JP2003338524A - 電子部品および電子部品実装体 - Google Patents
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Abstract
導通不良や剥離などの実装不具合を防止することができ
る電子部品および電子部品実装体を提供することを目的
とする。 【解決手段】 回路形成面に複数の外部接続用のバンプ
が形成された電子部品において、辺Aに形成されたバン
プ1aよりも辺Aと対向する辺Bに形成されたバンプ1
bの数が少ない場合には、バンプ1bの接合面の面積S
bをバンプ1aの接合面の面積Saよりも大きく設定す
る。これによりバンプ1a、1bと基板2の電極4a、
4bとの接合面積配置の対称性を確保することにより、
各電極毎の押圧荷重のばら付きを極力小さくして、導通
不良や剥離などの実装不具合を防止することができる。
Description
の電子部品およびこの電子部品を基板に実装して成る電
子部品実装体に関するものである。
実装は、一般に半導体チップに形成された金属バンプな
どの外部接続用の端子を基板に形成された回路電極に接
合することにより行われる。フレキシブル基板など薄膜
状の樹脂基板に電子部品を実装する場合には、樹脂接着
材を用いた実装方法が採用される場合が多く、電子部品
を樹脂接着材で樹脂基板に固着するとともに、電子部品
の金属バンプを樹脂基板表面に形成された回路電極に接
触させることによって導通させる。
な実装品質を確保するためには、金属バンプと回路電極
との接触面が十分な面圧で押圧されて接触面を介して良
好な導通状態が実現されるとともに、電子部品と樹脂基
板との間に十分な量の接着樹脂層が形成されることが必
要である。このため、実装過程において電子部品を樹脂
基板に対して適正な実装荷重で押圧し、金属バンプによ
って樹脂基板の表面を回路電極とともに凹状に変形さ
せ、この変形の反力によって適正な面圧を確保するよう
にしている。
類によっては、実装面側に設けられる金属バンプの数や
配置が対称でない場合が存在する。例えば矩形状の半導
体チップにおいて、1つの辺に設けられる接続用の端子
と対向する辺に設けられる接続用の端子の数と位置が等
しくないような場合がある。このような電子部品を上述
の樹脂基板に実装する場合には、従来より次のような不
具合が生じていた。以下、従来の電子部品および電子部
品実装体について図面を参照して説明する。
の平面図、図8(b)は従来の電子部品実装体の部分断
面図である。図8(a)において、101は細長い矩形
形状の半導体チップの回路形成面を示している。半導体
チップ101の長手方向に沿ったA辺には、外部接続用
の端子であるバンプ101aが複数形成されており、A
辺に対向するB辺には、同様の形状・サイズのバンプ1
01bがバンプ101aの数よりも少ない数で形成され
ている。
接着材106によって基板102に実装した電子部品実
装体の断面を示している。基板102は、半導体チップ
101のバンプ101a、101bにそれぞれ対応した
接続用の電極104a、104bを樹脂基材103上に
形成した構成となっており、これらの電極104a、1
04bを覆って塗布された樹脂接着材106上に半導体
チップ101を搭載して押圧することにより、バンプ1
01a、101bを電極104a、104bにそれぞれ
接触させ導通させる。
おいては、バンプが電極を押圧する押圧荷重の分布は、
回路形成面におけるバンプの数や配置が、対向する2辺
で対称配置となっていないことから、辺によってばらつ
きを生じる。すなわち、バンプの数が少ないB辺のバン
プ101bの方がより大きな荷重で電極104bに押圧
される。この結果、大きい荷重で押圧されたバンプ10
1bは樹脂基材103と電極104bを大きく撓ませ、
反対に押圧荷重が小さいバンプ101aは樹脂基材10
3と電極104aをわずかしか撓ませない。
大となる場合には、電極104bが破断する不具合(矢
印a参照)とともに、半導体チップ101が樹脂基板1
02に対して過度に接近することから十分な接着樹脂層
が形成されず(矢印b参照)、接着強度不足によって実
装後の部品剥離などの不具合が生じやすい。そして押圧
荷重が不足したバンプ101aは、樹脂基材103から
の撓み反力が不足して電極104aとの接触不良を招き
やすく(矢印c参照)、良好な導通が確保できない。
どのフレキシブル基板に対して樹脂接着材によって実装
する工法においては、電子部品における端子配列の非対
称性に起因して、導通不良や剥離などの実装不具合が発
生し易いという問題点があった。
