フリップチップ実装基板及びフリップチップ実装方法
【課題】本発明はバンプを用いて半導体素子をフリップチップ実装を行うフリップチップ実装基板及びフリップチップ実装方法に関し、ボイドの発生を抑制することにより実装信頼性を高めることを課題とする。
【解決手段】基板本体２６上に、ソルダーレジスト３０と、半導体チップ１に設けられた中央バンプ３がフリップチップ接合される中央パッド２８とを有しており、前記半導体チップ１が実装された後にアンダーフィルレジン３５が配設されるフリップチップ実装基板において、前記ソルダーレジスト３０に中央パッド２８を露出させる中央開口部３２を形成すると共に、このソルダーレジスト３０の中央開口部３２を形成する縁部が中央パッド２８の外周部において一部重なった構成とする。
【解決手段】基板本体２６上に、ソルダーレジスト３０と、半導体チップ１に設けられた中央バンプ３がフリップチップ接合される中央パッド２８とを有しており、前記半導体チップ１が実装された後にアンダーフィルレジン３５が配設されるフリップチップ実装基板において、前記ソルダーレジスト３０に中央パッド２８を露出させる中央開口部３２を形成すると共に、このソルダーレジスト３０の中央開口部３２を形成する縁部が中央パッド２８の外周部において一部重なった構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフリップチップ実装基板及びフリップチップ実装方法に係り、特にバンプを用いて半導体素子をフリップチップ実装を行うフリップチップ実装基板及びフリップチップ実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示されているように、電子素子（例えば半導体素子）に外部接続端子としてスタッドバンプ（登録商標）といわれるワイヤーボンディングにより形成されるバンプ（以下、単にバンプという）を用い、これを接合材を用いてフリップチップ実装基板に形成された接続パッドにフリップチップ接合する実装構造が近年多用されるようになってきている（このバンプについては、「半導体用語大辞典」、株式会社日刊工業新聞社、第１版、1999年3月20日発行、第891頁左欄9行目〜13行目参照）。
【０００３】
図１はフリップチップ実装される半導体チップの一例を示しており、図２はこの半導体チップ１がフリップチップ実装されるフリップチップ実装基板５の一例を示している。図１は半導体チップ１の回路形成面１ａを示しており、フリップチップ実装時にはこの回路形成面１ａがフリップチップ実装基板５と対向するようフェイスダウンで実装される。
【０００４】
この半導体チップ１の回路形成面１ａには、金バンプよりなる外周バンプ２と中央バンプ３とが形成されている。外周バンプ２は回路形成面１ａにペリフェラル状に配設されている。また、中央バンプ３は、回路形成面１ａの中央位置に形成されている。従来では、バンプを外部接続端子とする半導体素子では、バンプをペリフェラル状に配置する構成が一般的であった。しかしながら、近年の半導体素子の高密度に伴い端子数が増大し、よって回路形成面１ａの中央位置にも中央バンプ３を配置することが行われるようになってきている。
【０００５】
これに伴い、半導体チップ１をフリップチップ実装するフリップチップ実装基板５も、外周バンプ２に対応する外周パッド７と中央バンプ３に対応する中央パッド８を設けた構成とされている。また、半導体チップ１の上面にはソルダーレジスト１０（梨地で示す）が設けられているが、各パッド７，８の形成位置においては、ソルダーレジスト１０に開口が設けられ、各パッド７，８が露出した構成となっている。
【０００６】
従来、ペリフェラル状に配設された外周バンプ２がフリップチップ実装される外周パッド７については、ソルダーレジスト１０に枠状の枠状開口部１１を形成することが行われている。よって、全ての外周パッド７は、この枠状開口部１１内に位置した構成となっている。これに対し、中央に位置する中央パッド８は、各々についてソルダーレジスト１０に中央開口部１２が設けられた構成とされていた。
【０００７】
上記構成とされた半導体チップ１は、各パッド７，８に接合材（例えば、はんだ）を配設した上で、フリップチップ実装基板５にフリップチップ実装される。そして、フリップチップ実装が終了した後、半導体チップ１とフリップチップ実装基板５との離間部分にはアンダーフィルレジンが配設される。このアンダーフィルレジンは、半導体チップ１とフリップチップ実装基板５との熱膨張差に起因した応力が各バンプ２，３と各パッド７，８との間に印加されるのを防止するために配設される。このアンダーフィルレジンを設けることにより、半導体チップ１とフリップチップ実装基板５との実装信頼性を高めることができる。
【特許文献１】特開２００１−３３２５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図３は、半導体チップ１がフリップチップ実装基板５に実装された後でアンダーフィルレジンが配設される前の状態を示す断面図であり、特に外周バンプ２が外周パッド７にフリップチップ実装された近傍を拡大して示している。同図に示すように、外周バンプ２は外周パッド７にはんだ１４を介してフリップチップ実装されており、また外周パッド７はソルダーレジスト１０に形成された枠状開口部１１の内部に位置している。
【０００９】
外周バンプ２と外周パッド７とのフリップチップ実装位置にアンダーフィルレジン１５を配設するには、図３に破線で示す矢印のように、半導体チップ１の外周縁１ｂとフリップチップ実装基板５との隙間から外周バンプ２と外周パッド７との接合位置（即ちの枠状開口部１１内）にアンダーフィルレジン１５を装填する。
【００１０】
外周バンプ２と外周パッド７との接合位置は、半導体チップ１の外周縁１ｂに近い位置である。このため、アンダーフィルレジン１５を外周バンプ２と外周パッド７との接合位置（即ちの枠状開口部１１内）に装填する処理は、円滑かつ容易に行うことができた。また、枠状開口部１１内に入り込んだアンダーフィルレジン１５は枠状開口部１１に沿って進行するため、枠状開口部１１内に存在する外周バンプ２と外周パッド７との接合位置を確実にアンダーフィルレジン１５で封止することができた。
【００１１】
しかしながら、近年のように半導体チップ１の回路形成面１ａの中央位置に中央バンプ３が設けられ、この中央バンプ３を中央パッド８に接合することにより、アンダーフィルレジン１５の配設位置にボイド１６（図７参照）が多発する問題点が生じるようになった。以下、図４乃至図７を用いて、従来において中央バンプ３と中央パッド８とのフリップチップ接合位置近傍にボイド１６が発生する理由について説明する。
【００１２】
図４は、半導体チップ１が実装される前のフリップチップ実装基板５を示しており、特に中央パッド８の近傍を拡大して示している。尚、図４（Ａ）は、図４（Ｂ）の矢印Ａ−Ａ線に沿う断面図である。
【００１３】
前記したように、中央パッド８は各々について中央開口部１２が設けられた構成とされている。また、中央パッド８は、幅広部８ａと幅狭部８ｂとを有した形状とされている。従来においては、中央開口部１２は中央パッド８に対して大きく形成されており、中央パッド８と中央開口部１２の縁部との間には離間部分６ａ（図４（Ａ）に矢印Ｗ２で示す部分）があった。この離間部分６ａにおいては、基板本体６（フリップチップ実装基板５）の表面が露出した状態となっている。従って、中央開口部１２の深さは、ソルダーレジスト１０の上面から基板本体６上面までの距離（即ち、ソルダーレジスト１０の厚さ。図４（Ａ）に矢印Ｈ２で示す）となる。
【００１４】
図５は、中央パッド８の上面に接合材としてのはんだ１４が配設された状態を示している。このはんだ１４は、中央パッド８の上部にのみ配設されており、よって離間部分６ａは依然として中央開口部１２内に存在している。
【００１５】
また図６は、中央バンプ３が中央パッド８にはんだ１４を介してフリップチップ接合され、これにより半導体チップ１がフリップチップ実装基板５にフリップチップ実装された状態を示している。このフリップチップ実装状態においても、離間部分６ａは中央開口部１２内に存在している。
【００１６】
また図７は、フリップチップ実装された半導体チップ１とフリップチップ実装基板５との間にアンダーフィルレジン１５を配設した状態を示している。
図３を用いて説明したように、外周バンプ２と外周パッド７との接合位置をアンダーフィルレジン１５で封止する処理は、外周バンプ２が半導体チップ１の外周位置に配設されているため外周縁１ｂから半導体チップ１とフリップチップ実装基板５との離間部分に充填することができ、よって容易かつ確実に行うことができた。
【００１７】
