JP2010153670A - フリップチップ実装方法と半導体装置 - Google Patents

フリップチップ実装方法と半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2010153670A
JP2010153670A JP2008331662A JP2008331662A JP2010153670A JP 2010153670 A JP2010153670 A JP 2010153670A JP 2008331662 A JP2008331662 A JP 2008331662A JP 2008331662 A JP2008331662 A JP 2008331662A JP 2010153670 A JP2010153670 A JP 2010153670A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor chip
resin
wiring board
flip
chip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008331662A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Tomura
善広 戸村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2008331662A priority Critical patent/JP2010153670A/ja
Priority to CN2009801208771A priority patent/CN102047404B/zh
Priority to PCT/JP2009/005890 priority patent/WO2010070806A1/ja
Priority to US13/056,462 priority patent/US8895359B2/en
Publication of JP2010153670A publication Critical patent/JP2010153670A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/75Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73201Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8319Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H01L2224/83192Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/06Polymers
    • H01L2924/078Adhesive characteristics other than chemical
    • H01L2924/0781Adhesive characteristics other than chemical being an ohmic electrical conductor
    • H01L2924/07811Extrinsic, i.e. with electrical conductive fillers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

【課題】異方性導電接着剤を使用した場合に安定した形状の凹凸をフィレットの部分に形成することができ、また高温高湿の使用環境下においても、配線基板と半導体チップとの電気的が続箇所に水分の侵入するのを防止したフリップチップ実装方法を提供する。
【解決手段】半導体チップ1の周囲のはみ出したアンダーフィル樹脂6の表面に第2の樹脂16bを塗布して凹凸層16を形成し、その上にモールド樹脂によりモールドを行い、容器を形成する。
【選択図】図9

Description

本発明は、半導体装置のフリップチップ実装方法に関する。
近年、電子機器の小型化、薄型化の要求により、裸(ベア)の半導体チップを配線基板上に直接に実装(ベアチップ実装)した半導体装置が要求されている。特に、半導体チップの回路面を配線基板上に向き合わさるようにひっくり返して実装(フリップチップ実装)された半導体装置が要求されている。
従来、フリップチップタイプの半導体装置は、図19に示すように配線基板50に金属バンプ電極などの内部接続端子を備えた半導体チップ51をフリップチップ接続により搭載することにより構成されている。52は異方導電性接着剤である。
この半導体装置では、外力が半導体チップ51に作用した場合に、異方性導電接着剤52が破損して、配線基板50と半導体チップ51との電気接続の不良が発生する。