非対称であっても、導通不良や剥離などの実装不具合を
防止することができる電子部品および電子部品実装体を
提供することを目的とする。
は、回路形成面に複数の外部接続用の端子が形成された
電子部品であって、前記回路形成面側の第1の辺に形成
された複数の外部接続用の第1端子と、第1の辺と対向
する第2の辺に前記第1端子の数よりも少ない数で形成
された外部接続用の第2端子とを備え、前記第2端子の
接合面の平均面積を第1端子の接合面の平均面積よりも
大きくした。
の電子部品であって、前記第2端子は、ダミー端子を少
なくとも1つ含む。
成面側の第1の辺に形成された複数の外部接続用の第1
端子と第1の辺と対向する第2の辺に前記第1端子の数
よりも少ない数で形成された外部接続用の第2端子とを
備えた電子部品を、前記第1端子に対応する位置に形成
された第1電極と前記第2端子に対応する位置に形成さ
れた第2電極が設けられた基板に樹脂接着材により固着
し、前記第1端子を前記第1電極に、前記第2端子を前
記第2電極にそれぞれ接合した電子部品実装体であっ
て、前記第2端子と第2電極の重なり合う部分の平面投
影面積の平均値を、前記第1端子と第1電極の重なり合
う部分の平面投影面積の平均値よりも大きくした。
3記載の電子部品実装体であって、前記第2端子は、ダ
ミー端子を少なくとも1つ含む。
3記載の電子部品実装体であって、前記第1電極の幅は
前記第1端子の幅よりも狭く、前記第2電極の幅は前記
第2端子の幅よりも狭い。
の辺に第1端子の数よりも少ない数で形成された外部接
続用の第2端子とを備えた電子部品において、第2端子
の接合面の平均面積を第1端子の接合面の平均面積より
も大きく設定して接合面積配置の対称性を確保すること
により、各電極毎の押圧荷重のばら付きを極力小さくし
て、導通不良や剥離などの実装不具合を防止することが
できる。
参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の電子
部品および樹脂基板の斜視図、図2(a)は本発明の一
実施の形態の電子部品の回路形成面の平面図、図2
(b)は本発明の一実施の形態の電子部品が実装される
樹脂基板の平面図、図3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4は本発明の一実施の形
態の電子部品実装体の断面図、図5,図6は本発明の一
実施の形態の電子部品の回路形成面の平面図、図7は本
発明の一実施の形態の電子部品実装体の累積故障率を示
すグラフである。
る半導体素子1(以下、単に「チップ1」と略記す
る。)および半導体素子1が実装される樹脂基板2(以
下、単に「基板2」と略記する。)について説明する。
あり、チップ1の回路形成面(図1において上面)に
は、相対向する2つの長手方向の辺A(第1の辺),辺
B(第2の辺)に沿って複数の外部接続用の端子である
バンプが形成されている。基板2は樹脂基材3上にこれ
らのバンプが接合される電極を形成した構成となってお
り、チップ1を基板2に実装する際には、回路形成面を
下向きにした姿勢にチップ1を反転し、基板2の搭載位
置11にチップ1を位置合わせして搭載する。
板2における電極の配置について説明する。図2
(a)、に示すように、チップ1の辺A,Bにおける端
子の形状・サイズおよび配置は対称となっておらず、辺
Aには表面(接合面)の面積がSaのバンプ1a(第1
端子)がNa個、辺Aに対向する辺Bには、表面(接合
面)の面積がSbのバンプ1b(第2端子)がNb個だ
け形成されている。
ては、個数Naが大きい方のバンプ1aの面積Saが、
個数Nbが小さい方のバンプ1bの面積Sbよりも小さ
くなるようにバンプのサイズが設定される。このような
サイズ設定とすることにより、辺A側の端子の接合面の
面積の総和と、辺B側の端子の接合面の面積の総和とを
極力等しくすることができる。具体例としては、小さい
方の面積の総和が大きい方の面積の総和の75%を下回
らない程度に近似するようにサイズが設定される。
一の形状・サイズのバンプ1aを、辺Bについても同様
にすべて同一形状・サイズのバンプ1bをそれぞれ配置
する例を示したが、さらに一般化した形態においては、
同一辺において異なる複数種類の形状・サイズのバンプ
を設けるようにしてもよい。このような場合には、第1
の辺に形成された複数の外部接続用のバンプ(第1端
子)と、第1の辺と対向する第2の辺に形成されたバン
プ(第2端子)の数を比較し、第2端子が第1端子の数
よりも少ない場合には、第2端子の接合面の平均面積を
