(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に搭載されたＩＣチップの側方周辺に真空雰囲気下で封止用樹脂を孔版印刷した後、前記真空雰囲気の真空度を低下せしめて前記封止用樹脂を、前記基板と前記ＩＣチップ間の空隙に差圧充填する真空アンダーフィル方法において、前記封止用樹脂の粘度を前記孔版印刷の開始時点で最低値にせしめるように前記封止用樹脂を加熱し、前記孔版印刷に引き続いてＩＣチップを孔版から離別させて、ＩＣチップの側方周辺に滴下した液玉状の封止用樹脂を接合部のコーナーに充填させ所定時間の経過後、差圧充填することを特徴とするフリップチップ実装体の真空アンダーフィル方法。
【請求項２】
孔版印刷を複数回行うに際し、孔版印刷回数の増加に従って印刷樹脂量を増加させ得るように、前回の孔版印刷を行う毎に基板又は孔版のどちらか一方を相対的に移動させて基板と孔版との離別間隔を増大せしめるように調整した後、次回の孔版印刷を行うことを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ実装体の真空アンダーフィル方法。
【請求項３】
固定側の孔版に対し、基板を支持しているステージを降下させて基板と孔版との離別間隔を増大せしめるように調整することを特徴とする請求項２に記載のフリップチップ実装体の真空アンダーフィル方法。
【請求項４】
孔版の樹脂転写孔を段付き孔で構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のフリップチップ実装体の真空アンダーフィル方法。
【請求項５】
ＩＣチップの上端面上に封止用樹脂が転写されるのを阻止する上面側遮蔽壁を孔版が有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のフリップチップ実装体の真空アンダーフィル方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フリップチップ実装体の真空アンダーフィル方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フリップチップ実装体の基板とＩＣチップ間の微小空隙に封止用樹脂を充填せしめるアンダーフィルは当業界において広く実施されているが、このアンダーフィルにおいては、前記微小空隙の中央部に空気が封じ込められて所謂、ボイドが形成されるのを阻止しなければならない。
【０００３】
その為、既に各種の改良方法が提案されているが、その代表例として、例えば、特開平１１−２９７９０２号等において開示されている真空差圧式のアンダーフィル方法、すなわち、基板に搭載されたＩＣチップの側方周辺に真空雰囲気下で封止用樹脂を孔版印刷した後、前記真空雰囲気の真空度を低下せしめて前記封止用樹脂を、前記基板と前記ＩＣチップ間の空隙に差圧充填する方法が挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法は、真空雰囲気下で差圧充填することに基づいて、大気圧雰囲気下でそれを行う等の他の方法との比較においては、ボイドの形成阻止といったこと等においては優れているとしても、ボイドの形成自体を完全に阻止し得る訳ではなくて、形成されるボイドの微小化を図ることができることに止まり、従って、かかる微小化されたボイドの強制的消滅（事後処理による消滅）が余儀なくされていた。
【０００５】
また、封止用樹脂の定量印刷（又は定量転写）といった孔版印刷自体の特性に基づき孔版印刷回数を増やしても、その印刷樹脂量（又は転写樹脂量）を増加させることが困難である為に汎用性が不十分であった。
【０００６】
更に、フリップチップ実装体の小型化に伴って隣り合うＩＣチップ同士間のピッチが益々微小になりつつある為に、それに対応して孔版の樹脂転写孔を微小化しなければならないが、樹脂転写孔の微小化を図ると高粘性の封止用樹脂の転写が困難になるといった問題が惹起されていた。
【０００７】
また、昨今においては、ＩＣチップの上端面に封止用樹脂を転写（又は塗布）させないようにアンダーフィルを行うことが要求され、その為、孔版にＩＣチップを収納し得る凹部を形成しなければならないが、そのような凹部を形成すると、孔版自体が厚くなって樹脂転写孔が長くなる為に、この点からしても、高粘性の封止用樹脂の転写がより一層困難になって来た。
【０００８】
本発明は、そのような欠点又は問題に鑑み、それらを解消すべく鋭意検討の結果得られたものであって、その第１の目的は、真空雰囲気下で差圧充填しても形成される微小ボイド（以下、理論ボイドという。）を容易に強制的に消滅させ得るようにすることである。
【０００９】
また、その第２の目的は、孔版印刷であっても、その印刷回数の増加に対応して印刷樹脂量を増加させることができるようにすることである。
【００１０】
