JP3855874B2 - Electronic component mounting method, IC chip mounting method, and IC chip - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接続面積の異なる2種類以上の複数個の端子によって基板にはんだ実装される電子部品の実装方法、ICチップの実装方法およびICチップに関し、例えばウェハレベルCSPやフリップチップ実装構造などに適用可能である。
【0002】
【従来の技術】
複数個の端子を有する電子部品を、電子部品の端子に対応した複数個の端子を有する基板に搭載し、電子部品の各端子と基板の端子とをはんだを介して電気的および熱的に接続してなる実装構造が従来よりある。
【0003】
例えば、電子部品としては、トランジスタを備えた半導体素子があり、その半導体素子には複数個の端子としてバンプ電極が備えられている。この場合、トランジスタの微細化に伴い、バンプ電極も狭ピッチ化が要求されている。一方、論理回路とパワーMOSトランジスタを備えた半導体素子では、より高パワーのICが要求されている。
【0004】
このため、電子部品を基板上へ実装するにあたっては、電子部品の微細化に応じた端子の狭ピッチ化と高パワー化に応じた放熱性の確保(つまり放熱面積の拡大)という相反する要求を満足させる必要がある。
【0005】
従来、面配置のバンプ電極において狭ピッチ化を進める場合、配列数の増加に伴う再配置用の配線数が逆に増加してしまい、バンプ電極ピッチのシュリンク率よりもバンプ電極寸法をより小さくする必要性が生じてしまう。つまり、バンプ電極のピッチを小さくする度合に比例してバンプ電極を小さくすればよいのではなく、さらにバンプ電極を小さくする必要がある。
【0006】
このことについて図8を参照して具体的に説明する。図8は、発熱部(パワー素子部)11を有する電子部品としてのICチップ10の端子面側の平面形状を示す図であり、ICチップ10の端子面には端子としてのはんだバンプからなる複数のバンプ電極12が配列されている。そして、図8(a)から(b)に示すように、端子としてのバンプ電極12を狭ピッチ化している。
【0007】
例えば図8(a)では、バンプ電極径dはφ0.25mm、バンプ電極12のピッチPは0.5mmである。この構成において図8(b)に示すようにバンプ電極ピッチP’を狭くする、例えばP’=0.3mmにすると、バンプ電極径d’はφ0.125mm程度となる。そして、発熱部11上のバンプ電極12の面積占有率は(a)では20%であったものが(b)では14%に落ち込むことになる。
【0008】
さらに、最も単純な場合、発熱部11で生じた熱が基板に熱伝導する経路は、発熱部11の直上に形成されたバンプ電極12の面積に依存する。このような場合、発熱部11からの放熱に対する熱抵抗は、上記のような微細化に伴うバンプ電極の面積変化の反比例で計算することができる。例えば、図8(a)での熱抵抗を1とすると(b)では1.5となり、約50%高くなってしまう。
【0009】
このため放熱性を確保するには、図8(c)に示すように、発熱部11上のバンプ電極12をそれ以外のバンプ電極12よりも大きくすることが考えられる。しかし、この場合、次に述べるような問題が生じる。
【0010】
図8(c)に示すICチップ10の場合、図9(a)に示すように、異なる電極面積(つまり接続面積)を有するバンプ電極12に対して電極面積に比例した量のはんだペースト30aを、印刷法などによって供給する。
【0011】
ここで、通常、ICチップ10へのはんだペースト30aの供給はチップ状態ではなく、ウェハレベルで行い、その後、はんだペースト30aが供給された当該ウェハをリフロー(ウェットバック)させる。これは、ウェハレベルで素子の電気検査を行ったり、その後ダイシングカットを行うために、はんだを安定な状態とするためである。
【0012】
そのため、図9(b)に示すように、リフロー後でははんだの表面張力により、接続面積の大きなバンプ電極12ほどはんだ30が極端に高くなってしまい、接続面積の小さなバンプ電極12では接続が行われず、実装できなくなるという問題が生じる。
【0013】
この問題を回避するため、特開平7−263449号公報のように、基板側のみにはんだを供給し、バンプ電極寸法に応じてはんだの供給量を制御する方法が提案されている。具体的には、蒸着法によりはんだを供給するにあたって、小さいバンプ電極へのはんだ供給量に対して、大きいバンプ電極では単位面積あたりのはんだ供給量を少なくする方法である。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来公報のようなバンプ電極寸法に応じてはんだの供給量を制御する技術を、リフローの必要のある電子部品に対して適用すれば、リフロー後のはんだの高さはほぼ均一になると考えられる。
【0015】
しかしながら、上記従来公報では、はんだの供給を比較的コストの高い蒸着にて行っており、結果として著しく高価なものになってしまう。また、比較的安価な印刷法によって、電極寸法に応じてはんだ供給量を制御しようとしても困難である。
【0016】
加えて、現在主流のこれも安価なはんだボール法を用いようとしても、各々の電極寸法に応じて供給するはんだボールの径を変更する必要が生じ、やはりコストの増加を招いてしまう。
【0017】
いずれにせよ、従来では、電子部品および基板の少なくとも一方の端子が、接続面積の異なる2種類以上の端子からなる場合、電子部品の端子と基板の端子とを適切に接続して実装することを安価に実現できる手法は無かった。このような現状では、電子部品における端子の狭ピッチ化や高パワー化に対応することは困難である。
【0018】
