JP2000332055A - フリップチップ実装構造及び実装方法 - Google Patents

フリップチップ実装構造及び実装方法

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    • H01L2224/73204Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector

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Abstract

(57)【要約】 【課題】センターパッド配列形態の半導体チップと回路
基板とのAFC(異方性導電接着材料)による電気的接
続に関し、加圧時において半導体チップの主表面と回路
基板との対向面が、実質平行になるように保持する高信
頼性のフリップチップ実装構造及び実装方法を提供す
る。 【解決手段】半導体チップ1は、複数のアルミパッド2
及び突起電極3が設けられている主表面を回路基板7と
対向させ、回路基板7の電極パターン6と半導体チップ
1の所定の突起電極3を対応させACF5を介して電気
的に接続される。突起電極3がセンターパッド配列形態
を含むときのフリップチップ実装構造であって、この半
導体チップ1と回路基板7との対向領域内にAFC5と
共に、少なくともこの突起電極3を隔てて両側に絶縁性
の支持部材8が含まれている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板と、複数
の電極部が設けられている半導体チップの主表面とを対
向させ電気的に接続するフリップチップ実装構造及び実
装方法に関する。
【0002】
【従来の技術】異方性導電接着材料または異方性導電膜
(以下、ACF(Anisotropic Conductive Film)と称
する)によるCOB(Chip On Board)と呼ばれる半導
体チップの実装技術では、1つの回路基板(プリント配
線板)上に複数の半導体チップ(ICベアチップ)を直
接実装している。
【0003】COBは、ボンディングワイヤやリードを
介在せずに回路基板の所定の部位と半導体チップの電極
とを接続するため、低コストと信号の高速伝送性、かつ
占有面積の縮小化が達成できる非常に有効な実装構造で
ある。
【0004】ところで従来、例えばDRAM等のICチ
ップのように、チップの中央に電極パッドが配列される
センターパッドを有する形態ではLOC(Lead On Chi
p)技術が採用されることが多い。
【0005】図7は、センターパッド形態のICチップ
にLOC技術を適用したICパッケージの構成を示し、
(a)は平面図、(b)は(a)の7B−7B線に沿う
断面図である。ICチップ31上に電極パッド領域32
を隔ててLOCテープ(絶縁テープ)33が貼り付けら
れ、LOCテープ33上に複数のリード34が固着され
ている。電極パッド領域32のパッドと対応する各リー
ド34とはボンディングワイヤ(インナーリードボンデ
ィング)35により接続されている。この接続部を含ん
で半導体チップがモールド樹脂36により封止されてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記LOC技術はコス
トが高く、基板実装にはやはりCOBの実装技術を多く
取り入れることが求められる。しかしながら、このよう
なセンターパッド形態のICチップにLOC技術を適用
することを考えると、ACFへの加圧時にセンターパッ
ド配列を中心にして左右のバランスが不均一になる問題
が生じる。
【0007】すなわち、図8に示すように、図示しない
圧着ツールによる加圧/加熱工程を経ると、ACF38
ではICチップ31の突起電極39と、回路基板37の
電極パターンとの接続部分がICチップ31の中央にあ
るのでその両サイドどちらかにチップが傾きやすい。そ
うなると、回路基板37とICチップ31は接続不良を
起こす危険性がある。
【0008】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、その課題は、センターパッド配列形態の半導体チッ
プと回路基板(プリント配線板)との導電性の接続部材
(例えばACF)による電気的接続に関し、加圧時にお
いて半導体チップの主表面と回路基板との対向面が、実
質平行になるように保持できる高信頼性のフリップチッ
