JP2004047617A - Mounting structure of electronic component and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品の実装構造及びその製造方法に関し、特に、接続孔の加工が容易な電子部品の実装構造及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、画像表示装置の製造方法としては、ウェーハからダイシングして電子部品(例えば半導体チップ)を分離し、分離した電子部品をダイシングシートからチップトレイに移送し、所定の加工及び転写工程を経た後に、チップトレイから電子部品を真空吸着でピックアップして、基板にマウント若しくは接続した後に配線するという方法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
図11及び図12は、上記した画像表示装置(以下、単に装置と称することがある。)の一例を示す概略図であり、それぞれ発光素子として、発光ダイオード(以下、LEDと称することがある。)40aを樹脂封止した樹脂チップ35a、又はLED40bを樹脂封止した樹脂チップ35bが実装されている。
【0004】
いずれも、基板31上に積層された絶縁層32(厚さ:約5μm)、33(厚さ:約5μm)上に、前記樹脂チップ35a又は35bが設けられ、これに隣接してこれらのLED駆動用のICチップ36が並設されている。そしてこれらを被覆する絶縁層34に接続孔43、44、45a、45bを形成後に、配線46が形成され、全体の高さHは約110〜130μmに形成されている。
【0005】
そして、図11に示す装置30のLED40aは、上部にp電極41aと下部にn電極(図示省略)とが形成され、下地成長層47上に形成された六角錐形状のLED40aにおける発光が、六角錐の斜面内側での反射を伴い基板31側から取り出される。
【0006】
また、図12に示す装置50のLED40b(プレーナタイプ)は、下部にp電極41aと上部にn電極41bとを有し、LED40bにおける発光が同様に基板31側から取り出せるようになっている。なお、p電極41aの反対側の電極41cはプロービング検査用である。
【0007】
しかしながら、図11及び図12に示すように、基板31からの樹脂チップ35a又は35bの高さA(約50〜70μm)及びICチップ36の高さB(約80〜90μm)が異なるため、これとの接続孔43と44(50〜200μmφ)の深さも異なり、これ以外の下地配線38a、38bとの接続孔45a、45bを合せて、4種類の深さの接続孔が必要であり、それぞれ接続孔の加工条件が異なる上に、深い接続孔はアスペクト比が高く、導通を得ることが困難であった。このため、特に、上記AとBが異なることが問題となっている。
【0008】
また、これらのチップ部品のマウント精度は転写位置により決められていて、転写を繰り返すことにより、同一位置に多数のデバイスをマウントするため位置ずれが累積され、配線基板上にマウントした時には大きく位置がずれることがあった。
【0009】
なお、このような電子部品の実装に関して、特開平9−321408号公報においては、半導体チップの端子にスタッドバンプを形成後に、半導体チップをプリント基板に埋め込み、これを被覆した絶縁部材に孔をあけてスタッドバンプを露出させ、これと配線パターンとを接続することにより、強固な配線ができることが開示されている。
【0010】
また、特開平10−282145号公報には、ガラス基板に設けた凹みに電子部品を配し、その電極に接続した配線を凹み以外の領域に延設し、この配線上に同じ高さのバンプを形成することにより、IC検査を容易にできることが開示されている。
【0011】
また、特開平10−223832号公報には、プリント基板上に電子部品を特定の高さに支持し、この状態で電子部品を基板にはんだ付けすることにより、低コストで良好なはんだ付けが可能になることが開示されている。
【0012】
また、特開平10−223832号公報には、基板上に設けた導電層上に、電極にバンプを設けた半導体チップ及び導電ブロックを配し、これを樹脂膜で被覆して表面を平坦化することで、ベア半導体チップの高さのばらつきを吸収できることが開示されている。
【0013】
また、特開平11−26631号公報には、半導体素子の突起状電極の先端に導電性接着材を設けることにより、これを搭載する基板のうねりに対する突起電極の高さを調整できることが開示されている。
【0014】
しかし、上記公報(以下、先願発明と称する。)のいずれも上記問題を解決するものではなく、本発明とは構成要件が異なると共に、本発明の構成を意図したものではない。
【0015】
そこで本発明の目的は、接続孔の形成が容易、かつ配線の信頼性が高められる電子部品の実装構造及びその製造方法を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、実装基体上に複数の電子部品が固定され、これらの電子部品を被覆する絶縁層に形成された接続孔を介して各電子部品の電極が取り出されている電子部品の実装構造において、
前記実装基体上に設けられた下地層の厚みの制御によって、前記複数の電子部品の各電極に対する前記接続孔の深さがほぼ同一となっている、電子部品の実装構造(以下、本発明の実装構造と称する。)に係るものである。
【0017】
本発明の実装構造によれば、基体上に設ける下地層の厚みを制御するので、各電子部品の電極の位置を同一高さに形成できるため、これらの電子部品を被覆する絶縁層において、各電子部品の電極に対する接続孔を同一加工条件の下で、一括加工することができる。その結果、接続不良のない良好な配線を形成することができ、信頼性が高められると共に、接続孔の種類が減り、製造工程の簡素化された電子部品の実装構造を提供できる。
【0018】
また、本発明は、実装基体上に複数の電子部品が固定され、これらの電子部品を被覆する絶縁層に形成された接続孔を介して各電子部品の電極が取り出されている電子部品の実装構造を製造する方法において、
