(57)【要約】【課題】良好なフリップチップ実装を実現した実装体及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の一形態に係る実装体（１）は、ＩＣチップ（２０）を、線膨張係数に異方性を有する配線基板（１０）に、熱硬化性を有する２つの支柱（３０）であって、液晶ポリマー基材（１１）の線膨張係数が大きい方向に沿って配列した２つの支柱（３０）によって固定している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板と、端子が上記配線基板の配線にハンダ付けされた電子部品と、を備え、
上記電子部品は、熱硬化性樹脂により構成された支柱であって、上記配線及び上記端子に接触しない支柱によって上記配線基板に固定されている、
ことを特徴とする実装体。
【請求項２】
上記電子部品は、裏面の周辺部に複数の端子が配列されたＩＣチップであり、
上記支柱は、上記複数の端子に囲まれた領域に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の実装体。
【請求項３】
上記配線基板は、板面に平行な第１の方向に関する線膨張係数が、板面に平行な第２の方向であって、上記第１の方向と異なる第２の方向に関する線膨張係数よりも大きく、
上記配線基板と上記支柱との接触面は、上記第１の方向の幅が上記第２の方向の幅よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の実装体。
【請求項４】
上記配線基板と上記支柱との接触面の形状は、上記第１の方向に平行な長軸と上記第２の方向に平行な短軸とを有する楕円である、
ことを特徴とする請求項３に記載の実装体。
【請求項５】
上記配線基板と上記支柱との接触面の形状は、上記第１の方向に平行な長辺を有する第１の長方形と、上記第２の方向に平行な長辺を有する第２の長方形であって、長辺の長さが上記第１の長方形の長辺の長さよりも短い第２の長方形とを組み合わせた十字形である、
ことを特徴とする請求項３に記載の実装体。
【請求項６】
上記電子部品は、上記支柱に加えて、熱硬化性樹脂により構成された他の支柱であって、上記配線及び上記端子と接触しない他の支柱によって上記配線基板に固定されており、
上記配線基板は、板面に平行な第１の方向に関する線膨張係数が、板面に平行な第２の方向であって、上記第１の方向と異なる第２の方向に関する線膨張係数よりも大きく、
上記支柱と上記他の支柱とは、上記第１の方向に沿って並んでいる、
ことを特徴とする請求項１から５までの何れか１項に記載の実装体。
【請求項７】
上記配線基板は、液晶ポリマー基材と、上記液晶ポリマー基材の表面に形成された配線とを備えた液晶ポリマー基板であり、
上記第１の方向は、上記液晶ポリマー基材のＴＤ（Transverse direction）方向であり、上記第２の方向は、上記液晶ポリマー基材のＭＤ（Machine direction）方向である、
ことを特徴とする請求項３から６までの何れか１項に記載の実装体。
【請求項８】
上記電子部品と上記配線基板との間に樹脂が充填されている、
ことを特徴とする請求項１から７までの何れか１項に記載の実装体。
【請求項９】
配線基板と電子部品とを備えた実装体の製造方法であって、
未硬化状態の熱硬化性樹脂を、当該熱硬化性樹脂が上記配線基板の配線に接触しないように、上記配線基板に柱状に堆積させるか、又は、未硬化状態の熱硬化性樹脂を、当該熱硬化性樹脂が上記電子部品の端子に接触しないように、上記電子部品に柱状に堆積させる堆積工程と、
上記電子部品の上記端子を、上記熱硬化性樹脂が上記端子及び上記配線に接触しないように、ハンダを介して上記配線と接触させる接触工程と、
上記熱硬化性樹脂及び上記ハンダを加熱することによって、上記熱硬化性樹脂を硬化させると共に、上記ハンダを溶融させる加熱工程と、
上記ハンダを冷却することによって、上記ハンダを硬化させる冷却工程と、を含んでいる、
ことを特徴とする実装体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板に電子部品を実装した実装体、及び当該実装体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信装置などの電子機器においては、配線基板（例えば、プリント配線板）に各種電子部品（例えば、ＩＣチップ）を実装した実装体（例えば、プリント回路実装品）が広く用いられている。このような実装体を開示した文献としては、例えば、特許文献１〜４が挙げられる。
【０００３】
特許文献１には、Ａｕ等のバンプを用いて母体基板にＭＭＩＣ（monolithic microwave integrated circuit：モノリシックマイクロ波集積回路）チップをフリップチップ実装し、ＭＭＩＣチップと母体基板との間（特に、ＭＭＩＣチップの内側の回路を囲む絶縁体壁の外側）にアンダーフィルを充填したマイクロ波・ミリ波回路装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、低融点のハンダと高融点のハンダの両方を用いて回路基板に半導体素子をフリップチップ実装し、半導体素子と回路基板との間にフラックス機能を有する封止樹脂を充填した半導体装置が開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、基板に電力増幅器用高周波ＩＣチップをフリップチップ実装し、電力増幅器用高周波ＩＣチップと基板との間にアンダーフィルを充填した無線装置が開示されている。
