JP2000040776A - 半導体素子の実装構造 - Google Patents
半導体素子の実装構造Info
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- H01L2224/8192—Applying permanent coating, e.g. protective coating
Landscapes
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 樹脂製充填材と半導体素子または配線基板と
の間の剥離や金属バンプの破断が発生して、配線基板に
実装された半導体素子を長期間にわたり正常かつ安定に
作動させることができない。 【解決手段】 絶縁基体3上面に半導体素子2の各電極
に接続される複数個の配線導体4を導出させてなる配線
基板1上に、下面に複数個の電極を有する半導体素子2
を半導体素子2の各電極と各配線導体4とを金属バンプ
5を介して接合して搭載するとともに、半導体素子2と
配線基板1との間に形成される隙間に樹脂製充填材6を
充填して成る半導体素子2の実装構造において、樹脂製
充填材6は、金属バンプ5を取り囲むヤング率が500 k
gf/mm2 以上の高弾性樹脂部6aと、高弾性樹脂部
6aを取り囲むヤング率が200 kgf/mm2 以下の低
弾性樹脂部6bとから成る。
の間の剥離や金属バンプの破断が発生して、配線基板に
実装された半導体素子を長期間にわたり正常かつ安定に
作動させることができない。 【解決手段】 絶縁基体3上面に半導体素子2の各電極
に接続される複数個の配線導体4を導出させてなる配線
基板1上に、下面に複数個の電極を有する半導体素子2
を半導体素子2の各電極と各配線導体4とを金属バンプ
5を介して接合して搭載するとともに、半導体素子2と
配線基板1との間に形成される隙間に樹脂製充填材6を
充填して成る半導体素子2の実装構造において、樹脂製
充填材6は、金属バンプ5を取り囲むヤング率が500 k
gf/mm2 以上の高弾性樹脂部6aと、高弾性樹脂部
6aを取り囲むヤング率が200 kgf/mm2 以下の低
弾性樹脂部6bとから成る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、下面に電極が形成
された半導体素子を、上面にこの半導体素子の電極に接
続される配線導体が導出する配線基板上に、半導体素子
の電極と配線基板の配線導体とを金属バンプを介して接
合することにより搭載するとともに、この半導体素子と
配線基板との間に形成される隙間に樹脂製充填材を充填
してなる半導体素子の実装構造に関するものである。
された半導体素子を、上面にこの半導体素子の電極に接
続される配線導体が導出する配線基板上に、半導体素子
の電極と配線基板の配線導体とを金属バンプを介して接
合することにより搭載するとともに、この半導体素子と
配線基板との間に形成される隙間に樹脂製充填材を充填
してなる半導体素子の実装構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体素子の電極数の増加に伴
い、半導体素子を配線基板に実装する方法として、半導
体素子を搭載する配線基板の上面に半導体素子の各電極
に接続される複数の配線導体を導出させるとともにこの
導出した配線導体と半導体素子の電極とを対向させ、こ
れらを半田や金等の金属バンプを介して接合するように
なした、いわゆるフリップチップ実装法が多用されるよ
うになってきている。
い、半導体素子を配線基板に実装する方法として、半導
体素子を搭載する配線基板の上面に半導体素子の各電極
に接続される複数の配線導体を導出させるとともにこの
導出した配線導体と半導体素子の電極とを対向させ、こ
れらを半田や金等の金属バンプを介して接合するように
なした、いわゆるフリップチップ実装法が多用されるよ
うになってきている。
【0003】そして、このフリップチップ実装法では一
般に、半導体素子の電極と配線基板の配線導体とを半田
や金等の金属バンプを介して接合した後、半導体素子と
配線基板との間に形成される隙間にアンダーフィルと呼
ばれる樹脂製充填材を充填してこの樹脂製充填材により
半導体素子を配線基板上に強固に接着固定すると同時
に、半導体素子の電極や配線基板の配線導体等を外部の
水分等から保護するようにしている。
般に、半導体素子の電極と配線基板の配線導体とを半田
や金等の金属バンプを介して接合した後、半導体素子と
