JPH1064954A - 半導体装置の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バンプ接点と電極との接合性を改善する半導
体装置の製造方法および製造装置を提供することにあ
る。 【解決手段】 フィルムキャリア４はバンプ接点５を有
するものであり、フィルムキャリア４のバンプ接点５と
半導体チップ３の電極（図示せず）とを互いに接触する
ように重ね合わせ、これらを半導体チップ側ベース１
と、フィルムキャリアのバンプ接点の裏面に対応する位
置に凸部２ａが設けられたフィルムキャリア側ベース２
とで挟み込んで加熱、加圧して該バンプ接点と該電極と
を接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法および製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体チップの電極とリード
内部端子とを接続して半導体チップを実装する方法とし
ては、リードフレーム間をワイヤーボンディングにより
接続する実装方法が最も一般的で良く知られている。し
かしながら、半導体配線が微細化するに従い電極間が狭
ピッチ化し、上記実装方法では対応が難しくなってきて
いる。そのため、リードフレームの代わりに、更に微細
加工が可能なプリント基板を使用した実装方法が考案さ
れている。このようなプリント基板を使用した実装方法
は、プリント基板の基板材料、製法、形態等により幾つ
かに分類されている。これらの内、プリント基板として
フィルムキャリアを用いた実装方法が、基板の連続生産
性、微細パターン加工性の点から優れている。

【０００３】フィルムキャリアを用いる実装方法の一つ
として、ＴＡＢ法が知られている。この方法において
は、フィルムキャリアはチップ搭載部にデバイスホール
を有しており、該ホール内にはビームリードが突出する
よう設けられている。また、ＴＡＢ法においては、リー
ド先端部または半導体チップの電極のいずれかにはバン
プ接点が設けられており、リードと電極とはバンプ接点
を介して金属接合し接続を取る。ＴＡＢ法は、接合が容
易である点において優れているが、デバイスホールやビ
ームリードを作成する為、製造工程が複雑となり、コス
ト上不利なものとなっている。

【０００４】一方、デバイスホールを有しないフィルム
キャリアを用いる実装方法においても、同様にリード先
端部または半導体チップの電極のいずれかにバンプ接点
が設けられており、これらはバンプ接点を介して接続さ
れる。これには、異方導電性接着材や光硬化性樹脂を介
在させてメカニカルな方法で接続をとる実装方法と金属
接合により接続を取る実装方法が知られているが、信頼
性の点より金属接合による方法が優れている。また、金
属接合による実装方法としては、接点を一個ずつ電極に
接合するシングルポイント法と、全接点を電極に一括接
合する方法とが知られている。

【０００５】シングルポイント法は一ピン毎に接合する
為、接点の高さバラツキの影響を受けにくく、信頼性が
高い方法である。しかし、一括接合する方法に比してボ
ンディング時間が長く、多ピンＩＣでは生産性に劣って
いる。これに対し一括接合する方法は、生産性、コスト
等の点から好ましい実装方法である。かかる実装方法に
おいては通常、フィルムキャリアを接合面を上向きにし
てフィルムキャリア側ベースに固定し、半導体チップを
接合面を下向きにしてその上に配置し上下より加熱と加
圧を行う。この方法はチップを下向きに配置する事から
フリップチップボンディング法と呼ばれ、一連の接合に
関する動作を行う装置はフリップチップボンダーと呼ば
れている。更に、かかる実装方法において必要となるバ
ンプ接点は半導体チップ側でなくフィルムキャリア側に
配置する方が、バンプ接点の製造コストの観点から有利
である。

【０００６】図７に従来のフリップチップボンディング
法の一例を示す。なお同図は断面図であり、半導体チッ
プ側ベース１、フィルムキャリア側ベース２、導電性回
路７にはハッチングを施している。また同図（ａ）はバ
ンプ接点と半導体チップ３の電極とを接合する前の状態
を示しており、同図（ｂ）はこれらを接合するため、半
導体チップ側ベースを下降させて半導体チップとフィル
ムキャリアとを挟みこんで加圧、加熱している状態を示
している。

【０００７】図７（ａ）に示すように、半導体チップ３
は半導体チップ側ベース１に真空吸着により固定されて
おり、また半導体チップには電極としてアルミパッド
（図示せず）が設けられている。フィルムキャリア４
は、フィルムキャリア側ベース２に真空吸着により固定
されており、また絶縁性基板６の一方の面にバンプ接点
５が設けられ、絶縁性基板の内部には導電性回路７が設
けられ、バンプ接点と導電性回路とが導通されてなる構
造を有している。また、バンプ接点５と半導体チップ３
の電極とは互いに接触し得るよう位置合わせされてい
る。次に、同図（ｂ）に示すように加圧、加熱すること
によりバンプ接点と電極とは接合される。

