(57)【要約】【課題】加熱工程を削減でき、電気的な接合の品質を安定に維持することができ、必要な強度を得ることが出来る実装方法を提供することを目的とする。【解決手段】基板（１）における半導体パッケージ部品（３）の実装予定位置（６）の中に第１の補強用接着剤（５）を塗布し、基板（１）の電極（２）と半導体パッケージ部品（３）の電極が凝固状態の接合金属（４）を介して当接するよう半導体パッケージ部品（３）を基板（１）にマウントし、基板（１）における半導体パッケージ部品（３）がマウントされたエリアの周部（６）と半導体パッケージ部品（３）の外面との間にわたって第２の補強用接着剤（５ａ）を塗布し、その後にリフローして接合金属（４）を溶融させ接合金属（４）が凝固するとともに第１，第２の補強用接着剤（５，５ａ）を硬化させる。【選択図】図２
2010258172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に半導体パッケージ部品を実装するに際し、
前記基板における前記半導体パッケージ部品の実装予定位置の中に第１の補強用接着剤を塗布し、
前記基板の電極と前記半導体パッケージ部品の電極が凝固状態の接合金属を介して当接するよう前記半導体パッケージ部品を前記基板にマウントし、
前記基板における前記半導体パッケージ部品がマウントされたエリアの周部と前記半導体パッケージ部品の外面との間にわたって第２の補強用接着剤を塗布し、
その後にリフローして前記接合金属を溶融させ前記接合金属が凝固するとともに前記第１，第２の補強用接着剤を硬化させる
半導体パッケージ部品の実装方法。
【請求項２】
前記第２の補強用接着剤を塗布する工程では、
前記半導体パッケージ部品の前記基板との対向面とは反対側の面から前記基板に架けて第２の補強用接着剤を塗布する
請求項１記載の半導体パッケージ部品の実装方法。
【請求項３】
前記第２の補強用接着剤を塗布する工程では、
前記半導体パッケージ部品の前記基板との対向面と反対側の面とを接続する端面から前記基板に架けて第２の補強用接着剤を塗布する
請求項１記載の半導体パッケージ部品の実装方法。
【請求項４】
基板の電極と半導体パッケージ部品の電極を接合金属によって接合して実装した実装構造体であって、
前記半導体パッケージ部品の前記基板との対向面と前記基板の間に配置され硬化した第１の補強用接着剤と、
前記半導体パッケージ部品の前記対向面と前記反対側の面を繋ぐ端面から前記基板に架けて配置され硬化した第２の補強用接着剤とを有している
半導体パッケージ部品の実装構造体。
【請求項５】
基板の電極と半導体パッケージ部品の電極を接合金属によって接合して実装した実装構造体であって、
前記半導体パッケージ部品の前記基板との対向面と前記基板の間に配置され硬化した第１の補強用接着剤と、
前記半導体パッケージ部品の前記基板との対向面とは反対側の面から前記基板に架けて配置され硬化した第２補強用接着剤と
を有している半導体パッケージ部品の実装構造体。
【請求項６】
前記第１，第２の補強用接着剤が前記接合金属に接触していない
請求項４または請求項５記載の半導体パッケージ部品の実装構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板に半導体パッケージ部品を表面実装する半導体パッケージ部品の実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＢＧＡ（Ball grid array）のように下面に電極が形成されている半導体パッケージ部品は、図１０（ａ）〜（ｅ）または図１１（ａ）〜（ｃ）の工程によって実装されている。
【０００３】
図１０（ａ）（ｂ）では、基板１の電極２に半導体パッケージ部品３のバンプ電極４が当たるようにマウントする。
図１０（ｃ）ではリフローする。リフローするとバンプ電極４の半田が溶融し、セルフアライメント効果によって半導体パッケージ部品３の位置が適正な位置に移動する。その後、半田溶融温度以下に低下して半田を凝固させることによって、半導体パッケージ部品３の基板１への電気接続が完了する。
【０００４】
図１０（ｄ）では、シリンジなどによって熱硬化樹脂５が半導体パッケージ部品３と基板１の間に注入される。
図１０（ｅ）では、熱硬化樹脂５の硬化温度以上に昇温してこの熱硬化樹脂５を硬化させて、半導体パッケージ部品３と基板１とを機械的に強固に連結する。
【０００５】
この図１０（ａ）〜（ｅ）の方法では、図１０（ｃ）におけるリフローと、図１０（ｅ）における昇温の２回の加熱工程が必要であるため、図１１（ａ）〜（ｄ）に示すように加熱工程が一度で済むものがある。
【０００６】
