JP2008211032A - 中間電子回路モジュールおよび電子回路モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】インターポーザとマザーボードとの間にベアチップおよびアンダーフィルが配設されても、アンダーフィルの収縮硬化時またはマザーボードの湾曲時にベアチップがインターポーザから剥離してしまうことを防止することができる中間電子回路モジュールおよび電子回路モジュールを提供すること。
【解決手段】本発明の電子回路モジュール１は、中間電子回路モジュール２、マザーボード３および第１のアンダーフィル４を有する。中間電子回路モジュール２はインターポーザ５、ベアチップ６および難接着剤７を有する。第１のアンダーフィル４は、インターポーザ５とマザーボード３との間に充填される。また、難接着剤７は、ベアチップ６におけるマザーボード３との対向面６ｂに付着させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、中間電子回路モジュールおよび電子回路モジュールに係り、特に、インターポーザとマザーボードとの間にチップ部品およびアンダーフィルが配設される携帯電話機用通信回路モジュールなどに好適に利用できる中間電子回路モジュールおよび電子回路モジュールに関する。

一般的に、携帯電話機やノートパソコンなどの携帯機器には通信回路モジュールなどの複数のベアチップを有する電子回路モジュールが配設されている。従来の電子回路モジュール１０１は、その一例として、図３に示すように、マザーボード１０３、インターポーザ１０５およびベアチップ１０６を備えている。

インターポーザ１０５はマザーボード１０３の接続面１０３ａに半田バンプ１０８を介して接続されている。また、電子回路モジュール１０１の狭小化のため、ベアチップ１０６がインターポーザ１０５におけるマザーボード１０３との対向面１０５ｃにフリップチップ接続されている。そして、インターポーザ１０５とマザーボード１０３との接合強度およびインターポーザ１０５とベアチップ１０６との接合強度を向上させるため、インターポーザ１０５とマザーボード１０３との間およびインターポーザ１０５とベアチップ１０６との間には第１のアンダーフィル１０４および第２のアンダーフィル１０９が充填されている(特許文献１を参照）。

このように、従来の電子回路モジュール１０１においては、ベアチップ１０６とマザーボード１０３との接続にインターポーザ１０５を介在させているため、インターポーザ１０５およびベアチップ１０６からなる中間電子回路モジュール１０２の設計変更を行なうことにより、マザーボード１０３の設計変更を行なうことなく電子回路モジュール１０１の設計変更を行なうことができるようになっていた。

特開２００１−２４４２９８号公報

しかしながら、図４に示すように、ベアチップ１０６がインターポーザ１０５とマザーボード１０３との間に配置されているので、第１のアンダーフィル１０４が硬化して収縮すると、ベアチップ１０６がマザーボード１０３の配置側（図４の矢印方向）に引っ張られて湾曲してしまい、ベアチップ１０６に形成されたバンプ１０６ａがインターポーザ１０５の接続電極１０５ｂから剥離してしまうおそれがあった。

特に、ベアチップ１０６のフリップチップ接続方式のなかでもＮＣＰ（Non Conductive Paste）やＮＣＦ（Non Conductive Film）などの接触接合方式をベアチップ１０６の接続方法に採用した場合、ペースト状またはフィルム状の第２のアンダーフィル１０９をインターポーザ１０５の接続面に塗布または貼付した後にベアチップ１０６を第２のアンダーフィル１０９に押しつけてベアチップ１０６のバンプ１０６ａをインターポーザ１０５の接続電極１０５ｂに直接接触させるため、半田接合などの金属接合方式によるフリップチップ接続方式と比較して、ベアチップ１０６が湾曲した際にベアチップ１０６のバンプ１０６ａがインターポーザ１０５の接続電極１０５ｂから剥離しやすいという問題もあった。

また、第１のアンダーフィル１０４の収縮硬化の際にベアチップ１０６があまり湾曲せずにベアチップ１０６がインターポーザ１０５から剥離しなかったとしても、外力によりマザーボード１０３が湾曲した場合、第１のアンダーフィル１０４を介してベアチップ１０６が外力により湾曲変形してしまい、ベアチップ１０６のバンプ１０６ａがインターポーザ１０５の接続電極１０５ｂから剥離してしまうおそれがあった。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、インターポーザとマザーボードとの間にベアチップおよびアンダーフィルが配設されても、アンダーフィルの収縮硬化時またはマザーボードの湾曲時にベアチップがインターポーザから剥離してしまうことを防止することができる中間電子回路モジュールおよび電子回路モジュールを提供することを本発明の目的としている。

