JP2000022048A - 半導体装置の実装構造体及びそれを用いた携帯機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産効率が良く、貯蔵安定性が良好で、リペ
ア可能なアンダーフィルを用いた、配線基板との接続信
頼性が高いボールグリッドアレイ型半導体装置の実装構
造体を得る。 【解決手段】 配線基板１と、配線基板１に形成したボ
ールグリッドアレイ型半導体装置４実装用の配線３と、
配線３に実装されたボールグリッドアレイ型半導体装置
４と、配線基板１とボールグリッドアレイ型半導体装置
４との間に充填し硬化されたアンダーフィル５とを具備
し、アンダーフィル５がウレタン樹脂からなる半導体装
置の実装構造体とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、携帯機器などに
用いられる半導体装置の実装構造体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話をはじめとする携帯機器の小型
軽量化が急激に進んでいる。これに対応して、携帯機器
に用いられる半導体装置やデバイスの形態も変化してい
る。半導体装置は従来のＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ
Ｐａｃｋａｇｅ）に代わり配線基板に半導体素子を実装
して半導体側の裏面の配線板上に格子状にはんだボール
を形成したボールグリッドアレイ型半導体装置すなわち
ボール・グリッド・アレイ・パッケージやＣＳＰ（Ｃｈ
ｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）が用いられるように
なっている。ボールグリッドアレイ型半導体装置は、従
来のＱＦＰより外形が小さく小型軽量で、また多端子化
が容易で、しかも、簡単に配線基板にはんだ付けできる
ため、携帯機器への採用が進んでいる。

【０００３】一方、携帯機器の入力装置であるテンキー
は、従来はテンキーと配線基板は別々の部品であった
が、配線基板と一体化して小型軽量化が図られている。
しかし、テンキーが一体化された配線基板は、携帯機器
への入力時にテンキーを押すと、テンキーと配線基板が
一体化されているために同時に配線基板にもその力が加
わり配線基板に曲げ応力が働く。このため配線基板にボ
ールグリッドアレイ型半導体装置が実装されている場
合、配線基板とボールグリッドアレイ型半導体装置の接
合部であるはんだボールに応力が働き、テンキーを繰り
返し押すことによりはんだ接合部の接続信頼性が著しく
低下したり疲労破壊を起こし接続寿命を短くする問題が
あった。

【０００４】更に、携帯機器の落下時の衝撃により配線
基板とボールグリッドアレイ型半導体装置の接合部であ
るはんだボールに応力が働き、はんだ接合部の接続信頼
性が著しく低下したり破壊を起こし接続寿命を短くする
問題があった。

【０００５】このため、ボールグリッドアレイ型半導体
装置と配線基板の間隙にアンダーフィルといわれる樹脂
を介在させ、ボールグリッドアレイ型半導体装置と配線
基板相互を機械的に固定する構造にすることにより信頼
性を確保している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来このよう
な用途に用いられるアンダーフィルはエポキシ樹脂組成
物からなっているため以下の問題があった。 （１）エポキシ樹脂はその硬化に高温と長時間を要する
ため、熱に弱い部品はアンダーフィル硬化後、別途配線
基板に実装する必要あり生産効率が悪いという問題があ
る。 （２）エポキシ樹脂で１液のものは貯蔵安定性が悪く冷
凍保存が必要で、その保存や運搬にコストがかかる。ま
た、２液性のものは使用直前に混合する必要があり生産
効率が悪いという問題がある。 （３）エポキシ樹脂は熱硬化性樹脂でありかつ耐熱性が
高いため、アンダーフィルを充填・硬化したボールグリ
ッドアレイ型半導体装置はリペアできない。このため、
半導体装置の不良や故障発生時は配線基板ごと交換する
必要がある。さらに、配線基板へのボールグリッドアレ
イ型半導体装置の搭載数は増加傾向にあり、多数の半導
体装置を搭載した配線基板ごと交換することが必要にな
るという問題がある。

【０００７】本発明は、かかる問題を解決するためにな
されたもので、生産効率が良く、貯蔵安定性が良好で、
リペア可能なアンダーフィルを用いた、配線基板との接
続信頼性が高いボールグリッドアレイ型半導体装置の実
装構造体を得ることを目的とする。

