JP2001044606A - 半導体パッケージの実装構造体およびその実装方法並びにそのリワーク方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エリアバンプを持つＢＧＡパッケージやＣＳＰ
等の多ピンエリアバンプ型パッケージを、複数の端子電
極を有する配線基板に高い接続信頼性でもって低温接続
実装を可能にしてリワーク（パッケージ交換）を容易に
した半導体パッケージの実装構造体およびその実装方法
並びにそのリワーク方法を提供することにある。 【解決手段】本発明は、複数の金属パッド３に接合され
たはんだバンプ４からなるエリアバンプを持つ多ピンエ
リアバンプ型パッケージ１０を、複数の端子電極５を有
する配線基板２に実装して構成される半導体パッケージ
の実装構造体であって、前記複数のはんだバンプ４の頂
上部について高さを揃えて平坦化して形成したはんだバ
ンプ平坦面４ａの各々と前記複数の端子電極５の各々と
の間を各ハンダバンプの側面を覆うように接着剤基材に
導電粉を含有させた導電性接着剤層部分６で固めて電気
的および機械的に接続実装して構成することを特徴とす
る半導体パッケージの実装構造体である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エリアバンプを持
つＢＧＡ（Ball Grid Array）パッケージやＣＳＰ（Chi
p Size Package）等の多ピンエリアバンプ型パッケージ
を、複数の端子電極を有する配線基板に実装した半導体
パッケージの実装構造体およびその実装方法並びにその
リワーク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】現在、パーソナルコン
ピュータ（ＰＣ：Personal Computer）等の実装基板上
には、入出力ピン数が４００〜６００ピンクラスのマイ
クロプロセサや３００〜４００ピンクラスのチップセッ
トやグラフィックコントローラと呼ばれる各種コントロ
ーラ用のＡＳＩＣ（Application Specified Integrated
Circuit）が占める割合が大きくなってきており、ＰＣ
本体の入出力性能の高速化等の要求から年々それらのピ
ン数は増加傾向にある。従来、それらの入出力ピン数増
加の要求に応えるため、リードフレームを用いたＱＦＰ
（Quad Flat Package）、ＳＯＰ（Single Outline Pack
age）等の周辺ピン配置のパッケージのピン間ピッチの
狭小化が進められてきた。しかし、はんだ付け等の実装
上や、信頼性の問題から実用上０．５ｍｍピッチ程度で
挟ピッチ化が限界となってきたことや、上記の高速化・
小型化の要求から、入出力ピンであるはんだバンプを半
導体パッケージ下面にエリア配置する、ＢＧＡ（Ball G
rid Array）パッケージが採用される割合が増加してい
る。また、ＢＧＡパッケージは、周辺ピン配置のパッケ
ージに比べて比較的粗いピッチでも小型化・多ピン化が
可能なため、更に多ピンかつ高速の半導体パッケージに
採用され普及してきている。しかしながら、ＢＧＡの実
装構造ではリワーク、すなわちパッケージ交換が困難で
あるという課題がある。ＢＧＡパッケージはんだ付け後
の基板実装後のリワーク方法は、例えばエレクトロニク
ス実装技術；ｖｏｌ．１２ Ｎｏ．１， ｐｐ４８〜５
２，１９９６．１に記載のような熱風ノズル方法が知ら
れている。

【０００３】ＢＧＡの場合、はんだ接続部はパッケージ
と実装基板との間にあり、パッケージ下部に隠れた構造
となっているため、主にパッケージ本体からの熱伝導に
よりはんだを溶融させることになる。そのため熱供給量
が増大し、実際の実装基板の表面温度は、融点１８３℃
のＰｂ−Ｓｎ系共晶はんだにおいても２１０から２４０
℃までとなっている。このように、ＢＧＡパッケージの
接続およびリワークにおいて実装基板の表面温度が高温
なため、以下の課題を有していた。 （１）リワークパッケージの周辺部品も交換しなければ
ならない。 （２）現在採用されているガラスエポキシ基板のガラス
転移点（Ｔｇ）が約１３０℃である為、基板の反り変形
が大きく、その矯正の為の基板支持方法等のリワークプ
ロセス条件の設定に多大な時間を要する。 （３）リワーク時の局所加熱やはんだレベリング作業に
より、実装基板上のパッドが劣化、剥離する為、リワー
ク回数が制限される。

【０００４】一方、Ｐｂフリーはんだ化の要求から、現
在Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだバンプやはんだペースト
の採用が進むことにより、プロセス温度自体が更に上記
のＰｂ−Ｓｎ系はんだの場合に比べ２０から３０℃程度
上昇する傾向にあり、また、はんだボールのピッチやボ
ール径が小さくなる事によりパッケージ下面への熱対流
も困難となるため、はんだ接続およびリワークプロセス
が更に困難になる。

【０００５】また、ＬＳＩチップを導電性接着剤を用い
て低温接続する方法としては、特許第２５７４３６９号
公報記載のＳＢＢ法のように、ＬＳＩ電極上にＡｕバン
プを形成し、その頂点を平坦化した後、Ａｇフレークを
分散させた導電性ペーストにＡｕバンプをスタンピング
することにより導電性接着剤層を形成し、電気的な仮接
続終了後、熱硬化性絶縁性接着剤をＬＳＩと基板の間隙
に充填して最終接続を行っている例や、フィルム状また
はゲル状の接着剤層中に金属ボールなどを充填した異方
性導電性接着剤を基板の電極上に供給して後、熱圧着に
より同時に電気的接続およびＬＳＩ／基板間の熱硬化性
絶縁性接着剤による充填を行う例がある。

【０００６】しかし、これら従来の手法においては、最
大１２ｍｍ角程度の大きさのＬＳＩチップを対象とする
ものであるために、大型パッケージの接続に対して必要
な反り変形を吸収するための接着力や接続高さの確保に
ついて考慮されていなかった。

【０００７】また、上記従来の手法は、あくまでも導電
性接着剤については、ＬＳＩチップの接続に電気的な仮
接続を行うためのものであり、最終的な機械的信頼性確
保については、熱硬化性の絶縁性接着剤を接続部に充填
するかまたは異方性導電接着剤の基材の硬化収縮力によ
りＬＳＩチップと基板の電極間での密着性を増し、電気
的な接続性を向上させることで達成されるものである。
そのため、上記従来の手法では、最終接続後のリワーク
が困難であるという課題を有していた。

【０００８】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
エリアバンプを持つＢＧＡ（Ball Grid Array）パッケ
ージやＣＳＰ（Chip Size Package）等の多ピンエリア
バンプ型パッケージを、複数の端子電極を有する配線基
板に高い接続信頼性でもって低温接続実装を可能にして
リワーク（パッケージ交換）を容易にした半導体パッケ
ージの実装構造体およびその実装方法並びにそのリワー
ク方法を提供することにある。また、本発明の他の目的
は、エリアバンプを持つＢＧＡパッケージやＣＳＰ等の
多ピンエリアバンプ型パッケージを、複数の端子電極を
有する配線基板に高い接続信頼性でもって接続実装を可
能にした半導体パッケージの実装構造体およびその実装
方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、複数の金属パッドに接合されたはんだバ
ンプからなるエリアバンプを持つ多ピンエリアバンプ型
パッケージを、複数の端子電極を有する配線基板に実装
して構成される半導体パッケージの実装構造体であっ
て、前記複数のはんだバンプの頂上部について高さを揃
えて平坦化して形成したはんだバンプ平坦面の各々と前
記複数の端子電極の各々との間を各ハンダバンプの側面
を覆うように接着剤基材に導電粉を含有させた導電性接
着剤層部分で固めて電気的および機械的に接続実装して
構成することを特徴とする半導体パッケージの実装構造
体である。また、本発明は、前記半導体パッケージの実
装構造体において、はんだバンプを鉛フリーで構成した
ことを特徴とする。また、本発明は、前記半導体パッケ
ージの実装構造体において、導電性接着剤層部分を複数
層で構成したことを特徴とする。

