JP2006228953A - Surface mounted package - Google Patents
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- Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
Abstract
Description
本発明は、実装信頼性に優れるチップレベルの表面実装パッケージに関する。 The present invention relates to a chip-level surface-mount package having excellent mounting reliability.
近年、チップレベルの表面実装パッケージにおける実装用基板として、薄く、柔軟性に富むフレキシブルプリント基板(FPC、Flexible Printed Circuit)が多用されている。一般に、FPCは、フィルム状の基材の一の面に回路パターンが形成されたものであって、フィルム状の基材が柔軟性を有する高分子樹脂等でなることにより、屈曲特性を発現するものである。例えば、シリコンウエハに、酸化膜形成、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、ドーピング、配線等の手順で回路形成し、ダイシングによりチップ単位に切り分けた後に、FPCに得られたチップ(デバイスチップ)を載置し、ボンディング、モールディング等を経て、集積回路(IC)の表面実装パッケージを作製することが出来る。 In recent years, a thin and flexible printed circuit board (FPC, Flexible Printed Circuit) is frequently used as a mounting board in a chip-level surface-mount package. In general, an FPC has a circuit pattern formed on one surface of a film-like substrate, and exhibits bending characteristics when the film-like substrate is made of a flexible polymer resin or the like. Is. For example, after forming a circuit on a silicon wafer according to procedures such as oxide film formation, resist coating, exposure, development, etching, doping, wiring, etc., and cutting into chips by dicing, chips (device chips) obtained in FPC are obtained. Through mounting, bonding, molding, and the like, a surface mount package of an integrated circuit (IC) can be manufactured.
図6及び図7は、従来の表面実装パッケージを示す図であり、図7は斜視図であり、図6は図7におけるAA断面を表す図である。図示される表面実装パッケージ60では、フレキシブルプリント基板61(FPC61)の一の面(図中において上面)側にデバイスチップ63が配置され、同じ面側に内部電極66が設けられている。デバイスチップ63は、配線67で内部電極66と電気的に接続され、FPC61の貫通孔65に形成された外部接続用バンプ64と導通している(即ち、貫通孔65はビアホールになっている)。外部接続用バンプ64は、その外部接続に関わる部分がFPC61から露出している。そして、外部接続用バンプ64を除く全体が、絶縁材62によって被覆され、保護・絶縁が図られている。尚、表面実装パッケージにかかる先行文献として、例えば特許文献1が挙げられる。
表面実装パッケージでは、従来より、常に小型化の要請があるが、それと同時に実装信頼性を確保することも重要である。例えば、図6に示される従来の表面実装パッケージ60では、外部接続用バンプ64を大きくすればするほど実装信頼性は向上する。しかし、FPC61を絶縁材62によって被覆する際に、貫通孔65からの絶縁材の漏れを防止するため、外部接続用バンプ64の内部電極66に接触する面積は、FPC61に面した内部電極66の大きさより常に小さくしなければならない。従って、外部接続用バンプ64を、より大きくして、実装信頼性を更に向上させようとしても、FPC61に面した内部電極66の大きさによって、常に制限されてしまう。一方、表面実装パッケージ60を小型化するために内部電極66のFPC61に面した大きさを小さくしようとすれば、上記外部接続用バンプ64を小さくしなければならない。
In surface mount packages, there has always been a demand for miniaturization, but at the same time, it is important to ensure mounting reliability. For example, in the conventional
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、表面実装パッケージを小型化しても、その実装信頼性を十分に確保することが出来る手段を提供することにある。研究が重ねられた結果、以下に示す手段により、この目的を達成出来ることが見出された。 The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide means capable of sufficiently ensuring the mounting reliability even if the surface mounting package is downsized. There is to do. As a result of repeated research, it was found that this purpose can be achieved by the following means.
