JP2007214332A - Semiconductor packaging module and manufacturing method thereof - Google Patents

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真二 原田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a semiconductor packaging module with excellent reliability. <P>SOLUTION: The semiconductor packaging module comprises a wiring board 22 including an insulating film non-formation part 27 provided on an insulating film 23, and of a connection land 28 provided on the insulating film non-formation part 27; a semiconductor element 24 mounted on the wiring board 22; solder bumps 25a, 25b connected with the semiconductor element 24, and provided at a position corresponding to the connection land 28; and resin 33 filled in a gap 32 between the semiconductor element 24 and the wiring board 22. The connection land 28 and the solder bumps 25a, 25b are connected with each other via engraved plate transfer conductors 30a, 30b formed by engraved plate transfer. It is hereby possible to suppress the generation of voids in the resin 33 and solder particles. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体素子が配線基板にフリップチップ実装された半導体実装モジュールと、この半導体実装モジュールの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor mounting module in which a semiconductor element is flip-chip mounted on a wiring board, and a method for manufacturing the semiconductor mounting module.

以下、従来の半導体実装モジュールの製造方法について詳細に説明する。図12は、従来の半導体実装モジュールの製造フローチャートである。図12において、クリームはんだ印刷工程1では、基板2にクリームはんだ3をメタルマスクを用いて印刷する。そしてこのクリームはんだ印刷工程1の後の実装工程4では、クリームはんだ3の上にチップ部品5や半導体素子6が装着される。なおこの半導体素子6には複数の電極パッドを有し、この電極パッドには、はんだバンプ7が設けられている。なおこれらのはんだバンプ7は、半導体素子6の基板に0.4mmの間隔で配置されている。そして、この実装工程4の後のリフロー工程8において、クリームはんだ3を加熱・溶融させて、チップ部品5や半導体素子6を基板2へ接続・固定する。そして半導体素子6と基板2との間の接続強度を維持するために、樹脂充填工程9ではリフロー工程8の後で半導体素子6と基板2との間の隙間に樹脂10を充填・硬化させる。そして以上のような工程によって半導体実装モジュール11(図15に示す)が完成する。   Hereinafter, a conventional method for manufacturing a semiconductor mounting module will be described in detail. FIG. 12 is a manufacturing flowchart of a conventional semiconductor mounting module. In FIG. 12, in cream solder printing process 1, cream solder 3 is printed on substrate 2 using a metal mask. In a mounting process 4 after the cream solder printing process 1, the chip component 5 and the semiconductor element 6 are mounted on the cream solder 3. The semiconductor element 6 has a plurality of electrode pads, and solder bumps 7 are provided on the electrode pads. These solder bumps 7 are arranged on the substrate of the semiconductor element 6 at intervals of 0.4 mm. In the reflow process 8 after the mounting process 4, the cream solder 3 is heated and melted to connect and fix the chip component 5 and the semiconductor element 6 to the substrate 2. In order to maintain the connection strength between the semiconductor element 6 and the substrate 2, in the resin filling process 9, the resin 10 is filled and cured in the gap between the semiconductor element 6 and the substrate 2 after the reflow process 8. Then, the semiconductor mounting module 11 (shown in FIG. 15) is completed through the processes described above.

では、従来の半導体実装モジュール11の製造方法について図12に示した工程の順で以下詳細に説明する。図13は、従来の半導体実装モジュールにおけるクリームはんだ印刷工程1の説明図である。図12、図13において、まず基板2は、ガラス・エポキシ系の樹脂基材であり、この基材上には予め導体パターン(図示なし)が形成されている。なお、この配線パターン上には絶縁膜(図示せず)が形成されている。この絶縁膜の一部分に絶縁膜不形成部(図示せず)が形成され、そしてこの絶縁膜不形成部には、導体パターンと接続された接続ランド12が形成されている。   Now, a conventional method for manufacturing the semiconductor mounting module 11 will be described in detail in the order of the steps shown in FIG. FIG. 13 is an explanatory diagram of a cream solder printing process 1 in a conventional semiconductor mounting module. 12 and 13, first, the substrate 2 is a glass / epoxy resin base material, and a conductor pattern (not shown) is formed on the base material in advance. An insulating film (not shown) is formed on the wiring pattern. An insulating film non-forming portion (not shown) is formed in a part of the insulating film, and a connection land 12 connected to the conductor pattern is formed in the insulating film non-forming portion.

まずクリームはんだ印刷工程1では、所定の位置に孔13が設けられたメタルマスク14が基板1の上に搭載される。ここで、これらの孔13はそれぞれの接続ランド12と対応する位置に形成されている。   First, in the cream solder printing process 1, a metal mask 14 provided with holes 13 at predetermined positions is mounted on the substrate 1. Here, these holes 13 are formed at positions corresponding to the respective connection lands 12.

そして、このメタルマスク14の上面にクリームはんだ3を供給し、スキージ15を図示A方向へと移動させることで、クリームはんだ3が孔13へ充填される。そしてこの状態でメタルマスク14を外すと、孔13内に充填されたクリームはんだ3aが接続ランド12上に残されることとなり、クリームはんだ3が基板2上に印刷される。このとき接続ランド12上には、メタルマスク14とほぼ同じ厚みのクリームはんだ3aが形成される。   And the cream solder 3 is supplied to the upper surface of this metal mask 14, and the cream solder 3 is filled into the hole 13 by moving the squeegee 15 in the direction A in the figure. When the metal mask 14 is removed in this state, the cream solder 3a filled in the hole 13 is left on the connection land 12, and the cream solder 3 is printed on the substrate 2. At this time, cream solder 3 a having the same thickness as that of the metal mask 14 is formed on the connection land 12.

図14は、実装工程における基板の断面図である。図12、図14において、実装工程4では、クリームはんだ印刷工程1の後でチップ部品5や半導体素子6が基板2上に実装される。リフロー工程8では、クリームはんだ3aを溶融する温度以上にまで加熱し、実装工程4で実装されたチップ部品5や半導体素子6をはんだ付けする。   FIG. 14 is a cross-sectional view of the substrate in the mounting process. 12 and 14, in the mounting process 4, the chip component 5 and the semiconductor element 6 are mounted on the substrate 2 after the cream solder printing process 1. In the reflow process 8, the cream solder 3a is heated to a temperature equal to or higher than the melting temperature, and the chip component 5 and the semiconductor element 6 mounted in the mounting process 4 are soldered.

図15は半導体実装モジュール11の断面図である。図15に示すように、樹脂充填工程9は、リフロー工程8の後で半導体素子6と基板2との間の隙間に樹脂10を充填・硬化させる。これによって、半導体実装モジュール11が完成する。   FIG. 15 is a cross-sectional view of the semiconductor mounting module 11. As shown in FIG. 15, in the resin filling process 9, the resin 10 is filled and cured in the gap between the semiconductor element 6 and the substrate 2 after the reflow process 8. Thereby, the semiconductor mounting module 11 is completed.

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
特開2001−244299号公報
As prior art document information related to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.
JP 2001-244299 A

近年、モジュールは半導体素子をフェイスダウンでフリップチップ実装した半導体実装モジュール化により小型化されてきた。しかし、携帯電話に代表されるような機器は今後もさらに多機能化が進み、その機器に内蔵される半導体実装モジュールには更なる小型化が要求されることとなる。そしてそのためには、はんだバンプ7の間隔を小さくすることが必要であるが、図14に示すように、クリームはんだ3aにダレが生じ、隣り合うはんだペースト同士で接触し易くなる。そしてこれによって、リフロー工程8で接続ランド12間にはんだ粒16が残留し易くなるという課題がある。そこで、この課題を解決するために、はんだペースト3aの厚みを薄くし、供給するはんだペースト3aの量を少なくすると、半導体素子6と基板2との隙間17が狭くなり、樹脂10が流れ込み難くなるという課題が生じることとなる。そしてこれは、樹脂10の中にボイド18が発生する。そしてこれらのはんだ粒16やボイド18は、半導体実装モジュール11を親基板へはんだ付けするときに、隣接したはんだバンプ同士での短絡を発生し易くさせるという課題を有している。   In recent years, modules have been miniaturized by semiconductor mounting modules in which semiconductor elements are flip-chip mounted face down. However, devices such as mobile phones will continue to have more functions in the future, and further downsizing of semiconductor mounting modules built into the devices will be required. For this purpose, it is necessary to reduce the interval between the solder bumps 7, but as shown in FIG. 14, the cream solder 3 a is sagged, and the adjacent solder pastes are easily in contact with each other. As a result, there is a problem that the solder particles 16 easily remain between the connection lands 12 in the reflow process 8. Therefore, in order to solve this problem, if the thickness of the solder paste 3a is reduced and the amount of the solder paste 3a to be supplied is reduced, the gap 17 between the semiconductor element 6 and the substrate 2 becomes narrow, and the resin 10 does not flow easily. The problem will arise. As a result, voids 18 are generated in the resin 10. These solder grains 16 and voids 18 have a problem that when the semiconductor mounting module 11 is soldered to the parent substrate, it is easy to cause a short circuit between adjacent solder bumps.

そこで本発明は、この問題を解決したもので、樹脂10中のボイドやはんだ粒などの発生を抑え、信頼性の良好な半導体実装モジュールを提供することを目的としたものである。   Accordingly, the present invention has been made to solve this problem, and an object of the present invention is to provide a highly reliable semiconductor mounting module in which generation of voids and solder grains in the resin 10 is suppressed.