前記実装基体上に制御された厚みに下地層を形成する工程と、
前記下地層上に前記複数の電子部品を固定する工程と、
前記絶縁層を形成する工程と、
この絶縁層に前記接続孔を形成する工程と
を有する、電子部品の実装構造を製造する方法(以下、本発明の製造方法と称する。)に係るものである。
【0019】
本発明の製造方法によれば、実装基体上に制御された厚みに下地層を形成し、この下地層上に複数の電子部品を固定し、この電子部品を被覆する絶縁層を形成してこの絶縁層に接続孔を形成するので、電子部品の電極に対する接続孔を同一加工条件で形成できるため、上記した本発明の実装構造と同様の効果が奏せられる、再現性の良い製造方法が提供できる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を説明する。
【0021】
上記した本発明の実装構造及び製造方法においては、厚みの制御された前記下地層の面に、前記実装基体上の最下層の配線を設けることにより、この配線の位置を高めることが可能になるため、アスペクト比の低い接続孔を形成でき、接続不良のない配線により信頼性が高められる点で望ましい。
【0022】
この場合、前記複数の電子部品の厚みの差に対応する膜厚の下地絶縁層を形成し、この絶縁層上に、厚みの小さい方の電子部品を固定することにより、厚みの小さい電子部品の電極と厚みの大きい電子部品の電極の高さを同一にし易い点で望ましい。
【0023】
但し、前記最下層の配線を前記実装基体に直接設けて、前記下地層に形成した接続孔を介して、前記下地層上に前記最下層の配線を導出するようにしてもよい。
【0024】
更に、前記複数の電子部品のうち厚みの大きい方の電子部品の下部において、前記下地絶縁層を除去して凹部を形成し、この凹部内に前記厚みの大きい電子部品を固定することが、この電子部品の位置精度が高められると共に、厚みの小さい電子部品との高さを制御し易い点で望ましい。
【0025】
これにより、前記複数の電子部品間が、前記絶縁層に形成された前記接続孔を介して電気的に良好に接続され、配線の信頼性が高められる点で望ましい。
【0026】
この場合、前記複数の電子部品の一方を発光素子とし、他方を発光素子駆動用の半導体チップとして、更に、前記発光素子を樹脂封止したチップ状態で実装することにより、画像表示装置として構成することができる。
【0027】
次に、上記した好ましい実施の形態を図面参照下で具体的に説明する。
【0028】
実施の形態1
図1は、本実施の形態による実装構造の装置25を示し、(a)は概略断面図、(b)はその一部分の拡大断面図である。
【0029】
この装置25は、既述した図12と同様なタイプのLED5を具備したものであるが、従来と異なる特徴は、一方の電子部品としての樹脂チップ5の電極11bと、他方の電子部品としてのICチップ6の電極9の高さが同一に形成されていることにより、これらの電極に対する接続孔13及び14が同一であること、ICチップ6が基板1上に直接マウントされていること、最下層の配線8aに対する接続孔15aが浅く形成され、このアスペクト比が低く形成されていることである。
【0030】
この実装構造は、図1(a)に示すように、基板1上に積層された絶縁層2、3の一部分が選択的に除去され、この部分にICチップ6がダイボンディング材7を介して基板1上に直接固定され、樹脂チップ5は積層された絶縁層3の上にダイボンディング材7を介して固定されている。その結果、樹脂チップ5の電極11bとICチップ6の電極9が同一の高さに形成されているが、この高さはICチップ6の厚さ(約70〜80μm)と樹脂チップ5の厚さ(約40〜60μm)の差に一致させて、絶縁層2の厚さを制御することにより形成されている。
【0031】
即ち、既述したように、図11又は図12に示した従来の装置において、1層目の絶縁層32の厚さ:約5μm、2層目の絶縁層33の厚さ:約5μm、絶縁層32又は33を含むAの高さ:約50〜70μm及びBの高さ:約80〜90μmであることから、両絶縁層の厚みの合計10μmを差引くと、Bの高さのうちのICチップ36の厚さは70〜80μm、Aの高さのうちの樹脂チップ35a(又は35b)の厚さは40〜60μmである。
【0032】
従って、図11又は図12における実際のBとAの差(A−B)は10〜40μmであることから、本実施の形態における1層目の絶縁層2の厚さ(t)は10〜40μm(例えば10μm)に形成し、樹脂チップ5及びICチップ6の電極を同一高さに形成している。
【0033】
つまり、図1(b)に示すように、1層目の絶縁層2の厚さt、ICチップ6の厚さx及び樹脂チップ5の厚さyは、t=x−yの関係になっている。また、樹脂チップ5はLED10及びその電極等を封止するために、上部に封止樹脂の厚みzを有して全体の厚さyが構成されている。従って、2層目の絶縁層3の厚さzは封止樹脂の厚みに合せることにより、ICチップ6の電極9と樹脂チップ5の電極11bの高さを同一にすることができる。
【0034】
そして、図1(a)に示すように、1層目の絶縁層2の上に最下層の配線8aが配され、2層目の絶縁層3の上に2層目の下層配線8bが配されることにより、クロス配線を可能としている。このようにクロス配線に不可欠な2層構造の上方の絶縁層3の上に樹脂チップ5が配されるため、2層目の絶縁層3の厚み(z)を樹脂チップ5の封止樹脂の厚み(z)と同様の膜厚に形成することにより、t=x−yの関係を構成し、樹脂チップ5の電極11bとICチップ6の電極9の高さを同一に配置している。
【0035】
また、最下層の配線8aが、制御された膜厚(従来より厚い)の絶縁層2の上に配置されることにより、基板1からの高さh(図1参照)は従来に比べて高くなるため、この接続孔15aの深さが浅くなり、アスペクト比が低く形成されている。
【0036】
