(57)【要約】【課題】回路基板への両面実装方法において、両面実装後に発生する回路基板の反りを解消することで、半導体チップの突起電極と回路基板の電極パッドとの接合状態を安定状態で維持するととももに、マザー回路基板への２次実装を良好に行うことを目的とする。【解決手段】第２の工程のアンダーフィル樹脂６ｂを加熱硬化するときに、第１の工程のアンダーフィル樹脂６ａの熱膨張より大きく熱膨張させ、硬化後の常温状態に戻る降温復帰時の収縮を第１の工程のアンダーフィル樹脂の収縮より大きくする。これにより、第１の工程で発生した反りを吸収し、回路基板４の反りを解消する。【選択図】　図２
2004023045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板の一方の面に半導体チップを実装して前記回路基板と前記半導体チップとの間のアンダーフィル樹脂を硬化させる第１の工程と、
回路基板の他方の面に半導体チップを実装して前記回路基板と前記半導体チップとの間のアンダーフィル樹脂を硬化させる第２の工程とを備え、
前記第１の工程と前記第２の工程とで、熱膨張係数の異なる前記アンダーフィル樹脂を用いることを特徴とする両面実装方法。
【請求項２】
前記第２の工程よりも先に行なわれる前記第１の工程の前記アンダーフィル樹脂の熱膨張係数が、前記第２の工程の前記アンダーフィル樹脂の熱膨張係数よりも小さいものである請求項１記載の両面実装方法。
【請求項３】
前記第１の工程の前記アンダーフィル樹脂と前記第２の工程の前記アンダーフィル樹脂とで無機の微粒子の含有量を異ならせて前記熱膨張係数を異ならせた請求項１または２記載の両面実装方法。
【請求項４】
回路基板の一方の面に半導体チップを実装して前記回路基板と前記半導体チップとの間のアンダーフィル樹脂を硬化させる第１の工程と、
回路基板の他方の面に半導体チップを実装して前記回路基板と前記半導体チップとの間のアンダーフィル樹脂を硬化させる第２の工程とを備え、
前記第１の工程で半導体チップが実装される実装エリアと前記第２の工程で半導体チップが実装される実装エリアにおける配線パターンの面積および方向性の少なくとも一方を異ならせることを特徴とする両面実装方法。
【請求項５】
前記第２の工程よりも先に行なわれる前記第１の工程の前記配線パターンの面積が、前記第２の工程の配線パターンの面積よりも小さいものである請求項４記載の両面実装方法。
【請求項６】
前記第２の工程よりも先に行なわれる前記第１の工程の半導体チップの長手方向に沿った配線パターンが、前記第２の工程の半導体チップの長手方向に沿った配線パターンよりも少ないものである請求項４または５記載の両面実装方法。
【請求項７】
前記第１の工程における前記半導体チップの前記回路基板の面方向での実装箇所に対して反対面側で実質的に同一箇所で前記第２の工程における半導体チップの実装を行うことを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の両面実装方法。
【請求項８】
前記第１の工程における半導体チップと前記第２の工程における半導体チップとして互いに実質的に同一サイズのものを用いることを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の両面実装方法。
【請求項９】
前記第１の工程および前記第２の工程は、チップ表面に突起電極が形成された半導体チップの前記突起電極を前記回路基板の電極パッドに位置合わせした状態で前記半導体チップを前記回路基板に対してフリップチップ実装し、前記フリップチップ実装後の前記回路基板と前記半導体チップとの隙間に前記アンダーフィル樹脂を充填し、そのアンダーフィル樹脂を加熱硬化させることにより前記半導体チップを前記回路基板に固定する請求項１から８までのいずれかに記載の両面実装方法。
【請求項１０】
回路基板の両面に半導体チップがそれぞれ実装されて前記回路基板と各半導体チップとの間のアンダーフィル樹脂がそれぞれ硬化されてなるチップ実装基板であって、
