(57)【要約】【課題】  実装評価用チップと実装評価用基板との間隙に形成されるアンダーファイルの誘電率を測定することができる実装評価装置及びアンダーフィルの評価方法を提供するものである。【解決手段】  実装評価装置１００は、実装評価用チップ１０の下面１０ａに配設され、キャパシタンスを測定するための対をなす電極パターン４０で形成される第１の測定用容量部と、第１の測定用容量部の各電極パターン４０を、異なるボールバンプ１１にそれぞれ接続させる第１の接続配線部５０と、を有し、第１の測定用容量部の各電極パターン４０が、共通電極部４１と、この共通電極部４１から一方向に延在する複数の櫛歯電極部４２と、実装評価用基板２０の上面２０ａに露出して配設される複数のテストパッド６０と、第１の接続配線部５０に接続されるボールバンプ１１と導通するパッド２１を、異なるテストパッド６０にそれぞれ接続させる引出配線部７０とにより構成される。【選択図】        図２
2008205178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下面の縁部に沿って複数のボールバンプが配設され、当該縁部におけるボンディング状態を評価するための実装評価用チップと、
前記複数のボールバンプに対応する複数のパッドが配設され、前記実装評価用チップがフリップチップボンディング法によって実装される実装評価用基板と、
前記実装評価用チップ及び実装評価用基板の間隙に樹脂を介在させて形成されるアンダーフィルと、
を有する実装評価装置において、
前記実装評価用チップの下面に配設され、キャパシタンスを測定するための対をなす電極パターンで形成される第１の測定用容量部と、
前記第１の測定用容量部の各電極パターンを、異なる前記ボールバンプにそれぞれ接続させる第１の接続配線部と、
前記実装評価用基板の上面に露出して配設される複数のテストパッドと、
前記第１の接続配線部に接続されるボールバンプと導通するパッドを、異なる前記テストパッドにそれぞれ接続させる引出配線部と、
を有することを特徴とする実装評価装置。
【請求項２】
下面の縁部に沿って複数のボールバンプが配設され、当該縁部におけるボンディング状態を評価するための実装評価用チップと、
前記複数のボールバンプに対応する複数のパッドが配設され、前記実装評価用チップがフリップチップボンディング法によって実装される実装評価用基板と、
前記実装評価用チップ及び実装評価用基板の間隙に樹脂を介在させて形成されるアンダーフィルと、
を有する実装評価装置において、
前記実装評価用基板の上面に配設され、キャパシタンスを測定するための対をなす電極パターンで形成される第２の測定用容量部と、
前記実装評価用基板の上面に露出して配設される複数のテストパッドと、
前記第２の測定用容量部の各電極パターンを、異なる前記テストパッドにそれぞれ接続させる第２の接続配線部と、
を有することを特徴とする実装評価装置。
【請求項３】
下面の縁部に沿って複数のボールバンプが配設され、当該縁部におけるボンディング状態を評価するための実装評価用チップと、
前記複数のボールバンプに対応する複数のパッドが配設され、前記実装評価用チップがフリップチップボンディング法によって実装される実装評価用基板と、
前記実装評価用チップ及び実装評価用基板の間隙に樹脂を介在させて形成されるアンダーフィルと、
を有する実装評価装置において、
前記実装評価用チップの下面に配設され、キャパシタンスを測定するための対をなす電極パターンで形成される第１の測定用容量部と、
前記第１の測定用容量部の各電極パターンを、異なる前記ボールバンプにそれぞれ接続させる第１の接続配線部と、
前記実装評価用基板の上面に配設され、キャパシタンスを測定するための対をなす電極パターンで形成される第２の測定用容量部と、
前記実装評価用基板の上面に露出して配設される複数のテストパッドと、
前記第２の測定用容量部の各電極パターンを、異なる前記テストパッドにそれぞれ接続させる第２の接続配線部と、
を有することを特徴とする実装評価装置。
【請求項４】
下面の縁部に沿って複数のボールバンプが配設され、当該縁部におけるボンディング状態を評価するための実装評価用チップと、
前記複数のボールバンプに対応する複数のパッドが配設され、前記実装評価用チップがフリップチップボンディング法によって実装される実装評価用基板と、
前記実装評価用チップ及び実装評価用基板の間隙に樹脂を介在させて形成されるアンダーフィルと、
を有する実装評価装置において、
前記実装評価用チップの下面に配設される第１の電極パターン、及び前記実装評価用基板の上面に配設される第２の電極パターンを、キャパシタンスを測定するために対向させ形成される第３の測定用容量部と、
前記第１の電極パターンを、前記ボールバンプに接続させる第１の接続配線部と、
前記実装評価用基板の上面に露出して配設される複数のテストパッドと、
前記第２の電極パターンを、前記テストパッドに接続させる第２の接続配線部と、
を有することを特徴とする実装評価装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の実装評価装置において、
前記測定用容量部の各電極パターンは、櫛歯形状であり、互いに接触せずに間隔を持って噛合させていることを特徴とする実装評価装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の実装評価装置において、
