專利名稱：集成電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路裝置，更特定地說，涉及層疊安裝了構(gòu)成電子電路的各種要素的多個(gè)基板而形成的集成電路裝置中的基板間的連接結(jié)構(gòu)。
如

圖14中所示，集成電路裝置21具備芯片基板22；經(jīng)連接層29安裝在芯片基板22的表面上的電子部件24；外殼25；焊錫球26；布線圖形27；以及焊接區(qū)28。
在芯片基板22上設(shè)置通孔，經(jīng)該通孔導(dǎo)電性地連接連接層29與布線圖形27。將具有上述的結(jié)構(gòu)的芯片基板22安裝在例如母板(未圖示)上。
在將芯片基板22安裝在母板上時(shí)，通常使焊錫球26熔融。但是，由于沒有設(shè)置支撐芯片基板22的構(gòu)件，故有時(shí)在傾斜的狀態(tài)下安裝芯片基板22。因此，例如在與母板相對(duì)的芯片基板22的背面上安裝部件的情況下，該部件被按壓到母板上而受到損傷，存在集成電路裝置21的可靠性下降的問題。
本發(fā)明的集成電路裝置具備第1基板部、第2基板部、焊錫凸點(diǎn)和支撐構(gòu)件。將第2基板部安裝在第1基板部上。焊錫凸點(diǎn)導(dǎo)電性地連接第1基板部與第2基板部之間。在第1基板部與第2基板部之間設(shè)置支撐構(gòu)件，在第1基板部上支撐第2基板部。在此，所謂基板部，是包含基板本身和該基板具有的各種部件或布線等的構(gòu)成電子電路的要素這兩者的概念。
通過以這種方式在第1基板部與第2基板部之間設(shè)置支撐構(gòu)件，可在第2基板部的安裝時(shí)用支撐構(gòu)件來支撐第2基板部，可阻止第2基板部發(fā)生傾斜。即，可將第1基板部與第2基板部之間的間隔大致保持均勻。由此，在第2基板部中在與第1基板部相對(duì)的背面上安裝了部件的情況下，可阻止該部件被按壓到第1基板部上而受到損傷。
上述支撐構(gòu)件最好將第1基板部與第2基板部之間的間隔調(diào)節(jié)成焊錫凸點(diǎn)的寬度比焊錫凸點(diǎn)的高度大。
通過以這種方式將焊錫凸點(diǎn)作成橫長形狀，可增加第1基板部表面的導(dǎo)電層和第2基板部表面的導(dǎo)電層與焊錫凸點(diǎn)的接觸面積，不僅可提高第1基板部與第2基板部之間的連接強(qiáng)度，而且還可降低接觸電阻。
更為理想的是，上述支撐構(gòu)件將第1基板部與第2基板部之間的間隔調(diào)節(jié)成焊錫凸點(diǎn)的高度為焊錫凸點(diǎn)的寬度的86％以上至93％以下。
可認(rèn)為，通過增加焊錫凸點(diǎn)的寬度，可增加第1和第2基板部表面的導(dǎo)電層與焊錫凸點(diǎn)的接觸面積。但是，如果過分增加焊錫凸點(diǎn)的寬度，則焊錫凸點(diǎn)的高集成化變得困難。因此，本申請(qǐng)的發(fā)明人等經(jīng)過反復(fù)精心研究，發(fā)現(xiàn)了通過使焊錫凸點(diǎn)的高度對(duì)于焊錫凸點(diǎn)的寬度的比例為上述的范圍時(shí)，既可維持第1基板部與第2基板部之間的高的連接強(qiáng)度，又可進(jìn)行焊錫凸點(diǎn)的高集成化。
形成上述焊錫凸點(diǎn)用的焊錫球的直徑最好比支撐構(gòu)件的高度大。具體地說，焊錫球的直徑為支撐構(gòu)件的高度的1.1～1.2倍。由此，在第2基板部安裝后，可使焊錫凸點(diǎn)成為所希望的橫長形狀，可得到上述那樣的效果。
支撐構(gòu)件最好由其熔點(diǎn)比焊錫凸點(diǎn)的熔點(diǎn)高的材料構(gòu)成。由此，可阻止在使焊錫凸點(diǎn)熔融時(shí)支撐構(gòu)件發(fā)生熔融的情況，能在第2基板部的安裝時(shí)利用支撐構(gòu)件可靠地支撐第2基板部。
支撐構(gòu)件最好包含導(dǎo)電材料，導(dǎo)電性地連接第1基板部與第2基板部之間。由此，可將支撐構(gòu)件與焊錫凸點(diǎn)同樣地作為電極(端子)來使用，可謀求電極數(shù)的增加。
