JP3646500B2 - Electronic circuit equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は混成集積回路のように、配線基板上にベアチップと表面実装部品とが混在して実装された複合型の電子回路装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、混成集積回路において、プリント配線基板などのエポキシ樹脂等を基材とする配線基板に、ベアチップをはんだバンプ技術を用いて搭載する場合、図1に示す方法がとられていた(特開平5−218135号公報)。すなわち、1は配線基板、2はベアチップであり、配線基板1上に形成された電極3上にベアチップ2がはんだバンプ4を介して接合され、フリップチップ実装されている。配線基板1の電極3は、はんだの不要な濡れ拡がりを防止するためソルダーレジスト膜5によって被覆されている。このソルダーレジスト膜5はベアチップ2の周囲だけでなくベアチップ2の下面側にも設けられている。
なお、図1では説明を簡単にするため、配線基板1上にベアチップ2のみが実装されているが、実際にはベアチップ2に隣接してチップコンデンサやチップ抵抗などの他の表面実装部品が実装される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような混成集積回路では、はんだの不要な拡がりを防止してはんだバンプ4の形状を整えるとともに、ベアチップ2の沈み込みを防止し、かつはんだバンプ4同士がブリッジするのを防止するため、ベアチップ2の下面側にレジスト膜5a設けられている。つまり、はんだバンプ4が電極3と確実に接合されるように、レジスト膜5aの膜厚以上のバンプ高さが維持されていなければならない。しかし、レジスト膜5aの膜厚は膜形成方法などによって異なるため、はんだバンプ4の厚みを一々調整しなければならず、煩雑であった。また、はんだバンプ4を必要以上に厚肉に形成すると、隣接するバンプ4同士がブリッジを起こす恐れがある。
【0004】
そこで、本発明の目的は、ソルダーレジスト膜の膜厚とは関係なく、バンプ接合の接合強度の向上と確実な導通性とを確保できる電子回路装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、配線基板の表面に配線電極が形成され、上記配線電極に対しベアチップがフリップチップ実装されるとともに表面実装部品が半田付けされ、上記半田付け部を除く部位がソルダーレジスト膜で覆われた電子回路装置において、上記ベアチップ搭載部に対応するソルダーレジスト膜の部位に空所を設けるとともに、上記ベアチップをベアチップ搭載部に金属バンプの固相拡散によってバンプ接合したものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、配線基板の表面に配線電極が形成され、上記配線電極に対しベアチップがフリップチップ実装されるとともに表面実装部品が半田付けされ、上記半田付け部を除く部位がソルダーレジスト膜で覆われた電子回路装置において、上記ベアチップ搭載部に対応するソルダーレジスト膜の部位に空所を設けるとともに、上記ベアチップをベアチップ搭載部に金属バンプの固相拡散によってバンプ接合してなり、上記ベアチップ搭載部の周囲のソルダーレジスト膜の膜厚は、ベアチップの下面と配線基板の表面との隙間より大きいことを特徴とする電子回路装置を提供する。
【0007】
本発明では、はんだバンプに代えて固相拡散によって接合される金属バンプを用いたので、はんだ流れを起こす恐れがなく、しかも隣接するバンプ同士がブリッジを起こす心配もない。また、レジスト膜の膜厚に関係なく背の低いバンプでも実装でき、かつ実装時に十分な荷重を付加できるので、接合強度の上昇が望める。
【0008】
従来では、ソルダーレジスト膜の膜厚とはんだバンプの厚みを厳密に管理する必要があったが、本発明ではソルダーレジスト膜の膜厚をベアチップの下面と配線基板の表面との隙間より高くしても全く支障がない。ベアチップの下面と配線基板の表面との隙間には封止樹脂を充填する場合があるが、請求項2のように、ベアチップ搭載部の周囲のソルダーレジスト膜の膜厚を大きくしておくことで、レジスト膜がダムの役割をなし、樹脂の溢れ出しを有効に防止できる。
【0009】
従来では、ソルダーレジスト膜の膜厚とはんだバンプの厚みを厳密に管理する必要があったが、本発明ではソルダーレジスト膜の膜厚をベアチップの下面と配線基板の表面との隙間より高くしても全く支障がない。ベアチップの下面と配線基板の表面との隙間には封止樹脂を充填する場合があるが、本発明では、ベアチップ搭載部の周囲のソルダーレジスト膜の膜厚を大きくしておくことで、レジスト膜がダムの役割をなし、樹脂の溢れ出しを有効に防止できる。
【0010】
【発明の実施の形態】
図2〜図5は本発明にかかる電子回路装置の一例である混成集積回路を示す。図において、10はプリント配線基板であり、その上面には配線電極11がパターン形成されている。配線基板10の上面はベアチップ搭載部12と表面実装部品の半田付け部13,14を残してソルダーレジスト膜15で覆われている。すなわち、ベアチップ搭載部12および半田付け部13,14はソルダーレジスト膜15の空所で構成されている。ソルダーレジスト膜15の材質としては、例えば熱硬化型のメラミン樹脂,エポキシ樹脂、紫外線硬化型のエポキシ樹脂,ポリイミド樹脂などを用いることができる。ソルダーレジスト膜15の膜厚tは例えば10〜100μm程度の厚みに形成されている。
【0011】
図4に示すように、ベアチップ搭載部12には電極11の一部が露出しており、これら電極11の露出部にICチップなどのベアチップ20がフリップチップ実装されている。すなわち、ベアチップ20の下面にはチップ電極21が設けられ、これらチップ電極21にはそれぞれ金属バンプ22が形成されている。金属バンプ22としては、Au,Cuなど公知の金属材料が使用されるが、ここでは公知のワイヤーバンピング法で容易にバンプ形成できるAuワイヤーを用いている。この実施例では、バンプ22の接合前の高さは約40〜50μmである。
【0012】
上記金属バンプ22が電極11の露出部に熱圧着、超音波圧着、熱/超音波併用による圧着などの固相拡散により接合されている(図5参照)。接合状態において、バンプ高さは10〜20μmに押し潰されるが、ベアチップ20の下側にはソルダーレジスト膜15が形成されていないので、ベアチップ20とソルダーレジスト膜15とが干渉しない。そのため、背の低いバンプ22でも実装でき、かつ接合時に十分な荷重を付加できるので、接合強度の上昇が望める。上記のようにベアチップ20をフリップチップ実装した後、ベアチップ20と配線基板10との隙間にエポキシ樹脂などの封止樹脂(図示せず)を注入し、毛細管現象により浸透させ、固化させる。このとき、ベアチップ搭載部12の周壁を構成するソルダーレジスト膜15は、樹脂の拡がりを防止するダムとしての役割を有する。特に、バンプ接合後のベアチップ20と配線基板10との隙間dよりソルダーレジスト膜15の膜厚tを大きくしておけば、樹脂流れの防止効果が高く、注入樹脂量のバラツキを吸収できる。
【0013】
また、半田付け部13,14にも電極11が露出しており、これら電極11の露出部にコンデンサなどの表面実装部品23,24が半田25,26によって接続されている。この場合には、ソルダーレジスト膜15が半田流れを防止する役割を有する。
