JP2000299330A - ベアチップ実装基板、ベアチップ実装方法及びベアチップ実装装置 - Google Patents

ベアチップ実装基板、ベアチップ実装方法及びベアチップ実装装置

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JP2000299330A JP11106822A JP10682299A JP2000299330A JP 2000299330 A JP2000299330 A JP 2000299330A JP 11106822 A JP11106822 A JP 11106822A JP 10682299 A JP10682299 A JP 10682299A JP 2000299330 A JP2000299330 A JP 2000299330A
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electrode
mounting
bare
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盛司 山口
Masatoshi Takiguchi
正敏 瀧口
Hirokado Toba
広門 鳥羽
Hidehiko Negishi
英彦 根岸
Hitomaro Togo
仁麿 東郷
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板とベアチップとの間のギャップを確保す
るとともに、基板とベアチップとの間のギャップを確保
した実装基板を容易に製造することを可能にする。 【解決手段】 ベアチップ3と基板1との間でかつベア
チップ3における電極4の形成領域以外の領域にスペー
サ6を介在させ、ベアチップ3と基板1とのギャップを
封止樹脂7が注入可能な幅になるように維持させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベアチップ実装基
板、ベアチップ実装方法およびベアチップ実装装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、商品の小型化、薄型化さらに軽量
化のために、ベアチップを直接基板に接合して、基板自
体の小型化が図られてきた。さらに近年では、ベアチッ
プ実装基板を用いることにより、光/電変換回路または
高周波・高帯域回路における配線長が短縮され、その結
果、低損失、高速・大容量化が期待されている。
【0003】ところで、従来においては、一般に、図2
2に示すように、基板1の電極2上にはんだ5によるは
んだバンプ5aを形成するか、または、図23に示すよ
うにベアチップ3の電極4にはんだバンプ5aを形成し
た後に、はんだバンプ5aに電極2または電極4を対向
させ、所定の荷重を加えた状態ではんだバンプ5aを電
極4に当接させながら基板1およびベアチップ3を加熱
してはんだバンプ5aを溶融させて、基板1にベアチッ
プ3を実装している。
【0004】しかしながら、ベアチップは脆弱な部品で
あるため、接合時におけるベアチップに加える荷重を低
く設定する必要がある。また、ベアチップに過剰な荷重
が加わって、ベアチップが基板側に過度に移動すると、
はんだが潰れてしまって短絡するおそれがある。
【0005】このような問題点を解決するための従来技
術としては、特開平8−288291号公報記載の半導
体装置がある。この公報に記載された半導体装置によれ
ば、接続後の半導体チップの電極と配線基板の実装パッ
ドとの間のはんだ内に樹脂ボールを介在させることによ
り、線膨張係数の違いにより発生する応力を吸収しはん
だバンプにクラックを発生させずに接続信頼性を向上さ
せることができ、また、接続時に樹脂ボールがコアにな
ってはんだ溶融時のはんだの漏れ広がり量を制御するこ
とができるので、他の端子との短絡による不良を防止す
ることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
技術においては、比較的小型の部材である樹脂ボールを
電極上に正確に配置する必要があるため、ベアチップを
基板に実装する際に、より高い精度が要求されることに
なる。
【0007】さらに、接合点間の絶縁性確保および接合
強度確保のために基板とベアチップとの間に封止剤を注
入するために、基板とベアチップとの間にギャップを確
保する必要がある。つまり、ベアチップに過剰な荷重が
加えられたり、はんだ溶融時にベアチップが荷重によっ
て基板側に押圧されて、基板とベアチップとの間のギャ
ップが狭くなると、図24に示すように、はんだ5が広
がって隣接するはんだ5と接触して短絡したり(図中P
部)、基板とベアチップとの間に封止剤が十分に入らな
くなり、内部にボイド(図中Q部)が発生して接合強度
