(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔が設けられた電子部品と、
該電子部品を実装する基板と、
該電子部品の外周部に供給されることによって、前記基板と前記電子部品との間の空間部の周囲を閉塞する樹脂部材と、を有し、
前記樹脂部材は、前記貫通孔の開閉と温度変化により、前記空間部の圧力を変化させ形状が制御されることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記樹脂部材は、前記電子部品の外周に塗布および硬化されたエポキシ樹脂組成物であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記樹脂部材は、前記硬化されたエポキシ樹脂組成物より前記電子部品の内部に塗布および硬化された別種類のエポキシ樹脂組成物であることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を基板に実装した半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プリント配線基板に半導体素子をはんだバンプを介して接続した半導体装置側面に、エポキシ樹脂組成物を塗布，硬化させ、落下，曲げ，熱疲労に対し、そのはんだバンプの信頼性を向上させる技術が知られている。
【０００３】
特許文献１には、半導体素子とプリント配線基板の接合部を保護するために使用した樹脂が内部を密封することによるリフロー等の過熱の膨張，破損を防ぐことを目的で、半導体素子下部にあたるプリント配線基板上に貫通孔を形成し、過熱時でも内部圧力が上がらない技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１のプリント配線基板上に貫通孔を配置し、樹脂を塗布する技術では、塗布した樹脂の硬化時に、その樹脂の粘度が下がるため、より内部へ樹脂が引き込まれ、熱疲労寿命を確保する上で重要となる外周部フィレットが形成されないという問題があった。
【０００５】
本発明は、前記課題を解決するためのものであり、その目的とするところは、硬化時に貫通孔を耐熱性のテープで密封することにより内部圧力を上昇させ、硬化前樹脂を外部へ押し出させる働きをさせ、外周フィレットを形成させることができる半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために、本発明は、以下の特徴を有する。
【０００７】
本発明に係る半導体装置は、貫通孔が設けられた電子部品と、該電子部品を実装する基板と、該電子部品の外周部に供給されることによって、前記基板と前記電子部品との間の空間部の周囲を閉塞する樹脂部材と、を有し、前記樹脂部材は、前記貫通孔の開閉と温度変化により、前記空間部の圧力を変化させ形状が制御されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、硬化時に貫通孔を耐熱性のテープで密封することにより、内部圧力を上昇させ、硬化前樹脂を外部へ押し出させる働きをさせ、外周フィレットを形成させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】半導体装置にアンダーフィル剤を塗布し、浸透させた状態を示す図である。
【図２】プリント配線基板に孔を形成した場合のアンダーフィルフィレット形状を示す図である。
【図３】参考例に係る半導体装置の圧力制御を示す図である。
【図４】実施形態に係る半導体装置の圧力制御を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本実施形態について図面により詳細に説明する。
【００１１】
図１は、通常の方法で半導体装置１にアンダーフィル剤２を塗布し、浸透させた状態を示す図である。
半導体装置１は、プリント配線基板３と電子部品４とを有し、プリント配線基板３に電子部品４をはんだバンプ５を介して接続されている。プリント配線基板３と電子部品４との間で電子部品４の外周に、アンダーフィル剤２が塗布されている。
【００１２】
アンダーフィル剤２は、エポキシ樹脂を主成分とするものが好ましい。なお、アンダーフィル剤２はエポキシ樹脂に限定されず、別種類の樹脂を塗布してもよい。また、エポキシ樹脂組成物より電子部品４の内部に、別種類のエポキシ樹脂組成物が塗布されてもよい。
【００１３】
