電子部品とその製造方法
【課題】電子部品とその製造方法において、半導体チップとヒートスプレッダとを熱的に良好に接続すること。
【解決手段】パッケージ基板８と、パッケージ基板８上に配置された半導体チップ９と、バネ２３を介して半導体チップ９と接続されたヒートスプレッダ１５とを有する電子部品による。
【解決手段】パッケージ基板８と、パッケージ基板８上に配置された半導体チップ９と、バネ２３を介して半導体チップ９と接続されたヒートスプレッダ１５とを有する電子部品による。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップを搭載した半導体パッケージと配線基板との電気的な接続方法の一つに、LGA(Land Grid Array)コネクタを用いるLGA方式がある。LGAコネクタは、シート状のフレームと、当該フレームを貫通してその両面から突出する複数のコラムと呼ばれる突起電極とを有する。
【０００３】
このようなLGAコネクタが半導体パッケージと配線基板との間に挟まれ、上記のコラムの一端と他端とがそれぞれ半導体パッケージと配線基板とに当接する。そして、バネの付勢力を利用して半導体パッケージを配線基板に向けて押圧することにより、コラムを介して半導体パッケージと配線基板とが電気的に接続される。
【０００４】
ここで、バネの付勢力は、ヒートスプレッダを介して半導体チップの表面に印加される。そのヒートスプレッダは、半導体チップの表面と密着することにより半導体チップで発生した熱を外部に逃がす役割を担うが、半導体チップの表面とヒートスプレッダとの間に隙間があると、半導体チップで発生した熱がヒートスプレッダに伝達し難くなる。
【０００５】
こうなると、半導体チップに熱がこもってしまい、半導体チップが動作不良を起こしたり、半導体チップが破壊されてしまう等の問題が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−５１９６８号公報
【特許文献２】特開２００４−１７２４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電子部品とその製造方法において、半導体チップとヒートスプレッダとを熱的に良好に接続することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下の開示の一観点によれば、パッケージ基板と、前記パッケージ基板上に配置された半導体チップと、バネを介して前記半導体チップと接続されたヒートスプレッダとを有する電子部品が提供される。
【０００９】
また、その開示の他の観点によれば、型枠の底に複数のバネを立てる工程と、複数の前記バネの上に、パッケージ基板上に配置された半導体チップを載せる工程と、前記型枠の中に液状の樹脂を注入する工程と、前記樹脂を硬化させる工程と、硬化した前記樹脂から前記型枠を除去することにより、前記底に接していた部分の前記樹脂の表面を露出させる工程と、前記樹脂の前記表面にヒートスプレッダを押圧することにより、前記バネと前記半導体チップとを熱的に接続する工程とを有する電子部品の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
以下の開示によれば、バネが自身の弾性力によって半導体チップの反りに追従するため、半導体チップとヒートスプレッダとを常にバネにより熱的に接続することができ、半導体チップで発生した熱をバネを介してヒートスプレッダに効率的に伝熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、電子部品の断面図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、半導体パッケージの製造途中の断面図である。
【図３】図３は、反りが生じた半導体パッケージとヒートスプレッダの拡大断面図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る電子部品の断面図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る樹脂とその周囲の拡大断面図である。
【図６】図６（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図（その１）である。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図（その２）である。
【図８】図８（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図（その３）である。
【図９】図９（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図（その１）である。
【図１０】図１０は、本実施形態におけるバネの長さの調節方法の一例を示す模式図である。
【図１１】図１１は、本実施形態の他の例に係る電子部品の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本実施形態の説明に先立ち、本実施形態の基礎となる予備的事項について説明する。
【００１３】
図１は、電子部品の断面図である。
【００１４】
この電子部品１０は、配線基板１、ボルスタープレート２、LGAコネクタ５、半導体パッケージ１１、ヒートスプレッダ１５、及びヒートシンクベース１６を有する。
【００１５】
このうち、配線基板１は、サーバ等の電子機器においてシステムボードとして供せられるものであって、一方の主面には銅膜をパターニングしてなる第１の電極パッド６が形成され、他方の主面にはボルスタープレート２が固着される。
【００１６】
そのボルスタープレート２にはネジ孔２ａが形成されており、そのネジ孔２ａに連通する貫通孔１ａが配線基板１に設けられる。
【００１７】
ボルスタープレート２の材料は特に限定されない。半導体パッケージ１１で発生した熱を速やかに外部に逃がすべく、ステンレス等の熱伝導率の高い金属をボルスタープレート２の材料として使用するのが好ましい。
【００１８】
一方、LGAコネクタ５は、フレーム３と突起電極４とを有する。このうち、フレーム３は、樹脂を材料とするものであって、複数の貫通孔３ａを備える。そして、その貫通孔３ａに上記の突起電極４が挿入される。
【００１９】
その突起電極４は、ゴムに銀等の導電性フィラーを分散させてなる導電性ゴムを材料とし、第１の電極パッド６と対向する位置に設けられる。
【００２０】
また、半導体パッケージ１１は、パッケージ基板８と半導体チップ９とを有する。
【００２１】
このうち、パッケージ基板８は、セラミック製又はプラスチック製のコア基材上に配線層を形成してなる配線基板であって、その表面に第２の電極パッド７を備える。
【００２２】
一方、半導体チップ９は、例えばCPU等の能動素子であって、はんだバンプ１２を介してパッケージ基板８と電気的かつ機械的に接続される。そして、パッケージ基板８と半導体チップ９との間には、これらの接続強度を高めるためにアンダーフィル樹脂１３が充填される。
