JP2000286302A - 半導体チップ組立方法及び組立装置 - Google Patents
半導体チップ組立方法及び組立装置Info
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- Wire Bonding (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アンダーフィル樹脂のキュアと、半導体チッ
プ及び回路基板の電極同士の電気的接続とを連続して行
う、生産効率のよい組立方法を提供する。 【解決手段】 回路基板１における半田バンプ３Ａが形
成された領域を覆ってアンダーフィル材４Ａを貼付し、
アンダーフィル材４Ａが貼付された回路基板１をベーキ
ングし、半田バンプ３Ａと半導体チップ６の電極７とを
位置合わせし、回路基板１に半導体チップ６を圧接して
半田バンプ３Ａと電極７とを接触させ、それぞれ熱圧着
治具８により半導体チップ６を介して、第１の温度でア
ンダーフィル材４Ａを加熱して硬化させてアンダーフィ
ル樹脂４Ｂを形成し、第２の温度で半田バンプ３Ａを加
熱して溶融する。硬化後の半田バンプ３Ｂにより、半導
体チップ６と回路基板１との電極同士を溶着して電気的
接続を確保できる。
プ及び回路基板の電極同士の電気的接続とを連続して行
う、生産効率のよい組立方法を提供する。 【解決手段】 回路基板１における半田バンプ３Ａが形
成された領域を覆ってアンダーフィル材４Ａを貼付し、
アンダーフィル材４Ａが貼付された回路基板１をベーキ
ングし、半田バンプ３Ａと半導体チップ６の電極７とを
位置合わせし、回路基板１に半導体チップ６を圧接して
半田バンプ３Ａと電極７とを接触させ、それぞれ熱圧着
治具８により半導体チップ６を介して、第１の温度でア
ンダーフィル材４Ａを加熱して硬化させてアンダーフィ
ル樹脂４Ｂを形成し、第２の温度で半田バンプ３Ａを加
熱して溶融する。硬化後の半田バンプ３Ｂにより、半導
体チップ６と回路基板１との電極同士を溶着して電気的
接続を確保できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩ等の半導体
チップを回路基板に実装して組み立てる組立方法と、そ
の際に使用される組立装置とに関するものである。
チップを回路基板に実装して組み立てる組立方法と、そ
の際に使用される組立装置とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体チップを回路基板に実装する方法
の一つとして、いわゆるフリップチップボンディング法
が提案されている。このフリップチップボンディング法
は、チップ側の電極に予め半田バンプを装着し、そし
て、このチップをフェースダウンの状態で回路基板に重
ね合わせてその半田バンプと回路基板側の電極とを合致
させ、次に、この状態で所要の加熱及び加圧力を加える
ことにより半田バンプを溶融して電極同士を半田付けす
るものであり、これによって高密度の実装が可能となっ
ている。また、上述の回路基板と半導体チップとは熱膨
張係数が異なる。これに起因して、回路基板と半導体チ
ップとが一体となった製品において、加熱によって反り
が発生し、電極接合部における接続抵抗の増加や損傷等
の不具合が発生する。したがって、このような不具合を
解消する目的で、回路基板と半導体チップとの間隙に樹
脂材料を充填してこの充填樹脂にて両者を接着してい
る。これにより、熱膨張係数が異なることに起因する上
述の不具合の発生を抑制して、製品の信頼性を向上させ
ている。更に、回路基板と半導体チップとの間に樹脂材
料を充填する方法として、例えば、以下のような方法が
提案されている。まず、回路基板に半導体チップを装着
した後に、その両者間にアンダーフィル材として液状樹
脂材をディスペンスして毛細管現象により充填させ、更
にこの充填樹脂材のキュアを行う液状樹脂ディスペンス
法がある。次に、予め回路基板に金属めっき樹脂粒子入
りフィルムを貼着して、この回路基板に半導体チップを
装着した後に、そのフィルムを加熱硬化させるＡＣＦ(A
nisotropic Conductive Film) 法がある。次に、予め回
路基板に液状の熱硬化性樹脂材をディスペンスして、こ
の回路基板に半導体チップを装着した後に、熱硬化性樹
脂材を硬化させるＥＳＣ(Epoxy Encapsulated Solder C
onnection)法がある。
の一つとして、いわゆるフリップチップボンディング法
が提案されている。このフリップチップボンディング法
は、チップ側の電極に予め半田バンプを装着し、そし
て、このチップをフェースダウンの状態で回路基板に重
ね合わせてその半田バンプと回路基板側の電極とを合致
させ、次に、この状態で所要の加熱及び加圧力を加える
ことにより半田バンプを溶融して電極同士を半田付けす
るものであり、これによって高密度の実装が可能となっ
ている。また、上述の回路基板と半導体チップとは熱膨
張係数が異なる。これに起因して、回路基板と半導体チ
ップとが一体となった製品において、加熱によって反り
が発生し、電極接合部における接続抵抗の増加や損傷等
の不具合が発生する。したがって、このような不具合を
解消する目的で、回路基板と半導体チップとの間隙に樹
脂材料を充填してこの充填樹脂にて両者を接着してい
る。これにより、熱膨張係数が異なることに起因する上
述の不具合の発生を抑制して、製品の信頼性を向上させ
ている。更に、回路基板と半導体チップとの間に樹脂材
料を充填する方法として、例えば、以下のような方法が
提案されている。まず、回路基板に半導体チップを装着