前記回路基板の両面の前記アンダーフィル樹脂の熱膨張係数が互いに異なることを特徴とするチップ実装基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板の表面と裏面とにそれぞれ熱硬化性のアンダーフィル樹脂を介して半導体チップを実装する両面実装方法、およびその両面実装方法によって作製されるチップ実装基板に係り、特には、半導体チップ実装後の回路基板の反りを抑制する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回路基板に対する半導体チップのフリップチップ実装としては、例えば、半導体チップの突起電極（バンプ）を、回路基板の電極パッドに対して位置決めした状態で、導電性ペーストを介して電気的かつ機械的に接合し、次いで、熱硬化性のアンダーフィル樹脂を半導体チップと回路基板との間に充填し、アンダーフィル樹脂を加熱によって硬化させ、半導体チップを回路基板に固定する方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
高密度実装を図るために、半導体チップを、回路基板の両面に実装する場合には、上述のフリップチップ実装を適用して次のようにして行なうことが考えられる。
【０００４】
すなわち、図５（ａ）はフリップチップ実装前の半導体チップの概要図、図５（ｂ）は一方の面側の実装後の概要図、図５（ｃ）は一方の面側の実装におけるアンダーフィル樹脂硬化後の概要図、図５（ｄ）は他方の面側の実装後の概要図、図５（ｅ）は他方の面側の実装におけるアンダーフィル樹脂硬化後の概要図である。
【０００５】
図５（ａ）に示すように、半導体チップ１ａに形成された突起電極２ａに導電性ペースト３を塗布し、図５（ｂ）に示すように回路基板４の電極パッド（図示せず）と半導体チップ１ａに形成された突起電極２ａとを高精度に位置決めし、導電性ペースト３を介してフリップチップ実装する。次いで、熱硬化性のアンダーフィル樹脂５を半導体チップ１ａと回路基板４の間に充填し、図５（ｃ）に示すように加熱硬化させ、半導体チップ１ａと回路基板４を固定することで電極パッド間の接続を維持させる。以上で一方の面側の実装が終わる。
【０００６】
次に、図５（ｄ）に示すように、半導体チップ１ａが先に実装された回路基板４を表裏反転した上で、回路基板４の面方向において先に実装された半導体チップ１ａの実装位置と対向する裏面（図面上では上面）に、前述と同様に、半導体チップ１ｂを用いて、回路基板４の電極パッド（図示せず）と半導体チップ１ｂに形成された突起電極（図示せず）を高精度に位置決めし、導電性ペースト３を介してフリップチップ実装する。次いで、半導体チップ１ｂと回路基板４の間にアンダーフィル樹脂５を充填し、図５（ｅ）に示すように、加熱硬化させ、半導体チップ１ｂと回路基板４を固定することで電極パッド間の接続を維持させる。これで他方の面側の実装が終わり、全体として両面実装が完了する。
【０００７】
上記の先の実装において、アンダーフィル樹脂５を加熱によって硬化させる場合、加熱によって半導体チップ１ａ、アンダーフィル樹脂５、回路基板４が熱膨張を起こす。アンダーフィル樹脂５は熱硬化性樹脂のため、前記各々の部材が熱膨張した時点でアンダーフィル樹脂５が硬化する。このときの熱膨張の量は、回路基板４と半導体チップ１ａとの熱膨張係数の相違に応じて異なるものとなる。その結果、常温状態に戻ったときの熱収縮量にも差が出て、回路基板４と半導体チップ１ａとで降温復帰応力に差が生じ、図５（ｃ）に示すように、半導体チップ１ａ側が凸状となる状態で回路基板４に反りが発生する。
【０００８】
この状態で、回路基板４の裏面に半導体チップ１ｂを実装し、アンダーフィル樹脂５を注入し、硬化させるために加熱すると、先に硬化したアンダーフィル樹脂５、半導体チップ１ａも共に熱膨張する状態になった上で硬化が行われる。したがって、降温復帰に伴って、先の実装の場合とは逆方向に反りを生じる。
【０００９】
先の実装で生じた反りが後の実装での反りによって簡単に打ち消すことが可能であると単純に考えられるが、実際には、常温に戻ったときに、反りは減少してはいるものの、先の実装で生じた反りを後の実装での反りで適切に打ち消すには至らず、図５（ｅ）に示すように、下側の先の実装の半導体チップ１ａ側に凸となる回路基板４の反りを残したままの状態になる。
【００１０】