【０００６】
特許文献４には、基板にＩＣチップをフリップチップ実装したフリップチップ実装構造が開示されている。このフリップチップ実装構造では、ＩＣチップを所定の高さに保持して、ＩＣチップの下の空間にアンダーフィルを気泡を巻き込むことなく充填するために、ドライフィルムの支柱をＩＣチップと基板との間に配設している。
【０００７】
フリップチップ実装は、ＭＭＩＣチップの回路を最短で接続できてＭＭＩＣチップの性能をほぼ維持できるため、マイクロ波帯又はミリ波帯の信号が入出力されるＭＭＩＣチップの実装方法として広く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２６９３８４号公報（２０００年９月２９日公開）
【特許文献２】特開２００６−５４３６０号公報（２００６年２月２３日公開）
【特許文献３】特開２０１３−１０２３５６号公報（２０１３年５月２３日公開）
【特許文献４】特開２００１−６８０５号公報（２００１年３月１６日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の従来技術は何れも、配線基板の線膨張係数とその配線基板に実装される電子部品の線膨張係数との差に起因する実装の不具合について考慮されていない。
【００１０】
以下、ＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer：液晶ポリマー）基板にＩＣチップ（Ｓｉチップ）を実装する場合を例に、この問題について具体的に説明する。ＬＣＰ基板は、ＬＣＰ基材の表面に配線を形成したものである。ＬＣＰ基材は、線膨張係数が異方性を有する材料であり、ＭＤ（Machine direction：流れ方向）方向の線膨張係数は１ｐｐｍ／Ｋであり、ＴＤ（Transverse direction：垂直方向）方向の線膨張係数は６４ｐｐｍ／Ｋである。一方、ＩＣチップの線膨張係数は、２．６ｐｐｍ／Ｋ程度である。
【００１１】
図８は、ＩＣチップ１２０をＬＣＰ基板１１０に実装する方法を示すものであり、図８の（ａ）〜（ｄ）は、当該方法を構成する各工程におけるＩＣチップ１２０及びＬＣＰ基板１１０の側面図である。なお、図８の（ａ）〜（ｄ）においては、紙面左右方向がＬＣＰ基板１１０のＴＤ方向に一致する。
【００１２】
図８の（ａ）にＩＣチップ１２０をＬＣＰ基板１１０にマウントした状態を示す。ＬＣＰ基板１１０は、ＬＣＰ基材１１１と、ＬＣＰ基材１１１の上面に形成された基板配線層１１２と、基板配線層１１２の一部を被覆するようにＬＣＰ基材１１１の上面に形成されたパッシベーション層１１３とにより構成されている。ＩＣチップ１２０は、半導体基材１２１と、半導体基材１２１の裏面に形成されたパッド１２２と、パッド１２２に接続されたＣｕピラー１２３と、Ｃｕピラー１２３の先端に形成されたハンダ層１２４とにより構成されている。ＩＣチップ１２０をＬＣＰ基板１１０上にマウントすると、ＩＣチップ１２０のＣｕピラー１２３の先端と、ＬＣＰ基板１１０の基板配線層１１２の露出箇所とが、ハンダ層１２４を介して接触する。
【００１３】
そして、図８の（ｂ）は、ハンダ層１２４を融解させるべく、加熱雰囲気下にてリフロー処理を実施している状態を示す。加熱雰囲気化では、ＬＣＰ基板１１０及びＩＣチップ１２０が互いに独立にＴＤ方向に膨張（伸長）する（ハンダ層１２４が融解しているため、ＬＣＰ基板１１０がＩＣチップ１２０の膨張を促進したり、ＩＣチップ１２０がＬＣチップ１１０の膨張を阻害したりすることはない）。ＬＣＰ基板１１０のＴＤ方向の線膨張係数がＩＣチップ１２０の線膨張係数よりも大きいので、ＬＣＰ基板１１０のＴＤ方向の膨張量（伸長量）は、ＩＣチップ１２０の膨張量よりも大きくなる。
【００１４】
続く図８の（ｃ）は、リフロー処理が終了し、冷却された（常温に戻った）状態を示す。冷却に伴い、ＩＣチップ１２０は中心部（図中に破線で図示）に向かって収縮する。一方、ＬＣＰ基材１１１は熱可塑性を有するため、膨張した状態を維持する。そのため、ハンダ層１２４が破壊され、Ｃｕピラー１２３が基板配線層１１２の露出箇所から脱落するか、あるいは、図８の（ｃ）に示すように、ＬＣＰ基板１１０が湾曲する。
【００１５】
そして、ＬＣＰ基板１１０の湾曲を解消するために、ＬＣＰ基板１１０に図８の（ｄ）に示す矢印方向に外力を付加すると、せん断方向の応力によりハンダ層１２４が破壊され、図８の（ｅ）の破線の丸囲い箇所に示すように、Ｃｕピラー１２３が基板配線層１１２の露出箇所から外れてしまう。
【００１６】
このように、ハンダ接続時の加熱（リフロー）工程においてＩＣチップ及びＬＣＰ基板が各々異なる線膨張係数で膨張することによって、ハンダ接続に不具合を生じるおそれがある。
