JP2001313462A - 電子部品の実装方法 - Google Patents
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- H01L2924/19105—Disposition of discrete passive components in a side-by-side arrangement on a common die mounting substrate
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、半導体集積回路チップを回路基板に
直接搭載するフリップチップ接続構造体の製造構造にお
いて、導電性接着剤を使用しないフリップチップ接続方
法を用いることで組立工程を簡素にでき組立コストを安
価にできる。更に歩留まりのよい接続信頼性を確保でき
る。 【解決手段】本発明は上記の目的を達成するために、半
導体集積回路チップの電極と回路基板の電極を当接し、
電極同士を固相拡散させて接続し、半導体集積回路チッ
プの電極と回路基板の電極の間に樹脂を用いるフリップ
チップ接続構造としたものである。
直接搭載するフリップチップ接続構造体の製造構造にお
いて、導電性接着剤を使用しないフリップチップ接続方
法を用いることで組立工程を簡素にでき組立コストを安
価にできる。更に歩留まりのよい接続信頼性を確保でき
る。 【解決手段】本発明は上記の目的を達成するために、半
導体集積回路チップの電極と回路基板の電極を当接し、
電極同士を固相拡散させて接続し、半導体集積回路チッ
プの電極と回路基板の電極の間に樹脂を用いるフリップ
チップ接続構造としたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を回路基
板に接続する電子部品の実装方法であって、特に半導体
チップ（CSPなどの半導体装置を含む）と他の部品とを
基板に実装する技術に関する。
板に接続する電子部品の実装方法であって、特に半導体
チップ（CSPなどの半導体装置を含む）と他の部品とを
基板に実装する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路チップを直接回路
基板に搭載する接続技術が開発されている。なかでも半
導体集積回路チップの能動チップ面を回路基板に対して
下向きに搭載するフリップチップ接続は、電気特性と実
装密度の向上を実現する手段として有力な工法である。
基板に搭載する接続技術が開発されている。なかでも半
導体集積回路チップの能動チップ面を回路基板に対して
下向きに搭載するフリップチップ接続は、電気特性と実
装密度の向上を実現する手段として有力な工法である。
【０００３】フリップチップ接続の方法として、例え
ば、半導体集積回路チップの端子に突起電極を形成し、
回路基板の電極にはんだを用い、はんだを溶融させて接
続する方法として、特開平８−１７２１１４号公報など
の技術がある。
ば、半導体集積回路チップの端子に突起電極を形成し、
回路基板の電極にはんだを用い、はんだを溶融させて接
続する方法として、特開平８−１７２１１４号公報など
の技術がある。
【０００４】これは、はんだの融点以下で接続すること
で半導体集積回路チップの突起電極と回路基板の電極上
のはんだとを固相拡散させて仮接続し、その後にはんだ
融点以上に加熱することではんだを溶融させて接続する
ものである。
で半導体集積回路チップの突起電極と回路基板の電極上
のはんだとを固相拡散させて仮接続し、その後にはんだ
融点以上に加熱することではんだを溶融させて接続する
ものである。
【０００５】しかしながら、これでは、最終的にははん
だを完全に溶融させるので、溶融したはんだは半導体集
積回路チップ面まで濡れ上がる可能性は残る。半導体集
積回路チップの能動チップ面の素子配線まではんだが濡
れ上がると、素子配線部に化合物が形成され、熱ひずみ
により素子配線が断線する問題などが生じる。
だを完全に溶融させるので、溶融したはんだは半導体集
積回路チップ面まで濡れ上がる可能性は残る。半導体集
積回路チップの能動チップ面の素子配線まではんだが濡
れ上がると、素子配線部に化合物が形成され、熱ひずみ
により素子配線が断線する問題などが生じる。
【０００６】一方、金属拡散のままで電極間を接続する
方法は、例えば、特開平１０−１８９６５７号公報に開
示されているが、半導体集積回路チップ以外の他の電子
部品をはんだ溶融接続させることまでは考えていない。
方法は、例えば、特開平１０−１８９６５７号公報に開
示されているが、半導体集積回路チップ以外の他の電子
部品をはんだ溶融接続させることまでは考えていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、２種
類の電子部品を実装する新たな技術を提供することにあ
る。
類の電子部品を実装する新たな技術を提供することにあ
る。
【０００８】すなわち、一方の電子部品を実装した後、
他方の電子部品をはんだ溶融接続により実装する場合の
高信頼な実装技術を提供するものである。
他方の電子部品をはんだ溶融接続により実装する場合の
高信頼な実装技術を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために特許請求の範囲に記載の通りに構成した。
成するために特許請求の範囲に記載の通りに構成した。
【００１０】この構成によれば、半導体集積回路チップ
と回路基板とは固相拡散により接続し、できる限りはん
だを溶融させないで、溶融したはんだが半導体集積回路
