JP2000174165A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JP2000174165A
JP2000174165A JP10349109A JP34910998A JP2000174165A JP 2000174165 A JP2000174165 A JP 2000174165A JP 10349109 A JP10349109 A JP 10349109A JP 34910998 A JP34910998 A JP 34910998A JP 2000174165 A JP2000174165 A JP 2000174165A
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conductive
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベアICチップをフリップチップ実装した従
来の半導体装置おいては、実装工程時におけるICチッ
プにダメージが生じる。 【解決手段】 半導体素子101面の電極端子部に形成
したバンプ102と接続する回路基板103の電極端子
部104直下に、加えられた圧力に応じて容易に変形可
能な応力緩和層105を設ける。これにより、実装時の
加圧に対して半導体素子に加わる力の大きさは低減でき
るので、半導体素子に形成された回路素子機能に不具合
が発生する事がなくなり、極めて品質の高い半導体装置
を安定して作製することを実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の実装
方法とその実装体に関するものであり、特にフェースダ
ウンで実装を行う半導体装置の実装方法およびその実装
体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体素子を回路基板上へ実装す
るには、QFP(Quad Flat Package)に代表されるよ
うなパッケージ形態とした後、半田付けにより実装され
ていたが、近年、電子機器に対する小型化及び軽量化の
要望や半導体素子の接続端子数の増加により、このよう
な実装形態ではそれらの要望に対処することが次第に困
難になってきた。
【0003】そこで、最近では裸の半導体素子を回路基
板上に直付けするフリップチップ実装技術を用いて、こ
れらの技術課題に対処する方法が考えだされてきた。一
例として、半導体素子を回路基板に接続するに際し、予
め半導体素子の端子電極上にバンプを形成しておき、半
導体素子と回路基板間にACF(Anisotropic Conducti
ve Film:異方性導電フィルム)と一般に呼ばれている
接続材料を介在して、フェースダウンにて実装する。以
下、図面を参照しながら上述した従来の半導体装置の実
装方法とその実装体の一例について説明する。
【0004】図9は従来のフェースダウンで実装された
半導体装置の実装体の要部断面図である。
【0005】図中において、1は半導体素子、2は半導
体素子1の端子電極上に形成されたバンプ、3は回路基
板、4は回路基板3の表面に形成された基板電極、5は
絶縁層、6はその下層の配線層である。通常の回路基板
3の絶縁層5は、ガラス繊維もしくはアラミド繊維から
なる布地を芯材とし、これにエポキシ樹脂を塗布したシ
ート状であり、同じ厚みを有するエポキシ樹脂シートに
対し剛性が高く、また、加熱時の応力に対して軟化によ
り変形する量も小さい。7はACF、8は導電性粒子で
ある。ACF7は図9に示すように、特殊な微小な導電
性粒子8を接着フィルム中に均一に分散させた、導電、
絶縁、接着機能を有する接続材料で、最近、特にフリッ
プチップ実装用途の活用が盛んである。
【0006】以上のように構成された従来のフェースダ
ウンで実装された半導体装置の実装方法とその実装体に
ついて、以下その概略を説明する。
【0007】まず、ワイヤーボンディング技術を用いて
バンプ2を形成した半導体素子1を、ACF7を間に挟
んで、回路基板3の基板電極4の所定の位置に位置合わ
せを行ってフェースダウンで搭載する、その後、半導体
素子1及び回路基板3の背面より加圧及び加熱を施し、
ACF7を構成する樹脂成分を溶融、軟化させてバンプ
2と基板電極4間に介在する樹脂を押しのけると同時
に、この部分に存在する導電性粒子8をこれらで挟み込
み、当接状態を実現して導通を得る。この後、加熱し続
けて前記ACF7中の樹脂を硬化させることで、接続を