前記引出配線部又は第２の接続配線部に接続する各テストパッドの近傍に、少なくとも１つのグラウンドパッドを配設させることを特徴とする実装評価装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の実装評価装置を用いた、前記実装評価用チップ及び実装評価用基板の間隙に形成されるアンダーフィルの評価方法において、
前記実装評価用チップ及び実装評価用基板の間隙にアンダーフィルを形成しない状態における、前記対をなす電極パターン間のキャパシタンスを測定する第１のステップと、
前記実装評価用チップ及び実装評価用基板の間隙にアンダーフィルを形成した状態における、前記対をなす電極パターン間のキャパシタンスを測定する第２のステップと、
前記第１のステップで得られたキャパシタンスの測定値及び前記第２のステップで得られたキャパシタンスの測定値を比較する第３のステップと、
を備えていることを特徴とするアンダーフィルの評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フリップチップ実装基板を量産するにあたり、予め実装評価用チップ及び実装評価用基板を使用して、チップ及び基板の間隙に形成されるアンダーフィルの特性を評価する実装評価装置及びアンダーフィルの評価方法に関し、特に、アンダーフィルの誘電率を測定するための実装評価装置及びアンダーフィルの評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のフリップチップ実装評価装置においては、電極同士をつなぐ配線が評価対象となる半導体チップの最小ピッチ部の配線幅、配線間隔となる箇所を持つフリップチップ実装評価用ＴＥＧチップと、ＴＥＧチップの電極と相対する配線電極を形成したＴＥＧ基板を組み合わせている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１７６９３９号公報（第３頁右欄第８行−第４頁第８行、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のフリップチップ実装評価装置は、封止樹脂が微細配線へダメージを与えた場合における微細配線の断線及び短絡を確認できるのであるが、微細配線の断線及び短絡が生じていない場合には良品と判断される。このため、ＴＥＧチップとＴＥＧ基板との隙間に、封止樹脂の充填状態によって気泡が生じた場合や異物が混入した場合には、気泡や異物の有無を確認することができないという問題点があった。
【０００４】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、実装評価用チップと実装評価用基板との間隙にアンダーファイルを形成した場合における、実装評価用チップと実装評価用基板との間隙の状態を検出することができる実装評価装置及びアンダーフィルの評価方法を提供するものであり、特に、実装評価用チップと実装評価用基板との間隙に形成されるアンダーファイルの誘電率を測定することができる実装評価装置及びアンダーフィルの評価方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係る実装評価装置においては、下面の縁部に沿って複数のボールバンプが配設され、当該縁部におけるボンディング状態を評価するための実装評価用チップと、前記複数のボールバンプに対応する複数のパッドが配設され、前記実装評価用チップがフリップチップボンディング法によって実装される実装評価用基板と、前記実装評価用チップ及び実装評価用基板の間隙に樹脂を介在させて形成されるアンダーフィルと、を有する実装評価装置において、前記実装評価用チップの下面に配設され、キャパシタンスを測定するための対をなす電極パターンで形成される第１の測定用容量部と、前記第１の測定用容量部の各電極パターンを、異なる前記ボールバンプにそれぞれ接続させる第１の接続配線部と、前記実装評価用基板の上面に露出して配設される複数のテストパッドと、前記第１の接続配線部に接続されるボールバンプと導通するパッドを、異なる前記テストパッドにそれぞれ接続させる引出配線部と、を有するものである。
【０００６】
また、この発明に係る実装評価装置においては、下面の縁部に沿って複数のボールバンプが配設され、当該縁部におけるボンディング状態を評価するための実装評価用チップと、前記複数のボールバンプに対応する複数のパッドが配設され、前記実装評価用チップがフリップチップボンディング法によって実装される実装評価用基板と、前記実装評価用チップ及び実装評価用基板の間隙に樹脂を介在させて形成されるアンダーフィルと、を有する実装評価装置において、前記実装評価用基板の上面に配設され、キャパシタンスを測定するための対をなす電極パターンで形成される第２の測定用容量部と、前記実装評価用基板の上面に露出して配設される複数のテストパッドと、前記第２の測定用容量部の各電極パターンを、異なる前記テストパッドにそれぞれ接続させる第２の接続配線部と、を有するものである。
【０００７】
また、この発明に係る実装評価装置においては、下面の縁部に沿って複数のボールバンプが配設され、当該縁部におけるボンディング状態を評価するための実装評価用チップと、前記複数のボールバンプに対応する複数のパッドが配設され、前記実装評価用チップがフリップチップボンディング法によって実装される実装評価用基板と、前記実装評価用チップ及び実装評価用基板の間隙に樹脂を介在させて形成されるアンダーフィルと、を有する実装評価装置において、前記実装評価用チップの下面に配設され、キャパシタンスを測定するための対をなす電極パターンで形成される第１の測定用容量部と、前記第１の測定用容量部の各電極パターンを、異なる前記ボールバンプにそれぞれ接続させる第１の接続配線部と、前記実装評価用基板の上面に配設され、キャパシタンスを測定するための対をなす電極パターンで形成される第２の測定用容量部と、前記実装評価用基板の上面に露出して配設される複数のテストパッドと、前記第２の測定用容量部の各電極パターンを、異なる前記テストパッドにそれぞれ接続させる第２の接続配線部と、を有するものである。