チップ面まで濡れ上がることを抑制することができる。
また、固相拡散により接続すると、その際の熱膨張によ
る基板の変形などが原因で、常温に戻る過程で金属拡散
した部分にクラックなどが生じる可能性があるが、予め
半導体集積回路チップと回路基板との間には樹脂が供給
されているので、発生する応力を緩和させることがで
き、結果として金属拡散した部分に発生するクラックな
どを抑制することが可能となる。
と回路基板とは固相拡散により接続し、できる限りはん
だを溶融させないで、溶融したはんだが半導体集積回路
チップ面まで濡れ上がることを抑制することができる。
また、固相拡散により接続すると、その際の熱膨張によ
る基板の変形などが原因で、常温に戻る過程で金属拡散
した部分にクラックなどが生じる可能性があるが、予め
半導体集積回路チップと回路基板との間には樹脂が供給
されているので、発生する応力を緩和させることがで
き、結果として金属拡散した部分に発生するクラックな
どを抑制することが可能となる。
【００１１】また、電極間をまず低温（融点未満の温
度、例えば１００〜１８０℃）で接続できるため、基板
へのダメージが少なく、接続信頼性を確保した実装構造
体を提供することができる。はんだを溶融させる温度
は、はんだの種類によるが一般的に240℃程度の温度で
あるため、有機回路基板を用いた場合、熱膨張による基
板の変形、回路基板の配線の断線など、基板へのダメー
ジは大きい。
度、例えば１００〜１８０℃）で接続できるため、基板
へのダメージが少なく、接続信頼性を確保した実装構造
体を提供することができる。はんだを溶融させる温度
は、はんだの種類によるが一般的に240℃程度の温度で
あるため、有機回路基板を用いた場合、熱膨張による基
板の変形、回路基板の配線の断線など、基板へのダメー
ジは大きい。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１に有機回路基板への搭載が完
了した本発明のフリップチップ接続構造体の断面図を、
図２にその平面図を示す。本実施例では、回路基板３に
半導体集積回路チップ１とはんだ付け電子部品６とを実
装する例について示している。
了した本発明のフリップチップ接続構造体の断面図を、
図２にその平面図を示す。本実施例では、回路基板３に
半導体集積回路チップ１とはんだ付け電子部品６とを実
装する例について示している。
【００１３】図３に半導体集積回路チップ１および電子
部品６を回路基板３に実装する方法を示す。
部品６を回路基板３に実装する方法を示す。
【００１４】初めに、はんだ7aを回路基板３の有する電
極4上に供給する（ステップＡ０）。
極4上に供給する（ステップＡ０）。
【００１５】次に、回路基板３上の半導体集積回路チッ
プ１を搭載する位置に、塗布機９を用いて樹脂５を塗布
する。回路基板３の温度は、樹脂５の粘土が一番低くな
る温度（約50℃〜90℃）ぐらいに加熱しておくのが好ま
しい（ステップＡ1）。
プ１を搭載する位置に、塗布機９を用いて樹脂５を塗布
する。回路基板３の温度は、樹脂５の粘土が一番低くな
る温度（約50℃〜90℃）ぐらいに加熱しておくのが好ま
しい（ステップＡ1）。
【００１６】次に、半導体集積回路チップ１をボンディ
ングツール８で吸着し、半導体集積回路チップ１の能動
チップ面を回路基板３に対して下向きにし、回路基板３
の電極４（はんだ7a付き）と半導体集積回路チップ１の
電極２が直接接続できるように位置決めした後、回路基
板３上に半導体集積回路チップ１を搭載する（ステップ
Ａ2）。
ングツール８で吸着し、半導体集積回路チップ１の能動
チップ面を回路基板３に対して下向きにし、回路基板３
の電極４（はんだ7a付き）と半導体集積回路チップ１の
電極２が直接接続できるように位置決めした後、回路基
板３上に半導体集積回路チップ１を搭載する（ステップ
Ａ2）。
【００１７】次に、半導体集積回路チップ１を吸着した
ボンディングツール８で半導体集積回路チップ１を加熱
する。場合によっては加圧もする。加熱温度は、半導体
集積回路チップ１と回路基板３の電極4材料と回路基板
の電極４に供給したはんだ7a材料が溶融しない温度、す
なわち融点未満の温度とし、これによって半導体集積回
路チップ１の電極２と回路基板３の電極４に供給したは
んだ7a材料とを固相拡散させて接続し、固相拡散層１５
を形成する。（ステップＡ3）。このとき、半導体集積
回路チップ１と回路基板３との間には樹脂５が充填され
ているので、加熱、冷却により回路基板３の変形などで
生ずる応力が固相拡散層１５に集中することを抑制する
ことができ、高信頼に接続することができる。固相拡散
により接続した後に樹脂５を供給することもできるが、
固相拡散は半田接続ほど強固ではないので、加熱、冷却
によって生じた回路基板３の変形などで生じる応力が集
中してクラックなどが生じる可能性がある。特に、半導
体集積回路チップ１を回路基板３上に搭載し、加熱した
後、局所冷却、または自然冷却した時に、加熱して熱膨
張していた回路基板３が熱収縮するので、固相拡散層１
５に応力集中が起こりクラックが生じる。また、固相拡
散により接続した後、半導体集積回路チップ１と回路基
板３の間に樹脂５を供給し、高温で加熱すると、短時間
で樹脂５は硬化できないために、回路基板３は熱膨張
し、固相拡散層１５に応力が発生し、クラックが生じ
る。
ボンディングツール８で半導体集積回路チップ１を加熱
する。場合によっては加圧もする。加熱温度は、半導体
集積回路チップ１と回路基板３の電極4材料と回路基板
の電極４に供給したはんだ7a材料が溶融しない温度、す
