(57)【要約】【課題】はんだバンプの接続部に発生する温度変化時の熱応力を大幅に低減させることができ、長期の接続信頼性を確保することが可能な電子部品実装方法および装置を提供すること。【解決手段】回路基板と電子部品との間に封止樹脂を充填する際、前記電子部品の中心部と封止樹脂の端部までの距離ｒと、前記中心部と最外周部のバンプまでの距離ｓとの比（ｄ＝ｒ／ｓ）が０．５≦ｄ≦０．９５以下とすることで解決できる。【選択図】　図１
2004063734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バンプが形成された電子部品を回路基板に接続する電子部品実装方法であって、前記回路基板と前記電子部品との間に封止樹脂を充填する際、前記電子部品の中心部と封止樹脂の端部までの距離ｒと、前記中心部と最外周部のバンプまでの距離ｓとの比（ｄ＝ｒ／ｓ）が０．５≦ｄ≦０．９５以下であること
を特徴とする電子部品実装方法。
【請求項２】
バンプが形成された電子部品を回路基板に接続する電子部品実装装置であって、前記回路基板と前記電子部品との間に封止樹脂を充填する手段が、前記電子部品の中心部と封止樹脂の端部までの距離ｒと、前記中心部と最外周部のバンプまでの距離ｓとした場合、０．５≦（ｒ／ｓ）≦０．９５以下を満足すること
を特徴とする電子部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップなどの電子部品を回路基板に接続する電子部品実装方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体チップに代表される電子部品は、より一層の高機能化、高精密化などが求められており、同時に半導体チップから放たれる熱を如何に緩和させるかが重要な要件となりつつある。そこで、熱による応力を緩和させるために、半導体チップと回路基板との隙間に封止樹脂を充填することが一般的となっている。
【０００３】
以下、図３を参照しながら、従来技術における電子部品実装技術を説明する。
【０００４】
同図において、１０は半導体チップ、２０は回路基板である。半導体チップ１０は、後述する回路基板２０と対向する面に形成された複数の電極１２を有し、これら電極１２には各々接続バンプとしてのはんだバンプ１３が形成されている。
【０００５】
また、回路基板２０は、半導体チップ１０に対向する面に形成され、はんだバンプ１３に対応する位置に電極２２が形成されている。この電極２２の表面には、はんだ２３がブリコートされている。
【０００６】
更に、半導体チップ１０と回路基板２０の間には、はんだバンプ１３を全て封止するように封止樹脂３１を充填し、半導体チップ１０と回路基板２０を一体化されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述する電子部品実装技術では、半導体チップ１０と回路基板２０との熱膨張係数が大きく相違するため、半導体チップ１０と回路基板２０との間で温度変化が繰り返し生じると、バンプ１３の接続部にせん断力による熱応力が生じやすくなり、バンプ１２の接続部が破断して信頼性を低下させるという問題が生じることになる。特に、半導体チップ１３の中心から離れて配置されたバンプ１３の接続部においては、半導体チップ１０の伸び量と回路基板との伸び量が大となり、はんだ２３の接合部に大きなせん断力が作用することが知られている。
【０００８】
一般に、封止樹脂の熱膨張係数は、はんだバンプ１３よりも熱膨張係数が大きいため、温度変化の繰り返しを受けると、はんだバンプ１３接続部にはせん断力と同時に、圧縮と引っ張りの軸力が発生し、バンプ接続部が除々に破断してしまい信頼性が低下することになる。すなわち、温度が降下するときには封止樹脂が縮み、バンプ１３の接続部に圧縮力が作用する。逆に、温度が上昇すると封止樹脂が膨張し、バンプ１３の接続部に引っ張り力が作用する。特に、半導体チップ１０の中心から最も離れた位置にあるはんだバンプ１３の接続部においては、せん断力と軸力が複合して大きな力が作用する。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、半導体チップの外周部にあるはんだバンプの接続部に発生する複合力を低減させて、信頼性を向上させる電子部品実装方法および装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載された電子部品実装方法は、バンプが形成された電子部品を回路基板に接続する電子部品実装装置であって、前記回路基板と前記電子部品との間に封止樹脂を満たす際、前記電子部品の中心部と封止樹脂の端部までの距離Ｌ１と、前記中心部と最外周部のバンプまでの距離Ｌ２との比（ｄ＝Ｌ１／Ｌ２）が０．５≦ｄ≦０．９５以下であることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載された電子部品実装装置は、バンプが形成された電子部品を回路基板に接続する電子部品実装装置であって、前記回路基板と前記電子部品との間に封止樹脂を充填する手段が、前記電子部品の中心部と封止樹脂の端部までの距離ｒと、前記中心部と最外周部のバンプまでの距離ｓとした場合、０．５≦（ｒ／ｓ）≦０．９５以下を満足することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る電子部品実装の具体的な動作工程を示す図である。なお、図２及び図３においても、図１と共通する機能部分は同一符号を付与している。
