JP2973940B2 - 素子の樹脂封止構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、素子のフリップチ
ップ実装に関し、特に樹脂封止構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の素子のフリップチップ実装は、図
３に示すように素子表面にあるパッド３ａにバンプ４を
形成し、そのバンプを基板側のパッド３ｂに接続するこ
とで行っている。フリップチップ実装後は、応力緩和、
異物侵入防止、さらにバンプ保護の目的から素子と基板
の隙間を樹脂６で封止する。しかし、高周波素子であ
る、ＧａＡｓ素子や表面弾性波素子は素子表面に異物が
付着すると所望の電気的特性が得られないため、基板と
素子の隙間は気密状態で素子周辺が樹脂で覆われた構造
にしなければならない。

【０００３】このような構造にするためには、基板と素
子の隙間に樹脂が入り込まないような高粘度タイプの樹
脂を素子に滴下し、硬化することで基板と素子の隙間を
気密にした構造を形成している。

【０００４】たとえば、１９９５年電子情報通信学会総
合大会Ａ３８０に示される例では、半導体素子にバンプ
を形成した後、バンプにレベリングをしてバンプ高さを
一定にし、導電性接着剤を転写し、基板のキャビティに
半導体素子をフリップチップ実装している。その後素子
の周辺に絶縁性樹脂を塗布し、硬化させた後、金属製キ
ャップで半田封止している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の例に示
すようなフリップチップ実装した素子を樹脂で囲む構造
では、基板と素子の隙間から樹脂が入り込み、電極パタ
ーンと接触するため、信号が流れず、所望の特性が得ら
れないことが多い。

【０００６】また、絶縁性樹脂や金属のキャップを使用
する構造では、構成する部品が多くなり、取り付ける工
数が増え、生産性が劣り、安価な製品を提供できない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の素子の樹脂封止構造は、素子と基板とが所定の間隔
をおいて電気的に接続されており、前記基板に凸状部が
形成され、該凸状部と素子外周部は樹脂封止されている
構造である。ここで基板と素子が互いの配線形成面が対
向するように配置され、電気的に接続された構造を有し
ており、基板面上の素子外周部近傍に凸状部（以下ダム
と記す）が形成されており、該凸状部と素子外周部は樹
脂封止されている。

【０００８】素子と凸状部（ダム）は直接接触していて
もよいが、両者の間隙から樹脂が大きく入り込まない範
囲の間隔があってもよい。樹脂は素子の全面を覆うよう
に形成することもできる。上記凸状部は基板と同一材料
が望ましいが、互いに異なる材料でもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。図１を参照する
と、ダム５が形成された基板２に対し、素子１がフリッ
プチップ実装されている。樹脂６が素子１に覆いかぶさ
り、素子１と基板２の隙間は気密となった構造をしてい
る。ダム５は基板２上で凸になった枠形状であり、外形
サイズは素子１とほぼ同じで、基板からの高さは、素子
１と基板２のフリップチップ実装後の隙間高さより約１
０μ以下程度だけ低い構造とした。

【００１０】ダム５の高さが素子１と基板２との間隔よ
り低いのは、Ａｕバンプにより素子１と基板２を接続す
る際に、素子１がダム５に接触して破損するおそれがあ
るためマージンをとっているからである。素子１に影響
がなければ、素子１と基板２が接続された後結果的にダ
ム５と素子１が接触してもかまわない。

【００１１】次に本発明の樹脂封止構造の製造方法につ
いて、詳細に説明する。まず素子側パッド３ａにＡｕバ
ンプ２を形成し、Ａｕバンプ４を決められた基板側パッ
ド３ｂに接続することでフリップチップ実装する。パッ
ドの形状はたとえば１辺が１００μから４００μの矩形
である。たとえば素子１が表面弾性波デバイスの場合、
１辺が４００μのパッドを１素子あたり１０〜８個形成
する。また素子１がガリウム・ヒ素高周波素子のような
場合パッドは１辺１００μのものを使用する。

【００１２】接続の方法はＡｕ／Ａｕ圧着や基板側パッ
ド３ｂに半田を供給して接続する半田接続方法がある。
Ａｕ／Ａｕ圧着方法は、Ａｕメッキを施した基板側パッ
ド３ｂに対し、Ａｕバンプ４を加熱しながら、押しつけ
る方法である。この結果Ａｕ同士が拡散し、Ａｕバンプ
４と基板側パッド３ｂが接合することにより、基板２と
素子１が電気的に接続する。

