JP2000150579A - フリップチップ実装方法 - Google Patents
フリップチップ実装方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＩＣチップと回路基板間に介在せしめられる
絶縁層をＩＣチップのバンプで突き破って直接、接合せ
しめるに際し、かかる絶縁層にボイドが発生するのを防
止すると共に信頼性が十分な状態に強固に接合できるよ
うにする。 【解決手段】 ＩＣチップのバンプを導電性ペーストか
らなるポリマーバンプで構成し、かつ、このポリマーバ
ンプで、回路基板に絶縁性樹脂ペーストを印刷して形成
されている絶縁層を突き破って接合する。
絶縁層をＩＣチップのバンプで突き破って直接、接合せ
しめるに際し、かかる絶縁層にボイドが発生するのを防
止すると共に信頼性が十分な状態に強固に接合できるよ
うにする。 【解決手段】 ＩＣチップのバンプを導電性ペーストか
らなるポリマーバンプで構成し、かつ、このポリマーバ
ンプで、回路基板に絶縁性樹脂ペーストを印刷して形成
されている絶縁層を突き破って接合する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フリップチップ実
装方法、更に詳しくは、ＩＣチップのバンプを回路基板
の電極に接合せしめるに際し、ＩＣチップと回路基板間
に絶縁層を介在せしめるフリップチップ実装方法に関す
るものである。
装方法、更に詳しくは、ＩＣチップのバンプを回路基板
の電極に接合せしめるに際し、ＩＣチップと回路基板間
に絶縁層を介在せしめるフリップチップ実装方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、フリップチップ実装に関し、各種
の実装方法が提案されているが、その代表例として、Ｉ
Ｃチップと回路基板間に絶縁層を介在せしめる実装方法
が挙げられる。
の実装方法が提案されているが、その代表例として、Ｉ
Ｃチップと回路基板間に絶縁層を介在せしめる実装方法
が挙げられる。
【０００３】この実装方法によると、ＩＣチップを回路
基板に接合すると同時に、その接合箇所周辺を樹脂封止
（アンダーフィル）することができて実装工程の簡略化
を図ることができる等の効果を得ることができる。
基板に接合すると同時に、その接合箇所周辺を樹脂封止
（アンダーフィル）することができて実装工程の簡略化
を図ることができる等の効果を得ることができる。
【０００４】その為、近時、この実装方法が注目されつ
つあるが、例えば、特開平４−３４５０４０号公報等に
おいては、かかる絶縁層を絶縁性樹脂フィルムで形成、
すなわち、ＩＣチップと回路基板間に絶縁性樹脂フィル
ムを介在させる所謂、フィルム介在方式の実装方法が開
示されていると共に、絶縁性樹脂フィルムについて接着
性を有するものを用いることが特開平９−９７８１５号
公報等において開示されている。
つあるが、例えば、特開平４−３４５０４０号公報等に
おいては、かかる絶縁層を絶縁性樹脂フィルムで形成、
すなわち、ＩＣチップと回路基板間に絶縁性樹脂フィル
ムを介在させる所謂、フィルム介在方式の実装方法が開
示されていると共に、絶縁性樹脂フィルムについて接着
性を有するものを用いることが特開平９−９７８１５号
公報等において開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、これら公知
の実装方法は、いずれも、ＩＣチップのＡｕバンプを挿
入する為のスルホールを多数、搾設した絶縁性樹脂フィ
ルムを用いているので、それの加工が煩わしく汎用性が
不十分である等の欠点を有している為、実用に供するこ
とが困難であった。
の実装方法は、いずれも、ＩＣチップのＡｕバンプを挿
入する為のスルホールを多数、搾設した絶縁性樹脂フィ
ルムを用いているので、それの加工が煩わしく汎用性が
不十分である等の欠点を有している為、実用に供するこ
とが困難であった。
【０００６】そこで、先願（特願平１０−９５４６３）
において、スルホールを設けていない絶縁性樹脂フィル
ムを用い、これをＩＣチップの特殊なバンプ（ポリマー
バンプ）で突き破って接合する所謂、フィルム突き破り
方式の実装方法を提案した。
において、スルホールを設けていない絶縁性樹脂フィル
ムを用い、これをＩＣチップの特殊なバンプ（ポリマー
バンプ）で突き破って接合する所謂、フィルム突き破り
方式の実装方法を提案した。
【０００７】しかし、この改良方法も、ＩＣチップを実
装する回路基板上に半硬化状態の絶縁性樹脂フィルムを
前もって張り付けた後に、ＩＣチップのポリマーバンプ
とチップ面を介して、かかる絶縁性樹脂フィルムを加圧
加熱し、もって、前記樹脂フィルムを溶融流動化せしめ
て基板電極部の空隙に充填するが為に、回路基板の電極
及び／又は電極に接続されているリード部の根元等に、
絶縁の破壊や接続の信頼性低下に結びつく空気を抱き込
み易く、従って、微細な気泡が抜けきらずに所謂、ボイ
ドが形成されてしまうといった欠点を有していた。