【０００８】また、生産効率が良く、貯蔵安定性が良好
で、リペア可能なアンダーフィルを用いた、配線基板と
の接続信頼性が高いボールグリッドアレイ型半導体装置
の実装構造体を用いた携帯機器を得ることを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる第１の半
導体装置の実装構造体は、配線基板と、この記配線基板
に形成したボールグリッドアレイ型半導体装置実装用の
配線と、この配線に実装されたボールグリッドアレイ型
半導体装置と、上記配線基板とボールグリッドアレイ型
半導体装置との間に充填し硬化したアンダーフィルとを
具備し、上記アンダーフィルがウレタン樹脂からなるも
のである。

【００１０】本発明に係わる第２の半導体装置の実装構
造体は、第１の半導体装置の実装構造体において、ウレ
タン樹脂が７０℃以下の温度で１０分以内に硬化するも
のである。

【００１１】本発明に係わる第３の半導体装置の実装構
造体は、第１の半導体装置の実装構造体において、ウレ
タン樹脂が一液型であり室温で７日以上保存可能である
ものである。

【００１２】本発明に係わる第４の半導体装置の実装構
造体は、第１の半導体装置の実装構造体において、ウレ
タン樹脂がリペア可能なものである。

【００１３】本発明に係わる第５の半導体装置の実装構
造体は、第１の半導体装置の実装構造体において、ウレ
タン樹脂がブロック化イソシアネート化合物からなるも
のである。

【００１４】本発明に係わる第６の半導体装置の実装構
造体は、第１の半導体装置の実装構造体において、ウレ
タン樹脂の粘度が室温で１００００ｃｐｓ以下であるも
のである。

【００１５】本発明に係わる第７の半導体装置の実装構
造体は、第１の半導体装置の実装構造体において、ウレ
タン樹脂の硬化後の硬度がＪＩＳ−Ａ硬度で３０以上で
あるものである。

【００１６】本発明に係わる第８の半導体装置の実装構
造体は、第１の半導体装置の実装構造体において、ウレ
タン樹脂の接着強度が０.２５Ｋｇｆ／ｍｍ２以上であ
るものである。

【００１７】本発明に係わる第１の携帯機器は、第１な
いし第８のいずれかに記載の半導体装置の実装構造体を
用いたものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明にお
けるボールグリッドアレイ型半導体装置の実装構造体に
ついて説明する。図１は、本発明の好適な実施の形態の
断面図を示すものである。図１において、１は配線基
板、２は配線基板１に形成したテンキー実装用の配線、
３は配線基板に形成したボールグリッドアレイ型半導体
装置実装用の配線、４は配線基板１に形成したボールグ
リッドアレイ型半導体装置実装用の配線に実装されたボ
ールグリッドアレイ型半導体装置、５は配線基板１とボ
ールグリッドアレイ型半導体装置との間に充填し硬化さ
れたアンダーフィルであり、アンダーフィル５はウレタ
ン樹脂からなるものである。

【００１９】図２は、テンキー実装用の配線２側から見
たテンキー一体型配線基板を示す平面図、図３は、その
裏面の配線基板を示す平面図である。配線基板１にはガ
ラスエポキシ銅張り基板を用い、一面にテンキー実装用
の配線２およびボールグリッドアレイ型半導体装置の実
装用の配線３を、他面にボールグリッドアレイ型半導体
装置の実装用の配線３を、一般の配線基板製造方法であ
るサブトラクティブ法で形成する。配線上はニッケル・
金メッキを施す。

【００２０】配線基板材料としては、ガラスエポキシ基
板以外の各種の基板材料が適用可能である。エポキシ樹
脂以外の基板材料としては、ＢＴ（ビスマレミド・トリ
アジン）レジンや耐熱エポキシなどが上げられる。基板
の強化材としては、ガラスクロス以外に、アラミドなど
の有機繊維の不織布やクロスなどが上げられる。