【００１０】また、本発明は、複数の金属パッドに接合
された金属ボールからなるエリアバンプを持つ多ピンエ
リアバンプ型パッケージを、複数の端子電極を有する配
線基板に実装して構成される半導体パッケージの実装構
造体であって、前記複数の金属ボールの各々と前記複数
の端子電極の各々との間を各金属ボールの側面を覆うよ
うに接着剤基材に導電粉を含有させた導電性接着剤層部
分で固めて電気的および機械的に接続実装して構成する
ことを特徴とする半導体パッケージの実装構造体であ
る。また、本発明は、前記半導体パッケージの実装構造
体において、導電粉としてフレーク状のＡｇもしくはＡ
ｇ−Ｐｄを主成分とすることを特徴とする。また、本発
明は、前記半導体パッケージの実装構造体において、接
着剤基材として熱可塑性樹脂であることを特徴とする。
このように、接着剤基材が熱可塑性樹脂である場合、リ
ワークに関して容易に行うことができる。また、本発明
は、前記半導体パッケージの実装構造体において、接着
剤基材として熱硬化性樹脂であることを特徴とする。

【００１１】また、本発明は、複数の金属パッドからな
るエリアバンプを持つ多ピンエリアバンプ型パッケージ
を、複数の端子電極を有する配線基板に実装して構成さ
れる半導体パッケージの実装構造体であって、前記複数
の金属パッドの各々と前記複数の端子電極の各々との間
を所望の高さで各エリアバンプの側面を覆うように接着
剤基材に導電粉を含有させた導電性接着剤層部分で固め
て電気的および機械的に接続実装して構成することを特
徴とする半導体パッケージの実装構造体である。

【００１２】また、本発明は、前記半導体パッケージの
実装構造体において、導電性接着剤層部分を複数層で構
成したことを特徴とする。また、本発明は、前記半導体
パッケージの実装構造体において、リワーク（パッケー
ジ交換）可能に構成したことを特徴とする。また、本発
明は、複数の金属パッドに接合されたはんだバンプから
なるエリアバンプを持つ多ピンエリアバンプ型パッケー
ジを、複数の端子電極を有する配線基板に実装する半導
体パッケージの実装方法であって、前記多ピンエリアバ
ンプ型パッケージの複数のはんだバンプの頂上部を一括
して平坦化する平坦化工程と、該平坦化工程で平坦化し
た各はんだバンプ平坦面と前記各端子電極との間に各は
んだバンプに対応させて接着剤基材に導電粉を含有させ
た導電性接着剤層部分を形成する形成工程と、該形成工
程で形成された各導電性接着剤層部分を前記はんだバン
プの融点以下の温度で加熱することにより各はんだバン
プと各端子電極とを各はんだバンプの側面を覆うように
各導電性接着剤層部分で固めて電気的および機械的に接
続して実装する接続実装工程とを有することを特徴とす
る半導体パッケージの実装方法である。

【００１３】また、本発明は、複数の金属パッドに接合
されたはんだバンプからなるエリアバンプを持つ多ピン
エリアバンプ型パッケージを、複数の端子電極を有する
配線基板に実装する半導体パッケージの実装方法であっ
て、前記多ピンエリアバンプ型パッケージの複数のはん
だバンプの頂上部を一括して平坦化する平坦化工程と、
該平坦化工程で平坦化した各はんだバンプ平坦面上に、
接着剤基材に導電粉を含有させた導電性接着剤層部分を
形成する形成工程と、該形成工程で形成された各導電性
接着剤層部分を前記はんだバンプの融点以下の温度で加
熱することにより各はんだバンプと各端子電極とを各は
んだバンプの側面を覆うように各導電性接着剤層部分で
固めて電気的および機械的に接続して実装する接続実装
工程とを有することを特徴とする半導体パッケージの実
装方法である。ところで、前記半導体パッケージの実装
方法において、熱可塑性の導電性接着剤を用いる場合に
は、形成工程で加熱により導電ペースト中の溶剤を揮発
・除去することにより固化し、接続実装工程で導電性接
着剤層部分を溶融状態にしてはんだバンプと端子電極と
接続することである。また、熱硬化性の導電性接着剤を
用いる場合には、形成工程で半硬化状態にし、接続実装
工程で導電性接着剤層部分を完全に硬化させてはんだバ
ンプと端子電極と接続することである。この時、パッケ
ージを介して導電性接着剤層部分を加圧することにより
更に安定した接続が得られる。

【００１４】また、本発明は、複数の金属パッドに接合
されたはんだバンプからなるエリアバンプを持つ多ピン
エリアバンプ型パッケージを、複数の端子電極を有する
配線基板に実装する半導体パッケージの実装方法であっ
て、前記多ピンエリアバンプ型パッケージの複数のはん
だバンプの頂上部を一括して平坦化する平坦化工程と、
該平坦化工程で平坦化した各はんだバンプ平坦面上に、
接着剤基材に導電粉を含有させた導電性接着剤層部分を
形成して加熱固化または半硬化させる形成工程と、該形
成工程で加熱固化または半硬化された各導電性接着剤層
部分を前記はんだバンプの融点以下の温度で加熱するこ
とにより各はんだバンプと各端子電極とを各はんだバン
プの側面を覆うように各導電性接着剤層部分で固めて電
気的および機械的に接続して実装する接続実装工程とを
有することを特徴とする半導体パッケージの実装方法で
ある。この方法によれば、導電性接着剤として熱可塑性
を用いて、形成工程で加熱固化された各導電性接着剤層
部分を有する半導体パッケージを室温で一時保存するこ
とが可能となる。また、本発明は、前記半導体パッケー
ジの実装方法における平坦化工程において、多ピンエリ
アバンプ型パッケージのバンプ側を平滑かつはんだに濡
れない材質の定板に搭載し、はんだバンプをはんだの融
点よりもわずか高い温度で加熱溶融することを特徴とす
る。また、本発明は、前記半導体パッケージの実装方法
における平坦化工程において、はんだバンプをはんだの
融点よりもわずか高い温度で加熱溶融する際、パッケー
ジの自重程度の荷重を負荷しながら６０秒程度以上加熱
溶融することを特徴とする。また、本発明は、前記半導
体パッケージの実装方法における形成工程において、導
電性接着剤のペーストを印刷法により部分化（局部化：
ほぼ円形もしくは正方形にパターン化）して塗布するこ
とを特徴とする。また、本発明は、前記半導体パッケー
ジの実装方法における接続実装工程において、はんだバ
ンプと接続端子とを位置合わせすることを特徴とする。

【００１５】また、本発明は、複数の金属パッドに接合
されたはんだバンプからなるエリアバンプを持つ多ピン
エリアバンプ型パッケージを、複数の端子電極を有する
配線基板に実装する半導体パッケージの実装方法であっ
て、前記多ピンエリアバンプ型パッケージの複数のはん
だバンプの頂上部を一括して平坦化する平坦化工程と、
該平坦化工程で平坦化した各はんだバンプ平坦面もしく
は前記各端子電極上に、接着剤基材に導電粉を含有させ
た第１層目の導電性接着剤層部分を形成して加熱固化ま
たは半硬化させる第１層目の形成工程と、該第１層目の
形成工程で加熱固化または半硬化された各第１層目の導
電性接着剤層部分と各端子電極もしくは各はんだバンプ
平坦面との間に、接着剤基材に導電粉を含有させた第２
層目の導電性接着剤層部分を形成する第２層目の形成工
程と、該第２層目の形成工程で形成された各第２層目の
導電性接着剤層部分を前記はんだバンプの融点以下の温
度で加熱することにより各はんだバンプと各端子電極と
を各はんだバンプの側面を覆うように各第１層目および
第２層目の導電性接着剤層部分で固めて電気的および機
械的に接続して実装する接続実装工程とを有することを
特徴とする半導体パッケージの実装方法である。また、
本発明は、複数の金属パッドに接合された金属ボールか
らなるエリアバンプを持つ多ピンエリアバンプ型パッケ
ージを、複数の端子電極を有する配線基板に実装する半
導体パッケージの実装方法であって、前記各金属ボール
と各端子電極との間に、接着剤基材に導電粉を含有させ
た導電性接着剤層部分を形成する形成工程と、該形成工
程で形成された各導電性接着剤層部分を加熱することに
より各金属ボールと各端子電極との間を各金属ボールの
側面を覆うように導電性接着剤層部分で固めて電気的お
よび機械的に接続して実装する接続実装工程とを有する
ことを特徴とする半導体パッケージの実装方法である。