なわち融点未満の温度とし、これによって半導体集積回
路チップ１の電極２と回路基板３の電極４に供給したは
んだ7a材料とを固相拡散させて接続し、固相拡散層１５
を形成する。（ステップＡ3）。このとき、半導体集積
回路チップ１と回路基板３との間には樹脂５が充填され
ているので、加熱、冷却により回路基板３の変形などで
生ずる応力が固相拡散層１５に集中することを抑制する
ことができ、高信頼に接続することができる。固相拡散
により接続した後に樹脂５を供給することもできるが、
固相拡散は半田接続ほど強固ではないので、加熱、冷却
によって生じた回路基板３の変形などで生じる応力が集
中してクラックなどが生じる可能性がある。特に、半導
体集積回路チップ１を回路基板３上に搭載し、加熱した
後、局所冷却、または自然冷却した時に、加熱して熱膨
張していた回路基板３が熱収縮するので、固相拡散層１
５に応力集中が起こりクラックが生じる。また、固相拡
散により接続した後、半導体集積回路チップ１と回路基
板３の間に樹脂５を供給し、高温で加熱すると、短時間
で樹脂５は硬化できないために、回路基板３は熱膨張
し、固相拡散層１５に応力が発生し、クラックが生じ
る。
【００１８】従って、樹脂５を予め塗布した本方式であ
れば、前述の理由により高信頼な接続を得られるという
ことになる。
れば、前述の理由により高信頼な接続を得られるという
ことになる。
【００１９】次に、回路基板３上のはんだ付け電子部品
６を搭載する位置にはんだ７ｂを印刷で供給し、その後
に回路基板３上に電子部品６を搭載する（ステップＡ
４、Ａ５）。
６を搭載する位置にはんだ７ｂを印刷で供給し、その後
に回路基板３上に電子部品６を搭載する（ステップＡ
４、Ａ５）。
【００２０】次に、はんだ付け電子部品６を回路基板３
と接続するために、はんだ7bを溶融させなければないな
い。
と接続するために、はんだ7bを溶融させなければないな
い。
【００２１】しかし、はんだ付け電子部品６のはんだ７
bに、回路基板３の電極４上に供給したはんだ７aと同等
の融点のはんだ材料を用いた場合は、はんだ７bを溶融
させるための加熱を行うと、半導体集積回路チップ１の
電極２の能動面まではんだ7aが濡れ上がり、半導体集積
回路チップ１の能動面の素子配線とはんだ7aが拡散して
化合物が形成され、熱ひずみによって素子配線が断線す
る場合がある。また、回路基板３においては、はんだ7b
を溶融させる温度、例えば240℃ぐらいの高温の熱が加
わると、回路基板３は熱膨張し、回路基板３の変形や基
板配線の断線を引き起こす場合がある。
bに、回路基板３の電極４上に供給したはんだ７aと同等
の融点のはんだ材料を用いた場合は、はんだ７bを溶融
させるための加熱を行うと、半導体集積回路チップ１の
電極２の能動面まではんだ7aが濡れ上がり、半導体集積
回路チップ１の能動面の素子配線とはんだ7aが拡散して
化合物が形成され、熱ひずみによって素子配線が断線す
る場合がある。また、回路基板３においては、はんだ7b
を溶融させる温度、例えば240℃ぐらいの高温の熱が加
わると、回路基板３は熱膨張し、回路基板３の変形や基
板配線の断線を引き起こす場合がある。
【００２２】従って、回路基板３上への半導体集積回路
チップ１の実装終了後であって他の電子部品６を実装す
る際に、半導体集積回路チップ１を高温で加熱するこ
と、特に半導体集積回路チップ１の電極２とはんだ7a材
料とを固相拡散させた部分を溶融させる温度で加熱する
ことはできるだけ避けたい。
チップ１の実装終了後であって他の電子部品６を実装す
る際に、半導体集積回路チップ１を高温で加熱するこ
と、特に半導体集積回路チップ１の電極２とはんだ7a材
料とを固相拡散させた部分を溶融させる温度で加熱する
ことはできるだけ避けたい。
【００２３】そこで、リフロ装置内へ回路基板３を通し
ても、半導体集積回路チップ１を実装した回路基板３の
電極４の温度を上げないように、リフロ装置として赤外
線リフロ装置を使用した。また、半導体集積回路チップ
１上にキャップ１０を搭載した（ステップＡ5）。この
キャップ１０は、赤外線を８０〜１００％以上反射でき
る材質が好ましい。また、透過しにくく、吸収しやすい
有機材料でもよい。キャップ１０は、半導体集積回路チ
ップ１上を覆うように被せる。また、半導体集積回路チ
ップ１とキャップ１０の間に熱伝導性接着剤や熱伝導性
テープで接着してもよい。また、キャップ１０を取り付
けなくとも半導体集積回路チップ１の裏面に反射できる
材質が形成されたものを用いてもよい。予め半導体集積
回路チップ１の裏面に蒸着法で形成されているのであれ
ば、キャップ１０の取付・取外工程が不要となる。
ても、半導体集積回路チップ１を実装した回路基板３の
電極４の温度を上げないように、リフロ装置として赤外
線リフロ装置を使用した。また、半導体集積回路チップ
１上にキャップ１０を搭載した（ステップＡ5）。この
キャップ１０は、赤外線を８０〜１００％以上反射でき
る材質が好ましい。また、透過しにくく、吸収しやすい
有機材料でもよい。キャップ１０は、半導体集積回路チ
ップ１上を覆うように被せる。また、半導体集積回路チ
ップ１とキャップ１０の間に熱伝導性接着剤や熱伝導性
テープで接着してもよい。また、キャップ１０を取り付
けなくとも半導体集積回路チップ１の裏面に反射できる
材質が形成されたものを用いてもよい。予め半導体集積
回路チップ１の裏面に蒸着法で形成されているのであれ
ば、キャップ１０の取付・取外工程が不要となる。
【００２４】また、キャップ１０ではなく、半導体集積
