JP2000260912A - 半導体装置の実装構造及び半導体装置の実装方法 - Google Patents
半導体装置の実装構造及び半導体装置の実装方法Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
及びインターポーザと実装基板との間にアンダーフィル
材を介装する半導体装置の実装構造及び半導体装置の実
装方法に関し、半導体装置の製造及び実装工程の簡単化
及び実装信頼性の向上を図ることを課題とする。 【解決手段】半導体チップ31と、半田ボール33と、半導
体チップ13がフリップチップ接続されると共に半導体チ
ップ31と半田ボール33とを電気的に接続するプリント配
線基板32とを具備した半導体装置30A をマザーボード39
に実装する際、予めプリント配線基板32の半導体チップ
31と対向する位置に少なくとも1個の貫通孔35を形成し
ておき、半導体装置30A の半田ボール33をマザーボード
39に接合した後、半導体チップ31とプリント配線基板32
との間に形成された間隙43、またはプリント配線基板32
とマザーボード39との間に形成された間隙44のいずれか
一方からアンダーフィル材を装填することにより、前記
貫通孔35を介して第1のアンダーフィル材38と第2のア
ンダーフィル材40を一括的に同時に形成し、これにより
実装工程の簡単化を図る。
Description
造及び半導体装置の実装方法に係り、特に半導体チップ
とインターポーザとの間及びインターポーザと実装基板
との間にアンダーフィル材を介装する半導体装置の実装
構造及び半導体装置の実装方法に関する。近年、電子機
器の小型,軽量,薄型化の要求に伴い、これらの電子機
器に搭載される半導体装置に対しても小型,軽量,薄型
化が求められている。そして、これらの要求に対処すべ
く、BGA(Ball Grid Array),CSP(Chip Size Packa
ge),及びMCM(Multi Chip Module) タイプのパッケー
ジ構造を有する半導体装置が開発されている。
リップチツプ接続方式があり、エリアパッド対応が可
能、多ピン化への対応が容易、また配線長を短くできる
等の理由からフリツプチツプ方式が今後の主流になると
いわれている。しかし、フリップチツプ接続は,半導体
チップの回路形成面に突起電極を形成しフェイスダウン
方式にてインターポーザーに接続するため、半導体チッ
プとインターポーサーとの熱膨張係数の違いによる応力
を突起電極(バンプ)で直接受ける形になり,温度サイ
クル試験等によるストレスに耐えることができないのが
大きな問題である。
とインターポーザーの間にアンダーフィル材として樹脂
を流し込み,接合面積を増やし、これにより突起電極に
かかる応力を緩和させる方法がとられている。またフリ
ップチツブタイブのBGA,CSP,及びMCMでは半
導体装置を実装基板へ実装する二次実装後の接続信頼性
を確保するために,実装基板に実装する際に、さらにイ
ンターポーザと実装基板との間にもアンダーフィル材が
充填される場合が多い。
装置10Aを示しており、また図1(B)は半導体装置
10Aをマザーボード19(実装基板)に実装した状態
を示している。半導体装置10Aは、BGAでかつCS
Pタイプのパッケージ構造とされている。この半導体装
置10Aは、大略すると半導体チップ11,フレキシブ
ルプリント基板12,半田ボール13,及び第1のアン
ダーフィル材18等により構成されている。
面)にはバンプ14が形成されており、このバンプ14
はインターポーザーとなるフレキシブルプリント基板1
2のボンディングパッド16に接合される。これによ
り、半導体チップ11は、フレキシブルプリント基板1
2にフェイスダウンでフリップチップ接合(一次実装)
される。
接続孔17が形成されており、この接続孔17の形成位
置は、後述する半田ボール13の接続位置に選定されて
いる。更に、フレキシブルプリント基板12には配線パ
ターン17が形成されており、その一端部はボンディン
グパッド16に一体的に接続されると共に、他端部は接
続孔17を塞ぐよう構成されている。
するものであり、フレキシブルプリント基板12のチッ
プ搭載面と反対側の面に接合されている。この半田ボー
ル13は、フレキシブルプリント基板12に形成された
接続孔17を介して配線パターン17に接合されてい
る。これにより、半導体チップ11と半田ボール13
は、インターポーザーとなるフレキシブルプリント基板
12により電気的に接続された構成となる。
よりなり、半導体チップ11とフレキシブルプリント基
板12との間に形成された間隙内に形成されている。こ
のように、半導体チップ11とフレキシブルプリント基
板12との間に第1のアンダーフィル材18を介装する
ことにより、バンプ14を補強することができる。これ
