JP3405136B2 - 電子部品および電子部品の製造方法ならびに電子部品の実装構造 - Google Patents
電子部品および電子部品の製造方法ならびに電子部品の実装構造Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フリップチップな
どの半導体素子をサブ基板に実装して成る電子部品およ
び電子部品の製造方法ならびに電子部品の実装構造に関
するものである。
どの半導体素子をサブ基板に実装して成る電子部品およ
び電子部品の製造方法ならびに電子部品の実装構造に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】フリップチップなどの半導体素子を基板
に実装する方法として、半導体素子を一旦サブ基板に実
装して一つの電子部品とする方法が知られている。この
方法は、上面に電極が予め形成されたサブ基板に半導体
素子を実装し、このサブ基板をサブ基板の下面に形成さ
れた半田バンプにより主基板に実装するものである。こ
こで、この半田バンプはサブ基板を貫通してサブ基板の
上面の電極に直接接合される。このため、サブ基板に半
導体素子を実装した後は、半田バンプと半導体素子は１
体に結合された状態となっている。
に実装する方法として、半導体素子を一旦サブ基板に実
装して一つの電子部品とする方法が知られている。この
方法は、上面に電極が予め形成されたサブ基板に半導体
素子を実装し、このサブ基板をサブ基板の下面に形成さ
れた半田バンプにより主基板に実装するものである。こ
こで、この半田バンプはサブ基板を貫通してサブ基板の
上面の電極に直接接合される。このため、サブ基板に半
導体素子を実装した後は、半田バンプと半導体素子は１
体に結合された状態となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電子部品が
実装された基板は、用途によっては使用時にヒートサイ
クルを受けることがあり、実装された電子部品と基板の
熱膨張率に大きな差があると、電子部品にはヒートサイ
クルによる繰り返し熱応力が作用する。
実装された基板は、用途によっては使用時にヒートサイ
クルを受けることがあり、実装された電子部品と基板の
熱膨張率に大きな差があると、電子部品にはヒートサイ
クルによる繰り返し熱応力が作用する。
【０００４】半導体素子は熱膨張率が小さいシリコンよ
り成っているため、前述の電子部品をポリイミドなど熱
膨張率の大きい樹脂基板に実装した場合には、熱膨張率
の差によりサブ基板の下面に形成された半田バンプに熱
応力が作用する。そしてヒートサイクルにより半田バン
プが形状的にくびれて応力集中が発生しやすい部分が破
断することがある。このように、従来の電子部品は、使
用時のヒートサイクルによって電子部品の半田バンプが
破断しやすく、実装後の電子部品の信頼性が確保されな
いという問題点があった。
り成っているため、前述の電子部品をポリイミドなど熱
膨張率の大きい樹脂基板に実装した場合には、熱膨張率
の差によりサブ基板の下面に形成された半田バンプに熱
応力が作用する。そしてヒートサイクルにより半田バン
プが形状的にくびれて応力集中が発生しやすい部分が破
断することがある。このように、従来の電子部品は、使
用時のヒートサイクルによって電子部品の半田バンプが
破断しやすく、実装後の電子部品の信頼性が確保されな
いという問題点があった。
【０００５】そこで本発明は、実装後の信頼性を向上さ
せることができる電子部品および電子部品の製造方法な
らびに電子部品の実装構造を提供することを目的とす
る。
せることができる電子部品および電子部品の製造方法な
らびに電子部品の実装構造を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の電子部品
は、表面に電極が形成されたサブ基板と、このサブ基板
に搭載され前記電極に電気的に接続された半導体素子
と、前記サブ基板の前記電極に形成された導電性樹脂電
極と、この導電性樹脂電極のみを被覆する金属メッキ膜
と、この金属メッキ膜上のみに形成された半田バンプと
を備えた。
は、表面に電極が形成されたサブ基板と、このサブ基板
に搭載され前記電極に電気的に接続された半導体素子
と、前記サブ基板の前記電極に形成された導電性樹脂電
極と、この導電性樹脂電極のみを被覆する金属メッキ膜
と、この金属メッキ膜上のみに形成された半田バンプと
を備えた。
