电子器件及其生产方法

专利名称：电子器件及其生产方法
技术领域：
本文公开的内容一般涉及电子器件及其生产方法。
背景技术：
对于电子设备，广泛使用具有半导体器件(半导体封装件)和安装有半导体器件 的布线板的电子器件。半导体器件包括半导体元件(半导体芯片)。近年来，为了降低电子 设备的尺寸和重量并增强电子设备的性能，电子器件包含的半导体器件中广泛使用表面安 装型(例如球栅阵列(BGA)型或栅格阵列(LGA)型)，以减小安装面积，提高安装密度。电 子器件可设置散热部件，用于驱散半导体器件中产生的热量。到目前为止已提出了上面描述的电子器件的各种结构。例如，已知一种布线板和 半导体器件(安装到布线板)连接到加固导线的结构(例如参见日本专利号3183278)。此 外，已知一种热连接到半导体器件(安装到布线板)的散热部件连接到布线板的结构(例 如参见日本特开专利申请，公开号2000-332473)。另外，还已知一种方法，其中支撑部件设 置在布线板的与半导体器件安装表面侧相反的一侧；设置于一侧的预定组件，例如面向布 线板的半导体器件安装表面侧的散热部件，连接到支撑部件；并且布线板和半导体器件互 相固定(例如参见日本特开专利申请，公开号2004-165586)。

发明内容
根据本发明实施例的一方面，一种电子器件，包括布线板；半导体器件，布置在 所述布线板的上侧，所述半导体器件和所述布线板之间布置有导电部件；覆盖部件，布置在 所述半导体器件的上侧；以及支撑部件，布置在所述布线板的下侧，所述支撑部件具有面对 所述布线板的凸部，所述支撑部件连接到所述覆盖部件并在所述凸部处支撑所述布线板。根据本发明实施例的另一方面，一种电子器件的生产方法，包括在布线板的上侧 布置半导体器件，所述半导体器件和所述布线板之间布置有导电部件；在所述半导体器件 的上侧布置覆盖部件；以及使所述覆盖部件连接到支撑部件，并在凸部处支撑所述布线板， 所述支撑部件布置在所述布线板的下侧，并具有面对所述布线板的所述凸部。本发明的目的和优点将通过权利要求中特别列举的元素和组合实现和获得。应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都是示例性和解释性的，而非如权 利要求那样限制本发明。


图1是根据本发明第一实施例的示例性电子器件的断面图；图2是根据第一实施例的示例性电子器件的俯视图；图3是根据第一实施例的示例性电子器件的仰视图；图4A和图4B示出根据第一实施例的示例性电子器件中使用的示例性支撑部件；图5示出根据第一实施例的电子器件的布线板变形的情况；图6A和图6B是使用平的支撑部件的示例性电子器件(第一实例)的断面图；图7是根据第一实施例的另一示例性电子器件的断面图；图8示出根据第一实施例的另一示例性电子器件的布线板变形的情况；图9A和图9B是使用平的支撑部件的另一示例性电子器件(第二实例)的断面图；图10是根据本发明第二实施例的示例性电子器件的断面图；图IlA和图IlB示出根据第二实施例的示例性电子器件中使用的示例性支撑部 件；图12是根据第二实施例的另一示例性电子器件的断面图；图13是根据本发明第三实施例的示例性电子器件的断面图；图14是根据第三实施例的电子器件中使用的示例性支撑部件的俯视图；图15是根据第三实施例的另一示例性电子器件的断面图；图16是根据本发明第四实施例的示例性电子器件的断面图；图17是根据第四实施例的电子器件中使用的示例性支撑部件的俯视图；图18是根据第四实施例的另一示例性电子器件的断面图。
具体实施例方式首先，描述本发明的第一实施例。图1是根据第一实施例的示例性电子器件的断面图。图2是根据第一实施例的示 例性电子器件的俯视图。图3是根据第一实施例的示例性电子器件的仰视图。并且图1是 沿图2和图3的线X-X的断面图。电子器件IA包括布线板10、半导体封装件(半导体器件)20、散热部件30、支撑部 件40和弹簧螺钉50。如图1所示，多个电极IOa(实施例中是4个)形成在布线板10的一个表面(前 表面)。此外，如图1-图3所示，配置为接纳各个弹簧螺钉50 (实施例中是4个螺钉50)的 通孔11形成在布线板10上。电极IOa设置在布线板10的中心部分。通孔11设置在布线 板10的端部(这里是4个端部)。尽管未示出，然而在布线板10上的每个电极IOa电连接到设置在布线板10前表 面上的导电图案(布线)和/或设置在布线板10中的导电图案(布线和导孔)。包括基 材(例如玻璃纤维)和树脂(例如聚酰亚胺或环氧树脂)作为绝缘层、且具有形成在前表 面和/或内部的导电图案的印刷布线板可用作布线板10。图案具有预定形状和位置。如图1所示，半导体封装件20包括封装衬底21和安装到封装衬底21的半导体元 件22。半导体元件22例如通过倒装芯片安装(flip chip bonding)电连接(安装)到封 装衬底21。