第1端子の接合面の平均面積よりも大きく設定する。こ
のような設定により、相対向する2辺に沿ってそれぞれ
形成された2つの端子群の接合面の面積の総和を極力等
しくなるようにすることができる。
状・サイズについて説明する。図2(b)に示すよう
に、基板2の上面にはチップ1の回路形成面に配置され
たバンプ1a、バンプ1bに対応する位置に、それぞれ
電極4a(第1電極)、電極4b(第2電極)が形成さ
れている。電極4a、電極4bの配置数はバンプ1a、
バンプ1bに対応しており、電極4bの数は、電極4a
の数よりも少なくなっている。
り、電極4aは搭載位置11の長手方向(矢印N方向)
に直交する方向に、電極4bは平行する方向に、それぞ
れの長手方向を合致させた配置となっている。電極4a
の幅寸法b1はバンプ1aにおいてこの幅に対応した寸
法D1よりも狭く、また電極4bの幅寸法b2はバンプ
1bにおいてこの幅に対応した寸法D2よりも狭く設定
されている。
相対向する2つの辺A,Bにおいて個数が少ない方のバ
ンプと電極、すなわちバンプ1bと電極4bの重なり合
う部分の平面投影面積の総和が、バンプ1aと電極4a
の重なり合う部分の平面投影面積の総和とできるだけ等
しくなるように、電極4a、電極4bの幅寸法b1,b
2が設定される。具体例としては、前述のように小さい
方の平面投影面積の総和が、大きい方の平面投影面積の
総和の75%を下回らない程度に近似していることが望
ましい。
辺に設けられた異なる複数種類の形状・サイズの端子に
対応して異なる複数種類の電極を設ける場合には、第1
の辺に形成された複数の外部接続用のバンプ(第1端
子)と、第1の辺と対向する第2の辺に形成されたバン
プ(第2端子)の数を比較し、第2端子が第1端子の数
よりも少ない場合には、第2端子と第2電極の重なり合
う部分の平面投影面積の平均値が、第1端子と第1電極
の重なり合う部分の平面投影面積の平均値よりも大きく
なるように電極の幅寸法を設定する。
3を参照して説明する。図3(a)において、樹脂基材
3上の搭載位置11には、電極4a、電極4bが露呈し
ており、搭載位置11の範囲外の電極4a、電極4bは
カバーフィルム5で覆われている。次に図3(b)に示
すように、搭載位置11にはディスペンサ7によってエ
ポキシ樹脂などの樹脂接着材6が塗布され、これにより
電極4a、電極4bは樹脂接着材6によって覆われる。
成面を下向きにしたチップ1を搭載ヘッド8によって保
持し、搭載ヘッド8を搭載位置11上に移動させて、バ
ンプ1a、バンプ1bをそれぞれ電極4a、電極4bに
位置合わせする。そして搭載ヘッド8を下降させてバン
プ1a、バンプ1bを電極4a、電極4b上にそれぞれ
着地させ、搭載ヘッド8によってチップ1を基板2に対
して押圧する。
極4a、電極4bの表面に接触した状態で押圧されて、
バンプ1aと電極4aが、またバンプ1bと電極4bが
それぞれが導通するとともに、樹脂接着材6が硬化する
ことによってチップ1が基板2に固着され、チップ1の
基板2への実装が完了する。
に実装した電子部品実装体の断面を示している。この電
子部品実装体においては、前述のように辺A側における
バンプ1aと電極4aとの接合面の面積の総和と、辺B
側におけるバンプ1bと電極4bとの接合面の面積の総
和とが極力等しくなるように設定されていることから、
チップ1を基板2に対して押圧する際にバンプが電極を
押圧する押圧荷重が大きくばらつくことがない。
して電極4aと樹脂基材3を撓ませる撓み状態と、バン
プ1bが電極4bを押圧して電極4bと樹脂基材3を撓
ませる撓み状態が略等しくなる。このため、電極4a、
電極4bは樹脂基材3の撓み反力によってバンプ1a、
バンプ1bにそれぞれ十分な面圧で押しつけられる。し
たがって押圧荷重が適正荷重を超えて過大となる場合に
発生しやすい電極4bの破断や、押圧荷重が不足した場
合に発生しやすい導通不良を有効に防止することができ
る。
ップ1のいずれかの辺が基板2に過度に接近する実装状
態が発生せず、したがってチップ1と基板2との隙間に
は均一で十分な厚みの樹脂接着材6の接着樹脂層が形成
され、実装後の固着強度が確保される。このため、実装
後における部品剥離などの不具合が低減される。
方向に沿った辺A,Bのみならず、これらと直交する辺
C,Dにそれぞれバンプ1c、バンプ1dが設けられて
いる場合にあっても、相対向する2辺に設けられたバン
プの数が異なり、非対称配置となっている限りにおいて
は、上述のバンプ配置、電極配置に基づくバンプや電極
のサイズ設定を適用することができる。
