JP2008124501A - Method and structure for mounting semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の実装方法及び実装構造に関する。 The present invention relates to a semiconductor device mounting method and a mounting structure.
従来より、表示体装置の基板上に駆動用ICを実装するための接続方法として、COG(Chip On Glass)接続が知られている。このCOG接続では、例えば、電極としてのA
uメッキバンプ(以下、単にバンプという)を駆動用ICに形成する。そして、異方性導電膜(ACF)や異方性導電ペースト(ACP)といった導電性のある接合材を使用して、駆動用ICに形成されたバンプを表示体装置の基板上に形成された端子電極に電気的に接続することにより、駆動用ICを基板上に実装する方法が採用されている。
Conventionally, COG (Chip On Glass) connection is known as a connection method for mounting a driving IC on a substrate of a display device. In this COG connection, for example, A as an electrode
A u-plated bump (hereinafter simply referred to as a bump) is formed on the driving IC. A bump formed on the driving IC was formed on the substrate of the display device using a conductive bonding material such as an anisotropic conductive film (ACF) or anisotropic conductive paste (ACP). A method of mounting a driving IC on a substrate by being electrically connected to a terminal electrode is employed.
ところが、近年、電極の微細化(電極間の狭ピッチ化)が進展するのに伴って、電極間の寸法が異方性導電膜(ACF)等に含まれる導電微粒子の寸法に近づいてしまい、その結果、該電極間に導電微粒子が入り込んでショートを引き起こす問題が生じている。 However, as the miniaturization of electrodes (narrow pitch between electrodes) progresses in recent years, the size between the electrodes approaches the size of the conductive fine particles contained in the anisotropic conductive film (ACF), etc. As a result, there is a problem that conductive fine particles enter between the electrodes to cause a short circuit.
一方、前記したショートを回避するために、導電微粒子を含まない接合材(例えば、非導電性ペースト(NCP))を使用して基板上に駆動用ICを実装すると、駆動用ICのバンプと基板上の端子電極との接触機会が低下してしまい、その結果、導通不良による接続信頼性の低下が生じるおそれがある。 On the other hand, when the driving IC is mounted on the substrate using a bonding material (for example, non-conductive paste (NCP)) that does not contain conductive fine particles in order to avoid the above-described short circuit, the bump and the substrate of the driving IC are mounted. The contact opportunity with the upper terminal electrode is reduced, and as a result, connection reliability may be reduced due to poor conduction.
そこで、この接続信頼性の低下を回避するため、突起電極(特許文献1)を使用することが考えられる。詳しくは、駆動用ICを基板上に実装する際には、樹脂により形成された突起体に駆動用ICの電極から延びる配線を設けた突起電極が、基板上に形成された端子電極に接触する。この時、突起電極の先端部分は、端子電極に押し付けられるため、潰されて変形する。これによって、突起電極と端子電極とが互いに接触する面積が増大し、駆動用ICの突起電極と基板上の電極端子との導通が安定的に確保される。従って、導電微粒子を含まない接合材を使用した場合であっても、駆動用ICのバンプと基板上の端子電極との間の接触信頼性の低下が回避される。
ところで、上記した突起電極の芯部を形成する樹脂にシリコーン等の弾性率の低い樹脂を使用すると、実装時の加圧処理の条件によっては、突起電極の芯部を形成する樹脂が必要以上に大きく変形してしまい、突起電極の配線が断線してしまうことが考えられる。この場合にも、駆動用ICの突起電極と基板上の端子電極との間の接続信頼性が低下する問題が生じてしまう。また、接合材には、生産性を向上するために、硬化温度を上げて硬化時間を短縮するような接続材が採用される傾向がある。よって、高温の実装条件でも確実に接続が確保される突起電極の構造が必要とされている。 By the way, if a resin having a low elastic modulus such as silicone is used as the resin for forming the core part of the protruding electrode, the resin for forming the core part of the protruding electrode is more than necessary depending on the pressure treatment conditions during mounting. It is considered that the wiring of the protruding electrode is disconnected due to a large deformation. Also in this case, there arises a problem that the connection reliability between the protruding electrode of the driving IC and the terminal electrode on the substrate is lowered. In addition, in order to improve productivity, a connecting material that increases the curing temperature and shortens the curing time tends to be employed as the bonding material. Therefore, there is a need for a protruding electrode structure that ensures secure connection even under high temperature mounting conditions.
本発明の目的は、半導体装置の電極と実装基板上の電極との間の接続信頼性の向上を図ることができる半導体装置の実装方法及び実装構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a mounting method and a mounting structure of a semiconductor device capable of improving the connection reliability between the electrode of the semiconductor device and the electrode on the mounting substrate.
本発明の半導体装置の実装方法では、半導体装置を、加熱加圧処理を施すことにより接合材を介して実装基板に実装する。半導体装置は、電極と、前記電極よりも突出した第1の樹脂により形成される凸部と、前記電極に電気的に接続されるとともに前記凸部の上面
を被覆する導電層とを備える。接合材は第2の樹脂により形成される。このような半導体装置の実装方法において、前記第1の樹脂として、そのガラス転移温度が前記第2の樹脂の硬化温度よりも高いものを用いる。
In the method for mounting a semiconductor device of the present invention, the semiconductor device is mounted on a mounting substrate via a bonding material by performing a heat and pressure treatment. The semiconductor device includes an electrode, a convex portion formed of a first resin protruding from the electrode, and a conductive layer that is electrically connected to the electrode and covers the upper surface of the convex portion. The bonding material is formed of the second resin. In such a semiconductor device mounting method, the first resin having a glass transition temperature higher than the curing temperature of the second resin is used.