装する回路基板上に半硬化状態の絶縁性樹脂フィルムを
前もって張り付けた後に、ＩＣチップのポリマーバンプ
とチップ面を介して、かかる絶縁性樹脂フィルムを加圧
加熱し、もって、前記樹脂フィルムを溶融流動化せしめ
て基板電極部の空隙に充填するが為に、回路基板の電極
及び／又は電極に接続されているリード部の根元等に、
絶縁の破壊や接続の信頼性低下に結びつく空気を抱き込
み易く、従って、微細な気泡が抜けきらずに所謂、ボイ
ドが形成されてしまうといった欠点を有していた。
【０００８】本発明は、かかる欠点に鑑み、それを解消
すべく鋭意検討の結果、絶縁性樹脂フィルムを用いて絶
縁層を形成することに代えて、回路基板に絶縁性樹脂ペ
ーストを印刷して絶縁層を形成することにより、ボイド
の発生を有効に防止することができることを見出し、こ
の点に基づいて本発明を完成し得たものである。
すべく鋭意検討の結果、絶縁性樹脂フィルムを用いて絶
縁層を形成することに代えて、回路基板に絶縁性樹脂ペ
ーストを印刷して絶縁層を形成することにより、ボイド
の発生を有効に防止することができることを見出し、こ
の点に基づいて本発明を完成し得たものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
フリップチップ実装方法は、請求項１に記載するよう
に、導電性ペーストからなるポリマーバンプを形成した
ＩＣチップと回路基板間に絶縁層を介在せしめ、かつ、
前記ポリマーバンプで前記絶縁層を突き破って前記回路
基板の電極に直接、接合せしめるフリップチップ実装方
法において、前記絶縁層を、前記回路基板に絶縁性樹脂
ペーストを印刷して形成することを特徴とするものであ
る。
フリップチップ実装方法は、請求項１に記載するよう
に、導電性ペーストからなるポリマーバンプを形成した
ＩＣチップと回路基板間に絶縁層を介在せしめ、かつ、
前記ポリマーバンプで前記絶縁層を突き破って前記回路
基板の電極に直接、接合せしめるフリップチップ実装方
法において、前記絶縁層を、前記回路基板に絶縁性樹脂
ペーストを印刷して形成することを特徴とするものであ
る。
【００１０】なお、絶縁性樹脂ペーストは、印刷性を付
与する為、適用する樹脂に所定の溶剤を混練して低粘度
化したものが一般的に用いられるが、その印刷に際して
は、ステンシルマスク版を用いるのが、印刷面の平滑性
と気泡の混入除去の観点から好ましい。
与する為、適用する樹脂に所定の溶剤を混練して低粘度
化したものが一般的に用いられるが、その印刷に際して
は、ステンシルマスク版を用いるのが、印刷面の平滑性
と気泡の混入除去の観点から好ましい。
【００１１】また、絶縁層は、絶縁性樹脂ペーストで印
刷形成した後、溶剤を気化させて半硬化状態にＢステー
ジ化せしめ、この状態においてＩＣチップの実装に供す
ることが好ましい。
刷形成した後、溶剤を気化させて半硬化状態にＢステー
ジ化せしめ、この状態においてＩＣチップの実装に供す
ることが好ましい。
【００１２】なお、ウエハのＩＣパッド部は、非導電性
のＡｌ酸化膜が被覆された状態で市場に提供されるケー
スが多いが、その場合においては、導電性ペーストを印
刷してポリマーバンプを形成するに先立って前記非導電
性の薄膜を除去し、次いで、それにＮｉ膜を介在させて
Ａｕ薄膜などの導電性の金属薄膜を形成した上で、この
ウエハに、ステンシルマスク版を用いて所定の導電性ペ
ーストを印刷すればよい。
のＡｌ酸化膜が被覆された状態で市場に提供されるケー
スが多いが、その場合においては、導電性ペーストを印
刷してポリマーバンプを形成するに先立って前記非導電
性の薄膜を除去し、次いで、それにＮｉ膜を介在させて
Ａｕ薄膜などの導電性の金属薄膜を形成した上で、この
ウエハに、ステンシルマスク版を用いて所定の導電性ペ
ーストを印刷すればよい。
【００１３】また、ＩＣチップを実装するに当たって
は、ＩＣチップのポリマーバンプとチップ面を介してＢ
ステージ化した半硬化状態の絶縁性樹脂層を加圧加熱し
ながら、この絶縁樹脂層をポリマーバンプで突き破って
回路基板と接続導通せしめるが、その際、加熱加圧力に
よって基板が動いて位置ずれが生じ、これに基づいて接
続の不良を発生させないように回路基板を強固に固定し
得る吸気ステージで吸引保持するのが好ましい。
は、ＩＣチップのポリマーバンプとチップ面を介してＢ
ステージ化した半硬化状態の絶縁性樹脂層を加圧加熱し
ながら、この絶縁樹脂層をポリマーバンプで突き破って
回路基板と接続導通せしめるが、その際、加熱加圧力に
よって基板が動いて位置ずれが生じ、これに基づいて接
続の不良を発生させないように回路基板を強固に固定し
得る吸気ステージで吸引保持するのが好ましい。
【００１４】これは、特に、樹脂フィルム基板、すなわ
ち、ポリイミドフィルムや耐熱性の低いポリエステル樹
脂及びその変性物のフィルム基材などからなり、一般的
に、フレキシブル基板と呼ばれているような基板に対し
て用いるのが好ましい。
ち、ポリイミドフィルムや耐熱性の低いポリエステル樹
脂及びその変性物のフィルム基材などからなり、一般的
