(57)【要約】【課題】基板上に複数のチップを高密度で碁盤の目状にフリップチップ実装されたフリップチップ実装体のチップ・基板間空隙に効率的に樹脂を充填するアンダーフィル樹脂の充填方法を提供する。【解決手段】チップ１２間の間隙の中央線の内の、いずれかの方向に平行に並ぶ中央線の１つ置きの線をディスペンサの移動線４とし、この線上を、所定の樹脂供給割合で樹脂を吐出させながらディスペンサを移動させ、移動線４側から樹脂を空隙内に供給し、空隙内空気を移動線４でない側から追い出す。ディスペンサのノズルをチップ間隔に合わせて小口径のものとし、樹脂供給割合を樹脂の粘度とディスペンサの加圧力および移動速度とによって制御する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フリップチップ実装において、基板上に碁盤の目状に狭い間隔で配置された複数の同一形状のチップと前記基板との間の空隙に空隙封止用のアンダーフィル樹脂を充填するアンダーフィル樹脂の充填方法であって、
碁盤の目状に配置されたチップ間の間隙の中央線および外周部にあるチップの外縁に近接する外縁線の内の、いずれかの方向に平行に並ぶ中央線および外縁線の１つ置きの線上に、中央線または外縁線に対応させてそれぞれに設定された単位長さ当たりの所定量の前記アンダーフィル樹脂を、線を引くように供給して、チップと基板との間の空隙に充填する、
ことを特徴とするアンダーフィル樹脂の充填方法。
【請求項２】
前記アンダーフィル樹脂の供給手段として、移動速度の調節可能な移動手段に装着された、前記狭い間隔に対応した小口径のノズルをもつディスペンサを用い、
前記所定量のアンダーフィル樹脂の供給を、樹脂の粘度とディスペンサの加圧条件および移動速度とによって制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載のアンダーフィル樹脂の充填方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フリップチップ実装におけるＩＣチップ等のチップと基板との間の空隙（以下では「チップ・基板間空隙」といい、単に「空隙」と略称することもある）へのアンダーフィル樹脂の充填方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアンダーフィル樹脂の充填方法は、特許文献１等に示されているように、チップ・基板間空隙に浸透させる樹脂で、この空隙内の空気をチップの片側から追い出して、空隙内にボイドを生成させないようにしている。
図４は、前記特許文献１に一般的な方法として示されているアンダーフィル樹脂の充填方法を示すもので、（ａ）は側断面図，（ｂ）は基板１１上のアンダーフィル樹脂（以下では、単に「樹脂」と略称する）２の状態を示す平断面図である。但し、（ｂ）図においては、基板を表示せず、チップ１２を鎖線で示している。樹脂２は、フリップチップ実装体１の信頼性向上のために、基板１１とチップ１２との間の空隙（チップ・基板間空隙）に供給されて、この空隙を封止する。数１０μｍ程度の狭い空隙に毛細管現象で浸透させるため、この樹脂２には、低粘度・高流動性の樹脂が用いられる。チップ・基板間空隙内への樹脂２の充填方法としては、フリップチップ実装体１の基板１１上のチップ１２の周囲に、その一部を残して、ディスペンサ３で樹脂２を押し出し塗布し、毛細管現象を利用して塗布された樹脂２を空隙内へ浸透させる。この際、浸透する樹脂２が、空隙内にある空気を矢印の方向に押して、樹脂２を塗布していない部分〔図４（ｂ）では右側〕から外部に追い出す。その結果として、空隙内には樹脂２の未充填部が残らない。なお、図中、１３はバンプである。
【０００３】
このような従来技術においては、樹脂を充填するのは１個のチップを対象としており、近接して配置された複数のチップを対象とはしていない。しかし、電子機器の高機能化、小型軽量化に伴って、電子部品の実装密度が高くなり、フリップチップ実装されるチップの数も多くなり、それらのチップが接近して実装される場合もある。しかし、上述した従来の樹脂の充填方法では、チップ間の間隔として１ｍｍ以上が必要であり、このような状況に対応することができない。