【００２３】
半導体チップ９で発生した熱は、ヒートスプレッダ１５を介して外部に逃がされる。そのヒートスプレッダ１５による放熱効率を高めるため、ヒートスプレッダの材料としては熱伝導性に優れた銅を使用するのが好ましい。
【００２４】
ヒートシンクベース１６は、ヒートスプレッダ１５を支持すべく設けられ、例えばアルミニウム板を加工してなる。
【００２５】
そして、これらヒートスプレッダ１５とヒートシンクベース１６とには貫通孔１５ａ、１６ａが形成され、これらの貫通孔１５ａ、１６ａとバネ１８とにネジ１７が挿通される。
【００２６】
実使用下においては、ボルスタープレート２のネジ孔２ａにネジ１７を螺入し、バネ１８の付勢力によってヒートシンクベース１６を配線基板１側に押し付ける。これにより、配線基板１と半導体パッケージ１１とのそれぞれの電極パッド６、７が、LGAコネクタ５の突起電極４を介して電気的に接続されることになる。
【００２７】
ところで、上記のように半導体チップ９で発生した熱はヒートシンク１５を介して外部に放熱されるのであるが、その半導体チップ９とヒートシンク１５との接触面積が少ないと放熱効果が低減されてしまう。
【００２８】
このように放熱効果が低減する一因として半導体パッケージ１１の反りがある。その反りについて図２（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
【００２９】
図２（ａ）、（ｂ）は、半導体パッケージ１１の製造途中の断面図である。
【００３０】
半導体パッケージ１１の製造に際しては、図２（ａ）に示すように、はんだバンプ１２を加熱してリフローすることにより、はんだバンプ１２によりパッケージ基板８と半導体チップ９とを接続する。
【００３１】
なお、アンダーフィル樹脂１３（図１参照）は、このようにパッケージ基板８と半導体チップ９とを接続した後に充填されるため、図２（ａ）、（ｂ）では省略してある。
【００３２】
ここで、パッケージ基板８は樹脂を主にしてなるのに対し、半導体チップ９はシリコンを主にしてなるため、材料の相違に起因して半導体パッケージ８と半導体チップ９とは異なる熱膨張率を示す。
【００３３】
但し、上記のようにはんだバンプ１２をリフローをしている時は、パッケージ基板８と半導体チップ９との熱膨張の差が溶融したはんだバンプ１２で吸収されるため、熱膨張率差が原因の反りは半導体パッケージ１１に生じない。
【００３４】
一方、図２（ｂ）は、はんだバンプ１２が冷えて固化した状態における半導体パッケージ１１の断面図である。
【００３５】
リフローが終了して半導体パッケージ１１が冷えると、パッケージ基板８と半導体チップ９とが異なる熱収縮量で収縮することになる。しかし、固化したはんだバンプ１２は、パッケージ基板８と半導体チップ９との熱収縮量の差を吸収できないため、半導体パッケージ１１が半導体チップ９を上にして凸状に反ってしまう。
【００３６】
半導体チップ９の反りの量ΔDは、パッケージ基板８と半導体チップ９との材料や大きさによって変わるが、典型的には、１００μm〜２００μm程度である。
【００３７】
図３は、このように反りが生じた半導体パッケージ１１とヒートスプレッダ１５との拡大断面図である。
【００３８】
反りが生じたことで半導体チップ９の表面９ａとヒートスプレッダ１５との間には隙間Sができると共に、表面９ａとヒートスプレッダ１５との接触面積が低減する。その結果、半導体チップ９とヒートスプレッダ１５とを熱的に良好に接続することができず、半導体チップ９の熱をヒートスプレッダ１５を介して外部に放熱するのが難しくなってしまう。
【００３９】
以下、本実施形態について説明する。
【００４０】
図４は、本実施形態に係る電子部品の断面図である。なお、図４において、図１で説明したのと同じ要素には図１におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【００４１】
この電子部品２０は、半導体パッケージ１１とヒートスプレッダ１５との間に樹脂２２を有する。
【００４２】
このうち、ヒートスプレッダ１５の平面形状は一辺の長さが約６０mmの正方形であり、その厚さは約８．６５mmである。
【００４３】
このうち、半導体パッケージ１１が備えるパッケージ基板８は、FR-4を材料とするコア基材に銅配線を形成してなり、一辺の長さが約４３mmの正方形の平面形状を有し、その厚さは約２mm程度である。
【００４４】
一方、半導体チップ９は、一辺の長さが約２０mmの正方形状の平面形状を有し、その厚さは約０．５mm程度である。
【００４５】
その半導体チップ９が配置されている側とは反対側のパッケージ基板８の表面には、第２の電極パッド７を介してLGAコネクタ５が接続される。そして、パッケージ基板８と対向するように配線基板１が設けられており、LGAコネクタ５を介して配線基板１がパッケージ基板８と電気的に接続される。
【００４６】
LGAコネクタ５のサイズは特に限定されない。本実施形態では、LGAコネクタ５が備えるフレーム３の平面形状を一辺が約４７mmの正方形にする。
【００４７】
図５は、樹脂２２とその周囲の拡大断面図である。
【００４８】
図５に示すように、樹脂２２の表面２２ａは平坦面であって、ヒートスプレッダ１５の平坦な表面と広範囲において接触する。
【００４９】
更に、樹脂２２には、つるまき型のバネ２３が複数埋設される。各バネ２３の両端のうち、一方の端部２３ａはパッケージ基板８と半導体チップ９とのいずれかの表面に熱的に接続され、他方の端部２３ｂはヒートスプレッダ１５と熱的に接続される。
【００５０】
各バネ２３の材料は特に限定されないが、超弾性合金をバネ２３の材料として使用するのが好ましい。そのような超弾性合金としてはNiTi合金やCu-Zn合金がある。NiTi合金の変態温度はその原子数比により調節し得る。例えば、原子数比でTi:Ni＝４９:５１のとき、TiNi合金の変態温度を３０℃〜４０℃とすることができる。
【００５１】
また、バネ２３のサイズも限定されない。本実施形態ではバネ２３の直径を約３０μm〜７０μmとする。そして、パッケージ基板８に接続されるバネ２３の長さを約３００μmとし、半導体チップ９に接続されるバネ２３の長さを１００μm〜２００μm程度とする。更に、各バネ２３の螺旋のピッチを約５０μmとする。
【００５２】
一方、樹脂２２としては熱伝導率がなるべく高い材料、例えば３W/m・K〜１００W/m・K程度の熱伝導率を有する材料を使用するのが好ましい。そのような材料としてはシリコーン樹脂のエストラマーがある。
【００５３】
更に、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に、熱伝導率を高めるための金属フィラーや無機フィラーを分散させてなる材料で樹脂２２を形成してもよい。その金属フィラーの材料としてはNi、Ag、及びCuのいずれかがあり、無機フィラーの材料としてはSiC、AlN、及びAl2O3のいずれかがある。
【００５４】