本発明の半導体装置の実装方法によれば、接合材を形成する第2の樹脂の硬化温度が、凸部を形成する第1の樹脂のガラス転移温度よりも低いため、半導体装置の実装時の加熱加圧処理を第1の樹脂のガラス転移温度以下で行うことができる。これにより、凸部を形成する第1の樹脂は、半導体装置を実装基板に実装する温度下で高い弾性率を保つことができる。従って、第1の樹脂によって形成された凸部が実装時に必要以上に大きく変形することが防止され、導電層が断線するのが抑制される。即ち、半導体装置の電極と実装基板上の電極との間の接続信頼性の向上を図ることができる。 According to the method for mounting a semiconductor device of the present invention, the curing temperature of the second resin forming the bonding material is lower than the glass transition temperature of the first resin forming the convex portion. The heat and pressure treatment can be performed at a temperature lower than the glass transition temperature of the first resin. Thereby, the 1st resin which forms a convex part can maintain a high elasticity modulus under the temperature which mounts a semiconductor device on a mounting substrate. Therefore, the convex portion formed of the first resin is prevented from being deformed more than necessary during mounting, and the conductive layer is prevented from being disconnected. That is, the connection reliability between the electrode of the semiconductor device and the electrode on the mounting substrate can be improved.
この半導体装置の実装方法では、前記凸部の断面は半円状の形状をなしている。この半導体装置の実装方法によれば、凸部の断面は半円状の形状をなしているため、実装時の加熱加圧処理によって、凸部の頂点部に加圧の負荷が集中的に荷重される。これにより、実装する温度下で、凸部を形成する第1の樹脂の弾性率が高い状態に保たれていても、凸部の頂点部に集中的に加圧の負荷がかかるため、頂点部の樹脂を変形させることができる。従って、半導体装置の電極と実装基板上の電極との互いに接触する面積を増大させることができるため、より確実に、半導体装置の電極と実装基板上の電極との間の接続信頼性の向上を図ることができる。 In this semiconductor device mounting method, the cross section of the convex portion has a semicircular shape. According to this semiconductor device mounting method, the convex section has a semicircular cross section. Is done. As a result, even if the elastic modulus of the first resin forming the convex portion is maintained at a high state at the mounting temperature, a load of pressure is applied to the apex portion of the convex portion. The resin can be deformed. Therefore, the contact area between the electrode of the semiconductor device and the electrode on the mounting substrate can be increased, so that the connection reliability between the electrode of the semiconductor device and the electrode on the mounting substrate can be improved more reliably. Can be planned.
この半導体装置の実装方法では、前記第1の樹脂はガラス転移温度が270℃以上である。この半導体装置の実装方法によれば、凸部を形成する第1の樹脂のガラス転移温度が270℃以上であるため、接合材を形成する第2の樹脂の硬化温度を270℃以下とすることができる。これにより、接合材には、硬化温度が250℃以上の汎用的な接合材を使用することができる。従って、生産性を低下させることなく、半導体装置の電極と実装基板上の電極との間の接続信頼性の向上を図ることができる。 In this method for mounting a semiconductor device, the first resin has a glass transition temperature of 270 ° C. or higher. According to this method for mounting a semiconductor device, since the glass transition temperature of the first resin forming the convex portion is 270 ° C. or higher, the curing temperature of the second resin forming the bonding material is set to 270 ° C. or lower. Can do. Thereby, a general-purpose bonding material having a curing temperature of 250 ° C. or higher can be used as the bonding material. Therefore, the connection reliability between the electrode of the semiconductor device and the electrode on the mounting substrate can be improved without reducing the productivity.
この半導体装置の実装方法では、前記第1の樹脂としてフェノール樹脂又はポリイミド樹脂を用いた。この半導体装置の実装方法によれば、凸部を形成する第1の樹脂として、ガラス転移温度の高いフェノール樹脂又はポリイミド樹脂を用いたため、接合材が硬化する温度であっても、第1の樹脂は高い弾性率を維持することができる。これにより、実装時に凸部が必要以上に大きく変形することを防止でき、導電層が断線するのを抑制することができる。従って、半導体装置の電極と実装基板上の電極との間の接続信頼性の向上を図ることができる。 In this semiconductor device mounting method, a phenol resin or a polyimide resin is used as the first resin. According to the mounting method of the semiconductor device, since the phenol resin or the polyimide resin having a high glass transition temperature is used as the first resin for forming the convex portion, the first resin is used even at a temperature at which the bonding material is cured. Can maintain a high elastic modulus. Thereby, it can prevent that a convex part deform | transforms more than necessary at the time of mounting, and can suppress that a conductive layer is disconnected. Therefore, the connection reliability between the electrode of the semiconductor device and the electrode on the mounting substrate can be improved.
この半導体装置の実装方法では、前記第2の樹脂としてエポキシ樹脂を用いた。この半導体装置の実装方法によれば、接合材を形成する第2の樹脂として、硬化温度の低いエポキシ樹脂を用いたため、凸部を形成する第1の樹脂の弾性率が実装時に低下して凸部が大きく変形することなく、接合材を硬化させることができる。従って、半導体装置の電極と実装基板上の電極との間の接続信頼性の向上を図ることができる。 In this semiconductor device mounting method, an epoxy resin is used as the second resin. According to this method for mounting a semiconductor device, since the epoxy resin having a low curing temperature is used as the second resin for forming the bonding material, the elastic modulus of the first resin for forming the convex portion is lowered during the mounting. The bonding material can be cured without greatly deforming the portion. Therefore, the connection reliability between the electrode of the semiconductor device and the electrode on the mounting substrate can be improved.