が確保されないおそれがある。
【0008】前述した従来技術によれば、はんだ潰れを
防止することは可能であるが、介在させた樹脂ボール
が、基板とベアチップとの間のギャップを適正な幅に維
持することができるとは限らない。
【0009】本発明は、このような問題点を解決し、基
板とベアチップとの間のギャップを確保するとともに、
基板とベアチップとの間のギャップを確保した実装基板
を容易に製造することを可能にしたベアチップ実装基
板、ベアチップ実装方法およびベアチップ実装装置を提
供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明のベアチップ実装基板は、ベアチップと、この
ベアチップを搭載する基板とからなり、前記ベアチップ
の電極と前記基板の電極とをはんだ接合して前記ベアチ
ップと前記基板との間に封止樹脂を注入してなるベアチ
ップ実装基板において、前記ベアチップと前記基板との
間でかつ前記ベアチップにおける電極の形成領域以外の
領域に、前記ベアチップと前記基板との間隔を前記封止
樹脂が注入可能な幅に規制する耐熱性の硬質部材を配置
したことを特徴とする。このような構成により、硬質部
材によって基板とベアチップとの間隔を適正な幅に規制
することができるために、封止樹脂を確実に注入するこ
とが可能になる。その結果、ボイドの発生が防止され
て、ベアチップの実装強度を確保することが可能にな
る。
【0011】また本発明のベアチップ実装基板は、前記
硬質部材を、金属ワイヤ,樹脂ボール,ガラスビーズま
たは金属ボールで形成したことを特徴とする。このよう
な構成により、ベアチップの搭載時の荷重やはんだ接合
時の熱により硬質部材が変形することが防止され、基板
とベアチップとの間隔を適正な幅に規制することができ
る。
【0012】また本発明のベアチップ実装基板は、ベア
チップと、このベアチップを搭載する基板とからなり、
前記ベアチップの電極と前記基板の電極とをはんだ接合
して前記ベアチップと前記基板との間に封止樹脂を注入
してなるベアチップ実装基板において、前記ベアチップ
と前記基板との間でかつ前記ベアチップにおける電極の
形成領域以外の領域に、前記ベアチップの一部に当接し
かつ前記ベアチップと前記基板との間隔を前記封止樹脂
が注入可能な幅に規制する樹脂層を設けたことを特徴と
する。このような構成により、樹脂層によって基板とベ
アチップとの間隔を適正な幅に規制しながら、基板にベ
アチップを搭載することができる。
【0013】また本発明のベアチップ実装基板は、前記
樹脂層の一部に、前記封止樹脂を注入するための注入部
を形成したことを特徴とする。このような構成により、
封止樹脂の注入が注入部を介して行うことが可能にな
る。
【0014】また本発明のベアチップ実装方法は、ベア
チップと、このベアチップを搭載する基板とからなり、
前記ベアチップの電極と前記基板の電極とをはんだ接合
して前記ベアチップと前記基板との間に封止樹脂を注入
してなるベアチップ実装基板を製造するためのベアチッ
プ実装方法において、前記ベアチップの電極と前記基板
の電極とをはんだ接合する前に、前記基板における電極
の形成領域以外の領域または前記ベアチップにおける電
極の形成領域以外の領域に、前記ベアチップと前記基板
との間隔を前記封止樹脂が注入可能な幅に規制する耐熱
性の硬質部材を配置することを特徴とする。このような
構成により、硬質部材によって基板とベアチップとの間
隔を適正な幅に規制しながら、基板にベアチップを搭載
することができる。
【0015】また本発明のベアチップ実装方法は、前記
硬質部材を配置する部位に前記封止樹脂と同一の樹脂を
塗布して、前記硬質部材を仮固定することを特徴とす
る。このような構成により、ベアチップの搭載時に硬質
部材が移動することを防止できるとともに、仮固定のた
めに特別な部材を用意する必要がなくなる。
【0016】また本発明のベアチップ実装方法は、ベア
チップと、このベアチップを搭載する基板とからなり、
前記ベアチップの電極と前記基板の電極とをはんだ接合
して前記ベアチップと前記基板との間に封止樹脂を注入
してなるベアチップ実装基板を製造するためのベアチッ
プ実装方法において、前記基板の電極上に、前記ベアチ
ップと前記基板との間隔を前記封止樹脂が注入可能な幅
に規制する導電性かつ耐熱性の硬質部材を配置して、こ
れら硬質部材と前記ベアチップの電極あるいは前記基板
の電極とをはんだ接合することを特徴とする。このよう
な構成により、硬質部材に、ベアチップと基板との間隔
を規制する機能と、端子としての機能とを兼用させるこ
とが可能になる。
【0017】また本発明のベアチップ実装方法は、前記
硬質部材にはんだを溶着させて、はんだバンプを形成し
たことを特徴とする。このような構成により、ベアチッ
プの搭載時におけるはんだの変形量を小さくすることが