本実施形態では、このように熱伝導率が高められた樹脂２２を使用することで、半導体チップ９で発生した熱を樹脂２２を介してヒートスプレッダ１５に速やかに伝達させることができる。
【００５５】
更に、その樹脂２２に埋設されたバネ２３が熱伝導率に優れた金属製であるため、バネ２３を介しても半導体９チップからヒートスプレッダ１５に伝熱し、半導体チップ９に熱がこもるのを防止できる。
【００５６】
また、既述のように、製造時の熱によって半導体チップ９には反りが発生するが、その反りの量は実使用下における半導体チップ９の温度によって変化する。
【００５７】
このように反りの量が変化しても、本実施形態では樹脂２２とバネ２３とがそれらの弾性力によって半導体チップ９の表面９ａに追従する。そのため、実使用下において半導体チップ９の温度が変動しても、樹脂２２と半導体チップ９との間に隙間ができず、樹脂２２とバネ２３とを介して半導体チップ９の熱をヒートスプレッダ１５に伝達することが可能となる。
【００５８】
特に、バネ２３の材料である超弾性合金の変態温度を室温（２０℃〜３０℃）よりも低くすると、実使用下で半導体チップ９の温度が室温以上となった場合でも、バネ２３を常に弾性領域で変形させることができる。
【００５９】
その結果、バネ２３が塑性変形してその両端２３ａ、２３ｂが半導体チップ９やヒートスプレッダ１５から離れるのを防止でき、バネ２３により半導体チップ９とヒートスプレッダ１５とを常に熱的に良好に接続することができる。
【００６０】
このように、本実施形態によれば、半導体チップ９からヒートスプレッダ１５への熱伝導が効率的に行われ、熱が原因の半導体チップ９の動作不良や破壊を防止でき、ひいては電子部品２０を備えた電子機器の信頼性を向上させることが可能となる。
【００６１】
次に、本実施形態に係る電子部品の製造方法について説明する。
【００６２】
図６〜図９は、本実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図である。
【００６３】
この電子部品２０を製造するには、まず、図６（ａ）に示すように、半導体パッケージ１１を用意する。
【００６４】
その半導体パッケージ１１は、例えばSnAgCuを材料とするはんだバンプ１２を有する。そして、最高温度が２４５℃の条件ではんだバンプ１２をリフローすることにより、パッケージ基板８と半導体チップ９とがはんだバンプ１２で接続される。
【００６５】
既述のように、リフロー時よりも半導体パッケージ１１が冷えると、パッケージ基板８と半導体チップ９との熱膨張率の相違が原因でパッケージ基板１１が凸状に反る。
【００６６】
反りの量ΔDは、パッケージ基板８と半導体チップ９との材料や大きさによって変わるが、三次元レーザ変位計で反りの量ΔDを測定すると、その大きさは典型的には１００μm〜２００μm程度となる。
【００６７】
次に、図６（ｂ）に示すように、側壁３０ａと底３０ｂとを備えた型枠３０を用意する。
【００６８】
型枠３０の材料は特に限定されない。本実施形態では、後で型枠３０を除去するのが容易となるように、型枠３０の材料として水溶性樹脂とアルコール可溶性樹脂のいずれかを使用する。
【００６９】
このうち、水溶性樹脂としては、PVA(ポリビニルアルコール)、ポリエチレンオキサイド、ヒドロキシエチルセルロース、及びカルボキシルメチルセルロースがある。また、アルコール可溶性樹脂としては、エタノールに溶けるポリエチレンオキサイドやウレタンがある。また、メタノールやプロパノルに溶けるN-メトキシメチル化ナイロンもアルコール可溶性樹脂として好適である。
【００７０】
また、これに代えて、ポリイミド又はテフロンを型枠３０の材料として使用してもよい。これらの材料は、加工が容易で耐熱性も良好であるという点で他の材料よりも有利である。
【００７１】
なお、型枠３０の側壁３０ａには、ドリル加工等によって予め孔３０ｘが形成される。
【００７２】
その後、型枠３０の底３０ｂに複数のガイド３１を設ける。ガイド３１は、平皿状の形状を有しており、型枠３０と同様に水又はアルコールで溶解する材料で形成される。
【００７３】
続いて、図７（ａ）に示すように、複数のガイド３１のそれぞれの中にバネ２３を立てる。このようにガイド３１を利用することで、複数のバネ２３を簡単に整列させることができる。また、バネ２３がガイド３１の側壁３１ａに支持されるので、バネ２３が倒れるのを防止することもできる。
【００７４】
ここで、複数のバネ２３のうち、後で半導体チップ９に接続されるものについては、本工程の前に予めその長さを短くしておくのが好ましい。
【００７５】
バネ２３の長さの調節方法は特に限定されない。図１０は、バネ２３の長さの調節方法の一例を示す模式図である。
【００７６】
この方法では、バネ２３を引き伸ばした状態で切断する。切断後は、バネ２３は自身の弾性力によって縮む。これにより、バネ２３は切断前と比較してΔLだけ短くなるが、その長さΔLが半導体チップ９の厚さ（１００μm〜２００μm程度）に等しくなるようにバネ２３の切断長Xを設定する。
【００７７】
このように切断する際にバネ２３を引き伸ばすと、バネ２３の螺旋ピッチが広くなるため、バネ２３の隣接する螺旋間に切断用の工具を挿入し易くなり、バネ２３の長さの調節が容易になる。
【００７８】
更に、バネ２３の材料として超弾性合金を利用するため、切断時にバネ２３を延ばしてもバネ２３が塑性変形することがなく、切断後のバネ２３の螺旋ピッチを切断前と同一にすることができる。
【００７９】
この後は、図７（ｂ）に示す工程に移る。
【００８０】
本工程では、パッケージ基板８と半導体チップ９との各々の表面においてバネ２３と接続される部分に島状に接着剤３５を塗布する。
【００８１】
接着剤３５は特に限定されないが、常温で接着が可能なエポキシ樹脂を接着剤３５として使用するのが好ましい。また、接着剤３５は絶縁性である必要はなく、導電性を有していてもよい。更に、樹脂２２（図５参照）の材料を接着剤３５として利用してもよい。
【００８２】
続いて、図８（ａ）に示すように、型枠３０内に立設されたバネ２３の上に、半導体チップ９を下向きにして半導体パッケージ１１を載せる。そして、接着剤３５が硬化するまでこの状態を維持することにより、各バネ２３と半導体パッケージ１１とを接着剤３５を介して接続する。
【００８３】
次に、図８（ｂ）に示すように、型枠３０内にディスペンサ３６を用いて液状の樹脂２２を注入する。
【００８４】
このとき、型枠３０内への樹脂２２の注入が容易となるように、半導体パッケージ１１を若干上方に引き上げ、型枠３０とパッケージ１１との隙間を広げるのが好ましい。この場合のバネ２３の伸び量は僅かであるため、本工程によってバネ２３の超弾性特性が劣化することはない。
【００８５】
更に、型枠３０内に樹脂２２を注入した後は、孔３０ｘから樹脂２２を軽く吸引することで、バネ２３と樹脂２２との界面に発生し得るボイドを外部に排出するのが好ましい。
【００８６】
なお、樹脂２２の材料としては、既述のように、金属フィラーや無機フィラーが分散された熱硬化性樹脂を使用し得る。
【００８７】