これは、先の実装時の構成要素と後の実装時の構成要素との相違に起因しているのではないかと考えられる。すなわち、先の実装時は、回路基板４と半導体チップ１ａとアンダーフィル樹脂５とが構成要素である。これに対して、後の実装時は実装完了済の半導体チップ１ａとアンダーフィル樹脂５とを含む回路基板４と、新たな半導体チップ１ｂおよびアンダーフィル樹脂５とである。したがって、全体の熱容量および剛性は、先の実装と後の実装とで相違し、その結果、先の実装と後の実装とでは熱膨張・熱収縮の条件が異なり、反りが残るものと考えられる。
【００１１】
このように反りが残留すると、電極パッド間の接合部に絶えず応力が発生している状態となるため、安定した接合状態を維持できなくなる。
【００１２】
また、上記のようにして作製されたデバイスがＣＳＰ（Ｃｈｉｐ　Ｓｉｚｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）やＭＣＭ（Ｍｕｌｔｉ　Ｃｈｉｐ　Ｍｏｄｕｌｅ）のような場合には、マザー回路基板上に２次実装を行うが、前述のような反りが発生していると、接合不良や局部当接が生じ、２次実装が良好に行えないという問題が生じる。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みて創案されたものであり、両面実装方法において、実装完了状態での回路基板における反りを良好に抑制することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の両面実装方法は、回路基板の一方の面に半導体チップを実装して前記回路基板と前記半導体チップとの間のアンダーフィル樹脂を硬化させる第１の工程と、回路基板の他方の面に半導体チップを実装して前記回路基板と前記半導体チップとの間のアンダーフィル樹脂を硬化させる第２の工程とを備え、前記第１の工程と前記第２の工程とで、熱膨張係数の異なる前記アンダーフィル樹脂を用いるものである。
【００１５】
本発明によれば、第１の工程と第２の工程とのアンダーフィル樹脂の熱膨張係数を異ならせる、すなわち、第１の工程のアンダーフィル樹脂を硬化させて常温へ降温させることによって生じる反りを、第２の工程のアンダーフィル樹脂を硬化させて常温へ降温させることによって生じる反りによって打ち消すように、アンダーフィル樹脂の熱膨張係数を異ならせることにより、両面実装後の回路基板には反りが実質的に生じず、回路基板と半導体チップの電極パッド間の接合部に応力が発生することを抑制し、安定した接合状態を維持できる。
【００１６】
また、ＣＳＰやＭＣＭのようにマザー回路基板上に２次実装を行う場合に、本発明によるチップ実装基板は上記のように反りが発生していないので、チップ実装基板とマザー回路基板との間に接合不良や局部当接は発生せず、その２次実装を良好に行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の両面実装方法は、回路基板の一方の面に半導体チップを実装して前記回路基板と前記半導体チップとの間のアンダーフィル樹脂を硬化させる第１の工程と、回路基板の他方の面に半導体チップを実装して前記回路基板と前記半導体チップとの間のアンダーフィル樹脂を硬化させる第２の工程とを備え、前記第１の工程と前記第２の工程とで、熱膨張係数の異なる前記アンダーフィル樹脂を用いるものであり、第１の工程で生じる反りを、第２の工程で生じる反りによって打ち消すように作用させることができ、これによって、両面実装後の回路基板には反りが実質的に生じないようにし、回路基板と半導体チップの電極パッド間の接合部に応力が発生することを抑制し、安定した接合状態を維持できる。
【００１８】
また、先に行なわれる第１の工程で用いるアンダーフィル樹脂の熱膨張係数を、第２の工程で用いるアンダーフィル樹脂の熱膨張係数よりも小さくするのが好ましい。
【００１９】
これによれば、熱膨張係数の小さいアンダーフィル樹脂を用いた第１の工程で生じた反りを、熱膨張係数の大きいアンダーフィル樹脂を用いる第２の工程で生じる反りによって打ち消すことができる。
【００２０】