そこで本発明は上記問題に鑑み、接続面積の異なる2種類以上の複数個の端子を介して電子部品を基板上にはんだ実装するにあたって、電子部品において端子の狭ピッチ化や高パワー化を図ったとしても、安価に電子部品と基板とのはんだ接続を行えるようにすることを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、複数個の端子(12)を有する電子部品(10)を、電子部品の端子に対応した複数個の端子(22)を有する基板(20)に搭載し、電子部品の端子と基板の端子とをはんだ(30)を介して電気的および熱的に接続してなり、基板の端子が少なくとも2種類以上の接続面積を有している電子部品の実装方法において、基板の端子のうち比較的大きな接続面積を有する端子(22b)については基板側にはんだを供給し、基板側へ供給されたはんだをリフローさせた後、加圧成形することで高さ調整し、比較的小さな接続面積を有する端子(22a)については当該端子に対応する電子部品側の端子(12a)にはんだを供給するようにしたことを特徴とする。
【0020】
本発明の実装方法によれば、比較的大きな接続面積を有する端子については、はんだ供給後にリフローが不要な基板側に対してはんだを供給している。
【0021】
また、請求項2に記載の発明では、複数個の端子(12)を有するICチップ(10)を、ICチップの端子に対応した複数個の端子(22)を有する基板(20)に搭載し、ICチップの端子と基板の端子とをはんだ(30)を介して電気的および熱的に接続してなり、基板の端子が少なくとも2種類以上の接続面積を有しているICチップの実装方法において、ICチップは、論理回路およびパワーMOSトランジスタを備えており、基板の端子のうち比較的大きな接続面積を有する端子(22b)については基板側にはんだを供給し、比較的小さな接続面積を有する端子(22a)については当該端子に対応するICチップ側の端子(12a)にはんだを供給するようにしたことを特徴とする。また、請求項3に記載の発明では、複数個の端子(12)を有するICチップ(10)を、ICチップの端子に対応した複数個の端子(22)を有する基板(20)に搭載し、ICチップの端子と基板の端子とをはんだ(30)を介して電気的および熱的に接続してなり、基板の端子が少なくとも2種類以上の接続面積を有しているICチップの実装方法において、基板の端子のうち比較的大きな接続面積を有する端子(22b)に対応するICチップ側の端子(12b)がパワーMOS用電極となっており、基板の端子のうち比較的大きな接続面積を有する端子(22b)については基板側にはんだを供給し、比較的小さな接続面積を有する端子(22a)については当該端子に対応するICチップ側の端子(12a)にはんだを供給するようにしたことを特徴とする。これらの発明の実装方法によれば、比較的大きな接続面積を有する端子については、はんだ供給後にリフローが不要な基板側に対してはんだを供給している。そのため、請求項4や請求項5に記載の実装方法のように、はんだペーストやはんだシートを基板側に供給した場合、これらをリフローさせずに、ICチップを基板に搭載することができる。
【0022】
つまり、これらはんだペーストやはんだシートを大きな接続面積の端子の面積に比例して供給したとしても、基板へICチップを搭載した後にリフローすることができるので、そのリフロー時にはんだが高く盛り上がってICチップが実装できなくなるという問題は生じない。
【0023】
また、請求項6に記載の実装方法のように、基板側に供給されたはんだをリフローさせた後、加圧成形することで高さ調整すれば、接続面積の大きい基板側の端子においてリフローによって高く盛り上がりすぎたはんだの高さを容易に矯正することができる。
【0024】
このように請求項2〜請求項6に記載の実装方法では、接続面積の異なる端子に対して、単位面積あたりのはんだ量を制御して供給する必要がなくなるため、上記したはんだペーストを用いて印刷により供給したり、はんだシートを用いて供給を行うなど、はんだの供給も安価に行うことができる。
【0025】
そして、ICチップの搭載の際には、ICチップと基板との間において、接続面積の小さな端子間でもはんだを介した接触が確実に行われる。その後、各端子間のはんだをリフローさせることで各端子間のはんだ接続が行われ、実装構造が完成する。
【0026】
以上のように、基板の端子のうち接続面積の比較的大きな端子については基板側にはんだを供給し、それよりも接続面積の小さな端子についてはこれに対応するICチップ側の端子にはんだを供給することにより、接続面積の大きな端子におけるはんだの盛り上がりによる接続不良を防止できる。
【0027】
よって、請求項2〜請求項6に記載の実装方法によれば、ICチップにおいて端子の狭ピッチ化や高パワー化を図ったとしても、安価にICチップと基板とのはんだ接続を行うことができる。
【0032】
また、請求項7に記載の発明では、論理回路およびパワーMOSトランジスタを備え、異なる2種類以上の接続面積を有する複数個の端子(12)を備えるICチップにおいて、複数個の端子のうち比較的接続面積の小さい端子(12a)にはんだ(30)が供給され、比較的接続面積の大きい端子(12b)にははんだが供給されていないことを特徴とする。また、請求項8に記載の発明では、異なる2種類以上の接続面積を有する複数個の端子(12)を備えるICチップにおいて、複数個の端子のうち比較的接続面積の大きい端子(12b)がパワーMOS用電極となっており、複数個の端子のうち比較的接続面積の小さい端子(12a)にはんだ(30)が供給され、比較的接続面積の大きい端子(12b)にははんだが供給されていないことを特徴とする。
【0033】
請求項7、8の発明のICチップは請求項2〜請求項6に記載の製造方法に好適に使用できるものであり、その場合、上述したようにICチップにおいて端子の狭ピッチ化や高パワー化を図ったとしても、安価にICチップと基板とのはんだ接続を行うことができる。
【0036】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【0037】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態において互いに同一部分には図中、同一符号を付してある。
【0038】
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係る電子部品およびその実装構造を示す図であり、(a)は電子部品10における端子が形成されている端子面の平面図、(b)は(a)に示す電子部品10を基板20へ実装した実装構造の概略断面図である。
【0039】