従って、図1(a)に示すように、ICチップ6及び樹脂チップ5の電極9、11bに対する接続孔13、14が同一に形成されるため、ICチップ6と樹脂チップ5の電極9、11bに対する接続孔の種類が減り、製造プロセスを簡素化することができると共に、下層配線8aに対しても低いアスペクト比の接続孔15aを形成できる。
【0037】
図2〜図4に上記装置の製造プロセスの概略断面図を示す。
【0038】
まず、図2(a)に示す基板1上に、図2(b)に示すように1層目の絶縁層2を形成し、この一端(図中左側)寄りにアルミニウム(Al)からなる最下層の配線8aを配する。この際、実装するICチップ6と樹脂チップ5の厚みの差tを予め測定しておき、この差に一致した厚さに絶縁層2を形成する。
【0039】
次いで、図2(c)に示すように、2層目の絶縁層3を積層する。そしてこの膜厚は上記した如く、この上に固定する樹脂チップ5の封止樹脂の厚さ(図1におけるz)と同一の厚さに形成する。
【0040】
次いで、図2(d)に示すように、最下層の配線8aとは反対側の端部寄りの2層目の絶縁層3上に、Alからなる次の下層配線8bを配する。なお、本実施の形態の下層配線は2層であるが、配線層が多層の場合は、2層目の配線8bの上に更に絶縁層を積層して、配線層を更に形成する。
【0041】
次いで、図2(e)に示すように、ICチップ6をマウントするために、絶縁層2、3の除去部18を形成する。従って、配線はこの除去部を通らないように設計しておく。これにより、ICチップ6と樹脂チップ5の高さを同一にし易いと共に、位置ずれが吸収されてICチップ6のマウント精度を高めることができる。
【0042】
次いで、図3(f)に示すように、上記除去部18にICチップ6をダイボンディング材7を介して固定し、これに隣接して絶縁層3上に樹脂チップ5をダイボンディング材7を介して固定する。
【0043】
次いで、図3(g)に示すように、マウントしたICチップ6及び樹脂チップ5を含む絶縁層3の上部を被覆するように、絶縁層4を形成する。
【0044】
次いで、図3(h)に示すように、各下層配線8a、8b及びICチップ6の電極9と樹脂チップ5の電極11bに対し、これらの電極と接続させるための接続孔15a、15b、13及び14をレーザビーム19の照射によって形成する。
【0045】
ICチップ6の電極9及び樹脂チップ5の電極11bも下層配線8a、8bと同様にアルミニウムで形成されているため、レーザ光照射時に熱吸収率の低いアルミニウムの特性によって、電極等がレーザによって損傷され難いため、高出力の短波長レーザによる接続孔の加工が容易である。
【0046】
レーザビーム19による接続孔の加工は、図3(h)に示すように、接続孔の深さ毎にマスク20を選択し、レンズ21により焦点を絞り、更に、深い接続孔用のレーザ又は浅い接続孔用のレーザを用い、レーザビーム19のショット数を変えてアブレーションすることにより、各種の深さの接続孔を任意に形成でき、この加工に伴って接続孔の径及びテーパが形成される。
【0047】
特に、ICチップ6及び樹脂チップ5の電極に対する接続孔13、14は同一条件の下で一括加工できる。また、下層配線8a、8bに対する接続孔15a、15bは、底部の面積も大きく、テーパ角も大きくとれるので接続孔入り口での配線の段切れも生じ難くなる。
【0048】
次いで、図4(i)に示すように、各接続孔15a、15b、13及び14を含む絶縁層4の上面にスパッタリング等の物理的成膜法によりCu(銅)膜16Aを被着する。この際、電極等のAlとCuに接続性のよい無電解Niめっき(図示省略)を予め施しておくことにより、Alからなる下層配線8a、8b、ICチップ6の電極9、樹脂チップ5の電極11b等とCu膜16Aとの接続性及び導電性を高めることができる。
【0049】
次いで、図4(j)に示すように、被着したCu膜16AをフォトリソグラフィーでパターニングしてCu配線16を形成する。そして、配線16の形成後、保護層(図示せず)を配線16上に形成し、画像表示装置のパネルを完成する。
【0050】
本実施の形態によれば、実装する樹脂チップ5とICチップ6との厚みの差に一致させて、基板1上に配する1層目の絶縁層2の厚みを制御し、2層目の絶縁層3を樹脂チップ5の封止樹脂の厚み(z)と同一の厚さで積層して、樹脂チップ5をこの絶縁層3上にマウントし、ICチップ6はこれらの絶縁層2、3を選択的に除去して基板1上に直接マウントするので、ICチップ6の電極9と樹脂チップ5の電極11bの基板1上における高さを同一に配置することができる。
【0051】
従って、ICチップ6の電極9及び樹脂チップ5の電極11bに対する接続孔13、14を同一の加工条件で同一の深さに一括加工にて形成でき、製造工程を簡素化できる。しかも、制御によって厚く形成された1層目の絶縁層2上に最下層の配線8aが配されるので、この接続孔15aが従来よりも浅く、低いアスペクト比に形成できる。これによりICチップ6及び樹脂チップ5の電極9、11bとの接続孔13、14と同様に、最下層の配線8aとの接続孔15等についても接続不良のない良好な配線を形成でき、信頼性を高めることができる。
【0052】
上記したように、本実施の形態は、既述した先願発明が意図していない構成と特徴とを有しており、先願発明のいずれも、その構成を本実施の形態に適用することは不可能であり、無理に適用しても本実施の形態の目的を実現することはできない。
【0053】
実施の形態2
図5は、本実施の形態による実装構造の装置26を示し、(a)は概略断面図、(b)はその一部分の拡大断面図である。
【0054】
この装置26も、基本的な構造は実施の形態1とほぼ同様であるが、厚みの薄い樹脂チップ5A(電極11a、11bが封止樹脂外に露出している。)を実装している点が異なる。
【0055】
即ち、この樹脂チップ5Aも2層目の絶縁層3上に接着材17を介して固定され、これ以外は実施の形態1と同様の構造になっている。従って、実施の形態1の樹脂チップ5に比べて、封止用の樹脂が用いられていないため、この樹脂相当分だけ厚みが薄くなるが、この場合も、ICチップ6と樹脂チップ5Aの厚みの差に一致するように、絶縁層2、3の厚みを制御することにより、ICチップ6の電極9と樹脂チップ5Aの電極11bの高さが同一に形成されている。
