JP2003258029A - 電子部品実装方法および電子部品実装構造 - Google Patents
電子部品実装方法および電子部品実装構造Info
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Abstract
接合において、接合性と応力緩和機能とを両立させるこ
とができる電子部品実装方法および電子部品実装構造を
提供することを目的とする。 【解決手段】 電子部品5の金属バンプ6を基板1の電
極2に金属接合することにより実装する電子部品実装方
法において、基板1の上面にフィラー含有率の低い第1
の樹脂より成る第1樹脂層とフィラー含有率の高い第2
の樹脂よりなる第2樹脂層を有する実装樹脂層4を形成
し、実装樹脂層4を介して金属バンプ6を電極2に着地
させて金属接合した後に、基板1を加熱することにより
実装樹脂層4を熱硬化させる。これにより、金属バンプ
6と電極2との接合部へのフィラー粒子の噛み込みを減
少させるとともに熱収縮時の応力を低下させて、接合性
と応力緩和機能とを両立させることができる。
Description
実装する電子部品実装方法および電子部品実装構造に関
するものである。
電極である金属バンプが設けられた電子部品の実装方法
として、金属バンプを基板の電極に超音波接合などによ
って金属接合する方法が用いられている。この実装方法
において、金属バンプと基板との金属接合部を補強する
目的で電子部品と基板との間に補強樹脂部を設けること
が行われる。この補強用の樹脂にはシリカ等を主成分と
する固形のフィラー粒子が含有されており、基板と電子
部品との熱膨張率の差に起因して発生する熱応力を緩和
する応力緩和層として機能する。
部品の搭載に先立って実装位置に予め液状の補強用樹脂
を塗布する方法が用いられている。この方法によれば、
電子部品を基板に搭載した後に電子部品と基板との隙間
に補強用樹脂を注入する方法と比較して、工程の簡略化
が図れコスト低減ができるという利点がある。
強用樹脂を予め塗布する方法では、補強用樹脂に含有さ
れたフィラー粒子が金属バンプと基板の電極との金属接
合面に介在して噛み込みを生じることによる接合不良が
発生しやすい。ところが、この接合不良を回避する目的
でフィラー含有率を低くすると前述の応力緩和層として
の機能が低下し、実装後の信頼性を確保することが難し
い。このように従来の電子部品実装方法には、金属バン
プの接合性と応力緩和機能とを両立させることが困難で
あるという問題点があった。
基板の電極との金属接合において、接合性と応力緩和機
能とを両立させることができる電子部品実装方法および
電子部品実装構造を提供することを目的とする。
実装方法は、電子部品に設けられた接続用電極を基板の
電極に金属接合することにより電子部品を基板に実装す
る電子部品実装方法であって、前記基板の上面にフィラ
ーを含まないまたはフィラー含有率の低い第1の樹脂よ
り成る第1樹脂層とこの第1の樹脂よりもフィラー含有
率の高い第2の樹脂よりなる第2樹脂層を有する実装樹
脂層を形成する樹脂層形成工程と、この実装樹脂層に対
して前記電子部品を下降させ前記接続用電極を実装樹脂
層を介して基板の電極に着地させる部品搭載工程と、前
記接続用電極と基板の電極とを金属接合する接合工程
と、接合工程後の基板を加熱することにより前記実装樹
脂層を熱硬化させる熱硬化工程とを含む。
部品に設けられた接続用電極を基板の電極に金属接合す
るとともに前記電子部品の下面と基板の上面との間を実
装樹脂層で充填して成る電子部品実装構造であって、前
記実装樹脂層のうち前記接続用電極と前記電極との金属
接合部の周囲を補強する第1の補強樹脂部のフィラー含
有率が、前記電子部品の下面の接続用電極の基部の周囲
を補強する第2の補強樹脂部のフィラー含有率よりも低
い。
含まないまたはフィラー含有率の低い第1の樹脂より成
る第1樹脂層とこの第1の樹脂よりもフィラー含有率の
高い第2の樹脂よりなる第2樹脂層を有する実装樹脂層
を形成する樹脂層形成工程後に電子部品を搭載すること
により、接続用電極の接合性と応力緩和機能とを両立さ
せることができる。
参照して説明する。図1、図2は本発明の一実施の形態
の電子部品実装方法の工程説明図、図3は本発明の一実
施の形態の電子部品実装構造の拡大断面図である。
方法について説明する。この電子部品実装方法は、電子
部品に設けられた接続用電極である金属バンプを基板の
電極に超音波接合によって金属接合することにより、こ
の電子部品を基板に実装するものである。
極2が形成されている。基板1の上面には、組成の異な
る2種類の樹脂(第1の樹脂4Aおよび第2の樹脂4
B)より成る実装樹脂層が形成される(樹脂層形成工
程)。まず図1(b)に示すように、基板1の上面にデ
ィスペンサ3Aによって第1の樹脂4Aを電極2を覆っ
て全面に塗布する。これにより、基板1の上面には、第
1の樹脂4Aよりなる第1樹脂層が形成される。次いで
図1(c)に示すように、既に形成された第1樹脂層の
上面にディスペンサ3Bによって第2の樹脂4Bを全面
に塗布する。これにより、第2の樹脂4Bよりなる第2
樹脂層が形成される。
について説明する。第1の樹脂4A、第2の樹脂4B
は、いずれもエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を主成分