アンダーフィル樹脂に熱膨張係数の差をもたせることについては、アンダーフィル樹脂に含まれている無機の微粒子の含有量に差をもたせることが好ましい。無機の微粒子には例えばシリカがある。微粒子の含有量を少なくすることに伴って熱膨張係数が大きくなる。微粒子が多く含まれるほど剛性が増すことによる。したがって、第１の工程で用いるアンダーフィル樹脂では微粒子の含有量を相対的に多くし、第２の工程で用いるアンダーフィル樹脂では微粒子の含有量を相対的に少なくする。
【００２１】
また、本発明の両面実装方法は、回路基板の一方の面に半導体チップを実装して前記回路基板と前記半導体チップとの間のアンダーフィル樹脂を硬化させる第１の工程と、回路基板の他方の面に半導体チップを実装して前記回路基板と前記半導体チップとの間のアンダーフィル樹脂を硬化させる第２の工程とを備え、前記第１の工程で半導体チップが実装される実装エリアと前記第２の工程で半導体チップが実装される実装エリアにおける配線パターンの面積および方向性の少なくとも一方を異ならせるものである。
【００２２】
配線パターンは銅などの金属を主体とするものであり、配線パターンの熱膨張係数は回路基板やアンダーフィル樹脂の熱膨張係数に比べて大きく、配線パターンの面積が大きいほどアンダーフィル樹脂硬化後の熱収縮率も大きい。また、配線パターンは細長いものであることから、配線パターンには方向性があり、パターン長手方向での熱収縮量はパターン幅方向での熱収縮量に比べて圧倒的に大きい。半導体チップの形状が長方形である場合には、反り量の大小関係に配線パターンの方向性が関係する。配線パターンの熱収縮は、半導体チップの長手方向の反りに大きく関与するのに対して、半導体チップの幅方向の反りにはあまり関与しない。半導体チップの長手方向に沿ったパターン成分が多いと長手方向での反りが大きくなる。
【００２３】
したがって、本発明によれば、第１の工程と第２の工程との配線パターンの面積および方向性の少なくとも一方を異ならせることによって、第１の工程で回路基板の一方の面に半導体チップを実装してアンダーフィル樹脂を硬化させて常温へ降温させることによって生じる反りを、第２の工程で回路基板の他方の面に半導体チップを実装してアンダーフィル樹脂を硬化させて常温へ降温させることによって生じる反りによって打ち消すように作用させることができ、両面実装後の回路基板の反りが低減され、回路基板と半導体チップの電極パッド間の接合部に応力が発生することを抑制し、安定した接合状態を維持できる。
【００２４】
また、配線パターンの面積が大きいほどアンダーフィル樹脂硬化後の熱収縮率も大きいので、先に行なわれる第１の工程の配線パターンの面積を、第２の工程の配線パターンの面積に比べて小さくするのが好ましく、これによれば、第１の工程で生じた反りを第２の工程て生じる反りによって打ち消すことができる。
【００２５】
さらに、先に行なわれる第１の工程の半導体チップの長手方向に沿った配線パターンを、第２の工程の半導体チップの長手方向に沿った配線パターンよりも少なくするのが好ましく、これによれば、長手方向パターン成分が少ない第１の工程で生じた反りを第２の工程で生じる反りによって打ち消すことができる。
【００２６】
また、ここで配線パターンが少ないとは、面積が少ない場合のみではなく、パターンの数が少ない場合も含むものである。
【００２７】
上記において、別の観点からの好ましい態様として次のものを挙げることができる。すなわち、第１の工程で生じた反りを第２の工程での反りによって打ち消すことにおいて、その制御をより正確に行うには、回路基板の表裏両面での対称性をなるべく保つようにすることが合理的である。そこで、回路基板の面方向での半導体チップの実装箇所について、表裏両面で実質的に同一箇所で第１の工程の実装と第２の工程での実装を行うことが好ましい。また、半導体チップのサイズについて、第１の工程と第２の工程とで実質的に同一サイズの半導体チップを用いることが好ましい。
【００２８】
なお、上記において、より具体的レベルでは、第１の工程および第２の工程は、それぞれ、次の各工程を伴うものである。すなわち、半導体チップの表面に形成された突起電極を回路基板の電極パッドに位置合わせし、その状態で半導体チップを回路基板に対してフリップチップ実装し、フリップチップ実装後の回路基板と半導体チップとの隙間にアンダーフィル樹脂を充填し、そのアンダーフィル樹脂を加熱硬化させることにより半導体チップを回路基板に固定するものである。