図1に示す電子部品10は、特に限定するものではないが、本例では半導体回路基板としてのICチップ10であり、図示しない論理回路およびパワーMOSトランジスタを備える。図1(a)中、破線で囲んだ領域がICチップ10における発熱部としてのパワーMOS部11である。
【0040】
このICチップ10の端子面には、異なる2種類以上の接続面積を有する複数個の端子12が形成されている。このICチップ10の端子12は、均一寸法で均一ピッチに配列された信号用電極12aと、パワーMOS部11を覆うように任意形状で形成され信号用電極12aよりも接続面積の大きいパワーMOS部用電極12bとからなる。
【0041】
これら比較的接続面積の小さい電子部品端子としての信号用電極12aおよび比較的接続面積の大きい電子部品端子としてのパワーMOS部用電極12bは、通常のバンプ形成技術を用いて形成することができる。例えば、電気めっき法や無電解めっき法などにより、NiまたはCuの表面に酸化防止用のAu膜を積層させた構成とすることができる。
【0042】
これら端子12は、ICチップ10における半導体回路の図示しないAl配線と導通されている。特に、パワーMOS部用電極12bは、パワーMOS部11の放熱専用として非導通状態で用いても良いし、大電流を流すパワーMOS回路に導通させた状態で用いても良い。
【0043】
一方、基板20はプリント基板やセラミック基板など任意の配線基板を採用することができる。基板20におけるICチップ10の搭載面(電子部品搭載面)には、ICチップ10の上記端子12に対応して異なる2種類以上の接続面積を有する複数個の端子22が形成されている。
【0044】
これら基板20の端子22は電子部品接続用ランドであり、基板20の図示しない配線部と導通されている。本実施形態では、電子部品搭載面からみたときの基板20の端子22は、図1(a)に示されるICチップ10の端子12と同一の配置および同一の形状となっている。
【0045】
すなわち、基板20の端子22は、ICチップ10の信号用電極12aに対応した位置に形成された均一寸法で均一ピッチに配列された信号用ランド22aと、ICチップ10のパワーMOS部用電極12bに対応した形状で形成され信号用ランド22aよりも接続面積の大きいパワーMOS部用ランド22bとからなる。
【0046】
これら比較的接続面積の小さい基板端子としての信号用ランド22aおよび比較的接続面積の大きい基板端子としてのパワーMOS部用ランド22bは、上記ICチップ10の端子12と同様に、通常のバンプ形成技術を用いて形成することができる。例えば、ICチップ10の端子12と同様、電気めっき法や無電解めっき法などにより、NiまたはCuの表面に酸化防止用のAu膜を積層させた構成とすることができる。
【0047】
そして、図1(b)に示すように、基板20の電子部品搭載面とICチップ10の端子面とを対向させ、両者の端子12、22を一致させた状態で、ICチップ10は基板20に搭載されている。そして、ICチップ10の各端子12と基板20の各端子22とが、Sn−Ag系はんだなどからなるはんだ30を介して電気的および熱的に接続されている。
【0048】
また、ICチップ10と基板20との間にはエポキシ樹脂などからなるアンダーフィル材40が充填されており、はんだ30によって接続された接続部の機械的強度を補っている。
【0049】
このような電子部品の実装構造によれば、信号用電極およびランド12a、22aによってICチップ10の端子の狭ピッチ化を図ることができる。また、面積の大きいパワーMOS部用電極およびランド12b、22bによってパワーMOS部11の放熱が確保されるためICチップ10の高パワー化を図ることができる。
【0050】
次に、上記電子部品の実装構造を作るための実装方法について図2を参照して述べる。図2は本実装方法を示す工程図である。
【0051】
本実装方法では、まず、異なる2種類以上の接続面積を有する複数個の端子12a、12bを備えるICチップ10に対して、比較的接続面積の小さい信号用電極12aにのみはんだ30を供給し、この信号用電極12aよりも接続面積の大きいパワーMOS部用電極12bにははんだを供給しない。
【0052】
このICチップ10の信号用電極12aへのはんだ30の供給は、信号用電極12aに対応した均一な大きさのはんだボールを用いるはんだボール法やはんだペーストとして印刷する印刷法により安価に行うことができる。
【0053】
このようにして、はんだ30が供給されたICチップ10は、複数個の端子12のうち比較的接続面積の小さい端子12aにはんだ30が供給され、比較的接続面積の大きい端子12bにははんだが供給されていない電子部品として構成される。
【0054】
一方、基板20の電子部品搭載面においては、基板20の端子22のうち比較的大きな接続面積を有するパワーMOS部用ランド22bにのみはんだを供給し、パワーMOS部用ランド22bよりも小さな接続面積を有する信号用ランド22aにははんだを供給しない。
【0055】
図2に示す例では、基板20側へのはんだの供給をはんだペースト30aを用いて安価な印刷法により行っている。はんだペースト30aの状態では、はんだは表面張力により高く盛り上がることはない。
【0056】
このように本実装方法では、2種類以上の接続面積を有する基板20の端子22のうち比較的大きな接続面積を有する端子22bについては基板20側にはんだを供給し、比較的小さな接続面積を有する端子22aについては当該端子22aに対応する電子部品10側の端子12aにはんだを供給するようにしている。
【0057】
こうして各々はんだの供給を行った後、基板20でははんだのリフローは行わずに、ICチップ10および基板20の各端子12、22を位置合わせして、ICチップ10を基板20に搭載する。
【0058】
このとき、基板20では、はんだはペーストの状態なので高く盛り上がってはいない。そのため、接続面積の小さな端子12a、22a同士もはんだ30を介して接する。
【0059】
そして、ICチップ10と基板20との間のはんだをリフローさせることで、すべての各端子12aと22a、12bと22bの間のはんだ接続が行われる。この後、アンダーフィル40の注入、充填を行い、上記図1に示す実装構造が完成する。
【0060】