即ち、先ず、本発明によれば、フレキシブルプリント基板にデバイスチップが載置され、絶縁被覆されている表面実装パッケージであって、フレキシブルプリント基板は、貫通孔が開けられた絶縁性フィルムと、その絶縁性フィルムの一の面において貫通孔を塞ぐように形成された平坦な外部接続用電極と、を有し、貫通孔は、絶縁性フィルムの一の面側から他の面側に向けて徐々に広がるテーパー形状を呈するとともに、その貫通孔に、外部接続用電極と電気的に接続される内部接続用バンプが形成され、更に、デバイスチップは、絶縁性フィルムの他の面に載置され、外部接続用電極と電気的に接続されている表面実装パッケージが提供される。 That is, first, according to the present invention, a surface mount package in which a device chip is mounted on a flexible printed circuit board and is insulation-coated, the flexible printed circuit board includes an insulating film having a through hole, and its A flat external connection electrode formed so as to block the through hole on one surface of the insulating film, and the through hole gradually moves from one surface side to the other surface side of the insulating film. The internal connection bumps that are electrically connected to the external connection electrodes are formed in the through-holes, and the device chip is placed on the other surface of the insulating film. A surface mount package electrically connected to an external connection electrode is provided.
本発明の表面実装パッケージにおいて、貫通孔がテーパー形状を呈する、とは、絶縁性フィルムに、意図して、テーパー形状を呈する貫通孔が設けられていることを意味し、直胴状の貫通孔を得ようとしたが打抜加工(機械加工)やレーザ加工における加工精度の限界によって、結果として貫通孔がテーパー形状になったものではない。テーパー形状に加工する手段としては、エッチング、レーザ加工、ドリルによるザグリ加工、プラズマ加工等が採用出来、光学顕微鏡で確認することが出来る。 In the surface mount package of the present invention, that the through-hole has a tapered shape means that the insulating film is intentionally provided with a through-hole having a tapered shape. However, due to the limit of processing accuracy in punching (machining) and laser processing, the through hole does not have a tapered shape as a result. Etching, laser processing, counterbore processing with a drill, plasma processing, etc. can be adopted as means for processing into a tapered shape, which can be confirmed with an optical microscope.
本発明の表面実装パッケージにおいて、上記テーパー形状を呈する貫通孔にかかるテーパー角度は、通常20〜45°である。このテーパー角度は、絶縁性フィルムの一の面と、絶縁性フィルムに形成された貫通孔の壁面と、が形成する角度に相当する。 In the surface mount package of the present invention, the taper angle applied to the through hole having the tapered shape is usually 20 to 45 °. This taper angle corresponds to an angle formed by one surface of the insulating film and the wall surface of the through hole formed in the insulating film.
本発明の表面実装パッケージにおいて、絶縁性フィルムとは、主として絶縁材料からなり可撓性、柔軟性を備えた薄膜状体である。絶縁性フィルムは、可撓性、柔軟性を発現し得る限り、その厚さは限定されないが、通常125μm以下であり、好ましくは、25〜75μmである。絶縁性フィルムを構成する絶縁材料は、特に限定されるものではないが、通常ポリイミドが採用される。 In the surface mount package of the present invention, the insulating film is a thin film body mainly made of an insulating material and having flexibility and flexibility. The thickness of the insulating film is not limited as long as it can exhibit flexibility and flexibility, but is usually 125 μm or less, and preferably 25 to 75 μm. Although the insulating material which comprises an insulating film is not specifically limited, Usually, a polyimide is employ | adopted.
本発明の表面実装パッケージにおいて、外部接続用電極と電気的に接続される内部接続用バンプは、通常、電解ニッケルメッキ又は電解銅メッキで形成され、フレキシブルプリント基板に載置されるデバイスチップと電気的に接続される。電気的な接続にかかる手段として、例えば、ワイヤボンディング、フリップチップ、はんだ付け、等の手段が挙げられる。 In the surface mount package of the present invention, the internal connection bumps that are electrically connected to the external connection electrodes are usually formed by electrolytic nickel plating or electrolytic copper plating, and are electrically connected to the device chip mounted on the flexible printed board. Connected. Examples of means for electrical connection include means such as wire bonding, flip chip, and soldering.
