JP4248441B2 - Ultrasonic flip chip mounting method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mounting method reliable ultrasonic bonding of a semiconductor chip by a flip-chip connecting method wherein the semiconductor chip is mounted after an underfil resin is supplied. <P>SOLUTION: The ultrasonic flip-chip mounting method uses a mounting method by flip-chip connection of the semiconductor chip using ultrasonic bonding after supplying an underfil resin onto a substrate. As a semiconductor chip to be used for this method, such a chip is used that a side face is divided into two regions in the thickness direction and the circuit-formed surface-side region is formed into a rough surface 10a while the rear face-side region is formed into a mirror surface 10b. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&amp;NCIPI

Description

本発明は、半導体チップを超音波を用いてフリップチップ実装する方法に関する。   The present invention relates to a method of flip-chip mounting a semiconductor chip using ultrasonic waves.

フリップチップ実装では半導体チップの回路面を実装基板側に向け、半導体チップに設けた金バンプあるいははんだバンプを基板に設けた接続電極に接合して搭載する。半導体チップと基板との間には非導電性のアンダーフィル樹脂が充填され、半導体チップの回路面を保護するとともに、バンプの腐蝕防止、半導体チップと基板との接合強度の向上が図られる。
このフリップチップ接続による半導体装置の実装構造では、最近、接合時に半導体チップを超音波振動を利用して振動させ、バンプと接続電極との接合部を合金化させて接続する方法が行われるようになってきた。 In flip chip mounting, the circuit surface of the semiconductor chip is directed to the mounting substrate side, and gold bumps or solder bumps provided on the semiconductor chip are bonded and connected to connection electrodes provided on the substrate. A non-conductive underfill resin is filled between the semiconductor chip and the substrate to protect the circuit surface of the semiconductor chip, prevent the corrosion of the bumps, and improve the bonding strength between the semiconductor chip and the substrate.
In the mounting structure of the semiconductor device by the flip chip connection, recently, a method is used in which the semiconductor chip is vibrated using ultrasonic vibration at the time of bonding, and the bonding portion between the bump and the connection electrode is alloyed and connected. It has become.

図１６は、従来のフリップチップ実装方式を示す説明図である。同図は半導体チップの実装方法として、半導体チップ１０を基板２０に超音波振動を利用して接合し、アンダーフィルした後、ヒータ４０によりアンダーフィル樹脂を加熱して硬化させる方法（アンダーフィル樹脂の後入れ）と、基板２０にあらかじめアンダーフィル樹脂３０を供給しておき、半導体チップ１０を基板２０に位置合わせし熱を加えて加圧した後、ヒータ４０によりアンダーフィル樹脂３０を加熱して硬化する方法（アンダーフィル樹脂の先入れ方法）を示している。   FIG. 16 is an explanatory diagram showing a conventional flip chip mounting method. The figure shows a method of mounting a semiconductor chip by bonding a semiconductor chip 10 to a substrate 20 using ultrasonic vibration, underfilling, and then heating and curing the underfill resin with a heater 40 (underfill resin After filling, the underfill resin 30 is supplied to the substrate 20 in advance, the semiconductor chip 10 is aligned with the substrate 20 and heated and pressurized, and then the heater 40 is heated to cure the underfill resin 30. Shows a method (an underfill resin first-in method).

ところで、最近は製品の高性能化と、半導体チップの小型化、多ピン化が進んだことによりピンピッチが狭くなる傾向にあり、アンダーフィル樹脂の後入れによるフリップチップ実装方式の場合は、樹脂材をアンダーフィルする際に非常に時間がかかるという問題があり、超音波実装方式の特長である短時間で実装できるという利点を生かすことができない。   By the way, recently, the pin pitch tends to be narrowed due to the high performance of products, the miniaturization of semiconductor chips, and the increase in the number of pins, and in the case of flip chip mounting method with underfill resin after insertion, resin material There is a problem that it takes a very long time to underfill the film, and the advantage of being able to mount in a short time, which is a feature of the ultrasonic mounting system, cannot be utilized.

また、アンダーフィル樹脂を先入れする方法の場合は、半導体チップ１０を基板２０に位置合わせして超音波振動を作用させると、アンダーフィル樹脂３０が振動によって半導体チップ１０の側面に這い上がり、半導体チップと超音波装置の押圧ツールとの間に入り込んで超音波の作用を阻害したり、半導体チップ１０の外面にアンダーフィル樹脂３０が付着したまま硬化したりするといった問題があることから、従来は、半導体チップ１０を加熱および加圧して基板２０に接合する方法によっている。   In the case of the method of placing the underfill resin first, when the semiconductor chip 10 is aligned with the substrate 20 and ultrasonic vibration is applied, the underfill resin 30 crawls up to the side surface of the semiconductor chip 10 due to the vibration. Conventionally, since there is a problem of entering between the chip and the pressing tool of the ultrasonic device to obstruct the action of ultrasonic waves, or curing with the underfill resin 30 attached to the outer surface of the semiconductor chip 10, The semiconductor chip 10 is heated and pressed to join the substrate 20.