そこで特許文献1には、図20に示すように半導体チップ51の外周からはみ出す異方性導電接着剤52のフィレット部分に凹凸53を形成することによって、異方性導電接着剤52の機械的強度を向上させて配線基板50と半導体チップ51との電気接続の不良の発生を低減している。
特開2000−277566号公報
特許文献1のフリップチップ実装方法は、異方性導電接着剤52を加熱するプロセスをコントロールして前記凹凸53を異方性導電接着剤52のフィレット部分に形成しているため、凹凸形状が緩やかで、形状にばらつきがある。さらに、高温多湿の使用環境下では、配線基板50と半導体チップ51との電気接続個所に水分が侵入し易い信頼性の低いものである。
本発明は安定した形状の凹凸を前記フィレットの部分に形成することができ、しかも機械的強度について従来よりも高信頼性の半導体装置を得ることができるフリップチップ実装方法を提供することを目的とする。
また、本発明は安定した形状の凹凸を前記フィレットの部分に形成することができ、しかも機械的強度ならびに電気接続について従来よりも高信頼性の半導体装置を得ることができるフリップチップ実装方法を提供することを目的とする。
本発明のフリップチップ実装方法は、熱硬化性のアンダーフィル樹脂を半導体チップと配線基板の間に介在させて半導体チップを配線基板にフリップチップ実装するとともに、前記配線基板の上に前記半導体チップを覆う容器を接合するに際し、前記配線基板と前記半導体チップの間に熱硬化性のアンダーフィル樹脂を挟んで位置決め配設された前記半導体チップを圧着ツールで加圧加熱して前記半導体チップの周囲にはみ出したアンダーフィル樹脂の表面に、凹凸形成用の第2の樹脂を塗布して凹凸層を形成し、前記半導体チップを覆う前記容器の内面とアンダーフィル樹脂表面の前記凹凸層とを接合することを特徴とする。
好ましくは、前記第2の樹脂を、前記アンダーフィル樹脂の表面にメッシュ状、ひも状、パンチング形状の何れかに塗布する。また、前記第2の樹脂として導電性樹脂を使用する。
また、本発明のフリップチップ実装方法は、熱硬化性のアンダーフィル樹脂を半導体チップと配線基板の間に介在させて半導体チップを配線基板にフリップチップ実装するとともに、前記配線基板の上に前記半導体チップを覆う容器を接合するに際し、前記配線基板と前記半導体チップの間に熱硬化性のアンダーフィル樹脂を挟んで位置決め配設された前記半導体チップを圧着ツールで加圧加熱して前記半導体チップの周囲にはみ出したアンダーフィル樹脂の表面に、表面に凹凸をした金属フィルムシートまたは樹脂フィルムシートを覆い被せて凹凸層を形成し、前記半導体チップを覆う前記容器の内面とアンダーフィル樹脂表面の前記凹凸層とを接合することを特徴とする。
本発明の半導体装置は、熱硬化性のアンダーフィル樹脂を半導体チップと配線基板の間に介在させて半導体チップを配線基板にフリップチップ実装するとともに、前記配線基板の上に前記半導体チップを覆う容器を接合した半導体装置であって、前記半導体チップの周囲にはみ出したアンダーフィル樹脂の表面と前記容器の間に、凹凸形成用の第2の樹脂を塗布して形成された凹凸層を有していることを特徴とする。
好ましくは、前記第2の樹脂が導電性樹脂で前記配線基板の電極に接続されていることを特徴とする。
また、本発明の半導体装置は、熱硬化性のアンダーフィル樹脂を半導体チップと配線基板の間に介在させて半導体チップを配線基板にフリップチップ実装するとともに、前記配線基板の上に前記半導体チップを覆う容器を接合した半導体装置であって、前記半導体チップの周囲にはみ出したアンダーフィル樹脂の表面と前記容器の間に、表面に凹凸をした金属フィルムシートまたは樹脂フィルムシートを覆い被せて形成された凹凸層を有していることを特徴とする。
好ましくは、前記金属フィルムシートまたは樹脂フィルムシートが導電性で前記配線基板の電極に接続されていることを特徴とする。
この構成によると、半導体チップの周囲にはみ出したアンダーフィル樹脂の表面に、凹凸形成用の第2の樹脂を塗布して凹凸層を形成し、前記半導体チップを覆う前記容器の内面とアンダーフィル樹脂表面の前記凹凸層とを接合するので、安定した形状の凹凸を前記フィレットの部分に形成することができ、しかも機械的強度の半導体装置を得ることができる。また、前記第2の樹脂が導電性樹脂で前記配線基板の電極に接続することによって、機械的だけでなく電気的にも信頼性の高い半導体装置を提供できる。
以下、本発明の実施の形態を図1〜図18に基づいて説明する。
図1〜図14はフリップチップ実装の工程を示し、図15が完成した半導体装置である。
先ず、図1(a)(b)に示す前工程を説明する。
図1(a)に示すように半導体チップ1の電極パッド2の上には、バンプ3が設けられている。半導体チップ1の厚みは0.15〜0.2mmを使用した。バンプ3は主に金、銅、パラジウム、ニッケル、錫、アルミニウム、半田等の少なくとも1種類から形成されている。このバンプ3は公知のワイヤーボンディング法によりスタッドバンプや引きちぎりバンプが形成されてもよいし、バンプ3を形成するためのワイヤーには微量元素を添加、含有してもよい。この場合のバンプ高さは約50μm、台座径は55μmとした。バンプ3は公知のめっき法、印刷法により形成されてもよい。