完了し実装体を得る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような半導体装置の実装体においては、次のような課題
がある。
【0009】すなわち、半導体素子1と回路基板3の背
面より加わる圧力は、バンプ2を通じて基板電極4や絶
縁層5に伝達されるが、これらに伝達された圧力の一部
は、反作用によりバンプ2を通じて半導体素子1に加わ
る。この際、反作用により半導体素子1に加わる力の大
きさは、絶縁層5の固さ若しくは剛性により決まり、絶
縁層5の剛性が大きく固いほど半導体素子1に加わる圧
力は大きくなる。従って、通常の回路基板3の構成の絶
縁層5の剛性では、半導体素子1に加わる力により、半
導体素子1に形成された回路素子機能に不具合が発生す
る場合も多い。特に、エリアアレイ状に電極端子が配列
された半導体素子1のようにバンプ2を形成したアルミ
電極パッド直下に回路素子が形成されている場合は、不
具合発生の可能性が著しく高い。
【0010】本発明は、このような従来の、エリアアレ
イ状の電極端子配列を有する半導体素子を用いた構成の
半導体装置の課題を考慮し、半導体素子に形成された回
路素子機能に不具合が発生する事がなくなり、極めて品
質の高い半導体装置を安定して作製することを実現する
事を目的とする。
【0011】
【発明を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体素子をフェースダウンにて回路基板上に実装した
半導体装置において、半導体素子に形成したバンプと接
続する回路基板の電極端子部直下に、加えられた圧力に
応じて容易に変形可能な応力緩和層を設けたことを特徴
とする半導体装置である。
【0012】また、上記した半導体装置の実装体の実装
方法は、フェースダウンにて実装する際に、上記応力緩
和層を加熱して軟化させて変形容易としたことを特徴と
する半導体装置の実装方法である。
【0013】また、前記回路基板は、通常のプリント基
板を形成する工程と、この回路基板の表面に液状の熱硬
化型エポキシ樹脂を均一な膜厚となるように塗布する工
程と、これを熱処理して硬化する工程と、レーザーやド
リルなどを用いてビアとなる部分に物理的に貫通孔を形
成する工程と、金属膜を選択的に着膜形成して表層の配
線パターンと導通ビアを形成する工程とを有する回路形
成用基板の製造方法によって形成される。
【0014】また、前記回路基板は、通常のプリント基
板を形成する工程と、この回路基板の表面に液状の熱硬
化型エポキシ樹脂を均一な膜厚となるように塗布する工
程と、これを第1の熱処理を施して半硬化する工程と、
フォトリソ技術とエッチング技術を用いてビアとなる部
分に化学的に貫通孔を形成する工程と、第2の熱処理を
施して完全硬化する工程と、金属膜を選択的に着膜形成
して表層の配線パターンと導通ビアを形成する工程とを
有する回路形成用基板の製造方法によって形成される。
【0015】また、前記回路基板は、離型性フィルムを
備えた被圧縮性を有する多孔質基材に貫通孔を設ける工
程と、前記貫通孔に導電性ペーストを充填する工程と、
前記貫通孔に前記導電性ペーストを充填した前記多孔質
基材から前記離型性フィルムを剥離する工程と、前記多
孔質基材の前記離型性フィルムを剥離した両面に金属箔
を重ねる工程と、前記金属箔を重ねた前記多孔質基材を
加熱加圧して圧縮する工程とを有する回路形成用基板の
製造方法によって形成される。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1を用いて説明する。
【0017】(実施の形態1)図1は本発明の第1の実
施の形態を示す半導体装置の要部断面図である。図1に
おいて、101は半導体素子、102は半導体素子10
1のアルミ電極端子上に形成されたバンプで、103は
回路基板、104は回路基板103の表面に形成された
基板電極で、106は配線層である。また、107はA
CFで108は導電性粒子である。さらに、105はエ
ポキシ樹脂からなる応力緩和層である。
【0018】以上のように構成された従来のフェースダ
ウンで実装された半導体装置の実装方法とその実装体に
ついて、以下その概略を説明する。
【0019】まず、ワイヤーボンディング技術等を用い
てバンプ102を形成した半導体素子101を、接続材
料として用いるACF07を間に挟んで、回路基板10
3の基板電極104の所定の位置に位置合わせを行って
フェースダウンで搭載する。その後、半導体素子101