に、フレキシブル基板と呼ばれているような基板に対し
て用いるのが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明においては、図１において
示されているように、ＩＣチップ１のポリマーバンプ２
を、回路基板３の電極４に直接、接合（ボンディング）
せしめるが、その際、ポリマーバンプ２で絶縁層５を突
き破って接合する。なお、ポリマーバンプ２は、ＩＣチ
ップ１の導電膜化処理された電極パッド６に導電性ペー
ストをスクリーン印刷して形成されている。
示されているように、ＩＣチップ１のポリマーバンプ２
を、回路基板３の電極４に直接、接合（ボンディング）
せしめるが、その際、ポリマーバンプ２で絶縁層５を突
き破って接合する。なお、ポリマーバンプ２は、ＩＣチ
ップ１の導電膜化処理された電極パッド６に導電性ペー
ストをスクリーン印刷して形成されている。
【００１６】また、かかるスクリーン印刷の版材として
メタルマスクが好適であると共に、導電性ペーストは、
導電粒子（例えば、銀粒子等）を７０％ｗｔ以上含有し
たもの（例えば、エポキシ系樹脂等）が用いられる。
メタルマスクが好適であると共に、導電性ペーストは、
導電粒子（例えば、銀粒子等）を７０％ｗｔ以上含有し
たもの（例えば、エポキシ系樹脂等）が用いられる。
【００１７】一方、絶縁層５は、回路基板３上のＩＣチ
ップ１を実装する箇所に絶縁性樹脂ペーストを印刷して
形成される。その為、基板電極リード線間の微小空隙に
対しても樹脂を十分に充填することができる。
ップ１を実装する箇所に絶縁性樹脂ペーストを印刷して
形成される。その為、基板電極リード線間の微小空隙に
対しても樹脂を十分に充填することができる。
【００１８】なお、後述のＢステージ化を省く為に、絶
縁性樹脂ペーストの粘度は、７０，０００ｃｐｓ〜２０
０，０００ｃｐｓ、一般には、９０，０００ｃｐｓ〜１
５０，０００ｃｐｓが好ましい。
縁性樹脂ペーストの粘度は、７０，０００ｃｐｓ〜２０
０，０００ｃｐｓ、一般には、９０，０００ｃｐｓ〜１
５０，０００ｃｐｓが好ましい。
【００１９】７０，０００ｃｐｓ以下では粘度が低く、
ＩＣチップ１のポリマーバンプ２で絶縁層５を加圧して
突き破って接合するときに絶縁層５の形状保持が難し
く、絶縁性樹脂ペーストがＩＣチップ１の周辺に流れ出
して基板電極４とＩＣチップ１間の間隙を適正に保持す
ることができないからである。
ＩＣチップ１のポリマーバンプ２で絶縁層５を加圧して
突き破って接合するときに絶縁層５の形状保持が難し
く、絶縁性樹脂ペーストがＩＣチップ１の周辺に流れ出
して基板電極４とＩＣチップ１間の間隙を適正に保持す
ることができないからである。
【００２０】また、２００，０００ｃｐｓ以上では、粘
度が高すぎて基板電極リード線間の微小空隙に均一に流
し込むことが難しく、空気層を抱き込むことになると共
に平坦で平滑な印刷膜層を得ることができないからであ
る。
度が高すぎて基板電極リード線間の微小空隙に均一に流
し込むことが難しく、空気層を抱き込むことになると共
に平坦で平滑な印刷膜層を得ることができないからであ
る。
【００２１】なお、絶縁層５は、電極厚みよりも厚く一
様に印刷形成されるが、その形成後に、必要ならば、上
述のように印刷形成した絶縁樹脂層をＩＣチップ１で加
圧実装する前に、この絶縁樹脂層を予め加熱処理などの
方法で予備硬化、すなわち、一般的にＢステージと云わ
れる状態に処理してから実装に供することもできる。特
に、絶縁性樹脂ペーストの粘度が上記した適性下限粘度
より低い樹脂ペーストを使う場合には、このＢステージ
化処理が有効である。
様に印刷形成されるが、その形成後に、必要ならば、上
述のように印刷形成した絶縁樹脂層をＩＣチップ１で加
圧実装する前に、この絶縁樹脂層を予め加熱処理などの
方法で予備硬化、すなわち、一般的にＢステージと云わ
れる状態に処理してから実装に供することもできる。特
に、絶縁性樹脂ペーストの粘度が上記した適性下限粘度
より低い樹脂ペーストを使う場合には、このＢステージ
化処理が有効である。
【００２２】このＢステージ化した状態の絶縁樹脂層
は、ポリマー中の溶剤を蒸発気化させることで形状保持
性が安定し、かつ、樹脂の硬化反応が十分に進行してい
ないために柔軟性に富んでいる。
は、ポリマー中の溶剤を蒸発気化させることで形状保持
性が安定し、かつ、樹脂の硬化反応が十分に進行してい
ないために柔軟性に富んでいる。
【００２３】その為、比較的小さな加圧力で、このＢス
テージ化した樹脂層をＩＣチップ１のポリマーバンプ２
で突き破ることができ、そして、突き破った後ないしは
突き破ると同時に樹脂の硬化反応を促進するために加熱
処理される。
テージ化した樹脂層をＩＣチップ１のポリマーバンプ２
で突き破ることができ、そして、突き破った後ないしは
突き破ると同時に樹脂の硬化反応を促進するために加熱
処理される。
【００２４】なお、絶縁性樹脂ペーストは、熱硬化性、
熱可塑性又はそれらの混合物のいずれであってもよい