この目的を達成するために本発明の半導体実装モジュールでは、基材上に配線された配線パターンと、この配線パターン上に形成された絶縁膜と、この絶縁膜に設けられた第1の絶縁膜不形成部と、この第1の絶縁膜不形成部に設けられるとともに、前記配線パターンに接続された第1の接続ランドとを含んだ配線基板と、この配線基板に装着される半導体素子と、この半導体素子に接続されるとともに前記第1の接続ランドと対応する位置に設けられた金属バンプと、前記半導体素子と前記配線基板との間の隙間に充填された樹脂とを備え、前記第1の接続ランドと前記金属バンプとの間は、凹版転写によって形成された第1の凹版転写導体で接続されたものである。これにより所期の目的を達成できる。   In order to achieve this object, in the semiconductor mounting module of the present invention, a wiring pattern wired on a substrate, an insulating film formed on the wiring pattern, and a first insulating film provided on the insulating film A wiring board including a non-forming part, a first connection land provided in the first insulating film non-forming part and connected to the wiring pattern, and a semiconductor element mounted on the wiring board; A metal bump connected to the semiconductor element and provided at a position corresponding to the first connection land; and a resin filled in a gap between the semiconductor element and the wiring board. The connection land and the metal bump are connected by a first intaglio transfer conductor formed by intaglio transfer. This achieves the intended purpose.

以上のように本発明によれば、基材上に配線された配線パターンと、この配線パターン上に形成された絶縁膜と、この絶縁膜に設けられた第1の絶縁膜不形成部と、この第1の絶縁膜不形成部に設けられるとともに、前記配線パターンに接続された第1の接続ランドとを含んだ配線基板と、この配線基板に装着される半導体素子と、この半導体素子に接続されるとともに前記第1の接続ランドと対応する位置に設けられた金属バンプと、前記半導体素子と前記配線基板との間の隙間に充填された樹脂とを備え、前記第1の接続ランドと前記金属バンプとの間は、凹版転写によって形成された第1の凹版転写導体で接続された半導体実装モジュールである。   As described above, according to the present invention, the wiring pattern wired on the substrate, the insulating film formed on the wiring pattern, the first insulating film non-forming portion provided on the insulating film, A wiring board that is provided in the first insulating film non-forming portion and includes a first connection land connected to the wiring pattern, a semiconductor element mounted on the wiring board, and a connection to the semiconductor element And a metal bump provided at a position corresponding to the first connection land, and a resin filled in a gap between the semiconductor element and the wiring board, and the first connection land and the Between the metal bumps is a semiconductor mounting module connected by a first intaglio transfer conductor formed by intaglio transfer.

これにより第1の接続ランドと金属バンプとの間には、凹版転写導体が挿入されることとなるので、基板と半導体素子との間の隙間を大きくできる。従って、樹脂を隙間へ流入しやすくできるので、樹脂中にボイドが発生し難くなる。また、第1の凹版転写導体は凹版転写によって形成されるので、ダレが小さくなり、はんだバンプのような導体粒の発生を少なくできる。従って、信頼性の良好な半導体素子実装モジュールを実現できる。   As a result, the intaglio transfer conductor is inserted between the first connection land and the metal bump, so that the gap between the substrate and the semiconductor element can be increased. Accordingly, since the resin can easily flow into the gap, voids are hardly generated in the resin. Further, since the first intaglio transfer conductor is formed by intaglio transfer, sagging is reduced and the generation of conductor grains such as solder bumps can be reduced. Therefore, a highly reliable semiconductor element mounting module can be realized.

なお、第1の凹版転写導体は凹版転写によって形成されるので、メタルマスクを用いた場合のようなかすれなどが無く、はんだ量のばらつきを少なくできる。従って、はんだ量が安定するので、半導体素子実装モジュールの信頼性を安定させることができる。また、半導体素子以外の部品と配線基板との間を接続するための接続部材も同時に供給できるので、生産性が良好である。   Since the first intaglio transfer conductor is formed by intaglio transfer, there is no blurring as in the case of using a metal mask, and variation in the amount of solder can be reduced. Therefore, since the amount of solder is stabilized, the reliability of the semiconductor element mounting module can be stabilized. In addition, since a connection member for connecting between a component other than the semiconductor element and the wiring board can be supplied at the same time, productivity is good.

さらに、配線基板上には、凹部に充填された導体ペーストが転写されるので、導体ペーストが供給される量の精度が良く、導体ペーストの供給量を安定させることができる。これにより面積が小さな接続ランドへの導体ペーストの供給や、接続ランドの面積に比べて導体ペーストの高さの比が大きな導体ペーストの供給が可能となるので、金属バンプ間隔の小さな半導体素子の実装も可能となる。従って半導体実装モジュールの小型化が実現できるという効果も有する。   Furthermore, since the conductor paste filled in the recesses is transferred onto the wiring board, the amount of the conductor paste supplied is good and the supply amount of the conductor paste can be stabilized. As a result, it is possible to supply the conductive paste to the connection land with a small area and to supply the conductive paste with a large height ratio of the conductive paste compared to the area of the connection land. Is also possible. Therefore, the semiconductor mounting module can be downsized.

(実施の形態1)
以下、本実施の形態について図面を用いて説明する。図1は、本実施の形態における導体ペースト供給方法を用いて製造されたモジュール21の断面図である。図1において、配線基板22はいわゆる樹脂基板である。本実施の形態における配線基板22は、ガラス織布にエポキシ樹脂が含浸された基材の両面に、配線パターン(図示せず)が形成されている。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a module 21 manufactured using the conductor paste supply method according to the present embodiment. In FIG. 1, the wiring board 22 is a so-called resin board. In wiring board 22 in the present embodiment, wiring patterns (not shown) are formed on both surfaces of a base material in which a glass woven fabric is impregnated with an epoxy resin.

そして、この配線パターン上を覆うように絶縁膜23(図5に示す)が形成されており、この絶縁膜には半導体素子24のはんだバンプ25a、25bや、チップ部品26の電極と対応する位置に、絶縁膜不形成部27(図5に示す)が設けられている。   An insulating film 23 (shown in FIG. 5) is formed so as to cover the wiring pattern, and the insulating film has positions corresponding to the solder bumps 25a and 25b of the semiconductor element 24 and the electrodes of the chip component 26. In addition, an insulating film non-forming portion 27 (shown in FIG. 5) is provided.

そしてこの絶縁膜不形成部27には、はんだバンプ25a、25bと接続される接続ランド28や、チップ部品26の電極と接続される接続ランド29が設けられる。なお、これら接続ランド28、接続ランド29はともに配線基板22上で配線パターンに接続されている。   The insulating film non-forming portion 27 is provided with connection lands 28 connected to the solder bumps 25 a and 25 b and connection lands 29 connected to the electrodes of the chip component 26. The connection land 28 and the connection land 29 are both connected to the wiring pattern on the wiring board 22.

ここで、はんだバンプ25aは半導体素子24の内側に配置し、一方はんだバンプ25bは半導体素子24の外周に配置する。そして、はんだバンプ25bははんだバンプ25aよりも大きな径としている。これは、樹脂製の配線基板22とシリコン製の半導体素子24との間の線膨張係数の差が大きいために、半導体素子24が配線基板22にはんだ付けされた場合に、半導体素子24の内側に比べて外周部側のはんだバンプの方が大きな熱ストレスを受けるためである。従って、この外周部のはんだバンプ25bの径を大きくすることで、熱ストレスに対してもクラックなどが発生し難くできることとなる。なお本実施の形態においては、はんだバンプ25bを半導体素子24の基板の対角線上に4箇所配置しているので、配線基板22へ安定して装着することができる。本実施の形態では四隅に4箇所としたが、これは半導体素子24を配線基板22へ装着時に安定すれば良いので、3箇所以上であれば良い。   Here, the solder bumps 25 a are disposed inside the semiconductor element 24, while the solder bumps 25 b are disposed on the outer periphery of the semiconductor element 24. The solder bump 25b has a larger diameter than the solder bump 25a. This is because the difference in coefficient of linear expansion between the resin wiring board 22 and the silicon semiconductor element 24 is large, so that when the semiconductor element 24 is soldered to the wiring board 22, the inside of the semiconductor element 24. This is because the solder bumps on the outer peripheral side are subjected to greater thermal stress than the above. Therefore, by increasing the diameter of the solder bumps 25b on the outer peripheral portion, cracks and the like can be made difficult to occur against thermal stress. In the present embodiment, four solder bumps 25b are arranged on the diagonal line of the substrate of the semiconductor element 24, so that the solder bump 25b can be stably attached to the wiring substrate 22. In the present embodiment, four locations are provided at the four corners. However, this is sufficient if the semiconductor element 24 is stable when mounted on the wiring board 22, and may be three or more locations.