した後に、その両者間にアンダーフィル材として液状樹
脂材をディスペンスして毛細管現象により充填させ、更
にこの充填樹脂材のキュアを行う液状樹脂ディスペンス
法がある。次に、予め回路基板に金属めっき樹脂粒子入
りフィルムを貼着して、この回路基板に半導体チップを
装着した後に、そのフィルムを加熱硬化させるＡＣＦ(A
nisotropic Conductive Film) 法がある。次に、予め回
路基板に液状の熱硬化性樹脂材をディスペンスして、こ
の回路基板に半導体チップを装着した後に、熱硬化性樹
脂材を硬化させるＥＳＣ(Epoxy Encapsulated Solder C
onnection)法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】回路基板と半導体チッ
プとの間に樹脂材料を充填する従来の方法、例えば、上
述の液状樹脂ディスペンス法においては、半導体チップ
の装着時に用いられたフラックス等を除去するための洗
浄工程が必要であること、樹脂充填に長時間を要するこ
と、充填樹脂のキュアが必要であること等から生産効率
が悪い。更に、専用のフラックス塗布装置・アンダーフ
ィル装置・キュア装置等が必要になることにより、装置
コストが高くなるという問題が指摘されている。また、
上述のＡＣＦ法においては、フラックス塗布工程やディ
スペンス工程が不要になるという利点があるが、この方
法に使用される金属めっき樹脂粒子入りフィルムのコス
トが高価であることや、電極同士の接続抵抗にバラツキ
が多く、更に、高温高湿下において接続抵抗の増加が大
きくなる等の問題が指摘されている。また、上述のＥＳ
Ｃ法においては、フラックス塗布工程が不要になる他、
樹脂充填時間が短くなるという利点があるが、高品質を
備えた製品の高能率生産等を達成するためには、ディス
ペンサの性能に大きく依存するという問題が指摘されて
いる。
プとの間に樹脂材料を充填する従来の方法、例えば、上
述の液状樹脂ディスペンス法においては、半導体チップ
の装着時に用いられたフラックス等を除去するための洗
浄工程が必要であること、樹脂充填に長時間を要するこ
と、充填樹脂のキュアが必要であること等から生産効率
が悪い。更に、専用のフラックス塗布装置・アンダーフ
ィル装置・キュア装置等が必要になることにより、装置
コストが高くなるという問題が指摘されている。また、
上述のＡＣＦ法においては、フラックス塗布工程やディ
スペンス工程が不要になるという利点があるが、この方
法に使用される金属めっき樹脂粒子入りフィルムのコス
トが高価であることや、電極同士の接続抵抗にバラツキ
が多く、更に、高温高湿下において接続抵抗の増加が大
きくなる等の問題が指摘されている。また、上述のＥＳ
Ｃ法においては、フラックス塗布工程が不要になる他、
樹脂充填時間が短くなるという利点があるが、高品質を
備えた製品の高能率生産等を達成するためには、ディス
ペンサの性能に大きく依存するという問題が指摘されて
いる。
【０００４】ところで、フリップチップを組み立てるに
は、上述のように、回路基板に半導体チップを電気的に
接続する工程と、接続した回路基板と半導体チップとの
間隙に樹脂材料を充填して充填樹脂により両者を接着さ
せる工程との処理工程を経る必要がある。そこで、本発
明は、上記従来の問題に鑑み、ディスペンサを使用せず
に回路基板と半導体チップとの間隙に短時間に樹脂材料
を充填することによって高い生産効率を実現し、充填樹
脂のキュアと電極同士の電気的接続とを同一装置を使用
して行うことによって装置コストを抑制し、熱溶融性の
突起状電極を使用することによって低い接続抵抗を安定
して確保することができる半導体チップ組立方法を提供
することを第１の目的とする。更に、本発明は、充填樹
脂のキュアと電極同士の電気的接続とを併せて行うこと
ができる組立装置を提供することを第２の目的とする。
は、上述のように、回路基板に半導体チップを電気的に
接続する工程と、接続した回路基板と半導体チップとの
間隙に樹脂材料を充填して充填樹脂により両者を接着さ
せる工程との処理工程を経る必要がある。そこで、本発
明は、上記従来の問題に鑑み、ディスペンサを使用せず
に回路基板と半導体チップとの間隙に短時間に樹脂材料
を充填することによって高い生産効率を実現し、充填樹
脂のキュアと電極同士の電気的接続とを同一装置を使用
して行うことによって装置コストを抑制し、熱溶融性の
突起状電極を使用することによって低い接続抵抗を安定
して確保することができる半導体チップ組立方法を提供
することを第１の目的とする。更に、本発明は、充填樹
脂のキュアと電極同士の電気的接続とを併せて行うこと
ができる組立装置を提供することを第２の目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の技術的課題を解決
することを目的として、本発明に係る半導体チップの組
立方法は、半導体チップが有する第１の電極と回路基板
が有する熱溶融性かつ突起状の第２の電極とを相対向さ
せて電気的に接続する半導体チップの組立方法であっ
て、回路基板における第２の電極が形成されている領域
にシート状樹脂を載置して押圧し、該シート状樹脂を回
路基板に貼付する工程と、第１の電極と第２の電極とを
相対向させて位置合わせする工程と、シート状樹脂を介
して半導体チップと回路基板とを接触させ、半導体チッ
プ又は回路基板のうち少なくとも一方を押圧することに
より第１の電極と第２の電極とを接触させる工程と、第
１の電極と第２の電極とを接触させた状態において、第
１の温度によってシート状樹脂を加熱して硬化させるこ
とにより回路基板に半導体チップを圧着する工程と、回