そこで、本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、アンダーフィル樹脂を先入れして実装する半導体チップの実装方法において、アンダーフィル樹脂が半導体チップの外面に付着したりする問題を解消して半導体チップを好適に実装することができる超音波フリップチップ実装方法を提供するにある。   Accordingly, the present invention has been made to solve these problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor chip mounting method in which an underfill resin is mounted in advance, and the underfill resin is provided on the outer surface of the semiconductor chip. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic flip chip mounting method capable of solving the problem of adhering to a semiconductor chip and mounting a semiconductor chip suitably.

本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、基板にアンダーフィル樹脂を供給した後、超音波接合により半導体チップをフリップチップ接続により搭載する超音波フリップチップ実装方法であって、前記半導体チップとして、チップの側面領域を厚さ方向に二分した回路面側の一方の領域が粗面部に形成され、裏面側の他方の領域が鏡面部に形成されたチップを使用することを特徴とする。
また、前記半導体チップとして、チップの裏面に前記アンダーフィル樹脂の樹脂溜まりとなる溝が、縦横のグリッド状に互いに連通する配置に設けられたチップを使用することを特徴とする。 The present invention has the following configuration in order to achieve the above object.
That is, an ultrasonic flip chip mounting method in which a semiconductor chip is mounted by flip chip connection after supplying an underfill resin to a substrate, and the side surface region of the chip is divided into two in the thickness direction as the semiconductor chip. A chip is used in which one region on the circuit surface side is formed in the rough surface portion and the other region on the back surface side is formed in the mirror surface portion.
Also, as the semiconductor chip, a groove serving as a resin pool of the underfill resin on the back surface of the chip, characterized by the use of chips provided in arrangement for communicating with one another in a grid-like aspect.

本発明に係る超音波フリップチップ実装方法によれば、基板にアンダーフィル樹脂を供給して半導体チップをフリップチップ接続する、いわゆる先入れ方法によるフリップチップ接続において、半導体チップの側面あるいは裏面にアンダーフィル樹脂が過度に這い上がることを防止することができ、これによって半導体チップを確実に超音波接合によって実装することが可能となる。 According to the ultrasonic flip chip mounting method of the present invention, underfill resin is supplied to a substrate and the semiconductor chip is flip chip connected. In the flip chip connection by the so-called first-in method, the underfill is applied to the side surface or the back surface of the semiconductor chip. It is possible to prevent the resin from creeping up excessively, which makes it possible to reliably mount the semiconductor chip by ultrasonic bonding.

（第１の実施の形態）
図１、２は、本発明に係る超音波フリップチップ実装方法の第１の実施の形態を示す説明図であり、図１(a)は本実施の形態で使用する半導体チップ１０を示す斜視図であり、図１(b)は従来の半導体チップ１０を示す斜視図である。１１は半導体チップ１０の回路面に形成されたフリップチップ接続用のバンプである。
本実施の形態では、フリップチップ接続に使用する半導体チップ１０の側面部分の構成を特徴とする。すなわち、本実施の形態で使用する半導体チップ１０は、図１(a)に示すように、チップの側面に粗面部１０ａと鏡面部１０ｂとを設けたことを特徴とする。 (First embodiment)
1 and 2 are explanatory views showing a first embodiment of an ultrasonic flip chip mounting method according to the present invention, and FIG. 1A is a perspective view showing a semiconductor chip 10 used in the present embodiment. FIG. 1B is a perspective view showing a conventional semiconductor chip 10. Reference numeral 11 denotes flip-chip connection bumps formed on the circuit surface of the semiconductor chip 10.
This embodiment is characterized by the configuration of the side surface portion of the semiconductor chip 10 used for flip chip connection. That is, the semiconductor chip 10 used in the present embodiment is characterized in that a rough surface portion 10a and a mirror surface portion 10b are provided on the side surface of the chip as shown in FIG.

半導体チップは半導体ウエハをダイシングすることによって所定の大きさに切断されて提供される。したがって、従来の半導体チップは図１(b)に示すように、その側面は鏡面に形成されている。これに対して、本実施の形態で使用する半導体チップ１０は図１(a)に示すように、半導体チップ１０を厚さ方向に二分した領域のうち、回路面側の一方の領域を粗面部１０ａとし、回路面から離間する他方の領域を鏡面部１０ｂとしている。図１(a)では、粗面部１０ａと鏡面部１０ｂの構成を拡大した図も示す。   The semiconductor chip is provided by being cut into a predetermined size by dicing the semiconductor wafer. Therefore, as shown in FIG. 1B, the side surface of the conventional semiconductor chip is formed as a mirror surface. On the other hand, as shown in FIG. 1A, in the semiconductor chip 10 used in the present embodiment, one of the regions on the circuit surface side is a rough surface portion among the regions divided into two in the thickness direction. 10a, and the other region away from the circuit surface is the mirror surface portion 10b. FIG. 1A also shows an enlarged view of the configuration of the rough surface portion 10a and the mirror surface portion 10b.