次に、図９（ａ）に示すように、１００℃〜１５０℃程度の温度で樹脂２２を加熱して熱硬化させる。なお、熱硬化の後は樹脂２２と接着剤３５とは一体化するので、図９（ａ）では接着剤３５を省略してある。
【００８８】
また、熱硬化させる前に、樹脂２２の注入時（図８（ｂ））よりも型枠３０に半導体パッケージ１１を若干押し込むのが好ましい。このようにすると、樹脂２２の液面の中に半導体パッケージ１１と未接触となる部分が生じず、樹脂２２で半導体パッケージ１１の表面を良好に型取りすることができる。
【００８９】
続いて、図９（ｂ）に示すように、熱硬化した樹脂２２から型枠３０を除去し、底３０ｂに接していた部分の樹脂２２の表面２２ａを露出させる。なお、図９（ｂ）では、図が煩雑になるのでガイド３１を省略してある。
【００９０】
型枠３０の除去方法は特に限定されない。型枠３０として水やエタノール等の溶媒で溶解し得る材料を用いる場合には、これらの溶媒によって型枠３０を溶解して簡単に除去することができる。
【００９１】
また、ポリイミドやテフロンで型枠３０を形成した場合には、予め型枠３０の内面と樹脂２２との間に離型剤を塗布しておき、その離型剤を境にして型枠３０から樹脂２０を外せばよい。
【００９２】
なお、樹脂２２の表面２２ａは、ヒートスプレッダ１５（図５参照）に熱を逃がす部分なので、なるべく平坦に形成してヒートスプレッダ１５との接触面積を広くするのが好ましい。このように表面２２ａを平坦化するには、枠３０の底３０ｂを平坦にしておけばよい。
【００９３】
この後は、図４に示したように、バネ１８の押圧力によって樹脂２２の表面にヒートスプレッダ１５を押圧することにより、バネ２３と半導体チップ９とを熱的に接続し、本実施形態に係る電子部品２０の基本構造を完成させる。
【００９４】
以上説明した電子部品２０の製造方法によれば、図８（ｂ）に示したように、反りが生じている半導体パッケージ１１を液状の樹脂２２で型取りする。そのため、樹脂２２と半導体パッケージ１１との間に隙間が生じず、半導体チップ９で発生した熱を樹脂２２に効率的に伝熱させることが可能となる。
【００９５】
なお、本実施形態は上記に限定されない。
【００９６】
図４では板状のヒートスプレッダ１５を例示したが、図１１に示すような蓋状のヒートスプレッダ１５を用いても上記と同様の効果が奏される。
【００９７】
以上説明した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００９８】
（付記１） パッケージ基板と、
前記パッケージ基板上に配置された半導体チップと、
バネを介して前記半導体チップと接続されたヒートスプレッダと、
を有することを特徴とする電子部品。
【００９９】
（付記２） 樹脂を更に有し、
前記バネは前記樹脂に埋設されていることを特徴とする付記１に記載の電子部品。
【０１００】
（付記３） 前記樹脂に、金属フィラー又は無機フィラーを分散させたことを特徴とする付記２に記載の電子部品。
【０１０１】
（付記４） 前記バネの一方の端部は前記半導体チップと接続され、
前記バネの他方の端部は前記ヒートスプレッダと接続されていることを特徴とする付記１〜３のいずれかに記載の電子部品。
【０１０２】
（付記５） 前記バネの材料は超弾性合金であることを特徴とする付記１〜４のいずれかに記載の電子部品。
【０１０３】
（付記６） 前記半導体チップが配置されている側とは反対側の前記パッケージ基板の表面に接続されたLGAコネクタと、
前記パッケージ基板と対向して設けられ、前記LGAコネクタを介して前記パッケージ基板と電気的に接続された配線基板とを更に有することを特徴とする付記１〜５のいずれかに記載の電子部品。
【０１０４】
（付記７） 型枠の底に複数のバネを立てる工程と、
複数の前記バネの上に、パッケージ基板上に配置された半導体チップを載せる工程と、
前記型枠の中に液状の樹脂を注入する工程と、
前記樹脂を硬化させる工程と、
硬化した前記樹脂から前記型枠を除去することにより、前記底に接していた部分の前記樹脂の表面を露出させる工程と、
前記樹脂の前記表面にヒートスプレッダを押圧することにより、前記バネと前記半導体チップとを熱的に接続する工程と、
を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
【０１０５】
（付記８） 前記型枠の前記底に、複数の前記バネの各々を位置合わせする複数のガイドを設ける工程を更に有することを特徴とする付記７に記載の電子部品の製造方法。
【０１０６】
（付記９） 前記バネの材料として超弾性合金を使用することを特徴とする付記７又は付記８に記載の電子部品の製造方法。
【０１０７】
（付記１０） 前記型枠を除去する工程において、溶媒で前記型枠を溶解して除去することを特徴とする付記７〜９のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
【符号の説明】
【０１０８】
１…配線基板、２…ボルスタープレート、２ａ…ネジ孔、３…フレーム、３ａ、１５ａ、１６ａ…貫通孔、４…突起電極、５…LGAコネクタ、６…第１の電極パッド、７…第２の電極パッド、８…パッケージ基板、９…半導体チップ、９ａ…表面、１０…電子部品、１１…半導体パッケージ、１２…はんだバンプ、１３…アンダーフィル樹脂、１５…ヒートスプレッダ、１６…ヒートシンクベース、１７…ネジ、１８…バネ、２２…樹脂、２２ａ…樹脂の表面、２３…バネ、２３ａ…バネの一方の端部、２３ｂ…バネの他方の端部、３０…型枠、３０ａ…側壁、３０ｂ…底、３０ｘ…孔、３１…ガイド、３１ａ…ガイドの側壁、３５…接着剤。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップを搭載した半導体パッケージと配線基板との電気的な接続方法の一つに、LGA(Land Grid Array)コネクタを用いるLGA方式がある。LGAコネクタは、シート状のフレームと、当該フレームを貫通してその両面から突出する複数のコラムと呼ばれる突起電極とを有する。
【０００３】
このようなLGAコネクタが半導体パッケージと配線基板との間に挟まれ、上記のコラムの一端と他端とがそれぞれ半導体パッケージと配線基板とに当接する。そして、バネの付勢力を利用して半導体パッケージを配線基板に向けて押圧することにより、コラムを介して半導体パッケージと配線基板とが電気的に接続される。
【０００４】
ここで、バネの付勢力は、ヒートスプレッダを介して半導体チップの表面に印加される。そのヒートスプレッダは、半導体チップの表面と密着することにより半導体チップで発生した熱を外部に逃がす役割を担うが、半導体チップの表面とヒートスプレッダとの間に隙間があると、半導体チップで発生した熱がヒートスプレッダに伝達し難くなる。
【０００５】
こうなると、半導体チップに熱がこもってしまい、半導体チップが動作不良を起こしたり、半導体チップが破壊されてしまう等の問題が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−５１９６８号公報