により、半導体チップ11とフレキシブルプリント基板
12の熱膨張差に起因した応力がバンプ14に印加され
ても、バンプ14がフレキシブルプリント基板12から
剥離することを防止することができる。
1(B)に示されるように、半田ボール13がマザーボ
ード19の接続電極21に接合されることにより、マザ
ーボード19に実装(二次実装)される。この二次実装
の際、フレキシブルプリント基板12とマザーボード1
9との間にも第2のアンダーフイル材20が介装され、
これにより半田ボール13の接合信頼性の向上が図られ
ている。
1(A)に示した半導体装置10Aと同様に、従来にお
けるBGA及びCSPタイプのフェイスダウンタイプの
半導体装置である。しかるに、同図に示す半導体装置1
0Bは、インターポーザーとしてプリント配線基板23
を用いた構成とされている。プリント配線基板23の上
面には、半導体チップ11がフェイスダウンで接続され
ている。また、プリント配線基板23の上面にはボンデ
インゲバッド16が形成されると共に、下面にはボール
パッド22が形成されており、このボンデインゲバッド
16とボールパッド22は、図示しないスルーホールに
より接続されている。
ップ11はバンプ14により接続されており、半導体チ
ップ11とプリント配線基板23との間には、バンプ1
4への応力集中を緩和するために第1のアンダーフィル
材18が充填されている。更に、半田ボール13は、プ
リント配線基板23の下面に形成されたボールパッド2
2接続されている。これにより半導体チップ11と半田
ポール13は、プリント配線基板23をインターポーザ
ーとして電気的に接続された構成となる。
2(B)に示されるように、半田ボール13がマザーボ
ード19の接続電極21に接合されることにより、マザ
ーボード19に実装(二次実装)される。この二次実装
の際、プリント配線基板23とマザーボード19との間
にも第2のアンダーフイル材20が介装され、これによ
り半田ボール13の接合信頼性の向上が図られている。
方法及びその実装方法を示す図である。尚、以下の説明
では、先に図2を用いて説明した半導体装置10Bの製
造方法及び実装方法を例に挙げて説明するものとする。
図3(A)は、半導体装置10Bの製造方法を示す工程
図である。半導体装置10Bを製造するには、先ずステ
ップ10(図では、ステップをSと略称する)におい
て、周知の製造方法を用いてウェーハ上に複数の半導体
チップ11を製造する。続くステップ11では、ステッ
プ10で製造された半導体チップ11にバンプ14を形
成し、ステップ12においてダイシングを行い半導体チ
ップ11を個片化する。
なるプリント配線基板23を形成しておき(ステップ1
3)、このプリント配線基板23に半導体チップ11を
フリップチップ接合する(ステップ14)。続いて、ス
テップ15において、半導体チップ11とプリント配線
基板23との間に第1のアンダーフイル材18を充填す
る。
理が終了すると、続いてステップ16において、プリン
ト配線基板23の下面に半田ボール13が配設され、そ
の後にステップ17において半田ペーストを除去する洗
浄処理が実施され、半導体装置10Bが製造される(ス
テップ18)。図3(B)は、上記のようにして製造さ
れた半導体装置10Bを実装基板となるマザーボード1
9に実装する実装方法を示す工程図である。マザーボー
ド19は、予め別工程において製造しておく(ステップ
20)。
形成された接続電極21に対し半田ペースト印刷が行わ
れる。続いて、図4に示されるように半田ボール13と
接続電極21が対向するようマザーボード19に対し半
導体装置10Bの位置決めを行い、半田ボール13を接
続電極21に半田ペーストを接着剤として搭載(仮実
装)する(ステップ22)。
たマザーボード19は、ステップ23においてリフロー
炉に入れられ、半田ボール13が接続電極21に接合
(半田付け)され、これにより図5に示されるように、
半導体装置10Bはマザーボード19に搭載される。続
くステップ24では、半田ペーストを除去する洗浄処理
が行われる。
終了した状態で、プリント配線基板23とマザーボード
19との間には間隙24が形成されている。ステップ2
5では、この間隙24に第2のアンダーフィル材20を
充填する。図6は、間隙24に第2のアンダーフィル材
20を充填している状態を示している。そして、第2の
アンダーフィル材20が間隙24に完全に充填されるこ
とにより、半導体装置10Bはマザーボード19に実装
される。
においても、プリント配線基板23がフレキシブルプリ
ント基板12に代わるのみで、図3乃至図6に示した方
法と略同様の方法で製造及び実装を行うことができる。
来の方法では、半導体装置10Bの製造工程において第
1のアンダーフィル材18を充填する工程(ステップ1
5)を実施し、また実装工程において第2のアンダーフ
