JPWO2007139101A1 - 電子部品の実装構造 - Google Patents
電子部品の実装構造 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2007139101A1 JPWO2007139101A1 JP2008517942A JP2008517942A JPWO2007139101A1 JP WO2007139101 A1 JPWO2007139101 A1 JP WO2007139101A1 JP 2008517942 A JP2008517942 A JP 2008517942A JP 2008517942 A JP2008517942 A JP 2008517942A JP WO2007139101 A1 JPWO2007139101 A1 JP WO2007139101A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- electronic component
- mounting structure
- cured product
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 80
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 80
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 5
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 5
- XQUPVDVFXZDTLT-UHFFFAOYSA-N 1-[4-[[4-(2,5-dioxopyrrol-1-yl)phenyl]methyl]phenyl]pyrrole-2,5-dione Chemical compound O=C1C=CC(=O)N1C(C=C1)=CC=C1CC1=CC=C(N2C(C=CC2=O)=O)C=C1 XQUPVDVFXZDTLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000113 methacrylic resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920003192 poly(bis maleimide) Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 3
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 claims description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 3
- 229920006311 Urethane elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 claims description 3
- 229920006337 unsaturated polyester resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 101150074899 gpa-10 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 238000005464 sample preparation method Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
- H01L21/563—Encapsulation of active face of flip-chip device, e.g. underfilling or underencapsulation of flip-chip, encapsulation preform on chip or mounting substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L24/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
- H01L2224/73203—Bump and layer connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
- H01L2224/73203—Bump and layer connectors
- H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
- H01L2224/812—Applying energy for connecting
- H01L2224/81201—Compression bonding
- H01L2224/81203—Thermocompression bonding, e.g. diffusion bonding, pressure joining, thermocompression welding or solid-state welding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
- H01L2224/818—Bonding techniques
- H01L2224/81801—Soldering or alloying
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/831—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus
- H01L2224/83102—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus using surface energy, e.g. capillary forces
