JPH11163057A - 半導体装置の除去方法及び接続方法 - Google Patents

半導体装置の除去方法及び接続方法

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JPH11163057A
JPH11163057A JP32270797A JP32270797A JPH11163057A JP H11163057 A JPH11163057 A JP H11163057A JP 32270797 A JP32270797 A JP 32270797A JP 32270797 A JP32270797 A JP 32270797A JP H11163057 A JPH11163057 A JP H11163057A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な工程で、且つ、樹脂を確実に除去でき
る半導体装置の除去方法、接続方法を提供する。 【解決手段】 半導体装置と回路基板間に存在する樹脂
を熱分解温度まで加熱した状態で、半導体装置を回路基
板から引き剥がす。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、接続部に導電粒子
を介在させることにより、微細ピッチ接続及び信頼性の
向上を図る半導体装置の実装構造において、回路基板に
接続した半導体装置の不良品の除去方法及び半導体装置
の接続方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置の実装においては、接
続端子数の増加や半導体装置の実装面積縮小化の要求か
ら、ベアチップ実装による接続ピッチの微細化が進めら
れている。ベアチップの実装方法としては、半導体装置
の突起電極上に導電性粒子を介在させ、接続信頼性の向
上を図る手段が採用されている。
【0003】特に、導電性粒子と接着樹脂層から構成さ
れる異方導電性接着樹脂(以下ACFと略す)を用いた
接続方法の場合、アンダフィル樹脂を充填する必要がな
いため、実装時間の短縮、コストの低減を図ることが可
能であり、注目を集めいている。
【0004】図2は、ACFを用いた半導体装置の実装
構造体を説明する断面模式図である。半導体装置1には
突起電極2が設けられている。回路基板5には上記突起
電極2と接続される接続パッド6が形成されている。半
導体装置1と回路基板5との間には導電粒子4を含むA
CF3が満たされている。ACF3は、シート状樹脂で
あり突起電極2と接続パッド6との接続前に、半導体装
置1と回路基板5との間に挿入される。そして、突起電
極2と接続パッド6との接続時の加熱によりその接続部
分の樹脂が押しのけられ、導電粒子4が介在した状態で
突起電極2と接続パッド6とが接続される。
【0005】この接続方法によれば、基板に電子部品を
微細ピッチで接続することが可能となる。しかしなが
ら、上記方法で形成した半導体装置の実装構造は、接
続に用いた樹脂(ACF)の硬化後、その樹脂を溶解さ
せるような溶剤が存在しない、ACFは一般的に熱硬
化性樹脂を主成分としている、などの理由により、一旦
接続した半導体装置の除去,交換が非常に困難である。
このため、1個の半導体装置に不良があった場合、その
半導体装置を取り付けた基板全体を破棄しなければなら
ず、コストアップを招くという問題がある。
【0006】上記のごとく、ACFを用いた半導体装置
の接続・リペア方法は困難であるが、その方法として、
次に示す2種類の方法が提案されている。
【0007】第1の方法は、図5のフローチャートに示
す方法で半導体装置の接続・リペアを行うものである。
この方法について図2に示した実装構造体の構成図を参
照しながら説明する。
【0008】まず、ステップ101において、半導体装
置1の突起電極2と回路基板5の接続パッド6との位置
合わせを行う。このとき、ACF3を半導体装置1と回
路基板5との間に配置する。次に、ステップ102にお
いて、加熱しながら突起電極2と接続パッド6とを密着
することによりそれらを接続するとともに、ACF3を
硬化させる。これにより、半導体装置1は回路基板5上
に本接続される。続いて、ステップ103において、半
導体装置1の検査を行い、不良品であるか否かを判定す