【００２１】配線基板の製造方法に関しても、サブトラ
クティブ法以外の各種の製造方法が適用可能である。所
定の配線を施した配線基板を支持基板とし、この支持基
板に絶縁層と導体層とをこの順に一層毎に多層積み上
げ、順次層間を接続するビルドアップ法で製造すると、
サブトラクティブ法で製造するよりも高密度に微細な配
線が形成できる。ビルドアップ法により製造する配線基
板の層間を接続するビアホールの形成方法としては、フ
ォトビア、レーザビア、プラズマによるもの、サンドブ
ラストによるものなどいずれの形成手法をも用いること
ができる。このビアホールの層間接続には、めっき、導
電性ペーストによる方法を用いることができる。また、
絶縁層には熱硬化性や熱可塑性の樹脂が用いられ、形態
としては液状、ペースト状、フィルム状のものがあり、
各々の形態に合わせて積層される。外層配線には、めっ
き、樹脂付き銅箔を積層する方法、銅箔を加熱加圧成形
して接着する方法等が用いられ、いずれの製造方法や構
成材料を用いたものも適用可能である。

【００２２】ボールグリッドアレイ型半導体装置には、
配線基板に半導体素子を実装して半導体側の裏面の配線
板上に格子状にはんだボールを形成したものであれば、
各種のボールグリッドアレイ型半導体装置が適用可能で
ある。

【００２３】ボールグリッドアレイ型半導体装置の配線
基板への実装は、チップマウンタを用い配線基板にボー
ルグリッドアレイ型半導体装置を搭載後、所定の温度に
設定したリフロー炉を通過させることにより行った。

【００２４】ボールグリッドアレイ型半導体装置と配線
基板との間隙へのアンダーフィルの充填は、ボールグリ
ッドアレイ型半導体装置の側部にディスペンサで所定量
のアンダーフィルを供給し、毛細管現象を利用して流し
込む方法の他、印刷法など各種の方法が適用可能であ
る。

【００２５】アンダーフィルの硬化は、所定温度のオー
ブン中で所定時間で放置し行う。硬化方法は、製造ライ
ン中に硬化炉を設けインラインで行う方法、オーブンで
バッチ式で行うなど各種の方法が適用可能である。

【００２６】アンダーフィルは、従来、エポキシ樹脂等
の熱硬化性樹脂組成物が用いられたが、低温速硬化およ
び貯蔵安定性の観点からウレタン樹脂組成物が望まし
い。ウレタン樹脂組成物は、ウレタン樹脂の他に、可塑
剤、充填剤、カップリング剤、粘着付与剤、揺変剤、安
定剤などを適宜配合するものである。

【００２７】ウレタン樹脂とは、ポリイソシナネートと
ポリオールなどの活性水素化合物を含む樹脂である。ポ
リイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネー
ト、メタフェニレンジイソシアネート、ナフタレンジイ
ソシアネート、トリジンジイソシアネート、、ヘキサメ
チレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
ト、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイ
ソシアネート、水添メタフェニレンジイソシアネート、
リジンジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソ
シアネート、リジンエステルトリイソシアネート、１，
６，１１−ウンデカントトリイソシアネート、１，８−
ジイソシアネート−４−イソシアネートメチルオクタ
ン、１，３，６−ヘキサメチレントリイソシアネート、
トリメチルキサメチレンジイソシアネートなどがあげら
れる。

【００２８】ポリオールとしては、ポリエーテルポリオ
ール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、アルキ
レンオキサイド共重合ポリオール、エポキシ変性ポリオ
ール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、
ポリブタジエンポリオールなどがあげられる。さらに、
ウレタン樹脂の低温硬化の観点から硬化を促進する触媒
を用いてもよい。触媒としては、トリエチレンジアミン
などの３級アミン、ジブチル錫ジテウレートなどの有機
金属化合物などがあげられる。また、硬化触媒を用いる
場合、貯蔵安定性の観点から、マイクロカプセル化した
触媒を用いることが望ましい。マイクロカプセルの壁膜
材料としては、エポキシ樹脂、熱可塑性のウレタン樹
脂、フェノール樹脂、アルキル樹脂、アクリル樹脂など
があげられ、低温硬化の観点から６０〜７０℃でマイク
ロカプセルに内在する触媒が放出されることが望まし
い。

【００２９】可塑剤としては、フタル酸エステル化合
物、リン酸エステル化合物、アジピン酸エステル化合
物、セバチン酸エステル化合物、アゼラインエステル化
合物、クエン酸エステル化合物、グリコール酸エステル
化合物、トリメリット酸エステル化合物、フタル酸異性
体エステル化合物、リシノール酸エステル化合物などが
あげられる。

