JP3450838B2 - 電子部品の実装体の製造方法 - Google Patents
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- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品における
実装体とその方法、特に半導体素子の実装されたチップ
キャリア等の電子部品とマザーボードの実装構造体の製
造方法に関するものである。
実装体とその方法、特に半導体素子の実装されたチップ
キャリア等の電子部品とマザーボードの実装構造体の製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の中にＢＧＡ（ボール・グリ
ッド・アレイ）パッケージやＬＧＡ（ランド・グリッド
・アレイ）パッケージというものが提案されている。こ
れらは、半導体装置を実装したチップキャリアの外部接
続電極がチップキャリアの裏面にグリッド状に配置され
てなる半導体装置である。
ッド・アレイ）パッケージやＬＧＡ（ランド・グリッド
・アレイ）パッケージというものが提案されている。こ
れらは、半導体装置を実装したチップキャリアの外部接
続電極がチップキャリアの裏面にグリッド状に配置され
てなる半導体装置である。
【０００３】この実装されてなる半導体装置は、従来の
ＱＦＰ（クォータ・フラット・パッケージ）に比べる
と、外部接続電極がパッケージの裏面にあるので半導体
装置のサイズが大幅に小型化されるという利点がある。
ＱＦＰ（クォータ・フラット・パッケージ）に比べる
と、外部接続電極がパッケージの裏面にあるので半導体
装置のサイズが大幅に小型化されるという利点がある。
【０００４】このＢＧＡやＬＧＡ構造のＣＳＰ（チップ
・サイズ・パッケージ）等のパッケージの電極ピッチ
は、従来１．２７ｍｍという大きさのものが主に用いら
れていたが、電子機器の小型軽量化に伴い、０．８ｍｍ
〜０．５ｍｍピッチのものが用いられるようになってき
た。
・サイズ・パッケージ）等のパッケージの電極ピッチ
は、従来１．２７ｍｍという大きさのものが主に用いら
れていたが、電子機器の小型軽量化に伴い、０．８ｍｍ
〜０．５ｍｍピッチのものが用いられるようになってき
た。
【０００５】これらのピッチの端子電極を持つパッケー
ジは通常はＢＧＡ、ＬＧＡといったように予め半田ボー
ルをパッケージに搭載しておき、それをリフロー炉等で
加熱し半田付けすることによりマザーボードとの接続を
行ったり、逆にマザーボード側に電極上に半田ペースト
を印刷し、その上にパッケージを位置決め搭載し、リフ
ロー炉等を用いて加熱し半田付けすることにより電気的
な接続を行っている。
ジは通常はＢＧＡ、ＬＧＡといったように予め半田ボー
ルをパッケージに搭載しておき、それをリフロー炉等で
加熱し半田付けすることによりマザーボードとの接続を
行ったり、逆にマザーボード側に電極上に半田ペースト
を印刷し、その上にパッケージを位置決め搭載し、リフ
ロー炉等を用いて加熱し半田付けすることにより電気的
な接続を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなＢＧＡ、ＬＧＡといった単に半田だけを接続に用い
た技術では、更なる狭ピッチ化には限界があることが分
かっている。例えば、半田は高温では非常に粘度が低く
なり流れやすくなるために、半田の量を多くすると電極
間でショートしたり、また、逆に半田の量が少ないと接
続できない電極が出てきたり、繰り返し加熱と冷却を繰
り返す、例えば、コンピュータのＣＰＵに用いたりする
機器に用いた場合、初期的には電気的な接続がなされて
いても、繰り返し使用していくと接続が破壊して機器が
動作しなくなったりと、機器の信頼性にも悪影響を与え
ることが知られている。その理由は、主にチップやその
キャリア基板とマザーボードとの熱膨張係数の差によ
り、半田接続部にせん断応力がかかり、特に応力のかか
りやすい接続が不十分なところで、接続が物理的に破壊
するためであった。
うなＢＧＡ、ＬＧＡといった単に半田だけを接続に用い
た技術では、更なる狭ピッチ化には限界があることが分
かっている。例えば、半田は高温では非常に粘度が低く
なり流れやすくなるために、半田の量を多くすると電極
間でショートしたり、また、逆に半田の量が少ないと接
続できない電極が出てきたり、繰り返し加熱と冷却を繰
り返す、例えば、コンピュータのＣＰＵに用いたりする
機器に用いた場合、初期的には電気的な接続がなされて