【００１７】
なお、図８ではＬＣＰ基板１１０の線膨張係数が６４ｐｐｍ／ＫであるＴＤ方向に関して示した。図８の例では、ＬＣＰ基板１１０の線膨張係数が１ｐｐｍ／ＫであるＭＤ方向に関しては、ＩＣチップ１２０の線膨張係数と大差は無く、ＴＤ方向のような不具合は生じない。
【００１８】
そこで、本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、配線基板に電子部品を実装した実装体において、配線基板の線膨張係数と電子部品の線膨張係数との差に起因する実装の不具合を解消した実装体及び実装体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の課題を解決するために、本発明に係る実装体は、
配線基板と、端子が上記配線基板の配線にハンダ付けされた電子部品と、を備え、
上記電子部品は、熱硬化性樹脂により構成された支柱であって、上記配線及び上記端子に接触しない支柱によって上記配線基板に固定されている、ことを特徴とする。
【００２０】
上記の構成によれば、配線基板の線膨張係数と電子部品の線膨張係数との差に起因する実装の不具合を解消した実装体を提供することができる。
【００２１】
すなわち、電子部品と配線基板とは異なる材料によって構成されており、両者の間には線膨張係数の差がある。しかしながら、上記の構成によれば、両者をハンダ付けするための加熱により硬化する支柱によって固定することにより、線膨張係数が大きい方の部材の膨張又は収縮が、線膨張係数が小さい方の部材の膨張又は収縮によって抑えられる。
【００２２】
このことから、配線基板の線膨張係数が電子部品の線膨張係数よりも大きく、リフロー時に膨張する配線基板であっても、ハンダが融解したときに支柱が硬化するため、配線基板の膨張が抑えられ、リフロー終了後に配線基板に生じる反りを抑えることができる。また、リフロー時に収縮する配線基板であっても、ハンダが融解したときに支柱が硬化するため、その収縮が抑えられ、リフロー終了後に配線基板に生じる反りを抑えることができる。そのため、配線基板の反りを外力を付加して解消しようとする際に、反りの程度が大きい場合と比較して、ハンダ付け部分に及ぶ応力が小さくて済み、ハンダ付け部分が破壊されるリスクが低減される。
【００２３】
また本発明に係る実装体は、上記の構成に加えて、
上記電子部品は、裏面の周辺部に複数の端子が配列されたＩＣチップであり、
上記支柱は、上記複数の端子に囲まれた領域に配置される、構成であってもよい。
【００２４】
上記の構成によれば、配線基板の線膨張係数とＩＣチップの線膨張係数との差に起因する実装の不具合を解消した実装体を提供することができる。
【００２５】
なお、ＩＣチップとしては、後述するＭＭＩＣチップを採用できる。
【００２６】
また本発明に係る実装体は、上記の構成に加えて、
上記配線基板は、板面に平行な第１の方向に関する線膨張係数が、板面に平行な第２の方向であって、上記第１の方向と異なる第２の方向に関する線膨張係数よりも大きく、
上記配線基板と上記支柱との接触面は、上記第１の方向の幅が上記第２の方向の幅よりも大きい、構成であってもよい。
【００２７】
上記の構成によれば、限られた体積の支柱を用いて、リフロー時に生じ得る配線基板の第１の方向に沿った膨張又は収縮を効果的に抑制することができる。
【００２８】
なお、上記支柱は、上記配線基板との接触面の形状が、（１）上記第１の方向に平行な長軸と上記第２の方向に平行な短軸とを有する楕円になるものであってもよいし、（２）上記第１の方向に平行な長辺を有する第１の長方形と、上記第２の方向に平行な長辺を有する第２の長方形であって、長辺の長さが上記第１の長方形の長辺の長さよりも短い第２の長方形とを組み合わせた十字形になるものであってもよい。
【００２９】
また本発明に係る半導体装置は、上記の構成に加えて、
上記電子部品は、上記支柱に加えて、熱硬化性樹脂により構成された他の支柱であって、上記配線及び上記端子と接触しない他の支柱によって上記配線基板に固定されており、
上記配線基板は、板面に平行な第１の方向に関する線膨張係数が、板面に平行な第２の方向であって、上記第１の方向と異なる第２の方向に関する線膨張係数よりも大きく、
上記支柱と上記他の支柱とは、上記第１の方向に沿って並んでいてもよい。
【００３０】
上記の構成によれば、限られた個数の支柱を用いて、リフロー時に生じ得る配線基板の第１の方向に沿った膨張又は収縮を効果的に抑制することができる。
【００３１】
また本発明に係る半導体装置は、上記の構成に加えて、
上記配線基板は、液晶ポリマー基材と、上記液晶ポリマー基材の表面に形成された配線とを備えた構成された液晶ポリマー基板であり、
上記第１の方向は、上記液晶ポリマー基材のＴＤ（Transverse direction）方向であり、上記第２の方向は、上記液晶ポリマー基材のＭＤ（Machine direction）方向であってもよい。
【００３２】
上記の構成によれば、液晶ポリマー基板の線膨張係数と電子部品の線膨張係数との差に起因する実装の不具合を解消した実装体を提供することができる。
【００３３】