また、ＩＣチップとおなじ大きさの領域毎に独立した回路を形成された基板上に、それぞれの回路に対応させてＩＣチップを碁盤の目状にフリップチップ実装した後、チップ・基板間空隙内へ樹脂を充填してその空隙を封止し、個々のモジュールに分離することで、モジュールを生産性よく製造することが可能である。このためには、基板上に複数のチップを高密度で碁盤の目状にフリップチップ実装したフリップチップ実装体のチップ・基板間空隙内へ効率的に樹脂を充填することが必要となる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３０８１１７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、上記したような従来技術の状況も含めて、基板上に複数のチップを高密度で碁盤の目状にフリップチップ実装されたフリップチップ実装体のチップ・基板間空隙に効率的に樹脂を充填することができるアンダーフィル樹脂の充填方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、フリップチップ実装において、基板上に碁盤の目状に狭い間隔で配置された複数の同一形状のチップと前記基板との間の空隙に空隙封止用の樹脂を充填するアンダーフィル樹脂の充填方法であって、碁盤の目状に配置されたチップ間の間隙の中央線および外周部にあるチップの外縁に近接する外縁線の内の、２つの方向の内のいずれかの方向に平行に並ぶ中央線および外縁線の１つ置きの線上に、中央線または外縁線に対応させてそれぞれに設定された単位長さ当たりの所定量の前記樹脂を、線を引くように供給して、チップ・基板間空隙に充填する。
【０００７】
平行に並ぶ中央線および外縁線の１つ置きの線上に樹脂を供給するので、樹脂を供給されない中央線および外縁線も１つ置きにあり、この部分がチップ・基板間空隙内の空気の逃げ口となる。また、中央線または外縁線に対応させてそれぞれに設定された単位長さ当たりの所定量の樹脂を、線を引くように供給するので、空隙を充填するのに必要且つ十分な量の樹脂が中央線または外縁線上に均等に供給されて、空隙内はこの樹脂で確実に充填され、且つこの樹脂が空隙内の空気の逃げ口となる部分を塞ぐことはない。
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記樹脂の供給手段として、移動速度の調節可能な移動手段に装着された、前記狭い間隔に対応した小口径のノズルをもつディスペンサを用い、前記所定量の樹脂の供給を、樹脂の粘度とディスペンサの加圧条件および移動速度とによって制御する。
【０００８】
樹脂の供給手段として、移動速度の調節可能な移動手段に装着された、狭いチップ間隔に対応した小口径のノズルをもつディスペンサを用いるので、決められた中央線および外縁線の上に、狭いチップ間隔に対応した細い線状で樹脂を供給することができる。また、所定量の樹脂の供給を、樹脂の粘度とディスペンサの加圧条件および移動速度とによって制御するので、設定された単位長さ当たりの所定量の樹脂を正確に且つ容易に供給することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明によるアンダーフィル樹脂の充填方法のポイントは、基板上に碁盤の目状に狭い間隔でフリップチップ実装された複数の同一形状のチップの間の間隙がつくる２方向の平行線の内のいずれかの平行線を、１ライン置きに樹脂の供給線およびチップ・基板間空隙内空気の逃げ口側線とすること、および、樹脂の供給線へは小口径ノズルをもつディスペンサを用いて、所定の吐出割合で連続的に樹脂を線状に供給すること、である。この吐出割合は、チップ・基板間空隙内を封止し且つチップの周辺部に必要なフィレットを形成するのに十分であるが、後から樹脂が充填されるチップの空気逃げ口を塞ぐことはない、という条件を満たすように設定される。
【００１０】
以下では、この発明によるアンダーフィル樹脂の充填方法の実施の形態について、実施例を用いてより詳しく説明する。
なお、従来技術と同じ機能の部分には同じ符号を付ける。
