[发明专利]应力衰减型电子元器件、布线板及其安装体

说明书

技术领域

本发明涉及半导体等电子元器件、及安装这些电子元器件用的布线板等。

背景技术

已往，作为组件的半导体，如从组件4侧面引出输入输出线的塑性(plastic)QFP(4线扁平组件)已得到良好的应用，但是，为适应各领域中电子设备的多功能和高性能而对半导体装置等中电子元器件进行大规模集成化，随此其输入输出端子数将增加，从而不得不增大QFP组件的外形。为解决这一问题，对半导体芯片的设计规则进行了超细微化，随此，通过使该引线的间距变窄来适应各种电子设备的小型化或薄型化。

但是，当LSI的规模超过400个引脚时，即使间距变窄，也会因大量的焊接等问题而变得难以适应。而且，当将半导体组件等电子元器件安装于布线板时，作为避不开的问题有两者的热膨胀系数不同。要想可靠良好地连接这种热膨胀系数不同的电子元器件的多个输入输出引脚与布线板上的多个电极端子是极其困难的。而且随着塑性QFP的外形增大，输入输出线变长，从而存在着信号传输速度下降的问题。

为了解决这种塑性QFP存在的多种问题，近来，人们把视线转移到不带有任何QFP那种引脚的半导体装置以代替QFP，这种半导体装置称为BGA(球栅阵：ballgrid array)，或称为LGA(平栅阵：land grid array)或CSP(芯片大小组件：chip size package)。所述BGA是将球状连接端子以2维阵列状配置在半导体组件的里面，所述LGA或CSP是将多个扁平电极以阵列状配置在半导体组件的里面。

这些半导体装置由于芯片载体(chip carrier)的外部电极以栅格状配置在芯片载体的里面，故能使半导体装置小型化，也大大有助于电子设备小型化，能高密度安装多种电子元器件。而且，无引脚，故能缩短半导体装置与布线板的连接距离，从而能提高信号处理的速度。

但是，如上述结构的已有的BGA，当将组件搭接于布线板进行焊接时，因热膨胀系数差产生的组件损坏或连接不良等涉及的问题仍不能解决，还存在不能通过热冲击试验等可靠性试验。例如，由于以陶瓷为主材的芯片载体与玻璃纤维和树脂构成的布线板之间的热膨胀系数的差非常大，故在连接部分产生大的应力，降低了连接的可靠性。

图15表示将半导体装置等电子元器件连接于布线板时已有技术的连接结构，将LSI芯片1搭载于陶瓷载体2的电子元器件3的电极4与布线板5的电极6用焊锡加以连接。在这种连接结构中，电子元器件3的陶瓷载体2与合成树脂等构成的布线板5的热膨胀系数差很大，因而，电子元器件3的尺寸越大，其连接部上产生的应力就越大，连接部分受到破坏的危险性也越大，因而，可用于电子元器件或布线板的材料受到很大限制。

回过来看，通常由于搭载LSI芯片1的陶瓷载体2与布线板5分别用不同的材料构成，因此它们的热膨胀系数有很大的不同。典型用作布线板5的玻璃环氧树脂的热膨胀系数约为15×10^-6左右，与此相比，在包含LSI芯片1的陶瓷载体2的情况下，组件整体的热膨胀系数约为2～5×10^-6左右。因此，在电子元器件或MCM的尺寸取30mm见方情况下，电子元器件与布线板的连接部分在200℃温度差与常温下相比，会产生数10μm的尺寸差，根据该差，连接部分或布线导体薄弱部分因应力而会遭到破坏。

本发明揭示

本发明是为了解决上述已有技术存在的问题，其目的在于提供一种应力衰减型电子元器件，应力衰减型布线板及应力衰减型电子元器件安装体，它们能防止因LSI芯片或半导体组件等电子元器件与布线板间热膨胀系数差引起的组件或连接部分的损坏。

对应于权利要求1的本发明，在安装在布线板上的电子元器件中，在与布线板连接的电子元器件的连接部分的表面预先设有应力衰减机构体，利用该应力衰减机构体吸收热冲击试验时由热膨胀系数差异产生的应力，由于该吸收作用，故半导体装置本身或半导体装置与布线板的连接部分等中不会发生破坏，能提高半导体装置或电子设备的可靠性。

对应于权利要求3的本发明，涉及对应于权利要求1或2所述的应力衰减型电子元器件，在应力衰减机构体与布线板连接一侧的表面备有可焊接层，从而能提高布线板与电子元器件连接的可靠性。

对应于权利要求4的本发明，涉及权利要求3所述的应力衰减型电子元器件，所述可焊接层为利用铜箔或有机金属络合物膜的热分解形成的金属，从而能以低价制造连接可靠性高的电子元器件。