JP3929178B2 - Ｉｃ実装構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＩＣチップの実装構造に係わり、更に詳しくは突起電極を有するフリップチップ実装構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体パッケージの小型化、高密度化に伴いベア・チップを直接フェイスダウンで、基板上に実装するフリップチップボンディングが開発されている。カメラ一体型ＶＴＲや携帯電話機等の登場により、ベア・チップと略同じ寸法の小型パッケージ、所謂ＣＳＰ（チップサイズ／スケール・パッケージ）を載せた携帯機器が相次いで登場してきている。最近ＣＳＰの開発は急速に進み、その市場要求が本格化している。
【０００３】
図５は、ＩＣウエファー上に突起電極を製造する工程を示している。図５（ａ）のＩＣウエファー製造工程では、ＩＣウエファー８上に電気回路を形成し、外部接続用にボンディングパッド９を形成する。
【０００４】
図５（ｂ）に示すＵＢＭ（ＵｎｄｅｒＢｕｍｐＭｅｔａｌ）析出工程では、ＩＣウエファー８のボンディングパッド９側に、電解バンプ析出用の共通電極とバンプとボンディングパッド９を接続するための金属であるＵＢＭ１０を、スパッター等により析出させる。
【０００５】
図５（ｃ）に示すメッキレジスト形成工程では、ＵＢＭ１０上に電解バンプ析出用のメッキレジスト１１をフォトリソ工程により形成する。
【０００６】
図５（ｄ）に示す半田メッキ工程では、メッキレジスト１１の開口部に電気メッキ法により半田１２を電解析出させる。
【０００７】
図５（ｅ）に示すレジスト剥離工程では、メッキレジスト１１をレジスト剥離液により剥離する。
【０００８】
図５（ｆ）に示すＵＢＭエッチィング工程では、半田１２下のＵＢＭ１０を残し、ＩＣウエファー８上のＵＢＭ１０をエッチィングにより除去する。
【０００９】
図５（ｇ）に示すリフロー工程では、半田１２にフラックスを塗布し、リフローすることで、半田バンプ１３を形成する。その後、フラックスを洗浄し、突起電極付ＩＣウエファー１４が完成する。
【００１０】
図６にＩＣ実装工程を示す。図６（ａ）の突起電極付ＩＣウエファー製造工程は、図５で示した製造工程であり、突起電極付ＩＣウエファー１４を製造する。
【００１１】
図６（ｂ）に示すダイシング工程では、突起電極付ＩＣウエファー１４をダイシングソーで、個々の突起電極付ＩＣチップ１５に切断する。
【００１２】
図６（ｃ）に示すフラックス塗布工程では、突起電極付ＩＣチップ１５をフラックス槽に浸けてＩＣチップ１５の半田バンプ１３上に、フラックス１６を塗布する。
【００１３】
図６（ｄ）に示すプレースメント工程では、ＩＣチップ１５と回路基板５上のボンディングパターン２を認識し、ＩＣチップ１５の半田バンプ１３をボンディングパターン２上に載置する。
【００１４】
図６（ｅ）に示すリフロー工程では、半田バンプ１３をリフローすることで、ＩＣチップ１５を回路基板５に接続する。
【００１５】
図６（ｆ）に示す封止工程では、ＩＣチップ１５と回路基板５の空隙を封止樹脂４により封止する。こうして、ＩＣ実装基板１７が完成する。
【００１６】
図７は、従来のＩＣ実装基板１７のＸ線透過図を示す。ＩＣチップ１上に半田バンプ１３が対称に配置され、ボンディングされている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したＩＣ実装構造には次のような問題点がある。即ち、ＩＣ実装後、ＩＣが正常な方向を向いて、正しい位置にプレースメントされたかどうかを検査するには、ＩＣチップは裏面が出ているため、外観では判別できない。ＩＣをプレースメントした基板をＸ線透過させることで、バンプとボンディングパターンが判別できるが、半田バンプが対称に配列された場合、ＩＣチップの方向性が判別できなくなる。そのため、判定には、電気検査をする必要があるので生産性が低く、コストアップ等の問題があった。
【００１８】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、小型携帯機器等に搭載する信頼性及び生産性に優れたフリップチップ実装をにおいて容易なプレースメント判別法をもつＩＣ実装構造を提供するものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明におけるＩＣ実装構造は、回路基板上のボンディングパターンと接続させるための接続用突起電極を有するＩＣチップを回路基板にフリップチップ実装したＩＣ実装構造において、前記ＩＣチップの接続用突起電極形成面内に該ＩＣチップの方向性を示す方向性突起電極を有すると共に、前記回路基板と接触しないように前記方向性突起電極の高さを前記接続用突起電極の高さよりも低く形成したことを特徴とするものである。