また本発明に係る半導体装置は、上記の構成に加えて、
上記電子部品と上記配線基板との間に樹脂が充填されていてもよい。
【００３４】
上記の構成によれば、充填された樹脂によって電子部品と配線基板との接合強度が高くなることから、ハンダ付けによる接続信頼性をより一層向上させた実装体を提供することができる。
【００３５】
また、上記の課題を解決するために、本発明に係る実装体の製造方法は、
配線基板と電子部品とを備えた実装体の製造方法であって、
未硬化状態の熱硬化性樹脂を、当該熱硬化性樹脂が上記配線基板の配線に接触しないように、上記配線基板に柱状に堆積させるか、又は、未硬化状態の熱硬化性樹脂を、当該熱硬化性樹脂が上記電子部品の端子に接触しないように、上記電子部品に柱状に堆積させる堆積工程と、
上記電子部品の上記端子を、上記熱硬化性樹脂が上記端子及び上記配線に接触しないように、ハンダを介して上記配線と接触させる接触工程と、
上記熱硬化性樹脂及び上記ハンダを加熱することによって、上記熱硬化性樹脂を硬化させると共に、上記ハンダを溶融させる加熱工程と、
上記ハンダを冷却することによって、上記ハンダを硬化させる冷却工程と、を含んでいることを特徴としている。
【００３６】
上記の構成によれば、配線基板の線膨張係数と電子部品の線膨張係数との差に起因する実装の不具合を解消した実装体を提供することができる。
【００３７】
すなわち、電子部品と配線基板とは異なる材料によって構成されており、両者の間には線膨張係数の差がある。しかしながら、上記の構成によれば、両者をハンダ付けするための加熱により硬化する支柱によって固定することにより、線膨張係数が大きい方の部材の膨張又は収縮が、線膨張係数が小さい方の部材の膨張又は収縮によって抑えられる。
【００３８】
このことから、配線基板の線膨張係数が電子部品の線膨張係数よりも大きく、リフロー時に膨張する配線基板であっても、ハンダが融解したときに支柱が硬化するため、配線基板の膨張が抑えられ、リフロー終了後に配線基板に生じる反りを抑えることができる。また、リフロー時に収縮する配線基板であっても、ハンダが融解したときに支柱が硬化するため、その収縮が抑えられ、リフロー終了後に配線基板に生じる反りを抑えることができる。そのため、配線基板の反りを外力を付加して解消しようとする際に、反りの程度が大きい場合と比較して、ハンダ付け部分に及ぶ応力が小さくて済み、ハンダ付け部分が破壊されるリスクが低減される。
【発明の効果】
【００３９】
本発明の一形態によれば、配線基板の線膨張係数とその配線基板に実装される電子部品の線膨張係数との差に起因する実装の不具合を解消した実装体を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る実装体の一実施形態の構成を示す図であり、（ａ）は実装体の上面図、（ｂ）は（ａ）に示す切断線Ａ−Ａ´における矢視断面図、（ｃ）は（ａ）に示す切断線Ｂ−Ｂ´における矢視断面図である。
【図２】図１に示す実装体の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】図２に示すフローチャートで製造される実装体の製造過程を説明する断面図である。
【図４】本発明に係る実装体の別の実施形態の構成を示す図であり、（ａ）は実装体の上面図、（ｂ）は（ａ）に示す切断線Ａ−Ａ´における矢視断面図、（ｃ）は（ａ）に示す切断線Ｂ−Ｂ´における矢視断面図である。
【図５】本発明に係る実装体の更に別の実施形態の構成を示す上面図である。
【図６】本発明に係る実装体の更に別の実施形態の構成を示す上面図である。
【図７】本発明に係る実装体の更に別の実施形態の構成を示す断面図である。
【図８】従来構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
〔実施形態１〕
以下、本発明に係る実装体及び当該実装体の製造方法の一実施形態について、図１〜図３を用いて説明する。
【００４２】
〔実装体の構成〕
図１は、本実施形態１における実装体１の概略構成を示す図であり、（ａ）は実装体１の上面図、（ｂ）は（ａ）に示す切断線Ａ−Ａ´における矢視断面図、（ｃ）は（ａ）に示す切断線Ｂ−Ｂ´における矢視断面図である。なお、説明の便宜上、図１の（ａ）は、部分的に透視図としている。
【００４３】
本実施形態１の実装体１は、配線基板１０と、ＩＣチップ２０（電子部品）と、支柱３０とを備えている。
【００４４】
配線基板１０は、ＬＣＰ基材１１と、ＬＣＰ基材１１の上面に形成された基板配線層１２（配線）と、基板配線層１２の一部を被覆するようにＬＣＰ基材１１の上面に形成されたパッシベーション層１３とを有する。図１の（ａ）に示すように、ＬＣＰ基材１１は四角形を有する上面を有し、その周縁部分から当該上面の中心部に向かって、基板配線層１２から構成される複数の配線が延設されている。なお、基板配線層１２から構成される配線数は、図１の（ａ）に示すものに限定されることない。パッシベーション層１３は、これら各配線の中間部分を被覆するように形成され、中心部に開口部１３ａが設けられている。このようにパッシベーション層１３が形成されていることにより、各配線の両端はそれぞれ露出しており、接続用端子を構成している。