本発明の表面実装パッケージにおいて、平坦な外部接続用電極とは、主として導電性材料からなる薄膜状体であり、外表面が平坦な電極である。限定されるものではないが、平坦な外部接続用電極は、良好な導電性を有する金属層あるいはメッキを施した金属層であり、通常の材料は銅である。 In the surface mount package of the present invention, the flat external connection electrode is a thin film body mainly made of a conductive material, and is an electrode having a flat outer surface. Although not limited, the flat external connection electrode is a metal layer having good conductivity or a plated metal layer, and a normal material is copper.
本発明の表面実装パッケージにおいては、デバイスチップが載置された絶縁性フィルムの他の面が絶縁被覆されているが、その絶縁被覆は、圧力成形法によってされていてもよい。 In the surface mount package of the present invention, the other surface of the insulating film on which the device chip is placed is covered with insulation, but the insulation coating may be performed by a pressure forming method.
圧力成形法とは、圧力にて成形材料を充填する成形方法を指し、具体的手段を限定するものではない。例えば、トランスファー成形法、射出成形法を採用することが出来る。又、絶縁被覆にかかる絶縁材料(絶縁材)は、限定されるものではないが、エポキシ系に代表される熱硬化性の高分子樹脂材料を採用することが出来る。 The pressure molding method refers to a molding method in which a molding material is filled with pressure, and the specific means is not limited. For example, a transfer molding method or an injection molding method can be employed. The insulating material (insulating material) for the insulating coating is not limited, but a thermosetting polymer resin material typified by epoxy can be used.
本発明の表面実装パッケージにおいて、内部接続用バンプの高さは、ワイヤボンディング加工のし易さを考慮すると、通常、絶縁性フィルムの厚さの±1/3の値で形成され、好ましくは、絶縁性フィルムの厚さと同等の値で形成される。 In the surface mount package of the present invention, the height of the bump for internal connection is usually formed with a value of ± 1/3 of the thickness of the insulating film, considering the ease of wire bonding, preferably, It is formed with a value equivalent to the thickness of the insulating film.
本発明の表面実装パッケージにおいては、上記平坦な外部接続用電極は、複数個が適宜備えられていてもよい。 In the surface mount package of the present invention, a plurality of the flat external connection electrodes may be provided as appropriate.
本発明の表面実装パッケージは、外部接続用バンプの大きさが、FPCに面した内部電極の大きさによって常に制限されてしまうという従来の表面実装パッケージとは異なり、外部接続用電極の大きさは、FPCに面した内部接続用バンプの大きさによって制限されずに、大きくすることが出来、そのことによって実装信頼性を更に向上させることが可能である。 Unlike the conventional surface mount package in which the size of the external connection bump is always limited by the size of the internal electrode facing the FPC, the surface mount package of the present invention has the size of the external connection electrode of It can be enlarged without being limited by the size of the internal connection bumps facing the FPC, which can further improve the mounting reliability.
又、表面実装パッケージがより小型化しても、FPCに面した外部接続用電極の大きさは内部接続用バンプの大きさに制限されないので、実装信頼性を十分に確保したまま、小型化することが可能である。 Even if the surface-mount package is further downsized, the size of the external connection electrodes facing the FPC is not limited by the size of the internal connection bumps, so the size must be reduced while ensuring sufficient mounting reliability. Is possible.