【００１３】
図１（ａ）は、回路基板２０を示し、一方の面に複数の電極２２を有し、これら電極１２には、例えば錫・鉛合金からなる厚さ３０μｍ程度のはんだ２３がブリコートされている。図１（ｂ）は、ディスペンサ３０によって回路基板２０に封止樹脂３１を塗布する様子を示す。図１（ｃ）は、ステージ５０上に配置された回路基板２０と、この回路基板２０の対向する面に複数の電極１２を備え、これら電極１２に形成されたはんだバンプ１３を有する半導体チップ１０とをボンディングツール４０によって圧着させる様子を示す。
【００１４】
以下、具体的な動作手順を詳述する。
【００１５】
まず、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、回路基板２０の電極２２を含む表面に例えばエボキシ樹脂などの熱硬化性の封止樹脂３１を供給する。この熱硬化樹脂３１を供給する範囲としては、図１の（ｃ）に示す半導体チップ１０の中央部にある複数の電極２２とし、半導体チップ１０の外周部分の電極２４は除く。
【００１６】
次に、図１（ｃ）に示すように、半導体チップ１０の素子面の裏側をボンディングツール４０に吸着させ、ステージ５０上の回路基板２０に位置合わせして搭載する。更に、ステージ５０に回路基板２０が設置された状態で、半導体チップ１０の背面１１ａ側からボンディングツール４０により荷重を加えると共に、このボンディングツール４０を加熱しながら、はんだバンプ１３を溶融させ、封止樹脂を押し広げる。
【００１７】
これにより、はんだバンプ１３が回路基板２０の電極２２にブリコート済みのはんだ２３と圧着した状態で、封止樹脂３１を硬化させることが可能となる。但し、この時の封止樹脂３１の充填範囲は、半導体チップ１０の中央部分とし、半導体チップ１０の外周部のはんだバンプは封止しないように予め樹脂量を計量しておく。
【００１８】
また、図１（ｄ）及び（ｅ）は、熱硬化後の封止樹脂の半導体チップ１０の下面断面を示す。図１（ｄ）は、封止樹脂３１が半導体チップ１０の中央部分を中心に円状に封止された様子を示す。また、図１の（ｅ）は、封止樹脂３１の供給位置を調整することで、封止樹脂３１が四角形状に封止された様子を示す。そして、図１（ｆ）は、封止樹脂３１が硬化した際の形状を示すものである。
【００１９】
このとき、封止樹脂３１の硬化収縮により、半導体チップ１０の外周部のはんだバンプ１３の接続部は、バネ性のある回路基板２０を用いることで適当な強さで押さえつけられている。その結果、温度が低下すると封止樹脂３１が縮み、回路基板２０のバネ性によりバンプ接合部が必要以上に圧縮されるのを防止できる。
【００２０】
逆に、温度が上昇すると封止樹脂３１が膨張し、回路基板２０のバネ性が膨張を吸収することから、はんだバンプ１３の接続部に発生する引っ張り力を防止することが可能となる。特に、フレキシブルな回路基板ではその効果が顕著に現れる。
【００２１】
図２（ａ）は、封止樹脂３１をどの程度まで充填させるかを説明する図である。半導体チップ１０の中心から最外周のはんだバンプ１３までの距離ｓと、半導体チップ１０の中心から封止樹脂３１の端部までの距離ｒとした場合、はんだバンプ１３の接続部に発生する応力と封止樹脂３１の範囲との関係は、図２（ｂ）に示すような関係にある。
【００２２】
図２（ｂ）において、半導体チップ１０と回路基板２０との隙間に封止樹脂３１がない場合の最外周部のはんだバンプ２４の接続部に発生する最大応力をσｓとし、半導体チップ１０の中心から距離ｒまで封止樹脂３１で封止した場合のはんだバンプ１３の接続部に発生する最大応力をσｒとする。そして、図２（ｂ）は、応力比σｒ／σｓを縦軸とし、距離の比ｒ／ｓを横軸とした図である。
【００２３】
図２（ｂ）から、距離の比ｒ／ｓが０．５から０．９５の範囲にあるときに、はんだバンプ１３の接続部に発生する応力比σｒ／σｓを発明者が所望とする約７割に低減できることがわかる。
【００２４】
なお、本発明の実施形態では、はんだバンプを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、金バンプや導電性樹脂バンプなどでも同様な結果が期待できる。また、封止樹脂の形成方法は、液状の封止樹脂をディスペンス法やスクリーン印刷法などにより供給する方法のほか、シート状の絶縁膜からなる封止樹脂を供給する方法でもよい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の電子部品実装方法および装置によれば、回路基板と電子部品との間に封止樹脂を充填する際、前記電子部品の中心部と封止樹脂の端部までの距離ｒと、前記中心部と最外周部のバンプまでの距離ｓとの比（ｄ＝ｒ／ｓ）が０．５≦ｄ≦０．９５となるように封止樹脂を調整することで、はんだバンプの接続部に発生する温度変化時の熱応力を大幅に低減させることができ、その結果、長期の接続信頼性を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電子部品実装の具体的な工程を示す図
【図２】本発明の実施形態に係る応力比σｒ／σｓと距離の比ｒ／ｓを示す図
【図３】従来例の電子部品実装方法を示す図
【符号の説明】
１０　半導体チップ
１２，２２　電極
１３　はんだバンプ
２０　回路基板
２３　はんだ
３０　ディスペンサ
４０　ボンディングツール
５０　ステージ
【図１】
2004063734.tif 000003
【図２】
2004063734.tif 000004
【図３】
2004063734.tif 000005