そして接続ランド28とはんだバンプ25aとの間は、凹版転写によって設けられた凹版転写導体30aによって接続され、接続ランド28とはんだバンプ25bとの間は、凹版転写によって設けられた凹版転写導体30bによって接続されている。このとき、バンプ25bの方がバンプ25aに比べて大きいので、バンプ25aと接続ランド28との間の凹版転写導体30aの方が、バンプ25bと接続ランド28との間の凹版転写導体30bよりも高さが必要となることとなる。また接続ランド29とチップ部品26の電極との間は、凹版転写導体31によって接続されており、この凹版転写導体31を形成するために必要なはんだの最適な高さや量は異なっている。このように凹版転写導体30a、凹版転写導体30bや凹版転写導体31は、それぞれに必要な高さや量などが異なっていても、凹版転写によって形成されるので、それぞれの箇所に適した形状やはんだ量を精度良く供給できることとなる。なお、本実施の形態における凹版転写導体30a、30b、凹版転写導体31は共に鉛フリーのはんだであり、錫・銀・銅系の合金によるはんだを用いている。   The connection land 28 and the solder bump 25a are connected by an intaglio transfer conductor 30a provided by intaglio transfer, and the connection land 28 and the solder bump 25b are connected by an intaglio transfer conductor 30b provided by intaglio transfer. It is connected. At this time, since the bump 25b is larger than the bump 25a, the intaglio transfer conductor 30a between the bump 25a and the connection land 28 is more than the intaglio transfer conductor 30b between the bump 25b and the connection land 28. Height will be required. The connection land 29 and the electrode of the chip part 26 are connected by an intaglio transfer conductor 31. The optimum height and amount of solder necessary for forming the intaglio transfer conductor 31 are different. As described above, the intaglio transfer conductor 30a, the intaglio transfer conductor 30b, and the intaglio transfer conductor 31 are formed by intaglio transfer even if they have different heights and amounts. The amount can be supplied with high accuracy. The intaglio transfer conductors 30a and 30b and the intaglio transfer conductor 31 in the present embodiment are both lead-free solders, and solders made of tin / silver / copper alloys are used.

そして、半導体素子24と配線基板22との接続強度や信頼性を維持するために、半導体素子24と配線基板22との間の隙間32には樹脂33が充填されている。   In order to maintain the connection strength and reliability between the semiconductor element 24 and the wiring board 22, the gap 32 between the semiconductor element 24 and the wiring board 22 is filled with a resin 33.

次に、このようなモジュール21の製造方法について以下図面を用いて説明する。図2は、本実施の形態におけるモジュール21の製造フローチャートである。図2において図1と同じものは同じ番号を用いて、その説明は簡略化している。図2の順序に従って、本実施の形態におけるモジュール21の製造方法を説明する。   Next, a method for manufacturing such a module 21 will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a manufacturing flowchart of the module 21 in the present embodiment. In FIG. 2, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified. A method for manufacturing the module 21 according to the present embodiment will be described in the order shown in FIG.

図3は、本実施の形態における導体ペースト充填工程におけるフィルムの断面図である。図2、図3において、まず凹版加工工程41では、接続ランド28や接続ランド29に対応する位置に、それぞれ凹部62a、62bと凹部61(図3に示す)が加工された樹脂製のフィルム63を製造する工程である。ここで、凹部62aははんだバンプ25aと対応する位置に形成され、一方、凹部62bははんだバンプ25bと対応する位置に形成されている。そして、凹部62aの深さは、凹部62bより深くしている。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the film in the conductor paste filling step in the present embodiment. 2 and 3, first, in the intaglio processing step 41, a resin film 63 in which concave portions 62a and 62b and a concave portion 61 (shown in FIG. 3) are processed at positions corresponding to the connecting lands 28 and the connecting lands 29, respectively. Is a process of manufacturing. Here, the recess 62a is formed at a position corresponding to the solder bump 25a, while the recess 62b is formed at a position corresponding to the solder bump 25b. And the depth of the recessed part 62a is made deeper than the recessed part 62b.

なおフィルム63は、樹脂フィルムにエキシマレーザなどによって直接凹部61、62a、62bを加工する方法や、金属製のマスタ金型を用いて樹脂成型する方法などを用いて形成される。従って加工されたフィルム63には、非常に寸法精度の高い凹部61、62a、62bが形成される。なお、本実施の形態におけるフィルム63にはポリイミドなどの耐熱性の高い材料を用いているので、熱などによる変形が小さく、寸法精度の良好な凹部61、凹部62a、62bを実現できる。   The film 63 is formed using a method of directly processing the recesses 61, 62a, 62b on the resin film with an excimer laser or the like, a method of resin molding using a metal master mold, or the like. Accordingly, the processed film 63 is formed with recesses 61, 62a, 62b with extremely high dimensional accuracy. Note that since the film 63 in the present embodiment is made of a material having high heat resistance such as polyimide, the recess 61 and the recesses 62a and 62b with small deformation due to heat and good dimensional accuracy can be realized.

そして導体ペースト充填工程42では、凹版加工工程41で加工された凹部61、62a、62bへはんだペースト43(導体ペーストの一例として用いた)を充填する工程である。この工程では、フィルム63の凹部61、62a、62bが加工された面にはんだペースト43を供給し、スキージ64をフィルム63の一方端から他方端(図示矢印方向)へと移動させることで、はんだペースト43が凹部61、凹部62a、62bへ充填される。ここではんだペースト43には有機溶剤が含まれ、粘性を有した柔らかい状態にしている。これは、はんだペースト43が、スキージ64によって掻かれた場合にフィルム63上をローリングし易くするためである。   The conductor paste filling step 42 is a step of filling the solder paste 43 (used as an example of the conductor paste) into the recesses 61, 62a, 62b processed in the intaglio processing step 41. In this step, the solder paste 43 is supplied to the surface of the film 63 where the recesses 61, 62a, and 62b are processed, and the squeegee 64 is moved from one end of the film 63 to the other end (in the direction of the arrow in the drawing), thereby The paste 43 is filled into the recess 61 and the recesses 62a and 62b. Here, the solder paste 43 contains an organic solvent and is in a soft state having viscosity. This is to make it easier to roll the film 63 on the film 63 when the solder paste 43 is scratched by the squeegee 64.

そして乾燥工程44では、導体ペースト充填工程42において凹部61、凹部62a、62bへ充填されたはんだペースト43に含まれる有機溶剤を約1/2程度まで蒸発させる。ここで、はんだペースト43中の溶剤を完全に蒸発させずに、適度に有機溶剤を含んだ状態としておく。なお本実施の形態では、有機溶剤の含有比率が高い汎用のはんだペースト43を用いたために、この乾燥工程44を設けたが、これは予め有機溶剤の含有量を抑えたようなはんだペーストなどを用いればこの工程を省略することも可能である。   In the drying step 44, the organic solvent contained in the solder paste 43 filled in the recess 61 and the recesses 62a and 62b in the conductor paste filling step 42 is evaporated to about ½. Here, the solvent in the solder paste 43 is kept in a state containing an appropriate amount of organic solvent without completely evaporating. In the present embodiment, since the general-purpose solder paste 43 having a high organic solvent content ratio is used, this drying step 44 is provided. However, this may be a solder paste in which the content of the organic solvent is previously suppressed. If used, this step can be omitted.

乾燥工程44において有機溶剤が蒸発すると、凹部61、凹部62a、62bへ充填されたはんだペースト43の体積は減少する。そこで、その減少分を補うために導体ペースト充填工程42と乾燥工程44とが2回から3回程度行われる。なお本実施の形態においては、最後の導体ペースト充填工程45の後には乾燥工程44は行わずに、貼付け工程46へと移行する。このようにして、有機溶剤を適度に残した状態で、はんだペースト43の凹部61、凹部62a、62bへの充填が完了する。なお本実施の形態では、ペースト充填工程42と乾燥工程44とを繰り返したが、これは予め有機溶剤の含有量を抑えたようなはんだペーストなどを用いればこの繰り返し回数を減らすこともできる。   When the organic solvent evaporates in the drying step 44, the volume of the solder paste 43 filled in the recess 61 and the recesses 62a and 62b decreases. Therefore, the conductor paste filling step 42 and the drying step 44 are performed about two to three times to compensate for the decrease. In the present embodiment, after the final conductor paste filling step 45, the drying step 44 is not performed and the process proceeds to the pasting step 46. In this way, the filling of the solder paste 43 into the recesses 61 and the recesses 62a and 62b is completed with the organic solvent remaining appropriately. In this embodiment, the paste filling step 42 and the drying step 44 are repeated. However, if the solder paste or the like in which the content of the organic solvent is previously suppressed is used, the number of repetitions can be reduced.

図4は本実施の形態における貼付け工程における基板の断面図であり、図5は同、貼付け工程における基板の要部拡大図である。図4、図5において、図1から3と同じものは同じ番号を用いて、その説明は簡略化している。図2と図4、図5において、貼付け工程46では、フィルム63が配線基板22に貼り付けられる。このとき、凹部61と接続ランド29との位置と、凹部62a、62bと接続ランド28との位置とがそれぞれ対応するように貼り合わされる。   FIG. 4 is a cross-sectional view of the substrate in the attaching step in the present embodiment, and FIG. 5 is an enlarged view of a main part of the substrate in the attaching step. 4 and 5, the same components as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified. 2, 4, and 5, the film 63 is attached to the wiring substrate 22 in the attaching step 46. At this time, the bonding is performed so that the positions of the recess 61 and the connection land 29 and the positions of the recesses 62a and 62b and the connection land 28 correspond to each other.

