(57)【要約】【課題】実装信頼性評価の試験を極めて効率よく行うことが可能な実装信頼性評価用チップおよびこれを用いた実装信頼性の評価方法を提供すること。【解決手段】２０〜２５０℃における熱膨張係数が３〜４ｐｐｍ／℃のガラス基板１と、このガラス基板１の下面に積層されており、２０〜２５０℃における熱膨張係数が３〜５ｐｐｍ／℃のガラスクロス入り絶縁樹脂層２と、このガラスクロス入り絶縁樹脂層２の下面に形成された銅から成る疑似端子３とから成る実装信頼性評価用チップである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２０〜２５０℃における熱膨張係数が３〜４ｐｐｍ／℃のガラス基板と、該ガラス基板の下面に積層されており、２０〜２５０℃における熱膨張係数が３〜５ｐｐｍ／℃のガラスクロス入り絶縁樹脂層と、該ガラスクロス入り絶縁樹脂層の下面に形成された銅から成る疑似端子とから成ることを特徴とする実装信頼性評価用チップ。
【請求項２】
請求項１記載の実装信頼性評価用チップを配線基板上に実装するとともに実装信頼性評価用チップが実装された配線基板に対して高温高湿放置試験および／または温度サイクル試験を行うことを特徴とする実装信頼性の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板上に半導体素子をフリップチップ実装した場合の実装信頼性を評価するために用いられる実装信頼性評価用チップおよびこれを用いた実装信頼性の評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路素子等の半導体素子は、例えばビルドアップ多層配線基板等の高密度配線基板上にフリップチップ実装されて使用される。このような配線基板は、樹脂系の絶縁層と銅から成る配線導体層とを交互に複数層積層して成る。絶縁層を挟んだ上下の配線導体層同士は、絶縁層を貫通するスルーホールやビアホールを介して電気的に接続されている。配線基板の上面には、多数の半導体素子接続パッドが格子状に配置されている。この半導体素子接続パッドには、半導体素子の電極端子が半田バンプを介してフリップチップ接続される。配線基板の下面には、多数の外部接続パッドが格子状に配置されている。この外部接続パッドは、回路基板上の接続パッドに半田ボールを介して接続される。半導体素子接続パッドと外部接続パッドとは、所定のもの同士が両者間の配線導体層を介して電気的に接続されている。
【０００３】
このような配線基板においては、半導体素子を実装した状態で高温高湿放置試験や温度サイクル試験等のテストを行い、半導体素子との間の電気的接続信頼性の確認や、配線基板内における電気的接続信頼性の確認をする実装信頼性の評価試験をしている。試験に用いる半導体素子は、実製品として用いる半導体素子や評価のために別途製造した評価用の半導体素子を用いている。
【０００４】
ところで、配線基板メーカーがこのようなテストを行う場合、テストに用いる半導体素子は、半導体素子メーカーから供給してもらっていた。しかしながら、半導体素子の開発スピードは年々上がってきている。そのため、半導体素子の開発とこれを搭載する配線基板の開発とは同時進行で進められる場合がある。このような場合、試験に用いる半導体素子の完成を待ってから配線基板への実装信頼性試験を行うと、その結果が出るまでに長時間を有し、実装信頼性試験の効率が極めて悪いものとなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３６３１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、実装信頼性評価の試験を極めて効率よく行うことが可能な実装信頼性評価用チップおよびこれを用いた実装信頼性の評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実装信頼性評価用チップは、２０〜２５０℃における熱膨張係数が３〜４ｐｐｍ／℃のガラス基板と、該ガラス基板の下面に積層されており、２０〜２５０℃における熱膨張係数が３〜５ｐｐｍ／℃のガラスクロス入り絶縁樹脂層と、該ガラスクロス入り絶縁樹脂層の下面に形成された銅から成る疑似端子とから成ることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の実装信頼性の評価方法は、前記実装信頼性評価用チップを配線基板上に実装するとともに実装信頼性評価用チップが実装された配線基板に対して高温高湿放置試験および／または温度サイクル試験を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実装信頼性評価用チップによれば、２０〜２５０℃における熱膨張係数が３〜４ｐｐｍ／℃のガラス基板と、該ガラス基板の下面に積層されており、２０〜２５０℃における熱膨張係数が３〜５ｐｐｍ／℃のガラスクロス入り絶縁樹脂層と、該ガラスクロス入り絶縁樹脂層の下面に形成された銅から成る疑似端子とから成ることから、実際の半導体素子に極めて近似する剛性および熱膨張係数を有する。したがって、実際の半導体素子に代えて配線基板上に実装することにより、実際の半導体素子を実装した場合と同様の実装信頼性の評価を行うことができる。また、本発明の実装信頼性評価用チップは、ガラス基板と、該ガラス基板の下面に積層されたガラスクロス入り絶縁樹脂層と、該ガラスクロス入り絶縁樹脂層の下面に形成された銅から成る疑似端子とから成ることから、配線基板の製造技術を用いて製作することができる。したがって、半導体素子の完成を待たずしても、配線基板メーカー独自で実装信頼性評価用チップを製作し、これを配線基板に実装して実装信頼性の評価を行うことにより、極めて効率良く実装信頼性の評価を行うことができる。
【００１０】
また、本発明の実装信頼性の評価方法によれば、本発明の実装信頼性評価用チップが実装された配線基板に対して高温高湿放置試験および／または温度サイクル試験を行うことから、上述のように極めて効率良く実装信頼性の評価を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実装信頼性評価用チップの概略断面図である。
【図２】図２は、図１に示す実装信頼性評価用チップを配線基板に実装した状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実装信頼性評価用チップの実施形態の一例およびこれを用いた実装信頼性評価方法について添付の図面を参照して説明する。図１に示すように、本例の実装信頼性評価用チップ１０は、ガラス基板１と、ガラスクロス入り絶縁樹脂層２と、疑似端子３とから成る。
【００１３】
ガラス基板１は、厚みが７５０〜１０００μｍであり、２０〜２５０℃における熱膨張係数が３〜４ｐｐｍ／℃のガラス材料から成る。ガラス基板１は、実装信頼性評価用チップ１０の基材となるものであり、実装信頼性評価用チップ１０の熱膨張係数を実際の半導体素子の熱膨張係数に近似させるとともに、実装信頼性評価用チップ１０に必要な厚みや剛性を付与する。このようなガラス材料としては、例えば、旭硝子株式会社製のＥＮ−Ａ１等が例示できる。
【００１４】
ガラスクロス入り絶縁樹脂層２は、厚みが１８０〜２２５μｍであり、２０〜２５０℃における熱膨張係数が３〜５ｐｐｍ／℃である。ガラスクロス入り絶縁樹脂層２は、接続パッド３を形成するための土台となるものであり、実装信頼性評価用チップ１０の熱膨張係数を実際の半導体素子の熱膨張係数に近似させるとともに、疑似端子３を配線基板の製造技術により形成可能とする。このようなガラスクロス入り絶縁樹脂層２としては、例えば、日立化成株式会社のＭＣＬ−Ｅ７０５Ｇ（Ｌ）等が例示できる。ガラスクロス入り絶縁樹脂層２は、ガラスクロス入り絶縁樹脂層２用の未硬化のプリプレグをガラス基板１の下面に積層するとともに上下から加熱加圧して熱硬化させることにより形成される。あるいは、硬化したガラスクロス入り絶縁樹脂層２を熱硬化性樹脂から成る接着剤によりガラス基板１の下面に接着してもよい。
【００１５】
