(57)【要約】【課題】小型化に適した接合構造を提供する。【解決手段】接合構造１００は電子部品１１０と中継基板１２０と複数の接合部材１５０とを有している。中継基板１２０はベース部１２２に接合された筒状の周壁部１２４を有している。周壁部１２４は電子部品１１０の周囲に配置された枠部材を構成している。電子部品１１０は接着剤１４０を介してベース部１２２に固定されている。電子部品１１０は複数の接合パッド１１２を有し、中継基板１２０は電子部品１１０の接合パッド１１２と同数の接合パッド１３２を有している。接合パッド１３２は周壁部１２４の上面に配置されている。接合パッド１１２と接合パッド１３２は、それぞれ、互いに隣接して配置されている。接合部材１５０は、それぞれ、接合パッド１１２と接合パッド１３２とを互いに電気的に接合している。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品と、
前記電子部品の周囲に配置された枠部材を含む中継基板と、
前記電子部品と前記中継基板とを互いに電気的に接合している複数の接合部材とを有し、
前記電子部品が前記中継基板に接着によって固定されており、前記電子部品は複数の第一の接合パッドを有し、前記中継基板は前記第一の接合パッドと同数の第二の接合パッドを有し、前記第一の接合パッドと前記第二の接合パッドは、それぞれ、互いに隣接して配置されていて、前記接合部材を介して互いに電気的に接合されている、接合構造。
【請求項２】
前記第一の接合パッドと前記第二の接合パッドとが同一平面上に配置されている、請求項１に記載の接合構造。
【請求項３】
前記接合部材は、前記第一の接合パッドと前記第二の接合パッドにそれぞれ第一のバンプと第二のバンプを形成し、前記第一のバンプと前記第二のバンプをそれぞれ前記第一の接合パッドと前記第二の接合パッドに押圧して互いに接合させたことにより形成されている、請求項１に記載の接合構造。
【請求項４】
前記中継基板は、前記第二の接合パッドと同数の第三の接合パッドと、前記第二の接合パッドと前記第三の接合パッドとをそれぞれ互いに電気的に接続している複数の配線とをさらに有している、請求項１に記載の接合構造。
【請求項５】
前記第二の接合パッドと前記第三の接合パッドは共に前記枠部材に配置されており、前記配線は前記枠部材の表面を延びている、請求項４に記載の接合構造。
【請求項６】
前記第二の接合パッドと前記第三の接合パッドは共に前記枠部材に配置されており、前記配線は前記枠部材を貫通して延びている、請求項４に記載の接合構造。
【請求項７】
前記中継基板は、前記電子部品が固定されるベース部と、前記ベース部に接合された筒状の周壁部とを有し、前記壁部は、前記ベース部を取り囲んでいて、前記枠部材を構成しており、前記第二の接合パッドは前記周壁部に配置されている、請求項１に記載の接合構造。
【請求項８】
前記中継基板は、前記電子部品が固定されるベース部と、前記ベース部に接合された複数の壁部とを有し、前記複数の壁部は、前記ベース部の周縁に配置されていて、前記枠部材を構成しており、前記第二の接合パッドは前記壁部に配置されている、請求項１に記載の接合構造。
【請求項９】
前記中継基板は、前記電子部品が固定される複数の壁部から構成されており、前記複数の壁部は前記枠部材を構成している、請求項１に記載の接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特開２００３−３３８５１９号公報は、半導体チップと配線基板とがワイヤーによって電気的に接続された接合構造を開示している。この接合構造では、半導体チップの主面の一辺に沿って配置された複数の電極パッドと、半導体チップの一辺に沿って配線基板の主面に配置された複数の電極パッドとがそれぞれ複数のワイヤーによって電気的に接続されている。半導体装置の平面サイズの小型化のためには、電極パッドの配列ピッチを狭くする必要である。しかし、配線ピッチを狭くすると、隣り合うワイヤー同士の短絡の不具合が発生する。そこで、隣り合うワイヤーのループの高さを互い違いにし、また配線基板の電極パッドの配列を互い違いに形成して、隣り合う電極パッドの接合個所を離すことにより、隣り合うワイヤーの短絡を防ぎ、これにより半導体装置の小型化を図っている。
【特許文献１】特開２００３−３３８５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
半導体装置全体をさらに小型化するためには、実装厚みを抑えて、配線基板（以後、中継基板と記載する）の外形を小さくする必要がある。
【０００４】