【００２０】
また、前記方向性を示す方向性突起電極は、ＩＣチップと電気的に接触していないこと
を特徴とするものである。
【００２１】
また、前記方向性を示す方向性突起電極は、その根本形状が他の接続用突起電極とは形状が異なることを特徴とするものである。
【００２３】
また、前記接続用突起電極と前記方向性突起電極の材料は、半田により形成したことを特徴とするものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明におけるＩＣ実装構造について説明する。図１は本発明の実施形態で、（ａ）は実装回路基板のＸ線投影図、（ｂ）はバンプ断面図を示す図（ａ）のＡ−Ａ′断面図である。図２は本発明の実施の形態で、方向性バンプの形状を示す説明図である。図３（ａ）、（ｂ）および図４（ａ）、（ｂ）は、方向性バンプの断面図で、バンプ高さを示す説明図である。従来技術と同一部材は同一符号で示す。
【００２５】
図１（ａ）は、実装回路基板のＸ線透過図を示す。回路基板５に実装されたバンプの中で、方向性バンプ３は、他の半田バンプ１３と比べ、その平面形状が異なるため、容易にチップの方向性が判断できる。また、回路基板５に接続しないため、回路基板５上には、対応するボンディングパターンが存在しない。
【００２６】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ′断面図である。方向性バンプ３の高さは、他の半田バンプ１３より低いため、リフロー後も、回路基板５に接触しない。そのため、ＩＣチップ１を回路基板５にプレースメントしたとき、方向性バンプ３が他の半田バンプ１３よりも高くなって、半田バンプ１３がボンディングパターンと接続できないという問題は発生しない。さらに、方向性バンプ３はＩＣチップと電気的に独立していると同時に、回路基板５とも電気的に独立しているため、封止後も確実に絶縁され、信頼性上の問題も発生しない。
【００２７】
図２は、方向性バンプの根本形状と半田バンプ形成時の上面図を示す。バンプ根本形状６を十字型にすることで、半田バンプ形状は円形とは異なる形状になる。通常半田バンプは円形をしているので、Ｘ線透過図において、どのバンプが、方向性バンプ３であるかは容易に判断でき、回路基板上に正常にプレースメントできたか容易に判断できる。
【００２８】
図３は、電解半田メッキバンプにおける一般バンプと方向性バンプのバンプ高さを変える方法である。電気メッキにおけるメッキレジスト開口径を“一般バンプレジスト開口径（Ｒ）”＞“方向性バンプレジスト開口径（ｒ）”の関係にすることで、電気メッキ後の方向性バンプのメッキ量が少なくなる。この半田をリフローすることで形成される半田バンプ高さは“一般バンプ高さ（Ｈ）”＞“方向性バンプ高さ（ｈ）”の関係になる。バンプ材料に半田を使うことで容易にバンプ高さを変えることができる。
【００２９】
図４は、無電解半田バンプにおける一般バンプと方向性バンプのバンプ高さを変える方法である。無電解バンプ形成法に、１個の半田ボール供給方法を考えた場合、供給半田量は同じである。レジスト開口径を“一般バンプ径（Ｒ）”＜“方向性バンプ径（ｒ）”の関係にし、リフローすることで形成される半田バンプ高さは“一般バンプ高さ（Ｈ）”＞“方向性バンプ高さ（ｈ）”の関係になる。バンプ材料に半田を使うことで容易にバンプ高さを変えることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＩＣ実装構造によれば、ＩＣチップの接続用突起電極である一般バンプの形成面内に方向性突起電極を形成したことで、ボンディング時に容易に方向性の判定をすることが出来る。また、方向性突起電極である方向性バンプをＩＣと電気的に接触させないことで、ＩＣチップ内に自由に配置できる。また、この方向性バンプ形状を他のバンプと変えることで、容易に方向性を判定できる。また、この方向性バンプが、固定基板と接触しないことで、実装を容易に出来ると同時に、信頼性を向上できる。また、方向性バンプ材料と一般バンプ材料に半田を使うことで、容易に高さを変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わるＩＣ実装構造を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる方向性バンプの形状をを示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わる電解バンプの高さを変える方法を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わる無電解バンプの高さを変える方法を示す説明図である。