厚みが0.2〜0.4mmの配線基板4は、ガラスエポキシ基板(アラミド基板、シリコン基板、シリコンインターポーザでもよい)で、上面には銅(ニッケル+Auメッキしてもよい)の端子電極5が形成されている。配線基板4と端子電極5の上には、半導体チップ1よりも必要に応じて若干大きな寸法にてカットされたアンダーフィル樹脂としての絶縁性樹脂6が貼り付けられている。ここでは、180℃で硬化するエポキシ樹脂を絶縁性樹脂6として用いた。
図1(b)に示すように搭載ツール7で半導体チップ1を吸着し、半導体チップ1のバンプ3が各相対応する端子電極5の上に重なり合うように配線基板4の上に搭載される。この時点で、バンプ3は絶縁性樹脂6に突き刺さった状態である。一部のバンプ3は絶縁性樹脂6を貫通し、端子電極5に当たって変形している。位置決め荷重は、1バンプ当たり10g程度である。搭載ツール7は内蔵するヒータにより加熱してもよいが樹脂を100%以上硬化させてはいけない。搭載ツール7は半導体チップ1を搭載した後に離脱させる。
なお、絶縁性樹脂6は、配線基板4の上に粘着して貼り付けられるように、あらかじめ、50〜80℃程度の温度で配線基板4を加熱しておいてもよいし、貼り付け装置のツール(図示せず)が加熱されるようになっていてもよい。貼り付け荷重は、5〜10kgf/cm程度である。
この絶縁性樹脂6の厚みは50μmのものを使用した。絶縁性樹脂6が保護用セパレータ(図示せず)と2層になっていれば、それを剥がす。絶縁性樹脂6の絶縁性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド、また、絶縁性熱可塑性樹脂では、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリカーボネイト、変性ポリフェニレンオキサイド(PPO)、または、これら、絶縁性熱硬化性樹脂と絶縁性熱可塑性樹脂を混合したものなどが使用できる。無機フィラー量は50wt%のものを使用した。フィラー量は半導体チップ1と配線基板4との熱膨張、反りにより発生する応力から決定する。また、吸湿リフロー試験や湿中バイアス試験等による耐湿密着性による信頼性で決定する。また、絶縁性樹脂6は、リフロー耐熱性(265℃10秒間)を有することが好ましい。
次に後工程を説明する。
後工程では、図1(b)の実装状態の半導体チップ1の上に図2(b)(c)に示す圧着ツール8を用いて、図6に示すようにフィルム13を押し付けて絶縁性樹脂6のフィレットの成形が行われる。
圧着ツール8は、図2(a)(b)に示すように押圧部9とこの押圧部9の下面にネジ11によって交換自在に取り付けられた枠体10とで構成されている。枠体10の材質は、熱硬化性のエポキシ樹脂、フェノール樹脂や、ポリイミド、シリコーン、または、テフロン、さらに、ゴム系樹脂でもよく、これら、絶縁性熱硬化性樹脂と絶縁性熱可塑性樹脂を混合したものでも良い。
図3(a)に示すように圧着ツール8とステージ15の間に、支持治具12a,12bの間にフィルム13が架張した状態で設けられており、フィルム13の下方位置のステージ15の上に、図1(b)の実装状態の半導体チップ1がセットされている。フィルム13の大きさは縦横とも半導体チップ1よりも大きい。フィルム13は、耐熱性(NCF硬化温度)を有するフィルムが望ましい。フィルム13の材質は、例えば、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、フッ素樹脂、シリコーンゴム、これらの2層構造等の耐熱性熱可塑フィルムが好ましい。ここではフィルム13の厚みは20〜30μm程度のものを使用した。フィルム13の両面は、フラットで、特にパターンは形成されていない。
図4では、ステージ15に向かって支持治具12a,12bを降下させて当接させ、支持治具12a,12bによるフィルム13の保持を緩めて、フィルム13が半導体チップ1のほぼ上部に配置され、かつ、半導体チップ1の周囲にはみ出て貼り付けられている絶縁性樹脂6のほぼ上部に配置される。
図5では、ステージ15に向かって圧着ツール8をさらに降下させて前記枠体10を半導体チップ1の上に被せ、半導体チップ1の上面と絶縁性樹脂6のフィレットの部分を、フィルム13を介して加熱しながら押圧する。
なお、フィルム13は配線基板4もしくはステージ15側から吸着等で絶縁性樹脂6の上部に誘導配置されてもよい。
次に図6に示すように、フィルム13を介して圧着ツール8によって半導体チップ1を配線基板4に加熱しながら更に押圧するとともに、半導体チップ1からはみ出た絶縁性樹脂6にフィルム13を介して枠体10が押し当てられて加熱加圧する。