【００２９】
アンダーフィル樹脂としては、ペースト状のアンダーフィル樹脂でもよいし、フィルム状のアンダーフィル樹脂でもよい。この場合、第１の工程、第２の工程ともにペースト状のアンダーフィル樹脂とするのでもよいし、フィルム状のアンダーフィル樹脂とするのでもよいし、あるいは、第１の工程と第２の工程のいずれか一方をペースト状のアンダーフィル樹脂とし、他方をフィルム状のアンダーフィル樹脂としてももよい。
【００３０】
上記の本発明の両面実装方法を適用して作製したチップ実装基板は、平坦性にすぐれたものとなる。それは、回路基板の表面と裏面とにそれぞれ熱硬化性のアンダーフィル樹脂を介して半導体チップが実装されてなるチップ実装基板であって、表面側のアンダーフィル樹脂と裏面側のアンダーフィル樹脂とが互いに異なる熱膨張係数とされ、かつ前記半導体チップ実装の回路基板が実質的に平坦になっているものである。
【００３１】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１に係わる両面実装方法について、図１および図２を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態１による両面実装後の断面図を示し、図２は、上述の図５と同様に実装手順を示す図である。
【００３３】
本実施の形態１では、アンダーフィル樹脂内のシリカの含有量を変えて両面実装する例について説明する。シリカは無機の微粒子の代表例である。構成要素である半導体チップ、突起電極およびアンダーフィル樹脂について、それぞれの参照符号に“ａ”を付したものは先に行なわれる第１の工程に係わるものであり、“ｂ”を付したものは後で行なわれる第２の工程に係わるものである。例えば、１ａは第１の工程に係わる半導体チップを表し、１ｂは第２の工程に係わる半導体チップを表す。
【００３４】
予め、半導体チップ１ａに形成された突起電極２ａの先端に導電性ペースト３を塗布しておく。また、第１の工程に用いる熱硬化性のアンダーフィル樹脂６ａとして、粒径φ３μｍのシリカを重量比で７０％含有するものを用意する一方、第２の工程に用いる熱硬化性のアンダーフィル樹脂６ｂとして、同じ粒径φ３μｍのシリカを重量比で５５％含有するものを用意しておく。
【００３５】
（ａ）第１の工程
（１）回路基板４に対して半導体チップ１ａをフリップチップ実装する。すなわち、半導体チップ１ａに形成された突起電極２ａを回路基板４の電極パッド（図示せず）に対して高精度に位置決めし、導電性ペースト３を介して固定する。
【００３６】
（２）次に、シリカ含有量７０％のアンダーフィル樹脂６ａを、半導体チップ１ａと回路基板４の間に充填し、加熱硬化させて、半導体チップ１ａを回路基板４に固定する。これにより、電極パッド間の接続を維持させる。これで先の第１の工程が完了する。
【００３７】
この場合に、硬化のために所定温度に昇温されたアンダーフィル樹脂６ａが常温まで降温する過程で、アンダーフィル樹脂６ａとともに回路基板４および半導体チップ１ａに熱収縮が起こり、両者の熱膨張係数の差に起因して降温復帰応力が作用する。この降温復帰応力によって、回路基板４に反りが生じる。
【００３８】
（ｂ）第２の工程
（３）第１の工程の実装が完了したチップ付き回路基板４を表裏反転した上で、そのチップ付き回路基板４に対して半導体チップ１ｂをフリップチップ実装する。すなわち、第１の工程での半導体チップ１ａの回路基板４の面方向での実装箇所に対して反対面側で実質的に同一箇所において、第２の工程の実装を行う。すなわち、半導体チップ１ｂに形成された突起電極（図示せず）を回路基板４の電極パッド（図示せず）に対して高精度に位置決めし、導電性ペースト３を介して固定する。ここで、第２の工程での半導体チップ１ｂは、そのサイズを第１の工程での半導体チップ１ａと実質的に同じとする。
【００３９】