前述した目的を達成するため、本発明の中間電子回路モジュールは、その第１の態様として、マザーボードに接続されるインターポーザと、インターポーザにおけるマザーボードとの対向面に接続されるベアチップと、ベアチップにおけるマザーボードとの対向面に付着されているとともに、マザーボードとインターポーザとの間においてそれらを固着する第１のアンダーフィルに対して難接着性を示す難接着剤とを備えていることを特徴としている。

本発明の第１の態様の中間電子回路モジュールによれば、ベアチップにおけるマザーボードとの対向面に難接着剤を付着させているので、マザーボードに中間電子回路モジュールを実装するときに第１のアンダーフィルがベアチップに接着しない。そのため、第１のアンダーフィルの収縮硬化またはマザーボードの湾曲が生じても、ベアチップが第１のアンダーフィルに引っ張られることを防止することができる。

本発明の第２の態様の中間電子回路モジュールは、第１の態様の中間電子回路モジュールにおいて、ベアチップは、ペースト状またはフィルム状の第２のアンダーフィルをインターポーザにおけるマザーボードとの対向面に塗布または貼付した後にベアチップを第２のアンダーフィルに押しつけてベアチップに形成されたバンプをインターポーザにおけるマザーボードとの対向面に形成された接続電極に直接接触させる接触接合方式により、インターポーザに接続されていることを特徴としている。

本発明の第２の態様の中間電子回路モジュールによれば、第１のアンダーフィルの収縮硬化やマザーボードの湾曲によりベアチップが湾曲することがないので、ベアチップの湾曲によりベアチップがインターポーザから剥離しやすいが導電効率および接続容易性に優れた接触接合方式を採用することができる。

本発明の第３の態様の中間電子回路モジュールは、第１または第２の態様の中間電子回路モジュールにおいて、難接着剤は、離型剤または油膜であることを特徴としている。

本発明の第３の態様の中間電子回路モジュールによれば、ベアチップにおけるマザーボードとの対向面に難接着剤を容易に付着させることができる。

また、前述した他の目的を達成するため、本発明の電子回路モジュールは、第１から第３のいずれか１の態様に記載の中間電子回路モジュールと、中間電子回路モジュールを実装するマザーボードと、中間電子回路モジュールのインターポーザとマザーボードとの間においてそれらを固着する第１のアンダーフィルとを備えていることを特徴としている。

本発明の電子回路モジュールによれば、第１のアンダーフィルの収縮硬化またはマザーボードの湾曲が生じても、ベアチップが第１のアンダーフィルに引っ張られることを防止することができる。

本発明の中間電子回路モジュールおよび電子回路モジュールによれば、ベアチップが第１のアンダーフィルに引っ張られることがないので、アンダーフィルの収縮硬化時またはマザーボードの湾曲時にインターポーザからベアチップが剥離してしまうことを防止することができるという効果を奏する。

以下、図１および図２を用いて、本発明の中間電子回路モジュールおよび電子回路モジュールをその一実施形態により説明する。ここで、図１は本実施形態の電子回路モジュール１を示しており、図２は本実施形態の中間電子回路モジュール２を示している。なお、図１および図２は各部材を誇張または省略して現している。

本実施形態の電子回路モジュール１は、図１に示すように、中間電子回路モジュール２、マザーボード３および第１のアンダーフィル４を備えている。また、中間電子回路モジュール２は、図１および図２に示すように、インターポーザ５、ベアチップ６および難接着剤７を有している。

インターポーザ５は、図２に示すような絶縁基板５ａの表面に、接続電極５ｂおよび半田バンプ８を有している。絶縁基板５ａは平面矩形状に形成されており、単層もしくは多層構造になっている。接続電極５ｂはＡｕを用いて矩形平板状に形成されており、ベアチップ６のバンプ６ａの個数および配置に対応してマザーボード３との対向面であるインターポーザ５の接続面５ｃに配置されている。図示はしないが、半田バンプ８は接続電極５ｂに導通して形成されており、インターポーザ５とマザーボード３とを電気的に接続させる。

