貫通電極と基板電極との接合強度が、貫通電極同士の接合強度よりも大きい構造を容易に実現することができる。したがって、各接合部のうち、貫通電極同士の接合部の接合強度が最も小さい構造を容易に実現し、外力を与えたときに、貫通電極同士の接合部で剥離する実装構造を容易に実現することができる。
【００１７】
また本発明は、貫通電極と装置電極とは、圧接されて接合され、貫通電極と基板電極とは、圧接されて接合され、貫通電極同士は、導電性ペーストを用いて接合されることを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、貫通電極と装置電極とは、圧接されて接合され、貫通電極と基板電極とは、圧接されて接合され、貫通電極同士は、導電性ペーストを用いて接合されるので、貫通電極と装置電極との接合強度および貫通電極と基板電極との接合強度が、貫通電極同士の接合強度よりも大きい構造を容易に実現することができる。したがって、各接合部のうち、貫通電極同士の接合部の接合強度が最も小さい構造を容易に実現し、外力を与えたときに、貫通電極同士の接合部で剥離する実装構造を容易に実現することができる。
【００１９】
また本発明は、少なくとも、貫通電極と装置電極との接合部、貫通電極と基板電極との接合部、および貫通電極同士の接合部が、各接合部を補強するための除去可能な補強材によって被覆されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、貫通電極と装置電極との接合部、貫通電極と基板電極との接合部および貫通電極同士の接合部が、補強材によって被覆されて補強されるので、各接合部が意図しない外力によって、剥離することを防ぐことができる。また各接合部を補強する補強材は除去可能であるので、半導体装置と配線基板とを分離するときには、補強材を除去して、貫通電極同士の接合部で容易に剥離することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１実施形態の半導体装置の実装構造２０における接合部２１ａ，２１ｂ，２１ｃを示す断面図であり、図２は、半導体装置の実装構造２０を示す断面図である。半導体装置の実装構造（以下、単に「実装構造」ということがある）２０は、半導体装置１と、配線基板７と、複数枚、本実施の形態では２枚の電極シート１６ａ，１６ｂとを含み、半導体装置１が、複数、本実施の形態では２枚の電極シート１６ａ，１６ｂを用いて、配線基板７に実装される構造である。以下、不特定の電極シートを示す場合、添え字「ａ」、「ｂ」を省略する。
【００２２】
半導体装置１は、たとえばベアチップ半導体装置であって、一表面部１ａに装置電極２を有している。装置電極２は、半導体装置１に対して電気信号を入出力するための電極であり、装置電極２は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）から成る。
【００２３】
この装置電極２は、その外表面２ａが、半導体装置１の一表面部１ａにおける装置電極２を除く残余の部分の外表面１ｂと面一に形成されてもよいし、残余の部分の外表面１ｂよりも外方に突出する凸状に形成されてもよいし、残余の部分の外表面１ｂよりも内方に窪んでいる凹状に形成されてもよい。本実施の形態では、この装置電極２は、その外表面２ａが、半導体装置１の装置電極２を除く残余の部分の外表面１ｂと面一に形成されている。
【００２４】
配線基板７は、一表面部７ａに基板電極８を有している。配線基板７には、プリント配線などの配線が形成されており、基板電極８は、配線に電気的に接続されている。この基板電極８は、配線基板７に対して電気信号を入出力するための電極であり、たとえば銅（Ｃｕ）から成る。
【００２５】
この基板電極８は、その外表面８ａが、配線基板７の一表面部７ａにおける基板電極８を除く残余の部分の外表面７ｂと面一に形成されてもよいし、残余の部分の外表面７ｂよりも外方に突出する凸状に形成されてもよいし、残余の部分の外表面７ｂよりも内方に窪んでいる凹状に形成されてもよい。本実施の形態では、この基板電極８は、その外表面８ａが、配線基板７の基板電極８を除く残余の部分の外表面７ｂと面一に形成されている。
【００２６】