しかし、従来技術では、ワイヤーボンディングのワイヤーのループ高さが必要になることや、また、ワイヤーを接続するため中継基板の電極パッド（以後、接合パッドと記載する）の配列が、互い違いに形成され接合パッドの占有する面積が増え、中継基板の内側に設置される電子部品の接合パッドが占有している領域以上に中継基板の接合パッドの領域が必要となり、中継基板の接合パッドの領域が中継基板の外側に広がってしまうため、半導体装置の外形を抑えてさらに小型化することが困難である。
【０００５】
本発明は、この様な実状を考慮して成されたものであり、その目的は、小型化に適した接合構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による接合構造は、電子部品と、前記電子部品の周囲に配置された枠部材を含む中継基板と、前記電子部品と前記中継基板とを互いに電気的に接合している複数の接合部材とを有している。前記電子部品は、前記中継基板に接着によって固定されている。前記電子部品は複数の第一の接合パッドを有し、前記中継基板は前記第一の接合パッドと同数の第二の接合パッドを有している。前記第一の接合パッドと前記第二の接合パッドは、それぞれ、互いに隣接して配置されていて、前記接合部材を介して互いに電気的に接合されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、小型化に適した接合構造が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【０００９】
＜第一実施形態＞
本発明の第一実施形態の接合構造を図１〜図３を参照して説明する。図１は、本発明の第一実施形態の接合構造に用いられる中継基板の斜視図である。図２は、本発明の第一実施形態の接合構造の平面図である。図３は、図２に示されたIII−III線に沿った接合構造の断面図である。
【００１０】
接合構造１００は、電子部品１１０と、中継基板１２０と、電子部品１１０と中継基板１２０とを互いに電気的に接合している複数の接合部材１５０とを有している。
【００１１】
電子部品１１０としては、例えば、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｅｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサなどの撮像素子や、集積回路やＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）などの半導体が挙げられる。
【００１２】
中継基板１２０の素材としては、例えば、ポリイミド材、エポキシ材、シリコン、セラミックスなどが挙げられる。中継基板１２０の例としては、例えば、フレキシブル基板、プリント配線基板、シリコン基板、セラミックパッケージなどが挙げられる。
【００１３】
中継基板１２０は、電子部品１１０が固定されるベース部１２２と、ベース部１２２に接合された筒状の周壁部１２４とを有している。ベース部１２２と周壁部１２４は、例えば、一体に形成されている。
【００１４】
電子部品１１０は矩形の外形を有しており、ベース部１２２は矩形形状をしており、周壁部１２４は矩形の筒状をしている。周壁部１２４の内側の空間は、電子部品１１０の外形よりも一回り大きい。周壁部１２４は、ベース部１２２を取り囲んでおり、電子部品１１０の周囲に配置された枠部材を構成している。ベース部１２２と周壁部１２４は、電子部品１１０を収容し得る空間であるくぼみ１２６を規定している。
【００１５】
電子部品１１０は、中継基板１２０のくぼみ１２６に収容され、接着剤１４０を介してベース部１２２に接着によって固定されている。接着剤１４０の材料としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。
【００１６】
電子部品１１０は、複数の接合パッド１１２を有している。接合パッド１１２は、電子部品１１０の上面の周縁に配置されている。例えば電子部品１１０はＣＣＤなどの撮像素子の場合、光の受光面を主面とすると、接合パッド１１２も主面に形成されている。接合パッド１１２の材料としては、例えば、金、アルミ、ハンダなどのバンプやパッドやメッキが挙げられる。
【００１７】
また中継基板１２０は、電子部品１１０の接合パッド１１２と同数の接合パッド１３２を有している。接合パッド１３２は、周壁部１２４の上面に配置されている。電子部品１１０の接合パッド１１２と中継基板１２０の接合パッド１３２は同じピッチで配置されている。電子部品１１０の接合パッド１１２と中継基板１２０の接合パッド１３２は、それぞれ、互いに隣接して配置されている。
【００１８】
