JPH1012620A - フリップチップ用バンプ電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】チップサイズが大型化される場合であれその自
重を支えてチップ−基板間への樹脂の封入を容易ならし
める構造を有するフリップチップ用バンプ電極を提供す
る。併せて、チップ中心から離間されたバンプ電極の接
合寿命を向上せしめる。 【解決手段】プリント基板にはんだバンプにより表面実
装されるフリップチップ１のバンプ電極は、チップサイ
ズの大型化とともに微細化される傾向にあり、例えばバ
ンプ電極列２ａとして示される態様で同チップ１の実装
面に配設される。ここでは例えば、該バンプ電極列２ａ
の更に外周にそれらバンプ電極の径よりも大きな径を有
する補助バンプ電極列２ｂを配設して１チップ当たりの
はんだ量を増量せしめるとともに、一般にはより大きな
熱応力が加わるチップ中心から離間されたバンプ電極に
ついても、該大径化によりその接合寿命を向上せしめ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プリント基板等
に表面実装されるフリップチップＩＣ（集積回路）のバ
ンプ電極に関し、特に、自重の大きい大型フリップチッ
プ用バンプ電極として好適な電極構造の具現に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣやＬＳＩ（ラージスケールＩＣ）な
どの半導体パッケージをプリント基板上に高密度に実装
する技術としては、ワイヤボンディング、テープキャリ
アボンディング、或いはフリップチップボンディング等
々が知られている。

【０００３】特に、フリップチップボンディングによる
表面実装は、微細なはんだバンプにより上記半導体パッ
ケージを直接プリント基板上に接合する方法であるため
に、極めて高密度な実装を可能にする技術として近年注
目を集めている。

【０００４】図７に、こうしたフリップチップボンディ
ングを実現するフリップチップＩＣの実装面から見たバ
ンプ電極構造についてその一例を示す。同図７に例示す
るフリップチップＩＣ１は、そのチップサイズが３．６
８ｍｍ角、またその重量が１７．２ｍｇとなっており、
実装時には、これを直径２２０μｍの１８個のバンプ電
極２で支えるようになっている。

【０００５】ここで因みに、上記バンプ電極２の各々に
対してほぼ半球状にはんだバンプが堆積形成されるとし
て、１バンプ当たりのはんだ量を算出したところ、約６
１×１０^5立方μｍ（「^ 」はべき乗を表す）であっ
た。すなわち、１チップ当たりのはんだ量に換算する
と、約１０９８×１０^5立方μｍ（＝約６１×１０^5立
方μｍ×１８バンプ）となり、このはんだ量でフリップ
チップＩＣ１全体を支えていることになる。そしてこの
場合、同フリップチップＩＣ１が基板に実装される際の
チップ−基板間距離は７０〜１００μｍとなる。この程
度のチップ−基板間距離が確保できれば、それらチップ
−基板間の接合強度を維持するために樹脂を封入する場
合でも、問題なく同チップ−基板間に樹脂が入り込み、
その接合強度も良好に維持される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで昨今は、電子
製品の小型化、多機能化に伴い、１つのフリップチップ
ＩＣにより多くの素子が集積形成される傾向にある。そ
してその結果、フリップチップＩＣ自体はそのチップサ
イズが大型化されるとともに、そのバンプ電極も素子数
の増加、並びにＩＣチップの配線ルールの縮小化に伴っ
て多端子化される傾向にある。

【０００７】特に近年は、チップサイズが１０．０ｍｍ
角、またその重量が１３５ｍｇという、図７に例示した
チップに比べて面積で７．３８倍、重量では７．８５倍
に至る大型のフリップチップＩＣが出現してきている。

【０００８】しかしながら、こうした大型のフリップチ
ップＩＣを支えるバンプ電極は上述のように微細化の方
向にあり、例えばその直径が８０μｍであったとする
と、該１バンプ当たりのはんだ量は、これも上述のよう
にはんだバンプがほぼ半球状に堆積形成されるとして、
約１．９１×１０^5立方μｍとなる。この場合、たとえ
１００個のバンプ電極が同フリップチップＩＣに形成さ
れるとしても、１チップ当たりのはんだ量は約１９１×
１０^5立方μｍであり、図７に例示したチップに比べる
と１／５．７５程度でしかない。因みに、上記１０９８
×１０^5立方μｍといったはんだ量が同図７に例示した
チップを支える上で必要十分なはんだ量であるとする
と、重量比で７．８５倍ある該１０．０ｍｍ角のフリッ
プチップＩＣを支えるために必要とされるはんだ量は８
６１９×１０^5立方μｍであり、この約１９１×１０^5
立方μｍといったはんだ量は、当該１０．０ｍｍ角のフ
リップチップＩＣを支えるはんだ量としてはかなり不足
していることが判る。同チップをそのまま基板に実装し
た場合、そのチップ−基板間距離は４０μｍと、極端に
狭くなってしまう。図８に、図７に例示したフリップチ
ップＩＣとこの１０．０ｍｍ角のフリップチップＩＣと
を対比して、それぞれ基板への実装態様を模式的に示
す。