プ実装構造及び実装方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のフリップチップ
実装構造は、回路基板の複数の電極パターン部が導電性
の接続部材を介して半導体チップの対応する突起電極部
と電気的に接続される実装構造を具備し、前記突起電極
部は前記半導体チップ中央付近に配列されたセンターパ
ッド上に形成され、前記実装構造における前記半導体チ
ップと前記回路基板との対向領域内に前記接続部材と共
に少なくとも前記突起電極を隔てて両側に前記半導体チ
ップと前記回路基板とが実質平行に支持されるための絶
縁性の支持部材が含まれていることを特徴とする。
【0010】また、本発明では、回路基板の複数の電極
パターン部が異方性導電接着材料を介して半導体チップ
の対応する突起電極部と電気的に接続されるフリップチ
ップ実装方法において、前記突起電極部は前記半導体チ
ップ中央付近に配列されたセンターパッド上に形成さ
れ、少なくとも前記半導体チップと前記回路基板との対
向領域内において予め前記半導体回路基板側に前記電極
パターン部を隔てて両側に前記半導体チップと前記回路
基板とが実質平行に支持されるための絶縁性の支持部材
を形成する工程と、前記支持部材上及び前記電極パター
ン部上を含んで前記回路基板上に前記異方性導電接着材
料を貼り付ける工程と、前記半導体チップの突起電極部
と対応する前記回路基板の電極パターン部とを位置合わ
せし、前記半導体チップと前記回路基板を前記支持部材
及び前記異方性導電接着材料を挟んで加熱、加圧する接
続工程とを具備したことを特徴とする。
【0011】また,本発明では、回路基板の複数の電極
パターン部が異方性導電接着材料を介して半導体チップ
の対応する突起電極部と電気的に接続されるフリップチ
ップ実装方法において、前記突起電極部は前記半導体チ
ップ中央付近に配列されたセンターパッド上に形成さ
れ、少なくとも前記半導体チップと前記回路基板との対
向領域内において予め前記半導体チップ表面上で前記突
起電極部を隔てて両側に前記半導体チップと前記回路基
板とが実質平行に支持されるための絶縁性の支持部材を
形成する工程と、前記電極パターン部上を含んで前記回
路基板上に前記異方性導電接着材料を貼り付ける工程
と、前記半導体チップの突起電極部と対応する前記回路
基板の電極パターン部とを位置合わせし、前記半導体チ
ップと前記回路基板を前記支持部材及び前記異方性導電
接着材料を挟んで加熱、加圧する接続工程とを具備した
ことを特徴とする。
【0012】本発明によれば、半導体チップの突起電極
が配列される主表面と回路基板との実装面間に、上記突
起電極部を隔てて両側に絶縁性の支持部材を挟み込ませ
ることになり、相互接続のために加圧する時、半導体チ
ップが回路基板に対して実質平行に保たれるようにな
る。支持部材は、上記相互接続に支障をきたさない程度
の高さを有して回路基板上あるいは半導体チップ上に予
め形成される。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施形態
に係るフリップチップ実装構造の要部構成を示す断面図
である。半導体チップ1は、複数のアルミパッド2及び
突起電極3が設けられている主表面を回路基板7と対向
させ、回路基板7の電極パターン6と半導体チップ1の
所定の突起電極3を対応させ、例えばACF(Anisotro
pic Conductive Film:異方性導電接着材料または異方
性導電膜)5を介して電気的に接続させている。
【0014】ACF5は、フィルム状のエポキシ樹脂
(バインダー)中に導電性粒子4が分散されており、導
電性粒子4を挟み込む所定の導通部分だけその間隙が導
電性粒子4の粒形以下に小さくなることで導通状態が得
られ、他は絶縁状態となる特性を有する。
【0015】本発明では、突起電極3が半導体チップ1
中央付近に配列されたセンターパッド配列形態を含むと
きのフリップチップ実装構造に特徴がある。この半導体
チップ1と回路基板7との対向領域内にAFC5と共
に、少なくともこの突起電極3を隔てて両側に絶縁性の
支持部材8が含まれている。
【0016】上記支持部材8により、半導体チップ1と
回路基板7における相互接続のための加圧時に半導体チ
ップ1と回路基板7とが実質平行に保たれる。この支持
部材8は例えば回路基板7上に予め準備されたレジスト
層である。また、この支持部材8は半導体チップ1の四
隅の領域に予め準備するレジスト層であってもよい。