が、好ましくは、熱硬化性のものが用いられる。また、
絶縁性樹脂ペーストの印刷に際し、各種のマスク版を使
用することができるが、ステンシルマスク版を用いるの
が好ましい。
熱可塑性又はそれらの混合物のいずれであってもよい
が、好ましくは、熱硬化性のものが用いられる。また、
絶縁性樹脂ペーストの印刷に際し、各種のマスク版を使
用することができるが、ステンシルマスク版を用いるの
が好ましい。
【００２５】すなわち、通常のメッシュスクリーン版を
使用してもよいが、これを使用すると、メッシュ版の交
合部で空気を抱き込み易く、かつ、メッシュ版の糸形状
が印刷面に転写されて平滑で均一な表面が得難くて実装
後の微細ボイド混入の原因になり易い。
使用してもよいが、これを使用すると、メッシュ版の交
合部で空気を抱き込み易く、かつ、メッシュ版の糸形状
が印刷面に転写されて平滑で均一な表面が得難くて実装
後の微細ボイド混入の原因になり易い。
【００２６】それに対し、ステンシルマスク版を用いる
ことにより、空気だまりを残存させないように基板電極
部の空隙に対して絶縁性樹脂ペーストを十分に充填する
ことが容易になるから、これの方が好ましい。
ことにより、空気だまりを残存させないように基板電極
部の空隙に対して絶縁性樹脂ペーストを十分に充填する
ことが容易になるから、これの方が好ましい。
【００２７】なお、絶縁性樹脂ペーストを印刷する領域
を特定化する必要性は特にない。一般にチップ実装の相
当領域に対し、チップサイズよりもやや大きめの面積を
目安に印刷すればよい。
を特定化する必要性は特にない。一般にチップ実装の相
当領域に対し、チップサイズよりもやや大きめの面積を
目安に印刷すればよい。
【００２８】また、絶縁性樹脂ペーストの印刷におい
て、回路基板３上のボンデイング相当部分の電極パッド
部を予めくり抜いて印刷し、ＩＣチップ１のボンデイン
グに際し、ポリマーバンプ２を直接、回路電極パットと
接触せしめて導通させるようにしてもよい。
て、回路基板３上のボンデイング相当部分の電極パッド
部を予めくり抜いて印刷し、ＩＣチップ１のボンデイン
グに際し、ポリマーバンプ２を直接、回路電極パットと
接触せしめて導通させるようにしてもよい。
【００２９】加えて、回路基板３が、ポリイミドフィル
ムや耐熱性の低いポリエステル樹脂及びその変性物のフ
ィルム基材などからなり、一般的にフレキシブル基板と
呼ばれているような樹脂フィルム基板の場合において
は、Ｂステージ化した半硬化状態の絶縁性樹脂層５をポ
リマーバンプ２で突き破って基板回路と接続せしめる際
に絶縁性樹脂層５の硬化反応を促進させる為に、局部的
に同時加熱しながら加圧してもよい。
ムや耐熱性の低いポリエステル樹脂及びその変性物のフ
ィルム基材などからなり、一般的にフレキシブル基板と
呼ばれているような樹脂フィルム基板の場合において
は、Ｂステージ化した半硬化状態の絶縁性樹脂層５をポ
リマーバンプ２で突き破って基板回路と接続せしめる際
に絶縁性樹脂層５の硬化反応を促進させる為に、局部的
に同時加熱しながら加圧してもよい。
【００３０】これにより、加熱硬化設備ないしその工程
を割愛できて実装工程の効率を高めることができるので
極めて有効であるが、その際、回路基板３が動いて位置
ずれが生じ、これに基づいて接続不良が発生するのを防
止する為に、吸気ステージ７で吸引保持し強固に固定す
るのが好ましい。
を割愛できて実装工程の効率を高めることができるので
極めて有効であるが、その際、回路基板３が動いて位置
ずれが生じ、これに基づいて接続不良が発生するのを防
止する為に、吸気ステージ７で吸引保持し強固に固定す
るのが好ましい。
【００３１】なお、吸気ステージ７は、ステージの厚み
方向に連続気泡構造で、かつ、吸引表層部の全表面にわ
たって微細な空孔を容易に加工ができる焼結金属からな
るステージが特に好適である。
方向に連続気泡構造で、かつ、吸引表層部の全表面にわ
たって微細な空孔を容易に加工ができる焼結金属からな
るステージが特に好適である。
【００３２】何故ならば、基板吸着部の空孔部面積を大
きく取れて真空吸引することができるので、基板ワーク
全面にわたって、むらなく大きな力で固定でき、その
為、位置ずれやしわ、及び吸引の跡をつけずに固定でき
るからである。
きく取れて真空吸引することができるので、基板ワーク
全面にわたって、むらなく大きな力で固定でき、その
為、位置ずれやしわ、及び吸引の跡をつけずに固定でき
るからである。
【００３３】このように、吸気ステージ７に対して樹脂
フィルム基板を適用するのが最も好ましいが、他の回路
基板を適用してもよい。なお、ボンディングツール８
は、ＸＹＺの三軸方向に移動し得ると共に所定角度に回
転し得るように装着されており、しかも、ヒータを内蔵
（図示されていない）していると共にＩＣチップ１を真
空吸引によって保持することができるように設けられて
いる。
フィルム基板を適用するのが最も好ましいが、他の回路
基板を適用してもよい。なお、ボンディングツール８
は、ＸＹＺの三軸方向に移動し得ると共に所定角度に回