各電極シート１６は、シート本体２４と貫通電極６とを有する。シート本体２４は、シート状に形成され、絶縁性を有する材料、たとえば合成樹脂などから成る。貫通電極６は、導電性を有する材料から成り、その軸線をシート本体２４の厚み方向に配置してシート本体２４を貫通して設けられる。各電極シート１６には、複数の貫通電極６が設けられている。
【００２７】
各貫通電極６は、貫通電極本体２２と、貫通電極本体２２の軸線方向両端部に形成されるコート層５０とを有する。各コート層５０は、貫通電極本体２２寄りの第１層３と、貫通電極本体２２と反対側の第２層４とが積層されて構成される。このような各貫通電極６は、貫通電極本体２２を形成し、貫通電極本体２２に第１層３を形成し、さらに第２層４を積層して形成される。
【００２８】
貫通電極本体２２は、シート本体２４に、厚み方向に貫通する貫通孔１５を形成し、シート本体２４の貫通孔１５に臨む内壁部をめっきすることによって、金属材料を貫通孔１５に充填して形成される。この貫通電極本体２２は、金属などの導電性を有する材料から成る。
【００２９】
第１層３は、めっき層であって、貫通電極本体２２の軸線方向両端部をめっきするによって形成される。この第１層３は、たとえばニッケル（Ｎｉ）から成る。第２層４は、めっき層であって、第１層３をさらにめっきによって、第１層３に積層され形成される。この第２層４は、たとえば金（Ａｕ）から成る。
【００３０】
半導体装置１と配線基板７との間に介在される２枚の電極シート１６は、積層された状態で貫通電極６同士が、圧接によって接合されている。また各電極シート１６のうち、半導体装置１寄りの電極シート１６ａは、貫通電極６が装置電極２に圧接によって接合され、配線基板７寄りの電極シート１６ｂは、貫通電極６が基板電極８に圧接によって接合されている。このようにして、装置電極２が、貫通電極６を介して、基板電極８に機械的および電気的に接続され、半導体装置１が配線基板７に実装される。圧接は、接合すべき電極同士を当接させた状態で加圧および加熱して接合する方法である。
【００３１】
このように実装構造２０では、装置電極２と貫通電極６とが接合される接合部２１ａ、貫通電極６同士が接合される接続部２１ｂおよび基板電極８と貫通電極６とが接合される接合部２１ｃの３カ所の接合部２１ａ，２１ｂ，２１ｃを、積層方向に有する。これら各接合部２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、前述のように同様の接合方法、具体的には圧接によって接合され、接合面積は、相互にほぼ同じである。以下不特性の接合部を示す場合、添え字「ａ」、「ｂ」、「ｃ」を省略する。
【００３２】
装置電極２と貫通電極６との接合部２１ａは、アルミニウムから成る装置電極２と、金から成る貫通電極６の第２層４との、異種金属部材間の接合である。基板電極８と貫通電極６との接合部２１ｃは、銅から成る基板電極８と、金から成る貫通電極６の第２層４との、異種金属部材間の接合である。貫通電極６同士の接合部２１ｂは、共に金から成る貫通電極６の第２層４同士の、同種金属部材間の接合である。
【００３３】
前記３カ所の接合部２１の接合形態は、固相拡散接合である。固相拡散接合では、接合される２つの部材、本実施形態では電極２，６，８の硬さの差が大きい程接合強度が大きくなり、接合される２つの電極の硬さの差が小さい程接合強度が小さくなる。各電極２，６，８の硬さは、その材料の種類、具体的には金属の種類によって異なる。したがって装置電極２と貫通電極６との接合部２１ａの接合強度が、貫通電極６同士の接合部２１ｂの接合強度よりも大きく、かつ基板電極８と貫通電極６との接合部２１ｃの接合強度が、貫通電極６同士の接合部２１ｂの接合強度よりも大きくなる。このように本実施形態は、貫通電極６同士の接続部２１ｂの接合強度に比べて、他の２カ所の接合部２１ａ，２１ｃの接合強度が大きくなる。
【００３４】
図３は、本実施の形態の実装構造２０の製造方法を示すフローチャートである。ステップａ０において、実装構造２０の製造が開始されると、ステップａ１において、半導体装置１と配線基板７との間に、２枚の電極シート１６を介在させる状態で積層し、各電極２，６，８を圧接によって接合し、半導体装置１を配線基板７に実装する。このように、まず、新品の半導体装置１、新品の配線基板７および２枚の新品の電極シート６を用いて、実装構造２０が形成される。