【0014】
上記実施例では、図4のようにベアチップ20のチップ電極21に金属バンプ22を形成したが、これに限るものではなく、図6のように配線基板10の配線電極11上に金属バンプ22を形成してもよい。この場合も、金属バンプ22とチップ電極21とが熱圧着などの固相拡散により接合される。
【0015】
なお、本発明の金属バンプは、ワイヤーバンピング法で形成されたものに限らず、メッキ法などの他の公知の方法で形成することができる。
【0016】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、ソルダーレジスト膜のベアチップ搭載部に対応する箇所を空所としておき、ベアチップとレジスト膜との干渉を防止したので、レジスト膜の膜厚に関係なく背の低いバンプでも実装でき、かつ実装時に十分な荷重を付加できるので、接合強度を高めることができる。
また、本発明では、はんだバンプに代えて固相拡散によって接合される金属バンプを用いたので、強く圧着しても、はんだ流れを起こす恐れがなく、しかも隣接するバンプ同士がブリッジを起こす心配もない。
さらに、本発明では、ベアチップ搭載部の周囲のソルダーレジスト膜の膜厚をベアチップの下面と配線基板の表面との隙間より大きくしたので、レジスト膜がダムの役割をなし、樹脂の溢れ出しを有効に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のベアチップの実装構造を示す断面図である。
【図2】本発明にかかる電子回路装置の一例の平面図である。
【図3】図2の電子回路装置の断面図である。
【図4】ベアチップの実装前の拡大断面図である。
【図5】ベアチップの実装後の拡大断面図である。
【図6】ベアチップの実装前の他の例の拡大断面図である。
【符号の説明】
10 配線基板
11 電極
12 ベアチップ搭載部(空所)
13,14 半田付け部
15 ソルダーレジスト膜
20 ベアチップ
22 金属バンプ
23,24 表面実装部品[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a composite electronic circuit device in which a bare chip and a surface-mounted component are mixedly mounted on a wiring board, such as a hybrid integrated circuit.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a hybrid integrated circuit, when a bare chip is mounted on a wiring board based on an epoxy resin or the like such as a printed wiring board using a solder bump technique, the method shown in FIG. -218135). That is, 1 is a wiring board, 2 is a bare chip, and the
In FIG. 1, only the
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the hybrid integrated circuit as described above, in order to prevent unnecessary spreading of the solder and adjust the shape of the
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an electronic circuit device that can ensure improvement in bonding strength of bump bonding and reliable conductivity regardless of the film thickness of the solder resist film.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a wiring electrode is formed on a surface of a wiring board, a bare chip is flip-chip mounted on the wiring electrode, and a surface mounting component is soldered. In an electronic circuit device in which a portion other than the attachment portion is covered with a solder resist film, a space is provided in the portion of the solder resist film corresponding to the bare chip mounting portion, and the bare chip is solid-phase diffused into the bare chip mounting portion. Are bump-bonded.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a wiring electrode is formed on a surface of a wiring board, a bare chip is flip-chip mounted on the wiring electrode, and a surface mounting component is soldered. In an electronic circuit device in which a portion excluding the attachment portion is covered with a solder resist film, a space is provided in a portion of the solder resist film corresponding to the bare chip mounting portion, and solid phase diffusion of metal bumps on the bare chip mounting portion is performed. The electronic circuit device is characterized in that the film thickness of the solder resist film around the bare chip mounting portion is larger than the gap between the bottom surface of the bare chip and the surface of the wiring board.