以上のように、本実装方法によれば、比較的大きな接続面積を有する端子については、はんだ供給後にリフローが不要な基板20側に対してはんだを供給している。そのため、はんだペースト30aとして基板20側に供給されたはんだをリフローさせずに、ICチップ10を基板20に搭載することができる。
【0061】
そのため、接続面積の大きいパワーMOS部用ランド22bに供給するはんだペースト30aの単位面積あたりの量を、接続面積の小さいICチップ10の信号用電極12aに供給されるはんだ量に比べて減らすことなく供給することができる。つまり、接続面積に比例してはんだ供給することができる。
【0062】
そのようにはんだを供給したとしても、基板20へICチップ10を搭載した後にはんだをリフローするので、そのリフロー時にはんだが高く盛り上がってICチップ10が実装できなくなるという問題は生じない。
【0063】
そのため、本実装方法では、接続面積の異なる端子に対して、単位面積あたりのはんだ量を制御して供給する必要がなくなるため、上記したはんだペーストを用いた印刷による供給を採用でき、はんだの供給を安価に行うことができる。そして、従来のような接続面積の大きな端子におけるはんだの盛り上がりによる接続不良を防止できる。
【0064】
よって、本実装方法によれば、ICチップ10において信号用電極12aの狭ピッチ化(つまり端子の狭ピッチ化)やパワーMOS部11の高パワー化を図ったとしても、安価にICチップ10と基板20とのはんだ接続を行うことができる。
【0065】
次に、本第1実施形態の実装方法の変形例を示しておく。これらは基板20へのはんだの供給方法を変形したものである。図3は第1の変形例であり、基板20側へのはんだの供給をはんだシート30bを用いて行う。はんだシート30bは、はんだ30をシート状に成形したものである。
【0066】
このはんだシート30bを用いた場合、はんだシート30bを基板20のパワーMOS部用ランド22bの形状に切り取り、これをパワーMOS部用ランド22b上に載せる。続いて、これをリフローさせずに、ICチップ10を基板20に搭載し、その後リフローすることではんだ接続を行う。
【0067】
また、図4は第2の変形例であり、本例のパワーMOS部用ランド22bに供給されているはんだ30は、基板20側にペーストやシートなどの形で供給されたはんだをリフローさせた後、治具などにより加圧成形することで高さ調整したものである。
【0068】
それによれば、基板20を電子部品の実装前にリフローさせたとしても、接続面積の大きいパワーMOS部用ランド22bにおいてリフローによって高く盛り上がりすぎたはんだ30の高さを容易に矯正することができる。
【0069】
したがって、これら変形例の場合も、異なる接続面積の端子で単位面積あたりのはんだ量を変えることなくはんだの供給が行えることから、印刷法やはんだシート、はんだボールといった安価な供給方法を採用できる。
【0070】
そのため、これら変形例によっても、ICチップ10において信号用電極12aの狭ピッチ化やパワーMOS部11の高パワー化を図ったとしても、安価にICチップ10と基板20とのはんだ接続を行うことができる。
【0071】
なお、本第1実施形態においては、基板20の端子が少なくとも2種類以上の接続面積を有していれば良く、ICチップ10側の複数個の端子は互いに同一の接続面積となっていても良い。
【0072】
例えば、上記図1において、ICチップ10については、パワーMOS部11に位置する端子は信号用電極12aと同じ寸法、同じピッチのものとして良い。この場合のICチップ10の端子面形状は、上記図9(a)や(b)に示すような端子配置と同じようなものになる。
【0073】
また、この場合、基板20の端子22は上記図1と同様である。そのため、ICチップ10を基板20にはんだ接続した場合、ICチップ10におけるパワーMOS部11の小さな端子は、基板20の大きなパワーMOS部用ランド22bに電気的・熱的に接続される。また、パワーMOS部11の小さな端子同士ははんだでつながるため放熱性は確保される。
【0074】
(第2実施形態)
図5は本発明の第2実施形態に係る電子部品の実装方法を示す概略断面図である。本実施形態の実装方法では、上記図1に示したものと同様のICチップ10、基板20を用いる。
【0075】
図5に示すように、少なくとも2種類以上の接続面積を有しているICチップ10の端子12a、12bに対して接続面積に比例した量のはんだを供給し、供給されたはんだをリフローさせた後、治具をはんだに押し当てるなどにより加圧成形することで各端子12a、12b間ではんだ30の高さが同一となるように調整する。
【0076】
接続面積の異なるICチップ10側の各端子12a、12bに対して、簡易な印刷法やはんだボール法にて接続面積に比例した量のはんだを供給した場合、電子部品にて行われるリフロー後に接続面積の異なる端子間にてはんだ高さが異なる。
【0077】
しかし、本実施形態では、リフローによって高くなりすぎたパワーMOS部用電極12bのはんだ30を、図5に示すように、加圧成形にて容易に低くし、各端子12a、12b間ではんだ30の高さを同一にすることができる。
【0078】
このようにしてはんだ30の高さ調整が行われたICチップ10は、複数個の端子12a、12bに対して接続面積に比例した量のはんだ30が供給されており、これら供給されたはんだ30はリフローさせた後加圧成形することで各端子12a、12b間で高さが同一となるように調整されている電子部品として提供される。
【0079】
そして、この図5に示すICチップ10は、基板20に搭載される。このとき、基板20にははんだが供給されていない。そして、この搭載の際には、ICチップ10と基板20との間において、接続面積の異なる各端子間ではんだ30を介した接触が確実に行われる。その後、はんだ30をリフローさせることで各端子12、22間のはんだ接続が行われる。
【0080】
このように、本実施形態の実装方法によっても、ICチップ10において信号用電極12aの狭ピッチ化やパワーMOS部11の高パワー化を図ったとしても、安価にICチップ10と基板20とのはんだ接続を行うことができる。
【0081】
また、上記第1および第2実施形態に共通して言えることであるが、ICチップ10のパワーMOS部11に設けるパワーMOS部用電極12bへのはんだ供給は、はんだペーストを用いた印刷法にて行うことができる。そのため、はんだボールで形成する場合に比べて電極形状の自由度が大きいことから、上記したような任意の形状とすることができ、接続面積も大きくでき放熱性向上に有利である。