及び回路基板103の背面より加圧及び加熱を施し、A
CF107を構成する樹脂成分を溶融、軟化させてバン
プ102と基板電極104間に介在する樹脂を押しのけ
ると同時に、この部分に存在する導電性粒子108をこ
れらで挟み込み、当接する事で導通を得る。
【0020】この際の加圧量及び加熱温度は、必要な品
質を確保するためには、50gf/バンプ以上で温度は
180℃以上が望ましい。また、本実施の形態において
はバンプ102先端の径は、φ40〜80μmの範囲に
ある。この後、加熱し続けてACF107中の樹脂を硬
化させることで、接続を完了し実装体を得る。
【0021】これらの構成により、半導体素子101に
形成したバンプ102と接続する回路基板103の基板
電極104直下に設けた応力緩和層105は、実装工程
時における加熱により軟化するため、加えられた圧力に
応じて容易に変形しこの圧力を吸収する。これにより、
実装時に外部より加わる圧力は、バンプ102、基板電
極104を通じて応力緩和層105に伝達されるが、応
力緩和層105により吸収されることにより、この反作
用によって半導体素子101に加わる力は小さくなるの
で、半導体素子101に形成された回路素子機能に不具
合が発生する事がなくなり、極めて品質の高い半導体装
置を安定して作製することを実現する。特に、エリアア
レイ状にアルミ電極端子が配列された半導体素子のよう
にアルミ電極端子直下に回路素子が形成されている場合
は、極めて有効な発明である。
【0022】ところで、一方では、この様な構成におい
ては、前記したような実装時の加熱及び加圧により応力
緩和層105の変形が必要以上に著しく大きく、厚みの
減少が著しく大きくなるので、基板電極104と下層の
配線層106間の電気的絶縁性能が著しく劣化すること
により、品質を著しく損なう恐れがあるため、実施形態
1では図1に示すように基板電極104直下領域におけ
る配線層106のパターン形成を行わない構成としてい
る。このことにより、上記した品質課題発生の解決を図
っている。
【0023】なお、製造方法において半導体素子と回路
基板の接続材料については、本実施の形態の形態に記載
したACF107以外に、以下に記載する材料を用い
て、実装体を作製しても良い。 (1) 接続材料として、液状樹脂中に導電性粒子を分散
させたACP(Anisotropic Conductive Paste:異方性
導電ペースト)を用いる方法。なお、製造方法について
は、本実施の形態に記載したのとほぼ同様な方法にて作
製することにより実装体を得る。 (2) 接続材料として導電性粒子を含まない絶縁樹脂フ
ィルムを用いる方法。なお、この接続材料を用いて作製
した実装体の要部断面図を図2に示し、図中、図1と同
一符号は、同一または相当箇所を示し、109は絶縁樹
脂フィルムを示す。製造方法については、まずワイヤー
ボンディング技術等を用いてバンプ102を形成した半
導体素子101を、絶縁樹脂フィルム109の接続材料
を間に挟んで、回路基板103の基板電極104の所定
の位置に位置合わせを行ってフェースダウンで搭載す
る。その後、半導体素子101背面より加圧及び加熱を
施し、前記接続材料を構成する樹脂成分を溶融、軟化さ
せてバンプ102と基板電極104間に介在する樹脂を
押しのけて、バンプ102と回路基板103に形成した
基板電極104が直接、当接する事により導通を得る。
【0024】この際の加圧量及び加熱温度は、必要な品
質を確保するためには、50gf/バンプ以上で温度は
180℃以上が望ましい。また、本実施の形態において
はバンプ先端の径は、φ40〜80μmの範囲にある。
この後、加熱し続けて前記ACP109の樹脂を硬化さ
せることで、接続を完了し実装体を得る。 (3) 接続材料として(2)で用いた絶縁樹脂フィルム10
9の代わりに導電性粒子を含まない液状絶縁樹脂を用い
る方法。なお、製造方法としては、(2)に記載したのと
ほぼ同様な製造法にて作製することにより実装体を得
る。
【0025】これらは、いずれの接続材料を用いた製造
方法においても上記した発明の効果を有する。
【0026】(実施の形態2)図3は本発明の第2の実
施の形態を示す半導体装置の要部断面図である。図中、
図1と同一符号は、同一または相当箇所を示す。製造方
法については、実施形態1に記載した内容と同じであ
る。
【0027】これらの構成により、実施の形態1に記載
した通り、実装工程時に外部より加わる圧力は、バンプ
102、基板電極103を通じて応力緩和層105に伝