また、インターポーザ５は、図示はしないが、絶縁基板５ａの表面もしくは内部に薄膜形成された配線および抵抗やキャパシタなどの回路要素を有している。配線および回路要素はインターポーザ５に実装されるベアチップ６の特性に基づき中間電子回路モジュール２の特性を決定している。ベアチップ６を変更せずに中間電子回路モジュール２の特性を変更する場合、配線や回路要素の特性を変更すると良い。

ベアチップ６は、図１に示すように、インターポーザ５との対向面にＡｕ製のバンプ６ａが形成されており、バンプ６ａを用いてインターポーザ５の接続面（インターポーザ５におけるマザーボード３との対向面）５ｃに形成された接続電極５ｂにフリップチップ接続されている。フリップチップ接続方式としては、Ｃ４、ＧＳＣ、ＵＳ、ＥＳＣなどの金属接合方式やＡＣＦ、ＡＣＰ、ＮＣＦ、ＮＣＰなどの接触接合方式を採用することができる。本実施形態のフリップチップ接続方式としては、ＮＣＦまたはＮＣＰを採用している。

これらＮＣＦまたはＮＣＰを具体的に説明すると、はじめに、フィルム状またはペースト状の第２のアンダーフィル９をインターポーザ５の接続面（マザーボード３との対向面）５ｃに塗布または貼付する。その後、ベアチップ６を第２のアンダーフィル９に押しつける。本実施形態の第２のアンダーフィル９は樹脂である。このベアチップ６の押圧工程により、ベアチップ６に形成されたバンプ６ａは、インターポーザ５の接続面５ｃに形成された接続電極５ｂに直接接触する。第２のアンダーフィル９はベアチップ６とインターポーザ５とを機械的に接合しており、バンプ６ａと接続電極５ｂとの接触によりベアチップ６がインターポーザ５に導通する。

難接着剤７は、図１および図２に示すように、少なくともベアチップ６におけるマザーボード３との対向面６ｂに付着させている。本実施形態の難接着剤７においては、その対向面６ｂの全面および側面６ｃならびに第２のアンダーフィル９の表面の一部を覆うように膜状に付着させている。難接着剤７としては、シリコーン系の剥離剤もしくは離型剤、ラッカー、または油膜など第１のアンダーフィル４に対して難接着性を示す材料を選択することができる。本実施形態の難接着剤７としては、シリコーン系の離型剤または油膜が用いられている。

マザーボード３は、図１に示すように、中間電子回路モジュール２を実装する配線板である。具体的には、本実施形態のマザーボード３は、平面矩形状に形成された単層構造または多層構造の絶縁基板３ａの表面または内部に、配線(図示せず)およびインターポーザ５の半田バンプ８と接続する電極(図示せず)を有している。

第１のアンダーフィル４は、中間電子回路モジュール２のインターポーザ５とマザーボード３との間に充填されており、インターポーザ５とマザーボード３とを固着する。この第１のアンダーフィル４としては、加熱硬化型のエポキシ樹脂が用いられている。

次に、図１および図２を用いて、本実施形態の中間電子回路モジュール２および電子回路モジュール１の作用を説明する。

本実施形態の電子回路モジュール１は、図１に示すように、マザーボード３に中間電子回路モジュール２が実装されている。中間電子回路モジュール２のインターポーザ５とマザーボード３との接続強度を上げるため、マザーボード３とインターポーザ５との間には第１のアンダーフィル４が充填されている。そして、本実施形態の電子回路モジュール１においては、図１および図２に示すように、少なくともベアチップ６におけるマザーボード３との対向面６ｂに難接着剤７を付着させている。

そのため、図１に示すように、マザーボード３に中間電子回路モジュール２を実装したとき、第１のアンダーフィル４がベアチップ６に接着せず、第１のアンダーフィル４とベアチップ６との間に空隙１０が形成される。このことから、第１のアンダーフィル４の収縮硬化またはマザーボード３の湾曲が生じても、ベアチップ６が第１のアンダーフィル４に引っ張られることがないので、アンダーフィルの収縮硬化時またはマザーボード３の湾曲時にベアチップ６がインターポーザ５から剥離してしまうことを防止することができる。