また、その第３の目的は、樹脂転写孔が微小化されても高粘性の封止用樹脂を良好に転写し得るようにすることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成する為に本発明においては、請求項１に記載するように、基板に搭載されたＩＣチップの側方周辺に真空雰囲気下で封止用樹脂を孔版印刷した後、前記真空雰囲気の真空度を低下せしめて前記封止用樹脂を、前記基板と前記ＩＣチップ間の空隙に差圧充填する真空アンダーフィル方法において、前記封止用樹脂の粘度を前記孔版印刷の開始時点で最低値にせしめるように前記封止用樹脂を加熱し、前記孔版印刷に引き続いてＩＣチップを孔版から離別させて、ＩＣチップの側方周辺に滴下した液玉状の封止用樹脂を接合部のコーナーに充填させ所定時間の経過後、差圧充填するようにしている。
【００１２】
また、上記第２の目的を達成する為に、本発明においては、請求項２に記載するように、孔版印刷を複数回行うに際し、孔版印刷回数の増加に従って印刷樹脂量を増加させ得るように、前回の孔版印刷を行う毎に基板又は孔版のどちらか一方を相対的に移動させて基板と孔版との離別間隔を増大せしめるように調整した後、次回の孔版印刷を行うようにしている。
【００１３】
また、上記第３の目的を達成する為に、本発明においては、請求項４に記載するように、孔版の樹脂転写孔を段付き孔で構成している。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１において、本発明に係るフリップチップ実装体のアンダーフィル方法の各工程が示されているが、同図の（ａ）は孔版印刷工程、（ｂ）はステージ降下工程、（ｃ）はサイドフィル工程、（ｄ）は差圧充填工程をそれぞれ示している。
【００１５】
そして、孔版印刷工程（ａ）においては、ステージ１上に基板２がセットされると共に基板２上に孔版３が所定に位置決めされてセットされる。なお、図示されていないが、基板２に複数のＩＣチップ４が所定パターンに搭載されている。
【００１６】
また、ステージ１の下面にシート状（又はパネル状）の電気ヒータ５が装着されている。なお、この姿が、図２及び図２の横断面である図３において拡大されて示されているが、ＩＣチップ４のバンプ４ａ（図５参照）と基板２のパッドとの接合部６で囲まれるように微小の空隙７が形成されている。
【００１７】
一方、孔版３には、ＩＣチップ４を収納し得る所定大きさの凹部８が所定パターンに設けられているが、この凹部８は下面側に開口され、かつ、その反対側が上面側遮蔽壁９で閉塞されている。
【００１８】
また、凹部８を囲むように長穴状（又はスリット状）の樹脂転写孔１０が設けられているが、樹脂転写孔１０は、上面側に開口された大径部１０ａと下面側に開口された小径部１０ｂとで構成され所謂、段付き孔に設けられていると共に、小径部１０ｂを囲むように下面側に開口された凹部１１が設けられている。
【００１９】
よって、スキージ１２を移動させて、孔版３の上面上に供給されている封止用樹脂１３を樹脂転写孔１０群に押し込んで転写することができるが、この孔版印刷に先立って雰囲気が真空雰囲気に制御される。
【００２０】
すなわち、上記孔版印刷は、図示されていない真空チャンバー内で行われるが、それに先立ってチャンバー内の脱気が行われて真空雰囲気に制御され、次いで、図示されていない樹脂供給ノズルから孔版３の上面上に封止用樹脂１３が供給される。
【００２１】
そして、脱泡の為の所定時間が経過すると、孔版印刷が開始される。なお、孔版３の上面上に供給された封止用樹脂１３は、電気ヒータ５によって加熱されて次第に昇温され、その為、封止用樹脂１３の粘度が次第に低下されて孔版印刷の開始時点において最低の粘度値に制御される。
【００２２】
引き続いて、孔版印刷を終えると、ステージ降下工程（ｂ）に移行する。この工程（ｂ）においては、ステージ１が降下されて図示のように孔版３の凹部８内からＩＣチップ４がその下方外方へと移動される。その場合において、ステージ１は、図示されていない昇降手段によって水平状態に保たれて移動せしめられる。
【００２３】
なお、この時点においては、孔版３の樹脂転写孔１０を経て基板２上へ転写された封止用樹脂１３は、ＩＣチップ４の側方周辺に滴下した液玉状になっていて接合部６のコーナーに完全に充填されていない状態になっている。その為、次のサイドフィル工程（ｃ）が必要とされるが、この工程においては、真空雰囲気中に所定時間、放置される。
【００２４】
一方、樹脂の加熱温度は、数十秒間の孔版印刷中はほぼ同一温度に保たれているが、孔版印刷を終えてステージ降下工程（ｂ）に移行すると、電気ヒータ装着側の基板２と孔版印刷３とが完全に分離される為に降温される。その為、ＩＣチップ４の側方周辺に滴下した液玉状の封止用樹脂１３が冷却されて凝縮し接合部６のコーナーに完全に充填された状態になる。
【００２５】
そして、所定時間が経過し、サイドフィルを終えると、封止用樹脂１３がＩＣチップ４の側方全周を包囲してチップの下面側は閉じ込められた空間になるが、この状態において、真空雰囲気の真空度が急速に低下される。すなわち、差圧充填工程（ｄ）に移行される。
【００２６】
よって、接合部６のコーナーに充填されている低粘度状態の封止用樹脂１３が空隙７内へ強制的に充填せしめられると共に、そこに充填された封止用樹脂１３の冷却による樹脂収縮によって残存空気が加圧されて空隙７外へ押し出される。
【００２７】
