JP3343329B2 - 電子部品搭載用基板、電子部品装置及びそれらの製造法 - Google Patents
電子部品搭載用基板、電子部品装置及びそれらの製造法Info
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Description
ランジスタ、ダイオ−ド、サイリスタ等の能動素子、コ
ンデンサ、抵抗体、コイル等の受動素子等の電子部品が
搭載される基板、電子部品装置及びそれらの製造法に関
する。
着させる方法としては、リードフレーム上にダイボンデ
ィング材料を供給し半導体チップを接着する方法が用い
られてきた。これらの材料としては、例えばAu−Si
共晶、半田、樹脂ペーストなどが知られている。この中
で、Au−Si共晶は高価かつ弾性率が高く又接着部分
を加振する必要があるという問題がある。半田は融点温
度以上に耐えられずかつ弾性率が高いという問題があ
る。樹脂ペーストでは銀ペーストが最も一般的であり、
銀ペーストは、他材料と比較して最も安価で耐熱信頼性
が高く弾性率も低いため、IC、LSIのリードフレー
ムの接着材料として最も多く使用されている。
高集積化が進み半導体素子が大型化したため、接着時に
銀ペーストを塗布部全面に均一に塗ることが困難となっ
てきている。均一に樹脂ペーストが塗布できないと接着
部にボイドが発生し、実装時の半田付け熱処理でパッケ
ージクラックを起こす原因となり問題となっていた。
実装の要求が、近年、急激に増加してきており、半導体
パッケージは、従来のピン挿入型に代わり、高密度実装
に適した表面実装型が主流になってきた。この表面実装
型パッケージは、リードをプリント基板等に直接はんだ
付けするために、加熱方法としては、赤外線リフローや
ベーパーフェーズリフロー、はんだディップなどによ
り、パッケージ全体を加熱して実装される。この際、パ
ッケージ全体が210〜260℃の高温にさらされるた
め、パッケージ内部に水分が存在すると、水分の爆発的
な気化により、パッケージクラック(以下リフロークラ
ックという)が発生する。このリフロークラックは、半
導体パッケージの信頼性を著しく低下させるため、深刻
な問題・技術課題となっている。
ラックの発生メカニズムは、次の通りである。半導体パ
ッケージは、保管されている間に(1)ダイボンディン
グ材が吸湿し、(2)この水分がリフローはんだ付けの
実装時に、加熱によって水蒸気化し、(3)この蒸気圧
によってダイボンディング層の破壊やはく離が起こり、
(4)リフロ−クラックが発生する。封止材の耐リフロ
ークラック性が向上してきている中で、ダイボンディン
グ材に起因するリフロ−クラックは、特に薄型パッケー
ジにおいて、重大な問題となっており、耐リフロークラ
ック性の改良が強く要求されている。本発明は、パッケ
ージクラックが起こらず信頼性に優れる半導体パッケ−
ジ等の電子部品装置を製造することを可能とする電子部
品搭載用基板及び電子部品装置を提供するものである。
基板は、電子部品が搭載されるダイパッド部を有し前記
ダイパッド部には貫通孔が形成されている支持基板と、
前記ダイパッド部に接着されたフィルム状有機ダイボン
ディング材とを備えるものであって、フィルム状有機ダ
イボンディング材のガラス転移温度が−50℃〜180
℃であり、フィルム状有機ダイボンディング材のダイパ
ッド部に接着する段階における残存揮発分が3重量%以
下である電子部品搭載用基板である。また、本発明の電
子部品搭載用基板は、フィルム状有機ダイボンディング
材が、貫通孔からフィルム状有機ダイボンディング材が
接着されている支持基板面の反対側面に露出していない
フィルム状有機ダイボンディング材であることを特徴と
する。本発明の電子部品装置は、上記の電子部品搭載用
基板のフィルム状有機ダイボンディング材に接着された
電子部品を備えるものである。
孔2)のあいた支持基板1上に、図2に示すように、フ
ィルム状有機ダイボンディング材3を載置する。この
時、穴(貫通孔2)から当該フィルムがたれ下がらない
条件をみたす温度、圧力、時間で、フィルムを支持基板
上に貼り付ける。穴からフィルムがたれ下がり、支持基
板のフィルム貼付面とは逆側の表面よりも、はみ出して
たれ下がると、支持基板を載せた支持台を汚染するた