【０００８】
さらに、この発明に係る実装評価装置においては、下面の縁部に沿って複数のボールバンプが配設され、当該縁部におけるボンディング状態を評価するための実装評価用チップと、前記複数のボールバンプに対応する複数のパッドが配設され、前記実装評価用チップがフリップチップボンディング法によって実装される実装評価用基板と、前記実装評価用チップ及び実装評価用基板の間隙に樹脂を介在させて形成されるアンダーフィルと、を有する実装評価装置において、前記実装評価用チップの下面に配設される第１の電極パターン、及び前記実装評価用基板の上面に配設される第２の電極パターンを、キャパシタンスを測定するために対向させ形成される第３の測定用容量部と、前記第１の電極パターンを、前記ボールバンプに接続させる第１の接続配線部と、前記実装評価用基板の上面に露出して配設される複数のテストパッドと、前記第２の電極パターンを、前記テストパッドに接続させる第２の接続配線部と、を有するものである。
【０００９】
また、この発明に係る実装評価装置においては、必要に応じて、前記測定用容量部の各電極パターンは、櫛歯形状であり、互いに接触せずに間隔を持って噛合させているものである。
【００１０】
また、この発明に係る実装評価装置においては、必要に応じて、前記引出配線部又は第２の接続配線部に接続する各テストパッドの近傍に、少なくとも１つのグラウンドパッドを配設させるものである。
【００１１】
さらに、この発明に係るアンダーフィルの評価方法においては、前記実装評価用チップ及び実装評価用基板の間隙にアンダーフィルを形成しない状態における、前記対をなす電極パターン間のキャパシタンスを測定する第１のステップと、前記実装評価用チップ及び実装評価用基板の間隙にアンダーフィルを形成した状態における、前記対をなす電極パターン間のキャパシタンスを測定する第２のステップと、前記第１のステップで得られたキャパシタンスの測定値及び前記第２のステップで得られたキャパシタンスの測定値を比較する第３のステップと、を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係る実装評価装置においては、下面の縁部に沿って複数のボールバンプが配設され、当該縁部におけるボンディング状態を評価するための実装評価用チップと、前記複数のボールバンプに対応する複数のパッドが配設され、前記実装評価用チップがフリップチップボンディング法によって実装される実装評価用基板と、前記実装評価用チップ及び実装評価用基板の間隙に樹脂を介在させて形成されるアンダーフィルと、を有する実装評価装置において、前記実装評価用チップの下面に配設され、キャパシタンスを測定するための対をなす電極パターンで形成される第１の測定用容量部と、前記第１の測定用容量部の各電極パターンを、異なる前記ボールバンプにそれぞれ接続させる第１の接続配線部と、前記実装評価用基板の上面に露出して配設される複数のテストパッドと、前記第１の接続配線部に接続されるボールバンプと導通するパッドを、異なる前記テストパッドにそれぞれ接続させる引出配線部と、を有することにより、実装評価用チップの下面近傍における対をなす電極パターン間のキャパシタンスを測定することができる。
【００１３】
また、この発明に係る実装評価装置においては、下面の縁部に沿って複数のボールバンプが配設され、当該縁部におけるボンディング状態を評価するための実装評価用チップと、前記複数のボールバンプに対応する複数のパッドが配設され、前記実装評価用チップがフリップチップボンディング法によって実装される実装評価用基板と、前記実装評価用チップ及び実装評価用基板の間隙に樹脂を介在させて形成されるアンダーフィルと、を有する実装評価装置において、前記実装評価用基板の上面に配設され、キャパシタンスを測定するための対をなす電極パターンで形成される第２の測定用容量部と、前記実装評価用基板の上面に露出して配設される複数のテストパッドと、前記第２の測定用容量部の各電極パターンを、異なる前記テストパッドにそれぞれ接続させる第２の接続配線部と、を有することにより、実装評価用基板の上面近傍における対をなす電極パターン間のキャパシタンスを測定することができる。また、ボールパンプ及びパッドを介することなく、第２の測定用容量部をテストパッドに接続させることができ、ボールバンプとパッドとの導通不良によって、対をなす電極パターン間のキャパシタンスが測定できない場合を防止することができる。
【００１４】
また、この発明に係る実装評価装置においては、下面の縁部に沿って複数のボールバンプが配設され、当該縁部におけるボンディング状態を評価するための実装評価用チップと、前記複数のボールバンプに対応する複数のパッドが配設され、前記実装評価用チップがフリップチップボンディング法によって実装される実装評価用基板と、前記実装評価用チップ及び実装評価用基板の間隙に樹脂を介在させて形成されるアンダーフィルと、を有する実装評価装置において、前記実装評価用チップの下面に配設され、キャパシタンスを測定するための対をなす電極パターンで形成される第１の測定用容量部と、前記第１の測定用容量部の各電極パターンを、異なる前記ボールバンプにそれぞれ接続させる第１の接続配線部と、前記実装評価用基板の上面に配設され、キャパシタンスを測定するための対をなす電極パターンで形成される第２の測定用容量部と、前記実装評価用基板の上面に露出して配設される複数のテストパッドと、前記第２の測定用容量部の各電極パターンを、異なる前記テストパッドにそれぞれ接続させる第２の接続配線部と、を有することにより、第１の測定用容量部によって、実装評価用チップの下面近傍における対をなす電極パターン間のキャパシタンスを測定することできるとともに、第２の測定用容量部によって、実装評価用基板の上面近傍における対をなす電極パターン間のキャパシタンスを測定することができる。