転し得るように装着されており、しかも、ヒータを内蔵
（図示されていない）していると共にＩＣチップ１を真
空吸引によって保持することができるように設けられて
いる。
【００３４】よって、下方の回路基板３の電極４に対し
てＩＣチップ１のポリマーバンプ２を精密に位置決めさ
せて熱圧着、すなわち、接合（ボンディング）すること
ができるが、その際、ＩＣチップ１のポリマーバンプ２
で絶縁層５を突き破って良好に接合することができる。
なお、接合時の加熱温度及び加圧力は所定に制御され
る。
てＩＣチップ１のポリマーバンプ２を精密に位置決めさ
せて熱圧着、すなわち、接合（ボンディング）すること
ができるが、その際、ＩＣチップ１のポリマーバンプ２
で絶縁層５を突き破って良好に接合することができる。
なお、接合時の加熱温度及び加圧力は所定に制御され
る。
【００３５】以上、詳述したように、本発明において
は、回路基板３に絶縁性樹脂ペーストを印刷して絶縁層
５を形成すると共に、この絶縁層５を、導電性ペースト
からなるポリマーバンプ２で突き破って直接、接合せし
めるから、絶縁層５の形成に際して問題視されていたボ
イドの発生を防止し得ると共に信頼性が十分な状態に強
固に接合することができる。
は、回路基板３に絶縁性樹脂ペーストを印刷して絶縁層
５を形成すると共に、この絶縁層５を、導電性ペースト
からなるポリマーバンプ２で突き破って直接、接合せし
めるから、絶縁層５の形成に際して問題視されていたボ
イドの発生を防止し得ると共に信頼性が十分な状態に強
固に接合することができる。
【００３６】なお、ポリマーバンプ２は、従来のバン
プ、例えば、メッキ法により形成される半田バンプやＡ
ｕバンプ等との比較において、絶縁層５を突き破ること
ができる点においては、格別な差異が無いとしても、接
合時において回路基板３の電極との接触面積を広げ得る
状態に変形できるといった特性を有している点で著しく
異なり、加えて、バンプ表面が接合に適した状態で銀鱗
粒子が表面に析出して微細な凹凸面を形成しているとい
った特性を有していると共に、接合時において樹脂が接
着剤の役割をするといった特性を有している点において
も著しく異なっている。その為、信頼性が十分な状態に
強固に接合することができる。
プ、例えば、メッキ法により形成される半田バンプやＡ
ｕバンプ等との比較において、絶縁層５を突き破ること
ができる点においては、格別な差異が無いとしても、接
合時において回路基板３の電極との接触面積を広げ得る
状態に変形できるといった特性を有している点で著しく
異なり、加えて、バンプ表面が接合に適した状態で銀鱗
粒子が表面に析出して微細な凹凸面を形成しているとい
った特性を有していると共に、接合時において樹脂が接
着剤の役割をするといった特性を有している点において
も著しく異なっている。その為、信頼性が十分な状態に
強固に接合することができる。
【００３７】
【実施例１】ウエハのＩＣパッド部のＡｌ酸化膜をあら
かじめ除去したのち、無電解メッキでＮｉ膜厚２μｍ、
更に無電解メッキでＡｕ膜厚０．３μｍの導電性薄膜に
置換した後、そのパッド部に、銀粒子を７０％以上含有
した熱硬化性エポキシ樹脂からなる導電ペースト（エポ
キシテクノロジー社製、品番称呼Ｅ２１０１）を、マス
ク厚み５０μｍ、マスク孔径１００μｍのステンシルマ
スク版を使用して印刷しポリマーバンプを形成した。
かじめ除去したのち、無電解メッキでＮｉ膜厚２μｍ、
更に無電解メッキでＡｕ膜厚０．３μｍの導電性薄膜に
置換した後、そのパッド部に、銀粒子を７０％以上含有
した熱硬化性エポキシ樹脂からなる導電ペースト（エポ
キシテクノロジー社製、品番称呼Ｅ２１０１）を、マス
ク厚み５０μｍ、マスク孔径１００μｍのステンシルマ
スク版を使用して印刷しポリマーバンプを形成した。
【００３８】次いで、かかるバンプを形成したウエハ
を、１５０℃の熱風オーブンで約１時間加熱し印刷され
た導電ペーストを完全に硬化させた。これにより、バン
プ底部の平均径が１１０μｍ、平均高さが４０μｍのバ
ンプ付きウエハを得た。なお、バンプ頂部は約１５〜２
０μｍ程度の比較的平坦な部分があるものの一様な円錐
形状のバンプが得られた。
を、１５０℃の熱風オーブンで約１時間加熱し印刷され
た導電ペーストを完全に硬化させた。これにより、バン
プ底部の平均径が１１０μｍ、平均高さが４０μｍのバ
ンプ付きウエハを得た。なお、バンプ頂部は約１５〜２
０μｍ程度の比較的平坦な部分があるものの一様な円錐
形状のバンプが得られた。
【００３９】このウエハをダイシングソーで切断して個
々のＩＣチップを得た。このチップは、回路基板とバン
プ間の接続抵抗を測定するためのものとして一般的に知
られているデイジイーチェン回路構造からなる導通評価
用のものである。なお、ＩＣチップ１個あたりのバンプ
数は１６個であった。
々のＩＣチップを得た。このチップは、回路基板とバン
プ間の接続抵抗を測定するためのものとして一般的に知
られているデイジイーチェン回路構造からなる導通評価
用のものである。なお、ＩＣチップ１個あたりのバンプ