【０００８】但し、上記のようにフリップチップボンデ
ィングにおいては、半導体チップの電極は、アルミパッ
ドであることが多く、その表面には酸化膜が形成されて
いる。従って、バンプ接点と電極とを良好に導通させる
には、酸化膜を表面より除去して下層の酸化していない
アルミを露出させ、該アルミとバンプ接点との間で相互
拡散により合金を形成し、金属接合を形成する必要があ
る。その為には、バンプ接点が潰れ径方向に広がる際に
発生する剪断力により、酸化膜が周辺に除去されるよう
バンプ接点に十分な荷重を加える必要がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
チップの電極がアルミパッドである場合の従来のフリッ
プチップボンディングでは、特にバンプ接点の近傍であ
って、他のバンプ接点が設けられていない領域において
は、図７（ｂ）に示すように接合に要する変形がバンプ
接点に生じる前にフィルムキャリアと半導体チップとが
接触してしまう可能性がある。そのため、荷重がバンプ
接点に集中せず分散し、バンプ接点の変形が進行せず、
バンプ接点と電極との接合が十分に行えないという問題
がある。また、例えば電極が金メッキ電極のようにアル
ミパッド以外の場合においても、接合に必要な荷重がバ
ンプ接点に集中せず、良好な金属接合が得られない可能
性がある。

【００１０】上記のような接触はバンプ接点の高さが低
いと発生し易いものであり、またバンプ接点の高さが３
０μｍ未満であると顕著であった。一方、バンプ接点の
高さが３０μｍ以上であると上記問題の発生は減少傾向
にあるが、高さが３０μｍ以上のバンプ接点を作製する
ことは、製造コストが高くなるという問題がある。

【００１１】また、フィルムキャリアに半導体チップを
実装した後においては、通常、液状樹脂をポッティング
したり、フィルムキャリアと半導体チップとの隙間に樹
脂を注入し硬化させ封止する必要があり、また樹脂には
アフターキュアを施す必要がある。そのため、工程の簡
略化や、生産時間の短縮化が難しいという問題がある。

【００１２】本発明の課題は、上記問題を解決し、バン
プ接点と電極との接合性を改善する半導体装置の製造方
法および製造装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は次の
特徴を有するものである。 （１） フィルムキャリアに半導体チップが実装されて
なる半導体装置の製造方法であって、フィルムキャリア
はバンプ接点を有するものであり、フィルムキャリアの
バンプ接点と半導体チップの電極とを互いに接触するよ
うに重ね合わせ、これらを半導体チップ側ベースと、フ
ィルムキャリアのバンプ接点の裏面に対応する位置に凸
部が設けられたフィルムキャリア側ベースとで挟み込ん
で加熱、加圧して該バンプ接点と該電極とを接合するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。

【００１４】（２） 半導体チップの電極がアルミパッ
ドである上記（１）記載の半導体装置の製造方法。

【００１５】（３） バンプ接点の表面にＡｕからなる
層が設けられている上記（１）記載の半導体装置の製造
方法。

【００１６】（４） 半導体チップの電極がアルミパッ
ドであり、且つ、バンプ接点の表面にＡｕからなる層が
設けられている上記（１）記載の半導体装置の製造方
法。

【００１７】（５） バンプ接点の高さがフィルムキャ
リアから３０μｍ以下である上記（１）または（４）記
載の半導体装置の製造方法。

【００１８】（６） フィルムキャリアのバンプ接点が
設けられた面に、さらに接着剤層が設けられ、且つ、前
記接着剤層の表面にはバンプ接点が露出している上記
（１）記載の半導体装置の製造方法。

【００１９】（７） フィルムキャリアが、絶縁性基板
の一方の面にバンプ接点が設けられ、絶縁性基板のいず
れかの面または内部に導電性回路が設けられ、バンプ接
点と導電性回路とが導通された構造を有するものである
上記（１）記載の半導体装置の製造方法。

【００２０】（８） バンプ接点の形成方法が、絶縁性
基板に対してバンプ接点を形成すべき位置に貫通孔を設
け、貫通孔の底部に導電性回路を露出させ、貫通孔内に
接点材料を析出させて充填し、さらに該接点材料と同一
または異なる接点材料を析出させて絶縁性基板の表面か
ら突出させてバンプ接点とするものである上記（７）記
載の半導体装置の製造方法。

【００２１】（９） フィルムキャリアのバンプ接点が
設けられた面の裏面に外部接続用電極が設けられてお
り、外部接続用電極と導電性回路とが導通されている上
記（７）記載の半導体装置の製造方法。

【００２２】また、本発明の製造装置は次の特徴を有す
るものである。 （１０） フィルムキャリアに半導体チップを実装して
半導体装置を製造する装置であって、フィルムキャリア
のバンプ接点の裏面に対応する位置に凸部が設けられた
フィルムキャリア側ベースと、半導体チップ側ベースと
を有し、フィルムキャリア側ベースと半導体チップ側ベ
ースとが、フィルムキャリアのバンプ接点と半導体チッ
プの電極とを接触させて重ね合わせたものを挟み込んで
加熱、加圧し、バンプ接点と電極とを接合するものであ
ることを特徴とする製造装置。

【００２３】

【作用】本発明では、フィルムキャリアのバンプ接点の
裏面に対応する位置に接触し得るように凸部を設け、こ
の凸部と半導体チップ側ベースとで挟み込んで加圧、加
熱を行う。そのため、バンプ接点の高さが低い場合であ
っても、バンプ接点に荷重を集中させることができ、バ
ンプ接点は接合に必要な変形を行い得ることができる。
従って、バンプ接点と電極とを良好に接合させることが
できる。また、フィルムキャリアのバンプ接点が設けら
れた面に、接着材層を設けてバンプ接点と電極とを接合
することにより、別工程によらずにフィルムキャリアと
半導体チップとの隙間を封止することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体装置の製造
方法を製造装置と共に詳細に説明する。図１は、本発明
の半導体装置の製造方法および製造装置の一例を示す断
面図であり、得られた結果物である半導体装置について
も示している。なお、同図では一部分のみを示してお
り、また半導体チップ側ベース１、フィルムキャリア側
ベース２、導電性回路７にはハッチングを施している。
また同図（ａ）はバンプ接点５と半導体チップ３の電極
（図示せず）とを接合する前の状態を示しており、同図
（ｂ）はこれらを接合するため、半導体チップ側ベース
を下降させて半導体チップとフィルムキャリアとを挟み
こんで加圧、加熱している状態を示している。

【００２５】図１（ａ）に示すように、半導体チップ３
は半導体チップ側ベース１に真空吸着により固定されて
おり、その電極としてはアルミパッド（図示せず）が設
けられている。フィルムキャリア４は、フィルムキャリ
ア側ベース２に真空吸着により固定されており、フィル
ムキャリア側ベース２はベース基板２ｂ上に凸部２ａが
設けられたものであり、その凸部２ａはバンプ接点の裏
面に対応する位置に接触している。また、フィルムキャ
リア４は、絶縁性基板６の一方の面にバンプ接点５が設
けられ、絶縁性基板の内部に導電性回路７が設けられ、
バンプ接点と導電性回路とが貫通孔８に充填された導電
性物質により導通されてなる構造を有している。またバ
ンプ接点の材料としては金が用いられている。更に、バ
ンプ接点と電極とは互いに接触し得るように位置合わせ
されている。

【００２６】図１（ｂ）に示すように、フィルムキャリ
ア側ベース２に設けられた凸部２ａにより、バンプ接点
に十分な荷重を集中させることができ、バンプ接点は半
導体チップの電極表面の酸化膜を周囲に除去できるよう
変形することができる。従って、バンプ接点と電極とは
良好に接合される。

【００２７】バンプ接点と電極とを接合するための加圧
は、フィルムキャリア側ベースと半導体チップ側ベース
とで挟み込むことによって行われ、バンプ接点に接合に
必要なだけの変形が生じる程度であれば良い。また、加
圧は、図１に示すような半導体チップおよびフィルムキ
ャリアをそれぞれのベースに固定して、一方のベースま
たは双方のベースを移動させて行っても良いし、フィル
ムキャリア又は半導体チップの内どちらか一方のみをベ
ースに固定し、その上に他方を重ね合わせ、さらにその
上から他のベースを下降させて行っても良い。また、ベ
ースの移動または下降は、分解能に優れるＡＣサーボモ
ータとボールネジとによって駆動して行うのが好まし
い。

【００２８】また、フィルムキャリアや半導体チップを
ベースに固定する場合であれば、真空吸着、静電吸着等
による固定が挙げられるが、真空吸着による固定が信頼
性が高く好ましい。また、ベースにはフィルムキャリア
や半導体チップを位置合わせするためのホールやピン等
を設けておくことが好ましい。