できる。
【0018】また本発明のベアチップ実装方法は、前記
硬質部材にはんだメッキを施して、はんだバンプを形成
したことを特徴とする。このような構成により、ベアチ
ップの搭載時におけるはんだの変形量を小さくすること
ができるとともに、同じメッキ工程を繰り返すことによ
り複数個のはんだバンプを形成することが可能になる。
【0019】また本発明のベアチップ実装方法は、前記
ベアチップを前記基板上に実装する前に、ベアチップ実
装基板の端子となるランド間を導電線で接続し、前記ベ
アチップを前記基板上に実装した後に、前記導電線を除
去することを特徴とする。このような構成により、ベア
チップに接合する各電極の電位が一定になるため、ベア
チップの静電破壊を防止できる。
【0020】また本発明のベアチップ実装方法は、前記
基板に設けられたチップ部品の実装ランドに、チップ部
品をはんだによって仮接合し、前記ベアチップまたは前
記基板に形成されたはんだバンプを前記基板または前記
ベアチップの電極に当接させた状態で前記基板を加熱し
て、前記基板にチップ部品およびベアチップを同時には
んだ接合することを特徴とする。このような構成によ
り、1つの基板にチップ部品およびベアチップを同時に
はんだ接合することが可能になる。
【0021】また本発明のベアチップ実装装置は、ベア
チップを保持するベアチップ保持部と、基板を保持する
基板保持部と、前記ベアチップ保持部を前記基板側に移
動させて、前記ベアチップ保持部が保持するベアチップ
を基板上に実装させる駆動部とを有するベアチップ実装
装置において、前記ベアチップ保持部と前記基板との間
に介在して、前記ベアチップと前記基板との間隔を規制
するストッパを備えたことを特徴とする。このような構
成により、ストッパによってベアチップと基板との間隔
が規定されるために、ベアチップを基板側に必要以上に
移動させることが防止され、その結果、ベアチップと基
板との間隔が維持されるとともに、ベアチップに過剰な
荷重がかかることが防止できる。
【0022】また本発明のベアチップ実装装置は、ベア
チップを保持するベアチップ保持部と、基板を保持する
基板保持部と、前記ベアチップ保持部を前記基板側に移
動させて、前記ベアチップ保持部が保持するベアチップ
を基板上に実装させる駆動部とを有するベアチップ実装
装置において、前記ベアチップまたは前記基板上に形成
されたはんだバンプの高さを測定する高さ測定手段と、
この高さ測定手段の測定結果に基いて前記ベアチップと
前記基板との適正間隔を算出する演算手段と、この演算
手段の算出結果に基いて前記駆動部を制御して、前記ベ
アチップ保持部の高さを調整させる制御手段とを備えた
ことを特徴とする。このような構成により、ベアチップ
と基板との間隔が維持されるようにベアチップ保持部の
高さが制御されるために、ベアチップを基板側に必要以
上に移動させることが防止される。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図2
2、図23に示した従来のベアチップ実装基板における
部材と同一の部材については同一の符号を付して詳細な
説明は省略した。
【0024】図1は本発明のベアチップ実装基板の第1
実施形態の要部構造を示す断面図であり、6はスペー
サ、7は封止樹脂を示す。スペーサ6は、ベアチップ3
における電極4の形成領域以外の領域、例えば第1実施
形態においてはベアチップ3の外縁部に配置されてお
り、基板1とベアチップ3との間に介在して、基板1と
ベアチップ3とのギャップを規制する部材である。
【0025】スペーサ6には、耐熱性、耐腐食性および
ベアチップ3に荷重を加えた際に潰れない程度の硬質の
部材、例えば、Auからなる金属ワイヤ、アクリル系,
エポキシ系の樹脂ボール、ガラスビーズ、Auからなる
金属ボール等が適用される。
【0026】図2は、図1のベアチップ実装基板を製造
するベアチップ実装装置の要部、および製造工程の一部
を示す説明図であり、8はベアチップ3を保持しながら
基板1にベアチップ3を搭載させるコレット、9は基板
1を載置する加熱テーブルを示す。ベアチップ実装装置
には、コレット8、加熱テーブル9、さらにコレット8
の図示しない移動機構が備えられており、コレット8に
は空気を吸引する吸引ノズル、加熱ヒータが備えられて
いる。
【0027】次に、ベアチップ実装基板の製造方法につ
いて説明する。
【0028】まず、基板1において電極2上にはんだバ
ンプ5aを形成し、さらにスペーサ6を載置する部分に
封止樹脂7と同一の樹脂を薄くプリコートしてから、そ
の部分にスペーサ6を載置して仮固定しておく。さら
に、基板1上に形成された複数のはんだバンプ5aに平
面板を押し当てて、はんだバンプ5aの高さを均一にす
る。ここで、スペーサ6の高さよりもはんだバンプ5a