これに対して、半導体チップ１の中央位置に形成された中央バンプ３と中央パッド８との接合位置は、半導体チップ１の外周縁１ｂから充填されたアンダーフィルレジン１５が中央バンプ３と中央パッド８との接合位置まで流れることにより封止される。
【００１８】
しかしながら、アンダーフィルレジン１５が中央バンプ３と中央パッド８との接合位置（即ち、ソルダーレジスト１０の中央開口部１２の形成位置）まで流れた際、図７（Ｂ）に矢印で示すように、アンダーフィルレジン１５は中央開口部１２の内部に流れ落ちることなく、その前に中央開口部１２の周囲を先回りして流れる現象が発生した。
【００１９】
このように中央開口部１２の内部にアンダーフィルレジン１５が流れ込まないと、中央バンプ３と中央パッド８はアンダーフィルレジン１５に保持されない構成となり、半導体チップ１とフリップチップ実装基板５との熱膨張差に起因する応力が直接接合位置に印加されることとなり、実装信頼性が低下してしまう。
【００２０】
また、中央バンプ３と中央パッド８との接合位置の周りにボイド（空隙）１６が形成されることとなり、後に加熱処理等がされた場合にはボイド１６が熱膨張し、中央バンプ３と中央パッド８との接合が破損したり、ソルダーレジスト１０やアンダーフィルレジン１５等にクラックが発生したりするおそれがあるという問題点があった。
【００２１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ボイドの発生を抑制することにより実装信頼性を高めることができるフリップチップ実装基板及びフリップチップ実装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１記載の発明は、
基板本体上に、ソルダーレジストと、電子素子に設けられワイヤーボンディングにより形成されるバンプがフリップチップ接合される接続パッドとを有しており、前記電子素子が実装された後にアンダーフィルレジンが配設されるフリップチップ実装基板において、
前記ソルダーレジストに前記接続パッドを露出させる開口部を形成すると共に、該ソルダーレジストの開口部を形成する縁部が前記接続パッドの外周部において一部重なった構成としたことを特徴とするものである。
【００２４】
また、請求項２記載の発明は、
基板本体上に、ソルダーレジストと、電子素子に設けられワイヤーボンディングにより形成されるバンプがフリップチップ接合される接続パッドとを有しており、前記電子素子が実装された後にアンダーフィルレジンが配設されるフリップチップ実装基板において、
前記ソルダーレジストに前記接続パッドを露出させる開口部を形成すると共に、該ソルダーレジストの開口部を形成する縁部が前記接続パッドの外周縁と一致する構成としたことを特徴とするものである。
【００２５】
また、請求項３記載の発明は、
請求項１又は２記載のフリップチップ実装基板において、
前記バンプと前記接続パッドとを接続する接合部材が、前記バンプと前記接続パッドとを接続した際に前記ソルダーレジストに形成された開口部を塞ぐよう構成されていることを特徴とするものである。
【００２６】
また、請求項４記載の発明は、
請求項１又は３記載のフリップチップ実装基板において、
前記ソルダーレジストの開口部の縁部が外周部において一部重なった構成とされた前記接続パッドが、前記電子素子が実装される領域の中央位置に設けられていることを特徴とするものである。
【００２７】
また、請求項５記載の発明は、
ワイヤーボンディングにより形成されるバンプが配設された電子素子をフリップチップ実装するフリップチップ実装方法において、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフリップチップ実装基板のソルダーレジストに形成された開口部から露出した接続パッド上に、接合部材を配設する工程と、
前記接合部材を介して前記バンプを前記接続パッドに接合することにより、前記電子素子を前記フリップチップ実装基板に搭載すると共に、前記開口部を前記接合部材で塞ぐ工程と、
前記電子素子と前記フリップチップ実装基板との間の離間部分にアンダーフィルレジンを配設する工程とを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、アンダーフィルレジンの流れが円滑化し、アンダーフィルレジン内にボイドが発生することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。
【００３０】
図８は本発明の第１実施例であるフリップチップ実装基板２０を示している。このフリップチップ実装基板２０は、図１に示した、回路形成面１ａに外周バンプ２及び中央バンプ３を形成した高密度化された半導体チップ１をフリップチップ実装する基板である。この外周バンプ２及び中央バンプ３は、ワイヤーボンディングにより形成されるバンプである。
【００３１】
尚、図８（Ａ）は図８（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。また、フリップチップ実装基板２０の平面視した外観は、図２に示したフリップチップ実装基板５の外観と略等しいため、フリップチップ実装基板２０の外観の図示は省略する。
【００３２】
本実施例に係るフリップチップ実装基板２０は、大略すると基板本体２６、中央パッド２８、及びソルダーレジスト３０等により構成されている。基板本体２６は樹脂材料よりなり、その上部には配線パターンが形成されている。図では便宜上、配線パターンの内、中央バンプ３とフリップチップ接合される中央パッド２８のみを示している。
【００３３】
ソルダーレジスト３０は、基板本体２６上に形成された配線パターンの内、はんだ付け処理が実施されない部分を保護するために設けられている。このソルダーレジスト３０には、中央開口部３２が形成されている。
【００３４】
この中央開口部３２は、中央バンプ３がフリップチップ実装される中央パッド２８の配設位置に形成されている。従って、中央パッド２８は、中央開口部３２の形成位置では外部に露出した状態となっている。後述するように半導体チップ１の中央バンプ３は、この中央開口部３２から露出した中央パッド２８にフリップチップ実装される。尚、中央パッド２８は、幅広部２８ａと幅狭部２８ｂとにより構成されている。
【００３５】
本実施例に係るフリップチップ実装基板２０は、ソルダーレジスト３０の中央開口部３２を形成する縁部が中央パッド２８の外周部において一部重なった構成としたことを特徴としている。具体的には、図８（Ａ）に示すように、本実施例ではソルダーレジスト３０の中央開口部３２を形成する縁部が中央パッド２８の上部に乗り上げるように延出することにより、中央パッド２８とソルダーレジスト３０は図中矢印Ｗ１で示す範囲だけ両者が重なった状態となっている（平面視状態で重なっている）。
【００３６】
この構成とすることにより、中央開口部３２の深さ（図８（Ａ）中、矢印Ｈ１で示す）はソルダーレジスト３０の上面から中央パッド２８の上面までの深さとなり、従来のようなソルダーレジスト１０の上面から基板本体６の表面までの深さＨ２（図４（Ａ）参照）に比べて浅くすることができる（Ｈ１<Ｈ２）。
【００３７】
次に、上記の構成とされたフリップチップ実装基板２０を用い、半導体チップ１をフリップチップ実装基板２０にフリップチップ実装する方法について説明する。図９乃至図１１は、半導体チップ１をフリップチップ実装基板２０にフリップチップ実装する方法を実装手順に沿って示している。尚、図９乃至図１１において、図１及び図８に示した構成と同一構成については、同一符号を付してその説明を一部省略する。
【００３８】
半導体チップ１をフリップチップ実装基板２０にフリップチップ実装するには、先ず中央パッド２８の上面に接合材としてのはんだ３４を配設する。このはんだ３４は、中央パッド２８の全面（幅広部２８ａ及び幅狭部２８ｂを含む）に配設される。このはんだ３４を配設した状態において、本実施例では中央開口部３２がはんだ３４で完全に塞がれた構成（埋められた構成）となっている。尚、はんだ３４は必ずしも中央パッド２８の全面を覆う必要はない。
【００３９】
上記のようにはんだ３４が中央パッド２８上に配設されると、続いて中央バンプ３が中央パッド２８上に位置決めされる。続いて、半導体チップ１の背面から加熱・加圧を行い、中央バンプ３を介して熱をはんだ３４に熱伝達してこれを溶融させる。そして、このはんだ３４を介して中央バンプ３を中央パッド２８にフリップチップ接合する。尚、中央バンプ３と中央パッド２８のフリップチップ接合は、はんだペーストを利用してリフロー処理により行うこととしてもよい。
【００４０】
これにより、図１０に示すように、半導体チップ１はフリップチップ実装基板２０にフリップチップ実装された状態となる。この状態において、はんだ３４は中央開口部３２を覆っており、その一部はソルダーレジスト３０の上部に位置した状態となっている。
