特許 7538270 フリップチップ接合構造及びその基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-13

(45)【発行日】2024-08-21

(54)【発明の名称】フリップチップ接合構造及びその基板

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/18 20060101AFI20240814BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20240814BHJP

【ＦＩ】

H05K1/18 J

H01L21/60 311S

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2023021934

(22)【出願日】2023-02-15

(65)【公開番号】P2023171229

(43)【公開日】2023-12-01

【審査請求日】2023-02-16

(31)【優先権主張番号】111118656

(32)【優先日】2022-05-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】311005208

【氏名又は名称】▲き▼邦科技股▲分▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110003214

【氏名又は名称】弁理士法人服部国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】謝 慶堂

(72)【発明者】

【氏名】何 榮華

(72)【発明者】

【氏名】郭 志明

(72)【発明者】

【氏名】郭 俊廷

(72)【発明者】

【氏名】胡 育慧

(72)【発明者】

【氏名】姜 智浩

(72)【発明者】

【氏名】王 晨聿

(72)【発明者】

【氏名】林 恭安

(72)【発明者】

【氏名】鄭 百勝

【審査官】齊藤 健一

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第５５１９５８０（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０００－３１６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３１７８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－５７７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第６２０１３０５（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２００８／００９３７４９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１６８９０９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６０

Ｈ０５Ｋ １／００―３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

キャリア及び少なくとも１つの回路を有する基板であって、前記回路は前記キャリアに設置され、前記回路は、本体と、中空開口部と、ボンディングアイランドと、第一接続橋と、を有し、前記中空開口部は前記本体に位置し、前記本体は前記中空開口部を包囲し、前記ボンディングアイランドは前記中空開口部に位置し、前記中空開口部に前記本体と前記ボンディングアイランドとの間に位置している少なくとも１つの中空空間が形成され、前記第一接続橋は前記中空空間内に位置し、前記第一接続橋の第一端及び第二端が前記ボンディングアイランド及び前記本体にそれぞれ接続されることで、前記ボンディングアイランドが前記本体に電気的に接続される前記基板と、
少なくとも１つのバンプ及びはんだを有しているチップであって、前記チップは前記バンプに位置している前記はんだにより前記ボンディングアイランドの接合面に接合され、前記はんだの側面と前記中空開口部の内側面との間にはギャップを有している前記チップと、を備えていることを特徴とするフリップチップ接合構造。

【請求項2】

第一軸は前記ボンディングアイランド及び前記第一接続橋を通過し、前記第一軸に平行する方向に沿って、前記バンプが幅を有し、前記ボンディングアイランドが第一幅を有し、前記第一幅は前記幅未満であることを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ接合構造。

【請求項3】

第一軸は前記ボンディングアイランド及び前記第一接続橋を通過し、前記第一軸に平行する方向に沿って、前記ボンディングアイランドが第一幅を有し、前記本体と前記ボンディングアイランドとの間にある前記中空空間には第二幅を有し、前記第二幅は前記第一幅以下であることを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ接合構造。

【請求項4】

第一軸は前記ボンディングアイランド及び前記第一接続橋を通過し、前記第一軸に垂直になる方向に沿って、前記ボンディングアイランドが第三幅を有し、前記第一接続橋が第四幅を有し、前記第四幅は前記第三幅未満であることを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ接合構造。

【請求項5】

前記中空開口部からは前記キャリアが露出していることを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ接合構造。

【請求項6】

前記回路は少なくとも１つの第二接続橋を更に有し、前記第二接続橋は前記中空空間に位置し、前記第二接続橋の第三端及び第四端は前記ボンディングアイランド及び前記本体にそれぞれ接続され、前記中空空間に第一中空部及び第二中空部が形成され、前記第一接続橋と前記第二接続橋との間には夾角を有し、前記第一接続橋及び前記第二接続橋は前記第一中空部と前記第二中空部との間にそれぞれ位置していることを特徴とする請求項１または４に記載のフリップチップ接合構造。