ィル材20を充填する工程(ステップ25)を実施す
る。
8と第2のアンダーフィル材20を別工程で別個に形成
することが行われていた。このため、半導体装置10B
の製造工程及び実装工程を含めた全体工程が複雑化して
しまい、これに伴い半導体装置10Bのコストが上昇し
てしまうという問題点があった。また、従来の方法で
は、ステップ14で第1のアンダーフィル材18を形成
した後に、ステップ16及びステップ23で半田付けの
ための加熱処理が行われる。また、フリツプチツブタイ
ブのBGA,CSP及びMCMでは,半導体チップ11
がフェイスダウン方式にて接続されており、半導体チッ
プ11とインターポーザー(フレキシブルプリント基板
12,プリント配線基板23)との間には第1のアンダ
ーフィル材18が充填されている為。
ーザーを使用した場合は、上記した加熱時に第1のアン
ダーフィル材18に含浸した水分が蒸発して発生する水
蒸気の逃げ場がなくなり、ポップコーン現象(気泡が発
生する現象)が発生してしまうという問題点があった。
このポップコーン現象が発生すると、最悪の場合には半
導体チップ11或いはインターポーザと第1のアンダー
フイル材18との間にクラックが発生し、実装信頼性が
低下してしまう。
あり、半導体装置の製造及び実装工程の簡単化を図るこ
とができると共に実装信頼性の向上を図りうる半導体装
置の実装構造及び半導体装置の実装方法を提供すること
を目的とする。
めに本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴
とするものである。請求項1記載の発明は、半導体チッ
プと、実装基板に接合される外部接続端子と、前記半導
体チップがフリップチップ接続されると共に前記半導体
チップと前記外部接続端子を電気的に接続するインター
ポーザとを具備する半導体装置において、前記インター
ポーザの前記半導体チップと対向する位置に少なくとも
1個の貫通孔を形成したことを特徴とするものである。
載の半導体装置において、前記半導体チップと前記イン
ターポーザとの接合に突起電極を用い、かつ、前記外部
接続端子としてボール材を用いたことを特徴とするもの
である。また、請求項3記載の発明は、請求項1または
2記載の半導体装置において、前記インターポーザ上に
複数の前記半導体チップを搭載すると共に、前記貫通孔
を各半導体チップと対向する位置に設けたことを特徴と
するものである。
至3のいずれかに記載の半導体装置において、前記半導
体装置は前記半導体チップと等しい或いは略同等の大き
さを有した構成とされていることを特徴とするものであ
る。また、請求項5記載の発明は、半導体チップと、実
装基板に接合される外部接続端子と、前記半導体チップ
がフリップチップ接続されると共に前記半導体チップと
前記外部接続端子を電気的に接続するインターポーザと
を具備する半導体装置を前記実装基板に実装する半導体
装置の実装構造において、前記インターポーザの前記半
導体チップと対向する位置に少なくとも1個の貫通孔を
形成すると共に、前記半導体チップと前記インターポー
ザとの間に介装される第1のアンダーフィル材と、前記
インターポーザと前記実装基板との間に介装される第2
のアンダーフイル材とが、前記貫通孔を介して一体的に
連続した構成であることを特徴とするものである。
載の半導体装置の実装構造において、前記半導体チップ
と前記インターポーザとの接合に突起電極を用い、か
つ、前記外部接続端子としてボール材を用いたことを特
徴とするものである。
たは6記載の半導体装置の実装構造において、前記イン
ターポーザ上に複数の前記半導体チップを搭載すると共
に、前記貫通孔を各半導体チップと対向する位置に設け
たことを特徴とするものである。また、請求項8記載の
発明は、請求項5乃至7のいずれかに記載の半導体装置
の実装構造において、前記半導体装置は前記半導体チッ
プと等しい或いは略同等の大きさを有した構成とされて
いることを特徴とするものである。
至9のいずれかに記載の半導体装置の実装構造におい
て、前記実装基板としてマザーボードを用いたことを特
徴とするものである。また、請求項10記載の発明は、
請求項5乃至9のいずれかに記載の半導体装置の実装構
造において、前記インターポーザとしてドーターボード
を用いたことを特徴とするものである。
ップと、実装基板に接合される外部接続端子と、前記半
導体チップがフリップチップ接続されると共に前記半導
体チップと前記外部接続端子を電気的に接続するインタ
ーポーザとを具備した半導体装置を前記実装基板に実装
する半導体装置の実装方法において、予め前記インター
ポーザの前記半導体チップと対向する位置に少なくとも
1個の貫通孔を形成しておき、前記半導体装置の外部接
続端子を前記実装基板に接合した後、前記半導体チップ
と前記インターポーザとの間に形成された間隙または前