図１１（ａ）（ｂ）では、基板１における半導体パッケージ部品３の実装予定位置６の中に熱硬化性樹脂５を塗布する。図１２に塗布状態の一例を示す。
図１１（ｃ）では、基板１の電極２に半導体パッケージ部品３のバンプ電極４が当たるようにマウントする。このときに未硬化の熱硬化性樹脂５が基板１と半導体パッケージ部品３の下面との間に接触している。
【０００７】
図１１（ｄ）ではリフローする。リフローするとバンプ電極４の半田が溶融する。この時点で熱硬化性樹脂５は未硬化状態であるため、基板１の電極と半導体パッケージ部品３側の電極の間に挟まっている溶融した半田のセルフアライメント効果によって半導体パッケージ部品３の位置が適正な位置に移動する。更に昇温して熱硬化性樹脂５が硬化した後に、半田溶融温度以下に低下して半田を凝固させることによって、半導体パッケージ部品３の基板１への電気接続と、機械的な連結が完了する。図１３にこの実装完了状態を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２０４５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１１〜図１３に示した実装工程では、加熱工程を１度に削減できる反面、熱硬化性樹脂５の塗布量ならびに塗布位置の調整が難しく、実装の品質にばらつきを伴う。
具体的には、半田が溶融して凝固する過程では、未硬化の熱硬化性樹脂５が、半田の近傍または半田に接触して位置している。そのため、未硬化の熱硬化性樹脂５の一部が溶融して凝固する半田に混じることによって半田付の品質が低下しないように、熱硬化性樹脂５の塗布量を少なくした場合には、半導体パッケージ部品３と基板１との機械的な連結の強度が低下する問題がある。
【００１０】
本発明は、加熱工程を削減することができ、半導体パッケージ部品と基板との電気的な接合の品質を安定に維持することができ、しかも、半導体パッケージ部品と基板との機械的な連結の強度として必要な強度を得ることが出来る半導体パッケージ部品の実装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１記載の半導体パッケージ部品の実装方法は、基板に半導体パッケージ部品を実装するに際し、前記基板における前記半導体パッケージ部品の実装予定位置の中に第１の補強用接着剤を塗布し、前記基板の電極と前記半導体パッケージ部品の電極が凝固状態の接合金属を介して当接するよう前記半導体パッケージ部品を前記基板にマウントし、前記基板における前記半導体パッケージ部品がマウントされたエリアの周部と前記半導体パッケージ部品の外面との間にわたって第２の補強用接着剤を塗布し、その後にリフローして前記接合金属を溶融させ前記接合金属が凝固するとともに前記第１，第２の補強用接着剤を硬化させることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項２記載の半導体パッケージ部品の実装方法は、請求項１において、前記第２の補強用接着剤を塗布する工程では、前記半導体パッケージ部品の前記基板との対向面とは反対側の面から前記基板に架けて第２の補強用接着剤を塗布することを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項３記載の半導体パッケージ部品の実装方法は、請求項１において、前記第２の補強用接着剤を塗布する工程では、前記半導体パッケージ部品の前記基板との対向面と反対側の面とを接続する端面から前記基板に架けて第２の補強用接着剤を塗布することを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項４記載の半導体パッケージ部品の実装構造体は、基板の電極と半導体パッケージ部品の電極を接合金属によって接合して実装した実装構造体であって、前記半導体パッケージ部品の前記基板との対向面と前記基板の間に配置され硬化した第１の補強用接着剤と、前記半導体パッケージ部品の前記対向面と前記反対側の面を繋ぐ端面から前記基板に架けて配置され硬化した第２の補強用接着剤とを有していることを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項５記載の半導体パッケージ部品の実装構造体は、基板の電極と半導体パッケージ部品の電極を接合金属によって接合して実装した実装構造体であって、前記半導体パッケージ部品の前記基板との対向面と前記基板の間に配置され硬化した第１の補強用接着剤と、前記半導体パッケージ部品の前記基板との対向面とは反対側の面から前記基板に架けて配置され硬化した第２補強用接着剤とを有していることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項６記載の半導体パッケージ部品の実装構造体は、請求項４または請求項５において、前記第１，第２の補強用接着剤が前記接合金属に接触していないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