路基板に半導体チップを圧着した状態において、第１の
温度よりも高い第２の温度によって第２の電極を加熱し
て溶融する工程と、溶融した第２の電極を硬化させるこ
とにより第１の電極と第２の電極とを溶着する工程とを
備えたことを特徴とするものである。
することを目的として、本発明に係る半導体チップの組
立方法は、半導体チップが有する第１の電極と回路基板
が有する熱溶融性かつ突起状の第２の電極とを相対向さ
せて電気的に接続する半導体チップの組立方法であっ
て、回路基板における第２の電極が形成されている領域
にシート状樹脂を載置して押圧し、該シート状樹脂を回
路基板に貼付する工程と、第１の電極と第２の電極とを
相対向させて位置合わせする工程と、シート状樹脂を介
して半導体チップと回路基板とを接触させ、半導体チッ
プ又は回路基板のうち少なくとも一方を押圧することに
より第１の電極と第２の電極とを接触させる工程と、第
１の電極と第２の電極とを接触させた状態において、第
１の温度によってシート状樹脂を加熱して硬化させるこ
とにより回路基板に半導体チップを圧着する工程と、回
路基板に半導体チップを圧着した状態において、第１の
温度よりも高い第２の温度によって第２の電極を加熱し
て溶融する工程と、溶融した第２の電極を硬化させるこ
とにより第１の電極と第２の電極とを溶着する工程とを
備えたことを特徴とするものである。
【０００６】また、本発明に係る半導体チップの組立方
法は、上述の組立方法において、シート状樹脂を貼付す
る工程においては、減圧された雰囲気中でシート状樹脂
を回路基板に載置して押圧することを特徴とするもので
ある。
法は、上述の組立方法において、シート状樹脂を貼付す
る工程においては、減圧された雰囲気中でシート状樹脂
を回路基板に載置して押圧することを特徴とするもので
ある。
【０００７】また、本発明に係る半導体チップの組立装
置は、半導体チップが有する第１の電極と回路基板が有
する熱溶融性かつ突起状の第２の電極とを相対向させて
電気的に接続する際に使用される半導体チップの組立装
置であって、減圧された雰囲気中で回路基板における第
２の電極が形成された領域にシート状樹脂を載置して押
圧し、該シート状樹脂を回路基板に貼り付ける貼付手段
と、第１の電極と第２の電極とを相対向させて位置合わ
せし、半導体チップをシート状樹脂の上に載置する位置
合わせ手段と、シート状樹脂の上に載置された半導体チ
ップ又は回路基板の少なくとも一方を押圧して第１の電
極と第２の電極とを接触させる押圧手段と、第１の温度
によってシート状樹脂を加熱した後に第２の温度によっ
て第２の電極を加熱溶融する加熱手段とを備えたことを
特徴とするものである。
置は、半導体チップが有する第１の電極と回路基板が有
する熱溶融性かつ突起状の第２の電極とを相対向させて
電気的に接続する際に使用される半導体チップの組立装
置であって、減圧された雰囲気中で回路基板における第
２の電極が形成された領域にシート状樹脂を載置して押
圧し、該シート状樹脂を回路基板に貼り付ける貼付手段
と、第１の電極と第２の電極とを相対向させて位置合わ
せし、半導体チップをシート状樹脂の上に載置する位置
合わせ手段と、シート状樹脂の上に載置された半導体チ
ップ又は回路基板の少なくとも一方を押圧して第１の電
極と第２の電極とを接触させる押圧手段と、第１の温度
によってシート状樹脂を加熱した後に第２の温度によっ
て第２の電極を加熱溶融する加熱手段とを備えたことを
特徴とするものである。
【０００８】また、本発明に係る半導体チップの組立装
置は、上述の組立装置において、第１の温度は、シート
状樹脂を硬化させるのに十分な温度であるとともに第２
の電極を溶融させない温度であり、第２の温度は、第２
の電極を溶融させ、かつ硬化したシート状樹脂の状態を
維持するのに十分な温度であることを特徴とするもので
ある。
置は、上述の組立装置において、第１の温度は、シート
状樹脂を硬化させるのに十分な温度であるとともに第２
の電極を溶融させない温度であり、第２の温度は、第２
の電極を溶融させ、かつ硬化したシート状樹脂の状態を
維持するのに十分な温度であることを特徴とするもので
ある。
【０００９】
【作用】本発明に係る半導体チップ組立方法によれば、
シート状樹脂を第１の温度によって加熱し硬化させるこ
とにより半導体チップを回路基板に圧着し、更に第２の
温度によって加熱することにより熱溶融性かつ突起状の
第１の電極を溶融する。したがって、硬化によりアンダ
ーフィル樹脂を形成して半導体チップを回路基板に圧着
する工程と、電極同士の電気的接続とを行う工程とを、
連続して同じ装置を使用して加熱温度を変更することに
よって容易に実現することができる。また、減圧された
雰囲気中で回路基板にシート状樹脂を貼付するので、回
路基板とシート状樹脂との間の密着性を良好に保つこと
ができる。したがって、硬化により形成されたアンダー
フィル樹脂の内部にボイドが発生しないので、封止樹脂
の信頼性を向上することができる。また、本発明に係る
組立装置によれば、アンダーフィル樹脂内部のボイドの
発生を防止するとともに、第１の温度によって回路基板
に半導体チップを圧着し、更に第２の温度によって電極
同士の電気的接続を連続して行うことができる。
シート状樹脂を第１の温度によって加熱し硬化させるこ
とにより半導体チップを回路基板に圧着し、更に第２の
温度によって加熱することにより熱溶融性かつ突起状の
第１の電極を溶融する。したがって、硬化によりアンダ
ーフィル樹脂を形成して半導体チップを回路基板に圧着
する工程と、電極同士の電気的接続とを行う工程とを、
