JP4394213B2

JP4394213B2 - LSI package mounting method

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Publication number: JP4394213B2
Application number: JP27210499A
Authority: JP
Inventors: 淳斎藤; 友幸平松; 誉小木曽
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 1999-09-27
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2019-09-27
Also published as: JP2001093925A

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は，金属バンプを有するＬＳＩパッケージをプリント配線板に実装する方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
ＢＧＡ（Ball Grid Array）やＦＣ（Flip Chip）等の金属バンプを有するＬＳＩパッケージをプリント配線板に実装する際には，金属バンプの周囲に溶融シリカなどの無機材料を添加したエポキシ樹脂等を充填する。これにより，上記金属バンプに加わる応力を分散し，使用冷熱サイクル環境において上記金属バンプにクラックが生ずることを防いでいる。
【０００３】
上記のごとく，樹脂を金属バンプの周囲に充填してＬＳＩパッケージをプリント配線板に実装する方法として，以下に示す▲１▼サイドフィル法（図８），▲２▼圧接法（図９），▲３▼フィルム法（図１０）がある。
▲１▼サイドフィル法（図８）
まず，図８（Ａ）に示すごとく，ＬＳＩパッケージ９１をプリント配線板２に搭載する。次いで，リフロー炉において，上記ＬＳＩパッケージ９１の金属バンプ９１１をプリント配線板９２の電極パッド９２１に融着することによりＬＳＩパッケージ９１をプリント配線板９２に実装する（図８（Ｂ））。次いで，液状のエポキシ樹脂９３を上記ＬＳＩパッケージ９１の１辺又は２辺に塗布する（図８（Ｃ））。塗布されたエポキシ樹脂９３は，毛細管現象により上記ＬＳＩパッケージ９１とプリント配線板９２との隙間に浸入し，充填される（図８（Ｄ），（Ｅ））。これを更に加熱することにより，エポキシ樹脂９３を硬化させる。
【０００４】
▲２▼圧接法（図９；特許第２８２３０１０号）
まず，図９（Ａ）に示すごとく，プリント配線板９２上に予め液状のエポキシ樹脂９３を供給する。次いで，ＬＳＩパッケージ９１のバンプ面９１２を下面にすると共に金属バンプ９１１をプリント配線板９２の電極パッド９２１に位置合わせして，ＬＳＩパッケージ９１をプリント配線板９２に搭載する（図９（Ｂ））。次いで，上記ＬＳＩパッケージ９１を背面から加熱加圧して，金属バンプ９１１と電極パッド９２１とを接続すると共に，エポキシ樹脂９３を硬化させる（図９（Ｂ））。次いで，これをリフロー炉に投入し，エポキシ樹脂９３を完全に硬化させて実装を完了する（図９（Ｃ））。
【０００５】
▲３▼フィルム法（図１０；特許第２８１２２３８号）
まず，図１０（Ａ）に示すごとく，金属バンプ９１１に対応する位置に貫通穴９３１の明いた樹脂フィルム９３０を，プリント配線板９２に貼り付ける。次いで，図１０（Ｂ）に示すごとく，上記金属バンプ９１１を電極パッド９２１に位置合わせして，ＬＳＩパッケージ９１をプリント配線板９２に搭載する。
次いで，リフロー炉にて上記樹脂フィルム９３０を溶融させた後に溶融した樹脂９３を硬化させると共に，上記金属バンプ９１１を溶融させて電極パッド９２１に接続する（図１０（Ｃ））。これにより，上記ＬＳＩパッケージ９１のプリント配線板９２への実装を完了する。
【０００６】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来のＬＳＩパッケージの実装方法には，それぞれ以下の問題がある。
まず，▲１▼サイドフィル法（図８）の場合には，エポキシ樹脂９３を充填する際には５０〜１００℃の加熱を行ない，エポキシ樹脂９３を硬化させる際には，１２０℃以上に加熱する必要がある。そのため，工程が煩雑化し，製造コストも高くなる。
【０００７】
また，▲２▼圧接法（図９）の場合には，金属バンプ９１１を電極パッド９２１に融着させる際にエポキシ樹脂９３が硬化するため，金属バンプ９１１のセルフアライメント（図３参照）が妨げられる。そのため，ＬＳＩパッケージ９１をプリント配線板９２に位置合わせする際に，極めて高い位置決め精度が要求される。
【０００８】
また，▲３▼フィルム法（図１０）の場合には，ＬＳＩパッケージ９１の金属バンプ９１１に合せて樹脂フィルム９３０に穴明け加工を施しておく必要がある。そのため，多品種生産には不利である。また，金属バンプ９１１の周囲に樹脂を完全に充填することが困難である。
【０００９】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，容易に位置合せを行ないつつＬＳＩパッケージをプリント配線板に容易かつ確実に実装することができるＬＳＩパッケージの実装方法を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題の解決手段】
請求項１に記載の発明は，金属バンプをバンプ面に有するＬＳＩパッケージを，上記金属バンプに対応する位置に設けられていると共にはんだが被覆された電極パッドを有するプリント配線板に実装する方法において，
上記ＬＳＩパッケージの上記バンプ面に液状の熱硬化性樹脂を供給する供給工程と，
上記バンプ面を下面にすると共に上記金属バンプと上記電極パッドとを位置合せして，上記ＬＳＩパッケージをプリント配線板上に搭載する搭載工程と，
上記金属バンプと，上記電極パッドを被覆するはんだとを溶融させて接続する加熱溶融工程とからなり，
かつ，該加熱溶融工程において上記金属バンプが上記電極パッドに接続されるまでは，上記熱硬化性樹脂を液状状態に維持することで，上記金属バンプのセルフアライメントにより上記金属バンプと上記電極パッドとの位置ずれを修正するものであって，
上記熱硬化性樹脂の触媒としてアミンを用いることを特徴とするＬＳＩパッケージの実装方法にある。
【００１１】
本発明において最も注目すべきことは，上記加熱溶融工程において金属バンプが電極パッドに接続されるまでは，熱硬化性樹脂を液状状態に維持することである。
このように熱硬化性樹脂を液状状態に維持する手段としては，例えば，上記金属バンプの溶融温度において液状状態を保つことのできる，例えばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を使用する手段がある。
【００１２】
また，上記金属バンプとしては，例えば，はんだバンプ，金バンプ等がある。
また，上記加熱溶融工程において上記金属バンプと電極パッドとが接続された後は，例えば，更に加熱を続けることにより上記熱硬化性樹脂を熱硬化させ，次いで，常温にまで冷却することにより金属バンプを硬化して実装を完了する。
なお，上記供給工程においてバンプ面に供給する液状の熱硬化性樹脂は，上記バンプ面を下面にしても該バンプ面に保持される程度の粘度を有している。
【００１３】
次に，本発明の作用効果につき説明する。
上記ＬＳＩパッケージの実装方法においては，金属バンプが電極パッドに接続されるまでは，熱硬化性樹脂を液状状態に維持する。即ち，上記バンプ面に液状で供給された上記熱硬化性樹脂は，上記金属バンプが上記電極パッドに接続されるまで，液状状態を維持している。
【００１４】
そのため，上記金属バンプを溶融させて電極パッドに接続する際に，上記熱硬化性樹脂が該金属バンプのセルフアライメントを阻害することがない。
ここで，セルフアライメントとは，以下に示す現象をいう。