【００１５】
さらに、この発明に係る実装評価装置においては、下面の縁部に沿って複数のボールバンプが配設され、当該縁部におけるボンディング状態を評価するための実装評価用チップと、前記複数のボールバンプに対応する複数のパッドが配設され、前記実装評価用チップがフリップチップボンディング法によって実装される実装評価用基板と、前記実装評価用チップ及び実装評価用基板の間隙に樹脂を介在させて形成されるアンダーフィルと、を有する実装評価装置において、前記実装評価用チップの下面に配設される第１の電極パターン、及び前記実装評価用基板の上面に配設される第２の電極パターンを、キャパシタンスを測定するために対向させ形成される第３の測定用容量部と、前記第１の電極パターンを、前記ボールバンプに接続させる第１の接続配線部と、前記実装評価用基板の上面に露出して配設される複数のテストパッドと、前記第２の電極パターンを、前記テストパッドに接続させる第２の接続配線部と、を有することにより、対向する第１の電極パターン及び第２の電極パターン間におけるキャパシタンスを測定することができる。
【００１６】
また、この発明に係る実装評価装置においては、必要に応じて、前記測定用容量部の各電極パターンは、櫛歯形状であり、互いに接触せずに間隔を持って噛合させているものであることにより、測定用容量部の配置面積を小さくしつつ、電極パターンが互いに対向する面積を大きくすることができ、電極パターン間の容量値を稼ぐことができる。
【００１７】
また、この発明に係る実装評価装置においては、必要に応じて、前記引出配線部又は第２の接続配線部に接続する各テストパッドの近傍に、少なくとも１つのグラウンドパッドを配設させることにより、テストパッド及びグラウンドパッドに特性インピーダンスが整合された高周波プローブを接続することができ、電極パターン間における正確な高周波インピーダンス測定を行なうことができる。
【００１８】
さらに、この発明に係るアンダーフィルの評価方法においては、前記実装評価用チップ及び実装評価用基板の間隙にアンダーフィルを形成しない状態における、前記対をなす電極パターン間のキャパシタンスを測定する第１のステップと、前記実装評価用チップ及び実装評価用基板の間隙にアンダーフィルを形成した状態における、前記対をなす電極パターン間のキャパシタンスを測定する第２のステップと、前記第１のステップで得られたキャパシタンスの測定値及び前記第２のステップで得られたキャパシタンスの測定値を比較する第３のステップと、を備えていることにより、実装評価用チップと実装評価用基板との間隙にアンダーフィルを形成させることによる、実装評価用チップと実装評価用基板との間隙におけるキャパシタンスの変化量を算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（本発明の第１の実施形態）
図１（ａ）はこの発明を実施するための第１の実施形態における実装評価用チップの概略構成を示す平面図、図１（ｂ）はこの発明を実施するための第１の実施形態における実装評価用基板の概略構成を示す平面図、図２（ａ）はこの発明を実施するための第１の実施形態における実装評価装置の概略構成を示す平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）に示す実装評価装置の矢視Ａ−Ａ線の断面図、図３（ａ）は応力評価用パターンの一例を示す平面図、図３（ｂ）は応力評価用パターンを下面に配設させた実装評価用チップの概略構成を示す平面図である。
【００２０】
図１乃至図３において、ＴＥＧ（test element group）である実装評価用チップ１０は、下面１０ａの周縁部に沿って複数のボールバンプ１１が配設されている。また、実装評価用チップ１０は、ボールバンプ１１が下面１０ａの中央領域には配置されず、周縁部近傍のみに配置される構成であり、周縁部における後述する実装評価用基板２０とのボンディング状態を評価するためのチップを利用している。なお、この第１の実施形態においては、周縁部に沿って配設させたボールバンプ１１のバンプ数が３０４個、バンプ間のピッチが１２０μｍであり、下面１０ａが一辺１０ｍｍの略正方形状である実装評価用基板２０を使用しているが、この構成に限られるものではない。
【００２１】
ＲＳ（reference substrate）である実装評価用基板２０は、上面２０ａに実装評価用チップ１０のボールバンプ１１に対応する複数のパッド２１が配設され、実装評価用チップ１０がフリップチップボンディング法によって実装される。なお、この第１の実施形態においては、パッド２１の形状及び寸法が１１０μｍ角、パッド２１間のピッチが１２０μｍであり、上面２０ａが一辺６０ｍｍの略正方形状の実装評価用基板２０を使用しているが、この構成に限られるものではない。
【００２２】
アンダーフィル３０は、実装評価用チップ１０及び実装評価用基板２０の間隙に樹脂を介在させて形成される。アンダーフィル３０となる樹脂としては、一般的には有機系の樹脂が用いられ、熱硬化するタイプ、基板を通過する光により硬化するタイプ、チップを搭載前に光で活性化する硬化法によるタイプがある。なお、アンダーフィル３０は、チップと基板との密着性を向上させ、基板からチップが剥離することを防止するとともに、外部的な湿度からボールバンプ及びパッドの接触面を保護することで、フリップチップ実装基板の信頼性を高める役割がある。