が高くなるようにはんだバンプ5aの大きさを設定して
おく。
【0029】そして、このようにはんだバンプ5aおよ
びスペーサ6の載置された基板1が加熱テーブル9上に
載せられる。次に、所定位置にあるベアチップ3がコレ
ット8によって吸着され、その状態で基板1の上方に配
置され、基板1とベアチップ3との位置の微調整が行わ
れた後に、ベアチップ3を下方に移動させてはんだバン
プ5aに電極4を当接させる。そして、その状態を維持
しながらベアチップ保持部8および加熱テーブル9によ
って加熱することによってはんだ5を溶融させて、電極
2と電極4とをはんだ接合させる。
【0030】このとき、スペーサ6の高さよりもはんだ
バンプ5aが高く設定されているため、ベアチップ3が
スペーサ6に当接した場合にベアチップ3には所定の荷
重が加わることになるが、このときはんだバンプ5aか
らベアチップ3に加えられる反力によってベアチップ3
が破壊されない程度の高さおよび大きさにはんだバンプ
5aが形成されている。また、はんだバンプ5aに電極
4を当接させる前に、加熱テーブル9によって基板1を
加熱してはんだバンプ5aを溶融させた状態にしてから
ベアチップ3の載置を行ってもよく、またそのようにす
ることにより、ベアチップ3に加わる荷重を無くすこと
ができる。なお、この場合、はんだバンプ5aを溶融さ
せたときに、スペーサ6の高さよりもはんだ5が高くな
るようにはんだバンプ5aの大きさを設定する必要があ
る。
【0031】そして、基板1にベアチップ3を搭載した
後に、基板1とベアチップ3との間に封止樹脂7を注入
して、ギャップを封止することによってベアチップ実装
基板が製造される。
【0032】このように構成したことにより、スペーサ
6によって基板1とベアチップ3とのギャップを適正な
幅に規制することができるために、封止樹脂7を確実に
注入することが可能になる。その結果、ボイドの発生が
防止されて、ベアチップ3の実装強度を確保することが
可能になる。
【0033】図3、図4は本発明のベアチップ実装基板
の第2実施形態におけるベアチップの実装前および実装
後の構造を示す断面図であり、10はスタッドバンプ、
11はボールバンプを示す。スタッドバンプ10は、A
u等の導電性、耐腐食性を有する硬質部材からなり、ワ
イヤボンディングによって電極4上に形成されたもので
あり、また、ボールバンプ11は、導電性、耐腐食性を
有する金属ボールを電極4上に溶着して形成したもので
ある。さらに、スタッドバンプ10およびボールバンプ
11の高さは、基板1とベアチップ3とのギャップの適
正値になるように設定されている。
【0034】すなわち第2実施形態は、図1に示す第1
実施形態におけるスペーサ6の代わりに、電極2と電極
4との間にスタッドバンプ10またはボールバンプ11
を介在させて、基板1とベアチップ3とのギャップを規
制させるとともに、電極端子を兼ねるように構成したも
のである。
【0035】次に、製造方法について説明する。まず、
図3(a)および図4(a)に示すように、電極4上にスタ
ッドバンプ10またはボールバンプ11を形成し、電極
2上にはんだバンプ5aを形成する。そして、はんだバ
ンプ5aを溶融させた状態で、スタッドバンプ10また
はボールバンプ11を電極2に当接させることにより、
図3(b)および図4(b)に示すように、基板1上にベア
チップ3がはんだ接合される。
【0036】このように構成したことにより、スタッド
バンプ10またはボールバンプ11によって基板1とベ
アチップ3とのギャップを適正な幅に規制することがで
きるために、封止樹脂7を確実に注入することが可能に
なる。
【0037】なお、前述した第2実施形態においては、
図5、図6に示すように、スタッドバンプ10上または
ボールバンプ11の周囲にはんだバンプ5aを形成して
もよい。また、図7、図8に示すように、基板1の電極
2上にスタッドバンプ10またはボールバンプ11を設
け、ベアチップ3の電極4上にはんだバンプ5aを形成
して、基板1上にベアチップ3をはんだ接合させてもよ
い。この場合、図9、図10に示すように、電極2にお
けるスタッドバンプ10上またはボールバンプ11の周
囲にはんだバンプ5aを形成してもよい。
【0038】また、図5、図6および図9、図10に示
すように、スタッドバンプ10上またはボールバンプ1
1の周囲にはんだバンプ5aを形成する場合には、はん
だバンプ5aをめっき工法によって形成してもよく、ま
ためっき工法によってはんだバンプ5aを形成すること
により、一度に複数個のはんだバンプ5aを形成するこ
とが可能になり、製造時間の短縮化が図れる。
【0039】さらに、第2実施形態において、すべての
電極4上にスタッドバンプ10またはボールバンプ11
を設ける必要はなく、例えば、ベアチップ3の4隅に近