いても、繰り返し使用していくと接続が破壊して機器が
動作しなくなったりと、機器の信頼性にも悪影響を与え
ることが知られている。その理由は、主にチップやその
キャリア基板とマザーボードとの熱膨張係数の差によ
り、半田接続部にせん断応力がかかり、特に応力のかか
りやすい接続が不十分なところで、接続が物理的に破壊
するためであった。
【０００７】その改善例として例えば特開平８−２３６
６５４号公報が提案されているが、これは特に直径が
０．５ｍｍ〜１ｍｍの半田ボールを用いたキャリア基板
の接続端子側に、樹脂層を設けて半田ボールを固定する
ことにより、チップキャリアと半田ボールの接続界面に
加わるせん断応力を緩和させようとするものである。
６５４号公報が提案されているが、これは特に直径が
０．５ｍｍ〜１ｍｍの半田ボールを用いたキャリア基板
の接続端子側に、樹脂層を設けて半田ボールを固定する
ことにより、チップキャリアと半田ボールの接続界面に
加わるせん断応力を緩和させようとするものである。
【０００８】しかしながらこの方法では、更に狭ピッチ
に接続した場合、マザーボードとキャリア基板の半田接
続部の面積が小さくなるために、接続部に多大なせん断
応力がかかることが避けられず、小型の電子機器等に使
用した場合、マザーボード側の半田接続の部分でせん断
破壊を起こし、電子機器が機能しなくなることがあっ
た。また、一般的には半田ボール等で半田付け実装した
後にアンダーフィルと呼ばれる、チップキャリアとマザ
ーボード間を接着する封止樹脂材料を、キャリア基板と
マザーボード間に流し込むことが知られているが、この
方法は封止樹脂材料を流し込む手間がかかり、かつ、完
全に封止樹脂を流し込むことが困難な上に、封止樹脂材
料の硬化に多大な時間がかかり、コスト増大の一因とな
り、民生用の電子機器では採用を見送られることが多か
った。したがってこの技術は長期に渡って信頼性を要求
される民生用の安価な電子機器には使われず、主に高価
な業務用の機器に使われることが多かった。
に接続した場合、マザーボードとキャリア基板の半田接
続部の面積が小さくなるために、接続部に多大なせん断
応力がかかることが避けられず、小型の電子機器等に使
用した場合、マザーボード側の半田接続の部分でせん断
破壊を起こし、電子機器が機能しなくなることがあっ
た。また、一般的には半田ボール等で半田付け実装した
後にアンダーフィルと呼ばれる、チップキャリアとマザ
ーボード間を接着する封止樹脂材料を、キャリア基板と
マザーボード間に流し込むことが知られているが、この
方法は封止樹脂材料を流し込む手間がかかり、かつ、完
全に封止樹脂を流し込むことが困難な上に、封止樹脂材
料の硬化に多大な時間がかかり、コスト増大の一因とな
り、民生用の電子機器では採用を見送られることが多か
った。したがってこの技術は長期に渡って信頼性を要求
される民生用の安価な電子機器には使われず、主に高価
な業務用の機器に使われることが多かった。
【０００９】本発明は、チップキャリアとマザー基板の
接続信頼性を向上するとともにコストを安価にし、民生
用の小型・軽量の電子機器を長期に渡って初期の性能を
維持できる実装体と実装方法を提供することを目的とす
る。
接続信頼性を向上するとともにコストを安価にし、民生
用の小型・軽量の電子機器を長期に渡って初期の性能を
維持できる実装体と実装方法を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の第１番目の電子部品の実装体の製造方法
は、第１の電気構造物の端子電極上に、加熱により溶融
する導電性の突起を設け、第２の電気構造物の端子電極
面に、予め穴を設けた溶融接着シートを貼り付け、前記
溶融接着シートの穴に前記導電性の突起が入るように前
記第１の電気構造物と第２の電気構造物を位置決めして
仮固定し、その後、加熱することにより、前記溶融接着
シートが溶融、硬化した後に、前記導電性の突起が溶
融、硬化し、前記第１の電気構造物の端子電極と前記第
２の電気構造物の端子電極を電気的に接続することを特
徴とする。
め、本発明の第１番目の電子部品の実装体の製造方法
は、第１の電気構造物の端子電極上に、加熱により溶融
する導電性の突起を設け、第２の電気構造物の端子電極
面に、予め穴を設けた溶融接着シートを貼り付け、前記
溶融接着シートの穴に前記導電性の突起が入るように前
記第１の電気構造物と第２の電気構造物を位置決めして
仮固定し、その後、加熱することにより、前記溶融接着
シートが溶融、硬化した後に、前記導電性の突起が溶