即ち，金属バンプと電極パッドとの位置がある程度ずれた状態で，溶融した金属バンプが上記電極パッドに接触して融着すると，上記金属バンプの表面張力によって該金属バンプと電極パッドとの距離を縮める方向に力が加わる。これにより，ＬＳＩパッケージがプリント配線板に対して移動して，上記金属バンプと電極パッドとの位置ずれが修正される（図３参照）。
【００１５】
上記のようなセルフアライメントは，上記金属バンプの周囲に障害物がある場合にはこれらによって阻害される。しかし，上記金属バンプの周囲に供給された熱硬化性樹脂は，上記金属バンプが電極パッドに接続されるまでは，液状状態に維持されている。そのため，上記金属バンプのセルフアライメントは阻害されることはない。それ故，上記搭載工程において，上記金属バンプと電極パッドとの位置が多少ずれて搭載されても，上記加熱溶融工程において，上記セルフアライメントにより位置ずれが修正される。そのため，上記搭載工程における上記ＬＳＩパッケージとプリント配線板との位置決めを，容易に行なうことができる。
【００１６】
また，上記熱硬化性樹脂は，上記ＬＳＩパッケージをプリント配線板に搭載する前に，液状の状態で，上記バンプ面全体に供給する。そのため，上記ＬＳＩパッケージとプリント配線板との隙間の全体に容易かつ確実に熱硬化性樹脂を充填することができる。
【００１７】
以上のごとく，本発明によれば，容易に位置合せを行ないつつＬＳＩパッケージをプリント配線板に容易かつ確実に実装することができるＬＳＩパッケージの実装方法を提供することができる。
【００１８】
次に，請求項２に記載の発明のように，上記熱硬化性樹脂は，１．５以上のチキソトロピー性を有することが好ましい。
これにより，上記搭載工程において，上記ＬＳＩパッケージのバンプ面を下面にした場合にも，該バンプ面に供給された液状の熱硬化性樹脂が落下するおそれがない。
【００１９】
上記チキソトロピー性が１．５未満の場合には，上記バンプ面を下面にしたときに熱硬化性樹脂が落下するおそれがある。
ここで，上記チキソトロピー性は，ＢＨ型粘度計において２ｒｐｍで攪拌したときの粘度と２０ｒｐｍで攪拌したときの粘度との比によって表した値である。
【００２０】
次に，請求項３に記載の発明のように，上記熱硬化性樹脂は，エポキシ樹脂であることが好ましい。
これにより，上記熱硬化性樹脂が硬化した後，高弾性率化し，金属バンプに発生する熱応力を低減することができる。また，プリント配線板等との接着が良好となる。
【００２１】
次に，請求項４に記載の発明のように，上記熱硬化性樹脂は，上記金属バンプよりも小さい無機添加材を含有していることが好ましい。
これにより，上記熱硬化性樹脂が硬化した後，一層の高弾性率化が実現し，金属バンプに発生する熱応力を一層低減することができる。
また，上記無機添加材が上記金属バンプ以上の大きさを有する場合には，上記ＬＳＩパッケージのプリント配線板への実装が阻害されるおそれがある。
上記無機添加材としては，例えばシリカ粉末，アルミナ粉末等がある。
【００２２】
次に，請求項５に記載の発明のように，上記供給工程と上記搭載工程との間に，上記バンプ面に供給された熱硬化性樹脂をＢステージ状態にまで半硬化させる半硬化工程を有することが好ましい。
これにより，上記搭載工程においてＬＳＩパッケージのバンプ面を下面にしても，上記熱硬化性樹脂が落下するおそれがない。
【００２３】
また，上記半硬化工程の後には，上記熱硬化性樹脂はＢステージ状態にあるため，加熱することにより，容易に再び液状に溶融させてＬＳＩパッケージとプリント配線板との間に流動充填させることができる。
なお，上記Ｂステージ状態とは，上記熱硬化性樹脂の硬化中間状態をいう。
【００２４】
次に，金属バンプをバンプ面に有するＬＳＩパッケージを，上記金属バンプに対応する位置に設けられていると共にはんだが被覆された電極パッドを有するプリント配線板に実装する方法において，
上記ＬＳＩパッケージの上記バンプ面に熱可塑性樹脂を供給する供給工程と，
上記バンプ面を下面にすると共に上記金属バンプと上記電極パッドとを位置合せして，上記ＬＳＩパッケージをプリント配線板上に搭載する搭載工程と，
上記熱可塑性樹脂を液状状態に軟化流動させると共に，上記金属バンプと，上記電極パッドを被覆するはんだとを溶融させて接続する加熱溶融工程とからなることを特徴とするＬＳＩパッケージの実装方法がある。
【００２５】
上記熱可塑性樹脂としては，例えばポリアミド，ポリイミド等がある。
本発明の場合にも，上記加熱溶融工程において，上記金属バンプのセルフアライメントが阻害されないため，容易かつ確実に上記ＬＳＩパッケージをプリント配線板に実装することができる。
また，上記熱可塑性樹脂は，上記ＬＳＩパッケージをプリント配線板に搭載する前に上記バンプ面に供給する。そのため，上記ＬＳＩパッケージとプリント配線板との隙間の全体に容易かつ確実に熱可塑性樹脂を充填することができる。
【００２６】
また，本発明においては，熱可塑性樹脂を用いるため，上記ＬＳＩパッケージをプリント配線板に実装した後においても，上記熱可塑性樹脂を加熱して溶融させることができ，上記ＬＳＩパッケージをプリント配線板から容易に取外すことができる。そのため，ＬＳＩパッケージあるいはプリント配線板の再利用を容易に行なうことができる。
【００２７】
次に，上記熱可塑性樹脂は，溶剤に溶解した液状の状態で上記バンプ面に供給することが好ましい。
即ち，例えば，トルエン，イソプロピルアルコール等の溶剤に上記熱可塑性樹脂を溶解し，この溶液を上記バンプ面に供給する。そして，上記ＬＳＩパッケージを１００℃程度で加熱して，上記溶剤を飛散させることにより，上記熱可塑性樹脂を上記バンプ面に固着させる。
これにより，上記バンプ面全体に上記熱可塑性樹脂を容易かつ確実に供給することができる。
【００２８】
次に，上記熱可塑性樹脂は，上記金属バンプと同等以上の厚みを有するフィルム状の状態で上記バンプ面に供給することが好ましい。
即ち，例えば，加熱した上記フィルム状の熱可塑性樹脂に上記バンプ面を対面させてＬＳＩパッケージを押圧することにより，上記バンプ面に上記熱可塑性樹脂を固着させる。
これにより，一層容易に上記熱可塑性樹脂をＬＳＩパッケージのバンプ面に供給することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態例にかかるＬＳＩパッケージの実装方法につき，図１〜図３を用いて説明する。
本例のＬＳＩパッケージの実装方法は，図１に示すごとく，金属バンプとしてのはんだバンプ１１をバンプ面１２に有するＬＳＩパッケージ１を，上記はんだバンプ１１に対応する位置に設けられていると共にはんだが被覆された電極パッド２１を有するプリント配線板２に実装する方法である。
【００３０】
即ち，上記実装方法は，以下に示す供給工程と搭載工程と加熱溶融工程とからなる。
上記供給工程は，図１（Ａ）に示すごとく，上記ＬＳＩパッケージ１の上記バンプ面１２に液状の熱硬化性樹脂３を供給する工程である。
また，上記搭載工程は，図１（Ｂ），（Ｃ）に示すごとく，上記バンプ面１２を下面にすると共に上記はんだバンプ１１と上記電極パッド２１とを位置合せして，上記ＬＳＩパッケージ１をプリント配線板２上に搭載する工程である。
【００３１】
また，上記加熱溶融工程は，図１（Ｄ）に示すごとく，上記はんだバンプ１１と，上記電極パッド２１を被覆するはんだとを溶融させて接続する工程である。
そして，該加熱溶融工程において上記はんだバンプ１１が上記電極パッド２１に接続されるまでは，上記熱硬化性樹脂３を液状状態に維持しておく。
【００３２】
また，上記加熱溶融工程において上記はんだバンプ１１と電極パッド２１とが接続された後は，更に加熱を続けることにより上記熱硬化性樹脂３を熱硬化させる。次いで，常温にまで冷却することにより，はんだバンプ１１を固化して実装を完了する。
【００３３】
上記はんだバンプ１１は，３００μｍの共晶はんだバンプであり，上記プリント配線板２上の電極バンプ２１に被覆されたはんだは，予め共晶はんだペーストを印刷によって供給したものである。