【００２３】
また、アンダーフィル３０は、基板上に液体状の樹脂を塗布又はフィルム状の樹脂を敷設した後にチップを実装する先入れタイプと、基板上にチップを実装した後に液体状の樹脂を毛細管現象により注入する後入れタイプとがある。なお、量産するフリップチップ実装基板においては、後入れタイプが主流であるが、近年、チップと基板との間隙を小さくする傾向にあり、後入れタイプではフリップチップ実装基板の製造が困難となってきている。このため、先入れタイプである基板上に液状の樹脂を塗布する方法を用いてフリップチップ実装基板を製造することが主流になりつつある。
【００２４】
第１の測定用容量部は、実装評価用チップ１０の下面１０ａに配設され、対をなす電極パターン４０（一方の電極パターン４０ａ，他方の電極パターン４０ｂ）で形成されている。各電極パターン４０が、共通電極部４１（一方の共通電極部４１ａ，他方の共通電極部４１ｂ）と、この共通電極部４１から一方向に延在する複数の櫛歯電極部４２（一方の櫛歯電極部４２ａ，他方の櫛歯電極部４２ｂ）とにより構成される。そして、各櫛歯電極部４２が交互に並設されるように、対をなす電極パターン４０が配置されている。
【００２５】
なお、この第１の実施形態における第１の測定用容量部は、アンダーフィル３０を介して一方の電極パターン４０ａと他方の電極パターン４０ｂとを対向させる構成であればよいが、第１の測定用容量部の各電極パターン４０が、櫛歯形状であり、互いに接触させずに間隔を持って噛合させることで、第１の測定用容量部の配置面積を小さくしつつ、電極パターン４０が互いに対向する面積を大きくすることができ、電極パターン４０間の容量値を稼ぐことができるので好ましい。
【００２６】
また、この第１の実施形態における櫛歯電極４２は、隣り合う櫛歯電極４２間の間隔を１００μｍとし、一方の櫛歯電極部４２ａを２本、他方の櫛歯電極部４２ｂを３本として構成されているが、この間隔及び本数に限られるものではない。また、隣り合う櫛歯電極４２間の間隔を等間隔で配設させているが、隣り合う櫛歯電極４２間の間隔を変化させて配設させることで、様々な条件において対をなす電極パターン間のキャパシタンスを測定することができる。
【００２７】
第１の接続配線部５０は、実装評価用チップ１０に配設され、第１の測定用容量部の各電極パターン４０を、異なるボールバンプ１１にそれぞれ接続させる。なお、この第１の実施形態における第１の接続配線部５０は、下面１０ａが略正方形状である実装評価用チップ１０の４辺のうち対向する２辺に向けてそれぞれ延在させているが、この構成に限られるものではない。
【００２８】
テストパッド６０は、実装評価用基板２０に配設され、第１の接続配線部５０に接続されるボールバンプ１１と導通するパッド２１に、引出配線部７０を介して接続されている。また、テストパッド６０は、第１の測定用容量部におけるキャパシタンスを検出するための信号処理回路を備えた図示しない測定装置のプローブを当接させるために、実装評価用基板２０の上面２０ａにおいて露出させている。なお、この第１の実施形態においては、テストパッド６０の開口部の形状及び寸法は９５μｍ角としているが、この構成に限られるものではない。
【００２９】
また、この第１の実施形態においては、複数のテストパッド６０は、基板２０の上面２０ａにおける縁部に沿って並設されており、引出配線７０に接続されるテストパッド６０は、隣り合うパッドの少なくとも片側のパッドが、グラウンドパッド６１となるように配設されている。これにより、テストパッド６０及びグラウンドパッド６１に特性インピーダンスが整合された高周波プローブを接続することができ、電極パターン４０間における正確な高周波インピーダンス測定を行なうことができる。
【００３０】
なお、高周波プローブには、同軸構造とコプレーナ構造とがあり、特性インピーダンスは一般的に５０Ωである。また、使用する測定装置と高周波プローブとによって測定可能な周波数帯域は異なるのであるが、例えば、高周波プローブとして、信号用電極とグラウンド用電極との間隔が０．５ｍｍ以下であるコプレーナ構造の高周波プローブを使用し、測定装置として、高周波ベクトルネットワークアナライザを使用すれば、２０ＧＨｚ程度までの高周波インピーダンス測定が可能となる。
【００３１】
ちなみに、引出配線７０に接続されるテストパッド６０の近傍に、グラウンドパッド６１が配設しない場合には、インピーダンス整合された高周波プローブを接続することができないために、高周波信号の反射損失及び挿入損失が大きく、正確な高周波インピーダンス測定が行なえない。この場合の測定可能な周波数の上限は、数１０ＭＨｚが限界である。
【００３２】
特に、図１（ｂ）に示すように、２つのテストパッド６０を挟んで両側にグラウンドパッド６１をそれぞれ配設させることで、同時に４つのパッドに接触できる、グランド−信号１−信号２−グランドの電極配置を持つ既存のコプレーナ高周波プローブを使用することが可能となる。これにより、１個のプローブに２本の信号線があるプローブが使用できるために、プローブを使用する本数は半減し、プローブの費用を削減できる。また、信号−グラウンドのみの電極配置を持つ既存のコプレーナ高周波プローブ（以下、単一線プローブと称す）を使用した場合と比較して、実装評価装置に対するプローブ時間を半分に短縮することができる。また、２つのテストパッド６０を同一のプローブで接触できるために、プローブとテストパッド６０との機械的な接触位置が常に一定となり、単一線プローブで問題となる機械的な接触位置における不安定性に依存する測定の不安定状態を取り除くことができる。
