(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ上のバンプを介して実装基板上に該チップを位置合わせして加熱接続し、該チップと該実装基板との間にアンダーフィルレジンを加熱注入し、加熱して該アンダーフィルレジンを硬化させるフリップチップ実装方法において、
前記実装基板とチップを加熱接続する工程から、前記アンダーフィルレジン注入工程、及び前記アンダーフィルレジンを硬化させる工程までの間、各工程間をも含めて、常に、該チップならびに該実装基板をアンダーフィルレジンの注入温度を越える温度に保つことを特徴とするフリップチップ実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板等の実装基板にＬＳＩ等のチップをバンプを介して実装する際に、実装基板とチップの間に充填材としてアンダーフィルレジンを用いたフリップチップ実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３はフリップチップ実装方法の説明図、
図において、１はプリント基板、２はプリント配線、３はバンプ接続部、４はパッド、５はチップ、７はバンプ、８は基板バンプである。
【０００３】
従来、アンダーフィルレジンを用いたフリップチップ実装は、図３のフリップチップ実装方法に示すように、プリント基板１等の実装基板上にＩＣやＬＳＩのチップ５上に形成されているアルミ等のパッド４上に金線ボンディングで作製した金のバンプ７と、プリント基板１上の銅等のプリント配線２上に形成したはんだ等の基板バンプ８とを密着して、両者を２００〜２５０℃程度に加熱しながら接続して実装後、一旦、プリント基板１とチップ５を常温に冷ましてから、再度加熱してアンダーフィルレジン６をプリント基板１とチップ５との間にシリンジ等により注入するというアンダーフィリング作業を行なっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、大集積なＬＳＩのチップ５になると、チップの一片が１５ｍｍ以上にもなり、チップ５の周縁に配置されたバンプの大きさは小さくなって９０μｍ程度であり、図３（ａ）に示すように、シリコンのチップ５及びプリント基板１は熱膨張係数がシリコンのチップ４ｐｐｍ／℃、プリント基板３０〜４０ｐｐｍ／℃と大きく異なるため、チップ５のサイズが１５ｍｍ角といった具合に大きくなると、図４に示す従来のフリップチップ実装温度プロファイルでは、チップ実装後やアンダーフィルレジン注入後の常温までの自然冷却により、プリント基板１が収縮して、チップ５とプリント基板１の接続部が２００℃の温度差で１２０μｍもずれるので、図５（ａ）に示すバンプ接続部３が、図５（ｂ）に示すように、直径９０μｍのバンプではプリント基板等の材質や板厚により、断線してしまうことがある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
図２は本発明のフリップチップ実装の温度プロファイルである。
本発明の課題を解決する手段として、図２に一例を示すように、プリント基板等の実装基板へＬＳＩ等のチップをバンプにより加熱接続するフリップチップ実装から、アンダーフィリング作業に入るまでの時間、アンダーフィルレジンをプリント基板とチップの間に注入するアンダーフィル作業の間、アンダーフィル作業が終わってアンダーフィルレジンを加熱硬化するまでの時間において、常に実装基板をアンダーフィル作業温度以上の温度に保つように管理する。
【０００６】
このことにより、フリップチップ実装から、アンダーフィルレジンの硬化まで、常に温度の変化が小さく、チップ、及びプリント基板等の実装基板の温度も変化する差が少ないので、熱膨張変化も小さく、バンプに加わるストレスを軽減することが出来る。
【０００７】
従って、アンダーフィルレジンが完全に硬化して、チップとプリント基板等の実装基板との間を完全に固着する迄、バンプ接続部のずれが起こらず、断線は起こらない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例の説明図であり、フリップチップ実装模式断面図、図２は本発明のフリップチップ実装の温度プロファイルである。
【０００９】
図において、１はプリント基板、２はプリント配線、３はバンプ接続部、４はパッド、５はチップ、６はアンダーフィルレジンである。
図１により本発明の実施例として、ＬＳＩのチップ５のプリント基板１へのフリップチップ実装方法について説明する。
【００１０】
チップ５は１５ｍｍ角の大規模集積回路チップを用い、このチップの表面の周縁には図３（ａ）に示されたように、内部の回路素子に導通するアルミのパッド４が多数形成されている。パッドの大きさ及びパッド間の間隔は、いずれも１００μｍである。この上に金のバンプ７が金線のボールボンディングで形成され、ボンディング後、金銭を切断するので形状が図３（ｃ）に示すようなたまねぎ状のバンプ７となっている。
【００１１】
一方、プリント基板１上には複数個のチップ５が搭載されているが、その１個に注目すると、搭載するチップ５のバンプ７に対応する位置のプリント配線２上にははんだ製の１００μｍ径のはんだ等の基板バンプ８が形成されている。
【００１２】
ＬＳＩのチップ５のプリント基板１への接続は、図３（ｄ）に示すようにチップ５を裏返し、チップ５上のバンプ７を下側にして基板バンプ８と位置合わせした後、チップ５を２３０℃に加熱しながら押圧して、図３（ｅ）或いは図１（ａ）に示すように接着する。この時、チップ５とプリント基板１の間の隙間、すなわちバンプ接続部３の高さは高々１００μｍ前後となる。
【００１３】
バンプ接続部３形成後、アンダーフィルレジン６注入の９０℃の温度に至る間に、従来では２５℃前後の常温まで一旦放置して自然冷却していたが、本発明では、この後、ひき続きプリント基板１ならびにチップ５全体を１２０℃に絶えず保温するように設定する。
【００１４】
そして、アンダーフィルレジン６を小型のシリンジ（注射器）で、毛細管現象を利用して、９０℃の温度でチップ５とプリント基板１の間の１００μｍの隙間に注入すると、図１（ｂ）に示すように、粘度の低いアンダーフィルレジン６は表面張力によりチップ５の下側部分にバンプ接続部３を埋めて広がる。
【００１５】
アンダーフィルレジン６の注入後、従来は一旦常温まで冷却していたのを、前と同様にチップ５ならびにプリント基板１をアンダーフィルレジン６の注入温度の９０℃より高く、１２０℃に保温しておき、その後アンダーフィルレジン６の硬化温度１５０℃で１〜２時間加熱し、アンダーフィルレジン６を完全に固化する。
【００１６】
この結果、プリント基板１上の基板バンプ８とチップ５上のバンプ７はチップ５とプリント基板１の熱膨張の差があっても、ずれることなくアンダーフィルレジン６で固化され、その後で常温になっても、バンプ接続部３がずれて断線することがなくなる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、ＬＳＩ等のチップとプリント基板等の実装基板はフリップチップボンディングからアンダーフィルレジンの硬化まで、温度差を最小限に抑えて、結果としてフリップチップ実装部の熱ストレスを最小限に軽減できるため、チップと実装基板との互いのずれを生ずることなくバンプを介してチップと実装基板とを完全に接続することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフリップチップ実装模式断面図
【図２】本発明のフリップチップ実装温度プロファイル
【図３】フリップチップ実装方法
【図４】従来例のフリップチップ実装温度プロファイル
【図５】従来例のフリップチップ実装接続部断線図
【符号の説明】
１    プリント基板
２    プリント配線
３    バンプ接続部
４    パッド
５    チップ
６    アンダーフィルレジン
７    バンプ
８    基板バンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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