【請求項7】

第二軸は前記ボンディングアイランド及び前記第二接続橋を通過し、前記第二軸に垂直になる方向に沿って、前記ボンディングアイランドが第五幅を有し、前記第二接続橋が第六幅を有し、前記第六幅は前記第五幅未満であることを特徴とする請求項６に記載のフリップチップ接合構造。

【請求項8】

前記はんだの側部は前記ボンディングアイランドの側面を被覆し、前記はんだの前記側部は前記中空空間に位置し、且つ前記中空空間により前記本体及び前記はんだの前記側部が間隔を置いていることを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ接合構造。

【請求項9】

前記はんだは前記第一接続橋の前記第一端の上面及び側面を被覆していることを特徴とする請求項８に記載のフリップチップ接合構造。

【請求項10】

キャリアと、
前記キャリアに設置されている少なくとも１つの回路であって、前記回路は、本体と、中空開口部と、ボンディングアイランドと、第一接続橋と、を有し、前記中空開口部は前記本体に位置し、前記本体は前記中空開口部を包囲し、前記ボンディングアイランドは前記中空開口部に位置し、前記中空開口部に前記本体と前記ボンディングアイランドとの間に位置している少なくとも１つの中空空間が形成され、前記第一接続橋は前記中空空間に位置し、前記第一接続橋の第一端及び第二端が前記ボンディングアイランド及び前記本体にそれぞれ接続されることで、前記ボンディングアイランドが前記本体に電気的に接続され、前記ボンディングアイランドはチップの少なくとも１つのバンプを接合するために用いられている少なくとも１つの前記回路と、を備えていることを特徴とするフリップチップ接合構造の基板。

【請求項11】

第一軸は前記ボンディングアイランド及び前記第一接続橋を通過し、前記第一軸に平行する方向に沿って、前記バンプが幅を有し、前記ボンディングアイランドが第一幅を有し、前記第一幅は前記幅未満であることを特徴とする請求項１０に記載のフリップチップ接合構造の基板。

【請求項12】

第一軸は前記ボンディングアイランド及び前記第一接続橋を通過し、前記第一軸に平行する方向に沿って、前記ボンディングアイランドが第一幅を有し、前記本体と前記ボンディングアイランドとの間にある前記中空空間には第二幅を有し、前記第二幅は前記第一幅以下であることを特徴とする請求項１０に記載のフリップチップ接合構造の基板。

【請求項13】

第一軸は前記ボンディングアイランド及び前記第一接続橋を通過し、前記第一軸に垂直になる方向に沿って、前記ボンディングアイランドが第三幅を有し、前記第一接続橋が第四幅を有し、前記第四幅は前記第三幅未満であることを特徴とする請求項１０に記載のフリップチップ接合構造の基板。

【請求項14】

前記中空開口部からは前記キャリアが露出していることを特徴とする請求項１０に記載のフリップチップ接合構造の基板。

【請求項15】

前記回路は少なくとも１つの第二接続橋を更に有し、前記第二接続橋は前記中空空間に位置し、前記第二接続橋の第三端及び第四端は前記ボンディングアイランド及び前記本体にそれぞれ接続され、前記中空空間に第一中空部及び第二中空部が形成され、前記第一接続橋と前記第二接続橋との間には夾角を有し、前記第一接続橋及び前記第二接続橋は前記第一中空部と前記第二中空部との間にそれぞれ位置していることを特徴とする請求項１０または１３に記載のフリップチップ接合構造の基板。

【請求項16】

第二軸は前記ボンディングアイランド及び前記第二接続橋を通過し、前記第二軸に垂直になる方向に沿って、前記ボンディングアイランドが第五幅を有し、前記第二接続橋が第六幅を有し、前記第六幅は前記第五幅未満であることを特徴とする請求項１５に記載のフリップチップ接合構造の基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フリップチップ接合構造とその基板（ｆｌｉｐ－ｃｈｉｐ ｂｏｎｄｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）に関し、より詳しくは、はんだが溢れ出すことによりバンプがスライドしたり、偏移するのを防止するフリップチップ接合構造及びその基板に関する。

