JP4397947B2 - フリップチップ実装体とフリップチップ実装方法及びフリップチップ実装装置 - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は、半導体チップを回路基板に搭載するフリップチップ実装方法に関し、特に、狭ピッチ化された半導体チップにも対応可能な、生産性が高く、かつ接続の信頼性に優れたフリップチップ実装体とフリップチップ実装方法及びフリップチップ実装装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電子機器に使用される半導体集積回路(以下、「半導体」と記す)チップの高密度、高集積化に伴い、半導体チップの電極端子の多ピン、狭ピッチ化が急速に進んでいる。これら半導体チップの回路基板への実装には、配線遅延を少なくするために、フリップチップ実装が広く用いられている。
【0003】
また、フリップチップ実装においては、半導体チップの電極端子上にはんだバンプを形成し、そのはんだバンプと回路基板上に形成された接続端子とが一括に接合することが一般である。
【0004】
しかし、電極端子数が5000を超えるような次世代半導体チップを回路基板に実装するためには、100μm以下の狭ピッチに対応したはんだバンプを形成する必要があり、現在のはんだバンプ形成技術では、それに対応することが難しい。
【0005】
また、電極端子数に応じた多数のはんだバンプを形成する必要があるので、低コスト化をはかるためには、チップ当たりの搭載タクトの短縮による高い生産性も要求される。
【0006】
同様に、半導体チップは、電極端子の増大に対応するために、電極端子がペリフェラル配置からエリア配置に変化している。
【0007】
また、高密度化、高集積化の要求から、半導体プロセスが90nmから65nm、45nmへと進展していくことが予想される。その結果、配線の微細化がさらに進むため、エリア配置の電極端子上のはんだバンプの形成や半導体チップのフリップチップ実装そのものが困難となっている。
【0008】
そのため、今後の半導体プロセスの進展による薄型・高密度化に適用できるフリップチップ実装方法が要望されている。
【0009】
従来、はんだバンプの形成技術としては、メッキ法やスクリ−ン印刷法などが開発されている。しかし、メッキ法は、狭ピッチには適するものの、工程が複雑になるなど生産性に問題がある。また、スクリーン印刷法は、生産性には優れているが、マスクを用いる点で、狭ピッチ化には適していない。
【0010】
このような状況の中、最近では、半導体チップや回路基板の電極端子の上に、はんだバンプを選択的に形成する技術がいくつか開発されている。これらの技術は、微細なはんだバンプの形成に適しているだけでなく、はんだバンプを一括に形成できるため、生産性に優れ、次世代半導体チップの回路基板への実装に適応可能な技術として注目されている。
【0011】
その一つに、ソルダーペースト法と呼ばれる技術がある。この技術は、はんだ粉とフラックスの混合物によるソルダーペーストを、表面に電極端子が形成された回路基板上にベタ塗りし、回路基板を加熱することによって、はんだ粉を溶融させ、濡れ性の高い電極端子上に選択的にはんだバンプを形成させるものである(例えば、特許文献1参照)。
【0012】
また、スーパーソルダー法と呼ばれる技術がある。この技術は、有機酸鉛塩と金属錫を主要成分とするペースト状組成物(化学反応析出型はんだ)を、電極端子が形成された回路基板上にベタ塗りし、回路基板を加熱することによって、PbとSnの置換反応を起こさせ、Pb/Snの合金を基板の電極端子上に選択的に析出させるものである(例えば、特許文献2参照)。
【0013】
また、従来のフリップチップ実装では、はんだバンプが形成された回路基板に半導体チップを搭載した後、半導体チップを回路基板に固定するために、アンダーフィルと呼ばれる樹脂を半導体チップと回路基板の間に注入する工程を、さらに必要とする。それにより、工程数が増加や歩留まりの低下という課題もあった。
【0014】
そこで、半導体チップと回路基板の対向する電極端子間の電気的接続と、半導体チップの回路基板への固定を同時に行う方法として、異方性導電材料を用いたフリップチップ実装技術が開発されている。これは、回路基板と半導体チップの間に、導電粒子を含有させた熱硬化性樹脂を供給し、半導体チップを加圧すると同時に、熱硬化性樹脂を加熱することによって、半導体チップと回路基板の電極端子間の電気的接続と、半導体チップの回路基板への固定を同時に実現する方法である(例えば、特許文献3参照)。
【0015】
しかし、特許文献1に示すようなソルダーペースト法や特許文献2に示すようなスーパーソルダー法においては、単純にペースト状組成物を回路基板上に塗布により供給すると、局所的な厚みや濃度のバラツキが生じ、電極端子ごとにはんだ析出量が異なるため、均一な高さのはんだバンプが得られない。また、これらの方法は、表面に電極端子が形成された凹凸のある回路基板上に、ペースト状組成物を塗布により供給するので、凸部となる電極端子上には、十分なはんだ量が供給できず、フリップチップ実装において必要とされる所望のはんだバンプの高さを得ることが難しい。
【0016】
また、特許文献3に示すようなフリップチップ実装方法においては、生産性や信頼性の面で以下に示すような解決すべき多くの課題があった。
【0017】
それらは、第1に、導電粒子を介した機械的接触により電極端子間の電気的導通を得るため、安定した導通状態の実現が難しい。第2に、半導体チップと回路基板の電極端子間に存在する導電粒子の量によって間隔が一定しないため、電気的接合が不安定である。第3に、熱硬化性樹脂を硬化させる熱プロセスで、導電粒子が飛散し短絡による歩留まりの低下が起きる。第4に、半導体チップと回路基板の接合部が露出した構造となるため、湿度などの浸入が起き、回路基板の寿命や信頼性が低下するなどである。
【特許文献1】
特開2000−94179号公報
【特許文献2】
特開平1−157796号公報
【特許文献3】
特開2000−332055号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0018】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、電極端子数が5000を超えるような次世代半導体チップを回路基板に実装することが可能な、生産性及び信頼性に優れたフリップチップ実装体とフリップチップ実装方法及びフリップチップ実装装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0019】
本発明のフリップチップ実装体は、複数の接続端子を有する回路基板と、前記接続端子と対向して配置された複数の電極端子を有する半導体チップと、前記半導体チップの前記電極端子の形成面の反対側に設けられ、前記半導体チップの外周辺で前記電極端子の形成面側に折り曲げられて、前記回路基板に当接された箱形状のポーラスシートとを含み、前記回路基板の前記接続端子と前記半導体チップの前記電極端子とがはんだ層で電気的に接続されるとともに、前記回路基板に前記半導体チップが樹脂で固定されていることを特徴とする。
【0020】