い電極4上にのみスタッドバンプ10またはボールバン
プ11を設けてもよい。
【0040】図11は本発明のベアチップ実装基板の第
3実施形態の要部構造を示す平面図、図12は図11の
A−A線断面図であり、12は基板1上における電極2
の形成領域の外側を囲むように形成された樹脂レジスト
層、13は封止樹脂7の注入口となる封止樹脂注入部を
示す。
【0041】樹脂レジスト層12は、電極2の形成領域
の外側を十字型に囲むように形成されており、ベアチッ
プ3を基板1に搭載する際、ベアチップ3の4隅が樹脂
レジスト層12に当接することにより、それ以上のベア
チップ3の基板1側への移動が抑止される。また、樹脂
レジスト層12の厚さは基板1とベアチップ3とのギャ
ップが適正になるように設定されている。
【0042】また、ベアチップ3を基板1に搭載する前
においては、図13に示すように、はんだバンプ5aを
電極2上に形成する際に、はんだバンプ5aの高さが樹
脂レジスト層12の表面よりも高くなるように設定して
おく。
【0043】また、ベアチップ3を基板1に搭載した
時、ベアチップ3の側部には樹脂レジスト層12によっ
て覆われていない封止樹脂注入部13が形成されてお
り、この封止樹脂注入部13から基板1とベアチップ3
との間に封止樹脂7を注入する。
【0044】このように構成したことにより、樹脂レジ
スト層12によって基板1とベアチップ3とのギャップ
を適正な幅に規制することができるために、封止樹脂7
を確実に注入することが可能になる。
【0045】図14は本発明のベアチップ実装基板の第
4実施形態にかかる基板の構成を示す説明図、図15は
図14の基板にチップ部品を搭載した構成を示す説明図
であり、14は、電極2に直接あるいは各種電子部品を
介して電気的に接続され、ベアチップ3の端子となるラ
ンド、15は、電極2からランド14までの間に設けら
れ、チップ抵抗やコンデンサ等のチップ部品を搭載する
実装ランド、16は配線に寄与しないアースランド、1
7は隣接するランド14間またはランド14とアースラ
ンド16間を接続するワイヤ、18はチップ部品を示
す。
【0046】基板1上には、ベアチップの実装領域に電
極2が配置されており、これら電極2に対応する各ラン
ド14が基板1の縁部に配置され、さらに基板1の4隅
にアースランド16が配置されており、これらのランド
14,アースランド16がワイヤ17によって数珠つな
ぎ状に接続されている。そして、図15に示すように、
実装ランド15にチップ部品18が実装される。
【0047】次に、ベアチップ実装基板の製造方法につ
いて説明する。
【0048】まず、隣り合う各ランド14,16にワイ
ヤ17を接続する。次に、電極2にはんだバンプ5aを
形成し、また、この時に図1に示すスペーサ6を載置し
たり、図7、図8に示すように、スタッドバンプ10ま
たはボールバンプ11を載置しておく。さらに、実装ラ
ンド15上にクリームはんだを印刷、ディスペンス等に
より供給し、チップ部品18を搭載する。このとき、基
板1上の実装ランド15に予めはんだプリコートをして
おいて、さらに固着性フラックスを印刷、ディスペンス
等により供給してからチップ部品18を搭載してもよ
い。
【0049】次に、基板1を加熱テーブル9上に載置
し、コレット8にベアチップ3を吸着させてからコレッ
ト8を移動させて、ベアチップ3を基板1における電極
2の形成領域に対向させた後に、図16に示すように、
コレット8を下方に移動させてベアチップ3を基板1上
に搭載させて、その状態で維持させる。
【0050】次に、基板1およびベアチップ3を加熱し
てはんだを溶融させ、チップ部品18を実装ランド15
に、ベアチップ3を電極2にはんだ接合させる。接合
後、図17に示すように、ワイヤ17を除去して、ラン
ド14にプローブ19を当てて電気測定を行うことによ
り、ベアチップ実装基板が製造される。
【0051】このように構成したことにより、通常、ベ
アチップは静電気によって破壊されやすく、例えば、実
装する基板の電極間に電位差が生じていたならば、その
まま実装した場合、ベアチップが静電破壊されるおそれ
があるが、本実施形態によれば、各ランド14,16に
ワイヤ17を接続することによって、ランド14間の電
位差がキャンセルされるため、ベアチップ実装時におけ
る静電破壊を防止することができる。さらに、ベアチッ
プ3と基板1上に載置したチップ部品18とを一括して
リフローはんだ付けすることが可能になる。
【0052】図18は本発明のベアチップ実装装置の第
1実施形態における要部構成を示す説明図であり、20
は、コレット8に設けられ、ベアチップ3の実装時に基
板1面に当接して、コレット8の移動を規制するストッ
パを示す。
【0053】ストッパ20における、コレット8のベア
チップ吸着面の位置から突出している部分の長さをL、