連続して同じ装置を使用して加熱温度を変更することに
よって容易に実現することができる。また、減圧された
雰囲気中で回路基板にシート状樹脂を貼付するので、回
路基板とシート状樹脂との間の密着性を良好に保つこと
ができる。したがって、硬化により形成されたアンダー
フィル樹脂の内部にボイドが発生しないので、封止樹脂
の信頼性を向上することができる。また、本発明に係る
組立装置によれば、アンダーフィル樹脂内部のボイドの
発生を防止するとともに、第１の温度によって回路基板
に半導体チップを圧着し、更に第２の温度によって電極
同士の電気的接続を連続して行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体チップ
組立方法について、図面を参照しながら説明する。図１
（１）〜（５）は、それぞれ本実施形態に係る半導体チ
ップ組立方法の各工程を示す断面図である。
組立方法について、図面を参照しながら説明する。図１
（１）〜（５）は、それぞれ本実施形態に係る半導体チ
ップ組立方法の各工程を示す断面図である。
【００１１】まず、図１（１）において、回路基板１の
ランド２上には、突起状電極である半田バンプ３Ａが設
けられている。そして、回路基板１における半田バンプ
３Ａが設けられている領域を完全に覆うようにして、回
路基板１の上方に、例えばエポキシ系樹脂等の熱硬化性
樹脂からなるシート状のアンダーフィル材４Ａを保持す
る。アンダーフィル材４Ａは、テープ状で剥離容易性を
有するベースフイルム５に予め貼付され、常温ではまだ
硬化していない。つまり、アンダーフィル材４Ａを、テ
ープ状のベースフイルム５に貼付された状態で供給す
る。
ランド２上には、突起状電極である半田バンプ３Ａが設
けられている。そして、回路基板１における半田バンプ
３Ａが設けられている領域を完全に覆うようにして、回
路基板１の上方に、例えばエポキシ系樹脂等の熱硬化性
樹脂からなるシート状のアンダーフィル材４Ａを保持す
る。アンダーフィル材４Ａは、テープ状で剥離容易性を
有するベースフイルム５に予め貼付され、常温ではまだ
硬化していない。つまり、アンダーフィル材４Ａを、テ
ープ状のベースフイルム５に貼付された状態で供給す
る。
【００１２】次に、図１（２）において、回路基板１に
アンダーフィル材４Ａを圧接・加熱して貼付した後に、
ベースフイルム５を剥離して除去する。このことによ
り、回路基板１における半田バンプ３Ａが形成された面
は、アンダーフィル材４Ａによって覆われる。更に、ア
ンダーフィル材４Ａが貼付された回路基板１を高温雰囲
気中でベーキングして、アンダーフィル材４Ａから水分
を除去する。ここで、回路基板１にアンダーフィル材４
Ａを貼付する際には、真空ポンプによって減圧された雰
囲気中で行ってもよい。これにより、アンダーフィル材
４Ａと回路基板１との間の密着性が向上するので、後工
程においてアンダーフィル材４Ａを硬化する際にボイド
の発生を防止することができる。
アンダーフィル材４Ａを圧接・加熱して貼付した後に、
ベースフイルム５を剥離して除去する。このことによ
り、回路基板１における半田バンプ３Ａが形成された面
は、アンダーフィル材４Ａによって覆われる。更に、ア
ンダーフィル材４Ａが貼付された回路基板１を高温雰囲
気中でベーキングして、アンダーフィル材４Ａから水分
を除去する。ここで、回路基板１にアンダーフィル材４
Ａを貼付する際には、真空ポンプによって減圧された雰
囲気中で行ってもよい。これにより、アンダーフィル材
４Ａと回路基板１との間の密着性が向上するので、後工
程においてアンダーフィル材４Ａを硬化する際にボイド
の発生を防止することができる。
【００１３】次に、図１（３）において、アンダーフィ
ル材４Ａが貼付された回路基板１の上方に、半導体チッ
プ６を保持する。ここで、半導体チップ６の電極７と回
路基板１上の半田バンプ３Ａとを対向させ位置合わせし
た後に、半導体チップ６を保持する。
ル材４Ａが貼付された回路基板１の上方に、半導体チッ
プ６を保持する。ここで、半導体チップ６の電極７と回
路基板１上の半田バンプ３Ａとを対向させ位置合わせし
た後に、半導体チップ６を保持する。
【００１４】次に、図１（４）において、熱圧着治具８
を使用して、回路基板１に対して半導体チップ６を圧接
する。これによって、回路基板１上の半田バンプ３Ａ
が、未硬化状態のアンダーフィル材４Ａを突き破って半
導体チップ６の電極７に接触する。そして、圧接した状
態で、熱圧着治具８を使用して、半導体チップ６の背面
（電極７が形成された面の反対面）から、半導体チップ
６を介して第１の温度によりアンダーフィル材４Ａを加
熱する。ここで、第１の温度を、熱硬化性樹脂からなる
アンダーフィル材４Ａをゲル化させた後に硬化させるの
に十分であって、かつ半田バンプ３Ａを溶融させない程
度の温度、例えば１７５℃に設定しておく。したがっ
て、圧接した状態で第１の温度によって所定の時間、例
えば５０秒間加熱することにより、回路基板１と半導体
チップ６との間におけるアンダーフィル材４Ａをゲル化
させた後に硬化させて、アンダーフィル樹脂４Ｂを形成
することができる。そして、硬化したアンダーフィル樹
脂４Ｂにより、半導体チップ６と回路基板１とを圧着す
る。
を使用して、回路基板１に対して半導体チップ６を圧接
する。これによって、回路基板１上の半田バンプ３Ａ
が、未硬化状態のアンダーフィル材４Ａを突き破って半
導体チップ６の電極７に接触する。そして、圧接した状
態で、熱圧着治具８を使用して、半導体チップ６の背面
（電極７が形成された面の反対面）から、半導体チップ
６を介して第１の温度によりアンダーフィル材４Ａを加
