JP2000174060A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体チップと回路基板との間の電気的接続
の信頼性が高い半導体装置及びその製造方法を提供する
こと。 【解決手段】 この回路基板１の一方の主面上には、配
線パターンである接続パッド２ａ，３ａが形成されてい
る。また、回路基板１の他方の主面上であって、接続パ
ッド２ａ，３ａと後述する金バンプ６ａ，７ａとの間の
接続部分が形成される領域に対応する領域には、表面層
パターン２ｂ，３ｂが形成されている。また、回路基板
１内には、中間層パターン１ａが形成されている。回路
基板１の接続パッド２ａ，３ａ上には、突起電極である
金バンプ６ａ，７ａを介して半導体チップ４が実装され
ている。また、回路基板１と半導体チップ４との間に
は、導電粒子８が分散されたＡＣＦなどの異方性導電接
着剤５が充填されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板に半導体
チップを実装してなる半導体装置及びその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ
Ｂｏａｒｄ）と呼ばれる半導体チップを回路基板に実装
する方法では、１つの回路基板上に複数の半導体チップ
を直接実装している。具体的には、熱硬化樹脂を配線板
に供給して、バンプと呼ばれる突起電極を設けた半導体
チップをフェースダウンボンディングして加圧、加熱す
ることにより行なう。このようにして得られた構造を図
４に示す。

【０００３】図４に示す半導体装置は、ガラスエポキシ
基板などの有機材料で構成された回路基板１１上に形成
された配線パターン１１ａに、バンプと呼ばれる突起電
極を介して半導体チップ１４が実装されており、回路基
板１１と半導体チップ１４との間にＡＣＦなどの異方性
導電接着剤１５が充填された構造を有する。

【０００４】次に、上記半導体装置の製造方法について
説明する。まず、半導体チップ１４の回路面の電極に、
突起電極を形成する。回路基板１１の両面上にそれぞれ
Ｃｕなどをメッキで被着して金属層を形成し、フォトリ
ソグラフィー及びエッチングにより、配線パターン１１
ａを形成する。

【０００５】次いで、この回路基板１１を受けテーブル
１２に載置し、この回路基板１１上面の配線パターン１
１ａ上に導電粒子１３を含む異方性導電接着剤１５を供
給する。次いで、回路基板１１の配線パターン１１ａと
半導体チップ１４の突起電極との間の位置合わせを行な
って、熱圧着ヘッド１６を用いて回路基板１１上に半導
体チップ１４をフェースダウンボンディングし、加熱、
加圧することにより異方性導電接着剤１５を硬化させ
る。このときの加圧力により、回路基板１１の配線パタ
ーン１１ａと半導体チップ１４の突起電極との間に導電
粒子１３が介在して両者を電気的に接続する。そして、
異方性導電接着剤１５を硬化させた後、熱圧着ヘッド１
６を上昇させて、半導体チップ１４の実装を完了する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記実装の際に回路基
板１１の配線パターン１１ａと半導体チップ１４の突起
電極１３との間に加わる接続圧力は、熱圧着ヘッド１６
の加圧力で決定する。一方、回路基板１１の上面及び下
面には配線パターン１１ａが形成されているが、そのパ
ターンは上面及び下面で異なるのが通常である。図４に
示す回路基板の場合のように、回路基板１１の上面の配
線パターン１１ａのうち半導体チップ１４のバンプが接
続される配線パターンに対応する回路基板１１の下面に
配線パターン１１ａが存在しない領域Ａがあることがあ
る。このような領域Ａには、適正に熱圧着ヘッド１６の
加圧力が加わらず、図４に示すように、その部分の回路
基板１１が変形してしまい、回路基板１１の配線パター
ン１１ａと半導体チップ１４の突起電極との間を導電粒
子１３で接続することができないことがある。このた
め、両者の電気的接続の信頼性を低下させるという問題
がある。

【０００７】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、半導体チップと回路基板
との間の電気的接続の信頼性が高い半導体装置及びその
製造方法を提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る半導体装置は、回路基板上に半導体チ
ップを搭載して形成される半導体装置であって、一方の
主面に第１の配線パターンを有する回路基板と、前記第
１の配線パターン上に導電部材を介して搭載された半導
体チップと、前記半導体チップと前記第１の配線パター
ンとの間の接続部に対応する前記回路基板の他方の主面
上に形成された第２の配線パターンと、を具備すること
を特徴とする。