【００４１】
上記のように半導体チップ１がフリップチップ実装基板２０にフリップチップ実装されると、続いて半導体チップ１とフリップチップ実装基板２０との離間部分にアンダーフィルレジン３５が配設される。本実施例では、中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置に対するアンダーフィルレジン３５の配設が特徴となるため、この接合位置におけるアンダーフィルレジン３５の配設についてのみ説明するものとする。
【００４２】
前記したように、中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置は、アンダーフィルレジン３５が充填される半導体チップ１の外周縁１ｂから離間した半導体チップ１の中央位置である。よって、外周縁１ｂから充填されたアンダーフィルレジン１５は、半導体チップ１の中央位置まで流れた後に中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置を封止する。
【００４３】
図７を用いて説明したように、従来のフリップチップ実装基板５を用いたフリップチップ実装方法では、中央パッド８とソルダーレジスト１０との間に離間部分６ａが形成されているため、中央開口部１２の深さはソルダーレジスト１０の厚さと同じ深さＨ２であった。このため、アンダーフィルレジン１５が中央バンプ３と中央パッド８との接合位置に到達しても、アンダーフィルレジン１５が中央開口部１２の内部に流れ込まず、よってボイド１６が発生してしまうことは前述した通りである。
【００４４】
これに対して本実施例に係るフリップチップ実装基板２０は、中央開口部３２の形成位置においてソルダーレジスト３０の縁部が中央パッド２８の外周部に一部重なった構成とされている。よって、中央開口部３２の深さＨ１（図８（Ａ）参照）はソルダーレジスト３０の上面から中央パッド２８の上面までの深さとなり、従来のようなソルダーレジスト１０の上面から基板本体６の表面までの深さＨ２（図４（Ａ）参照）に比べて浅くすることができる（Ｈ１<Ｈ２）。
【００４５】
よって、はんだ３４により中央開口部３２を塞ぐことができ、ソルダーレジスト３０の中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置の周囲に窪み（開口した部分）が発生することを防止できる。これにより、半導体チップ１の外周縁１ｂから充填し、中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置まで流れてきたアンダーフィルレジン３５は、中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置を完全に封止する。
【００４６】
続いて、本発明の第２実施例であるフリップチップ実装基板４０について説明する。
【００４７】
図１２は、本発明の第２実施例であるフリップチップ実装基板４０を示している。このフリップチップ実装基板４０も第１実施例で示したフリップチップ実装基板２０と同様に、回路形成面１ａに外周バンプ２及び中央バンプ３を形成した高密度化された半導体チップ１をフリップチップ実装する基板である。
【００４８】
尚、図１２（Ａ）は図１２（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。また、図１２に示す構成において、図８に示した第１実施例に係るフリップチップ実装基板２０の構成と対応する構成については、同一符号を付してその説明を一部省略するものとする。
【００４９】
本実施例に係るフリップチップ実装基板４０は、基本的には第１実施例に係るフリップチップ実装基板２０と同様の構成とされている。即ち、フリップチップ実装基板４０は、基板本体２６、中央パッド２８、ソルダーレジスト３０等により構成されている。
【００５０】
基板本体２６は樹脂材料よりなり、その上部には中央パッド２８を含む配線パターンが形成されている。ソルダーレジスト３０は基板本体２６の上面に形成されており、その中央位置には複数の中央開口部３２が形成されている。中央パッド２８は、この中央開口部３２の形成位置では外部に露出した状態となっている。
【００５１】
ここで、第１実施例に係るフリップチップ実装基板２０と、本実施例に係るフリップチップ実装基板４０との相違点である、中央パッド２８と、ソルダーレジスト３０の中央開口部３２を形成する縁部との位置関係について説明する。
【００５２】
前記した第１実施例に係るフリップチップ実装基板４０では、ソルダーレジスト３０の中央開口部３２を形成する縁部が中央パッド２８の外周部において一部重なるよう構成した（図８（Ａ）参照）。これに対して本実施例に係るフリップチップ実装基板４０は、中央開口部３２を形成する縁部が中央パッド２８上に位置する構成では同一であるが、特にソルダーレジスト３０の中央開口部３２の縁部が、中央パッド２８の外周縁と一致するよう構成したことを特徴としている。
【００５３】
この構成とすることにより、ソルダーレジスト３０の中央開口部３２の縁部と、中央パッド２８の外周縁は側面視で一直線状となる（図１２（Ａ）参照）。また本実施例においても、中央開口部３２の深さ（図１２（Ａ）中、矢印Ｈ１で示す）はソルダーレジスト３０の上面から中央パッド２８の上面までの深さとなり、従来のソルダーレジスト１０の上面から基板本体６の表面までの深さＨ２（図４（Ａ）参照）に比べて浅くすることができる（Ｈ１<Ｈ２）。
【００５４】
次に、本実施例のフリップチップ実装基板４０を用い、フリップチップ実装基板４０の製造方法、及び半導体チップ１をフリップチップ実装基板４０にフリップチップ実装する方法について説明する。
【００５５】
図１３乃至図１５は、フリップチップ実装基板４０の製造方法、及び半導体チップ１をフリップチップ実装基板４０にフリップチップ実装する方法を説明するための図である。尚、図１３乃至図１５において、図９乃至図１１に示した構成と同一構成については、同一符号を付してその説明を一部省略する。
【００５６】
フリップチップ実装基板４０の製造工程において、ソルダーレジスト３０に中央パッド２８の外周縁とが一致した縁部を有する中央開口部３２を形成するには、基板本体２６上にソルダーレジスト３０を形成する工程においてスクリーン印刷法或いは写真法等を用いる。
【００５７】
スクリーン印刷法は、中央開口部３２と対応するパターンが形成されたマスクを用いてソルダーレジスト材を基板本体２６上に印刷形成することによりソルダーレジスト３０を形成する。一方、写真法では、基板本体２６の全面に感光性ソルダーレジスト材を配設し、これを中央開口部３２と対応するパターンが形成されたマスクを用いて露光・現像することによりソルダーレジスト３０を形成する。
【００５８】
これらのソルダーレジスト３０の形成方法は、高精度にソルダーレジスト３０のパターニングができるため、ソルダーレジスト３０の中央開口部３２の縁部と、中央パッド２８の外周縁とを一致させることができる。また、これらの形成方法は、半導体製造技術として一般に用いられるものであり、よってソルダーレジスト３０に中央パッド２８の外周縁とが一致した縁部を有する中央開口部３２を形成する処理は、容易かつ安価に行うことができる。
【００５９】
上記のように製造されたフリップチップ実装基板４０に対して半導体チップ１をフリップチップ実装するには、先ず中央パッド２８の上面にはんだ３４を配設する。この際、はんだ３４は、中央パッド２８の全面（幅広部２８ａ及び幅狭部２８ｂを含む）に配設される。
【００６０】
このはんだ３４を配設した状態において、本実施例では中央開口部３２がはんだ３４で完全に塞がれた構成（埋められた構成）となっている。この際、本実施例に係るフリップチップ実装基板４０は、ソルダーレジスト３０の中央開口部３２の縁部と、中央パッド２８の外周縁とが一致した構成とされている。
【００６１】
このため、中央パッド２８の形状が第１及び第２実施例に係るフリップチップ実装基板２０，４０で同一面積であったとしても、中央開口部３２から露出した中央パッド２８の面積は本実施例の方が広くなる。このため、本実施例の構成とすることにより、第１実施例に比べてはんだ３４の配設量を多くすることができる。
【００６２】
続いて、半導体チップ１の背面から加熱・加圧を行い、中央バンプ３を介して熱をはんだ３４に熱伝達してこれを溶融させる。そして、このはんだ３４を介して中央バンプ３を中央パッド２８にフリップチップ接合する。
【００６３】