【０００９】すなわち、図７に例示した３．６８ｍｍ角
のフリップチップＩＣの場合には、バンプ電極２に堆積
形成したはんだバンプ３のリフローによってチップ１を
基板４に実装する際、はんだバンプ３の表面張力によ
り、図８（ａ）に示される態様で、チップ１の自重に抗
し十分なチップ−基板間距離が確保されるようになる。
なおこのときのチップ−基板間距離が７０〜１００μｍ
であり、その後、それらチップ−基板間の接合強度を維
持するために樹脂を封入する場合でも、問題なく同チッ
プ−基板間に樹脂が入り込むようになることは上述した
通りである。

【００１０】これに対し、上記１０．０ｍｍ角のフリッ
プチップＩＣの場合には、同じくバンプ電極２に堆積形
成したはんだバンプ３のリフローによってチップ１を基
板４に実装する際、はんだバンプ３の表面張力ではチッ
プ１の自重を支えきれず、同図８（ｂ）に示される態様
でチップ−基板間距離が異常に狭くなってしまう。この
ときのチップ−基板間距離は上述のように４０μｍ程度
であるが、このようなチップ−基板間距離では、その
後、それらチップ−基板間の接合強度を維持するために
樹脂を封入しようとしても樹脂が入り込まないといった
問題が生じる。

【００１１】そこで次に、同１０．０ｍｍ角のフリップ
チップＩＣに例えば直径１３０μｍのバンプ電極を採用
することを考える。この場合、同バンプ電極の１バンプ
当たりのはんだ量は、上記同様に算出して約５．７５×
１０^5立方μｍであり、これを１００バンプ設けるとす
ると、１チップ当たりのはんだ量は約５７５×１０^5立
方μｍとなる。これでも、図７に例示したチップの約１
０９８×１０^5立方μｍといったはんだ量に比べると、
１／１．９１としかならず、同１０．０ｍｍ角のフリッ
プチップＩＣを支えるために必要とされるはんだ量が８
６１９×１０^5立方μｍであることを考えると、この約
５７５×１０^5立方μｍといったはんだ量でもなお、上
記樹脂が問題なく入り込める程度のチップ−基板間距離
を確保して該１０．０ｍｍ角のフリップチップＩＣを実
装しうるはんだ量としては不足していることが判る。

【００１２】このように、１０．０ｍｍ角といった大型
フリップチップＩＣともなると、同チップのバンプ電極
としてたとえ１００個の電極が配設されるとしても、そ
れら各電極のサイズが直径８０〜１３０μｍ程度では、
チップ−基板間に樹脂が問題なく入り込める程度に同チ
ップを浮かすことはできない。

【００１３】もっとも、この１０．０ｍｍ角のフリップ
チップＩＣであれ、そのチップ厚を現状の約１／１５程
度とすれば、上記直径１３０μｍのバンプ電極１００個
でもその自重を支えることができるようになると考えら
れるが、これではチップ自身の強度が維持できなくな
り、また、チップの研磨によってこうしたチップ厚への
加工が可能であったとしても、チップを研磨するために
は余分の工数がかかり、またひいてはチップコストの上
昇やチップ製造のためのリードタイムの延長等を招き、
現実的ではない。

【００１４】一方、このようなフリップチップＩＣの実
装に際しては、それらチップと基板との間に樹脂を封入
することに代えて、いわゆるゲル封止を行うこともあ
る。該ゲル封止によれば、上記樹脂が入り込めるだけの
チップ−基板間距離を確保する必要もなくなる。

【００１５】しかし、同ゲル封止の場合には、それらチ
ップと基板との接合がはんだバンプのみでの接合となる
ため、上述のようにチップ−基板間距離が極端に狭くな
る場合には、当該接合部分の熱応力の増大を招き、ひい
ては同接合部分を断線に至らしめるなど、その接合寿命
を大きく阻害する要因となる。

【００１６】しかも、上記１０．０ｍｍ角といった大型
のフリップチップＩＣともなると、こうした熱応力によ
る歪み度合いも更に助長されることとなり、その接合寿
命も、図７に例示した３．６８ｍｍ角のフリップチップ
ＩＣに比べて約１／８に低下することが、発明者等によ
るＦＥＭ解析によって明らかになっている。