ここで、接続ランド28や接続ランド29の中央部は絶縁膜不形成部27であり、その接続ランド28や接続ランド29の外縁部は絶縁膜23で覆われるようにしてある。これは配線基板22での製造工程において、接続ランド28や接続ランド29と絶縁膜23とがズレて製造された場合でも、接続ランド28や接続ランド29の形状や大きさが変わらないようにするためである。従って接続ランド28、接続ランド29の大きさや形状が変化し難いので、半導体素子24やチップ部品26のはんだ付け強度が安定した接続ができる。なお、本実施の形態において絶縁膜23は、接続ランド28や接続ランド29の外周から約20μmだけを覆っている。   Here, the central portions of the connection lands 28 and the connection lands 29 are the insulating film non-forming portions 27, and the outer edges of the connection lands 28 and the connection lands 29 are covered with the insulating film 23. This prevents the shape and size of the connection land 28 and the connection land 29 from being changed even when the connection land 28 or the connection land 29 and the insulating film 23 are manufactured in the manufacturing process on the wiring board 22. Because. Accordingly, since the size and shape of the connection land 28 and the connection land 29 are difficult to change, the semiconductor element 24 and the chip component 26 can be connected with stable soldering strength. In the present embodiment, the insulating film 23 covers only about 20 μm from the outer periphery of the connection land 28 or the connection land 29.

このように接続ランド28や接続ランド29の外縁部は絶縁膜23によって覆われているので、貼付け工程46においてフィルム63は、絶縁膜23の上面に接触することとなるので、はんだペースト43と接続ランド28や接続ランド29との間には、絶縁膜23の厚み分だけの隙間が生じ、接触しないこととなる。なお本実施の形態における絶縁膜23の厚みが約25μmであるので、はんだペースト43と接続ランド28や接続ランド29との間の隙間も約25μmとなる。   Since the outer edges of the connection lands 28 and the connection lands 29 are thus covered with the insulating film 23, the film 63 comes into contact with the upper surface of the insulating film 23 in the attaching step 46. A gap corresponding to the thickness of the insulating film 23 is formed between the land 28 and the connection land 29, and no contact is made. Since the thickness of the insulating film 23 in this embodiment is about 25 μm, the gap between the solder paste 43 and the connection land 28 or the connection land 29 is also about 25 μm.

図6は本実施の形態における接触・転写工程における接触転写設備の断面図であり、図7は同、接触転写設備の要部拡大断面図である。図6、図7において、図1から図5と同じものには、同じ番号を用いて、その説明は簡略化している。図2と図6、図7において、貼付け工程46で貼り合わされたフィルム63と配線基板22とは、2枚の硬質ゴム71の間に挟み込まれて、熱プレス72に収納される。接触・転写工程47では、フィルム63と配線基板22とは2枚の硬質ゴム71間に挟み込まれた状態で、熱プレス72によって加熱・圧縮(図中の矢印方向)される。   FIG. 6 is a cross-sectional view of the contact transfer facility in the contact / transfer process according to the present embodiment, and FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the contact transfer facility. 6 and 7, the same components as those in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified. 2, 6, and 7, the film 63 and the wiring board 22 bonded together in the bonding process 46 are sandwiched between two hard rubbers 71 and stored in a heat press 72. In the contact / transfer process 47, the film 63 and the wiring board 22 are heated and compressed (in the direction of the arrow in the figure) by the hot press 72 while being sandwiched between the two hard rubbers 71.

ここで重要な点は、はんだペースト43を接続ランド28や接続ランド29へ転写するためには、はんだペースト43と接続ランド28や接続ランド29とが接触しなければならないことである。しかしながら、貼付け工程46で貼り付けられた状態では、はんだペースト43と接続ランド28、接続ランド29との間は隙間により接触していない。そこでこの接触・転写工程47で加熱や加圧を行い、はんだペースト43と接続ランド28や、はんだペースト43と接続ランド29とをしっかりと接触させるものである。なお発明者らの実験によれば、汎用のはんだペーストを用いた場合には、22.5kPaの加圧状態にて、170℃の温度で10分間加熱することではんだペースト43が配線基板22へ良好に転写することが確認できた。   The important point here is that the solder paste 43 must be in contact with the connection land 28 or the connection land 29 in order to transfer the solder paste 43 to the connection land 28 or the connection land 29. However, in the state of being pasted in the pasting step 46, the solder paste 43, the connection land 28, and the connection land 29 are not in contact with each other due to a gap. Therefore, heating and pressurization are performed in the contact / transfer process 47 to firmly contact the solder paste 43 and the connection land 28 or the solder paste 43 and the connection land 29. According to the experiments by the inventors, when a general-purpose solder paste is used, the solder paste 43 is transferred to the wiring board 22 by heating at a temperature of 170 ° C. for 10 minutes in a pressurized state of 22.5 kPa. It was confirmed that the transfer was good.

この実験において、はんだペースト43が良好に接続ランド28、接続ランド29へ良好に転写できた理由については検証できていないが、以下の理由によるものであると考えられる。   In this experiment, the reason why the solder paste 43 can be satisfactorily transferred to the connection land 28 and the connection land 29 has not been verified, but is considered to be due to the following reason.

まず一つ目は、フィルム63は熱可塑性樹脂であるので、熱を加えると柔らかくなり、その弾性力は減少する。本実施の形態では、ポリイミドを用いている。そして、加熱によって変形しやすくなったフィルム63は、硬質ゴム71間に挟み込まれた状態で加圧されるので、絶縁膜不形成部27に対応した隙間部分において選択的に変形を起こすと考えられる。なお、本実施の形態では絶縁膜不形成部27に対応した箇所のフィルム63が変形され易くするために、凹部61の開口部は接続ランド29における絶縁膜不形成部27よりも小さくし、また凹部62の開口部は接続ランド28における絶縁膜不形成部27よりも小さくしている。これによって、凹部61と絶縁膜不形成部27および、凹部62と絶縁膜不形成部27との間には間隔65(図5に示す)を有することとなり、フィルム63への応力は間隔65により分散され、間隔65部分で弾性変形することができる。従って、はんだペースト43を接続ランド28あるいは接続ランド29と接触し易くなる。また、フィルム63の塑性変形が小さくなり、フィルム63を再利用し易くなる。   First, since the film 63 is a thermoplastic resin, it becomes soft when heat is applied, and its elastic force decreases. In this embodiment, polyimide is used. And since the film 63 which became easy to deform | transform by heating is pressurized in the state pinched | interposed between the hard rubber | gum 71, it is thought that a deformation | transformation selectively raise | generates in the clearance gap part corresponding to the insulating film non-formation part 27. . In this embodiment, the opening of the recess 61 is made smaller than the insulating film non-forming portion 27 in the connection land 29 so that the film 63 corresponding to the insulating film non-forming portion 27 is easily deformed. The opening of the recess 62 is made smaller than the insulating film non-forming portion 27 in the connection land 28. As a result, there is an interval 65 (shown in FIG. 5) between the recess 61 and the insulating film non-forming portion 27 and between the recess 62 and the insulating film non-forming portion 27, and the stress on the film 63 is caused by the interval 65. It is dispersed and can be elastically deformed at intervals of 65 parts. Accordingly, the solder paste 43 is easily brought into contact with the connection land 28 or the connection land 29. Further, the plastic deformation of the film 63 is reduced, and the film 63 can be easily reused.

さらに本実施の形態の接触・転写工程47でのはんだペースト43は、有機溶剤が適量含まれた状態とし、加熱温度はこの有機溶剤が蒸発する温度以上としている。これによって有機溶剤は蒸発し、この有機溶剤の蒸発による体積の膨張によって、はんだペースト43の体積が増加する。その結果はんだペースト43は、凹部61や凹部62aあるいは62bの開口部より盛り上がると考えられる(図7においては下方に押し下げられる)。以上のような作用によって、はんだペースト43と接続ランド28、接続ランド29とが接触する。   Furthermore, the solder paste 43 in the contact / transfer process 47 of the present embodiment is in a state where an appropriate amount of an organic solvent is contained, and the heating temperature is set to be equal to or higher than the temperature at which the organic solvent evaporates. As a result, the organic solvent evaporates, and the volume of the solder paste 43 increases due to the expansion of the volume caused by the evaporation of the organic solvent. As a result, it is considered that the solder paste 43 rises from the opening of the recess 61 or the recess 62a or 62b (pressed downward in FIG. 7). The solder paste 43, the connection land 28, and the connection land 29 are brought into contact with each other by the action as described above.

以上のように加熱によって、はんだペースト43を流動し易く、またフィルム63を変形し易くするとともに、はんだペースト43の体積を膨張させる、また加圧によって、フィルム63の接続ランド28、接続ランド29の対応部分を変形させることによって、先に記載した条件において、はんだペースト43は、接続ランド28や接続ランド29へと転写できたものと考えられる。   As described above, the solder paste 43 is easily flowed by heating and the film 63 is easily deformed, the volume of the solder paste 43 is expanded, and the connection lands 28 and 29 of the film 63 are expanded by pressurization. It is considered that the solder paste 43 could be transferred to the connection land 28 or the connection land 29 under the conditions described above by deforming the corresponding part.