【図５】ウエファーでの突起電極の製造方法を示す説明図である。
【図６】突起電極を回路基板に実装する方法を示す説明図である。
【図７】従来のＩＣ実装基板のＸ線透過図である。
【符号の説明】
１ ＩＣチップ
２ ボンディングパターン
３ 方向性バンプ
４ 封止樹脂
５ 回路基板
６ バンプ根本形状
７ バンプ形状
８ ウエファー
９ ボンディングパッド
１０ ＵＢＭ
１１ メッキレジスト
１２ 半田
１３ 半田バンプ
１４ 突起電極付ＩＣウエファー
１５ ＩＣチップ
１６ フラックス
１７ ＩＣ実装基板
【発明の属する技術分野】
本発明はＩＣチップの実装構造に係わり、更に詳しくは突起電極を有するフリップチップ実装構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体パッケージの小型化、高密度化に伴いベア・チップを直接フェイスダウンで、基板上に実装するフリップチップボンディングが開発されている。カメラ一体型ＶＴＲや携帯電話機等の登場により、ベア・チップと略同じ寸法の小型パッケージ、所謂ＣＳＰ（チップサイズ／スケール・パッケージ）を載せた携帯機器が相次いで登場してきている。最近ＣＳＰの開発は急速に進み、その市場要求が本格化している。
【０００３】
図５は、ＩＣウエファー上に突起電極を製造する工程を示している。図５（ａ）のＩＣウエファー製造工程では、ＩＣウエファー８上に電気回路を形成し、外部接続用にボンディングパッド９を形成する。
【０００４】
図５（ｂ）に示すＵＢＭ（ＵｎｄｅｒＢｕｍｐＭｅｔａｌ）析出工程では、ＩＣウエファー８のボンディングパッド９側に、電解バンプ析出用の共通電極とバンプとボンディングパッド９を接続するための金属であるＵＢＭ１０を、スパッター等により析出させる。
【０００５】
図５（ｃ）に示すメッキレジスト形成工程では、ＵＢＭ１０上に電解バンプ析出用のメッキレジスト１１をフォトリソ工程により形成する。
【０００６】
図５（ｄ）に示す半田メッキ工程では、メッキレジスト１１の開口部に電気メッキ法により半田１２を電解析出させる。
【０００７】
図５（ｅ）に示すレジスト剥離工程では、メッキレジスト１１をレジスト剥離液により剥離する。
【０００８】
図５（ｆ）に示すＵＢＭエッチィング工程では、半田１２下のＵＢＭ１０を残し、ＩＣウエファー８上のＵＢＭ１０をエッチィングにより除去する。
【０００９】
図５（ｇ）に示すリフロー工程では、半田１２にフラックスを塗布し、リフローすることで、半田バンプ１３を形成する。その後、フラックスを洗浄し、突起電極付ＩＣウエファー１４が完成する。
【００１０】
図６にＩＣ実装工程を示す。図６（ａ）の突起電極付ＩＣウエファー製造工程は、図５で示した製造工程であり、突起電極付ＩＣウエファー１４を製造する。
【００１１】
図６（ｂ）に示すダイシング工程では、突起電極付ＩＣウエファー１４をダイシングソーで、個々の突起電極付ＩＣチップ１５に切断する。
【００１２】
図６（ｃ）に示すフラックス塗布工程では、突起電極付ＩＣチップ１５をフラックス槽に浸けてＩＣチップ１５の半田バンプ１３上に、フラックス１６を塗布する。
【００１３】
図６（ｄ）に示すプレースメント工程では、ＩＣチップ１５と回路基板５上のボンディングパターン２を認識し、ＩＣチップ１５の半田バンプ１３をボンディングパターン２上に載置する。
【００１４】
図６（ｅ）に示すリフロー工程では、半田バンプ１３をリフローすることで、ＩＣチップ１５を回路基板５に接続する。
【００１５】
図６（ｆ）に示す封止工程では、ＩＣチップ１５と回路基板５の空隙を封止樹脂４により封止する。こうして、ＩＣ実装基板１７が完成する。
【００１６】
図７は、従来のＩＣ実装基板１７のＸ線透過図を示す。ＩＣチップ１上に半田バンプ１３が対称に配置され、ボンディングされている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したＩＣ実装構造には次のような問題点がある。即ち、ＩＣ実装後、ＩＣが正常な方向を向いて、正しい位置にプレースメントされたかどうかを検査するには、ＩＣチップは裏面が出ているため、外観では判別できない。ＩＣをプレースメントした基板をＸ線透過させることで、バンプとボンディングパターンが判別できるが、半田バンプが対称に配列された場合、ＩＣチップの方向性が判別できなくなる。そのため、判定には、電気検査をする必要があるので生産性が低く、コストアップ等の問題があった。