【0082】
(他の実施形態)
図6、図7にICチップ10の端子面における電極配置の変形例を示す。図6は第1の変形例、図7は第2の変形例である。
【0083】
これら変形例に示すように、パワーMOS部11は複数個あっても良いし、また、パワーMOS部用電極12bはパワーMOS部11の領域からはみ出した形であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る電子部品およびその実装構造を示す図である。
【図2】図1に示す実装構造を作るための実装方法を示す工程図である。
【図3】上記第1実施形態の第1の変形例を示す図である。
【図4】上記第1実施形態の第2の変形例を示す図である。
【図5】本発明の第2実施形態に係る電子部品の実装方法を示す概略断面図である。
【図6】ICチップの端子面における電極配置の第1の変形例を示す概略平面図である。
【図7】ICチップの端子面における電極配置の第2の変形例を示す概略平面図である。
【図8】発熱部を有するICチップの端子面側の種々の平面構成を示す図である。
【図9】ICチップ上の異なる電極面積を有する電極バンプに対してはんだを供給する工程を示す断面図である。
【符号の説明】
10…ICチップ、12…ICチップの端子、12a…信号用電極、
12b…パワーMOS部用電極、20…基板、22…基板の端子、
22a…信号用ランド、22b…パワーMOS部用ランド、30…はんだ、
30a…はんだペースト、30b…はんだシート。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component that is solder-mounted on a substrate by a plurality of terminals having two or more different connection areas.ofImplementation method, IC chip mounting method and IC chipThe present invention can be applied to, for example, a wafer level CSP and a flip chip mounting structure.
[0002]
[Prior art]
An electronic component having a plurality of terminals is mounted on a substrate having a plurality of terminals corresponding to the terminals of the electronic component, and each terminal of the electronic component and the terminal of the substrate are electrically and thermally connected via solder. There is a conventional mounting structure.
[0003]
For example, as an electronic component, there is a semiconductor element provided with a transistor, and the semiconductor element is provided with bump electrodes as a plurality of terminals. In this case, with the miniaturization of transistors, the bump electrodes are also required to have a narrow pitch. On the other hand, a higher power IC is required for a semiconductor element including a logic circuit and a power MOS transistor.
[0004]
For this reason, when mounting electronic components on a board, there are conflicting demands for reducing the pitch of terminals according to miniaturization of electronic components and ensuring heat dissipation according to higher power (that is, expanding the heat dissipation area). It is necessary to satisfy.
[0005]
Conventionally, when narrowing the pitch of bump electrodes arranged on the surface, the number of wirings for rearrangement increases with the increase in the number of arrangements, and the bump electrode dimensions are made smaller than the shrink rate of the bump electrode pitch. The need arises. That is, it is not necessary to make the bump electrode smaller in proportion to the degree to which the pitch of the bump electrode is made smaller, and it is necessary to make the bump electrode smaller.