【００３５】
半導体装置１を配線基板７に実装するにあたって、実装前の基板電極８の外表面８ａには、基板電極８の酸化防止のためのフラックスが塗布されている。このフラックスは、実装するときに除去される。
【００３６】
次にステップａ２において、半導体装置１および配線基板７である部品の少なくともいずれか１つが欠陥品である場合など、実装構造２０が欠陥を有している場合があるので、実装構造２０が正常であるかを、その動作試験によって検査する。
【００３７】
ステップａ２で、実装構造２０が正常であると判断される場合は、ステップａ５に移り、実装構造２０の製造を終了する。ステップａ２で、検査の結果、実装構造２０に異常がある場合、たとえば各部品が欠陥を有している場合、または接続不良の場合、部品を交換して実装し直さなければならない。このように実装構造２０に異常がある場合には、ステップａ３に移行する。
【００３８】
ステップａ３では、半導体装置１と配線基板７とを、除去ツール９を用いて分離する。具体的には、半導体装置１および配線基板７が積層される方向と垂直な移動方向２５の上流側から半導体装置１に除去ツール９を当接させ、配線基板７を固定した状態で、除去ツール９を移動方向２５へ移動させる。このようにして、半導体装置１と配線基板７とを、半導体装置１および配線基板７が積層される方向と垂直な方向へずらすような外力を、実装構造２０に与え、半導体装置１と配線基板７とを分離する。
【００３９】
実装構造２０は、前述のように３カ所の接合部２１ａ〜２１ｃを有しており、この実装構造２０に前述のような外力を与えると、各接合部２１ａ〜２１ｃのうち、接合強度の最も小さい接合部が剥離して、換言すれば接合解除して、半導体装置１と配線基板７とが分離する。実装構造２０では、前述したように、貫通電極６同士の接合部２１ｂの接合強度が、他の２カ所の接合部２１ａ，２１ｃの接合強度よりも小さく、これによって貫通電極６同士の接合部２１ｂが剥離して、半導体装置１と配線基板７とが分離する。
【００４０】
ステップａ３で半導体装置１と配線基板７とが分離された後、ステップａ４において、前述のステップａ２における検査で欠陥があると判断された部品、具体的には、半導体装置１および配線基板７のいずれか一方を交換し、ステップａ２における検査で欠陥がないと判断される部品を再利用して、半導体装置１を配線基板７に再度実装する。
【００４１】
再利用される部品には、１枚の電極シート１６が残着した状態である。この電極シート１６は、破損することなく、新品に近い状態を保持しているので、この電極シート１６も再利用できる。したがって再実装においては、交換した代替の半導体装置１または配線基板７と、１枚の代替の電極シート１６と、１枚の電極シート１６が残着した状態の再利用される配線基板７または半導体装置１とを用いて、ステップａ１での実装と同様に、圧接によって各電極２，６，８を接合して、半導体装置１を配線基板７に実装する。このように分離位置が一定であり、かつ欠陥のない部品およびこの部品に残着する電極シート１６に破損がないので、これをそのまま容易に利用し、容易に再度実装することができる。このように再実装した後、ステップａ２に戻る。このようにして正常な実装構造２０ができるまで、製造手順が繰返される。
【００４２】
前述のような本実施の形態の半導体装置２０によれば、半導体装置１と配線基板７との間に、積層された２枚の電極シート１６が介在される。このようにして各電極シート１６間に配置される貫通電極６同士の接合部２１ｂを含めて３カ所の接合部２１ａ〜２１ｃが形成される。したがってこれらのうちの各電極シート１６間の接合部２１ｂで剥離して、半導体装置１と配線基板７とを分離することが可能である。このように電極シート１６間の一定の位置で剥離させて、半導体装置１と配線基板７とを分離することによって、分離後に半導体装置１および配線基板７のいずれかを再利用して、再度実装構造２０を製造することができる。
【００４３】