この半導体装置の実装方法では、前記電極を複数設け、互いに隣接する前記複数の電極を跨るように前記凸部を形成し、前記凸部の上面に前記電極の各々に対応して前記導電層を被覆し、前記導電層の各々と、対応する前記電極とを互いに電気的に接続する。 In this method of mounting a semiconductor device, a plurality of the electrodes are provided, the convex portions are formed so as to straddle the plurality of adjacent electrodes, and the conductive layer is formed on the upper surface of the convex portions corresponding to each of the electrodes. Covering each of the conductive layers and the corresponding electrodes electrically.
この半導体装置の実装方法によれば、凸部を個々の電極に対して独立して成形する必要がなく、製造時間の短縮化を図ることができる上に、半導体装置の電極と実装基板上の電極との間の接続信頼性の向上を図ることができる。 According to this method for mounting a semiconductor device, it is not necessary to form the protrusions independently for each electrode, the manufacturing time can be shortened, and the electrodes of the semiconductor device and the mounting substrate can be reduced. The connection reliability between the electrodes can be improved.
この半導体装置の実装方法では、前記接合材は非導電性接合材である。この半導体装置の実装方法によれば、導電微粒子を含んだ接合材を使用することなく、低コストな非導電性接合材を使用して、半導体装置を実装基板に実装することができる。従って、生産性を低下させることなく、半導体装置の電極と実装基板の電極とを電気的に接続することができ、接続信頼性の向上を図ることができる。 In this semiconductor device mounting method, the bonding material is a non-conductive bonding material. According to this method for mounting a semiconductor device, the semiconductor device can be mounted on a mounting substrate using a low-cost non-conductive bonding material without using a bonding material containing conductive fine particles. Therefore, the electrode of the semiconductor device and the electrode of the mounting substrate can be electrically connected without reducing productivity, and the connection reliability can be improved.
また、本発明は、半導体装置を実装基板に実装する方法を提供する。該実装方法では、電極を有する半導体装置に、前記電極よりも突出する凸部を第1の樹脂により形成する。電極に電気的に接続されると共に凸部を被覆する導電層が形成される。第1の樹脂のガラス転移温度よりも低い硬化温度を有する第2の樹脂で形成される接合材が準備される。接合材を半導体装置と実装基板との間に配置した状態で、接合材、半導体装置、及び実装基板に加熱加圧処理が施される。 The present invention also provides a method for mounting a semiconductor device on a mounting substrate. In the mounting method, the first resin is used to form a protrusion protruding from the electrode in the semiconductor device having the electrode. A conductive layer that is electrically connected to the electrode and covers the protrusion is formed. A bonding material formed of a second resin having a curing temperature lower than the glass transition temperature of the first resin is prepared. With the bonding material disposed between the semiconductor device and the mounting substrate, the bonding material, the semiconductor device, and the mounting substrate are subjected to heat and pressure treatment.
本発明の半導体装置の実装構造では、半導体装置は、加熱加圧処理を施すことにより接合材を介して実装基板に実装されている。半導体装置は、電極と、前記電極よりも突出した第1の樹脂により形成される凸部と、前記電極に電気的に接続されるとともに前記凸部の上面を被覆する導電層とを備える。接合材は第2の樹脂により形成される。このような半導体装置の実装構造において、前記第1の樹脂は、そのガラス転移温度が前記第2の樹脂の硬化温度よりも高いものからなる。 In the mounting structure of the semiconductor device of the present invention, the semiconductor device is mounted on the mounting substrate via a bonding material by performing heat and pressure treatment. The semiconductor device includes an electrode, a convex portion formed of a first resin protruding from the electrode, and a conductive layer that is electrically connected to the electrode and covers the upper surface of the convex portion. The bonding material is formed of the second resin. In such a semiconductor device mounting structure, the first resin has a glass transition temperature higher than the curing temperature of the second resin.
本発明の半導体装置の実装構造によれば、実装時の加熱加圧処理を第1の樹脂のガラス転移温度以下で行うことができる。これにより、凸部を形成する第1の樹脂は、半導体装置を基板に実装する時に高い弾性率を保つことができる。即ち、第1の樹脂によって形成された凸部が実装時に必要以上に大きく変形することが防止され、導電層が断線するのが抑制される。従って、半導体装置の電極と実装基板上の電極との間の接続信頼性の向上を図ることができる。 According to the mounting structure of the semiconductor device of the present invention, the heat and pressure treatment at the time of mounting can be performed below the glass transition temperature of the first resin. Thus, the first resin forming the convex portion can maintain a high elastic modulus when the semiconductor device is mounted on the substrate. That is, the convex portion formed by the first resin is prevented from being deformed more than necessary at the time of mounting, and disconnection of the conductive layer is suppressed. Therefore, the connection reliability between the electrode of the semiconductor device and the electrode on the mounting substrate can be improved.