如图1所示，多个电极21a(实施例中是4个)设置在封装衬底21的一个表面(在 与安装有半导体元件22的侧相反的一侧)，位于与布线板10的电极IOa的位置相对应的位 置。尽管这里未示出，然而每个电极21a电连接到设置在封装衬底21中的导电图案(布线 和导孔)，并电连接到安装到封装衬底21另一表面的半导体元件22。例如，包括例如树脂、 玻璃、陶瓷或玻璃陶瓷作为绝缘层、并在内部形成有导电图案的衬底可用作封装衬底21。图 案具有预定形状和位置。如图1所示，布线板10和半导体封装件20通过设置在电极IOa和电极21a(对应 于电极IOa布置)之间的凸块60互相电连接。这里，凸块60采用由金属(例如焊料)形 成的球形凸块。如图1和图2所示，散热部件30设置在半导体封装件20的上侧(即与布线板10 相反的一侧)。散热部件30包括散热器31和包括多个鳍3 的散热片32。设置散热器31 用来覆盖半导体封装件20的半导体元件22的上侧和侧部。用于接纳弹簧螺钉50的通孔 32b设置在散热片32的端部(这里是四角处的端部)。散热器31热连接到半导体封装件20。散热片32热连接到散热器31。通过使半 导体封装件20和散热器31互相直接接触以及散热器31和散热片32互相直接接触，能够 使半导体封装件20和散热器31互相热连接，使得散热器31和散热片32互相热连接。可 选地，例如通过在半导体封装件20和散热器31之间以及散热器31和散热片32之间设置 具有固定热导率或导热膏的粘合剂(未示出)，能够使半导体封装件20和散热器31互相热 连接以及散热器31和散热片32互相热连接。如图1和图3所示，支撑部件40布置在布线板10的与半导体封装件20侧(即， 布线板10后表面的侧)相反的表面的一侧。这里，图4A和图4B示出根据本发明第一实施例的电子器件中使用的示例性支撑 部件40。图4A是俯视图，图4B是沿图4A的线Yl-Yl的断面图。支撑部件40包括第一支撑部41和第二支撑部42。第一支撑部41具有凸表面41a，以凸形朝布线板10弯曲。第二支撑部42在俯视 下具有圆环形状，并设置在第一支撑部41周围。第二支撑部42具有螺纹孔42a，插入在布 线板10的通孔11中和散热片32的通孔32b中的弹簧螺钉50拧入螺纹孔42a。第一支撑部41拧入第二支撑部42。通过使第一支撑部41在图4A和图4B示出的 标为R且以双头粗箭头表示的方向上转动，第一支撑部41相对于第二支撑部42提升和降 低。通过将第一支撑部41拧入第一支撑部42，并使第一支撑部41转动，能在单个步骤中连 续提升和降低第一支撑部41。如图1和图3所示，在电子器件IA中，支撑部件40的第一支撑部41布置在布线 板10后表面的中心位置处(即，在与前表面侧的半导体封装件20安装区域相对应的后表 面侧的区域)。布线板10后表面的中心部分由第一支撑部41的凸表面41a支撑。例如，具有上述结构的电子器件IOA能如下组装。首先，将半导体封装件20安装到布线板10前表面的中心部分。例如，凸块60安 装到半导体封装件20的各个电极21a ；半导体封装件20与电极21a和电极IOa对齐，并布 置在布线板10的上侧。此后，凸块60通过热处理形成熔化形式，或通过热压而接合到电极 10a，这样，布线板10和半导体封装件20通过凸块60互相电连接。
将半导体封装件20安装到布线板10之后，散热部件30的散热器31和散热片32 热连接到半导体封装件20。然后，弹簧螺钉50插入到散热片32的通孔32b中和布线板10 的通孔11中，并拧入布置在布线板10后表面的支撑部件40的螺纹孔42a。每个弹簧螺钉50的一端(头)侧通过弹簧50a啮合并停止在散热片32。其另一 端侧(轴前端部)拧入其对应的第二支撑部42的螺纹孔42a。这样就使得散热部件30和 支撑部件40利用弹簧螺钉50互相连接。在连接时，弹簧螺钉50从前端到预定位置拧入第二支撑部42的螺纹孔42a。然 后，转动第一支撑部41并使其朝布线板10上升。由此，当前表面中心部分安装有半导体封 装件20的布线板10的后表面的中心部分由凸表面41a支撑时，朝散热部件30推动布线板 10。当朝散热部件30推动布线板10时，布线板10由插入到通孔11的弹簧螺钉50引导。相应地，在电子器件IA中，前表面中心部分安装有半导体封装件20的布线板10 的后表面的中心部分由支撑部件40的第一支撑部41的凸表面41a支撑，且布线板10固定 在支撑部件40和散热部件30之间。此时，通过由第一支撑部41的凸表面41a支撑布线板 10后表面的中心部分，布线板10被固定同时自第二支撑部42悬浮。在电子器件IA中，布 线板10没有被限制在插入有弹簧螺钉50的通孔11。当半导体封装件20例如通过前述热处理安装到布线板10时，布线板10可能会在 组装电子器件IA之前变形(弯曲)。这种变形的发生，例如，是由于制造工艺条件(例如， 布线板10中使用的材料类型，导电图案布置在布线板10中的位置，布置密度和热处理温 度)导致的。图5示出根据第一实施例的电子器件的布线板变形的情况。例如，如图5所示，假设安装有半导体封装件20的布线板10以凸形朝半导体封装 件20弯曲。电子器件IA能使用变形布线板10组装，类似于图1所示的使用前述平的布线板 10组装电子器件1A。也就是说，散热部件30 (散热器31和散热片3 热连接到半导体封 装件20，半导体封装件20安装到变形布线板10的前表面的中心部分。此后，散热部件30 和支撑部件40连接到弹簧螺钉50。通过提升支撑部件40的第一支撑部41，朝散热部件30 推动布线板10，同时布线板10后表面的中心部分由凸表面41a支撑。相应地，在电子器件IA中，与使用前述平的布线板10类似，当使用不平的且安装 有半导体封装件20的布线板10时，布线板10能固定在散热部件30和支撑部件40之间， 同时布线板10由第一支撑部41的凸表面41a支撑。除了在将半导体封装件20安装到布线板10时，布线板10可能在将半导体封装件 20安装到布线板10之后或甚至在使用此方法组装电子器件IA之后变形。当组装的电子器件IA工作时，半导体封装件20产生热。例如，当半导体封装件20 产生热时，热负载施加到布线板10，从而使布线板10变形。由电子器件IA工作期间的热负 载导致的布线板10的变形甚至从图1所示的布线板10的平的状态或从图5所示的布线板 10的已变形的状态发生。在电子器件IA中，当布线板10由于电子器件IA工作期间的热负载而变形时，因 为布线板由支撑部件40的凸表面41a支撑，布线板10以布线板10由凸表面41a支撑的部 分为支点而变形。