【００１６】また、本発明は、複数の金属パッドからな
るエリアバンプを持つ多ピンエリアバンプ型パッケージ
を、複数の端子電極を有する配線基板に実装する半導体
パッケージの実装方法であって、前記各金属パッドもし
くは前記各端子電極上に、所望の高さで接着剤基材に導
電粉を含有させた第１層目の導電性接着剤層部分を形成
して加熱固化または半硬化させる第１層目の形成工程
と、該第１層目の形成工程で加熱固化または半硬化され
た各第１層目の導電性接着剤層部分と各端子電極もしく
は各金属パッドとの間に、接着剤基材に導電粉を含有さ
せた第２層目の導電性接着剤層部分を形成する第２層目
の形成工程と、該第２層目の形成工程で形成された各第
２層目の導電性接着剤層部分を加熱することにより各金
属パッドと各端子電極とを各第１層目および第２層目の
導電性接着剤層部分で固めて電気的および機械的に接続
して実装する接続実装工程とを有することを特徴とする
半導体パッケージの実装方法である。また、本発明は、
複数の金属パッドに接合されたはんだバンプからなるエ
リアバンプを持つ多ピンエリアバンプ型パッケージを、
複数の端子電極を有する配線基板に対して交換して実装
する半導体パッケージのリワーク方法であって、前記配
線基板に接続実装された多ピンエリアバンプ型パッケー
ジについて導電性接着剤層部分を加熱して接着力を弱め
て多ピンエリアバンプ型パッケージを剥がす工程と、新
たな多ピンエリアバンプ型パッケージの複数のはんだバ
ンプの頂上部を一括して平坦化する平坦化工程と該平坦
化工程で平坦化した各はんだバンプ平坦面と前記各端子
電極との間に各はんだバンプに対応させて接着剤基材に
導電粉を含有させた導電性接着剤層部分を形成する形成
工程と該形成工程で形成された各導電性接着剤層部分を
前記はんだバンプの融点以下の温度で加熱することによ
り各はんだバンプと各端子電極とを各はんだバンプの側
面を覆うように各導電性接着剤層部分で固めて電気的お
よび機械的に接続して実装する接続実装工程とを有して
新たな多ピンエリアバンプ型パッケージを前記配線基板
に接続実装する実装工程とを有することを特徴とする半
導体パッケージのリワーク方法である。

【００１７】以上説明したように、前記構成によれば、
半導体パッケージのはんだ融点よりも低温でのリワーク
が可能となる。即ち、加熱により、熱可塑性の場合、接
着剤基材が溶融することにより、熱硬化性の場合、接着
剤基材がガラス転移点を越えると接着力が著しく低下す
ることにより、はんだバンプと端子電極間の接続部の分
離を行うことができ、低温でのリワークが可能となる。
また、前記構成によれば、半導体パッケージのはんだバ
ンプの頂上部分を平坦化するようにしたので、導電性接
着剤層部分の形成を容易にすることができ、また、はん
だバンプの高さばらつきを小さくし、しかも導電性接着
剤による接続面積のばらつきを小さくすることができ、
はんだバンプと端子電極との間の接続部の信頼性を向上
させることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明に係る半導体パッケージの
実装構造体およびその実装方法の実施の形態について図
面を用いて説明する。図１は本発明に係る半導体パッケ
ージの実装構造体の第１および第２の実施の形態を示す
断面図である。まず、本発明に係る半導体パッケージの
実装構造体の第１の実施の形態を図１および図２を用い
て説明する。図２は第１の実施の形態における接続部付
近を拡大した断面図である。即ち、本発明に係る半導体
パッケージの実装構造体は、ＢＧＡ（Ball Grid Arra
y）パッケージもしくはＣＳＰ（Chip Size Package）等
の多ピンエリアバンプ型パッケージを搭載するための複
数の端子電極５を配列して形成したガラスエポキシ基板
等の配線基板２と、複数の金属パッド３が配列して設け
られた小さなセラミックやガラスエポキシや樹脂フィル
ム等の基板１ｂ上にＬＳＩチップを実装してパッケージ
化１ａされた多ピンエリアバンプ型パッケージ本体（Ｌ
ＧＡ（Land grid Array）パッケージ本体とも称する。)
１、および該多ピンエリアバンプ型パッケージ本体１の
金属パッド３上に接合され、バンプ接続部に高さを揃え
て平坦面を形成したＰｂ−Ｓｎ共晶はんだや鉛フリーは
んだ等からなるはんだバンプ４からなる多ピンエリアバ
ンプ型パッケージ１０と、該各はんだバンプ４の平坦面
４ａと各端子電極５との間を電気的導通をとって接着し
た固体状の熱硬化性もしくは熱可塑性の導電性接着剤層
部分（各はんだバンプに応じた導電性接着剤層のほぼ円
形もしくは正方形のパターン）６とで構成される。な
お、この導電性接着剤層部分６としては、図２に示す第
１の実施の形態では１層６ａから構成され、図６に示す
第２の実施の形態では２層６ａ、６ｂとから構成され
る。また、この導電性接着剤層部分６を構成するための
導電性接着剤としては、上記はんだバンプ４の融点より
も低温で接続可能な熱可塑性もしくは熱硬化性のもので
ある。

【００１９】多ピンエリアバンプ型パッケージ本体１の
基板１ｂには、主にＣｕからなる（例えばＣｕにＡｕ等
で被覆して形成される。）複数の金属パッド３が設けら
れ、これら金属パッド３上には、頂点上を高さを揃えて
平坦化したＰｂ−Ｓｎ共晶はんだや鉛フリーはんだ等か
らなるはんだバンプ４がはんだ付け（溶融接合）されて
固定されている。鉛フリーはんだとしては、例えばＳｎ
−Ａｇ−Ｃｕ等の合金はんだやＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ
等の合金はんだ等の融点が１９０℃〜２２０℃程度のも
のが考えられる。Ｐｂ−Ｓｎ共晶はんだの場合、融点が
１８０℃〜１９０℃程度と低くなる。

【００２０】特に、半導体パッケージ（多ピンエリアバ
ンプ型パッケージ）１０に形成された多数のはんだバン
プ４に亘ってそれらの頂点に対して高さを揃えて平坦化
して平坦面４ａを形成するのは、図４および図７に示す
ように、導電性接着剤層部分（導電性接着剤層パター
ン）１１ａをスクリーン印刷等によって形成するのを容
易にするためと、更に、はんだバンプの高さばらつきを
小さくすると共に導電性接着剤による接続面積のばらつ
きを小さくすることにより接続部の導電接続および接着
の信頼性を向上させるためである。そして、位置合わせ
されたこれら各はんだバンプ４の平坦面と各端子電極５
との間においてのみ、スクリーン印刷等により部分的に
形成された熱硬化性もしくは熱可塑性の導電性接着剤
を、はんだパンプの溶点以下の温度で加熱して硬化させ
ることによって導電性接着剤に含まれるフレーク状のＡ
ｇもしくはＡｇ−Ｐｄを主成分とする導電粉による電気
的な接続と導電性接着剤の接着剤基材による機械的な接
着接続とが行われることになる。この際、熱可塑性の導
電性接着剤を用いる場合、スクリーン印刷等により塗布
（印刷）された各導電性接着剤層部分（各導電ペースト
部分）に対して加熱により導電ペースト中の溶剤を揮発
・除去することにより固化し、その後接続実装工程にお
いてこの固化された各導電性接着剤層部分を溶融状態に
して固めることにより各はんだバンプ４と各端子電極５
とを接続することが望ましい。また、熱硬化性の導電性
接着剤を用いる場合、スクリーン印刷等により塗布（印
刷）された各導電性接着剤層部分（各導電ペースト部
分）に対して加熱することにより半硬化状態にし、その
後接続実装工程においてこの半硬化状態の各導電性接着
剤層部分を加熱して完全に硬化して各はんだバンプ４と
各端子電極５とを接続することが望ましい。