本発明のフリップチップ実装方法は、複数の接続端子を有する回路基板と対向させて、複数の電極端子を有する半導体チップを配置し、前記回路基板の接続端子と前記半導体チップの電極端子とを電気的に接続するフリップチップ実装方法であって、前記半導体チップをポーラスシートに接着した後、ポーラスシートの周辺を前記半導体チップを覆う箱形状に変形させる工程と、はんだ粉と対流添加剤及び樹脂を主成分とするはんだ樹脂組成物を前記回路基板又は前記半導体チップに塗布する工程と、前記回路基板に前記ポーラスシートを位置合わせして配置する工程と、前記はんだ樹脂組成物を前記はんだ粉が溶融する温度に加熱し、前記対流添加剤の沸騰又は分解によりガスを発生させる工程と、前記ガスが対流し前記ポーラスシートを通過して飛散する前に、溶融した前記はんだ粉を前記はんだ樹脂組成物中で流動させ、前記はんだ粉を自己集合及び成長させることにより前記接続端子と前記電極端子とを電気的に接続させる工程を含むことを特徴とする。
【0021】
本発明の別のフリップチップ実装方法は、複数の接続端子を有する回路基板と対向させて、複数の電極端子を有する半導体チップを配置し、前記回路基板の接続端子と前記半導体チップの電極端子とを電気的に接続するフリップチップ実装方法であって、ポーラスシートを前記半導体チップを覆う箱形状に変形させる工程と、前記半導体チップを前記ポーラスシートの箱形状の内側底部に接合する工程と、はんだ粉と対流添加剤及び樹脂を主成分とするはんだ樹脂組成物を前記回路基板又は前記半導体チップに塗布する工程と、前記回路基板に前記ポーラスシートを位置合わせして配置する工程と、前記はんだ樹脂組成物を前記はんだ粉が溶融する温度に加熱し、前記対流添加剤の沸騰又は分解によりガスを発生させる工程と、前記ガスが対流し前記ポーラスシートを通過して飛散する前に、溶融した前記はんだ粉を前記はんだ樹脂組成物中で流動させ、前記はんだ粉を自己集合及び成長させることにより前記接続端子と前記電極端子とを電気的に接続させる工程を含むことを特徴とする。
【0022】
本発明のさらに別のフリップチップ実装方法は、複数の接続端子を有する回路基板と対向させて、複数の電極端子を有する半導体チップを配置し、前記回路基板の接続端子と前記半導体チップの電極端子とを電気的に接続するフリップチップ実装方法であって、ポーラスシートに前記半導体チップを接着する工程と、はんだ粉と対流添加剤及び樹脂を主成分とするはんだ樹脂組成物を前記基板又は前記半導体チップに塗布する工程と、前記回路基板に前記ポーラスシートを位置合わせして配置する工程と、前記ポーラスシートの周辺を前記半導体チップを覆う箱形状に変形させる工程と、前記はんだ樹脂組成物を前記はんだ粉が溶融する温度に加熱し、前記対流添加剤の沸騰又は分解によりガスを発生させる工程と、前記ガスが対流し前記ポーラスシートを通過して飛散する前に、溶融した前記はんだ粉を前記はんだ樹脂組成物中で流動させ、前記はんだ粉を自己集合及び成長させることにより前記接続端子と前記電極端子とを電気的に接続させる工程を含むことを特徴とする。
【0023】
本発明のさらに別のフリップチップ実装方法は、複数の接続端子を有する回路基板と対向させて、複数の電極端子を有する半導体チップを配置し、前記回路基板の接続端子と前記半導体チップの電極端子とを電気的に接続するフリップチップ実装方法であって、はんだ粉と対流添加剤及び樹脂を主成分とするはんだ樹脂組成物を前記回路基板又は前記半導体チップに塗布する工程と、前記回路基板上に前記半導体チップを位置合わせして配置する工程と、前記半導体チップに接着剤を塗布し、前記半導体チップにポーラスシートを接着する工程と、前記ポーラスシートの周辺を前記半導体チップを覆う箱形状に変形させる工程と、前記はんだ樹脂組成物を前記はんだ粉が溶融する温度に加熱し、前記対流添加剤の沸騰又は分解によりガスを発生させる工程と、前記ガスが対流し前記ポーラスシートを通過して飛散する前に、溶融した前記はんだ粉を前記はんだ樹脂組成物中で流動させ、前記溶融はんだ粉を自己集合及び成長させることにより前記接続端子と前記電極端子とを電気的に接続させる工程を含むことを特徴とする。
【0024】
本発明のフリップチップ実装装置は、半導体チップを回路基板にフリップチップ実装するフリップチップ実装装置であって、前記半導体チップをポーラスシートに固定する固定手段と、前記ポーラスシートの周辺を前記半導体チップの外周に沿って変形させる変形手段と、はんだ粉と対流添加剤及び樹脂を主成分とするはんだ樹脂組成物を前記回路基板又は前記半導体チップに塗布する塗布手段と、前記ポーラスシートを保持して前記回路基板に前記半導体チップを位置合わせする位置合わせ手段と、前記はんだ樹脂組成物中の前記はんだ粉を溶融させる加熱手段とを含むことを特徴とする。
【0025】
本発明のフリップチップ実装体及びその実装方法によれば、半導体チップと回路基板との接続が確実な実装方法を可能とするとともに、湿度などに対する耐候性の向上により回路基板の長寿命化や信頼性に優れたフリップチップ実装体が実現できる。さらに、電極端子と接続端子間の接合状態を均一にできるため、歩留まりが高く生産効率も向上するという効果も発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0026】
本発明の実装体は、回路基板の接続端子と半導体チップの電極端子とがはんだ層で電気的に接続されている。このはんだ層は、はんだ粒子が集合して半田接合体に形成されたものである。このはんだ層は、はんだ粒子と樹脂と対流添加剤を含むはんだ樹脂ペーストを加熱することにより、対流添加剤を沸騰させて樹脂に対流を発生させ、はんだ粒子を集合させ、接続端子と電極端子との間を連結させて形成する。すなわち、加熱により、ペースト中の対流添加剤は沸騰が起こり、この沸騰に随伴してはんだ粒子が集合する。このときはんだ粒子も溶融させておくとはんだ粒子が濡れ性の高い接続端子と電極端子に自己集合し、はんだ層に形成できる。半導体チップの電極端子の形成面の反対側には、半導体チップの外周辺で電極端子の形成面側に折り曲げられ、回路基板に当接された箱形状のポーラスシートを設ける。このポーラスシートは、回路基板の接続端子と半導体チップの電極端子との間をはんだ粒子を集合させてはんだ層を形成する際に、ガス化した対流添加剤を外部に逃がすため、および回路基板の接続端子と半導体チップの電極間のギャップや位置を保持するために使用する。
【0027】
前記ポーラスシートは、半導体チップを覆い、その開口周辺に周端辺が突き出した鍔を有する箱形状であってもよい。
【0028】
さらに、ポーラスシートは、表裏へ連絡する空孔を有してもよい。
【0029】
さらに、ポーラスシートは、熱可塑樹脂、熱硬化樹脂、不織布、発泡金属からなる通気可能な材料であってもよい。
【0030】
さらに、ポーラスシートの空孔は樹脂により閉止されていてもよい。
【0031】
さらに、ポーラスシート周辺の回路基板と接する部分における前記ポーラスシートと前記回路基板の間は樹脂によって、接合又は封止されていてもよい。
【0032】
これらの構成により、接続などの信頼性や機械的な強度に優れたフリップチップ実装体を実現できる。
【0033】
本発明方法においては、ポーラスシートを変形させる工程が、加熱を伴う工程であってもよい。
【0034】