さらに装置電極２と貫通電極６との接合部２１ａおよび基板電極８と貫通電極６との接合部２１ｃは、異種材質の部材を接合する接合部であり、貫通電極６同士の接合部２１ｂは、同種材質の部材を接合する接合部である。したがって貫通電極６と装置電極２との接合部２１ａの接合強度および貫通電極６と基板電極８との接合部２１ｃの接合強度が、貫通電極６同士の接合部２１ｂの接合強度よりも大きい構造を実現することができる。
【００４４】
これによって、複雑な作業をしなくても、半導体装置１と配線基板７とを分離するための外力を与えるだけの容易な作業によって、貫通電極６同士の接合部２１ｂで剥離させることができる。したがって、容易な作業によって、一定の位置である電極シート１６間に配置される貫通電極６同士の接合部２１ｂで剥離して、半導体装置１と配線基板７とを分離することが容易になる。
【００４５】
前述したように本実施の形態の半導体装置１は、たとえばベアチップ半導体装置である。ベアチップ半導体装置は、ベアチップ半導体装置を製造後に検査されているが、ベアチップ半導体装置の検査は、困難であり、検査結果に誤りがある場合がある。したがって、実装構造２０を検査することによって、半導体装置１の再検査することができる。実装構造２０は、半導体装置１の交換が容易にできるので、半導体装置１としてベアチップ半導体装置を用いて実装構造２０を構成するのに適している。もちろん配線基板７についても、単品で検査され、実装構造２０の検査によって再検査することができ、同様の効果が得られる。
【００４６】
貫通電極６を、めっきによって形成する場合、形成される貫通電極６の寸法が小さい程、貫通電極６の寸法のばらつきが小さい。電極シート１６は複数の貫通電極６を有しており、各貫通電極６と、半導体装置１、配線基板７および他の電極シート１６が有する電極とを１つの接続工程で、接続不良がない接続状態にするために、貫通電極６の両端面部が、平滑面でなければならない。また、電極シート１６の厚み方向一方側の表面別に配置される各貫通電極６の端面同士は、面一でなければならない。
【００４７】
前述のような、端面を有す貫通電極６が形成されるためには、貫通電極本体２２の形状と、貫通電極６の形状とが近似してなければならない。めっきによって貫通電極本体２２の前駆体を形成後に、前述のような端面を形成するために、貫通電極本体２２の前駆体の端面が研磨され、貫通電極本体２２が形成される。
【００４８】
貫通電極６の寸法のばらつきが小さい程、貫通電極６の端面部を研磨する量が少なくなるので、研磨を容易にすることができ、電極シート１６を容易に製造することができる。
【００４９】
図４は本発明の第２実施形態の実装構造３０の接合部２１ａ〜２１ｃを示す断面図であり、図５は実装構造３０を示す断面図である。第２実施形態の実装構造３０は前述した第１実施形態における実装構造２０と類似しており、対応する構成に同一の参照符を付し、異なる構成についてだけ説明し、同様の構成については説明を省略する。図５には、基板電極８の第１層２８および第２層２９を省略して示す。本実施の形態における実装構造３０は、前述の第１実施形態の実装構造２０に対して、貫通電極本体２２の形状および基板電極８の構成が異なる。
【００５０】
本実施の形態では、貫通電極本体２２は、シート本体２４の厚み方向を中心軸方向とする円錐台状に形成される。この貫通電極本体２２の両端部に同様に貫通電極６の第１層３および第２層４が形成される。このように本実施の形態では、貫通電極６は略円錐台形状に形成され、軸線方向一方に向かうにつれて、縮径して形成される。したがって貫通電極２２の両端部の面積である各第２層４の軸線方向の表面の面積が互いに異なる。貫通電極６に関するその他の構成は、前述の第１実施形態の貫通電極６と同様である。
【００５１】
また本実施の形態では、基板電極８は、基板電極本体２７と、基板電極本体２７の表面に形成される積層体とを有する。積層体は、基板電極本体２７側の第１層２８と、第１層２８に積層されて基板電極本体２７と反対側に形成される第２層２９とから構成される。基板電極本体２７は、たとえば銅から成る。第１層２８は、基板電極本体２７の表面にたとえばニッケルを用いてめっきにより形成されるめっき層から成る。第２層２９は、第１層２８にたとえば金を用いてめっきにより積層されて形成されるめっき層から成る。このような積層体を有する構成とすることによって、基板電極８の耐腐食性を向上することができる。