以下、発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
まず、本発明に係る半導体装置1について説明する。図1(a)は液晶表示装置の半導体装置1の要部平面図である。また、図1(b)は図1(a)におけるA−A線断面図であって、図1(c)は図1(a)におけるB−B線断面図である。
Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the
図1(a)〜図1(c)に示すように、半導体装置1では、半導体基板2上に複数の電極3が形成されている。各電極3は、電気信号の入出力を行うための電極であり、電極パット3aと該電極パット3aに接続された配線3bとを含む。本実施形態では、複数の電極3が、半導体基板2の端縁近傍に所定のピッチで形成されており、各電極3の素材はアルミニウムである。
As shown in FIGS. 1A to 1C, in the
また、これら電極3は保護膜4によって被覆されている。各電極3の一部である電極パット3aは、それぞれ対応するように保護膜4に形成された開口部4aを通じて外部に露出されている。本実施形態においては、保護膜4は、酸化珪素による絶縁膜によって形成されている。
These
そして、図1(a)〜図1(c)に示すように、半導体基板2上に形成された保護膜4の上面には、凸部としての略半球状の複数の突起体5がそれぞれ電極3上に形成されている。突起体5の頂点部は、電極3の上面よりも高くなっている。これら突起体5は、電極3と略同じピッチで配置されている。本実施形態では、突起体5は感光性樹脂によって形成されている。該感光性樹脂にはアクリル樹脂を使用している。
As shown in FIGS. 1A to 1C, a plurality of substantially
さらに、図1(c)に示すように、保護膜4上には、突起体5及び電極3の組みをそれぞれ覆うように、複数の導電層6が形成されている。各導電層6は、対応する開口部4aを通じて、対応する電極3の電極パット3aに電気的に接続されている。このように、各突起体5と、対応する突起体5の上面全体を覆うように形成された導電層6とによって、突起電極8が構成される。本実施形態では、これら導電層6は金によって形成されており、突起体5の底面の寸法(R)と略等しくなるようにパターニングされている。以上のように半導体装置1は、電極3に電気的に接続された複数の突起電極8を半導体基板2上に有する。
Further, as shown in FIG. 1C, a plurality of
次に、上記半導体装置1の製造方法について、図2〜図4に従って説明する。図2〜図4は、上記半導体装置1の製造方法を順を追って示す断面図、即ち、図1(a)におけるB−B線断面図に対応する断面図である。
Next, a method for manufacturing the
先ず、図2(a)に示すように、半導体基板2上の所定の位置に電極3をアルミニウムにより形成する。さらに、電極3の電極パット3aを露出させる開口部4aを有する保護膜4で、電極3(配線3b)を被覆する。詳しくは、まず、電極3を含む半導体基板2上に酸化珪素層を成膜する。次に、スピンコート法、ディッピング法、スプレーコート法等により、酸化珪素層上に図示しないレジスト層を形成させる。そして、所定のパターンが形成されたマスクを用い、レジスト層に露光処理及び現像処理(フォトリソグラフィー処理)を施す。その後、このように所定の形状にパターニングしたレジストパターンをマスクとして、上記成膜した酸化珪素層のエッチングを行う。このエッチング処理によって、電極3の電極パット3aを露出させる開口部4aを有する保護膜4が形成される。そして、開口部4aが形成された後、前記したレジストパターンは剥離液等を用いて除去される。
First, as shown in FIG. 2A, an
次に、図2(b)に示すように、保護膜4上に突起体5を形成するための樹脂、即ち、ポジ型レジストとなる感光性樹脂としてのアクリル樹脂を塗布し、塗布したアクリル樹脂をプリベークすることによって樹脂層5aを形成する。この例では、アクリル樹脂に添加される光硬化剤(紫外線硬化剤)は、光硬化(紫外線硬化)したアクリル樹脂が加温によって再び融解できる程度の添加量に調整されている。
Next, as shown in FIG. 2B, a resin for forming the
そして、図2(c)に示すように、樹脂層5a上に、マスク9を所定位置に位置決めして配置する。本実施形態では、マスク9は、例えば、クロム等の遮光膜を形成したガラス板からなり、形成すべき略半球状の突起体5の平面形状に対応した円形の開口部9aを有する。また、マスク9の位置決めは、マスク9の開口部9aが突起体5の形成箇所に位置するように行う。
And as shown in FIG.2 (c), the mask 9 is positioned and arrange | positioned on the resin layer 5a at a predetermined position. In the present embodiment, the mask 9 is made of, for example, a glass plate on which a light shielding film such as chromium is formed, and has a circular opening 9 a corresponding to the planar shape of the substantially
次いで、図示しない紫外線ランプから、マスク9上に紫外線10を照射して、開口部9a内で露出されている樹脂層5aを露光させる。詳しくは、樹脂層5aの材質や厚さに応じて、標準的な露光量の紫外線10を照射して、開口部9a内で露出した樹脂層5aの部分を紫外線硬化させる。開口部9a内で露出した樹脂層5aの部分以外の未露光部分(紫外線硬化されなかった樹脂層5aの部分)は、現像処理により現像され、除去される。その結果、図2(d)に示すように、樹脂層5aから、上面が平面である円柱形状の突起体5bが得られる。