熱する。ここで、第１の温度を、熱硬化性樹脂からなる
アンダーフィル材４Ａをゲル化させた後に硬化させるの
に十分であって、かつ半田バンプ３Ａを溶融させない程
度の温度、例えば１７５℃に設定しておく。したがっ
て、圧接した状態で第１の温度によって所定の時間、例
えば５０秒間加熱することにより、回路基板１と半導体
チップ６との間におけるアンダーフィル材４Ａをゲル化
させた後に硬化させて、アンダーフィル樹脂４Ｂを形成
することができる。そして、硬化したアンダーフィル樹
脂４Ｂにより、半導体チップ６と回路基板１とを圧着す
る。
【００１５】次に、図１（５）において、回路基板１に
半導体チップ６を圧着した状態を維持したまま、熱圧着
治具８を使用して、半導体チップ６を介して第２の温度
により半田バンプ３Ａを所定の時間だけ加熱する。ここ
で、第２の温度を、アンダーフィル樹脂４Ｂを硬化した
状態に保ち、かつ半田バンプ３Ａを溶融させるのに十分
な程度の温度、例えば２５０℃に設定しておく。したが
って、アンダーフィル樹脂４Ｂを硬化した状態のまま、
半田バンプ３Ａを第２の温度により所定の時間、例えば
６０秒間加熱して溶融して、更に自然冷却により硬化さ
せて硬化後の半田バンプ３Ｂにさせることになる。これ
により、硬化後の半田バンプ３Ｂによって、半導体チッ
プ６の電極７と回路基板１のランド２とを溶着して確実
に接続することができる。
半導体チップ６を圧着した状態を維持したまま、熱圧着
治具８を使用して、半導体チップ６を介して第２の温度
により半田バンプ３Ａを所定の時間だけ加熱する。ここ
で、第２の温度を、アンダーフィル樹脂４Ｂを硬化した
状態に保ち、かつ半田バンプ３Ａを溶融させるのに十分
な程度の温度、例えば２５０℃に設定しておく。したが
って、アンダーフィル樹脂４Ｂを硬化した状態のまま、
半田バンプ３Ａを第２の温度により所定の時間、例えば
６０秒間加熱して溶融して、更に自然冷却により硬化さ
せて硬化後の半田バンプ３Ｂにさせることになる。これ
により、硬化後の半田バンプ３Ｂによって、半導体チッ
プ６の電極７と回路基板１のランド２とを溶着して確実
に接続することができる。
【００１６】以上説明したように、本発明に係る半導体
チップ組立方法によれば、回路基板１上にシート状のア
ンダーフィル材４Ａを貼付し、回路基板１に半導体チッ
プ６を圧接した後に、それぞれ熱圧着治具８を使用し
て、第１の温度で加熱してアンダーフィル材４Ａをゲル
化させた後に硬化させてアンダーフィル樹脂４Ｂを形成
し第２の温度で加熱して半田バンプ３Ａを溶融する。更
に、自然冷却により半田を硬化させて硬化後の半田バン
プ３Ｂを形成して、回路基板１と半導体チップ６との電
極同士を溶着して電気的に接続する。これにより、ディ
スペンサを使用せずに、回路基板１と半導体チップ６と
の間に短時間にアンダーフィル材４Ａを設けることがで
きる。また、それぞれ熱圧着治具８により、アンダーフ
ィル材４Ａの硬化、つまりキュアを行った後に、半田バ
ンプ３Ａの溶融・硬化による回路基板１と半導体チップ
６との電極同士の電気的接続を、連続して行うことがで
きる。したがって、ディスペンサを使用せず、同一の組
立装置によりアンダーフィル樹脂の形成と電極同士の電
気的接続とを連続して行うので、生産効率を向上させ装
置コストを削減する半導体チップ組立方法を実現でき
る。更に、半田バンプを溶融・硬化させ電極同士を溶着
して電気的接続を行うので、低い接続抵抗を安定して得
ることができるとともに、製品の機械的強度を向上する
ことができる半導体チップ組立方法を実現できる。
チップ組立方法によれば、回路基板１上にシート状のア
ンダーフィル材４Ａを貼付し、回路基板１に半導体チッ
プ６を圧接した後に、それぞれ熱圧着治具８を使用し
て、第１の温度で加熱してアンダーフィル材４Ａをゲル
化させた後に硬化させてアンダーフィル樹脂４Ｂを形成
し第２の温度で加熱して半田バンプ３Ａを溶融する。更
に、自然冷却により半田を硬化させて硬化後の半田バン
プ３Ｂを形成して、回路基板１と半導体チップ６との電
極同士を溶着して電気的に接続する。これにより、ディ
スペンサを使用せずに、回路基板１と半導体チップ６と
の間に短時間にアンダーフィル材４Ａを設けることがで
きる。また、それぞれ熱圧着治具８により、アンダーフ
ィル材４Ａの硬化、つまりキュアを行った後に、半田バ
ンプ３Ａの溶融・硬化による回路基板１と半導体チップ
６との電極同士の電気的接続を、連続して行うことがで
きる。したがって、ディスペンサを使用せず、同一の組
立装置によりアンダーフィル樹脂の形成と電極同士の電
気的接続とを連続して行うので、生産効率を向上させ装
置コストを削減する半導体チップ組立方法を実現でき
る。更に、半田バンプを溶融・硬化させ電極同士を溶着
して電気的接続を行うので、低い接続抵抗を安定して得
ることができるとともに、製品の機械的強度を向上する
ことができる半導体チップ組立方法を実現できる。
【００１７】以下、本発明に係る組立装置について、図
１（４）,（５）を参照しながら説明する。図１（４）,
（５）における熱圧着治具８は、セラミックヒータ（図
示なし）を内蔵するとともに、下面が半導体チップ６の
大きさと形状とに対応する平面になるように形成されて
いる。そして、セラミックヒータは、温度コントローラ
によって温度制御される。更に、図示されていない真空
ポンプによって、熱圧着治具８周辺の雰囲気を減圧する
ことができる。半導体チップを組み立てる際には、ま
ず、真空ポンプによって周辺の雰囲気を減圧する。次
に、熱圧着治具８は、半導体チップ６を吸着した後に回
路基板１に対して圧接する。次に、熱圧着治具８は、内