配線基板との間に形成される隙間にアンダーフィルと呼
ばれる樹脂製充填材を充填してこの樹脂製充填材により
半導体素子を配線基板上に強固に接着固定すると同時
に、半導体素子の電極や配線基板の配線導体等を外部の
水分等から保護するようにしている。
【0004】このような樹脂製充填材としては、主にエ
ポキシ樹脂系の樹脂製充填材やシリコーン樹脂系の樹脂
製充填材が使用されており、そのヤング率は一般に5〜
1500kgf/mm2 程度のものが使用されている。
ポキシ樹脂系の樹脂製充填材やシリコーン樹脂系の樹脂
製充填材が使用されており、そのヤング率は一般に5〜
1500kgf/mm2 程度のものが使用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに半導体素子を配線基板にフリップチップ実装した実
装構造によると、一般に半導体素子の熱膨張係数が3〜
5×10-6/℃程度であるのに対して配線基板の熱膨張係
数が5〜20×10-6/℃程度、また樹脂製充填材の熱膨張
係数が20〜40×10-6/℃程度であり、それぞれの熱膨張
係数が異なることから、半導体素子が作動時に発生する
熱等がこの実装構造体に繰り返し印加されると、これら
の熱膨張係数の相違に起因して大きな熱応力が発生し、
これが樹脂製充填材と半導体素子また配線基板との接合
面や金属バンプに作用して樹脂製充填材と半導体素子ま
たは配線基板との間にこれらの接合面の外周から剥離を
発生させたり金属バンプを破断させたりして、その結
果、配線基板に実装された半導体素子を長期間にわたり
正常かつ安定に作動させることができないという欠点を
有していた。
うに半導体素子を配線基板にフリップチップ実装した実
装構造によると、一般に半導体素子の熱膨張係数が3〜
5×10-6/℃程度であるのに対して配線基板の熱膨張係
数が5〜20×10-6/℃程度、また樹脂製充填材の熱膨張
係数が20〜40×10-6/℃程度であり、それぞれの熱膨張
係数が異なることから、半導体素子が作動時に発生する
熱等がこの実装構造体に繰り返し印加されると、これら
の熱膨張係数の相違に起因して大きな熱応力が発生し、
これが樹脂製充填材と半導体素子また配線基板との接合
面や金属バンプに作用して樹脂製充填材と半導体素子ま
たは配線基板との間にこれらの接合面の外周から剥離を
発生させたり金属バンプを破断させたりして、その結
果、配線基板に実装された半導体素子を長期間にわたり
正常かつ安定に作動させることができないという欠点を
有していた。
【0006】なお、樹脂製充填材のヤング率が200 kg
f/mm2 以下であると、半導体素子が作動時に発生す
る熱等が繰り返し印加されても樹脂製充填材と半導体素
子または配線基板との間に発生する応力は樹脂製充填材
が弾性変形することによりを良好に吸収分散されて、樹
脂製充填材と半導体素子または配線基板との間にこれら
の接合面の外周からの剥離が発生するようなことはない
ものの、その分、熱膨張による半導体素子と配線基板と
の相対的な変位が大きなものとなるので、半田や金等か
ら成る金属バンプに印加される応力が大きなものとなっ
て金属バンプに破断が発生し易くなる。
f/mm2 以下であると、半導体素子が作動時に発生す
る熱等が繰り返し印加されても樹脂製充填材と半導体素
子または配線基板との間に発生する応力は樹脂製充填材
が弾性変形することによりを良好に吸収分散されて、樹
脂製充填材と半導体素子または配線基板との間にこれら
の接合面の外周からの剥離が発生するようなことはない
ものの、その分、熱膨張による半導体素子と配線基板と
の相対的な変位が大きなものとなるので、半田や金等か
ら成る金属バンプに印加される応力が大きなものとなっ
て金属バンプに破断が発生し易くなる。
【0007】また、樹脂製充填材のヤング率が500 kg
f/mm2 以上であると、樹脂製充填材が弾性変形しに
くいものとなることから、熱膨張による半導体素子と配
線基板との相対的な変位は弾性変形しにくい樹脂製充填
材により抑制されて小さなものとなり半田や金等から成
る金属バンプに破断が発生することはないものの、樹脂
製充填材が樹脂製充填材と半導体素子または配線基板と
の間に印加される熱応力を良好に吸収分散させることが
できなくなり、樹脂製充填材と半導体素子または配線基
板との間にこれらの接合面の外周からの剥離が発生し易
い。
f/mm2 以上であると、樹脂製充填材が弾性変形しに
くいものとなることから、熱膨張による半導体素子と配