この構成によると、半導体パッケージ部品を基板にマウントする前に第１の補強用接着剤を塗布し、半導体パッケージ部品を基板にマウントした後に第２の補強用接着剤を塗布し、加熱工程では、接合金属の溶融と凝固の後に第１，第２の補強用接着剤を硬化させるので、加熱工程を削減でき、接合金属の溶融時に第１の補強用接着剤が混じることによる接合品質が低下しないように、第１の補強用接着剤の塗布量を少なくした場合であっても、硬化した第２の補強用接着剤によって必要な機械的な強度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実装方法を実施する実施の形態１の工程図
【図２】同実施の形態の第１，第２の補強用接着剤の塗布状態を示す斜視図
【図３】同実施の形態の実装完了状態の断面図
【図４】同実施の形態の第１，第２の補強用接着剤の塗布状態を示す水平断面図
【図５】本発明の実装方法を実施する実施の形態２の実装完了状態の平面図
【図６】同実施の形態の実装完了状態の斜視図
【図７】同実施の形態の実装完了状態の水平断面図
【図８】本発明の実装方法を実施する実施の形態３の実装完了状態の平面図
【図９】同実施の形態の実装完了状態の斜視図
【図１０】従来の実装方法の工程図
【図１１】別の従来の実装方法の工程図
【図１２】図１１（ｂ）の斜視図
【図１３】図１１（ｃ）の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の半導体パッケージ部品の実装方法を具体的な実施の形態に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１〜図４は本発明の実施の形態１を示す。
【００２０】
図１（ａ）（ｂ）では、基板１における半導体パッケージ部品３の実装予定位置６の中に第１の熱硬化性樹脂５ａを点状に塗布する。図２に塗布状態の一例を示す。
図１１（ｃ）では、基板１の電極２に半導体パッケージ部品３のバンプ電極４が当たるようにマウントする。このときに未硬化の第１の熱硬化性樹脂５ａが基板１と半導体パッケージ部品３の下面との間に接触している。
【００２１】
図１（ｃ−１）では、基板１の電極２にＢＧＡ型の半導体パッケージ部品３のバンプ電極４が当たるようにマウントする。
図１（ｃ−２）では、基板１における半導体パッケージ部品３がマウントされたエリアの周部と半導体パッケージ部品３の外面との間にわたって第２の補強用接着剤５ｂを図２（ｂ）に示すように、例えば、所定間隔で塗布する。ここでは第２の補強用接着剤５ｂは熱硬化性樹脂である。
【００２２】
図１（ｄ）ではリフローする。
図１（ｄ）は（ｄ−１）（ｄ−２）（ｄ−３）で図示されているが、図１（ｄ−２）（ｄ−３）は時間的に同時期の状態を、第１，第２の補強用接着剤５ａ，５ｂの変化の様子が分かるように断面位置が異なっている。
【００２３】
図１（ｄ−１）では、リフローによってバンプ電極４の半田が溶融する。この時点で第１，第２の補強用接着剤５ａ，５ｂは未硬化状態であるため、基板１の電極２と半導体パッケージ部品３側の電極の間に挟まっている溶融した半田のセルフアライメント効果によって半導体パッケージ部品３の位置が適正な位置に移動する。
【００２４】
更に昇温して図１（ｄ−２）（ｄ−３）のように第１，第２の補強用接着剤５ａ，５ｂが硬化した後に、半田溶融温度以下に温度を下げて半田を凝固させることによって、半導体パッケージ部品３の基板１への電気接続と、機械的な連結が完了する。図３は実装が完了した状態の縦断面図と基板１の電極２の面で水平に切断した断面図を示している。
【００２５】
図３に示すように実装が完了した実装構造体は、半導体パッケージ部品３を基板１にマウントした後に、図１（ｃ−２）のように半導体パッケージ部品３の前記基板１との対向面３ａとは反対側の面３ｂから前記基板１に架けて第２の補強用接着剤５ｂを塗布するので、第１の補強用接着剤５ａが半田に接触しないように少量にして、基板１と半導体パッケージ部品３との強力な接合を期待できない場合であっても、硬化した第２の補強用接着剤５ｂによって基板１と半導体パッケージ部品３との強力な接合を実現できる。また、第２の補強用接着剤５ｂの塗布を、半導体パッケージ部品３を基板１にマウントした後に行っているため、塗布量や塗布位置がばらついても図３に示すように第２の補強用接着剤５ｂが接合金属である半田から離間しており、半田付け品質も良好であった。