【０００９】上記半導体装置では、半導体チップと配線
パターンとの間の接続部に対応する回路基板の他方の主
面上に第２の配線パターンが形成されているので、半導
体チップと配線パターンとの間のすべての接続部分に均
等に実装の際の加圧力が加わる。これにより、すべての
接続部分において良好に電気的に接続がなされ、半導体
チップと回路基板との間の電気的接続の信頼性が高くな
る。

【００１０】本発明の半導体装置においては、前記第２
の配線パターンの一部が、ダミーパターンであることが
好ましい。また、本発明の半導体装置においては、前記
半導体チップと前記配線パターンとの間の接続部が、導
電性粒子を介して前記半導体チップと前記配線パターン
とが接続される構造であることが好ましい。

【００１１】本発明に係る半導体装置の製造方法は、回
路基板上に半導体チップを搭載して形成される半導体装
置の製造方法であって、一方の主面上に第１の配線パタ
ーンが形成され、他方の主面上であって該第１の配線パ
ターンに対応する部分に第２の配線パターンが形成され
た回路基板を準備する工程と、前記半導体チップを、前
記回路基板の前記第１の配線パターン上に実装する工程
と、を具備することを特徴とする。

【００１２】上記半導体装置の製造方法では、すべての
接続部分において良好に電気的に接続がなされ、半導体
チップと回路基板との間の電気的接続の信頼性が高い半
導体装置を得ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態によ
る半導体装置を示す断面図である。この半導体装置は、
ガラスエポキシ基板などの有機材料で構成された回路基
板１を用いている。この回路基板１の一方の主面上に
は、配線パターンである接続パッド２ａ，３ａが形成さ
れている。また、回路基板１の他方の主面上には表面層
パターン２ｂ，３ｂが形成されており、この表面層パタ
ーン２ｂ，３ｂは、上記接続パッド２ａ，３ａと後述す
る金バンプ６ａ，７ａとの間の接続部分が形成される領
域に対応する領域に配置されている。また、回路基板１
内には、中間層パターン１ａが形成されている。

【００１４】回路基板１の接続パッド２ａ，３ａ上に
は、突起電極である金バンプ６ａ，７ａを介して半導体
チップ４が実装されている。また、回路基板１と半導体
チップ４との間には、導電粒子８が分散されたＡＣＦな
どの異方性導電接着剤５が充填されている。

【００１５】図２（ａ）は、図１に示す回路基板の上面
の一部を示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）
に示す上面部分に対応する回路基板の下面部分を示す平
面図である。

【００１６】図２（ａ）に示すように、回路基板１の上
面において半導体チップ４を実装する部分には、上述し
たように接続パッド２ａ，３ａが形成されている。図２
（ｂ）に示すように、この接続パッド２ａ，３ａに対応
する回路基板１の下面には、上述したように表面層パタ
ーン２ｂ，３ｂが形成されている。なお、この表面層パ
ターンが形成されている部分は、本来的には、配線パタ
ーン又は接続パッド等が形成されておらず何も形成され
ていない部分である。

【００１７】次に、図１に示す半導体装置の製造方法に
ついて説明する。図３は、本発明の実施の形態による半
導体装置の製造方法を説明するための断面図である。ま
ず、半導体チップ４の回路面の電極に、金バンプ６ａ，
７ａを形成する。なお、バンプの材料としては、金以外
にも導電材料として使用されている材料であれば使用す
ることが可能である。

【００１８】次に、回路基板１を準備する。この回路基
板１は、その一方の主面上に配線パターンである接続パ
ッド２ａ，３ａが形成され、その内部には中間層パター
ン１ａが形成され、その他方の主面上であって該接続パ
ッド２ａ，３ａに対応する領域に表面層パターン２ｂ，
３ｂが形成されているものである。

【００１９】即ち、回路基板１においては、接続パッド
２ａ，３ａのすべての裏側に表面層パターンが形成され
た状態となる。この状態では、回路基板１上の各接続パ
ッド２ａ，３ａの領域において接続パッド２ａ，３ａか
ら表面層パターン２ｂ，３ｂとの間の厚さは均一とな
る。この表面層パターン２ｂ，３ｂは、配線パターンで
ある必要はなく、一部又は全部がダミーパターンであっ
ても良い。