融、硬化し、前記第１の電気構造物の端子電極と前記第
２の電気構造物の端子電極を電気的に接続することを特
徴とする。
【００１１】また、本発明の第１番目の電子部品の実装
体の製造方法は、第１の電気構造物の端子電極上に、加
熱により溶融する導電性の突起を設け、第２の電気構造
物の端子電極面に、溶融接着シートを貼り付けた後、前
記溶融接着シートに穴を設け、前記溶融接着シートの穴
に前記導電性の突起が入るように前記第１の電気構造物
と第２の電気構造物を位置決めして仮固定し、その後、
加熱することにより、前記溶融接着シートが溶融、硬化
した後に、前記導電性の突起が溶融、硬化し、 前記第１
の電気構造物の端子電極と前記第２の電気構造物の端子
電極を電気的に接続することを特徴とする。
体の製造方法は、第１の電気構造物の端子電極上に、加
熱により溶融する導電性の突起を設け、第２の電気構造
物の端子電極面に、溶融接着シートを貼り付けた後、前
記溶融接着シートに穴を設け、前記溶融接着シートの穴
に前記導電性の突起が入るように前記第１の電気構造物
と第２の電気構造物を位置決めして仮固定し、その後、
加熱することにより、前記溶融接着シートが溶融、硬化
した後に、前記導電性の突起が溶融、硬化し、 前記第１
の電気構造物の端子電極と前記第２の電気構造物の端子
電極を電気的に接続することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】前記本発明の実装体の製造方法に
おいては、接着樹脂層は加熱すると溶融し硬化する絶縁
性の接着樹脂層であり、前記突起電極の溶融温度が前記
接着樹脂の溶融温度よりも高いことが望ましい。リフロ
ー工程での温度バラツキ等の実際の工程要因を考慮に入
れると、約１０℃以上溶融温度（融点）の差があること
が好ましい。
おいては、接着樹脂層は加熱すると溶融し硬化する絶縁
性の接着樹脂層であり、前記突起電極の溶融温度が前記
接着樹脂の溶融温度よりも高いことが望ましい。リフロ
ー工程での温度バラツキ等の実際の工程要因を考慮に入
れると、約１０℃以上溶融温度（融点）の差があること
が好ましい。
【００１３】また本発明の製造方法においては、第１の
電気構造物の端子電極上および第２の電気構造物の端子
電極上の少なくとも一方に設けた加熱により溶融する導
電性の突起が半田であることが好ましい。
電気構造物の端子電極上および第２の電気構造物の端子
電極上の少なくとも一方に設けた加熱により溶融する導
電性の突起が半田であることが好ましい。
【００１４】また本発明の製造方法においては、前記穴
の中に導電性ペーストが充填されていることが好まし
い。
の中に導電性ペーストが充填されていることが好まし
い。
【００１５】また本発明の製造方法においては、製造中
の加熱温度および時間が、第１段階として加熱により溶
融する樹脂シートが溶融、硬化する温度および時間であ
り、第２段階として導電性を有する突起が溶融する温度
であることが好ましい。
の加熱温度および時間が、第１段階として加熱により溶
融する樹脂シートが溶融、硬化する温度および時間であ
り、第２段階として導電性を有する突起が溶融する温度
であることが好ましい。
【００１６】また本発明の製造方法においては、導電性
の突起が少なくとも一部に金、銀または銅を含んだ材料
であることが好ましい。
の突起が少なくとも一部に金、銀または銅を含んだ材料
であることが好ましい。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を示しな
がら説明する。
がら説明する。
【００１８】（参考例１）
本発明の参考例１の内容を説明するための、実装構造体
の実装前の断面図を図１に示す。
の実装前の断面図を図１に示す。
【００１９】第１の電気構造物としてはセラミックでで
きたインターポーザ２上にシリコンでできた半導体ベア
チップ１を搭載したＣＳＰと、第２の電気構造物として
はマザーボード３がある。半導体ベアチップ１はセラミ
ックでできたインターポーザ２に電気的に接続かつ物理
的に固定、取り付けられており、インターポーザ端子電
極４には導電性バンプ６が設けられている。また、基板
３には基板端子電極５が設けられ、基板端子電極５以外
の部分にはソルダーレジスト８が設けられており、電気
的に短絡することを防止している。またインターポーザ
端子電極４の面にもソルダーレジスト８が設けられてお
り、電気的に短絡することが防止されている。導電性バ
ンプ６の設けられた半導体ベアチップ１を搭載したイン