相应地，在电子器件IA中，当平的或变形的布线板10由支撑部件40的凸表面41a 支撑时，且当电子器件IA工作期间热负载施加到布线板10时，布线板10以布线板10由凸 表面41a支撑的部分为支点而变形。因此，在电子器件IA中，有效维持了布线板10和半导 体封装件20之间的电性连接。下面将进一步描述这点。首先，将描述包括不具有凸表面41a的平支撑部件的电子器件，以与电子器件IA 比较。图6A是使用平的支撑部件201的示例性电子器件200A的断面图。图6B示出使 用平的支撑部件201的电子器件200A的布线板10变形的情况。图6A示出布线板10由平支撑部件201支撑的电子器件200A。这里，示出在接纳 各个弹簧螺钉50的通孔11处通过固定部件202将布线板10推向支撑部件201并固定的情况。如同组装上面描述的电子器件IA时那样，当组装电子器件200A时，首先，半导体 封装件20安装到布线板10，之后散热部件30 (散热器31和散热片3 热连接到半导体封装 件20。接下来，弹簧螺钉50插入散热部件30的散热片32的通孔32b，安装固定部件202， 弹簧螺钉50插入布线板10的通孔11。然后，通过将弹簧螺钉50拧入布置在布线板10后 表面的支撑部件201的端部，安装有半导体封装件20的布线板10固定在散热部件30和支 撑部件201之间。这里，形成固定部件202，以便能够朝支撑部件201收紧。将弹簧螺钉50拧入支撑 部件201之后，固定部件202进一步收紧，使得布线板10的端部被朝支撑部件201推动并 固定到支撑部件201。在这种电子器件200A中，当布线板10如图6A所示那样不变形时，平的布线板10 由布线板10后表面侧的支撑部件201的平表面支撑，使得布线板10能固定在支撑部件201 和散热部件30之间。然而，取决于使支撑部件201和散热部件30互相连接的每个弹簧螺钉50的旋入 量，在平面上施加到布线板10和半导体封装件20之间的连接部分的负载分布可能变得不 均勻。也就是说，因将倾斜状态的支撑部件201连接到散热部件30，并由倾斜的支撑部件 201支撑布线板10，施加到布线板10和半导体封装件20之间的连接部分的负载分布变得 不均勻。不均勻负载分布的结果是，施加到一部分连接部分的负载可能变得过多，并可能 损坏连接部分。另外，由于因为不均勻负载分布在组装的电子器件200A工作期间产生热而 使布线板10变形时，连接部分可能更容易损坏。在半导体封装件20安装期间，例如，如果布线板10变形，且使用平的支撑部件201 组装电子器件200A，如图6B所示，则变形的布线板10被固定，同时其端部由支撑部件201 支撑。间隙203形成在平的支撑部件201和变形的布线板10的中心部分之间。在这种情 况下，类似地，取决于每个弹簧螺钉50的旋入量，过多负载施加到一部分连接部分之类的 问题也会发生。当由于组装的电子器件200A工作期间产生的热而使热负载施加到布线板10时， 布线板10可变得变形。电子器件200A工作期间的热负载导致的布线板10的变形从图6A 所示的布线板10的平的状态发生，或从图6B所示的布线板10的已变形的状态发生。在任
8一情况下，在电子器件200A中，布线板10以固定的端部为支点而变形。在这种情况下，除了布线板10自己变形导致的应力(内部应力)之外，也可能在 布线板10中生成固定布线板10的端部而导致的应力(外部应力)。结果，由于变形量的增 加，在布线板10和半导体封装件20之间的连接部分生成大的应力。因此，损坏(例如断裂 或破损)易于发生在连接部分，例如布线板10的变形前后尺寸之间的差异很大的端部侧的 连接部分。为方便起见，图6B示出在一部分连接部分中发生破损204的情况。这种破损甚至类似地发生在布线板10的端部仅由平支撑部件201支撑时(S卩，当 不用固定部件202固定端部时)。也就是说，变形的布线板10的后表面的端部由支撑部件 201支撑，变形的布线板10和支撑部件201之间形成间隙203，从而朝半导体封装件20推 动布线板10。因此，布线板10以其由支撑部件201支撑的后表面的端部为支点而发生变 形，如同其端部被固定时。由于布线板10的端部被支撑，在布线板10处生成外部应力。因 此，布线板10变形相当大，这易于损坏布线板10的连接部分。与使用平支撑部件201的电子器件200A相比，在图1_图4B所示的电子器件IA 中，平的或变形的布线板10的中心部分由支撑部件40的第一支撑部41的凸表面41a支撑。 布线板10的端部自支撑部件40 (第二支撑部)悬浮，且不受限制。在电子器件IA中，即使组装电子器件IA时每个弹簧螺钉50进入第二支撑部42 的回转量(turning amount)不均勻，但能够由凸表面41a支撑布线板10的中心部分，并朝 散热部件30推动布线板10。这使得施加到布线板10和半导体封装件20之间的连接部分 的负载分布变得均勻。在电子器件IA中，当组装之后施加热负载时，布线板10能够以布线板10由凸表 面41a支撑的部分为支点而变形。因此，能够降低布线板10以其端部为支点而变形时生成 的外部应力，并降低布线板10的变形量。表1示出布线板10形状的示例性变化。在表1中，为方便起见，两个布线板10分 别表示为布线板X和布线板Y。