線基板との相対的な変位は弾性変形しにくい樹脂製充填
材により抑制されて小さなものとなり半田や金等から成
る金属バンプに破断が発生することはないものの、樹脂
製充填材が樹脂製充填材と半導体素子または配線基板と
の間に印加される熱応力を良好に吸収分散させることが
できなくなり、樹脂製充填材と半導体素子または配線基
板との間にこれらの接合面の外周からの剥離が発生し易
い。
【0008】また、樹脂製充填材のヤング率が200 kg
f/mm2 と500 kgf/mm2 との間である場合、樹
脂製充填材と半導体素子または配線基板との間の剥離も
しくは半田や金等から成る金属バンプの破断のいずれか
が発生し易い。
f/mm2 と500 kgf/mm2 との間である場合、樹
脂製充填材と半導体素子または配線基板との間の剥離も
しくは半田や金等から成る金属バンプの破断のいずれか
が発生し易い。
【0009】本発明はかかる従来技術に対する課題に鑑
み案出されたものであり、その目的は、半導体素子が作
動時に発生する熱等が繰り返し印加されたとしても樹脂
製充填材と半導体素子または配線基板との間に剥離が発
生したり半田や金等から成る金属バンプに破断が発生す
ることがなく、配線基板に実装された半導体素子を長期
間にわたり正常かつ安定に作動させることができる半導
体素子の実装構造を提供することにある。
み案出されたものであり、その目的は、半導体素子が作
動時に発生する熱等が繰り返し印加されたとしても樹脂
製充填材と半導体素子または配線基板との間に剥離が発
生したり半田や金等から成る金属バンプに破断が発生す
ることがなく、配線基板に実装された半導体素子を長期
間にわたり正常かつ安定に作動させることができる半導
体素子の実装構造を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体素子の実
装構造は、絶縁基体上面に半導体素子の各電極に接続さ
れる複数個の配線導体を導出させてなる配線基板上に、
下面に複数個の電極を有する半導体素子をこの半導体素
子の各電極と前記各配線導体とを金属バンプを介して接
合して搭載するとともに、前記半導体素子と前記配線基
板との間に形成される隙間に樹脂製充填材を充填して成
る半導体素子の実装構造において、前記樹脂製充填材
は、金属バンプを取り囲むヤング率が500 kgf/mm
2 以上の高弾性樹脂部と、この高弾性樹脂部を取り囲む
ヤング率が200 kgf/mm2 以下の低弾性樹脂部とか
ら成ることを特徴とするものである。
装構造は、絶縁基体上面に半導体素子の各電極に接続さ
れる複数個の配線導体を導出させてなる配線基板上に、
下面に複数個の電極を有する半導体素子をこの半導体素
子の各電極と前記各配線導体とを金属バンプを介して接
合して搭載するとともに、前記半導体素子と前記配線基
板との間に形成される隙間に樹脂製充填材を充填して成
る半導体素子の実装構造において、前記樹脂製充填材
は、金属バンプを取り囲むヤング率が500 kgf/mm
2 以上の高弾性樹脂部と、この高弾性樹脂部を取り囲む
ヤング率が200 kgf/mm2 以下の低弾性樹脂部とか
ら成ることを特徴とするものである。
【0011】本発明の半導体素子の実装構造によれば、
樹脂製充填材が金属バンプを取り囲むヤング率が500 k
gf/mm2 以上の高弾性樹脂部と、この高弾性樹脂部
を取り囲むヤング率が200 kgf/mm2 以下の低弾性
樹脂部とから成ることから、金属バンプを取り囲む高弾
性樹脂部が熱膨張による半導体素子と配線基板との相対
的変位を小さいものとして半田や金等から成る金属バン
プに破断を発生しにくくするとともに、この高弾性樹脂
部を取り囲む低弾性樹脂部が樹脂製充填材と半導体素子
または配線基板との間に発生する応力を良好に吸収分散
させて樹脂製充填材と半導体素子または配線基板との間
にこれらの接合面の外周から剥離が発生するのを有効に
防止する。
樹脂製充填材が金属バンプを取り囲むヤング率が500 k
gf/mm2 以上の高弾性樹脂部と、この高弾性樹脂部
を取り囲むヤング率が200 kgf/mm2 以下の低弾性
樹脂部とから成ることから、金属バンプを取り囲む高弾
性樹脂部が熱膨張による半導体素子と配線基板との相対
的変位を小さいものとして半田や金等から成る金属バン
プに破断を発生しにくくするとともに、この高弾性樹脂
部を取り囲む低弾性樹脂部が樹脂製充填材と半導体素子
または配線基板との間に発生する応力を良好に吸収分散
させて樹脂製充填材と半導体素子または配線基板との間