【０００７】請求項２記載の電子部品の製造方法は、サ
ブ基板の電極に導電性樹脂電極を形成する工程と、この
導電性樹脂電極上のみに金属のメッキ膜を形成する工程
と、前記サブ基板に半導体素子を搭載して前記電極に半
導体素子を接続する工程と、前記メッキ膜上に半田ボー
ルを搭載する工程と、サブ基板を加熱して半田ボールを
溶融固化させてメッキ膜上のみに半田バンプを形成する
工程とを含む。
ブ基板の電極に導電性樹脂電極を形成する工程と、この
導電性樹脂電極上のみに金属のメッキ膜を形成する工程
と、前記サブ基板に半導体素子を搭載して前記電極に半
導体素子を接続する工程と、前記メッキ膜上に半田ボー
ルを搭載する工程と、サブ基板を加熱して半田ボールを
溶融固化させてメッキ膜上のみに半田バンプを形成する
工程とを含む。
【０００８】請求項３記載の電子部品の実装構造は、サ
ブ基板の電極に形成された半田バンプを主基板上の電極
に半田付けして成る電子部品の実装構造であって、前記
サブ基板の電極と半田バンプの間に導電性樹脂電極と金
属メッキ膜を介在させ、この金属メッキ膜をこの導電性
樹脂電極上のみに形成し、且つこの金属メッキ膜上のみ
に半田バンプを形成した。
ブ基板の電極に形成された半田バンプを主基板上の電極
に半田付けして成る電子部品の実装構造であって、前記
サブ基板の電極と半田バンプの間に導電性樹脂電極と金
属メッキ膜を介在させ、この金属メッキ膜をこの導電性
樹脂電極上のみに形成し、且つこの金属メッキ膜上のみ
に半田バンプを形成した。
【０００９】
【発明の実施の形態】各請求項記載の発明によれば、半
導体素子が実装されたサブ基板を、サブ基板の下面に形
成された半田バンプにより主基板に実装する実装構造に
おいて、サブ基板の電極と半田バンプの間に導電性樹脂
と金属メッキ膜を介在させることにより、実装後の熱応
力による変位を導電性樹脂の弾性変形により吸収させ、
半田バンプの破断を防止することができる。
導体素子が実装されたサブ基板を、サブ基板の下面に形
成された半田バンプにより主基板に実装する実装構造に
おいて、サブ基板の電極と半田バンプの間に導電性樹脂
と金属メッキ膜を介在させることにより、実装後の熱応
力による変位を導電性樹脂の弾性変形により吸収させ、
半田バンプの破断を防止することができる。
【００１０】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１の電子部品の側断面図、図２は同電子部品のサブ基
板の断面図、図３は同電子部品のサブ基板および半導体
素子の断面図、図４は同電子部品の断面図である。
態１の電子部品の側断面図、図２は同電子部品のサブ基
板の断面図、図３は同電子部品のサブ基板および半導体
素子の断面図、図４は同電子部品の断面図である。
【００１１】まず、図１を参照して電子部品Ａについて
説明する。図１において、１は電子部品Ａを構成するサ
ブ基板であり、ポリイミドなどの樹脂材料より成る。サ
ブ基板１上には電極２が形成されている。電極２の下面
にはサブ基板１を貫通する開孔１ａが設けられ、開孔１
ａ内には導電性樹脂電極３が電極２と接合されて形成さ
れている。導電性樹脂電極３の下面には金属メッキ膜４
が被膜されており、金属メッキ膜４の下面には半田バン
プ５が形成されている。図示するように、金属メッキ膜
４は導電性樹脂３にのみ被覆されている。電極２上に
は、半導体素子としてのフリップチップ６のバンプ７が
半田８により接合されており、フリップチップ６はボン
ド９によりサブ基板１に固着されている。
説明する。図１において、１は電子部品Ａを構成するサ
ブ基板であり、ポリイミドなどの樹脂材料より成る。サ
ブ基板１上には電極２が形成されている。電極２の下面
にはサブ基板１を貫通する開孔１ａが設けられ、開孔１
ａ内には導電性樹脂電極３が電極２と接合されて形成さ
れている。導電性樹脂電極３の下面には金属メッキ膜４
が被膜されており、金属メッキ膜４の下面には半田バン
プ５が形成されている。図示するように、金属メッキ膜
４は導電性樹脂３にのみ被覆されている。電極２上に
は、半導体素子としてのフリップチップ６のバンプ７が
半田８により接合されており、フリップチップ６はボン
ド９によりサブ基板１に固着されている。
【００１２】次に、図２、図３および図４を参照して電
子部品の製造方法について説明する。なお、図２
（ａ），（ｂ），（ｃ）、図３（ａ），（ｂ）、図４
（ａ），（ｂ）は電子部品の製造方法を工程順に示して
いる。
子部品の製造方法について説明する。なお、図２