数は１６個であった。
【００４０】一方、厚さ１０μｍの銅箔が張り付けられ
たポリエステル基材を用いてエッチング法により銅配線
パターンを形成し、その銅配線上に更に無電解メッキ法
によりＮｉ／Ａｕ金属層を形成し導通評価テスト用の回
路基板をつくった。
たポリエステル基材を用いてエッチング法により銅配線
パターンを形成し、その銅配線上に更に無電解メッキ法
によりＮｉ／Ａｕ金属層を形成し導通評価テスト用の回
路基板をつくった。
【００４１】次いで、この回路基板のＩＣチップ実装部
分に、絶縁性の熱硬化性エポキシ樹脂ペースト（エポキ
シテクノロジー社製、品番呼称ＴＥ１５４−９、粘度１
７，５００ｃｐｓ、体積抵抗率１×１０14Ω−ｃｍ）
を、ＩＣチップサイズより多少大きめの印刷形状に仕上
がるように加工されたステンシルマスク版を使用して印
刷した。かかるマスク版の厚みは３５μｍであった。
分に、絶縁性の熱硬化性エポキシ樹脂ペースト（エポキ
シテクノロジー社製、品番呼称ＴＥ１５４−９、粘度１
７，５００ｃｐｓ、体積抵抗率１×１０14Ω−ｃｍ）
を、ＩＣチップサイズより多少大きめの印刷形状に仕上
がるように加工されたステンシルマスク版を使用して印
刷した。かかるマスク版の厚みは３５μｍであった。
【００４２】次いで、絶縁性樹脂ペーストを印刷した回
路基板を、５０℃の熱風オーブンで約１５分間加熱し、
前記樹脂ペーストの粘着性が発現しない状態、すなわ
ち、半硬化状態のＢステージ化にした。
路基板を、５０℃の熱風オーブンで約１５分間加熱し、
前記樹脂ペーストの粘着性が発現しない状態、すなわ
ち、半硬化状態のＢステージ化にした。
【００４３】次いで、この回路基板を、チップボンダー
の吸気ステージ、すなわち、その表層部まで連続気泡の
微細な空孔が多数設けられている焼結金属プレートから
なる吸気ステージ（ＳＭＣ株式会社製のＳＰプレートを
使用）上に置き、かつ、真空吸引して回路基板を固定し
た後、回路基板のアライメントマークとＩＣチップのア
ライメント用マークを上下２眼のＣＣＤカメラを使用し
て位置合わせした。
の吸気ステージ、すなわち、その表層部まで連続気泡の
微細な空孔が多数設けられている焼結金属プレートから
なる吸気ステージ（ＳＭＣ株式会社製のＳＰプレートを
使用）上に置き、かつ、真空吸引して回路基板を固定し
た後、回路基板のアライメントマークとＩＣチップのア
ライメント用マークを上下２眼のＣＣＤカメラを使用し
て位置合わせした。
【００４４】次いで、２２０℃に加熱したボンデイング
ツールに真空吸引によってチャッキングしたＩＣチップ
を、上記のＢステージ化した絶縁樹脂膜を介して最大で
８００ｇの荷重をかけて押圧した。そして、２０秒経過
後、ボンデイングツールをエアーで５秒間冷却し、その
後、ツールを上昇させて押圧力を解放しボンデイングを
終了した。
ツールに真空吸引によってチャッキングしたＩＣチップ
を、上記のＢステージ化した絶縁樹脂膜を介して最大で
８００ｇの荷重をかけて押圧した。そして、２０秒経過
後、ボンデイングツールをエアーで５秒間冷却し、その
後、ツールを上昇させて押圧力を解放しボンデイングを
終了した。
【００４５】次いで、回路基板とＩＣバンプの間の接続
抵抗をデジタルマルチメーターで測定し、３端針子法に
より求めた結果、１１４〜３３８ｍΩであった。また、
ボンデイング後のＩＣチップ先端部を観察したところ、
バンプ高さは約１／３程度変形して低くなり、バンプ先
端部が約４０μｍの径に拡大していた。また、基板電極
部のリード線間の空隙には、絶縁性樹脂が十分に充填さ
れており、かつ、チップ面にも微細な空気だまりが確認
出来なかった。
抵抗をデジタルマルチメーターで測定し、３端針子法に
より求めた結果、１１４〜３３８ｍΩであった。また、
ボンデイング後のＩＣチップ先端部を観察したところ、
バンプ高さは約１／３程度変形して低くなり、バンプ先
端部が約４０μｍの径に拡大していた。また、基板電極
部のリード線間の空隙には、絶縁性樹脂が十分に充填さ
れており、かつ、チップ面にも微細な空気だまりが確認
出来なかった。
【００４６】これらのことからして、回路基板の配線導
体パターンの所定位置にＩＣチップが強固に接合され、
かつ、バンプ近傍や基板配線導体間に充填された樹脂層
には気泡が混在しないことが確認された。
体パターンの所定位置にＩＣチップが強固に接合され、
かつ、バンプ近傍や基板配線導体間に充填された樹脂層
には気泡が混在しないことが確認された。
【００４７】
【実施例２】実施例１の導通評価用回路基板と同一の回
路基板について、そのＩＣチップ実装部分に、絶縁性の
熱硬化性エポキシ樹脂ペースト（エポキシテクノロジー
社製、品番呼称ＴＥ１５４−９、粘度１７，５００ｃｐ
ｓ、体積抵抗率１×１０14Ω−ｃｍ）を、ＩＣチップサ
イズより多少大きめの印刷形状に仕上がるように加工さ
れたポリエステル織布からなる３５０メッシュのスクリ
ーン版を使用して印刷した。なお、スクリーン版の厚み
は４０μｍであった。
路基板について、そのＩＣチップ実装部分に、絶縁性の
