JP3134837B2 - 素子の樹脂封止構造、及び封止方法 - Google Patents

素子の樹脂封止構造、及び封止方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フリップチップ実
装される素子の樹脂封止構造、及び封止方法に関するも
のである。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】フリップチップ実装構
造における素子にあっては、素子と基板とを接続してい
るバンプに掛かる応力を緩和する為、バンプを覆うよう
に素子と基板との間の空隙部全体を樹脂で封止してい
る。ところで、素子と基板との間の空隙部全体を樹脂に
より封止してしまうと、封止樹脂が素子表面に付着して
しまう。そして、このような封止構造が採用されると、
素子が弾性表面波素子やGaAs素子のような素子の場
合には、都合が悪い。すなわち、封止樹脂が素子の機能
を発揮する機能面部に付着してしまうと、素子本来の機
能が十分に発揮されない。
【0003】従って、弾性表面波素子やGaAs素子の
ような素子においては、素子の機能面部に封止樹脂が付
着しない、つまり素子と基板との間の空隙部全体を樹脂
により封止することなく、外側周囲にのみ封止樹脂溶液
を塗布することによる樹脂封止構造が提案されている。
しかし、この技術には次のような問題点がある。 (1) 生産性が低い。なぜならば、素子の外側周囲に
のみ樹脂溶液を塗布して完全な封止構造を図るには、塗
布する樹脂溶液の粘度に厳格なコントロールが必要であ
る。しかし、厳格なコントロールは極めて大変である。
特に、樹脂溶液の粘度は経時変化が起きることから、予
め、大量に造っておくことが出来ない。そして、塗布す
る樹脂溶液の粘度に厳密なコントロールが行われてなか
った場合には、封止構造に孔が開いたものであったりす
る。 (2) 封止樹脂が限定されてしまう。すなわち、塗布
する樹脂溶液の粘度に厳格なコントロールが要求される
為、使用する封止樹脂の選定に大きな制約が果たされ
る。 (3) 前記のように孔が開いたりする為、封止の信頼
性が劣る。
【0004】従って、本発明が解決しようとする第1の
課題は、素子の封止の信頼性が高い素子封止技術を提案
することである。本発明が解決しようとする第2の課題
は、素子封止の生産性が高い素子封止技術を提案するこ
とである。本発明が解決しようとする第3の課題は、素
子封止に際して用いる封止樹脂の選定の自由度が高い素
子封止技術を提案することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記第1、第2及び第3
の課題は、素子との接続部の内側に対応して形成された
凹部を有する基板上にフリップチップ実装された該素子
の樹脂による封止方法であって、前記基板と素子との接
続部の内側における前記凹部内に封止樹脂溶液を注入す
るA工程と、前記A工程で注入された封止樹脂が前記接
続部に沿って上昇して前記素子まで到達するB工程と、
前記A工程の後、基板と素子との接続部の外側に封止樹
脂を設けるC工程とを具備してなり、前記基板と素子と
の接続部の内・外の両側から樹脂による封止がなされる
ことを特徴とする素子の樹脂封止方法によって解決され
る。
【0006】又、基板上にフリップチップ実装された素
子の樹脂による封止構造であって、前記基板は、前記素
子との接続部の内側に対応して形成された凹部を有し、
前記封止構造は、前記基板と素子との接続部の内側にお
ける前記凹部内に注入された封止樹脂溶液の前記接続部
に沿って前記素子まで上昇到達した封止樹脂による第1
樹脂封止構造と、前記基板と素子との接続部の外側に設
けられた封止樹脂による第2樹脂封止構造とを具備して
なり、前記基板と素子との接続部の内・外の両側におい
て樹脂により封止がなされたことを特徴とする素子の樹
脂封止構造によって解決される。
【0007】すなわち、素子の樹脂封止構造を基板と素
子との接続部の内・外の両側において設けた樹脂により
行うものとしたから、この樹脂封止構造は内・外の樹脂
による重ね合わせタイプの封止であり、それだけ封止の
確実性・信頼性が高いものとなる。そして、内側におけ
る樹脂封止構造は、例えば基板側パッド−バンプ−素子
側パッドのような接続部の内側に注入された封止樹脂溶
液が接続部に沿って自然に立ち上がって行く現象(表面
張力現象)を利用したものである。この為、内側からの
樹脂封止構造は、基本的には、接続部の内側に樹脂溶液
を注入するだけで良い。従って、格別に複雑な作業を要
するものではなく、簡単に実施できる。