このようにチップの側面に粗面部１０ａと鏡面部１０ｂとが形成された半導体チップ１０を形成するには、半導体ウエハをダイシングする際に、鏡面刃と粗面刃を用いてダイシングすればよい。すなわち、半導体ウエハのダイシング位置に合わせて、まず鏡面刃を用いて半導体ウエハの厚さ方向の中途部まで溝加工を施し、次いで、その溝位置に合わせて粗面刃により半導体ウエハを切断すればよい。鏡面刃の刃の厚さを粗面刃の刃の厚さよりも若干厚くしておけば、鏡面刃によって形成されたチップ側面の鏡面部１０ｂを鏡面のまま残して、粗面部１０ａを形成することができる。   In order to form the semiconductor chip 10 in which the rough surface portion 10a and the mirror surface portion 10b are formed on the side surface of the chip in this way, when the semiconductor wafer is diced, it may be diced using a mirror surface blade and a rough surface blade. That is, according to the dicing position of the semiconductor wafer, first, the groove processing is performed to the middle portion in the thickness direction of the semiconductor wafer using a mirror surface blade, and then the semiconductor wafer is cut with the rough surface blade according to the groove position. Good. If the thickness of the mirror blade is slightly larger than the thickness of the rough blade, the rough surface portion 10a is formed while leaving the mirror surface portion 10b on the side surface of the chip formed by the mirror surface blade as a mirror surface. Can do.

図２は、アンダーフィル樹脂３０を供給した（先入れ方式）基板２０に半導体チップ１０を超音波接合している状態を説明的に示している。
図２(b)が従来の半導体チップ１０の場合で、半導体チップ１０に超音波振動を作用させた際に、アンダーフィル樹脂３０が半導体チップ１０の側面部分に這い上がることを示す。これに対して、図２(a)は、側面に粗面部１０ａと鏡面部１０ｂを形成した半導体チップ１０の場合で、半導体チップ１０の側面に這い上がったアンダーフィル樹脂３０が、粗面部１０ａと鏡面部１０ｂとの境界位置で横方向に広がり、境界位置を超えて鏡面部１０ｂの領域に這い上がることが防止されることを示している。 FIG. 2 illustrates a state where the semiconductor chip 10 is ultrasonically bonded to the substrate 20 supplied with the underfill resin 30 (first-in method).
FIG. 2B shows the case of the conventional semiconductor chip 10 and shows that the underfill resin 30 crawls up to the side surface portion of the semiconductor chip 10 when ultrasonic vibration is applied to the semiconductor chip 10. On the other hand, FIG. 2A shows the case of the semiconductor chip 10 in which the rough surface portion 10a and the mirror surface portion 10b are formed on the side surfaces, and the underfill resin 30 scooped up on the side surface of the semiconductor chip 10 is replaced with the rough surface portion 10a. It is shown that it spreads in the horizontal direction at the boundary position with the mirror surface portion 10b and is prevented from climbing over the boundary position into the region of the mirror surface portion 10b.

アンダーフィル樹脂３０が粗面部１０ａと鏡面部１０ｂとの境界を超えて這い上がらないのは、粗面部１０ａと鏡面部１０ｂでのアンダーフィル樹脂３０に対する濡れ性が異なるからである。
このように、半導体チップ１０の側面を厚さ方向に二分して粗面部１０ａと鏡面部１０ｂとすることにより、粗面部１０ａと鏡面部１０ｂの境界線がアンダーフィル樹脂３０の這い上がりを防止する防止線となり、半導体チップ１０を基板２０に超音波接合する際に、アンダーフィル樹脂３０が超音波装置の押圧ツールに接触したり、半導体チップ１０の裏面側にまで回り込むことを防止することができ、確実な超音波接合を可能にするとともに、半導体チップ１０の外面の不要部分にアンダーフィル樹脂３０が付着することを防止することができる。 The reason why the underfill resin 30 does not crawl over the boundary between the rough surface portion 10a and the mirror surface portion 10b is that the wettability of the rough surface portion 10a and the mirror surface portion 10b to the underfill resin 30 is different.
As described above, the side surface of the semiconductor chip 10 is divided into two in the thickness direction to form the rough surface portion 10a and the mirror surface portion 10b, so that the boundary line between the rough surface portion 10a and the mirror surface portion 10b prevents the underfill resin 30 from creeping up. When the semiconductor chip 10 is ultrasonically bonded to the substrate 20, the underfill resin 30 can be prevented from coming into contact with the pressing tool of the ultrasonic device or wrapping around to the back side of the semiconductor chip 10. In addition to enabling reliable ultrasonic bonding, the underfill resin 30 can be prevented from adhering to unnecessary portions on the outer surface of the semiconductor chip 10.