とする基剤に、必要に応じ微細な固体粒子であるフィラ
ー成分を含有させたものである。フィラー成分を構成す
る固体粒子として選定される代表的な物質としてはシリ
カやアルミナ等がある。フィラーを混入する目的は、基
板1に実装される電子部品の材質であるシリコンの熱膨
張係数に近づけるためであり、これにより、封止樹脂材
料としての樹脂4A,4Bの熱膨張係数を、応力緩和層
としての機能上望ましい所望値に近づけることが可能と
なっている。
0-6、フィラー無しのエポキシ樹脂が、50×10-6程
度であるが、フィラーを混入することにより9×10-6
〜30×10-6程度まで低くすることができる。ここで
第1の樹脂4A、第2の樹脂4Bのフィラー含有率は、
それぞれ0〜20wt%、40〜80wt%の範囲とな
っており、第1の樹脂4Aのフィラー含有率は、第2の
樹脂4Bのフィラー含有率よりも低く設定されている。
すなわち、上述の樹脂層形成工程では、図1(d)に示
すように、フィラーを含まないまたはフィラー含有率の
低い第1の樹脂4Aより成る第1樹脂層とこの第1の樹
脂よりもフィラー含有率の高い第2の樹脂4Bよりなる
第2樹脂層を有する実装樹脂層4が形成される。
て、上記実施の形態では第1の樹脂4A、第2の樹脂4
Bを順次塗布するようにしているが、予め第1の樹脂4
A、第2の樹脂4Bを積層してシート状にした樹脂シー
トを、基板1の表面に貼着するようにしてもよい。
用電極である金属バンプ6が形成された電子部品5を超
音波ツール7に保持させ、この超音波ツール7を実装樹
脂層4が形成された基板1上に移動させ、金属バンプ6
を電極2に位置合わせする。そして、実装樹脂層4に対
して電子部品5を下降させ、金属バンプ6を実装樹脂層
4を介して基板1の電極2に着地させる(部品搭載工
程)。
ール7によって電子部品5に押圧荷重を作用させるとと
もに超音波振動を印加する。これにより、金属バンプ6
の下端面を電極2の表面に金属接合する(接合工程)。
この接合工程においては、金属バンプ6はフィラーを含
まないまたはフィラー含有率の小さい第1の樹脂4Aを
介して電極2の表面に押圧されることから、接合面に介
在するフィラー粒子がないまたは少ない。したがってフ
ィラー粒子が接合面に噛み込まれることによる接合不良
を減少させることができる。なお、金属接合の方法とし
て、ここでは超音波接合によって行う例を示している
が、金属バンプ6と電極との接触面における金属拡散に
よって接合を行う方法であれば、超音波接合以外の方法
を用いてもよい。超音波接合によると、比較的低温で短
時間に金属接合が達成できて望ましい。
板1は、リフロー装置に送られる。そして図2(c)に
示すように、基板1を加熱することにより、実装樹脂層
4を熱硬化させる(熱硬化工程)。これにより、電子部
品5と基板1との間には、金属バンプ6と電極2との金
属接合部を補強する補強樹脂層が形成される。この補強
樹脂層は、主に第1の樹脂4Aが熱硬化した第1補強樹
脂層4aと、主に第2の樹脂4Bが熱硬化した第2補強
樹脂層4bによって構成される。
度は熱硬化温度から常温まで低下し、この温度低下によ
って第1の補強樹脂層4a、第2の補強樹脂層4bには
熱収縮が生じる。電子部品5の下面の金属バンプ6の基
部周囲を補強する第2補強樹脂層4bは、フィラー含有
量が多く見かけ上の熱膨張率が小さい第2の樹脂4Bに
よって構成されていることから、この熱収縮における収
縮量が小さい。したがって熱収縮時に金属バンプ6の基
部に発生する応力を低下させることができる。
得られる実装構造、すなわち電子部品5に設けられた金
属バンプ6を基板1の電極2に金属接合するとともに電
子部品5の下面と基板1の上面との間を実装樹脂層4で
充填して成る電子部品実装構造の、金属バンプ6と電極
2の接合部近傍を示している。実装樹脂層4が金属バン
プ6を覆って完全硬化した状態において、基板1の上面
に接触する第1の樹脂4Aは基板1の上面と密着状態に
あるとともに、金属バンプ6と電極2との金属接合部の
止端部6aを取り巻く形で第1補強樹脂層4aを形成す
る。ここで、第1の樹脂4Aのフィラー含有率は第2の
樹脂4Bと比較して低く、しかも20wt%以下の低い
範囲に設定されていることから、熱硬化後の機械的特性
において密着性に優れ、しかも引張方向の外力が作用し
た際の延性が大きくなっている。
周囲で基板1と良好に密着し、しかも実装後に応力集中
が生じやすい金属接合部の止端部6a近傍では、止端部
6aの応力状態に良好に追従して延び変形し、割れ発生
の確率が大きく低減する。すなわち、第1補強樹脂層4
aは、金属バンプ6と電極2との金属接合部を包み込ん
で補強するという接合部補強機能に適した特性を備えて
いる。
され電子部品5の下面に接触する第2補強樹脂層4b
は、第1補強樹脂層4aよりもフィラーを多く混入して
電子部品5の材質であるシリコンの熱膨張係数に近づけ
ているため、実装後の使用状態におけるヒートサイクル
時に、電子部品5と基板1との熱膨張差に起因する熱応
力(特に電子部品5と金属バンプ6との接合部に作用す
る応力)を有効に緩和することができ、応力緩和機構に
優れた特性を備えている。
装構造は、従来は困難であった接合部補強機能と応力緩
和機能とを両立させた補強樹脂部を有するものとなって