記インターポーザと前記実装基板との間に形成された間
隙の内、少なくとも一方の間隙からアンダーフィル材を
装填することにより、前記貫通孔を介して他方の間隙内
にも前記アンダーフィル材を一括処理にて装填すること
を特徴とするものである。
1記載の半導体装置の実装方法において、前記半導体チ
ップと前記インターポーザとの接合に突起電極を用い、
かつ、前記外部接続端子としてボール材を用いたことを
特徴とするものである。
1または12記載の半導体装置の実装方法において、前
記インターポーザ上に複数の前記半導体チップを搭載す
ると共に、前記貫通孔を各半導体チップと対向する位置
に設けることを特徴とするものである。また、請求項1
4記載の発明は、請求項11乃至13のいずれかに記載
の半導体装置の実装方法において、前記半導体装置とし
て、前記半導体チップと等しい或いは略同等の大きさを
有したものを用いたことを特徴とするものである。
1乃至14のいずれかに記載の半導体装置の実装方法に
おいて、前記実装基板としてマザーボードを用いたこと
を特徴とするものである。更に、請求項16記載の発明
は、請求項11乃至16のいずれかに記載の半導体装置
の実装方法において、前記インターポーザとしてドータ
ーボードを用いたことを特徴とするものである。
請求項1、請求項5、及び請求項11記載の発明によれ
ば、予めインターポーザの半導体チップと対向する位置
に、少なくとも1個の貫通孔を形成しておく。そして、
インターポーザーに半導体チップがフリップチップ接合
されると共に外部接続端子が配設された構成の半導体装
置、即ちインターポーザーと半導体チップとの間にアン
ダーフィル材を配設しない構成の半導体装置を実装基板
に実装する。
ポーザとの間に形成された間隙、またはインターポーザ
と実装基板との間に形成された間隙の内、少なくとも一
方の間隙からアンダーフィル材を装填する。これによ
り、アンダーフィル材は一方の間隙から貫通孔を経由し
て他方の間隙内に進行し、半導体チップとインターポー
ザとの間に第1のアンダーフィル材が形成されると共
に、インターポーザと実装基板との間には第2のアンダ
ーフイル材が形成される。
ィル材と第2のアンダーフイル材の形成を一括して同時
に行なうことができるため、半導体装置の製造工程及び
実装工程の簡略化及びコスト低減を図ることができる。
また、仮に第1のアンダーフィル材或いは第2のアンダ
ーフイル材に水分が含まれており、これが加熱処理によ
り蒸気となったとしても、貫通孔はこの蒸気を第1のア
ンダーフィル材と第2のアンダーフイル材との間で逃が
す通路としても機能する。
アンダーフィル材内において逃げようとするが(樹脂内
において、蒸気はある程度移動するこが可能である)、
従来のように第1のアンダーフィル材と第2のアンダー
フイル材がインターポーザにより完全に画成された構成
では、蒸気は第1のアンダーフィル材内或いは第2のア
ンダーフイル材内でしか逃げることができなかった。
することにより、蒸気は第1のアンダーフィル材と第2
のアンダーフイル材との間においても移動することが可
能となる。よって、各アンダーフィル材にポップコーン
現象(気泡が発生する現象)が発生することを抑制する
ことができ、実装信頼性を向上させることができる。ま
た、請求項2、請求項6、及び請求項12記載の発明に
よれば、接合状態において応力を分散する機能の小さい
突起電極及びボール材を用いても、第1及び第2のアン
ダーフィル材により接合強度を向上させることができ、
実装信頼性の向上を図ることができる。
3記載の発明によれば、インターポーザ上に複数の半導
体チップを搭載すると共に、貫通孔を各半導体チップと
対向する位置に設けたことにより、複数の半導体チップ
とインターポーザとの間に一括的かつ同時にアンダーフ
ィル材を装填することができ、個々の半導体チップに対
しアンダーフィル材を装填する構成に比べ、実装処理の
効率を高めることができる。
4記載の発明のように、半導体装置として半導体チップ
と等しい或いは略同等の大きさを有したもの(例えば、
CSP(Chip Size Package) 等)を用いることができ
る。また、請求項9及び請求項15記載の発明のよう
に、実装基板としては、マザーボードを用いることがで
きる。
明のように、インターポーザとしては、ドーターボード
を用いることができる。
て図面と共に説明する。図7は、本発明の第1実施例で
ある半導体装置の実装構造を示している。同図に示す例
では、半導体装置30Aを実装基板となるマザーボード
39に実装した実装構造を示している。
タイプのパッケージ構造とされている。この半導体装置
30Aは、大略すると半導体チップ31,インターポー
ザとして機能するプリント配線基板32,外部接続端子
として機能する半田ボール33,及び第1のアンダーフ
ィル材40等により構成されている。半導体チップ31