図３、４、５は、超音波フリップチップ実装方法の例を示す説明図である。図３は半導体チップ１０の側面図を示す。半導体チップ１０はフリップチップ接続時に基板２０に対向する面（回路面）に樹脂溜まりとしての溝１２を形成したことを特徴とする。図５に、半導体チップ１０の回路面の平面図を示す。本例では、図のように、半導体チップ１０の回路面に形成されるバンプ１１と干渉しないよう、半導体チップ１０の外周縁の近傍に、半導体チップ１０の外形線と平行に溝１２を形成した。 3, 4 and 5 is an explanatory diagram showing an example of an ultrasonic flip-chip mounting method. Figure 3 shows a side view of a semi-conductor chip 10. The semiconductor chip 10 is characterized in that a groove 12 as a resin reservoir is formed on a surface (circuit surface) facing the substrate 20 at the time of flip chip connection. FIG. 5 shows a plan view of the circuit surface of the semiconductor chip 10. In this example , as shown in the figure, a groove 12 is formed in the vicinity of the outer peripheral edge of the semiconductor chip 10 in parallel with the outline of the semiconductor chip 10 so as not to interfere with the bumps 11 formed on the circuit surface of the semiconductor chip 10. .

半導体チップ１０の外形線と平行に溝１２を配置する方法であれば、半導体ウエハをダイシングする際に、溝１２を加工しつつダイシングすることにより、回路面に溝１２が形成された半導体チップを容易に得ることができる。溝加工とダイシング加工とを別工程で行うこともできる。
図４は、半導体チップ１０を基板２０に超音波接合した状態を示す。本例の場合は、基板２０に供給されたアンダーフィル樹脂３０の分量が、所要の充填量を上回っている場合には溝１２にアンダーフィル樹脂３０が入り込むことによって、超音波接合時にも半導体チップ１０の外側面にアンダーフィル樹脂３０が回り込むことを防止することができる。 If the groove 12 is arranged in parallel with the outline of the semiconductor chip 10, when the semiconductor wafer is diced, the semiconductor chip having the groove 12 formed on the circuit surface is obtained by dicing while processing the groove 12. Can be easily obtained. Groove processing and dicing processing can also be performed in separate steps.
FIG. 4 shows a state in which the semiconductor chip 10 is ultrasonically bonded to the substrate 20. In the case of this example , when the amount of the underfill resin 30 supplied to the substrate 20 exceeds the required filling amount, the underfill resin 30 enters the groove 12, so that the semiconductor chip is also used during ultrasonic bonding. It is possible to prevent the underfill resin 30 from wrapping around the outer side surface of the 10.

図６〜９は、超音波フリップチップ実装方法の他の例を示す説明図である。本例で使用する半導体チップ１０は、半導体チップ１０の裏面側（回路面とは反対側の面）のコーナー部を面取りして形成したことを特徴とする。１３が半導体チップ１０の面取り部である。面取り部１３は図のように、半導体チップ１０の側面に対して傾斜した面に形成されている。
半導体チップ１０の裏面側のコーナー部を面取りするには、図８(a)に示すように、端面形状がＶ字形の研削刃６を用いて半導体ウエハ５をダイシング位置に合わせて研削し、次いで、図８(b)に示すようにダイシング刃７を用いて半導体ウエハ５をダイシング位置で切断すればよい。 6-9 is an explanatory view showing another example of an ultrasonic flip-chip mounting method. The semiconductor chip 10 used in this example is formed by chamfering a corner portion on the back surface side (surface opposite to the circuit surface) of the semiconductor chip 10. Reference numeral 13 denotes a chamfered portion of the semiconductor chip 10. The chamfered portion 13 is formed on a surface inclined with respect to the side surface of the semiconductor chip 10 as shown in the figure.
In order to chamfer the corner portion on the back surface side of the semiconductor chip 10, as shown in FIG. 8A, the semiconductor wafer 5 is ground to the dicing position by using a grinding blade 6 having a V-shaped end surface, and then ground. The semiconductor wafer 5 may be cut at the dicing position using the dicing blade 7 as shown in FIG.

図７は、面取り部１３を設けた半導体チップ１０を基板２０に超音波接合している状態を示す。本実施形態で使用しいてる半導体チップ１０の場合は、超音波接合時にアンダーフィル樹脂３０が半導体チップ１０の側面を這い上がった際に、面取り部１３と半導体チップ１０の側面との境界部分でアンダーフィル樹脂３０が横方向に広がり、アンダーフィル樹脂３０がそのまま這い上がることを抑制する。また、面取り部１３にアンダーフィル樹脂３０が進入した場合でも、面取り部１３が樹脂溜まりとして作用し、超音波振動装置の押圧ツールにアンダーフィル樹脂３０が接触しないようにすることができる。   FIG. 7 shows a state where the semiconductor chip 10 provided with the chamfered portion 13 is ultrasonically bonded to the substrate 20. In the case of the semiconductor chip 10 used in the present embodiment, when the underfill resin 30 scoops up the side surface of the semiconductor chip 10 during ultrasonic bonding, the underfill resin 30 underlines at the boundary portion between the chamfered portion 13 and the side surface of the semiconductor chip 10. It is suppressed that the fill resin 30 spreads in the lateral direction and the underfill resin 30 is crushed as it is. Even when the underfill resin 30 enters the chamfered portion 13, the chamfered portion 13 acts as a resin reservoir, and the underfill resin 30 can be prevented from contacting the pressing tool of the ultrasonic vibration device.