【００２１】ここで、熱硬化性の導電性接着剤として
は、主にエポキシ樹脂等から成る接着剤基材と、長さが
５μｍ〜２０μｍ程度で、直径が０．６μｍ〜２μｍ程
度のフレーク状のＡｇもしくはＡｇ−Ｐｄを主成分とす
る導電粉とを含有するものを用いる。熱可塑性の導電性
接着剤としては、主にウレタン樹脂等からなる成る接着
剤基材と、長さが５μｍ〜２０μｍ程度で、直径が０．
６μｍ〜２μｍ程度のフレーク状のＡｇもしくはＡｇ−
Ｐｄを主成分とする導電粉とを含有するものを用いる。

【００２２】以上説明したように、半導体パッケージ
（多ピンエリアバンプ型パッケージ）１０に形成された
多数のはんだバンプ４に亘ってそれらの頂点部に対して
高さを揃えて平坦化して平坦面４ａを形成しているの
で、各はんだバンプ４の平坦面４ａと各端子電極５との
間を上記多数のはんだバンプに亘って均一性が保たれ、
その結果対向する各はんだバンプ４の平坦面４ａと各端
子電極５との間においてのみ部分的に導電性接着剤層部
分６（６ａ／６ａおよび６ｂ）を形成するだけで、該多
数の導電性接着剤層部分６の群（集合）により半導体パ
ッケージ１０を配線基板２にアンダーフィルなしではん
だ接続並みの高い電気的および機械的な接続信頼性を確
保することができる。なお、はんだバンプ４および端子
電極５の各々毎の導電性接着剤層部分（導電性接着剤層
パターン）６ａは、図２に示すように、はんだバンプの
平坦面４ａの側面もわずか覆い、端子電極５についても
覆うものとする。即ち、本発明に係る半導体パッケージ
の実装構造体は、半導体パッケージ１０における高さを
揃えて平坦面４ａを有する多数のはんだバンプ４の各々
が、配線基板２における端子電極５の各々に、対応する
位置に局所的に設けられた導電性接着剤層６ａにより電
気的に接続され、且つ機械的に接着接続された実装構造
となっている。

【００２３】そのため、図４に示すような複数の半導体
パッケージ２１（１０）、２２（１０）、２３（１０）
が配線基板２に実装された半導体パッケージの実装構造
体２０から、所望の半導体パッケージ２１（１０）を交
換してリワークする際、導電性接着剤層６ａが熱可塑性
の場合には、接着剤の基材を溶融させるように加熱して
接着力を著しく低下させ、導電性接着剤層６ａが熱硬化
性の場合には、基材の温度がガラス転移点（約１３０
℃）を越えるように加熱して接着力を著しく低下させる
ことにより、容易に所望の半導体パッケージ２１（１
０）におけるはんだバンプ４と端子電極５間の接続部の
剥がし（分離）が可能となり、容易にリワーク（パッケ
ージ交換）を可能にすることができる。即ち、所望の半
導体パッケージ２１（１０）のはんだバンプの融点より
も低温でのリワークが可能となる。更に、上記説明した
本発明に係る半導体パッケージの実装構造体において
は、半導体パッケージ１０の各はんだバンプ４と配線基
板２の各端子電極５との間に設けた導電性接着剤層６ａ
が、半導体パッケージ本体１と配線基板２との間の熱膨
張係数の差により生じた応力を吸収するため、高い接続
信頼性を確保することができる。

【００２４】次に、本発明に係る半導体パッケージ（多
ピンエリアバンプ型パッケージ）の実装構造体の第１の
実施の形態を得るための実装方法の第１の実施例につい
て図４および図５を用いて説明する。図４および図５は
半導体パッケージの実装構造体の変化を示す断面図であ
る。まず、図４（ａ）から図４（ｂ）および図５（ａ）
から図５（ｂ）に示すように、はんだバンプ４を持つ半
導体パッケージ１０を例えば吸着ノズルで吸着して搬送
し、はんだバンプ４側を下にして平滑かつ高温でもほと
んど反り変形が無く、はんだに濡れない材質の定板７、
例えば、セラミックやガラス上に搭載した後、はんだバ
ンプ４を加熱溶融させ、フラックス無し、かつパッケー
ジの自重のみで頂点部を平坦化して接着面となる平坦面
４ａについて高さを揃えて形成する。ここで、はんだバ
ンプ４の平坦化温度としては、はんだの融点から２０℃
〜３０℃程度高い温度とし、６０秒程度以上リフローす
ることが望ましい。これらの工程を予め行って、はんだ
バンプ４の頂点部に直径の５０％程度以上の平坦面４ａ
を高さを揃えて形成しておくことにより、その後、各は
んだバンプの平坦面４ａへの導電性接着剤層（熱可塑性
もしくは熱硬化性の導電性接着剤）１１ａのペースト印
刷による形成を容易にすることが可能となる。

【００２５】即ち、はんだバンプ４の頂上部の平坦化を
半導体パッケージ１０のはんだバンプ側を平滑かつはん
だに濡れない材質、例えばガラス、セラミック等の定板
７に搭載した後に、加熱溶融させて行うことにより、は
んだバンプの平坦化プロセスを容易にし、はんだボール
直径の５０％程度以上の平坦面４ａを得ることができ、
更に接続信頼性に優れた半導体パッケージの実装体を得
ることができる。この加熱溶融の時に、半導体パッケー
ジを０．０２ｇｆ／バンプ程度以下で加圧することによ
り平坦化部の面積を制御することも可能である。なお、
エリアバンプパッケージ１０のはんだバンプ４の頂点側
を平滑かつはんだに濡れない材質の定板７に搭載し、そ
の後リフロー炉内に搬送して、はんだバンプ４を加熱溶
融させることにより、はんだバンプ４の溶融、平坦化、
冷却までのプロセスを一括して行うことも可能である。
また、この時、はんだバンプに関しては、パッケージ上
面から荷重を加えることにより、平坦化する面積やバン
プ高さを調節することもできる。上記実施例において
は、はんだバンプ４の平坦化を加熱溶融により行ってい
るが、上記はんだバンプ４を融点以下で加圧・加熱する
ことにより頂点側および高さを一様に平滑にする平坦化
を行うためにはパッケージ本体１に過大な荷重を加えな
ければ不可能である。そのため、特に多ピン化に対応す
るためバンプ数が増大、またパッケージが大型化し、ま
たはんだバンプが鉛フリーはんだ化して融点が高くなる
中で、はんだ融点以下の加圧加熱によるはんだバンプ平
坦化はますます困難となる。従って、パッケージに大き
な荷重を負荷しないではんだバンプを平坦化できるはん
だ融点以上での平坦化が有効となる。

【００２６】次に、図４（ｃ）に示すように半導体パッ
ケージ１０のはんだバンプ４の平坦面が上面になるよう
に反転して保持し、この反転されたはんだバンプ４の頂
上部にメタルマスク８の開口部を位置合わせ後、ペース
ト状の熱硬化性もしくは熱可塑性の導電性接着剤１１ａ
をスクリーン印刷法によってはんだバンプ４の頂上部に
のみ局所的に塗布する。この場合、図５（ｃ）に示すよ
うに配線基板２上の端子電極５にメタルマスク８の開口
部を位置合わせ後、ペースト状の熱硬化性もしくは熱可
塑性の導電性接着剤１１ａをスクリーン印刷法によって
端子電極５にのみ局所的に塗布する。このように塗布し
た際、熱可塑性の導電性接着剤の場合には、その後加熱
して溶剤揮発処理して仮固化しておいても良い。また、
熱硬化性の導電性接着剤の場合には、加熱することなく
放置しておくだけで、半硬化状態が得られることにな
る。なお、ペースト状の導電性接着剤１１ａを、配線基
板２の端子電極５側に局所的に（部分的に）スクリーン
印刷して形成してもよい。