【0017】上記実施形態の構成によれば、たとえ、突
起電極3が半導体チップ1中央付近に配列されたセンタ
ーパッド配列形態であっても、高信頼性のフリップチッ
プ実装構造が実現できる。
【0018】すなわち、ACF5への加圧時にセンター
パッド配列を中心にして左右のバランスが多少不均一に
なったとしても、支持部材8により、半導体チップ1が
回路基板7に対して実質平行に保たれるようになる。な
お、支持部材8は、半導体チップ1と回路基板7との相
互接続に支障をきたさない程度の高さを有して、上述し
たように回路基板7上(あるいは半導体チップ上)に予
め形成される。
【0019】図2〜図5はそれぞれ本発明の第2の実施
形態に係るフリップチップ実装構造の実装方法を工程順
に示す断面図である。図1と同様の箇所には同一の符号
を付す。まず、図2に示すように、回路基板7上で、チ
ップ実装対象となる領域において形成された電極パター
ン6を隔てて両側に、支持部材であるレジスト層8を形
成する。そして、電極パターン6及びレジスト8を覆う
ACF5を準備する。
【0020】次に、図3に示すように、レジスト層8を
含むチップ実装対象となる領域にACF5をコートす
る。その後、図4に示すように、センターパッド配列形
態を有するアルミパッド2上に突起電極3を設けた半導
体チップ(ベアチップ)1が準備される。半導体チップ
1は、その主表面に対する裏面を吸着ヘッド9で保持し
搬送、位置合わせされる。
【0021】次に、図5に示すように、吸着ヘッド9を
降下させ、所定の温度と圧力を加えることにより、突起
電極3と電極パターン6の間に導電粒子4が挟まれ、半
導体チップ1と回路基板7は仮圧着状態となる。このと
き、半導体チップ1がレジスト層8に接触すれば、半導
体チップ1はレジスト層8によって回路基板7に実質平
行になるように支持される。
【0022】その後、図示しないが吸着ヘッド9がチッ
プを離して上昇し、再び降下して半導体チップ1及び回
路基板7へ所定の温度と圧力が加えられる。これによ
り、回路基板7の電極パターン6と突起電極3の間の導
電粒子4が確実に変形し良好な電気的接続が得られる。
このとき、半導体チップ1がレジスト層8に接触し、半
導体チップ1はレジスト層8によって不安定な傾きが防
止され、回路基板7に実質平行になるように支持され
る。このようにして、図1のようなフリップチップ実装
構造が得られる。
【0023】上記実施形態及び実施形態の方法により、
センターパッド配列形態の半導体チップ1と回路基板7
は、支持部材であるレジスト層8により実質平行に保た
れて加圧/加熱工程を経るので、ACF5による導電性
粒子4により良好な電気的接続が得られる。
【0024】なお、上記実施形態の方法では回路基板7
側に支持部材であるレジスト層8を予め設ける構成であ
ったが、これに代えて、第3の実施形態に係る実装方法
として図6に示すような半導体チップ1の四隅の領域に
支持部材8(レジスト層8)を予め設ける方法をとって
もよい。その後は図5で説明したような圧着工程を経
て、基板に対してチップが傾くような実装が防止された
良好な電気的接続が達成される。また、上記各実施形態
では、センターパッド配列形態の半導体チップと回路基
板との導電性の接続部材にACFを用いたがこれに限ら
ない。例えば本発明はソルダーペーストによる接続など
にも適用でき、フリップチップ接続一般に応用可能であ
る。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
導体チップの突起電極がセンター付近に配列される主表
面と回路基板との実装面間に、上記突起電極部を隔てて
両側に絶縁性の支持部材を挟み込ませることになる。こ
れにより、導電性の接続部材(例えばACF(異方性導
電接着材料))への加圧時にセンターパッド配列を中心
にして左右のバランスが不均一になることがあっても、
半導体チップの主表面と回路基板との対向面が、実質平
行になるように保持でき、電気的接続が良好となる高信
頼性のフリップチップ実装構造及び実装方法を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るフリップチップ
実装構造の要部を示す断面図である。
【図2】本発明の第2の実施形態に係るフリップチップ
実装構造の実装方法を工程順に示す第1の断面図であ
る。
【図3】本発明の第2の実施形態に係るフリップチップ
実装構造の実装方法を工程順に示す第2の断面図であ