次に図7に示すように、圧着ツール8によって加圧をつづけ、半導体チップ1のバンプ3を除々に変形させながら、同時に、枠体10もまたフィルム13越しに半導体チップ1からはみ出ている絶縁性樹脂6を加圧し続ける。圧着ツール8で荷重を加えることによって、バンプ3のすべてが絶縁性樹脂6を突き破り、配線基板4の端子電極5に接触しながら変形していく。
圧着ツール8で半導体チップ1のバンプ3の高さを所望の値にし、絶縁性樹脂6を硬化する。これによって、次に図8に示すように、半導体チップ1の端からはみ出ている絶縁性樹脂6にフィルム13のフラットな表面形状13aが転写される。
このときのバンプ変形荷重は1バンプ当たり50g程度である。バンプ3のサイズによって荷重をコントロールするが、この場合、バンプ高さは25μmtとした。また、必要に応じて、ステージ15を加熱したり、冷却して、絶縁性樹脂6にかかる内圧をコントロールし、ボイドの発生を抑えてもよい。
圧着ツール8および支持治具12a,12bを解除してフリップチップ実装体が得られる。
次に、図8の状態のフリップチップ実装体における絶縁性樹脂6のフィレット部分6aに、図9(a)(b)のようにして凹凸層16を形成し硬化する。
具体的には、半導体チップからはみ出したアンダーフィル樹脂のフィレット部分6aの少なくとも一部に、図9(a)(b)に示すように第2の樹脂16bをディスペンス16aによってメッシュ状に塗布していく。第2の樹脂16bはチクソ性の高い樹脂にすると液垂れせず、凹凸形状が崩れないため、モールド樹脂との密着力低下を防ぐことができる。第2の樹脂16bは、700Pa・sのエポキシ樹脂を使用した。第2の樹脂16bとして導電性樹脂を使用することもできる。
ここでは、半導体チップからはみ出したフィレット部分6aにメッシュ状に塗布したが、波状でも、螺旋状でも、アンダーフィル樹脂とモールド樹脂との接着面積が大きくなり、接着強度が増加するのであれば、パターンの形状は問わない。
フィレット部分6aに凹凸層16が形成されたフリップチップ実装体に対して、さらに、図10〜図14の工程で容器40を形成する。
図10では、図9のフリップチップ実装体を基板固定ステージ27の所望位置に設置し、トランスファーモールド金型26をフリップチップ実装体の上方から被せる。
次に図11に示すように、モールド樹脂30をトランスファーモールド金型26のゲート28の部分から圧力シリンダ29で押しながら加熱注入する。
次に図12に示すように、モールド樹脂30でフリップチップ実装体の半導体チップ1と凹凸層16を含めてキャビティ26Aに完全に充填される。
次に図13に示すように、圧力シリンダ29を開放し、トランスファーモールド金型26を解除して取り外す。
次に図14に示すように、モールドされたフリップチップ実装体をダイシングテープ32で固定し、ダイシング装置にセットし、ブレード41で所望のサイズにカットして図15に示した、モールドされた半導体装置33が完成する。
なお、モールドされたフリップチップ実装体はレーザーによるダイシングでもよい。その場合は、実装体は基板吸着固定治具に固定される。
この実施の形態のフリップチップ実装方法によると、ばらつきのない均一な凹凸層16を介して、アンダーフィルとモールド樹脂が入り込んで接合され、両者の接触面積が大きく、アンカー(投錨)効果によって容器40との接着強度を高めることができる。
また、絶縁性樹脂6はフィルム13を介して圧着ツール8によって加圧成型硬化されるため、ボイドの発生も抑えることができる。容器40を接合したことによって、高温多湿の使用環境下において、配線基板4と半導体チップ1との電気接続個所に水分が侵入しにくい信頼性の高いものである。
また、絶縁性樹脂6の内部への吸湿が少ないためリフロー時に水分が加熱されて膨張することが少なく、容器40と絶縁性樹脂6の界面が剥離したりすることが極めて少なく、半導体チップ1のバンプ3と端子電極5との間に作用する引っ張りの応力を小さくすることができ、電気接続の信頼性が向上する。
なお、この実施の形態での圧着ツール8は、フィルム13を介して半導体チップ1に熱を伝え、絶縁性樹脂6の硬化温度を180℃になるようにするため、210℃に設定した。
また、コンスタントヒートタイプを使用したが、セラミック高速昇温タイプのものを使用してもよい。
また、上記の例ではフィレット部に図9(b)に示すように第2の樹脂16bをメッシュ状に形成したが、これは図16に示すように第2の樹脂16bを縦方向に向かって所定間隔で滑り台状に塗布して凹凸層16を形成しても同様である。第2の樹脂16bの塗布の幅は均一であっても、上部に対して下部の幅が小さくなっていても良い。
また、上記の例ではフィレット部に第2の樹脂16bをメッシュ状または滑り台状に形成したが、図17に示すように第2の樹脂16bを横方向に向かって環状に所定間隔で塗布して凹凸層16を形成しても同様である。
また、上記の例ではフィレット部に第2の樹脂16bをメッシュ状または滑り台状に形成したが、図18に示すように第2の樹脂16bを横斜め方向に向かって所定間隔で螺旋状に塗布して凹凸層16を形成しても同様である。