の回路形成面(図中、下面)にはバンプ34(半田バン
プ或いはスタッドバンプ等の突起電極)が形成されてお
り、このバンプ34はプリント配線基板32のボンディ
ングパッド36に接合される。これにより、半導体チッ
プ31は、プリント配線基板32にフェイスダウンでフ
リップチップ接合(一次実装)される。
チップ31がフェイスダウンに接続(一次実装)されて
いる。この一次実装が終了した時点において、半導体チ
ップ31とプリント配線基板32との間には、第1の間
隙43が形成される(図9参照)。また、プリント配線
基板32の上面にはボンデインゲバッド36が形成され
ると共に、下面にはボールパッド42が形成されてい
る。このボンデインゲバッド36とボールパッド42
は、図示しないスルーホールにより接続されている。
プ31と対向する位置には、貫通孔35が形成されてい
る。この貫通孔35は、プリント配線基板32を上下に
貫通するよう形成されており、本実施例では半導体チッ
プ31の中央位置に1個形成されている。しかるに、こ
の貫通孔32の形成位置は、半導体チップ31と対向す
る位置であれば他の位置でもよく(しかるに、後述する
ように中央位置が望ましい)、また形成個数も1個に限
定されるものではなく、複数形成してもよい。
ップ31はバンプ34により接続されており、また半田
ボール33はプリント配線基板32の下面に形成された
ボールパッド42接続されている。これにより半導体チ
ップ31と半田ポール33は、プリント配線基板32を
インターポーザーとして電気的に接続された構成とな
る。
田ボール33がマザーボード39の接続電極41に接合
されることにより、るマザーボード39に実装(二次実
装)される。半導体装置30Bがマザーボード39に二
次実装されることにより、プリント配線基板32とマザ
ーボード39との間には、第2の間隙44が形成される
(図10参照)。
9に二次実装された後、後述するように、第1及び第2
の間隙43,44には樹脂が充填され、第1のアンダー
フィル材38及び第2のアンダーフィル材40が形成さ
れる。この第1のアンダーフィル材38と第2のアンダ
ーフィル材40は、プリント配線基板32に形成された
貫通孔35を介して一体的に連続した構成となってい
る。
隙43に充填されることによりバンプ34を補強し、こ
れにより半導体チップ31とプリント配線基板32の熱
膨張差に起因した応力がバンプ34に印加されても、バ
ンプ34が半導体チップ30A及びプリント配線基板3
2から剥離することを防止することができる。また、第
2のアンダーフィル材40は、第2の間隙44に充填さ
れることにより半田ボール33を補強し、これによりプ
リント配線基板32とマザーボード39の熱膨張差に起
因した応力が半田ボール33に印加されても、半田ボー
ル33がプリント配線基板32及びマザーボード39か
ら剥離することを防止することができる。
0Aの製造方法、及び半導体装置30Aをマザーボード
39に実装する実装方法を示す図である。図8(A)
は、半導体装置30Aの製造方法を示す工程図である。
半導体装置30Aを製造するには、先ずステップ30
(図では、ステップをSと略称する)において、周知の
製造方法を用いてウェーハ上に複数の半導体チップ31
を製造すると共に、製造された各半導体チップ31にバ
ンプ34を形成する。続くステップ31では、ウェーハ
に対しダイシングを行なうことにより、半導体チップ3
1を個片化する。
理と平行に、インターポーザとなるプリント配線基板3
2の形成処理を行なう(ステップ32)。プリント配線
基板32は、例えばガラス−エポキシよりなる周知の構
造を有した基板であるため、周知の基板製造技術を用い
て容易に形成することができる。また、プリント配線基
板32の形成処理において、前記した貫通孔35の形成
処理も同時に行なう。この貫通孔35の形成方法として
は、プリント配線基板32を基材から所定の大きさに打
ち抜く際に同時に形成してもよく、またドリル,レーザ
ー等により形成することもできる。いずれの方法を用い
ても、貫通孔35を容易に形成することができる。
置は、半導体チップ31が搭載される搭載位置の略中央
位置に選定されている。続くステップ33では、半導体
チップ31に形成されたバンプ34をプリント配線基板
32に形成されているボンディングパッド36に接合す
ることにより、半導体チップ31をプリント配線基板3
2にフリップチップ接合する(一次実装)。この一次実
装が終了した時点で、プリント配線基板32に形成され
た貫通孔35は、半導体チップ31の底面の略中央位置
と対向した状態となる。
の製造方法では、この半導体チップ31をプリント配線
基板32にフリップチップ接合する処理が終了した後、
半導体チップ11とプリント配線基板23との間に第1
のアンダーフイル材18を充填する処理(ステップ1