蔵するセラミックヒータによって第１の温度まで加熱さ
れ、所定時間経過後に更に第２の温度にまで加熱され
る。ここで、第１の温度は、熱硬化性樹脂からなるアン
ダーフィル材４Ａをゲル化させた後に硬化させるのに十
分であって、かつ半田バンプ３Ａを溶融させない程度の
温度、例えば１７５℃に予め設定されている。そして、
第２の温度は、アンダーフィル樹脂４Ｂを硬化した状態
に保ち、かつ半田バンプ３Ａを溶融させるのに十分な程
度の温度、例えば２５０℃に予め設定されている。これ
により、熱圧着治具８は、アンダーフィル材４Ａを硬化
してアンダーフィル樹脂４Ｂを形成して半導体チップ６
と回路基板１とを圧着し、その後に半田バンプ３Ａを溶
融する。更に、熱圧着治具８は、セラミックヒータに対
する通電が停止されて熱圧着治具８の温度が低下するこ
とにより、半田を硬化させて硬化後の半田バンプ３Ｂを
形成する。
１（４）,（５）を参照しながら説明する。図１（４）,
（５）における熱圧着治具８は、セラミックヒータ（図
示なし）を内蔵するとともに、下面が半導体チップ６の
大きさと形状とに対応する平面になるように形成されて
いる。そして、セラミックヒータは、温度コントローラ
によって温度制御される。更に、図示されていない真空
ポンプによって、熱圧着治具８周辺の雰囲気を減圧する
ことができる。半導体チップを組み立てる際には、ま
ず、真空ポンプによって周辺の雰囲気を減圧する。次
に、熱圧着治具８は、半導体チップ６を吸着した後に回
路基板１に対して圧接する。次に、熱圧着治具８は、内
蔵するセラミックヒータによって第１の温度まで加熱さ
れ、所定時間経過後に更に第２の温度にまで加熱され
る。ここで、第１の温度は、熱硬化性樹脂からなるアン
ダーフィル材４Ａをゲル化させた後に硬化させるのに十
分であって、かつ半田バンプ３Ａを溶融させない程度の
温度、例えば１７５℃に予め設定されている。そして、
第２の温度は、アンダーフィル樹脂４Ｂを硬化した状態
に保ち、かつ半田バンプ３Ａを溶融させるのに十分な程
度の温度、例えば２５０℃に予め設定されている。これ
により、熱圧着治具８は、アンダーフィル材４Ａを硬化
してアンダーフィル樹脂４Ｂを形成して半導体チップ６
と回路基板１とを圧着し、その後に半田バンプ３Ａを溶
融する。更に、熱圧着治具８は、セラミックヒータに対
する通電が停止されて熱圧着治具８の温度が低下するこ
とにより、半田を硬化させて硬化後の半田バンプ３Ｂを
形成する。
【００１８】本発明に係る組立装置によれば、回路基板
１にアンダーフィル材４Ａを減圧された雰囲気中で貼付
し、貼付されたアンダーフィル材４Ａを硬化させて、つ
まりキュアして半導体チップ６と回路基板１とを圧着
し、更に、半導体チップ６と回路基板１との電極同士を
電気的に接続することができる。これにより、アンダー
フィル樹脂４Ｂのボイドの発生を防止することができる
とともに、アンダーフィル樹脂のキュアと電極同士の電
気的接続とが連続して行われるので生産効率の向上と装
置コストの削減とを可能にする組立装置が得られる。
１にアンダーフィル材４Ａを減圧された雰囲気中で貼付
し、貼付されたアンダーフィル材４Ａを硬化させて、つ
まりキュアして半導体チップ６と回路基板１とを圧着
し、更に、半導体チップ６と回路基板１との電極同士を
電気的に接続することができる。これにより、アンダー
フィル樹脂４Ｂのボイドの発生を防止することができる
とともに、アンダーフィル樹脂のキュアと電極同士の電
気的接続とが連続して行われるので生産効率の向上と装
置コストの削減とを可能にする組立装置が得られる。
【００１９】なお、ここまでの説明では、半導体チップ
６の背面（電極７が形成された面の反対面）から加圧・
加熱したが、これに代えて、回路基板１の背面（電極２
が形成された面の反対面）から加圧・加熱することもで
きる。
６の背面（電極７が形成された面の反対面）から加圧・
加熱したが、これに代えて、回路基板１の背面（電極２
が形成された面の反対面）から加圧・加熱することもで
きる。
【００２０】また、アンダーフィル材４Ａを、テープ状
のベースフイルム５に貼付した状態で供給したが、これ
に限らず、各アンダーフィル材を単体で供給してもよ
い。
のベースフイルム５に貼付した状態で供給したが、これ
に限らず、各アンダーフィル材を単体で供給してもよ
い。
【００２１】更に、１個の半導体チップに対応する回路
基板について説明したが、これに限らず、次のような基
板を使用して半導体チップを組み立てることもできる。
すなわち、１枚の基板を分割して複数の回路基板を形成
することができる、いわゆる多数個採りの基板を使用し
て、半導体チップを組み立てる。この場合の組立方法と
しては、まず、多数個採りの基板の各回路基板に対応す
る領域に対して、一括して半田バンプを形成する。次
に、各領域に対応するアンダーフィル材を、シート状又
は幅広のテープ状のベースフイルムにそれぞれ貼付され
た状態で供給し、一括して圧接・加熱することにより各
領域に貼付する。次に、各領域のうちの１個に対して、
半導体チップを位置合わせして圧接し、アンダーフィル
材を第１の温度で加熱した後に、半田バンプを第２の温
度で加熱溶融した後に冷却して硬化する。そして、各領
域について、半導体チップの位置合わせから半田バンプ
の硬化までの工程を順次行い、全領域における半導体チ
ップについて半田バンプの硬化が終了した後に、基板を
切断又は分割する。この組立方法によれば、複数の半導
体チップを組み立てる場合に、多数個採りの基板の各領
域に半田バンプを形成することと、各領域にアンダーフ
ィル材を貼付することとを、それぞれ一括して行うこと