（ａ），（ｂ），（ｃ）、図３（ａ），（ｂ）、図４
（ａ），（ｂ）は電子部品の製造方法を工程順に示して
いる。
【００１３】まず図２（ａ）において、サブ基板１には
電極２が形成されている。サブ基板１の電極２の位置に
は開孔１ａが設けられており、サブ基板１は開孔１ａを
上にして載置される。次に図２（ｂ）に示すように、開
孔１ａ内には導電性樹脂３が塗布される。導電性樹脂３
は、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂に銀や銅の粉末を含
有させたものであり、開孔１ａ内に塗布された後、キュ
ア炉で加熱されることにより、電極２に固着され、電極
２と電気的に導通する導電性樹脂電極３となる。
電極２が形成されている。サブ基板１の電極２の位置に
は開孔１ａが設けられており、サブ基板１は開孔１ａを
上にして載置される。次に図２（ｂ）に示すように、開
孔１ａ内には導電性樹脂３が塗布される。導電性樹脂３
は、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂に銀や銅の粉末を含
有させたものであり、開孔１ａ内に塗布された後、キュ
ア炉で加熱されることにより、電極２に固着され、電極
２と電気的に導通する導電性樹脂電極３となる。
【００１４】次に、図２（ｃ）に示すように、導電性樹
脂電極３の上面に、銅やニッケルなどの金属メッキ膜４
が形成される。この金属メッキ膜４は、後工程で形成さ
れる半田バンプの接合性を向上させるためのものであ
る。
脂電極３の上面に、銅やニッケルなどの金属メッキ膜４
が形成される。この金属メッキ膜４は、後工程で形成さ
れる半田バンプの接合性を向上させるためのものであ
る。
【００１５】次に、図３（ａ）に示すように、サブ基板
１は上下反転される。この状態でサブ基板１上にはフリ
ップチップ６が搭載され、サブ基板１の上面の電極２上
にフリップチップ６のバンプ７を半田付けにより接合す
る。この後図３（ｂ）に示すように、フリップチップ６
とサブ基板１の間にはアンダーフィル樹脂が注入され、
フリップチップ６はサブ基板１に固着される。
１は上下反転される。この状態でサブ基板１上にはフリ
ップチップ６が搭載され、サブ基板１の上面の電極２上
にフリップチップ６のバンプ７を半田付けにより接合す
る。この後図３（ｂ）に示すように、フリップチップ６
とサブ基板１の間にはアンダーフィル樹脂が注入され、
フリップチップ６はサブ基板１に固着される。
【００１６】次に、図４（ａ）に示すように、フリップ
チップ６が実装されたサブ基板１は上下反転され、金属
メッキ膜４上には、フラックス１０が予め塗布された半
田ボール５’が搭載される。この後、サブ基板１はリフ
ロー炉に送られ加熱されることにより半田ボール５’は
溶融する。その後溶融した半田ボール５’が固化するこ
とによって金属メッキ膜４上のみに半田バンプ５を形成
し、電子部品Ａが完成する。
チップ６が実装されたサブ基板１は上下反転され、金属
メッキ膜４上には、フラックス１０が予め塗布された半
田ボール５’が搭載される。この後、サブ基板１はリフ
ロー炉に送られ加熱されることにより半田ボール５’は
溶融する。その後溶融した半田ボール５’が固化するこ
とによって金属メッキ膜４上のみに半田バンプ５を形成
し、電子部品Ａが完成する。
【００１７】（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２の電子部品の実装構造の断
面図である。図５において、電子部品Ａ’を構成するサ
ブ基板１１の下面には電極１２が形成されている。電極
１２の下面には導電性樹脂電極１３が形成されている。
導電性樹脂はエポキシ樹脂やポリイミド樹脂に銀や銅な
どの金属粉を含有させたものである。導電性樹脂電極１
３は銅やニッケルなどの金属メッキ膜１４で被覆されて
いる。図示するように金属メッキ膜１４は、導電性電極
１３上のみに被覆されている。金属メッキ膜１４の下面
のみに半田バンプ１５が形成されている。すなわち、本
電子部品Ａ’７の実装構造は電極１２と半田バンプ１５
の間に導電性樹脂電極１３と金属メッキ膜１４を介在さ
せたものとなっている。半田バンプ１５はポリイミド樹
脂などより成る主基板１７の電極１６に半田付けして接
合されている。
面図である。図５において、電子部品Ａ’を構成するサ
ブ基板１１の下面には電極１２が形成されている。電極
１２の下面には導電性樹脂電極１３が形成されている。