にこれらの接合面の外周から剥離が発生するのを有効に
防止する。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、本発明を添付の図面を基に
説明する。
説明する。
【0013】図1は、本発明の実施の形態の一例を示す
断面図であり、1は配線基板、2は半導体素子であり、
配線基板1上に半導体素子2がいわゆるフリップチップ
実装されている。
断面図であり、1は配線基板、2は半導体素子であり、
配線基板1上に半導体素子2がいわゆるフリップチップ
実装されている。
【0014】配線基板1は、例えば酸化アルミニウム質
焼結体・窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体
・炭化珪素質焼結体・窒化珪素質焼結体・ガラスセラミ
ックス等のセラミックス系絶縁材料や、エポキシ樹脂や
ポリイミド樹脂・フェノール樹脂・ビスマレイミドトリ
アジン樹脂・熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂等の
熱硬化性樹脂をガラス繊維布やアラミド繊維布等に含浸
させたり、あるいはエポキシ樹脂やポリイミド樹脂・フ
ェノール樹脂・ビスマレイミドトリアジン樹脂・熱硬化
性ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂と酸化
珪素粉末や窒化アルミニウム粉末・酸化アルミニウム粉
末・酸化チタン粉末・炭化珪素粉末・ゼオライト粉末・
チタン酸バリウム粉末・チタン酸ストロンチウム粉末・
チタン酸カルシウム粉末等の無機絶縁物粉末とを混合し
てなる樹脂系絶縁材料等の電気絶縁材料から成る四角平
板状の絶縁基体3に、その上面から下面にかけてタング
ステン粉末やモリブデン粉末・銅粉末・銀粉末等の金属
粉末焼結体から成る導電性材料や、銅粉末や銀粉末・表
面が銀で被覆された銅粉末等の金属粉末をエポキシ樹脂
やポリイミド樹脂・フェノール樹脂・ビスマレイミドト
リアジン樹脂・熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂等
の熱硬化性樹脂で結合して成る導電性材料、あるいはめ
っきや蒸着等により形成される銅箔やアルミニウム箔等
の金属箔から成る導電性材料から成る複数の配線導体4
を導出させて成る。配線導体4の絶縁基体3上面に導出
した部位には半導体素子2の各電極が半田や金等から成
る金属バンプ5を介して接合され、また配線導体4の絶
縁基体3下面に導出した部位は外部電気回路基板(図示
せず)の配線導体に半田等を介して電気的に接続され
る。
焼結体・窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体
・炭化珪素質焼結体・窒化珪素質焼結体・ガラスセラミ
ックス等のセラミックス系絶縁材料や、エポキシ樹脂や
ポリイミド樹脂・フェノール樹脂・ビスマレイミドトリ
アジン樹脂・熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂等の
熱硬化性樹脂をガラス繊維布やアラミド繊維布等に含浸
させたり、あるいはエポキシ樹脂やポリイミド樹脂・フ
ェノール樹脂・ビスマレイミドトリアジン樹脂・熱硬化
性ポリフェニレンエーテル樹脂等の熱硬化性樹脂と酸化
珪素粉末や窒化アルミニウム粉末・酸化アルミニウム粉
末・酸化チタン粉末・炭化珪素粉末・ゼオライト粉末・
チタン酸バリウム粉末・チタン酸ストロンチウム粉末・
チタン酸カルシウム粉末等の無機絶縁物粉末とを混合し
てなる樹脂系絶縁材料等の電気絶縁材料から成る四角平
板状の絶縁基体3に、その上面から下面にかけてタング
ステン粉末やモリブデン粉末・銅粉末・銀粉末等の金属
粉末焼結体から成る導電性材料や、銅粉末や銀粉末・表
面が銀で被覆された銅粉末等の金属粉末をエポキシ樹脂
やポリイミド樹脂・フェノール樹脂・ビスマレイミドト
リアジン樹脂・熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂等
の熱硬化性樹脂で結合して成る導電性材料、あるいはめ
っきや蒸着等により形成される銅箔やアルミニウム箔等
の金属箔から成る導電性材料から成る複数の配線導体4
を導出させて成る。配線導体4の絶縁基体3上面に導出
した部位には半導体素子2の各電極が半田や金等から成
る金属バンプ5を介して接合され、また配線導体4の絶
縁基体3下面に導出した部位は外部電気回路基板(図示