達されるが、応力緩和層105により吸収されることに
より、この反作用によって半導体素子101に加わる力
は小さくなるので、半導体素子101に形成された回路
素子機能に不具合が発生する事がなくなり、極めて品質
の高い半導体装置を安定して作製することを実現する。
特に、エリアアレイ状に電極端子が配列された半導体素
子のようにアルミ電極端子直下に回路素子が形成されて
いる場合は、極めて有効な発明である。
【0028】また、以上のように構成された半導体装置
では、実施の形態1にも記載した通り、実装時の加熱及
び加圧により応力緩和層105の変形が必要以上に大き
く、厚みの減少が著しく大きくなるので、基板電極10
4と第1の下層配線層106間の電気的絶縁性能が劣化
することにより、品質を損なうため、本実施形態では図
3に示すように基板電極104直下領域に形成した第1
の下層配線層106の電極106aのパターンは、他の
配線と絶縁された構成とすることにより、上記した品質
課題発生の解決を図っている。
【0029】なお、本実施の形態においても、実施の形
態1に記載した(1)〜(3)の接続方法を用いても同等な効
果が得られる。
【0030】(実施の形態3)図4は本発明の第3の実
施の形態を示す半導体装置の要部断面図である。図中、
図1と同一符号は、同一または相当箇所を示す。図4に
おいて、110は絶縁性を有する金属またはセラミクス
材料から成る絶縁板である。製造方法については、実施
の形態1に記載した内容と同じである。
【0031】これらの構成により、実施の形態1に記載
した通り、実装工程時に外部より加わる圧力は、バンプ
102、基板電極104を通じて応力緩和層105に伝
達されるが、応力緩和層105により吸収されることに
より、この反作用によって半導体素子101に加わる力
は小さくなるので、半導体素子101に形成された回路
素子機能に不具合が発生する事がなくなり、極めて品質
の高い半導体装置を安定して作製することを実現する。
特に、エリアアレイ状にアルミ電極端子が配列された半
導体素子のようにアルミ電極端子直下に回路素子が形成
されている場合は、極めて有効な発明である。
【0032】また、以上のように構成された半導体装置
では、実施の形態1にも記載した通り、実装時の加熱及
び加圧により応力緩和層105の変形が必要以上に大き
く、厚みの減少が著しく大きくなるので、基板電極10
4と第1の下層配線層106間の電気的絶縁性能が劣化
することにより、品質を損なうため、本実施の形態では
図4に示すように基板電極106直下領域には、絶縁性
を有する板状の金属またはセラミクスを設けた構成とす
ることにより、上記した品質課題発生の解決を図ってい
る。
【0033】更に、本実施の形態の構成では、絶縁板1
10を適当な材料及び厚みとすることで、基板の剛性や
膨張率をコントロールする効果も併せ持つ。また、放熱
性能が高まる効果も有する。
【0034】なお、図4では、絶縁板110を設けた層
を、配線層106と同一層とした構成にしてあるが、絶
縁板110を設ける層を、配線層106より半導体素子
101に近い層に形成しても構わない。
【0035】なお、本実施の形態においても、実施の形
態1に記載した(1)〜(3)の接続方法を用いても同等な効
果が得られる。 (実施の形態4)図5は本発明の第4の実施の形態を示
す半導体装置の要部断面図である。図中、図1と同一符
号は、同一または相当箇所を示す。図5において、11
1はビア構成の導電性接着剤であり、絶縁樹脂と導電性
材料からなる粒子にて構成されている。また、製造方法
については、実施の形態1に記載した内容と同じであ
る。
【0036】これらの構成により、実施の形態1に記載
した通り、実装工程時に外部より加わる圧力は、バンプ
102、基板電極104を通じて応力緩和層105また
は導電性接着剤111に伝達されるが、応力緩和層10
5または導電性接着剤111により吸収されることによ
り、この反作用によって半導体素子101に加わる力は
小さくなるので、半導体素子101に形成された回路素
子機能に不具合が発生する事がなくなり、極めて品質の
高い半導体装置を安定して作製することを実現する。特
に、エリアアレイ状にアルミ電極端子が配列された半導
体素子101のようにアルミ端子電極直下に回路素子が
形成されている場合は、極めて有効な発明である。
【0037】また、以上のように構成された半導体装置
では、ビア構成の導電性接着剤111は応力緩和の役割
を果たすと共に、導通ビアとしての機能を有する際は、