更に、本発明の表面実装パッケージは、フレキシブルプリント基板にデバイスチップを載置して絶縁する際に、絶縁性フィルムの他の面側から一の面側へ、絶縁材が貫通孔から外部へ漏れるような圧力が働いても、内部接続用バンプが栓となって絶縁材の漏れを防止することが出来る。そして、内部接続用バンプが栓となって、一の面側に存在する平坦な外部接続用電極へ大きな圧力が伝達されない。即ち、圧力がかかっても、外部接続用電極の剥がれや変形を防止することが可能である。この効果は、デバイスチップが載置された絶縁性フィルムの他の面を、圧力成形法によって絶縁被覆する場合に、特に有効である。 Furthermore, in the surface mount package of the present invention, when the device chip is mounted on the flexible printed board and insulated, the insulating material leaks from the other surface side to the one surface side, and the insulating material leaks from the through hole to the outside. Even when such pressure is applied, the internal connection bumps can act as plugs to prevent leakage of the insulating material. The internal connection bumps serve as plugs, and a large pressure is not transmitted to the flat external connection electrode existing on one surface side. That is, even if pressure is applied, it is possible to prevent peeling and deformation of the external connection electrode. This effect is particularly effective when the other surface of the insulating film on which the device chip is placed is insulated by pressure molding.
以下、本発明の実施にかかる最良の形態について、図面を参酌しながら説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明の実施の形態を表すものであるが、本発明は図面に表される態様や図面に示される情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は以下に記述される手段である。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention should not be construed as being limited to these, and those skilled in the art can be used without departing from the scope of the present invention. Based on this knowledge, various changes, modifications, and improvements can be made. For example, the drawings show preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited by the modes shown in the drawings or the information shown in the drawings. In practicing or verifying the present invention, means similar to or equivalent to those described in the present specification can be applied, but preferred means are those described below.
図3及び図4はフレキシブルプリント基板を示す斜視図であり、図3は外部接続用電極が形成された(絶縁性フィルムの)一の面側を表しており、図4は(絶縁性フィルムの)他の面側を表している。又、図1、図2、及び図5は、本発明の表面実装パッケージを示す図であり、図5は斜視図であり、図1は図5におけるBB断面を表した図であり、図2は図5におけるBB断面のうち、貫通孔近傍を拡大して表した図である。図3及び図4に示されるフレキシブルプリント基板は、図1、図2、及び図5に示される本発明の表面実装パッケージを構成するものである。 3 and 4 are perspective views showing the flexible printed circuit board. FIG. 3 shows one surface side (of the insulating film) on which the external connection electrodes are formed, and FIG. ) Represents the other surface side. 1, FIG. 2, and FIG. 5 are views showing a surface mount package according to the present invention, FIG. 5 is a perspective view, and FIG. 1 is a view showing a BB cross section in FIG. FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of a through hole in the BB cross section in FIG. 5. The flexible printed circuit board shown in FIGS. 3 and 4 constitutes the surface mount package of the present invention shown in FIGS. 1, 2, and 5.
図3及び図4にそれのみが示され、図1、図2、及び図5においても構成要素として示されるフレキシブルプリント基板20は、8つの貫通孔5が開けられた絶縁性フィルム1と、その絶縁性フィルム1の一の面8において貫通孔5を塞ぐように形成された、8つの外部接続用電極6を有している。
3 and 4, and the flexible printed