る。不良品であると判定された場合、ステップ104に
おいてACF3を半田の融点程度(240℃)の熱で加
熱する。そして、ステップ105において半導体装置1
を回路基板5から引き剥がす。そして、半導体装置を交
換して再度接続工程を行う。
【0009】一方、第2の方法は、図6のフローチャー
トに示す方法で半導体装置の接続・リペアを行うもので
ある。この方法について図2に示した実装構造体の構成
図を参照しながら説明する。
【0010】まず、ステップ201において、半導体装
置1の突起電極2と回路基板5の接続パッド6との位置
合わせを行う。このとき、ACF3を半導体装置1と回
路基板5との間に配置する。次に、ステップ202にお
いて、加熱しながら突起電極2と接続パッド6とを密着
することによりそれらを接続する。また、このときAC
F3を半硬化させる(仮接続する)。続いて、ステップ
203において、半導体装置1の検査を行い、不良品で
あるか否かを判定する。不良品であると判定された場
合、ステップ204において半導体装置1を回路基板5
から引き剥がす。そして、半導体装置を交換して再度接
続工程を行う。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記の方法で
半導体装置の除去を行った際に、次のような欠点を有す
る。
【0012】第1の方法では、回路基板5上の樹脂を半
田の融点程度まで加熱して軟化させた状態にして、モー
メントあるいは引っ張り力を付加するといった方法で、
半導体装置を除去する。この場合、接続に使用した樹脂
が基板に残存するとともに、基板上の配線が剥がれた
り、配線の接続部分の表面が汚染され、再接続の際に良
好な電気接続を実現できないという問題がある。
【0013】また第2の方法においては、図6のフロー
チャートに示したように、加熱工程を2段階にすること
によりリペアが容易となるという長所を有する反面、工
程数が増加するために、半導体装置の実装を完了するま
での時間が増加し、コストの低減といったACFの長所
が失われてしまうといった欠点を有している。また仮接
続は不完全な接続状態である為、動作テストにおいて本
来良品であるものが不良と判断される可能性を有してい
る。更に、市場不良への対応を考慮に入れた場合には、
樹脂が完全硬化しているため、半導体装置を剥離し再生
するのは困難であるといった課題を有しており、従来の
方法とは異なった原理での半導体装置の除去方法が望ま
れる。
【0014】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであって、簡単な工程で、且つ、樹脂を確実に
除去できる半導体装置の除去方法,接続方法を提供する
ことを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の半導体
装置の除去方法は、半導体装置と回路基板とがその間に
樹脂を介して接続された実装構造体における半導体装置
の除去方法において、半導体装置と回路基板間の樹脂を
熱分解温度以上に加熱した後、半導体装置を除去するも
のである。
【0016】請求項2に記載の半導体装置の除去方法
は、請求項1に記載の半導体装置の除去方法において、
半導体装置の除去を、半導体装置にモーメント力を加え
て行うものである。
【0017】請求項3に記載の半導体装置の除去方法
は、請求項1に記載の半導体装置の除去方法において、
半導体装置の除去を、半導体装置に引っ張り力を加えて
行うものである。
【0018】請求項4に記載の半導体装置の接続方法
は、半導体装置と回路基板とがその間に樹脂を介して接
続された実装構造体における半導体装置の接続方法であ
って、半導体装置と回路基板との間に前記樹脂を介在さ
せ、その樹脂を硬化させる工程と、その工程の後、半導
体装置を検査する工程と、その工程により不良と判定さ
れた場合に、樹脂を熱分解温度以上に加熱した後、半導
体装置を除去する工程と、を含むものである。
【0019】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の半導体装置の除
去方法・接続方法を説明するフロー図である。以下、こ
の図及び図2に示した実装構造体断面図(従来の技術の
項で説明)に基づき、本実施の形態の接続・除去方法を
説明する。なお、従来の技術の項で説明したものと同一