熱硬化性エポキシ樹脂ペースト（エポキシテクノロジー
社製、品番呼称ＴＥ１５４−９、粘度１７，５００ｃｐ
ｓ、体積抵抗率１×１０14Ω−ｃｍ）を、ＩＣチップサ
イズより多少大きめの印刷形状に仕上がるように加工さ
れたポリエステル織布からなる３５０メッシュのスクリ
ーン版を使用して印刷した。なお、スクリーン版の厚み
は４０μｍであった。
【００４８】次いで、絶縁性樹脂ペーストを印刷した回
路基板を、実施例１と同様に、５０℃の熱風オーブンで
約１５分間加熱し、このペーストの粘着性が発現しない
状態、すなわち、半硬化状態のＢステージ化した。
路基板を、実施例１と同様に、５０℃の熱風オーブンで
約１５分間加熱し、このペーストの粘着性が発現しない
状態、すなわち、半硬化状態のＢステージ化した。
【００４９】そして、印刷された表面を観察した結果、
メッシュ版の糸形状が印刷面に転写され、かつ、メッシ
ュ版の糸交合部で空気を抱き込み、従って、平滑で均一
な表面が得られなかった。
メッシュ版の糸形状が印刷面に転写され、かつ、メッシ
ュ版の糸交合部で空気を抱き込み、従って、平滑で均一
な表面が得られなかった。
【００５０】また、それに実施例１と同一の条件でボン
デイングし、回路基板電極とＩＣバンプの間の接続抵抗
を測定した結果、２８０〜６６０ｍΩの実用に耐える接
続抵抗が得られた。
デイングし、回路基板電極とＩＣバンプの間の接続抵抗
を測定した結果、２８０〜６６０ｍΩの実用に耐える接
続抵抗が得られた。
【００５１】しかし、微細ボイドの混入状態を確認した
ところ、基板電極部リード線間の一部分に、絶縁性樹脂
が充填されていないと共に、チップ面にも微細な空気だ
まりが形成されていた。
ところ、基板電極部リード線間の一部分に、絶縁性樹脂
が充填されていないと共に、チップ面にも微細な空気だ
まりが形成されていた。
【００５２】このことからして、絶縁性樹脂ペーストの
印刷は、スクリーン版を用いる場合よりも、実施例１の
ように、ステンシルマスク版を用いる場合の方が有利で
あることがわかる。
印刷は、スクリーン版を用いる場合よりも、実施例１の
ように、ステンシルマスク版を用いる場合の方が有利で
あることがわかる。
【００５３】
【比較例】実施例１の導通評価用回路基板と同一の回路
基板について、そのＩＣチップ実装部分に絶縁性樹脂ペ
ーストを印刷した回路基板を、直径１ｍｍの真空吸引孔
が縦横１０ｍｍ間隔の配列で全面にわたってドリル加工
されている吸気ステージ（連続気泡からなる多孔質の吸
気ステージと異なるもの）上にセットし、真空吸引して
回路基板を固定した後、実施例１と同様の方法でＩＣチ
ップを接合（ボンデイング）した。
基板について、そのＩＣチップ実装部分に絶縁性樹脂ペ
ーストを印刷した回路基板を、直径１ｍｍの真空吸引孔
が縦横１０ｍｍ間隔の配列で全面にわたってドリル加工
されている吸気ステージ（連続気泡からなる多孔質の吸
気ステージと異なるもの）上にセットし、真空吸引して
回路基板を固定した後、実施例１と同様の方法でＩＣチ
ップを接合（ボンデイング）した。
【００５４】その際、実施例１のそれと同一のＩＣチッ
プを、２２０℃に加熱したボンデングヘッドで真空吸着
し、ポリマーバンプで基板電極上のＢステージ化した半
硬化状態の絶縁性樹脂層を突き破って基板回路と接続せ
しめるように３．２ｋｇの力で加熱加圧しながら約２０
秒間、押圧した。
プを、２２０℃に加熱したボンデングヘッドで真空吸着
し、ポリマーバンプで基板電極上のＢステージ化した半
硬化状態の絶縁性樹脂層を突き破って基板回路と接続せ
しめるように３．２ｋｇの力で加熱加圧しながら約２０
秒間、押圧した。
【００５５】その結果、ＩＣチップの外周辺の約１０ｍ
ｍから１５ｍｍの部分で回路基板が吸気ステージ上で波
打ち変形が生じた。また、実装後、回路基板の電極とＩ
Ｃチップのバンプ間の接続抵抗を測定したが、導通抵抗
を測定できなかった。更に、回路基板とＩＣチップとを
引き離し、回路基板の電極部の状態を観察したところ、
接合個所周辺の基板電極部に位置ずれが生じていた。
ｍから１５ｍｍの部分で回路基板が吸気ステージ上で波
打ち変形が生じた。また、実装後、回路基板の電極とＩ
Ｃチップのバンプ間の接続抵抗を測定したが、導通抵抗
を測定できなかった。更に、回路基板とＩＣチップとを
引き離し、回路基板の電極部の状態を観察したところ、
接合個所周辺の基板電極部に位置ずれが生じていた。
【００５６】このことからして、接合時に回路基板の電
極部が局部的に加熱、かつ、加圧される為に変形して位
置ずれしてしまうことを確認できたと共に、かかる変形
によって生ずる力よりも大きな吸引保持力で回路基板を
保持する必要があることが判明した。
極部が局部的に加熱、かつ、加圧される為に変形して位
置ずれしてしまうことを確認できたと共に、かかる変形
によって生ずる力よりも大きな吸引保持力で回路基板を
保持する必要があることが判明した。
【００５７】
【発明の効果】上述の如く、請求項１〜６に記載の発明
によると、ＩＣチップと回路基板間に介在せしめられる