【背景技術】

【0002】

図１及び図２は従来のフリップチップ接合構造１０を示す概略図である。フリップチップ接合構造１０は基板１１及びチップ１２を備え、チップ１２の複数のバンプ１２ａははんだ１２ｂにより基板１１の回路１１ａに接合されている。図１の部分拡大図ではチップ１２及びバンプ１２ａの描写を省略し、はんだ１２ｂにより基板１１に接合されている回路１１ａが露出している。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

回路１１ａが接地回路であるか、電気的性質のために接合面１１ｂを増大させる必要がある場合、回路１１ａの接合面１１ｂをはんだ１２ｂの接合面１２ｃより大きくするが、はんだ１２ｂが接合面１１ｂに接触した後、はんだ１２ｂが接合面１１ｂに沿って拡散するように溢れ出してしまい、バンプ１２ａがスライドしたり、偏移し、チップ１２も偏移して基板１１に接合されてしまうことがあった。溢れ出したはんだ１２ｂが回路１１ａを汚染したり、隣接する回路とブリッジ接続した。また、チップ１２を基板１１に接合する際に、チップ１２を基板１１に接合する際の高さが制御できなくなった。

【0004】

本発明は、上述に鑑みてなされたものであり、その目的は、フリップチップ接合構造及びその基板を提供することにある。
すなわち、回路の本体に中空開口部、ボンディングアイランド、及び少なくとも１つの接続橋を設置することで、中空開口部の中空空間により本体及びボンディングアイランドの間隔を開かせる。ボンディングアイランドをバンプに接合する際に、バンプにあるはんだをボンディングアイランドに制限することで、はんだが溢れ出してバンプがスライドし、回路が汚染され、隣接する回路とブリッジ接続したり、接合する際に高さが合わなくなる等の問題が発生するのを回避する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一実施態様によれば、フリップチップ接合構造が提供される。基板及びチップを備え、前記基板はキャリア及び少なくとも１つの回路を有し、前記回路は前記キャリアに設置されると共に、本体と、中空開口部と、ボンディングアイランドと、第一接続橋と、を有している。前記中空開口部は前記本体内に位置し、前記本体は前記中空開口部を包囲している。前記ボンディングアイランドは前記中空開口部内に位置し、前記中空開口部に前記本体と前記ボンディングアイランドとの間に位置している中空空間が形成されている。前記第一接続橋は前記中空空間に位置し、前記第一接続橋の第一端及び第二端が前記ボンディングアイランド及び前記本体にそれぞれ接続されることで、前記ボンディングアイランドが前記本体に電気的に接続される。前記チップは少なくとも１つのバンプ及びはんだを有し、前記チップは前記バンプに位置している前記はんだにより前記ボンディングアイランドの接合面に接合され、前記はんだの側面と前記中空開口部の内側面との間にはギャップを有している。

【0006】

また、本発明の一実施態様によれば、フリップチップ接合構造の基板が提供される。キャリア及び少なくとも１つの回路を備え、前記回路は前記キャリアに設置され、前記回路は、本体と、中空開口部と、ボンディングアイランドと、第一接続橋と、を有している。前記中空開口部は前記本体内に位置し、前記本体は前記中空開口部を包囲している。前記ボンディングアイランドは前記中空開口部内に位置し、前記中空開口部に前記本体と前記ボンディングアイランドとの間に位置している中空空間が形成されている。前記第一接続橋は前記中空空間に位置し、前記第一接続橋の第一端及び第二端が前記ボンディングアイランド及び前記本体にそれぞれ接続されることで、前記ボンディングアイランドが前記本体に電気的に接続される。前記ボンディングアイランドはチップの少なくとも１つのバンプを接合するために用いられている。

【発明の効果】

【0007】

このように、本発明によれば、次のような効果がある。
本発明は本体とボンディングアイランドとの間に位置している中空空間により、本体とボンディングアイランドに位置しているはんだとの間隔を開くことで、はんだが溢れ出さないようにするように、はんだをボンディングアイランドに制限する。