【００２９】バンプ接点と電極とを接合するための加熱
は、ベースを介して間接的に行い、どちらか一方のベー
スを加熱しても良いし、双方のベースを加熱しても良
い。また、チップを優先的に加熱する方が接合部分への
熱伝導性が良いため、半導体チップ側ベースを加熱し、
必要に応じてフィルムキャリア側ベースを加熱する事が
好ましい。また、加熱方法や加熱温度は下記の接合条件
を満たすものであれば特に限定されない。さらに、加熱
方法としては、パルスヒートやコンスタントヒート等に
よる公知の加熱方法を適宜使用することもできる。

【００３０】バンプ接点と電極との接合条件としては、
加圧条件を１バンプ接点当たり０．０５ｋｇｆ〜１．０
ｋｇｆで０．１秒〜１２０秒とし、加熱条件を接合部分
において３００℃〜５００℃とするのが好ましい。ま
た、加圧条件を１バンプ接点当たり０．１ｋｇｆ〜０．
４ｋｇｆで１秒〜３０秒とし、加熱条件を接合部分にお
いて３５０℃〜４５０℃とするのが特に好ましい。

【００３１】フィルムキャリア側ベースは、凸部を有し
ており、フィルムキャリアのバンプ接点の裏面に対応す
る位置に凸部を接触させ得るものであれば良い。また、
半導体チップ側ベースとともに用いられてフィルムキャ
リア側から、フィルムキャリアと半導体チップとを挟み
込み、前記した加圧、加熱を行えるものであれば特に限
定されない。また、公知のフリップチップボンダーのス
テージをベース基板とし、これに凸部を設けても良い。

【００３２】フィルムキャリア側ベースの形状は、フィ
ルムキャリアを固定でき、バンプ接点に接合時の荷重が
集中し易いものであれば、特に限定されない。従って、
直方体であっても良いし、円板状であっても良く、目的
や対象となるフィルムキャリア等に応じて決定すれば良
い。また、その大きさについても限定されず、フィルム
キャリアの大きさに応じて決定すれば良く、フィルムキ
ャリアを固定できるものであれば良い。また、その材料
としては、いわゆるフリップチップボンダーのステージ
として使用されている材料が好適に使用できる。

【００３３】凸部はバンプ接点の裏面に対応する位置に
接触し得るものであり、ベース基板からフィルムキャリ
アに向けて突き出しているものであれば良い。また、ベ
ース基板と一体的に形成されたものであっても、別体で
形成されたものであっても良い。凸部の形状、高さ等
は、バンプ接点の態様等に応じて必要な荷重を加え得る
ように決定すれば良い。例えば、バンプ接点が半球状を
呈しており、その高さが３０μｍ未満であれば、凸部は
頂部の形状が平であるものが好ましい。また、この場合
であれば、凸部のフィルムキャリアに対する接触面積
は、バンプ接点のフィルムキャリアに対する接地面積の
１００％〜５００％であることが好ましく、１００％〜
３００％であることが特に好ましい。また、凸部の高さ
は１０μｍ〜１００μｍであることが好ましく、２０μ
ｍ〜５０μｍであることが特に好ましい。

【００３４】また、凸部は一つのバンプ接点に対し個別
に形成しても良いし、複数のバンプ接点の裏面に対応す
る位置の全てに接触できるよう形成された連続した一つ
の形状であっても良い。具体的には、バンプ接点が方形
状に配置されたものであるならば、図６（ａ）に示す方
形の凸部または同図（ｂ）に示す個別の凸部を有するフ
ィルムキャリア側ベース等を用いる事が出来る。なお、
同図は凸部の一例を示す上面図であり、凸部にはハッチ
ングを施している。凸部の材料としては加圧や加熱によ
って変質や破損しないものであれば良く、ベース基板と
別体で形成されたものであれば、いわゆるフリップチッ
プボンダーのステージとして使用されている材料やステ
ンレス、セラミック等が好適に使用できる。

【００３５】図２、３はフィルムキャリア側ベースの一
例を示す断面図である。なお、フィルムキャリア側ベー
スにはハッチングを施しており、フィルムキャリアおよ
び半導体チップは断面部分の外形のみを示している。ま
た、図３は凸部２ａがベース基板２ｂと別体で形成され
ている場合を示している。

【００３６】半導体チップ側ベースは、半導体チップ側
から半導体チップとフィルムキャリアとを挟み込んで前
記した加熱、加圧を行え得るものであれば特に限定され
ない。また、容易に変質や破損しないものであれば良
く、公知のフリップチップボンディングに用いる半導体
チップ側ベースを利用できる。