可用無源元件形成上述支撐構(gòu)件。具體地說，使用電阻器、電容器、電感器等部件作為支撐構(gòu)件來使用。這樣，通過將電子電路中的一部分要素作為支撐構(gòu)件來使用，就沒有必要另外準(zhǔn)備支撐構(gòu)件，可削減部件數(shù)。此外，也能縮小第1和第2基板部中的部件的安裝面積。
也可在第2基板部的表面上安裝電子部件，為了將該電子部件與外部以電磁方式屏蔽起來，外殼要設(shè)置成覆蓋住電子部件。將該外殼的腳部延長到第1基板部上，將該腳部作為支撐構(gòu)件來使用。
這樣，通過將外殼的腳部作為支撐構(gòu)件來使用，就沒有必要另外準(zhǔn)備支撐構(gòu)件，可削減部件數(shù)。
上述支撐構(gòu)件最好包含具有多個(gè)通孔的第3基板部，經(jīng)該通孔導(dǎo)電性地連接第1基板部與第2基板部之間。
這樣，通過設(shè)置第3基板部作為支撐構(gòu)件，可經(jīng)在該第3基板部上設(shè)置的多個(gè)通孔導(dǎo)電性地連接第1基板部與第2基板部之間。由此，可謀求增加電極數(shù)。
在第2基板部中，最好在與第1基板部相對(duì)的背面上安裝電子部件，在第1基板部中，在與上述電子部件相對(duì)的位置上設(shè)置凹部。
由此，可縮小第1基板部與第2基板部之間的間隔，可實(shí)現(xiàn)集成電路裝置的小型化。
圖2是示出本發(fā)明中的焊錫凸點(diǎn)的形狀例的剖面圖。
圖3是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2中的集成電路裝置的剖面圖。
圖4是示出實(shí)施形態(tài)2的變例的剖面圖。
圖5是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)3中的集成電路裝置的剖面圖。
圖6是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)4中的集成電路裝置的剖面圖。
圖7是示出實(shí)施形態(tài)4的變例的剖面圖。
圖8是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)5中的集成電路裝置的剖面圖。
圖9是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)6中的集成電路裝置的剖面圖。
圖10是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)7中的集成電路裝置的剖面圖。
圖11是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)7中的支撐構(gòu)件的平面圖。
圖12是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)7中的外殼、安裝了部件的組件基板和支撐構(gòu)件的斜視圖。
圖13是示出實(shí)施形態(tài)7的變例的剖面圖。
圖14是現(xiàn)有的集成電路裝置的剖面圖。
用于實(shí)施發(fā)明的最佳形態(tài)以下，應(yīng)用圖1至圖13說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。(實(shí)施形態(tài)1)圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1中的集成電路裝置1的剖面圖。如圖1中所示，集成電路裝置1具備母板(第1基板)2、組件基板(第2基板)3、焊錫凸點(diǎn)6和支撐構(gòu)件7a。
組件基板3由支撐構(gòu)件7a支撐在母板2上，在組件基板3的表面和背面上安裝各種電子部件4或集成電路等的構(gòu)成電子電路的要素。電子部件4被安裝在由導(dǎo)電材料構(gòu)成的焊區(qū)8上，利用焊錫層等的導(dǎo)電層固定在焊區(qū)8上。以覆蓋電子部件4的方式在組件基板3上設(shè)置外殼5。該外殼5具有以電磁方式將在組件基板3的表面上形成的電子電路部與外部屏蔽起來的功能，例如由金屬等構(gòu)成。