せず)の配線導体に半田等を介して電気的に接続され
る。
【0015】配線基板1の上に実装された半導体素子2
は、例えばシリコンやガリウム−砒素等の半導体から成
り、その下面に複数の電極(図示せず)を有している。
は、例えばシリコンやガリウム−砒素等の半導体から成
り、その下面に複数の電極(図示せず)を有している。
【0016】そして、半導体素子2の各電極とこれに対
応する配線基板1の配線導体4とを対向させるとともに
半田や金等から成る金属バンプ5を介して半導体素子2
の電極と配線基板1の配線導体4とを接合することによ
り、半導体素子2が配線基板1上に搭載固定されるとと
もに半導体素子2の各電極と配線基板1の配線導体4と
が電気的に接続される。
応する配線基板1の配線導体4とを対向させるとともに
半田や金等から成る金属バンプ5を介して半導体素子2
の電極と配線基板1の配線導体4とを接合することによ
り、半導体素子2が配線基板1上に搭載固定されるとと
もに半導体素子2の各電極と配線基板1の配線導体4と
が電気的に接続される。
【0017】半導体素子2の各電極と配線基板1の配線
導体4とを半田や金等から成る金属バンプ5を介して接
合させるには、例えば半導体素子2の電極に半田や金等
から成る金属バンプ5を溶着や圧着あるいはめっきによ
り予め取着させておき、この半導体素子2の電極に取着
させた金属バンプ5を配線基板1の配線導体4に当接さ
せるとともに配線導体4に溶着や圧着する方法が採用さ
れる。
導体4とを半田や金等から成る金属バンプ5を介して接
合させるには、例えば半導体素子2の電極に半田や金等
から成る金属バンプ5を溶着や圧着あるいはめっきによ
り予め取着させておき、この半導体素子2の電極に取着
させた金属バンプ5を配線基板1の配線導体4に当接さ
せるとともに配線導体4に溶着や圧着する方法が採用さ
れる。
【0018】配線基板1上面と半導体素子2下面との間
には隙間が形成されており、この隙間には、金属バンプ
5を取り囲むヤング率が500 kgf/mm2 以上の高弾
性樹脂部6aと、この高弾性樹脂部6aを取り囲むヤン
グ率が200 kgf/mm2 以下の低弾性樹脂部6bとか
ら成る樹脂製充填材6が充填されている。
には隙間が形成されており、この隙間には、金属バンプ
5を取り囲むヤング率が500 kgf/mm2 以上の高弾
性樹脂部6aと、この高弾性樹脂部6aを取り囲むヤン
グ率が200 kgf/mm2 以下の低弾性樹脂部6bとか
ら成る樹脂製充填材6が充填されている。
【0019】樹脂製充填材6は、配線基板1と半導体素
子2とを強固に接合して熱応力により半田や金等から成
る金属バンプ5に破断が発生するのを防止するととも
に、外部から水分等が浸入して配線基板1の配線導体4
や半導体素子2の電極に腐食等が発生することを防止し
ている。
子2とを強固に接合して熱応力により半田や金等から成
る金属バンプ5に破断が発生するのを防止するととも
に、外部から水分等が浸入して配線基板1の配線導体4
や半導体素子2の電極に腐食等が発生することを防止し
ている。
【0020】金属バンプ5を取り囲む高弾性樹脂部6a
は、例えばエポキシ樹脂系の樹脂から成り、熱硬化する
ことによりヤング率が500 kgf/mm2 以上のエポキ
シ樹脂となる樹脂前駆体ペーストを、半導体素子2の電
極に予め取着させた金属バンプ5の表面に被着させ、こ
れを金属バンプ5を配線基板1の配線導体4に接合する
のと同時に、あるいは接合させた後、150 〜250 ℃の温
度で熱硬化させることによって金属バンプ5を取り囲む
ようにして配される。
は、例えばエポキシ樹脂系の樹脂から成り、熱硬化する
ことによりヤング率が500 kgf/mm2 以上のエポキ
シ樹脂となる樹脂前駆体ペーストを、半導体素子2の電
極に予め取着させた金属バンプ5の表面に被着させ、こ
れを金属バンプ5を配線基板1の配線導体4に接合する
のと同時に、あるいは接合させた後、150 〜250 ℃の温
度で熱硬化させることによって金属バンプ5を取り囲む
ようにして配される。
【0021】金属バンプ5を取り囲む高弾性樹脂部6a
は、ヤング率が500 kgf/mm2以上と高いことから
弾性変形しにくく、従って半導体素子2が作動時に発生
する熱等が印加された場合に、熱膨張による半導体素子
2と配線基板1との相対的変位を小さいものとして半田
や金等から成る金属バンプ5に大きな熱応力が印加され
るのを有効に防止し、これにより金属バンプ5の破断を
防止する。
は、ヤング率が500 kgf/mm2以上と高いことから