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
- H01L2224/83194—Lateral distribution of the layer connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
- H01L2224/92—Specific sequence of method steps
- H01L2224/921—Connecting a surface with connectors of different types
- H01L2224/9212—Sequential connecting processes
- H01L2224/92122—Sequential connecting processes the first connecting process involving a bump connector
- H01L2224/92125—Sequential connecting processes the first connecting process involving a bump connector the second connecting process involving a layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01004—Beryllium [Be]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01005—Boron [B]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01006—Carbon [C]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01012—Magnesium [Mg]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01027—Cobalt [Co]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01029—Copper [Cu]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01033—Arsenic [As]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01045—Rhodium [Rh]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/0105—Tin [Sn]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01078—Platinum [Pt]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01079—Gold [Au]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01087—Francium [Fr]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
- H01L2924/1025—Semiconducting materials
- H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
- H01L2924/10253—Silicon [Si]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/156—Material
- H01L2924/15786—Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
- H01L2924/15787—Ceramics, e.g. crystalline carbides, nitrides or oxides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/35—Mechanical effects
- H01L2924/351—Thermal stress
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
フリップチップ実装された半導体装置などの実装構造において、ダイが大型化しても、接合信頼性が低下することのなく、同時に反りのすくない電子部品実装構造が提供される。電子部品実装構造は、基板とこの基板上に実装された方形状の電子部品を有する電子部品を有し、前記基板と前記電子部品との間隙が、前記電子部品の少なくともコーナー部分を充填している第1の樹脂硬化物、および前記電子部品の少なくとも中央部分を充填している第2の樹脂硬化物により充填され、前記第1の樹脂硬化物の曲げ弾性率が、前記第2の樹脂硬化物の曲げ弾性率より大きい。
Description
本発明は、電子機器に使用される電子部品の実装構造に関し、特に、基板上に半導体ダイ等が実装される半導体実装構造に関する。
近年の電子機器製造分野の技術の向上にともない、半導体素子の大型化が進む一方、電子機器の小型軽量化の要求に応えるため、半導体素子をフェースダウンに配線基板に搭載接合するフリップチップ実装が多く用いられつつある。
フリップチップ実装は、代表的には、半導体素子の電極にバンプと称する突起を設け、これをフェースダウンに配線基板と対向させて、相互の電極を接合するもので、ワイヤボンディング実装などに比べ高密度実装が可能であるという特長を有している。なお、フリップチップ実装には、バンプを配線基板側に設けたり、あるいは、バンプを設けず導電性粒子を介在させて接合するなど、様々な方式が知られている。