さらに、ポーラスシートは、その周辺を変形させる工程において、半導体チップを覆って箱形状に加工され、箱形状のポーラスシートの開口周端辺が、回路基板に接することにより、半導体チップと回路基板とを所定の間隙で配置してもよい。
【0035】
さらに、ポーラスシートは、半導体チップを覆い、その開口周辺に周端辺が突き出した鍔を有する箱形状に加工されてもよい。
【0036】
これらの方法により、半導体チップの電極端子と回路基板の接続端子との間隙を最適な距離に保てるため、電極端子と接続端子間との均一な接合により、断線や高抵抗接合などが生じ難く、歩留まりを向上させることができる。
【0037】
さらに、ポーラスシートは、表裏へ連絡する空孔を有してもよい。
【0038】
さらに、ポーラスシートは、熱可塑樹脂、熱硬化樹脂、不織布、発泡金属からなる通気可能な材料であってもよい。
【0039】
さらに、はんだ樹脂組成物中に含有する樹脂は回路基板の加熱によってポーラスシートに浸透し、ポーラスシートの空孔を閉止し、回路基板の加熱完了後に硬化することにより、通湿性が低減又は防止されてもよい。
【0040】
さらに、はんだ樹脂組成物中に含有する樹脂によって、ポーラスシート周辺の回路基板と接する部分における前記ポーラスシートと前記回路基板の間が接合又は封止されてもよい。
【0041】
これらの方法により、半導体チップの湿度や水分などによる劣化を低減することができ、信頼性や寿命を向上させることができる。また、半導体チップの接合を確実にできるため、耐振動性や耐衝撃性に優れた回路基板を実現できる。
【0042】
さらに、回路基板の接続端子を囲うように電極が設けられていてもよい。
【0043】
さらに、回路基板の接続端子を囲うように設けられた電極は、箱形状に加工されたポーラスシートの内側に位置するように形成され、回路基板の加熱工程により、擬似バンプが形成されてもよい。
【0044】
さらに、加熱工程によって擬似バンプが形成される電極は、回路基板の半導体チップ間に塗布されたはんだ樹脂組成物中のはんだ粉の前記電極上の通過を防ぐとともに、樹脂の前記電極上の通過を可能とする作用を及ぼすように構成されてもよい。
【0045】
これらの方法により、回路基板と半導体チップ間に塗布された樹脂組成物中のはんだ粉の飛散又は外部への流出が、擬似バンプが形成された電極により防止できる。そして、隣接する半導体チップとの飛散したはんだ粉による接触やショートなどを防ぐことにより、信頼性や歩留まりの向上がはかられる。
【0046】
また、擬似バンプが形成される電極上にはんだ粉が自己成長するため、はんだ粉の電極上の通過が制限される、一方、樹脂の電極上の通過は可能である。そのため、樹脂組成物中の樹脂は、適量擬似バンプが形成される電極上から流れ出し、ポーラスシートの外周端と回路基板との間に浸み込んで流出が停止する。その結果、ポーラスシートと回路基板を浸み込んだ樹脂により確実に固着させることができる。
【0047】
また、本発明のフリップチップ実装装置は、半導体チップを回路基板にフリップチップ実装するフリップチップ実装装置であって、半導体チップをポーラスシートに固定する固定手段と、ポーラスシートの周辺を半導体チップの外周に沿って変形させる変形手段と、はんだ粉と対流添加剤及び樹脂を主成分とする樹脂組成物を回路基板又は半導体チップに塗布する塗布手段と、ポーラスシートを保持して回路基板に半導体チップを位置合わせする位置合わせ手段と、樹脂組成物のはんだ粉を溶融させる加熱手段とを有する。この装置により、信頼性に優れ、低コストで生産性よくフリップチップ実装体を作製することができる。
【0048】
なお、本発明において、主成分とは80質量%以上、好ましくは90質量%以上をいう。
【0049】
前記において、はんだ粒子の融点は、100℃以上300℃以下の範囲であることが好ましい。
【0050】
また、はんだ粒子の平均粒子径は、1〜50μmの範囲であることが好ましい。
【0051】
また、はんだ樹脂ペーストを加熱する温度は、はんだの融点以上であることが好ましい。
【0052】
はんだ樹脂ペーストは、樹脂と、はんだ粒子と、前記樹脂が加熱されたときに沸騰する対流添加剤とから構成され、樹脂としては、熱硬化性樹脂(例えば、エポキシ樹脂)を用い、はんだ粒子としてPbフリーはんだ粒子を用いている。対流添加剤としては、溶剤(例えば、有機溶剤)を用いることができ、一例を挙げると、イソプロピルアルコール(沸点82.4℃)、酢酸ブチル(沸点125〜126℃)、ブチルカルビトール(ジエチレングリコールモノブチルエーテル、沸点201.9℃)、エチレングリコール(沸点197.6℃)等を用いることができる。対流添加剤の樹脂中での含有量に特に制限はないが、0.1〜20重量%の割合で樹脂中に含有していることが好ましい。
【0053】
また、対流添加剤の「対流」とは、運動の形態としての対流を意味し、樹脂中を沸騰した対流添加剤が運動することによって、樹脂中に分散するはんだ粒子に運動エネルギーを与え、はんだ粒子の移動を促進させる作用を与える運動であれば、どのような形態であっても構わない。なお、対流添加剤は、それ自体が沸騰して対流を発生させるものの他、樹脂の加熱により気体(H2O、CO2、N2等の気体)を発生する対流添加剤を用いることもでき、そのような例としては、結晶水を含む化合物、加熱により分解する化合物、又は発泡剤を挙げることができる。
【0054】
はんだ粒子は任意のものを選択して使用できる。例えば次の表1に示すものを挙げることができる。一例として挙げた表1に示す材料は、単独でも使用できるし、適宜組み合わせて使用することもできる。なお、はんだ粒子の融点を、熱硬化性樹脂の硬化温度よりも低い材料を用いれば、樹脂を流動させ自己集合させた後、さらに、樹脂を加熱して硬化させ、電気接続と樹脂による封止とを行うことができる点で好ましい。
【0055】
【表1】
【0056】
はんだ粒子の好ましい融点は100〜300℃であり、さらに好ましくは表1に示すように139〜240℃である。融点が100℃未満では耐久性に問題が生ずる傾向になる。融点が300℃を超えると、樹脂の選択が困難となる。
【0057】
はんだ粒子の好ましい平均粒子径は1〜30μmの範囲であり、さらに好ましくは5〜20μmの範囲である。平均粒子径が1μm未満では、はんだ粒子の表面酸化で溶融が困難となり、また電気接続体を形成するのに時間がかかりすぎる傾向となる。平均粒子径が30μmを超えると、沈降により電気接続体を得るのが難しくなる。なお、平均粒子径は市販の粒度分布計で測定できる。例えば、堀場製作所レーザ回折粒度測定器(LA920)、島津製作所レーザ回折粒度測定器(SALD2100)などを用いて測定することができる。
【0058】
次に樹脂について説明する。樹脂の代表的な例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フラン樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリエステルエストラマ、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アラミド樹脂等の熱可塑性樹脂、又は光(紫外線)硬化樹脂等、あるいはそれらを組み合わせた材料を使用することができる。
【0059】