【0056】
つまり、図5(b)に示すように、この場合の絶縁層の厚さtは、1層目の絶縁層2及び2層目の絶縁層3の合計の厚さであり、樹脂チップ5Aの厚さy’は接着材17を含む厚さであり、実施の形態1と同様のICチップ6の厚みxとの関係は、t=x−y’となっている。
【0057】
従って、最下層の配線8aを実施の形態1と同様に形成するとすれば、1層目の絶縁層2の厚みは変らないため、2層目の絶縁層3の厚みを制御して合計の厚さy’が形成されている。
【0058】
これにより、ICチップ6の電極9及び樹脂チップ5Aの電極11bを、基板1上において同一の高さに形成することができるため、この両チップの各電極9、11bに対する接続孔13、14を同一の加工条件で同一に形成することができ、実施の形態1と同等の効果を得ることができる。
【0059】
実施の形態3
図6は、本実施の形態による実装構造の装置27を示し、(a)は概略断面図、(b)はその一部分の拡大断面図である。
【0060】
この装置も、基本的な構造は実施の形態1とほぼ同様であるが、ICチップ6Aの厚みが実施の形態1の場合よりも薄く形成されている点が異なる。
【0061】
即ち、各種の半導体チップが薄型化傾向にあり、薄型化されたICチップ6Aを用いた実装構造である。従って、図6に示すように、このICチップ6Aのマウント部は2層目の絶縁層3のみを除去し、ICチップ6Aは1層目の絶縁層2の上に固定されている。これ以外は実施の形態1と同様な構成である。
【0062】
従って、図6(b)に示すように、絶縁層2、3の厚み及び樹脂チップ5の厚みは実施の形態1と変らず、ICチップ6Aの厚みのみが異なるため、ICチップ6Aの厚み(x’)は絶縁層3の厚み(z’)との関係となり、z’=x’−y+zとなっている。
【0063】
このように、この場合も、ICチップ6Aと樹脂チップ5の厚みの差に一致させて、絶縁層3の厚みを制御することにより、ICチップ6Aの電極9と樹脂チップ5の電極11bの高さが同一に形成されている。
【0064】
また、本実施の形態は図6に示すように、ICチップ6Aを1層目の絶縁層2の上にマウントしているが、ICチップ6Aの厚さに応じて絶縁層の除去も異なる。即ち、絶縁層2の一部分も除去する必要がある場合や、絶縁層3の一部分のみの除去で足りる場合など、種々の形態が想定されるが、いずれの場合も、その状態に応じたICチップ6Aと樹脂チップ5の厚みの差を基に絶縁層の厚みを制御する。
【0065】
これにより、ICチップ6Aの電極9及び樹脂チップ5の電極11bの高さを同一に形成できるため、この両チップの各電極9、11bに対する接続孔13、14を同一の加工条件で同一に形成することができ、実施の形態1と同等の効果を得ることができる。
【0066】
図7に、実施の形態1の変形例を示す。
【0067】
この装置28が実施の形態1と異なる点は、最下層の配線8aが基板1上に直接形成され、この配線8a上にプラグ23を設けて、接続孔が2層目の配線8bに対する接続孔15bと同一に形成されていることである。
【0068】
従って、これ以外は実施の形態1と同様な構造であるため、ICチップ6の電極9及び樹脂チップ5の電極11bとの接続孔13、14が、同一の加工条件で同一に形成できることに加え、下層配線8a、8bとの接続孔15bが同一の加工条件で、同一のアスペクト比に形成できるため、接続孔の種類を更に減らせる利点がある。
【0069】
図8〜図10にこの製造プロセスの概略断面図を示すが、この製造プロセスも実施の形態1の製造プロセス(図2〜図4)と類似点が多いので、異なる点を中心に説明する。
【0070】
即ち、図8(a)に示すように、まず基板1上に最下層の配線8aを形成し、この上に絶縁層2、3を積層する(図8(b))。
【0071】
次いで、図8(c)に示すように、上記配線8aに対する接続孔24がレーザ加工され、この接続孔24にプラグ23を2層目の絶縁層3を超える高さに設ける。そしてこの高さは、これと反対側の端部側の絶縁層3上に形成する2層目の下層配線8bと同一高さに形成する(図8(d))。
【0072】
次いで、図8(e)に示すように、ICチップ6をマウント部するための絶縁層2、3の選択的除去を行い、続いて、この除去部18へのICチップ6の固定及び絶縁層3上への樹脂チップ5の固定を行う(図9(f))。
【0073】
次いで、図9(g)〜図10(j)に示すプロセスを、実施の形態1におけるプロセス(図3(g)〜図4(j)参照)と同様に行う。
【0074】
上記した各実施の形態は、本発明の技術的思想に基づいて更に変形が可能である。
【0075】
例えば、ICチップ6(6A)と樹脂チップ5(5A)との厚みの差に一致させて絶縁層の厚みを制御する方法は、実施の形態と同等の効果が得られれば任意であってもよく、また、実施の形態以外の制御方法で行ってもよい。
【0076】
また、実施の形態では、一般的に樹脂チップ5よりも厚いICチップ6をマウントするために、絶縁層2、3に除去部18を設けたが、樹脂チップ5の方がICチップ6よりも厚い場合には、上記除去部18を樹脂チップ5の側に形成してもよい。
【0077】
また、下層配線が更に多層である場合は、更に絶縁層を配線毎に積層すると共に、ICチップと樹脂チップの電極の高さを同一にするための絶縁層の厚みの制御も、実態に即して適宜にすることができる。
【0078】
また、実施の形態は、ICチップ6(6A)と樹脂チップ5(5A)の実装に関するものであるが、図11に示した如き構造の素子をはじめ、他の任意の素子の実装に適用することができる。
【0079】
また、実施の形態における各部の材質、構造及び形状等も適宜にすることができる。
【0080】
【発明の作用効果】