これにより、図１４に示すように、半導体チップ１はフリップチップ実装基板２０にフリップチップ実装された状態となる。尚、中央バンプ３と中央パッド２８のフリップチップ接合は、はんだペーストを利用してリフロー処理により行うこととしてもよい。
【００６４】
前記のように、本実施例では中央パッド２８の露出面積を増大できるため、はんだ３４の配設量が増大されている。このため、中央バンプ３と中央パッド２８とを接合するはんだ３４の体積も増大し、よって中央バンプ３と中央パッド２８とを確実にはんだ接合することができる。
【００６５】
上記のように半導体チップ１がフリップチップ実装基板４０にフリップチップ実装されると、続いて半導体チップ１とフリップチップ実装基板４０との離間部分にアンダーフィルレジン３５が配設される。
【００６６】
本実施例においても、中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置は半導体チップ１の中央位置であり、よって半導体チップ１の外周縁１ｂから充填されたアンダーフィルレジン１５は、その中央位置まで流れた後に中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置を封止する。
【００６７】
しかしながら、本実施例に係るフリップチップ実装基板４０は、ソルダーレジスト３０の中央開口部３２の縁部が、中央パッド２８の外周縁と一致するよう構成されておいる。よって本実施例に係るフリップチップ実装基板４０も、第１実施例に係るフリップチップ実装基板２０と同様に、中央開口部３２の深さＨ１（図１２（Ａ）参照）はソルダーレジスト３０の上面から中央パッド２８の上面までの深さとなり、従来のようなソルダーレジスト１０の上面から基板本体６の表面までの深さＨ２（図４（Ａ）参照）に比べて浅くすることができる（Ｈ１<Ｈ２）。
【００６８】
これにより本実施例においても、はんだ３４により中央開口部３２を塞ぐことができ、ソルダーレジスト３０の中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置の周囲に窪み（開口した部分）が発生することを防止できる。よって、半導体チップ１の外周縁１ｂから充填した際、中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置まで流れてきたアンダーフィルレジン３５は、中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置を完全に封止する。
【００６９】
上記のように、第１及び第２の本実施例に係るフリップチップ実装基板２０，４０を用いてフリップチップ実装を行うことにより、特に半導体チップ１の中央に位置している中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置においてボイドが発生することを防止できる。
【００７０】
またボイトの発生が抑制されることにより、フリップチップ実装後に熱の印加が行われたような場合であっても、従来のようにボイドが膨張して中央バンプ３と中央パッド２８との接合が損傷したり、ソルダーレジスト３０やアンダーフィルレジン３５にクラックが発生したりすることを防止でき、実装信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は、半導体チップのバンプの配設位置を説明するための底面図である。
【図２】図２は、図１に示す半導体チップが実装されるフリップチップ実装基板の一例を示す平面図である。
【図３】図３は、外周バンプ２のフリップチップ接合位置に対するアンダーフィルレジンの充填を説明するための断面図である。
【図４】図４は、従来の一例であるフリップチップ実装基板の構造を説明するための図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【図５】図５は、従来の一例であるフリップチップ実装基板の中央パッドにはんだを配設した状態を示す図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【図６】図６は、従来の一例であるフリップチップ実装基板に中央バンプが接合された状態を示す図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【図７】図７は、従来の一例であるフリップチップ実装基板にアンダーフィルレジンを配設した状態を示す図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【図８】図８は、本発明の第１実施例であるフリップチップ実装基板の構造を説明するための図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【図９】図９は、本発明の第１実施例であるフリップチップ実装基板の中央パッドにはんだを配設した状態を示す図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第１実施例であるフリップチップ実装基板に中央バンプが接合された状態を示す図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第１実施例であるフリップチップ実装基板にアンダーフィルレジンを配設した状態を示す図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第２実施例であるフリップチップ実装基板の構造を説明するための図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【図１３】図１３は、本発明の第２実施例であるフリップチップ実装基板の中央パッドにはんだを配設した状態を示す図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第２実施例であるフリップチップ実装基板に中央バンプが接合された状態を示す図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【図１５】図１５は、本発明の第２実施例であるフリップチップ実装基板にアンダーフィルレジンを配設した状態を示す図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 半導体チップ
２ 外周バンプ
３ 中央バンプ
２０，４０ フリップチップ実装基板
２６ 基板本体
２７ 外周パッド
２８ 中央パッド
３０ ソルダーレジスト
３１ 枠状開口部
３２ 中央開口部
３４ はんだ
３５ アンダーフィルレジン
【技術分野】
【０００１】
本発明はフリップチップ実装基板及びフリップチップ実装方法に係り、特にバンプを用いて半導体素子をフリップチップ実装を行うフリップチップ実装基板及びフリップチップ実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示されているように、電子素子（例えば半導体素子）に外部接続端子としてスタッドバンプ（登録商標）といわれるワイヤーボンディングにより形成されるバンプ（以下、単にバンプという）を用い、これを接合材を用いてフリップチップ実装基板に形成された接続パッドにフリップチップ接合する実装構造が近年多用されるようになってきている（このバンプについては、「半導体用語大辞典」、株式会社日刊工業新聞社、第１版、1999年3月20日発行、第891頁左欄9行目〜13行目参照）。
【０００３】
図１はフリップチップ実装される半導体チップの一例を示しており、図２はこの半導体チップ１がフリップチップ実装されるフリップチップ実装基板５の一例を示している。図１は半導体チップ１の回路形成面１ａを示しており、フリップチップ実装時にはこの回路形成面１ａがフリップチップ実装基板５と対向するようフェイスダウンで実装される。
【０００４】
この半導体チップ１の回路形成面１ａには、金バンプよりなる外周バンプ２と中央バンプ３とが形成されている。外周バンプ２は回路形成面１ａにペリフェラル状に配設されている。また、中央バンプ３は、回路形成面１ａの中央位置に形成されている。従来では、バンプを外部接続端子とする半導体素子では、バンプをペリフェラル状に配置する構成が一般的であった。しかしながら、近年の半導体素子の高密度に伴い端子数が増大し、よって回路形成面１ａの中央位置にも中央バンプ３を配置することが行われるようになってきている。
【０００５】
これに伴い、半導体チップ１をフリップチップ実装するフリップチップ実装基板５も、外周バンプ２に対応する外周パッド７と中央バンプ３に対応する中央パッド８を設けた構成とされている。また、半導体チップ１の上面にはソルダーレジスト１０（梨地で示す）が設けられているが、各パッド７，８の形成位置においては、ソルダーレジスト１０に開口が設けられ、各パッド７，８が露出した構成となっている。