【００１７】すなわち、このＦＥＭ解析の結果、図７に
例示した３．６８ｍｍ角のフリップチップＩＣの場合に
はミーゼス歪み値が２．３９％であったのに対し、１
０．０ｍｍ角のフリップチップＩＣの場合には同ミーゼ
ス歪み値が８．２９％となった（Ｃｏｆｆｉｎ−Ｍａｎ
ｓｏｎ則に則りミーゼス歪みから寿命を推定）。

【００１８】また因みに、図７に例示したチップのよう
なバンプ電極（配列）構造を有するチップについて上記
熱応力に基づく耐久試験を行ったところ、チップ中心か
ら最も離れたバンプ電極、すなわちチップの四隅のバン
プ電極のうちの何れかの電極から先に破壊（断線）に至
り、次に、その隣のバンプ電極が破壊（断線）に至るこ
とが判った。そして、このようなチップ中心から離れた
バンプ電極の破壊現象も、チップサイズが大型化される
ほど、またバンプ電極が微細化されるほど顕著となる。

【００１９】何れにしろ、こうしてチップサイズが大型
化され、またそれに伴ってバンプ電極が微細化されるこ
とにより、 （１）はんだリフローによるチップの実装に際し、はん
だバンプの表面張力ではチップの自重を支えきれなくな
り、チップ−基板間距離が極端に狭くなってしまう。そ
してこのため、それらチップ−基板間の接合強度を維持
するために樹脂を封入しようとしても樹脂が入り込まな
くなる。 （２）また、このような封入樹脂を用いないゲル封止を
行うこともできるが、この場合にはそれらチップと基板
との接合がはんだバンプのみでの接合となる。そしてこ
の場合も、チップ−基板間距離が極端に狭い場合には、
当該接合部分の熱応力の増大を招き、ひいては同接合部
分を断線に至らしめるなど、その接合寿命を大きく阻害
する。 （３）また、こうした熱応力は一般に、チップ中心から
離れたバンプ電極ほど大きく加わり、同チップ中心から
離れたバンプ電極から先に破壊（断線）に至ることとな
るが、このような破壊現象も、チップサイズが大型化さ
れるほど、またバンプ電極が微細化されるほど顕著とな
る。等々、多くの問題を抱えることとなっている。

【００２０】この発明は、こうした実情に鑑みてなされ
たものであり、チップサイズが大型化される場合におい
て、その自重を好適に支えて、上記チップ−基板間への
樹脂の封入を容易ならしめる構造を有するフリップチッ
プ用バンプ電極を提供することを目的とする。

【００２１】またこの発明は併せて、チップ中心から離
間されたバンプ電極であってもその接合寿命を好適に向
上せしめる構造を有するフリップチップ用バンプ電極を
提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】こうした目的を達成する
ため、この発明では、請求項１に記載のように、 ・上記プリント基板上に表面実装されるフリップチップ
のバンプ電極として、その総表面積を増大せしめる補助
バンプ電極を具える。といった電極構造を採用する。

【００２３】フリップチップ用バンプ電極としてのこう
した電極構造によれば、前記はんだバンプ等の導電性バ
ンプが施される面積が増大され、ひいては１チップ当た
りの同バンプ量も好適に増量されることとなる。

【００２４】すなわち、前記１０．０ｍｍ角フリップチ
ップＩＣ等の大型フリップチップであれ、そのバンプ電
極としてこのような電極構造が採用されることにより、
上記増量されるバンプによってそのリフローの際の表面
張力も確実に増大され、その後、チップ−基板間に前記
樹脂を封入することができる程度に同チップを浮かすこ
とができるようになる。

【００２５】また、請求項２記載の発明によるように、 ・前記補助バンプ電極は、チップの外周部若しくは外周
の一部に、他の部分に配設されるバンプ電極の径よりも
大径の電極として配設される。といった構造によれば、
該大径の電極として配設される補助バンプ電極を通じて
上記１チップ当たりのバンプ量が好適に増量されるとと
もに、一般にはより大きな熱応力が加わるチップ中心か
ら離間されたバンプ電極であっても、該大径化によりそ
の接合寿命が好適に向上されるようにもなる。