ところで、一般にフリップチップ実装では、半導体素子回路面を外的環境から保護するとともに、半導体素子と配線基板とを機械的に接着するため、あるいは、半導体素子と配線基板の熱膨張率の差に起因する熱応力の電極接合部分への集中を緩和するなどの目的で、半導体素子と配線基板の間隙にエポキシ樹脂や異方性導電材などの樹脂組成物を充填している。
例えば、特開2001−291805号公報(特許文献1)には、半導体素子を基板上に実装するにあたり、半導体素子の中央部分を曲げ弾性率の高い樹脂組成物で充填し、半導体素子の周縁部分を曲げ弾性率の小さな樹脂組成物で充填することが記載されている。この構成によれば、半導体素子のサイズが大きくなったときにも、半導体素子と樹脂間あるいは配線基板と樹脂間で剥離を防止できるとされている。
しかしながら、半導体ダイサイズが大きくなるにつれ、剥離による非導通の問題に加えて、基板に搭載した実装構造のそりも大きな問題になっており、両者のバランスを考慮して解決することが求められていた。
特開2001−291805号公報
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、フリップチップ実装された半導体装置などの実装構造において、ダイが大型化しても、接合信頼性が低下することのなく、同時に反りのすくない電子部品実装構造を提供することを目的とする。
本発明は以下の事項に関する。
1. 基板とこの基板上に実装された方形状の電子部品を有する電子部品実装構造であって、
前記基板と前記電子部品との間隙が、前記電子部品の少なくともコーナー部分を充填している第1の樹脂硬化物、および前記電子部品の少なくとも中央部分を充填している第2の樹脂硬化物により充填され、
前記第1の樹脂硬化物の曲げ弾性率が、前記第2の樹脂硬化物の曲げ弾性率より大きいことを特徴とする実装構造。
前記基板と前記電子部品との間隙が、前記電子部品の少なくともコーナー部分を充填している第1の樹脂硬化物、および前記電子部品の少なくとも中央部分を充填している第2の樹脂硬化物により充填され、
前記第1の樹脂硬化物の曲げ弾性率が、前記第2の樹脂硬化物の曲げ弾性率より大きいことを特徴とする実装構造。
2. 前記電子部品の1辺の長さをLsで表し、前記コーナー部分において前記第1の樹脂硬化物が充填している辺の長さをLcで表したとき、Lc/Lsが0.05以上であることを特徴とする上記1記載の実装構造。
3. Lc/Lsが0.15以上であることを特徴とする上記1または2記載の実装構造。
4. 前記第2の樹脂硬化物の曲げ弾性率が、前記第1の樹脂硬化物の曲げ弾性率の0.9倍以下であることを特徴とする上記1〜3のいずれかに記載の実装構造。
5. 前記第1の樹脂硬化物の曲げ弾性率が6GPa〜15GPaであり、前記第2の樹脂硬化物の曲げ弾性率が0.5GPa〜10GPaであることを特徴とする上記1〜4のいずれかに記載の実装構造。
6. 前記電子部品が、方形状の半導体ダイであることを特徴とする上記1〜5のいずれかに記載の実装構造。
7. 前記第1および第2の樹脂硬化物は、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、メタクリル樹脂、ポリアミド、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、イミド樹脂および不飽和ポリエステル樹脂から選ばれた少なくとも1種を主成分とする組成物またはその硬化物であることを特徴とする上記1〜6のいずれかに記載の実装構造。
本発明によれば、フリップチップ実装された半導体装置などの実装構造において、ダイが大型化しても、接合信頼性が低下することのなく、同時に反りの少ない電子部品実装構造を提供することができる。
1 基板
2 電子部品
11 樹脂硬化物
11a 第1の樹脂硬化物
11b 第2の樹脂硬化物
2 電子部品
11 樹脂硬化物
11a 第1の樹脂硬化物
11b 第2の樹脂硬化物
図1は、本発明の実装構造の横断面図を模式的に示したものであり、本発明の実装構造は、例えば半導体ダイ等の電子部品1が、基板2上に搭載されており、その間隙が樹脂硬化物11で充填されている。図2は、電子部品1の下を充填している樹脂硬化物11を模式的に示した図である。この図に示すように、電子部品1と基板2の間は、第1の樹脂硬化物11aと第2の樹脂硬化物11bにより充填されている。
電子部品1は、代表的にはフリップチップ等の半導体ダイであって、通常、正方形等の方形状の形状である。第1の樹脂硬化物11aは、図2に示すように、方形状の電子部品1の少なくともコーナー部分を充填しており、この例では第2の樹脂硬化物11bが、電子部品1の中心部を含む、コーナー部分を除いた箇所を充填している。ここで、第1の樹脂の曲げ弾性率は、前記第2の樹脂硬化物の曲げ弾性率より大きい。
本発明者の検討によれば、曲げ弾性率の大きい樹脂(硬化物)により、電子部品の下部の全体を充填した方が耐熱性、熱サイクル特性に優れるが、実装構造の反りが大きくなる。一方、曲げ弾性率の小さいな樹脂(硬化物)を用いて、電子部品の下部を充填した方が実装構造の反りは小さくなるが、熱サイクル特性に劣り、信頼性が損なわれる。
そこで本発明では、1種類の樹脂組成物によって基板と電子部品の間隙を充填するのではなく、反りに対して大きな影響を与える中心部分については、曲げ弾性率の小さな樹脂硬化物を使用し、かつ少なくともコーナー部分を含む領域に曲げ弾性率の大きな樹脂硬化物を使用することで、信頼性も同時に高めることができる。2種類の樹脂組成物を使用することは、特開2001−291805号公報(特許文献1)にも記載されているが、中心部分に曲げ弾性率の大きな樹脂組成物を使用しており、反りを併せて改善するには不十分である。
第1の樹脂硬化物がコーナー部分を含んで充填している程度は、通常方形状の電子部品の辺の長さに占める割合で規定することができる。図2に示すように1辺の長さをLsとして、1つのコーナーにおいて、第1の樹脂硬化物で充填されている長さをLcとすると、Lc/Lsが0.05以上、好ましくは0.1以上、さらに好ましくは0.15以上である。少なくとも中央部に第2の樹脂硬化物があるようにできるならば、辺全体を第1の樹脂硬化物が充填していてもよい(即ち、2Lc/Ls=1、ここで2Lcは1辺の両端のコーナーのLcの和)。実際の作業上、2Lc/Lsが0.9以下、特に0.8以下が好ましい。