回路チップの裏面に反射板を載せるだけでも効果はあ
る。
回路チップの裏面に反射板を載せるだけでも効果はあ
る。
【００２５】そして、回路基板３を赤外線リフロ装置内
へ通し、はんだ付け電子部品６のはんだ７bを溶融さ
せ、はんだ付け電子部品６と回路基板３をはんだ７a接
続する（ステップＡ７）。キャップ１０を半導体集積回
路チップ１上に載せ赤外線リフロ装置を通すと、半導体
集積回路チップ１の上に載せたキャップ１０は、赤外線
を反射するため、半導体集積回路チップ１のみを局部的
に高温にしないようにすることができる。つまり、固相
拡散させた部分が溶融しない程度の温度にすることがで
きる。
へ通し、はんだ付け電子部品６のはんだ７bを溶融さ
せ、はんだ付け電子部品６と回路基板３をはんだ７a接
続する（ステップＡ７）。キャップ１０を半導体集積回
路チップ１上に載せ赤外線リフロ装置を通すと、半導体
集積回路チップ１の上に載せたキャップ１０は、赤外線
を反射するため、半導体集積回路チップ１のみを局部的
に高温にしないようにすることができる。つまり、固相
拡散させた部分が溶融しない程度の温度にすることがで
きる。
【００２６】また、赤外線リフロ装置の変わりにエアー
リフロ装置を使用しても、半導体集積回路チップ１はキ
ャップ１０で覆われているため、半導体集積回路チップ
１のみを局所的に高温にしないようにすることができ
る。つまり、固相拡散させた部分が溶融しない程度の温
度にすることができる。特に、キャップ１０は熱容量が
大きいもの程、効果は大きい。
リフロ装置を使用しても、半導体集積回路チップ１はキ
ャップ１０で覆われているため、半導体集積回路チップ
１のみを局所的に高温にしないようにすることができ
る。つまり、固相拡散させた部分が溶融しない程度の温
度にすることができる。特に、キャップ１０は熱容量が
大きいもの程、効果は大きい。
【００２７】一方、はんだ付け電子部品６のはんだ７b
は、キャップ１０の影響は無く、赤外線によってはんだ
７bは溶融し、はんだ７b付けが完了する（ステップＡ
８）。
は、キャップ１０の影響は無く、赤外線によってはんだ
７bは溶融し、はんだ７b付けが完了する（ステップＡ
８）。
【００２８】以上のプロセスを行うことで、図１に示す
ようなフリップチップ接続構造体を製作できる。ここ
で、半導体集積回路チップ１の電極表面２の材料はAu、
はんだ、Cu、Alのいずれかが好ましい。回路基板３の電
極４の材料は、Au、はんだ、Cu、Ni、Alのいずれかが好
ましい。樹脂５はエポキシを主骨格とする材料が好まし
い。回路基板３の電極４にはんだ７a層を形成する方法
は、はんだプリコート法、メッキ法、蒸着法、印刷法が
好ましい。回路基板３の電極４にAuを用いる場合は、メ
ッキ法が好ましい。電極２の形成方法は、電極２の部材
にAuを用いる場合はワイヤバンピング法やメッキ法が好
ましい。該電極２にはんだを用いる場合はメッキ法、蒸
着法、印刷法、はんだボールの接続法が好ましい。該電
極２にAlを用いる場合は、ワイヤバンプ法が好ましい。
キャップ１０は、Al、Ag、Au、Cuが好ましい。
ようなフリップチップ接続構造体を製作できる。ここ
で、半導体集積回路チップ１の電極表面２の材料はAu、
はんだ、Cu、Alのいずれかが好ましい。回路基板３の電
極４の材料は、Au、はんだ、Cu、Ni、Alのいずれかが好
ましい。樹脂５はエポキシを主骨格とする材料が好まし
い。回路基板３の電極４にはんだ７a層を形成する方法
は、はんだプリコート法、メッキ法、蒸着法、印刷法が
好ましい。回路基板３の電極４にAuを用いる場合は、メ
ッキ法が好ましい。電極２の形成方法は、電極２の部材
にAuを用いる場合はワイヤバンピング法やメッキ法が好
ましい。該電極２にはんだを用いる場合はメッキ法、蒸
着法、印刷法、はんだボールの接続法が好ましい。該電
極２にAlを用いる場合は、ワイヤバンプ法が好ましい。
キャップ１０は、Al、Ag、Au、Cuが好ましい。
【００２９】また、はんだ付け電子部品６を半導体集積
回路チップ１の実装前に行ってもよい。図３に示す接続
方法とは、プロセスの順序が異なるだけであり、同様の
効果が得られる。
回路チップ１の実装前に行ってもよい。図３に示す接続
方法とは、プロセスの順序が異なるだけであり、同様の
効果が得られる。
【００３０】また、回路基板３とは、プリント基板だけ
でなく、フレキシブル基板も含むことは言うまでもな
い。
でなく、フレキシブル基板も含むことは言うまでもな
い。
【００３１】また、半導体集積回路チップ１の電極２と
回路基板３の電極４との間をはんだ材料を介して接続す
る場合は、はんだ付け電子部品６のはんだ７bと温度階
層を設ければ、キャップ１０や赤外線リフロー装置を用
いることなく実装することができる。すなわち、はんだ
７bの方に、より融点が低温のはんだ材料を用いれば、
はんだ７bを溶融させても半導体集積回路チップ１の電
極２と回路基板３の電極４との間に介在させたはんだ７
aは完全に溶融せず固相拡散層１５は残る。
回路基板３の電極４との間をはんだ材料を介して接続す
る場合は、はんだ付け電子部品６のはんだ７bと温度階
層を設ければ、キャップ１０や赤外線リフロー装置を用
いることなく実装することができる。すなわち、はんだ
７bの方に、より融点が低温のはんだ材料を用いれば、
はんだ７bを溶融させても半導体集積回路チップ１の電
極２と回路基板３の電極４との間に介在させたはんだ７
aは完全に溶融せず固相拡散層１５は残る。
【００３２】はんだ材料には、半導体集積回路チップ１
の電極２と回路基板３の電極４との間に用いたはんだ７