はんだ粒子と樹脂の配合割合は、体積比ではんだ粒子:樹脂=50〜5:95〜50の範囲が好ましく、さらに好ましくははんだ粒子:樹脂=40〜10:90〜60である。はんだ粒子と樹脂は、均一混合した後に使用するのが好ましい。例えば、はんだ粒子は20体積%、エポキシ樹脂80体積%とし、混錬器にて均一混合状態とし、これを使用する。なお、はんだ粒子が分散状態を保ったままペースト状にしてもよいしシート状に形成された樹脂を用いてもよい。
【0060】
さらに本発明の好適例においては、はんだ粒子としては、例えば鉛フリーで融点200〜250℃のはんだ合金粒子を使用できる。また、樹脂が熱硬化性樹脂の場合、はんだの融点よりも樹脂の硬化温度のほうが高いことが好ましい。このようにすると、電気的な接続体を形成したり、金属バンプを形成する工程中に樹脂を硬化でき、作業工程が短縮できる。
【0061】
本発明のフリップチップ実装体及びその実装方法によれば、半導体チップと回路基板との接続が確実な実装方法を可能とするとともに、湿度などに対する耐候性の向上により回路基板の長寿命化や信頼性に優れたフリップチップ実装体が実現できる。さらに、電極端子と接続端子間の接合状態を均一にできるため、歩留まりが高く生産効率も向上するという効果も発揮する。
【0062】
図1A−Cは、本発明の一例基本工程のメカニズムを示す図である。まず、図1Aに示すように、複数の接続端子11が形成された回路基板10上に、はんだ粉12、対流添加剤13及び樹脂14を含有する樹脂組成物15を供給する。
【0063】
つぎに、図1Bに示すように、回路基板10と半導体チップ20間に供給された樹脂組成物15を挟んで、回路基板10と半導体チップ20を当接させる。このとき、複数の電極端子21を有する半導体チップ20は、複数の接続端子11を有する回路基板10と対向させて配置させる。そして、この状態で、回路基板10を加熱して、樹脂組成物15を溶融させる。ここで、回路基板10の加熱温度は、はんだ粉12の融点よりも高い温度で行われる。溶融したはんだ粉12は、溶解した樹脂組成物15中で互いに結合し、図1Cに示すように、濡れ性の高い接続端子11と電極端子21間に自己集合することによって、はんだ接合体22を形成する。
【0064】
そして、樹脂14を硬化させることにより、半導体チップ20を回路基板10に固定させる。
【0065】
この方法の特徴は、はんだ粉12を含有した樹脂組成物15に、はんだ粉12が溶融する温度で沸騰する対流添加剤13をさらに含有させた点にある。すなわち、はんだ粉12が溶融した温度において、樹脂組成物15中に含有した対流添加剤13が沸騰する。そして、沸騰した対流添加剤13が樹脂組成物15中を対流することによって、樹脂組成物15中を浮遊している溶融したはんだ粉12の移動が促進される。その結果、均一に成長した溶融はんだ粉が、濡れ性の高い回路基板10の接続端子11と半導体チップ20の電極端子21との間に自己集合することによって、接続端子11と電極端子21との間に、均一で微細なはんだ接合体22が形成され、両端子間が電気的に接続される。
【0066】
すなわち、上記方法は、はんだ粉を含有する樹脂組成物に対流添加剤をさらに含有させることによって、溶融したはんだ粉を強制的に移動させる手段を付加することを意図したものである。なお、対流添加剤は、加熱によって沸騰又は蒸発する溶剤でよく、工程終了後には、樹脂組成物中にほとんど残ることはない。
【0067】
本発明は、これと同様の技術的視点に立ち、より確実で、信頼性の高い新規なフリップチップ実装方法を実現するものである。そして、本発明の実施により非常に歩留まりよくフリップチップ実装された回路基板を生産できるものである。
【0068】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面は、理解を容易にするために任意に拡大して示している。
【0069】
(実施の形態1)
図2は、本発明の実施の形態1におけるフリップチップ実装体の断面図である。図2において、本発明の実施の形態1におけるフリップチップ実装体200は、回路基板213に形成された複数の接続端子211と対向して配置された複数の電極端子207を有する半導体チップ206とがはんだ層215により電気的に接続された構成を有する。そして、半導体チップ206の電極端子207の形成面の反対側に設けられたポーラスシート205が、半導体チップ206の外周辺で電極端子207の形成面側に箱形状209に折り曲げられ、半導体チップ206を覆うように形成され、箱形状209の端面が回路基板213に当接されている。さらに、回路基板213と箱形状のポーラスシート205で形成された空間内は、接続端子211と電極端子207とを電気的に接続するはんだ層215とともに、その周囲を覆う樹脂217により、半導体チップ206と回路基板213が固定され、フリップチップ実装体200が構成される。
【0070】
以下に、図3A−Eを用いて、本発明の実施の形態1におけるフリップチップ実装体及びフリップチップ実装方法を説明する。
【0071】
図3A−Eは、本発明の実施の形態1におけるフリップチップ実装体及びフリップチップ実装方法を説明する概略工程断面図である。
【0072】
まず、図3Aに示すように、上金型201は、排気管204と小さな孔からなる吸気通路203を介して空気を排気して真空吸着を可能とする吸気管202が設けられている。そして、ポーラスシート205は、例えば溶剤には溶解しない熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂からなり、表裏に気体が通過可能な空孔を有する材質のものである。例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)やPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などの通気可能な微多孔質を有するものを用いることができる。なお、ポーラスシート205の材料としては、樹脂以外に、不織布、発泡金属などの通気可能な材料であればよい。
【0073】
そして、ポーラスシート205には、下面に複数個の電極端子207を有する半導体チップ206が接着されている。
【0074】
つぎに、図3Bに示すように、半導体チップ206が貼り付けられたポーラスシート205を、上金型201と下金型208との間に配置し、加圧することによりポーラスシート205の端部のみを、例えば半導体チップ206の周辺(外周)に沿って折り曲げ、箱形状209に変形させる。このとき、変形のために適当な温度(例えばPETの場合、120℃)に上金型201と下金型208を加熱すれば、ポーラスシート205の形状の変形がさらに容易にできるため好ましい。
【0075】
つぎに、図3Cに示すように、下金型208を抜き取り、ポーラスシート205と半導体チップ206を吸引した状態で上金型201を実装する回路基板213の位置に移動させる。このとき、回路基板213の表面に形成された接続端子211と半導体チップ206の電極端子207とを、カメラなどの画像認識により位置合わせする。さらに、少なくとも回路基板213上で半導体チップ206が実装される位置には、はんだ粉、対流添加剤及び樹脂を含有した樹脂組成物212が、例えばディスペンサーなどの塗布手段により塗布される。また、回路基板213の接続端子211と短絡しない周囲には、例えばはんだ粉の飛散を防ぐ擬似バンプを形成する電極210が設けられている。そして、擬似バンプ形成用の電極210は、ポーラスシート205の箱形状209で囲まれる範囲内の回路基板213上に設けられている。
