JPH11297902A - フリップチップ実装体及びそれのアンダーフィル方法 - Google Patents

フリップチップ実装体及びそれのアンダーフィル方法

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JPH11297902A
JPH11297902A JP10116038A JP11603898A JPH11297902A JP H11297902 A JPH11297902 A JP H11297902A JP 10116038 A JP10116038 A JP 10116038A JP 11603898 A JP11603898 A JP 11603898A JP H11297902 A JPH11297902 A JP H11297902A
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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フリップチップ実装体のICチップと基板間
に形成されている間隙に封止用樹脂液を充填せしめるア
ンダーフィルに関し、エアー抜き用の貫通孔を基板に設
けていないフリップチップ実装体であっても良好にアン
ダーフィルすることができるようにする。 【解決手段】 封止用樹脂液11を真空雰囲気下で孔版
印刷等によりフリップチップ実装体1の側方周辺の全域
にわたって塗布する。次いで、前記真空雰囲気の真空度
を低下せしめるか若しくは前記真空雰囲気を通常の大気
圧雰囲気にせしめて封止用樹脂液11をICチップ2と
基板3間に形成されている間隙12内に充填、すなわ
ち、差圧充填する。その際、間隙12内の残存エアーが
そこから押し出されて基板3に設けられている非貫通孔
13内に封じ込められる。

Description

【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
装体及びそれの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、ICチップをフェースダウンによ
り基板に位置合せして配置した後、両者を接合してなる
フリップチップ実装体においては、基板とICチップを
強固に固定すると共に、基板とICチップの線膨脹の不
一致に起因して発生する熱応力が、かかる接合部に集中
してクラックが誘発され易くなるのを防止すること等の
為に、ICチップと基板間に形成されている間隙に封止
用樹脂液を充填、すなわち、アンダーフィルが行われて
おり、かつ、既に各種のアンダーフィル方法が提案され
ている。
【0003】例えば、特開平8−241900号公報、
特開平7−130794号公報及び特開平9−1720
35号公報においては、ICチップと基板間に形成され
た間隙内を減圧せしめることにより、ICチップの側方
に供給された封止用樹脂液を前記間隙内へ吸引して充填
する所謂、減圧式差圧充填が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平8−2
41900号公報において開示されている減圧式差圧充
填は、通常の大気雰囲気下においてICチップの側方周
辺の一地域に封止用樹脂液を塗布し、次いで、これを容
器内で加熱しながら、その器内の空気を強制的に排気し
て減圧せしめることにより、かかる封止用樹脂液を、I
Cチップと基板間に形成されている間隙内に充填させる
ものである為、ICチップのバンプが高密度に形成され
ている部分(図2参照)とバンプが形成されていない中
央部分(図2参照)とにおいて充填状態が不均一になり
易い、すなわち、バンプが高密度に形成されている部分
への充填が優先されて中央部分への充填量が不足若しく
は充填されないといった所謂、アンダーフィルの不均一
性が発生し易い欠点を有していた。
【0005】また、特開平7−130794号公報及び
特開平9−172035号公報において開示されている
減圧式差圧充填は、基板のICチップ実装部に貫通せし
められている吸引孔から吸気してICチップと基板間の
間隙内を減圧せしめることにより、通常の大気雰囲気下
においてICチップの側方周辺の全域にわたって孔版印
刷された封止用樹脂液を前記間隙内に充填させるもので
ある為、かかる吸気の制御状態に左右されて前者と同様
にアンダーフィルの不均一性が発生し易い欠点、すなわ
ち、過剰吸気の場合においては、過剰の封止用樹脂液が
吸引孔側へ移送せしめられて前記間隙内に充填すべき樹
脂量が不足して十分な量で封止することが困難になり、