フレキシブルプリント基板20において、絶縁性フィルム1に開いた貫通孔5は、絶縁性フィルム1の一の面8側から他の面9側に向けて徐々に広がるテーパー形状を呈している。そして、その貫通孔5には、電解ニッケルメッキによって内部接続用バンプ4が形成されている。貫通孔5にかかるテーパー角度は、絶縁性フィルム1の一の面8と、絶縁性フィルム1に形成された貫通孔5の壁面11と、が形成する角度に相当する(図2及び図1参照)。フレキシブルプリント基板20では、そのテーパー角度は35°になっている。
In the flexible printed
フレキシブルプリント基板20において、貫通孔5に形成された内部接続用バンプ4は、その頂部4aが、絶縁性フィルム1の他の面9と概ね同等の位置に形成されている(図2の破線はそれらが同等の位置に形成されていることを示す)。換言すれば、内部接続用バンプ4の高さは、フレキシブルプリント基板20の厚さと、概ね同等の値に形成される。
In the flexible printed
図1、図2、及び図5に示される表面実装パッケージ10は、フレキシブルプリント基板20にデバイスチップ3が載置され、フレキシブルプリント基板20のデバイスチップ3を含む面側に、トランスファー成形法によって、絶縁材2で構成された絶縁被覆が施されたパッケージである。デバイスチップ3が載置されている面は、フレキシブルプリント基板20の絶縁性フィルム1における他の面9側であり、デバイスチップ3は、ワイヤボンディングとして示される導通手段7によって内部接続用バンプ4と導通し、更に、外部接続に利用される外部接続用電極6と導通している。即ち、デバイスチップ3内の回路は、導通手段7、内部接続用バンプ4、外部接続用電極6を経て、外部の回路と電気的に接続される。
1, 2, and 5, a
次に、本発明の表面実装パッケージの製造方法について、その一例を掲げて説明する。作製対象は、図1、図2、及び図5に示される表面実装パッケージ10である。
Next, an example of the method for manufacturing the surface mount package of the present invention will be described. The fabrication target is the
先ず、絶縁性フィルム1である厚さ50μmのポリイミドフィルムに、外部接続用電極6のパターンになっている片面銅配線層(厚さ25μm)が施されたものを準備する。そして、ケミカルエッチングによってポリイミドフィルム部分に約35°のテーパー角度の貫通孔5を設け、電解銅メッキによってポリイミドフィルムの厚さと概ね同等の高さの内部接続用バンプ4を形成し、フレキシブルプリント基板20を得る。
First, a polyimide film having a thickness of 50 μm, which is the insulating
そして、得られたフレキシブルプリント基板20における(絶縁性フィルム1の)他の面9側に、別途用意したデバイスチップ3を載置し、デバイスチップ3と内部接続用バンプ4とを、金線によって電気的に接続(ワイヤボンディング)する。その後、トランスファー成形機を使用して、フレキシブルプリント基板20における(絶縁性フィルム1の)他の面9側に、エポキシ樹脂(絶縁材2)の絶縁被覆(モールディング)を施せば、表面実装パッケージ10が得られる。
And the
本発明の表面実装パッケージは、集積回路素子や、抵抗、コンデンサ等の単体素子を含む、あらゆるデバイスチップを実装するためのパッケージとして、利用可能である。 The surface mount package of the present invention can be used as a package for mounting any device chip including an integrated circuit element and single elements such as a resistor and a capacitor.
1…絶縁性フィルム、2…絶縁材、3…デバイスチップ、4…内部接続用バンプ、4a…(内部接続用バンプの)頂部、5…貫通孔、6…外部接続用電極、7…導通手段、8…一の面、9…他の面、10…表面実装パッケージ、11…(貫通孔の)壁面、20…フレキシブルプリント基板。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記フレキシブルプリント基板は、貫通孔が開けられた絶縁性フィルムと、その絶縁性フィルムの一の面において前記貫通孔を塞ぐように形成された平坦な外部接続用電極と、を有し、
前記貫通孔は、前記絶縁性フィルムの一の面側から他の面側に向けて徐々に広がるテーパー形状を呈するとともに、その貫通孔に、前記外部接続用電極と電気的に接続される内部接続用バンプが形成され、
更に、前記デバイスチップは、前記絶縁性フィルムの他の面に載置され、前記外部接続用電極と電気的に接続されている表面実装パッケージ。 A surface mounting package in which a device chip is mounted on a flexible printed circuit board and is insulation-coated,
The flexible printed circuit board has an insulating film with a through-hole formed therein, and a flat external connection electrode formed so as to close the through-hole on one surface of the insulating film,
The through hole exhibits a tapered shape that gradually spreads from one surface side to the other surface side of the insulating film, and the internal connection electrically connected to the external connection electrode in the through hole Bumps are formed,
Furthermore, the device chip is mounted on the other surface of the insulating film and is electrically connected to the external connection electrode.
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JP2010147189A (en) * | 2008-12-17 | 2010-07-01 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Light-emitting device |
JP2010219128A (en) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Nec Tokin Corp | Solid electrolytic capacitor |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080513 |