実装の際に加わる圧力により、ビア構成の導電性接着剤
111中に含まれる導電性粒子間の接触度が増すため、
非常に低抵抗でかつ安定した導通性能を有する、高品質
な導通ビアとすることが可能となる。
【0038】なお、本実施の形態においても、実施の形
態1に記載した(1)〜(3)の接続方法を用いても同等な効
果が得られる。
【0039】なお、図5においては応力緩和層105と
ビア構成の導電性接着剤111を併用することで、応力
緩和機構を発揮した構成としたが、図6に示すように、
ビアとしての機能を有しない、すなわち回路的には他の
配線とは接続されていないダミーのビア構成の導電性接
着剤111’を用いることにより、全ての基板電極直下
にビア構成の導電性接着剤111を設けて、他の部分は
従来の回路基板に使用しているのと同じガラス繊維やア
ラミド繊維が入った絶縁層112とした構成としてもか
まわない。 (実施の形態5)図7は本発明の第5の実施の形態を示
す半導体装置の要部断面図である。図中、図1と同一符
号は、同一または相当箇所を示す。図7において、11
3はフリップチップ接続用の導電性接着剤で、絶縁樹脂
と導電性材料からなる粒子で構成される。
【0040】以上のように構成された半導体装置の実装
方法とその実装体について、以下その概略を説明する。
【0041】ワイヤーボンディング技術等を用いて一様
な高さのバンプ102を形成した半導体素子101の、
バンプ102の頂頭部のみに、スタンピング法などによ
り所定量の液状の導電性接着剤113を塗布する。その
後、回路基板104上の所定の位置に位置合わせを行っ
てフェースダウンで搭載した後、半導体素子101及び
回路基板103背面より加圧及び加熱を施し、導電性接
着剤113を硬化させてバンプ102と基板電極103
の接着及び接続を完了する。この際、必要な品質確保の
ための加圧量は、実施の形態1の中で記載したACFの
場合の1/2以下で良い。
【0042】これは、接続を得るための条件としては、
液状導電性接着剤113が回路基板103の基板電極1
04に接するだけで良いためである。また、温度につい
ては150℃以上が望ましい。この後、必要に応じアン
ダーフィル樹脂と呼ばれる液状絶縁樹脂114を半導体
素子101と回路基板103間の隙間部に注入、充填し
た後、約150℃で1時間程度加熱硬化して実装体を得
る。
【0043】これらの構成により、実施の形態1に記載
した通り、実装工程時に外部より加わる圧力は、バンプ
102、基板電極104を通じて応力緩和層106に伝
達されるが、応力緩和層106により吸収されることに
より、この反作用によって半導体素子101に加わる力
は小さくなるので、半導体素子101に形成された回路
素子機能に不具合が発生する事がなくなり、極めて品質
の高い半導体装置を安定して作製することを実現する。
特に、エリアアレイ状にアルミ電極端子が配列された半
導体素子101のようにアルミ電極端子直下に回路素子
が形成されている場合は、極めて有効な発明である。
【0044】また、本実施の形態の形態においては実装
時に必要な加圧量が少なくて済むため、本発明の実施の
形態の形態1〜4に記載したような応力緩和層105の
著しい変形に伴う、電気的絶縁劣化による品質課題が発
生しないので、基板電極104直下に対する特別な工夫
を必要としない。
【0045】(実施の形態6)図8は本発明の第6の実
施の形態を示す半導体装置の要部断面図である。図中、
図6と同一符号は、同一または相当箇所を示す。図8に
おいて、115は仮止め用絶縁樹脂で熱硬化型樹脂であ
る。
【0046】以上のように構成された半導体装置の実装
方法とその実装体について、以下その概略を説明する。
【0047】実施の形態5と同様に、ワイヤーボンディ
ング技術等を用いて一様な高さのバンプ102を形成し
た半導体素子101の、バンプ102の頂頭部のみに、
スタンピング法などにより所定量の液状の導電性接着剤
113を塗布する。その後、予め、半導体素子101搭
載領域において、接続に関与する基板電極104にかか
らない領域に仮止め用絶縁樹脂115を塗布しておい
た、回路基板103上の所定の位置に位置合わせを行っ
てフェースダウンで搭載した後、半導体素子101及び
回路基板103背面より加圧及び加熱を施し、導電性接
着剤113及び仮止め用絶縁樹脂115を硬化させてバ
ンプ102と基板電極104の接着及び接続を完了す
る。この際、必要な品質確保のための加圧量は、実施の
形態1の中で記載したACFの場合の1/2以下で良