Next, ultraviolet rays 10 are irradiated onto the mask 9 from an ultraviolet lamp (not shown) to expose the resin layer 5a exposed in the opening 9a. Specifically, the portion of the resin layer 5a exposed in the opening 9a is cured by ultraviolet irradiation by irradiating with a standard exposure amount of
次に、図3(a)に示すように、図示しない赤外線ランプから、前記した突起体5bに赤外線11を照射して、突起体5bを加熱させる。詳しくは、紫外線硬化されたアクリル樹脂からなる突起体5bに対して赤外線11を照射することにより、該アクリル樹脂が融解するまで加熱する。この時、該アクリル樹脂は、添加された紫外線硬化剤の作用によって硬化されている一方、前述したように紫外線硬化剤の添加量が調整されたことにより高
密度な架橋状態には至っていない。このため、突起体5bを形成するアクリル樹脂は、赤外線11によって加熱されて融解する。これにより、融解したアクリル樹脂に表面張力が生じるため、平面であった突起体5bの上面形状は、滑らかな曲面に変形する。その結果、円柱形状の突起体5bは、略半球形状の突起体5となる(図3(b)参照)。
Next, as shown in FIG. 3A, the
そして、図3(c)に示すように、保護膜4の開口部4aに露出する電極3の部分(電極パット3a)及び突起体5の上面を含む半導体基板2の表面全面に、スパッタ法によって、金属からなる導電材料を成膜することにより、導電材料層6aを形成する。この例では、導電材料には金を使用しており、導電材料層6aは突起体5の底面の寸法Rと略等しくなるようにパターニングされている。
Then, as shown in FIG. 3C, the entire surface of the
次に、導電材料層6a上の全面にレジストをスピンコート法、ディッピング法、スプレーコート法等によって塗布し、レジスト膜を形成する。そして、導電材料層6aの平面形状(平面パターン)に対応したマスクを用いて、レジスト層に露光処理及び現像処理を施して、所定の形状にパターニングする。これにより、図4(a)に示すように、導電層6のパターン形状に対応したレジストパターン15が形成される。
Next, a resist is applied to the entire surface of the
さらに、レジストパターン15によって覆われない導電材料層6aの部分をエッチングにより除去する。これにより、図4(b)に示すように、開口部4aを含んで保護膜4上及び突起体5の上面全体を覆うようにして、電極3に電気的に接続される導電層6が形成される。そして、図4(c)に示すように、剥離液等を使用して、レジストパターン15を除去する。その結果、突起体5と、突起体5の上面全体を覆うようにして形成された導電層6と、によって突起電極8が形成される。以上により、紫外線10等の露光条件に左右されることなく略半球形状の突起体5が形成される半導体装置1を得ることができる。
Further, the portion of the
上記半導体装置の製造方法は以下の利点を有する。
(1)アクリル樹脂を融解させることにより、突起体5を形成した。即ち、アクリル樹脂を融解させることで、その融解したアクリル樹脂に表面張力を生じさせ、断面が半円状となるような略半球形状の突起体5を形成した。従って、紫外線10の露光条件によって突起体5の形状制御が左右されることがないため、半導体装置1の生産性の向上を図ることができる。
The method for manufacturing the semiconductor device has the following advantages.
(1) The
(2)感光性樹脂としてのアクリル樹脂を使用して、突起体5を形成した。即ち、紫外線10を露光させることにより、アクリル樹脂を紫外線硬化させて、上面が平面である円柱形状の突起体5bを形成した。従って、突起体5bを融解させることにより、容易に、略半球形状の突起体5を形成することができる。
(2) The
(3)アクリル樹脂を、赤外線11によって加熱し、融解させた。融解したアクリル樹脂には表面張力が生じるため、略半球形状の突起体5が形成される。従って、紫外線10の露光条件に左右されることなく突起体5が形成されるため、半導体装置1の生産性の向上を確実に図ることができる。
(3) The acrylic resin was heated by infrared rays 11 and melted. Since surface tension is generated in the melted acrylic resin, a substantially
次に、前述した構成の半導体装置1を、実装基板としての配線基板20にCOG実装する方法及び実装構造を図5〜図7に従って説明する。
上記説明では、突起体5を、感光性絶縁樹脂としてのアクリル樹脂により形成した。感光性絶縁樹脂で突起体5を形成した場合は、導電樹脂で形成した場合に比べてコストを抑えて突起体5を形成することができる。
Next, a method and a mounting structure for COG mounting the
In the above description, the
しかし、アクリル樹脂に限らず、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、又はエポキシ樹脂等で突起体5を形成してもよい。以下では、フェノール樹脂で突起体5を形成した場合に
ついて説明する。フェノール樹脂は、ガラス転移温度が300℃付近である第1の樹脂に相当する。
However, the