【００２７】また、図４（ｃ）および図５（ｃ）のいず
れの場合でも、メタルマスク８の厚さは、半導体パッケ
ージ実装時の反り変形量（配線基板２や半導体パッケー
ジ１０の反り変形量。但し、半導体パッケージ１０の反
り変形量については、はんだパンプ４の平坦面４ａを形
成する際の温度と、導電性接着剤層部分を用いてはんだ
バンプと端子電極との間を接続実装する際の温度との間
に３０℃〜４０℃程度の差が生じるので、この温度差に
伴うものである。）および導電性接着剤の溶剤揮発によ
る体積減少分（導電性接着剤が熱可塑性の場合には、体
積比で５０％程度の溶剤が入れられてペースト状にして
あるので、溶剤揮発による体積減少分が大きくなる。）
を考慮して決定する。即ち、メタルマスク８の厚さは、
頂上部を平坦化したはんだバンプ４の高さばらつきおよ
び配線基板２や半導体パッケージ１０の反り変形を吸収
可能な導電性接着剤層部分の厚さ（８０μｍ〜１００μ
ｍ程度）が得られるようにすればよい。このようにスク
リーン印刷方法によって導電性接着剤層部分を塗布すれ
ば、よりはんだバンプ数の多い半導体パッケージ１０に
対しても容易に導電性接着剤層部分を形成することが可
能となる。また、スクリーン印刷をする際、メタルマス
ク８とはんだバンプ４の平坦面４ａまたは端子電極５と
の間隙を１００μｍ〜２００μｍ程度の適切な距離を保
つことにより、はんだバンプ４の頂上部に対しても導電
性ペーストのにじみの少ない均一な導電性接着剤層部分
が得られる。また、その他、はんだバンプ４の平坦面４
ａおよび配線基板２の金属電極５上にはんだよりも低温
で接続可能な局部的な導電接着剤層部分１１ａを形成す
るスクリーン印刷法以外の導電性接着剤層形成法として
は、導電ペーストを転写する方法やシート状の熱可塑性
の導電性接着材および未硬化の熱硬化性の導電接着剤を
熱圧着により転写する手法も考えられるが、導電ペース
ト転写量および導電接着剤シート転写量ばらつきがあ
り、局所的な導電性接着剤層１１ａの形状制御も困難で
あるため、ＢＧＡバンプの接続およびリワーク（パッケ
ージ交換）用途には、スクリーン等の印刷法が最適であ
る。

【００２８】その後、例えばリフロー炉内において、図
４（ｄ）に示すように部分的に導電性接着剤１１ａを形
成した半導体パッケージ１０のはんだバンプ４と、配線
基板２の端子電極５とを位置合わせして搭載し、はんだ
バンプ４の融点以下で加熱することにより、はんだバン
プ４および端子電極５を導電性接着剤層部分６ａを介し
て電気的な接続と機械的な接着接続が行われて図４
（ｅ）に示すような半導体パッケージの実装構造体を得
ることができる。なお、上記位置合わせは、例えばステ
ージ（図示せず）上に載置された配線基板２上の所望の
端子電極５または基準マーク（図示せず）を光学的に観
察して得られる画像と、例えば真空チャックに保持され
た半導体パッケージ１０のはんだバンプ４または平坦面
４ａに形成された導電性接着剤層部分１１ａを光学的に
観察して得られる画像とに基いて上記ステージと真空チ
ャックとの相対的位置を制御することによって実現する
ことができる。また、図５（ｄ）に示すように半導体パ
ッケージ１０のはんだバンプ４と、部分的に導電性接着
剤１１ａを形成した配線基板２の端子電極５とを位置合
わせして搭載し、はんだバンプ４の融点以下で加熱する
ことにより、はんだバンプ４および端子電極５を導電性
接着剤層部分６ａを介して電気的な接続と機械的な接着
接続が行われて図５（ｅ）に示すような半導体パッケー
ジの実装構造体を得ることができる。上記場合、熱可塑
性の導電接着剤では溶剤を揮発させ、接着剤成分が溶融
することにより、また熱硬化性の導電接着剤では熱硬化
反応により接続を行う。なお、この際、導電性接着剤の
中に含有されたフレーク状のＡｇもしくはＡｇ−Ｐｄを
主成分とする導電粉を密着させることによって、はんだ
バンプ４と端子電極５との間の電気的な導通をとって電
気的な接続を行うものであるため、配線基板２と半導体
パッケージ１０との間に圧力を加えることが望ましい。
しかし、この圧力は、熱可塑性の導電性接着剤の場合に
は弱くても、確実な電気的接続を行うことができる。

【００２９】ところで、リワークする半導体パッケージ
１０において、導電性接着剤１１ａとして熱可塑性のも
のを用いる場合には、リワークする半導体パッケージ１
０のはんだバンプ４側に導電性ペーストをスクリーン印
刷などで局所的に塗布後、約１５０℃で５ｍｉｎ程度の
時間保持し、溶剤を揮発除去して固体状にしておくこと
により、室温での一時保管が可能となる。そして、この
室温で一時保管された半導体パッケージ１０をリワーク
するために図４（ｄ）に示すように配線基板２上に搭載
して接続する場合には、溶剤の多くが揮発除去されて導
電性接着剤が固体状にされている関係で、加熱の他に加
圧が必要となる。この場合の加圧力は、０．８から１．
２７ｍｍ程度のピッチのＢＧＡパッケージにおいて４〜
４０ｇｆ／バンプ程度の範囲が望ましい。以上、図４
（ａ）から図４（ｄ）および図５（ａ）から図５（ｄ）
に示す工程により半導体パッケージ１０の導電性接着剤
層部分６ａによる接着接続が完了して図４（ｅ）および
図５（ｅ）に示すような半導体パッケージの実装構造体
を得ることができる。以上説明したように、はんだバン
プ４の融点よりも低温で接着接続が可能な導電性接着剤
層部分１１ａを、はんだバンプ４の平坦面４ａと端子電
極５との間にのみ局所的に形成させ、はんだバンプ４の
融点よりも低温で加熱してはんだバンプ４の平坦面４ａ
と端子電極５との間において上記局所的な接着剤層６ａ
を介して電気的な接続も含め接着接続を行うように構成
したので、半導体パッケージ１０の低温リワークを可能
にすることができる。

【００３０】また、印刷された熱硬化性もしくは溶剤揮
発前の熱可塑性の導電性ペースト１１ａの粘着力を利用
すれば、半導体パッケージ搭載−加熱接続工程中のパッ
ケージバンプ４の端子電極５からの位置ずれを防止する
ことが可能である。また、局所的な導電性接着剤１１ａ
をはんだバンプ４の融点以下で加熱すればよいので、リ
フロー炉等を用いてリワークも可能となる。また、半導
体パッケージ１０の接続時において、導電性ペースト１
１ａによって半導体パッケージ１０のはんだバンプ４の
高さばらつきの吸収も可能である。また、本方式によれ
ば、半導体パッケージのはんだバンプ高さばらつきを、
はんだバンプ４の頂上部に平坦面４ａを形成することに
よって揃えて吸収し、導電ペースト１１ａによって配線
基板２や半導体パッケージ１０の反りを吸収させるよう
に構成したので、半導体パッケージの加圧が伴う加熱に
よる接続が困難な半導体パッケージの接続およびリワー
クも可能となる。なお、熱硬化性の導電接着剤の硬化温
度又は熱可塑性の導電接着剤の接続温度は、実装基板
（配線基板）２のガラス転移点１３０℃を大きく越えな
い１３０から１６０℃程度の範囲であることが望まし
い。

【００３１】次に、本発明に係る半導体パッケージの実
装構造体の第２の実施の形態を図１および図６を用いて
説明する。図６は第２の実施の形態における接続部付近
を拡大した断面図である。第２の実施の形態において、
第１の実施の形態と相違する構成は、パッケージ１のは
んだバンプ４の平坦面および配線基板２の端子電極５の
間に形成する導電性接着剤層部分６を２層６ａ、６ｂか
ら構成することにある。この第２の実施の形態の場合、
２層目の導電性接着剤層部分６ａが、１層目の導電性接
着剤層部分６ｂと同等かそれ以下の低温で接着が可能な
構成であれば、２層目の導電性接着剤層部分６ａが熱硬
化性か熱可塑性であるか、またはペースト状であるか固
体状であるか、などの形態は問わない。また、接着温度
や熱膨張率等の性質の異なる２層構成の導電接着剤層部
分６ａ、６ｂを形成させることにより、半導体パッケー
ジ１０の低温リワークを更に容易にすることも可能であ
る。ここで、１層目の導電接着剤層部分６ｂは接続高さ
を保持する層であり、２層目の導電接着剤層部分６ａは
はんだバンプ４の高さばらつき（特に、はんだバンプ４
の頂上部に平坦面４ａを形成した際吸収しえなかった高
さばらつき）を吸収する層として働く。上記の構成にす
ることで、半導体パッケージ１の高さばらつきがあって
も最低限の導電性接着剤の高さを確保することが可能
で、より高い接続信頼性を得ることができる。