【００１８】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、小型携帯機器等に搭載する信頼性及び生産性に優れたフリップチップ実装をにおいて容易なプレースメント判別法をもつＩＣ実装構造を提供するものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明におけるＩＣ実装構造は、回路基板上のボンディングパターンと接続させるための接続用突起電極を有するＩＣチップを回路基板にフリップチップ実装したＩＣ実装構造において、前記ＩＣチップの接続用突起電極形成面内に該ＩＣチップの方向性を示す方向性突起電極を有すると共に、前記回路基板と接触しないように前記方向性突起電極の高さを前記接続用突起電極の高さよりも低く形成したことを特徴とするものである。
【００２０】
また、前記方向性を示す方向性突起電極は、ＩＣチップと電気的に接触していないこと
を特徴とするものである。
【００２１】
また、前記方向性を示す方向性突起電極は、その根本形状が他の接続用突起電極とは形状が異なることを特徴とするものである。
【００２３】
また、前記接続用突起電極と前記方向性突起電極の材料は、半田により形成したことを特徴とするものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明におけるＩＣ実装構造について説明する。図１は本発明の実施形態で、（ａ）は実装回路基板のＸ線投影図、（ｂ）はバンプ断面図を示す図（ａ）のＡ−Ａ′断面図である。図２は本発明の実施の形態で、方向性バンプの形状を示す説明図である。図３（ａ）、（ｂ）および図４（ａ）、（ｂ）は、方向性バンプの断面図で、バンプ高さを示す説明図である。従来技術と同一部材は同一符号で示す。
【００２５】
図１（ａ）は、実装回路基板のＸ線透過図を示す。回路基板５に実装されたバンプの中で、方向性バンプ３は、他の半田バンプ１３と比べ、その平面形状が異なるため、容易にチップの方向性が判断できる。また、回路基板５に接続しないため、回路基板５上には、対応するボンディングパターンが存在しない。
【００２６】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ′断面図である。方向性バンプ３の高さは、他の半田バンプ１３より低いため、リフロー後も、回路基板５に接触しない。そのため、ＩＣチップ１を回路基板５にプレースメントしたとき、方向性バンプ３が他の半田バンプ１３よりも高くなって、半田バンプ１３がボンディングパターンと接続できないという問題は発生しない。さらに、方向性バンプ３はＩＣチップと電気的に独立していると同時に、回路基板５とも電気的に独立しているため、封止後も確実に絶縁され、信頼性上の問題も発生しない。
【００２７】
図２は、方向性バンプの根本形状と半田バンプ形成時の上面図を示す。バンプ根本形状６を十字型にすることで、半田バンプ形状は円形とは異なる形状になる。通常半田バンプは円形をしているので、Ｘ線透過図において、どのバンプが、方向性バンプ３であるかは容易に判断でき、回路基板上に正常にプレースメントできたか容易に判断できる。
【００２８】
図３は、電解半田メッキバンプにおける一般バンプと方向性バンプのバンプ高さを変える方法である。電気メッキにおけるメッキレジスト開口径を“一般バンプレジスト開口径（Ｒ）”＞“方向性バンプレジスト開口径（ｒ）”の関係にすることで、電気メッキ後の方向性バンプのメッキ量が少なくなる。この半田をリフローすることで形成される半田バンプ高さは“一般バンプ高さ（Ｈ）”＞“方向性バンプ高さ（ｈ）”の関係になる。バンプ材料に半田を使うことで容易にバンプ高さを変えることができる。
【００２９】
図４は、無電解半田バンプにおける一般バンプと方向性バンプのバンプ高さを変える方法である。無電解バンプ形成法に、１個の半田ボール供給方法を考えた場合、供給半田量は同じである。レジスト開口径を“一般バンプ径（Ｒ）”＜“方向性バンプ径（ｒ）”の関係にし、リフローすることで形成される半田バンプ高さは“一般バンプ高さ（Ｈ）”＞“方向性バンプ高さ（ｈ）”の関係になる。バンプ材料に半田を使うことで容易にバンプ高さを変えることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＩＣ実装構造によれば、ＩＣチップの接続用突起電極である一般バンプの形成面内に方向性突起電極を形成したことで、ボンディング時に容易に方向性の判定をすることが出来る。また、方向性突起電極である方向性バンプをＩＣと電気的に接触させないことで、ＩＣチップ内に自由に配置できる。また、この方向性バンプ形状を他のバンプと変えることで、容易に方向性を判定できる。また、この方向性バンプが、固定基板と接触しないことで、実装を容易に出来ると同時に、信頼性を向上できる。また、方向性バンプ材料と一般バンプ材料に半田を使うことで、容易に高さを変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わるＩＣ実装構造を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる方向性バンプの形状をを示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わる電解バンプの高さを変える方法を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わる無電解バンプの高さを変える方法を示す説明図である。