【特許文献２】特開２００４−１７２４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電子部品とその製造方法において、半導体チップとヒートスプレッダとを熱的に良好に接続することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下の開示の一観点によれば、パッケージ基板と、前記パッケージ基板上に配置された半導体チップと、バネを介して前記半導体チップと接続されたヒートスプレッダとを有する電子部品が提供される。
【０００９】
また、その開示の他の観点によれば、型枠の底に複数のバネを立てる工程と、複数の前記バネの上に、パッケージ基板上に配置された半導体チップを載せる工程と、前記型枠の中に液状の樹脂を注入する工程と、前記樹脂を硬化させる工程と、硬化した前記樹脂から前記型枠を除去することにより、前記底に接していた部分の前記樹脂の表面を露出させる工程と、前記樹脂の前記表面にヒートスプレッダを押圧することにより、前記バネと前記半導体チップとを熱的に接続する工程とを有する電子部品の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
以下の開示によれば、バネが自身の弾性力によって半導体チップの反りに追従するため、半導体チップとヒートスプレッダとを常にバネにより熱的に接続することができ、半導体チップで発生した熱をバネを介してヒートスプレッダに効率的に伝熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、電子部品の断面図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、半導体パッケージの製造途中の断面図である。
【図３】図３は、反りが生じた半導体パッケージとヒートスプレッダの拡大断面図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る電子部品の断面図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る樹脂とその周囲の拡大断面図である。
【図６】図６（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図（その１）である。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図（その２）である。
【図８】図８（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図（その３）である。
【図９】図９（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図（その１）である。
【図１０】図１０は、本実施形態におけるバネの長さの調節方法の一例を示す模式図である。
【図１１】図１１は、本実施形態の他の例に係る電子部品の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本実施形態の説明に先立ち、本実施形態の基礎となる予備的事項について説明する。
【００１３】
図１は、電子部品の断面図である。
【００１４】
この電子部品１０は、配線基板１、ボルスタープレート２、LGAコネクタ５、半導体パッケージ１１、ヒートスプレッダ１５、及びヒートシンクベース１６を有する。
【００１５】
このうち、配線基板１は、サーバ等の電子機器においてシステムボードとして供せられるものであって、一方の主面には銅膜をパターニングしてなる第１の電極パッド６が形成され、他方の主面にはボルスタープレート２が固着される。
【００１６】
そのボルスタープレート２にはネジ孔２ａが形成されており、そのネジ孔２ａに連通する貫通孔１ａが配線基板１に設けられる。
【００１７】
ボルスタープレート２の材料は特に限定されない。半導体パッケージ１１で発生した熱を速やかに外部に逃がすべく、ステンレス等の熱伝導率の高い金属をボルスタープレート２の材料として使用するのが好ましい。
【００１８】
一方、LGAコネクタ５は、フレーム３と突起電極４とを有する。このうち、フレーム３は、樹脂を材料とするものであって、複数の貫通孔３ａを備える。そして、その貫通孔３ａに上記の突起電極４が挿入される。
【００１９】
その突起電極４は、ゴムに銀等の導電性フィラーを分散させてなる導電性ゴムを材料とし、第１の電極パッド６と対向する位置に設けられる。
【００２０】
また、半導体パッケージ１１は、パッケージ基板８と半導体チップ９とを有する。
【００２１】
このうち、パッケージ基板８は、セラミック製又はプラスチック製のコア基材上に配線層を形成してなる配線基板であって、その表面に第２の電極パッド７を備える。
【００２２】
一方、半導体チップ９は、例えばCPU等の能動素子であって、はんだバンプ１２を介してパッケージ基板８と電気的かつ機械的に接続される。そして、パッケージ基板８と半導体チップ９との間には、これらの接続強度を高めるためにアンダーフィル樹脂１３が充填される。
【００２３】
半導体チップ９で発生した熱は、ヒートスプレッダ１５を介して外部に逃がされる。そのヒートスプレッダ１５による放熱効率を高めるため、ヒートスプレッダの材料としては熱伝導性に優れた銅を使用するのが好ましい。
【００２４】
ヒートシンクベース１６は、ヒートスプレッダ１５を支持すべく設けられ、例えばアルミニウム板を加工してなる。
【００２５】
そして、これらヒートスプレッダ１５とヒートシンクベース１６とには貫通孔１５ａ、１６ａが形成され、これらの貫通孔１５ａ、１６ａとバネ１８とにネジ１７が挿通される。
【００２６】
実使用下においては、ボルスタープレート２のネジ孔２ａにネジ１７を螺入し、バネ１８の付勢力によってヒートシンクベース１６を配線基板１側に押し付ける。これにより、配線基板１と半導体パッケージ１１とのそれぞれの電極パッド６、７が、LGAコネクタ５の突起電極４を介して電気的に接続されることになる。
【００２７】
ところで、上記のように半導体チップ９で発生した熱はヒートシンク１５を介して外部に放熱されるのであるが、その半導体チップ９とヒートシンク１５との接触面積が少ないと放熱効果が低減されてしまう。
【００２８】
このように放熱効果が低減する一因として半導体パッケージ１１の反りがある。その反りについて図２（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
【００２９】
図２（ａ）、（ｂ）は、半導体パッケージ１１の製造途中の断面図である。
【００３０】
半導体パッケージ１１の製造に際しては、図２（ａ）に示すように、はんだバンプ１２を加熱してリフローすることにより、はんだバンプ１２によりパッケージ基板８と半導体チップ９とを接続する。
【００３１】
なお、アンダーフィル樹脂１３（図１参照）は、このようにパッケージ基板８と半導体チップ９とを接続した後に充填されるため、図２（ａ）、（ｂ）では省略してある。