また，上記熱硬化性樹脂３は，約１．５のチキソトロピー性を有する酸無水物硬化タイプのビスフェノール系エポキシ樹脂であり，上記金属バンプよりも小さい１００μｍ以下の球状溶融シリカを５０ｗｔ％含有している。
【００３４】
また，上記熱硬化性樹脂３の触媒にはアミンを使用し，触媒量を調整することによりはんだ溶融温度の１８０℃において３分以上の間は，上記熱硬化性樹脂３が硬化しないようにした。即ち，上記熱硬化性樹脂３の主剤と硬化剤との反応を促進する触媒量を減少させることにより，上記熱硬化性樹脂３の硬化を遅らせて，はんだ溶融温度において樹脂を液状に維持する。
【００３５】
なお，上記熱硬化性樹脂３は，１．５以上のチキソトロピー性を有することが好ましいが，このチキソトロピー性は，熱硬化性樹脂３の０．１μｍ以下の微粉シリカの含有量によって調整できる。
【００３６】
次に，本例のＬＳＩパッケージの実装方法につき，上記供給工程，上記搭載工程，及び上記加熱溶融工程に分けて，図１を用いて順次説明する。
まず，上記供給工程においては，まず，ＬＳＩパッケージ１を，図１（Ａ）に示すごとくバンプ面１２を上面にして治具にセットする。次いで，液状の熱硬化性樹脂３を上記バンプ面１２の全面に供給する。この時，上記バンプ面に供給される上記熱硬化性樹脂３の厚みは，上記はんだバンプ１１の高さと略同等であり，はんだバンプ１１の先端部１１１は上記熱硬化性樹脂３から露出した状態にする。
【００３７】
次に，上記搭載工程においては，まず，上記熱硬化性樹脂３を供給されたＬＳＩパッケージ１を反転させて，上記バンプ面１２を下面にする。次いで，上記はんだバンプ１１と上記電極パッド２１とを位置合せして，上記ＬＳＩパッケージ１を上記プリント配線板２上に搭載する。
【００３８】
次に，上記加熱溶融工程においては，上記搭載工程においてＬＳＩパッケージ１が搭載されたプリント配線板２をリフロー炉に投入する。次いで，該リフロー炉内の温度を，図２のリフロープロファイルＲに示すごとく変化させて，はんだバンプ１１と上記電極パッド２１を被覆するはんだ，及び熱硬化性樹脂３を加熱する。
【００３９】
これにより，上記はんだバンプ１１は，約１８０℃となった時点（図２のＡ点）で溶融し始める。そして，溶融したはんだバンプ１１は，上記電極パッド２１に融着すると共にセルフアライメントにより位置ズレを修正する。この間，上記熱硬化性樹脂３は液状状態にある。
【００４０】
上記はんだバンプ１１が上記電極パッド２１に接続された後には，上記熱硬化性樹脂３が熱硬化される。即ち，図２のＡ点を過ぎた時点から上記熱硬化性樹脂３の硬化が開始する。その後，上記リフロー炉内の温度を降温させることにより，上記はんだバンプ１１を固化させて実装を完了する。
なお，図１において，符号１３は上記ＬＳＩパッケージ１に搭載されたＬＳＩチップを表し，符号１４は上記ＬＳＩチップ１３を保護するための封止樹脂を表す。図３〜図５，及び図７においても同様である。
【００４１】
次に，本例の作用効果につき説明する。
上記ＬＳＩパッケージ１の実装方法においては，はんだバンプ１１が電極パッド２１に接続されるまでは，熱硬化性樹脂３を液状状態に維持する。即ち，上記バンプ面１２に液状で供給された上記熱硬化性樹脂３は，上記はんだバンプ１１が上記電極パッド２１に接続されるまで，液状状態を維持している。
【００４２】
そのため，上記はんだバンプ１１を溶融させて電極パッド２１に接続する際に，上記熱硬化性樹脂３が該はんだバンプ１１のセルフアライメントを阻害することがない。
ここで，セルフアライメントにつき，図３を用いて以下に説明する。
即ち，図３（Ａ）に示すごとく，はんだバンプ１１と電極パッド２１との位置がある程度ずれた状態で，溶融したはんだバンプ１１が上記電極パッド２１に接触して融着すると，上記はんだバンプ１１の表面張力によって該はんだバンプ１１と電極パッドとの距離を縮める方向に力が加わる（図３（Ａ）の矢印Ｂ）。
これにより，図３（Ｂ）に示すごとく，ＬＳＩパッケージ１がプリント配線板２に対して移動して，上記はんだバンプ１１と電極パッド２１との位置ずれが修正される。
【００４３】
上記のようなセルフアライメントは，上記はんだバンプ１１の周囲に障害物がある場合にはこれらによって阻害される。しかし，上記はんだバンプ１１の周囲に供給された熱硬化性樹脂３は，上記はんだバンプ１１が電極パッド２１に接続されるまでは，液状状態に維持されている。そのため，上記はんだバンプ１１のセルフアライメントは阻害されることはない。
【００４４】
それ故，上記搭載工程において，上記はんだバンプ１１と電極パッド２１との位置が多少ずれて搭載されても，上記加熱溶融工程において，上記セルフアライメントにより位置ずれが修正される（図３（Ａ），（Ｂ））。そのため，上記搭載工程における上記ＬＳＩパッケージ１とプリント配線板２との位置決めを，容易に行なうことができる。
【００４５】
また，上記熱硬化性樹脂３は，上記ＬＳＩパッケージ１をプリント配線板２に搭載する前に，液状の状態で，上記バンプ面１２全体に供給する（図１（Ａ））。そのため，上記ＬＳＩパッケージ１とプリント配線板２との隙間の全体に容易かつ確実に熱硬化性樹脂３を充填することができる。
【００４６】
また，上記熱硬化性樹脂３は，約１．５のチキソトロピー性を有するため，上記搭載工程において，上記ＬＳＩパッケージ１のバンプ面１２を下面にした場合にも，該バンプ面１２に供給された熱硬化性樹脂３が落下するおそれがない。
また，上記熱硬化性樹脂３は，上記はんだバンプ１１よりも小さい１００μｍ以下の球状溶融シリカを５０ｗｔ％含有したエポキシ樹脂である。これにより，上記はんだバンプ１１と電極パッド２１との接続を阻害せずに，熱硬化性樹脂３の高弾性率化と熱膨張係数の低減を図り，上記はんだバンプ１１に発生する熱応力を低減することができる。
【００４７】
以上，本例によれば，容易に位置合せを行ないつつＬＳＩパッケージをプリント配線板に容易かつ確実に実装することができるＬＳＩパッケージの実装方法を提供することができる。
【００４８】
実施形態例２
本例のＬＳＩパッケージの実装方法は，図４に示すごとく，実施形態例１で示した供給工程と搭載工程との間に，バンプ面１２に供給された熱硬化性樹脂３をＢステージ状態にまで半硬化させる半硬化工程を有する。
【００４９】
即ち，本例の実装方法は，まず，上記供給工程で，図４（Ａ）に示すごとく，液状の熱硬化性樹脂３をＬＳＩパッケージ１のバンプ面１２に供給する。
次に，上記半硬化工程において，上記ＬＳＩパッケージ１を恒温槽に投入して１２０℃で３０分間加熱する（図４（Ｂ））。これにより，上記熱硬化性樹脂は半硬化しＢステージ状態となる。
次いで，上記搭載工程において，上記ＬＳＩパッケージ１を反転させ，上記バンプ面１２を下面にして上記プリント配線板２上に搭載する（図４（Ｃ））。
【００５０】
次いで，加熱溶融工程において，上記ＬＳＩパッケージ１を搭載したプリント配線板２をリフロー炉に投入して加熱する。これにより，Ｂステージ状態にあった熱可塑性樹脂３は，再溶融して液状となり，はんだ溶融温度の１８０℃においても液状状態を維持している。
これにより，上記はんだバンプ１１のセルフアライメントが働き，上記ＬＳＩパッケージ１とプリント配線板２とが接続される（図４（Ｄ））。
なお，上記熱硬化性樹脂３としては，フェノール樹脂硬化タイプの多官能エポキシ樹脂に，粒径が１００μｍ以下の球状溶融シリカを５０ｗｔ％添加したものを用いた。
【００５１】
上述のように，熱硬化性樹脂３を中間温度で加熱してＢステージ状態とした後，この中間温度よりも高い温度まで加熱すると再溶融する。この現象は一般的に見られる現象であるが，本例においては，はんだの溶融温度において熱硬化性樹脂３が再溶融する必要がある。そのため，はんだの溶融温度においてＢステージ状態から再溶融して液状状態を維持できる熱硬化性樹脂を用いる必要があり，本例では，上記のごとくフェノール樹脂硬化タイプの多官能エポキシ樹脂を用いた。