い。これは、接続を得るための条件としては、液状導電
性接着剤113が回路基板103の基板電極104に接
するだけで良いためである。また、温度については15
0℃以上が望ましい。この後、必要に応じアンダーフィ
ル樹脂114と呼ばれる液状絶縁樹脂を半導体素子と回
路基板間の隙間部に注入、充填した後、約150℃で1
時間程度加熱硬化して実装体を得る。
【0048】以上の製造方法によれば、実施の形態5で
記載した効果以外に、仮止め用絶縁樹脂115にて半導
体素子101と回路基板103を接着させることで、導
電性接着剤113の接着性能を落として、他の性能を向
上させることが出来るという効果を新たに得る。例え
ば、導電性接着剤113の材料としてゴム性能を発揮す
る成分を添加することにより弾力性を付与することで、
半導体素子101に反作用にて伝達される応力を低減す
る、あるいは、導電性粒子の添加量を増大して低抵抗化
を図ることなどが実現する。
【0049】最後に、本発明の他の実施の形態を図10
を参照して説明する。
【0050】図10は、本実施の形態にもとづき、回路
形成領域直上にバンプ形成した構成を示す図である。図
11は、回路素子形成領域直上以外の半導体素子の周辺
部のみにバンプ形成された構成を示す図であり、本実施
の形態を説明するための比較例である。それぞれの特徴
は、(1)図11の構成の場合、図10の構成に比べ、
バンプ形成を含む実装プロセスによるダメージが回路素
子形成領域に伝わりにくい。逆に、図10の構成の場
合、実装プロセスにおける加圧などにより発生する応力
がダイレクトに回路素子形成領域に伝わり易く、ダメー
ジを受けやすい。(2)図11の構成の場合、図10の
構成に比べ、回路素子形成領域のスペースを必要とする
ため半導体素子のサイズが増え、コスト高となる。
(3)図11の構成の場合、中央部の回路素子から周辺
に配線を引き回して電極端子に接続する必要があるが、
図10の構成の場合はそのような必要がなく、回路素子
直近部に電極端子を配置して接続することも可能なた
め、配線長が短くなる。このことは、半導体素子の高速
駆動及び低消費電力化に有利となる。(4)図10の構
成の場合、2次元的にマトリクス状に電極端子を配列す
ることが可能であるので、多ピン配列時に有利である。
【0051】以上、(2)から(4)の理由などから回
路素子形成領域直上への電極端子配置が有利である。
【0052】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、半導体素
子及び回路基板の背面から加えられた圧力は、応力緩和
層に吸収されることにより、この反作用による半導体素
子に加わる力の大きさは小さくなるので、半導体素子に
形成された回路素子機能に不具合が発生する事がなくな
り、極めて品質の高い半導体装置を安定して作製するこ
とを実現する。特に、エリアアレイ状に電極端子が配列
された半導体素子のように端子電極直下に回路素子が形
成されている場合は、極めて有効な発明である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態による半導体装置の
要部断面図
【図2】本発明の第1の実施の形態による別の接続材料
による半導体装置の要部断面図
【図3】本発明の第2の実施の形態による半導体装置の
要部断面図
【図4】本発明の第3の実施の形態による半導体装置の
要部断面図
【図5】本発明の第4の実施の形態による半導体装置の
要部断面図
【図6】本発明の第4の実施の形態による別の構成の半
導体装置の要部断面図
【図7】本発明の第5の実施の形態による半導体装置の
要部断面図
【図8】本発明の第6の実施の形態による半導体装置の
要部断面図
【図9】従来の半導体装置の要部断面図
【図10】本発明の別の実施の形態による半導体装置の
要部一部切り欠き斜視図
【図11】図10の本実施の形態に対する比較例を示す
要部一部切り欠き斜視図
【符号の説明】
1、101 半導体素子 2、102 バンプ 3、103 回路基板 4、104 基板電極 5、112 絶縁層 6、106 配線層 7、107 ACF 8、108 導電性粒子 105 応力緩和層 109 絶縁樹脂フィルム 110 絶縁性を有する金属またはセラミクス材料から
成る絶縁板 111 ビア構成の導電性接着剤 113 フリップチップ接続用導電性接着剤 114 アンダーフィル樹脂 115 仮止め用絶縁樹脂

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体素子をフェースダウンにて回路基板