部分については同一符号を付し、説明を省略する。
【0020】まず、ステップ11において、半導体装置
1と回路基板5とを、半導体装置1の突起電極2が回路
基板5の接続パッドと対向するように配置する。このと
き、ACF等の樹脂3を半導体装置1と回路基板5との
間に配置する。
【0021】次に、ステップ12において、加熱しなが
ら突起電極2と接続パッド6とを密着することによりそ
れらを接続する。また、この際、樹脂3を熱により硬化
する。このとき、突起電極2と接続パッド6との接続時
の加熱によりその接続部分の樹脂が押しのけられ、導電
粒子4が介在した状態で突起電極2と接続パッド6とが
接続される。これにより、半導体装置1は回路基板5上
に本接続される。
【0022】続いて、ステップ13において、半導体装
置1の検査を行い、不良品であるか否かを判定する。
【0023】ステップ14において、ステップ13で不
良品であると判定された実装構造体の樹脂3をその熱分
解温度まで加熱する。
【0024】そして、ステップ15において半導体装置
1を回路基板5から除去する。そして、半導体装置を交
換して再度接続工程を行う。
【0025】本発明では、以上示したように、半導体装
置の除去を、樹脂をその分解温度まで加熱することによ
り行う。これにより、半導体装置の除去が容易になり、
残存樹脂は簡単に取り除けるため、交換後の半導体装置
の再接続が容易となる。また、樹脂を熱分解温度にまで
加熱するため、樹脂の粘着力に起因して樹脂除去時に接
続配線までも剥がれてしまうようなことがなくなる。
【0026】以下、本発明の半導体装置の除去方法につ
いて具体例に基づいて説明する。図2に示したような実
装構造体を作成し、半導体装置の除去状態について調べ
た結果を以下に示す。なお、半導体装置1には10mm
×10mm、厚0.65mmのものを使用し、回路基板
5にはFR5多層基板を使用した。樹脂3としては、プ
リント配線基板上へのフリップチップ接続に一般的に用
いられている仕様のACFを用いた。なお、このACF
の熱分解温度は約300℃(DSC解析による)であ
る。
【0027】半導体装置1の回路基板5上への搭載は、
ACF3の硬化率が90%以上となる接続条件であり、
その際の接続抵抗値は良好であった。また同条件で接続
されたサンプルを信頼性試験に投入した場合、信頼性が
保たれていることを確認している。
【0028】以上のようにして得られた半導体装置の実
装構造体に対して、図3に示すリペアツール7を用いて
半導体装置1の除去を行った。そして、リペアツール7
により約5秒程度半導体装置1側から熱を供給してAC
F3を様々な温度に加熱した状態で、その除去状態を観
測した。その結果を表1に示す。
【0029】なお、リペアツール7は、図3に示すよう
に、半導体装置1の外周部分と勘合する凹部の形成され
た治具である。半導体装置1の回路基板5からの除去
は、リペアツール7を例えば図中の矢印方向に回転させ
て、実装構造体にモーメント力を加えることで行える。
【0030】
【表1】
【0031】上表に示すように、ACF3の熱分解温度
である300℃以上ではACF3の除去は良好に行われ
た。また、半導体装置1の引き剥がし時における基板配
線の剥がれも、加熱温度が250℃以下では見られた
が、300℃以上では見られなかった。ACF3は、熱
分解温度以上に加熱されると、瞬時に変色をおこした。
また、この温度域ではACF3は脆くなっていること
が、ピンセットなど先端が鋭利な金属で樹脂に傷をつけ
ることで確認できた。以上から、ACF3をその熱分解
温度以上に加熱することで半導体装置の除去が容易にな
ることが分かる。但し、樹脂(ACF)3の熱分解温度
としては450℃以下が望ましい。それ以上に温度が上
がると、加熱によって回路基板5自体に変質が生じた
り、隣接部品の接続半田が溶融する可能性があるためで
ある。
【0032】半導体装置1の除去後、回路基板5上に熱
分解されたACF3が残存するが、そのACF3は大変
脆いために、綿棒などに有機溶剤をつけ、軽く擦ること
により容易に除去可能である。
【0033】なお、ここでは、リペアツール7を用い
て、モーメント力により半導体装置1を除去したが、図
4に示すように、リペアツール7’を用いて、引っ張り
力によって除去しても良い。図4では、リペアツール