弾性変形しにくく、従って半導体素子2が作動時に発生
する熱等が印加された場合に、熱膨張による半導体素子
2と配線基板1との相対的変位を小さいものとして半田
や金等から成る金属バンプ5に大きな熱応力が印加され
るのを有効に防止し、これにより金属バンプ5の破断を
防止する。
【0022】なお、高弾性樹脂部6aは、そのヤング率
が500 kgf/mm2 未満であると、半導体素子2が作
動時に発生する熱等が印加された場合に熱膨張による半
導体素子2と配線基板1との相対的変位を小さいものと
して半田や金等から成る金属バンプ5の破断を防止する
ことが困難となる傾向にある。従って、高弾性樹脂部6
aは、そのヤング率が500 kgf/mm2 以上のものに
特定される。
が500 kgf/mm2 未満であると、半導体素子2が作
動時に発生する熱等が印加された場合に熱膨張による半
導体素子2と配線基板1との相対的変位を小さいものと
して半田や金等から成る金属バンプ5の破断を防止する
ことが困難となる傾向にある。従って、高弾性樹脂部6
aは、そのヤング率が500 kgf/mm2 以上のものに
特定される。
【0023】また、高弾性樹脂部6aは、金属バンプ5
を取り囲む厚みが10μm未満であると、半導体素子2が
作動時に発生する熱等が印加された場合に発生する熱応
力により金属バンプ5とともに破断してしまう危険性が
大きなものとなる。従って、高弾性樹脂部6aは、金属
バンプ5を取り囲む厚みを10μm以上、具体的には10〜
100 μm程度としておくことが好ましい。
を取り囲む厚みが10μm未満であると、半導体素子2が
作動時に発生する熱等が印加された場合に発生する熱応
力により金属バンプ5とともに破断してしまう危険性が
大きなものとなる。従って、高弾性樹脂部6aは、金属
バンプ5を取り囲む厚みを10μm以上、具体的には10〜
100 μm程度としておくことが好ましい。
【0024】一方、高弾性樹脂部6aを取り囲むヤング
率が200 kgf/mm2 以下の低弾性樹脂部6bは、例
えばシリコーン樹脂系の樹脂から成り、半導体素子2の
電極と配線基板1の配線導体4とを金属バンプ5を介し
て接合するとともにこの金属バンプ5を取り囲む高弾性
樹脂部6aを配した後、配線基板1と半導体素子2との
間に形成された隙間に、熱硬化することによりヤング率
が200 kgf/mm2以下のシリコーン樹脂となる樹脂
前駆体ペーストを注入し、これを約150 〜250℃の温度
で熱硬化させることによって高弾性樹脂部6aを取り囲
むようにして配される。
率が200 kgf/mm2 以下の低弾性樹脂部6bは、例
えばシリコーン樹脂系の樹脂から成り、半導体素子2の
電極と配線基板1の配線導体4とを金属バンプ5を介し
て接合するとともにこの金属バンプ5を取り囲む高弾性
樹脂部6aを配した後、配線基板1と半導体素子2との
間に形成された隙間に、熱硬化することによりヤング率
が200 kgf/mm2以下のシリコーン樹脂となる樹脂
前駆体ペーストを注入し、これを約150 〜250℃の温度
で熱硬化させることによって高弾性樹脂部6aを取り囲
むようにして配される。
【0025】高弾性樹脂部6aを取り囲む低弾性樹脂部
6bは、ヤング率が200 kgf/mm2 以下と低いこと
から弾性変形しやすく、従って、半導体素子2が作動時
に発生する熱等が印加された場合に樹脂製充填材6と半
導体素子2または配線基板1との間に発生する応力を良
好に吸収分散させて、樹脂製充填材6と半導体素子2ま
たは配線基板1との間にこれらの接合面の外周から剥離
が発生するのを有効に防止する。
6bは、ヤング率が200 kgf/mm2 以下と低いこと
から弾性変形しやすく、従って、半導体素子2が作動時
に発生する熱等が印加された場合に樹脂製充填材6と半
導体素子2または配線基板1との間に発生する応力を良
好に吸収分散させて、樹脂製充填材6と半導体素子2ま
たは配線基板1との間にこれらの接合面の外周から剥離
が発生するのを有効に防止する。
【0026】なお、低弾性樹脂部6bは、そのヤング率
が200 kgf/mm2 を超えると、半導体素子2が作動
時に発生する熱等が印加された場合に樹脂製充填材6と
半導体素子2または配線基板1との間に発生する応力を
良好に吸収分散させて樹脂製充填材6と半導体素子2ま
たは配線基板1との間にこれらの接合面の外周から剥離
が発生するのを有効に防止することが困難となる傾向に
ある。従って、低弾性樹脂部6bは、そのヤング率が20