また、それと反対に、過少吸気の場合においては、基板
上に孔版印刷された封止用樹脂液の十分な量が、そこか
ら(ICチップの側方周辺から)前記間隙内に充填され
ず、従って、この場合においても、十分な量で封止する
ことが困難になるといった欠点を有していた。
【0006】更に、昨今におけるICチップの高密度化
実装に伴って、バンプ形成のより一層の高密度化及び前
記間隙形成(基板とICチップ間のスキマ)のより一層
の微小化が要求されるようになって充填時間が長くな
り、フィラー混入の樹脂の充填は一層困難を極めてい
る。
【0007】そこで、そのように減圧せしめて差圧充填
するのではなくて、加圧せしめて差圧充填するようにす
ることにより、アンダーフィルの不均一性の発生を防止
し得て、しかも、迅速に充填し得ることを先願(特願平
10−44440)において提案したが、この先願発明
においては、加圧せしめて差圧充填する際、ICチップ
と基板間に形成された間隙からの所謂、エアー抜きの為
に、それ用の貫通孔を基板に設けている関係上、基板に
そのような貫通孔を設けていないフリップチップ実装体
に対しては、応用することができないといった欠点を有
していた。
【0008】本発明は、このような欠点に鑑み、それを
解消すべく鋭意検討の結果、真空雰囲気下で基板上に封
止用樹脂液を塗布した後で、先願のように大気圧以上の
加圧雰囲気にしないで、かかる真空雰囲気の真空度を低
下せしめるか若しくは通常の大気圧雰囲気にせしめて差
圧充填を行うようにすることにより、基板にエアー抜き
用の貫通孔を設けていないフリップチップ実装体を良好
にアンダーフィルすることができることを見い出し、そ
れに基づいて本発明を完成し得たものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
アンダーフィル方法は、請求項1に記載するように、フ
リップチップ実装体のICチップと基板間に形成された
間隙に封止用樹脂液を充填せしめるアンダーフィル方法
において、前記封止用樹脂液を、真空雰囲気下で前記I
Cチップの側方周辺の全域にわたって塗布した後、前記
真空雰囲気の真空度を低下せしめるか若しくは前記真空
雰囲気を通常の大気圧雰囲気にせしめて差圧充填を行う
ことを特徴とするものである。
【0010】なお、封止用樹脂液の塗布及び差圧充填
は、複数回行うのが好ましく、また、封止用樹脂液の塗
布は、孔版印刷により行うのが好ましく、更に、フリッ
プチップ実装体は、ICチップと基板間に形成された間
隙に開口せしめられる非貫通孔を、かかる基板に設けて
いるものが好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】縦断面図である図1において、フ
リップチップ実装体1は、ICチップ2をフェースダウ
ンにより基板3に位置合せして配置した後、両者を接
合、すなわち、ボンディングして構成されている。な
お、図示されていないが、複数のICチップ2が所定パ
ターンに接合されていると共にICチップ2は、平面図
である図2において示されているように、バンプ4が高
密度に形成されているバンプ形成部分5とバンプが形成
されていない中央部分6とを形成している。
【0012】また、フリップチップ実装体1は、水平ス
テージ7で支持されていると共に孔版8は基板3で支持
され、かつ、孔版8に形成されている樹脂溜め部9内に
ICチップ2が配されている。なお、孔版8の上面は、
ICチップ2の上端面より少し上方に位置されている
が、これに限定されず、ICチップ2の上端面と同一レ
ベルに若しくはICチップ2の上端面より少し上方に位
置させてもよく、それらは、必要に応じて選択される。
【0013】また、孔版8は、ICチップ2の実装パタ
ーンに対応して樹脂溜め部9を所定パターンに形成して
いると共に樹脂溜め部9は、図3において示されている
ようにICチップ2と相似形状に設けられている。
【0014】その為、ICチップ2に対して樹脂溜め部
9を所定に位置決めさせた状態に水平ステージ7で孔版
8を支持し、そして、孔版8の上面に封止用樹脂液11
を供給すると共に図示されていないスキージを移動させ
ることにより、封止用樹脂液11を樹脂溜め部9内へ押
し込んで基板2上へ塗布することができる。なお、その
際、樹脂の塗布量が所定に制御されるが、これは、スキ
ージ速度と樹脂溜め部9の間口の大きさとで決められ
る。
【0015】また、この状態が図1において示されてい
るが、この孔版印刷は、図示されていない真空チャンバ
ー内において行われる。すなわち、かかる孔版印刷に先
立って真空チャンバー内が、例えば、0.1torr〜