その他は，実施形態例１と同様である。
【００５２】
本例によれば，上記熱硬化性樹脂３としてチキソトロピー性がない樹脂を用いた場合にも，上記搭載工程においてＬＳＩパッケージのバンプ面を下面にした際に，上記熱硬化性樹脂３が落下するおそれがない。
また，半硬化工程の後には，上記熱硬化性樹脂３はＢステージ状態にあるため，リフロー炉において加熱することにより，容易に再び液状に溶融させることができる。
その他，実施形態例１と同様の作用効果を有する。
【００５３】
参考形態例１
本例は，図５，図６に示すごとく，プリント配線板２とＬＳＩパッケージ１との間に充填する樹脂として熱可塑性樹脂３０を用いた，ＬＳＩパッケージの実装方法の例である。
【００５４】
即ち，本例の実装方法は，以下に示す供給工程と，搭載工程と，加熱溶融工程とからなる。
上記供給工程においては，図５（Ａ）に示すごとく，上記ＬＳＩパッケージ１の上記バンプ面１２に熱可塑性樹脂３０を供給する。
【００５５】
また，上記搭載工程においては，図５（Ｃ）に示すごとく，上記バンプ面１２を下面にすると共に上記はんだバンプ１１と上記電極パッド２１とを位置合せして，上記ＬＳＩパッケージ１をプリント配線板上２に搭載する。
また，上記加熱溶融工程においては，図５（Ｄ）に示すごとく，熱可塑性樹脂３０を液状状態に軟化流動させると共に，上記はんだバンプ１１と，上記電極パッド２１を被覆するはんだとを溶融させて接続する。
【００５６】
次に，本例のＬＳＩパッケージの実装方法につき，上記供給工程，上記搭載工程，及び上記加熱溶融工程に分けて，図５を用いて順次説明する。
まず，上記供給工程においては，ＬＳＩパッケージ１を，図５（Ａ）示すごとくバンプ面１２を上面にして治具にセットする（図５（Ａ））。次いで，熱可塑性樹脂３０を上記バンプ面１２の全面に供給する。
ここで，上記熱可塑性樹脂３０として１５０℃の融点をもつポリアミド系ホットメルトを用い，この樹脂をトルエンに溶解し１０％溶液とする。この溶液を上記ＬＳＩパッケージ１のバンプ面１２に塗布し４０℃の熱板上で溶剤を飛散させる（図５（Ｂ））。溶剤飛散を行なうことにより，塗布した樹脂が体積収縮するため，熱可塑性樹脂３０が上記はんだバンプ１１の高さになるまで塗布と溶剤飛散を繰り返す。
【００５７】
次に，上記搭載工程においては，まず，上記熱可塑性樹脂３０を供給されたＬＳＩパッケージ１を反転させて，上記バンプ面１２を下面にする。次いで，上記はんだバンプ１１と上記電極パッド２１とを位置合せして，上記ＬＳＩパッケージ１を上記プリント配線板２上に搭載する（図５（Ｃ））。
【００５８】
次に，上記加熱溶融工程においては，上記搭載工程においてＬＳＩパッケージ１を搭載したプリント配線板２をリフロー炉に投入する。次いで，該リフロー炉内の温度を，図６のリフロープロファイルＳに示すごとく変化させて，はんだバンプ１１と上記電極パッド２１を被覆するはんだ，及び熱可塑性樹脂３０を加熱する。
【００５９】
これにより，上記はんだバンプ１１は，約１８０℃となった時点（図６のＣ点）で溶融し始める。そして，溶融したはんだバンプ１１は，上記電極パッド２１に融着すると共にセルフアライメントにより位置ズレを修正する（図３参照）。この間，上記熱可塑性樹脂３０は液状状態にある。
【００６０】
上記はんだバンプ１１が上記電極パッド２１に接続された後，上記リフロー炉内の温度を降温させることにより，上記はんだバンプ１１及び熱可塑性樹脂を硬化させて実装を完了する（図５（Ｄ））。
【００６１】
本例の場合にも，上記加熱溶融工程において，上記はんだバンプ１１のセルフアライメントが阻害されないため，容易かつ確実に上記ＬＳＩパッケージ１をプリント配線板２に実装することができる。
また，上記熱可塑性樹脂３０は，上記ＬＳＩパッケージ１をプリント配線板２に搭載する前に上記バンプ面１２に供給する。そのため，上記ＬＳＩパッケージ１とプリント配線板２との隙間の全体に容易かつ確実に熱可塑性樹脂３０を充填することができる。
【００６２】
また，本例においては，熱可塑性樹脂３０を用いるため，上記ＬＳＩパッケージをプリント配線板２に実装した後においても，上記熱可塑性樹脂３０を加熱して溶融させることができるため，上記ＬＳＩパッケージ１をプリント配線板２から容易に取外すことができる。そのため，ＬＳＩパッケージ１あるいはプリント配線板２の再利用を容易に行なうことができる。
【００６３】
参考形態例２
本例は，図７に示すごとく，参考形態例１で示した供給工程において供給する樹脂をフィルム状の熱可塑性樹脂としたＬＳＩパッケージの実装方法の例である。
即ち，上記熱可塑性樹脂としては，１５０℃の融点をもつポリアミド系ホットメルトの樹脂フィルム３００を用いた。該樹脂フィルム３００の厚みは，はんだバンプ１１の高さと同等の３００μｍとした。
【００６４】
以下に，本例の実装方法を，供給工程，搭載工程，及び加熱溶融工程に分けて説明する。
上記供給工程においては，図７（Ａ）に示すごとく，まず１６０℃に加熱した熱板４１の上にテフロンシート４２を載置し，その上に上記樹脂フィルム３００を載置した。次いで，バンプ面１２を上記樹脂フィルム３００に対面させながら，ＬＳＩパッケージ１を上記樹脂フィルム３００に押圧治具４３により押圧する（図７の矢印Ｄ）。
【００６５】
これにより，上記樹脂フィルム３００は溶融し，多数のはんだバンプ１１の間のバンプ面に熱可塑性樹脂３０となって融着する（図７（Ｂ））。このとき，上記はんだバンプ１１は，その先端部１１１が上記熱可塑性樹脂３０から露出している。また，上記先端部１１１が露出していないときは，ヒートガン等を用いて上記熱可塑性樹脂３０に熱風を当てることにより，上記先端部１１１を露出させる。
【００６６】
次に，搭載工程においては，図７（Ｃ）に示すごとく，上記熱可塑性樹脂３０が供給されたＬＳＩパッケージ１を，位置合わせを行ないつつプリント配線板２上に搭載する。
次に，加熱溶融工程においては，上記ＬＳＩパッケージ１を搭載したプリント配線板２を，リフロー炉に投入して加熱することにより，上記はんだバンプ１１を溶融して電極パッド２１に融着させる（図７（Ｄ））。次いで，常温まで冷却することにより，上記熱可塑性樹脂３０及びはんだバンプ１１を硬化させて実装を完了する。
その他は，参考形態例１と同様である。
【００６７】
本例によれば，上記バンプ面１２全体に上記熱可塑性樹脂３０を容易かつ確実に供給することができる。
その他，参考形態例１と同様の作用効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１における，ＬＳＩパッケージの実装方法の説明図。
【図２】実施形態例１における，はんだのリフロープロファイルを表す線図。
【図３】実施形態例１における，はんだバンプのセルフアライメントの説明図。
【図４】実施形態例２における，ＬＳＩパッケージの実装方法の説明図。
【図５】参考形態例１における，ＬＳＩパッケージの実装方法の説明図。
【図６】参考形態例１における，はんだのリフロープロファイルを表す線図。
【図７】参考形態例２における，ＬＳＩパッケージの実装方法の説明図。
【図８】従来例における，サイドフィル法によるＬＳＩパッケージの実装方法の説明図。
【図９】従来例における，圧接法によるＬＳＩパッケージの実装方法の説明図。
【図１０】従来例における，フィルム法によるＬＳＩパッケージの実装方法の説明図。
【符号の説明】
１．．．ＬＳＩパッケージ，
１１．．．はんだバンプ，
１２．．．バンプ面，
２．．．プリント配線板，
２１．．．電極パッド，
３．．．熱硬化性樹脂，
３０．．．熱可塑性樹脂，
３００．．．樹脂フィルム，[0001]
【Technical field】
The present invention relates to a method for mounting an LSI package having metal bumps on a printed wiring board.