ターポーザ２は、マザーボード３の基板端子電極５と位
置決めされて、荷重９により溶融接着シート７を介して
仮固定される。この際にこの溶融接着シートは若干のタ
ック性を有することが望ましい。溶融接着シート７の材
質としては、１４０℃程度の熱を加えると一旦溶融した
後、硬化するホットメルト型の熱硬化性樹脂の接着シー
ト等が使用される。また、導電性バンプ６は２００℃程
度の加熱により溶融する金属、例えば鉛と錫の合金であ
る半田や、導電性接着剤等が用いられる。
きたインターポーザ２上にシリコンでできた半導体ベア
チップ１を搭載したＣＳＰと、第２の電気構造物として
はマザーボード３がある。半導体ベアチップ１はセラミ
ックでできたインターポーザ２に電気的に接続かつ物理
的に固定、取り付けられており、インターポーザ端子電
極４には導電性バンプ６が設けられている。また、基板
３には基板端子電極５が設けられ、基板端子電極５以外
の部分にはソルダーレジスト８が設けられており、電気
的に短絡することを防止している。またインターポーザ
端子電極４の面にもソルダーレジスト８が設けられてお
り、電気的に短絡することが防止されている。導電性バ
ンプ６の設けられた半導体ベアチップ１を搭載したイン
ターポーザ２は、マザーボード３の基板端子電極５と位
置決めされて、荷重９により溶融接着シート７を介して
仮固定される。この際にこの溶融接着シートは若干のタ
ック性を有することが望ましい。溶融接着シート７の材
質としては、１４０℃程度の熱を加えると一旦溶融した
後、硬化するホットメルト型の熱硬化性樹脂の接着シー
ト等が使用される。また、導電性バンプ６は２００℃程
度の加熱により溶融する金属、例えば鉛と錫の合金であ
る半田や、導電性接着剤等が用いられる。
【００２０】図１のように位置決め、仮固定された実装
前の構造体は、リフロー炉、加熱炉等に挿入され、ま
ず、溶融接着シート７の溶融する温度である例えば１５
０℃まで加熱される。その際に溶融接着シート７は加熱
により溶融し、ほぼ液状となる。その際に導電性バンプ
６の付いたインターポーザ２はマザーボード３と接着さ
れると同時に、導電性バンプ６は接着シート７の中に自
重によりめり込み導電性バンプ６はマザーボード７の基
板端子電極５と接触する。その後１５０℃の温度を維持
すると約３０秒ほどで溶融接着シートは硬化し始め、約
１分でほぼ硬化し、インターポーザ２とマザーボード３
は接着される。
前の構造体は、リフロー炉、加熱炉等に挿入され、ま
ず、溶融接着シート７の溶融する温度である例えば１５
０℃まで加熱される。その際に溶融接着シート７は加熱
により溶融し、ほぼ液状となる。その際に導電性バンプ
６の付いたインターポーザ２はマザーボード３と接着さ
れると同時に、導電性バンプ６は接着シート７の中に自
重によりめり込み導電性バンプ６はマザーボード７の基
板端子電極５と接触する。その後１５０℃の温度を維持
すると約３０秒ほどで溶融接着シートは硬化し始め、約
１分でほぼ硬化し、インターポーザ２とマザーボード３
は接着される。
【００２１】図２は本参考例の実装構造体の実装後の断
面を示す。インターポーザ２とマザーボード３を接着し
た後、２３０℃まで加熱温度を上げると導電性バンプは
溶融し、図２に示すように、基板端子電極５とインター
ポーザ端子電極４は接続される。この際、溶融接着シー
トは、ほぼ完全に硬化しているために導電性バンプが溶
融し、隣接する端子電極まで広がることはない。その
後、温度を下げることにより、導電性バンプ６によりイ
ンターポーザ２とマザーボード３は完全に溶融接着シー
トが硬化接着され、物理的に強固に固定されるととも
に、電気的にも完全に接続される。
面を示す。インターポーザ２とマザーボード３を接着し
た後、２３０℃まで加熱温度を上げると導電性バンプは
溶融し、図２に示すように、基板端子電極５とインター
ポーザ端子電極４は接続される。この際、溶融接着シー
トは、ほぼ完全に硬化しているために導電性バンプが溶
融し、隣接する端子電極まで広がることはない。その
後、温度を下げることにより、導電性バンプ６によりイ
ンターポーザ２とマザーボード３は完全に溶融接着シー
トが硬化接着され、物理的に強固に固定されるととも
に、電気的にも完全に接続される。
【００２２】本参考例では半導体ベアチップ１の搭載さ
れたインターポーザ２の自重により、インターポーザ２
とマザーボード３は接着されるが、例えばインターポー
ザ２とマザーボード３に適切な圧縮荷重を加えることに
より、より確実な導電性バンプ６と基板端子電極５およ