例如在圖1中，在與紙面垂直的方向上設(shè)置多個(gè)焊錫凸點(diǎn)6，導(dǎo)電性地和機(jī)械性地連接母板2與組件基板3之間，具有橫長形狀。該焊錫凸點(diǎn)6也經(jīng)焊區(qū)8和焊錫層被鍵合到母板2和組件基板3上。
如上所述，通過將焊錫凸點(diǎn)6作成橫長形狀，不僅能使焊區(qū)8與焊錫凸點(diǎn)6的接觸面積增加，能提高母板2與組件基板3之間的連接強(qiáng)度，而且也能降低焊區(qū)8與焊錫凸點(diǎn)6的接觸電阻。但是，如果使焊錫凸點(diǎn)6的寬度過分增大，則焊錫凸點(diǎn)6的高集成化變得困難。
因此，本申請(qǐng)的發(fā)明人等為了將焊錫凸點(diǎn)6與各基板的連接部的可靠性保持得較高、降低連接電阻、而且也謀求焊錫凸點(diǎn)6的高集成化而進(jìn)行了精心研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)了，在母板2與組件基板3之間的間隔為規(guī)定值(如果在這種情況下，為0.65mm)的情況下，如下述那樣來設(shè)定焊錫凸點(diǎn)6的形狀。
圖2中示出焊錫凸點(diǎn)6a、6b及其附近的放大圖。如圖2中所示，最好隔開間隔D(例如，0.52mm～0.57mm)來形成多個(gè)焊錫凸點(diǎn)6a、6b。通過隔開上述間隔D，可阻止焊錫凸點(diǎn)6a、6b相互間在熔融后接觸。
此外，焊錫凸點(diǎn)6a、6b的寬度W2最好例如為0.70mm～0.75mm。此時(shí)，焊錫凸點(diǎn)6a、6b的高度H為0.65mm。因而，焊錫凸點(diǎn)6a、6b的高度H對(duì)于寬度W2的比例為86％以上至93％以下。通過作成這樣的比例，可確保增大焊區(qū)8與焊錫凸點(diǎn)6a、6b的接觸面積。由此，可提高焊區(qū)8與焊錫凸點(diǎn)6a、6b之間的連接強(qiáng)度(提高連接部的可靠性)，而且，也能降低焊區(qū)8與焊錫凸點(diǎn)6a、6b之間的接觸電阻。
再有，將上述的高度H設(shè)定成高于在組件基板3中并在與母板2相對(duì)的背面上安裝的電子部件4安裝時(shí)的高度。此外，焊區(qū)8的寬度W1與上述的高度H相等，為0.65mm。再者，焊錫凸點(diǎn)6a、6b的中心之間的間隔W4為1.27mm，焊錫凸點(diǎn)6a、6b從焊區(qū)8伸出的寬度W3為0.048mm。
在本實(shí)施形態(tài)中，支撐構(gòu)件7a由金屬構(gòu)成。由此，可使支撐構(gòu)件7a起到導(dǎo)電性地連接組件基板3與母板2之間的電極(端子)的功能，可謀求電極數(shù)的增加。該支撐構(gòu)件7a也經(jīng)焊區(qū)8與組件基板3和母板2連接，支撐構(gòu)件7a的高度與焊錫凸點(diǎn)6的高度要作成相等。
通過在組件基板3與母板2之間設(shè)置上述的支撐構(gòu)件7a，在組件基板3安裝時(shí)可用支撐構(gòu)件7a來支撐組件基板3，可阻止組件基板3發(fā)生傾斜。即，可將組件基板3與母板2之間的間隔大致保持均勻。
由此，如圖1中所示，即使在在組件基板3中并在與母板2相對(duì)的背面上安裝的電子部件4的情況下，也能阻止該部件4被按壓到母板2上而受到損傷。
此外，也可利用支撐構(gòu)件7a來調(diào)節(jié)焊錫凸點(diǎn)6的高度。由此，能可靠地使焊錫凸點(diǎn)6的形狀成為圖2中示出的橫長形狀，可得到上述的效果。
支撐構(gòu)件7a由其熔點(diǎn)比焊錫凸點(diǎn)6的熔點(diǎn)高的材料構(gòu)成。在本實(shí)施形態(tài)中，例如將在黃銅上鍍Ni的構(gòu)件作為支撐構(gòu)件7a來使用。由此，可阻止在使焊錫凸點(diǎn)6熔融時(shí)支撐構(gòu)件7a發(fā)生熔融，在組件基板3安裝時(shí)能利用支撐構(gòu)件7a可靠地支撐組件基板3。