第2の樹脂硬化物は、電子部品の中央を含み、少なくとも10%以上、好ましくは20%以上、さらに好ましくは30%以上、最も好ましくは40以上を充填する。
第1の樹脂硬化物と第2の樹脂硬化物の境界は、特に限定はなく、どのような形状であってもよい。図2では、1/4円弧を有する扇形の中心がコーナーと一致する場合を示したが、図3のように円の中心が、コーナーより内側に入った形状でもよい。当然ながら完全な円の一部に限らず、楕円、そのほか塗布時の液滴の広がりに伴ういかなる形状の一部であってもよい。さらに、図4に示すように、コーナー側に向かって弧を描いていても、図5に示すようにコーナーで三角形状であってもよい。
また、電子部品が、正方形ではなく、長方形である場合には、少なくとも短辺において、Lc/Lsが上記の条件を満たすことが好ましく、さらに好ましくは長辺においても、Lc/Lsが上記の条件を満たすことが好ましい。
第1の樹脂硬化物と第2の樹脂硬化物の曲げ弾性率については、前記第2の樹脂硬化物の曲げ弾性率が、前記第1の樹脂硬化物の曲げ弾性率の0.9倍以下になるように設定することが好ましい。特に、0.1倍〜0.6倍の範囲が好ましい。
また、室温(25℃)における第1の樹脂硬化物の曲げ弾性率が6GPa〜15GPaであり、前記第2の樹脂硬化物の曲げ弾性率が0.5GPa〜10GPaであることが好ましい。第1の樹脂硬化物および第2の樹脂硬化物は、上述の曲げ弾性率を有し、好ましくは用途に適した物性を有するように、その材料が選ばれる。樹脂組成物を硬化して得られるものについては、硬化前の樹脂組成物とともに硬化条件も適宜選ばれる。具体的には、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、メタクリル樹脂、ポリアミド、ビスマレイミド樹脂、イミド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの硬化性樹脂(例えば熱硬化性、光硬化性、電子線硬化性、湿気硬化性等)をベースとする樹脂組成物の硬化物が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよく2種以上を混合して使用してもよい。また、本発明においては、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴムなどのゴム組成物の使用も可能である。
特に好ましくは、エポキシ樹脂、メタクリル樹脂、ビスマレイミド樹脂等の硬化性樹脂組成物の硬化物である。
本発明で使用できる基板は、金属配線が設けられた基板であればよく、特に好ましくは、FR−4基板、BT基板、高TgFR−4基板、FR−5基板等の有機樹脂基板が挙げられるが、更にはB2itやALIVHに代表されるビルドアップ基板やフレキシブル基板、セラミック基板なども挙げることが出来る。
電子部品は、代表的にはフリップチップ等の半導体ダイである。また、電子部品に接続のための電極が設けられていることも好ましく、またバンプが設けられていてもよい。また、導電性粒子を介してフリップチップ実装されてもよいし、各種基板上に電子部品を主としてフェースダウンに実装するものに広く適用できる。
特に、半導体ダイ等の電子部品のサイズとしては、3mm〜30mmのものに適用することが好ましい。
本発明の実装構造の製造方法も特に制限はなく、第1および第2の樹脂硬化物が共に熱硬化性樹脂であれば、それぞれの樹脂組成物の加熱時の流動特性、硬化温度等を考慮しながら、コーナー部分が第1の樹脂硬化物で充填されるよう製造すればよい。通常、第1の樹脂硬化物を与える樹脂組成物より、第2の樹脂硬化物を与える樹脂組成物の方が低温で流動しやすい。そのため、第1の樹脂組成物を与える樹脂組成物を、電子部品のコーナーに対応する部分に適量を塗布することにより、第1の樹脂硬化物はコーナー部分を含んで電子部品と基板の間隙を充填することができる。
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
材料
(1)樹脂組成物A{第1の樹脂硬化物(高曲げ弾性率)を与える樹脂組成物}:FP5000(ヘンケルジャパン(株)製)
組成:
エポキシ系熱硬化性樹脂及び硬化材:45〜50重量%
シリカ等無機充填材:50〜55重量%
曲げ弾性率:上記の組成の樹脂組成物を実施例と同じ硬化条件で硬化させて、幅10mm、厚さ1mm、長さ45mmの測定用サンプル作成し、SII社製DMS6100により曲げ弾性率を測定した。その結果を図6に示す。
(1)樹脂組成物A{第1の樹脂硬化物(高曲げ弾性率)を与える樹脂組成物}:FP5000(ヘンケルジャパン(株)製)
組成:
エポキシ系熱硬化性樹脂及び硬化材:45〜50重量%
シリカ等無機充填材:50〜55重量%
曲げ弾性率:上記の組成の樹脂組成物を実施例と同じ硬化条件で硬化させて、幅10mm、厚さ1mm、長さ45mmの測定用サンプル作成し、SII社製DMS6100により曲げ弾性率を測定した。その結果を図6に示す。
(2)樹脂組成物B{第2の樹脂硬化物(低曲げ弾性率)を与える樹脂組成物}:FP5100(ヘンケルジャパン(株)製)
組成:
エポキシ系熱硬化性樹脂及び硬化材:85〜90重量%
シリカ:10〜15重量%
曲げ弾性率:図6に示す(サンプル作成および測定方法は樹脂組成物Aについてと同じ条件で行った。)。
組成:
エポキシ系熱硬化性樹脂及び硬化材:85〜90重量%
シリカ:10〜15重量%
曲げ弾性率:図6に示す(サンプル作成および測定方法は樹脂組成物Aについてと同じ条件で行った。)。
<実施例1>
電極表面にAu/Niめっきを施したプリント配線板(0.1mm厚ガラスエポキシ基板FR−4、銅箔厚18μm)上の電子部品実装位置の中心に、上記樹脂組成物Bを約6mg塗布し、さらに、電子部品のコーナー部分4箇所に上記樹脂組成物Aを4箇所の合計で約4mg塗布した。次いで、その上に、電子部品として、周辺部にAuめっきバンプを形成した10mm×10mm×0.3mmのシリコンチップ(金スタッドバンプサイズ50μm×50μm×25μm、バンプ数200、バンプピッチ120μm〜200μm)を、ボンディング装置を用いて、240℃、15kg/cm2の条件で4秒間、加熱加圧して一体に接合させ、特性評価用サンプルを得た。