7’に形成した真空吸着穴8から図示しない真空排気系
を用いて真空吸引することで、半導体装置1を吸着し引
っ張り力を加えるように構成している。このような方法
によっても、簡単に半導体装置を除去することができ
た。
【0034】またなお、今回の実施の形態においては、
接着樹脂としてACFを用いたが、半導体装置上の突起
電極と回路基板上の配線パッド間に導電性ペーストを介
在させた後、アンダーフィルを充填させたことにより得
られる半導体の実装構造体においても、以上に記述した
方法により半導体装置の除去が可能である。
【0035】また、半導体装置と回路基板間に存在する
樹脂には、ACFのようにエポキシ系を主剤とする樹脂
だけでなく、ポリイミド系、アクリル系、フェノール
系、あるいはシリコーン系といった熱硬化性樹脂が主剤
であるもの、またそれ以外に紫外線硬化型樹脂が主剤で
あっても本方法により半導体装置の除去が可能である。
これらの樹脂は、成分によっても熱分解温度が異なるも
のの、300℃以上に加熱すれば、十分に熱分解温度に
達し得る。
【0036】更に、今回の本実施の形態においては、配
線が剥がれるといった問題が生じやすいため、半導体装
置の除去が困難であると考えられるプリント配線基板を
用いて検討を行ったが、本発明の半導体装置の除去方法
は、セラミックス、ガラス、シリコンといった回路を形
成でき、半導体装置を搭載可能な、あらゆる回路基板に
対しても有効である。
【0037】
【発明の効果】以上の説明で明らかにしたように、本発
明に係る半導体置の除去・接続方法では、不良半導体装
置を確認した場合に、リペアツールにより樹脂を熱分解
温度以上に加熱することで、樹脂に本来の特性を失わせ
て密着力を弱めるため、簡単に半導体装置を除去するこ
とができる。また、少ない工程数でのリペアが可能とな
るため、生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の除去・接続方法を説明す
るフロー図である。
【図2】半導体装置の実装構造体の一例を示す断面模式
図である。
【図3】半導体装置をモーメント力で除去する方法を説
明する図である。
【図4】半導体装置を引っ張り力で除去する方法を説明
する図である。
【図5】従来における半導体装置の接続・リペア方法の
第1の方法を説明するフロー図である。
【図6】従来における半導体装置の接続・リペア方法の
第2の方法を説明するフロー図である。
【符号の説明】
1 半導体装置 2 突起電極 3 樹脂(ACF) 4 導電粒子 5 回路基板 6 接続パッド 7,7’ リペアツール 8 真空吸着穴

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体装置と回路基板とがその間に樹脂
    を介して接続された実装構造体における半導体装置の除
    去方法において、 前記半導体装置と前記回路基板間の樹脂を熱分解温度以
    上に加熱した後、前記半導体装置を除去することを特徴
    とする半導体装置の除去方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の半導体装置の除去方法
    において、 前記半導体装置の除去を、前記半導体装置にモーメント
    力を加えて行うことを特徴とする半導体装置の除去方
    法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の半導体装置の除去方法
    において、 前記半導体装置の除去を、前記半導体装置に引っ張り力
    を加えて行うことを特徴とする半導体装置の除去方法。
  4. 【請求項4】 半導体装置と回路基板とがその間に樹脂
    を介して接続された実装構造体における半導体装置の接
    続方法であって、 前記半導体装置と前記回路基板との間に前記樹脂を介在
    させ、その樹脂を硬化させる工程と、 該工程の後、前記半導体装置を検査する工程と、 該工程により不良と判定された場合に、前記樹脂を熱分
    解温度以上に加熱した後、前記半導体装置を除去する工
    程と、を含むことを特徴とする半導体装置の接続方法。
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