上述した如く、本発明の電子部品の実装構造及びその製造方法によれば、基体上に設ける下地層の厚みを制御するので、各電子部品の電極の位置を同一高さに形成できるため、これらの電子部品を被覆する絶縁層において、各電子部品の電極に対する接続孔を同一加工条件の下で、一括加工することができる。その結果、接続不良のない良好な配線を形成することができ、信頼性が高められると共に、接続孔の種類が減り、製造工程の簡素化された電子部品の実装構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1による実装構造を示し、(a)は概略断面図、(b)は一部の拡大断面図である。
【図2】同、実装構造の製造プロセスを示す概略断面図である。
【図3】同、実装構造の他の製造プロセスを示す概略断面図である。
【図4】同、実装構造の更に他の製造プロセスを示す概略断面図である。
【図5】同、実施の形態2による電子部品の実装構造を示し、(a)は概略断面図、(b)は一部分の拡大断面図である。
【図6】同、実施の形態3による電子部品の実装構造を示し、(a)は概略断面図、(b)は一部分の拡大断面図である。
【図7】同、実施の形態1の変形例による実装構造の概略断面図である。
【図8】同、実装構造の製造プロセスを示す概略断面図である。
【図9】同、実装構造の他の製造プロセスを示す概略断面図である。
【図10】同、実装構造の更に他の製造プロセスを示す概略断面図である。
【図11】従来例による電子部品の実装構造の一例を示す概略断面図である。
【図12】従来例による電子部品の実装構造の他の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1…基板、2、3、4…絶縁層、5、5A…樹脂チップ、
6、6A…ICチップ、7…ダイボンディング材、8a、8b…下層配線、
9…電極、10…発光ダイオード、11a…p電極、11b…n電極、
13、14、15a、15b、24…接続孔、16…配線、16A…銅、
17…接着材、18…除去部、19…レーザビーム、20…マスク、
21…レンズ、23…プラグ、25、26、27、28…装置、
h…最下層配線の基板からの高さ、t…1層目の絶縁層の厚み、
x、x’、B…ICチップの厚み、y、y’A…樹脂チップの厚み、
z…2層目の絶縁層の厚み(又は、樹脂チップ上部の厚み)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mounting structure of an electronic component and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a mounting structure of an electronic component in which connection holes can be easily processed and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of manufacturing an image display device, an electronic component (for example, a semiconductor chip) is separated by dicing from a wafer, the separated electronic component is transferred from a dicing sheet to a chip tray, and after a predetermined processing and transfer process, A method is known in which electronic components are picked up from a chip tray by vacuum suction, mounted or connected to a substrate, and then wired.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
FIGS. 11 and 12 are schematic diagrams illustrating an example of the above-described image display device (hereinafter, may be simply referred to as a device). Each of the light-emitting elements may be referred to as a light-emitting diode (hereinafter, may be referred to as an LED). ) A resin chip 35a in which resin 40a is sealed with resin or a resin chip 35b in which
[0004]
In any case, the resin chip 35a or 35b is provided on an insulating layer 32 (thickness: about 5 μm) or 33 (thickness: about 5 μm) laminated on a
[0005]
The LED 40a of the
[0006]
The
[0007]
However, as shown in FIGS. 11 and 12, the height A (about 50 to 70 μm) of the resin chip 35a or 35b from the
[0008]
In addition, the mounting accuracy of these chip components is determined by the transfer position. By repeating the transfer, many devices are mounted at the same position, and the positional deviation is accumulated. There was a shift.