【００４５】
ここで、ＬＣＰ基材１１について更に説明すると、ＬＣＰ基材１１は、上面内において、線膨張係数に異方性を有する。具体的には、ＬＣＰ基材１１は、図１の（ａ）に示すＴＤ方向（第１の方向）に沿った線膨張係数が、ＭＤ方向（第２の方向）に沿った線膨張係数よりも大きい。例えば、ＬＣＰ基材１１は、図１の（ａ）に示すＴＤ方向に沿った線膨張係数が６４ｐｐｍ／Ｋであり、ＭＤ方向に沿った線膨張係数が１ｐｐｍ／Ｋである。すなわち、ＬＣＰ基材１１は、熱をかけると、ＭＤ方向に比べてＴＤ方向に沿ってより伸長する特性をもつ。なお、本実施形態１では、ＬＣＰ基材１１は、フィルム状であり且つフレキシブルである。そして、ＬＣＰ基材１１上に基板配線層１２及びパッシベーション層１３が形成された状態（つまり、配線基板１０）であっても、フレキシブル性を保っており、また、その状態であっても、ＬＣＰ基材１１が有する上述の異方性を保っている。
【００４６】
ＩＣチップ２０は、図１の（ａ）に示すように、四角形の上面を有した半導体基材２１と、半導体基材２１の裏面に形成されたＭＭＩＣの（外部）端子であるＩ／Ｏパッド２２に配設されたＣｕピラー２３と、Ｃｕピラー２３の先端に形成されたハンダ層２４及びフラックス剤２５とを有する。Ｉ／Ｏパッド２２は、半導体基材２１の四角形を有する裏面の周縁部分に複数個設けられており（例えばペリフェラル配置）、これらは配線基板１０の中心部において露出した基板配線層１２の接続用端子に対向する位置にある。
【００４７】
ここで、ＩＣチップ２０（半導体基材２１）の裏面内のうち、Ｉ／Ｏパッド２２が形成されている領域を以下では「端子形成領域」と称し、Ｉ／Ｏパッド２２が形成されていない領域を以下では「端子非形成領域」と称する。すなわち、本実施形態１では、ＩＣチップ２０（半導体基材２１）の裏面における４つの端辺に沿った周辺部が端子形成領域であり、当該周辺部によって囲まれた、中心部を含む領域が端子非形成領域である。
【００４８】
なお、ＩＣチップ２０の集積回路（ＩＣ）は、ＭＭＩＣ以外の周知の高周波ＩＣを用いることができるほか、高周波にも限られず、周知のＩＣを用いることもできる。
【００４９】
支柱３０は、ＩＣチップ２０の端子非形成領域と、ＬＣＰ基材１１（配線基板１０）の上面における当該端子非形成領域に対向する領域とに接触し、当該端子非形成領域と当該上面との間に立設している柱状の構造物である。より具体的には、支柱３０の下端が、ＬＣＰ基材１１の上面における、基板配線層１２が形成されていない中心部及びその近傍に接触固定しているとともに、支柱３０の上端が、ＩＣチップ２０の端子非形成領域に接触固定している。高周波信号は、ＩＣチップ２０の端子内を伝送するため、端子周辺に塗布される絶縁樹脂の比誘電率/誘電正接が、伝送損失に大きく影響する。そのため、比誘電率がほぼ１である大気であることが望ましい。よって、主にＩＣチップ２０の中心部（すなわち、端子非形成領域）に支柱３０を形成することにより、実装強度を向上させると共に、ＩＣ端子の伝送特性を劣化させることがなく望ましい。
【００５０】
支柱３０は、熱硬化性及び絶縁性を有する樹脂からなる。また、ＬＣＰ基材１１及びＩＣチップ２０との接着性が良好な樹脂である。具体的には、エポキシを主成分とする絶縁樹脂で、硬化温度が２００〜２５０℃で１０秒以内に硬化する樹脂を用いる。なお、支柱３０を構成する樹脂は、絶縁性でなくてもよいが、ＩＣチップ２０の電気特性に影響を与える虞がある場合には絶縁性の樹脂から構成することが望ましい。そして、支柱３０を構成する樹脂は、後述するように高チキソ性を有する。そして、支柱３０を構成する樹脂は、加熱前（熱硬化前）の状態において、粘度４５，０００〜３００，０００Ｐａ・ｓのものが望ましい。また、支柱３０を構成する熱硬化性樹脂は、熱硬化に伴って収縮するものであることが望ましい。
【００５１】
このような支柱３０により、ＬＣＰ基材１１（配線基板１０）は、支柱３０の下端との接触箇所において、実装時のリフローにおける加熱工程中に位置が固定される。これにより、当該接触箇所及びその周辺の領域において、ＬＣＰ基材１１（配線基板１０）の膨張が抑えられる。ここで、ＩＣチップ２０の線膨張係数は、２．６ｐｐｍ／Ｋ程度である。そのため、ＬＣＰ基材１１の線膨張係数が６４／ＫであるＴＤ方向に関して、支柱３０によって位置が固定されることにより、ＴＤ方向へのＬＣＰ基材１１の膨張が抑えられる。一方、ＬＣＰ基材１１の線膨張係数が１ｐｐｍ／ＫであるＭＤ方向に関しては、ＩＣチップ２０のほうがＬＣＰ基材１１よりも僅かに膨張するものの、線形膨張係数の差が微差であることから、膨張量の差に起因する実装の不具合は生じ難い。
【００５２】
また、本実施形態１では、２つの支柱３０（支柱、他の支柱）が、図１の（ａ）に示すように、ＴＤ方向に沿って配列している。先述のとおりＬＣＰ基材１１は、線膨張係数がＭＤ方向よりもＴＤ方向のほうが大きいことから、そのＴＤ方向に沿った同一線上の複数箇所に支柱３０を配設していることにより、限られた個数の支柱３０を用いて、加熱によるＴＤ方向に沿った膨張を効果的に抑えることができる。
【００５３】