また、本実施形態の難接着剤７は、ベアチップ６におけるマザーボード３との対向面６ｂだけでなく、その側面６ｃおよび第２のアンダーフィル９の表面の一部にも付着させている。そのため、第１のアンダーフィル４がベアチップ６および第２のアンダーフィル９の一部に接着しないので、ベアチップ６におけるマザーボード３との対向面６ｂだけに難接着剤７を付着させるよりも第１のアンダーフィル４からの引張力を小さくすることができる。

第１のアンダーフィル４からの引張力が小さくなると、中間電子回路モジュール２におけるインターポーザ５の接続電極５ｂとベアチップ６のバンプ６ａとの機械的接合力が弱くてもベアチップ６の剥離を防止することができる。具体的には、本実施形態のベアチップ６をインターポーザ５にＮＣＦまたはＮＣＰ方式によりフリップチップ接続し、ベアチップ６のバンプ６ａとインターポーザ５の接続電極５ｂが接触のみにより電気的接続を行なっていた場合である。このような場合でも、本実施形態においては第１のアンダーフィル４の引張力が小さくなるので、ベアチップ６の剥離を効果的に防止することができる。そのため、ベアチップ６の湾曲によりベアチップ６がインターポーザ５から剥離しやすいが、導電効率および接続容易性に優れたＮＣＦまたはＮＣＰ（接触接合方式の一種）を積極的に採用することができる。

そして、難接着剤７としては、離型剤または油膜が選択されている。第１のアンダーフィル４に対して難接着性を示す物質であればいずれも選択することができるが、市販された離型剤または油膜を難接着剤７として用いれば、ベアチップ６におけるマザーボード３との対向面６ｂに難接着剤７を容易に付着させることができる。

すなわち、本実施形態の中間電子回路モジュール２および電子回路モジュール１によれば、ベアチップ６が第１のアンダーフィル４に引っ張られることがないので、アンダーフィルの収縮硬化時またはマザーボード３の湾曲時にインターポーザ５からベアチップ６が剥離してしまうことを防止することができるという効果を奏する。

なお、本発明は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

例えば、他の実施形態の難接着剤７の代わりに第１のアンダーフィル４に対して難接着性を示す形状がベアチップ６におけるマザーボード３との対向面６ｂに形成されていても良い。

本実施形態の電子回路モジュールを示す縦断面図 本実施形態の中間電子回路モジュールを示す平面図 従来の電子回路モジュールの一例を示す縦断面図 従来の電子回路モジュールの一例においてベアチップが第１のアンダーフィルに引っ張られて湾曲した状態を示す縦断面図

符号の説明

１ 電子回路モジュール
２ 中間電子回路モジュール
３ マザーボード
４ 第１のアンダーフィル
５ インターポーザ
５ｂ 接続電極
６ ベアチップ
６ａ バンプ
７ 難接着剤
９ 第２のアンダーフィル
１０ 空隙

Claims (4)

1. マザーボードに接続されるインターポーザと、
   前記インターポーザにおける前記マザーボードとの対向面に接続されるベアチップと、
   前記ベアチップにおける前記マザーボードとの対向面に付着されているとともに、前記マザーボードと前記インターポーザとの間においてそれらを固着する第１のアンダーフィルに対して難接着性を示す難接着剤と
   を備えていることを特徴とする中間電子回路モジュール。
2. 前記ベアチップは、ペースト状またはフィルム状の第２のアンダーフィルを前記インターポーザにおける前記マザーボードとの対向面に塗布または貼付した後に前記ベアチップを前記第２のアンダーフィルに押しつけて前記ベアチップに形成されたバンプを前記インターポーザにおける前記マザーボードとの対向面に形成された接続電極に直接接触させる接触接合方式により、前記インターポーザに接続されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の中間電子回路モジュール。
3. 前記難接着剤は、離型剤または油膜である
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の中間電子回路モジュール。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の中間電子回路モジュールと、
   前記中間電子回路モジュールを実装するマザーボードと、
   前記中間電子回路モジュールの前記インターポーザと前記マザーボードとの間においてそれらを固着する第１のアンダーフィルと
   を備えていることを特徴とする電子回路モジュール。

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