中継基板１２０は、接合パッド１３２と同数の接合パッド１３４と、接合パッド１３２と接合パッド１３４とをそれぞれ互いに電気的に接続している複数の配線１３６とをさらに有している。接合パッド１３４は周壁部１２４の下面に配置されており、配線１３６は周壁部１２４の表面を延びている。つまり、配線１３６は、接合パッド１３２から周壁部１２４の上面を外側に向かって延び、周壁部１２４の側面を下方に延び、周壁部１２４の下面を内側に向かって延び、接合パッド１３４で終端している。本実施形態では、接合パッド１３４は周壁部１２４の下面に配置されているが、周壁部１２４の側面に配置されていてもよい。
【００１９】
中継基板１２０の接合パッド１３２と接合パッド１３４と配線１３６は、例えば、同じ材料で形成されている。接合パッド１３２と接合パッド１３４を含めた配線１３６としては、例えば、銅配線や、銅配線に金メッキしたもの、銅配線にニッケル金メッキしたもの、銅配線にハンダメッキしたもの、銅配線にスズメッキしたもの、金配線、アルミ配線が挙げられる。
【００２０】
接合部材１５０は、それぞれ、電子部品１１０の接合パッド１１２と中継基板１２０の接合パッド１３２とを互いに電気的に接合している。接合部材１５０は、電子部品１１０の接合パッド１１２と中継基板１２０の接合パッド１３２にそれぞれ第一のバンプ１５２と第二のバンプ１５４を形成し、第一のバンプ１５２と第二のバンプ１５４をそれぞれ接合パッド１１２と接合パッド１３２に押圧してつぶすことにより第一のバンプ１５２と第二のバンプ１５４の面積を広げ、第一のバンプ１５２と第二のバンプ１５４の側面を接触させることにより第一のバンプ１５２と第二のバンプ１５４を互いに接合させたことにより形成されている。バンプ１５２，１５４としては、例えば、金バンプが挙げられる。
【００２１】
好ましくは、周壁部１２４は、その上面が、ベース部１２２上に設置された電子部品１１０の上面と同一面となる高さを有している。これにより、電子部品１１０の接合パッド１１２と中継基板１２０の接合パッド１３２は同一平面上に配置されている。つまり、接合パッド１１２と接合パッド１３２とが面一に形成されている。
【００２２】
しかし、接合パッド１１２と接合パッド１３２は必ずしも面一に形成されていなくてもよい。
【００２３】
中継基板１２０の周壁部１２４の上面が電子部品１１０の上面よりも高い場合は、電子部品１１０の接合パッド１１２にバンプ１５２を多段で積み上げ、バンプ１５２の高さが、中継基板１２０の接合パッド１３２に一段で設けたバンプ１５４と同じ高さになるように調整するとよい。
【００２４】
中継基板１２０の周壁部１２４の上面が電子部品１１０の上面よりも低い場合は、中継基板１２０の接合パッド１３２にバンプ１５４を多段で積み上げ、バンプ１５４の高さが、電子部品１１０の接合パッド１１２に一段で設けたバンプ１５２と同じ高さになるように高さを調整するとよい。
【００２５】
上述した接合構造１００において、中継基板１２０は、これに限らないが、例えば、外形が４．３７ｍｍ角で、厚さが０．３６ｍｍであり、内径５．５ｍｍの円筒形の容器に入る大きさである。中継基板１２０の接合パッド１３２は、これに限らないが、例えば、１００μｍの幅を有し、２００μｍのピッチで配置されている。バンプ１５２，１５４は、これに限らないが、例えば、直径が７０〜１００μｍ、高さが２０〜５０μｍである。
【００２６】
接合構造１００は、例えば、次のようにして製造される。
【００２７】
（１）中継基板１２０の接合パッド１３２上にバンプ１５４を形成する。電子部品１１０の接合パッド１１２上にバンプ１５２を形成する。
【００２８】
（２）中継基板１２０のベース部１２２に接着剤１４０を塗布し、電子部品１１０をベース部１２２に設置して固定する。
【００２９】
（３）中継基板１２０を加熱圧着装置に固定する。
【００３０】
（４）加熱圧着装置により中継基板１２０の接合パッド１３２上のバンプ１５４と電子部品１１０の接合パッド１１２上のバンプ１５２に圧力と熱を加えてバンプ１５２，１５４をつぶしバンプ１５２，１５４の側面同士を接触させて接合させる。
【００３１】
本実施形態の接合構造１００では、バンプ１５２，１５４を押圧して変形させて側面同士で接合させることにより接合部材を形成しているので、接合部材１５０の高さが低く抑えられる。このため、接合構造１００の厚さを薄くでき、中継基板１２０の外形を小さくできる。これにより、中継基板１２０を含めた接合構造１００全体の外形を小さくすることができ、実装密度の向上を図ることができる。
【００３２】
中継基板１２０に電子部品１１０を収容する空間を設け、一つの中継基板１２０で電子部品を固定しているため、複数の中継基板を使用する固定法に比べて、固定工程が少なくて済む。