[0009]
Regarding the mounting of such electronic components, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-321408, after forming stud bumps on terminals of a semiconductor chip, the semiconductor chip is embedded in a printed circuit board, and a hole is formed in an insulating member covering the printed circuit board. It is disclosed that a strong wiring can be formed by exposing a stud bump and connecting it to a wiring pattern.
[0010]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-282145 discloses that an electronic component is arranged in a recess provided in a glass substrate, a wiring connected to the electrode is extended to a region other than the recess, and bumps having the same height are provided on the wiring. It is disclosed that the IC inspection can be facilitated by forming the.
[0011]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-223832 discloses that low-cost and good soldering can be achieved by supporting an electronic component on a printed board at a specific height and soldering the electronic component to the board in this state. Is disclosed.
[0012]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-223832 discloses that a semiconductor chip and a conductive block provided with bumps on electrodes are arranged on a conductive layer provided on a substrate, and this is covered with a resin film to planarize the surface. Thus, it is disclosed that variations in the height of bare semiconductor chips can be absorbed.
[0013]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-26631 discloses that by providing a conductive adhesive at the tip of a protruding electrode of a semiconductor element, the height of the protruding electrode with respect to the undulation of a substrate on which it is mounted can be adjusted. I have.
[0014]
However, none of the above publications (hereinafter, referred to as the prior invention) solves the above-mentioned problem, and the constitutional requirements are different from the present invention, and the constitution of the present invention is not intended.
[0015]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a mounting structure of an electronic component in which connection holes can be easily formed and wiring reliability is improved, and a method of manufacturing the same.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention provides a method for mounting an electronic component in which a plurality of electronic components are fixed on a mounting base and electrodes of each electronic component are taken out through connection holes formed in an insulating layer covering these electronic components. In structure
By controlling the thickness of a base layer provided on the mounting substrate, the mounting structure of an electronic component (hereinafter, referred to as the present invention), in which the depth of the connection hole for each electrode of the plurality of electronic components is substantially the same. Mounting structure).
[0017]
According to the mounting structure of the present invention, since the thickness of the underlayer provided on the base is controlled, the positions of the electrodes of each electronic component can be formed at the same height. The connection holes for the electrodes of the electronic component can be collectively processed under the same processing conditions. As a result, it is possible to form a favorable wiring without a connection failure, to improve reliability, to reduce the types of connection holes, and to provide a mounting structure of an electronic component with a simplified manufacturing process.
[0018]
In addition, the present invention also relates to a mounting of an electronic component in which a plurality of electronic components are fixed on a mounting base, and electrodes of the respective electronic components are taken out through connection holes formed in an insulating layer covering these electronic components. In the method of manufacturing a structure,
Forming an underlayer to a controlled thickness on the mounting substrate;
Fixing the plurality of electronic components on the underlayer,
Forming the insulating layer;
Forming the connection hole in the insulating layer;
(Hereinafter, referred to as a manufacturing method of the present invention).
[0019]
According to the manufacturing method of the present invention, an underlayer is formed at a controlled thickness on a mounting substrate, a plurality of electronic components are fixed on the underlayer, and an insulating layer covering the electronic components is formed. Since the connection hole is formed in the insulating layer, the connection hole for the electrode of the electronic component can be formed under the same processing conditions. Therefore, the same effect as the above-described mounting structure of the present invention can be obtained, and a highly reproducible manufacturing method is provided. it can.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
[0021]
In the mounting structure and the manufacturing method of the present invention described above, the lowermost layer wiring on the mounting base is provided on the surface of the underlayer whose thickness is controlled, whereby the position of the wiring can be increased. Therefore, a connection hole having a low aspect ratio can be formed, and the reliability is improved by wiring without connection failure.