【0008】

本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】従来のフリップチップ接合構造を示す平面図である。

【図2】図１のＡ－Ａ線に沿う断面図である。

【図3】本発明に係るフリップチップ接合構造の基板を説明する部分平面図である。

【図4】本発明に係るフリップチップ接合構造を説明する部分平面図である。

【図5】図４のＢ－Ｂ線に沿う断面図である。

【図6】図４のＣ－Ｃ線に沿う断面図である。

【図7】図４のＤ－Ｄ線に沿う断面図である。

【図8】本発明に係るフリップチップ接合構造の基板を説明する部分平面図である。

【図9】本発明に係るフリップチップ接合構造の基板を説明する部分平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態によるフリップチップ接合構造及びその基板を図面に基づき説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更可能である。

【0011】

本発明の第１実施形態の構成を図３から図７に示す。フリップチップ接合構造１００は基板１１０及びチップ１２０を備え、基板１１０はキャリア１１１及び少なくとも１つの回路１１２を有し、回路１１２はキャリア１１１に設置されている。チップ１２０は少なくとも１つのバンプ１２１及びはんだ１２２を有し、チップ１２０はバンプ１２１に位置しているはんだ１２２により回路１１２に接合されている。

【0012】

図３に示すように、回路１１２は、本体１１３と、中空開口部１１４と、ボンディングアイランド１１５と、第一接続橋１１６と、を有している。回路１１２は、接地回路であるか、または電気的性質のために接合面を増大させる必要がある信号回路であるが、本発明はこれらに限定されるものではない。中空開口部１１４は本体１１３内に位置し、本体１１３は中空開口部１１４を包囲している。本実施例では、中空開口部１１４からはキャリア１１１が露出している。ボンディングアイランド１１５は中空開口部１１４内に位置し、中空開口部１１４に本体１１３とボンディングアイランド１１５との間に位置している中空空間１１４ａが形成され、ボンディングアイランド１１５の形状は円形、矩形、楕円形、多辺形等の幾何学的図形である。第一接続橋１１６は中空空間１１４ａに位置し、第一接続橋１１６の第一端１１６ａ及び第二端１１６ｂがボンディングアイランド１１５及び本体１１３にそれぞれ接続されることで、ボンディングアイランド１１５が本体１１３に電気的に接続される。

【0013】

図３に示すように、本実施例では、回路１１２は第二接続橋１１７を更に有し、第二接続橋１１７は中空空間１１４ａに位置している。第一接続橋１１６と第二接続橋１１７との間には夾角１１８を有し、夾角１１８は鈍角または鋭角である。第二接続橋１１７の第三端１１７ａ及び第四端１１７ｂはボンディングアイランド１１５及び本体１１３にそれぞれ接続され、中空空間１１４ａに第一中空部１１４ｂ及び第二中空部１１４ｃが形成されている。第一接続橋１１６及び第二接続橋１１７は第一中空部１１４ｂと第二中空部１１４ｃとの間にそれぞれ位置している。

【0014】

図３に示すように、第一軸Ｘ１はボンディングアイランド１１５及び第一接続橋１１６を通過し、第二軸Ｘ２はボンディングアイランド１１５及び第二接続橋１１７を通過している。第一軸Ｘ１に平行する方向に沿って、ボンディングアイランド１１５が第一幅Ｗ１を有し、本体１１３とボンディングアイランド１１５との間にある中空空間１１４ａには第二幅Ｗ２を有し、第二幅Ｗ２は第一幅Ｗ１より広くない。好ましくは、第二幅Ｗ２は第一幅Ｗ１未満である。第一軸Ｘ１に垂直になる方向に沿って、ボンディングアイランド１１５が第三幅Ｗ３を有し、第一接続橋１１６が第四幅Ｗ４を有し、第四幅Ｗ４は第三幅Ｗ３未満である。第二軸Ｘ２に垂直になる方向に沿って、ボンディングアイランド１１５が第五幅Ｗ５を有し、第二接続橋１１７が第六幅Ｗ６を有し、第六幅Ｗ６は第五幅Ｗ５未満である。