aは、Sn-Ag系、またはSn-Ag-Cu系のはんだを用い、はん
だ付け電子部品６の接続に用いるはんだ７bは、Sn-Ag
系、Sn-Ag-Cu系、Sn-Ag-Cu-Bi系、Sn-Ag-Cu-Bi-In系を
用いた方が良い。
の電極２と回路基板３の電極４との間に用いたはんだ７
aは、Sn-Ag系、またはSn-Ag-Cu系のはんだを用い、はん
だ付け電子部品６の接続に用いるはんだ７bは、Sn-Ag
系、Sn-Ag-Cu系、Sn-Ag-Cu-Bi系、Sn-Ag-Cu-Bi-In系を
用いた方が良い。
【００３３】はんだ供給量については、半導体集積回路
チップ１の電極２と回路基板３の電極４との間を接続す
るはんだ７a材料の量は端子間のショートを考慮しては
んだ７bに比べて少なめにするのが良い。
チップ１の電極２と回路基板３の電極４との間を接続す
るはんだ７a材料の量は端子間のショートを考慮しては
んだ７bに比べて少なめにするのが良い。
【００３４】ステップＡ０で供給したはんだ厚さは、電
極間で発生するブリッジ（ショート）を考慮すると20um
以下が好ましい。
極間で発生するブリッジ（ショート）を考慮すると20um
以下が好ましい。
【００３５】逆にはんだ７bは、十分なはんだフィレッ
トを形成するためにも半導体集積回路チップ１の電極２
と回路基板３の電極４との間を接続するはんだ材料７a
よりも多い方が好ましい。
トを形成するためにも半導体集積回路チップ１の電極２
と回路基板３の電極４との間を接続するはんだ材料７a
よりも多い方が好ましい。
【００３６】この場合、半導体集積回路チップ１を実装
する部分だけはんだ印刷量が少なくなるようなマスクを
用いることが効果的である。本実施例に於いては、電子
部品６の接続で充分なフィレットを形成するために、ス
テップＡ４において新たにはんだ７b材料を供給してい
るが、前述の如く、ステップＡ０で供給する回路基板３
上のはんだ７a量をはんだ付け電子部品６が十分なフィ
レットを形成できる程度の量にすることで、はんだ７b
を供給する必要がないため、ステップＡ４が不要とな
り、図４に示すような実装構造体でよいことは言うまで
もない。
する部分だけはんだ印刷量が少なくなるようなマスクを
用いることが効果的である。本実施例に於いては、電子
部品６の接続で充分なフィレットを形成するために、ス
テップＡ４において新たにはんだ７b材料を供給してい
るが、前述の如く、ステップＡ０で供給する回路基板３
上のはんだ７a量をはんだ付け電子部品６が十分なフィ
レットを形成できる程度の量にすることで、はんだ７b
を供給する必要がないため、ステップＡ４が不要とな
り、図４に示すような実装構造体でよいことは言うまで
もない。
【００３７】この場合、さらに半導体集積回路チップ１
の周辺に樹脂５を塗布して熱が半導体集積回路チップ１
の電極２と回路基板３の電極４との間の接続部に伝導し
にくい構成としても良い。また、この樹脂５の硬化温度
は、半導体集積回路チップ１と回路基板３の電極材料の
融点以下が好ましい。また、これによって半導体集積回
路チップ１の信頼性をより向上させることにもなる。
の周辺に樹脂５を塗布して熱が半導体集積回路チップ１
の電極２と回路基板３の電極４との間の接続部に伝導し
にくい構成としても良い。また、この樹脂５の硬化温度
は、半導体集積回路チップ１と回路基板３の電極材料の
融点以下が好ましい。また、これによって半導体集積回
路チップ１の信頼性をより向上させることにもなる。
【００３８】また、リフロ装置に赤外線リフロ装置では
なくエアーリフロ装置を用いる場合は、キャップ１０の
変わりに熱容量の大きいもの部材を設けることで半導体
集積回路チップ１の電極２と回路基板３の電極４を、は
んだ付け電子部品６のはんだ７bの温度よりも低くし
て、はんだ７bの融点以下に温度を抑えることも可能と
なる。
なくエアーリフロ装置を用いる場合は、キャップ１０の
変わりに熱容量の大きいもの部材を設けることで半導体
集積回路チップ１の電極２と回路基板３の電極４を、は
んだ付け電子部品６のはんだ７bの温度よりも低くし
て、はんだ７bの融点以下に温度を抑えることも可能と
なる。
【００３９】その他、半導体集積回路チップ１を覆うよ
うなものであっても熱を遮蔽することで同様の効果が得
られる。
うなものであっても熱を遮蔽することで同様の効果が得
られる。
【００４０】また、図５に示すように、半導体集積回路
チップ１の電極２と回路基板３の電極４の間にはんだ７
a材料などを用いないで、直接、固相拡散させて接続す
るのは言うまでもない。この場合、はんだ付け電子部品
６のところには、はんだ７bを供給する必要がある。
チップ１の電極２と回路基板３の電極４の間にはんだ７
a材料などを用いないで、直接、固相拡散させて接続す
るのは言うまでもない。この場合、はんだ付け電子部品
６のところには、はんだ７bを供給する必要がある。
【００４１】また、本発明は半導体集積回路チップ１に
限定されるものではなく、回路基板３に実装する他の電
子部品についても適用できることは言うまでもない。図
６に示すように、半導体集積回路チップ１の電極２には
んだボール１３を形成し、回路基板３の電極４、または
その電極４上の上に形成したはんだ７aと固相拡散させ
て接続してもよい。
限定されるものではなく、回路基板３に実装する他の電
子部品についても適用できることは言うまでもない。図
６に示すように、半導体集積回路チップ１の電極２には
んだボール１３を形成し、回路基板３の電極４、または
その電極４上の上に形成したはんだ７aと固相拡散させ
て接続してもよい。
【００４２】また、図７に示すように、CSPなどのはん