【００３３】
つぎに、実装評価装置１００を用いた、実装評価用チップ１０及び実装評価用基板２０の間隙に形成されるアンダーフィル３０の評価方法について説明する。
まず、実装評価用チップ１０及び実装評価用基板２０の間隙にアンダーフィル３０を形成しない状態において、実装評価用基板２０のテストパッド６０に図示しない測定装置のプローブを当接させ、第１の測定用容量部の対をなす電極パターン４０間のキャパシタンスを測定する（第１のステップ）。なお、測定装置としては、Ｑメータ、ＬＣＲメーター又はインピーダンスアナライザなどの既存の測定装置を用いる。
【００３４】
つぎに、実装評価用チップ１０及び実装評価用基板２０の間隙にアンダーフィル３０を形成した状態において、実装評価用基板２０のテストパッド６０に図示しない測定装置のプローブを当接させ、第１の測定用容量部の対をなす電極パターン４０間のキャパシタンスを測定する（第２のステップ）。
【００３５】
そして、実装評価用チップ１０及び実装評価用基板２０の間隙にアンダーフィル３０を形成しない状態におけるキャパシタンスの測定値と、実装評価用チップ１０及び実装評価用基板２０の間隙にアンダーフィル３０を形成した状態におけるキャパシタンスの測定値とを比較する（第３のステップ）。例えば、実装評価用チップ１０及び実装評価用基板２０の間隙にアンダーフィル３０を形成した状態におけるキャパシタンスの測定値から、実装評価用チップ１０及び実装評価用基板２０の間隙にアンダーフィル３０を形成しない状態におけるキャパシタンスの測定値の差を取ることで、実装評価用チップと実装評価用基板との間隙におけるキャパシタンスの変化量を算出することができる。さらに、対をなす電極パターン４０の形状や境界条件を考慮して、実装評価用チップ１０及び実装評価用基板２０の間隙に形成されたアンダーフィル３０の誘電率を導出することができる。
【００３６】
なお、前述したとおり、アンダーフィル３０を形成しない状態とアンダーフィル３０を形成した状態との二状態における第１の測定用容量部の対をなす電極パターン４０間のキャパシタンスを測定することによって、アンダーフィル３０の誘電率を導出したのであるが、アンダーフィル３０を形成した状態のみにおいて第１の測定用容量部の対をなす電極パターン４０間のキャパシタンスを測定することによっても、アンダーフィル３０の誘電率を導出することができる。この場合には、対をなす電極パターン４０近傍の空間における境界条件を加味した電磁界シミュレーションを行ない、シミュレーション結果の差から計算によってアンダーフィル３０の誘電率を導出する。
【００３７】
以上のように、実装評価用チップ１０及び実装評価用基板２０の間隙におけるキャパシタンスの変化量を検証することで、評価基準に基づき、アンダーフィル３０が、気泡や異物の混入していない所望の状態か否かを評価することができる。
【００３８】
また、アンダーフィル３０となる樹脂の誘電率と、実装評価用チップ１０及び実装評価用基板２０の間隙に介在させて形成されるアンダーフィル３０の誘電率とを比較することで、アンダーフィル３０となる樹脂の電気的な特性の変化を検証することができる。
【００３９】
なお、前述したアンダーフィル３０の評価方法は、基板上にチップを実装した後に液体状の樹脂を毛細管現象により注入する後入れタイプのアンダーフィル３０を使用した場合について説明したが、基板上に液体状の樹脂を塗布又はフィルム状の樹脂を敷設した後にチップを実装する先入れタイプのアンダーフィル３０を使用した場合であっても、同様の評価方法を用いることができる。この場合には、前述した第１のステップにおいて、実装評価用基板２０上に液体状の樹脂を塗布又はフィルム状の樹脂を敷設せずに、実装評価用基板２０上に実装評価用チップ１０を実装した実装評価装置１００を使用することになる。
【００４０】
また、この第１の実施形態における実装評価装置１００においては、図１に示すように、２組の第１の測定用容量部を備えた構成としているが、この組数に限られるものではなく、１又は複数の組からなる。なお、第１の測定用容量部が、複数の組からなり、各組における対をなす電極パターン４０間の間隔を、各組において異ならせることにより、様々な条件において対をなす電極パターン４０間のキャパシタンスを測定することができる。
【００４１】
また、この第１の実施形態における実装評価装置１００においては、第１の測定用容量部の対をなす電極パターン４０間のキャパシタンスを少なくとも測定できる構成であればよいが、他の評価試験を併用できる構成としてもよい。
【００４２】
例えば、実装評価用チップ１０の下面１０ａ又は上面１０ｂに、応力評価用パターン８０を配設させる構成としてもよい。この応力評価用パターン８０は、例えば、図３に示すように、パターン長が０．１５ｍｍであり、パターン幅が０．００２５ｍｍである矩形状のパターンを、幅方向に沿って０．００５ｍｍピッチで並設させ、１０本間隔でパターンのパターン長を０．２０ｍｍとして突出させることで、目盛り形状としている。
【００４３】
なお、実装評価用チップ１０は、撓みや反りによって中央部に応力が集中するために、周縁部と比較して中央部の方が、応力に対する感度が高い。このため、実装評価用チップ１０の下面１０ａ又は上面１０ｂの中央部に、応力評価用パターン８０を配設させることが好ましい。
【００４４】