（４）次に、シリカ含有量５５％のアンダーフィル樹脂６ｂを、半導体チップ１ｂと回路基板４の間に充填し、加熱硬化させて、半導体チップ１ｂを回路基板４に固定する。これにより、電極パッド間の接続を維持させる。これで第２の工程が完了し、全体として、両面実装が完了する。これが図１に示す状態である。この場合に、硬化のために所定温度に昇温されたアンダーフィル樹脂６ｂが常温まで降温する過程で、アンダーフィル樹脂６ｂとともに回路基板４および半導体チップ１ｂに熱収縮が起こり、両者の熱膨張係数の差に起因して降温復帰応力が作用する。この降温復帰応力によって、第１の工程の場合とは逆方向に反りが生じ、第１の工程で生じていた回路基板４の反りを減少させる。
【００４０】
本実施の形態で、第２の工程で用いるアンダーフィル樹脂６ｂのシリカ含有量５５％を第１の工程のアンダーフィル樹脂６ａの７０％より小さくしているのは、第２の工程での熱膨張係数をより大きくし、第２の工程での降温復帰応力ひいては熱収縮量をより大きくし、第１の工程で生じた反りを第２の工程での降温復帰応力によって打ち消すためである。
【００４１】
従来においては、第１の工程と第２の工程とで同じ熱膨張係数のアンダーフィル樹脂を使用していた。そのため、第１の工程でのアンダーフィル樹脂の降温復帰時の回路基板の反りを、第２の工程でのアンダーフィル樹脂の降温復帰時の熱収縮によって完全に打ち消すことができなかった。第１の工程と第２の工程とで全体の熱容量および剛性に差が生じるためである。
【００４２】
これに対して、この実施の形態では、第２の工程で用いるアンダーフィル樹脂６ｂの熱膨張係数を大きくし、より大きく熱収縮させることで、第１の工程で生じた反りを第２の工程での降温復帰応力によって打ち消すことができる。その結果、図１に示すように回路基板４の反りを解消し、完成されたチップ実装基板の平坦性を高度なものにすることができる。
【００４３】
上記のように本実施の形態の両面実装方法によれば、第２の工程完了で得られたチップ実装基板では、その回路基板に反りが生じておらず、表面側でも裏面側でも、回路基板と半導体チップの電極パッド間の接合部に応力が発生することを抑制し、安定した接合状態を維持することができる。
【００４４】
また、上記のフリップチップ実装で得られたチップ実装基板には反りが発生しておらず平坦性にすぐれたものとなっているので、ＣＳＰやＭＣＭのようにマザー回路基板上にチップ実装基板を２次実装する場合に、接合不良や局部当接などがなく、その２次実装を良好に行うことができる。
【００４５】
なお、アンダーフィル樹脂の熱膨張係数を調整するに、本実施の形態では樹脂中に含有されている無機の微粒子のシリカの量を調整したが、これに代えて、樹脂成分自体の性状を調整することにより熱膨張係数を調整してもよい。
【００４６】
本実施の形態の両面実装方法を適用して作製されたチップ実装基板は、もちろん平坦性にすぐれたものであるが、実体的には、表面側のアンダーフィル樹脂と裏面側のアンダーフィル樹脂とが互いに異なる熱膨張係数となっているものである。さらには、表面側のアンダーフィル樹脂と裏面側のアンダーフィル樹脂とで、それぞれに含まれている無機の微粒子の含有量が互いに相違しているものである。
【００４７】
なお、熱膨張係数としては、先の第１の工程で用いられるアンダーフィル樹脂樹脂６ａの熱膨張係数が、例えば、３０ｐｐｍ（１０−６／Ｋ）程度であり、後の第２の工程で用いられるアンダーフィル樹脂６ｂの熱膨張係数が、例えば、４５ｐｐｍ（１０−６／Ｋ）程度である。
【００４８】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係わる両面実装方法について、図３を参照しながら説明する。図３は本発明の実施の形態２による両面実装方法での回路基板への実装概要図である。
【００４９】
本実施の形態２では、回路基板の実装エリア内の配線パターンの面積によって実装順序が決められる例について説明する。アンダーフィル樹脂については、第１の工程と第２の工程とで同じものを使用する。
【００５０】
回路基板４に形成された実装エリア８の配線パターン７の合計面積を表面側と裏面側とで個別に考慮する。配線パターンの合計面積が小さい方の面に対して先の工程である第１の工程を行い、配線パターンの合計面積が大きい方の面に対して後の工程である第２の工程を行う。それは、次の理由に基づいている。
【００５１】