図９は、面取り部１３を設けた半導体チップ１０を基板２０に超音波接合する超音波振動装置の押圧ツール５０の押圧端面の形状を、半導体チップ１０の裏面の形状に一致させるか、半導体チップ１０の裏面よりも若干小さく設定して超音波接合する方法を示す。本実施形態で使用している半導体チップ１０は裏面のコーナー部を面取りしているから、半導体チップ１０を超音波接合する際に、半導体チップ１０の面取り部１３の内側の領域を押圧ツール５０によって押圧するようにすれば、半導体チップ１０の側面にアンダーフィル樹脂３０が這い上がったとしても、押圧ツール５０にアンダーフィル樹脂３０が付着することがなく、アンダーフィル樹脂３０によって超音波接合操作が阻害されることがない。   FIG. 9 shows that the shape of the pressing end surface of the pressing tool 50 of the ultrasonic vibration device for ultrasonically bonding the semiconductor chip 10 provided with the chamfered portion 13 to the substrate 20 matches the shape of the back surface of the semiconductor chip 10. 10 shows a method of ultrasonic bonding with a setting slightly smaller than the back surface of 10. Since the semiconductor chip 10 used in this embodiment has chamfered corners on the back surface, when the semiconductor chip 10 is ultrasonically bonded, the area inside the chamfered portion 13 of the semiconductor chip 10 is pressed by the pressing tool 50. If pressed, even if the underfill resin 30 crawls up on the side surface of the semiconductor chip 10, the underfill resin 30 does not adhere to the pressing tool 50, and the underfill resin 30 inhibits the ultrasonic bonding operation. It will not be done.

（第２の実施の形態）
図１０〜１２は、本発明に係る超音波フリップチップ実装方法の第２の実施の形態を示す説明図である。本実施の形態で使用する半導体チップ１０は、チップの裏面にアンダーフィル樹脂３０の樹脂溜まりとなる溝１４を形成したことを特徴とする。図１１に半導体チップ１０の裏面に形成した溝１４の形成例を示す。本実施形態では、溝１４を縦横のグリッド状に形成し、各々の溝１４が互いに連通するように設けている。半導体チップ１０の裏面の外周縁部に沿って溝１４を形成しているのは、半導体チップ１０を基板２０に超音波接合する際に、半導体チップ１０の側面に這い上がったアンダーフィル樹脂３０が半導体チップ１０の裏面に設けた溝１４に取り込まれるようにするためである。 (Second Embodiment)
10 to 12 are explanatory views showing a second embodiment of the ultrasonic flip chip mounting method according to the present invention. The semiconductor chip 10 used in the present embodiment is characterized in that a groove 14 serving as a resin reservoir for the underfill resin 30 is formed on the back surface of the chip. FIG. 11 shows an example of forming the groove 14 formed on the back surface of the semiconductor chip 10. In the present embodiment, the grooves 14 are formed in a vertical and horizontal grid, and the grooves 14 are provided so as to communicate with each other. The grooves 14 are formed along the outer peripheral edge of the back surface of the semiconductor chip 10 because the underfill resin 30 that crawls up to the side surface of the semiconductor chip 10 when the semiconductor chip 10 is ultrasonically bonded to the substrate 20. This is to be taken into the groove 14 provided on the back surface of the semiconductor chip 10.

半導体チップ１０の裏面に溝１４を形成する場合も、半導体ウエハから半導体チップを個片にダイシングする工程で、半導体ウエハの裏面に溝加工を施して溝１４を縦横に形成すればよい。半導体チップ１０の裏面にグリッド状に溝１４を形成したことにより、半導体チップ１０の裏面には端面形状が矩形の小さな突起１５が縦横に配列して形成されることになる。   Even when the grooves 14 are formed on the back surface of the semiconductor chip 10, the grooves 14 may be formed vertically and horizontally by performing groove processing on the back surface of the semiconductor wafer in the step of dicing the semiconductor chip from the semiconductor wafer. By forming the grooves 14 in the form of a grid on the back surface of the semiconductor chip 10, small protrusions 15 having a rectangular end surface shape are formed on the back surface of the semiconductor chip 10 so as to be arranged vertically and horizontally.

図１２は、基板２０に半導体チップ１０を超音波接合している状態を示す。超音波振動装置の押圧ツール５１の押圧面には前記突起１５に各々位置合わせして突起部５１ａが形成され、半導体チップ１０側の突起１５と押圧ツール５１側の突起部５１ａとを位置合わせし、端面と相互に当接して超音波接合している。突起１５と突起部５１ａとを突き合わせて半導体チップ１０を超音波接合することにより、半導体チップ１０の側面にアンダーフィル樹脂３０が這い上がっても、溝１４内にアンダーフィル樹脂３０が入り込むから、突起部５１ａの端面にアンダーフィル樹脂３０が付着したりすることなく確実に超音波接合することが可能になる。   FIG. 12 shows a state where the semiconductor chip 10 is ultrasonically bonded to the substrate 20. On the pressing surface of the pressing tool 51 of the ultrasonic vibration device, a protrusion 51a is formed to be aligned with the protrusion 15, and the protrusion 15 on the semiconductor chip 10 side and the protrusion 51a on the pressing tool 51 are aligned. The ultrasonic wave bonding is performed by contacting the end surfaces. Even if the underfill resin 30 crawls up on the side surface of the semiconductor chip 10 by ultrasonic bonding of the semiconductor chip 10 by abutting the protrusion 15 and the protrusion 51a, the underfill resin 30 enters the groove 14, so that the protrusion Ultrasonic bonding can be reliably performed without the underfill resin 30 adhering to the end face of the portion 51a.