安装前安装后热循环测试后( 安装后变形率)布线板X0 μιη-70 μιη-50 μιη (29%)布线板Y0 μηι-60 μιη-10 μιη (83%)表1表1表示半导体封装件20安装前后布线板X和Y中心部分的变形量，以及使用布 线板X和Y组装电子器件IA和200A之后执行热循环测试时布线板X和Y中心部分的变形量。布线板X和Y的中心部分是与半导体封装件20的安装区域相对应的区域。热循 环测试在如下条件下执行使用布线板X和Y组装的电子器件IA和200A的温度在-10°C 到100°C范围内重复升降500个循环。利用三维形状测量装置测量布线板X和Y中心部分 的变形量。热循环测试之后在通过分解电子器件IA和200A得到的布线板X和Y上执行对布线板X和Y变形量的测量。从表1中示出，如果安装半导体封装件20之前布线板X和Y中心部分的变形量是 0 μ m,则安装半导体封装件20之后布线板X和Y的变形量是-70 μ m和-60 μ m,大体上相同。使用布线板X组装电子器件1A，使用布线板Y组装电子器件200A，且在每个电子 器件IA和200A上执行预定热循环测试。结果如下。电子器件IA中使用的布线板X的中 心部分在热循环测试后的变形量是-50 μ m,所以确定从-70 μ m形状变化约为，这是安 装半导体封装件20之后的变形量。另一方面，电子器件200A中使用的布线板Y的中心部 分在热循环测试后的变形量是-10 μ m,所以确定从-60 μ m形状变化约为83 %，这是安装半 导体封装件20之后的变形量。在用于电子器件IA的布线板X中，在减少形状变化的效果 方面，约是用于电子器件200A的布线板Y的三倍。相应地，即使对于安装半导体封装件20之后中心部分的变形量大体相同的布线 板X和Y，由于它们应用的电子器件IA和200A之间的差异，热循环测试之后得到的布线板 X和Y中心部分的变形量可能大大不同。也就是说，如同在电子器件200A中，在通过平的支撑部件201支撑布线板10导致 的布线板10(布线板Y)以其端部为支点而变形的类型中，热循环测试之后得到的布线板10 中心部分的变形量变大。这是由于平的支撑部件201支持布线板10而在布线板10处生成 较大外部应力。相反，如同在电子器件IA中，在布线板10 (布线板X)由凸表面41a支撑且能够以 布线板10由凸表面41a支撑的部分为支点而变形的类型中，能够降低布线板10处生成的 外部应力。从而，能够降低布线板10在热循环测试后发生的变形量。如上所述，在电子器件IA中，能通过由凸表面41a支撑布线板10来限制组装前后 布线板10的变形对布线板10和半导体封装件20之间的连接部分的影响。在电子器件IA中，支撑部件40的第一支撑部41能通过转动支撑部41而连续提 升或降低。因此，在组装电子器件IA之后，能够根据布线板10的变形提升或降低第一支撑 部41，以在固定负载下朝散热部件30推动布线板10。根据这种电子器件1A，能够有效维持布线板10和半导体封装件20之间的电性连 接，从而能实现高度可靠的电子器件1A。尽管在前面描述中，描述了半导体封装件20使用凸块60连接到布线板10作为示 例，但本发明类似地可应用于支撑部件40例如使用托座使半导体封装件20连接到布线板 10的情况。图7是根据第一实施例的另一示例性电子器件的断面图。图7所示的电子器件IB与电子器件IA的区别在于布线板10和半导体封装件20 通过托座70互相连接。托座70具有设置有通孔71a的绝缘板71。通孔71a的数目(这里使用4个通孔 作为示例)与布线板10的电极IOa的数目和半导体封装件20的电极21a的数目相同。从 绝缘板71的前表面和后表面(即，半导体封装件20侧的表面和布线板10侧的表面)突出 的柱体72设置在绝缘板71的各个通孔71a处，以便在通孔处延伸。柱体72导电，并且有 弹性。布线板10和半导体封装件20通过柱体72互相电连接。
使用托座70的电子器件IB例如能如下组装。首先，托座70与布线板10上方的每个电极IOa和每个柱体72对齐，并布置在布 线板10上方。然后，半导体封装件20与托座70上侧的每个柱体72和每个电极21a对齐， 并布置在托座70上侧。散热部件30的散热器31和散热片32热连接到以这种方式布置的 半导体封装件20。弹簧螺钉50插入散热片32的通孔32b和布线板10的通孔11，并拧入 布置在布线板10后表面的支撑部件40的螺纹孔42a。弹簧螺钉50从前端到预定位置拧入螺纹孔42a。然后，第一支撑部41转动并朝布 线板10提升。这样，半导体封装件20、托座70和布线板10固定在散热部件30和支撑部件 40之间。通过提升第一支撑部41，半导体封装件20的电极21a按压接触柱体72的上端侧， 布线板10的电极IOa按压接触柱体72的下端侧。相应地，布线板10和半导体封装件20 通过柱体72互相电连接。在电子器件IB中，布线板10由支撑部件40的第一支撑部41的凸表面41a支撑。 当组装电子器件IB时，布线板10被朝半导体封装件20推动同时由凸表面41a支撑。