[0002]
[Prior art]
When mounting an LSI package with metal bumps such as BGA (Ball Grid Array) or FC (Flip Chip) on a printed wiring board, the metal bumps are filled with epoxy resin or the like to which an inorganic material such as fused silica is added. To do. As a result, the stress applied to the metal bumps is dispersed, and cracks are prevented from occurring in the metal bumps in the use thermal cycle environment.
[0003]
As described above, the resin package is filled around the metal bumps and the LSI package is mounted on the printed wiring board by the following (1) side fill method (FIG. 8), (2) pressure welding method (FIG. 9), (3) There is a film method (FIG. 10).
(1) Side fill method (Figure 8)
First, as shown in FIG. 8A, the LSI package 91 is mounted on the printed wiring board 2. Next, the LSI package 91 is mounted on the printed wiring board 92 by fusing the metal bumps 911 of the LSI package 91 to the electrode pads 921 of the printed wiring board 92 in a reflow furnace (FIG. 8B). Next, a liquid epoxy resin 93 is applied to one or two sides of the LSI package 91 (FIG. 8C). The applied epoxy resin 93 enters and fills the gap between the LSI package 91 and the printed wiring board 92 by capillary action (FIGS. 8D and 8E). This is further heated to cure the epoxy resin 93.
[0004]
(2) Pressure welding method (FIG. 9; Japanese Patent No. 2823010)
First, as shown in FIG. 9A, a liquid epoxy resin 93 is supplied onto the printed wiring board 92 in advance. Next, the LSI package 91 is mounted on the printed wiring board 92 by setting the bump surface 912 of the LSI package 91 to the lower surface and aligning the metal bumps 911 with the electrode pads 921 of the printed wiring board 92 (FIG. 9B). . Next, the LSI package 91 is heated and pressed from the back surface to connect the metal bumps 911 and the electrode pads 921 and harden the epoxy resin 93 (FIG. 9B). Next, this is put into a reflow furnace, and the epoxy resin 93 is completely cured to complete the mounting (FIG. 9C).
[0005]
(3) Film method (FIG. 10; Patent No. 2812238)
First, as shown in FIG. 10A, a resin film 930 with a clear through hole 931 is attached to the printed wiring board 92 at a position corresponding to the metal bump 911. Next, as shown in FIG. 10B, the metal bump 911 is aligned with the electrode pad 921 and the LSI package 91 is mounted on the printed wiring board 92.
Next, after the resin film 930 is melted in a reflow furnace, the melted resin 93 is cured, and the metal bumps 911 are melted and connected to the electrode pads 921 (FIG. 10C). Thus, the mounting of the LSI package 91 on the printed wiring board 92 is completed.
[0006]
[Problems to be solved]
However, the conventional LSI package mounting methods have the following problems.
First, in the case of (1) side fill method (FIG. 8), heating is performed at 50 to 100 ° C. when filling the epoxy resin 93, and heating to 120 ° C. or more when curing the epoxy resin 93. There is a need to. This complicates the process and increases the manufacturing cost.
[0007]
Further, in the case of (2) pressure welding method (FIG. 9), since the epoxy resin 93 is cured when the metal bump 911 is fused to the electrode pad 921, self-alignment of the metal bump 911 (see FIG. 3) is hindered. It is done. Therefore, extremely high positioning accuracy is required when aligning the LSI package 91 with the printed wiring board 92.
[0008]
In the case of (3) film method (FIG. 10), it is necessary to make a hole in the resin film 930 in accordance with the metal bumps 911 of the LSI package 91. Therefore, it is disadvantageous for multi-product production. In addition, it is difficult to completely fill the resin around the metal bumps 911.
[0009]
The present invention has been made in view of such conventional problems, and intends to provide an LSI package mounting method capable of easily and reliably mounting an LSI package on a printed wiring board while performing easy alignment. Is.
[0010]
[Means for solving problems]
  The invention according to claim 1 is a method of mounting an LSI package having metal bumps on a bump surface on a printed wiring board having electrode pads provided at positions corresponding to the metal bumps and coated with solder. ,
  Supplying a liquid thermosetting resin to the bump surface of the LSI package;
  A mounting step of mounting the LSI package on a printed wiring board by aligning the metal bumps and the electrode pads with the bump surface on the bottom surface;
  A heating and melting step of melting and connecting the metal bump and the solder covering the electrode pad,
  In addition, the thermosetting resin is maintained in a liquid state until the metal bump is connected to the electrode pad in the heating and melting step.Thus, the misalignment between the metal bump and the electrode pad is corrected by self-alignment of the metal bump,
  An LSI package mounting method is characterized in that an amine is used as a catalyst for the thermosetting resin.
[0011]
What should be noted most in the present invention is to keep the thermosetting resin in a liquid state until the metal bumps are connected to the electrode pads in the heating and melting step.
As a means for maintaining the thermosetting resin in a liquid state as described above, for example, there is a means for using a thermosetting resin such as an epoxy resin that can maintain a liquid state at the melting temperature of the metal bump.
[0012]
Examples of the metal bump include a solder bump and a gold bump.
In addition, after the metal bump and the electrode pad are connected in the heating and melting step, for example, the thermosetting resin is thermally cured by further heating, and then cooled to room temperature, thereby cooling the metal bump. Curing is completed to complete the mounting.
The liquid thermosetting resin supplied to the bump surface in the supplying step has a viscosity that can be held on the bump surface even when the bump surface is the lower surface.
[0013]
Next, the effects of the present invention will be described.