【００３２】本発明に係る半導体パッケージ（多ピンエ
リアバンプ型パッケージ）の実装構造体の第２の実施の
形態を得るための実装方法の第２の実施例について図７
および図８を用いて説明する。図７に示す場合には、図
７（ｃ）に示すように（１）ペースト状の導電性接着剤
１１ｂを上記はんだバンプ４の平坦面４ａにスクリーン
印刷法により塗布した後加熱して硬め、固体状の接着剤
層である第１層目部分１１ｂを形成した後、（２）更に
導電性接着剤ペースト１１ａを上記はんだバンプ上の導
電性硬化物１１ｂ上にスクリーン印刷法により塗布して
２層目の導電性接着剤層部分１１ａを形成させる。図８
に示す場合には、図８（ｃ）に示すように（１）ペース
ト状の導電性接着剤１１ｂを上記はんだバンプ４の平坦
面４ａにスクリーン印刷法により塗布した後加熱して硬
め、固体状の接着剤層である第１層目部分１１ｂを形成
した後、（２）更に導電性接着剤ペースト１１ａを配線
基板２上の端子電極５上にスクリーン印刷法により塗布
して２層目の導電性接着剤層部分１１ａを形成させる。
それ以外の実装方法は図４および図５と同様である。即
ち、実装方法の第２の実施例は、導電性接着剤のペース
ト１１ｂを平坦化済みのはんだバンプ４に塗布・加熱し
て固化して第１層目部分を形成し、更に第２層目の導電
性接着剤ペースト１１ａを前記導電性硬化物１１ｂまた
は配線基板２上の端子電極５上に塗布し、上記導電性硬
化物１１ｂと配線基板２上の端子電極５とを位置合わせ
して加熱接続を行うものである。この第２の実施例によ
れば、第１層目の固化した導電性接着剤層部分により最
低限の接続高さ（平坦化する前のはんだバンプの高さ）
を保障し、第２層目の導電性接着剤ペーストの粘着力に
より実装時の位置ずれを防止可能な上、半導体パッケー
ジ１０や配線基板２の反り変形を吸収可能な導電性接着
剤層部分の厚みまたは形状が容易に得ることができる。
また、接続時に加圧を伴う加熱が困難な実装体において
も信頼性の高い接続状態を得ることも可能となる。な
お、上記第２の実施例の説明では、第１層目の部分を平
坦化済みのはんだバンプ４に形成したが、配線基板２上
の端子電極５上に形成してもよい。

【００３３】次に、実装方法の第２の実施例について図
７を用いて具体的に説明する。

【００３４】ＢＧＡパッケージ１０としては、はんだバ
ンプ４のピッチが０．８０ｍｍ程度、７２９ボール程度
のものを用いた。また、導電性接着剤１１ａ、１１ｂと
しては接着剤の基材がポリウレタン系で、長さ１０μｍ
程度、直径１μｍ程度の大きさのフレーク状のＡｇ導電
フィラーを分散させた熱可塑性のものを用いた。また、
導電性ペースト印刷には、厚さ１５０μｍ程度、穴径４
５０μｍ程度のプラスチックマスク８を用いた。まず、
図７（ａ）（ｂ）に示すように、１ｍｍ厚のガラス板７
に、ＢＧＡパッケージ１０のはんだバンプ４の頂点側を
下側にして置いた後、フラックス無しでリフロー炉内に
搬送し、２１０℃程度で約６０秒の加熱条件でＰｂ−Ｓ
ｎ共晶はんだバンプ４の平坦化を行った。その後、図７
（ｃ）に示すように、上記プラスチックマスク８によ
り、はんだバンプ４上にペースト状のウレタン系熱可塑
性の導電接着剤をスクリーン印刷して１５０℃程度で約
５ｍｉｎ間加熱して有機溶剤を揮発させ、固化し、導電
性接着剤の第１層目部分１１ｂを形成した。次に、ペー
スト状のウレタン系熱可塑性の導電性接着剤を上記導電
性接着剤の第１層部分１１ｂ上に印刷・転写した。

【００３５】その後、図７（ｄ）に示すように、パッケ
ージ１のはんだバンプ４と配線基板２の端子電極５とを
位置あわせ搭載して１６０℃程度で約５ｍｉｎ加熱して
有機溶剤を揮発させ、固化して仮接続を行った後に、配
線基板２側を１６０℃程度で予熱し、パッケージ１０側
を１６０℃程度で、加圧力を８〜３２ｇｆ／バンプで加
圧しながら約７５秒間局所加熱することにより接着接続
を行った。これらの接続方法によりアンダーフィルなど
の接続部の樹脂補強を一切行わずにはんだ接続並の接続
抵抗および接続強度を得ることができる。その接続状態
の例を図９に示す。図９から明らかなように、熱可塑性
の導電性接着剤を用いた場合、実装時には第１層目の部
分と第２層目の部分が一体化してしまうことになる。こ
の状態のバンプ接続によれば、従来のはんだ接続並の
３．７ｍΩ／バンプ程度の初期接続抵抗とほぼ同程度の
４．９ｍΩ／バンプ程度の初期接続抵抗を得ることがで
きた。

【００３６】なお、以上の説明においては、半導体パッ
ケージ（多ピンエリアバンプ型パッケージ）として、電
極３上にはんだバンプ４を形成した場合について説明し
たが、ＣｕまたはＣｕ−Ｎｉ−Ａｕボールなどのはんだ
より融点の高い金属ボールからなるエリアバンプを持つ
ボールグリッドアレイ半導体パッケージにも適用するこ
とが可能となる。このように金属ボールの場合、高さば
らつきが殆どないので、頂上部を平坦にする必要はな
い。そこで、導電性接着剤１１ａを配線基板２の端子電
極５のみに例えばスクリーン等の印刷によって形成すれ
ばよい。

【００３７】次に、本発明に係る半導体パッケージ（多
ピンエリアバンプ型パッケージ）の実装構造体の第３お
よび第４の実施の形態について図１０および図１１を用
いて説明する。即ち、第３および第４の実施の形態は、
第１および第２の実施の形態における半導体パッケージ
１０のはんだバンプ４の代わりに、可撓性を有する熱硬
化性もしくは熱可塑性の導電接着剤で形成された導電性
接着剤バンプ９である。第３の実施の形態は、図１０に
示すように、未硬化の熱硬化性もしくは熱可塑性の導電
接着剤から成るバンプ９で構成し、第４の実施の形態
は、図１１に示すように、２層以上の性質の異なる導電
性接着剤層から成るバンプ９、６ｃを形成した構造にす
ることもできる。そのような形態の場合、上記半導体パ
ッケージ本体１において、パッケージ側のベース基板１
ｂの入出力パッドに十分な接続高さを確保できるバンプ
高さであること、例えば１．２７ｍｍボールピッチＢＧ
Ａの場合は６００から７００μｍ程度となることが望ま
しい。第３の実施の形態における導電性接着剤バンプ９
の形成法としては、複数の金属パッド３を有する半導体
パッケージ本体１において、パッケージの金属パッド３
上にのみスクリーン印刷法等により熱硬化性もしくは熱
可塑性の導電性接着剤による固体状のバンプ９を形成す
るものである。第４の実施の形態における導電性接着剤
バンプ９の形成法としては、複数の金属パッド３を有す
る半導体パッケージ本体１において、パッケージの金属
パッド３上にのみスクリーン印刷法等により熱硬化性も
しくは熱可塑性の導電性接着剤による固体状のバンプ９
を形成し、更にそのバンプ９上のみに導電性接着剤層６
ｃをスクリーン印刷法等により塗布・形成するものであ
る。以上説明したように、第３および第４の実施の形態
によれば、特にパッケージ加圧加熱による接続が困難な
パッケージのリワークも可能となる。