【００３０】充填剤としては、シリカ、アルミナ、炭酸
カルシウム、タルク、クレー、酸化チタンなどがあげら
れる。カップリング剤としては、各種のシランカップリ
ング剤、チタンカップリング剤などがあげられる。

【００３１】粘着付与剤としては、テルペン樹脂、フェ
ノール樹脂、テルペンフェノール樹脂、ロジン樹脂、キ
シレン樹脂などがあげられる。

【００３２】揺変剤としては、微細シリカなどがあげら
れ、安定剤としては、酸化防止剤、耐熱安定剤、耐加水
分解安定剤などがあげられる。

【００３３】アンダーフィルは、狭い間隙に充填するた
め低粘度の液状樹脂である必要がある。エポキシ樹脂組
成物を液状とするためには、主剤のエポキシ樹脂を液状
のビスフェノールＡまたはビスフェノールＦ型エポキシ
樹脂として、硬化剤を酸無水物系またはアミン系とする
必要がある。酸無水物硬化剤は、エポキシ樹脂との硬化
反応温度が高いため、硬化促進剤を添加して硬化反応温
度を下げる必要がある。しかし、硬化促進剤を添加する
と、室温においても硬化反応が進行し増粘することによ
り間隙に充填することができなくなる。このように、室
温では貯蔵安定性が悪いため、保存や輸送時も−２０℃
以下の冷凍状態で保存する必要があるためコストの上昇
を招く。アミン硬化系においては、脂肪族アミンなど低
温で硬化可能な材料系も存在するが、これらの材料系は
いずれも室温でも速やかに反応が進行するため、エポキ
シ樹脂とアミン硬化剤の２液型にしておき使用直前に混
合し使用する必要があり生産効率が悪い。

【００３４】これまでのエポキシ樹脂系のアンダーフィ
ルでは、硬化に高温と長時間を要するために、部品を搭
載した配線基板の機能試験を行った後、熱に弱い部品を
外し、アンダーフィルを充填・硬化する、または、最初
にボールグリッド型半導体装置を実装しアンダーフィル
を充填・硬化した後、他の部品を実装する必要があり、
生産効率が悪かった。

【００３５】ウレタン樹脂は、材料組成を最適化するこ
とにより、１液型であっても室温で貯蔵安定性に優れ、
かつ低温短時間で硬化が可能となる。低温短時間で硬化
できるため、配線基板にすべての部品を搭載後、アンダ
ーフィルの充填・硬化が可能となり生産効率が向上す
る。また、すべての部品を搭載し製造プロセスの最後で
アンダーフィルを充填・硬化するために、その後アンダ
ーフィルは、製品として使用される環境条件にしか置か
れることがなく、比較的耐環境性の低い材料も使用可能
となりウレタン樹脂も使用可能となる。

【００３６】アンダーフィルは、硬化温度１００℃以下
で３０分以内、更には７０℃以下の温度で１０分以内に
硬化することが、搭載する部品の耐熱性および生産効率
の観点から望ましい。

【００３７】アンダーフィルは、一液型で、室温で７日
以上貯蔵可能であることが、二液型での混合ミス防止や
生産効率の向上の観点から望ましい。

【００３８】アンダーフィルは、リペア可能であること
が、ボールグリッドアレイ型半導体装置の不良時に半導
体装置だけを配線基板からはずし修理することが可能で
あるため望ましい。リペア可能なアンダーフィルは、ウ
レタン樹脂の分子設計を最適化することにより可能とな
る。エポキシ樹脂は熱硬化性樹脂でありかつ耐熱性が高
いため、アンダーフィルを充填・硬化したボールグリッ
ドアレイ型半導体装置はアンダーフィルおよび配線板を
加熱してもリペアできない。一方、ウレタン樹脂は、熱
硬化性樹脂であるが、高温では硬化反応の逆反応が起こ
り、一度硬化した樹脂が原料のポリイソシアネートとポ
リオールに分解する特性がある。この特性を利用し、携
帯機器の使用温度では逆反応が起こらず、リペアする高
温では逆反応が起こり硬化したウレタン樹脂が分解する
ことによりリペア可能となる。さらに、リペアのための
逆反応を所定の時間・温度で起こすために、逆反応を促
進する触媒を用いてもよい。触媒としては、錫などの有
機金属化合物などがあげられる。