疑似端子３は、厚みが５〜２５μｍの銅から成る。疑似端子３は、実際の半導体素子の電極端子と同じ大きさおよび配列で形成されている。疑似端子３は、ガラスクロス入り絶縁樹脂層２の下面に厚みが５〜２５μｍの銅箔を予め積層しておき、この銅箔を所定のパターンにエッチングすることにより形成される。あるいは、ガラスクロス入りの絶縁樹脂層２の下面に銅めっき層をセミアディティブ法等により所定のパターンに被着させてもよい。
【００１６】
図２に、実装信頼性評価用チップ１０を配線基板２０に実装した状態の断面図を示す。配線基板２０は、絶縁基体１１と配線導体１２とソルダーレジスト１３とから成る。
【００１７】
絶縁基体１１は、コア用の絶縁層１１ａとビルドアップ用の絶縁層１１ｂとを積層して成る。コア用の絶縁層１１ａは、例えばガラスクロスにエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて成る。絶縁層１１ａには、その上面から下面にかけて多数のスルーホール１５が形成されている。ビルドアップ用の絶縁層１１ｂは、エポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂から成る。絶縁層１１ｂには、各層の上面から下面にかけて複数のビアホール１６が形成されている。
【００１８】
配線導体１２は、絶縁層１１ａ，１１ｂの表面およびスルーホール１５，ビアホール１６の内部に配設されている。配線導体１２は、銅箔や銅めっきから成る。上面側の最表層の配線導体１２の一部は、半導体素子接続パッド１７を形成している。半導体素子接続パッド１７は、実装信頼性評価用チップ１０の疑似端子３に対応した並びに配列されている。下面側の最表層の配線導体１２の一部は、外部接続パッド１８を形成している。半導体素子接続パッド１７と外部接続パッド１８とは、所定のもの同士が両者間の配線導体１２を介して電気的に接続されている。
【００１９】
ソルダーレジスト１３は、最表層の絶縁層１１ｂおよび配線導体１２上に積層されている。上面側のソルダーレジスト１３は、半導体素子接続パッド１７を露出させる開口部を有している。下面側のソルダーレジスト１３は、外部接続パッド１８を露出させる開口部を有している。
【００２０】
そして、実装信頼性評価用チップ１０の疑似端子３を配線基板２０の半導体素子接続パッド１７に半田バンプＢを介して接続するとともに、実装信頼性評価用チップ１０と配線基板２０との間にアンダーフィルと呼ばれる封止樹脂Ｕを充填して硬化させることにより、実装信頼性評価用チップ１０が配線基板２０上に実装される。このようにして実装信頼性評価用チップ１０が実装された配線基板２０に対して、高温高湿放置試験および／または温度サイクル試験を行うことで、実装信頼性評価用チップ１０と配線基板２０との間の電気的接続信頼性の確認や、配線基板２０内における電気的接続信頼性の確認をする実装信頼性の評価試験を行う。
【００２１】
このとき、実装信頼性評価用チップ１０は、２０〜２５０℃における熱膨張係数が３〜４ｐｐｍ／℃のガラス基板１と、２０〜２５０℃における熱膨張係数が３〜５ｐｐｍ／℃のガラスクロス入り絶縁樹脂層２と、銅から成る接続パッド３とから成る。そのため、実装信頼性評価用チップ１０は、実際の半導体素子に極めて近似する剛性および熱膨張係数を有する。したがって、実際の半導体素子に代えて実装信頼性評価用チップ１０を配線基板２０上に実装することにより、実際の半導体素子を実装した場合と同様の実装信頼性の評価を行うことができる。
【００２２】
また、実装信頼性評価用チップ１０は、ガラス基板１と、ガラスクロス入り絶縁樹脂層２と、銅から成る疑似端子３とから成ることから、配線基板の製造技術を用いて製作することができる。したがって、半導体素子の完成を待たずしても、配線基板メーカー独自で実装信頼性評価用チップ１０を製作し、これを配線基板２０に実装して実装信頼性の評価を行うことにより、極めて効率良く実装信頼性の評価を行うことができる。
【符号の説明】
【００２３】
１・・・ガラス基板
２・・・ガラスクロス入り絶縁樹脂層
３・・・疑似端子
１０・・・実装信頼性評価用チップ
２０・・・配線基板
【図１】
2017045826.tif 000003
【図２】
2017045826.tif 000004