JP4685583B2 - 半導体チップの実装方法および回路基板 - Google Patents
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Description
図6は、回路基板10に半導体チップ20をフリップチップ接続する状態を平面方向から見た状態を示すもので、矢印の方向が超音波の振動方向である。
図7(a)に示すように、超音波振動の振動方向とパターンの長手方向が平行となる配置にある接合パターン12の場合は、超音波振動が印加されても接合パターン12は励振されにくく、したがってフリップチップ接続する際にバンプ22と接合パターン12との間で所要の摩擦力が得られて、バンプ22と接合パターン12との接合強度が高くなる。一方、図7(b)に示すように、超音波振動の振動方向とパターンの長手方向が直交する配置にある接合パターン12の場合には、超音波振動に接合パターン12が追随して動きやすくなるため、バンプ22と接合パターン12との接合強度は低くなる。
また、接合パターンに対してビアホールを形成する位置を調節する方法は、回路基板の構成を複雑にすることと、ビアホールを所定位置に形成するために製品の設計が制約されるという問題がある。
すなわち、半導体チップに超音波振動を作用させ、フリップチップ接続により半導体チップを回路基板に実装する半導体チップの実装方法において、前記回路基板として、前記半導体チップのバンプが接合される接合パターンに、前記半導体チップにより印加される超音波振動によって前記接合パターンが共振する際の、振動の腹の位置に合わせて突起パターンを設ける工程を備え、前記突起パターンを、前記接合パターンの長手方向における前記半導体チップのバンプ接続の一端部を除き、前記接合パターンの長手方向の他端部において該接合パターンの側面から側方に延出させて設けることを特徴とする。
また、前記接合パターンは、第1の接合パターンとして前記超音波振動の振動方向に対して長手方向が直交する配置に設けられ、前記第1の接合パターンに隣接して配設される第2の接合パターンには、前記第2の接合パターンの長手方向の両端を除く中央部における振動の腹の位置に合わせて第2の突起パターンが該第2の接合パターンの側面から側方に延出させて設けられ、前記第1の接合パターンと干渉しないことを特徴とする。
また、前記接合パターンの他端部は、前記半導体チップの搭載領域よりも外側に配設されることを特徴とする。
また、前記接合パターンを第1の接合パターンとしたときに、前記接合パターンに隣接して配設される第2の接合パターンをさらに備え、前記第1および第2の接合パターンは、超音波振動の振動方向に対して長手方向が直交する配置に設けられており、前記第2の接合パターンには、前記第2の接合パターンの長手方向の両端を除く中央部における振動の腹の位置に合わせて第2の突起パターンが該第2の接合パターンの側面から側方に延出させて設けられ、前記第1の接合パターンと干渉しないことを特徴とする。
また、前記接合パターンの他端部は、前記半導体チップの搭載領域よりも外側に配設されていることを特徴とする。
(第1の実施の形態)
図1〜3は、本発明に係る半導体チップの実装方法についての第1の実施の形態を示す。図1は、回路基板に形成された一つの接合パターン12を例として、接合パターン12の長手方向に直交する向きを振動方向とする超音波振動が接合パターン12に印加された状態を示す。図示例の接合パターン12は、図6に従来例として示した回路基板10におけるB部分の接合パターン12と同様に、平面形状が細長の長方形状に形成されたものである。
このように、接合パターン12の長手方向に直交する向きを振動方向とする超音波振動を接合パターン12に作用させて接合パターン12が共振状態になるのは、接合パターン12の長さLがλ/2の整数倍(λが波長)になるときである。
突起パターン12a、12bは接合パターン12が振動の腹の部分で振動することを抑制することを目的とするものであり、図示例では接合パターン12の側方に矩形状に延出する形態に形成した例を示すが、突起パターン12a、12bの形態は矩形状のものに限るものではない。また、突起パターン12a、12bの大きさも適宜設定することができる。
突起パターン12a、12bが設けられる接合パターン12は、その長手方向が、半導体チップ20に作用させる超音波振動の振動方向に対して直交する配置にあるもの(図のB側のもの)である。図示例では、接合パターン12の一つ置きに、長手方向の端部に突起パターン12aを設けた接合パターン12と、長手方向の中央部に突起パターン12bを設けた接合パターン12を配置し、隣接する接合パターン12の突起パターン12a、12bが干渉しない配置としている。
図4、5は、本発明に係る半導体チップの実装方法についての第2の実施の形態を示す。
図4(a)は、接合パターン12に超音波振動を印加して、接合パターン12が共振状態となった状態を示す。図のD点は、接合パターン12が共振した状態で節となる位置を示す。なお、図示例は、接合パターン12の長さLが共振波長の1波長分に相当する場合である。