【0076】
つぎに、図3Dに示すように、半導体チップ206と回路基板213を樹脂組成物212を挟んで接触させる。ここで、半導体チップ206の電極端子207と回路基板213の接続端子211とは、ポーラスシート205の箱形状209により所定の間隔で対向する。なお、所定の間隔は、少なくとも半導体チップの電極端子と回路基板の接続端子が接触しない程度で、溶融はんだ粉が浸入できる程度である。
【0077】
そして、少なくとも回路基板213側から、例えば220℃〜250℃程度ではんだ粉が溶融する温度に、例えばヒータなどの加熱手段により加熱する。
【0078】
この加熱によって、回路基板213上に塗布された樹脂組成物212中の対流添加剤(図示せず)は沸騰又は蒸発してガス化するとともに、はんだ粉(図示せず)が溶融はんだ粉となる。そして、ガスが、箱形状209に折り曲げられたポーラスシート205の空孔を通過して排気管204から外部に出ていく過程で、樹脂組成物212中の溶融はんだ粉を対流により移動させる。
【0079】
さらに、移動させられた溶融はんだ粉は、対向して配置された濡れ性がよい半導体チップ206の電極端子207と回路基板213の接続端子211との間に自己集合し、成長する。
【0080】
具体的な一例を説明すると、はんだ樹脂ペーストは、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製エピコート806、硬化剤含む)を85体積部、粒径が10〜25μm(平均粒子径17μm)のSnAgCu粉15体積部、対流添加剤としてイソプロピルアルコール3重量部を均一に混合したものを使用した。このはんだ樹脂ペーストをディスペンサーを用いて回路基板213と半導体チップ表面206との間に注入し、室温(25℃)から250℃まで昇温し、30秒間保持した。その後冷却し、断面を観察すると図3Eの状態が確認できた。ポーラスシートとしては厚さ約30μmのPTFEの多孔質膜を使用した。
【0081】
すなわち、図3Eに示すように、電極端子207と接続端子211を電気的に接続するはんだ層215が形成され、上金型201を取り外すことによりフリップチップ実装体250が作製される。また、擬似バンプ形成用の電極210の上にも溶融はんだ粉は、自己集合して成長し、擬似バンプ214を形成する。この擬似バンプ214が形成されることによって、はんだ層215の形成に用いられなかった溶融はんだ粉は、擬似バンプ形成用の電極210上に捕捉されて、外部への流出が防止される。
【0082】
なお、擬似バンプ形成用の電極210は、はんだ粉が飛散しない場合や飛散しても問題を発生しない場合には、必ずしも設ける必要はなく、電極210を設けない構成が図2に示すフリップチップ実装体200となる。
【0083】
一方、樹脂組成物212中の樹脂217は、擬似バンプ214の形成過程において、若干外部へはみ出すことが可能である。そのため、ガス化した対流添加剤が排気管204からほとんど抜け出た後、加熱によって一時的に粘性が低下した樹脂は、ポーラスシート205の空孔に毛管現象によって浸透し、空孔を埋める。これにより、ポーラスシート205内の空孔に浸透した樹脂217は、硬化後にはポーラスシート205の空孔を閉止し、外部からの湿度などの浸入を防止する。
【0084】
また、硬化後の樹脂217は、半導体チップ206と回路基板213とを固定するとともに、擬似バンプ214からはみ出た樹脂217によって、箱形状209に折り曲げられたポーラスシート205の周辺端部と回路基板213とを接着し、固定させる。
【0085】
本発明の実施の形態1によれば、回路基板の接続端子と半導体チップの電極端子との接続が、自己集合したはんだ層により確実に行うことができる。
【0086】
また、回路基板と半導体チップとの間隔が、箱形状に変形されたポーラスシートにより、一定でかつ均一に保つことができる。
【0087】
又はんだ粉の飛散が半導体チップを取り巻く擬似バンプ形成された電極によって抑えられるため、外部へのはんだ粉の飛散による影響がなくなる。その結果、コンタクトや半導体チップ間の短絡などが発生しにくいなど、品質に優れた回路基板を実現できる。
【0088】
また、ポーラスシートは最終的に湿度などが通りにくい構造になるため、半導体チップの耐候性が向上し、信頼性の向上や長期間の使用を可能とできるなどの効果をも奏する。
【0089】
(実施の形態2)
図4A−Dは、本発明の実施の形態2におけるフリップチップ実装体とフリップチップ実装方法を説明する概略工程図である。なお、図4A−Dにおいて、図3A−Eと同じ構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。
【0090】
ここで、本発明の実施の形態2におけるフリップチップ実装体300は、実施の形態1のフリップチップ実装体250とは、その実装方法が異なるものであり、他の構成は同じものである。
【0091】
まず、図4Aに示すように、予め回路基板213上の接続端子211と半導体チップ206の電極端子207とが対向して配置されている。そして、半導体チップ206と回路基板213との間には、ペースト状になったはんだ粉、対流添加剤及び樹脂を主成分とする樹脂組成物212が、例えばディスペンサーなどで塗布され、挟み込まれている。さらに、半導体チップ206上には、ポーラスシート205が半導体チップ206と位置合わせして接着されている。
【0092】
つぎに、図4Bに示すように、上部から金型201を、半導体チップ206を引き込むように下降させる。この場合、金型201は、ポーラスシート205の変形を容易にするために、加熱することが好ましい。
【0093】
つぎに、図4Cに示すように、ポーラスシート205を、金型201により、半導体チップ206の外周に沿って箱形状209に変形させる。なお、半導体チップ206の破損を生じないように、半導体チップ206の外周より、若干大きい周辺位置で変形させることが好ましい。
【0094】
そして、ポーラスシート205と半導体チップ206は、吸気通路203を介して吸気管202による吸引作用によって、金型201の内部に引き込まれる。それにより、ポーラスシート205は、金型201の形状に変形する。そして、金型201が回路基板213の表面に当接することにより、半導体チップ206と回路基板213との間隔が一定に保たれている。なお、この間隔は、少なくとも半導体チップの電極端子と回路基板の接続端子が接触しない程度で、溶融はんだ粉が浸入できる程度である。
【0095】
さらに、図4Cの状態で、金型201の加熱や、回路基板213の下面側からの、例えばヒータ(図示せず)などの加熱手段により、例えばはんだ粉が溶融し、対流添加剤が沸騰又は蒸発しガス216化する温度、例えば220℃〜250℃に加熱する。
【0096】
この加熱によって、回路基板213上に塗布された樹脂組成物212中の対流添加剤(図示せず)は沸騰又は蒸発してガス216化するとともに、はんだ粉(図示せず)が溶融はんだ粉となる。そして、ガス216が、箱形状209に折り曲げられたポーラスシート205の空孔を通過して排気管204から外部に出ていく過程で、樹脂組成物212中の溶融はんだ粉を対流により移動させる。