因此， 能在均勻负载下相对托座70的每个柱体72推动布线板10的每个电极10a。图8示出根据第一实施例的另一示例性电子器件IB变形的情况。在电子器件IB中，布线板10可能会由于电子器件IB工作期间的热负载而变形。 当布线板10由于电子器件IB工作期间的热负载而变形时，布线板10以由凸表面41a支撑 的部分为支点而变形。这里，用于比较，将描述例如上面描述的包括不具有凸表面41a的平支撑部件的 电子器件。图9A是使用平的支撑部件201的示例性电子器件200B的断面图。图9B示出使 用平的支撑部件201的电子器件200B的布线板10变形的情况。图9A所示的电子器件200B与图6A所示的电子器件200A的区别在于布线板10 和半导体封装件20使用托座70互相连接。在电子器件200B中，布线板10的端部用固定 部件202固定。如图9A所示，在电子器件200B中，通过平的支撑部件201朝半导体封装件20推 动布线板10。在这种情况下，取决于每个弹簧螺钉50的回转量，朝半导体封装件20推动半 导体板10的力在平面上可变得不均勻。结果，一些柱体72和电极IOa之间以及一些柱体 72和电极2Ia之间的接触力变得不够，或者一些柱体72接触不到一些电极IOa和21a，结果 是可能不能保证布线板10和半导体封装件20之间的电性连接。当组装期间布线板10变 形时，接触压力不够的问题和一些柱体72接触不到一些电极IOa和21a的问题也会发生。在电子器件200B中，如图9B所示，布线板10可由于组装的电子器件200B工作期 间的热负载而变得变形。布线板10以固定的端部为支点而变形。在这种情况下，如上所讨 论的，通过固定布线板10的端部而在布线板10处产生外部应力，从而增加了变形量。结果， 如上所述，可能会产生导通不良205，例如，因为一些柱体72和电极IOa之间的接触压力以 及一些柱体72和电极21a之间的接触压力不够，或者因为一些柱体72接触不到一些电极 IOa和21a。接触压力不够的问题和一些柱体72接触不到一些电极IOa和21a的问题甚至 类似地发生在布线板10的端部仅由平支撑部件201支撑时(即不用固定部件202固定端部时)。与使用平支撑部件201的电子器件200B相比，布线板10由图7和图8所示的电 子器件IB中的支撑部件40的第一支撑部41的凸表面41a支撑。因此，当组装电子器件IB时，能降低朝半导体封装件20推动布线板10的力在平 面上的不均勻，减少布线板10和半导体封装件20之间的导通不良的发生。当组装电子器件IB之后施加热负载时，布线板10能以其由凸表面41a支撑的部 分为支点而变形。因此，在布线板10中，能够降低例如当布线板10以其端部为支点而变形 时产生的外部应力，并降低布线板10的变形量。另外，在电子器件IB中，组装之后，能够对 应于布线板10的变形提升或降低第一支撑部41，由此在固定负载下朝半导体封装件20推 动布线板10。从而，能够降低布线板10和半导体封装件20之间的导通不良的发生。相应地，即使在使用托座70的电子器件IB中，当布线板10由凸表面41a支撑时， 也能够有效维持布线板10和半导体封装件20之间的电性连接；并能提供高度可靠的电子 器件IB。上面描述了电子器件IA和1B。在电子器件IA和IB的每个中，能够手动或自动转 动支撑部件40的第一支撑部41，并相对于第二支撑部42提升或降低第一支撑部41。例如，能够在与设置有凸表面41a的表面相对的侧的第一支撑部41的表面上，形 成用于接纳夹具，例如起子或扳手的孔；使用插入到孔中的夹具转动第一支撑部41 ；并提 升或降低第一支撑部41。可选地，能够将电机或制动器连接到第一支撑部41，并控制电机 或制动器的操作以便转动第一支撑部41，从而提升或降低第一支撑部41。在前面的描述中，描述了第一支撑部41拧入在俯视下具有圆环形状的第二支撑 部42的情况作为示例。第二支撑部42的形状不限于示例中的形状，只要第一支撑部41能 被安装到中心部分使得其能被提升或降低即可。例如，第二支撑部42的形状可以是矩形环 状，以允许第一支撑部41被安装到在俯视下为矩形的板的中心部分。期望支撑部件40的第一支撑部41和第二支撑部42由具有固定刚性的材料形成， 当操作或组装电子器件IA或IB时，不容易通过施加的机械压力或负载使它们变形。例如， 第一支撑部41由刚性材料形成，当操作或组装电子器件IA或IB时，这种刚性材料不允许 第一支撑部41自己屈曲。接下来，将描述第二实施例。图10是根据第二实施例的示例性电子器件2A的断面图。图IlA和图IlB示出根 据第二实施例的电子器件2A中使用的示例性支撑部件80，图IlA是俯视图，图IlB是沿图 IlA的线Y2-Y2的断面图。在根据第二实施例的电子器件2A中，使用图10、图IlA和图IlB所示的支撑部件 80支撑通过凸块60连接到半导体封装件20的布线板10。其它结构特性与电子器件IA类 似。电子器件2A中使用的支撑部件80包括第一支撑部81和第二支撑部82。第一支 撑部81具有凸表面81a，以凸形朝布线板10弯曲。第二支撑部82在俯视下为矩形环状，且 第一支撑部81拧入其中。第一支撑部81布置的区域位于布线板10后表面的中心部分，并比支撑部件40的 第一支撑部41窄。通过在图IlA和图IlB所示的粗双头箭头的方向R上转动第一支撑部81，相对于第二支撑部82提升或降低第一支撑部81。