め、はみ出してたれ下がらない条件、あるいは、はみ出
してたれ下がり支持基板を載せた支持台に接触しない条
件をみたす温度、圧力、時間で、貼り付ける。図4はフ
ィルム状有機ダイボンディング材3が支持基板のフィル
ム貼付面とは逆側の表面よりも、はみ出してたれ下が
り、あるいは、はみ出してたれ下がり支持基板を載せた
支持台に接触する(フィルム状有機ダイボンディング材
3が露出する)ことになる状態を示す。本発明ではフィ
ルム状有機ダイボンディング材3は支持基板1を載せた
支持台に非接触となるようにする。フィルム貼付温度と
して好ましい値は、室温から350℃である。図6はフ
ィルム状有機ダイボンディング材3を支持基板1上に載
置した状態をするフィルム状有機ダイボンディング材3
側から見た平面図である。尚、フィルム状有機ダイボン
ディング材3を支持基板1上に載置する場合、フィルム
状有機ダイボンディング材3は支持基板1の貫通孔2の
少なくとも1部を覆うように載置する。
グ材を載置する方法としては、例えば、フィルム状有機
ダイボンディング材を一定量送り出す供給装置と、フィ
ルム状有機ダイボンディング材を切断する切断装置と、
切断したフィルム状有機ダイボンディング材を支持部材
上の所定の位置に載置し、押し付け圧着するフィルム圧
着装置とを備えたラミネート装置を使用する方法があ
る。また、支持基板にフィルム状有機ダイボンディング
材を載置する方法としては、例えば、フィルム状有機ダ
イボンディング材を一定量送り出す供給装置と、フィル
ム状有機ダイボンディング材を打ち抜く装置と、打ち抜
かれたフィルム状有機ダイボンディング材を支持部材上
の所定の位置に載置し、押し付け圧着するフィルム圧着
装置とを備えたラミネート装置を使用する方法もある。
しかし、支持基板にフィルム状有機ダイボンディング材
を載置する方法としては、上記の方法に何等限定される
ものではなく、どのような装置を使用する方法でも良
い。
を当該フィルム3上に載置し、接着する。この時にも、
上記のように、当該フィルム3が、はみ出してたれ下が
らない条件、あるいは、はみ出してたれ下がり支持基板
1を載せた支持台に接触しない条件をみたす温度、圧
力、時間で、半導体チップ4を接着する。図5は半導体
チップ4を接着する段階でフィルム状有機ダイボンディ
ング材3が支持基板のフィルム貼付面とは逆側の表面よ
りも、はみ出してたれ下がり、あるいは、はみ出してた
れ下がり支持基板を載せた支持台に接触する(フィルム
状有機ダイボンディング材3が露出する)ことになる状
態を示す。 本発明ではフィルム状有機ダイボンディン
グ材3は支持基板1を載せた支持台に非接触となるよう
にする。チップ接着温度として好ましい値は、室温から
350℃である。半導体チップ4をフィルム3上に載置
する場合、フェ−スアップであってもフェ−スダウンで
あって良い。半導体チップ4は例えばワイアボンディン
グ等適宜の方法でインナ−リ−ド部に接続される。半導
体チップ4はフィルム3上に銀ペ−スト等他のボンディ
ング材を介して載置しても良い。また図3において、フ
ィルム状有機ダイボンディング材3を半導体チップ4に
予め貼り付けておき、支持基板ダイパッド部に載置くす
るようにしても良い。
ーム、絶縁基板、配線付き基板等を用いることができ
る。支持基板の穴の形状は、円形、だ円形、正方形、長
方形、スリット形等を用い、何等限定されるものではな
く、またその大きさや数にも、特に制限はない。
ィング材は、フィルム状になるものであれば、特に制限
はなく、広く使用することができる。当該フィルムに
は、必要条件、状態に応じて、熱可塑性樹脂や熱硬化性
樹脂をベースにしたもの単独のもの、あるいは、これら
ベース樹脂と導電性フィラーや非導電性フィラーとを組
み合わせたものを適宜選択して使用する。
ド、ポリアミド、ポリエステル、シロキサンポリイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリエステルイミド、エポキ
シ樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂、シアナ
ートエステル樹脂は、好ましく使用される。ベース樹脂
のガラス転移温度として、−50〜350℃のものが好
ましく、−30〜 300℃のものが更に好ましく、−