[0007]
In the present invention, metal bumps bonded by solid phase diffusion are used instead of solder bumps, so there is no fear of solder flow and there is no fear of bridging between adjacent bumps. Further, it is possible to mount even a short bump regardless of the thickness of the resist film, and a sufficient load can be applied at the time of mounting, so that an increase in bonding strength can be expected.
[0008]
Conventionally, it was necessary to strictly control the thickness of the solder resist film and the thickness of the solder bump. However, in the present invention, the thickness of the solder resist film is set higher than the gap between the bottom surface of the bare chip and the surface of the wiring board. No problem at all. The gap between the bottom surface of the bare chip and the surface of the wiring board may be filled with sealing resin. However, as described in
[0009]
Conventionally, it was necessary to strictly control the thickness of the solder resist film and the thickness of the solder bump. However, in the present invention, the thickness of the solder resist film is set higher than the gap between the bottom surface of the bare chip and the surface of the wiring board. No problem at all. The gap between the bottom surface of the bare chip and the surface of the wiring board may be filled with sealing resin, but in the present invention, the resist film is formed by increasing the film thickness of the solder resist film around the bare chip mounting portion. Can play the role of a dam and effectively prevent the overflow of the resin.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
2 to 5 show a hybrid integrated circuit which is an example of an electronic circuit device according to the present invention. In the figure,
[0011]
As shown in FIG. 4, a part of the
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
In the above embodiment, the metal bumps 22 are formed on the
[0015]
The metal bumps of the present invention are not limited to those formed by the wire bumping method, and can be formed by other known methods such as a plating method.
[0016]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the portion corresponding to the bare chip mounting portion of the solder resist film is left as a void, and interference between the bare chip and the resist film is prevented, so that the resist film thickness is increased. Irrespective of the short bumps can be mounted, and a sufficient load can be applied during mounting, so that the bonding strength can be increased.
Further, in the present invention, metal bumps bonded by solid phase diffusion are used instead of solder bumps, so that there is no risk of solder flow even when strongly pressed, and there is also a concern that adjacent bumps may bridge. Absent.
Furthermore, in the present invention, since the film thickness of the solder resist film around the bare chip mounting portion is made larger than the gap between the bottom surface of the bare chip and the surface of the wiring board, the resist film serves as a dam and effectively prevents the resin from overflowing. Can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a conventional bare chip mounting structure.
FIG. 2 is a plan view of an example of an electronic circuit device according to the present invention.
3 is a cross-sectional view of the electronic circuit device of FIG.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view before mounting a bare chip.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view after mounting a bare chip.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of another example before mounting a bare chip.
[Explanation of symbols]
10
13, 14
Claims (2)
上記ベアチップ搭載部に対応するソルダーレジスト膜の部位に空所を設けるとともに、上記ベアチップを上記ベアチップ搭載部に金属バンプの固相拡散によってバンプ接合してなり、
上記ベアチップ搭載部の周囲のソルダーレジスト膜の膜厚は、ベアチップの下面と配線基板の表面との隙間より大きいことを特徴とする電子回路装置。An electronic circuit device in which a wiring electrode is formed on a surface of a wiring board, a bare chip is flip-chip mounted on the wiring electrode, a surface mounting component is soldered, and a portion other than the soldering portion is covered with a solder resist film In
Provided with a voids in a portion of the solder resist film corresponding to the bare chip mounting portion, the bare chip becomes by bump bonding by solid-phase diffusion of the metal bumps on the bare chip mounting portion,
2. An electronic circuit device according to claim 1, wherein a film thickness of the solder resist film around the bare chip mounting portion is larger than a gap between the bottom surface of the bare chip and the surface of the wiring board .
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JPH11214449A JPH11214449A (en) | 1999-08-06 |
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ID=12122055
Family Applications (1)
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- 1998-01-20 JP JP02385598A patent/JP3646500B2/en not_active Expired - Lifetime
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