【００３２】
ここで、パッケージ基板８は樹脂を主にしてなるのに対し、半導体チップ９はシリコンを主にしてなるため、材料の相違に起因して半導体パッケージ８と半導体チップ９とは異なる熱膨張率を示す。
【００３３】
但し、上記のようにはんだバンプ１２をリフローをしている時は、パッケージ基板８と半導体チップ９との熱膨張の差が溶融したはんだバンプ１２で吸収されるため、熱膨張率差が原因の反りは半導体パッケージ１１に生じない。
【００３４】
一方、図２（ｂ）は、はんだバンプ１２が冷えて固化した状態における半導体パッケージ１１の断面図である。
【００３５】
リフローが終了して半導体パッケージ１１が冷えると、パッケージ基板８と半導体チップ９とが異なる熱収縮量で収縮することになる。しかし、固化したはんだバンプ１２は、パッケージ基板８と半導体チップ９との熱収縮量の差を吸収できないため、半導体パッケージ１１が半導体チップ９を上にして凸状に反ってしまう。
【００３６】
半導体チップ９の反りの量ΔDは、パッケージ基板８と半導体チップ９との材料や大きさによって変わるが、典型的には、１００μm〜２００μm程度である。
【００３７】
図３は、このように反りが生じた半導体パッケージ１１とヒートスプレッダ１５との拡大断面図である。
【００３８】
反りが生じたことで半導体チップ９の表面９ａとヒートスプレッダ１５との間には隙間Sができると共に、表面９ａとヒートスプレッダ１５との接触面積が低減する。その結果、半導体チップ９とヒートスプレッダ１５とを熱的に良好に接続することができず、半導体チップ９の熱をヒートスプレッダ１５を介して外部に放熱するのが難しくなってしまう。
【００３９】
以下、本実施形態について説明する。
【００４０】
図４は、本実施形態に係る電子部品の断面図である。なお、図４において、図１で説明したのと同じ要素には図１におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【００４１】
この電子部品２０は、半導体パッケージ１１とヒートスプレッダ１５との間に樹脂２２を有する。
【００４２】
このうち、ヒートスプレッダ１５の平面形状は一辺の長さが約６０mmの正方形であり、その厚さは約８．６５mmである。
【００４３】
このうち、半導体パッケージ１１が備えるパッケージ基板８は、FR-4を材料とするコア基材に銅配線を形成してなり、一辺の長さが約４３mmの正方形の平面形状を有し、その厚さは約２mm程度である。
【００４４】
一方、半導体チップ９は、一辺の長さが約２０mmの正方形状の平面形状を有し、その厚さは約０．５mm程度である。
【００４５】
その半導体チップ９が配置されている側とは反対側のパッケージ基板８の表面には、第２の電極パッド７を介してLGAコネクタ５が接続される。そして、パッケージ基板８と対向するように配線基板１が設けられており、LGAコネクタ５を介して配線基板１がパッケージ基板８と電気的に接続される。
【００４６】
LGAコネクタ５のサイズは特に限定されない。本実施形態では、LGAコネクタ５が備えるフレーム３の平面形状を一辺が約４７mmの正方形にする。
【００４７】
図５は、樹脂２２とその周囲の拡大断面図である。
【００４８】
図５に示すように、樹脂２２の表面２２ａは平坦面であって、ヒートスプレッダ１５の平坦な表面と広範囲において接触する。
【００４９】
更に、樹脂２２には、つるまき型のバネ２３が複数埋設される。各バネ２３の両端のうち、一方の端部２３ａはパッケージ基板８と半導体チップ９とのいずれかの表面に熱的に接続され、他方の端部２３ｂはヒートスプレッダ１５と熱的に接続される。
【００５０】
各バネ２３の材料は特に限定されないが、超弾性合金をバネ２３の材料として使用するのが好ましい。そのような超弾性合金としてはNiTi合金やCu-Zn合金がある。NiTi合金の変態温度はその原子数比により調節し得る。例えば、原子数比でTi:Ni＝４９:５１のとき、TiNi合金の変態温度を３０℃〜４０℃とすることができる。
【００５１】
また、バネ２３のサイズも限定されない。本実施形態ではバネ２３の直径を約３０μm〜７０μmとする。そして、パッケージ基板８に接続されるバネ２３の長さを約３００μmとし、半導体チップ９に接続されるバネ２３の長さを１００μm〜２００μm程度とする。更に、各バネ２３の螺旋のピッチを約５０μmとする。
【００５２】
一方、樹脂２２としては熱伝導率がなるべく高い材料、例えば３W/m・K〜１００W/m・K程度の熱伝導率を有する材料を使用するのが好ましい。そのような材料としてはシリコーン樹脂のエストラマーがある。
【００５３】
更に、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に、熱伝導率を高めるための金属フィラーや無機フィラーを分散させてなる材料で樹脂２２を形成してもよい。その金属フィラーの材料としてはNi、Ag、及びCuのいずれかがあり、無機フィラーの材料としてはSiC、AlN、及びAl2O3のいずれかがある。
【００５４】
本実施形態では、このように熱伝導率が高められた樹脂２２を使用することで、半導体チップ９で発生した熱を樹脂２２を介してヒートスプレッダ１５に速やかに伝達させることができる。
【００５５】
更に、その樹脂２２に埋設されたバネ２３が熱伝導率に優れた金属製であるため、バネ２３を介しても半導体９チップからヒートスプレッダ１５に伝熱し、半導体チップ９に熱がこもるのを防止できる。
【００５６】
また、既述のように、製造時の熱によって半導体チップ９には反りが発生するが、その反りの量は実使用下における半導体チップ９の温度によって変化する。
【００５７】
このように反りの量が変化しても、本実施形態では樹脂２２とバネ２３とがそれらの弾性力によって半導体チップ９の表面９ａに追従する。そのため、実使用下において半導体チップ９の温度が変動しても、樹脂２２と半導体チップ９との間に隙間ができず、樹脂２２とバネ２３とを介して半導体チップ９の熱をヒートスプレッダ１５に伝達することが可能となる。
【００５８】
特に、バネ２３の材料である超弾性合金の変態温度を室温（２０℃〜３０℃）よりも低くすると、実使用下で半導体チップ９の温度が室温以上となった場合でも、バネ２３を常に弾性領域で変形させることができる。
【００５９】
その結果、バネ２３が塑性変形してその両端２３ａ、２３ｂが半導体チップ９やヒートスプレッダ１５から離れるのを防止でき、バネ２３により半導体チップ９とヒートスプレッダ１５とを常に熱的に良好に接続することができる。
【００６０】
このように、本実施形態によれば、半導体チップ９からヒートスプレッダ１５への熱伝導が効率的に行われ、熱が原因の半導体チップ９の動作不良や破壊を防止でき、ひいては電子部品２０を備えた電子機器の信頼性を向上させることが可能となる。
【００６１】
次に、本実施形態に係る電子部品の製造方法について説明する。
【００６２】
図６〜図９は、本実施形態に係る電子部品の製造途中の断面図である。
【００６３】
