(57)【要約】【課題】従来の補強用樹脂を半導体パッケージと半導体基板装置に使用すると、半導体パッケージ１が不良であった時に、これを取り外して交換する作業（リペア）は困難を伴う。すなわち、補強用樹脂がマザー基板に残留してしまい、リペア性を損なう。【解決手段】マザー基板１３と、このマザー基板の上面に装着された半導体パッケージ１１と、この半導体パッケージ１１と前記マザー基板３との接続が補強用樹脂１５で補強された半導体基板装置において、前記補強用樹脂１５は主成分が熱硬化性樹脂から成るリペアブル樹脂であって、熱硬化後の弾性率が少なくとも３．１ＧＰａ以上である半導体基板装置。【選択図】図１
2005332853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着端子を持つ接着物の表面粗さが前記接着物を接続するための被接着物の表面粗さよりも大きい関係にある部材同士を接着する補強用樹脂において、
前記補強用樹脂は主成分が熱硬化性樹脂から成るリペアブル樹脂であって、熱硬化後の弾性率が少なくとも３．１ＧＰａ以上である補強用樹脂。
【請求項２】
マザー基板と、
このマザー基板の上面に装着された半導体パッケージと、
この半導体パッケージと前記マザー基板との接続が補強用樹脂で補強された半導体基板装置において、
前記補強用樹脂は主成分が熱硬化性樹脂から成るリペアブル樹脂であって、
熱硬化後の弾性率が少なくとも３．１ＧＰａ以上である半導体基板装置。
【請求項３】
前記半導体パッケージは前記マザー基板に接続するための突起電極を持ち、前記マザー基板は前記突起電極に対応する接続電極を持ち、前記半導体パッケージの表面粗さが、前記マザー基板の表面粗さより大きい請求項２に記載の半導体基板装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補強用樹脂とこれを用いた半導体基板装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の補強用樹脂とこれを用いた半導体基板装置について説明する。図３に従来の補強用樹脂とこれを用いた半導体基板装置を示す。図３ａにおいて、１は半導体集積回路が内蔵された半導体パッケージであり、２は、この半導体パッケージ１の下面に設けられた接続端子（ＢＧＡ）である。３は、半導体パッケージ１が装着されるマザー基板であり、４はこのマザー基板３の上面に敷設された接続パターンである。
図３ｂは、このマザー基板３に半導体パッケージ１を載置して、接続端子２と接続パターン４とを電気的に接続したものである。そして、このマザー基板３と半導体パッケージ１との間に補強用樹脂５を注入して熱硬化させて固定していた。補強用樹脂５の注入は、半導体パッケージ１のマザー基板３への接続を強化するとともに温度変化や湿度に対する信頼性を高めるために行う。
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平１０−２０９３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながらこのような従来の補強用樹脂を半導体パッケージと半導体基板装置に使用すると、半導体パッケージ１が不良であった時に、これを取り外して交換する作業（リペア）は困難を伴う。即ち、補強用樹脂５同士の結合に比べて、補強用樹脂５と半導体パッケージ１或いはマザー基板３との結合も同程度に強く接続されているので、半導体パッケージ１を取り除く際に、補強用樹脂５がマザー基板３側にも残ってしまう。
補強用樹脂５が残留した状態を図４に模式的に示す。このように、補強用樹脂５や接続端子２がマザー基板１に残ると、新しい半導体パッケージ１ａをそのままマザー基板３に装着することができない。従って、この補強用樹脂５や接続端子２を除去する作業をしなければならない。しかし、この従来の補強用樹脂５を使用すると、マザー基板３と強固に接着するため、きれいに剥がすことは困難であった。
そこで本発明はこのような問題を解決したもので、きれいに剥がすことができ、リペア性の良い補強用樹脂を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記従来の課題を解決するために、本発明の補強用樹脂とこれを用いた半導体基板装置は、接着端子を持つ接着物の表面粗さが前記接着物を接続するための被接着物の表面粗さよりも大きい関係にある部材同士を接着する補強用樹脂において、