〔第１の実施例〕
図１は、この発明によるアンダーフィル樹脂の充填方法の第１の実施例を説明するための概念図である。
基板１１上には、チップ１２が狭い間隔で４行４列の碁盤の目状にフリップチップ実装されている。１列目のチップおよび２列目のチップの間のスペースの中央線と、３列目のチップおよび４列目のチップの間のスペースの中央線とを、ディスペンサの移動線４とし、樹脂を所定の吐出割合（単位時間当たりの吐出量）で吐出させながらディスペンサを所定速度でこの線上を移動させて、この線上に所定量の樹脂を線状に供給する。
【００１１】
ディスペンサの樹脂の吐出割合は、樹脂の粘度と、ディスペンサのノズル径および加圧力等とで決まるので、ディスペンサの移動速度は、１チップ当たりに供給すべき樹脂の量が決まると、チップの大きさおよびチップ間の間隔によって決められる。例えば、チップ１２が３ｍｍ角で厚さ０．２７ｍｍ、チップ間隔が０．５ｍｍ、基板・チップ間空隙が３５μｍの場合には、望ましいフィレットを形成させるために必要な樹脂の量は、実測の結果、１チップ当たり１．２ｍｇである。
一方、図２は、０．２ｍｍという小口径のノズル内径をもつディスペンサを用いた場合の吐出時間と吐出量との関係を実測した結果を示す線図であり、（ａ）はディスペンサの加圧力を４９０ｋＰａとした場合、（ｂ）はディスペンサの加圧力を３９２ｋＰａとした場合である。同じ加圧条件で連続的に吐出している状態では、吐出量は吐出時間および加圧力に比例していることが分かる。この実験の結果、フィラーを含んだアンダーフィル樹脂であっても、０．２ｍｍという小口径のノズルをもつディスペンサで安定な吐出状態を得られることが分かった。
【００１２】
したがって、ディスペンサを１個のチップ分（チップの１辺の長さ＋チップ間隔、上述の場合では、３ｍｍ＋０．５ｍｍ＝３．５ｍｍ）だけ移動させる間に、ディスペンサから両側のチップのために必要な量（上述の場合では、１．２ｍｇ×２＝２．４ｍｇ）の樹脂を吐出させればよく、（ａ）の条件で樹脂を吐出させる場合には、約１．７秒で１チップ分を移動させればよいことになる。
このように、チップ間隔に見合う口径のノズルをもつディスペンサを用い、所定のタクト時間との見合いにおいて、樹脂の粘度とか圧力を調節してディスペンサの移動速度を選定すれば、所望の樹脂充填が実行できることが分かるであろう。なお、樹脂の粘度は樹脂そのもので決まるけれども、温度を制御すればある程度の範囲で調節することが可能である。
【００１３】
この実施例は４行４列にチップ１２が並んでいる場合であり、ディスペンサの移動線４の両側にチップ１２があるので、ディスペンサの移動条件および加圧条件を一度設定すれば、樹脂の粘度が変化しない限りそれらの条件を設定し直す必要はない。
しかし、チップ１２の配置が常にこのような条件を満たしている場合ばかりであるとは限らない。この条件を満たすのは、正方形または矩形状にチップ１２が配置され、且つ移動線に直交する方向のチップ数が偶数の場合か、図３（ａ）に示したように、チップ２個単位で段差がある場合である（この条件を満たす移動線を両側供給移動線４という）。
【００１４】
〔第２の実施例〕
この実施例は、図３（ｂ）に示すように、チップ１２の配置は正方形または矩形であるが、移動線に直交する方向のチップ数が奇数の場合であり、両側供給移動線４だけでは、全てのチップ１２に所定量の樹脂を供給できない場合である。図３（ｂ）では、左から４列のチップには両側供給移動線４で対応できるが、右端の列のチップには対応できず、移動線の単位長さ当たりの樹脂の供給量（以下では「樹脂供給割合」という）を２分の１にする必要がある。すなわち、この移動線は、ディスペンサの樹脂供給割合を２分の１にしなければならない片側供給移動線４ａである。したがって、この実施例の場合には、両側供給移動線４から片側供給移動線４ａに移るときに、ディスペンサの加圧条件は変えないで、ディスペンサの移動速度を２倍に上げるか、ディスペンサの移動速度は変えないで、加圧力を下げて樹脂吐出速度を２分の１にするか、によって、樹脂供給割合が２分の１に下げられる。
【００１５】
〔第３の実施例〕