【0008】しかも、接続部の内側に注入された封止樹
脂溶液が接続部に沿って(接続部を伝わって)自然に立
ち上がって行く現象を利用したものであるから、この封
止樹脂溶液の粘度に厳格なコントロールは無くても済
む。従って、生産性が高い。又、用いる封止樹脂に対す
る制約が小さく、封止樹脂の選定の自由度が高い。上記
本発明において、フリップチップ実装される素子に対応
して基板上には凹部が形成されている。この凹部は、素
子に対応して全面的に形成されていても良い。又、素子
の機能面部には封止樹脂を出来るだけ付着させたくない
との観点から、この機能面部に対向した位置では、窪み
があるにしても凹部底面よりも高い、或いは窪みが無い
略環状のものでも良い。尚、全面的にわたって凹部と言
うよりも、機能面部に対向した位置では、窪みが実質的
に無い略環状凹部の方が好ましい。
【0009】そして、上記凹部が形成されていると、基
板と素子との接続部、例えば基板側パッド−バンプ−素
子側パッドの内側に封止樹脂溶液を注入する場合、凹部
に封止樹脂溶液を注入すれば良く、それだけ作業性が高
い。しかも、注入された封止樹脂溶液は凹部によって規
制を受け、余計な位置に流れ出たりすることが無く、そ
れだけ作業性が高い。そして、例えば基板側パッド−バ
ンプ−素子側パッドを伝わって、樹脂が効率良く立ち上
がって行く。
【0010】上記凹部は基板と素子との接続部の間の位
置にまで延びていることが好ましい。すなわち、基板側
パッド間の間にまで凹部が延びていると、凹部に注入さ
れた封止樹脂溶液が基板側パッド−バンプ−素子側パッ
ドを伝わって効率良く立ち上がって行く。基板と素子と
の接続部、例えば基板側パッド−バンプ−素子側パッド
の内側に注入した封止樹脂溶液は、基板側パッド−バン
プ−素子側パッドを伝わって立ち上がって行く必要があ
るのに対して、基板側パッド−バンプ−素子側パッドの
外側に塗布した封止樹脂溶液は垂れ落ち難いことが好ま
しい。従って、接続部の外側に設ける封止樹脂の溶液の
粘度ηo と接続部の内側に注入する封止樹脂溶液の粘度
ηi とはηo >ηi を満たすよう選ばれることが好まし
い。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明になる素子の樹脂封止方法
は、基板上にフリップチップ実装された素子の樹脂によ
る封止方法であって、前記基板と素子との接続部の内側
に封止樹脂溶液を注入するA工程と、前記A工程で注入
された封止樹脂が前記接続部に沿って上昇して前記素子
まで到達するB工程と、前記A工程の後、基板と素子と
の接続部の外側に封止樹脂を設けるC工程とを具備して
なり、前記基板と素子との接続部の内・外の両側から樹
脂による封止がなされる。フリップチップ実装される素
子に対応して基板上には凹部が形成されており、基板と
素子との接続部の内側への封止樹脂溶液の注入とは前記
凹部への封止樹脂溶液の注入である。又、接続部の外側
に設ける封止樹脂の溶液の粘度ηo と接続部の内側に注
入する封止樹脂溶液の粘度ηi とがηo >ηi を満たす
よう選ばれている。
【0012】本発明になる素子の樹脂封止構造は、基板
上にフリップチップ実装された素子の樹脂による封止構
造であって、前記封止構造は、前記基板と素子との接続
部の内側に注入された封止樹脂溶液の前記接続部に沿っ
て前記素子まで上昇到達した封止樹脂による第1樹脂封
止構造と、前記基板と素子との接続部の外側に設けられ
た封止樹脂による第2樹脂封止構造とを具備してなり、
前記基板と素子との接続部の内・外の両側において樹脂
により封止がなされたものである。フリップチップ実装
される素子に対応して基板上には凹部が形成されてお
り、この凹部に注入された封止樹脂溶液が基板と素子と
の接続部に沿って前記素子まで上昇到達した封止樹脂に
より第1樹脂封止構造が構成されたものである。又、フ
リップチップ実装される素子に対応して基板上には凹部
が形成されており、この凹部は基板と素子との接続部の
間の位置にまで延びている。又、前記凹部は、全面的に
凹部であったり、内側の一部が凹部となっていない略環
状の場合とがある。
【0013】以下、更に詳しく説明する。図1は本発明
の第1実施形態を示す概略断面図、図2は図1の素子の
樹脂封止構造における基板の概略一部平面図である。各
図中、1は、弾性表面波素子やGaAs素子のような素
子である。2は素子1表面の機能部、3は接続用の素子
側パッドである。
【0014】4は、ハンダ付け可能なバンプである。5
は基板、6は接続用の基板側パッドである。そして、図
1からも判る通り、素子1は基板5に対してフリップチ