[0006]
This will be specifically described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing a planar shape on the terminal surface side of the
[0007]
For example, in FIG. 8A, the bump electrode diameter d is φ0.25 mm, and the pitch P of the
[0008]
Furthermore, in the simplest case, the path through which the heat generated in the
[0009]
For this reason, in order to ensure heat dissipation, as shown in FIG.8 (c), it is possible to make the
[0010]
In the case of the
[0011]
Here, the supply of the
[0012]
Therefore, as shown in FIG. 9B, after reflow, the
[0013]
In order to avoid this problem, a method has been proposed in which solder is supplied only to the substrate side and the amount of solder supplied is controlled in accordance with the bump electrode dimensions, as disclosed in JP-A-7-263449. Specifically, when supplying solder by the vapor deposition method, the amount of solder supplied per unit area is reduced with a large bump electrode compared to the amount of solder supplied to a small bump electrode.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
If the technique for controlling the supply amount of solder according to the bump electrode dimensions as in the above-mentioned conventional publication is applied to an electronic component that requires reflow, the height of the solder after reflow is considered to be substantially uniform. .
[0015]
However, in the above-mentioned conventional publication, the solder is supplied by relatively expensive vapor deposition, and as a result, it becomes extremely expensive. Further, it is difficult to control the solder supply amount according to the electrode dimensions by a relatively inexpensive printing method.
[0016]
In addition, even if the current mainstream method is to use an inexpensive solder ball method, it is necessary to change the diameter of the solder ball to be supplied in accordance with the size of each electrode, resulting in an increase in cost.
[0017]
In any case, conventionally, when at least one terminal of the electronic component and the substrate is composed of two or more types of terminals having different connection areas, the electronic component terminal and the substrate terminal are appropriately connected and mounted. There was no method that could be realized at low cost. Under such circumstances, it is difficult to cope with a narrow pitch and high power of terminals in electronic components.
[0018]
Therefore, in view of the above problems, the present invention has attempted to reduce the pitch of terminals and increase the power in electronic components when soldering electronic components on a substrate via two or more types of terminals having different connection areas. However, an object is to enable solder connection between the electronic component and the substrate at low cost.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an electronic component (10) having a plurality of terminals (12) is replaced with a substrate having a plurality of terminals (22) corresponding to the terminals of the electronic components ( 20), the terminal of the electronic component and the terminal of the board are electrically and thermally connected via the solder (30), and the terminal of the board has at least two types of connection areas. In the electronic component mounting method, the terminal (22b) having a relatively large connection area among the terminals of the board is supplied with solder to the board side, and the solder supplied to the board side is reflowed, followed by pressure molding. As for the terminal (22a) having a relatively small connection area, the height of the electronic component side terminal corresponding to the terminal is adjusted.(12a)It is characterized by supplying solder.
[0020]
According to the mounting method of the present invention, for terminals having a relatively large connection area, the solder is supplied to the substrate side that does not require reflow after the solder is supplied.
[0021]
According to a second aspect of the present invention, an IC chip (10) having a plurality of terminals (12) is mounted on a substrate (20) having a plurality of terminals (22) corresponding to the terminals of the IC chip. A method of mounting an IC chip, wherein the terminal of the IC chip and the terminal of the substrate are electrically and thermally connected via solder (30), and the terminal of the substrate has at least two types of connection areas InThe IC chip includes a logic circuit and a power MOS transistor,Of the terminals on the board, the terminal (22b) having a relatively large connection area is supplied with solder, and the terminal (22a) having a relatively small connection area is a terminal on the IC chip side corresponding to the terminal.(12a)It is characterized by supplying solder.According to a third aspect of the present invention, an IC chip (10) having a plurality of terminals (12) is mounted on a substrate (20) having a plurality of terminals (22) corresponding to the terminals of the IC chip. A method of mounting an IC chip, wherein the terminal of the IC chip and the terminal of the substrate are electrically and thermally connected via solder (30), and the terminal of the substrate has at least two types of connection areas The terminal (12b) on the IC chip side corresponding to the terminal (22b) having a relatively large connection area among the terminals on the substrate is a power MOS electrode, and the relatively large connection area among the terminals on the substrate is Solder is supplied to the substrate side for the terminal (22b) having it, and solder is supplied to the terminal (12a) on the IC chip side corresponding to the terminal (22a) having a relatively small connection area. And it said that there was Unishi. theseAccording to the mounting method of the invention, the solder having a relatively large connection area is supplied to the substrate side that does not require reflow after the solder is supplied. Therefore, the claim4And claims5When the solder paste or the solder sheet is supplied to the substrate side as in the mounting method described in 1), the IC chip can be mounted on the substrate without reflowing them.
[0022]
In other words, even if these solder pastes and solder sheets are supplied in proportion to the area of the terminals with a large connection area,IC chipCan be reflowed after mounting, so the solder rises high during the reflowIC chipHowever, there is no problem that cannot be implemented.
[0023]
Claims6If the height is adjusted by pressure forming after reflowing the solder supplied to the board side, as in the mounting method described in 1. Can be easily corrected.
[0024]
Thus, the claims 2 to 26In the mounting method described in the above, since it is not necessary to control and supply the solder amount per unit area to terminals having different connection areas, it is possible to supply by printing using the above-described solder paste or use a solder sheet. For example, solder can be supplied at low cost.