【００２６】なお、このような補助バンプ電極としてよ
り具体的には、例えば請求項３記載の発明によるよう
に、 ・バンプ電極をチップの周方向に複数列配設し、同大径
の電極として配設される補助バンプ電極を、該複数列配
設されたバンプ電極列のうちの最外周部に配設されるバ
ンプ電極の全て若しくは一部とする。といった電極構
造、或いは請求項４記載の発明によるように、 ・バンプ電極をチップの外周部に１列に配設し、同大径
の電極として配設される補助バンプ電極を、このチップ
外周部に配設されたバンプ電極列のうちの四隅に配設さ
れる４個とする。といった電極構造が挙げられる。

【００２７】これら電極構造の何れによっても、同大径
の電極として配設される補助バンプ電極を通じて上記１
チップ当たりのバンプ量を好適に増量せしめ、且つ、チ
ップ中心から離間されて配設されるバンプ電極の接合寿
命を的確に向上せしめることができるようになる。

【００２８】また、補助バンプ電極としてこれら大径の
電極を採用する場合には、請求項５記載の発明によるよ
うに、 ・前記大径の電極として配設される補助バンプ電極は、
他のバンプ電極の約２〜１０倍の径を有して配設され
る。といった構造が、上述した１チップ当たりのバンプ
量を好適に増量せしめ、且つチップ中心から離間されて
配設されるバンプ電極の接合寿命を向上せしめる上で必
要十分であることが発明者等によって確認されている。

【００２９】一方、上記補助バンプ電極は、これが必ず
しも大径のバンプ電極ではなくともバンプ電極全体とし
ての総表面積を増大せしめることはできる。例えば、請
求項６記載の発明によるように、 ・前記補助バンプ電極は、チップ実装面の空いている一
部に集中的に若しくは分散して配設される。といった電
極構造、或いは請求項７記載の発明によるように、 ・前記補助バンプ電極は、チップ実装面の空いている全
面に配設される。といった電極構造によっても、前記は
んだバンプ等の導電性バンプが施される面積は増大さ
れ、ひいては１チップ当たりのバンプ量も増量されるよ
うになる。

【００３０】すなわち、これら請求項６或いは７記載の
発明のバンプ電極構造によっても、この増量されるバン
プによってそのリフローの際の表面張力を確実に増大す
ることができ、その後、チップ−基板間に前記樹脂を封
入することができる程度に同チップを浮かすことができ
るようになる。

【００３１】また特に、チップ実装面の全面にバンプ電
極が配設されることとなる上記請求項７記載の発明の電
極構造によれば、熱応力もそれら各バンプ電極に好適に
分散され、チップ中心から離間されて配設されるバンプ
電極であれ、その接合寿命は自ずと向上されるものと考
えられる。

【００３２】そして、請求項８記載の発明によるよう
に、 ・前記補助バンプ電極は、チップ内の素子端子とは電気
的に絶縁された、すなわち実装のためだけのダミー電極
として配設される。といった電極構造によれば、それら
補助バンプ電極に対応する基板側の電極（ランド）の配
設を積極的に割愛することができ、ひいては同補助バン
プ電極を有しない従来のチップ並びにそのバンプ電極用
に予め設計され、製造されている既存のプリント基板を
そのまま使用することができることともなる。

【００３３】もっとも、補助バンプ電極をこのようなダ
ミー電極として配設する場合であれ、基板側にもその対
応するダミーランドを設けておくことで、チップ−基板
間の接合強度を更に高めることができるようになること
は云うまでもない。

【００３４】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）図１及び図２に、この発明にかかるフ
リップチップ用バンプ電極についてその第１の実施形態
を示す。

【００３５】この実施形態のバンプ電極は、配設対象と
なるフリップチップＩＣとして前記１０．０ｍｍ角とい
った大型のフリップチップを想定しており、このような
大型フリップチップに採用して好適なバンプ電極として
構成されている。

【００３６】以下、図１及び図２を参照して、同第１の
実施形態にかかるフリップチップ用バンプ電極の電極構
造について詳述する。図１に示されるように、この実施
形態にあっては、フリップチップ１の実装面に２列のバ
ンプ電極列２ａ及び２ｂをその周方向に沿って配設する
バンプ電極構造を採用している。

【００３７】ここで、バンプ電極列２ａは、いわば主バ
ンプ電極として、チップ１の大型化に伴い微細化された
多数の信号電極によって構成されており、また、バンプ
電極列２ｂは、それら主バンプ電極に対する補助バンプ
電極として、同図１に示されるように、バンプ電極列２
ａを構成するバンプ電極の径よりも大径のバンプ電極に
よって構成されている。