前記補強用樹脂は主成分が熱硬化性樹脂から成るリペアブル樹脂であって、熱硬化後の弾性率が少なくとも３．１ＧＰａ以上である補強用樹脂であります。
【０００５】
さらに、本発明の補強用樹脂とこれを用いた半導体基板装置は、マザー基板と、このマザー基板の上面に装着された半導体パッケージと、この半導体パッケージと前記マザー基板との接続が補強用樹脂で補強された半導体基板装置において、前記補強用樹脂は主成分が熱硬化性樹脂から成るリペアブル樹脂であって、熱硬化後の弾性率が少なくとも３．１ＧＰａ以上である半導体基板装置であります。
【０００６】
さらに、請求項２において、前記半導体パッケージは前記マザー基板に接続するための突起電極を持ち、前記マザー基板は前記突起電極に対応する接続電極を持ち、前記半導体パッケージの表面粗さが、前記マザー基板の表面粗さより大きい請求項２に記載の半導体基板装置であります。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように本発明によれば、補強用樹脂の熱硬化後の弾性率が高いので、接着物の近傍を加熱しながら接着物を被接着物から外すように力を加えると、補強用樹脂内では外す力に抗してそのままの状態を保とうとする。その結果、補強用樹脂内で補強用樹脂同士が切断される前に、被接着物との界面で剥離されることになる。なお、接着物の表面粗さは、被接着物の接着面の表面粗さより粗いので、補強用樹脂は接着物側に付着し、被接着物側には付着しない。従って、この補強用樹脂を被接着物から除去する作業は不要となり、被接着物から補強用樹脂をきれいに剥がすことができる。
【０００８】
このようにして、被接着物をリサイクルすることができるので、資源の有効利用を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。本発明の半導体基板装置を図１に示す。図１ａにおいて、１１は半導体集積回路が内蔵された半導体パッケージ（接着物の一例として用いた）であり、セラミックで形成されている。また、この半導体パッケージの表面粗さ（Ｒａ）は０．６１μｍである。
【００１０】
１２は、この半導体パッケージ１１の下面に接続された導電性の接続端子（ＢＧＡ）であり、複数個設けられている。そして、この接続端子１２は、半導体パッケージ１１の内部に埋設された半導体集積回路に接続されるとともに、半田で接続されている。
【００１１】
なお、この接続端子１２間のピッチは、１．２７ｍｍ程度であり、その高さは０．８ｍｍ程度である。この接続端子１２の半導体パッケージ１１側は半田で固着されており、マザー基板１３側も半田で固着されている。
【００１２】
１３は、半導体パッケージ１１が装着されるマザー基板（被接着物の一例として用いた）であり、フェノール樹脂等で形成されている。また、このマザー基板１３の表面粗さ（Ｒａ）は０．３１μｍである。１４は、このマザー基板１３の上面に敷設された接続パターンであり、このマザー基板１３上に設けられた他の回路と接続されている。
【００１３】
図１ｂは、このマザー基板１３に半導体パッケージ１１を載置して、接続端子１２と接続パターン１４とを電気的に接続したものである。１５は、このマザー基板１３と半導体パッケージ１４との間に注入された補強用樹脂（アンダーフィル或いは中間剤ともいう）であり、この補強用樹脂１５を熱硬化させることにより、半導体パッケージ１１のマザー基板１３への機械的装着を強化して確りと固着するものである。このことにより、熱サイクルやヒートショック等に対する接続の信頼性を高めている。
【００１４】
この補強用樹脂１５は、主成分が熱硬化性樹脂から成るリペアブル樹脂であって、熱硬化後の弾性率が少なくとも３．１ＧＰａ以上のものを用いている。なお、この補強用樹脂１５は、エポキシ樹脂１００重量部、硬化剤３〜６０重量部及び可塑剤１〜９０重量部からなる熱硬化性樹脂組成物である。
【００１５】