[0025]
AndIC chipWhen installingIC chipBetween the terminals and the substrate, contact via solder is reliably performed even between terminals having a small connection area. Then, the solder connection between each terminal is performed by reflowing the solder between each terminal, and the mounting structure is completed.
[0026]
As described above, among the terminals on the board, solder is supplied to the board side for terminals having a relatively large connection area, and for terminals having a smaller connection area, this is supported.IC chipBy supplying the solder to the terminal on the side, it is possible to prevent connection failure due to the rise of solder in the terminal having a large connection area.
[0027]
Accordingly, claims 2 to claim6According to the mounting method described in (4), even if the terminal pitch is narrowed or the power is increased in the IC chip,IC chipCan be soldered to the substrate.
[0032]
Claims7In the invention described inA logic circuit and a power MOS transistor;In an IC chip including a plurality of terminals (12) having two or more different connection areas, solder (30) is supplied to a terminal (12a) having a relatively small connection area among the plurality of terminals, and relatively connected. Solder is not supplied to the terminal (12b) having a large area.In the invention according to claim 8, in an IC chip including a plurality of terminals (12) having two or more different connection areas, a terminal (12b) having a relatively large connection area among the plurality of terminals is provided. It is a power MOS electrode, and solder (30) is supplied to a terminal (12a) having a relatively small connection area among a plurality of terminals, and solder is supplied to a terminal (12b) having a relatively large connection area. It is characterized by not.
[0033]
[0036]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments shown in the drawings will be described below. In the following embodiments, the same parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
[0038]
(First embodiment)
1A and 1B are views showing an electronic component and a mounting structure thereof according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan view of a terminal surface on which terminals of the
[0039]
The
[0040]
A plurality of
[0041]
The
[0042]
These
[0043]
On the other hand, an arbitrary wiring board such as a printed board or a ceramic board can be adopted as the
[0044]
These
[0045]
That is, the
[0046]
The
[0047]
Then, as shown in FIG. 1B, the
[0048]
In addition, an
[0049]
According to such an electronic component mounting structure, it is possible to reduce the pitch of the terminals of the
[0050]
Next, a mounting method for making the mounting structure of the electronic component will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a process diagram showing the present mounting method.
[0051]
In this mounting method, first, the
[0052]
The
[0053]
Thus, in the
[0054]
On the other hand, on the electronic component mounting surface of the
[0055]
In the example shown in FIG. 2, the solder is supplied to the
[0056]
Thus, in this mounting method, the
[0057]
After each solder is supplied in this way, the
[0058]
At this time, since the solder is in a paste state, the
[0059]
Then, by reflowing the solder between the
[0060]
As described above, according to the present mounting method, the solder having a relatively large connection area is supplied to the
[0061]
Therefore, the amount per unit area of the
[0062]
Even if such solder is supplied, since the solder is reflowed after the
[0063]
For this reason, in this mounting method, it is not necessary to control and supply the amount of solder per unit area for terminals having different connection areas, so that supply by printing using the above-described solder paste can be adopted, and solder supply Can be done inexpensively. In addition, it is possible to prevent a connection failure due to solder swell at a terminal having a large connection area as in the prior art.
[0064]
Therefore, according to this mounting method, even if the pitch of the
[0065]
Next, a modification of the mounting method according to the first embodiment will be described. These are variations of the method of supplying solder to the
[0066]
When the
[0067]
FIG. 4 shows a second modification. The
[0068]
According to this, even if the
[0069]
Therefore, also in these modified examples, since it is possible to supply solder without changing the amount of solder per unit area with terminals having different connection areas, it is possible to employ an inexpensive supply method such as a printing method, a solder sheet, or a solder ball.
[0070]
For this reason, even with these modifications, even if the pitch of the
[0071]
In the first embodiment, it is sufficient that the terminals of the
[0072]
For example, in FIG. 1, for the
[0073]
In this case, the
[0074]
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the electronic component mounting method according to the second embodiment of the present invention. In the mounting method of this embodiment, the
[0075]
As shown in FIG. 5, an amount of solder proportional to the connection area was supplied to the
[0076]
When an amount of solder proportional to the connection area is supplied to each terminal 12a, 12b on the
[0077]
However, in this embodiment, as shown in FIG. 5, the
[0078]
In the
[0079]
The
[0080]
As described above, even with the mounting method of the present embodiment, even if the pitch of the
[0081]
Further, as can be said in common with the first and second embodiments, the solder supply to the power
[0082]
(Other embodiments)
6 and 7 show modified examples of the electrode arrangement on the terminal surface of the
[0083]
As shown in these modified examples, there may be a plurality of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an electronic component and its mounting structure according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a process diagram showing a mounting method for making the mounting structure shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing a first modification of the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a second modification of the first embodiment.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a method for mounting an electronic component according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic plan view showing a first modification of electrode arrangement on the terminal surface of the IC chip.
FIG. 7 is a schematic plan view showing a second modification of the electrode arrangement on the terminal surface of the IC chip.
FIG. 8 is a diagram showing various planar configurations on the terminal surface side of an IC chip having a heat generating portion.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a process of supplying solder to electrode bumps having different electrode areas on an IC chip.