だボール１３を外部端子とする半導体装置にも適用可能
である。はんだボール１３を外部端子とする半導体チッ
プや半導体装置の場合、回路基板３の有する電極７aに
は必ずしもはんだを供給する必要はないが、その場合、
図５に示すように、はんだボール１３を回路基板３の電
極４との間で固相拡散させた部分を形成することとな
る。なお、回路基板３の有する電極４にはんだ７aを供
給した場合、はんだ７a材料とはんだボール１３との間
に固相拡散させた部分が形成される。この場合、融点の
高い、Sn-Ag系、またはSn-Ag-Cu系のはんだを用い、は
んだボールには、Sn-Ag系、Sn-Ag-Cu系、Sn-Ag-Cu-Bi
系、Sn-Ag-Cu-Bi-In系を用いた方が良い。
だボール１３を外部端子とする半導体装置にも適用可能
である。はんだボール１３を外部端子とする半導体チッ
プや半導体装置の場合、回路基板３の有する電極７aに
は必ずしもはんだを供給する必要はないが、その場合、
図５に示すように、はんだボール１３を回路基板３の電
極４との間で固相拡散させた部分を形成することとな
る。なお、回路基板３の有する電極４にはんだ７aを供
給した場合、はんだ７a材料とはんだボール１３との間
に固相拡散させた部分が形成される。この場合、融点の
高い、Sn-Ag系、またはSn-Ag-Cu系のはんだを用い、は
んだボールには、Sn-Ag系、Sn-Ag-Cu系、Sn-Ag-Cu-Bi
系、Sn-Ag-Cu-Bi-In系を用いた方が良い。
【００４３】一方、固相拡散させた部分を形成するので
あれば、はんだ材料は必須ではない。従って、半導体集
積回路チップ１の電極２材料と回路基板３の電極４材料
とで固相拡散させて接続してもよい。
あれば、はんだ材料は必須ではない。従って、半導体集
積回路チップ１の電極２材料と回路基板３の電極４材料
とで固相拡散させて接続してもよい。
【００４４】以上説明したように、本発明のフリップチ
ップ接続構造体は、半導体集積回路チップ１の電極２と
回路基板３の電極４もしくは電極４に供給したはんだ７
a材料を固相拡散させて接続するものであり、半導体集
積回路チップ１と回路基板３の間に樹脂５を介在させる
ことで、接続信頼性の高い半導体集積回路チップ１のフ
リップチップ接続を実現することができる。また、その
とき固相拡散された部分を溶融させないようにして他の
電子部品を実装する。
ップ接続構造体は、半導体集積回路チップ１の電極２と
回路基板３の電極４もしくは電極４に供給したはんだ７
a材料を固相拡散させて接続するものであり、半導体集
積回路チップ１と回路基板３の間に樹脂５を介在させる
ことで、接続信頼性の高い半導体集積回路チップ１のフ
リップチップ接続を実現することができる。また、その
とき固相拡散された部分を溶融させないようにして他の
電子部品を実装する。
【００４５】
【発明の効果】本発明によれば、一方の電子部品を実装
した後、他方の電子部品をはんだ溶融接続により実装す
る場合の高信頼な実装技術を提供することができる。
した後、他方の電子部品をはんだ溶融接続により実装す
る場合の高信頼な実装技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の接続構造体の断面図である。
【図２】本発明の接続構造体の平面図である。
【図３】本発明のプロセスを示す図である。
【図４】本発明の接続構造体の断面図である。
【図５】本発明の接続構造体の断面図である。
【図６】本発明の接続構造体の断面図である。
【図７】本発明の接続構造体の断面図である。
１ 半導体集積回路チップ、 ２ 電極 ３ 回路基板 ４ 電極 ５ 樹脂 ６ はんだ電子部品 ７a 低融点はんだ ７b 高融点はんだ ８ ボンディングツール ９ 塗布機 10 キャップ 13 はんだボール 15 固相拡散層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 邦夫 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 浜岸 真也 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所通信事業部内 (72)発明者 松▲吉▼ 真理 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所通信事業部内 Ｆターム(参考） 5E319 AA03 AB05 AC01 BB05 CC12 CC33 CC58 CD15 CD26 CD32 GG15 5F044 KK02 KK18 LL01 LL04 LL05 LL11 QQ02 QQ03
Claims (17)
- 【請求項１】電子部品の有する電極と回路基板の有する
電極とを接続する電子部品の実装方法において、 回路基板上の第一の電子部品が実装される位置に樹脂を
塗布する工程と該回路基板の有する第一の電極上に該第
一の電子部品の有する電極を位置させる工程と、 該第一の電子部品の有する電極を構成する材質の融点未
満の温度であって該回路基板の有する第一の電極を構成
する材質の融点未満の温度で加熱を行い、該第一の電子
部品の電極と該回路基板の第一の電極とを固相拡散させ
て接続する工程と、 該回路基板の有する第二の電極にはんだ材料を供給する
工程と、 該回路基板の有する第二の電極に第二の電子部品の有す
る電極を位置させる工程と、 該第一の電子部品の電極と該回路基板の第一の電極とを
接続する固相拡散した部分が溶融せずに残る温度で該は
んだ材料を溶融させて該回路基板の有する第二の電極と