になる。したがって、半導体チップをいっそう効率的に
組み立てることができる。
基板について説明したが、これに限らず、次のような基
板を使用して半導体チップを組み立てることもできる。
すなわち、１枚の基板を分割して複数の回路基板を形成
することができる、いわゆる多数個採りの基板を使用し
て、半導体チップを組み立てる。この場合の組立方法と
しては、まず、多数個採りの基板の各回路基板に対応す
る領域に対して、一括して半田バンプを形成する。次
に、各領域に対応するアンダーフィル材を、シート状又
は幅広のテープ状のベースフイルムにそれぞれ貼付され
た状態で供給し、一括して圧接・加熱することにより各
領域に貼付する。次に、各領域のうちの１個に対して、
半導体チップを位置合わせして圧接し、アンダーフィル
材を第１の温度で加熱した後に、半田バンプを第２の温
度で加熱溶融した後に冷却して硬化する。そして、各領
域について、半導体チップの位置合わせから半田バンプ
の硬化までの工程を順次行い、全領域における半導体チ
ップについて半田バンプの硬化が終了した後に、基板を
切断又は分割する。この組立方法によれば、複数の半導
体チップを組み立てる場合に、多数個採りの基板の各領
域に半田バンプを形成することと、各領域にアンダーフ
ィル材を貼付することとを、それぞれ一括して行うこと
になる。したがって、半導体チップをいっそう効率的に
組み立てることができる。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、半導体チップを回路基
板に圧着する工程と、電極同士の電気的接続を行う工程
とを、同じ装置を連続して使用して加熱温度を変更する
ことにより容易に実現することができる。また、減圧さ
れた雰囲気中で回路基板にシート状樹脂を貼付するの
で、硬化後の樹脂のボイド発生を防止することができ
る。したがって、本発明の半導体チップ組立方法によれ
ば、製品の信頼性を向上させるとともに、生産効率の向
上と装置コストの削減とを図ることができるという、優
れた実用的な効果を奏するものである。また、本発明に
よれば、減圧された雰囲気中で回路基板にシート状樹脂
を貼付し、第１の温度によって半導体チップを回路基板
に圧着した後に、第２の温度によって電極同士の電気的
接続を連続して行うことができる組立装置が、確実に実
現される。したがって、本発明の組立装置によれば、硬
化後の樹脂のボイド発生を防止することにより製品の信
頼性を向上させるとともに、生産効率の向上と装置コス
トの削減とを図ることができるという、優れた実用的な
効果を奏するものである。
板に圧着する工程と、電極同士の電気的接続を行う工程
とを、同じ装置を連続して使用して加熱温度を変更する
ことにより容易に実現することができる。また、減圧さ
れた雰囲気中で回路基板にシート状樹脂を貼付するの
で、硬化後の樹脂のボイド発生を防止することができ
る。したがって、本発明の半導体チップ組立方法によれ
ば、製品の信頼性を向上させるとともに、生産効率の向
上と装置コストの削減とを図ることができるという、優
れた実用的な効果を奏するものである。また、本発明に
よれば、減圧された雰囲気中で回路基板にシート状樹脂
を貼付し、第１の温度によって半導体チップを回路基板
に圧着した後に、第２の温度によって電極同士の電気的
接続を連続して行うことができる組立装置が、確実に実
現される。したがって、本発明の組立装置によれば、硬
化後の樹脂のボイド発生を防止することにより製品の信
頼性を向上させるとともに、生産効率の向上と装置コス
トの削減とを図ることができるという、優れた実用的な
効果を奏するものである。
【図１】（１）〜（５）は、それぞれ本発明に係る半導
体チップ組立方法の各工程を示す断面図である。
体チップ組立方法の各工程を示す断面図である。
１ 回路基板 ２ ランド ３Ａ 半田バンプ（第２の電極） ３Ｂ 硬化後の半田バンプ ４Ａ アンダーフィル材（シート状樹脂） ４Ｂ アンダーフィル樹脂 ５ ベースフイルム ６ 半導体チップ ７ 電極（第１の電極） ８ 熱圧着治具
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体チップが有する第１の電極と回路
基板が有する熱溶融性かつ突起状の第２の電極とを相対
向させて電気的に接続する半導体チップの組立方法であ
って、 前記回路基板における前記第２の電極が形成されている
領域にシート状樹脂を載置して押圧し、該シート状樹脂
を前記回路基板に貼付する工程と、 前記第１の電極と第２の電極とを相対向させて位置合わ
せする工程と、 前記シート状樹脂を介して前記半導体チップと回路基板
とを接触させ、前記半導体チップ又は回路基板のうち少
なくとも一方を押圧することにより前記第１の電極と第
２の電極とを接触させる工程と、 前記第１の電極と第２の電極とを接触させた状態におい
て、第１の温度によって前記シート状樹脂を加熱して硬
化させることにより前記回路基板に前記半導体チップを
圧着する工程と、 前記回路基板に前記半導体チップを圧着した状態におい
て、前記第１の温度よりも高い第２の温度によって前記
第２の電極を加熱して溶融する工程と、 前記溶融した第２の電極を硬化させることにより前記第
１の電極と第２の電極とを溶着する工程とを備えたこと
を特徴とする半導体チップの組立方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体チップの組立方法
において、 前記シート状樹脂を貼付する工程においては、減圧され
た雰囲気中で前記シート状樹脂を前記回路基板に載置し