図5は、前述した半導体装置1を実装基板としての配線基板20にCOG実装した部分を拡大した断面図である。図5に示すように、配線基板20上には端子電極22が形成されており、端子電極22の上面には突起電極8が接続されている。端子電極22は、半導体装置1に形成された突起電極8の配置に対応して形成されている。詳しくは、半導体装置1の突起電極8を配線基板20の端子電極22に接続する方法として、NCP(N on Conductive Paste)方式を採用している。従って、NCPとしての接合材25を間に挟ん
で、半導体装置1が配線基板20に実装されることにより、突起電極8と端子電極22は、互いに電気的に接続された状態のまま固定される。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a portion where the above-described
次に、半導体装置1を配線基板20に実装する方法について、図6(a)〜図6(b)に従って説明する。
図6(a)に示すように、配線基板20上には、配線基板20に半導体装置1を実装するための接合材25が塗布される。本実施形態では、接合材25には、硬化温度が270℃付近であるエポキシ樹脂を使用している。図6(b)に示すように、半導体装置1の突起電極8を配線基板20の端子電極22に対して位置合わせを行い、フリップチップボンダによって半導体基板2と配線基板20とを加熱加圧する。これにより、半導体装置1は接合材25を間に挟んで、図5に示すように、配線基板20に実装される。
Next, a method for mounting the
As shown in FIG. 6A, a
図7は、実装温度が210℃又は270℃の場合であって、加圧条件を5kgf/cm2(0.49MPa)又は10kgf/cm2(0.98MPa)として半導体基板2と配線基板20とを加熱加圧した場合に、突起電極8に含まれる導電層6の断線の有無を表した図である。本実施形態では、突起体5を構成する樹脂として、ガラス転移温度が220℃付近であるアクリル樹脂と、ガラス転移温度が300℃付近であるフェノール樹脂とを、前記した実装温度及び加圧条件に対してそれぞれ使用した。
FIG. 7 shows a case where the mounting temperature is 210 ° C. or 270 ° C., and the
突起体5を形成する樹脂に、ガラス転移温度が220℃の樹脂(アクリル樹脂)を使用した場合、実装温度が210℃でも、ガラス転移温度付近となって弾性率の低下が開始する。よって、実装温度が270℃の場合のみならず、実装温度が210℃の場合でも、10kgf/cm2で半導体装置1を加圧した場合、突起体5の樹脂が大きく変形してしまう。その結果、突起電極8に含まれる導電層6は、突起体5の大きな変形に追随できずに断線してしまう。よって、半導体装置1を、5kgf/cm2の低荷重で配線基板20に実装しなければならない。
When a resin (acrylic resin) having a glass transition temperature of 220 ° C. is used as the resin for forming the
一方、本実施形態で示したように、突起体5を形成する樹脂に、ガラス転移温度が270℃以上の樹脂(フェノール樹脂)を使用した場合、同じ実装条件となるように実装温度が210℃や270℃の場合であっても、突起体5の弾性率は高いまま維持される。よって、突起体5の樹脂の変形は大きくなく、導電層6の断線は発生しない。
On the other hand, as shown in the present embodiment, when a resin (phenol resin) having a glass transition temperature of 270 ° C. or higher is used as the resin forming the
詳しくは、実装温度を270℃に設定し、突起電極8を端子電極22に対して位置合わせを行って、フリップチップボンダにより半導体基板2と配線基板20とを加熱加圧する。このとき、突起体5を形成するフェノール樹脂は、ガラス転移温度が300℃付近であるため、フェノール樹脂の弾性率は低下せずに、高い弾性率の状態を維持している。従って、フリップチップボンダによる加圧に対して、NCPとしての接合材25が硬化する時、即ち、実装温度が270℃となった時でも、フェノール樹脂からなる突起体5は必要以上に大きくは変形しない。つまり、略半球状に形成された突起体5の頂点部付近に加圧による負荷が集中的にかかるため、頂点部付近のフェノール樹脂だけが変形する。このため、導電層6が断線することはなく、半導体装置1の突起電極8と配線基板20の端子電極
22との間の電気的な接続が確保される。従って、実装温度が210℃と270℃のいずれであっても、また、加圧条件が5kgf/cm2及び10kgf/cm2のいずれの場合であっても、突起体5を形成するフェノール樹脂の弾性率は高い状態のまま維持されることになり、突起体5は大きく変形することがない。即ち、突起電極8の形状が大きく変化することはないため、突起電極8を構成する導電層6は断線しない。
Specifically, the mounting temperature is set to 270 ° C., the protruding
エポキシ樹脂から構成される接合材25を硬化させることにより、前述した突起電極8と端子電極22との間の接続状態を固定、保持させる。以上の工程により、半導体装置1の突起電極8と配線基板20の端子電極22との間の接続信頼性を保持しながら、半導体装置1を配線基板20に実装することができる。
By curing the
上記実施形態は、以下の利点を有する。
(11)本実施形態では、接合材25の硬化温度よりもガラス転移温度の高い樹脂を使用して突起体5を形成した。つまり、接合材25を構成する樹脂には硬化温度が250℃であるエポキシ樹脂を使用し、突起体5を形成する樹脂にはガラス転移温度が300℃付近であるフェノール樹脂を使用した。
The above embodiment has the following advantages.