本実施の形態では、エキシマレーザ加工によって1枚毎にフィルム63を製造するので、フィルム63の加工コストが高い。従って、このフィルム63は再利用される。そのためにフィルム63の厚みを厚くすることで、変形が弾性限界内となるようにし、残留変形を小さくして繰り返し使用できるようにしている。なお本実施の形態におけるフィルム63は、約125μmの厚みである。   In this embodiment, since the film 63 is manufactured for each sheet by excimer laser processing, the processing cost of the film 63 is high. Therefore, this film 63 is reused. Therefore, by increasing the thickness of the film 63, the deformation is within the elastic limit, and the residual deformation is reduced so that it can be used repeatedly. The film 63 in the present embodiment has a thickness of about 125 μm.

ところが、フィルム63を金型による樹脂成型などで製造すれば、フィルム63の製造コストを下げることができる。このような場合には、フィルム63を使い捨てることにもなるので、環境への配慮もあり、フィルム63の厚みを薄くする。そしてそのように薄く、安いフィルムを用いれば、加熱温度をさらに低温にするとか、あるいは加圧条件をもっと低い圧力にしても転写が可能となる。つまり、常温にて柔らかく、弾性力が小さな樹脂や、厚みの薄いフィルムを用いれば、1回の利用で変形し易くなるので再利用は困難となるが、はんだペースト43を接続ランド28、接続ランド29へ容易に接触させることができることとなる。また、はんだペースト43に含まれる有機溶剤の含有比率が大きければ、蒸発に伴うはんだペースト43の膨張が大きくなり、転写されやすくなるものと考えられる。   However, if the film 63 is manufactured by resin molding using a mold or the like, the manufacturing cost of the film 63 can be reduced. In such a case, since the film 63 is also disposed of, the thickness of the film 63 is reduced in consideration of the environment. If such a thin and cheap film is used, transfer can be performed even if the heating temperature is further lowered or the pressurizing condition is lower. That is, if a soft resin with a small elastic force or a thin film is used at room temperature, it becomes difficult to reuse because it is easily deformed by one use. 29 can be easily brought into contact. Moreover, if the content ratio of the organic solvent contained in the solder paste 43 is large, it is considered that the expansion of the solder paste 43 due to evaporation becomes large and is easily transferred.

この接触・転写工程47で常温にまで冷却された後に、配線基板22はフィルム63が貼り付けられた状態のままで熱プレス72から取り出される。そして取り出された配線基板22は、剥離工程48で配線基板22からフィルム63が剥がされる。このときはんだペースト43に含まれたロジン(松脂)によって、はんだペースト43は接続ランド28や接続ランド29と接着された状態となっている。これによって、はんだペースト43は配線基板22側に残留し、配線基板22へ転写されることとなる。そしてそのために接触・転写工程47における加熱温度は、ロジンが粘着性を有する温度とすることも重要である。   After being cooled to room temperature in the contact / transfer process 47, the wiring board 22 is taken out from the hot press 72 with the film 63 attached. Then, the film 63 is peeled off from the wiring board 22 in the peeling process 48 in the taken-out wiring board 22. At this time, the solder paste 43 is bonded to the connection land 28 and the connection land 29 by rosin (pine resin) contained in the solder paste 43. As a result, the solder paste 43 remains on the wiring board 22 side and is transferred to the wiring board 22. Therefore, it is also important that the heating temperature in the contact / transfer process 47 is a temperature at which the rosin has adhesiveness.

なおこのとき、はんだペースト43が凹部61や凹部62a、62bに残留し難くしなければならない。そこで、本実施の形態では予めフィルム63の凹部61、凹部62a、62bにフッ素系の潤滑剤を塗布している。また、この剥離工程48において、はんだペースト43を凹部61や凹部62a、62bに残留し難くするためにも、接触・転写工程47において有機溶剤が適量含んだ状態としておくことと、フィルム63が上となる方向にて加熱されることも重要であると考えている。つまり、有機溶剤が蒸発することで、はんだペースト43と凹部61、凹部62a、62bとの間に蒸発した溶剤が入り込み、はんだペースト43は凹部61、凹部62a、62bから剥がれ易くなるものと考えられる。   At this time, it is necessary to make it difficult for the solder paste 43 to remain in the recess 61 and the recesses 62a and 62b. Therefore, in the present embodiment, a fluorine-based lubricant is applied to the concave portion 61 and the concave portions 62a and 62b of the film 63 in advance. Further, in this peeling step 48, in order to make it difficult for the solder paste 43 to remain in the concave portions 61 and the concave portions 62a and 62b, the contact / transfer step 47 should include an appropriate amount of an organic solvent, It is also important to be heated in such a direction. That is, when the organic solvent evaporates, the evaporated solvent enters between the solder paste 43 and the recesses 61 and the recesses 62a and 62b, and the solder paste 43 is considered to be easily peeled off from the recesses 61 and the recesses 62a and 62b. .

図8は剥離工程でフィルムの剥離が完了した状態の基板の断面図である。図8に示すように、以上のような工程によって凹部61、凹部62a、62bに充填されたはんだペースト43が配線基板22へ転写される。このとき、配線基板22に転写が完了した凹版転写導体ペースト81、凹版転写導体ペースト82a、82bの有機溶剤の成分は蒸発しているので、転写後のダレは小さくなる。これにより配線基板22上には、凹部61の形状を忠実に再現した凹版転写導体ペースト81と、凹部62a、62bの形状をそれぞれ忠実に再現した凹版転写導体ペースト82a、82bとが形成される(このように凹部が形成されたフィルムを用いて導体ペーストを基板へ転写する方法を凹版転写と言う)。そしてこのように凹版転写を行えば、ダレが抑制されることによって、はんだペースト43のはんだ粉が、接続ランド28や接続ランド29の外側へ流れ出し難くなるので、不要な箇所にはんだ粒を発生し難くなる。特に本実施の形態では、接触・転写工程47において有機溶剤を蒸発させるので、さらにダレを小さくできる。これにより、接続ランド28間にはんだ粒が残留し難くなり、はんだ粒による接続ランド同士の短絡などは発生し難くなる。従って、信頼性の高い半導体実装モジュール21を実現できる。また、隣接する接続ランド同士の間隔を小さくでき、はんだバンプ25間の間隔を小さくすることができ、半導体実装モジュール21の小型化も可能となる。   FIG. 8 is a cross-sectional view of the substrate in a state where the film has been peeled off in the peeling step. As shown in FIG. 8, the solder paste 43 filled in the recesses 61 and the recesses 62 a and 62 b is transferred to the wiring board 22 by the process as described above. At this time, since the components of the organic solvent in the intaglio transfer conductor paste 81 and the intaglio transfer conductor pastes 82a and 82b that have been transferred to the wiring substrate 22 are evaporated, the sagging after the transfer is reduced. Thereby, the intaglio transfer conductor paste 81 faithfully reproducing the shape of the recess 61 and the intaglio transfer conductor pastes 82a and 82b faithfully reproducing the shapes of the recesses 62a and 62b are formed on the wiring board 22 ( The method of transferring the conductive paste to the substrate using the film having the recesses formed in this way is called intaglio transfer). If the intaglio transfer is performed in this way, drooping is suppressed, so that the solder powder of the solder paste 43 hardly flows out of the connection land 28 or the connection land 29, so that solder particles are generated in unnecessary portions. It becomes difficult. Particularly in this embodiment, since the organic solvent is evaporated in the contact / transfer step 47, the sagging can be further reduced. As a result, it is difficult for solder grains to remain between the connection lands 28, and short-circuiting between the connection lands due to the solder grains is less likely to occur. Therefore, a highly reliable semiconductor mounting module 21 can be realized. Further, the interval between adjacent connection lands can be reduced, the interval between the solder bumps 25 can be reduced, and the semiconductor mounting module 21 can be downsized.

図9は実装工程における基板の断面図である。図2、図9において、実装工程49では、剥離工程48でフィルム63が剥がされた後で、凹版転写導体ペースト81上にチップ部品26(電子部品の一例として用いた)を実装し、凹版転写導体ペースト82a、82b上に半導体素子24を実装する。なお本実施の形態におけるチップ部品26の底面の両端部と、側面電極26aとに連続して電極が形成されているものである。   FIG. 9 is a cross-sectional view of the substrate in the mounting process. 2 and 9, in the mounting step 49, after the film 63 is peeled off in the peeling step 48, the chip component 26 (used as an example of an electronic component) is mounted on the intaglio transfer conductor paste 81 to transfer the intaglio plate. The semiconductor element 24 is mounted on the conductor pastes 82a and 82b. In the present embodiment, electrodes are continuously formed on both end portions of the bottom surface of the chip component 26 and the side electrode 26a.

なお本実施の形態における凹部61はチップ部品26の底面に対応する位置に設けられた装着面81aと、チップ部品26の側面に対向するように装着面81aから上方に突出して形成された突起部81bとを有した形状である。そして凹版転写導体ペースト81にはこの形状が忠実に再現されることとなる。つまりチップ部品26が装着されて、チップ部品26と接触する装着面81aと、この装着面81aの外側に設けられ、装着面81aから上方へ突出した突起部81bとが形成されることとなる。ここで、装着面はチップ部品26が装着されたときのバウンディングなどによる装着ズレを防止するために設けられる。   The recess 61 in the present embodiment includes a mounting surface 81a provided at a position corresponding to the bottom surface of the chip component 26, and a protrusion formed so as to protrude upward from the mounting surface 81a so as to face the side surface of the chip component 26. 81b. This shape is faithfully reproduced in the intaglio transfer conductor paste 81. That is, the chip component 26 is mounted, and a mounting surface 81a that comes into contact with the chip component 26 and a protrusion 81b that is provided outside the mounting surface 81a and protrudes upward from the mounting surface 81a are formed. Here, the mounting surface is provided to prevent mounting displacement due to bounding or the like when the chip component 26 is mounted.