2torr程度の真空度に保たれ、この真空雰囲気下に
おいて孔版8の上面に封止用樹脂液11が供給されると
スキージが移動して孔版印刷を行う。
【0016】また、スキージは必要に応じて往復動され
るが、スキージの移動方向は、例えば、図1において、
孔版8の右端部に封止用樹脂液11が供給された場合に
おいては、右側から左側へ所定ストローク移動し、次い
で、その後、左側から右側へ移動される。
【0017】なお、真空雰囲気下において封止用樹脂液
11を基板2上に塗布しているのは、ボイドの発生を阻
止するのに有利であるからであり、また、封止用樹脂液
11を孔版印刷によって基板2上に塗布しているのは、
一面にわたって迅速に塗布することができるからであ
る。
【0018】よって、図1において示されているよう
に、封止用樹脂液11を、ICチップ2の側方周辺の全
域にわたって基板3上に塗布することができるが、この
状態においては、封止用樹脂液11は、ICチップ2と
基板3間の微小間隙12に十分に充填されていない。
【0019】そこで、引き続いて図4において示されて
いるように、孔版印刷時の真空雰囲気の真空度を低下せ
しめるか若しくは真空雰囲気を通常の大気圧雰囲気にせ
しめて差圧充填を行う。なお、真空雰囲気の真空度を低
下せしめることは、例えば、孔版印刷時の0.1tor
r〜2torr程度の真空雰囲気を10torr〜50
torr程度の真空雰囲気に制御せしめるように行えば
よい。
【0020】これにより、図1において示されている樹
脂溜め部9内の封止用樹脂液11を所定に加圧せしめ
て、図4において示されているようにフリップチップ実
装体1のICチップ2と基板3間に形成されている微小
間隙12(例えば、50μm)内へ強制的に充填するこ
とができる。
【0021】その際、ICチップ2の側方周辺の全域か
ら加圧されて微小間隙12内へ充填される封止用樹脂液
11によって、そこに残存している微量のエアーが押し
出されてICチップ2の中央部6に集められて封じ込め
られて所謂、ボイドが形成される。しかし、このボイド
は、真空雰囲気下に保たれているから微小であると共に
中央部6にはバンプ4が形成されていないから、アンダ
ーフィルの品質管理上、無視することができる。
【0022】なお、微小間隙12内にエアーが残存する
のは、封止用樹脂液11を塗布する真空雰囲気が、完全
な脱気雰囲気ではない為、封止用樹脂液11をICチッ
プ2の側方周辺の全域にわたって基板2上に塗布する
と、微小間隙12内のエアーがそこに閉じ込められてし
まうからである。
【0023】よって、ICチップ2が、図2において示
されているように、バンプ4が高密度に形成されている
バンプ形成部分5とバンプが形成されていない中央部分
6とを形成したものであっても、両部分に封止用樹脂液
11を均一に充填せしめることができるから、アンダー
フィルの不均一性の発生をほぼ完全に防止することがで
き、しかも、充填時間を大幅に短縮することができ、従
って、効率的生産を達成することができる。
【0024】なお、差圧充填における加圧力は、封止用
樹脂液11の種類や間隙12の大きさやバンプ4の形成
態様等の諸条件を考慮して所定に設定される。また、孔
版印刷法による封止用樹脂液11の塗布は、部品の量産
に好適であって、かつ、ほぼ同時にICチップ2の周囲
に樹脂液を供給することができる為、ボイドが、バンプ
が形成されていない中央部分6の中心位置(ICチップ
2の中心位置)に形成される利点がある。
【0025】以上、封止用樹脂液11を、真空雰囲気下
でICチップ2の側方周辺の全域にわたって基板3上に
孔版印刷により塗布した後、前記真空雰囲気の真空度を
低下せしめるか若しくは前記真空雰囲気を通常の大気圧
雰囲気にせしめて差圧充填を行う態様について述べた
が、本発明においては、それとは異なり、封止用樹脂液
11を、真空雰囲気下でICチップ2の側方周辺の全域
にわたって基板3上にディスペンサー(又はノズル)を
用いて塗布した後、前記真空雰囲気の真空度を低下せし
めるか若しくは前記真空雰囲気を通常の大気圧雰囲気に
せしめて差圧充填を行ってもよい。
【0026】また、必要に応じて、封止用樹脂液11の
前記塗布及び前記差圧充填を複数回行ってもよい。1回
の塗布及び差圧充填では、微小間隙12内への樹脂液充
填量が不足する場合もあり得るからである。なお、封止
用樹脂液11は、フィラー混入のもの等いかなるもので
あってもよく、更に、図4において示されているよう
に、基板3のフリッブチップ実装部、すなわち、ICチ
ップ2が接合せしめられている箇所、より詳しくは、中
央部分6に非貫通孔13を設けてもよい。