【００３７】半導体チップ側ベースの形状は特に限定さ
れず、半導体チップの形状に応じて決定すれば良く、方
形や円形等の形状を任意に選択して用いることができ
る。また、その大きさも半導体チップの大きさに応じて
決定すれば良く、半導体チップより小さくならないよう
にする事が好ましい。また、その材料としては、いわゆ
るフリップチップボンダーに使用されているパルスヒー
ト、及びコンスタントヒート用の材料が好適に使用でき
る。

【００３８】また、各電極において一様な接合状態を得
るためには、接合時に半導体チップの電極面とフィルム
キャリア面とが平行となるように半導体チップおよびフ
ィルムキャリアを配置することが必要である。そのため
には半導体チップ、フィルムキャリアの接合部位を固定
している各ベースの平面度および平行度が重要である。
特に重要となるのは、半導体チップ側ベースの半導体チ
ップ取り付け面の平面度、各凸部の先端部で形成される
面の平面度、半導体チップ側ベースの半導体チップ取り
付け面と各凸部の先端部で形成される面との平行度であ
り、平面度及び平行度はそれぞれ１０μｍ以下である事
が好ましく、５μｍ以下が特に好ましい。

【００３９】フィルムキャリアは一方の面にバンプ接点
を有しており、全バンプ接点を直接、且つ、一括して半
導体チップの電極に接合するものであれば良い。具体的
には、絶縁性基板の一方の面にバンプ接点が設けられ、
絶縁性基板のいずれかの面または内部に導電性回路が設
けられ、バンプ接点と導電性回路とが導通された構造の
フィルムキャリアが好ましい。図４にフィルムキャリア
の一例を示す。なお、同図は断面図であり、導電性回路
についてはハッチングを施している。

【００４０】またフィルムキャリアのバンプ接点が設け
られた面には、更に接着材層が積層されていることが好
ましく、また該層はバンプ接点と電極との接合を妨げな
いようバンプ接点に対応する位置には貫通孔等を有して
いる必要がある。図５は接着材層９が設けられたフィル
ムキャリアの一例を示す。なお同図は断面図であり、導
電性回路および接着材層にはハッチングを施している。
このような接着材層が積層されていることにより、別工
程を設けることなくフィルムキャリアと半導体チップと
の隙間を封止することができる。なお、接着材として用
いられるものには、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹
脂、シリコーン系樹脂、フェノール樹脂等が挙げられ、
熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を問わず目的に応じて選択
できる。

【００４１】絶縁性基板は、電気絶縁性を有するもので
あれば特に限定されないが、絶縁性と共に可撓性を有す
るものが好ましい。絶縁性基板の材料としては、ポリイ
ミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルイミ
ド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファ
イド、ポリエーテルエーテルケトン等の樹脂が挙げられ
る。絶縁性基板は、これらの内一種のみを用いた単層構
造としても良いし、二種以上を用いた多層構造としても
良く、目的に応じて選択すれば良い。絶縁性基板には、
これらの樹脂のうち、優れた耐熱性や耐薬品性、さらに
機械的強度を発揮するポリイミドを用いることが好まし
い。また、絶縁性基板の厚さは任意に選択できるが、十
分な機械的強度や可撓性を有するようにするため、導電
線回路を含めて１０μｍ〜１００μｍ、好ましくは２０
μｍ〜５０μｍに設定するのが良い。

【００４２】導電性回路は、絶縁性基板に対してバンプ
接点を形成すべき位置の内部または裏面に相当する位置
に形成されるものであれば良い。導電性回路の材料とし
ては、導体・半導体を問わず導電性を有するものであれ
ば特に限定されないが、公知の良導体金属が好ましい。
例えば金、銀、銅、白金、鉛、錫、ニッケル、鉄、コバ
ルト、インジウム、ロジウム、クロム、タングステン、
ルテニウムなどの単独金属、またはこれらを成分とする
各種合金、例えば半田、ニッケル−錫、金−コバルトな
どが挙げられる。また、上記金属、合金などから複数種
類を用いて多層構造としてもよい。

【００４３】導電性回路の形成方法としては、公知の回
路パターン形成方法を用いれば良く、絶縁性基板上へ目
的の回路パターンを直接描画・形成する方法（アディテ
ィブ法）と、目的の回路パターンを残すように他の導体
部分を除去して形成する方法（サブトラクティブ法）と
が挙げられる。

【００４４】バンプ接点は導電性回路と導通しており、
半導体チップと電気的に接合し得るものであれば特に限
定されない。バンプ接点の形状としては、半球状を呈し
ており、フィルムキャリアから突起した態様のものが挙
げられる。バンプ接点に用いられる材料としては、金、
銀、銅、ニッケル、鉛、クロム、亜鉛、アルミニウム等
やこれらの合金が挙げられる。また、バンプ接点の構成
はこれらの内一種のみを用いたものであっても、二種以
上の異なる金属を積層したものであっても良い。