その為、真空雰囲気下であっても形成回避が困難な微小化ボイド、つまり理論ボイドを完全に消滅させることができるが、この現象が図４において模式的に示されている。
【００２８】
なお、図５において示されているように、ボイドが形成されるＩＣチップ４の中央部分は、パンプ４ａ群で包囲されているけれども、パンプ４ａ同士間の微小間隙を通過して残存空気が空隙７外へ押出される。
【００２９】
以上、孔版印刷を１回行う場合の真空アンダーフィルについて述べたが、これを雰囲気制御と各工程の処理時間との関係をもって図示すると、図６のようになると共に、雰囲気制御Ｐａと樹脂加熱制御Ｒａとの関係は図７のようになる。
【００３０】
なお、本発明においては、孔版印刷は、１回に限定されず、複数回行ってもよい。例えば、図８に示されているように４回行ってもよいが、その際、孔版印刷回数の増加に従って印刷樹脂量を増加させ得るように、前回（又は先行）の孔版印刷を行う毎に基板２又は孔版３のどちらか一方を相対的に移動させて基板２と孔版３との離別間隔を増大せしめるように調整した後、次回の孔版印刷を行う。
【００３１】
図８においては、孔版３を前回の孔版印刷時のままに保持すると共にステージ１を移動させて、基板２と孔版３との離別間隔を増大せしめるように調整した上で次回の孔版印刷を行うことが示されている。
【００３２】
より具体的に述べると、図１の（ａ）の状態において第１回目の孔版印刷を終えると、ステージ１がＬ1降下され、かつ、ステージ１がその位置に保たれたままの状態において第２回目の孔版印刷が行われ、そして、引き続いて、第２回目の孔版印刷を終えると、ステージ１がＬ2降下され、かつ、ステージ１がその位置に保たれたままの状態において第３回目の孔版印刷が行われ、更に、第３回目の孔版印刷を終えると、ステージ１がＬ3降下され、かつ、ステージ１がその位置に保たれたままの状態において第４回目の孔版印刷が行われる。
【００３３】
なお、ステージ１又は孔版３を相対的に移動させて基板２と孔版３との離別間隔を増大せしめるように調整することは、ステージ降下工程（ｂ）の前段の孔版印刷工程（ａ）で行われるが、その離別ストロークは、実験によって得られたデーダに基づいて決定される。
【００３４】
このようにして複数回の孔版印刷を行うことにより、空隙７の大きさが異なる為に、そこに充填する為に必要な樹脂量が異なるフリップチップ実装体を次々と良好にアンダーフィルすることができ、従って、汎用化を図ることができる。
【００３５】
また、孔版３の樹脂転写孔１０を段付き孔に設けている為に、それの吐出口が微小化されても高粘性の封止用樹脂を良好に転写（又は供給）することができると共に孔版３に、ＩＣチップ４が収納される凹部８を閉塞している上面側遮蔽壁９が形成されている為に、その印刷時に、ＩＣチップ４の上端面上に封止用樹脂１３が転写（又は塗布）されるのを阻止することができる。
【００３６】
なお、樹脂転写孔１０は傾斜孔であってもよく、また、雰囲気は１３３Ｐａ以下、好ましくは経済的な４０Ｐａ程度に制御すればよく、また、孔版印刷時の樹脂加熱は、樹脂の種類によっても異なるが、一般に６０℃〜８０℃程度に制御すればよく、更に、雰囲気の差圧制御は、４０Ｐａ程度から１３３Ｐａ程度に制御すればよい。
【００３７】
各工程の時間も、アンダーフィルするＩＣチップの種類等の諸条件によって異なるが、脱気、脱泡及び１回印刷が夫々３０秒程度、サイドフィルが１〜３分程度、差圧充填が１分程度であると共にステージの降下は、５ｍｍ程度である。
【００３８】
【発明の効果】
上述のように、本発明によると、真空雰囲気下であっても形成回避が困難な微小化ボイド、つまり理論ボイドを完全に消滅させることができる。また、空隙の大きさが異なる為に、そこに充填する為に必要な樹脂量が異なるフリップチップ実装体を次々と良好にアンダーフィルすることができ、従って、汎用化を図ることができる。
【００３９】
更に、樹脂転写孔が微小化されても高粘性の封止用樹脂を良好に転写（又は供給）することができると共に印刷時に、ＩＣチップの上端面上に封止用樹脂が転写（又は塗布）されるのを阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフリップチップ実装体の真空アンダーフィル方法の工程を示す図である。
【図２】図１の一部拡大図である。
【図３】図２の横断面図である。
【図４】空隙におけるボイドの消滅状態を示す図である。
【図５】ＩＣチップの平面図である。
【図６】孔版印刷を１回行う場合における雰囲気制御と各工程の処理時間との関係を示す図である。
【図７】孔版印刷を１回行う場合における雰囲気制御Ｐａと樹脂加熱制御Ｒａとの関係を示す図である。
【図８】孔版印刷を４回行う場合における雰囲気制御Ｐａと樹脂加熱制御Ｒａとステージの降下制御との関係を示す図である。
【符号の説明】
１：ステージ
２：基板
３：孔版
４：ＩＣチップ
５：電気ヒータ
６：接合部
７：空隙
９：上面側遮蔽壁
１０：樹脂転写孔
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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