て押圧することを特徴とする半導体チップの組立方法。 - 【請求項３】 半導体チップが有する第１の電極と回路
基板が有する熱溶融性かつ突起状の第２の電極とを相対
向させて電気的に接続する際に使用される半導体チップ
の組立装置であって、 減圧された雰囲気中で前記回路基板における前記第２の
電極が形成された領域にシート状樹脂を載置して押圧
し、該シート状樹脂を前記回路基板に貼り付ける貼付手
段と、 前記第１の電極と第２の電極とを相対向させて位置合わ
せし、前記半導体チップを前記シート状樹脂の上に載置
する位置合わせ手段と、 前記シート状樹脂の上に載置された半導体チップ又は前
記回路基板の少なくとも一方を押圧して前記第１の電極
と第２の電極とを接触させる押圧手段と、 第１の温度によって前記シート状樹脂を加熱した後に第
２の温度によって前記第２の電極を加熱溶融する加熱手
段とを備えたことを特徴とする半導体チップの組立装
置。 - 【請求項４】 請求項３記載の半導体チップの組立装置
において、 前記第１の温度は、前記シート状樹脂を硬化させるのに
十分な温度であるとともに前記第２の電極を溶融させな
い温度であり、 前記第２の温度は、前記第２の電極を溶融させ、かつ前
記硬化したシート状樹脂の状態を維持するのに十分な温
度であることを特徴とする半導体チップの組立装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9105399A JP2000286302A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 半導体チップ組立方法及び組立装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9105399A JP2000286302A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 半導体チップ組立方法及び組立装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000286302A true JP2000286302A (ja) | 2000-10-13 |
Family
ID=14015775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9105399A Pending JP2000286302A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 半導体チップ組立方法及び組立装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000286302A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6975036B2 (en) | 2002-04-01 | 2005-12-13 | Nec Electronics Corporation | Flip-chip semiconductor device utilizing an elongated tip bump |
| CN1294790C (zh) * | 2001-03-19 | 2007-01-10 | 住友电木株式会社 | 一种电子部件的生产方法及该方法生产的电子部件 |
| JP2007013444A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Daishinku Corp | 圧電振動デバイス及びその製造方法 |
| JP2007123369A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Citizen Electronics Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2009259924A (ja) * | 2008-04-15 | 2009-11-05 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2011029350A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 電子部品の製造方法および電子部品 |
| JP2011029516A (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 電子部品装置の製造方法及び治具 |
| JP2012186511A (ja) * | 2012-07-04 | 2012-09-27 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2016162985A (ja) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US20220367413A1 (en) * | 2021-05-13 | 2022-11-17 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Packages With Multiple Types of Underfill and Method Forming The Same |
-
1999
- 1999-03-31 JP JP9105399A patent/JP2000286302A/ja active Pending
Cited By (12)
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