【０００６】
従来、ペリフェラル状に配設された外周バンプ２がフリップチップ実装される外周パッド７については、ソルダーレジスト１０に枠状の枠状開口部１１を形成することが行われている。よって、全ての外周パッド７は、この枠状開口部１１内に位置した構成となっている。これに対し、中央に位置する中央パッド８は、各々についてソルダーレジスト１０に中央開口部１２が設けられた構成とされていた。
【０００７】
上記構成とされた半導体チップ１は、各パッド７，８に接合材（例えば、はんだ）を配設した上で、フリップチップ実装基板５にフリップチップ実装される。そして、フリップチップ実装が終了した後、半導体チップ１とフリップチップ実装基板５との離間部分にはアンダーフィルレジンが配設される。このアンダーフィルレジンは、半導体チップ１とフリップチップ実装基板５との熱膨張差に起因した応力が各バンプ２，３と各パッド７，８との間に印加されるのを防止するために配設される。このアンダーフィルレジンを設けることにより、半導体チップ１とフリップチップ実装基板５との実装信頼性を高めることができる。
【特許文献１】特開２００１−３３２５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図３は、半導体チップ１がフリップチップ実装基板５に実装された後でアンダーフィルレジンが配設される前の状態を示す断面図であり、特に外周バンプ２が外周パッド７にフリップチップ実装された近傍を拡大して示している。同図に示すように、外周バンプ２は外周パッド７にはんだ１４を介してフリップチップ実装されており、また外周パッド７はソルダーレジスト１０に形成された枠状開口部１１の内部に位置している。
【０００９】
外周バンプ２と外周パッド７とのフリップチップ実装位置にアンダーフィルレジン１５を配設するには、図３に破線で示す矢印のように、半導体チップ１の外周縁１ｂとフリップチップ実装基板５との隙間から外周バンプ２と外周パッド７との接合位置（即ちの枠状開口部１１内）にアンダーフィルレジン１５を装填する。
【００１０】
外周バンプ２と外周パッド７との接合位置は、半導体チップ１の外周縁１ｂに近い位置である。このため、アンダーフィルレジン１５を外周バンプ２と外周パッド７との接合位置（即ちの枠状開口部１１内）に装填する処理は、円滑かつ容易に行うことができた。また、枠状開口部１１内に入り込んだアンダーフィルレジン１５は枠状開口部１１に沿って進行するため、枠状開口部１１内に存在する外周バンプ２と外周パッド７との接合位置を確実にアンダーフィルレジン１５で封止することができた。
【００１１】
しかしながら、近年のように半導体チップ１の回路形成面１ａの中央位置に中央バンプ３が設けられ、この中央バンプ３を中央パッド８に接合することにより、アンダーフィルレジン１５の配設位置にボイド１６（図７参照）が多発する問題点が生じるようになった。以下、図４乃至図７を用いて、従来において中央バンプ３と中央パッド８とのフリップチップ接合位置近傍にボイド１６が発生する理由について説明する。
【００１２】
図４は、半導体チップ１が実装される前のフリップチップ実装基板５を示しており、特に中央パッド８の近傍を拡大して示している。尚、図４（Ａ）は、図４（Ｂ）の矢印Ａ−Ａ線に沿う断面図である。
【００１３】
前記したように、中央パッド８は各々について中央開口部１２が設けられた構成とされている。また、中央パッド８は、幅広部８ａと幅狭部８ｂとを有した形状とされている。従来においては、中央開口部１２は中央パッド８に対して大きく形成されており、中央パッド８と中央開口部１２の縁部との間には離間部分６ａ（図４（Ａ）に矢印Ｗ２で示す部分）があった。この離間部分６ａにおいては、基板本体６（フリップチップ実装基板５）の表面が露出した状態となっている。従って、中央開口部１２の深さは、ソルダーレジスト１０の上面から基板本体６上面までの距離（即ち、ソルダーレジスト１０の厚さ。図４（Ａ）に矢印Ｈ２で示す）となる。
【００１４】
図５は、中央パッド８の上面に接合材としてのはんだ１４が配設された状態を示している。このはんだ１４は、中央パッド８の上部にのみ配設されており、よって離間部分６ａは依然として中央開口部１２内に存在している。
【００１５】
また図６は、中央バンプ３が中央パッド８にはんだ１４を介してフリップチップ接合され、これにより半導体チップ１がフリップチップ実装基板５にフリップチップ実装された状態を示している。このフリップチップ実装状態においても、離間部分６ａは中央開口部１２内に存在している。
【００１６】
また図７は、フリップチップ実装された半導体チップ１とフリップチップ実装基板５との間にアンダーフィルレジン１５を配設した状態を示している。
図３を用いて説明したように、外周バンプ２と外周パッド７との接合位置をアンダーフィルレジン１５で封止する処理は、外周バンプ２が半導体チップ１の外周位置に配設されているため外周縁１ｂから半導体チップ１とフリップチップ実装基板５との離間部分に充填することができ、よって容易かつ確実に行うことができた。
【００１７】
これに対して、半導体チップ１の中央位置に形成された中央バンプ３と中央パッド８との接合位置は、半導体チップ１の外周縁１ｂから充填されたアンダーフィルレジン１５が中央バンプ３と中央パッド８との接合位置まで流れることにより封止される。
【００１８】
しかしながら、アンダーフィルレジン１５が中央バンプ３と中央パッド８との接合位置（即ち、ソルダーレジスト１０の中央開口部１２の形成位置）まで流れた際、図７（Ｂ）に矢印で示すように、アンダーフィルレジン１５は中央開口部１２の内部に流れ落ちることなく、その前に中央開口部１２の周囲を先回りして流れる現象が発生した。
【００１９】
このように中央開口部１２の内部にアンダーフィルレジン１５が流れ込まないと、中央バンプ３と中央パッド８はアンダーフィルレジン１５に保持されない構成となり、半導体チップ１とフリップチップ実装基板５との熱膨張差に起因する応力が直接接合位置に印加されることとなり、実装信頼性が低下してしまう。
【００２０】
また、中央バンプ３と中央パッド８との接合位置の周りにボイド（空隙）１６が形成されることとなり、後に加熱処理等がされた場合にはボイド１６が熱膨張し、中央バンプ３と中央パッド８との接合が破損したり、ソルダーレジスト１０やアンダーフィルレジン１５等にクラックが発生したりするおそれがあるという問題点があった。
【００２１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ボイドの発生を抑制することにより実装信頼性を高めることができるフリップチップ実装基板及びフリップチップ実装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１記載の発明は、
基板本体上に、ソルダーレジストと、電子素子に設けられワイヤーボンディングにより形成されるバンプがフリップチップ接合される接続パッドとを有しており、前記電子素子が実装された後にアンダーフィルレジンが配設されるフリップチップ実装基板において、
前記ソルダーレジストに前記接続パッドを露出させる開口部を形成すると共に、該ソルダーレジストの開口部を形成する縁部が前記接続パッドの外周部において一部重なった構成としたことを特徴とするものである。
【００２４】
また、請求項２記載の発明は、
基板本体上に、ソルダーレジストと、電子素子に設けられワイヤーボンディングにより形成されるバンプがフリップチップ接合される接続パッドとを有しており、前記電子素子が実装された後にアンダーフィルレジンが配設されるフリップチップ実装基板において、
前記ソルダーレジストに前記接続パッドを露出させる開口部を形成すると共に、該ソルダーレジストの開口部を形成する縁部が前記接続パッドの外周縁と一致する構成としたことを特徴とするものである。
【００２５】
また、請求項３記載の発明は、
請求項１又は２記載のフリップチップ実装基板において、
前記バンプと前記接続パッドとを接続する接合部材が、前記バンプと前記接続パッドとを接続した際に前記ソルダーレジストに形成された開口部を塞ぐよう構成されていることを特徴とするものである。
【００２６】
また、請求項４記載の発明は、
請求項１又は３記載のフリップチップ実装基板において、
前記ソルダーレジストの開口部の縁部が外周部において一部重なった構成とされた前記接続パッドが、前記電子素子が実装される領域の中央位置に設けられていることを特徴とするものである。
【００２７】
また、請求項５記載の発明は、