おり、実装後の信頼性に優れた電子部品実装構造が実現
されている。
を含まないまたはフィラー含有率の低い第1の樹脂より
成る第1樹脂層とこの第1の樹脂よりもフィラー含有率
の高い第2の樹脂よりなる第2樹脂層を有する実装樹脂
層を形成する樹脂層形成工程後に電子部品を搭載するよ
うにしたので、接続用電極の接合性と応力緩和機能とを
両立させることができる。
程説明図
程説明図
大断面図
Claims (2)
- 【請求項1】電子部品に設けられた接続用電極を基板の
電極に金属接合することにより電子部品を基板に実装す
る電子部品実装方法であって、前記基板の上面にフィラ
ーを含まないまたはフィラー含有率の低い第1の樹脂よ
り成る第1樹脂層とこの第1の樹脂よりもフィラー含有
率の高い第2の樹脂よりなる第2樹脂層を有する実装樹
脂層を形成する樹脂層形成工程と、この実装樹脂層に対
して前記電子部品を下降させ前記接続用電極を実装樹脂
層を介して基板の電極に着地させる部品搭載工程と、前
記接続用電極と基板の電極とを金属接合する接合工程
と、接合工程後の基板を加熱することにより前記実装樹
脂層を熱硬化させる熱硬化工程とを含むことを特徴とす
る電子部品実装方法。 - 【請求項2】電子部品に設けられた接続用電極を基板の
電極に金属接合するとともに前記電子部品の下面と基板
の上面との間を実装樹脂層で充填して成る電子部品実装
構造であって、前記実装樹脂層のうち前記接続用電極と
前記電極との金属接合部の周囲を補強する第1の補強樹
脂部のフィラー含有率が、前記電子部品の下面の接続用
電極の基部の周囲を補強する第2の補強樹脂部のフィラ
ー含有率よりも低いことを特徴とする電子部品実装構
造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002050974A JP2003258029A (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | 電子部品実装方法および電子部品実装構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002050974A JP2003258029A (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | 電子部品実装方法および電子部品実装構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003258029A true JP2003258029A (ja) | 2003-09-12 |
Family
ID=28663069
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002050974A Pending JP2003258029A (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | 電子部品実装方法および電子部品実装構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003258029A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7502598B2 (en) | 2004-05-28 | 2009-03-10 | Infineon Technologies Ag | Transmitting arrangement, receiving arrangement, transceiver and method for operation of a transmitting arrangement |
JP2010525558A (ja) * | 2007-04-11 | 2010-07-22 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 電気的相互接続構造体及びその形成方法 |
-
2002
- 2002-02-27 JP JP2002050974A patent/JP2003258029A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7502598B2 (en) | 2004-05-28 | 2009-03-10 | Infineon Technologies Ag | Transmitting arrangement, receiving arrangement, transceiver and method for operation of a transmitting arrangement |
JP2010525558A (ja) * | 2007-04-11 | 2010-07-22 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 電気的相互接続構造体及びその形成方法 |
US8541299B2 (en) | 2007-04-11 | 2013-09-24 | Ultratech, Inc. | Electrical interconnect forming method |
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