【0097】
さらに、移動させられた溶融はんだ粉は、対向して配置された濡れ性がよい半導体チップ206の電極端子207と回路基板213の接続端子211との間に自己集合し、成長する。
【0098】
これにより、図4Dに示すように、電極端子207と接続端子211を電気的に接続するはんだ層215が形成され、金型201を取り外すことにより、フリップチップ実装体300が作製される。217は樹脂である。
【0099】
また、擬似バンプ形成用の電極210の上にも溶融はんだ粉は、自己集合して成長し、擬似バンプ214を形成する。この擬似バンプ214が形成されることによって、はんだ層215の形成に用いられなかった溶融はんだ粉は、擬似バンプ形成用の電極210上に捕捉されて、外部への流出が防止される。
【0100】
なお、擬似バンプ形成用の電極210は、はんだ粉が飛散しない場合や飛散しても問題を発生しない場合には、必ずしも設ける必要はない。
【0101】
以上述べたように、本発明の実施の形態2によれば、実施の形態1と同様の効果を有するとともに、下金型を必要としない点で、簡略化した設備で生産することができる。
【0102】
また、ポーラスシートが熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂や不織布などの場合、非常に低コストで生産性よくフリップチップ実装を行うことが可能になる。
【0103】
(実施の形態3)
図5A−Dは、本発明の実施の形態3におけるフリップチップ実装体とフリップチップ実装方法を説明する概略工程図である。なお、図5A−Dにおいて、図3A−Eと同じ構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。
【0104】
ここで、本発明の実施の形態3におけるフリップチップ実装体400は、実施の形態1のフリップチップ実装体250とは、ポーラスシート205に鍔401を有する点とその実装方法が異なるものであり、他の構成は同じものである。
【0105】
まず、図5Aに示すように、ポーラスシート205は、予め上金型201と下金型208によって鍔401を備えた箱形状に変形させられる。
【0106】
以下では、ポーラスシート205の箱形状の端部を折り曲げて鍔401を設けた例で説明するが、これに限定されるものではない。この場合、箱形状の変形には、半導体チップがポーラスシート205に接着されていないので、半導体チップの信頼性を考慮する必要がなく、加圧や加熱などの条件が制限されない。そのため、特に、ポーラスシート205が、発泡金属などの熱で変形し難い材料では、本発明の実施の形態3が効果的となる。さらに、発泡金属として、ニッケルや鉄などの磁性材を用いることにより、実装した半導体チップからのノイズの発生を阻止したり、外部からのノイズを防止するシールド効果を得ることもできる。
【0107】
つぎに、図5Bに示すように、下金型208を抜き取り、ポーラスシート205を吸引した状態で、上金型201を予め半導体チップ206の電極端子207と回路基板213の接続端子211とが対向して配置される位置に移動させる。そのとき、半導体チップ206と回路基板213との間には、スラリー状になったはんだ粉、対流添加剤及び樹脂を主成分とする樹脂組成物212が、例えばディスペンサーなどで塗布され、挟み込まれている。
【0108】
また、スラリー状の樹脂組成物212は、鍔401を有する箱形状のポーラスシート205が半導体チップ206を介して押さえ込まれた時に、若干外側に広がるように、やや過剰に供給されることが好ましい。その結果、図5Cに示すように、スラリー状の樹脂組成物212は、ポーラスシート205が半導体チップ206を介して押さえ込まれることにより、鍔401を有する箱形状のポーラスシート205の内部に充満する。また、このとき、半導体チップ206はポーラスシート205の空孔を介してポーラスシート205に吸引される。そのため、半導体チップ206と回路基板213とが鍔401を有するポーラスシート205の箱形状209によって、所定の間隔で対向することになる。なお、所定の間隔は、少なくとも半導体チップの電極端子と回路基板の接続端子が接触しない程度で、溶融はんだ粉が浸入できる程度である。
【0109】
つぎに、図5Cに示す状態で、上金型201の加熱や回路基板213の下面側から、例えばヒータ402などの加熱手段により、例えばはんだ粉が溶融し、対流添加剤が沸騰又は蒸発しガス216化する温度、例えば220℃〜250℃に加熱する。
【0110】
この加熱によって、回路基板213上に塗布された樹脂組成物212中の対流添加剤(図示せず)は沸騰又は蒸発してガス216化するとともに、はんだ粉(図示せず)が溶融はんだ粉となる。そして、ガス216が、鍔401を有する箱形状に折り曲げられたポーラスシート205の空孔を通過して排気管204から外部に出ていく過程で、樹脂組成物212中の溶融はんだ粉を対流により移動させる。
【0111】
さらに、移動させられた溶融はんだ粉は、対向して配置された濡れ性がよい半導体チップ206の電極端子207と回路基板213の接続端子211との間に自己集合し、成長する。これにより、図5Dに示すように、電極端子207と接続端子211を電気的に接続するはんだ層215が形成され、上金型201を取り外すことによりフリップチップ実装されたフリップチップ実装体400が作製される。217は樹脂である。
【0112】
また、溶融はんだ粉は、箱形状のポーラスシート205の鍔401で捕捉されて、外部へ飛散できない。
【0113】
さらに、ガス化した対流添加剤が排気管204からほとんど抜け出た後、加熱によって一時的に粘性が低下した樹脂は、ポーラスシート205の空孔に毛管現象によって浸透し、空孔を埋める。これにより、ポーラスシート205内の空孔に浸透した樹脂は、硬化後にはポーラスシート205の空孔を閉止し、外部からの湿度などの浸入を防止する。
【0114】
また、硬化後の樹脂組成物中の樹脂は、半導体チップ206と回路基板213とを固定するとともに、樹脂の一部は箱形状のポーラスシート205の鍔401の部分に入り込み、ポーラスシート205と回路基板213とを接着し、固定させる。つまり、樹脂が冷却され完全に硬化した後は、樹脂の働きによって、半導体チップ206と回路基板213、及び箱形状になったポーラスシート205が互いに完全に固定される。
【0115】
なお、図5では、半導体チップの外周とほぼ同じ形状の箱形状のポーラスシートに形成した場合を説明したが、これに限られない。例えば、実施の形態1と同様に、半導体チップの外形より大きい箱形状のポーラスシートであってもよい。
【0116】
また、回路基板とポーラスシートの箱形状の端面との接合強度が大きい場合には、特に鍔を形成する必要はない。
【0117】
本発明の実施の形態3によれば、はんだ粉の飛散を防止する擬似バンプ形成用の電極は用いていないが、箱形状のポーラスシートの周囲に形成した鍔によって、はんだ粉や樹脂の流れ出しが防止できる。また、鍔により回路基板との接合面積が、鍔のない場合と比べて広く取れるため、回路基板とポーラスシートの接合が強固になるとともに、変形などに対する信頼性がより高まる。
【0118】
(実施の形態4)