0 kgf/mm2 以下のものに特定される。
が200 kgf/mm2 を超えると、半導体素子2が作動
時に発生する熱等が印加された場合に樹脂製充填材6と
半導体素子2または配線基板1との間に発生する応力を
良好に吸収分散させて樹脂製充填材6と半導体素子2ま
たは配線基板1との間にこれらの接合面の外周から剥離
が発生するのを有効に防止することが困難となる傾向に
ある。従って、低弾性樹脂部6bは、そのヤング率が20
0 kgf/mm2 以下のものに特定される。
【0027】また、低弾性樹脂部6bは、高弾性樹脂部
6aを取り囲む厚みが10μm未満であると、半導体素子
2が作動時に発生する熱等が印加された場合に発生する
熱応力により高弾性樹脂部6aと半導体素子2または配
線基板1との間にこれらの接合面の外周から剥離が発生
してしまう危険性が大きなものとなる。従って、低弾性
樹脂部6bは、高弾性樹脂部6aを取り囲む厚みを10μ
m以上、具体的には10〜100 μm程度としておくことが
好ましい。
6aを取り囲む厚みが10μm未満であると、半導体素子
2が作動時に発生する熱等が印加された場合に発生する
熱応力により高弾性樹脂部6aと半導体素子2または配
線基板1との間にこれらの接合面の外周から剥離が発生
してしまう危険性が大きなものとなる。従って、低弾性
樹脂部6bは、高弾性樹脂部6aを取り囲む厚みを10μ
m以上、具体的には10〜100 μm程度としておくことが
好ましい。
【0028】なお、本発明は以上の実施の形態の例に限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内で種々の変更や改良を施すことは何ら差し支えない。
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内で種々の変更や改良を施すことは何ら差し支えない。
【0029】
【発明の効果】本発明の半導体素子の実装構造によれ
ば、フリップチップ実装において配線基板と半導体素子
との間に形成される隙間に充填された樹脂製充填材が、
金属バンプを取り囲むヤング率が500 kgf/mm2 以
上の高弾性樹脂部と、この高弾性樹脂部を取り囲むヤン
グ率が200 kgf/mm2 以下の低弾性樹脂部とから成
ることから、金属バンプを取り囲む高弾性樹脂部が熱膨
張による半導体素子と配線基板との相対的変位を小さい
ものとして半田や金等から成る金属バンプに破断を発生
しにくくするとともに、この高弾性樹脂部を取り囲む低
弾性樹脂部が樹脂製充填材と半導体素子または配線基板
との間に発生する応力を良好に吸収分散させて樹脂製充
填材と半導体素子または配線基板との間にこれらの接合
面の外周から剥離が発生するのを有効に防止する。その
結果、配線基板に実装された半導体素子を長期間にわた
り正常かつ安定に作動させることができる。
ば、フリップチップ実装において配線基板と半導体素子
との間に形成される隙間に充填された樹脂製充填材が、
金属バンプを取り囲むヤング率が500 kgf/mm2 以
上の高弾性樹脂部と、この高弾性樹脂部を取り囲むヤン
グ率が200 kgf/mm2 以下の低弾性樹脂部とから成
ることから、金属バンプを取り囲む高弾性樹脂部が熱膨
張による半導体素子と配線基板との相対的変位を小さい
ものとして半田や金等から成る金属バンプに破断を発生
しにくくするとともに、この高弾性樹脂部を取り囲む低
弾性樹脂部が樹脂製充填材と半導体素子または配線基板
との間に発生する応力を良好に吸収分散させて樹脂製充
填材と半導体素子または配線基板との間にこれらの接合
面の外周から剥離が発生するのを有効に防止する。その
結果、配線基板に実装された半導体素子を長期間にわた
り正常かつ安定に作動させることができる。
【図1】本発明の半導体素子の実装構造の実施の形態の
一例を示す断面図である。
一例を示す断面図である。
1・・・・配線基板 2・・・・半導体素子 3・・・・絶縁基体 4・・・・配線導体 5・・・・金属バンプ 6・・・・樹脂製充填材 6a・・ヤング率が500 kgf/mm2 以上の高弾性樹
脂部 6b・・ヤング率が200 kgf/mm2 以下の低弾性樹
脂部
脂部 6b・・ヤング率が200 kgf/mm2 以下の低弾性樹
脂部
Claims (1)
- 【請求項1】 絶縁基体上面に半導体素子の各電極に接
続される複数個の配線導体を導出させてなる配線基板上
に、下面に複数個の電極を有する半導体素子を該半導体
素子の各電極と前記各配線導体とを金属バンプを介して