【００５２】
本実施の形態の実装構造３０では、２枚の電極シート１６は、貫通電極６を表面積の小さい側の端部と成る軸線方向の一方端部同士を互いに対向させて配置され、この状態で、各貫通電極６が、圧接によって接合される。このような２枚の電極シート１６を、前述の第１実施形態と同様に、半導体装置１と配線基板７との間に介在させ、装置電極２と一方の電極シート１６の貫通電極６とを圧接によって接合するとともに、基板電極８と他方の電極シート１６の貫通電極６とが圧接によって接合され、装置電極２が貫通電極６を介して基板電極８に、機械的および電気的に接続される。このような実装構造３０では、貫通電極６と装置電極２との接合部２１ａの接合面積および貫通電極６と基板電極８との接合部２１ｃの接合面積が、貫通電極６同士の接合部２１ｂの接合面積よりも大きい。接合面積が大きければ、その接合部の接合強度は大きく、したがって装置電極２と貫通電極６との接合部２１ａの接合強度および基板電極８と貫通電極６との接合部２１ｃの接合強度が、貫通電極６同士の接合部２１ｂの接合強度よりも大きくなる。
【００５３】
実装構造３０における装置電極２と貫通電極６との接合部２１ａは、アルミニウムから成る装置電極２と、金から成る貫通電極６の第２層４との、異種金属部材間の接合である。基板電極８と貫通電極６との接合部２１ｃは、金から成る基板電極８の第２層２９と、金から成る貫通電極６の第２層４との、同種金属部材間の接合である。貫通電極６同士の接合部２１ｂは、共に金から成る貫通電極６の第２層４同士の、同種金属部材間の接合である。
【００５４】
前記３カ所の接合部２１ａ〜２１ｃの接合形態は、固相拡散接合であるので、同種の金属を接合した接合強度よりも、異種の金属を接合した接合強度の方が大きい。したがって、異種の金属を接合している装置電極２と貫通電極６との接合強度が、同種の金属を接合している基板電極８と貫通電極６との接合強度、および貫通電極６同士の接合強度よりも大きい。
【００５５】
本実施の形態は、基板電極８と貫通電極６との接合が、貫通電極６同士の接合と同じ接合条件であるから、基板電極８と貫通電極６との接合部２１ｃの単位面積あたりの接合強度が、貫通電極６同士の接合部２１ｂの単位面積あたりの接合強度と同一となるが、前述のように接合面積が異なる。したがって前記３カ所の接合部２１のうち、貫通電極６同士の接合部２１ｂの接合強度が最も小さくなる。本実施の形態の実装構造３０は、前述の第１実施形態と同様の製造方法によって製造することができる。
【００５６】
このような本実施の形態の実装構造３０によれば、各接合部２１ａ〜２１ｃが、接合面積の差異によって、接合強度が異なり、電極シート１６間の接合部２１ｂの接合強度が最も小さくなるように構成することができる。したがって第１実施形態の実装構造２０と同様の効果を達成することができる。
【００５７】
図６は本発明の第３実施形態の実装構造４０の接合部２１ａ〜２１ｃを示す断面図であり、図７は実装構造４０を示す断面図である。第３実施形態の実装構造４０は、前述した第２実施形態における実装構造３０と類似しており、対応する構成に同一の参照符を付し、異なる構成についてだけ説明し、同様の構成については説明を省略する。本実施の形態における実装構造４０は、貫通電極６と装置電極２とが、圧接されて接合され、貫通電極６と基板電極８とが、圧接されて接合され、貫通電極６同士は、導電性および接着性を有す導電性ペースト１０を用いて接合される。さらに本実施の形態における実装構造４０は、少なくとも、貫通電極６と装置電極２との接合部２１ａ、貫通電極６と基板電極８との接合部２１ｃ、および貫通電極６同士の接合部２１ｂが、これら各接合部２１ａ〜２１ｃを補強するための除去可能な補強材１２によって被覆されている。
【００５８】
導電性ペースト１０は、導電性粒子３３と接着性を有す合成樹脂３４とを有し、導線性粒子３３が合成樹脂３４の中に混合されている。導電性ペースト１０は、具体的には、たとえば銀ペーストであって、銀ペーストの概略図を図８に示す。銀ペーストは導電性粒子３３として銀粒子が用いられる導電性ペースト１０である。合成樹脂３４は、たとえばエポキシ樹脂およびポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂が、ベンゼンおよびアルコールなどの溶剤にて希釈されて構成される。