5)を実施していた。しかるに、本実施例では、ステッ
プ33の処理を実施した後、第1のアンダーフイル材1
8を形成することはせずに、ステップ34の処理に進む
ことを特徴との一つとしている。
(一次実装処理)が終了すると、続いてステップ36に
おいて、プリント配線基板32の下面に半田ボール33
が配設され、その後にステップ35において半田ボール
33の配設時に用いた半田ペーストを除去する洗浄処理
が実施され、これにより半導体装置30Bが製造される
(ステップ36)。
た半導体装置30Bを実装基板となるマザーボード39
に実装する実装方法を示す工程図である。マザーボード
39は、予め別工程において製造しておく(ステップ4
0)。このマザーボード39は、セラミック基板,樹脂
基板,ビルとアップ基板等の種々の基板を適用すること
が可能である。
形成された接続電極41に対し半田ペースト印刷が行わ
れる。この印刷方法としては、周知のスクリーン印刷を
用いることができる。続いて、図9に示されるように半
田ボール33と接続電極41が対向するようマザーボー
ド39に対し半導体装置30Aの位置決めを行い、半田
ボール33を接続電極41に半田ペーストを接着剤とし
て搭載処理(仮実装処理)を行なう(ステップ42)。
たマザーボード39は、ステップ43においてリフロー
炉に入れられ、半田ボール33が接続電極41に接合
(半田付け)される。これにより、図10に示されるよ
うに、半導体装置30Aはマザーボード39に接合され
る(二次実装)。続くステップ44では、半田ペースト
を除去する洗浄処理が行われる。この二次実装が終了し
た時点で、図10に示すように、プリント配線基板32
とマザーボード39との間には第2の間隙44が形成さ
れる。
隙43,44に第1及び第2のアンダーフィル材38,
40を形成する。図11は、第1及び第2の間隙43,
44に第1及び第2のアンダーフィル材38,40とな
る樹脂を充填している状態を示している。この第1及び
第2のアンダーフィル材38,40となる樹脂の充填
は、例えばディスペンサーを用いて行なうことができ
る。
及び第2のアンダーフィル材38,40となる樹脂を第
2の間隙44から充填する方法が採られている。しかる
に、樹脂の充填位置は第2の間隙44に限定されるもの
ではなく、第1の間隙43から充填することも可能であ
る。しかるに、通常第2の間隙44の方が第1の間隙4
3に対して間隙の高さが大きいため、樹脂の充填効率か
らは第2の間隙44から充填した方が利益が大である。
説明する。第1及び第2のアンダーフィル材38,40
となる樹脂は、図11に示されるように、第2の間隙4
4の外周位置から充填される。これにより、樹脂は第2
の間隙44に外周位置から内側に向け進行していく。そ
して、この樹脂がプリント配線基板32に形成されてい
る貫通孔35の形成位置まで進行すると、樹脂はこの貫
通孔35を通り道として、第1の間隙43内にも進行す
る。これにより、第1の間隙43には第1のアンダーフ
ィル材38が形成され、また第2の間隙44には第2の
アンダーフィル材40が形成される。
ップ31の中心位置に選定しておくことにより、第1の
アンダーフィル材38の第1の間隙43内における充填
を均一化するこができる。また、貫通孔35を複数形成
した場合には、より効率的に第1のアンダーフィル材3
8の充填処理を行なうことができる。このように、プリ
ント配線基板32に貫通孔35を形成することにより、
第1のアンダーフィル材38と第2のアンダーフイル材
40の形成を一括して同時に行なうことができるため、
半導体装置の製造工程及び実装工程の簡略化を図ること
ができ、効率よくかつ低コストで半導体装置30Aをマ
ザーボード39に実装することが可能となる。
いは第2のアンダーフイル材40に水分が含まれてお
り、これが環境温度の上昇或いは加熱処理(マザーボー
ド39への二次実装後の加熱処理)等により蒸気となっ
たとしても、貫通孔35はこの蒸気を逃がす通路として
機能する。即ち、貫通孔35を形成することにより、プ
リント配線基板32を介して第1のアンダーフィル材3
8と第2のアンダーフイル材40との間で、蒸気を逃が
すことが可能となる。
が発生した場合、この蒸気は各アンダーフィル材38,
40内において逃げようとする。尚、各アンダーフィル
材38,40を構成する樹脂内において、蒸気はある程
度移動するこが可能である。しかるに、従来のように第
1のアンダーフィル材18と第2のアンダーフイル材2
0がインターポーザ12,23により完全に画成された
構成では、蒸気は第1のアンダーフィル材18の内部、
或いは第2のアンダーフイル材20の内部でしか逃げる
ことができなかった(図1及び図2参照)。
となるプリント配線基板32に貫通孔35が形成されて
いるため、発生した蒸気は第1のアンダーフィル材38