(11) In this embodiment, the
これにより、半導体装置1の実装時の設定温度を、突起体5を形成するフェノール樹脂のガラス転移温度(300℃付近)以下である270℃にすることができる。即ち、実装温度を270℃とすることで、実装時において突起体5の弾性率を高い弾性率に維持したまま、半導体装置1を配線基板20に実装できる。従って、実装時に突起体5が必要以上に大きく変形することがなく、突起電極8に含まれる導電層6の断線を抑制することができる。このため、半導体装置1の突起電極8と配線基板20の端子電極22との間の接続信頼性の向上を図ることができる。
Thereby, the setting temperature at the time of mounting of the
(12)本実施形態によれば、突起体5は略半球状の形状をしている。これにより、半導体装置1の実装時の加熱加圧によって、突起体5の頂点部付近に圧力が集中的にかかる。つまり、突起体5を構成する樹脂全体は、半導体装置1の実装時に高い弾性率を維持していても、突起体5の頂点部付近に集中して荷重がかかることになり、突起体5の頂点部付近の樹脂だけを変形させることができる。従って、突起電極8と端子電極22との接触面積を増加させることができるため、より確実に、半導体装置1の突起電極8と配線基板20の端子電極22との間の接続信頼性の向上を図ることができる。
(12) According to this embodiment, the
(13)本実施形態によれば、突起体5を形成する樹脂にフェノール樹脂を使用した。フェノール樹脂のガラス転移温度は300℃付近であるため、硬化温度が270℃付近であるエポキシ樹脂によって構成される接合材25が硬化する温度であっても、突起体5を形成するフェノール樹脂は高い弾性率を維持することができる。即ち、実装時に突起体5が必要以上に大きく変形することを防止でき、突起電極8を構成する導電層6が断線することを抑制することができる。従って、半導体装置1の突起電極8と配線基板20の端子電極22との間の接続信頼性の向上を図ることができる。
(13) According to this embodiment, a phenol resin is used as the resin forming the
(14)本実施形態によれば、接合材25は、エポキシ樹脂から構成されるNCP(Non Conductive Paste)である。これにより、導電微粒子を含んだ接合材25を使用することなく、低コストな非導電性接合材としての接合材25を使用して、半導体装置1を配線基板20に確実に実装することができる。従って、生産性を低下させることなく、半導体装置1の突起電極8と配線基板20の端子電極22とを電気的に接続することができ、接続信頼性の向上を図ることができる。
(14) According to this embodiment, the
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
○上記実施形態の図5〜図7では、突起体5を形成する樹脂には、ガラス転移温度が3
00℃であるフェノール樹脂を使用した。しかし、突起体5を形成する樹脂としては、ガラス転移温度が270℃以上である樹脂を使用するのであれば他の樹脂を使用してもよい。この場合でも、接合材25には、硬化温度が250℃以上である生産性のよい接合材25を使用することができる。従って、生産性を低下させることなく、半導体装置1の突起電極8と配線基板20上の端子電極22との間の接続信頼性の向上を図ることができる。
In addition, you may change this embodiment as follows.
In FIGS. 5 to 7 of the above embodiment, the resin forming the
A phenolic resin at 00 ° C. was used. However, other resins may be used as the resin for forming the
○上記実施形態の図5〜図7では、突起体5を形成する樹脂にはフェノール樹脂を使用した。これに代えて、突起体5を形成する樹脂として、ガラス転移温度の高いポリイミド樹脂等を使用してもよい。これにより、突起体5を形成する樹脂は、実装時でも高い弾性率を維持することができる。即ち、実装時に突起体5が必要以上に大きく変形することを防止でき、導電層6が断線するのを抑制することができる。従って、半導体装置1の突起電極8と配線基板20上の端子電極22との間の接続信頼性の向上を図ることができる。
In FIGS. 5 to 7 of the above embodiment, a phenol resin is used as the resin for forming the
○上記半導体装置1の製造に際しては、マスク9の開口部9aの形状を、略半球状の突起体5の平面形状に対応した円形とした。これに代えて、開口部9aの形状は特に限定する必要はなく、例えば、四角形であってもよい。その結果、紫外線10の露光処理によって、直方体状の突起体5bが形成される。この場合でも、突起体5bを融解させることにより、表面張力によって、半円状の断面形状を有する突起体5を形成することができる。
In manufacturing the
○上記半導体装置1の製造に際しては、マスク9に紫外線10を照射することにより、開口部9a内で露出されている樹脂層5aの部分を紫外線架橋させて突起体5bを形成した。これに代えて、マスク9上に電子線を照射することにより、開口部9a内で露出されている樹脂層5aの部分を電子線架橋させて突起体5bを形成してもよい。
In manufacturing the
○上記半導体装置1の製造に際しては、赤外線11によって突起体5bを融解させて略半球形状の突起体5を形成した。これに代えて、レーザ光等の他の手段に基づく放射熱によって突起体5bを加熱してもよい。特にレーザ光は局部的に加熱を行うことができるため、容易に突起体5bを加熱して融解させることができる。従って、より一段と半導体装置1の生産性の向上を図ることができる。
In manufacturing the
○上記実施形態では、半導体基板2上に形成される各々の電極3に対応させて突起体5を形成した。これに代えて、図8に示すように、複数の電極3を跨るように突起体5を形成して、該突起体5の上面に各々の電極3に対応した導電層6を形成し、組となる電極3と導電層6とを互いに電気的に接続させてもよい。これにより、複数の電極3それぞれに突起体5を形成する必要がなく、より一段と半導体装置1の製造時間の短縮化すなわち生産性の向上を図ることができる。更に、半導体装置1の突起電極8と配線基板20上の端子電極22との間の接続信頼性の向上を図ることができる。
In the above embodiment, the
○上記実施形態では、保護膜4は酸化珪素により形成した。これに代えて、保護膜4は、窒化珪素、ポリイミド樹脂等によって形成してもよい。
○上記実施形態では、保護膜4の膜厚を限定しなかったが、例えば1μm程度に形成すればよい。
In the above embodiment, the
In the above embodiment, the thickness of the
○上記実施形態では、導電層6は矩形形状にパターニングして形成した。これに代えて、導電層6の形状は特に限定する必要はなく、例えば、正方形形状にパターニングして形成してもよい。
In the above embodiment, the
○上記実施形態では、導電層6は金によって形成した。これに代えて、導電層6の素材には、例えば、銅、ニッケル、チタン、アルミニウム等、他の金属を使用してもよい。
In the above embodiment, the
1…半導体装置、2…半導体基板、3…電極、4…保護膜、5…凸部としての突起体、6…導電層、8…突起電極、9…マスク、10…紫外線、11…赤外線、20…実装基板としての配線基板、22…端子電極、25…接合材。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記第1の樹脂として、そのガラス転移温度が前記第2の樹脂の硬化温度よりも高いものを用いることを特徴とする半導体装置の実装方法。 A semiconductor device mounting method for mounting a semiconductor device on a mounting substrate via a bonding material by performing heat and pressure treatment, wherein the semiconductor device includes an electrode and a first resin protruding from the electrode. In the mounting method of the semiconductor device, comprising a convex portion to be formed and a conductive layer that is electrically connected to the electrode and covers the upper surface of the convex portion, and the bonding material is formed of a second resin,
A method for mounting a semiconductor device, wherein the first resin has a glass transition temperature higher than a curing temperature of the second resin.