称性を確保する目的で、回路配線には本来必要とされな
いダミーバンプ(ダミー端子)を用いるようにしてもよ
い。すなわち、図6(a)に示すように、1の辺B側に
は3つの回路接続用のバンプ11bしか必要とされない
場合において、A辺側に設けられたバンプ1aと同じ面
積の接合面を有するバンプを、バンプ1aと同数だけ辺
B側に設けるようにする。そしてこれらのバンプのう
ち、3つの回路接続用のバンプ11b以外のバンプは、
回路配線に使用されないダミーバンプ12bとする。そ
して基板2には、これらのダミーバンプと対応した配置
でダミー電極が設けられる。
る場合において、辺Aと辺Bのバンプの数を異ならせる
ことを許容して、ダミーバンプの数をできるだけ少なく
するようにしたものである。この例では、図6(a)に
示す6個のダミーバンプ12bの接合面の総面積を、2
つのダミーバンプ22bにまとめている。このように回
路接続用としては本来必要とされないダミーバンプを追
加して用いることにより、接合面積配置の対称性が確保
され、図4に示す例と同様の良好な信頼性を有する電子
部品実装体が実現される。
の信頼性について、図7を参照して説明する。図7は、
上記実施の形態に示すチップ1を基板2に実装した電子
部品実装体を実際の使用状態に置き、試験時間の経過に
伴う導通不良や剥離などの故障が発生した割合を累積故
障率の形でグラフ表示したものである。図7中、(1)
で示すグラフは、本実施の形態の電子部品実装体につい
ての試験結果を、また(2)で示すグラフは、比較対照
のために行われた従来の電子部品実装体についての試験
結果を、それぞれ示している。
品実装体を対象とした試験では、試験時間が100時間
を経過した時点で既に故障が発生し始め、その後徐々に
累積故障率が増大している。これに対し、本実施の形態
の電子部品実装体では、800時間経過まで故障の発生
が見られず、従来の電子部品実装体と比較して信頼性が
大幅に向上していることが実証的に確認されている。
2の辺に第1端子の数よりも少ない数で形成された外部
接続用の第2端子とを備えた電子部品において、第2端
子の接合面の平均面積を第1端子の接合面の平均面積よ
りも大きく設定し接合面積配置の対称性を確保するよう
にしたので、各電極毎の押圧荷重のばら付きを極力小さ
くして、導通不良や剥離などの実装不具合を防止するこ
とができる。
板の斜視図
形成面の平面図 (b)本発明の一実施の形態の電子部品が実装される樹
脂基板の平面図
程説明図
図
の平面図
の平面図
故障率を示すグラフ
Claims (5)
- 【請求項1】回路形成面に複数の外部接続用の端子が形
成された電子部品であって、前記回路形成面側の第1の
辺に形成された複数の外部接続用の第1端子と、第1の
辺と対向する第2の辺に前記第1端子の数よりも少ない
数で形成された外部接続用の第2端子とを備え、前記第
2端子の接合面の平均面積を第1端子の接合面の平均面
積よりも大きくしたことを特徴とする電子部品。 - 【請求項2】前記第2端子は、ダミー端子を少なくとも
1つ含むことを特徴とする請求項1記載の電子部品。 - 【請求項3】回路形成面側の第1の辺に形成された複数
の外部接続用の第1端子と第1の辺と対向する第2の辺
に前記第1端子の数よりも少ない数で形成された外部接
続用の第2端子とを備えた電子部品を、前記第1端子に
対応する位置に形成された第1電極と前記第2端子に対
応する位置に形成された第2電極が設けられた基板に樹
脂接着材により固着し、前記第1端子を前記第1電極
に、前記第2端子を前記第2電極にそれぞれ接合した電
子部品実装体であって、前記第2端子と第2電極の重な
り合う部分の平面投影面積の平均値を、前記第1端子と
第1電極の重なり合う部分の平面投影面積の平均値より
も大きくしたことを特徴とする電子部品実装体。 - 【請求項4】前記第2端子は、ダミー端子を少なくとも
1つ含むことを特徴とする請求項3記載の電子部品実装
体。 - 【請求項5】前記第1電極の幅は前記第1端子の幅より
も狭く、前記第2電極の幅は前記第2端子の幅よりも狭
いことを特徴とする請求項3記載の電子部品実装体。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2002145812A JP2003338524A (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 電子部品および電子部品実装体 |
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