【００３８】また、以上説明したように、第１〜第４の
実施の形態によれば、ＢＧＡ等の多ピンエリアバンプ型
パッケージ１０のはんだバンプ４を平坦化し、はんだ平
坦面４ａ上または／および配線基板２の端子電極５上に
導電性接着剤層部分６を形成させ、上記半導体パッケー
ジのはんだバンプ４と配線基板の端子電極５とを位置合
わせして搭載後、加熱接続することにより、はんだの融
点以下でのパッケージ接続およびリワークが可能とな
り、しかも導電性接着剤層部分６の形状を、はんだバン
プの平坦面４ａおよび側面双方を覆う形状とすることに
より、アンダーフィルなどの接続部の樹脂補強を行わな
いで、はんだ接続並の接続強度や接続抵抗を得ることが
できる。なお、リワーク（パッケージ交換）するため
に、実装されている半導体パッケージ２１（１０）を取
外す際、導電性接着剤層部分６ａが熱可塑性の場合に
は、接着剤の基材を溶融させるように加熱して接着力を
著しく低下させ、導電性接着剤層部分６ａが熱硬化性の
場合には、基材の温度がガラス転移点（約１３０℃）を
越えるように加熱して接着力を著しく低下させることに
より、容易に所望の半導体パッケージ２１（１０）にお
けるはんだバンプ４と端子電極５間の接続部の剥がしが
可能となる。次に、新たな半導体パッケージを取り付け
る際、導電性接着剤層部分が熱可塑性の場合には、その
剥がしたままの状態で、導電性接着剤層部分６を形成し
た新たな半導体パッケージ１０の平坦化されたはんだバ
ンプ４と配線基板の端子電極５とを位置合わせして搭載
後、加熱接続することにより取り付けることが可能とな
る。また、新たな半導体パッケージを取り付ける際、導
電性接着剤層部分が熱硬化性の場合には、剥がした端子
電極の群の表面を熱硬化性接着剤が残らないように洗浄
する必要がある。

【００３９】以上説明した実施の形態によれば、はんだ
バンプ頂上部を平坦化する実装構造とすることにより、
ＢＧＡパッケージの接続時の高さばらつきを低減するこ
とができる。また、はんだバンプ平坦面を形成すること
によりはんだバンプ上への導電性接着剤層部分の形成を
容易にし、接着接続面積のばらつきを低減できる。その
結果、導電性接着剤による接続時に均一な接続状態を安
定して得ることが可能となる。また、はんだバンプと端
子電極との間に形成された導電性接着剤層部分は高い可
撓性を有するため、半導体パッケージを加熱および加圧
加熱接続する際に発生する発生する反りや歪みを吸収す
ることができ、熱応力を緩和させることが可能となり、
接続信頼性を向上させることができる。また、導電性接
着剤層部分がはんだバンプの平坦面のみでなく、はんだ
バンプの側面も覆う形状とすることにより、より接続抵
抗・耐温度サイクル性などの接続信頼性を向上させるこ
とが可能となる。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、エリアバンプを持つＢ
ＧＡパッケージやＣＳＰ等の多ピンエリアバンプ型パッ
ケージを、複数の端子電極を有する配線基板に高い接続
信頼性でもって低温接続実装を可能にしてリワーク（パ
ッケージ交換）を容易にした半導体パッケージの実装構
造体を実現することができる効果を奏する。また、本発
明によれば、エリアバンプを持つＢＧＡパッケージやＣ
ＳＰ等の多ピンエリアバンプ型パッケージを、複数の端
子電極を有する配線基板に高い接続信頼性でもって接続
実装を可能にした半導体パッケージの実装構造体を実現
することができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半導体パッケージの実装構造体の
第１の実施の形態を示す断面図である。

【図２】本発明に係る半導体パッケージの実装構造体の
第１の実施の形態における接続部付近を拡大して示した
断面図である。

【図３】本発明に係る半導体パッケージの実装構造体の
全体を示す斜視図である。

【図４】本発明に係る実装方法の第１の実施例を説明す
るための概略説明図である。

【図５】本発明に係る実装方法の第１の実施例を説明す
るための概略説明図である。

【図６】本発明に係る半導体パッケージの実装構造体の
第２の実施の形態を示す断面図である。

【図７】本発明に係る実装方法の第２の実施例を説明す
るための概略説明図である。

【図８】本発明に係る実装方法の第２の実施例を説明す
るための概略説明図である。

【図９】０．８ｍｍピッチ／７２９ボールのＢＧＡ接続
断面を示す図である。

【図１０】本発明に係る半導体パッケージの実装構造体
の第３の実施の形態を示す断面図である。

【図１１】本発明に係る半導体パッケージの実装構造体
の第４の実施の形態を示す断面図である。

【符号の説明】

１…多ピンエリアバンプ型パッケージ本体、２…配線基
板、３…金属パッド、４…はんだバンプ、５…端子電
極、６、６ａ、６ｂ、６ｃ…導電性接着剤層部分、７…
定板、８…メタルマスク（印刷用マスク）、９…導電性
接着剤バンプ（固体状のバンプ）、１０…多ピンエリア
バンプ型パッケージ（半導体パッケージ）、１１ａ…導
電性接着剤（接着剤ペースト）、１１ｂ…導電性接着剤
（接着剤ペースト）、２１、２２、２３…半導体パッケ
ージ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宝蔵寺 裕之 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 佐藤 正昭 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 坂上 雅一 神奈川県海老名市下今泉810番地 株式会 社日立製作所デジタルメディアシステム事 業部内 Ｆターム(参考） 5E319 AA03 AB05 BB04 BB11 CD04 5F044 LL07 QQ02 QQ03