突起部81bは、装着面81aより突出して形成される。従って、突起部81bの側面81cが、チップ部品26の側面電極26aに対向して配置されることとなる。   The protrusion 81b is formed to protrude from the mounting surface 81a. Accordingly, the side surface 81c of the protruding portion 81b is disposed to face the side surface electrode 26a of the chip component 26.

ここで、側面81cには、上方へ向かって側面電極26aとの間の間隔が大きくなる方向の傾斜を設けている。これにより、チップ部品26がずれて実装されても、突起部を押しつぶし難くなる。本実施の形態では、側面81cの先端とチップ部品26の側面電極26aとの間の間隔は、実装工程49におけるチップ部品26の装着ズレ量よりも大きくしている。なお本実施の形態では、側面81cに傾斜を設けたが、これは電極とほぼ平行となるようにしても良い。ただしこの場合には側面81cと側面電極26aとの間の間隔は、実装ズレ以上の間隔としておくことが望ましい。   Here, the side surface 81c is provided with an inclination in the direction in which the distance from the side electrode 26a increases toward the upper side. Thereby, even if the chip component 26 is mounted in a shifted state, it becomes difficult to crush the protrusion. In the present embodiment, the distance between the tip of the side surface 81 c and the side surface electrode 26 a of the chip component 26 is larger than the mounting displacement amount of the chip component 26 in the mounting step 49. In the present embodiment, the side surface 81c is inclined, but this may be substantially parallel to the electrode. In this case, however, the distance between the side surface 81c and the side surface electrode 26a is preferably set to be equal to or larger than the mounting displacement.

一方凹部62a、62bははんだバンプ25に対応する位置に設けられ、その天面には球面状の凸部が形成されている。なお、この凸部は、はんだバンプ25aやはんだバンプ25bそれぞれの径に対応した形状としている。このようにすることによって、凹版転写導体ペースト82a、82bの天面には、凹部62a、62bの凸部形状に対応した窪みが再現されることとなる。つまり凹版転写導体ペースト82a、82bの天面には、外周端から中心に向かって窪む方向の凹部が形成されることとなる。従って、半導体素子24の装着位置がずれても凹部によって中心方向へと移動させられるので、実装が容易になる。   On the other hand, the concave portions 62a and 62b are provided at positions corresponding to the solder bumps 25, and a spherical convex portion is formed on the top surface thereof. In addition, this convex part is made into the shape corresponding to each diameter of the solder bump 25a and the solder bump 25b. By doing so, indentations corresponding to the shape of the convex portions of the concave portions 62a and 62b are reproduced on the top surfaces of the intaglio transfer conductor pastes 82a and 82b. That is, a concave portion is formed on the top surface of the intaglio transfer conductor paste 82a, 82b so as to be recessed from the outer peripheral end toward the center. Therefore, even if the mounting position of the semiconductor element 24 is deviated, the semiconductor element 24 is moved toward the center by the recess, so that mounting is facilitated.

なお、本実施の形態では凹部62aと凹部62bの深さの差は、はんだバンプ25aとはんだバンプ25bの高さの差と同じにしてある。これによって、半導体素子24を配線基板22へ実装した場合に、はんだバンプ25aとはんだバンプ25b全てが、凹版転写導体ペースト82a、凹版転写導体ペースト82bそれぞれにしっかりと接触するので、接続ランド28とはんだバンプ25aや接続ランド28とはんだバンプ25bとの間をしっかりとはんだ付けできることとなる。   In the present embodiment, the difference in depth between the recess 62a and the recess 62b is the same as the difference in height between the solder bump 25a and the solder bump 25b. As a result, when the semiconductor element 24 is mounted on the wiring board 22, all of the solder bumps 25a and the solder bumps 25b are firmly in contact with the intaglio transfer conductor paste 82a and the intaglio transfer conductor paste 82b. The bumps 25a and the connection lands 28 can be firmly soldered between the solder bumps 25b.

図10は、リフロー工程完了後のモジュールの断面図である。リフロー工程50(接続工程の一例として用いた)では、実装工程49で実装された半導体素子24やチップ部品26をはんだ付けする。このようにして半導体素子24やチップ部品26が装着された配線基板22をリフロー炉によって加熱して凹版転写導体ペースト81、凹版転写導体ペースト82a、82bを溶かす。これによって、はんだバンプ25a、25bと接続ランド28との間はそれぞれ凹版転写導体30a、30bによって接続され、一方チップ部品26と接続ランド29との間は凹版転写導体31で接続されることとなる。   FIG. 10 is a cross-sectional view of the module after completion of the reflow process. In the reflow process 50 (used as an example of a connection process), the semiconductor element 24 and the chip component 26 mounted in the mounting process 49 are soldered. In this way, the wiring board 22 on which the semiconductor element 24 and the chip component 26 are mounted is heated by a reflow furnace to melt the intaglio transfer conductor paste 81 and the intaglio transfer conductor pastes 82a and 82b. As a result, the solder bumps 25a and 25b and the connection land 28 are connected by the intaglio transfer conductors 30a and 30b, respectively, while the chip component 26 and the connection land 29 are connected by the intaglio transfer conductor 31. .

以上のように、半導体素子24のはんだバンプ25aと配線基板22との間や、半導体素子24のはんだバンプ25bと配線基板22との間、あるいはチップ部品26と配線基板22との間のそれぞれの高さに応じた凹版転写導体30a、30b、31を形成することができる。従って半導体素子24やチップ部品26など、異なる大きさの隙間に対し、適した高さの凹版転写導体を形成させることができる。従ってたとえ配線基板22と部品との間の隙間の大きさが異なるような複数の電子部品を実装する場合においてもそれらの隙間に応じた高さの凹版転写導体を形成できるので、配線基板22と部品との間の隙間の大きさによらずはんだ付けが可能となる。   As described above, between the solder bump 25a of the semiconductor element 24 and the wiring board 22, between the solder bump 25b of the semiconductor element 24 and the wiring board 22, or between the chip component 26 and the wiring board 22, respectively. Intaglio transfer conductors 30a, 30b, and 31 corresponding to the height can be formed. Therefore, an intaglio transfer conductor having a suitable height can be formed in gaps of different sizes such as the semiconductor element 24 and the chip component 26. Therefore, even when mounting a plurality of electronic components having different sizes of gaps between the wiring board 22 and the components, an intaglio transfer conductor having a height corresponding to the gaps can be formed. Soldering is possible regardless of the size of the gap between the parts.

また、チップ部品26の側面電極26aの近傍に突起部81bの側面81cが設けられるので、リフロー工程50において突起部81bが溶融すると、側面81cと側面電極26aとが接触し、はんだペースト43と側面電極26aとが確実にはんだ付けされる。これにより、フィレット34の高さ35が大きくできる。従って、側面電極26aとはんだとの接続面積を大きくできるので、チップ部品26の接続強度が大きくなる。そしてこのようにフィレット34が大きくできるので、フィレットへのクラックなどが発生しにくくなり、長期的な接続信頼性も高くできる。   Further, since the side surface 81c of the protruding portion 81b is provided in the vicinity of the side electrode 26a of the chip component 26, when the protruding portion 81b is melted in the reflow process 50, the side surface 81c and the side surface electrode 26a come into contact with each other. The electrode 26a is securely soldered. Thereby, the height 35 of the fillet 34 can be increased. Accordingly, since the connection area between the side electrode 26a and the solder can be increased, the connection strength of the chip component 26 is increased. Since the fillet 34 can be made large in this way, cracks to the fillet are less likely to occur, and long-term connection reliability can be improved.

そしてこのことは、近年環境への配慮から、使用されるようになった鉛フリーのクリームはんだを用いた場合、特に有用である。つまり、一般的に、鉛フリーはんだは、鉛を含むはんだに比べてはんだ付け性が劣る。従って、特にチップ部品26と配線基板22との接続固定に鉛フリーはんだを用いる場合において、接続面積を大きくすることは非常に重要な課題となっている。そこで、本実施の形態に示したように突起部81bを設けることにより、鉛フリーはんだを用いてもフィレット34の高さ35を大きくできる。これにより、鉛フリーはんだに対してもチップ部品26を確実にはんだ付け接続でき、接続強度を大きくできる。   This is particularly useful when using lead-free cream solder that has recently been used in consideration of the environment. That is, in general, lead-free solder is inferior in solderability as compared with solder containing lead. Therefore, particularly in the case where lead-free solder is used for fixing the connection between the chip component 26 and the wiring board 22, increasing the connection area is a very important issue. Therefore, by providing the projection 81b as shown in the present embodiment, the height 35 of the fillet 34 can be increased even if lead-free solder is used. Thereby, the chip component 26 can be reliably soldered and connected to lead-free solder, and the connection strength can be increased.