本実施形態の半導体チップの実装方法においては、半導体チップ20に超音波振動を印加して回路基板10にフリップチップ接続によって実装する際に、半導体チップ20に設けられたバンプ22の接合位置を、接合パターン12が共振状態となったときの節の位置(D点)に位置合わせして実装することを特徴とする。すなわち、図4(a)に示す共振状態を例に説明すると、図4(b)、(c)に示す、接合パターン12における節の位置にバンプ22a、22bを位置合わせするようにして実装する。
このように、半導体チップ20に超音波振動を印加して実装する際に、超音波振動が加わることにより、励振されて共振状態となる接合パターン12については、共振状態における節の位置にバンプ22aを位置させて接合することにより、バンプ22aの接合位置において接合パターン12がバンプ22aに追随することがなく、接合パターン12とバンプ22aとの接合強度を向上させて実装することが可能となる。
本発明に係る半導体チップの実装方法についての第3の実施の形態は、半導体チップ20に超音波振動を印加させて半導体チップ20を回路基板10に実装する際に、超音波振動によっては接合パターン12が共振しない状態となるように接合パターン12の長さ、パターン幅、パターン高さを設定して実装することを特徴とする。
たとえば、接合パターン12の形態を、図1に示すような平面形状で長方形とし、接合パターン12の長手方向に直交する向きに超音波振動を印加させた際に接合パターン12が共振したとすると、接合パターン12の長さLを、(λ/2)×(n+1/2)として接合パターン12が共振することを抑制して実装する。なお、nは整数、λは共振周波数における波長である。
12 接合パターン
12a、12b 突起パターン
20 半導体チップ
22、22a、22b バンプ
Claims (8)
- 半導体チップに超音波振動を作用させ、フリップチップ接続により半導体チップを回路基板に実装する半導体チップの実装方法において、
前記回路基板として、前記半導体チップのバンプが接合される接合パターンに、前記半導体チップにより印加される超音波振動によって前記接合パターンが共振する際の、振動の腹の位置に合わせて突起パターンを設ける工程を備え、
前記突起パターンを、前記接合パターンの長手方向における前記半導体チップのバンプ接続の一端部を除き、前記接合パターンの長手方向の他端部において該接合パターンの側面から側方に延出させて設けることを特徴とする半導体チップの実装方法。 - 前記接合パターンは、前記超音波振動の振動方向に対して長手方向が直交する配置に設けられ、
前記突起パターンは、前記接合パターンの幅方向の両側方に延出して設けられることを特徴とする請求項1記載の半導体チップの実装方法。 - 前記接合パターンは、第1の接合パターンとして前記超音波振動の振動方向に対して長手方向が直交する配置に設けられ、前記第1の接合パターンに隣接して配設される第2の接合パターンには、前記第2の接合パターンの長手方向の両端を除く中央部における振動の腹の位置に合わせて第2の突起パターンが該第2の接合パターンの側面から側方に延出させて設けられ、前記第1の接合パターンと干渉しないことを特徴とする請求項1または2記載の半導体チップの実装方法。
- 前記接合パターンの他端部は、前記半導体チップの搭載領域よりも外側に配設されることを特徴とする請求項1または2記載の半導体チップの実装方法。
- 半導体チップがフリップチップ接続により実装される回路基板であって、
基板本体と、
前記基板本体の一面上に、前記半導体チップのバンプ位置に対応して設けられている接合パターンと、
前記接合パターンに延出しており、前記半導体チップにより印加される超音波振動によって前記接合パターンが共振する際の振動の腹の位置に合わせて設けられている突起パターンと、を備え、
前記突起パターンは、前記接合パターンの長手方向における前記半導体チップのバンプ接続の一端部を除き、前記接合パターンの長手方向の他端部において該接合パターンの側面から側方に延出させて設けられていることを特徴とする回路基板。 - 前記突起パターンは、前記接合パターンの幅方向の両側方に延出して設けられていることを特徴とする請求項5記載の回路基板。
- 前記接合パターンを第1の接合パターンとしたときに、前記接合パターンに隣接して配設される第2の接合パターンをさらに備え、
前記第1および第2の接合パターンは、超音波振動の振動方向に対して長手方向が直交する配置に設けられており、
前記第2の接合パターンには、前記第2の接合パターンの長手方向の両端を除く中央部における振動の腹の位置に合わせて第2の突起パターンが該第2の接合パターンの側面から側方に延出させて設けられ、前記第1の接合パターンと干渉しないことを特徴とする請求項5または6記載の回路基板。 - 前記接合パターンの他端部は、前記半導体チップの搭載領域よりも外側に配設されていることを特徴とする請求項5または6記載の回路基板。
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