る。
【図4】本発明の第2の実施形態に係るフリップチップ
実装構造の実装方法を工程順に示す第3の断面図であ
る。
【図5】本発明の第2の実施形態に係るフリップチップ
実装構造の実装方法を工程順に示す第4の断面図であ
る。
【図6】本発明の第3の実施形態に係るフリップチップ
実装構造の実装方法の要部に関する工程途中を示す断面
図である。
【図7】センターパッド形態のICチップにLOC技術
を適用したICパッケージの構成を示し、(a)は平面
図、(b)は(a)の7B−7B線に沿う断面図であ
る。
【図8】センターパッド形態のICチップにCOBの実
装技術を適用することを考えた場合の問題点を示す構成
の断面図。
【符号の説明】
1…半導体チップ、2…アルミパッド電極、3…突起電
極、4…導電粒子、5…ACF(異方性導電接着材料)
6…電極、7…回路基板、8…支持部材(レジスト
層)、9…吸着ヘッド。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回路基板の複数の電極パターン部が導電
    性の接続部材を介して半導体チップの対応する突起電極
    部と電気的に接続される実装構造を具備し、 前記突起電極部は前記半導体チップ中央付近に配列され
    たセンターパッド上に形成され、前記実装構造における
    前記半導体チップと前記回路基板との対向領域内に前記
    接続部材と共に少なくとも前記突起電極を隔てて両側に
    前記半導体チップと前記回路基板とが実質平行に支持さ
    れるための絶縁性の支持部材が含まれていることを特徴
    とするフリップチップ実装構造。
  2. 【請求項2】 前記支持部材はレジスト層であり、前記
    回路基板と半導体チップの電気的接続が十分に得られる
    高さを有していることを特徴とする請求項1記載のフリ
    ップチップ実装構造。
  3. 【請求項3】 前記支持部材はレジスト層であり、前記
    回路基板と半導体チップの電気的接続が十分に得られる
    高さを有して、少なくとも前記半導体チップの四隅の領
    域に設けられていることを特徴とする請求項1記載のフ
    リップチップ実装構造。
  4. 【請求項4】 回路基板の複数の電極パターン部が異方
    性導電接着材料を介して半導体チップの対応する突起電
    極部と電気的に接続されるフリップチップ実装方法にお
    いて、 前記突起電極部は前記半導体チップ中央付近に配列され
    たセンターパッド上に形成され、少なくとも前記半導体
    チップと前記回路基板との対向領域内において予め前記
    半導体回路基板側に前記電極パターン部を隔てて両側に
    前記半導体チップと前記回路基板とが実質平行に支持さ
    れるための絶縁性の支持部材を形成する工程と、 前記支持部材上及び前記電極パターン部上を含んで前記
    回路基板上に前記異方性導電接着材料を貼り付ける工程
    と、 前記半導体チップの突起電極部と対応する前記回路基板
    の電極パターン部とを位置合わせし、前記半導体チップ
    と前記回路基板を前記支持部材及び前記異方性導電接着
    材料を挟んで加熱、加圧する接続工程とを具備したこと
    を特徴とするフリップチップ実装方法。
  5. 【請求項5】 回路基板の複数の電極パターン部が異方
    性導電接着材料を介して半導体チップの対応する突起電
    極部と電気的に接続されるフリップチップ実装方法にお
    いて、 前記突起電極部は前記半導体チップ中央付近に配列され
    たセンターパッド上に形成され、少なくとも前記半導体
    チップと前記回路基板との対向領域内において予め前記
    半導体チップ表面上で前記突起電極部を隔てて両側に前
    記半導体チップと前記回路基板とが実質平行に支持され
    るための絶縁性の支持部材を形成する工程と、 前記電極パターン部上を含んで前記回路基板上に前記異
    方性導電接着材料を貼り付ける工程と、 前記半導体チップの突起電極部と対応する前記回路基板
    の電極パターン部とを位置合わせし、前記半導体チップ
    と前記回路基板を前記支持部材及び前記異方性導電接着
    材料を挟んで加熱、加圧する接続工程とを具備したこと
    を特徴とするフリップチップ実装方法。
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