    上に実装した半導体装置において、前記半導体素子面の
    電極端子部に形成したバンプと接続する前記回路基板の
    電極端子部の少なくとも直下に、加えられた圧力に応じ
    て容易に変形可能な応力緩和層が設けられていることを
    特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】前記応力緩和層が絶縁性を有する樹脂で構
    成されている事を特徴とする請求項1記載の半導体装
    置。
  3. 【請求項3】前記応力緩和層と接する回路基板の配線層
    における、前記回路基板の電極端子部の下方に対応する
    領域には、配線が設けられていないことを特徴とする請
    求項2記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】前記、応力緩和層と接する回路基板の配線
    層における、前記回路基板の電極端子部の下方に対応す
    る領域には、他の配線とは絶縁された配線が設けられて
    いることを特徴とする請求項2記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】前記、応力緩和層と接する回路基板の配線
    層における、前記回路基板の電極端子部の下方に対応す
    る領域には、絶縁性を有する板状の金属またはセラミク
    スが設けられていることを特徴とする請求項2記載の半
    導体装置。
  6. 【請求項6】前記応力緩和層の一部又は全てが、導電性
    接着剤から構成されていることを特徴とする請求項1の
    半導体装置。
  7. 【請求項7】 前記前記導電性接着剤から構成された応
    力緩和層は、前記回路基板の前記応力緩和層に接する配
    線層の配線と電気的に接触していることを特徴とする請
    求項6記載の半導体装置。
  8. 【請求項8】 前記前記導電性接着剤から構成された応
    力緩和層の一部は、前記回路基板の前記応力緩和層に接
    する配線層の配線と電気的に接触し、残る一部は配線と
    電気的に接触していないことを特徴とする請求項6記載
    の半導体装置。
  9. 【請求項9】前記半導体素子に形成したバンプは、前記
    半導体素子内部の回路素子形成領域直上にも形成してい
    る事を特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  10. 【請求項10】上記した半導体素子の電極端子は、エリ
    アアレイ状に配列されていることを特徴とする請求項1
    記載の半導体装置。
  11. 【請求項11】請求項1記載の半導体装置の製造方法で
    あって、半導体素子に予め導電性材料から成る一様な高
    さのバンプを形成しておき、前記バンプの頂頭部に所定
    量の導電性接着剤を塗布した後、フェースダウンにて、
    回路基板上の所定の位置に載置し、その後、前記半導体
    素子及び回路基板の背面より所定の圧力及び温度を加え
    る事により、前記導電性接着剤を硬化することにより前
    記半導体素子と前記回路基板との電気的接続を得ること
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
  12. 【請求項12】請求項1記載の半導体装置の製造方法で
    あって、半導体素子に予め導電性材料から成る一様な高
    さのバンプを形成し、前記バンプの頂頭部に所定量の導
    電性接着剤を塗布しておき、一方、回路基板上に、前記
    半導体素子と前記回路基板との電気的接続に関与する前
    記回路基板の電極端子部にかからない領域に、予め絶縁
    性を有する樹脂を塗布しておき、前記半導体素子を前記
    回路基板上の所定の位置にフェースダウンにて載置した
    後、前記半導体素子及び回路基板の背面より所定の圧力
    及び温度を加える事により、前記導電性及び絶縁性樹脂
    を硬化することにより前記半導体素子と前記回路基板と
    の電気的接続を得ることを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
  13. 【請求項13】前記半導体素子と前記回路基板の隙間部
    に液状の絶縁樹脂を注入し充填した後、加熱して前記絶
    縁樹脂を硬化することを特徴とする請求項11または1