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の金属パッドに接合されたはんだバン
   プからなるエリアバンプを持つ多ピンエリアバンプ型パ
   ッケージを、複数の端子電極を有する配線基板に実装し
   て構成される半導体パッケージの実装構造体であって、 前記複数のはんだバンプの頂上部について高さを揃えて
   平坦化して形成したはんだバンプ平坦面の各々と前記複
   数の端子電極の各々との間を各ハンダバンプの側面を覆
   うように接着剤基材に導電粉を含有させた導電性接着剤
   層部分で固めて電気的および機械的に接続実装して構成
   することを特徴とする半導体パッケージの実装構造体。
2. 【請求項２】前記はんだバンプを鉛フリーで構成したこ
   とを特徴とする請求項１記載の半導体パッケージの実装
   構造体。
3. 【請求項３】前記導電性接着剤層部分を複数層で構成し
   たことを特徴とする請求項１記載の半導体パッケージの
   実装構造体。
4. 【請求項４】複数の金属パッドに接合された金属ボール
   からなるエリアバンプを持つ多ピンエリアバンプ型パッ
   ケージを、複数の端子電極を有する配線基板に実装して
   構成される半導体パッケージの実装構造体であって、 前記複数の金属ボールの各々と前記複数の端子電極の各
   々との間を各金属ボールの側面を覆うように接着剤基材
   に導電粉を含有させた導電性接着剤層部分で固めて電気
   的および機械的に接続実装して構成することを特徴とす
   る半導体パッケージの実装構造体。
5. 【請求項５】前記導電粉としてフレーク状のＡｇもしく
   はＡｇ−Ｐｄを主成分とすることを特徴とする請求項１
   または４記載の半導体パッケージの実装構造体。
6. 【請求項６】前記接着剤基材として熱可塑性樹脂である
   ことを特徴とする請求項１または４記載の半導体パッケ
   ージの実装構造体。
7. 【請求項７】前記接着剤基材として熱硬化性樹脂である
   ことを特徴とする請求項１または４記載の半導体パッケ
   ージの実装構造体。
8. 【請求項８】複数の金属パッドからなるエリアバンプを
   持つ多ピンエリアバンプ型パッケージを、複数の端子電
   極を有する配線基板に実装して構成される半導体パッケ
   ージの実装構造体であって、 前記複数の金属パッドの各々と前記複数の端子電極の各
   々との間を所望の高さで各エリアバンプの側面を覆うよ
   うに接着剤基材に導電粉を含有させた導電性接着剤層部
   分で固めて電気的および機械的に接続実装して構成する
   ことを特徴とする半導体パッケージの実装構造体。
9. 【請求項９】前記導電性接着剤層部分を複数層で構成し
   たことを特徴とする請求項８記載の半導体パッケージの
   実装構造体。
10. 【請求項１０】複数の金属パッドに接合されたはんだバ
    ンプからなるエリアバンプを持つ多ピンエリアバンプ型
    パッケージを、複数の端子電極を有する配線基板に実装
    する半導体パッケージの実装方法であって、 前記多ピンエリアバンプ型パッケージの複数のはんだバ
    ンプの頂上部を一括して平坦化する平坦化工程と、 該平坦化工程で平坦化した各はんだバンプ平坦面と前記
    各端子電極との間に各はんだバンプに対応させて接着剤
    基材に導電粉を含有させた導電性接着剤層部分を形成す
    る形成工程と、 該形成工程で形成された各導電性接着剤層部分を前記は
    んだバンプの融点以下の温度で加熱することにより各は
    んだバンプと各端子電極とを各はんだバンプの側面を覆
    うように各導電性接着剤層部分で固めて電気的および機
    械的に接続して実装する接続実装工程とを有することを
    特徴とする半導体パッケージの実装方法。
11. 【請求項１１】複数の金属パッドに接合されたはんだバ
    ンプからなるエリアバンプを持つ多ピンエリアバンプ型
    パッケージを、複数の端子電極を有する配線基板に実装
    する半導体パッケージの実装方法であって、 前記多ピンエリアバンプ型パッケージの複数のはんだバ
    ンプの頂上部を一括して平坦化する平坦化工程と、 該平坦化工程で平坦化した各はんだバンプ平坦面上に、
    接着剤基材に導電粉を含有させた導電性接着剤層部分を
    形成する形成工程と、 該形成工程で形成された各導電性接着剤層部分を前記は
    んだバンプの融点以下の温度で加熱することにより各は
    んだバンプと各端子電極とを各はんだバンプの側面を覆
    うように各導電性接着剤層部分で固めて電気的および機
    械的に接続して実装する接続実装工程とを有することを
    特徴とする半導体パッケージの実装方法。
12. 【請求項１２】複数の金属パッドに接合されたはんだバ
    ンプからなるエリアバンプを持つ多ピンエリアバンプ型
    パッケージを、複数の端子電極を有する配線基板に実装
    する半導体パッケージの実装方法であって、 前記多ピンエリアバンプ型パッケージの複数のはんだバ
    ンプの頂上部を一括して平坦化する平坦化工程と、 該平坦化工程で平坦化した各はんだバンプ平坦面上に、
    接着剤基材に導電粉を含有させた導電性接着剤層部分を
    形成して加熱固化または半硬化させる形成工程と、 該形成工程で加熱固化または半硬化された各導電性接着
    剤層部分を前記はんだバンプの融点以下の温度で加熱す
    ることにより各はんだバンプと各端子電極とを各はんだ
    バンプの側面を覆うように各導電性接着剤層部分で固め
    て電気的および機械的に接続して実装する接続実装工程
    とを有することを特徴とする半導体パッケージの実装方
    法。
13. 【請求項１３】前記平坦化工程において、多ピンエリア
    バンプ型パッケージのバンプ側を平滑かつはんだに濡れ
    ない材質の定板に搭載し、はんだバンプをはんだの融点
    よりもわずか高い温度で加熱溶融することを特徴とする
    請求項１０または１１または１２記載の半導体パッケー
    ジの実装方法。
14. 【請求項１４】前記形成工程において、導電性接着剤の
    ペーストを印刷法により部分化して塗布することを特徴
    とする請求項１０または１１または１２記載の半導体パ
    ッケージの実装方法。
15. 【請求項１５】複数の金属パッドに接合されたはんだバ
    ンプからなるエリアバンプを持つ多ピンエリアバンプ型
    パッケージを、複数の端子電極を有する配線基板に実装
    する半導体パッケージの実装方法であって、 前記多ピンエリアバンプ型パッケージの複数のはんだバ
    ンプの頂上部を一括して平坦化する平坦化工程と、 該平坦化工程で平坦化した各はんだバンプ平坦面もしく
    は前記各端子電極上に、接着剤基材に導電粉を含有させ
    た第１層目の導電性接着剤層部分を形成して加熱固化ま
    たは半硬化させる第１層目の形成工程と、 該第１層目の形成工程で加熱固化または半硬化された各
    第１層目の導電性接着剤層部分と各端子電極もしくは各
    はんだバンプ平坦面との間に、接着剤基材に導電粉を含
    有させた第２層目の導電性接着剤層部分を形成する第２
    層目の形成工程と、 該第２層目の形成工程で形成された各第２層目の導電性
    接着剤層部分を前記はんだバンプの融点以下の温度で加
    熱することにより各はんだバンプと各端子電極とを各は
    んだバンプの側面を覆うように各第１層目および第２層
    目の導電性接着剤層部分で固めて電気的および機械的に
    接続して実装する接続実装工程とを有することを特徴と
    する半導体パッケージの実装方法。
16. 【請求項１６】複数の金属パッドに接合された金属ボー
    ルからなるエリアバンプを持つ多ピンエリアバンプ型パ
    ッケージを、複数の端子電極を有する配線基板に実装す
    る半導体パッケージの実装方法であって、 前記各金属ボールと各端子電極との間に、接着剤基材に
    導電粉を含有させた導電性接着剤層部分を形成する形成
    工程と、 該形成工程で形成された各導電性接着剤層部分を加熱す
    ることにより各金属ボールと各端子電極との間を各金属
    ボールの側面を覆うように導電性接着剤層部分で固めて
    電気的および機械的に接続して実装する接続実装工程と
    を有することを特徴とする半導体パッケージの実装方
    法。
17. 【請求項１７】複数の金属パッドからなるエリアバンプ
    を持つ多ピンエリアバンプ型パッケージを、複数の端子
    電極を有する配線基板に実装する半導体パッケージの実
    装方法であって、 前記各金属パッドもしくは前記各端子電極上に、所望の
    高さで接着剤基材に導電粉を含有させた第１層目の導電
    性接着剤層部分を形成して加熱固化または半硬化させる
    第１層目の形成工程と、 該第１層目の形成工程で加熱固化または半硬化された各
    第１層目の導電性接着剤層部分と各端子電極もしくは各
    金属パッドとの間に、接着剤基材に導電粉を含有させた
    第２層目の導電性接着剤層部分を形成する第２層目の形
    成工程と、 該第２層目の形成工程で形成された各第２層目の導電性
    接着剤層部分を加熱することにより各金属パッドと各端
    子電極とを各第１層目および第２層目の導電性接着剤層
    部分で固めて電気的および機械的に接続して実装する接
    続実装工程とを有することを特徴とする半導体パッケー
    ジの実装方法。
18. 【請求項１８】複数の金属パッドに接合されたはんだバ
    ンプからなるエリアバンプを持つ多ピンエリアバンプ型
    パッケージを、複数の端子電極を有する配線基板に対し
    て交換して実装する半導体パッケージのリワーク方法で
    あって、 前記配線基板に接続実装された多ピンエリアバンプ型パ
    ッケージについて導電性接着剤層部分を加熱して接着力
    を弱めて多ピンエリアバンプ型パッケージを剥がす工程
    と、 新たな多ピンエリアバンプ型パッケージの複数のはんだ
    バンプの頂上部を一括して平坦化する平坦化工程と該平
    坦化工程で平坦化した各はんだバンプ平坦面と前記各端
    子電極との間に各はんだバンプに対応させて接着剤基材
    に導電粉を含有させた導電性接着剤層部分を形成する形
    成工程と該形成工程で形成された各導電性接着剤層部分
    を前記はんだバンプの融点以下の温度で加熱することに
    より各はんだバンプと各端子電極とを各はんだバンプの
    側面を覆うように各導電性接着剤層部分で固めて電気的
    および機械的に接続して実装する接続実装工程とを有し
    て新たな多ピンエリアバンプ型パッケージを前記配線基
    板に接続実装する実装工程とを有することを特徴とする
    半導体パッケージのリワーク方法。