この電子部品２０を製造するには、まず、図６（ａ）に示すように、半導体パッケージ１１を用意する。
【００６４】
その半導体パッケージ１１は、例えばSnAgCuを材料とするはんだバンプ１２を有する。そして、最高温度が２４５℃の条件ではんだバンプ１２をリフローすることにより、パッケージ基板８と半導体チップ９とがはんだバンプ１２で接続される。
【００６５】
既述のように、リフロー時よりも半導体パッケージ１１が冷えると、パッケージ基板８と半導体チップ９との熱膨張率の相違が原因でパッケージ基板１１が凸状に反る。
【００６６】
反りの量ΔDは、パッケージ基板８と半導体チップ９との材料や大きさによって変わるが、三次元レーザ変位計で反りの量ΔDを測定すると、その大きさは典型的には１００μm〜２００μm程度となる。
【００６７】
次に、図６（ｂ）に示すように、側壁３０ａと底３０ｂとを備えた型枠３０を用意する。
【００６８】
型枠３０の材料は特に限定されない。本実施形態では、後で型枠３０を除去するのが容易となるように、型枠３０の材料として水溶性樹脂とアルコール可溶性樹脂のいずれかを使用する。
【００６９】
このうち、水溶性樹脂としては、PVA(ポリビニルアルコール)、ポリエチレンオキサイド、ヒドロキシエチルセルロース、及びカルボキシルメチルセルロースがある。また、アルコール可溶性樹脂としては、エタノールに溶けるポリエチレンオキサイドやウレタンがある。また、メタノールやプロパノルに溶けるN-メトキシメチル化ナイロンもアルコール可溶性樹脂として好適である。
【００７０】
また、これに代えて、ポリイミド又はテフロンを型枠３０の材料として使用してもよい。これらの材料は、加工が容易で耐熱性も良好であるという点で他の材料よりも有利である。
【００７１】
なお、型枠３０の側壁３０ａには、ドリル加工等によって予め孔３０ｘが形成される。
【００７２】
その後、型枠３０の底３０ｂに複数のガイド３１を設ける。ガイド３１は、平皿状の形状を有しており、型枠３０と同様に水又はアルコールで溶解する材料で形成される。
【００７３】
続いて、図７（ａ）に示すように、複数のガイド３１のそれぞれの中にバネ２３を立てる。このようにガイド３１を利用することで、複数のバネ２３を簡単に整列させることができる。また、バネ２３がガイド３１の側壁３１ａに支持されるので、バネ２３が倒れるのを防止することもできる。
【００７４】
ここで、複数のバネ２３のうち、後で半導体チップ９に接続されるものについては、本工程の前に予めその長さを短くしておくのが好ましい。
【００７５】
バネ２３の長さの調節方法は特に限定されない。図１０は、バネ２３の長さの調節方法の一例を示す模式図である。
【００７６】
この方法では、バネ２３を引き伸ばした状態で切断する。切断後は、バネ２３は自身の弾性力によって縮む。これにより、バネ２３は切断前と比較してΔLだけ短くなるが、その長さΔLが半導体チップ９の厚さ（１００μm〜２００μm程度）に等しくなるようにバネ２３の切断長Xを設定する。
【００７７】
このように切断する際にバネ２３を引き伸ばすと、バネ２３の螺旋ピッチが広くなるため、バネ２３の隣接する螺旋間に切断用の工具を挿入し易くなり、バネ２３の長さの調節が容易になる。
【００７８】
更に、バネ２３の材料として超弾性合金を利用するため、切断時にバネ２３を延ばしてもバネ２３が塑性変形することがなく、切断後のバネ２３の螺旋ピッチを切断前と同一にすることができる。
【００７９】
この後は、図７（ｂ）に示す工程に移る。
【００８０】
本工程では、パッケージ基板８と半導体チップ９との各々の表面においてバネ２３と接続される部分に島状に接着剤３５を塗布する。
【００８１】
接着剤３５は特に限定されないが、常温で接着が可能なエポキシ樹脂を接着剤３５として使用するのが好ましい。また、接着剤３５は絶縁性である必要はなく、導電性を有していてもよい。更に、樹脂２２（図５参照）の材料を接着剤３５として利用してもよい。
【００８２】
続いて、図８（ａ）に示すように、型枠３０内に立設されたバネ２３の上に、半導体チップ９を下向きにして半導体パッケージ１１を載せる。そして、接着剤３５が硬化するまでこの状態を維持することにより、各バネ２３と半導体パッケージ１１とを接着剤３５を介して接続する。
【００８３】
次に、図８（ｂ）に示すように、型枠３０内にディスペンサ３６を用いて液状の樹脂２２を注入する。
【００８４】
このとき、型枠３０内への樹脂２２の注入が容易となるように、半導体パッケージ１１を若干上方に引き上げ、型枠３０とパッケージ１１との隙間を広げるのが好ましい。この場合のバネ２３の伸び量は僅かであるため、本工程によってバネ２３の超弾性特性が劣化することはない。
【００８５】
更に、型枠３０内に樹脂２２を注入した後は、孔３０ｘから樹脂２２を軽く吸引することで、バネ２３と樹脂２２との界面に発生し得るボイドを外部に排出するのが好ましい。
【００８６】
なお、樹脂２２の材料としては、既述のように、金属フィラーや無機フィラーが分散された熱硬化性樹脂を使用し得る。
【００８７】
次に、図９（ａ）に示すように、１００℃〜１５０℃程度の温度で樹脂２２を加熱して熱硬化させる。なお、熱硬化の後は樹脂２２と接着剤３５とは一体化するので、図９（ａ）では接着剤３５を省略してある。
【００８８】
また、熱硬化させる前に、樹脂２２の注入時（図８（ｂ））よりも型枠３０に半導体パッケージ１１を若干押し込むのが好ましい。このようにすると、樹脂２２の液面の中に半導体パッケージ１１と未接触となる部分が生じず、樹脂２２で半導体パッケージ１１の表面を良好に型取りすることができる。
【００８９】
続いて、図９（ｂ）に示すように、熱硬化した樹脂２２から型枠３０を除去し、底３０ｂに接していた部分の樹脂２２の表面２２ａを露出させる。なお、図９（ｂ）では、図が煩雑になるのでガイド３１を省略してある。
【００９０】
型枠３０の除去方法は特に限定されない。型枠３０として水やエタノール等の溶媒で溶解し得る材料を用いる場合には、これらの溶媒によって型枠３０を溶解して簡単に除去することができる。
【００９１】
また、ポリイミドやテフロンで型枠３０を形成した場合には、予め型枠３０の内面と樹脂２２との間に離型剤を塗布しておき、その離型剤を境にして型枠３０から樹脂２０を外せばよい。
【００９２】
なお、樹脂２２の表面２２ａは、ヒートスプレッダ１５（図５参照）に熱を逃がす部分なので、なるべく平坦に形成してヒートスプレッダ１５との接触面積を広くするのが好ましい。このように表面２２ａを平坦化するには、枠３０の底３０ｂを平坦にしておけばよい。
【００９３】
この後は、図４に示したように、バネ１８の押圧力によって樹脂２２の表面にヒートスプレッダ１５を押圧することにより、バネ２３と半導体チップ９とを熱的に接続し、本実施形態に係る電子部品２０の基本構造を完成させる。
【００９４】
以上説明した電子部品２０の製造方法によれば、図８（ｂ）に示したように、反りが生じている半導体パッケージ１１を液状の樹脂２２で型取りする。そのため、樹脂２２と半導体パッケージ１１との間に隙間が生じず、半導体チップ９で発生した熱を樹脂２２に効率的に伝熱させることが可能となる。