[Explanation of symbols]
10 ... IC chip, 12 ... IC chip terminal, 12a ... Signal electrode,
12b ... Power MOS part electrode, 20 ... Substrate, 22 ... Substrate terminal,
22a ... Signal land, 22b ... Power MOS part land, 30 ... Solder,
30a ... Solder paste, 30b ... Solder sheet.
Claims (8)
前記電子部品の端子と前記基板の端子とをはんだ(30)を介して電気的および熱的に接続してなり、
前記基板の端子が少なくとも2種類以上の接続面積を有している電子部品の実装方法において、
前記基板の端子のうち比較的大きな接続面積を有する端子(22b)については前記基板側にはんだを供給し、前記基板側へ供給されたはんだをリフローさせた後、加圧成形することで高さ調整し、比較的小さな接続面積を有する端子(22a)については当該端子に対応する前記電子部品側の端子(12a)にはんだを供給するようにしたことを特徴とする電子部品の実装方法。An electronic component (10) having a plurality of terminals (12) is mounted on a substrate (20) having a plurality of terminals (22) corresponding to the terminals of the electronic components,
The terminals of the electronic component and the terminals of the substrate are electrically and thermally connected via solder (30),
In the mounting method of the electronic component in which the terminal of the substrate has at least two types of connection areas,
The terminal (22b) having a relatively large connection area among the terminals of the substrate is supplied with solder to the substrate side, reflowed with the solder supplied to the substrate side, and then subjected to pressure molding to increase the height. A method of mounting an electronic component, characterized in that, for the terminal (22a) having a relatively small connection area, solder is supplied to the terminal (12a) on the electronic component side corresponding to the terminal.
前記ICチップの端子と前記基板の端子とをはんだ(30)を介して電気的および熱的に接続してなり、
前記基板の端子が少なくとも2種類以上の接続面積を有しているICチップの実装方法において、
前記ICチップは、論理回路およびパワーMOSトランジスタを備えており、
前記基板の端子のうち比較的大きな接続面積を有する端子(22b)については前記基板側にはんだを供給し、比較的小さな接続面積を有する端子(22a)については当該端子に対応する前記ICチップ側の端子(12a)にはんだを供給するようにしたことを特徴とするICチップの実装方法。An IC chip (10) having a plurality of terminals (12) is mounted on a substrate (20) having a plurality of terminals (22) corresponding to the terminals of the IC chip,
The terminal of the IC chip and the terminal of the substrate are electrically and thermally connected via solder (30),
In the mounting method of the IC chip in which the terminal of the substrate has at least two kinds of connection areas,
The IC chip includes a logic circuit and a power MOS transistor,
Of the terminals of the substrate, the terminal (22b) having a relatively large connection area supplies solder to the substrate side, and the terminal (22a) having a relatively small connection area is on the IC chip side corresponding to the terminal. A method for mounting an IC chip, characterized in that solder is supplied to the terminal (12a) .
前記ICチップの端子と前記基板の端子とをはんだ(30)を介して電気的および熱的に接続してなり、The terminal of the IC chip and the terminal of the substrate are electrically and thermally connected via solder (30),
前記基板の端子が少なくとも2種類以上の接続面積を有しているICチップの実装方法において、In the IC chip mounting method in which the terminals of the substrate have at least two types of connection areas,
前記基板の端子のうち比較的大きな接続面積を有する端子(22b)に対応する前記ICチップ側の端子(12b)がパワーMOS用電極となっており、The terminal (12b) on the IC chip side corresponding to the terminal (22b) having a relatively large connection area among the terminals of the substrate is a power MOS electrode,
前記基板の端子のうち前記比較的大きな接続面積を有する端子(22b)については前記基板側にはんだを供給し、比較的小さな接続面積を有する端子(22a)については当該端子に対応する前記ICチップ側の端子(12a)にはんだを供給するようにしたことを特徴とするICチップの実装方法。Among the terminals of the substrate, the terminal (22b) having a relatively large connection area supplies solder to the substrate side, and the terminal (22a) having a relatively small connection area corresponds to the IC chip corresponding to the terminal. A method for mounting an IC chip, characterized in that solder is supplied to the terminal (12a) on the side.
前記複数個の端子のうち比較的接続面積の小さい端子(12a)にはんだ(30)が供給され、比較的接続面積の大きい端子(12b)にははんだが供給されていないことを特徴とするICチップ。 In an IC chip comprising a logic circuit and a power MOS transistor and comprising a plurality of terminals (12) having two or more different connection areas,
Solder (30) is supplied to the terminal (12a) having a relatively small connection area among the plurality of terminals, and no solder is supplied to the terminal (12b) having a relatively large connection area. Chip.
前記複数個の端子のうち比較的接続面積の大きい端子(12b)がパワーMOS用電極Among the plurality of terminals, a terminal (12b) having a relatively large connection area is a power MOS electrode. となっており、And
前記複数個の端子のうち比較的接続面積の小さい端子(12a)にはんだ(30)が供給され、前記比較的接続面積の大きい端子(12b)にははんだが供給されていないことを特徴とするICチップ。Solder (30) is supplied to a terminal (12a) having a relatively small connection area among the plurality of terminals, and solder is not supplied to the terminal (12b) having a relatively large connection area. IC chip.
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