また、実装評価用チップ１０の厚みが５０μｍ以下となると、実装評価用チップ１０に赤外線を透過させることができる。このため、実装評価用チップ１０の下面１０ａに、応力評価用パターン８０を配設させる場合であっても、実装評価用基板２０上に実装評価用チップ１０を実装する前と実装した後の応力評価用パターン８０をそれぞれ撮像することができ、画像処理して差分を比較することで、実装評価用チップ１０に加わった応力の程度（歪み）を検出することができる。特に、実装評価用チップ１０及び実装評価用基板２０の間隙にアンダーフィル３０が形成されることで、実装評価用チップ１０の伸縮が生じることがあり、アンダーフィル３０による実装評価用チップ１０に加わる応力の程度を検出することができる。
また、この第１の実施形態における実装評価装置１００の他の評価試験を併用できる構成として、以下の構成も考えられる。
【００４５】
例えば、実装評価用チップ１０における隣り合うボールバンプ１１間を交互にオープン又はショートとなるように非接続又は接続とし、実装評価用基板２０における隣り合うパッド２１間が実装評価用チップ１０における隣り合うボールバンプ１１間の非接続又は接続に対して反転させて接続又は非接続とすることで、始端と終端とを有するチェーンをなす単線路を備えた構成としてもよい。
【００４６】
この構成により、実装評価用基板２０上に実装評価用チップ１０を実装した場合に、単線路の始端から信号を入力し、終端における信号の有無を確認することで、この両端間における全てのボールバンプ１１及びパッド２１間の導通状態を一度に評価することができる。ただし、単線路が断線していると判断できた場合であっても、断線している場所を特定することができない。特に、実装評価用チップ１０の周縁部近傍におけるボールバンプ１１及びパッド２１の接続箇所は何百箇所も存在するために、非導通となったボールバンプ１１及びパッド２１を特定することは困難である。
【００４７】
このため、ボールバンプ１１及びパッド２１間を固着するハンダにクラックが生じることによる接触不良や非導通の場所の特定にあたっては、時間領域反射（time domein reflectmetry：以下、ＴＤＲと称す）法を用いた検出方法が考えられる。このＴＤＲ法とは、線路インピーダンス、線路長、伝送速度を知ることができる測定法であり、立ち上がり時間が２０〜５０ｐｓ程度の高速スイッチング動作するステップ信号を伝送路に送り込み、その反射波形を高帯域な特性をもつオシロスコープで観測する。
【００４８】
すなわち、実装評価基板１００におけるボールバンプ１１及びパッド２１を経由する単線路に、ボールバンプ１１及びパッド２１の接触不良や非導通が生じた場合には、単線路のインピーダンスが変動することとなり、ＴＤＲ法により接触不良又は非導通の場所を特定することができる。特に、ボールバンプ１１及びパッド２１が非導通により単線路が断線している場合には、始端からの伝送路が最短長となる非導通箇所が終端となり、始端から入射した入射波が、この非導通箇所で反射して、始端で反射波を検出することとなる。
【００４９】
なお、隣り合うパッド２１（ボールバンプ１１）間のピッチが狭すぎる場合（例えば、１２０μｍ）には、ＴＤＲ法を用いて線路長を検出できない場合がある。このため、ＴＤＲ法を用いて線路長を検出できる間隔で、パッド２１（ボールバンプ１１）間を接続することが好ましい。例えば、隣り合うパッド２１間の間隔をＳとし、ＴＤＲ法を用いて線路長を検出できる間隔が２Ｓであった場合に、接続するパッド２１間の間隔が２Ｓとなるように、隣り合うパッド２１（ボールバンプ１１）を接続せず１つ置きに、パッド２１間を接続することで、接続するパッド２１間の線路長を稼ぐことができる。そして、ＴＤＲ法を用いてボールバンプ１１及びパッド２１間の接触不良又は非導通の場所に目安を付け、目安を付けた場所近傍の断面形状を観察するなどの解析を行なうことで、ボールバンプ１１及びパッド２１間の接触不良又は非導通の場所を特定することができる。
【００５０】
（本発明の第２の実施形態）
図４（ａ）はこの発明を実施するための第２の実施形態における実装評価用チップの概略構成を示す平面図、図４（ｂ）はこの発明を実施するための第２の実施形態における実装評価用基板の概略構成を示す平面図、図５（ａ）はこの発明を実施するための第２の実施形態における他の実装評価用チップの概略構成を示す平面図、図５（ｂ）はこの発明を実施するための第２の実施形態における他の実装評価用基板の概略構成を示す平面図である。図４及び図５において、図１乃至図３と同じ符号は、同一または相当部分を示し、その説明を省略する。
【００５１】
この第２の実施形態においては、測定用容量部の配置が異なるところのみが第１の実施形態と異なるところであり、後述する測定用容量部による作用効果以外は、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００５２】
図４に示すように、第２の測定用容量部は、実装評価用基板２０の上面２０ａに配設され、対をなす電極パターン４０（一方の電極パターン４０ａ，他方の電極パターン４０ｂ）で形成されている。各電極パターン４０が、共通電極部４１（一方の共通電極部４１ａ，他方の共通電極部４１ｂ）と、この共通電極部４１から一方向に延在する複数の櫛歯電極部４２（一方の櫛歯電極部４２ａ，他方の櫛歯電極部４２ｂ）とにより構成される。そして、各櫛歯電極部４２が交互に並設されるように、対をなす電極パターン４０が配置されている。
第２の接続配線部９０は、実装評価用基板２０に配設され、第１の測定用容量部の各電極パターン４０を、異なるテストパッド６０にそれぞれ接続させる。
【００５３】