図１３〜１５は、超音波フリップチップ実装方法において使用する半導体チップ１０とその製造方法を示している。本例で使用する半導体チップ１０は、図１４に示すように半導体チップ１０の側面に離型材１６を被着したものであることを特徴とする。 13-15 shows a semiconductor chip 10 used in the ultrasonic flip-chip mounting method and manufacturing method thereof. The semiconductor chip 10 used in this example is characterized in that a release material 16 is attached to the side surface of the semiconductor chip 10 as shown in FIG.

図１３は半導体チップ１０の側面に離型材１６を被着する工程を示す。すなわち、図１３は剥離シート８に半導体ウエハ５を支持した状態で半導体ウエハ５をダイシングした状態を示す。１７は離型材１６を半導体チップ１０の側面に被着するための綿棒等の塗布ツールである。ダイシング後の半導体ウエハ５のダイシング溝に沿って塗布ツール１７を移動させ、個々の半導体チップ１０の側面に離型材１６を塗布することにより、半導体チップ１０の側面に離型材１６を被着することができる。離型材１６を被着した後、剥離シート８を剥離することによって、図１４に示すような、側面に離型材１６が被着された半導体チップ１０を得ることができる。   FIG. 13 shows a step of attaching the release material 16 to the side surface of the semiconductor chip 10. That is, FIG. 13 shows a state in which the semiconductor wafer 5 is diced while the semiconductor wafer 5 is supported on the release sheet 8. Reference numeral 17 denotes an application tool such as a cotton swab for attaching the release material 16 to the side surface of the semiconductor chip 10. The release tool 16 is applied to the side surfaces of the semiconductor chip 10 by moving the coating tool 17 along the dicing grooves of the semiconductor wafer 5 after dicing and applying the release material 16 to the side surfaces of the individual semiconductor chips 10. Can do. After the release material 16 is deposited, the release sheet 8 is peeled off to obtain the semiconductor chip 10 with the release material 16 attached to the side surface as shown in FIG.

図１５は、図１４に示す半導体チップ１０を作成する他の方法を示す。この図１５に示す方法では、半導体ウエハ５を剥離シート８に支持するとともに、ダイシング側の面（上面）にもシート９を被着して加工することを特徴とする。図１５(a)は、半導体ウエハ５の回路面にシート９を被着した状態、図１５(b)はシート９とともに半導体ウエハ５をダイシングした状態を示す。図１５(b)に示す状態で、図１３に示す方法と同様に塗布ツール１７をダイシング溝内を移動させて、個々の半導体チップ１０の側面に離型材１６を塗布する。離型材１６を塗布した後、半導体チップ１０からシート９と剥離シート８とを剥離することにより、側面に離型材１６が被着された半導体チップ１０を得ることができる。図１５に示す加工方法による場合は、半導体ウエハ５の回路面を剥離シート８への貼着面と反対側にして半導体ウエハ５を剥離シート８に支持した場合でも、半導体チップ１０の回路面をシート９で保護して加工することができ、回路面に離型材１６が付着するといった問題を回避することができる。   FIG. 15 shows another method for producing the semiconductor chip 10 shown in FIG. The method shown in FIG. 15 is characterized in that the semiconductor wafer 5 is supported on the release sheet 8 and the sheet 9 is also attached to the dicing side surface (upper surface). FIG. 15A shows a state in which the sheet 9 is attached to the circuit surface of the semiconductor wafer 5, and FIG. 15B shows a state in which the semiconductor wafer 5 is diced together with the sheet 9. In the state shown in FIG. 15B, the release tool 16 is applied to the side surface of each semiconductor chip 10 by moving the application tool 17 in the dicing groove in the same manner as the method shown in FIG. After the release material 16 is applied, the sheet 9 and the release sheet 8 are peeled from the semiconductor chip 10 to obtain the semiconductor chip 10 with the release material 16 attached to the side surfaces. In the case of the processing method shown in FIG. 15, even when the semiconductor wafer 5 is supported on the release sheet 8 with the circuit surface of the semiconductor wafer 5 on the side opposite to the attachment surface to the release sheet 8, the circuit surface of the semiconductor chip 10 is maintained. The sheet 9 can be protected and processed, and the problem that the release material 16 adheres to the circuit surface can be avoided.