【図５】ウエファーでの突起電極の製造方法を示す説明図である。
【図６】突起電極を回路基板に実装する方法を示す説明図である。
【図７】従来のＩＣ実装基板のＸ線透過図である。
【符号の説明】
１ ＩＣチップ
２ ボンディングパターン
３ 方向性バンプ
４ 封止樹脂
５ 回路基板
６ バンプ根本形状
７ バンプ形状
８ ウエファー
９ ボンディングパッド
１０ ＵＢＭ
１１ メッキレジスト
１２ 半田
１３ 半田バンプ
１４ 突起電極付ＩＣウエファー
１５ ＩＣチップ
１６ フラックス
１７ ＩＣ実装基板
Claims (4)
- 回路基板上のボンディングパターンと接続させるための接続用突起電極を有するＩＣチップを回路基板にフリップチップ実装したＩＣ実装構造において、前記ＩＣチップの接続用突起電極形成面内に該ＩＣチップの方向性を示す方向性突起電極を有すると共に、前記回路基板と接触しないように前記方向性突起電極の高さを前記接続用突起電極の高さよりも低く形成したことを特徴とするＩＣ実装構造。
- 前記方向性を示す方向性突起電極は、ＩＣチップと電気的に接触していないことを特徴とする請求項１記載のＩＣ実装構造。
- 前記方向性を示す方向性突起電極は、その根本形状が他の接続用突起電極とは形状が異なることを特徴とする請求項１または２記載のＩＣ実装構造。
- 前記接続用突起電極と前記方向性突起電極の材料は、半田により形成したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のＩＣ実装構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21514098A JP3929178B2 (ja) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | Ｉｃ実装構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21514098A JP3929178B2 (ja) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | Ｉｃ実装構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000049196A JP2000049196A (ja) | 2000-02-18 |
| JP3929178B2 true JP3929178B2 (ja) | 2007-06-13 |
Family
ID=16667366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21514098A Expired - Lifetime JP3929178B2 (ja) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | Ｉｃ実装構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3929178B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW543172B (en) | 2001-04-13 | 2003-07-21 | Yamaha Corp | Semiconductor device and package, and method of manufacture therefor |
| US6563905B1 (en) * | 2001-10-30 | 2003-05-13 | Qualcomm, Incorporated | Ball grid array X-ray orientation mark |
-
1998
- 1998-07-30 JP JP21514098A patent/JP3929178B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000049196A (ja) | 2000-02-18 |
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