ベアチップ3の厚さをT、基板1とベアチップ3とのギ
ャップをGとすれば、基板1とベアチップ3とのギャッ
プを維持するためには、(数1)の関係が成り立つ必要
がある。
【0054】
【数1】L=T+G また、はんだバンプ5aの高さをhとすれば、はんだバ
ンプ5aに電極4を当接させるためには、(数2)の関
係が成り立つ必要がある。
【0055】
【数2】G≦h ここで、接合前のはんだバンプ5aの体積をVB、接合
後のはんだの体積をVPとすれば、図19に示すよう
に、接合前のはんだバンプ5aの形状は球の一部に、接
合後のはんだの形状は円柱形であると仮定すれば、次の
(数3),(数4),(数5)が成り立つ。なお、rは
はんだバンプ5aの底面の半径、Rは接合後のはんだ底
面の半径を示す。
【0056】
【数3】
【0057】
【数4】 ここで、VB=VPであるため、
【0058】
【数5】 さらに、接合後における隣接するはんだ5間の幅をPと
すると、隣接するはんだ5間で短絡しないためには、
(数6)が成り立つ必要がある。
【0059】
【数6】2R≦P したがって、次の(数7),(数8),(数9)を満た
すようにギャップGを決定して、長さLを決定すること
により、ストッパ20の長さを決定する。
【0060】
【数7】
【0061】
【数8】G≦h
【0062】
【数9】R≦P/2 このように構成したことにより、ストッパ20によって
ギャップGが規定されるために、ベアチップ3を基板1
側に必要以上に移動させることが防止され、その結果、
ギャップGが維持されるとともに、ベアチップ3に過剰
な荷重がかかることが防止できる。
【0063】図20は本発明のベアチップ実装装置の第
2実施形態における要部構成を示す説明図であり、21
はコレット8を上下させるモータ、22ははんだバンプ
5a付近を撮影するカメラ、23は、カメラ22の画像
を基に、ベアチップ3の厚みT,はんだバンプ5aの高
さhおよび原点(基板1の表面位置)を認識する認識装
置、24は、認識装置23における認識結果を基に、適
正ギャップG,実際のギャップG´および適正ギャップ
Gにするための調整量を算出する演算装置、25は、演
算装置24における演算結果を基に、モータ21を駆動
させるコントローラを示す。
【0064】基板1にベアチップ3を対向させた時に、
カメラ22によってベアチップ3およびはんだバンプ5
aが撮影されて、認識装置23によってベアチップ3の
厚みT,はんだバンプ5aの高さhおよび原点が認識さ
れる。演算装置24においては、(数7)の式に基づい
て適正ギャップGを決定する。このとき、はんだバンプ
5aの高さhの値は、認識装置23によって認識させた
値を用いるが、rおよびRの値について認識装置23に
よって認識させた値を用いても、どのはんだバンプ5a
のrおよびRの値も略一定であると見なして予め設定し
ておいてもよい。
【0065】そして、コントローラ25によってモータ
21を駆動させて、図21に示すように、基板1とベア
チップ3との間隔がギャップGになるようにコレット8
の高さを調整し、その状態を維持しながら加熱を行う、
なお、モータ21を駆動させている間もカメラ22の画
像を基に、認識装置23が各パラメータの認識を行っ
て、G´≦hの関係が保つようにコントローラ25によ
ってコレット8の高さを制御させる。
【0066】このように構成したことにより、ギャップ
Gが保たれるようにコレット8の高さが制御されるため
に、ベアチップ3を基板1側に必要以上に移動させるこ
とが防止され、その結果、ギャップGが維持されるとと
もに、ベアチップ3に過剰な荷重がかかることを防止で
きる。
【0067】なお、前述した実施形態においてはカメラ
22を使用したが、カメラ22の代わりに赤外線センサ
を用いても構わない。
【0068】
【発明の効果】以上、説明したように構成された本発明
によれば、ベアチップを基板に実装する際に、ベアチッ
プを基板側に必要以上に移動させることが防止され、そ
の結果、ベアチップと基板とのギャップが維持されると
ともに、ベアチップに過剰な荷重がかかることを防止で
きる。その結果、ベアチップと基板との間に確実に封止
樹脂を注入することができるようになり、内部にボイド
が発生することを防止でき、適正な接合強度を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のベアチップ実装基板の第1実施形態の
要部構造を示す断面図
【図2】図1のベアチップ実装基板を製造するベアチッ
プ実装装置の要部、および製造工程の一部を示す説明図
【図3】本発明のベアチップ実装基板の第2実施形態に
おけるベアチップの実装前および実装後の構造を示す断
面図
【図4】本発明のベアチップ実装基板の第2実施形態に
おけるベアチップの実装前および実装後の構造を示す断