前記凸部の断面は半円状の形状をなしていることを特徴とする半導体装置の実装方法。 In the mounting method of the semiconductor device according to claim 1,
A method of mounting a semiconductor device, wherein a cross section of the convex portion has a semicircular shape.
前記第1の樹脂はガラス転移温度が270℃以上であることを特徴とする半導体装置の実装方法。 In the mounting method of the semiconductor device according to claim 1 or 2,
The method for mounting a semiconductor device, wherein the first resin has a glass transition temperature of 270 ° C. or higher.
前記第1の樹脂はフェノール樹脂又はポリイミド樹脂を用いたことを特徴とする半導体装置の実装方法。 In the mounting method of the semiconductor device according to any one of claims 1 to 3,
A mounting method of a semiconductor device, wherein the first resin is a phenol resin or a polyimide resin.
前記第2の樹脂はエポキシ樹脂を用いたことを特徴とする半導体装置の実装方法。 In the mounting method of the semiconductor device according to any one of claims 1 to 4,
A method for mounting a semiconductor device, wherein the second resin is an epoxy resin.
前記電極を複数設け、互いに隣接する前記複数の電極を跨るように前記凸部を形成し、前記凸部の上面に前記電極の各々に対応して前記導電層を形成し、前記導電層の各々と、対応する前記電極とを電気的に接続することを特徴とする半導体装置の実装方法。 In the mounting method of the semiconductor device according to any one of claims 1 to 5,
Providing a plurality of the electrodes, forming the convex portion so as to straddle the plurality of adjacent electrodes, forming the conductive layer corresponding to each of the electrodes on the upper surface of the convex portion, each of the conductive layers A method for mounting a semiconductor device, wherein the corresponding electrodes are electrically connected.
前記接合材が非導電性接合材であることを特徴とする半導体装置の実装方法。 In the mounting method of the semiconductor device according to any one of claims 1 to 6,
A method for mounting a semiconductor device, wherein the bonding material is a non-conductive bonding material.
電極を有する半導体装置に、前記電極よりも突出する凸部を第1の樹脂により形成することと、
前記電極に電気的に接続されると共に前記凸部を被覆する導電層を形成することと、
前記第1の樹脂のガラス転移温度よりも低い硬化温度を有する第2の樹脂で形成される接合材を準備することと、
前記接合材を前記半導体装置と前記実装基板との間に配置した状態で、前記接合材、前記半導体装置、及び前記実装基板に加熱加圧処理を施すことと
を備える半導体装置の実装方法。 A method of mounting a semiconductor device on a mounting substrate, the method comprising:
Forming a protrusion protruding from the electrode on the semiconductor device having an electrode with the first resin;
Forming a conductive layer that is electrically connected to the electrode and covers the projection;
Preparing a bonding material formed of a second resin having a curing temperature lower than the glass transition temperature of the first resin;
A method for mounting a semiconductor device, comprising: applying heat and pressure to the bonding material, the semiconductor device, and the mounting substrate in a state where the bonding material is disposed between the semiconductor device and the mounting substrate.
前記第1の樹脂は、そのガラス転移温度が前記第2の樹脂の硬化温度よりも高いものからなることを特徴とする半導体装置の実装構造。 A semiconductor device mounting structure in which a semiconductor device is mounted on a mounting substrate through a bonding material by performing heat and pressure treatment, wherein the semiconductor device includes an electrode and a first resin protruding from the electrode. In the mounting structure of the semiconductor device, comprising a convex portion to be formed and a conductive layer that is electrically connected to the electrode and covers the upper surface of the convex portion, and the bonding material is formed of a second resin,
The mounting structure of a semiconductor device, wherein the first resin has a glass transition temperature higher than a curing temperature of the second resin.
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05243231A (en) * | 1992-03-03 | 1993-09-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electronic part mounting connecting body and manufacture thereof |
JPH06326108A (en) * | 1993-05-11 | 1994-11-25 | Citizen Watch Co Ltd | Bump electrode and its manufacture |
JP2002237546A (en) * | 2001-02-08 | 2002-08-23 | Sharp Corp | Semiconductor device and manufacturing method |
JP2004509449A (en) * | 2000-03-31 | 2004-03-25 | インフィネオン テクノロジーズ アクチエンゲゼルシャフト | Electronic component having flexible connection and method of manufacturing the same |
-
2008
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05243231A (en) * | 1992-03-03 | 1993-09-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electronic part mounting connecting body and manufacture thereof |
JPH06326108A (en) * | 1993-05-11 | 1994-11-25 | Citizen Watch Co Ltd | Bump electrode and its manufacture |
JP2004509449A (en) * | 2000-03-31 | 2004-03-25 | インフィネオン テクノロジーズ アクチエンゲゼルシャフト | Electronic component having flexible connection and method of manufacturing the same |
JP2002237546A (en) * | 2001-02-08 | 2002-08-23 | Sharp Corp | Semiconductor device and manufacturing method |
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