In the LSI package mounting method, the thermosetting resin is maintained in a liquid state until the metal bumps are connected to the electrode pads. That is, the thermosetting resin supplied in liquid form on the bump surface maintains a liquid state until the metal bumps are connected to the electrode pads.
[0014]
Therefore, when the metal bump is melted and connected to the electrode pad, the thermosetting resin does not hinder the self-alignment of the metal bump.
Here, self-alignment refers to the following phenomenon.
That is, when the molten metal bump contacts the electrode pad and is fused while the positions of the metal bump and the electrode pad are shifted to some extent, the distance between the metal bump and the electrode pad is reduced by the surface tension of the metal bump. A force is applied in the direction of shrinking. As a result, the LSI package moves relative to the printed wiring board, and the misalignment between the metal bump and the electrode pad is corrected (see FIG. 3).
[0015]
Such self-alignment is hindered by obstacles around the metal bumps. However, the thermosetting resin supplied around the metal bumps is maintained in a liquid state until the metal bumps are connected to the electrode pads. Therefore, the self-alignment of the metal bump is not hindered. Therefore, even if the positions of the metal bumps and the electrode pads are slightly shifted in the mounting step, the positional shift is corrected by the self-alignment in the heating and melting step. Therefore, the positioning of the LSI package and the printed wiring board in the mounting process can be easily performed.
[0016]
The thermosetting resin is supplied to the entire bump surface in a liquid state before the LSI package is mounted on the printed wiring board. Therefore, the entire gap between the LSI package and the printed wiring board can be easily and reliably filled with the thermosetting resin.
[0017]
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an LSI package mounting method capable of easily and reliably mounting an LSI package on a printed wiring board while performing easy alignment.
[0018]
Next, as in the invention described in claim 2, the thermosetting resin preferably has a thixotropic property of 1.5 or more.
Thereby, even when the bump surface of the LSI package is the lower surface in the mounting step, there is no possibility that the liquid thermosetting resin supplied to the bump surface falls.
[0019]
If the thixotropic property is less than 1.5, the thermosetting resin may fall when the bump surface is the lower surface.
Here, the thixotropic property is a value represented by the ratio of the viscosity when stirred at 2 rpm to the viscosity when stirred at 20 rpm in a BH viscometer.
[0020]
Next, as in the invention described in claim 3, the thermosetting resin is preferably an epoxy resin.
Thereby, after the said thermosetting resin hardens | cures, it becomes high elasticity modulus and can reduce the thermal stress which generate | occur | produces in a metal bump. In addition, adhesion with a printed wiring board or the like is improved.
[0021]
Next, as in the invention described in claim 4, the thermosetting resin preferably contains an inorganic additive smaller than the metal bump.
Thereby, after the said thermosetting resin hardens | cures, the higher elastic modulus is implement | achieved and the thermal stress which generate | occur | produces in a metal bump can be reduced further.
Further, when the inorganic additive has a size larger than that of the metal bump, there is a possibility that the mounting of the LSI package on the printed wiring board is hindered.
Examples of the inorganic additive include silica powder and alumina powder.
[0022]
Next, as in the invention described in claim 5, a semi-curing step of semi-curing the thermosetting resin supplied to the bump surface to a B stage state between the supplying step and the mounting step. It is preferable to have.
Thereby, even if the bump surface of the LSI package is the lower surface in the mounting process, there is no possibility that the thermosetting resin falls.
[0023]
Further, after the semi-curing step, the thermosetting resin is in a B-stage state, so that it is easily melted again into a liquid state by heating and is fluidly filled between the LSI package and the printed wiring board. Can do.
In addition, the said B stage state means the hardening intermediate state of the said thermosetting resin.
[0024]
  next,MoneyIn a method of mounting an LSI package having a metal bump on a bump surface on a printed wiring board having an electrode pad provided at a position corresponding to the metal bump and coated with solder,
  Supplying a thermoplastic resin to the bump surface of the LSI package;
  A mounting step of mounting the LSI package on a printed wiring board by aligning the metal bumps and the electrode pads with the bump surface on the bottom surface;
  An LSI package mounting method comprising: a heating and melting step of softening and flowing the thermoplastic resin in a liquid state, and melting and connecting the metal bumps and solder covering the electrode pads .
[0025]
Examples of the thermoplastic resin include polyamide and polyimide.
Also in the case of the present invention, since the self-alignment of the metal bumps is not hindered in the heating and melting step, the LSI package can be easily and surely mounted on the printed wiring board.
The thermoplastic resin is supplied to the bump surface before the LSI package is mounted on a printed wiring board. Therefore, the entire gap between the LSI package and the printed wiring board can be easily and reliably filled with the thermoplastic resin.
[0026]
In the present invention, since the thermoplastic resin is used, the thermoplastic resin can be heated and melted even after the LSI package is mounted on the printed wiring board, and the LSI package is removed from the printed wiring board. Can be easily removed. Therefore, the LSI package or the printed wiring board can be easily reused.
[0027]
  next,UpThe thermoplastic resin is preferably supplied to the bump surface in a liquid state dissolved in a solvent.
  That is, for example, the thermoplastic resin is dissolved in a solvent such as toluene or isopropyl alcohol, and this solution is supplied to the bump surface. The LSI package is heated at about 100 ° C. to disperse the solvent, thereby fixing the thermoplastic resin to the bump surface.
  Thereby, the thermoplastic resin can be easily and reliably supplied to the entire bump surface.
[0028]
  next,UpThe thermoplastic resin is preferably supplied to the bump surface in the form of a film having a thickness equal to or greater than that of the metal bump.
  That is, for example, the thermoplastic resin is fixed to the bump surface by pressing the LSI package with the bump surface facing the heated film-shaped thermoplastic resin.
  Thereby, the thermoplastic resin can be more easily supplied to the bump surface of the LSI package.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1
An LSI package mounting method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the LSI package mounting method of this example is provided with the LSI package 1 having solder bumps 11 as metal bumps on the bump surface 12 at positions corresponding to the solder bumps 11 and solder. This is a method of mounting on a printed wiring board 2 having a coated electrode pad 21.
[0030]
That is, the mounting method includes the following supply process, mounting process, and heating and melting process.
The supplying step is a step of supplying the liquid thermosetting resin 3 to the bump surface 12 of the LSI package 1 as shown in FIG.
Further, in the mounting step, as shown in FIGS. 1B and 1C, the bump surface 12 is set to the lower surface, the solder bump 11 and the electrode pad 21 are aligned, and the LSI package 1 is assembled. This is a process of mounting on the printed wiring board 2.
[0031]
The heating and melting step is a step of melting and connecting the solder bumps 11 and the solder covering the electrode pads 21 as shown in FIG.
The thermosetting resin 3 is maintained in a liquid state until the solder bumps 11 are connected to the electrode pads 21 in the heating and melting step.
[0032]
In addition, after the solder bump 11 and the electrode pad 21 are connected in the heating and melting step, the thermosetting resin 3 is thermoset by further heating. Next, by cooling to room temperature, the solder bumps 11 are solidified and the mounting is completed.
[0033]
The solder bumps 11 are 300 μm eutectic solder bumps, and the solder coated on the electrode bumps 21 on the printed wiring board 2 is obtained by supplying eutectic solder paste in advance by printing.
The thermosetting resin 3 is an acid anhydride-curing type bisphenol epoxy resin having a thixotropic property of about 1.5, and contains 50 wt% of spherical fused silica of 100 μm or less smaller than the metal bump. Yes.
[0034]
Also, amine was used as the catalyst for the thermosetting resin 3, and the amount of the catalyst was adjusted so that the thermosetting resin 3 was not cured for 3 minutes or more at a solder melting temperature of 180 ° C. . That is, by reducing the amount of catalyst that promotes the reaction between the main component of the thermosetting resin 3 and the curing agent, the curing of the thermosetting resin 3 is delayed, and the resin is maintained in a liquid state at the solder melting temperature.