上記の各実施の形態では、絶縁性樹脂6を使用したが、この絶縁性樹脂6に替えて異方性導電膜(ACF)を用いてもよく、さらに異方性導電膜に含まれる導電粒子(図示せず)として、ニッケル粉に金メッキを施したものを用いることにより、端子電極5とバンプ3との間での接続抵抗値を低下せしめることができて良好な接続信頼性が得られる。さらに、導電粒子は樹脂ボールにニッケルや金メッキを施した粒子を使ってもよい。さらに、導電粒子は、半田等の微粒子を使用することによって、端子電極5とバンプ3との間での接触状態の接続から、合金状態の接続を得ることもでき、さらに接続信頼性を向上させることができる。
以上のように本発明のフリップチップ実装方法によれば、短リードタイムで生産性の高い、高信頼性の半導体装置を製造することができる。
上記の実施の形態では、ディスペンス塗布によって絶縁性樹脂6のフィレット部6aに凹凸層16を形成し、この上に容器40を形成して容器40と半導体チップ1との接着を機械的に信頼性を高めたが、ディスペンス塗布以外に、金属フィルムシートや樹脂フィルムシートを網状にネット加工したものを図7の半導体チップ1の上に予め覆い被せておいてから、この上に容器40を形成することによって、アンダーフィル部のみに凹凸層16を形成するのではなく、半導体チップ裏面にも凹凸層16を形成することもできる。また、アンダーフィル部のみに凹凸層16を形成する場合であれば、半導体チップ1の部分をくり抜いた金属フィルムシートや樹脂フィルムシートを図7の半導体チップ1の上に予め覆い被せておいてから、この上に容器40を形成することによって実現できる。
また、上記の各実施の形態において、第2の樹脂16bとして導電性樹脂を使用した場合、半導体チップ1の上に覆い被せる金属フィルムシートや樹脂フィルムシートに導電性のものを使用した場合には、第2の樹脂16bを配線基板4のグランドなどの基準電位に接続された端子電極5に接続してグランドと接続することによって、他の信号配線の電気的信号および電位を安定化させることができる。
第2の樹脂16bの具体例としては、ダムフィルエポキシ樹脂、導電性接着剤を例に挙げることができる。また、半導体チップ1の上に覆い被せる金属フィルムシートや樹脂フィルムシートとしては、メッシュ状粘着型樹脂フィルムシート、メッシュ状粘着型金属フィルムシート、メッシュ型金属箔貼りプリプレグ基板、メッシュ状織布ガラエポクロス、ひも状ガラエポクロス、メッシュ状織布有機(アラミド)耐熱クロス、ひも状織布有機(アラミド)耐熱クロス、メッシュ状金属薄膜、マスクパターンエッチング状金属薄膜などを挙げることができる。
本発明は、配線基板に半導体チップがフリップチップ実装された小型薄型の半導体装置等の高性能化に寄与できる。
本発明の実施の形態のフリップチップ実装工程の断面図 同実施の形態のフリップチップ実装工程で使用する圧着ツール8の分解図と組み立て図と底面図 同実施の形態のフリップチップ実装工程の前工程の断面図 同実施の形態のフリップチップ実装工程の前工程の断面図 同実施の形態のフリップチップ実装工程の前工程の断面図 同実施の形態のフリップチップ実装工程の前工程の断面図 同実施の形態のフリップチップ実装工程の前工程の断面図 同実施の形態のフリップチップ実装工程の前工程の断面図 同実施の形態の前工程で形成された半導体チップのフィレット部に凹凸層16を形成する工程の説明図 同実施の形態のフリップチップ実装工程の後工程の断面図 同実施の形態のフリップチップ実装工程の後工程の断面図 同実施の形態のフリップチップ実装工程の後工程の断面図 同実施の形態のフリップチップ実装工程の後工程の断面図 同実施の形態のフリップチップ実装工程の後工程の断面図 同実施の形態の完成した半導体装置の断面図 第2の樹脂16bを縦方向に向かって所定間隔で滑り台状に塗布して凹凸層16を形成した場合の説明図 第2の樹脂16bを横方向に向かって環状に塗布して凹凸層16を形成した場合の説明図 第2の樹脂16bを横斜め方向に向かって所定間隔で螺旋状に塗布して凹凸層16を形成した場合の説明図 従来例のフリップチップ実装体の断面図 別の従来例のフリップチップ実装体の断面図
符号の説明
1 半導体チップ
2 電極パッド
3 バンプ
4 配線基板
5 端子電極
6 絶縁性樹脂
7 搭載ツール
8 圧着ツール
9 押圧部
10 枠体
11 固定ネジ
12 支持治具
13 フィルム
15 ステージ
16 凹凸層
26 トランスファーモールド金型
26A キャビティ
28 ゲート
29 圧力シリンダ
30 モールド樹脂
32 ダイシングテープ
33 半導体装置
40 容器
41 ブレード

Claims (8)

  1. 熱硬化性のアンダーフィル樹脂を半導体チップと配線基板の間に介在させて半導体チップを配線基板にフリップチップ実装するとともに、前記配線基板の上に前記半導体チップを覆う容器を接合するに際し、