びインターポーザ端子電極４の接続がなされる。
れたインターポーザ２の自重により、インターポーザ２
とマザーボード３は接着されるが、例えばインターポー
ザ２とマザーボード３に適切な圧縮荷重を加えることに
より、より確実な導電性バンプ６と基板端子電極５およ
びインターポーザ端子電極４の接続がなされる。
【００２３】この参考例ではバンプを直径５０μm、高
さ５０μm、またそのピッチは２５０μmとした。
さ５０μm、またそのピッチは２５０μmとした。
【００２４】上記のように作成したサンプルの、信頼性
試験を行った。信頼性試験としては （１）−４０℃（３０分）〜＋１２５℃（３０分）の気
相ヒートサイクル試験 （２）−５５℃（５分）〜＋１５０℃（５分）に液相ヒ
ートサイクル試験 を行い、評価方法としては接続部の抵抗値をモニター
し、初期の抵抗と比較して１０％以上抵抗値が上がった
点を終点として、熱サイクルの負荷がかかった際の寿命
を求めた。結果は後にまとめて表１に示す。
試験を行った。信頼性試験としては （１）−４０℃（３０分）〜＋１２５℃（３０分）の気
相ヒートサイクル試験 （２）−５５℃（５分）〜＋１５０℃（５分）に液相ヒ
ートサイクル試験 を行い、評価方法としては接続部の抵抗値をモニター
し、初期の抵抗と比較して１０％以上抵抗値が上がった
点を終点として、熱サイクルの負荷がかかった際の寿命
を求めた。結果は後にまとめて表１に示す。
【００２５】（実施例１）
図３に本発明の第１の実施例を説明するための、実装構
造体の実装前の断面図を示す。溶融接着シートに予め導
電性バンプ６の接続用の穴１０を設けた以外は参考例１
と基本的に同じである。この溶融接着シート７に設けら
れた穴１０は半導体ベアチップ１の搭載されたインター
ポーザ２とマザーボード３が位置決め固定される前にレ
ーザ加工、パンチング、ドリル加工等により設ける。
造体の実装前の断面図を示す。溶融接着シートに予め導
電性バンプ６の接続用の穴１０を設けた以外は参考例１
と基本的に同じである。この溶融接着シート７に設けら
れた穴１０は半導体ベアチップ１の搭載されたインター
ポーザ２とマザーボード３が位置決め固定される前にレ
ーザ加工、パンチング、ドリル加工等により設ける。
【００２６】本実施例では穴１０を開けた溶融接着シー
ト７をマザーボード３に貼りつけた後、半導体ベアチッ
プ１の搭載されたインターポーザ２を位置決め仮固定し
たが、溶融接着シート７をマザーボード３に貼りつけた
後、レーザ加工等により穴１０を設けてもよい。
ト７をマザーボード３に貼りつけた後、半導体ベアチッ
プ１の搭載されたインターポーザ２を位置決め仮固定し
たが、溶融接着シート７をマザーボード３に貼りつけた
後、レーザ加工等により穴１０を設けてもよい。
【００２７】加熱条件等の製造の工程は実施例１と基本
的に同様であるが、溶融接着シート７に穴１０が空いて
いることにより、導電性バンプ６を設けたインターポー
ザ２の位置決めが容易である。また、導電性バンプ６と
基板端子電極５間の接触がより確実なものとなる。
的に同様であるが、溶融接着シート７に穴１０が空いて
いることにより、導電性バンプ６を設けたインターポー
ザ２の位置決めが容易である。また、導電性バンプ６と
基板端子電極５間の接触がより確実なものとなる。
【００２８】また、穴１０に導電性ペーストを充填した
接着シート７を用いることにより、さらに信頼性の向上
を図ることが可能である。この場合の導電性ペーストと
しては、様々な種類のものが使用できるが、熱硬化性の
樹脂をバインダとして含んだものが好ましい。また、導
電性バンプと同様に融点が接着樹脂よりも好ましくは約
１０℃以上高いことが望ましい。なお、この導電性ペー
ストとしては、ソルダーペースト等も使用できる。この
ように穴に導電性ペーストを充填することにより、接続
信頼性をさらに向上させることができ、接続寿命を約
１．５倍近くまで向上させることが可能となる。
接着シート７を用いることにより、さらに信頼性の向上
を図ることが可能である。この場合の導電性ペーストと
しては、様々な種類のものが使用できるが、熱硬化性の
樹脂をバインダとして含んだものが好ましい。また、導
電性バンプと同様に融点が接着樹脂よりも好ましくは約
１０℃以上高いことが望ましい。なお、この導電性ペー
ストとしては、ソルダーペースト等も使用できる。この
ように穴に導電性ペーストを充填することにより、接続
信頼性をさらに向上させることができ、接続寿命を約
１．５倍近くまで向上させることが可能となる。