[0035]
The thermosetting resin 3 preferably has a thixotropic property of 1.5 or more, but this thixotropic property can be adjusted by the content of fine silica of 0.1 μm or less of the thermosetting resin 3.
[0036]
Next, the LSI package mounting method of this example will be described in order with reference to FIG. 1, divided into the supplying step, the mounting step, and the heating and melting step.
First, in the supplying step, first, the LSI package 1 is set on a jig with the bump surface 12 as the upper surface as shown in FIG. Next, a liquid thermosetting resin 3 is supplied to the entire surface of the bump surface 12. At this time, the thickness of the thermosetting resin 3 supplied to the bump surface is substantially equal to the height of the solder bump 11, and the tip 111 of the solder bump 11 is exposed from the thermosetting resin 3. To.
[0037]
Next, in the mounting step, first, the LSI package 1 supplied with the thermosetting resin 3 is inverted to make the bump surface 12 the lower surface. Next, the solder bump 11 and the electrode pad 21 are aligned, and the LSI package 1 is mounted on the printed wiring board 2.
[0038]
Next, in the heating and melting step, the printed wiring board 2 on which the LSI package 1 is mounted in the mounting step is put into a reflow furnace. Next, the temperature in the reflow furnace is changed as indicated by a reflow profile R in FIG. 2 to heat the solder covering the solder bumps 11 and the electrode pads 21 and the thermosetting resin 3.
[0039]
As a result, the solder bump 11 starts to melt when it reaches about 180 ° C. (point A in FIG. 2). The melted solder bump 11 is fused to the electrode pad 21 and the positional deviation is corrected by self-alignment. During this time, the thermosetting resin 3 is in a liquid state.
[0040]
After the solder bump 11 is connected to the electrode pad 21, the thermosetting resin 3 is thermoset. That is, curing of the thermosetting resin 3 starts from the point of time point A in FIG. Thereafter, the solder bump 11 is solidified by lowering the temperature in the reflow furnace to complete the mounting.
In FIG. 1, reference numeral 13 represents an LSI chip mounted on the LSI package 1, and reference numeral 14 represents a sealing resin for protecting the LSI chip 13. The same applies to FIGS. 3 to 5 and 7.
[0041]
Next, the effect of this example will be described.
In the LSI package 1 mounting method, the thermosetting resin 3 is maintained in a liquid state until the solder bumps 11 are connected to the electrode pads 21. That is, the thermosetting resin 3 supplied in liquid form to the bump surface 12 maintains a liquid state until the solder bumps 11 are connected to the electrode pads 21.
[0042]
Therefore, when the solder bump 11 is melted and connected to the electrode pad 21, the thermosetting resin 3 does not hinder the self-alignment of the solder bump 11.
Here, self-alignment will be described below with reference to FIG.
That is, as shown in FIG. 3A, when the solder bump 11 is in contact with the electrode pad 21 and fused with the solder bump 11 and the electrode pad 21 being displaced to some extent, the solder bump 11 A force is applied in a direction to reduce the distance between the solder bump 11 and the electrode pad due to the surface tension (arrow B in FIG. 3A).
As a result, as shown in FIG. 3B, the LSI package 1 moves relative to the printed wiring board 2 and the positional deviation between the solder bump 11 and the electrode pad 21 is corrected.
[0043]
The above self-alignment is hindered by obstacles around the solder bumps 11. However, the thermosetting resin 3 supplied around the solder bump 11 is maintained in a liquid state until the solder bump 11 is connected to the electrode pad 21. Therefore, the self-alignment of the solder bump 11 is not hindered.
[0044]
Therefore, even if the positions of the solder bumps 11 and the electrode pads 21 are slightly deviated in the mounting process, the misalignment is corrected by the self-alignment in the heating and melting process (FIG. 3A). , (B)). Therefore, the positioning of the LSI package 1 and the printed wiring board 2 in the mounting process can be easily performed.
[0045]
The thermosetting resin 3 is supplied to the entire bump surface 12 in a liquid state before the LSI package 1 is mounted on the printed wiring board 2 (FIG. 1A). Therefore, the entire space between the LSI package 1 and the printed wiring board 2 can be easily and reliably filled with the thermosetting resin 3.
[0046]
Further, since the thermosetting resin 3 has a thixotropy of about 1.5, even when the bump surface 12 of the LSI package 1 is the lower surface in the mounting process, the thermosetting resin 3 is supplied to the bump surface 12. There is no possibility that the thermosetting resin 3 falls.
The thermosetting resin 3 is an epoxy resin containing 50 wt% spherical fused silica of 100 μm or less smaller than the solder bumps 11. Thereby, without inhibiting the connection between the solder bump 11 and the electrode pad 21, the thermosetting resin 3 is increased in elastic modulus and the thermal expansion coefficient is reduced, and the thermal stress generated in the solder bump 11 is reduced. can do.
[0047]
As described above, according to this example, it is possible to provide an LSI package mounting method capable of easily and surely mounting an LSI package on a printed wiring board while performing easy alignment.
[0048]
Embodiment 2
As shown in FIG. 4, the mounting method of the LSI package of this example places the thermosetting resin 3 supplied to the bump surface 12 in the B stage state between the supply process and the mounting process shown in the first embodiment. And a semi-curing step for semi-curing.
[0049]
That is, according to the mounting method of this example, first, in the supplying step, the liquid thermosetting resin 3 is supplied to the bump surface 12 of the LSI package 1 as shown in FIG.
Next, in the semi-curing step, the LSI package 1 is put into a thermostat and heated at 120 ° C. for 30 minutes (FIG. 4B). Thereby, the thermosetting resin is semi-cured to be in a B stage state.
Next, in the mounting step, the LSI package 1 is inverted and mounted on the printed wiring board 2 with the bump surface 12 facing down (FIG. 4C).
[0050]
Next, in the heating and melting step, the printed wiring board 2 on which the LSI package 1 is mounted is put into a reflow furnace and heated. As a result, the thermoplastic resin 3 in the B-stage state is remelted to become a liquid state and maintains the liquid state even at a solder melting temperature of 180 ° C.
Thereby, the self-alignment of the solder bumps 11 works, and the LSI package 1 and the printed wiring board 2 are connected (FIG. 4D).
As the thermosetting resin 3, a phenol resin curing type polyfunctional epoxy resin obtained by adding 50 wt% of spherical fused silica having a particle size of 100 μm or less was used.
[0051]
As described above, after the thermosetting resin 3 is heated at the intermediate temperature to the B stage state, it is remelted when heated to a temperature higher than the intermediate temperature. Although this phenomenon is a phenomenon generally seen, in this example, the thermosetting resin 3 needs to be remelted at the melting temperature of the solder. Therefore, it is necessary to use a thermosetting resin that can be re-melted from the B-stage state at the melting temperature of the solder to maintain a liquid state.
Others are the same as in the first embodiment.
[0052]
According to this example, even when a resin having no thixotropy is used as the thermosetting resin 3, the thermosetting resin 3 falls when the bump surface of the LSI package is turned to the lower surface in the mounting process. There is no fear.
Further, after the semi-curing step, the thermosetting resin 3 is in a B-stage state, so that it can be easily melted again in a liquid state by heating in a reflow furnace.
In addition, it has the same effects as the first embodiment.
[0053]
Reference form example 1
  This example is an example of an LSI package mounting method using a thermoplastic resin 30 as a resin filled between the printed wiring board 2 and the LSI package 1 as shown in FIGS.
[0054]
That is, the mounting method of this example includes the following supply process, mounting process, and heating and melting process.