電極表面にAu/Niめっきを施したプリント配線板(0.1mm厚ガラスエポキシ基板FR−4、銅箔厚18μm)上の電子部品実装位置の中心に、上記樹脂組成物Bを約6mg塗布し、さらに、電子部品のコーナー部分4箇所に上記樹脂組成物Aを4箇所の合計で約4mg塗布した。次いで、その上に、電子部品として、周辺部にAuめっきバンプを形成した10mm×10mm×0.3mmのシリコンチップ(金スタッドバンプサイズ50μm×50μm×25μm、バンプ数200、バンプピッチ120μm〜200μm)を、ボンディング装置を用いて、240℃、15kg/cm2の条件で4秒間、加熱加圧して一体に接合させ、特性評価用サンプルを得た。
このとき、第1の樹脂硬化物が電子部品下部を充填している形状は、図2に示す形とほぼ同じであり、コーナーでの半径は3.2mm、即ちLc/Ls=0.32であった。
<比較例1>
実施例1において、電子部品実装箇所に樹脂組成物Bを塗布した以外は、実施例1と同様にして評価サンプルを得た。
実施例1において、電子部品実装箇所に樹脂組成物Bを塗布した以外は、実施例1と同様にして評価サンプルを得た。
<比較例2>
実施例1において、電子部品実装箇所に樹脂組成物Aを塗布した以外は、実施例1と同様にして評価サンプルを得た。
実施例1において、電子部品実装箇所に樹脂組成物Aを塗布した以外は、実施例1と同様にして評価サンプルを得た。
<評価>
耐熱性試験および熱冷サイクル試験の結果を表1に示す。ここで、MSL(機械ストレス試験)として、飽和水蒸気下加熱加圧試験(温度121℃、100%RH,2気圧)1時間後、250℃リフローを3回通過させた。TCT(熱冷サイクルテスト)は、−40℃10分、+125℃10分を表記の回数繰り返したことを示す。19サンプルについて、試験前と各試験後の抵抗を測定した。
耐熱性試験および熱冷サイクル試験の結果を表1に示す。ここで、MSL(機械ストレス試験)として、飽和水蒸気下加熱加圧試験(温度121℃、100%RH,2気圧)1時間後、250℃リフローを3回通過させた。TCT(熱冷サイクルテスト)は、−40℃10分、+125℃10分を表記の回数繰り返したことを示す。19サンプルについて、試験前と各試験後の抵抗を測定した。
Claims (7)
- 基板とこの基板上に実装された方形状の電子部品を有する電子部品実装構造であって、
前記基板と前記電子部品との間隙が、前記電子部品の少なくともコーナー部分を充填している第1の樹脂硬化物、および前記電子部品の少なくとも中央部分を充填している第2の樹脂硬化物により充填され、
前記第1の樹脂硬化物の曲げ弾性率が、前記第2の樹脂硬化物の曲げ弾性率より大きいことを特徴とする実装構造。 - 前記電子部品の1辺の長さをLsで表し、前記コーナー部分において前記第1の樹脂硬化物が充填している辺の長さをLcで表したとき、Lc/Lsが0.05以上であることを特徴とする請求項1記載の実装構造。
- Lc/Lsが0.15以上であることを特徴とする請求項1または2記載の実装構造。
- 前記第2の樹脂硬化物の曲げ弾性率が、前記第1の樹脂硬化物の曲げ弾性率の0.9倍以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の実装構造。
- 前記第1の樹脂硬化物の曲げ弾性率が6GPa〜15GPaであり、前記第2の樹脂硬化物の曲げ弾性率が0.5GPa〜10GPaであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の実装構造。
- 前記電子部品が、方形状の半導体ダイであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の実装構造。
- 前記第1および第2の樹脂硬化物は、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、メタクリル樹脂、ポリアミド、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、イミド樹脂および不飽和ポリエステル樹脂から選ばれた少なくとも1種を主成分とする組成物またはその硬化物であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の実装構造。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006148294 | 2006-05-29 | ||
JP2006148294 | 2006-05-29 | ||
PCT/JP2007/060889 WO2007139101A1 (ja) | 2006-05-29 | 2007-05-29 | 電子部品の実装構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2007139101A1 true JPWO2007139101A1 (ja) | 2009-10-08 |
Family
ID=38750029
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008517942A Withdrawn JPWO2007139101A1 (ja) | 2006-05-29 | 2007-05-29 | 電子部品の実装構造 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20070275504A1 (ja) |
JP (1) | JPWO2007139101A1 (ja) |
TW (1) | TW200805598A (ja) |
WO (1) | WO2007139101A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007324360A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Henkel Corp | 電子部品の実装構造 |