【００４５】また、バンプ接点の材料は、加圧、加熱に
よって半導体チップの電極材料と合金を形成して金属接
合を行い得るものが好ましい。従って、半導体チップの
電極の材料と、フィルムキャリアのバンプ接点の材料と
の組合せは、良好な接合状態を得るためには重要な要素
である。上記バンプ接点の材料と、アルミニウム、半
田、銅などの電極材料との組合せのなかでも、特に、半
導体チップの電極をアルミパッドとし、フィルムキャリ
アのバンプ接点の少なくとも電極と接触する面を金（Ａ
ｕ）とする組合せが、本発明の製造方法を最も有用なも
のとしえる組合せである。このときに、バンプ接点は電
極と直接合金を形成し、容易に金属接合を形成すること
ができ、良好な接続状態となる。

【００４６】バンプ接点と導電性回路との導通方法は限
定されないが、特に導電性回路が絶縁性基板の内部又は
バンプ接点が設けられた面の裏面に設けられる場合であ
れば、貫通孔を用いた導通方法が好ましい。具体的に
は、図４、５に示すようにフィルムキャリアのバンプ接
点が設けられる位置に貫通孔８を設け、貫通孔の底面に
導電性回路を露出させ、貫通孔内に導電性物質を充填し
て、又はスルーホールめっきのように貫通孔の壁面に導
通性物質の層を形成してバンプ接点と導電性回路とを導
通する。この場合、貫通孔の孔径は限定されないが、隣
合った貫通孔同士がつながらない程度にまで大きくする
ことによって電気抵抗を小さくできる。また、貫通孔の
実用的な孔径は、１０μｍ〜２００μｍ、特に３０μｍ
〜１００μｍ程度が好ましい。

【００４７】バンプ接点の形成方法としては、電解メッ
キ、無電解メッキ、蒸着、スタッドバンプ法等が挙げら
れ、目的に応じて選択すれば良い。このうち製法の容易
さ、品質の安定性およびコストのバランスの点から電解
メッキによる形成方法が好ましい。また、電解メッキに
よるバンプ接点の形成方法であれば、前記した貫通孔を
設けた後、導電性回路を負極として貫通孔内に接点材料
を析出させて充填し、さらに析出を継続し絶縁性基板の
表面から接点材料を突出させることによりバンプ接点を
形成できる。

【００４８】バンプ接点の高さは、フィルムキャリアか
ら３０μｍ以上であると製造コストが高くなってしまう
ため、また接合性を確保するために０μｍ〜３０μｍと
するのが特に好ましい。なお、バンプ接点の高さとは、
フィルムキャリアのバンプ接点が設けられた面からバン
プ接点の頂点までを言い、接着材層が設けられている場
合であれば接着材層の表面からバンプ接点の頂点までを
言う。

【００４９】また、フィルムキャリアには外部の機器類
や基板等に接続するための外部接続用電極を設けておく
ことが好ましく、外部接続用電極は導電性回路と導通さ
れたものであれば特に限定されない。また、導電性回路
との導通には、前記のバンプ接点と同様の貫通孔を用い
た導通やＴＡＢ外部リードの方法による導通が利用でき
る。電極の形成方法としては半田ボールをリフローして
形成する方法やバンプ接点と同様の電解メッキによる形
成方法が挙げられる。外部接続用電極の形成はフィルム
キャリアと半導体チップとの接合の前後いずれかに適宜
行える。

【００５０】半導体チップはシリコン基板に形成された
ものであって、パッケージ前の集積回路や単独の素子等
のベアチップであれば特に限定されず、公知のものであ
っても良い。半導体チップの電極についても特に限定さ
れないが、形状がフラットであるものが好ましい。ま
た、前述した理由により、バンプ接点の少なくとも電極
と接触する面に金が用いられているのであれば、電極は
アルミパッドであることが好ましい。

【００５１】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に示
す。実際に図１に示す製造方法により、フィルムキャリ
アに半導体チップを実装して半導体装置を製造した。