[0022]
In this case, a base insulating layer having a film thickness corresponding to the difference in thickness between the plurality of electronic components is formed, and the electronic component having a smaller thickness is fixed on the insulating layer, whereby the electronic component having a smaller thickness is formed. This is desirable in that it is easy to make the height of the electrode of the electronic component thicker than that of the electrode.
[0023]
However, the wiring of the lowermost layer may be provided directly on the mounting base, and the wiring of the lowermost layer may be led out onto the underlying layer through a connection hole formed in the underlying layer.
[0024]
Further, it is preferable that the lower insulating layer is removed and a recess is formed below the thicker electronic component of the plurality of electronic components, and the thick electronic component is fixed in the recess. This is desirable because the position accuracy of the electronic component can be enhanced and the height of the electronic component with a small thickness can be easily controlled.
[0025]
This is desirable in that the plurality of electronic components are electrically connected well via the connection holes formed in the insulating layer, and the reliability of wiring is enhanced.
[0026]
In this case, one of the plurality of electronic components is a light emitting element, the other is a semiconductor chip for driving the light emitting element, and further, the light emitting element is mounted in a resin-sealed chip state to form an image display device. be able to.
[0027]
Next, the preferred embodiments described above will be specifically described with reference to the drawings.
[0028]
1A and 1B show a
[0029]
This
[0030]
In this mounting structure, as shown in FIG. 1A, a part of the insulating
[0031]
That is, as described above, in the conventional device shown in FIG. 11 or FIG. 12, the thickness of the first insulating layer 32: about 5 μm, the thickness of the second insulating layer 33: about 5 μm, Since the height of A including the
[0032]
Therefore, the actual difference (AB) between B and A in FIG. 11 or FIG. 12 is 10 to 40 μm, and thus the thickness (t) of the first insulating layer 2 in this embodiment is 10 to 40 μm. The
[0033]
That is, as shown in FIG. 1B, the thickness t of the first insulating layer 2, the thickness x of the
[0034]
Then, as shown in FIG. 1A, the
[0035]
Further, since the
[0036]
Therefore, as shown in FIG. 1A, since the connection holes 13 and 14 for the
[0037]
2 to 4 show schematic cross-sectional views of a manufacturing process of the above device.
[0038]
First, a first insulating layer 2 is formed on a
[0039]
Next, as shown in FIG. 2C, a second
[0040]
Next, as shown in FIG. 2D, the next
[0041]
Next, as shown in FIG. 2E, in order to mount the
[0042]
Next, as shown in FIG. 3 (f), the
[0043]
Next, as shown in FIG. 3G, the insulating layer 4 is formed so as to cover the upper part of the insulating
[0044]
Then, as shown in FIG. 3 (h), the
[0045]
The
[0046]
As shown in FIG. 3H, the processing of the connection hole by the
[0047]
In particular, the connection holes 13 and 14 for the electrodes of the
[0048]
Next, as shown in FIG. 4I, a Cu (copper)
[0049]
Next, as shown in FIG. 4J, the
[0050]
According to the present embodiment, the thickness of the first insulating layer 2 disposed on the
[0051]
Therefore, the connection holes 13 and 14 for the
[0052]
As described above, the present embodiment has the configuration and features not intended by the prior invention described above, and any of the prior inventions applies the configuration to the present embodiment. Is impossible, and the object of the present embodiment cannot be realized even if it is forcibly applied.
[0053]
Embodiment 2
5A and 5B show a
[0054]
This
[0055]
That is, the resin chip 5A is also fixed on the second insulating
[0056]
That is, as shown in FIG. 5B, the thickness t of the insulating layer in this case is the total thickness of the first insulating layer 2 and the second insulating
[0057]
Accordingly, if the
[0058]
As a result, the
[0059]
6A and 6B show a
[0060]
The basic structure of this device is almost the same as that of the first embodiment, except that the thickness of the IC chip 6A is smaller than that of the first embodiment.
[0061]
That is, various semiconductor chips tend to be thinner, and the mounting structure uses the thinned IC chip 6A. Accordingly, as shown in FIG. 6, only the second insulating
[0062]
Therefore, as shown in FIG. 6B, the thicknesses of the insulating
[0063]
Thus, also in this case, the height of the
[0064]
In this embodiment, as shown in FIG. 6, the IC chip 6A is mounted on the first insulating layer 2, but the removal of the insulating layer differs depending on the thickness of the IC chip 6A. That is, various forms are conceivable, such as a case where it is necessary to remove a part of the insulating layer 2 or a case where it is sufficient to remove only a part of the insulating
[0065]
As a result, the height of the
[0066]
FIG. 7 shows a modification of the first embodiment.
[0067]
This
[0068]
Therefore, since the structure other than the above is the same as that of the first embodiment, the connection holes 13 and 14 for the
[0069]
FIGS. 8 to 10 show schematic cross-sectional views of this manufacturing process. Since this manufacturing process has many similarities to the manufacturing process of the first embodiment (FIGS. 2 to 4), different points will be mainly described.