【００１３】半田接続方法は、基板側パッド３ｂ上に半
田を供給し、加熱した素子１のバンプ４を基板側パッド
３ｂに接続させる方法である。半田を溶融後冷却して固
化することでＡｕバンプ４と基板側パッド３ｂは半田を
介して接合し、基板２と素子１は電気的に接続される。

【００１４】基板２に形成されるダム５は、基板２がセ
ラミック系（通常アルミナ−ガラスセラミックが用いら
れる。）の場合は同じ材料系のセラミック、基板２がエ
ポキシ系の場合はエポキシ系の材料で印刷と加熱処理に
よって形成する。セラミックの場合はセラミック粉末と
有機バインダーを混合したものをスクリーン印刷し、焼
成する。セラミック基板上にエポキシ系のダムを形成す
ることもできる。また、あらかじめダム５の形状にした
シールを基板に貼りつけて形成する方法もある。

【００１５】ダム５の外形は、素子１の外形と同じサイ
ズの枠形状とした。マージンをみて、高さは基板２と素
子１の隙間高さより低い構造とした。例えば、素子１が
６ｍｍ×８ｍｍで基板２と素子１の隙間高さが５０μｍ
の場合、ダム５のサイズは６ｍｍ×８ｍｍとし、高さは
４０μｍ程度にする。ただし、素子１とダム５の形状は
必ずしも同一でなくともよい。ダムの枠の幅は、１５０
μｍ〜２００μｍである。

【００１６】その後、素子１の上から樹脂６を滴下し、
素子１を樹脂封止する。その際、樹脂６は高粘度かつ低
熱膨脹のエポキシ系樹脂であり、市販されているものを
用いた。基板２に形成したダム５が樹脂６の入り込みを
防止するため、基板２と素子１の隙間に樹脂６の入り込
みはなく、隙間は気密状態になる。樹脂６は素子１のフ
リップチップ実装後の応力が小さくなるように硬化後の
熱膨張係数が小さく、また電極の腐食を防止するため、
硬化時に発生するガスが極めて小さい特徴を有するもの
を用いる。樹脂６は、１００℃から１５０℃の温度で数
時間熱処理した。

【００１７】図１では樹脂６は素子１の全体を覆う例を
示したが、素子１の周辺部のみを樹脂封止することもで
きる。

【００１８】以上のように、本発明では金属製キャップ
を使用せず、歩留りの高い樹脂封止が実現できる。

【００１９】

【発明の効果】第１の効果は、フリップチップ実装した
素子の樹脂封止をする際、歩留りが高いことである。

【００２０】その理由は、基板に設けたダムが基板と素
子の隙間に入り込もうとするのを防ぐからである。

【００２１】第２の効果は、素子１の放熱構造を実現す
る際、工数が少なく、材料費も安価なことである。

【００２２】その理由は、簡単な構造であり、金属キャ
ップ等の部品も使用してないからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の素子の実装構造の例を示す断面図であ
る。

【図２】本発明のダムが形成された基板を示す平面図で
ある。

【図３】従来の素子の実装構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 素子 ２ 基板 ３ａ 素子側パッド ３ｂ 基板側パッド ４ Ａｕバンプ ５ ダム ６ 樹脂 ７ 電極

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 素子と基板とが所定の間隔をおいて、バ
   ンプにより固着され電気的に接続された構造を有し、前記バンプがある領域を囲うように、該基板と前記素子
   が固着されたときに上部が前記素子に接触しないように
   凸状部が前記基板に 形成されており、該凸状部と素子外
   周部は樹脂封止されていることを特徴とする素子の樹脂
   封止構造。
2. 【請求項２】 素子の配線形成面が基板に対向して配置
   され、これら基板と素子が電気的に接続された構造を有
   し、 前記基板上の素子と対向する面上で素子外周部近傍に、
   前記基板と前記素子が固着されたときに上部が前記素子
   に接触しないように凸状部が形成されており、該凸状部
   と素子外周部は樹脂封止されていることを特徴とする素
   子の樹脂封止構造。
3. 【請求項３】 凸状部は基板と同じ材料で形成される請
   求項１または２記載の素子の樹脂封止構造。
4. 【請求項４】 樹脂が素子上をすべて覆っている請求項
   １、２又は３記載の素子の樹脂封止構造。