【００２０】次いで、この回路基板１を、表面層パター
ン２ｂ，３ｂ側を下にして受けテーブル９に載せる。次
に、この回路基板１の接続パッド２ａ，３ａ上に導電粒
子８を含む異方性導電接着剤５を供給する。次いで、回
路基板１の接続パッド２ａ，３ａと半導体チップ４の金
バンプ６ａ，７ａとの間の位置合わせを行なって、熱圧
着ヘッド１０を用いて回路基板１上に半導体チップ４を
フェースダウンボンディングする。

【００２１】次いで、熱圧着ヘッド１０を加熱、加圧す
ることにより、異方性導電接着剤５を硬化させる。この
ときの加圧力により、回路基板１の接続パッド２ａ，３
ａと半導体チップ４の金バンプ６ａ，７ａとの間に導電
粒子８が介在して両者を電気的に接続する。そして、異
方性導電接着剤５を硬化させた後、熱圧着ヘッド１０を
上昇させて、半導体チップ４の実装を完了する。このよ
うにして本実施の形態に係る半導体装置が得られる。

【００２２】上記実施の形態によれば、半導体チップ４
と接続パッド２ａ，３ａとの間の接続部に対応する回路
基板１の他方の主面上に表面層パターン２ｂ，３ｂが形
成されており、回路基板１上の各接続パッド２ａ，３ａ
の領域において接続パッド２ａ，３ａから表面層パター
ン２ｂ，３ｂとの間の厚さが均一となる。従って、半導
体チップ４と接続パッド２ａ，３ａとの間のすべての接
続部分に均等に実装の際の加圧力が加わる。これによ
り、すべての接続部分において良好に電気的に接続がな
され、半導体チップと回路基板との間の電気的接続の信
頼性が高くなる。

【００２３】本発明は上記実施の形態に限定されず、種
々変更して実施することが可能である。例えば、本実施
の形態では、異方性導電接着剤を用いているが、他の接
着剤を用いることも可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
導体チップと配線パターンとの間の接続部に対応する回
路基板の他方の主面上に第２の配線パターンが形成され
ているので、半導体チップと配線パターンとの間のすべ
ての接続部分に均等に実装の際の加圧力が加わる。これ
により、すべての接続部分において良好に電気的に接続
がなされ、半導体チップと回路基板との間の電気的接続
の信頼性が高い半導体装置及びその製造方法を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による半導体装置を示す断
面図である。

【図２】図２（ａ）は、図１に示す回路基板の上面の一
部を示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示
す上面部分に対応する回路基板の下面部分を示す平面図
である。

【図３】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を説明するための断面図である。

【図４】従来の半導体装置の製造方法を説明するための
断面図である。

【符号の説明】

１…回路基板、１ａ…中間層パターン、２ａ，３ａ…接
続パッド、２ｂ，３ｂ…表面層パターン、４…半導体チ
ップ、５…異方性導電接着剤、６ａ，７ａ…金バンプ、
８…導電粒子、９…受けテーブル、１０…熱圧着ヘッ
ド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鶴谷 仁彦 宮城県加美郡中新田町字雁原325番地ソニ ー中新田株式会社内 Ｆターム(参考） 5F044 KK09 KK10 LL09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路基板上に半導体チップを搭載して形
   成される半導体装置であって、 一方の主面に第１の配線パターンを有する回路基板と、 前記第１の配線パターン上に導電部材を介して搭載され
   た半導体チップと、 前記半導体チップと前記第１の配線パターンとの間の接
   続部に対応する前記回路基板の他方の主面上に形成され
   た第２の配線パターンと、 を具備することを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 前記第２の配線パターンの一部は、ダミ
   ーパターンであることを特徴とする請求項１記載の半導
   体装置。
3. 【請求項３】 前記半導体チップと前記配線パターンと
   の間の接続部は、導電性粒子を介して前記半導体チップ
   と前記配線パターンとが接続される構造であることを特
   徴とする請求項１記載の半導体装置。
4. 【請求項４】 回路基板上に半導体チップを搭載して形
   成される半導体装置の製造方法であって、 一方の主面上に第１の配線パターンが形成され、他方の
   主面上であって該第１の配線パターンに対応する部分に
   第２の配線パターンが形成された回路基板を準備する工
   程と、 前記半導体チップを、前記回路基板の前記第１の配線パ
   ターン上に実装する工程と、 を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。