アンダーフィル剤２を電子部品４の外周へ一度に塗布すると、表面張力により内部へ浸透する。内部への浸透が進むほど内部に残った空間気体圧力は上昇し、ある浸透長で表面張力と内部圧力がつりあい、運動が停止する。しかし、アンダーフィルを実施した半導体装置の熱疲労や衝撃に対する信頼性から要求される浸透距離が、浸透停止が起きる距離より十分であるかわからないという問題がある。
【００１４】
図２は、プリント配線基板３に孔６を形成した場合のアンダーフィルフィレット形状を示す図である。上記の問題を解消するために、プリント配線基板３に孔６が貫通して形成され、内部圧力を上昇させない構成である。確かに、本実施形態であれば、所望の距離へアンダーフィル剤２を浸透させることが可能である。しかし、硬化時の温度上昇により表面張力は上昇し、浸透距離が増す。そのために、信頼性へ影響する外側のフィレットが内側へと引き込まれ、信頼性低下をもたらすことになる。
【００１５】
（参考例）
図３は、参考例に係る半導体装置１の圧力制御を示す図である。プリント配線基板３に形成された孔６をテープ７により開閉し、圧力制御する場合について説明する。プリント配線基板３に形成された孔６を開閉することにより内部圧力を変化させ、浸透形成とアンダーフィルフィレット形状を制御する。
【００１６】
アンダーフィル剤２の十分な浸透距離を得つつ、外側に十分なフィレットを形成させるため、プリント配線基板３に形成された孔６をテープ７により、電子部品４の外周のアンダーフィルに包まれた空間に対し孔６を開閉する。また、温度変化させることにより、空洞内気体の圧力を変化させ、樹脂フィレット形状の形成を制御するので、アンダーフィル剤２を所望の距離まで内部に浸透しつつ、フィレットを形成できる。
【００１７】
最初に、基板上の孔６を開放させた状態でアンダーフィル剤２を塗布し、塗布したアンダーフィル剤２が部品下部へ浸透しきるまで待つ。その後、孔６をテープ７で塞ぎ、アンダーフィル剤２の硬化温度まで全体を加熱する。
【００１８】
孔６を耐熱性のテープ７で密封することにより、内部圧力を上昇させ、内部気体が膨張し、硬化前樹脂を外部へ押し出させる働きをさせ、フィレットが外側に形成される。塗布したアンダーフィル体積と、塗布時と硬化時の温度比により、電子部品下部に残る空間体積が決まることが評価結果よりわかっている。
【００１９】
電子部品４の１辺長さＬ，電子部品４の高さｔ，塗布温度Ｔｂ[Ｋ]，硬化温度Ｔａ[Ｋ],塗布体積Ｖとした場合、硬化後の中心空洞半径は、下記の式と予測することができる。
【００２０】
【数１】
0006379740.tif 000002
【００２１】
この値より、電子部品４の隅からのアンダーフィル浸透距離ｒufを下記の式により、制御することができる。
【００２２】
【数２】
0006379740.tif 000003
【００２３】
（実施形態）
図４は、実施形態に係る半導体装置２１の圧力制御を示す図である。半導体装置２１の電子部品２４に孔２６を形成し，内部空間の圧力を制御する方法について説明する。実施形態では、半導体装置２１の電子部品２４に孔２６を形成し、アンダーフィル剤２２によって密閉された空間の内部圧力をその孔２６に貼り付けたテープ２７の開閉と温度制御により実施する方法である。
【００２４】
参考例では、プリント配線基板３のテープ７で開閉できる孔６を形成し、内部圧力を制御する方法であるが、実施形態では、電子部品２４に対し、テープ２７で開閉できる孔２６を形成する方法である。この方法により、プリント配線基板のレイアウトによらず、自由に本実施形態を実施することができる。
【００２５】
本実施形態によれば、プリント配線基板３に形成された孔６を開閉させることと温度変化させることにより、空洞内気体の圧力を変化させ、樹脂フィレット形状の形成を制御する。硬化時に孔６を耐熱性のテープで密封することにより、内部圧力を上昇させ、硬化前樹脂を外部へ押し出させる働きをさせ、外周フィレットを形成させることができる。
【００２６】
なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１    半導体装置
２    アンダーフィル剤
３    プリント配線基板
４    電子部品
５    はんだバンプ
６    孔
７    テープ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】特開２００３−０９２３８２号公報
【図１】
0006379740.tif 000004
【図２】
0006379740.tif 000005
【図３】
0006379740.tif 000006
【図４】
0006379740.tif 000007