【００３８】すなわち、上記バンプ電極列２ａを構成す
る主バンプ電極に、例えば前述した直径８０〜１３０μ
ｍ程度の微細化されたバンプ電極を採用する場合であ
れ、上記バンプ電極列２ｂを構成する補助バンプ電極と
して例えば直径５００〜８００μｍといった大径のバン
プ電極を採用することで、それらバンプ電極としての総
面積を増大できるようにしている。

【００３９】このため、同実施形態のバンプ電極構造に
よれば、それらバンプ電極の配設数にもよるものの、１
チップ当たりのはんだ量を容易に増量することができる
ようになり、その総はんだ量を前述した８６１９×１０
^5立方μｍ以上とすることで、１０．０ｍｍ角といった
大型のフリップチップであれ、その実装後、チップ−基
板間に前記樹脂を封入することができる程度に同チップ
を浮かすことができるようになる。

【００４０】図２は、同実施形態によるこうしたバンプ
電極の断面構造を模式的に示したものである。上記バン
プ電極列２ｂを構成する大径の補助バンプ電極を追加配
設したことではんだバンプ３のはんだ量が大幅に増量さ
れ、ひいてはそのリフローの際の表面張力も確実に増大
されてチップ１とプリント基板４との距離を好適に保て
るようになることが、この図２によっても明らかであ
る。

【００４１】また、１０．０ｍｍ角フリップチップＩＣ
に同第１の実施形態にかかるバンプ電極構造を採用した
ものについてＦＥＭ解析を行ったところ、次のような結
果を得ることができた。

【００４２】すなわち、上記バンプ電極列２ｂを構成す
る補助バンプ電極を設けなかったときのミーゼス歪み値
が８．７９％であったのに対し、該補助バンプ電極から
なる電極列２ｂを設けたことにより、同ミーゼス歪み値
が５．７９％に低減された。補助バンプ電極を設けたこ
とにより、それらバンプ電極の接合寿命が１．５９倍ほ
ど向上されたことになる。

【００４３】以上説明したように、同第１の実施形態に
かかるバンプ電極構造によれば、 （イ）はんだバンプ３の施される面積が好適に増大さ
れ、ひいては１チップ当たりのはんだ量も的確に増量さ
れる。すなわち、該増量されるはんだによってそのリフ
ローの際の表面張力も確実に増大され、たとえ１０．０
ｍｍ角等の大型フリップチップであれ、その後チップ−
基板間に樹脂を封入することができる程度に同チップを
浮かすことができるようになる。 （ロ）一般にはより大きな熱応力が加わるチップ中心か
ら離間されたバンプ電極であっても、上記大径の電極と
して配設される補助バンプ電極により、その接合寿命が
好適に向上されるようにもなる。等々、極めて優れた効
果が奏せられるようになる。

【００４４】なお、上記補助バンプ電極としての電極径
はその配設数にもより、上記５００〜８００μｍといっ
た値に限られることなく任意である。一般に、主バンプ
電極の電極径が例えば直径８０〜２２０μｍの範囲で選
ばれるものとすれば、該補助バンプ電極の電極径につい
てはこれを、その約２〜１０倍程度に選んでおくことが
１チップ当たりのはんだ量の増量を容易とする上で望ま
しい。

【００４５】また、上記補助バンプ電極については、こ
れを主バンプ電極と同様、電気的に意味のある電極、す
なわちチップ内の素子端子と電気的に接続される電極と
して配設することも勿論可能であるが、他に例えば、チ
ップ内の素子端子とは電気的に絶縁された電極、すなわ
ち実装のためだけのダミー電極として配設することもで
きる。

【００４６】因みに、同補助バンプ電極をこのようなダ
ミー電極として配設することとすれば、それら補助バン
プ電極に対応する基板側の電極（ランド）の配設を積極
的に割愛することができ、ひいては同補助バンプ電極を
有しない従来のチップ並びにそのバンプ電極用に予め設
計され、製造されている既存のプリント基板をそのまま
使用することができるようにもなる。

【００４７】もっとも、補助バンプ電極をこのようなダ
ミー電極として配設する場合であれ、基板側にもその対
応するダミーランドを設けておくことで、チップ−基板
間の接合強度を更に高めることができるようになること
は云うまでもない。

【００４８】また、同第１の実施形態にあっては、チッ
プ１の最外周部に配設されるバンプ電極列２ｂの全てを
上記大径の補助バンプ電極とした。しかし、チップ−基
板間に樹脂を封入することができる程度に同チップを浮
かすことのできるはんだ量が確保されさえすれば、この
大径の補助バンプ電極として配設する電極は、例えば四
隅の電極等、その一部の電極であってもよい。併せて、
各バンプ電極の配列数も、例示した２列に限られること
なく任意である。