【００５２】実施例１ フィルムキャリアとして、図４に示すフィルムキャリア
と同一構造のフィルムキャリアを用いて半導体装置を製
造した。

【００５３】〔フィルムキャリアの作製〕厚さ１００μ
ｍのポリイミド樹脂の層の上に、厚さ３５μｍの導電性
回路を形成し、さらにその上に厚さ２５μｍのポリイミ
ド樹脂の層を形成して絶縁性基板を作製した。次に、厚
さ２５μｍのポリイミドの層のバンプ接点を設けるべき
位置に断面が円形の孔径８０μｍの貫通孔を設け底面に
導電性回路を露出させた。なお、貫通孔は対象となる半
導体チップの電極の位置に合わせて、一辺の長さが８ｍ
ｍの正方形の辺上に貫通孔の断面中心が位置するように
してピッチ２００μｍで１６０個設けた。さらに、接点
材料に金を用い、導電性回路を負極として電解メッキを
行い、貫通孔に接点材料を充填し、さらに電解メッキを
継続して接点材料を絶縁性基板面から突出させ、絶縁性
基板面から高さ２０μｍとなったところでメッキを止め
て、高さ２０μｍのバンプ接点を形成した。

【００５４】〔フィルムキャリア側ベースの作製〕公知
のフリップチップボンディングに用いられるフリップチ
ップボンダーのステージに、図６（ａ）に示す形状の方
形の枠状のＳＵＳ製の板（外形Ｌ×Ｍ：１５ｍｍ×１５
ｍｍ、枠幅Ｎ：３．７５ｍｍ、厚さ：２０μｍ）を凸部
として取り付けてフィルムキャリアを作製した。

【００５５】〔フィルムキャリアと半導体チップとの接
合〕バンプ接点の裏面に対応する位置に凸部が接触する
ように、フィルムキャリアをフィルムキャリア側ベース
に真空吸着により固定する。次に、公知のフリップチッ
プボンディングに用いられる半導体チップ側ベースに、
バンプ接点と電極とが接触し得るようにして半導体チッ
プを真空吸着により固定する。なお、半導体チップはパ
ッケージ前の集積回路のベアチップであり、その電極は
アルミパッドである。次に、半導体チップ側ベースをパ
ルスヒーターにて３５０℃に加熱し、フィルムキャリア
に向けて移動させてバンプ接点と電極とを接触させ、更
に荷重３０ｋｇｆで１０秒間加圧してバンプ接点と電極
とを接合させて半導体装置を得た。

【００５６】〔接合状態の評価〕接合後のフィルムキャ
リアと半導体チップにおいて、フィルムキャリアをチッ
プに対して９０度ピールしたところ、全てのバンプ接点
は半導体チップへ転写された。このことから、バンプ接
点と電極とは良好に接合されていると判断できる。な
お、９０度ピールとは半導体チップに対しフィルムキャ
リアを角度９０度で引っ張り、剥離させる事をいう。

【００５７】実施例２ 凸部として用いる方形の枠状の板の外形を８．２５ｍｍ
×８．２５ｍｍ、枠幅を０．５ｍｍとした他は実施例１
と同様にしてバンプ接点と電極とを接合し、評価を行な
ったところ実施例１と同様の結果となった。

【００５８】実施例３ フィルムキャリアとして、図５に示すフィルムキャリア
と同一構造のフィルムキャリアを用いて半導体装置を製
造した。

【００５９】厚さ１０μｍのポリイミド樹脂の層の上
に、厚さ１８μｍの導電性回路を形成し、その上に厚さ
１５μｍのポリイミド樹脂の層を形成し、更にその上に
厚さ１０μｍの熱可塑性ポリイミド樹脂の層を形成して
絶縁性基板を作製した。次に、熱可塑性ポリイミド樹脂
の層のバンプ接点を設けるべき位置に、実施例１と同様
にして貫通孔を設け、電解メッキにより高さ１０μｍの
バンプ接点を形成した。なお、バンプ接点は２層構造で
あって、最初の接点材料に銅を用いて高さが５μｍとな
るまで析出させ、更に接点材料に金を用い、金の層の厚
みが５μｍとなるまで析出させて形成した。

【００６０】次に、フィルムキャリア側ベースの凸部と
して用いる板の厚みを５０μｍとし、加熱条件を４００
℃とし、加圧条件を４０ｋｇｆ、１０秒間とした他は実
施例１と同様にしてバンプ接点と電極とを接合して、評
価を行なったところ実施例１と同様の結果となった。

【００６１】実施例４ 熱可塑性ポリイミド樹脂の代わりに熱硬化性エポキシ樹
脂を用い、加熱条件を３００℃とし、加圧条件を３０ｋ
ｇｆ、１０秒間とした他は実施例３と同様にバンプ接点
と電極とを接合し、評価を行なったところ実施例１と同
様の結果となった。