図6A−Dは、本発明の実施の形態4におけるフリップチップ実装体とフリップチップ実装方法を説明する概略工程図である。なお、図6A−Dにおいて、図3A−Eと同じ構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。
【0119】
ここで、本発明の実施の形態4におけるフリップチップ実装体500は、実施の形態3のフリップチップ実装体400とは、その実装方法が異なるものであり、他の構成は同じものである。
【0120】
また、本実施の形態4では、ポーラスシート205の変形させる工程は、実施の形態3の工程を示す図5Aと同一であるため省略している。
【0121】
まず、図6Aに示すように、予めポーラスシート205の内面に半導体チップ206がポーラスシート205の空孔を介して真空吸着されている。
【0122】
つぎに、図6Bに示すように、半導体チップ206の下面にペースト状のはんだ粉、対流添加剤及び樹脂を主成分とする樹脂組成物212が、例えばディスペンサーなどで塗布手段により塗布される。もちろん、樹脂組成物212の塗布が、回路基板213の上に行われていてもよい。その後、上金型201を回路基板213の接続端子211と半導体チップ206の電極端子207とを位置合わせしながら降下させる。
【0123】
つぎに、図6Cに示すように、ポーラスシート205内に半導体チップ206と回路基板213とが配置される。このとき、半導体チップ206の電極端子207と回路基板213の接続端子211とは、所定の間隔で対向するように位置合わせされる。なお、所定の間隔とは、少なくとも半導体チップの電極端子と回路基板の接続端子が接触しない程度で、溶融はんだ粉が浸入できる程度である。
【0124】
そして、上記の状態で、上金型201の加熱や回路基板213の下面側から、例えばヒータ402などの加熱手段により、例えばはんだ粉が溶融し、対流添加剤が沸騰又は蒸発しガス216化する温度、例えば220℃〜250℃に加熱する。
【0125】
この加熱によって、回路基板213上に塗布された樹脂組成物212中の対流添加剤(図示せず)は沸騰又は蒸発してガス216化するとともに、はんだ粉(図示せず)が溶融はんだ粉となる。そして、ガス216が、鍔401を有する箱形状に折り曲げられたポーラスシート205の空孔を通過して排気管204から外部に出ていく過程で、樹脂組成物212中の溶融はんだ粉を対流により移動させる。
【0126】
さらに、移動させられた溶融はんだ粉は、対向して配置された濡れ性がよい半導体チップ206の電極端子207と回路基板213の接続端子211との間に自己集合し、成長する。これにより、図6Dに示すように電極端子207と接続端子211を電気的に接続するはんだ層215が形成され、上金型201を取り外すことによりフリップチップ実装されたフリップチップ実装体500が作製される。217は樹脂である。
【0127】
以上述べたように、本発明の実施の形態4によれば、各実施の形態と同等の効果を得られるとともに、実施の形態3と比較して、ポーラスシート205と半導体チップ206が一体になって搬送されるので、真空吸着時の空気の漏れ込みが少なく、安定した搬送が実現できるものである。
【0128】
以上、本発明を各実施の形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、種々の改変が可能である。例えば、はんだ粉と対流添加剤を含有する樹脂として、熱硬化性樹脂を例として説明したが、ポーラスシートが光に対して透過性のものであれば、例えばはんだ粉の溶融温度以上で流動性を有する光硬化性樹脂や、これらの併用型樹脂を用いても構わない。
【0129】
また、本発明の各実施の形態では、半導体チップは1つの場合を例に説明したが、実際は複数個を同時に回路基板上に配置して、各工程の作業を行うことが可能である。
【0130】
また、本発明の各実施の形態では、ポーラスシートの箱形状が直角に折り曲げられた形状で説明したが、これに限られない。例えば、テーパ形状であってもよい。これにより、対流添加剤の沸騰などで発生するガスが、ポーラスシートの空孔により抜け出す面積を拡大することができるため、硬化温度や時間などの調整が容易にできる。
【0131】
また、本発明の各実施の形態では、回路基板側からの加熱する場合を例に説明したが、ポーラスシート及び半導体チップを保持する金型側から加熱してもよく、さらに両方から加熱してもよい。
【0132】
また、本発明の各実施の形態において、樹脂組成物中の樹脂として、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、シアネート樹脂のいずれかを主材とする樹脂を用いることも可能である。
【0133】
さらに、本発明の各実施の形態において、対流添加剤として分解型の炭酸水素ナトリウム、メタホウ酸アンモニウム、水酸化アルミニウム、ドーソナイト、メタホウ酸バリウム、沸騰蒸発型としてブチルカルビトール、フラックス、イソブチルアルコール、キシレン、イソペンチルアルコール、酢酸ブチル、テトラクロルエチレン、メチルイソブチルケトン、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、エチレングリコールなどの中沸点溶剤又は高沸点溶剤を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【0134】
本発明によれば、狭ピッチを進む次世代半導体チップのフリップチップ実装に適用可能であるとともに、生産性や信頼性に優れたフリップチップ実装が要望される分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】図1A−Cは本発明の一実施例におけるフリップチップ実装方法の基本工程メカニズムを示す断面図。
【図2】図2は本発明の実施の形態1におけるフリップチップ実装体の断面図。
【図3】図3A−Eは本発明の実施の形態1におけるフリップチップ実装体とフリップチップ実装方法を示す工断面図。
【図4】図4A−Dは本発明の実施の形態2におけるフリップチップ実装体とフリップチップ実装方法を説明する概略工程断面図。
【図5】図5A−Dは本発明の実施の形態3におけるフリップチップ実装体とフリップチップ実装方法を説明する概略工程断面図。
【図6】図6A−Dは本発明の実施の形態4におけるフリップチップ実装体とフリップチップ実装方法を説明する概略工程断面図。
Claims (21)
- 複数の接続端子を有する回路基板と、
前記接続端子と対向して配置された複数の電極端子を有する半導体チップと、
前記半導体チップの前記電極端子の形成面の反対側に設けられ、前記半導体チップの外周辺で前記電極端子の形成面側に折り曲げられて、前記回路基板に当接された箱形状のポーラスシートとを含み、
前記回路基板の前記接続端子と前記半導体チップの前記電極端子とがはんだ層で電気的に接続されるとともに、前記回路基板に前記半導体チップが樹脂で固定されていることを特徴とするフリップチップ実装体。 - 前記ポーラスシートは、前記半導体チップを覆い、その開口周辺に周端辺が突き出した鍔を有する箱形状に加工されている請求項1に記載のフリップチップ実装体。
- 前記ポーラスシートは、表裏へ連絡する空孔を有する請求項1又は2に記載のフリップチップ実装体。
- 前記ポーラスシートは、熱可塑樹脂、熱硬化樹脂、不織布及び発泡金属から選ばれた通気可能な材料である請求項1〜3のいずれかに記載のフリップチップ実装体。