【0015】

図４ではチップ１２０の描写を省略し、はんだ１２２によりボンディングアイランド１１５に接合されるバンプ１２１が露出する状態を示す。図４、図５及び図７を参照し、チップ１２０はバンプ１２１に位置しているはんだ１２２によりボンディングアイランド１１５の接合面１１５ａに接合され、はんだ１２２の側面１２２ａと中空開口部１１４の内側面１１４ｄとの間にはギャップＧを有している。はんだ１２２が本体１１３に流動するのを回避するように、中空空間１１４ａにより本体１１３及びはんだ１２２の間隔を開いている。本実施例では、第一軸Ｘ１または第二軸Ｘ２に平行する方向に沿って、或いは第一軸Ｘ１または第二軸Ｘ２に垂直になる方向に沿って、バンプ１２１が幅Ｗ７を有している。好ましくは、ボンディングアイランド１１５の第一幅Ｗ１、第三幅Ｗ３、或いは／及び第五幅Ｗ５はバンプ１２１の幅Ｗ７未満であり、はんだ１２２の側部１２２ｂがボンディングアイランド１１５の側面１１５ｂを被覆するため、はんだ１２２がボンディングアイランド１１５に堅固に付着し、バンプ１２１にスライドや偏移現象が発生するのを回避している。図４及び図６に示すように、好ましくは、はんだ１２２により第一接続橋１１６の第一端１１６ａの上面１１６ｃ及び側面１１６ｄを被覆し、はんだ１２２とボンディングアイランド１１５との接合面積を増加させている。本実施例では、はんだ１２２の側部１２２ｂは中空空間１１４ａに収容されている。はんだ１２２が本体１１３に流動するのを回避するように、本体１１３とボンディングアイランド１１５との間に位置している中空空間１１４ａにより、本体１１３及びはんだ１２２の側部１２２ｂとの間隔を開いている。

【0016】

本発明の第２実施形態の構成を図８に示す。第１実施形態との相違点について、回路１１２は複数の第二接続橋１１７を備え、各第二接続橋１１７は第三端１１７ａ及び第四端１１７ｂによりボンディングアイランド１１５及び本体１１３にそれぞれ接続されている。第一接続橋１１６と各第二接続橋１１７との間には夾角１１８をそれぞれ有している。

【0017】

本発明の第３実施形態の構成を図９に示す。第１実施形態との相違点について、回路１１２は、複数のボンディングアイランド１１５と、複数の第一接続橋１１６と、複数の第二接続橋１１７と、を含んで構成されている。ボンディングアイランド１１５は中空開口部１１４に位置し、且つ隣接するボンディングアイランド１１５の間には間隔距離を有し、各第一接続橋１１６は第一端１１６ａ及び第二端１１６ｂによりボンディングアイランド１１５及び本体１１３にそれぞれ接続され、各第二接続橋１１７は第三端１１７ａ及び第四端１１７ｂによりボンディングアイランド１１５及び本体１１３にそれぞれ接続されている。

【0018】

以上、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

【符号の説明】

【0019】

１０ フリップチップ接合構造
１１ 基板
１１ａ 回路
１１ｂ 接合面
１２ チップ
１２ａ バン
１２ｂ はんだ
１２ｃ 接合面
１００ フリップチップ接合構造
１１０ 基板
１１１ キャリア
１１２ 回路
１１３ 本体
１１４ 中空開口部
１１４ａ 中空空間
１１４ｂ 第一中空部
１１４ｃ 第二中空部
１１４ｄ 内側面
１１５ ボンディングアイランド
１１５ａ 接合面
１１５ｂ 側面
１１６ 第一接続橋
１１６ａ 第一端
１１６ｂ 第二端
１１６ｃ 上面
１１６ｄ 側面
１１７ 第二接続橋
１１７ａ 第三端
１１７ｂ 第四端
１１８ 夾角
１２０ チップ
１２１ バンプ
１２２ はんだ
１２２ａ 側面
１２２ｂ 側部
Ｇ ギャップ
Ｘ１ 第一軸
Ｘ２ 第二軸
Ｗ１ 第一幅
Ｗ２ 第二幅
Ｗ３ 第三幅
Ｗ４ 第四幅
Ｗ５ 第五幅
Ｗ６ 第六幅
Ｗ７ 幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】