形成上述的焊錫凸點(diǎn)6a、6b用的焊錫球的直徑最好比支撐構(gòu)件7a的高度大。具體地說，焊錫球的直徑為0.75mm，為支撐構(gòu)件7a的高度(0.65mm)的1.17倍。由此可推測(cè)，焊錫球的直徑為支撐構(gòu)件7a的高度的1.1～1.2倍即可。
這樣，通過使焊錫球的直徑比支撐構(gòu)件7a的高度大，在組件基板3安裝后可使焊錫凸點(diǎn)6成為橫長形狀。
再有，作為支撐構(gòu)件7a，也可以采取例如支撐組件基板3的4個(gè)角的方式設(shè)置多個(gè)金屬片，但也可設(shè)置單個(gè)金屬框。該思想可適用于以下的全部的實(shí)施形態(tài)。(實(shí)施形態(tài)2)
其次，應(yīng)用圖3和圖4說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2及其變例。在本實(shí)施形態(tài)2中，如圖3中所示，作為支撐構(gòu)件7b，使用了對(duì)陶瓷鍍Ni的構(gòu)件。此時(shí)，也能預(yù)期取得與實(shí)施形態(tài)1的情況同樣的效果。
再有，也可對(duì)陶瓷進(jìn)行Ni以外的鍍覆(例如，焊錫鍍覆)。這樣，通過鍍覆，可將支撐構(gòu)件7b作為導(dǎo)電性的端子來使用。此外，如上所述，通過使用陶瓷作為支撐構(gòu)件7b，與使用金屬片的情況相比，可謀求輕量化和制造成本的降低。
其次，應(yīng)用圖4說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的變例。如圖4中所示，也可形成與支撐構(gòu)件7b同樣的結(jié)構(gòu)的端子9，來代替焊錫凸點(diǎn)6。(實(shí)施形態(tài)3)其次，應(yīng)用圖5說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)3。在本實(shí)施形態(tài)3中，如圖5中所示，作為支撐構(gòu)件7c，使用了其熔點(diǎn)比焊錫凸點(diǎn)6的熔點(diǎn)高的金屬球。此時(shí)，也能預(yù)期取得與實(shí)施形態(tài)1的情況同樣的效果。
作為支撐構(gòu)件7c，例如可使用高溫焊錫球。在該高溫焊錫球中，使鉛(Pb)與鋅(Zn)的比例與焊錫凸點(diǎn)6的鉛與鋅的比例相比有所改變。具體地說，例如通過使鉛的比例比鋅的比例高，可得到高溫焊錫球。
此外，通過如本實(shí)施形態(tài)中那樣使用金屬球，與使用了金屬片的情況相比，可降低制造成本。(實(shí)施形態(tài)4)其次，應(yīng)用圖6和圖7說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)4及其變例。在本實(shí)施形態(tài)4中，如圖6中所示，作為支撐構(gòu)件7d，使用了電子部件。具體地說，將電阻器、電容器、電感器等的無源元件作為支撐構(gòu)件7d來使用。
這樣，通過將電子電路中的一部分要素作為支撐構(gòu)件7d來使用，沒有必要另外準(zhǔn)備支撐構(gòu)件7d，可削減部件數(shù)。此外，也能縮小組件基板3或母板2中的部件的安裝面積。
如圖6中所示，無源元件相對(duì)于母板2和組件基板3，以豎立的狀態(tài)被安裝。此時(shí)，最好在組件基板3的4個(gè)角設(shè)置無源元件，以便能在多個(gè)部位上支撐組件基板3。