ここで、一方の支柱３０とＬＣＰ基材１１との接触領域におけるＴＤ方向（より正確には上述の同一線）に沿った径の長さと、他方の支柱３０とＬＣＰ基材１１との接触領域におけるＴＤ方向（より正確には上述の同一線）に沿った径の長さとの和をＸとする。Ｘは、各支柱３０の図１の（ｂ）の紙面左右方向に沿った幅の和である。一方、各支柱３０とＬＣＰ基材１１との接触領域の夫々における他の方向に沿った径の長さをＹとする。Ｙは、例えば、図１の（ｃ）において紙面左右方向に沿った支柱３０の幅である。このＸとＹとには、Ｘ＞Ｙの関係が成り立つ。
【００５４】
このように支柱３０を構成することにより、ＴＤ方向に沿って比較的広い幅においてＬＣＰ基材１１は位置を固定されることから、ＴＤ方向への膨張を効果的に抑えることができる。
【００５５】
このように、本実施形態１によれば、支柱３０を具備することにより、ＬＣＰ基材１１のＴＤ方向への膨張が抑えられ、ＬＣＰ基材１１とＩＣチップ２０との線膨張係数の差に起因する実装の不具合を解消した実装体を提供することができる。
【００５６】
なお、本実施形態１の実装体１は、ＩＣチップ２０とＬＣＰ基材１１との間の隙間をアンダーフィル材で封止していない。すなわち、ＩＣチップ２０の下に空洞（空気層）がある。
【００５７】
なお、各々の支柱３０は、図１の（ａ）に示すように上面視において円形を有した柱状の構造物であるが、上面視における形状はこれに限定されるものではない。
【００５８】
〔実装体の製造方法〕
上述した構成を具備する実装体１の製造方法について、図２及び図３を用いて説明する。図２は、実装体１の製造方法を説明するフローチャートである。図３は、実装体１の製造方法を説明する図であり、（ａ）〜（ｆ）は何れも図１の（ｂ）と同じ方向から配線基板１０（ＬＣＰ基材１１）等を見た断面図である。
【００５９】
まず、配線基板１０を準備する（図２のステップＳ１０）。具体的には、ＬＣＰ基材１１の上面に、配線部と、ＩＣチップ側との受けパッドと、配線及び他の基板等と接合するためのＩ／Ｏパッドとを構成する基板配線層１２（例えばＣｕ／Ｎｉ／Ａｕ）が例えばめっきにて形成されており、更に、基板配線層１２のうちの外部と接続しない配線部を被覆するようにＬＣＰ基材１１の上面にパッシベーション層１３が形成されている。この状態を図３の（ａ）に示す。
【００６０】
次に、ＬＣＰ基材１１（配線基板１０）の上面における、基板配線層１２が形成されていない中心部及びその近傍に、支柱３０を構成する樹脂の加熱前の未硬化状態のものを塗布し、柱状に堆積させて支柱前駆物３１を形成する（図２のステップＳ１１、堆積工程）。塗布される樹脂は、高チキソ性を有することから、同一箇所に連続的または断続的に塗布すれば、上面に沿った濡れ広がりが抑えられて上面に垂直な方向へ堆積して柱状の支柱前駆物３１が形成される。この状態を図３の（ｂ）に示す。なお、樹脂の塗布方法は、ディスペンサによる塗布を採用できるほか、インクジェット法や印刷による塗布であってもよい。
【００６１】
ＩＣチップ２０については、半導体基材２１の裏面に形成されたＭＭＩＣ（不図示）と、Ｉ／Ｏパッド２２と、Ｉ／Ｏパッド２２に配設されたＣｕピラー２３（例えば高さ２５〜５０μｍ）と、Ｃｕピラー２３の先端に形成されたハンダ層２４（例えばＳｎＡｇハンダ）とを有した図３の（ｃ）に示すＩＣチップ２０を準備する（図２のステップＳ２０）。
【００６２】
次に、ＩＣチップ２０のハンダ層２４にフラックスを塗布してフラックス剤２５を形成する（図２のステップＳ２１）。この状態を図３の（ｄ）に示す。
【００６３】
次に、図２のステップＳ１１によって柱状の支柱前駆物３１が形成された配線基板１０の上面に、図２のステップＳ２１によって形成されたＩＣチップ２０をボンディングする（接触工程）。このとき、柱状の支柱前駆物３１の先端部分がＩＣチップ２０の端子非形成領域に接触する。
【００６４】
続いて、加熱雰囲気下にてリフローが実施される（図２のステップＳ１２、加熱工程）。この加熱雰囲気下において、柱状の支柱前駆物３１が徐々に熱硬化して支柱３０になると共に、ＩＣチップ２０のハンダ層２４及びフラックス剤２５が溶融し、配線基板１０の基板配線層１２のＩＣチップ側パッドと電気的に接続する。なお、リフローは、配線基板１０を設置しているステージからの加熱やＩＣチップ２０を保持しているツール等から加熱すればよい。
【００６５】
そして、図２のステップＳ１３において、加熱を終了して、冷却する（常温に戻す）（冷却工程）。これにより、ＩＣチップ２０のハンダ層２４及びフラックス剤２５が配線基板１０の基板配線層１２のＩＣチップ側パッドに接触した状態で硬化し、ＩＣチップ２０と基板配線層１２とのハンダ接続が完成する。この状態を図３の（ｆ）に示す。
【００６６】
以上のフローにより、本実施形態１の実装体１が完成する。
【００６７】
〔変形例１〕
上述の実施形態１では、フィルム状のＬＣＰ基材１１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。リジット基板を用いることも可能である。また、線膨張係数に異方性を有する、液晶ポリマー以外の基板（基材）であってもよい。線膨張係数に異方性を有するリジット基板としては、セラミック基板があるが、本発明はこれを用いてもよい。更には、線膨張係数に異方性を有するものでなくてもよい。