該第二の電子部品の有する電極とをはんだ接続する工程
とを備えたことを特徴とする電子部品の実装方法。 - 【請求項２】前記第一の電子部品の電極と前記回路基板
の第一の電極とを固相拡散させて接続する代わりに、前
記第一の電子部品の電極と前記回路基板の第一の電極間
に金属材料を介在させ、その金属材料と前記第一の電子
部品の電極もしくは前記回路基板の第一の電極とを固相
拡散させて接続したことを特徴とする請求項１記載の電
子部品の実装方法。 - 【請求項３】前記金属材料をはんだ材料としたことを特
徴とする請求項２記載の電子部品の実装方法。 - 【請求項４】前記第一の電子部品の電極と前記回路基板
の第一の電極との間に介在させたはんだ材料と、前記回
路基板の有する第二の電極に供給したはんだ材料とを同
一の材料で構成したことを特徴とする請求項３記載の電
子部品の実装方法。 - 【請求項５】前記第一の電子部品の電極と前記回路基板
の第一の電極との間に介在させたはんだ材料の融点が、
前記回路基板の有する第二の電極に供給したはんだ材料
の融点よりも高いことを特徴とする請求項３記載の電子
部品の実装方法。 - 【請求項６】前記第一の電子部品の電極と前記回路基板
の第一の電極との間に介在させたはんだ材料の量が、前
記回路基板の有する第二の電極に供給したはんだ材料の
量よりも少ないことを特徴とする請求項３から５のいず
れかに記載の電子部品の実装方法。 - 【請求項７】前記第一の電子部品の電極にAu、はんだ、
Cu、Alのいずれかを、前記回路基板の電極表面に、Au、
はんだ、Cu、Ni、Alのいずれかを形成したことを特徴と
する請求項１記載の電子部品の実装方法。 - 【請求項８】前記第一の電子部品の電極と前記回路基板
の第一の電極との間に介在させたはんだ材料をSn-3.5wt
%Ag-0〜1wt%Cuとし、前記回路基板の有する第二の電極
に供給したはんだ材料にSn-0〜3.5wt%Ag-0〜1wt%Cu-0〜
15wt%Bi-0〜5wt%Inとしたことを特徴とする請求項３〜
６のいずれかに記載の電子部品の実装方法。 - 【請求項９】前記第一の電子部品をキャップで覆うこと
で該第一の電子部品の電極と該回路基板の第一の電極と
を接続する固相拡散した部分が残るように該回路基板の
有する第二の電極と該第二の電子部品の有する電極とを
はんだ接続したことを特徴とする請求項１〜８のいずれ
かに記載の電子部品の実装方法。 - 【請求項１０】前記第一の電子部品の表面に赤外線を反
射する反射率が80〜100%の部材を設け、赤外線を用いて
加熱することで該第一の電子部品の電極と該回路基板の
第一の電極とを接続する固相拡散した部分が残るように
該回路基板の有する第二の電極と該第二の電子部品の有
する電極とをはんだ接続したことを特徴とする請求項１
〜９のいずれかに記載の電子部品の実装方法。 - 【請求項１１】前記第一の電子部品の周りを樹脂でさら
に覆うことで該第一の電子部品の電極と該回路基板の第
一の電極とを接続する固相拡散した部分が残るように該
回路基板の有する第二の電極と該第二の電子部品の有す
る電極とをはんだ接続したことを特徴とする請求項１〜
１０のいずれかに記載の電子部品の実装方法。 - 【請求項１２】電子部品の有する電極と回路基板の有す
る電極とを接続する電子部品の実装方法において、 回路基板の有する電極に第一のはんだ材料を供給する工
程と、 該回路基板上の第一の電子部品が実装される位置に樹脂
を塗布する工程と該回路基板の有する第一の電極上に該
第一の電子部品の有する電極を位置させる工程と、 該第一の電子部品の有する電極を構成する材質の融点以
下であって該回路基板の電極に供給した第一のはんだ材
料の融点未満の温度で加熱を行い、該第一の電子部品の
有する電極と該回路基板の電極に供給された第一のはん
だ材料とを固相拡散させて接続する工程と、 該回路基板の該第一の電子部品の実装されていない電極
に第二のはんだ材料を供給する工程と、 該第二のはんだ材料が供給された回路基板の電極に第二
の電子部品の有する電極を位置させる工程と、 該第一の電子部品の電極と該回路基板の電極に供給され
た第一のはんだ材料とを接続する固相拡散した部分が溶
融せずに残る温度で該第二のはんだ材料を溶融させて該
回路基板の有する電極と該第二の電子部品の有する電極
とをはんだ接続する工程とを備えたことを特徴とする電
子部品の実装方法。 - 【請求項１３】前記第一の電子部品をキャップで覆うこ
とで前記第一の電子部品の電極と前記回路基板の電極に
供給された第一のはんだ材料とを接続する固相拡散した
部分が溶融せずに残る温度で前記第二のはんだ材料を溶
融させて前記回路基板の有する電極と前記第二の電子部
品の有する電極とをはんだ接続することを特徴とする請
求項１２記載の電子部品の実装方法。 - 【請求項１４】前記第一の電子部品の表面に赤外線を反
射する反射率が80〜100%の部材を設けかつ赤外線を用い
て加熱することで前記第一の電子部品の電極と前記回路
基板の電極に供給された第一のはんだ材料とを接続する
固相拡散した部分が溶融せずに残る温度で前記第二のは
んだ材料を溶融させて前記回路基板の有する電極と前記
第二の電子部品の有する電極とをはんだ接続することを
特徴とする請求項１２または１３記載の電子部品の実装
方法。 - 【請求項１５】前記第一の電子部品の周りを樹脂でさら
に覆うことで前記第一の電子部品の電極と前記回路基板
の電極に供給された第一のはんだ材料とを接続する固相
拡散した部分が溶融せずに残る温度で前記第二のはんだ
材料を溶融させて前記回路基板の有する電極と前記第二