其次，應(yīng)用圖7，說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)4的變例。如圖7中所示，也可使用無源元件等的部件4作為端子來使用，以代替焊錫凸點(diǎn)6。(實(shí)施形態(tài)5)其次，應(yīng)用圖8說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)5。在本實(shí)施形態(tài)5中，如圖8中所示，作為支撐構(gòu)件，使用了外殼5的腳部。更詳細(xì)地說，將外殼5的腳部延長到母板2上，利用該延長部構(gòu)成了支撐構(gòu)件。
應(yīng)將外殼5的腳部延長到母板2上，例如在組件基板3上設(shè)置能插入該腳部的貫通孔，而且，在該腳部上設(shè)置支撐組件基板3的支撐部。利用該支撐部，可支撐組件基板3。
如上所述，通過將外殼5的腳部作為支撐構(gòu)件來使用，沒有必要另外準(zhǔn)備支撐構(gòu)件，可削減部件數(shù)。由此，可降低制造成本。(實(shí)施形態(tài)6)其次，應(yīng)用圖9說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)6。在本實(shí)施形態(tài)6中，如圖9中所示，在母板2中，在與在組件基板3的背面上被安裝的部件4相對(duì)的位置上設(shè)置了凹部2a。
由此，可縮小母板2與組件基板3之間的間隔，可在高度方向上縮小集成電路裝置1，可實(shí)現(xiàn)集成電路裝置1的小型化。
再有，也可在母板2上設(shè)置貫通孔來代替凹部2a。此外，本實(shí)施形態(tài)的思想可適用于其它全部的實(shí)施形態(tài)。(實(shí)施形態(tài)7)其次，應(yīng)用圖10～圖13說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)7及其變例。在本實(shí)施形態(tài)7中，如圖10中所示，作為支撐構(gòu)件7e，使用了基板。
如圖11中所示，上述基板具有多個(gè)通孔10，在基板的表面和背面上形成了焊區(qū)8。在通孔10內(nèi)形成導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層與焊區(qū)8導(dǎo)電性地連接?；宓谋砻婧捅趁娴暮竻^(qū)8經(jīng)焊錫層11與母板2表面上的焊區(qū)和組件基板3的背面上的焊區(qū)8導(dǎo)電性地連接。由此，經(jīng)上述的通孔10可導(dǎo)電性地連接母板2與組件基板3。
圖12是外殼5、組件基板3和支撐構(gòu)件7e的斜視圖。如該圖中所示，在組件基板3的表面上安裝集成電路12或其它電子部件4，1對(duì)支撐構(gòu)件7e在組件基板3的長度方向上延伸。在該支撐構(gòu)件7e之間配置焊錫凸點(diǎn)6。這樣，通過使支撐構(gòu)件7e延伸得較長，可有效地阻止在組件基板3的安裝時(shí)已熔融的焊錫凸點(diǎn)6流出到支撐構(gòu)件7e的外部。這一點(diǎn)也有助于集成電路裝置1的可靠性的提高。
此外，通過在支撐構(gòu)件7e上設(shè)置多個(gè)通孔，由于可將在通孔內(nèi)形成的導(dǎo)電層作為電極(端子)來使用，故也能謀求電極數(shù)的增加。
其次，使用圖13，說明本實(shí)施形態(tài)7的變例。如圖13中所示，也可省略焊錫凸點(diǎn)6。
如上所述，對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行了說明，但也可將各實(shí)施形態(tài)的特征組合起來。此外，應(yīng)該認(rèn)為，這次公開的實(shí)施形態(tài)在全部的方面都是例示性的，而不是限制性的。本發(fā)明的范圍由專利權(quán)利要求的范圍來示出，其意圖是包含與專利權(quán)利要求的范圍均等的意義和范圍內(nèi)的全部的變更。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明可有效地應(yīng)用于具有安裝了電子部件等的多個(gè)基板的集成電路裝置上。
權(quán)利要求