なお本実施の形態では、鉛フリーはんだを用い、突起部81bの高さ81dは、チップ部品26の高さの2/3としている。このようにすれば、鉛フリーはんだにおいても、容易にチップ部品26の側面電極26aの上端にまでしっかりとはんだで接続することができる。そして、突起部81bの高さを、チップ部品26の高さの2/3としておくことで、最低でもチップ部品26の高さの2/3以上の高さのフィレット34を形成させることができる。   In the present embodiment, lead-free solder is used, and the height 81d of the protrusion 81b is 2/3 of the height of the chip component 26. In this way, even in lead-free soldering, it is possible to easily connect firmly to the upper end of the side electrode 26a of the chip component 26 with solder. By setting the height of the protrusion 81b to 2/3 of the height of the chip component 26, the fillet 34 having a height of 2/3 or more of the height of the chip component 26 can be formed at least. .

また、本実施の形態においてはんだペースト43の融点は、はんだバンプ25a、25bの融点より低いものを用いている。これは、樹脂製の配線基板22に比べてシリコン製である半導体素子24の方が熱伝導しやすいことより、リフロー工程50においてはんだバンプ25a、25bの温度は、はんだペースト43の温度に比べて温度が上がり易くなる。   In the present embodiment, the solder paste 43 has a melting point lower than that of the solder bumps 25a and 25b. This is because the temperature of the solder bumps 25a and 25b in the reflow process 50 is higher than the temperature of the solder paste 43 because the semiconductor element 24 made of silicon is more likely to conduct heat than the resin wiring board 22. The temperature rises easily.

そこで本実施の形態では、はんだペースト43の融点をはんだバンプ25a、25bの融点より低くすることで、ほぼ同時に溶融するようにしている。これにより、リフロー工程50において、はんだペースト43とはんだバンプ25とはしっかりとはんだ付けできる。さらに、リフロー工程50の温度を低く、あるいは時間を短くできるという効果もあり、配線基板22の反りも小さくできることとなる。ただし、配線基板22の線膨張係数が小さく、そりなどの問題がないような場合には、はんだペースト43とはんだバンプ25とを同じ合金のはんだを用いても構わない。   Therefore, in the present embodiment, the melting point of the solder paste 43 is set lower than the melting points of the solder bumps 25a and 25b so that the solder paste 43 is melted almost simultaneously. Thereby, in the reflow process 50, the solder paste 43 and the solder bump 25 can be firmly soldered. Furthermore, there is an effect that the temperature of the reflow process 50 can be lowered or the time can be shortened, and the warpage of the wiring board 22 can be reduced. However, when the linear expansion coefficient of the wiring board 22 is small and there is no problem such as warping, the solder paste 43 and the solder bump 25 may be made of the same alloy solder.

なお本実施の形態において、はんだバンプ25bの融点は、他のはんだバンプ25aやはんだペースト43の融点より高くしている。そして、リフロー工程50の加熱温度は、はんだバンプ25aやはんだペースト43の融点以上で、かつはんだバンプ25bの融点より低くしている。これにより、リフロー工程50においてはんだバンプ25bは溶融しないので、凹版転写導体ペースト82a、82bや、はんだバンプ25aが溶融しても半導体素子24と配線基板22との間の隙間91を維持することができる。   In the present embodiment, the melting point of the solder bump 25 b is higher than the melting points of the other solder bumps 25 a and the solder paste 43. The heating temperature in the reflow process 50 is higher than the melting point of the solder bumps 25a and the solder paste 43 and lower than the melting point of the solder bumps 25b. Thereby, since the solder bump 25b is not melted in the reflow process 50, the gap 91 between the semiconductor element 24 and the wiring board 22 can be maintained even if the intaglio transfer conductor pastes 82a and 82b and the solder bump 25a are melted. it can.

図11は、本実施の形態における樹脂充填工程51における基板の断面図である。図2、図11において、図1から図10までと同じものは同じ番号を用いて、その説明は簡略化している。樹脂充填工程51では、リフロー工程50の後で半導体素子24と配線基板22との隙間32へ樹脂33を流し込む。そして硬化工程52で加熱して樹脂33を硬化させている。そして以上のような製造方法を用いることにより、半導体素子24と配線基板22との間に凹版転写導体30と凹版転写導体31との高さの差の分だけ、半導体素子24と配線基板22との隙間91(図10に示す)は、チップ部品26と配線基板22との間隔92よりも大きくなる。従って樹脂充填工程51において樹脂33が隙間32に流れ込み易くなるので、樹脂33内に気泡が残ったりし難くなる。従って信頼性の良好なモジュール21を実現できる。   FIG. 11 is a cross-sectional view of the substrate in the resin filling step 51 in the present embodiment. 2 and 11, the same components as those in FIGS. 1 to 10 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified. In the resin filling process 51, the resin 33 is poured into the gap 32 between the semiconductor element 24 and the wiring board 22 after the reflow process 50. Then, the resin 33 is cured by heating in the curing step 52. By using the manufacturing method as described above, the semiconductor element 24 and the wiring board 22 are disposed by the height difference between the intaglio transfer conductor 30 and the intaglio transfer conductor 31 between the semiconductor element 24 and the wiring board 22. The gap 91 (shown in FIG. 10) is larger than the interval 92 between the chip component 26 and the wiring board 22. Accordingly, since the resin 33 easily flows into the gap 32 in the resin filling step 51, it is difficult for bubbles to remain in the resin 33. Therefore, the module 21 with good reliability can be realized.

なお、本実施の形態における導体ペースト充填工程42において、予め凹部61や凹部62a、62bの容積よりも多くのはんだペースト43を充填し、フィルム63の表面から盛り上がった状態としても良い。このようにすれば、貼付け工程46においてはんだペースト43を接続ランド28や接続ランド29へ接触させることも可能になり、さらに確実に転写させることができる。   In the conductor paste filling step 42 in the present embodiment, a larger amount of solder paste 43 than the volume of the recesses 61 and the recesses 62a and 62b may be filled in advance to rise from the surface of the film 63. If it does in this way, it will also be possible to make the solder paste 43 contact the connection land 28 and the connection land 29 in the affixing step 46, and it can be transferred more reliably.

なお本実施の形態では、導体ペーストとして、はんだペースト43を用いたが、これは導電性接着剤などを用いても良い。ただしこの場合には、リフロー工程に代えて硬化工程(接続工程の他の例として用いた)が行われる。また突起部はチップ部品26と重なるような寸法としておくと良い。つまり接着剤は、はんだのように溶融しないので、予めチップ部品26と導電性接着剤とを接触させておくことが必要であるからである。このようにすれば、導電性接着剤がチップ部品26から離れた状態のままで硬化することを防止することができる。   In this embodiment, the solder paste 43 is used as the conductor paste, but a conductive adhesive or the like may be used. However, in this case, a curing process (used as another example of the connection process) is performed instead of the reflow process. Further, it is preferable that the protrusions have dimensions that overlap the chip component 26. That is, since the adhesive does not melt like solder, it is necessary to contact the chip component 26 and the conductive adhesive in advance. In this way, it is possible to prevent the conductive adhesive from being cured while being separated from the chip component 26.

本発明にかかる半導体実装モジュールは、信頼性の高い半導体実装モジュールを実現できるという効果を有し、基板へ導体ペーストを用いて半導体素子をフリップチップ実装、接続されるモジュールとして有用である。   The semiconductor mounting module according to the present invention has an effect of realizing a highly reliable semiconductor mounting module, and is useful as a module in which a semiconductor element is flip-chip mounted and connected to a substrate using a conductor paste.

本発明の一実施の形態におけるモジュールの断面図Sectional drawing of the module in one embodiment of this invention 同、モジュールの製造フローチャートSame as above, module manufacturing flowchart 同、導体ペースト充填工程におけるフィルムの断面図Same as above, sectional view of film in conductor paste filling process 同、貼付け工程における基板の断面図Same as above, sectional view of the substrate in the pasting process 同、基板の要部拡大図Same part, enlarged view of the board 同、接触・転写工程における接触転写設備の断面図Cross section of contact transfer equipment in the contact / transfer process 同、接触転写設備の要部拡大断面図Same as above, enlarged sectional view of the main part of the contact transfer equipment 同、剥離工程でフィルムの剥離が完了した状態の基板の断面図Same as above, a cross-sectional view of the substrate in a state where the film has been peeled off in the peeling step 同、実装工程における基板の断面図Same as above, sectional view of the substrate in the mounting process 同、リフロー工程完了後のモジュールの断面図Same as above, cross-sectional view of module after completion of reflow process 同、樹脂充填工程における基板の断面図Cross-sectional view of the substrate in the resin filling process 従来の半導体実装モジュールの製造フローチャートManufacturing flowchart of conventional semiconductor mounting module 同、ペースト供給工程の説明図Explanatory drawing of paste supply process 同、実装工程における基板の断面図Same as above, sectional view of the substrate in the mounting process 同、樹脂充填後の半導体実装モジュールの断面図Same as above, sectional view of semiconductor mounting module after resin filling

符号の説明Explanation of symbols

22 配線基板
23 絶縁膜
24 半導体素子
25a、25b はんだバンプ
27 絶縁膜不形成部
28 接続ランド
29 接続ランド
30a、30b 凹版転写導体
32 隙間
33 樹脂
DESCRIPTION OF SYMBOLS 22 Wiring board 23 Insulating film 24 Semiconductor element 25a, 25b Solder bump 27 Insulating film non-formation part 28 Connection land 29 Connection land 30a, 30b Intaglio transfer conductor 32 Gap 33 Resin

Claims (13)