【００２６】
硬化した第２の補強用接着剤５ｂの形状は、半導体パッケージ部品３の前記基板１との対向面３ａと前記反対側の面３ｂとを接続する端面３ｃから前記反対側の面３ｂに入り込んだ第２の補強用接着剤５ｂの距離をＬ１、半導体パッケージ部品３の前記端面３ｃから前記対向面３ａに入り込んだ第２の補強用接着剤５ｂの距離をＬ２とした場合に“ Ｌ１ ＞ Ｌ２ ”であって、図３に仮想線７で示すように、図１（ｃ）の工程において、半導体パッケージ部品３の前記端面３ｃから基板１に架けて第２の補強用接着剤５ｂを塗布し、これをリフローして硬化させた場合に比べて、より大きな補強を実現できた。
【００２７】
なお、図３に仮想線７で示す形状に第２の補強用接着剤５ｂを硬化させた場合であっても、図１１〜図１３に示した従来例の場合に比べて、良好な半田付品質と、より大きな補強を実現できた。
【００２８】
この場合の基板１と半導体パッケージ部品３との隙間は約０．２ｍｍ、バンプ電極４の半田の融点と凝固開始温度は２１７〜２１９℃と２１９℃、補強用接着剤５ａの粘度は６０Ｐａ・ｓ（Ｅ型粘度計，５ｒｐｍ，２５℃で測定）、補強用接着剤５ａの硬化開始温度は１８５℃、補強用接着剤５ａの硬化ピーク温度は２１０℃であった。
【００２９】
（実施の形態２）
図５〜図７は実施の形態２を示す。
実施の形態１では、第２の補強用接着剤５ｂを半導体パッケージ部品３のコーナ部３ｄではない個所に塗布して硬化させたが、この実施の形態では図１（ｃ−２）の工程において、半導体パッケージ部品３のコーナ部３ｄを含んで第２の補強用接着剤５ｂを塗布し、硬化した第２の補強用接着剤５ｂの前記距離Ｌ１、Ｌ２を“ Ｌ１ ＞ Ｌ２ ”にした場合を示している。第２の補強用接着剤５ｂの塗布形状が異なるだけでその他は実施の形態１と同じである。
【００３０】
この場合には、良好な半田付品質と、実施の形態１に比べてより大きな補強を実現できた。図７は硬化した第１，第２の補強用接着剤５ａ，５ｂを示す水平断面図である。
（実施の形態３）
図８と図９は実施の形態３を示す。
【００３１】
実施の形態２では、半導体パッケージ部品３のコーナ部３ｄを含んで“ Ｌ１ ＞ Ｌ２ ”に第２の補強用接着剤５ｂを塗布したが、Ｌ１＝０である点が異なっている。詳しくは、半導体パッケージ部品３の前記対向面３ａと反対側の面３ｂとを接続する端面３ｃから基板１に架けて第２の補強用接着剤５ｂを塗布した点だけが異なり、その他は実施の形態１と同じである。
【００３２】
この場合には、良好な半田付品質と、実施の形態１に比べて大きな補強を実現できた。
上記の各実施の形態では半導体パッケージ部品３がＢＧＡである場合を例に挙げて説明したが、半導体パッケージ部品３がＬＧＡ（Land grid array）の場合にも実施できる。このＬＧＡ型半導体パッケージ部品３の場合には、半導体パッケージ部品３の電極またはこの半導体パッケージ部品３の電極と接合使用とする基板１の電極２のうちの少なくとも一方に接合金属を含んだペーストを塗布してから、半導体パッケージ部品３を基板１にマウントすることによって、同様に実施できる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明はモバイル機器のように落下衝撃を受ける可能性がある各種の電子機器の組立などに有効である。
【符号の説明】
【００３４】
１    基板
２    基板１の電極
３    半導体パッケージ部品
３ａ    半導体パッケージ部品３の基板１との対向面
３ｂ    半導体パッケージ部品３の基板１との対向面３ａとは反対側の面
３ｃ    半導体パッケージ部品３の端面
３ｄ    半導体パッケージ部品３のコーナ部
４    バンプ電極
５ａ    第１の補強用接着剤
５ｂ    第２の補強用接着剤
【図１】
2010258172.tif 000003
【図２】
2010258172.tif 000004
【図３】
2010258172.tif 000005
【図４】
2010258172.tif 000006
【図５】
2010258172.tif 000007
【図６】
2010258172.tif 000008
【図７】
2010258172.tif 000009
【図８】
2010258172.tif 000010
【図９】
2010258172.tif 000011
【図１０】
2010258172.tif 000012
【図１１】
2010258172.tif 000013
【図１２】
2010258172.tif 000014
【図１３】
2010258172.tif 000015