【００５９】
貫通電極６と装置電極２とは、圧接によって接合され、貫通電極６と基板電極８とは、圧接によって接合される。貫通電極６同士は、貫通電極６同士の間に、導電性ペースト１０を介して、加圧および加熱して導電性ペースト１０によって接合される。このようにして、装置電極２が各貫通電極６を介して、基板電極８に電気的および機械的に接続される。
【００６０】
導電性ペースト１０を用いて接合される接合部の接合強度は、圧接によって接合される接合部の接合強度よりも、単位面積あたりの接合強度が小さいので、前述のように接合面積が小さいことと併せて、前記３カ所の接合部２１ａ〜２１ｃのうち、貫通電極６同士の接合強度が最も小さい実装構造となる。
【００６１】
また本実施の形態の実装構造４０では、前記３カ所の接合部２１ａ〜２１ｃが、除去可能な補強材１２によって被覆されて補強される。補強材１２はたとえば、イソシアネート化合物からなる一液型のウレタン樹脂である。この補強材１２は、加熱することによって溶融し、流動させて除去することができる。
【００６２】
図９は、本実施の形態の実装構造４０の製造方法を示すフローチャートである。ステップｂ０において、実装構造４０の製造が開始されると、ステップｂ１において、電極シート１６の貫通電極６と配線基板７の基板電極８とが圧接によって接合され、別の電極シート１６の貫通電極６と半導体装置１の装置電極２とが圧接によって接合される。次にステップｂ２において、貫通電極６同士が導電性ペースト１０を用いて接合され、装置電極２と基板電極７とが貫通電極６を介して、電気的および機械的に接続される。
【００６３】
各電極２，６，８の接合が終了すると、ステップｂ３において、各接合部２１ａ〜２１ｃが補強材１２によって被覆される。このように各接続部２１ａ〜２１ｃの接続信頼性を高くして、実装構造４０が形成される。
【００６４】
実装構造４０を形成した後、ステップｂ４において、実装構造４０が正常であるかを検査する。この検査は、図３に示す前述の第１および第２実施形態の実装構造２０，３０の製造方法におけるステップａ２の検査と同様の検査である。この検査で、実装構造４０が正常であると判断される場合は、ステップｂ８に移り、実装構造４０の製造を終了する。
【００６５】
ステップｂ４で、検査の結果、実装構造４０に異常があると判断される場合、図３の場合と同様に、部品を交換しなければならない。したがってステップｂ５に移行し、補強材１２を、加熱することによって溶融し、流動させて、除去する。
【００６６】
補強材１２を除去した後、ステップｂ６において、前述したように除去ツール９を用いて、図３に示す製造方法のステップａ３と同様に操作し、貫通電極６同士の接合部２１ｂを剥離して、半導体装置１と配線基板７とを分離する。
【００６７】
このように半導体装置１と配線基板７とを分離後、ステップｂ７において、図３に示す製造方法のステップａ４と同様に、ステップｂ４における検査で欠陥があると判断された部品を交換して、再度実装する。このように半導体装置１を配線基板７に再度実装した後、ステップｂ２に戻る。このようにして正常な実装構造４０ができるまで、製造手順が繰返される。
【００６８】
このような本実施の形態の実装構造４０によれば、各接合部２１ａ〜２１ｃが、接合形態の差異によって、接合強度が異なり、電極シート１６間の接合部２１ｂの接合強度が最も小さくなるように構成することができる。したがって第１実施形態の実装構造２０および第２実施形態の実装構造３０と同様の効果を達成することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、半導体装置と配線基板とを分離するにあたって、貫通電極と装置電極との接合部および貫通電極と基板電極との接合部を避けて、各電極シート間の接合部である一定の位置で剥離することができる。したがって半導体装置を配線基板に実装した後に、半導体装置または配線基板を交換する場合、半導体装置と配線基板とを分離し、代替の半導体装置または配線基板と、交換される半導体装置または配線基板に接続されたまま除去される電極シート枚数と同数の代替の電極シートと、再利用される配線基板または半導体装置とを用いて、半導体装置を配線基板に容易に実装して実装構造を得ることができ、生産性が向上する。このように部品の再利用を容易にすることができる。