ワイヤーボンディングにより形成されるバンプが配設された電子素子をフリップチップ実装するフリップチップ実装方法において、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフリップチップ実装基板のソルダーレジストに形成された開口部から露出した接続パッド上に、接合部材を配設する工程と、
前記接合部材を介して前記バンプを前記接続パッドに接合することにより、前記電子素子を前記フリップチップ実装基板に搭載すると共に、前記開口部を前記接合部材で塞ぐ工程と、
前記電子素子と前記フリップチップ実装基板との間の離間部分にアンダーフィルレジンを配設する工程とを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、アンダーフィルレジンの流れが円滑化し、アンダーフィルレジン内にボイドが発生することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。
【００３０】
図８は本発明の第１実施例であるフリップチップ実装基板２０を示している。このフリップチップ実装基板２０は、図１に示した、回路形成面１ａに外周バンプ２及び中央バンプ３を形成した高密度化された半導体チップ１をフリップチップ実装する基板である。この外周バンプ２及び中央バンプ３は、ワイヤーボンディングにより形成されるバンプである。
【００３１】
尚、図８（Ａ）は図８（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。また、フリップチップ実装基板２０の平面視した外観は、図２に示したフリップチップ実装基板５の外観と略等しいため、フリップチップ実装基板２０の外観の図示は省略する。
【００３２】
本実施例に係るフリップチップ実装基板２０は、大略すると基板本体２６、中央パッド２８、及びソルダーレジスト３０等により構成されている。基板本体２６は樹脂材料よりなり、その上部には配線パターンが形成されている。図では便宜上、配線パターンの内、中央バンプ３とフリップチップ接合される中央パッド２８のみを示している。
【００３３】
ソルダーレジスト３０は、基板本体２６上に形成された配線パターンの内、はんだ付け処理が実施されない部分を保護するために設けられている。このソルダーレジスト３０には、中央開口部３２が形成されている。
【００３４】
この中央開口部３２は、中央バンプ３がフリップチップ実装される中央パッド２８の配設位置に形成されている。従って、中央パッド２８は、中央開口部３２の形成位置では外部に露出した状態となっている。後述するように半導体チップ１の中央バンプ３は、この中央開口部３２から露出した中央パッド２８にフリップチップ実装される。尚、中央パッド２８は、幅広部２８ａと幅狭部２８ｂとにより構成されている。
【００３５】
本実施例に係るフリップチップ実装基板２０は、ソルダーレジスト３０の中央開口部３２を形成する縁部が中央パッド２８の外周部において一部重なった構成としたことを特徴としている。具体的には、図８（Ａ）に示すように、本実施例ではソルダーレジスト３０の中央開口部３２を形成する縁部が中央パッド２８の上部に乗り上げるように延出することにより、中央パッド２８とソルダーレジスト３０は図中矢印Ｗ１で示す範囲だけ両者が重なった状態となっている（平面視状態で重なっている）。
【００３６】
この構成とすることにより、中央開口部３２の深さ（図８（Ａ）中、矢印Ｈ１で示す）はソルダーレジスト３０の上面から中央パッド２８の上面までの深さとなり、従来のようなソルダーレジスト１０の上面から基板本体６の表面までの深さＨ２（図４（Ａ）参照）に比べて浅くすることができる（Ｈ１<Ｈ２）。
【００３７】
次に、上記の構成とされたフリップチップ実装基板２０を用い、半導体チップ１をフリップチップ実装基板２０にフリップチップ実装する方法について説明する。図９乃至図１１は、半導体チップ１をフリップチップ実装基板２０にフリップチップ実装する方法を実装手順に沿って示している。尚、図９乃至図１１において、図１及び図８に示した構成と同一構成については、同一符号を付してその説明を一部省略する。
【００３８】
半導体チップ１をフリップチップ実装基板２０にフリップチップ実装するには、先ず中央パッド２８の上面に接合材としてのはんだ３４を配設する。このはんだ３４は、中央パッド２８の全面（幅広部２８ａ及び幅狭部２８ｂを含む）に配設される。このはんだ３４を配設した状態において、本実施例では中央開口部３２がはんだ３４で完全に塞がれた構成（埋められた構成）となっている。尚、はんだ３４は必ずしも中央パッド２８の全面を覆う必要はない。
【００３９】
上記のようにはんだ３４が中央パッド２８上に配設されると、続いて中央バンプ３が中央パッド２８上に位置決めされる。続いて、半導体チップ１の背面から加熱・加圧を行い、中央バンプ３を介して熱をはんだ３４に熱伝達してこれを溶融させる。そして、このはんだ３４を介して中央バンプ３を中央パッド２８にフリップチップ接合する。尚、中央バンプ３と中央パッド２８のフリップチップ接合は、はんだペーストを利用してリフロー処理により行うこととしてもよい。
【００４０】
これにより、図１０に示すように、半導体チップ１はフリップチップ実装基板２０にフリップチップ実装された状態となる。この状態において、はんだ３４は中央開口部３２を覆っており、その一部はソルダーレジスト３０の上部に位置した状態となっている。
【００４１】
上記のように半導体チップ１がフリップチップ実装基板２０にフリップチップ実装されると、続いて半導体チップ１とフリップチップ実装基板２０との離間部分にアンダーフィルレジン３５が配設される。本実施例では、中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置に対するアンダーフィルレジン３５の配設が特徴となるため、この接合位置におけるアンダーフィルレジン３５の配設についてのみ説明するものとする。
【００４２】
前記したように、中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置は、アンダーフィルレジン３５が充填される半導体チップ１の外周縁１ｂから離間した半導体チップ１の中央位置である。よって、外周縁１ｂから充填されたアンダーフィルレジン１５は、半導体チップ１の中央位置まで流れた後に中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置を封止する。
【００４３】
図７を用いて説明したように、従来のフリップチップ実装基板５を用いたフリップチップ実装方法では、中央パッド８とソルダーレジスト１０との間に離間部分６ａが形成されているため、中央開口部１２の深さはソルダーレジスト１０の厚さと同じ深さＨ２であった。このため、アンダーフィルレジン１５が中央バンプ３と中央パッド８との接合位置に到達しても、アンダーフィルレジン１５が中央開口部１２の内部に流れ込まず、よってボイド１６が発生してしまうことは前述した通りである。
【００４４】
これに対して本実施例に係るフリップチップ実装基板２０は、中央開口部３２の形成位置においてソルダーレジスト３０の縁部が中央パッド２８の外周部に一部重なった構成とされている。よって、中央開口部３２の深さＨ１（図８（Ａ）参照）はソルダーレジスト３０の上面から中央パッド２８の上面までの深さとなり、従来のようなソルダーレジスト１０の上面から基板本体６の表面までの深さＨ２（図４（Ａ）参照）に比べて浅くすることができる（Ｈ１<Ｈ２）。
【００４５】
よって、はんだ３４により中央開口部３２を塞ぐことができ、ソルダーレジスト３０の中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置の周囲に窪み（開口した部分）が発生することを防止できる。これにより、半導体チップ１の外周縁１ｂから充填し、中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置まで流れてきたアンダーフィルレジン３５は、中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置を完全に封止する。
【００４６】
続いて、本発明の第２実施例であるフリップチップ実装基板４０について説明する。
【００４７】
図１２は、本発明の第２実施例であるフリップチップ実装基板４０を示している。このフリップチップ実装基板４０も第１実施例で示したフリップチップ実装基板２０と同様に、回路形成面１ａに外周バンプ２及び中央バンプ３を形成した高密度化された半導体チップ１をフリップチップ実装する基板である。
【００４８】
尚、図１２（Ａ）は図１２（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。また、図１２に示す構成において、図８に示した第１実施例に係るフリップチップ実装基板２０の構成と対応する構成については、同一符号を付してその説明を一部省略するものとする。