ップ実装されたものである。すなわち、素子1側のパッ
ド3がバンプ4を介して基板5側のパッド6に押し当て
られ、超音波溶接などにより電気的・機械的に素子1は
基板5に対してフリップチップ実装されている。
【0015】7は、基板5と素子1との接続部(素子側
パッド3−バンプ4−基板側パッド6)の内側に注入さ
れた封止樹脂(例えば、エポキシ系樹脂)溶液が前記接
続部に沿って(接続部を伝わって)素子1まで上昇到達
し、そして硬化した封止樹脂である。従って、素子1表
面の機能部2を封止樹脂が覆うことの無い、所謂、中空
状のものとなっている。
【0016】基板1の表面には、図2からも判る通り、
基板側パッド6の内側の位置において凹部8が形成され
ている。尚、凹部8の先端外側8aは基板側パッド6の
間まで延びており、この部分ではあたかも湾が形成され
ているかのようになっている。更に、凹部8は、その中
央側が窪んでおらず、環状である。又、凹部8の外側の
側面は、図1からも判る通り、上部側の開口が広いテー
パー面である。そして、この凹部8内に注入口8bから
比較的低粘度の封止樹脂溶液が注入されると、封止樹脂
溶液の一部は素子側パッド3−バンプ4−基板側パッド
6を伝わって立ち上がり、素子1まで上昇到達し、この
後、例えば自然硬化によって固まる。このようにして形
成されたのが上記封止樹脂7である。
【0017】9は、基板5と素子1との接続部(素子側
パッド3−バンプ4−基板側パッド6)の外側に設けら
れた封止樹脂である。この封止樹脂9は、素子側パッド
3−バンプ4−基板側パッド6の外側に塗布された封止
樹脂(例えば、エポキシ系樹脂)溶液が自然硬化して形
成されたものである。尚、封止樹脂9の溶液が塗布され
た場合、これに先立って、素子側パッド3−バンプ4−
基板側パッド6の内側には封止樹脂7の塗膜層が設けら
れているから、封止樹脂9の溶液は内部に侵入し難いも
のとなっている。従って、封止樹脂9の溶液を素子側パ
ッド3−バンプ4−基板側パッド6の外側から塗布して
も、これが素子1表面の機能部2に付着し難い。尚、封
止樹脂9の塗布溶液は、粘度が低いと塗布した場合に垂
れ落ち易く、垂れ落ちると封止樹脂とならないので、比
較的粘度が高いものである。
【0018】上記のように素子側パッド3−バンプ4−
基板側パッド6の内側に注入された封止樹脂溶液の素子
1まで上昇到達した封止樹脂による第1樹脂封止構造
と、素子側パッド3−バンプ4−基板側パッド6の外側
に設けられた封止樹脂による第2樹脂封止構造とを具備
した本願発明においては、素子側パッド3−バンプ4−
基板側パッド6の両側において設けた樹脂により封止が
行われているから、それだけ封止の確実性・信頼性が高
い。
【0019】そして、内側における樹脂封止構造は、素
子側パッド3−バンプ4−基板側パッド6の内側に注入
された封止樹脂溶液が素子側パッド3−バンプ4−基板
側パッド6を伝わって自然に立ち上がって行く現象を利
用したものである。この為、基本的には、樹脂を注入す
るだけで済み、格別に複雑な作業を要するものではな
く、簡単に実施できる。
【0020】しかも、注入された封止樹脂溶液は自然に
立ち上がって行く現象を利用したものであるから、この
封止樹脂溶液の粘度に厳格なコントロールが必要無い。
従って、生産性が高い。又、上記実施形態において、フ
リップチップ実装される素子に対応して基板上には凹部
8が形成されている。従って、封止樹脂溶液を凹部8内
に注入すれば良く、それだけ作業性が高い。しかも、注
入された封止樹脂溶液は凹部8によって規制を受け、余
計な位置に流れ出たりすることが無く、それだけ作業性
が高い。そして、素子側パッド3−バンプ4−基板側パ
ッド6に沿って、樹脂が効率良く立ち上がって行く。特
に、凹部8を基板側パッド6の間の位置にまで延びさせ
ているから、凹部8内に注入された封止樹脂溶液は、確
実に、素子側パッド3−バンプ4−基板側パッド6を伝
わって立ち上がって行くようになる。
【0021】又、凹部8は環状であって、素子1表面の
機能部2に対向した位置では窪みとなっていない。従っ
て、凹部8内に封止樹脂溶液を注入しても、これが素子
1表面の機能部2には付着し難いものである。又、必要
な封止樹脂量も少なくて済む。図3は、本発明の第2実
施形態を示す素子の樹脂封止構造における基板の概略平
面図である。
【0022】第2実施形態は凹部10が環状で無い点が
第1実施形態と異なるのみである。従って、同一部分に
は同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【0023】
【発明の効果】素子の樹脂封止構造を基板と素子との接