【００３９】ウレタン樹脂は、ブロック化イソシアネー
ト化合物からなることが、一液型とし、貯蔵安定性を向
上させ、低温で高速硬化させる上で望ましい。ブロック
化イソシアネートは、前記ポリイソシアネートをブロッ
ク化剤と反応させ常温で活性なイソシアネート基をブロ
ックし不活性としたものである。このため、ブロック化
イソシアネートを用いたウレタン樹脂は、優れた貯蔵安
定性を示す。また、ブロック化イソシアネートを加熱す
るとブロック化剤が解離して、もとのイソシアネート基
が再生する。ブロック化イソシアネートの解離温度は、
ポリイソシアネートの種類、ブロック化剤の種類により
異なり、最適化により低温速硬化が可能となる。

【００４０】更に、ブロック化イソシアネートの解離の
ための解離触媒を用いても良い。解離触媒としては、
１，３−ジアセトキシテトラブチルスタノキサンやジブ
チル錫ジラウレートなどの有機金属化合物、Ｎ−メチル
モルホリンなどの３級アミンなどがあげられる。

【００４１】アンダーフィルは、粘度が室温で１５００
０ｃｐｓ以下、更には１００００ｃｐｓ以下であること
が充填性の観点から望ましい。

【００４２】アンダーフィルは、硬化後の硬度がＪＩＳ
ーＡ硬度で２５以上、更には３０以上であることが曲げ
応力がはんだボールに働いたときの接続信頼性保持の観
点から望ましい。硬度が低いと、曲げ応力発生時に機械
的に固定することが接続信頼性を確保できない。

【００４３】アンダーフィルは、接着強度が０.１２５
Ｋｇｆ／ｍｍ²以上、更には０.２５Ｋｇｆ／ｍｍ²以上
であることが曲げ応力がはんだボールに働いたときの接
続信頼性保持の観点から望ましい。接着強度が低いと、
曲げ応力発生時に剥離し接続信頼性を確保できない。

【００４４】上記実施の形態の説明では、テンキー用の
配線を形成した配線基板に半導体装置を実装した構造に
つて説明したが、テンキー用の配線を備えていない配線
基板に半導体装置を実装した構造に対して、上記ウレタ
ン樹脂をアンダーフィルとして用いても同様の効果が得
られる。

【００４５】以下、実施例により、本発明をより詳細に
説明するが、本発明が実施例に限定されるものでないこ
とは言うまでもない。

【実施例】実施例１． （１）配線基板の作製 配線基板にガラスエポキシ基板であるＦＲ-４を用い、
サブトラクティブ法で配線を形成した。外形は１１５ｍ
ｍｘ３５ｍｍ、板厚は０.６ｍｍである。配線はボール
グリッドアレイ型半導体装置と配線基板との導通確認が
できるように所定の配線を形成した。

【００４６】（２）ボールグリッドアレイ型半導体装置 外形サイズ９.０ｍｍｘ９.０ｍｍ、はんだボールピッチ
が０.８ｍｍ、はんだボール数９５のボールグリッドア
レイ型半導体装置を用いた。半導体素子には導通試験用
のデージーチェーンのＴＥＧ（Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎ
ｔ Ｇｒｏｕｐ）配線が形成されている。また、半導体
素子が実装されている配線基板はガラスエポキシ基板で
ある。

【００４７】（３）アンダーフィル アンダーフィルに市販のウレタン樹脂系接着剤ＲＤ−８
０１４（サンスター技研（株））を用いた。室温での貯
蔵安定性は１カ月以上であった。

【００４８】（４）ボールグリッドアレイ型半導体装置
の実装 ボールグリッドアレイ型半導体装置の実装は、チップマ
ウンタを用いて、ボールグリッドアレイ型半導体装置を
配線基板のテンキー実装側と反対面に搭載した後、最高
温度２３５℃に設定したリフロー炉を通過させることに
より行った。