【００４９】
本実施例に係るフリップチップ実装基板４０は、基本的には第１実施例に係るフリップチップ実装基板２０と同様の構成とされている。即ち、フリップチップ実装基板４０は、基板本体２６、中央パッド２８、ソルダーレジスト３０等により構成されている。
【００５０】
基板本体２６は樹脂材料よりなり、その上部には中央パッド２８を含む配線パターンが形成されている。ソルダーレジスト３０は基板本体２６の上面に形成されており、その中央位置には複数の中央開口部３２が形成されている。中央パッド２８は、この中央開口部３２の形成位置では外部に露出した状態となっている。
【００５１】
ここで、第１実施例に係るフリップチップ実装基板２０と、本実施例に係るフリップチップ実装基板４０との相違点である、中央パッド２８と、ソルダーレジスト３０の中央開口部３２を形成する縁部との位置関係について説明する。
【００５２】
前記した第１実施例に係るフリップチップ実装基板４０では、ソルダーレジスト３０の中央開口部３２を形成する縁部が中央パッド２８の外周部において一部重なるよう構成した（図８（Ａ）参照）。これに対して本実施例に係るフリップチップ実装基板４０は、中央開口部３２を形成する縁部が中央パッド２８上に位置する構成では同一であるが、特にソルダーレジスト３０の中央開口部３２の縁部が、中央パッド２８の外周縁と一致するよう構成したことを特徴としている。
【００５３】
この構成とすることにより、ソルダーレジスト３０の中央開口部３２の縁部と、中央パッド２８の外周縁は側面視で一直線状となる（図１２（Ａ）参照）。また本実施例においても、中央開口部３２の深さ（図１２（Ａ）中、矢印Ｈ１で示す）はソルダーレジスト３０の上面から中央パッド２８の上面までの深さとなり、従来のソルダーレジスト１０の上面から基板本体６の表面までの深さＨ２（図４（Ａ）参照）に比べて浅くすることができる（Ｈ１<Ｈ２）。
【００５４】
次に、本実施例のフリップチップ実装基板４０を用い、フリップチップ実装基板４０の製造方法、及び半導体チップ１をフリップチップ実装基板４０にフリップチップ実装する方法について説明する。
【００５５】
図１３乃至図１５は、フリップチップ実装基板４０の製造方法、及び半導体チップ１をフリップチップ実装基板４０にフリップチップ実装する方法を説明するための図である。尚、図１３乃至図１５において、図９乃至図１１に示した構成と同一構成については、同一符号を付してその説明を一部省略する。
【００５６】
フリップチップ実装基板４０の製造工程において、ソルダーレジスト３０に中央パッド２８の外周縁とが一致した縁部を有する中央開口部３２を形成するには、基板本体２６上にソルダーレジスト３０を形成する工程においてスクリーン印刷法或いは写真法等を用いる。
【００５７】
スクリーン印刷法は、中央開口部３２と対応するパターンが形成されたマスクを用いてソルダーレジスト材を基板本体２６上に印刷形成することによりソルダーレジスト３０を形成する。一方、写真法では、基板本体２６の全面に感光性ソルダーレジスト材を配設し、これを中央開口部３２と対応するパターンが形成されたマスクを用いて露光・現像することによりソルダーレジスト３０を形成する。
【００５８】
これらのソルダーレジスト３０の形成方法は、高精度にソルダーレジスト３０のパターニングができるため、ソルダーレジスト３０の中央開口部３２の縁部と、中央パッド２８の外周縁とを一致させることができる。また、これらの形成方法は、半導体製造技術として一般に用いられるものであり、よってソルダーレジスト３０に中央パッド２８の外周縁とが一致した縁部を有する中央開口部３２を形成する処理は、容易かつ安価に行うことができる。
【００５９】
上記のように製造されたフリップチップ実装基板４０に対して半導体チップ１をフリップチップ実装するには、先ず中央パッド２８の上面にはんだ３４を配設する。この際、はんだ３４は、中央パッド２８の全面（幅広部２８ａ及び幅狭部２８ｂを含む）に配設される。
【００６０】
このはんだ３４を配設した状態において、本実施例では中央開口部３２がはんだ３４で完全に塞がれた構成（埋められた構成）となっている。この際、本実施例に係るフリップチップ実装基板４０は、ソルダーレジスト３０の中央開口部３２の縁部と、中央パッド２８の外周縁とが一致した構成とされている。
【００６１】
このため、中央パッド２８の形状が第１及び第２実施例に係るフリップチップ実装基板２０，４０で同一面積であったとしても、中央開口部３２から露出した中央パッド２８の面積は本実施例の方が広くなる。このため、本実施例の構成とすることにより、第１実施例に比べてはんだ３４の配設量を多くすることができる。
【００６２】
続いて、半導体チップ１の背面から加熱・加圧を行い、中央バンプ３を介して熱をはんだ３４に熱伝達してこれを溶融させる。そして、このはんだ３４を介して中央バンプ３を中央パッド２８にフリップチップ接合する。
【００６３】
これにより、図１４に示すように、半導体チップ１はフリップチップ実装基板２０にフリップチップ実装された状態となる。尚、中央バンプ３と中央パッド２８のフリップチップ接合は、はんだペーストを利用してリフロー処理により行うこととしてもよい。
【００６４】
前記のように、本実施例では中央パッド２８の露出面積を増大できるため、はんだ３４の配設量が増大されている。このため、中央バンプ３と中央パッド２８とを接合するはんだ３４の体積も増大し、よって中央バンプ３と中央パッド２８とを確実にはんだ接合することができる。
【００６５】
上記のように半導体チップ１がフリップチップ実装基板４０にフリップチップ実装されると、続いて半導体チップ１とフリップチップ実装基板４０との離間部分にアンダーフィルレジン３５が配設される。
【００６６】
本実施例においても、中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置は半導体チップ１の中央位置であり、よって半導体チップ１の外周縁１ｂから充填されたアンダーフィルレジン１５は、その中央位置まで流れた後に中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置を封止する。
【００６７】
しかしながら、本実施例に係るフリップチップ実装基板４０は、ソルダーレジスト３０の中央開口部３２の縁部が、中央パッド２８の外周縁と一致するよう構成されておいる。よって本実施例に係るフリップチップ実装基板４０も、第１実施例に係るフリップチップ実装基板２０と同様に、中央開口部３２の深さＨ１（図１２（Ａ）参照）はソルダーレジスト３０の上面から中央パッド２８の上面までの深さとなり、従来のようなソルダーレジスト１０の上面から基板本体６の表面までの深さＨ２（図４（Ａ）参照）に比べて浅くすることができる（Ｈ１<Ｈ２）。
【００６８】
これにより本実施例においても、はんだ３４により中央開口部３２を塞ぐことができ、ソルダーレジスト３０の中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置の周囲に窪み（開口した部分）が発生することを防止できる。よって、半導体チップ１の外周縁１ｂから充填した際、中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置まで流れてきたアンダーフィルレジン３５は、中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置を完全に封止する。
【００６９】
上記のように、第１及び第２の本実施例に係るフリップチップ実装基板２０，４０を用いてフリップチップ実装を行うことにより、特に半導体チップ１の中央に位置している中央バンプ３と中央パッド２８との接合位置においてボイドが発生することを防止できる。
【００７０】
またボイトの発生が抑制されることにより、フリップチップ実装後に熱の印加が行われたような場合であっても、従来のようにボイドが膨張して中央バンプ３と中央パッド２８との接合が損傷したり、ソルダーレジスト３０やアンダーフィルレジン３５にクラックが発生したりすることを防止でき、実装信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は、半導体チップのバンプの配設位置を説明するための底面図である。
【図２】図２は、図１に示す半導体チップが実装されるフリップチップ実装基板の一例を示す平面図である。
【図３】図３は、外周バンプ２のフリップチップ接合位置に対するアンダーフィルレジンの充填を説明するための断面図である。