導電性樹脂はエポキシ樹脂やポリイミド樹脂に銀や銅な
どの金属粉を含有させたものである。導電性樹脂電極１
３は銅やニッケルなどの金属メッキ膜１４で被覆されて
いる。図示するように金属メッキ膜１４は、導電性電極
１３上のみに被覆されている。金属メッキ膜１４の下面
のみに半田バンプ１５が形成されている。すなわち、本
電子部品Ａ’７の実装構造は電極１２と半田バンプ１５
の間に導電性樹脂電極１３と金属メッキ膜１４を介在さ
せたものとなっている。半田バンプ１５はポリイミド樹
脂などより成る主基板１７の電極１６に半田付けして接
合されている。
【００１８】ところで、電子部品が実装された基板の使
用時には、電子部品自体が発生する熱や外部から伝達さ
れる熱によって温度が上昇し、基板の周囲が高温となる
場合がある。このような場合には、基板の各部分は温度
上昇によって膨張するが、基板に実装される電子部品と
基板の熱膨張率が異る場合には、基板と電子部品の間に
は熱膨張率の差に起因する熱応力が発生する。図５にお
いて、実装される電子部品Ａ’の熱膨張率と主基板１７
の熱膨張率が異なる場合には、熱膨張の差により加熱時
には主基板１７はサブ基板１１に対して相対的に変位す
る（矢印ａ参照）こととなり、その結果半田バンプ１５
には曲げモーメントＭとせん断力Ｆが働く。
用時には、電子部品自体が発生する熱や外部から伝達さ
れる熱によって温度が上昇し、基板の周囲が高温となる
場合がある。このような場合には、基板の各部分は温度
上昇によって膨張するが、基板に実装される電子部品と
基板の熱膨張率が異る場合には、基板と電子部品の間に
は熱膨張率の差に起因する熱応力が発生する。図５にお
いて、実装される電子部品Ａ’の熱膨張率と主基板１７
の熱膨張率が異なる場合には、熱膨張の差により加熱時
には主基板１７はサブ基板１１に対して相対的に変位す
る（矢印ａ参照）こととなり、その結果半田バンプ１５
には曲げモーメントＭとせん断力Ｆが働く。
【００１９】本実施の形態による実装構造では、半田バ
ンプ１５と電極１２の間に導電性樹脂電極１３を介在さ
せているため、熱膨張による変位は弾性に富む導電性樹
脂電極１３によって吸収され、半田バンプ１５に過大な
曲げモーメントＭや半田バンプ１５の電極１６との接合
面に過大なせん断力Ｆが働くことがない。したがって導
電性樹脂電極１３がない場合に発生しやすい半田バンプ
１５の熱応力による破断を防ぎ、実装後の電子部品Ａ’
の信頼性を向上させることができる。
ンプ１５と電極１２の間に導電性樹脂電極１３を介在さ
せているため、熱膨張による変位は弾性に富む導電性樹
脂電極１３によって吸収され、半田バンプ１５に過大な
曲げモーメントＭや半田バンプ１５の電極１６との接合
面に過大なせん断力Ｆが働くことがない。したがって導
電性樹脂電極１３がない場合に発生しやすい半田バンプ
１５の熱応力による破断を防ぎ、実装後の電子部品Ａ’
の信頼性を向上させることができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、半導体素子が上面に実
装されたサブ基板を、サブ基板の下面に形成された半田
バンプにより主基板に実装する実装構造において、サブ
基板の電極と半田バンプの間に導電性樹脂電極を介在さ
せたので、実装後の使用時の温度上昇によって発生する
熱応力による変位を弾性に富む導電性樹脂電極に吸収さ
せることができ、したがって半田バンプには過大な曲げ
モーメントやせん断力が働くことがなく、半田バンプの
破断を防止して実装後の電子部品の信頼性を向上させる
ことができる。
装されたサブ基板を、サブ基板の下面に形成された半田
バンプにより主基板に実装する実装構造において、サブ
基板の電極と半田バンプの間に導電性樹脂電極を介在さ
せたので、実装後の使用時の温度上昇によって発生する
熱応力による変位を弾性に富む導電性樹脂電極に吸収さ
せることができ、したがって半田バンプには過大な曲げ
モーメントやせん断力が働くことがなく、半田バンプの
破断を防止して実装後の電子部品の信頼性を向上させる
ことができる。
【図１】本発明の実施の形態１の電子部品の側断面図
【図２】本発明の実施の形態１の電子部品のサブ基板の
断面図
断面図
【図３】本発明の実施の形態１の電子部品のサブ基板お
よび半導体素子の断面図
よび半導体素子の断面図
【図４】本発明の実施の形態１の電子部品の断面図
【図５】本発明の実施の形態２の電子部品の実装構造の
断面図
断面図
Ａ、Ａ’ 電子部品