10〜180℃のものが最も好ましい。ベース樹脂のガ
ラス転移温度が、−30℃未満では、接着時にフィルム
が、支持基板面の反対側面から露出する場合があり、3
00℃を越えると、支持基板に接着できない場合があ
る。本発明のフィルム状有機ダイボンディング材とし
て、フィルム状有機ダイボンディング材を支持基板ダイ
パッド部に接着する段階において、残存揮発分10重量
%以下のものが更に好ましく、3重量%以下のものが最
も好ましい。残存揮発分が10重量%を越えると、接着
時にフィルムが支持基板面の反対側面から露出する場合
がある。本発明のフィルム状有機ダイボンディング材と
して、フィルム状有機ダイボンディング材をダイパッド
部に接着した段階で、ダイボンディング材中に存在する
ボイド及びダイボンディング材と支持基板との界面に存
在するボイドは、ボイド体積率30%以下のものが好ま
しく、20%以下のものが更に好ましく、10%以下の
ものが最も好ましい。ボイド体積率が30%を越える
と、実装時のはんだ付け熱処理で、パッケージクラック
を起こす場合がある。本発明のフィルム状有機ダイボン
ディング材は、例えばポリイミド、エポキシ樹脂等の有
機材料、必要に応じて金属フィラー等の添加物等の材料
を有機溶媒に溶解・分散させ、塗工用ワニスとし、この
塗工用ワニスを二軸延伸ポリプロピレンフィルム等のキ
ャリアフィルムに塗工し、溶剤を揮発させ、キャリアフ
ィルムからはく離する溶液キャスト法により、製造する
ことができる。また、本発明のフィルム状有機ダイボン
ディング材は、射出成型法、押出成型法、圧縮成型法等
により、製造することもできる。上記フィルムの製造工
程において、フィルムを加熱する温度、時間等の製造条
件を変化させることにより、フィルムの残存揮発分を調
整することができる。
きさのフィルム状有機ダイボンディング材をサンプルと
し、サンプルの重量を測定しM1とし、サンプルを熱風
循環恒温槽中で200℃2時間加熱後、秤量してM2と
する。 [(M1−M2)/M1]×100=残存揮発分(wt%) として、残存揮発分を算出した。
イボンディング材で接着してサンプルを作製し、軟X線
装置を用いて、サンプル上面から観察した画像を写真撮
影した。写真のボイドの面積率を画像解析装置によって
測定し、上面から透視したボイドの面積率=ボイドの体
積率(%)とした。例えば、ベース樹脂としては、ポリ
イミド、ポリアミド、ポリエステル、シロキサンポリイ
ミド、ポリエーテルイミド、ポリエステルイミド、エポ
キシ樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂、シア
ナートエステル樹脂は、好ましく使用される。ベース樹
脂のガラス転移温度として、好ましい値は、−50℃か
ら350℃である。
ディング材に用いる導電性フィラーとしては、金、銀、
銅、アルミ、カーボン等、非導電性フィラーとしては、
窒化アルミ、窒化ホウ素、シリカ等を用いることができ
るが、これらに何等限定されるものではない。
プ、トランジスタ、ダイオ−ド、サイリスタ等の能動素
子、コンデンサ、抵抗体、コイル等の受動素子等が使用
される。
ッケージクラックが起こらず信頼性に優れる半導体パッ
ケ−ジ等の電子部品装置を製造することが可能となる。
材を載置した段階の断面図。
材に半導体チップを載置した段階の断面図。
材を載置した段階の不適例の断面図。
材に半導体チップをを載置した段階の不適例の断面図。
材を載置した段階の平面図。
Claims (10)
- 【請求項1】 電子部品が搭載されるダイパッド部を有
し前記ダイパッド部には貫通孔が形成されている支持基
板と、前記ダイパッド部に接着されたフィルム状有機ダ
イボンディング材とを備える電子部品搭載用基板であっ
て、フィルム状有機ダイボンディング材のガラス転移温
度が−50℃〜180℃であり、フィルム状有機ダイボ
ンディング材のダイパッド部に接着する段階における残
存揮発分が3重量%以下である電子部品搭載用基板。 - 【請求項2】 フィルム状有機ダイボンディング材が、
貫通孔からフィルム状有機ダイボンディング材が接着さ
れている支持基板面の反対側面に露出していないフィル
ム状有機ダイボンディング材である請求項1記載の電子