通过转动第一支撑部81，能在单个步 骤中连续提升或降低第一支撑部81。第二支撑部82具有螺纹孔82a，插入到布线板10的 通孔11和散热片32的通孔32b的弹簧螺钉50拧入螺纹孔82a。如图10所示，在电子器件2A中，布线板10后表面的中心部分由支撑部件80的支 撑部81的凸表面81a支撑。电子器件2A的组装与电子器件IA类似，除了例如使用图10、图1IA和图1IB所示 的支撑部件80而非使用电子器件IA的支撑部件40之外。如图10所示，在电子器件2A中，前表面中心部分安装有半导体封装件20的布线 板10的后表面的中心部分由第一支撑部81的凸表面81a支撑；布线板10固定在支撑部件 80和散热部件30 (散热器31和散热片32)之间。此时，布线板10被固定，同时自第二支撑 部82悬浮。布线板10没有被限制在插入有弹簧螺钉50的通孔11。在图10中，示出了未 变形的平的布线板10作为示例，如果是变形的布线板10也类似地由第一支撑部81的凸表 面81a支撑。通过这样由凸表面81a支撑布线板10，当组装电子器件2A时，能够使施加到布线 板10和半导体封装件20之间的连接部分的负载分布均勻。当组装电子器件2A之后施加热负载时，布线板10以其凸表面81a支撑的部分为 支点而变形，其中外部应力的产生受限。因此，能降低布线板10的变形量。另外，在电子器 件2A中，组装之后，能够根据布线板10的变形提升或降低第一支撑部81，以便在固定负载 下朝散热部件30推动布线板10。因此，能有效维持布线板10和半导体封装件20之间的电性连接。支撑部件80类似地可应用于当使用托座70而非凸块60使半导体封装件20连接 到布线板10时。图12是根据第二实施例的另一实施例电子器件2B的断面图。在图12所示的电子器件2B中，布线板10和半导体封装件20使用托座70互相连 接，其中托座70具有柱体72设置在绝缘板71的各个通孔71a处。其它结构特性与电子器 件2A类似。电子器件2B的组装与电子器件IB类似，除了例如使用图12所示的支撑部件80 而非电子器件IB的支撑部件40之外。如图12所示，在电子器件2B中，布线板10由第一支撑部81的凸表面81a支撑， 并被朝半导体封装件20推动。在图12中，示出了未变形的平的布线板10作为示例，如果 是变形的布线板10，也类似地由支撑部件80的第一支撑部81的凸表面81a支撑。因此，当通过以这种方式由凸表面81a支撑布线板10来组装电子器件2B时，能降 低朝半导体封装件20推动布线板10的力在平面上的不均勻。当组装电子器件2B之后施加热负载时，布线板10能以其由凸表面81a支撑的部 分为支点而变形，且外部应力的产生降低。因此，能够降低布线板10的变形量。另外，在电 子器件2B中，组装之后，对应于布线板10的变形提升或降低第一支撑部41，由此来在固定 负载下朝半导体封装件20推动布线板10。因此，能够降低布线板10和半导体封装件20之间的导通不良的发生，并有效维持 布线板10和半导体封装件20之间的电性连接。
13
如在支撑部件40中一样，能够手动或自动转动支撑部件80的第一支撑部81，并相 对于第二支撑部82提升或降低第一支撑部81。例如，能够在与设置有凸表面81a的表面相 对的一侧的第一支撑部41的表面上形成用于接纳夹具的孔；并使用插入到孔中的夹具转 动第一支撑部81。可选地，能够控制连接到第一支撑部81的电机或制动器的操作，以便转 动第一支撑部81。这里，第二支撑部82在俯视下为矩形环状，但也可以是在俯视下为圆环形状。如在支撑部件40中一样，期望支撑部件80的第一支撑部81和第二支撑部82由 具有固定刚性的材料形成，当操作或组装电子器件2A或2B时，不容易使它们变形。例如， 第二支撑部82采用刚性材料形成，以使当操作或组装电子器件2A或2B时，第二支撑部82 自身不会屈曲。由于第一支撑部81设置在支撑部件80中相对窄的区域，因此只要使用特 定材料，就能够降低第一支撑部81自己的屈曲。接下来，将描述第三实施例。图13是根据第三实施例的示例性电子器件3A的断面图。图14是根据第三实施 例的电子器件3A中使用的示例性支撑部件90的俯视图。在根据第三实施例的电子器件3A中，使用图13和图14所示的支撑部件90支撑 通过凸块60连接到半导体封装件20的布线板10。其它结构性特性与电子器件IA类似。电子器件3A中使用的支撑部件900由单板部件形成，该单板部件在俯视下是矩 形，并具有凸表面90a，以凸形朝布线板10弯曲。支撑部件90具有螺纹孔90b，插入到布线 板10的通孔11和散热片32的通孔32b的弹簧螺钉50固定到螺纹孔90b。电子器件3A的组装与电子器件IA类似，除了例如使用支撑部件90而非电子器件 IA的支撑部件40之外。与包括第一支撑部41和第二支撑部42的支撑部件40不同，支撑 部件90由单板部件形成。因此，安装有半导体封装件20的布线板10通过利用弹簧螺钉50 使支撑部件90和散热部件30互相连接来固定。此时，由于支撑部件90面对布线板10的 表面是凸表面90a，即使弹簧螺钉50的拧入量不均勻，也能在中心部分通过凸表面90a朝散 热部件30推动布线板10的中心部分。如图13所示，在电子器件3A中，前表面中心部分安装有半导体封装件20的布线 板10的后表面的中心部分由第一支撑部件90的凸表面90a支撑，并固定在支撑部件90和 散热部件30(散热器31和散热片3 之间。布线板10没有被限制在插入有弹簧螺钉50 的通孔11。在图13中，示出了未变形的平的布线板10作为示例，如果是变形的布线板10，也 类似地由支撑部件90的凸表面90a支撑。即使在图13所示的电子器件3A中，也能在组装电子器件3A时使施加到布线板10 和半导体封装件20之间的连接部分的负载分布均勻，并将组装的布线板10的变形量降到 很小的值。因此，有效维持了布线板10和半导体封装件20之间的电性连接。在使用例如托座70而非凸块60使半导体封装件20连接到布线板10的情况下， 该支撑部件90也可类似地应用。图15是根据第三实施例的另一示例性电子器件的断面图。在图15所示的电子器件:3B中，布线板10和半导体封装件20使用包括绝缘板71 和柱体72的托座70互相连接。其它结构特性与电子器件3A类似。