１、１１ サブ基板
２、１２ 電極
３、１３ 導電性樹脂電極
４、１４ 金属メッキ膜
５、１５ 半田バンプ
６ フリップチップ
７ バンプ
８ 半田
９ ボンド
１６ 電極
１７ 主基板
Claims (3)
- 【請求項１】表面に電極が形成されたサブ基板と、この
サブ基板に搭載され前記電極に電気的に接続された半導
体素子と、前記サブ基板の前記電極に形成された導電性
樹脂電極と、この導電性樹脂電極のみを被覆する金属メ
ッキ膜と、この金属メッキ膜上のみに形成された半田バ
ンプとを備えたことを特徴とする電子部品。 - 【請求項２】サブ基板の電極に導電性樹脂電極を形成す
る工程と、この導電性樹脂電極上のみに金属のメッキ膜
を形成する工程と、前記サブ基板に半導体素子を搭載し
て前記電極に半導体素子を接続する工程と、前記メッキ
膜上に半田ボールを搭載する工程と、サブ基板を加熱し
て半田ボールを溶融固化させてメッキ膜上のみに半田バ
ンプを形成する工程とを含むことを特徴とする電子部品
の製造方法。 - 【請求項３】サブ基板の電極に形成された半田バンプを
主基板上の電極に半田付けして成る電子部品の実装構造
であって、前記サブ基板の電極と半田バンプの間に導電
性樹脂電極と金属メッキ膜を介在させ、この金属メッキ
膜をこの導電性樹脂電極上のみに形成し、且つこの金属
メッキ膜上のみに半田バンプを形成したことを特徴とす
る電子部品の実装構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21152197A JP3405136B2 (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | 電子部品および電子部品の製造方法ならびに電子部品の実装構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21152197A JP3405136B2 (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | 電子部品および電子部品の製造方法ならびに電子部品の実装構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154672A JPH1154672A (ja) | 1999-02-26 |
| JP3405136B2 true JP3405136B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=16607289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21152197A Expired - Fee Related JP3405136B2 (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | 電子部品および電子部品の製造方法ならびに電子部品の実装構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3405136B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP3661444B2 (ja) * | 1998-10-28 | 2005-06-15 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体装置、半導体ウエハ、半導体モジュールおよび半導体装置の製造方法 |
| KR20030044255A (ko) * | 2001-11-29 | 2003-06-09 | 한국전자통신연구원 | 플립칩 본딩 광모듈 패키지 및 그 패키징 방법 |
| WO2008114434A1 (ja) * | 2007-03-20 | 2008-09-25 | Fujitsu Limited | 実装基板及びその製造方法と半導体装置及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-08-06 JP JP21152197A patent/JP3405136B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1154672A (ja) | 1999-02-26 |
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