接合して搭載するとともに、前記半導体素子と前記配線
基板との間に形成される隙間に樹脂製充填材を充填して
成る半導体素子の実装構造において、前記樹脂製充填材
は、前記金属バンプを取り囲むヤング率が500kgf
/mm2 以上の高弾性樹脂部と、該高弾性樹脂部を取り
囲むヤング率が200kgf/mm2 以下の低弾性樹脂
部とから成ることを特徴とする半導体素子の実装構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20977398A JP3563603B2 (ja) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | 半導体素子の実装構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20977398A JP3563603B2 (ja) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | 半導体素子の実装構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000040776A true JP2000040776A (ja) | 2000-02-08 |
JP3563603B2 JP3563603B2 (ja) | 2004-09-08 |
Family
ID=16578378
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20977398A Expired - Fee Related JP3563603B2 (ja) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | 半導体素子の実装構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3563603B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000164610A (ja) * | 1998-11-30 | 2000-06-16 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
US6756685B2 (en) | 2001-08-08 | 2004-06-29 | Nec Electronics Corporation | Semiconductor device |
WO2012053321A1 (ja) * | 2010-10-21 | 2012-04-26 | 日本電気株式会社 | 高周波モジュール及びその製造方法 |
-
1998
- 1998-07-24 JP JP20977398A patent/JP3563603B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000164610A (ja) * | 1998-11-30 | 2000-06-16 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
US6756685B2 (en) | 2001-08-08 | 2004-06-29 | Nec Electronics Corporation | Semiconductor device |
WO2012053321A1 (ja) * | 2010-10-21 | 2012-04-26 | 日本電気株式会社 | 高周波モジュール及びその製造方法 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3563603B2 (ja) | 2004-09-08 |
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Date | Code | Title | Description |
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TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Effective date: 20040601 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
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