    前記配線基板と前記半導体チップの間に熱硬化性のアンダーフィル樹脂を挟んで位置決め配設された前記半導体チップを圧着ツールで加圧加熱して前記半導体チップの周囲にはみ出したアンダーフィル樹脂の表面に、凹凸形成用の第2の樹脂を塗布して凹凸層を形成し、
    前記半導体チップを覆う前記容器の内面とアンダーフィル樹脂表面の前記凹凸層とを接合する
    フリップチップ実装方法。
  2. 前記第2の樹脂を、前記アンダーフィル樹脂の表面にメッシュ状、ひも状、パンチング形状の何れかに塗布する
    請求項1記載のフリップチップ実装方法。
  3. 前記第2の樹脂として導電性樹脂を使用する
    請求項1記載のフリップチップ実装方法。
  4. 熱硬化性のアンダーフィル樹脂を半導体チップと配線基板の間に介在させて半導体チップを配線基板にフリップチップ実装するとともに、前記配線基板の上に前記半導体チップを覆う容器を接合するに際し、
    前記配線基板と前記半導体チップの間に熱硬化性のアンダーフィル樹脂を挟んで位置決め配設された前記半導体チップを圧着ツールで加圧加熱して前記半導体チップの周囲にはみ出したアンダーフィル樹脂の表面に、表面に凹凸をした金属フィルムシートまたは樹脂フィルムシートを覆い被せて凹凸層を形成し、
    前記半導体チップを覆う前記容器の内面とアンダーフィル樹脂表面の前記凹凸層とを接合する
    フリップチップ実装方法。
  5. 熱硬化性のアンダーフィル樹脂を半導体チップと配線基板の間に介在させて半導体チップを配線基板にフリップチップ実装するとともに、前記配線基板の上に前記半導体チップを覆う容器を接合した半導体装置であって、
    前記半導体チップの周囲にはみ出したアンダーフィル樹脂の表面と前記容器の間に、凹凸形成用の第2の樹脂を塗布して形成された凹凸層を有している
    半導体装置。
  6. 前記第2の樹脂が導電性樹脂で前記配線基板の端子電極に接続されている
    請求項5記載の半導体装置。
  7. 熱硬化性のアンダーフィル樹脂を半導体チップと配線基板の間に介在させて半導体チップを配線基板にフリップチップ実装するとともに、前記配線基板の上に前記半導体チップを覆う容器を接合した半導体装置であって、
    前記半導体チップの周囲にはみ出したアンダーフィル樹脂の表面と前記容器の間に、表面に凹凸をした金属フィルムシートまたは樹脂フィルムシートを覆い被せて形成された凹凸層を有している
    半導体装置。
  8. 前記金属フィルムシートまたは樹脂フィルムシートが導電性で前記配線基板の端子電極に接続されている
    請求項7記載の半導体装置。
JP2008331662A 2008-12-16 2008-12-26 フリップチップ実装方法と半導体装置 Pending JP2010153670A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008331662A JP2010153670A (ja) 2008-12-26 2008-12-26 フリップチップ実装方法と半導体装置
CN2009801208771A CN102047404B (zh) 2008-12-16 2009-11-06 半导体装置和倒装芯片安装方法及倒装芯片安装装置
PCT/JP2009/005890 WO2010070806A1 (ja) 2008-12-16 2009-11-06 半導体装置とフリップチップ実装方法およびフリップチップ実装装置
US13/056,462 US8895359B2 (en) 2008-12-16 2009-11-06 Semiconductor device, flip-chip mounting method and flip-chip mounting apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008331662A JP2010153670A (ja) 2008-12-26 2008-12-26 フリップチップ実装方法と半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010153670A true JP2010153670A (ja) 2010-07-08

Family

ID=42572434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008331662A Pending JP2010153670A (ja) 2008-12-16 2008-12-26 フリップチップ実装方法と半導体装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010153670A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013062472A (ja) * 2011-09-15 2013-04-04 Toppan Printing Co Ltd 半導体パッケージおよびその製造方法