【００４９】（第２実施形態）図３及び図４に、この発
明にかかるフリップチップ用バンプ電極についてその第
２の実施形態を示す。

【００５０】この実施形態のバンプ電極も、配設対象と
なるフリップチップＩＣとして前記１０．０ｍｍ角とい
った大型のフリップチップを想定しており、このような
大型フリップチップに採用して好適なバンプ電極として
構成されている。

【００５１】以下、図３及び図４を参照して、同第２の
実施形態にかかるフリップチップ用バンプ電極の電極構
造について詳述する。図３に示されるように、この実施
形態にあっては、フリップチップ１の実装面外周部に１
列に配設されるバンプ電極２のうちの四隅の電極をそれ
らバンプ電極２の径よりも大径の補助バンプ電極２’と
している。

【００５２】そしてここでも、上記バンプ電極（列）２
を構成するいわば主バンプ電極に、例えば前述した直径
８０〜１３０μｍ程度の微細化されたバンプ電極を採用
する場合であれ、上記補助バンプ電極２’として、例え
ば直径５００〜８００μｍといった大径のバンプ電極を
採用することで、それらバンプ電極としての総面積を増
大できるようにしている。

【００５３】このため、同実施形態のバンプ電極構造に
よっても、上記バンプ電極２の配設数にもよるものの、
１チップ当たりのはんだ量を容易に増量することができ
るようになり、その総はんだ量を前述した８６１９×１
０^5立方μｍ以上とすることで、１０．０ｍｍ角といっ
た大型のフリップチップであれ、その実装後、チップ−
基板間に前記樹脂を封入することができる程度に同チッ
プを浮かすことができるようになる。

【００５４】図４は、同実施形態によるこうしたバンプ
電極の断面構造を模式的に示したものである。上記大径
の補助バンプ電極２’を追加配設したことではんだバン
プ３のはんだ量が大幅に増量され、ひいてはそのリフロ
ーの際の表面張力も確実に増大されてチップ１とプリン
ト基板４との距離を好適に保てるようになることが、こ
の図４によっても明らかである。

【００５５】一方、チップの外周部にバンプ電極が１列
に配設されている場合、耐久試験によって、・チップ中
心から最も離れたバンプ電極、すなわちチップの四隅の
バンプ電極のうちの何れかの電極から先に破壊（断線）
に至り、次に、その隣のバンプ電極が破壊（断線）に至
る。といった結果が得られていることは前述した通りで
ある。

【００５６】この点、同第２の実施形態にかかるバンプ
電極構造によれば、この破壊に至り易い四隅のバンプ電
極として上記大径の補助バンプ電極２’を採用している
ことから、その接合寿命も確実に向上されるようにな
る。

【００５７】また、同耐久試験の結果に鑑みれば、これ
ら四隅の補助バンプ電極２’が破壊に至らない限り、そ
れらの隣のバンプ電極２も破壊には至らないものと考え
られる。

【００５８】以上説明したように、同第２の実施形態に
かかるバンプ電極構造によっても、先の第１の実施形態
にかかるバンプ電極構造と同様、 （イ）はんだバンプ３の施される面積が好適に増大さ
れ、ひいては１チップ当たりのはんだ量も的確に増量さ
れる。すなわち、該増量されるはんだによってそのリフ
ローの際の表面張力も確実に増大され、たとえ１０．０
ｍｍ角等の大型フリップチップであれ、その後チップ−
基板間に樹脂を封入することができる程度に同チップを
浮かすことができるようになる。 （ロ）一般にはより大きな熱応力が加わるチップ中心か
ら離間されたバンプ電極であっても、上記大径の電極と
して配設される補助バンプ電極により、その接合寿命が
好適に向上されるようにもなる。といった、優れた効果
が奏せられるようになる。

【００５９】なお、上記補助バンプ電極２’としての電
極径も、上記５００〜８００μｍといった値に限られる
ことなく任意である。前述のように、主バンプ電極の電
極径が例えば直径８０〜２２０μｍの範囲で選ばれるも
のとすれば、該補助バンプ電極２’の電極径についても
これを、その約２〜１０倍程度に選んでおくことが１チ
ップ当たりのはんだ量の増量を容易とする上で望まし
い。

【００６０】また、上記補助バンプ電極２’についても
これを、電気的に意味のある電極、すなわちチップ内の
素子端子と電気的に接続される電極として以外に、チッ
プ内の素子端子とは電気的に絶縁された電極、すなわち
実装のためだけのダミー電極として配設することができ
る。