【図４】図４は、従来の一例であるフリップチップ実装基板の構造を説明するための図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【図５】図５は、従来の一例であるフリップチップ実装基板の中央パッドにはんだを配設した状態を示す図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【図６】図６は、従来の一例であるフリップチップ実装基板に中央バンプが接合された状態を示す図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【図７】図７は、従来の一例であるフリップチップ実装基板にアンダーフィルレジンを配設した状態を示す図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【図８】図８は、本発明の第１実施例であるフリップチップ実装基板の構造を説明するための図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【図９】図９は、本発明の第１実施例であるフリップチップ実装基板の中央パッドにはんだを配設した状態を示す図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第１実施例であるフリップチップ実装基板に中央バンプが接合された状態を示す図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第１実施例であるフリップチップ実装基板にアンダーフィルレジンを配設した状態を示す図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第２実施例であるフリップチップ実装基板の構造を説明するための図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【図１３】図１３は、本発明の第２実施例であるフリップチップ実装基板の中央パッドにはんだを配設した状態を示す図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第２実施例であるフリップチップ実装基板に中央バンプが接合された状態を示す図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【図１５】図１５は、本発明の第２実施例であるフリップチップ実装基板にアンダーフィルレジンを配設した状態を示す図であり、（Ａ）は中央パッド近傍の断面図、（Ｂ）は中央パッド近傍の平面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 半導体チップ
２ 外周バンプ
３ 中央バンプ
２０，４０ フリップチップ実装基板
２６ 基板本体
２７ 外周パッド
２８ 中央パッド
３０ ソルダーレジスト
３１ 枠状開口部
３２ 中央開口部
３４ はんだ
３５ アンダーフィルレジン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板本体上に、ソルダーレジストと、電子素子に設けられワイヤーボンディングにより形成されるバンプがフリップチップ接合される接続パッドとを有しており、前記電子素子が実装された後にアンダーフィルレジンが配設されるフリップチップ実装基板において、
前記ソルダーレジストに前記接続パッドを露出させる開口部を形成すると共に、該ソルダーレジストの開口部を形成する縁部が前記接続パッドの外周部において一部重なった構成としたことを特徴とするフリップチップ実装基板。
【請求項２】
基板本体上に、ソルダーレジストと、電子素子に設けられワイヤーボンディングにより形成されるバンプがフリップチップ接合される接続パッドとを有しており、前記電子素子が実装された後にアンダーフィルレジンが配設されるフリップチップ実装基板において、
前記ソルダーレジストに前記接続パッドを露出させる開口部を形成すると共に、該ソルダーレジストの開口部を形成する縁部が前記接続パッドの外周縁と一致する構成としたことを特徴とするフリップチップ実装基板。
【請求項３】
前記バンプと前記接続パッドとを接続する接合部材が、前記バンプと前記接続パッドとを接続した際に前記ソルダーレジストに形成された開口部を塞ぐよう構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のフリップチップ実装基板。
【請求項４】
前記ソルダーレジストの開口部の縁部が外周部において一部重なった構成とされた前記接続パッドが、前記電子素子が実装される領域の中央位置に設けられていることを特徴とする請求項１又は３記載のフリップチップ実装基板。
【請求項５】
ワイヤーボンディングにより形成されるバンプが配設された電子素子をフリップチップ実装するフリップチップ実装方法において、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフリップチップ実装基板のソルダーレジストに形成された開口部から露出した接続パッド上に、接合部材を配設する工程と、
前記接合部材を介して前記バンプを前記接続パッドに接合することにより、前記電子素子を前記フリップチップ実装基板に搭載すると共に、前記開口部を前記接合部材で塞ぐ工程と、
前記電子素子と前記フリップチップ実装基板との間の離間部分にアンダーフィルレジンを配設する工程と
を有することを特徴とするフリップチップ実装方法。
【請求項１】
基板本体上に、ソルダーレジストと、電子素子に設けられワイヤーボンディングにより形成されるバンプがフリップチップ接合される接続パッドとを有しており、前記電子素子が実装された後にアンダーフィルレジンが配設されるフリップチップ実装基板において、
前記ソルダーレジストに前記接続パッドを露出させる開口部を形成すると共に、該ソルダーレジストの開口部を形成する縁部が前記接続パッドの外周部において一部重なった構成としたことを特徴とするフリップチップ実装基板。
【請求項２】
基板本体上に、ソルダーレジストと、電子素子に設けられワイヤーボンディングにより形成されるバンプがフリップチップ接合される接続パッドとを有しており、前記電子素子が実装された後にアンダーフィルレジンが配設されるフリップチップ実装基板において、
前記ソルダーレジストに前記接続パッドを露出させる開口部を形成すると共に、該ソルダーレジストの開口部を形成する縁部が前記接続パッドの外周縁と一致する構成としたことを特徴とするフリップチップ実装基板。
【請求項３】
前記バンプと前記接続パッドとを接続する接合部材が、前記バンプと前記接続パッドとを接続した際に前記ソルダーレジストに形成された開口部を塞ぐよう構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のフリップチップ実装基板。
【請求項４】
前記ソルダーレジストの開口部の縁部が外周部において一部重なった構成とされた前記接続パッドが、前記電子素子が実装される領域の中央位置に設けられていることを特徴とする請求項１又は３記載のフリップチップ実装基板。
【請求項５】
ワイヤーボンディングにより形成されるバンプが配設された電子素子をフリップチップ実装するフリップチップ実装方法において、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のフリップチップ実装基板のソルダーレジストに形成された開口部から露出した接続パッド上に、接合部材を配設する工程と、
前記接合部材を介して前記バンプを前記接続パッドに接合することにより、前記電子素子を前記フリップチップ実装基板に搭載すると共に、前記開口部を前記接合部材で塞ぐ工程と、
前記電子素子と前記フリップチップ実装基板との間の離間部分にアンダーフィルレジンを配設する工程と
を有することを特徴とするフリップチップ実装方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００７−１９４５９８（Ｐ２００７−１９４５９８Ａ）
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３３２４４４（Ｐ２００６−３３２４４４）
【出願日】平成１８年１２月８日（２００６．１２．８）
【出願人】（０００１９０６８８）新光電気工業株式会社 (1,516)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月８日（２００６．１２．８）
【出願人】（０００１９０６８８）新光電気工業株式会社 (1,516)
【Ｆターム（参考）】
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