配線パターン材料としては一般的にＣｕが用いられる。Ｃｕの熱膨張係数１．７×１０−５（ノンディメンション）は比較的大きいものであり、熱収縮量が大きい。本発明は、熱収縮量の小さい方を優先して先に行なう第１の工程とすることを原則としている。Ｃｕからなる配線パターンの合計面積が大きいほど全体としての熱収縮量は大きくなる。そこで、配線パターンの合計面積がより大きい方を後で行なう第２の工程とし、合計面積がより小さい方を第１の工程とする。
【００５２】
第２の工程では実装エリア内の配線パターンの合計面積がより大きいため、第１の工程より大きな熱収縮が得られ、その結果、第２の工程で、第１の工程で生じた反りを打ち消すことができる。その結果、アンダーフィル樹脂の熱膨張係数を変えることなく、回路基板４の反りを解消し、完成されたチップ実装基板の平坦性を高度なものにすることができる。
【００５３】
上記のように本実施の形態の両面実装方法によれば、第２の工程完了で得られたチップ実装基板では、その回路基板に反りが生じておらず、表面側でも裏面側でも、回路基板と半導体チップの電極パッド間の接合部に応力が発生することを抑制し、安定した接合状態を維持することができる。
【００５４】
また、上記のフリップチップ実装で得られたチップ実装基板には反りが発生しておらず平坦性にすぐれたものとなっているので、ＣＳＰやＭＣＭのようにマザー回路基板上にチップ実装基板を２次実装する場合に、接合不良や局部当接などがなく、その２次実装を良好に行うことができる。
【００５５】
先の第１の工程と後の第２の工程との配線パターンの面積の比率は、例えば、実装エリアの面積が、例えば、１００ｍｍ２　程度であるときに、第１の工程の配線パターンの面積は、第２の工程の配線パターンの面積の、例えば、７０％程度である。
【００５６】
本発明の他の実施の形態として、本実施の形態２に実施の形態１を併用してもよい。すなわち、配線パターンの合計面積がより小さい方を第１の工程に定めた上で、熱膨張係数の大小関係につきより小さい方のアンダーフィル樹脂を用いて第１の工程を行うようにするものである。この場合、併用を加味して、アンダーフィル樹脂の熱膨張係数を調整する。第１の工程と第２の工程とでの熱膨張係数の差は、実施の形態１の場合より小さくてよい。
【００５７】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係わる両面実装方法について、図４を参照しながら説明する。図４は本発明の実施の形態３による両面実装方法での回路基板への実装概要図である。本実施の形態では、半導体チップとして長方形の半導体チップを用いる。すなわち、半導体チップが長方形であることに伴って、回路基板の実装エリア内の配線パターンの方向性によって実装順序が決められる例について説明する。アンダーフィル樹脂については、第１の工程と第２の工程とで同じものを使用する。
【００５８】
回路基板４に形成された実装エリアの配線パターンに関して、長方形の半導体チップの長手方向に沿ったパターン成分が少ない側の面で先の第１の工程を行い、半導体チップの長手方向に沿ったパターン成分が多い側の面で後の第２の工程を行う。それは、次の理由に基づいている。
【００５９】
すでに説明したように、Ｃｕの熱膨張係数は１．７×１０−５と比較的に大きいものであり、熱収縮量が大きい。この熱収縮はもっぱら配線パターンの長手方向に沿ってものであり、配線パターンの幅方向での熱収縮は無視してよい。長方形の半導体チップ自体においても、その降温復帰に伴う反りは、主として長手方向で生じるものであり、これに比べると、半導体チップの幅方向での反りは充分に小さく、無視してよい。本発明は、熱収縮量の小さい方を優先して先に行なわれる第１の工程とすることを原則としている。半導体チップの長手方向に沿ったパターン成分が多いと長手方向での熱収縮量が大きくなる。そこで、長手方向に沿ったパターン成分がより多い方を後の第２の工程とし、長手方向に沿ったパターン成分がより少ない方を第１の工程とする。
【００６０】