【００６２】比較例１ 凸部を取り付けない他は実施例１と同様にしてバンプ接
点と電極とを接合し、評価を行なったところバンプ接点
は半導体チップに転写されなかった。

【００６３】比較例２ 凸部を取り付けない他は実施例３と同様にしてバンプ接
点と電極とを接合し、評価を行なったところバンプ接点
は半導体チップに転写されなかった。

【００６４】以上のことから、本発明の製造方法により
製造された半導体装置では、フィルムキャリアに設けら
れたバンプ接点と半導体チップの電極とは良好に接合さ
れている。

【００６５】

【発明の効果】本発明では、高さの低いバンプ接点、特
に高さが３０μｍ未満のバンプ接点であっても、全バン
プ接点と半導体チップの電極とを良好に一括して接合す
ることができる。従って、生産性に優れており、またバ
ンプ接点の高さを高くする必要がないため、バンプ接点
の製造コストを抑えることもできる。更に、バンプ接点
と電極との接合後、別工程を設けることなくフィルムキ
ャリアと半導体チップとの隙間を樹脂により封止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体装置の製造方法および製造装置
の一例を示す断面図である。

【図２】フィルムキャリア側ベースの例を示す断面図で
ある。

【図３】フィルムキャリア側ベースの例を示す断面図で
ある。

【図４】フィルムキャリアの一例を示す断面図である。

【図５】フィルムキャリアの一例を示す断面図である。

【図６】フィルムキャリア側ベースに設ける凸部の一例
を示す上面図である。

【図７】従来のフリップチップボンディングの一例を示
す断面図である。

【符号の説明】

１ 半導体チップ側ベース ２ フィルムキャリア側ベース ２ａ 凸部 ２ｂ ベース基板 ３ 半導体チップ ４ フィルムキャリア ５ バンプ接点 ６ 絶縁性基板 ７ 導電性回路 ８ 貫通孔

フロントページの続き (72)発明者 吉尾 信彦 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 矢田 寛 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィルムキャリアに半導体チップが実装
   されてなる半導体装置の製造方法であって、フィルムキ
   ャリアはバンプ接点を有するものであり、フィルムキャ
   リアのバンプ接点と半導体チップの電極とを互いに接触
   するように重ね合わせ、これらを半導体チップ側ベース
   と、フィルムキャリアのバンプ接点の裏面に対応する位
   置に凸部が設けられたフィルムキャリア側ベースとで挟
   み込んで加熱、加圧して該バンプ接点と該電極とを接合
   することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】 半導体チップの電極がアルミパッドであ
   る請求項１記載の半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】 バンプ接点の表面にＡｕからなる層が設
   けられている請求項１記載の半導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】 半導体チップの電極がアルミパッドであ
   り、且つ、バンプ接点の表面にＡｕからなる層が設けら
   れている請求項１記載の半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】 バンプ接点の高さがフィルムキャリアか
   ら３０μｍ以下である請求項１または４記載の半導体装
   置の製造方法。
6. 【請求項６】 フィルムキャリアのバンプ接点が設けら
   れた面に、さらに接着剤層が設けられ、且つ、前記接着
   剤層の表面にはバンプ接点が露出している請求項１記載
   の半導体装置の製造方法。
7. 【請求項７】 フィルムキャリアが、絶縁性基板の一方
   の面にバンプ接点が設けられ、絶縁性基板のいずれかの
   面または内部に導電性回路が設けられ、バンプ接点と導
   電性回路とが導通された構造を有するものである請求項
   １記載の半導体装置の製造方法。
8. 【請求項８】 バンプ接点の形成方法が、絶縁性基板に
   対してバンプ接点を形成すべき位置に貫通孔を設け、貫
   通孔の底部に導電性回路を露出させ、貫通孔内に接点材
   料を析出させて充填し、さらに該接点材料と同一または
   異なる接点材料を析出させて絶縁性基板の表面から突出
   させてバンプ接点とするものである請求項７記載の半導
   体装置の製造方法。
9. 【請求項９】 フィルムキャリアのバンプ接点が設けら
   れた面の裏面に外部接続用電極が設けられており、外部
   接続用電極と導電性回路とが導通されている請求項７記
   載の半導体装置の製造方法。
10. 【請求項１０】 フィルムキャリアに半導体チップを実
    装して半導体装置を製造する装置であって、フィルムキ
    ャリアのバンプ接点の裏面に対応する位置に凸部が設け
    られたフィルムキャリア側ベースと、半導体チップ側ベ
    ースとを有し、フィルムキャリア側ベースと半導体チッ
    プ側ベースとが、フィルムキャリアのバンプ接点と半導
    体チップの電極とを接触させて重ね合わせたものを挟み
    込んで加熱、加圧し、バンプ接点と電極とを接合するも
    のであることを特徴とする製造装置。