【００７０】
また本発明によれば、容易な作業によって、電極シート間に配置される貫通電極同士の接合部で剥離して、半導体装置と配線基板とを分離することが容易になる。このように電極シート間の接合部である一定の位置で、剥離するのが容易になるので、部品の再利用ができるように、容易に分離することができる。
【００７１】
また本発明によれば、電極の材質を異ならせることによって、各接合部のうち、貫通電極同士の接合部の接合強度が最も小さい構造を容易に実現し、外力を与えたときに、貫通電極同士の接合部で剥離する実装構造を容易に実現することができる。部品の再利用ができるように、容易に分離することができる実装構造を容易に得ることができる。
【００７２】
また本発明によれば、接合面積を異ならせることによって、各接合部のうち、貫通電極同士の接合部の接合強度が最も小さい構造を容易に実現し、外力を与えたときに、貫通電極同士の接合部で剥離する実装構造を容易に実現することができる。部品の再利用ができるように、容易に分離することができる実装構造を容易に得ることができる。
【００７３】
また本発明によれば、接合の仕方を異ならせることによって、各接合部のうち、貫通電極同士の接合部の接合強度が最も小さい構造を容易に実現し、外力を与えたときに、貫通電極同士の接合部で剥離する実装構造を容易に実現することができる。部品の再利用ができるように、容易に分離することができる実装構造を容易に得ることができる。
【００７４】
また本発明によれば、各接合部が意図しない外力によって、剥離することを防ぐことができるので、各接合部の接合信頼性を向上することができる。また半導体装置と配線基板とを分離するときには、補強材を除去して、貫通電極同士の接合部で容易に剥離することができるので、前述したように、各接合部の接合信頼性を向上したうえで、部品の再利用ができるように、分離することができる実装構造を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である接合部２１の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態である半導体装置の実装構造２０の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態である半導体装置の実装構造２０の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態である接合部２１の断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態である半導体装置の実装構造３０の断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態である接合部２１の断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態である半導体装置の実装構造４０の断面図である。
【図８】実装構造４０における導電性ペースト１０の概略図である。
【図９】本発明の第３実施形態である半導体装置の実装構造４０の製造方法を示すフローチャートである
【図１０】従来技術である異方導電コネクタ１３の断面図である。
【図１１】従来技術である半導体装置の実装構造の断面図である。
【符号の説明】
１　半導体装置
２　装置電極
３　貫通電極の第１層
４　貫通電極の第２層
６　貫通電極
７　配線基板
８　基板電極
９　除去ツール
１０　導電性ペースト
１２　補強材
１５　貫通孔
１６ａ，１６ｂ　電極シート
２０，３０，４０　半導体装置の実装構造
２１ａ〜２１ｃ　接合部
２２　貫通電極本体
２４　シート本体
２５　移動方向
２７　基板電極本体
２８　基板電極の第１層
２９　基板電極の第２層
３３　導電性粒子
３４　合成樹脂
【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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