この実施例は、図３（ｃ）に示すように、チップ１２の配置が段差状であって、これまでに説明してきた両側供給移動線４および片側供給移動線４ａに加えて、移動線の初段と終段に片側供給部をもつ片側供給両側供給混在移動線〔図３（ｃ）では片側両側混在移動線〕４ｂが含まれる場合である。
この片側供給両側供給混在移動線４ｂの場合には、ディスペンサを移動させている途中に、樹脂供給割合を、両側供給条件から片側供給条件に、またはその逆方向に切り替えることが必要である。この切り替えは、ディスペンサの移動速度を切り替えるか、ディスペンサの加圧力を切り替えるか、によって、実行される。切り替えのタイミングは、予め組み込まれたプログラムにおけるノズル移動距離の設定によるか、チップ配置の識別信号によって実行される。
【００１６】
以上の説明から明らかなように、これらの実施例によれば、チップ１２の１つの辺に沿ってその辺の近接線上に所定の樹脂供給割合で線状に樹脂が供給され、その辺の反対側の辺には樹脂が供給されない。したがって、供給された樹脂は、供給された側の辺から毛細管現象によってチップ・基板間空隙内に浸透し、反対側の辺からチップ・基板間空隙内の空気を追い出し、チップの周辺にフィレットを形成する。その結果、チップ・基板間空隙を充填した樹脂内にボイドを生じることがない。しかも、チップ１２の配置状況に応じて３種類の移動線を使い分けて、ディスペンサの移動速度および加圧条件を調節するので、チップ毎に供給される樹脂量が正確に制御され、且つ樹脂の供給が効率よく容易に実行される。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１の発明においては、平行に並ぶ中央線および外縁線の１つ置きの線上に樹脂を供給するので、樹脂を供給されない中央線および外縁線も１つ置きにあり、この部分がチップ・基板間空隙内の空気の逃げ口となる。また、中央線または外縁線に対応させてそれぞれに設定された単位長さ当たりの所定量の樹脂を、線を引くように供給するので、空隙を充填するのに必要且つ十分な量の樹脂が中央線または外縁線上に均等に供給されて、空隙内はこの樹脂で確実に充填され、且つこの樹脂が空隙内の空気の逃げ口となる部分を塞ぐことはない。
【００１８】
したがって、この発明によれば、基板上に複数のチップを高密度で碁盤の目状にフリップチップ実装されたフリップチップ実装体のチップ・基板間空隙に効率的に樹脂を充填することができるアンダーフィル樹脂の充填方法を提供することができる。
請求項２の発明においては、樹脂の供給手段として、移動速度の調節可能な移動手段に装着された、狭いチップ間隔に対応した小口径のノズルをもつディスペンサを用いるので、決められた中央線および外縁線の上に、狭いチップ間隔に対応した細い線状で樹脂を供給することができる。また、所定量の樹脂の供給を、樹脂の粘度とディスペンサの加圧条件および移動速度とによって制御するので、設定された単位長さ当たりの所定量の樹脂を正確に且つ容易に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるアンダーフィル樹脂の充填方法の実施例を説明するための概念図
【図２】樹脂の吐出時間と吐出量との関係を示す実測データの線図
【図３】他の実施例を示し、（ａ）は両側供給移動線だけの他の実施例の概念図、（ｂ）は両側供給移動線に加えて片側供給移動線を有する実施例（第２の実施例）の概念図、（ｃ）は更に片側両側混在移動線を有する実施例（第３の実施例）の概念図
【図４】従来技術によるアンダーフィル樹脂の充填方法の一例を示し、（ａ）は側断面図、（ｂ）は基板上の充填樹脂の状態を示す平断面図
【符号の説明】
１  フリップチップ実装体
１１  基板                          １２  チップ
１３  バンプ
２  アンダーフィル樹脂（樹脂）
３  ディスペンサ
４  ディスペンサの移動線（両側供給移動線）
４ａ  片側供給移動線
４ｂ  片側両側混在移動線
【図１】
2004363215.tif 000003
【図２】
2004363215.tif 000004
【図３】
2004363215.tif 000005
【図４】
2004363215.tif 000006