基材上に配線された配線パターンと、この配線パターン上に形成された絶縁膜と、この絶縁膜に設けられた第1の絶縁膜不形成部と、この第1の絶縁膜不形成部に設けられるとともに、前記配線パターンに接続された第1の接続ランドとを含んだ配線基板と、この配線基板に装着される半導体素子と、この半導体素子に接続されるとともに前記第1の接続ランドと対応する位置に設けられた金属バンプと、前記半導体素子と前記配線基板との間の隙間に充填された樹脂とを備え、前記第1の接続ランドと前記金属バンプとの間は、凹版転写によって形成された第1の凹版転写導体で接続された半導体実装モジュール。 A wiring pattern wired on the substrate, an insulating film formed on the wiring pattern, a first insulating film non-forming portion provided on the insulating film, and a first insulating film non-forming portion; A wiring board including a first connection land connected to the wiring pattern, a semiconductor element mounted on the wiring board, and the first connection land connected to the semiconductor element and A metal bump provided at a corresponding position, and a resin filled in a gap between the semiconductor element and the wiring board, and an intaglio transfer between the first connection land and the metal bump. A semiconductor mounting module connected by the formed first intaglio transfer conductor. 第1の凹版転写導体の融点は、金属バンプの融点より低くした請求項1に記載の半導体実装モジュール。 The semiconductor mounting module according to claim 1, wherein the melting point of the first intaglio transfer conductor is lower than the melting point of the metal bump. 配線基板は、絶縁膜に設けられた第2の絶縁膜不形成部と、この第2の絶縁膜不形成部に設けられるとともに、配線パターンに接続された第2の接続ランドとを有し、前記第2の接続ランドに装着されたチップ部品と前記第2の接続ランドとの間は第2の凹版転写導体で接続された請求項1に記載の半導体実装モジュール。 The wiring board has a second insulating film non-forming portion provided in the insulating film, and a second connection land provided in the second insulating film non-forming portion and connected to the wiring pattern, The semiconductor mounting module according to claim 1, wherein a chip part mounted on the second connection land and the second connection land are connected by a second intaglio transfer conductor. 第1の凹版転写導体の高さは、チップ部品の底面と第2の接続ランドとの間の距離より大きくした請求項1に記載の半導体実装モジュール。 The semiconductor mounting module according to claim 1, wherein the height of the first intaglio transfer conductor is greater than the distance between the bottom surface of the chip part and the second connection land. 凹版転写導体ペーストの天面には、周縁部から中心に向かって窪みが形成された請求項1に記載の半導体実装モジュール。 The semiconductor mounting module according to claim 1, wherein a depression is formed in the top surface of the intaglio transfer conductor paste from the peripheral edge toward the center. 金属バンプには、半導体素子の外周近傍に配置された第1の金属バンプと、前記半導体素子の内部側に設けられた第2の金属バンプとを有し、前記第1の金属バンプの大きさは、前記第2の金属バンプの大きさより大きくした請求項1に記載の半導体実装モジュール。 The metal bump includes a first metal bump disposed in the vicinity of the outer periphery of the semiconductor element and a second metal bump provided on the inner side of the semiconductor element, and the size of the first metal bump. The semiconductor mounting module according to claim 1, wherein the size is larger than the size of the second metal bump. 第2の金属バンプに対応する凹版転写導体ペーストの高さは、第1の金属バンプに対応する凹版転写導体ペーストの高さより高くした請求項6に記載の半導体実装モジュール。 The semiconductor mounting module according to claim 6, wherein the height of the intaglio transfer conductor paste corresponding to the second metal bump is higher than the height of the intaglio transfer conductor paste corresponding to the first metal bump. 第2の金属バンプに対応する凹版転写導体ペーストの高さと、第1の金属バンプに対応する凹版転写導体ペーストの高さとの差は、第1と第2の金属バンプの高さの差と略等しくした請求項7に記載の半導体実装モジュール。 The difference between the height of the intaglio transfer conductor paste corresponding to the second metal bump and the height of the intaglio transfer conductor paste corresponding to the first metal bump is substantially equal to the difference in height between the first and second metal bumps. The semiconductor mounting module according to claim 7, which is made equal. 基材上に配線された配線パターンと、この配線パターン上に形成された絶縁膜と、この絶縁膜に設けられた第1の絶縁膜不形成部と、この第1の絶縁膜不形成部に設けられるとともに、前記配線パターンに接続された第1の接続ランドとを含んだ配線基板へ金属バンプ付きの半導体素子をフリップチップ実装する半導体モジュールの製造方法において、前記第1の接続ランドに対応する位置に第1の凹部が形成された樹脂製のフィルムに対して、前記第1の凹部へ導体ペーストを充填する充填工程と、この充填工程の後で前記第1の接続ランドと前記第1の凹部とが対向するように前記フィルムを前記配線基板へ貼り付ける貼付け工程と、この貼付け工程の後で前記フィルムと前記配線基板とが貼り合わされた状態で加圧して前記導体ペーストを配線基板へ転写する転写工程と、この転写工程の後で前記配線基板から前記フィルムを剥離して、前記第1の接続ランド上に第1の凹版転写導体ペーストを形成させる剥離工程とからなる凹版転写工程と、この凹版転写工程の後で前記第1の凹版転写導体ペーストに半導体素子を装着する実装工程と、この実装工程の後で前記第1の凹版転写導体ペーストを溶融させて前記第1の接続ランドと前記金属バンプとの間とを第1の凹版転写導体で接続させる加熱工程と、前記半導体素子と前記配線基板との間に樹脂を充填する樹脂充填工程とを有した半導体実装モジュールの製造方法。 A wiring pattern wired on the substrate, an insulating film formed on the wiring pattern, a first insulating film non-forming portion provided on the insulating film, and a first insulating film non-forming portion; A semiconductor module manufacturing method for flip-chip mounting a semiconductor element with a metal bump on a wiring board including a first connection land connected to the wiring pattern and corresponding to the first connection land A filling step of filling the first recess with a conductive paste for a resin film having a first recess formed at a position, and after the filling step, the first connection land and the first An affixing step of affixing the film to the wiring substrate so that the recesses face each other, and after the affixing step, pressurizing in a state where the film and the wiring substrate are affixed, the conductor pace A transfer step of transferring the film to the wiring substrate, and a peeling step of peeling the film from the wiring substrate after the transfer step to form a first intaglio transfer conductor paste on the first connection land. An intaglio transfer step, a mounting step of mounting a semiconductor element on the first intaglio transfer conductor paste after the intaglio transfer step, and melting the first intaglio transfer conductor paste after the mounting step to Semiconductor mounting comprising a heating step of connecting between one connection land and the metal bump with a first intaglio transfer conductor, and a resin filling step of filling a resin between the semiconductor element and the wiring board Module manufacturing method. 凹部の底面には、周縁部から中央に向かって突出した突起が形成された請求項9に記載の半導体実装モジュールの製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor mounting module according to claim 9, wherein a protrusion protruding from the peripheral edge toward the center is formed on the bottom surface of the recess. 導体ペーストの融点は、金属バンプの融点より低くするとともに、加熱工程の温度は前記導体ペーストの融点と金属バンプの融点の間とした請求項9に記載の半導体実装モジュールの製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor mounting module according to claim 9, wherein the melting point of the conductor paste is lower than the melting point of the metal bump, and the temperature of the heating step is between the melting point of the conductor paste and the melting point of the metal bump. 金属バンプには、第1の金属バンプと、この第1の金属バンプよりも小さな径の第2の金属バンプとを有し、前記第1の金属バンプに対応して設けられる第1の凹版転写導体ペーストと、前記第2の金属バンプに対応して設けられる第2の凹版転写導体ペーストとは異なった高さとし、凹版転写工程では前記第1の凹版転写導体ペーストと前記第2の凹版転写導体ペーストとを一括に配線基板上へ形成する請求項9に記載の半導体実装モジュールの製造方法。 The metal bump includes a first metal bump and a second metal bump having a diameter smaller than that of the first metal bump, and a first intaglio transfer provided corresponding to the first metal bump. The conductor paste and the second intaglio transfer conductor paste provided corresponding to the second metal bump have different heights, and in the intaglio transfer process, the first intaglio transfer conductor paste and the second intaglio transfer conductor The method for manufacturing a semiconductor mounting module according to claim 9, wherein the paste is formed on the wiring substrate in a lump. 絶縁膜に設けられた第2の絶縁膜不形成部と、この第2の絶縁膜不形成部に設けられるとともに、配線パターンに接続された第2の接続ランドと、この第2の接続ランド上に接着されるチップ部品と、このチップ部品と前記第2の接続ランドとの間を接続する第2の凹版転写導体とを有し、凹版転写工程では前記第2の凹版転写導体ペーストと第1の凹版転写導体ペーストとを一括に配線基板上へ形成する請求項9に記載の半導体実装モジュールの製造方法。 A second insulating film non-forming portion provided in the insulating film, a second connecting land provided in the second insulating film non-forming portion, connected to the wiring pattern, and on the second connecting land And a second intaglio transfer conductor connecting the chip component and the second connection land, and in the intaglio transfer step, the second intaglio transfer conductor paste and the first intaglio transfer conductor paste The method for manufacturing a semiconductor mounting module according to claim 9, wherein the intaglio transfer conductor paste is collectively formed on a wiring board.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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