面図
【図5】本発明のベアチップ実装基板の第2実施形態の
他の形態におけるベアチップのスタッドバンプ付近の構
造を示す説明図
【図6】本発明のベアチップ実装基板の第2実施形態の
他の形態におけるベアチップのボールバンプ付近の構造
を示す説明図
【図7】本発明のベアチップ実装基板の第2実施形態の
他の形態の構造を示す説明図
【図8】本発明のベアチップ実装基板の第2実施形態の
他の形態の構造を示す説明図
【図9】本発明のベアチップ実装基板の第2実施形態の
他の形態における基板のスタッドバンプ付近の構造を示
す説明図
【図10】本発明のベアチップ実装基板の第2実施形態
の他の形態における基板のボールバンプ付近の構造を示
す説明図
【図11】本発明のベアチップ実装基板の第3実施形態
の要部構造を示す平面図
【図12】図11のAA線断面図
【図13】ベアチップを基板に搭載する前の、樹脂レジ
スト層とはんだバンプの高さを示す断面図
【図14】本発明のベアチップ実装基板の第4実施形態
にかかる基板の構成を示す説明図
【図15】図14の品を搭載した構成を示す説明図
【図16】基板にチップ部品とベアチップとをはんだ接
合させる工程の説明図
【図17】ベアチップ実装基板の検査工程の説明図
【図18】本発明のベアチップ実装装置の第1実施形態
における要部構成を示す説明図
【図19】ベアチップと基板とのはんだ接合前とはんだ
接合後のはんだの形状を示す説明図
【図20】本発明のベアチップ実装装置の第2実施形態
における要部構成を示す説明図
【図21】図20の装置によるはんだ接合時のベアチッ
プと基板とのギャップを示す説明図
【図22】従来のはんだ接合方法の一例を示す説明図
【図23】従来のはんだ接合方法の他例を示す説明図
【図24】ギャップが狭い場合におけるボイドの発生状
態を示す説明図
【符号の説明】
1 基板 2,4 電極 3 ベアチップ 5 はんだ 5a はんだバンプ 6 スペーサ 7 封止樹脂 8 コレット 9 加熱テーブル 10 スタッドバンプ 11 ボールバンプ 12 樹脂レジスト層 13 封止樹脂注入部 14 ランド 15 実装ランド 16 アースランド 17 ワイヤ 18 チップ部品 19 プローブ 20 ストッパ 21 モータ 22 カメラ 23 認識装置 24 演算装置 25 コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鳥羽 広門 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目3番1 号 松下通信工業株式会社内 (72)発明者 根岸 英彦 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目3番1 号 松下通信工業株式会社内 (72)発明者 東郷 仁麿 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目3番1 号 松下通信工業株式会社内 Fターム(参考) 4M109 AA01 BA03 CA04 5F044 LL01 LL04 LL17 QQ03 RR19 5F061 AA01 BA03 CA04

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベアチップと、このベアチップを搭載す
    る基板とからなり、前記ベアチップの電極と前記基板の
    電極とをはんだ接合して前記ベアチップと前記基板との
    間に封止樹脂を注入してなるベアチップ実装基板におい
    て、 前記ベアチップと前記基板との間でかつ前記ベアチップ
    における電極の形成領域以外の領域に、前記ベアチップ
    と前記基板との間隔を前記封止樹脂が注入可能な幅に規
    制する耐熱性の硬質部材を配置したことを特徴とするベ
    アチップ実装基板。
  2. 【請求項2】 前記硬質部材を、金属ワイヤ,樹脂ボー
    ル,ガラスビーズまたは金属ボールで形成したことを特
    徴とする請求項1記載のベアチップ実装基板。
  3. 【請求項3】 ベアチップと、このベアチップを搭載す
    る基板とからなり、前記ベアチップの電極と前記基板の
    電極とをはんだ接合して前記ベアチップと前記基板との
    間に封止樹脂を注入してなるベアチップ実装基板におい
    て、 前記ベアチップと前記基板との間でかつ前記ベアチップ
    における電極の形成領域以外の領域に、前記ベアチップ
    の一部に当接しかつ前記ベアチップと前記基板との間隔
    を前記封止樹脂が注入可能な幅に規制する樹脂層を設け
    たことを特徴とするベアチップ実装基板。
  4. 【請求項4】 前記樹脂層の一部に、前記封止樹脂を注
    入するための注入部を形成したことを特徴とする請求項