図４に示すように、長方形の半導体チップ１ａに対応した実装エリア８ａではその配線パターン７ａは長手方向パターン成分が少ない（長手直交成分は多い）。一方、長方形の半導体チップ１ｂに対応した実装エリア８ｂではその配線パターン７ｂは長手方向パターン成分が多い（長手直交成分は少ない）。そこで、長手方向パターン成分がより少ないことから熱収縮量がより小さくなる方の配線パターン７ａに対する半導体チップ１ａの実装を先に行なわれる第１の工程とし、長手方向パターン成分がより多いことから熱収縮量がより大きくなる方の配線パターン７ｂに対する半導体チップ１ｂの実装を後の第２の工程とする。
【００６１】
第２の工程の実装エリア内の長手方向パターン成分がより多いため、第１の工程より大きな熱収縮が得られ、その結果、第２の工程で、第１の工程で生じた反りを打ち消すことができる。その結果、アンダーフィル樹脂の熱膨張係数を変えることなく、回路基板４の反りを解消し、完成されたチップ実装基板の平坦性を高度なものにすることができる。
【００６２】
上記のように本実施の形態の両面実装方法によれば、第２の工程完了で得られたチップ実装基板では、その回路基板に反りが生じておらず、表面側でも裏面側でも、回路基板と半導体チップの電極パッド間の接合部に応力が発生することを抑制し、安定した接合状態を維持することができる。
【００６３】
また、上記のフリップチップ実装で得られたチップ実装基板には反りが発生しておらず平坦性にすぐれたものとなっているので、ＣＳＰやＭＣＭのようにマザー回路基板上にチップ実装基板を２次実装する場合に、接合不良や局部当接などがなく、その２次実装を良好に行うことができる。
【００６４】
なお、本実施の形態３に実施の形態１を併用する実施の形態もある。すなわち、長手方向パターン成分がより少ない方を第１の工程に定めた上で、熱膨張係数の大小関係につきより小さい方のアンダーフィル樹脂を用いて第１の工程を行うようにするものである。この場合、併用を加味して、アンダーフィル樹脂の熱膨張係数を調整する。第１の工程と第２の工程とでの熱膨張係数の差は、実施の形態１の場合より小さくてよい。
【００６５】
さらには、実施の形態２と実施の形態３を併用する実施の形態や、実施の形態１と実施の形態２と実施の形態３を併用する実施の形態もある。
【００６６】
上記いずれの実施の形態においても、第１の工程でも第２の工程でも充填するタイプのペースト状のアンダーフィル樹脂を用いたが、これに代えて、予め貼り付けておくタイプのフィルム状のアンダーフィル樹脂を用いてもよい。第１の工程と第２の工程とでともにフィルム状のアンダーフィル樹脂を用いてもよいし、第１の工程と第２の工程とでペースト状のアンダーフィル樹脂とフィルム状のアンダーフィル樹脂とを使い分けるようにしてもよい。その場合、いずれにペースト状のアンダーフィル樹脂を用い、いずれにフィルム状のアンダーフィル樹脂を用いるかは、条件に応じて定めればよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、先に行なわれる第１の工程よりも第２の工程の熱収縮を大きくして第１の工程での回路基板の反りを第２の工程での回路基板の反りで打ち消すようにしたので、チップ実装基板において、回路基板と半導体チップの電極パッド間の接合部に応力が発生することを抑制し、平坦性をすぐれたものにして、安定した接合状態を維持することができる。
【００６８】
また、ＣＳＰやＭＣＭのようにマザー回路基板上に２次実装を行う場合に、チップ実装基板は反りが発生していないことから接合不良や局部当接を抑制でき、その２次実装を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係わる両面実装方法における実装後の断面図
【図２】図１の両面実装の概略を示す工程断面図
【図３】本発明の実施の形態２に係わる回路基板への実装概要図
【図４】本発明の実施の形態３に係わる長方形半導体チップを用いた回路基板への実装概要図
【図５】従来の技術における両面実装の概略を示す工程断面図
【符号の説明】
１ａ，１ｂ　半導体チップ
２ａ，２ｂ　突起電極
３　導電性ペースト
４　回路基板
６ａ，６ｂ　アンダーフィル樹脂
７，７ａ，７ｂ　配線パターン
８，８ａ，８ｂ　実装エリア
【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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