【００９５】
なお、本実施形態は上記に限定されない。
【００９６】
図４では板状のヒートスプレッダ１５を例示したが、図１１に示すような蓋状のヒートスプレッダ１５を用いても上記と同様の効果が奏される。
【００９７】
以上説明した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００９８】
（付記１） パッケージ基板と、
前記パッケージ基板上に配置された半導体チップと、
バネを介して前記半導体チップと接続されたヒートスプレッダと、
を有することを特徴とする電子部品。
【００９９】
（付記２） 樹脂を更に有し、
前記バネは前記樹脂に埋設されていることを特徴とする付記１に記載の電子部品。
【０１００】
（付記３） 前記樹脂に、金属フィラー又は無機フィラーを分散させたことを特徴とする付記２に記載の電子部品。
【０１０１】
（付記４） 前記バネの一方の端部は前記半導体チップと接続され、
前記バネの他方の端部は前記ヒートスプレッダと接続されていることを特徴とする付記１〜３のいずれかに記載の電子部品。
【０１０２】
（付記５） 前記バネの材料は超弾性合金であることを特徴とする付記１〜４のいずれかに記載の電子部品。
【０１０３】
（付記６） 前記半導体チップが配置されている側とは反対側の前記パッケージ基板の表面に接続されたLGAコネクタと、
前記パッケージ基板と対向して設けられ、前記LGAコネクタを介して前記パッケージ基板と電気的に接続された配線基板とを更に有することを特徴とする付記１〜５のいずれかに記載の電子部品。
【０１０４】
（付記７） 型枠の底に複数のバネを立てる工程と、
複数の前記バネの上に、パッケージ基板上に配置された半導体チップを載せる工程と、
前記型枠の中に液状の樹脂を注入する工程と、
前記樹脂を硬化させる工程と、
硬化した前記樹脂から前記型枠を除去することにより、前記底に接していた部分の前記樹脂の表面を露出させる工程と、
前記樹脂の前記表面にヒートスプレッダを押圧することにより、前記バネと前記半導体チップとを熱的に接続する工程と、
を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
【０１０５】
（付記８） 前記型枠の前記底に、複数の前記バネの各々を位置合わせする複数のガイドを設ける工程を更に有することを特徴とする付記７に記載の電子部品の製造方法。
【０１０６】
（付記９） 前記バネの材料として超弾性合金を使用することを特徴とする付記７又は付記８に記載の電子部品の製造方法。
【０１０７】
（付記１０） 前記型枠を除去する工程において、溶媒で前記型枠を溶解して除去することを特徴とする付記７〜９のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
【符号の説明】
【０１０８】
１…配線基板、２…ボルスタープレート、２ａ…ネジ孔、３…フレーム、３ａ、１５ａ、１６ａ…貫通孔、４…突起電極、５…LGAコネクタ、６…第１の電極パッド、７…第２の電極パッド、８…パッケージ基板、９…半導体チップ、９ａ…表面、１０…電子部品、１１…半導体パッケージ、１２…はんだバンプ、１３…アンダーフィル樹脂、１５…ヒートスプレッダ、１６…ヒートシンクベース、１７…ネジ、１８…バネ、２２…樹脂、２２ａ…樹脂の表面、２３…バネ、２３ａ…バネの一方の端部、２３ｂ…バネの他方の端部、３０…型枠、３０ａ…側壁、３０ｂ…底、３０ｘ…孔、３１…ガイド、３１ａ…ガイドの側壁、３５…接着剤。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージ基板と、
前記パッケージ基板上に配置された半導体チップと、
バネを介して前記半導体チップと接続されたヒートスプレッダと、
を有することを特徴とする電子部品。
【請求項２】
樹脂を更に有し、
前記バネは前記樹脂に埋設されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記バネの一方の端部は前記半導体チップと接続され、
前記バネの他方の端部は前記ヒートスプレッダと接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子部品。
【請求項４】
前記バネの材料は超弾性合金であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項５】
型枠の底に複数のバネを立てる工程と、
複数の前記バネの上に、パッケージ基板上に配置された半導体チップを載せる工程と、
前記型枠の中に液状の樹脂を注入する工程と、
前記樹脂を硬化させる工程と、
硬化した前記樹脂から前記型枠を除去することにより、前記底に接していた部分の前記樹脂の表面を露出させる工程と、
前記樹脂の前記表面にヒートスプレッダを押圧することにより、前記バネと前記半導体チップとを熱的に接続する工程と、
を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項１】
パッケージ基板と、
前記パッケージ基板上に配置された半導体チップと、
バネを介して前記半導体チップと接続されたヒートスプレッダと、
を有することを特徴とする電子部品。
【請求項２】
樹脂を更に有し、
前記バネは前記樹脂に埋設されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記バネの一方の端部は前記半導体チップと接続され、
前記バネの他方の端部は前記ヒートスプレッダと接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子部品。
【請求項４】
前記バネの材料は超弾性合金であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項５】
型枠の底に複数のバネを立てる工程と、
複数の前記バネの上に、パッケージ基板上に配置された半導体チップを載せる工程と、
前記型枠の中に液状の樹脂を注入する工程と、
前記樹脂を硬化させる工程と、
硬化した前記樹脂から前記型枠を除去することにより、前記底に接していた部分の前記樹脂の表面を露出させる工程と、
前記樹脂の前記表面にヒートスプレッダを押圧することにより、前記バネと前記半導体チップとを熱的に接続する工程と、
を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−２１２２９（Ｐ２０１３−２１２２９Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５４９２８（Ｐ２０１１−１５４９２８）
【出願日】平成２３年７月１３日（２０１１．７．１３）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１３日（２０１１．７．１３）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]