【００６１】そしてこの場合には、 ・それら補助バンプ電極２’に対応する基板側のランド
の配設を積極的に割愛することができ、ひいては同補助
バンプ電極を有しない従来のチップ並びにそのバンプ電
極用に予め設計され、製造されている既存のプリント基
板をそのまま使用することができるようになる。 ・或いは、補助バンプ電極２’をこのようなダミー電極
として配設する場合であれ、基板側にもその対応するダ
ミーランドを設けておくことで、チップ−基板間の接合
強度を更に高めることができるようになる。等々、の融
通が利くようになることは先の第１の実施形態に関して
既述した通りである。

【００６２】（第３実施形態）上記第１及び第２の実施
形態にあっては何れも、大径の補助バンプ電極を導入す
ることによってバンプ電極全体としての総面積を増大せ
しめることとした。しかし、必ずしも大径の補助バンプ
電極を用いずとも同バンプ電極全体としての総面積を増
大せしめることはできる。

【００６３】図５に、この発明にかかるフリップチップ
用バンプ電極の第３の実施形態として、こうした大径の
補助バンプ電極を用いずにバンプ電極全体としての総面
積を増大せしめることのできる電極構造についてその一
例を示す。

【００６４】すなわちこの第３の実施形態にあっては、
同図５に示されるように、主バンプ電極としてチップ１
の実装面外周部に配設されているバンプ電極列２ａに加
え、同チップ１の空いている中心部に集中的に補助バン
プ電極としてのバンプ電極列２ｂを配設することで、そ
れらバンプ電極全体としての総面積を増大するようにし
ている。

【００６５】したがって、同第３の実施形態のバンプ電
極構造によっても、それらバンプ電極の配設数によると
はいえ、１チップ当たりのはんだ量を容易に増量するこ
とができるようになり、その総はんだ量を前述した８６
１９×１０^5立方μｍ以上とすることで、１０．０ｍｍ
角といった大型のフリップチップであれ、その実装後チ
ップ−基板間に前記樹脂を封入することができる程度に
同チップを浮かすことはできるようになる。

【００６６】なお、同第３の実施形態にあっても、上記
補助バンプ電極としてのバンプ電極列２ｂについてはこ
れを、電気的に意味のある電極、すなわちチップ内の素
子端子と電気的に接続される電極として以外に、チップ
内の素子端子とは電気的に絶縁された電極、すなわち実
装のためだけのダミー電極として配設することができ
る。

【００６７】そしてこの場合、 ・それら補助バンプ電極に対応する基板側のランドの配
設を積極的に割愛することができ、ひいては同補助バン
プ電極を有しない従来のチップ並びにそのバンプ電極用
に予め設計され、製造されている既存のプリント基板を
そのまま使用することができるようになる。 ・或いは、補助バンプ電極をこのようなダミー電極とし
て配設する場合であれ、基板側にもその対応するダミー
ランドを設けておくことで、チップ−基板間の接合強度
を更に高めることができるようになる。等々、の融通が
利くようになることも、これまでの実施形態と同様であ
る。

【００６８】また、同第３の実施形態にあっては、上記
補助バンプ電極としてのバンプ電極列２ｂをチップ１の
中心部に集中的に配設することとしたが、それら配設態
様は任意である。すなわち、チップ１の実装面の空いて
いる部分であれば、中心部に限らず、また適宜に分散さ
せるなどして、同補助バンプ電極としてのバンプ電極列
２ｂを配設することができる。

【００６９】（第４実施形態）図６に、この発明にかか
るフリップチップ用バンプ電極の第４の実施形態とし
て、上記第３の実施形態と同様、大径の補助バンプ電極
を用いずにバンプ電極全体としての総面積を増大せしめ
ることのできる電極構造について、更に別の例を示す。

【００７０】すなわちこの第４の実施形態にあっては、
同図６に示されるように、例えば主バンプ電極としてチ
ップ１の実装面外周部に配設されているバンプ電極列２
ａに加え、同チップ１の空いている部分全てに補助バン
プ電極としてのバンプ電極列２ｂを配設することで、そ
れらバンプ電極全体としての総面積を増大するようにし
ている。

【００７１】したがって、同第４の実施形態のバンプ電
極構造によっても、１チップ当たりのはんだ量を容易に
増量することができるようになり、その総はんだ量を前
述した８６１９×１０^5立方μｍ以上とすることで、１
０．０ｍｍ角といった大型のフリップチップであれ、そ
の実装後チップ−基板間に前記樹脂を封入することがで
きる程度に同チップを浮かすことができるようになる。