电子器件;3B的组装与电子器件IB类似，除了例如使用图15所示的支撑部件90而 非电子器件IB的支撑部件40之外。由于支撑部件90由单板部件形成，半导体封装件20、 托座70和布线板10通过利用弹簧螺钉50使支撑部件90和散热部件30互相连接来互相 固定。支撑部件90面对布线板10的表面是凸表面90a。因此，即使弹簧螺钉50的旋入量 不均勻，也能够通过凸表面90a朝半导体封装件20推动布线板10的中心部分。如图15所示，在电子器件:3B中，具有凸表面90a的支撑部件90支撑布线板10，并 朝半导体封装件20推动布线板10。在图15中，示出了未变形的平的布线板10作为示例， 如果是变形的布线板10，也类似地由支撑部件90的凸表面90a支撑。即使在图15所示的电子器件:3B中，在组装期间也能降低朝半导体封装件20推动 布线板10的力在平面上的不均勻。此外，能够将组装的布线板10的变形量降到很小的值。 因此，能够降低布线板10和半导体封装件20之间的导通不良的发生，并有效维持布线板10 和半导体封装件20之间的电性连接。这里，支撑部件90在俯视下是矩形，但也可以是圆形。期望支撑部件90由具有固 定刚性的材料形成，当操作或组装电子器件3A或;3B时，不容易使它变形。这里，支撑部件90是一侧具有凸表面90a另一侧具有凹表面90c的圆顶形部件， 但支撑部件也可以是另一侧具有平表面而非凹表面90c的部件。在这种情况下，由于凸表 面90a和平表面之间的厚度很大，能增加支撑部件的机械强度。接下来，将描述第四实施例。图16是根据本发明第四实施例的示例性电子器件4A的断面图。图17是根据第 四实施例的电子器件4A中使用的示例性支撑部件100的俯视图。在根据第四实施例的电子器件4A中，使用图16和图17所示的支撑部件100支撑 通过凸块60连接到半导体封装件20的布线板10。其它结构特性与电子器件IA类似。电子器件4A中使用的支撑部件100由具有突出部分IOOa的单板部件形成。突出 部分IOOa具有凸表面lOOaa，以凸形朝布线板10弯曲。支撑部件100具有螺纹孔100b，插 入到布线板10的通孔11和散热片32的通孔32b的弹簧螺钉50拧入螺纹孔100b。电子器件4A的组装与电子器件IA类似，除了例如使用支撑部件100而非电子器 件IA的支撑部件40之外。与包括第一支撑部41和第二支撑部42的支撑部件40不同，支 撑部件100由单板部件形成。因此，安装有半导体封装件20的布线板10通过利用弹簧螺 钉50使支撑部件100和散热部件30互相连接而固定。此时，由于支撑部件100具有突出 部分IOOa面对布线板10，即使弹簧螺钉50的旋入量不均勻，也能通过突出部分IOOa朝散 热部件30推动布线板10的中心部分。如图16所示，在电子器件4A中，前表面中心部分安装有半导体封装件20的布线 板10的后表面的中心部分由突出部分IOOa支撑，并固定在支撑部件100和散热部件30(散 热器31和散热片3 之间。布线板10没有被限制在插入有弹簧螺钉50的通孔11。在图 16中，示出了未变形的平的布线板10作为示例，如果是变形的布线板10也类似地由支撑部 件100的突出部分IOOa支撑。即使在图16所示的电子器件4A中，也类似地有效维持布线板10和半导体封装件 20之间的电性连接。支撑部件100类似地可应用于当半导体封装件20使用托座70而非凸块60连接到布线板10时。图18是根据第四实施例的另一示例性电子器件的断面图。在图18所示的电子器件4B中，布线板10和半导体封装件20使用包括绝缘板71 和柱体72的托座70互相连接。其它结构性特性与电子器件4A类似。电子器件4A的组装类似于电子器件1B，除了例如使用图18所示的支撑部件100 而不使用电子器件IB的支撑部件40之外。支撑部件100是单板部件。因此，半导体封装 件20、托座70和布线板10通过利用弹簧螺钉50使支撑部件100和散热部件30互相连接 而固定。此时，由于支撑部件100具有突出部分IOOa面对布线板10，即使弹簧螺钉50的旋 入量不均勻，也通过突出部分IOOa朝散热部件30推动布线板10的中心部分。如图18所示，在电子器件4B中，布线板10由支撑部件100的突出部IOOa支撑， 并被朝半导体封装件20推动。在图18中，示出了未变形的平的布线板10作为示例，如果 是变形的布线板10也类似地由支撑部件100的突出部分IOOa支撑。即使在图18所示的电子器件4B中，也类似地能够降低布线板10和半导体封装件 20之间的导通不良的发生，并有效维持布线板10和半导体封装件20之间的电性连接。这里，尽管支撑部件100在俯视下是矩形，但它可以是圆形。