【００３３】
電子部品１１０の接合パッド１１２が接合パッド１３２と電気的に接合され、接合パッド１３２と電気的に接続された配線１３６が周壁部１２４の側面や下面まで延びているため、電子部品１１０の接合パッド１１２が中継基板１２０の側面や下面に引き出されている。
【００３４】
中継基板１２０の接合パッド１３２と電子部品１１０の接合パッド１１２とが面一で形成されている構成においては、両者間に段差がある構成に比べて、接合パッド間の距離が短いため、接合部材１５０の量が少なくて済み、そのぶんコストが抑えられる。
【００３５】
＜第二実施形態＞
本発明の第二実施形態の接合構造を図４〜図６を参照して説明する。図４は、本発明の第二実施形態の接合構造に用いられる中継基板の斜視図である。図５は、本発明の第二実施形態の接合構造の平面図である。図６は、図５に示されたVI−VI線に沿った接合構造の断面図である。これらの図において、図１〜図３に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
【００３６】
本実施形態の接合構造２００は、第一実施形態の中継基板１２０に代えて、中継基板２２０を有している。中継基板２２０は、電子部品１１０が固定されるベース部２２２と、ベース部２２２に接合された複数の例えば四つの壁部２２４とを有している。複数の壁部２２４は、ベース部２２２の周縁に配置されており、電子部品１１０の周囲に配置された枠部材を構成している。四つの壁部２２４は、互いに間隔を置いて配置されている。つまり、各壁部２２４は、矩形のベース部２２２の各辺の中央部分すなわち各辺の両端付近を除いた部分においてベース部２２２に接合されている。ベース部２２２と壁部２２４は、電子部品１１０を収容し得る空間２２６を規定している。
【００３７】
電子部品１１０は、中継基板２２０の空間２２６に収容され、接着剤１４０を介してベース部２２２に接着によって固定されている。
【００３８】
中継基板２２０は、電子部品１１０の接合パッド１１２と同数の接合パッド２３２と、接合パッド２３２と同数の接合パッド２３４と、接合パッド２３２と接合パッド２３４とをそれぞれ互いに電気的に接続している複数の配線２３６とを有している。接合パッド２３２と接合パッド２３４と配線２３６の構成は、それぞれ、第一実施形態の接合パッド１３２と接合パッド１３４と配線１３６と同様である。
【００３９】
接合構造２００は、円筒形の容器２６０に収容されている。接合構造２００は、電子部品１１０の主面が、円筒形の容器２６０の軸に垂直になるように配置されている。
【００４０】
本実施形態の接合構造２００は第一実施形態の接合構造１００と同様の利点を有する。
【００４１】
さらに本実施形態の接合構造２００では、四つの壁部２２４が矩形のベース部２２２の四隅を外してベース部２２２に接合されているため、接合構造２００を収容する容器２６０の内径を小さく抑えることができる。これにより、実装密度の向上を図ることができる。
【００４２】
＜第三実施形態＞
本発明の第三実施形態の接合構造を図７を参照して説明する。図７は、本発明の第三実施形態の接合構造の断面図であり、第二実施形態の図６に対応する断面を示している。図７において、図１〜図６に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
【００４３】
本実施形態の接合構造３００は、第二実施形態の中継基板２２０に代えて、中継基板３２０を有している。中継基板３２０は、第二実施形態の中継基板２２０と同様の外観形状を有しており、電子部品１１０が固定されるベース部３２２と、ベース部３２２に接合された複数の例えば四つの壁部３２４とを有している。複数の壁部３２４は、ベース部３２２の周縁に互いに間隔を置いて配置されており、電子部品１１０の周囲に配置された枠部材を構成している。
【００４４】
電子部品１１０は、接着剤１４０を介して中継基板３２０のベース部３２２に接着によって固定されている。
【００４５】
中継基板３２０は、電子部品１１０の接合パッド１１２と同数の接合パッド３３２と、接合パッド３３２と同数の接合パッド３３４と、接合パッド３３２と接合パッド３３４とをそれぞれ互いに電気的に接続している複数の貫通配線３３６とを有している。接合パッド３３２は壁部３２４の上面に配置され、接合パッド３３４は壁部３２４の下面に配置されている。貫通配線３３６は、壁部３２４に形成された貫通孔３２８を通って、壁部３２４を貫通して延びている。
【００４６】
本実施形態の接合構造３００は第二実施形態の接合構造２００と同様の利点を有する。
【００４７】