部品搭載用基板。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載の電子部品搭載用
基板のフィルム状有機ダイボンディング材上に搭載され
た電子部品を備える電子部品装置。 - 【請求項4】 電子部品が搭載されるダイパッド部を有
し前記ダイパッド部には貫通孔が形成されている支持基
板と、前記ダイパッド部に接着されたフィルム状有機ダ
イボンディング材であって、フィルム状有機ダイボンデ
ィング材のガラス転移温度が−50℃〜180℃であ
り、ダイパッド部に接着する段階における残存揮発分が
3重量%以下であるフィルム状有機ダイボンディング材
と、前記フィルム状有機ダイボンディング材上に搭載さ
れた電子部品を備える電子部品装置。 - 【請求項5】 フィルム状有機ダイボンディング材が、
貫通孔からフィルム状有機ダイボンディング材が接着さ
れている支持基板面の反対側面に露出していないフィル
ム状有機ダイボンディング材である請求項4記載の電子
部品装置。 - 【請求項6】 フィルム状有機ダイボンディング材をダ
イパッド部に接着した段階で、ダイボンディング材中に
存在するボイド及びダイボンディング材と支持基板との
界面に存在するボイドが、ボイド体積率30%以下であ
る請求項1又は2に記載の電子部品搭載用基板。 - 【請求項7】 フィルム状有機ダイボンディング材をダ
イパッド部に接着した段階で、ダイボンディング材中に
存在するボイド及びダイボンディング材と支持基板との
界面に存在するボイドが、ボイド体積率30%以下であ
る請求項4又は5に記載の電子部品装置。 - 【請求項8】 電子部品が半導体チップである請求項3
〜5何れかに記載の電子部品装置。 - 【請求項9】 請求項1又は2に記載の電子部品搭載用
基板を製造する際に、フィルム状有機ダイボンディング
材を支持基板ダイパッド部に、支持基板ダイパッド部の
貫通孔からフィルム状有機ダイボンディング材が接着さ
れる支持基板面の反対面に露出しない条件を満たす温
度、圧力、時間で接着することを特徴とする電子部品搭
載用基板の製造方法。 - 【請求項10】 請求項3〜5何れかに記載の電子部品
装置を製造する際に、電子部品を、フィルム状有機ダイ
ボンディング材上に、支持基板ダイパッド部の貫通孔か
らフィルム状有機ダイボンディング材が接着される支持
基板面の反対面に露出しない条件を満たす温度、圧力、
時間で搭載することを特徴とする電子部品装置の製造
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26475297A JP3343329B2 (ja) | 1996-11-29 | 1997-09-30 | 電子部品搭載用基板、電子部品装置及びそれらの製造法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8-320119 | 1996-11-29 | ||
JP32011996 | 1996-11-29 | ||
JP26475297A JP3343329B2 (ja) | 1996-11-29 | 1997-09-30 | 電子部品搭載用基板、電子部品装置及びそれらの製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10214850A JPH10214850A (ja) | 1998-08-11 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP26475297A Expired - Fee Related JP3343329B2 (ja) | 1996-11-29 | 1997-09-30 | 電子部品搭載用基板、電子部品装置及びそれらの製造法 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3343329B2 (ja) |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP26475297A patent/JP3343329B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
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