の電子部品の有する電極とをはんだ接続することを特徴
とする請求項１２〜１４のいずれかに記載の電子部品の
実装方法。 - 【請求項１６】前記第一のはんだ材料と前記第二のはん
だ材料とが同一もしくは同一種類のはんだ材料であるこ
とを特徴とする請求項１２〜１５のいずれかに記載の電
子部品の実装方法。 - 【請求項１７】前記固相拡散した部分が溶融せずに残る
温度が、前記固相拡散により生成された材料の融点未満
の温度であることを特徴とする請求項１〜１６のいずれ
かに記載の電子部品の実装方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000134212A JP2001313462A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 電子部品の実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000134212A JP2001313462A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 電子部品の実装方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001313462A true JP2001313462A (ja) | 2001-11-09 |
Family
ID=18642529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000134212A Pending JP2001313462A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | 電子部品の実装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001313462A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004003993A1 (ja) * | 2002-07-01 | 2004-01-08 | Toray Engineering Co., Ltd. | 実装方法および実装装置 |
| JP2007109998A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Omron Corp | センサ機器 |
| JP2014050029A (ja) * | 2012-09-03 | 2014-03-17 | Denso Corp | 車載用アンテナ装置 |
| US10535617B2 (en) | 2018-05-10 | 2020-01-14 | International Business Machines Corporation | Implementing transient electronic circuits for security applications |
| US11153976B2 (en) | 2018-05-24 | 2021-10-19 | International Business Machines Corporation | Implementing IR reflective mask to minimize CTE mismatch between laminate and PTH copper |
-
2000
- 2000-04-28 JP JP2000134212A patent/JP2001313462A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004003993A1 (ja) * | 2002-07-01 | 2004-01-08 | Toray Engineering Co., Ltd. | 実装方法および実装装置 |
| JP2007109998A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Omron Corp | センサ機器 |
| JP2014050029A (ja) * | 2012-09-03 | 2014-03-17 | Denso Corp | 車載用アンテナ装置 |
| US10535617B2 (en) | 2018-05-10 | 2020-01-14 | International Business Machines Corporation | Implementing transient electronic circuits for security applications |
| US10923441B2 (en) | 2018-05-10 | 2021-02-16 | International Business Machines Corporation | Implementing transient electronic circuits for security applications |
| US11153976B2 (en) | 2018-05-24 | 2021-10-19 | International Business Machines Corporation | Implementing IR reflective mask to minimize CTE mismatch between laminate and PTH copper |
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