このようにして製造された半導体基板装置において、半導体パッケージ１１をマザー基板１３に装着する。そして、補強用樹脂１５を半導体パッケージ１１とマザー基板１３の間に充填する。
【００１６】
この後、半導体パッケージ１１の不良や、あるいは、半導体パッケージ１１の接続端子１２とマザー基板１３の接続パターン１４との接続不良が生じた場合、半導体パッケージ１１をマザー基板１３から外す必要が生ずる。
【００１７】
半導体パッケージ１１をマザー基板１３から外す場合においては、半導体パッケージ１１とマザー基板１３との間を接着した補強用樹脂１５を加熱（２３０度Ｃ〜２６０度Ｃ）することにより、補強用樹脂１５を軟化して取り外す。
【００１８】
このとき、リペア性の優れた補強樹脂１５が望まれる。すなわち、図２に示すように、、補強用樹脂１５のほとんど全ては半導体パッケージ１１の方に付着して、マザー基板１３の方には付着しないものが良い。ここで、半導体パッケージ１１の表面粗さがマザー基板の表面粗さより粗いときは、補強用樹脂１５の接触面面積が大きくなるので、マザー基板１３との間よりも補強用樹脂と半導体パッケージ１１との接着力は大きくなる。この時、補強用樹脂の弾性力がマザー基板１３と補強用樹脂との接着力より大きければ、補強用樹脂１５内で補強用樹脂１５同士が切断される前に、マザー基板１３から補強用接着樹脂１５をきれいに剥離することが出来る。従って、マザー基板１３に残る補強用樹脂１５や接続端子１２の量は著しく少なくなり、この補強用樹脂１５や接続端子１２の除去や洗浄を容易に行なうことができる。このような補強用樹脂１５を用いることにより、その後の新しい半導体パッケージ１１ａの装着が容易となる。
【００１９】
このリペア性を得るために、様々な熱硬化後の弾性率をもつ補強用樹脂を試した。サンプル１、２、３及び４は、熱硬化後の弾性率が、それぞれ１．８、３．１、３．３、および５．９ＧＰａの補強用樹脂である。各サンプルを図１で説明した工法を用いてマザー基板に取り付けた後、リペア性を目視確認した。その結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】
2005332853.tif 000003
【００２１】
表１から明らかなように、ここで、補強用樹脂１５の熱硬化後の弾性率が３．１ＧＰａ以上であれば、良好な剥離性能を得ることができる。
【００２２】
このように、本実施の形態における半導体基板装置は、弾性率の高い補強用樹脂１５を用いている。従って、半導体パッケージ１１の近傍を加熱しながら外すと、その外す力が加わると補強用樹脂１５内部ではその力に抗して（弾性力で）そのままの状態を保とうとする。その結果、補強用樹脂１５内で補強用樹脂１５同士が切断される前に、マザー基板１３との界面できれいに剥離することになる。
【００２３】
なお、半導体パッケージ１１とその接続電極１２の接続強度は、接続電極１２とマザー基板１３上の電極１４との間の接続強度より強いので、補強用樹脂１５のほとんどは半導体パッケージ１１側に付着し、マザー基板１３側には付着しない。従って、この補強用樹脂１５をマザー基板１３から除去する作業は不要となり、半導体基板装置を容易に補修することができる。
【００２４】
また、マザー基板１３をリサイクルすることができるので、資源の有効利用を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明にかかる補強用樹脂は、剥離性が良いので補修が容易となり、補修の可能性のある半導体装置に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）は同、半導体装置の組み立て前の断面図（ｂ）は同、組み立て後の断面図
【図２】本発明の一実施の形態における半導体パッケージの取り外し断面図
【図３】（ａ）は、従来の半導体基板装置の組み立て前の断面図（ｂ）は同、組み立て後の断面図
【図４】同、半導体パッケージの取り外し断面図
【符号の説明】
【００２７】
１１  半導体パッケージ
１３  マザー基板
１５  補強用樹脂
【図１】
2005332853.tif 000004
【図２】
2005332853.tif 000005
【図３】
2005332853.tif 000006
【図４】
2005332853.tif 000007