期望支撑部件100由 具有固定刚性的材料形成，当操作或组装电子器件4A或4B时，不容易使它变形。尽管上面描述了示例性电子器件1A-4A和1B-4B，支撑部件40、80、90和100可应 用的电子器件的形式不限于上面描述的电子器件1A-4A和1B-4B。例如，尽管在前面的实施例中，散热部件30的类型采用风冷式，但支撑部件40、 80、90和100也可应用到水冷式。尽管在实施例中讨论了支撑部件40、80、90和100连接到散热部件30的情况，但 支撑部件40、80、90和100连接到的部件不必是用于散热的散热部件30。如果部件是面对 支撑部件40、80、90和100，且部件和支撑部件40、80、90和100之间插入有布线板10和半 导体封装件20 (即，覆盖半导体封装件20的上表面侧的部件)，则该部件可用于与支撑部 件40、80、90和100连接。即使在这种情况下，也能获得与使用散热部件30时获得的优点 类似的优点。这里列举的所有示例和条件性语言旨在以教学性目的帮助读者理解本发明以及 发明者为促进现有技术而贡献的概念，而不限于这种特别列举的示例和条件，说明书中这 种示例的组织也不涉及显示本发明的优势和劣势。尽管已经详细描述了本发明的示例性实 现，但应该理解，能做出各种变化、替换或改变，而不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种电子器件，包括布线板；半导体器件，布置在所述布线板的上侧，所述半导体器件和所述布线板之间布置有导 电部件；覆盖部件，布置在所述半导体器件的上侧；以及支撑部件，布置在所述布线板的下侧，所述支撑部件具有面对所述布线板的凸部，所述 支撑部件连接到所述覆盖部件并在所述凸部处支撑所述布线板。
2.根据权利要求1的电子器件，其中所述凸部具有凸表面，配置为以凸形朝所述布线 板弯曲。
3.根据权利要求1的电子器件，其中所述布线板能够以其被所述凸部支撑的部分为支 点而变形。
4.根据权利要求1的电子器件，其中所述支撑部件的所述凸部位于与布置有所述半导 体器件的区域相对应的区域。
5.根据权利要求1的电子器件，其中所述支撑部件包括第一支撑部和第二支撑部，所 述第一支撑部具有所述凸部，所述第一支撑部以能够被提升和降低的方式设置在所述第二 支撑部处。
6.根据权利要求5的电子器件，其中所述第一支撑部拧入所述第二支撑部，以及其中通过转动所述第一支撑部而调整所述第一支撑部的提升和降低量。
7.根据权利要求5的电子器件，还包括连接部件，用于使所述覆盖部件和所述支撑部件互相连接；其中所述连接部件的一端侧与所述覆盖部件啮合并被所述覆盖部件拦住，所述连接部 件的另一端侧连接到所述第二支撑部。
8.根据权利要求1的电子器件，其中所述支撑部件面对所述布线板的整个表面是凸表 面，配置为以凸形朝所述布线板弯曲。
9.根据权利要求1的电子器件，其中所述凸部是突出部分，设置在所述支撑部件面对 所述布线板的面的一部分处。
10.根据权利要求1的电子器件，还包括连接部件，用于使所述覆盖部件和所述支撑部件互相连接；其中所述连接部件的一端侧与所述覆盖部件啮合并被所述覆盖部件拦住，所述连接部 件的另一端侧拧入所述支撑部件，以及其中所述覆盖部件和所述支撑部件之间的间隔通过转动所述连接部件被调整。
11.根据权利要求1的电子器件，其中所述导电部件是凸块。
12.根据权利要求1的电子器件，其中所述导电部件是包括支撑板和柱体的托座，所述 柱体是导电弹性体，配置为延伸穿过所述支撑板，并从所述支撑板的两个表面突出。
13.一种电子器件的生产方法，包括在布线板的上侧布置半导体器件，所述半导体器件和所述布线板之间布置有导电部件；在所述半导体器件的上侧布置覆盖部件；以及使所述覆盖部件连接到支撑部件，并在凸部处支撑所述布线板，所述支撑部件布置在所述布线板的下侧，并具有面对所述布线板的所述凸部。
14.根据权利要求13的电子器件的生产方法，其中所述支撑部件包括第一支撑部和第 二支撑部，所述第一支撑部具有所述凸部，所述第一支撑部设置在所述第二支撑部处，且配 置为能够被提升和降低，以及其中在所述凸部处支撑所述布线板包括提升和降低所述第一支撑部。
15.根据权利要求14的电子器件的生产方法，其中使所述覆盖部件连接到所述支撑部 件包括使所述覆盖部件连接到所述第二支撑部。
16.根据权利要求14的电子器件的生产方法，其中使所述覆盖部件连接到所述支撑部 件包括利用连接部件使所述覆盖部件连接到所述支撑部件，其中所述连接部件的一端侧与 所述覆盖部件啮合并被所述覆盖部件拦住，另一端侧拧入所述支撑部件，以及其中在所述凸部处支撑所述布线板包括通过转动所述连接部件调整所述覆盖部件和 所述支撑部件之间的间隔。
全文摘要
一种电子器件，包括布线板；半导体器件，布置在所述布线板的上侧，所述半导体器件和所述布线板之间布置有导电部件；覆盖部件，布置在所述半导体器件的上侧；以及支撑部件，布置在所述布线板的下侧，所述支撑部件具有面对所述布线板的凸部，所述支撑部件连接到所述覆盖部件并在所述凸部处支撑所述布线板。
文档编号H01L23/485GK102130102SQ20101059753
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月16日 优先权日2009年12月18日
发明者中西辉, 林信幸, 森田将, 米田泰博 申请人:富士通株式会社