図１４に示すように、半導体チップ１０の側面に離型材１６を被着しておけば、離型材１６に対するアンダーフィル樹脂３０の濡れ性は低いから、半導体チップ１０を基板２０に超音波接合する際に、アンダーフィル樹脂３０が半導体チップ１０の側面に這い上がることを防止することができ、基板２０にアンダーフィル樹脂３０をあらかじめ供給する先入れ方式によるフリップチップ接続方法で、超音波接合により確実に半導体チップ１０を基板２０に搭載することができる。   As shown in FIG. 14, if the release material 16 is attached to the side surface of the semiconductor chip 10, the wettability of the underfill resin 30 with respect to the release material 16 is low, so the semiconductor chip 10 is ultrasonically bonded to the substrate 20. In this case, the underfill resin 30 can be prevented from creeping up to the side surface of the semiconductor chip 10, and the flip-chip connection method using the first-in method that supplies the underfill resin 30 to the substrate 20 in advance is ensured by ultrasonic bonding. In addition, the semiconductor chip 10 can be mounted on the substrate 20.

（付記１）
基板にアンダーフィル樹脂を供給した後、超音波接合により半導体チップをフリップチップ接続により搭載する超音波フリップチップ実装方法であって、
前記半導体チップとして、チップの側面領域を厚さ方向に二分した回路面側の一方の領域が粗面部に形成され、裏面側の他方の領域が鏡面部に形成されたチップを使用することを特徴とする超音波フリップチップ実装方法。
（付記２）
基板にアンダーフィル樹脂を供給した後、超音波接合により半導体チップをフリップチップ接続により搭載する超音波フリップチップ実装方法であって、
前記半導体チップとして、チップの回路面に樹脂溜まりとしての溝を形成したチップを使用することを特徴とする超音波フリップチップ実装方法。
（付記３）
基板にアンダーフィル樹脂を供給した後、超音波接合により半導体チップをフリップチップ接続により搭載する超音波フリップチップ実装方法であって、
前記半導体チップとして、チップの裏面側のコーナー部を面取りしたチップを使用することを特徴とする超音波フリップチップ実装方法。
（付記４）
超音波振動装置の実装ツールとして、前記半導体チップの裏面の形状と同形状の押圧端面に形成された押圧ツールを使用して超音波接合することを特徴とする付記３記載の超音波フリップチップ実装方法。
（付記５）
基板にアンダーフィル樹脂を供給した後、超音波接合により半導体チップをフリップチップ接続により搭載する超音波フリップチップ実装方法であって、
前記半導体チップとして、チップの裏面に樹脂溜まりとしての溝が形成されたチップを使用することを特徴とする超音波フリップチップ実装方法。
（付記６）
超音波振動装置の実装ツールとして、前記半導体チップの裏面に形成された突起に位置合わせして押圧面に突起部が形成された押圧ツールを使用して超音波接合することを特徴とする付記５記載の超音波フリップチップ実装方法。
（付記７）
基板にアンダーフィル樹脂を供給した後、超音波接合により半導体チップをフリップチップ接続により搭載する超音波フリップチップ実装方法であって、
前記半導体チップとして、側面に離型材が被着されたチップを使用することを特徴とする超音波フリップチップ実装方法。 (Appendix 1)
An ultrasonic flip-chip mounting method in which a semiconductor chip is mounted by flip-chip connection by ultrasonic bonding after supplying an underfill resin to a substrate,
As the semiconductor chip, a chip is used in which one area on the circuit surface side obtained by dividing the side surface area of the chip in the thickness direction is formed on the rough surface portion, and the other area on the back surface side is formed on the mirror surface portion. Ultrasonic flip chip mounting method.
(Appendix 2)
An ultrasonic flip-chip mounting method in which a semiconductor chip is mounted by flip-chip connection by ultrasonic bonding after supplying an underfill resin to a substrate,
An ultrasonic flip chip mounting method, wherein a chip having a groove as a resin reservoir formed on a circuit surface of the chip is used as the semiconductor chip.
(Appendix 3)
An ultrasonic flip-chip mounting method in which a semiconductor chip is mounted by flip-chip connection by ultrasonic bonding after supplying an underfill resin to a substrate,
An ultrasonic flip-chip mounting method, wherein a chip having a chamfered corner portion on the back side of the chip is used as the semiconductor chip.
(Appendix 4)
The ultrasonic flip chip mounting according to appendix 3, characterized in that ultrasonic bonding is performed using a pressing tool formed on a pressing end surface having the same shape as the back surface of the semiconductor chip as a mounting tool for the ultrasonic vibration device. Method.
(Appendix 5)
An ultrasonic flip-chip mounting method in which a semiconductor chip is mounted by flip-chip connection by ultrasonic bonding after supplying an underfill resin to a substrate,
An ultrasonic flip-chip mounting method, wherein a chip having a groove as a resin reservoir formed on the back surface of the chip is used as the semiconductor chip.
(Appendix 6)
Supplementary note 5 characterized in that as a mounting tool for the ultrasonic vibration device, ultrasonic bonding is performed using a pressing tool in which a protrusion is formed on the pressing surface in alignment with the protrusion formed on the back surface of the semiconductor chip. The ultrasonic flip chip mounting method described.
(Appendix 7)
An ultrasonic flip-chip mounting method in which a semiconductor chip is mounted by flip-chip connection by ultrasonic bonding after supplying an underfill resin to a substrate,
An ultrasonic flip-chip mounting method, wherein a chip having a release material attached to a side surface is used as the semiconductor chip.