【００４９】（５）アンダーフィルの充填・硬化 ボールグリッドアレイ型半導体装置と配線基板との間隙
へ、ディスペンサでアンダーフィルを供給し、室温で静
置して毛細管現象を利用して流し込んだ。硬化は、オー
ブン中、７０℃で１０分間加熱することによって行っ
た。

【００５０】（６）キー押し試験 キー押し試験の模式図を図４に示す。ボールグリッドア
レイ型半導体装置を配線基板に実装し、アンダーフィル
を充填・硬化させた実装構造体を用い、キー押し試験を
行った。２０Ｎのキー押し力で、１回／秒の速度で、２
５０００回繰り返しキー押し動作した後、はんだボール
接合部の導通試験を行った。その結果を表１に示す。表
１において、はんだボール接合部の導通試験の結果、断
線のなかった場合は○印、断線した場合は×印で示し
た。

【００５１】

【表１】

【００５２】（７）落下衝撃試験 ボールグリッドアレイ型半導体装置を配線基板に実装
し、アンダーフィルを充填・硬化させた実装構造体を用
い、携帯機器の筺体に組み込み、落下衝撃試験を実施し
た。１ｍの高さからコンクリート製床上に落下後、はん
だボール接合部の導通試験を行た。その結果を表１に示
す。表１において、はんだボール接合部の導通試験の結
果、断線のなかった場合は○印、断線した場合は×印で
示した。

【００５３】（８）リペア性試験 アンダーフィルを充填・硬化させたボールグリッドアレ
イ型半導体装置のリペア性試験は、リペア装置を用いて
行った。ボールグリッドアレイ型半導体装置を配線基板
に実装し、アンダーフィルを充填・硬化させた実装構造
体の中のリペアするボールグリッドアレイ型半導体装置
が２００℃で４０秒間保持される条件で加熱した後、配
線基板から引きはがした。結果を表１に示す。表１にお
いて、リペア評価の結果、リペアできた場合は○印、で
きなかった場合は×印で示した。

【００５４】（９）機能試験 機能試験は、ボールグリッドアレイ型半導体装置が実装
された携帯電話実機の配線基板を用い、ボールグリッド
アレイ型半導体装置と配線基板との間に上記（５）のア
ンダーフィルの充填・硬化と同様の方法でアンダーフィ
ルを充填し、硬化した後、実機の配線基板が電気的に正
常に動作するか否かを調べることにより行った。その結
果を表１に示す。表１において、機能試験の結果、正常
に作動した場合は○印、正常に作動しない場合は×印で
示した。

【００５５】実施例２．実施例１と同様の方法で、ボー
ルグリッドアレイ型半導体装置をテンキー実装側の配線
基板に実装し、実装構造体を得た。この実装構造体につ
いて、実施例１と同様にして試験を行った。その結果を
表１に示す。

【００５６】実施例３．外形サイズ１５.０ｍｍｘ１５.
０ｍｍ、はんだボールピッチが０.８ｍｍ、はんだボー
ル数１７５のボールグリッドアレイ型半導体装置を用
い、その他は実施例１と同様にして実装構造体を作製
し、実施例１と同様にして試験を行った。その結果を表
１に示す。

【００５７】実施例４．ボールグリッドアレイ型半導体
装置の配線基板にポリイミドフィルム基板を用い、その
他は実施例１と同様にして実装構造体を作製し、実施例
１と同様にして試験を行った。その結果を表１に示す。

【００５８】実施例５．配線基板に耐熱エポキシ基板で
あるＨＨＲ（商品名 三菱電機（株）製）を用い、その
他は実施例１と同様にして実装構造体を作製し、実施例
１と同様にして試験を行った。その結果を表１に示す。

【００５９】実施例６．配線基板をビルドアップ法で製
造し、その他は実施例１と同様にして実装構造体を作製
し、実施例１と同様にして試験を行った。その結果を表
１に示す。

【００６０】比較例１．アンダーフィルにＣＥＬ-３８
０１（商品名 日立化成（株）製）を用い、その他は実
施例１と同様にして実装構造体を作製し、実施例１と同
様にして試験を行った。その結果を表１に示す。室温で
のアンダーフィルの可使時間は８時間であった。