さらに本実施形態の接合構造では、接合パッド３３２と接合パッド３３４とが壁部３２４の内部を貫通している貫通配線３３６を介して接続されているので、第一実施形態や第二実施形態のように周壁部や壁部の表面を延びている配線を介して接続されている構成に比べて配線長が短く、そのぶん配線抵抗が小さい。
【００４８】
＜第四実施形態＞
本発明の第四実施形態の接合構造を図８〜図１０を参照して説明する。図８は、本発明の第四実施形態の接合構造に用いられる中継基板の斜視図である。図９は、本発明の第四実施形態の接合構造の平面図である。図１０は、図９に示されたX−X線に沿った接合構造の断面図である。これらの図において、図１〜図６に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材であり、その詳しい説明は省略する。
【００４９】
本実施形態の接合構造４００は、第二実施形態の中継基板２２０に代えて、中継基板４２０を有している。中継基板４２０は、電子部品１１０が固定される複数の例えば四つの壁部４２４から構成されている。壁部４２４は、それぞれ、接着剤１４０を介して電子部品１１０の側面に接着によって固定されており、電子部品１１０の周囲に配置された枠部材を構成している。四つの壁部４２４は、互いに間隔を置いて配置されている。つまり、各壁部４２４は、矩形の電子部品１１０の各辺の中央部分すなわち各辺の両端付近を除いた部分において電子部品１１０に固定されている。
【００５０】
接合構造４００は、例えば、次のようにして製造される。
【００５１】
（１）中継基板４２０の接合パッド４３２上にバンプ１５４を形成する。電子部品１１０の接合パッド１１２にバンプ１５２を形成する。
【００５２】
（２）電子部品１１０の四辺の外側の側面または壁部４２４の内側の側面に接着剤１４０を塗布する。
【００５３】
（３）四つの壁部４２４をそれぞれ電子部品１１０の四辺の側面に接触させて固定する。
【００５４】
（４）中継基板４２０を加熱圧着装置に固定する。
【００５５】
（５）加熱圧着装置により中継基板４２０の接合パッド４３２上のバンプ１５４と電子部品１１０の接合パッド１１２上のバンプ１５２に圧力と熱を加えてバンプ１５２，１５４をつぶしバンプ１５２，１５４の側面同士を接触させて接合させる。
【００５６】
本実施形態の接合構造４００は第二実施形態の接合構造２００と同様の利点を有する。
【００５７】
さらに本実施形態の接合構造４００では、中継基板４２０が四つの壁部４２４から構成されているので、接合構造４００の厚さを第一実施形態〜第三実施形態に示した構成に比べて小さくすることができる。
【００５８】
これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第一実施形態の接合構造に用いられる中継基板の斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態の接合構造の平面図である。
【図３】図２に示されたIII−III線に沿った接合構造の断面図である。
【図４】本発明の第二実施形態の接合構造に用いられる中継基板の斜視図である。
【図５】本発明の第二実施形態の接合構造の平面図である。
【図６】図５に示されたVI−VI線に沿った接合構造の断面図である。
【図７】本発明の第三実施形態の接合構造の断面図であり、第二実施形態の図６に対応する断面を示している。
【図８】本発明の第四実施形態の接合構造に用いられる中継基板の斜視図である。
【図９】本発明の第四実施形態の接合構造の平面図である。
【図１０】図９に示されたX−X線に沿った接合構造の断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１００…接合構造、１１０…電子部品、１１２…接合パッド、１２０…中継基板、１２２…ベース部、１２４…周壁部、１３２…接合パッド、１３４…接合パッド、１３６…配線、１４０…接着剤、１５０…接合部材、１５２…バンプ、１５４…バンプ、２００…接合構造、２２０…中継基板、２２２…ベース部、２２４…壁部、２２６…空間、２３２…接合パッド、２３４…接合パッド、２３６…配線、２６０…容器、３００…接合構造、３２０…中継基板、３２２…ベース部、３２４…壁部、３２８…貫通孔、３３２…接合パッド、３３４…接合パッド、３３６…貫通配線、４００…接合構造、４２０…中継基板、４２４…壁部、４３２…接合パッド。
【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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