と第2のアンダーフイル材0との間においても貫通孔3
5を介して移動することが可能となる。よって、各アン
ダーフィル材38,40にポップコーン現象(気泡が発
生する現象)が発生することを抑制することができ、実
装信頼性を向上させることができる。
4実施例である半導体装置の実装構造及び実装方法を説
明するための図である。尚、図12乃至図14におい
て、図7に示した構成と対応する構成については同一符
号を付し、その説明を省略するものとする。図12は、
本発明の第2実施例である半導体装置の実装構造を示し
ている。同図に示す実装構造は、インターポーザとして
フレキシブル基板45を用いた半導体装置30Bをマザ
ーボード39に実装したことを特徴としている。
と対向する位置には、第1実施例と同様に貫通孔35が
形成されている。この貫通孔35は、半田ボール33を
配線パターン49に接合されるために形成される接続孔
50をフレキシブル基板45に形成する際、一括的に形
成される。よって、インターポーザとしてフレキシブル
基板45を用いた構成でも、貫通孔35を容易に形成す
ることができる。
体装置の実装構造を示している。同図に示す実施例で
は、インターポーザとなるプリント配線基板32Aに複
数(本実施例では2個)の半導体チップ31A,31B
を搭載したMCM構造とすると共に、各半導体チップ3
1A,31Bと対向する位置に夫々貫通孔35A,35
Bを形成したことを特徴とするものである。
1Bをインターポーザとなるプリント配線基板32Aに
配設する構成においても、貫通孔35A,35Bを形成
することにより、複数の半導体チップ31A,31Bと
プリント配線基板32Aとの間に一括的かつ同時に第1
のアンダーフィル材38A,38Bを装填することがで
きる。
Bに対し、第1のアンダーフィル材38A,38Bを個
別に充填する構成に比べ、実装処理の効率化を図ること
ができる。図14は、本発明の第4実施例である半導体
装置の実装構造を示している。同図に示す実施例では、
ウェーハレベルCSP46をインターポーザとなるドー
ターボード48に一次実装すると共に、このドーターボ
ード48をマザーボード39に二次実装したことを特徴
としている。
ると表面実装では実装困難なファインピッチ(0 .4mm
以下)でバンプ34を配列する必要がでてくる場合が多
くなり,CSP46を直接マザーボード39に直接実装
するのが困難となる。よって、高密度配線可能なドータ
ーボード48を用い、CSP46をドーターボード48
でファンアウトした後、マザーボード39に実装される
ことが行なわれる場合がある。
貫通孔35を設けておくことにより、上記した各実施例
と同様の効果を期待することができる。尚、図14にお
いて、47はレジンであり、バンプ34及び半導体チッ
プ31の回路形成面を保護するために形成されるもので
ある。
種々の効果を実現することができる。請求項1、請求項
5、及び請求項11記載の発明によれば、貫通孔は各間
隙内に存在する空気或いは上記を逃がす通路としても機
能するため、形成される各アンダーフィル材にポップコ
ーン現象(気泡が発生する現象)が発生することを抑制
することができ、実装信頼性を向上させることができ
る。
ンダーフイル材の形成工程を一括して同時に行なうこと
ができるため、半導体装置の製造工程及び実装工程の簡
略化及びコスト低減を図ることができる。また、請求項
2、請求項6、及び請求項12記載の発明によれば、突
起電極及びボール材を用いても、第1及び第2のアンダ
ーフィル材により接合強度を向上させることができ、実
装信頼性の向上を図ることができる。
3記載の発明によれば、複数の半導体チップとインター
ポーザとの間に一括的かつ同時にアンダーフィル材を装
填することができ、個々の半導体チップに対しアンダー
フィル材を装填する構成に比べ、実装処理の効率を高め
ることができる。
板への実装構造を説明するための図である(その1)。
板への実装構造を説明するための図である(その1)。
装方法を説明するための工程図である。
めの図である(その1)。
めの図である(その2)。
めの図である(その3)。
造を説明するための図である。
の一実施例である半導体装置の実装方法を説明するため
の工程図である。
めの図である(その1)。
ための図である(その2)。
ための図である(その3)。
構造及び実装方法を説明するための図である。
構造及び実装方法を説明するための図である。
構造及び実装方法を説明するための図である。
Claims (16)
- 【請求項1】 半導体チップと、実装基板に接合される
外部接続端子と、前記半導体チップがフリップチップ接
続されると共に前記半導体チップと前記外部接続端子を
電気的に接続するインターポーザとを具備する半導体装
置において、 前記インターポーザの前記半導体チップと対向する位置
に少なくとも1個の貫通孔を形成したことを特徴とする