【００６８】
ここで、ＩＣチップ（電子部品）の線膨張係数が、配線基板の線膨張係数よりも大きく、且つ、その差が比較的大きい場合について説明する。この場合であっても、ハンダが融解したときに本発明に係る支柱が硬化するため、ＩＣチップの膨張が抑えられる。先述のようにＩＣチップは、リフロー終了後に収縮してリフロー前の状態あるいはそれに近い状態まで戻る。そのため、支柱によってＩＣチップの膨張が抑えられることにより、支柱によって膨張が抑えられていない場合に比べて、リフロー終了後にＩＣチップの収縮の程度が小さくなる。これにより、電子部品の収縮によって配線基板に生じる反りを小さくすることができる。
【００６９】
〔変形例２〕
上述の実施形態１では、２つの支柱３０が互いに離間しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、２つの支柱３０が接触していてもよい。
【００７０】
また、支柱３０の配設個数も２箇所に限定されるものではなく、３箇所以上に設けることも可能である。
【００７１】
〔変形例３〕
上述の実施形態１では、図２に示した製造フローでは、ＬＣＰ基材１１（配線基板１０）の上面における、基板配線層１２が形成されていない中心部及びその近傍に、支柱３０を構成する樹脂の未硬化状態のものを塗布して支柱前駆物３１を形成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、支柱３０を構成する樹脂の未硬化状態のものを、ＩＣチップ２０の端子非形成領域に塗布して支柱前駆物を形成してもよい。
【００７２】
〔実施形態２〕
本発明に係る実装体は、図１に示した実施形態１の実装体１の構成に限定されない。例えば、図１の実装体１はＴＤ方向に沿って２つの支柱３０を並設しているが、これに代えて、以下に説明する別の態様であってもよい。
【００７３】
図４は、本実施形態２の実装体２の概略構成を示す図であり、（ａ）は実装体１の上面図、（ｂ）は（ａ）に示す切断線Ａ−Ａ´における矢視断面図、（ｃ）は（ａ）に示す切断線Ｂ−Ｂ´における矢視断面図である。なお、説明の便宜上、図４の（ａ）は、部分的に透視図としている。また、説明の便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００７４】
図４に示すように、本実施形態２では、実施形態１の２つの支柱３０に代えて、１つの支柱３０ａを配設している。
【００７５】
支柱３０ａは、実施形態１の支柱３０と同じく、ＩＣチップ２０の端子非形成領域と、配線基板１０の上面における当該端子非形成領域に対向する領域とに一箇所において接触し、当該端子非形成領域と当該上面との間に立設された柱状の構造物である。しかしながら、本実施形態２の支柱３０ａは、配線基板１０（ＬＣＰ基材１１）のＴＤ方向に沿って平行な長軸と、配線基板１０（ＬＣＰ基材１１）のＭＤ方向に沿って平行な短軸とを有する楕円形を有した１つの支柱３０ａである点において、実施形態１の２つの支柱３０とは異なる。
【００７６】
すなわち、支柱３０ａは、ＩＣチップ２０の配線基板１０（ＬＣＰ基材１１）との間において、図４の（ｂ）に示すようにＴＤ方向（紙面左右方向）に沿って広い幅でＩＣチップ２０及びＬＣＰ基材１１に接触している一方で、図４の（ｂ）に示すようにＭＤ方向（紙面左右方向）に沿って狭い幅でＩＣチップ２０及びＬＣＰ基材１１に接触している。
【００７７】
なお、支柱３０ａは、実施形態１の支柱３０と同一の樹脂から構成される。
【００７８】
このように、支柱３０ａは、配線基板１０（ＬＣＰ基材１１）との接触領域における、上記線膨張係数が大きい方向に沿った長さが長い。これにより、実施形態１と同じく、配線基板１０のＴＤ方向への膨張を抑えることができる。
【００７９】
〔実施形態３〕
本発明に係る実装体は、図１に示した実施形態１の実装体１の構成に限定されない。例えば、図１の実装体１はＴＤ方向に沿って２つの支柱３０を並設しているが、これに代えて、以下に説明する別の態様であってもよい。
【００８０】
図５は、本実施形態３の実装体３の概略構成を示す上面図である。なお、説明の便宜上、図５は、部分的に透視図としている。また、説明の便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００８１】
図５に示すように、本実施形態３では、実施形態１の２つの支柱３０に代えて、１つの支柱３０ｂを配設している。
【００８２】
支柱３０ｂは、実施形態１の支柱３０と同じく、ＩＣチップ２０の端子非形成領域と、配線基板１０の上面における当該端子非形成領域に対向する領域とに接触し、当該端子非形成領域と当該上面との間に立設された柱状の構造物である。しかしながら、本実施形態３の支柱３０ｂは、上面視において十字形を有している点において、実施形態１の２つの支柱３０とは異なる。
【００８３】