EP2184958A1 (en) | 2008-11-11 | 2010-05-12 | DSM IP Assets B.V. | Electronic assembly comprising a socket mounted on a pcb |
CN102432980B (zh) * | 2011-10-19 | 2013-07-24 | 江苏华海诚科新材料有限公司 | 半导体封装用的环氧树脂组合物及其制备方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09260552A (ja) * | 1996-03-22 | 1997-10-03 | Nec Corp | 半導体チップの実装構造 |
JP2924830B2 (ja) * | 1996-11-15 | 1999-07-26 | 日本電気株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2001015551A (ja) * | 1999-06-29 | 2001-01-19 | Toshiba Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2001291805A (ja) * | 2000-04-07 | 2001-10-19 | Toshiba Chem Corp | 半導体装置 |
JP2004356455A (ja) * | 2003-05-30 | 2004-12-16 | Nec Kansai Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP4058642B2 (ja) * | 2004-08-23 | 2008-03-12 | セイコーエプソン株式会社 | 半導体装置 |
-
2007
- 2007-05-24 US US11/752,961 patent/US20070275504A1/en not_active Abandoned
- 2007-05-29 JP JP2008517942A patent/JPWO2007139101A1/ja not_active Withdrawn
- 2007-05-29 WO PCT/JP2007/060889 patent/WO2007139101A1/ja active Application Filing
- 2007-05-29 TW TW096119245A patent/TW200805598A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2007139101A1 (ja) | 2007-12-06 |
TW200805598A (en) | 2008-01-16 |
US20070275504A1 (en) | 2007-11-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4534062B2 (ja) | 半導体装置 | |
US7459782B1 (en) | Stiffener for flip chip BGA package | |
US20090108429A1 (en) | Flip Chip Packages with Spacers Separating Heat Sinks and Substrates | |
JP5617548B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2004260138A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP2012191062A (ja) | 半導体装置 | |
KR100642356B1 (ko) | 반도체장치와 반도체장치용 다층 기판 | |
US7759794B2 (en) | Semiconductor device | |
JPWO2007139101A1 (ja) | 電子部品の実装構造 | |
TW497238B (en) | Semiconductor device | |
JP6123836B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
US20090079062A1 (en) | Semiconductor package and electronic device | |
JP2007324360A (ja) | 電子部品の実装構造 | |
JP2006237653A (ja) | 半導体装置の接着方法とそれに使用される接着剤 | |
JP2008277631A (ja) | 半導体装置 | |
Noh et al. | Effects of underfill materials and thermal cycling on mechanical reliability of chip scale package | |
JP2004349561A (ja) | 半導体装置の接着方法とそれに使用される接着剤 | |
JP2004303875A (ja) | 液状封止樹脂組成物及びその設計方法、並びに半導体装置の製造方法及び半導体装置 | |
WO2023149133A1 (ja) | 半導体パッケージ及び半導体装置 | |
JP2001291805A (ja) | 半導体装置 | |
JP2005039113A (ja) | 表面実装方法及びそれを用いた混成集積回路 | |
JP2006257280A (ja) | 電子部品実装用熱硬化性樹脂組成物 | |
JP3832385B2 (ja) | 電子部品の実装構造 | |
JP2023064361A (ja) | 半導体モジュール | |
JP2002194323A (ja) | 接着剤及び半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20100803 |