半導体装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置において、 前記半導体チップと前記インターポーザとの接合に突起
電極を用い、かつ、前記外部接続端子としてボール材を
用いたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の半導体装置にお
いて、 前記インターポーザ上に複数の前記半導体チップを搭載
すると共に、前記貫通孔を各半導体チップと対向する位
置に設けたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載の半導
体装置において、 前記半導体装置は前記半導体チップと等しい或いは略同
等の大きさを有した構成とされていることを特徴とする
半導体装置。 - 【請求項5】 半導体チップと、実装基板に接合される
外部接続端子と、前記半導体チップがフリップチップ接
続されると共に前記半導体チップと前記外部接続端子を
電気的に接続するインターポーザとを具備する半導体装
置を前記実装基板に実装する半導体装置の実装構造にお
いて、 前記インターポーザの前記半導体チップと対向する位置
に少なくとも1個の貫通孔を形成すると共に、 前記半導体チップと前記インターポーザとの間に介装さ
れる第1のアンダーフィル材と、前記インターポーザと
前記実装基板との間に介装される第2のアンダーフイル
材とが、前記貫通孔を介して一体的に連続した構成であ
ることを特徴とする半導体装置の実装構造。 - 【請求項6】 請求項5記載の半導体装置の実装構造に
おいて、 前記半導体チップと前記インターポーザとの接合に突起
電極を用い、 かつ、前記外部接続端子としてボール材を用いたことを
特徴とする半導体装置の実装構造。 - 【請求項7】 請求項5または6記載の半導体装置の実
装構造において、 前記インターポーザ上に複数の前記半導体チップを搭載
すると共に、前記貫通孔を各半導体チップと対向する位
置に設けたことを特徴とする半導体装置の実装構造。 - 【請求項8】 請求項5乃至7のいずれかに記載の半導
体装置の実装構造において、 前記半導体装置は前記半導体チップと等しい或いは略同
等の大きさを有した構成とされていることを特徴とする
半導体装置の実装構造。 - 【請求項9】 請求項5乃至9のいずれかに記載の半導
体装置の実装構造において、 前記実装基板としてマザーボードを用いたことを特徴と
する半導体装置の実装構造。 - 【請求項10】 請求項5乃至9のいずれかに記載の半
導体装置の実装構造において、 前記インターポーザとしてドーターボードを用いたこと
を特徴とする半導体装置の実装構造。 - 【請求項11】 半導体チップと、実装基板に接合され
る外部接続端子と、前記半導体チップがフリップチップ
接続されると共に前記半導体チップと前記外部接続端子
を電気的に接続するインターポーザとを具備した半導体
装置を前記実装基板に実装する半導体装置の実装方法に
おいて、 予め前記インターポーザの前記半導体チップと対向する
位置に少なくとも1個の貫通孔を形成しておき、 前記半導体装置の外部接続端子を前記実装基板に接合し
た後、 前記半導体チップと前記インターポーザとの間に形成さ
れた間隙または前記インターポーザと前記実装基板との
間に形成された間隙の内、少なくとも一方の間隙からア
ンダーフィル材を装填することにより、前記貫通孔を介
して他方の間隙内にも前記アンダーフィル材を一括処理
にて装填することを特徴とする半導体装置の実装方法。 - 【請求項12】 請求項11記載の半導体装置の実装方
法において、 前記半導体チップと前記インターポーザとの接合に突起
電極を用い、 かつ、前記外部接続端子としてボール材を用いたことを
特徴とする半導体装置の実装方法。 - 【請求項13】 請求項11または12記載の半導体装
置の実装方法において、 前記インターポーザ上に複数の前記半導体チップを搭載
すると共に、前記貫通孔を各半導体チップと対向する位
置に設けることを特徴とする半導体装置の実装方法。 - 【請求項14】 請求項11乃至13のいずれかに記載
の半導体装置の実装方法において、 前記半導体装置として、前記半導体チップと等しい或い
は略同等の大きさを有したものを用いたことを特徴とす
る半導体装置の実装方法。 - 【請求項15】 請求項11乃至14のいずれかに記載
の半導体装置の実装方法において、 前記実装基板としてマザーボードを用いたことを特徴と
する半導体装置の実装方法。 - 【請求項16】 請求項11乃至16のいずれかに記載
の半導体装置の実装方法において、 前記インターポーザとしてドーターボードを用いたこと
を特徴とする半導体装置の実装方法。
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