続部の内・外の両側において設けた樹脂により行うもの
としたから、この樹脂封止構造は内・外の樹脂による重
ね合わせタイプの封止であり、それだけ封止の確実性・
信頼性が高い。内側における樹脂封止構造は、例えば基
板側パッド−バンプ−素子側パッドのような接続部の内
側に注入された封止樹脂溶液が接続部に沿って自然に立
ち上がって行く現象を利用したものである。この為、内
側からの樹脂封止構造は、基本的には、接続部の内側に
樹脂溶液を注入するだけで良い。従って、格別に複雑な
作業を要するものではなく、簡単に実施できる。
【0024】しかも、接続部の内側に注入された封止樹
脂溶液が接続部を伝わって自然に立ち上がって行く現象
を利用したものであるから、この封止樹脂溶液の粘度に
厳格なコントロールは無くても済む。従って、生産性が
高い。又、用いる封止樹脂に対する制約が小さく、封止
樹脂の選定の自由度が高い。そして、フリップチップ実
装される素子に対応して基板上に凹部を形成しておき、
この凹部内に封止樹脂溶液を注入する場合、注入された
封止樹脂溶液は凹部によって規制を受け、余計な位置に
流れ出たりすることが無い。従って、それだけ作業性が
高い。又、それだけ樹脂が効率良く立ち上がって行く。
従って、それだけ封止の確実性・信頼性が高いものとな
る。
【0025】更に、凹部を接続部の間の位置にまで延ば
していると、凹部内に注入された封止樹脂溶液は、確実
に、接続部を伝わって立ち上がって行くようになる。従
って、それだけ封止の確実性・信頼性が高いものとな
る。又、凹部を環状のものとした場合、素子表面の機能
部に対向した位置では窪みとなっていない為、凹部内に
封止樹脂溶液を注入しても、これが素子表面の機能部に
は付着し難く、従って素子の機能が阻害され難い。又、
必要な樹脂量も少なくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図1】素子の樹脂封止構造の第1実施形態を示す概略
断面図
【図2】第1実施形態における基板の概略一部平面図
【図3】第2実施形態における基板の概略一部平面図
【符号の説明】
1 素子 2 素子表面の機能部 3 素子側パッド 4 バンプ 5 基板 6 基板側パッド 7 封止樹脂 8 凹部 9 封止樹脂 10 凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/56 H01L 23/28 - 23/31

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 素子との接続部の内側に対応して形成さ
    れた凹部を有する基板上にフリップチップ実装された該
    素子の樹脂による封止方法であって、 前記基板と素子との接続部の内側における前記凹部内
    封止樹脂溶液を注入するA工程と、 前記A工程で注入された封止樹脂が前記接続部に沿って
    上昇して前記素子まで到達するB工程と、 前記A工程の後、基板と素子との接続部の外側に封止樹
    脂を設けるC工程とを具備してなり、 前記基板と素子との接続部の内・外の両側から樹脂によ
    る封止がなされることを特徴とする素子の樹脂封止方
    法。
  2. 【請求項2】 接続部の外側に設ける封止樹脂の溶液の
    粘度ηo と接続部の内側に注入する封止樹脂溶液の粘度
    ηi とがηo >ηi を満たすよう封止樹脂の溶液が選ば
    れることを特徴とする請求項1の素子の樹脂封止方法。
  3. 【請求項3】 基板上にフリップチップ実装された素子
    の樹脂による封止構造であって、前記基板は、前記素子との接続部の内側に対応して形成
    された凹部を有し、 前記封止構造は、 前記基板と素子との接続部の内側における前記凹部内に
    注入された封止樹脂溶液の前記接続部に沿って前記素子
    まで上昇到達した封止樹脂による第1樹脂封止構造と、 前記基板と素子との接続部の外側に設けられた封止樹脂
    による第2樹脂封止構造とを具備してなり、 前記基板と素子との接続部の内・外の両側において樹脂
    により封止がなされたことを特徴とする素子の樹脂封止
    構造。
  4. 【請求項4】 凹部は基板と素子との接続部の間の位置
    にまで延びていることを特徴とする請求項3の素子の樹
    脂封止構造。
  5. 【請求項5】 凹部が略環状のものであることを特徴と
    する請求項3又は請求項4の素子の樹脂封止構造。
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