【００２９】参考例１と同様に、実施例１で作成したサ
ンプルの、信頼性試験を行った。信頼性試験としては （１）−４０℃（３０分）〜＋１２５℃（３０分）の気
相ヒートサイクル試験 （２）−５５℃（５分）〜＋１５０℃（５分）に液相ヒ
ートサイクル試験 を行い、評価方法としては接続部の抵抗値をモニター
し、初期の抵抗と比較して１０％以上抵抗値が上がった
点を終点として、熱サイクルの負荷がかかった際の寿命
を求めた。結果は後にまとめて表１に示す。
ンプルの、信頼性試験を行った。信頼性試験としては （１）−４０℃（３０分）〜＋１２５℃（３０分）の気
相ヒートサイクル試験 （２）−５５℃（５分）〜＋１５０℃（５分）に液相ヒ
ートサイクル試験 を行い、評価方法としては接続部の抵抗値をモニター
し、初期の抵抗と比較して１０％以上抵抗値が上がった
点を終点として、熱サイクルの負荷がかかった際の寿命
を求めた。結果は後にまとめて表１に示す。
【００３０】（比較例１）
比較のために、信頼性を維持する上で、構造上不利な、
従来の実装構造体の例について説明する。半導体ベアチ
ップ１の搭載されたインターポーザ２は、マザーボード
３と半田ボール１１を介して基板端子電極５およびイン
ターポーザ端子電極４の間で電気的に接続され、また物
理的に固定されている。
従来の実装構造体の例について説明する。半導体ベアチ
ップ１の搭載されたインターポーザ２は、マザーボード
３と半田ボール１１を介して基板端子電極５およびイン
ターポーザ端子電極４の間で電気的に接続され、また物
理的に固定されている。
【００３１】製造方法は、予め半田ボールを半導体ベア
チップ１を搭載したインターポーザ２のインターポーザ
端子電極４に仮接着しておき、それをマザーボード３上
に位置決め仮固定し、リフロー炉等で半田の溶融する温
度である、２３０℃付近まで加熱し、半田を溶融させ、
接続を行う。
チップ１を搭載したインターポーザ２のインターポーザ
端子電極４に仮接着しておき、それをマザーボード３上
に位置決め仮固定し、リフロー炉等で半田の溶融する温
度である、２３０℃付近まで加熱し、半田を溶融させ、
接続を行う。
【００３２】参考例１と同様に、比較例で作成したサン
プルの、信頼性試験を行った。信頼性試験としては （１）−４０℃（３０分）〜＋１２５℃（３０分）の気
相ヒートサイクル試験 （２）−５５℃（５分）〜＋１５０℃（５分）に液相ヒ
ートサイクル試験 を行い、評価方法としては接続部の抵抗値をモニター
し、初期の抵抗と比較して１０％以上抵抗値が上がった
点を終点として、熱サイクルの負荷がかかった際の寿命
を求めた。信頼性試験の結果をまとめて表１に示す。
プルの、信頼性試験を行った。信頼性試験としては （１）−４０℃（３０分）〜＋１２５℃（３０分）の気
相ヒートサイクル試験 （２）−５５℃（５分）〜＋１５０℃（５分）に液相ヒ
ートサイクル試験 を行い、評価方法としては接続部の抵抗値をモニター
し、初期の抵抗と比較して１０％以上抵抗値が上がった
点を終点として、熱サイクルの負荷がかかった際の寿命
を求めた。信頼性試験の結果をまとめて表１に示す。
【００３３】
【表１】
参考例１および、実施例１はいずれの試験も終点が２０
００サイクル以上であるのに対して、比較例はいずれの
試験も１０００サイクル以下で終点を迎えている。した
がって本発明の実施例にて作成したサンプルは長寿命で
ある。
００サイクル以上であるのに対して、比較例はいずれの
試験も１０００サイクル以下で終点を迎えている。した
がって本発明の実施例にて作成したサンプルは長寿命で
ある。
【００３４】本実施例では半導体ベアチップを搭載する
インターポーザとして、セラミックでできたものを用い
たが、樹脂でできたインターポーザを用いた場合も同様
に終点は２０００サイクル以上となり、信頼性が極めて
高いことが確認された。
インターポーザとして、セラミックでできたものを用い
たが、樹脂でできたインターポーザを用いた場合も同様
に終点は２０００サイクル以上となり、信頼性が極めて
高いことが確認された。
【００３５】以上のように本発明の実施例では非常に簡
単な工程で、極めて信頼性の高い狭ピッチな実装が可能
となり、特に他のＳＭＤ（表面実装部品）部品と同じ工
程で同時にＣＳＰ等の能動部品も実装可能なため、安価
で簡単に電子機器を製造することができその効果は極め
て大きい。
単な工程で、極めて信頼性の高い狭ピッチな実装が可能
となり、特に他のＳＭＤ（表面実装部品）部品と同じ工
程で同時にＣＳＰ等の能動部品も実装可能なため、安価