JP2016527718A (ja) * 2013-07-16 2016-09-08 シンガポール科学技術研究庁Agency for Science, Technology and Research チップをウェハに対し集積する方法及びその装置
US20210233887A1 (en) * 2017-06-16 2021-07-29 Micron Technology, Inc. Thermocompression bond tips and related apparatus and methods

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013062472A (ja) * 2011-09-15 2013-04-04 Toppan Printing Co Ltd 半導体パッケージおよびその製造方法
JP2016527718A (ja) * 2013-07-16 2016-09-08 シンガポール科学技術研究庁Agency for Science, Technology and Research チップをウェハに対し集積する方法及びその装置
US20210233887A1 (en) * 2017-06-16 2021-07-29 Micron Technology, Inc. Thermocompression bond tips and related apparatus and methods
US11705425B2 (en) * 2017-06-16 2023-07-18 Micron Technology, Inc. Thermocompression bond tips and related apparatus and methods

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010070806A1 (ja) 半導体装置とフリップチップ実装方法およびフリップチップ実装装置
US6981317B1 (en) Method and device for mounting electronic component on circuit board
JP5208205B2 (ja) フリップチップ実装方法とフリップチップ実装装置およびそれに使用されるツール保護シート
US8138018B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device having underfill resin formed without void between semiconductor chip and wiring board
JPH11191569A (ja) フリップチップ実装方法および半導体装置
JP3326382B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2010153670A (ja) フリップチップ実装方法と半導体装置
JP2008192984A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP4479582B2 (ja) 電子部品実装体の製造方法
JP5451053B2 (ja) フリップチップ実装方法とフリップチップ実装装置
JP2002026071A (ja) 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器
JP3923248B2 (ja) 回路基板への電子部品の実装方法及び回路基板
JP5414336B2 (ja) 電子部品
JP2011082404A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2001127105A (ja) 半導体装置の製造方法及びボンディング用加圧治具
JP3914332B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP3494048B2 (ja) バンプ付電子部品の実装構造および実装方法
JP5845855B2 (ja) 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JPH1140697A (ja) 半導体装置用テープキャリア
JP2009266975A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2012186511A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH04355936A (ja) 半導体装置の実装方法
JP2010080698A (ja) 半導体素子実装基板とその製造方法
JPH04355934A (ja) 半導体装置の実装方法