    3記載のベアチップ実装基板。
  5. 【請求項5】 ベアチップと、このベアチップを搭載す
    る基板とからなり、前記ベアチップの電極と前記基板の
    電極とをはんだ接合して前記ベアチップと前記基板との
    間に封止樹脂を注入してなるベアチップ実装基板を製造
    するためのベアチップ実装方法において、 前記ベアチップの電極と前記基板の電極とをはんだ接合
    する前に、前記基板における電極の形成領域以外の領域
    または前記ベアチップにおける電極の形成領域以外の領
    域に、前記ベアチップと前記基板との間隔を前記封止樹
    脂が注入可能な幅に規制する耐熱性の硬質部材を配置す
    ることを特徴とするベアチップ実装方法。
  6. 【請求項6】 前記硬質部材を配置する部位に前記封止
    樹脂と同一の樹脂を塗布して、前記硬質部材を仮固定す
    ることを特徴とする請求項5記載のベアチップ実装方
    法。
  7. 【請求項7】 ベアチップと、このベアチップを搭載す
    る基板とからなり、前記ベアチップの電極と前記基板の
    電極とをはんだ接合して前記ベアチップと前記基板との
    間に封止樹脂を注入してなるベアチップ実装基板を製造
    するためのベアチップ実装方法において、 前記基板の電極上に、前記ベアチップと前記基板との間
    隔を前記封止樹脂が注入可能な幅に規制する導電性かつ
    耐熱性の硬質部材を配置して、これら硬質部材と前記ベ
    アチップの電極とをはんだ接合することを特徴とするベ
    アチップ実装方法。
  8. 【請求項8】 ベアチップと、このベアチップを搭載す
    る基板とからなり、前記ベアチップの電極と前記基板の
    電極とをはんだ接合して前記ベアチップと前記基板との
    間に封止樹脂を注入してなるベアチップ実装基板を製造
    するためのベアチップ実装方法において、 前記ベアチップの電極上に、前記ベアチップと前記基板
    との間隔を前記封止樹脂が注入可能な幅に規制する導電
    性かつ耐熱性の硬質部材を配置して、これら硬質部材と
    前記基板の電極とをはんだ接合することを特徴とするベ
    アチップ実装方法。
  9. 【請求項9】 前記硬質部材にはんだを溶着させて、は
    んだバンプを形成したことを特徴とする請求項7または
    8記載のベアチップ実装方法。
  10. 【請求項10】 前記硬質部材にはんだメッキを施し
    て、はんだバンプを形成したことを特徴とする請求項7
    または8記載のベアチップ実装方法。
  11. 【請求項11】 前記ベアチップを前記基板上に実装す
    る前に、ベアチップ実装基板の端子となるランド間を導
    電線で接続し、前記ベアチップを前記基板上に実装した
    後に、前記導電線を除去することを特徴とする請求項
    5,7または8記載のベアチップ実装方法。
  12. 【請求項12】 前記基板に設けられたチップ部品の実
    装ランドに、チップ部品をはんだによって仮接合し、前
    記ベアチップまたは前記基板に形成されたはんだバンプ
    を前記基板または前記ベアチップの電極に当接させた状
    態で前記基板を加熱して、前記基板にチップ部品および
    ベアチップを同時にはんだ接合することを特徴とする請
    求項5,7または8記載のベアチップ実装方法。
  13. 【請求項13】 ベアチップを保持するベアチップ保持
    部と、基板を保持する基板保持部と、前記ベアチップ保
    持部を前記基板側に移動させて、前記ベアチップ保持部
    が保持するベアチップを基板上に実装させる駆動部とを
    有するベアチップ実装装置において、 前記ベアチップ保持部と前記基板との間に介在して、前
    記ベアチップと前記基板との間隔を規制するストッパを
    備えたことを特徴とするベアチップ実装装置。
  14. 【請求項14】 ベアチップを保持するベアチップ保持
    部と、基板を保持する基板保持部と、前記ベアチップ保
    持部を前記基板側に移動させて、前記ベアチップ保持部
    が保持するベアチップを基板上に実装させる駆動部とを
    有するベアチップ実装装置において、 前記ベアチップまたは前記基板上に形成されたはんだバ
    ンプの高さを測定する高さ測定手段と、この高さ測定手
    段の測定結果に基いて前記ベアチップと前記基板との適
    正間隔を算出する演算手段と、この演算手段の算出結果
    に基いて前記駆動部を制御して、前記ベアチップ保持部
    の高さを調整させる制御手段とを備えたことを特徴とす
    るベアチップ実装装置。
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