- 前記ポーラスシートの前記空孔は、前記樹脂により閉止されている請求項3に記載のフリップチップ実装体。
- 前記ポーラスシート周辺の前記回路基板と接する部分における前記ポーラスシートと前記回路基板の間が前記樹脂によって、接合又は封止されている請求項1〜5のいずれかに記載のフリップチップ実装体。
- 複数の接続端子を有する回路基板と対向させて、複数の電極端子を有する半導体チップを配置し、前記回路基板の接続端子と前記半導体チップの電極端子とを電気的に接続するフリップチップ実装方法であって、
前記半導体チップをポーラスシートに接着した後、ポーラスシートの周辺を前記半導体チップを覆う箱形状に変形させる工程と、
はんだ粉と対流添加剤及び樹脂を主成分とするはんだ樹脂組成物を前記回路基板又は前
記半導体チップに塗布する工程と、
前記回路基板に前記ポーラスシートを位置合わせして配置する工程と、
前記はんだ樹脂組成物を前記はんだ粉が溶融する温度に加熱し、前記対流添加剤の沸騰又は分解によりガスを発生させる工程と、
前記ガスが対流し前記ポーラスシートを通過して飛散する前に、溶融した前記はんだ粉を前記はんだ樹脂組成物中で流動させ、前記はんだ粉を自己集合及び成長させることにより前記接続端子と前記電極端子とを電気的に接続させる工程を含むことを特徴とするフリップチップ実装方法。 - 複数の接続端子を有する回路基板と対向させて、複数の電極端子を有する半導体チップを配置し、前記回路基板の接続端子と前記半導体チップの電極端子とを電気的に接続するフリップチップ実装方法であって、
ポーラスシートを前記半導体チップを覆う箱形状に変形させる工程と、
前記半導体チップを前記ポーラスシートの箱形状の内側底部に接合する工程と、
はんだ粉と対流添加剤及び樹脂を主成分とするはんだ樹脂組成物を前記回路基板又は前記半導体チップに塗布する工程と、
前記回路基板に前記ポーラスシートを位置合わせして配置する工程と、
前記はんだ樹脂組成物を前記はんだ粉が溶融する温度に加熱し、前記対流添加剤の沸騰又は分解によりガスを発生させる工程と、
前記ガスが対流し前記ポーラスシートを通過して飛散する前に、溶融した前記はんだ粉を前記はんだ樹脂組成物中で流動させ、前記はんだ粉を自己集合及び成長させることにより前記接続端子と前記電極端子とを電気的に接続させる工程を含むことを特徴とするフリップチップ実装方法。 - 複数の接続端子を有する回路基板と対向させて、複数の電極端子を有する半導体チップを配置し、前記回路基板の接続端子と前記半導体チップの電極端子とを電気的に接続するフリップチップ実装方法であって、
ポーラスシートに前記半導体チップを接着する工程と、
はんだ粉と対流添加剤及び樹脂を主成分とするはんだ樹脂組成物を前記基板又は前記半導体チップに塗布する工程と、
前記回路基板に前記ポーラスシートを位置合わせして配置する工程と、
前記ポーラスシートの周辺を前記半導体チップを覆う箱形状に変形させる工程と、
前記はんだ樹脂組成物を前記はんだ粉が溶融する温度に加熱し、前記対流添加剤の沸騰又は分解によりガスを発生させる工程と、
前記ガスが対流し前記ポーラスシートを通過して飛散する前に、溶融した前記はんだ粉を前記はんだ樹脂組成物中で流動させ、前記はんだ粉を自己集合及び成長させることにより前記接続端子と前記電極端子とを電気的に接続させる工程を含むことを特徴とするフリップチップ実装方法。 - 複数の接続端子を有する回路基板と対向させて、複数の電極端子を有する半導体チップを配置し、前記回路基板の接続端子と前記半導体チップの電極端子とを電気的に接続するフリップチップ実装方法であって、
はんだ粉と対流添加剤及び樹脂を主成分とするはんだ樹脂組成物を前記回路基板又は前記半導体チップに塗布する工程と、
前記回路基板上に前記半導体チップを位置合わせして配置する工程と、
前記半導体チップに接着剤を塗布し、前記半導体チップにポーラスシートを接着する工程と、
前記ポーラスシートの周辺を前記半導体チップを覆う箱形状に変形させる工程と、
前記はんだ樹脂組成物を前記はんだ粉が溶融する温度に加熱し、前記対流添加剤の沸騰又は分解によりガスを発生させる工程と、
前記ガスが対流し前記ポーラスシートを通過して飛散する前に、溶融した前記はんだ粉を前記はんだ樹脂組成物中で流動させ、前記溶融はんだ粉を自己集合及び成長させることにより前記接続端子と前記電極端子とを電気的に接続させる工程を含むことを特徴とするフリップチップ実装方法。 - 前記ポーラスシートを変形させる工程が、加熱を伴う工程である請求項7〜10のいずれかに記載のフリップチップ実装方法。
- 前記箱形状の前記ポーラスシートの開口周端辺が前記回路基板に接することにより、前記半導体チップと前記回路基板とを所定の間隙で配置する請求項7〜10のいずれかに記載のフリップチップ実装方法。
- 前記ポーラスシートが、前記半導体チップを覆い、その開口周辺に周端辺が突き出した鍔を有する箱形状に加工される請求項12に記載のフリップチップ実装方法。
- 前記ポーラスシートは、表裏へ連絡する空孔を有する請求項7〜13のいずれかに記載のフリップチップ実装方法。
- 前記ポーラスシートが、熱可塑樹脂、熱硬化樹脂、不織布、及び発泡金属から選ばれる少なくとも一つの通気可能な材料である請求項7〜14のいずれかに記載のフリップチップ実装方法。
- 前記はんだ樹脂組成物中に含有する前記樹脂が前記回路基板の加熱によって前記ポーラスシートに浸透し、前記ポーラスシートの空孔を閉止し、前記回路基板の加熱完了後に硬化することにより、通湿性が低減又は防止される請求項7〜11のいずれかに記載のフリップチップ実装方法。
- 前記はんだ樹脂組成物中に含有する前記樹脂によって、前記ポーラスシート周辺の前記回路基板と接する部分における前記ポーラスシートと前記回路基板の間が接合又は封止される請求項7〜10、16のいずれかに記載のフリップチップ実装方法。
- 前記回路基板の前記接続端子を囲うように電極が設けられている請求項7〜10のいずれかに記載のフリップチップ実装方法。
- 前記回路基板の前記接続端子を囲うように設けられた前記電極は、箱形状に加工された前記ポーラスシートの内側に位置するように形成され、前記回路基板の加熱工程により、擬似バンプが形成される請求項18に記載のフリップチップ実装方法。
- 前記加熱工程によって擬似バンプが形成される前記電極は、前記回路基板の前記半導体チップ間に塗布された前記はんだ樹脂組成物中の前記はんだ粉の前記電極上の通過を防ぐとともに、前記樹脂の前記電極上の通過を可能とする請求項19記載のフリップチップ実装方法。
- 半導体チップを回路基板にフリップチップ実装するフリップチップ実装装置であって、
前記半導体チップをポーラスシートに固定する固定手段と、
前記ポーラスシートの周辺を前記半導体チップの外周に沿って変形させる変形手段と、
はんだ粉と対流添加剤及び樹脂を主成分とするはんだ樹脂組成物を前記回路基板又は前記半導体チップに塗布する塗布手段と、
前記ポーラスシートを保持して前記回路基板に前記半導体チップを位置合わせする位置合わせ手段と、
前記はんだ樹脂組成物中の前記はんだ粉を溶融させる加熱手段とを含むことを特徴とするフリップチップ実装装置。
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