In the supplying step, as shown in FIG. 5A, the thermoplastic resin 30 is supplied to the bump surface 12 of the LSI package 1.
[0055]
Further, in the mounting step, as shown in FIG. 5C, the bump surface 12 is made the lower surface, the solder bumps 11 and the electrode pads 21 are aligned, and the LSI package 1 is printed circuit board. Mount on top 2.
Further, in the heating and melting step, as shown in FIG. 5D, the thermoplastic resin 30 is softened and fluidized in a liquid state, and the solder bumps 11 and the solder covering the electrode pads 21 are melted. Connecting.
[0056]
Next, the LSI package mounting method of this example will be described in order with reference to FIG. 5 by dividing it into the supplying step, the mounting step, and the heating and melting step.
First, in the supplying step, the LSI package 1 is set on a jig with the bump surface 12 as the upper surface as shown in FIG. 5A (FIG. 5A). Next, the thermoplastic resin 30 is supplied to the entire bump surface 12.
Here, a polyamide hot melt having a melting point of 150 ° C. is used as the thermoplastic resin 30 and this resin is dissolved in toluene to form a 10% solution. This solution is applied to the bump surface 12 of the LSI package 1 and the solvent is scattered on a hot plate at 40 ° C. (FIG. 5B). Since the applied resin shrinks in volume due to solvent scattering, the application and solvent scattering are repeated until the thermoplastic resin 30 reaches the height of the solder bump 11.
[0057]
Next, in the mounting step, first, the LSI package 1 supplied with the thermoplastic resin 30 is inverted so that the bump surface 12 is the lower surface. Next, the solder bumps 11 and the electrode pads 21 are aligned, and the LSI package 1 is mounted on the printed wiring board 2 (FIG. 5C).
[0058]
Next, in the heating and melting step, the printed wiring board 2 on which the LSI package 1 is mounted in the mounting step is put into a reflow furnace. Next, the temperature in the reflow furnace is changed as shown in the reflow profile S in FIG. 6 to heat the solder covering the solder bumps 11 and the electrode pads 21 and the thermoplastic resin 30.
[0059]
As a result, the solder bump 11 begins to melt when it reaches about 180 ° C. (point C in FIG. 6). Then, the melted solder bump 11 is fused to the electrode pad 21 and the positional deviation is corrected by self-alignment (see FIG. 3). During this time, the thermoplastic resin 30 is in a liquid state.
[0060]
After the solder bump 11 is connected to the electrode pad 21, the temperature in the reflow furnace is lowered to cure the solder bump 11 and the thermoplastic resin, thereby completing the mounting (FIG. 5D). .
[0061]
Also in this example, since the self-alignment of the solder bumps 11 is not hindered in the heating and melting step, the LSI package 1 can be mounted on the printed wiring board 2 easily and reliably.
The thermoplastic resin 30 is supplied to the bump surface 12 before the LSI package 1 is mounted on the printed wiring board 2. For this reason, the entire gap between the LSI package 1 and the printed wiring board 2 can be easily and reliably filled with the thermoplastic resin 30.
[0062]
In this example, since the thermoplastic resin 30 is used, the thermoplastic resin 30 can be heated and melted even after the LSI package is mounted on the printed wiring board 2. Can be easily removed from the printed wiring board 2. Therefore, the LSI package 1 or the printed wiring board 2 can be easily reused.
[0063]
Reference form example 2
  In this example, as shown in FIG.Reference form example 18 is an example of an LSI package mounting method in which the resin supplied in the supplying step shown in FIG.
  That is, as the thermoplastic resin, a polyamide hot melt resin film 300 having a melting point of 150 ° C. was used. The thickness of the resin film 300 was set to 300 μm, which is equivalent to the height of the solder bump 11.
[0064]
Hereinafter, the mounting method of this example will be described by dividing it into a supply process, a mounting process, and a heating and melting process.
In the supplying step, as shown in FIG. 7A, first, a Teflon sheet 42 was placed on a hot plate 41 heated to 160 ° C., and the resin film 300 was placed thereon. Next, the LSI package 1 is pressed against the resin film 300 by the pressing jig 43 while the bump surface 12 faces the resin film 300 (arrow D in FIG. 7).
[0065]
As a result, the resin film 300 is melted and fused as the thermoplastic resin 30 onto the bump surfaces between the numerous solder bumps 11 (FIG. 7B). At this time, the solder bump 11 has its tip 111 exposed from the thermoplastic resin 30. When the tip 111 is not exposed, the tip 111 is exposed by applying hot air to the thermoplastic resin 30 using a heat gun or the like.
[0066]
  Next, in the mounting process, as shown in FIG. 7C, the LSI package 1 supplied with the thermoplastic resin 30 is mounted on the printed wiring board 2 while being aligned.
  Next, in the heating and melting step, the printed wiring board 2 on which the LSI package 1 is mounted is put into a reflow furnace and heated, so that the solder bumps 11 are melted and fused to the electrode pads 21 (see FIG. 7 (D)). Next, by cooling to room temperature, the thermoplastic resin 30 and the solder bumps 11 are cured to complete the mounting.
  Others areReference form example 1It is the same.
[0067]
  According to this example, the thermoplastic resin 30 can be easily and reliably supplied to the entire bump surface 12.
  Other,Reference form example 1Has the same effect as
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an LSI package mounting method in Embodiment 1;
FIG. 2 is a diagram showing a solder reflow profile in Embodiment 1;
3 is an explanatory diagram of self-alignment of solder bumps in Embodiment 1. FIG.
4 is an explanatory diagram of an LSI package mounting method in Embodiment 2. FIG.
[Figure 5]Reference form example 1Explanatory drawing of the mounting method of LSI package in FIG.
[Fig. 6]Reference form example 1The line diagram showing the reflow profile of solder in FIG.
[Fig. 7]Reference form example 2Explanatory drawing of the mounting method of LSI package in FIG.
FIG. 8 is an explanatory diagram of an LSI package mounting method by a side fill method in a conventional example.
FIG. 9 is an explanatory diagram of an LSI package mounting method by a pressure contact method in a conventional example.
FIG. 10 is an explanatory diagram of an LSI package mounting method by a film method in a conventional example.
[Explanation of symbols]
    1. . . LSI package,
  11. . . Solder bumps,
  12 . . Bump surface,
    2. . . Printed wiring board,
  21. . . Electrode pads,
    3. . . Thermosetting resin,
  30. . . Thermoplastic resin,
300. . . Resin film,

Claims

In a method of mounting an LSI package having metal bumps on a bump surface on a printed wiring board having electrode pads provided at positions corresponding to the metal bumps and coated with solder,
Supplying a liquid thermosetting resin to the bump surface of the LSI package;
A mounting step of mounting the LSI package on a printed wiring board by aligning the metal bumps and the electrode pads with the bump surface on the bottom surface;
A heating and melting step of melting and connecting the metal bump and the solder covering the electrode pad,
In addition, by maintaining the thermosetting resin in a liquid state until the metal bump is connected to the electrode pad in the heating and melting step, the metal bump, the electrode pad, and the electrode pad are self-aligned. To correct misalignment of
A method for mounting an LSI package, wherein an amine is used as a catalyst for the thermosetting resin.

2. The LSI package mounting method according to claim 1, wherein the thermosetting resin has a thixotropic property of 1.5 or more.

3. The LSI package mounting method according to claim 1, wherein the thermosetting resin is an epoxy resin.

4. The LSI package mounting method according to claim 1, wherein the thermosetting resin contains an inorganic additive smaller than the metal bump.

5. The method according to claim 1, further comprising a semi-curing step of semi-curing the thermosetting resin supplied to the bump surface to a B-stage state between the supplying step and the mounting step. An LSI package mounting method characterized by the above.