【００６１】比較例２．アンダーフィルにＣＣＮ８００
Ｄ（商品名 九州松下電器（株）製）を用い、その他は
実施例１と同様にして実装構造体を作製し、実施例１と
同様にして試験を行った。その結果を表１に示す。室温
でのアンダーフィルの可使時間は８時間であった。

【００６２】比較例３．アンダーフィルにエポキシ樹脂
系のアンダーフィルＣＥＬ-３８０１（商品名日立化成
（株）製）を用い、一時硬化条件６０℃で３０分、二次
硬化条件１５０℃で３時間の硬化条件とし、その他は実
施例１と同様にして実装構造体を作製し、実施例１と同
様にして試験を行った。その結果を表１に示す。

【００６３】比較例４．アンダーフィルにエポキシ樹脂
系のアンダーフィルＣＣＮ８００Ｄ（商品名九州松下電
器（株）製）を用い、１２０℃で４時間の硬化条件と
し、その他は実施例１と同様にして実装構造体を作製
し、実施例１と同様にして試験を行った。その結果を表
１に示す。

【００６４】実施例１〜６に示した本発明の実装構造体
は、表１より明らかなようにキー押し試験、落下衝撃試
験、リペア性試験、機能試験いずれにおいても、良好な
結果を示した。この結果から、（１）ボールグリッドア
レイ型半導体装置の実装面、（２）ボールグリッドアレ
イ型半導体装置の外形寸法、（３）ボールグリッドアレ
イ型半導体装置に用いられた配線基板の種類（３）ボー
ルグリッドアレイ型半導体装置を実装する配線板の種
類、（４）ボールグリッドアレイ型半導体装置を実装す
る配線板の製造方法の如何に係わらず良好な結果を示す
ことが解る。

【００６５】一方、エポキシ系アンダーフィルを７０℃
で１０分で硬化した比較例１、２は、アンダフィルが硬
化していないためにキー押し試験、落下衝撃試験におい
て断線が発生した。また、リペア試験においてもリペア
時の高温で未硬化であったアンダーフィルが硬化してリ
ペアが不可能となった。

【００６６】また、エポキシ系アンダーフィルを高温長
時間で硬化した比較例３、４は、キー押し試験、落下衝
撃試験においては良好な結果を示したが、エポキシ樹脂
が硬化してしまったためリペアが不可能であった。ま
た、長時間高温に放置されたため機能試験で正常に作動
しなかった。

【００６７】また、ウレタン系アンダーフィルは１液型
でかつ室温での貯蔵安定性が良好であったが、エポキシ
系アンダーフィルは１液型であったが、室温での可使時
間は８時間であった。

【００６８】

【発明の効果】本発明に係わる第１の半導体装置の実装
構造体によれば、配線基板と、この配線基板に形成した
ボールグリッドアレイ型半導体装置実装用の配線と、こ
の配線に実装されたボールグリッドアレイ型半導体装置
と、上記配線基板とボールグリッドアレイ型半導体装置
との間に充填し硬化されたアンダーフィルとを具備し、
上記アンダーフィルがウレタン樹脂からなるものである
ので、ボールグリッドアレイ型半導体装置と配線基板と
の接続信頼性が向上する効果がある。

【００６９】本発明に係わる第２の半導体装置の実装構
造体によれば、第１の半導体装置の実装構造体におい
て、ウレタン樹脂が７０℃以下の温度で１０分以内に硬
化するものであるので、配線基板に実装されている部品
の信頼性を低下させることなく、ボールグリッドアレイ
型半導体装置と配線基板との接続信頼性が向上する効果
がある。

【００７０】本発明に係わる第３の半導体装置の実装構
造体によれば、第１の半導体装置の実装構造体におい
て、ウレタン樹脂が一液型であり室温で７日以上保存可
能であるものであるので、生産効率が良く、配線基板と
の接続信頼性の向上がはかれ、かつ室温で貯蔵可能なた
め低コスト化の効果がある。

【００７１】本発明に係わる第４の半導体装置の実装構
造体によれば、第１の半導体装置の実装構造体におい
て、ウレタン樹脂がリペア可能なものであり、実装構造
体の修理が容易となる効果がある。