1.一種集成電路裝置，其特征在于，具備第1基板部(2)；被安裝在上述第1基板部(2)上的第2基板部(3)；導(dǎo)電性地連接上述第1基板部(2)與上述第2基板部(3)之間的焊錫凸點(diǎn)(6)；以及支撐構(gòu)件(7a、7b、7c、7d、7e)，被設(shè)置在上述第1基板部(2)與上述第2基板部(3)之間，在上述第1基板部(2)上支撐第2基板部(3)。
2.如權(quán)利要求1中所述的集成電路裝置，其特征在于上述支撐構(gòu)件(7a、7b、7c、7d、7e)調(diào)節(jié)上述第1基板部(2)與上述第2基板部(3)之間的間隔，以使上述焊錫凸點(diǎn)(6)的寬度比上述焊錫凸點(diǎn)(6)的高度大。
3.如權(quán)利要求2中所述的集成電路裝置，其特征在于上述支撐構(gòu)件(7a、7b、7c、7d、7e)調(diào)節(jié)上述第1基板部(2)與上述第2基板部(3)之間的間隔，以使上述焊錫凸點(diǎn)(6)的高度為上述焊錫凸點(diǎn)(6)的寬度的86％以上至93％以下。
4.如權(quán)利要求1中所述的集成電路裝置，其特征在于用來形成上述焊錫凸點(diǎn)(6)的焊錫球的直徑比上述支撐構(gòu)件(7a、7b、7c、7d、7e)的高度大。
5.如權(quán)利要求4中所述的集成電路裝置，其特征在于上述焊錫球的直徑為上述支撐構(gòu)件(7a、7b、7c、7d、7e)的高度的1.1～1.2倍。
6.如權(quán)利要求1中所述的集成電路裝置，其特征在于上述支撐構(gòu)件(7a、7b、7c、7d、7e)由其熔點(diǎn)比上述焊錫凸點(diǎn)(6)的熔點(diǎn)高的材料構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求6中所述的集成電路裝置，其特征在于上述支撐構(gòu)件(7a、7b、7c、7d、7e)包含導(dǎo)電材料，導(dǎo)電性地連接上述第1基板部(2)與上述第2基板部(3)之間。
8.如權(quán)利要求1中所述的集成電路裝置，其特征在于用無源元件形成上述支撐構(gòu)件(7a、7b、7c、7d、7e)。
9.如權(quán)利要求1中所述的集成電路裝置，其特征在于在上述第2基板部(3)的表面上安裝電子部件(4)，為了使上述電子部件(4)以電磁方式與外部屏蔽起來的外殼(5)設(shè)置成覆蓋住上述電子部件(4)，將上述外殼(5)的腳部延長到上述第1基板部(2)上，將該腳部作為上述支撐構(gòu)件來使用。
10.如權(quán)利要求1中所述的集成電路裝置，其特征在于上述支撐構(gòu)件包含具有多個(gè)通孔(10)的第3基板部(7e)，經(jīng)上述通孔(10)導(dǎo)電性地連接上述第1基板部(2)與上述第2基板部(3)之間。
11.如權(quán)利要求1中所述的集成電路裝置，其特征在于在上述第2基板部(3)中，在與上述第1基板部(2)相對(duì)的背面上安裝電子部件(4)，在上述第1基板部(2)中，在與上述電子部件(4)相對(duì)的位置上設(shè)置凹部(2a)。
全文摘要
本發(fā)明的課題是一種集成電路裝置(1),它具備母板(2)、組件基板(3)、焊錫凸點(diǎn)(6)以及支撐構(gòu)件(7a)。將組件基板(3)安裝在母板(2)上,在組件基板(3)的表面和背面上安裝電子部件(4)。利用焊錫凸點(diǎn)(6)導(dǎo)電性地連接母板(2)與組件基板(3),在母板(2)與組件基板(3)之間設(shè)置抑制組件基板(3)的傾斜度用的支撐構(gòu)件(7a)。
文檔編號(hào)H05K1/02GK1348605SQ99816594
公開日2002年5月8日 申請(qǐng)日期1999年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月27日
發(fā)明者森和廣, 小山正人 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社