絶縁層をＩＣチップのバンプで突き破って直接、接合せ
しめるに際し、かかる絶縁層にボイドが発生するのを防
止し得ると共に信頼性が十分な状態に強固に接合するこ
とができる。
によると、ＩＣチップと回路基板間に介在せしめられる
絶縁層をＩＣチップのバンプで突き破って直接、接合せ
しめるに際し、かかる絶縁層にボイドが発生するのを防
止し得ると共に信頼性が十分な状態に強固に接合するこ
とができる。
【図１】絶縁層を形成した回路基板にＩＣチップを接合
する態様を示す図である。
する態様を示す図である。
１ ＩＣチップ ２ ポリマーバンプ ３ 回路基板 ４ 電極 ５ 絶縁層 ６ 電極パッド ７ 吸気ステージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード・エイチ・エステス アメリカ合衆国ニューハンプシャー州 03076ペルハム・ブラックストーンサーク ル15 (72)発明者 和田 稔 埼玉県北足立郡小針新宿1457
Claims (6)
- 【請求項１】 導電性ペーストからなるポリマーバンプ
を形成したＩＣチップと回路基板間に絶縁層を介在せし
め、かつ、前記ポリマーバンプで前記絶縁層を突き破っ
て前記回路基板の電極に直接、接合せしめるフリップチ
ップ実装方法において、前記絶縁層を、前記回路基板に
絶縁性樹脂ペーストを印刷して形成することを特徴とす
るフリップチップ実装方法。 - 【請求項２】 絶縁性樹脂ペーストの印刷に際してステ
ンシルマスク版を用いることを特徴とする請求項１に記
載のフリップチップ実装方法。 - 【請求項３】 絶縁層を形成した後、Ｂステージ化する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のフリップチッ
プ実装方法。 - 【請求項４】 ポリマーバンプを、ステンシルマスク版
を用いて印刷形成することを特徴とする請求項１，２又
は３に記載のフリップチップ実装方法。 - 【請求項５】 回路基板を連続気泡からなる多孔質の吸
気ステージで吸引保持することを特徴とする請求項１，
２，３又は４に記載のフリップチップ実装方法。 - 【請求項６】 回路基板が樹脂フィルム基板であること
を特徴とする請求項５に記載のフリップチップ実装方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25585799A JP2000150579A (ja) | 1998-09-11 | 1999-09-09 | フリップチップ実装方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-276668 | 1998-09-11 | ||
| JP27666898 | 1998-09-11 | ||
| JP25585799A JP2000150579A (ja) | 1998-09-11 | 1999-09-09 | フリップチップ実装方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000150579A true JP2000150579A (ja) | 2000-05-30 |
Family
ID=26542444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25585799A Pending JP2000150579A (ja) | 1998-09-11 | 1999-09-09 | フリップチップ実装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000150579A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006177925A (ja) * | 2004-11-25 | 2006-07-06 | Denso Corp | 圧力センサおよびその製造方法 |
| JP2007009022A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Sekisui Chem Co Ltd | シート状接着剤、電子部品装置の製造方法及び電子部品装置 |
-
1999
- 1999-09-09 JP JP25585799A patent/JP2000150579A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006177925A (ja) * | 2004-11-25 | 2006-07-06 | Denso Corp | 圧力センサおよびその製造方法 |
| JP2007009022A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Sekisui Chem Co Ltd | シート状接着剤、電子部品装置の製造方法及び電子部品装置 |
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