    2記載の半導体装置の製造方法。
  14. 【請求項14】請求項1記載の半導体装置の製造方法で
    あって、半導体素子に予め導電性材料から成るバンプを
    形成しておき、一方、前記回路基板上の前記半導体素子
    を載置する所定の位置に絶縁性を有する液状樹脂を塗布
    しておき、前記半導体素子をフェースダウンにて前記回
    路基板の所定の位置に載置した後、前記半導体素子及び
    回路基板の背面より所定の圧力及び温度を加えることに
    より、前記半導体素子に形成したバンプと前記回路基板
    に形成した電極端子を当接させ、その当接によって 前
    記半導体素子と前記回路基板との電気的接続を得ると共
    に、前記接着剤を硬化することを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
  15. 【請求項15】請求項1記載の半導体装置の製造方法で
    あって、半導体素子には予め導電性材料から成るバンプ
    を形成しておき、一方、前記回路基板上の前記半導体素
    子を載置する所定の位置に液状絶縁樹脂中に導電性粒子
    を分散させた樹脂を塗布しておき、前記半導体素子をフ
    ェースダウンにて前記回路基板の所定の位置に載置した
    後、前記半導体素子及び回路基板の背面より所定の圧力
    及び温度を加えることにより、前記半導体素子に形成し
    たバンプと前記回路基板に形成した電極端子を前記導電
    性粒子を介して当接させ、その当接によって 前記半導
    体素子と前記回路基板との電気的接続を得ると共に、前
    記接着剤を硬化することを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
  16. 【請求項16】前記接着剤は、予めBステージ硬化させ
    たフィルム状であることを特徴とする請求項14又は1
    5記載の半導体装置の製造方法。
  17. 【請求項17】前記回路基板は、通常のプリント基板を
    形成する工程と、この回路基板の表面に液状の熱硬化型
    エポキシ樹脂を均一な膜厚となるように塗布する工程
    と、これを熱処理して硬化する工程と、レーザーやドリ
    ルなどを用いてビアとなる部分に物理的に貫通孔を形成
    する工程と、金属膜を選択的に着膜形成して表層の配線
    パターンと導通ビアを形成する工程とを有する回路形成
    用基板の製造方法によって形成されることを特徴とする
    請求項11〜16のいずれかに記載の半導体装置の製造
    方法。
  18. 【請求項18】前記回路基板は、通常のプリント基板を
    形成する工程と、この回路基板の表面に液状の熱硬化型
    エポキシ樹脂を均一な膜厚となるように塗布する工程
    と、これを第1の熱処理を施して半硬化する工程と、フ
    ォトリソ技術とエッチング技術を用いてビアとなる部分
    に化学的に貫通孔を形成する工程と、第2の熱処理を施
    して完全硬化する工程と、金属膜を選択的に着膜形成し
    て表層の配線パターンと導通ビアを形成する工程とを有
    する回路形成用基板の製造方法によって形成されること
    を特徴とする請求項11〜16のいずれかに記載の半導
    体装置の製造方法。
  19. 【請求項19】前記回路基板は、離型性フィルムを備え
    た被圧縮性を有する多孔質基材に貫通孔を設ける工程
    と、前記貫通孔に導電性ペーストを充填する工程と、前
    記貫通孔に前記導電性ペーストを充填した前記多孔質基
    材から前記離型性フィルムを剥離する工程と、前記多孔
    質基材の前記離型性フィルムを剥離した両面に金属箔を
    重ねる工程と、前記金属箔を重ねた前記多孔質基材を加
    熱加圧して圧縮する工程とを有する回路形成用基板の製
    造方法によって形成されることを特徴とする請求項11
    〜16のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
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JP2007281269A (ja) * 2006-04-10 2007-10-25 Nec Corp 電子部品の実装構造およびその製造方法

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