で簡単に電子機器を製造することができその効果は極め
て大きい。
【００３６】なおこの溶融接着シートは適度に可撓性を
有することが望ましい。そのため本実施例では適度な可
撓性を有するシート材料を用いた。
有することが望ましい。そのため本実施例では適度な可
撓性を有するシート材料を用いた。
【００３７】また、半導体ベアチップからインターポー
ザを通じてマザーボードへの放熱のため、シート材料に
熱伝導性フィラーを入れる等の工夫をすることにより、
高速で動作するＭＰＵ等の実装用等、更に用途が拡大す
る。
ザを通じてマザーボードへの放熱のため、シート材料に
熱伝導性フィラーを入れる等の工夫をすることにより、
高速で動作するＭＰＵ等の実装用等、更に用途が拡大す
る。
【００３８】また、このような熱伝導性フィラーを入れ
た樹脂材料を用いた場合でも、信頼性試験の終点は２０
００サイクル以上を確保でき、セラミックや樹脂を用い
たインターポーザと同様に信頼性が高いことを確認し
た。
た樹脂材料を用いた場合でも、信頼性試験の終点は２０
００サイクル以上を確保でき、セラミックや樹脂を用い
たインターポーザと同様に信頼性が高いことを確認し
た。
【００３９】なお、実施例では、実装構造体として、イ
ンターポーザ上にベアチップの搭載された半導体装置を
ガラスエポキシ基板へ実装する場合のみを示したが、他
の表面実装部品やパッケージ部品等のプリント基板への
実装にも適用できることは明白である。またＣ４等のベ
アチップ実装にも適用できる。また、複数のフレキ、リ
ジッド基板等の接続にも利用できる。
ンターポーザ上にベアチップの搭載された半導体装置を
ガラスエポキシ基板へ実装する場合のみを示したが、他
の表面実装部品やパッケージ部品等のプリント基板への
実装にも適用できることは明白である。またＣ４等のベ
アチップ実装にも適用できる。また、複数のフレキ、リ
ジッド基板等の接続にも利用できる。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、極めて簡単な工程で、
非常に信頼性の高い狭ピッチな実装が可能となり、特に
他のＳＭＤ（表面実装部品）部品と同じ工程で同時にＣ
ＳＰ等の能動部品も実装可能なため、安価で簡単に超小
型の携帯用電子機器等を製造することができ、その効果
は極めて大きい。
非常に信頼性の高い狭ピッチな実装が可能となり、特に
他のＳＭＤ（表面実装部品）部品と同じ工程で同時にＣ
ＳＰ等の能動部品も実装可能なため、安価で簡単に超小
型の携帯用電子機器等を製造することができ、その効果
は極めて大きい。
【図１】本発明の参考例１の実装構造体の実装前の断面
図
図
【図２】本発明の参考例１および実施例１の実装構造体
の実装後の断面図
の実装後の断面図
【図３】本発明の実施例１の実装構造体の実装前の断面
図
図
【図４】比較例を説明するための実装構造体の実装後の
側面図
側面図
１ 半導体ベアチップ（シリコン）
２ インターポーザ（セラミック又は樹脂）
３ マザーボード
４ インターポーザ端子電極
５ 基板端子電極
６ 導電性バンプ
７ 溶融接着シート
８ ソルダーレジスト
９ 荷重
１０ 穴
１１ 半田ボール
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０５Ｋ 3/34 ５０７
(72)発明者 石丸 幸宏
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(72)発明者 北江 孝史
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(56)参考文献 特開 平10−242211（ＪＰ，Ａ)
特開2001−24029（ＪＰ，Ａ)
特開2001−15641（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/60
H01L 23/29
H01L 21/56
H01L 23/31
H05K 3/32
H05K 3/34
Claims (7)
- 【請求項１】 第１の電気構造物の端子電極上に、加熱
により溶融する導電性の突起を設け、 第２の電気構造物の端子電極面に、予め穴を設けた溶融
接着シートを貼り付け、 前記溶融接着シートの穴に前記導電性の突起が入るよう
に前記第１の電気構造物と第２の電気構造物を位置決め
して仮固定し、 その後、加熱することにより、前記溶融接着シートが溶
融、硬化した後に、前記導電性の突起が溶融、硬化し、
前記第１の電気構造物の端子電極と前記第２の電気構造