【0027】この非貫通孔13を設けることにより、I
Cチップ2の側方周辺の全域から加圧されて微小間隙1
2内へ充填される封止用樹脂液11によって、そこに残
存している微量のエアーが押し出されてICチップ2の
中央部分6に集められて、かかる非貫通孔13に封じ込
めることができるからである。なお、非貫通孔13は、
必要に応じて複数、設けてもよい。
【0028】よって、本発明によると、封止用樹脂液1
1を、真空雰囲気下でICチップ2の側方周辺の全域に
わたって基板3上に塗布した後、前記真空雰囲気の真空
度を低下せしめるか若しくは前記真空雰囲気を通常の大
気圧雰囲気にせしめて差圧充填を行うことに基づいて所
謂、エアー抜き用の貫通孔を基板に設けていないフリッ
プチップ実装体1であっても良好にアンダーフィルする
ことができる。
【0029】また、封止用樹脂液11をフリップチップ
実装体1のICチップ2と基板3間に形成されている微
小間隙12内へ強制的に充填することができるから、I
Cチップ2が図2において示されているように、バンプ
4が高密度に形成されているバンプ形成部分5とバンプ
が形成されていない中央部分6とを形成したものであっ
ても、両部分に封止用樹脂液11を均一に充填せしめる
ことができて、アンダーフィルの不均一性の発生をほぼ
完全に防止することができると共に短時間で充填するこ
とができる。
【0030】なお、本発明においていう『非貫通孔』と
は一般に、ブラインドビアホール又はブラインドスルー
ホールと呼ばれている孔も包含するものであると共に
『基板』は多層基板(又はビルドアップ基板)も包含す
るものである。
【0031】
【発明の効果】上述の如く、本発明によると、所謂、エ
アー抜き用の貫通孔を基板に設けていないフリップチッ
プ実装体であっても良好にアンダーフィルすることがで
きること加えて、アンダーフィルの不均一性の発生を防
止することができ、しかも、フィラー混入の封止用樹脂
であっても迅速に充填することができて充填時間を大幅
に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】封止用樹脂液を真空雰囲気下で孔版印刷した姿
を示す縦断面図である。
【図2】ICチップの平面図ある。
【図3】図1の平面図である。
【図4】真空雰囲気の真空度を低下せしめるか若しくは
真空雰囲気を通常の大気圧雰囲気にせしめて差圧充填を
行った姿を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 フリップチップ実装体 2 ICチップ 3 基板 4 バンプ 7 水平ステージ 8 孔版 9 樹脂溜め部 11 封止用樹脂液 12 間隙 13 非貫通孔

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ICチップと基板間に形成された間隙に
    開口せしめられる非貫通孔を前記基板に設けていること
    を特徴とするフリップチップ実装体。
  2. 【請求項2】 フリップチップ実装体のICチップと基
    板間に形成された間隙に封止用樹脂液を充填せしめるア
    ンダーフィル方法において、前記封止用樹脂液を、真空
    雰囲気下で前記ICチップの側方周辺の全域にわたって
    塗布した後、前記真空雰囲気の真空度を低下せしめるか
    若しくは前記真空雰囲気を通常の大気圧雰囲気にせしめ
    て差圧充填を行うことを特徴とするアンダーフィル方
    法。
  3. 【請求項3】 封止用樹脂液の塗布及び差圧充填を複数
    回行うことを特徴とする請求項2に記載のアンダーフィ
    ル方法。
  4. 【請求項4】 封止用樹脂液を孔版印刷により塗布する
    ことを特徴とする請求項2又は3に記載のアンダーフィ
    ル方法。
  5. 【請求項5】 フリップチップ実装体が請求項1に記載
    のフリップチップ実装体であることを特徴とする請求項
    2,3又は4に記載のアンダーフィル方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001189330A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Miyota Kk 電子部品の樹脂封止方法及び樹脂封止装置
JP2002270638A (ja) * 2001-03-06 2002-09-20 Nec Corp 半導体装置および樹脂封止方法および樹脂封止装置

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