【００７２】しかも、同第４の実施形態の場合、チップ
１の実装面全面にバンプ電極が配設されることとなるた
め、熱応力もそれら各バンプ電極に好適に分散され、チ
ップ中心から離間されて配設されるバンプ電極であれ、
その接合寿命は自ずと向上されるものと考えられる。

【００７３】なお、同第４の実施形態にあっても、上記
補助バンプ電極としてのバンプ電極列２ｂについてはこ
れを、電気的に意味のある電極、すなわちチップ内の素
子端子と電気的に接続される電極として以外に、チップ
内の素子端子とは電気的に絶縁された電極、すなわち実
装のためだけのダミー電極として配設することができ
る。

【００７４】そしてこの場合、 ・それら補助バンプ電極に対応する基板側のランドの配
設を積極的に割愛することができ、ひいては同補助バン
プ電極を有しない従来のチップ並びにそのバンプ電極用
に予め設計され、製造されている既存のプリント基板を
そのまま使用することができるようになる。 ・或いは、補助バンプ電極をこのようなダミー電極とし
て配設する場合であれ、基板側にもその対応するダミー
ランドを設けておくことで、チップ−基板間の接合強度
を更に高めることができるようになる。等々、の融通が
利くようになることも、これまでの実施形態と同様であ
る。

【００７５】ところで、以上の第１〜第４の実施形態に
あっては何れも、バンプ材料としてはんだバンプを用い
ることとしたが、導電性バンプでさえあれば該はんだバ
ンプに限らない任意のバンプ材料を用いることができる
ことは云うまでもない。

【００７６】また、フリップチップやバンプ電極として
使用する材料も任意であるが、これらフリップチップ材
料及びバンプ電極材料としては互いに線膨張率の近似し
た材料が用いられることが前記熱応力による影響を最小
限に抑える上で望ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフリップチップ用バンプ電極の第１実
施形態を示す平面図。

【図２】同第１実施形態のバンプ電極の断面構造を模式
的に示す断面図。

【図３】本発明のフリップチップ用バンプ電極の第２実
施形態を示す平面図。

【図４】同第２実施形態のバンプ電極の断面構造を模式
的に示す断面図。

【図５】本発明のフリップチップ用バンプ電極の第３実
施形態を示す平面図。

【図６】本発明のフリップチップ用バンプ電極の第４実
施形態を示す平面図。

【図７】従来のフリップチップ用バンプ電極の一例を示
す平面図。

【図８】従来の通常のフリップチップと大型フリップチ
ップとの実装態様の違いを対比して示す断面図。

【符号の説明】

１…フリップチップ（フリップチップＩＣ）、２、２ａ
…バンプ電極列（主バンプ電極）、２’、２ｂ…バンプ
電極列（補助バンプ電極）、３…はんだバンプ（はん
だ）、４…プリント基板。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリント基板上に表面実装されるフリップ
   チップのバンプ電極において、 同バンプ電極としての総表面積を増大せしめる補助バン
   プ電極を具えることを特徴とするフリップチップ用バン
   プ電極。
2. 【請求項２】前記補助バンプ電極は、チップの外周部若
   しくは外周の一部に、他の部分に配設されるバンプ電極
   の径よりも大径の電極として配設される請求項１記載の
   フリップチップ用バンプ電極。
3. 【請求項３】前記バンプ電極は、チップの周方向に複数
   列配設され、前記大径の電極として配設される補助バン
   プ電極は、該複数列配設されたバンプ電極列のうちの最
   外周部に配設されるバンプ電極の全て若しくは一部であ
   る請求項２記載のフリップチップ用バンプ電極。
4. 【請求項４】前記バンプ電極は、チップの外周部に１列
   に配設され、 前記大径の電極として配設される補助バンプ電極は、こ
   のチップ外周部に配設されたバンプ電極列のうちの四隅
   に配設される４個である請求項２記載のフリップチップ
   用バンプ電極。
5. 【請求項５】前記大径の電極として配設される補助バン
   プ電極は、他のバンプ電極の約２〜１０倍の径を有して
   配設される請求項２または３または４記載のフリップチ
   ップ用バンプ電極。
6. 【請求項６】前記補助バンプ電極は、チップ実装面の空
   いている一部に集中的に若しくは分散して配設される請
   求項１記載のフリップチップ用バンプ電極。
7. 【請求項７】前記補助バンプ電極は、チップ実装面の空
   いている全面に配設される請求項１記載のフリップチッ
   プ用バンプ電極。
8. 【請求項８】前記補助バンプ電極は、チップ内の素子端
   子とは電気的に絶縁されたダミー電極として配設される
   請求項１〜７の何れかに記載のフリップチップ用バンプ
   電極。