物の端子電極を電気的に接続することを特徴とする電子
部品の実装体の製造方法。 - 【請求項２】 第１の電気構造物の端子電極上に、加熱
により溶融する導電性の突起を設け、 第２の電気構造物の端子電極面に、溶融接着シートを貼
り付けた後、 前記溶融接着シートに穴を設け、 前記溶融接着シートの穴に前記導電性の突起が入るよう
に前記第１の電気構造物と第２の電気構造物を位置決め
して仮固定し、 その後、加熱することにより、前記溶融接着シートが溶
融、硬化した後に、前記導電性の突起が溶融、硬化し、
前記第１の電気構造物の端子電極と前記第２の電気構造
物の端子電極を電気的に接続することを特徴とする電子
部品の実装体の製造方法。 - 【請求項３】 前記第１の電気構造物が半導体ベアチッ
プで、前記第２の電気構造物がマザーボードである請求
項１または請求項２に記載の電子部品の実装体の製造方
法。 - 【請求項４】 前記溶融接着シートに設けられた穴に導
電性ペーストを充填した後、前記第１の電気構造物と第
２の電気構造物を位置決めして仮固定する請求項１また
は２に記載の電子部品の実装体の製造方法。 - 【請求項５】 前記導電性の突起が半田である請求項１
または２に記載の電子部品の実装体の製造方法。 - 【請求項６】 加熱温度および時間が、第１段階として
加熱により溶融する樹脂シートが溶融、硬化する温度お
よび時間であり、第２段階として導電性を有する突起が
溶融する温度である請求項1または２に記載の電子部品
の実装体の製造方法。 - 【請求項７】 前記導電性の突起が少なくとも一部に
金、銀または銅を含んだ材料である請求項１または２に
記載の電子部品の実装体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001141301A JP3450838B2 (ja) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | 電子部品の実装体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001141301A JP3450838B2 (ja) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | 電子部品の実装体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002343828A JP2002343828A (ja) | 2002-11-29 |
| JP3450838B2 true JP3450838B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=18987783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001141301A Expired - Fee Related JP3450838B2 (ja) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | 電子部品の実装体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3450838B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4006440B2 (ja) | 2004-01-21 | 2007-11-14 | キヤノン株式会社 | 気密容器の製造方法、画像表示装置の製造方法、テレビジョン装置の製造方法 |
| WO2005081602A1 (ja) * | 2004-02-24 | 2005-09-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 電子部品実装方法とそれに用いる回路基板及び回路基板ユニット |
| JP5171405B2 (ja) * | 2008-06-05 | 2013-03-27 | 株式会社 ハリーズ | インターポーザ接合方法 |
-
2001
- 2001-05-11 JP JP2001141301A patent/JP3450838B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002343828A (ja) | 2002-11-29 |
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