より具体的には、本実施形態３の支柱３０ｂにおける配線基板１０の上面との接触面の形状は、ＴＤ方向に平行な長辺を有する第１の長方形と、ＭＤ方向に平行な長辺を有する第２の長方形であって、長辺の長さが第１の長方形の長辺の長さよりも短い第２の長方形とを組み合わせた十字形である。なお、支柱３０ｂは、実施形態１の支柱３０と同一の特性を有する樹脂から構成される。
【００８４】
このように、支柱３０ｂは、配線基板１０（ＬＣＰ基材１１）との接触領域における、上記線膨張係数が大きい方向に沿った長さが最も長い。これにより、実施形態１と同じく、配線基板１０のＴＤ方向への膨張を抑えることができる。
【００８５】
〔実施形態４〕
本発明に係る実装体は、図１に示した実施形態１の実装体１の構成に限定されない。例えば、図１の実装体１はＴＤ方向に沿って２つの支柱３０を並設しているが、これに代えて、以下に説明する別の態様であってもよい。
【００８６】
図６は、本実施形態４の実装体４の概略構成を示す上面図である。なお、説明の便宜上、図６は、部分的に透視図としている。また、説明の便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００８７】
図６に示すように、本実施形態４では、実施形態１の２つの支柱３０に代えて、５つの支柱３０ｃを配設している。
【００８８】
各支柱３０ｃは、実施形態１の支柱３０と同じく、ＩＣチップ２０の端子非形成領域と、配線基板１０の上面における当該端子非形成領域に対向する領域とに接触し、当該端子非形成領域と当該上面との間に立設している柱状の構造物である。しかしながら、本実施形態４の支柱３０ｃは、配線基板１０の上面に散在している点において、ＴＤ方向に沿った同一線上に並設された実施形態１の２つの支柱３０と異なる。
【００８９】
本実施形態４の支柱３０ｃによっても、実施形態１の支柱３０と同じく、配線基板１０は、支柱３０ｃの下端との接触箇所において、実装時のリフローにおける加熱工程中に位置が固定される。これにより、当該接触箇所及びその周辺の領域において、ＬＣＰ基材１１が有する線膨張係数に基づいた膨張が抑えられる。また、ＩＣチップ２０においても同様の効果を奏し、支柱３０ｃの上端との接触箇所において、実装時のリフローにおける加熱工程中に位置が固定されることから、当該接触箇所及びその周辺の領域において、ＩＣチップ２０が有する線膨張係数に基づいた膨張が抑えられる。
【００９０】
そして、支柱３０ｃは、ＩＣチップ２０に配設された集積回路（ＩＣ）上の機能面を考慮して任意に配置することができると共に、ＩＣチップ２０の下方の空間に関して、空間にしたい部分を避けて配設することができ、配置には自由度がある。
【００９１】
このように本実施形態４によれば、良好なフリップチップ実装を実現できる。
【００９２】
〔実施形態５〕
本発明に係る半導体装置は、図１に示した実施形態１の半導体装置１の構成に限定されるものではなく、以下に説明する別の態様であってもよい。
【００９３】
図７は、本実施形態５の実装体５の断面図であり、図１の（ｂ）に示す実装体１に対応している。
【００９４】
本実施形態５の実装体５は、図１の（ｂ）に示す実装体１における、ＩＣチップ２０と配線基板１０との間にアンダーフィル４０（充填材）が充填されている点において、実施形態１の実装体１と異なる。
【００９５】
アンダーフィル４０は、従来周知のアンダーフィル材を用いて構成することができるが、ＩＣチップ２０にはＭＭＩＣが配設されているため、寄生容量が小さいアンダーフィル材を採用することが好ましい。
【００９６】
アンダーフィル４０は、支柱３０形成後に形成することができる。支柱３０が形成された時点でＩＣチップ２０と配線基板１０との接続強度は、支柱３０を設けないものに比べて向上するため、ハンダ接続からアンダーフィル材を充填するまでの破壊のリスクは抑えられる。
【００９７】
このようにアンダーフィル４０を具備することにより、ＩＣチップとの接合強度が上がり、チップとの接続部の信頼性がより向上させた実装体５を提供することができる。
【００９８】
なお、上述のアンダーフィル材による封止は、実施形態２〜４の実装体２〜４にも適用可能である。
【００９９】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１００】
１、２、３、４、５  実装体
１０  配線基板
１１  液晶ポリマー基材（ＬＣＰ基材）
１２  基板配線層（配線）
１３  パッシベーション層
１３ａ  開口部
２０  ＩＣチップ（電子部品）
２１  半導体基材
２２  Ｉ／Ｏパッド（端子）
２３  Ｃｕピラー
２４  ハンダ層
２５  フラックス剤
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ  支柱
３１  支柱前駆物（柱状の支持体前駆物）
４０  アンダーフィル（充填材）
【図１】
2018026403.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2018026403.tif 000007
【図６】
2018026403.tif 000008
【図７】
2018026403.tif 000009
【図８】
2018026403.tif 000010