本発明に係る超音波フリップチップ実装方法の第１の実施の形態で使用する半導体チップ(a)と従来の半導体チップ(b)の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the semiconductor chip (a) used by 1st Embodiment of the ultrasonic flip chip mounting method concerning this invention, and the conventional semiconductor chip (b). 半導体チップをフリップチップ接続した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which carried out the flip chip connection of the semiconductor chip. 超音波フリップチップ実装方法において使用する半導体チップの構成を示す側面図である。Is a side view showing the configuration of a semiconductor chip used in the ultrasonic flip-chip mounting method. 図３に示す半導体チップをフリップチップ接続した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which carried out the flip chip connection of the semiconductor chip shown in FIG. 図３に示す半導体チップの平面図である。FIG. 4 is a plan view of the semiconductor chip shown in FIG. 3. 超音波フリップチップ実装方法において使用する半導体チップの構成を示す側面図である。Is a side view showing the configuration of a semiconductor chip used in the ultrasonic flip-chip mounting method. 図６に示す半導体チップをフリップチップ接続した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which carried out the flip chip connection of the semiconductor chip shown in FIG. 図６に示す半導体チップを形成する方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the method of forming the semiconductor chip shown in FIG. 図６に示す半導体チップを超音波接合する状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which ultrasonically bonds the semiconductor chip shown in FIG. 本発明に係る超音波フリップチップ実装方法の第２の実施の形態で使用する半導体チップの構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the semiconductor chip used with 2nd Embodiment of the ultrasonic flip chip mounting method which concerns on this invention. 図１０に示す半導体チップの平面図である。It is a top view of the semiconductor chip shown in FIG. 図１０に示す半導体チップを超音波接合している状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which has ultrasonic-bonded the semiconductor chip shown in FIG. 超音波フリップチップ実装方法において使用する半導体チップの製造方法を示す説明図である。It is an explanatory view showing a method for manufacturing a semiconductor chip used in the ultrasonic flip-chip mounting method. 半導体チップの断面図である。It is sectional drawing of a semiconductor chip. 半導体チップの他の製造方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other manufacturing method of a semiconductor chip. 従来のフリップチップ接続による半導体チップの実装方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the mounting method of the semiconductor chip by the conventional flip chip connection.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 半導体チップ
１０ａ 粗面部
１０ｂ 鏡面部
１１ バンプ
１２ 溝
１３ 面取り部
１４ 溝
１５ 突起
１６ 離型材
１７ 塗布ツール
２０ 基板
３０ アンダーフィル樹脂
４０ ヒータ
５０、５１ 押圧ツール
５１ａ 突起部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor chip 10a Rough surface part 10b Mirror surface part 11 Bump 12 Groove 13 Chamfering part 14 Groove 15 Protrusion 16 Release material 17 Application tool 20 Substrate 30 Underfill resin 40 Heater 50, 51 Press tool 51a Protrusion part

Claims (2)

基板にアンダーフィル樹脂を供給した後、超音波接合により半導体チップをフリップチップ接続により搭載する超音波フリップチップ実装方法であって、
前記半導体チップとして、チップの側面領域を厚さ方向に二分した回路面側の一方の領域が粗面部に形成され、裏面側の他方の領域が鏡面部に形成されたチップを使用することを特徴とする超音波フリップチップ実装方法。 An ultrasonic flip-chip mounting method in which a semiconductor chip is mounted by flip-chip connection by ultrasonic bonding after supplying an underfill resin to a substrate,
As the semiconductor chip, a chip is used in which one area on the circuit surface side obtained by dividing the side surface area of the chip in the thickness direction is formed on the rough surface portion, and the other area on the back surface side is formed on the mirror surface portion. Ultrasonic flip chip mounting method. 基板にアンダーフィル樹脂を供給した後、超音波接合により半導体チップをフリップチップ接続により搭載する超音波フリップチップ実装方法であって、
前記半導体チップとして、チップの裏面に前記アンダーフィル樹脂の樹脂溜まりとなる溝が、縦横のグリッド状に互いに連通する配置に設けられたチップを使用することを特徴とする超音波フリップチップ実装方法。 An ultrasonic flip-chip mounting method in which a semiconductor chip is mounted by flip-chip connection by ultrasonic bonding after supplying an underfill resin to a substrate,
An ultrasonic flip-chip mounting method using a chip in which grooves serving as a resin reservoir for the underfill resin are provided on the back surface of the chip so as to communicate with each other in the form of vertical and horizontal grids .
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JP6403542B2 (en) * 2014-11-04 2018-10-10 エイブリック株式会社 Semiconductor device
CN107534027B (en) * 2015-06-15 2021-08-17 索尼公司 Semiconductor device, electronic apparatus, and manufacturing method
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