以上のように、第２の測定用容量部が実装評価用基板２０の上面２０ａに配設されることで、実装評価用基板２０の上面２０近傍における対をなす電極パターン４０間のキャパシタンスを測定することができる。また、ボールパンプ１１及びパッド２１を介することなく、第２の測定用容量部を第２の接続配線部９０を介してテストパッド６０に接続させることができ、ボールバンプ１１とパッド２１との導通不良によって、対をなす電極パターン４０間のキャパシタンスが測定できない場合を防止することができる。
【００５４】
なお、この第２の実施形態における実装評価装置１００においては、図４に示すように、第１の測定用容量部が実装評価用チップ１０の下面１０ａに配設されず、第２の測定用容量部が実装評価用基板２０の上面２０ａに配設される構成を示したが、第１の測定用容量部が実装評価用チップ１０の下面１０ａに配設され、第２の測定用容量部が実装評価用基板２０の上面２０ａに配設される構成であってもよい。
【００５５】
この場合には、第１の測定用容量部によって、実装評価用チップ１０の下面１０ａ近傍における対をなす電極パターン４０間のキャパシタンスを測定することできるとともに、第２の測定用容量部によって、実装評価用基板２０の上面２０ａ近傍における対をなす電極パターン４０間のキャパシタンスを測定することができる。これにより、実装評価用チップ１０の下面１０ａ近傍における対をなす電極パターン４０間のキャパシタンスと、実装評価用基板２０の上面２０ａ近傍における対をなす電極パターン４０間のキャパシタンスとの差を取ることで、さらに詳細なアンダーフィルの特性を検出することができる。
【００５６】
また、前述した第１の実施形態及び第２の実施形態においては、第１の測定用容量部又は第２の測定用容量部を用いて、実装評価用チップ１０の下面１０ａにおける同一平面上又は実装評価用基板２０の上面２０ａにおける同一平面上において、電極パターン４０間のキャパシタンスを測定したが、実装評価用チップ１０の下面１０ａ及び実装評価用基板２０の上面２０ａ間を平行平板型構造のコンデンサとして、キャパシタンスを測定してもよい。
【００５７】
この場合には、図５に示すように、第３の測定用容量部は、実装評価用チップ１０の下面１０ａに配設される第１の電極パターン４ａ、及び実装評価用基板２０の上面２０ａに配設される第２の電極パターン４ｂを、キャパシタンスを測定するために対向させ形成される。なお、第１の電極パターン４ａ及び第２の電極パターン４ｂは略正方形状で形成されているが、第１の電極パターン４ａ及び第２の電極パターン４ｂ間の所望の容量値を得ることができるのであれば、この形状に限られるものではない。
【００５８】
第１の電極パターン４ａは、実装評価用チップ１０に配設される第１の接続配線部５０を介してボールバンプ１１に接続され、ボールバンプ１１と導通するパッド２１に接続する引出配線部７０を介してテストパッド６０に接続される。また、第２の電極パターン４ｂは、実装評価用基板２０に配設される第２の接続配線部９０を介してテストパッド６０に接続される。
【００５９】
これにより、対向する第１の電極パターン４ａ及び第２の電極パターン４ｂ間におけるキャパシタンスを測定することができる。また、同一平面上における対をなす電極パターン４０と比較して、容易に容量値を稼ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】（ａ）はこの発明を実施するための第１の実施形態における実装評価用チップの概略構成を示す平面図、（ｂ）はこの発明を実施するための第１の実施形態における実装評価用基板の概略構成を示す平面図である。
【図２】（ａ）はこの発明を実施するための第１の実施形態における実装評価装置の概略構成を示す平面図、（ｂ）は図２（ａ）に示す実装評価装置の矢視Ａ−Ａ線の断面図である。
【図３】（ａ）は応力評価用パターンの一例を示す平面図、（ｂ）は応力評価用パターンを下面に配設させた実装評価用チップの概略構成を示す平面図である。
【図４】（ａ）はこの発明を実施するための第２の実施形態における実装評価用チップの概略構成を示す平面図、（ｂ）はこの発明を実施するための第２の実施形態における実装評価用基板の概略構成を示す平面図である。
【図５】（ａ）はこの発明を実施するための第２の実施形態における他の実装評価用チップの概略構成を示す平面図、（ｂ）はこの発明を実施するための第２の実施形態における他の実装評価用基板の概略構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６１】
４ａ    第１の電極パターン
４ｂ    第２の電極パターン
１０    実装評価用チップ
１０ａ  下面
１０ｂ  上面
１１    ボールバンプ
２０    実装評価用基板
２０ａ  上面
２１    パッド
３０    アンダーフィル
４０    電極パターン
４０ａ  一方の電極パターン
４０ｂ  他方の電極パターン
４１    共通電極部
４１ａ  一方の共通電極部
４１ｂ  他方の共通電極部
４２    櫛歯電極部
４２ａ  一方の櫛歯電極部
４２ｂ  他方の櫛歯電極部
５０    第１の接続配線部
６０    テストパッド
６１    グラウンドパッド
７０    引出配線部
８０    応力評価用パターン
９０    第２の接続配線部
１００    実装評価装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008205178.tif 000005
【図４】
2008205178.tif 000006
【図５】
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