【００７２】本発明に係わる第５の半導体装置の実装構
造体によれば、第１の半導体装置の実装構造体におい
て、前記ウレタン樹脂がブロック化イソシアネート化合
物からなるものであるので、アンダーフィルの貯蔵安定
性が向上しかつ低温速硬化が可能となるため低コストか
つ、配線基板に実装されている部品の信頼性を低下させ
ることなく、ボールグリッドアレイ型半導体装置と配線
基板との接続信頼性が向上する効果がある。

【００７３】本発明に係わる第６の半導体装置の実装構
造体によれば、第１の半導体装置の実装構造体におい
て、ウレタン樹脂前記アンダーフィルが粘度が室温で１
００００ｃＰｓ以下であるものであり、アンダーフィル
の充填が容易となり生産効率が良く、配線基板との接続
信頼性が向上する効果がある。

【００７４】本発明に係わる第７の半導体装置の実装構
造体によれば、第１の半導体装置の実装構造体におい
て、ウレタン樹脂の硬化後の硬度がＪＩＳーＡ硬度で３
０以上であるものであるので、ボールグリッドアレイ型
半導体装置と配線基板との接続信頼性が向上する効果が
ある。

【００７５】本発明に係わる第８の半導体装置の実装構
造体によれば、第１の半導体装置の実装構造体におい
て、ウレタン樹脂の接着強度が０.２５Ｋｇｆ／ｍｍ²以
上であるものであるので、ボールグリッドアレイ型半導
体装置と配線基板との接続信頼性が向上する効果があ
る。

【００７６】本発明に係わる第１の携帯機器によれば、
第１ないし第８のいずれかに記載の半導体装置の実装構
造体を用いたものであるので、信頼性が向上する効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の好適な実施の形態を説明する断面摸
式図である。

【図２】 テンキー実装用の配線側から見たテンキー一
体型配線基板を示す平面図である。

【図３】 テンキー実装用の配線の反対側から見たテン
キー一体型配線基板を示す平面図である。

【図４】 キー押し試験の模式図である。

【符号の説明】

１ 配線基板、２ テンキー実装用の配線、３ ボール
グリッドアレイ型半導体装置実装用の配線、４ ボール
グリッドアレイ型半導体装置、５ アンダーフィル、６
テンキー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤岡 弘文 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 4J002 CK021 FD010 FD020 FD340 GQ05 HA02 4M109 AA01 BA04 CA04 CA12 EA11 EB02 EB04 EB06 EB12 EC14 EC20 ED01 5F061 AA01 BA04 CA04 CA12 CB02 DE03

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配線基板と、この配線基板に形成したボ
   ールグリッドアレイ型半導体装置実装用の配線と、この
   配線に実装されたボールグリッドアレイ型半導体装置
   と、上記配線基板とボールグリッドアレイ型半導体装置
   との間に充填され硬化されたアンダーフィルとを具備
   し、上記アンダーフィルがウレタン樹脂からなることを
   特徴とする半導体装置の実装構造体。
2. 【請求項２】 ウレタン樹脂は、７０℃以下の温度で１
   ０分以内に硬化することを特徴とする請求項１記載の半
   導体装置の実装構造体。
3. 【請求項３】 ウレタン樹脂は、一液型であり室温で７
   日以上保存可能であることを特徴とする請求項１記載の
   半導体装置の実装構造体。
4. 【請求項４】 ウレタン樹脂は、リペア可能であること
   を特徴とする請求項１記載の半導体装置の実装構造体。
5. 【請求項５】 ウレタン樹脂は、ブロック化イソシアネ
   ート化合物からなることを特徴とする請求項１記載の半
   導体装置の実装構造体。
6. 【請求項６】 ウレタン樹脂は、粘度が室温で１０００
   ０ｃｐｓ以下であることを特徴とする請求項１記載の半
   導体装置の実装構造体。
7. 【請求項７】 ウレタン樹脂は、硬化後の硬度がＪＩＳ
   ーＡ硬度で３０以上であることを特徴とする請求項１記
   載の半導体装置の実装構造体。
8. 【請求項８】 ウレタン樹脂は、接着強度が０.２５Ｋ
   ｇｆ／ｍｍ２以上であることを特徴とする請求項１記載
   の半導体装置の実装構造体。
9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれかに記載の半
   導体装置の実装構造体を用いたことを特徴とする携帯機
   器。