[0070]
That is, as shown in FIG. 8A, the
[0071]
Next, as shown in FIG. 8C, a
[0072]
Next, as shown in FIG. 8E, the insulating
[0073]
Next, the processes shown in FIGS. 9G to 10J are performed in the same manner as the processes in the first embodiment (see FIGS. 3G to 4J).
[0074]
Each of the embodiments described above can be further modified based on the technical idea of the present invention.
[0075]
For example, the method of controlling the thickness of the insulating layer in accordance with the difference in thickness between the IC chip 6 (6A) and the resin chip 5 (5A) may be arbitrary as long as the same effect as in the embodiment can be obtained. Alternatively, control may be performed by a control method other than the embodiment.
[0076]
Further, in the embodiment, in order to mount the
[0077]
In the case where the lower wiring is further multilayered, an insulating layer is further laminated for each wiring, and the control of the thickness of the insulating layer in order to make the heights of the electrodes of the IC chip and the resin chip the same is also immediate. And can be made appropriately.
[0078]
Although the embodiment relates to the mounting of the IC chip 6 (6A) and the resin chip 5 (5A), the embodiment is applied to the mounting of any other element including the element having the structure shown in FIG. be able to.
[0079]
Further, the material, structure, shape, and the like of each part in the embodiment can be appropriately set.
[0080]
Operation and Effect of the Invention
As described above, according to the electronic component mounting structure and the method of manufacturing the same of the present invention, since the thickness of the base layer provided on the base is controlled, the positions of the electrodes of each electronic component can be formed at the same height. In the insulating layer covering the electronic component, the connection holes for the electrodes of each electronic component can be collectively processed under the same processing conditions. As a result, it is possible to form a favorable wiring without a connection failure, to improve reliability, to reduce the types of connection holes, and to provide a mounting structure of an electronic component with a simplified manufacturing process.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show a mounting structure according to a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a schematic cross-sectional view, and FIG. 1B is a partially enlarged cross-sectional view.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing process of the mounting structure.
FIG. 3 is a schematic sectional view showing another manufacturing process of the mounting structure.
FIG. 4 is a schematic sectional view showing still another manufacturing process of the mounting structure.
5A and 5B show a mounting structure of an electronic component according to the second embodiment, wherein FIG. 5A is a schematic cross-sectional view and FIG. 5B is a partially enlarged cross-sectional view.
6A and 6B show a mounting structure of an electronic component according to the third embodiment, wherein FIG. 6A is a schematic cross-sectional view and FIG. 6B is an enlarged cross-sectional view of a part.
FIG. 7 is a schematic sectional view of a mounting structure according to a modification of the first embodiment.
FIG. 8 is a schematic sectional view showing a manufacturing process of the mounting structure.
FIG. 9 is a schematic sectional view showing another manufacturing process of the mounting structure.
FIG. 10 is a schematic sectional view showing still another manufacturing process of the mounting structure.
FIG. 11 is a schematic sectional view showing an example of a mounting structure of an electronic component according to a conventional example.
FIG. 12 is a schematic sectional view showing another example of a mounting structure of an electronic component according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 ... substrate, 2,3,4 ... insulating layer, 5,5A ... resin chip,
6, 6A: IC chip, 7: Die bonding material, 8a, 8b: Lower wiring,
9 ... electrode, 10 ... light emitting diode, 11a ... p electrode, 11b ... n electrode,
13, 14, 15a, 15b, 24 ... connection hole, 16 ... wiring, 16A ... copper,
17 adhesive, 18 removal part, 19 laser beam, 20 mask,
21 ... lens, 23 ... plug, 25, 26, 27, 28 ... device,
h: height of the lowermost wiring from the substrate; t: thickness of the first insulating layer;
x, x ', B: thickness of IC chip, y, y'A: thickness of resin chip,
z: The thickness of the second insulating layer (or the thickness of the upper part of the resin chip)
Claims (18)
前記実装基体上に設けられた下地層の厚みの制御によって、前記複数の電子部品の各電極に対する前記接続孔の深さがほぼ同一となっている、電子部品の実装構造。In a mounting structure of an electronic component in which a plurality of electronic components are fixed on a mounting base, and electrodes of each electronic component are taken out through connection holes formed in an insulating layer covering these electronic components,
An electronic component mounting structure, wherein a depth of the connection hole for each electrode of the plurality of electronic components is substantially the same by controlling a thickness of a base layer provided on the mounting substrate.
前記実装基体上に制御された厚みに下地層を形成する工程と、
前記下地層上に前記複数の電子部品を固定する工程と、
前記絶縁層を形成する工程と、
この絶縁層に前記接続孔を形成する工程と
を有する、電子部品の実装構造を製造する方法。In a method of manufacturing a mounting structure of an electronic component, a plurality of electronic components are fixed on a mounting base, and electrodes of each electronic component are taken out through connection holes formed in an insulating layer covering these electronic components. ,
Forming an underlayer to a controlled thickness on the mounting substrate,
Fixing the plurality of electronic components on the underlayer;
Forming the insulating layer;
Forming the connection hole in the insulating layer.
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