JP2001093939A - 接続方法 - Google Patents
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Abstract
場合に、リペアを可能とし、かつ接続信頼性も向上させ
る。 【解決手段】 エポキシ系接続材料を用いて半導体チッ
プを回路基板に接続する方法が、(a)半導体チップの電
極を回路基板の配線パターンと相対峙させ、エポキシ系
接続材料におけるエポキシ樹脂の反応率が20〜70%
となるようにエポキシ系接続材料を硬化させる第1の硬
化工程、(b)半導体チップの電気的接続の良否を試験す
る接続試験工程、及び(c)接続試験工程において電気的
接続が良好であった半導体チップについて、エポキシ系
接続材料を更に硬化させる第2の硬化工程、からなる。
Description
チップを接着剤で直接回路基板に実装する場合、特に、
マルチチップモジュール(MCM)のように、多数の半
導体チップを回路基板にフリップチップ実装する場合に
有用な半導体チップの接続方法に関する。
たMCMにおいては、実装した半導体チップのうちに一
つでも不良品があるとMCM全体が不良品となり、製品
の歩留まりが著しく低下する。一方、半導体チップを回
路基板に実装する前に、個々の半導体チップの良否を予
め調べておくことは困難である。そのため、MCMの製
造に際しては、半導体チップを回路基板に実装した後、
半導体チップの良否を試験し、不良品と判明されたもの
はリペアするという作業が必要となっている。
を用いて半導体チップを回路基板に接続する場合に、接
着剤として、接続後に十分な接続信頼性を有するものを
使用するとリペアをすることが困難となる。反対に、リ
ペアが可能な接着剤を使用すると、接続後に十分な接続
信頼性を得ることができない。
ップと回路基板を接着剤で接続する場合に、リペアを可
能とし、かつ十分な接続信頼性も得られるようにするこ
とを目的とする。
プと回路基板を接着剤で接続する場合に、接着剤として
エポキシ系接続材料を使用し、かつその接続を、エポキ
シ反応率が特定の範囲の半硬化状態にする第1の硬化工
程と、接着剤の硬化を更にすすめる第2の硬化工程の2
段階で行うと、第1の硬化工程後に半導体チップの良否
を試験することができ、さらに必要時にはリペアも容易
にでき、また、第2の硬化工程では接着剤を完全硬化さ
せることができるので高い接続信頼性を得られることを
見出し、本発明を完成させた。
いて半導体チップを回路基板に接続する方法であって、
(a)半導体チップの電極を回路基板の配線パターンと相
対峙させ、エポキシ系接続材料におけるエポキシ樹脂の
反応率が20〜70%となるようにエポキシ系接続材料
を硬化させる第1の硬化工程、(b)半導体チップの電気
的接続の良否を試験する接続試験工程、及び(c)接続試
験工程において電気的接続が良好であった半導体チップ
について、エポキシ系接続材料を更に硬化させる第2の
硬化工程、からなることを特徴とする接続方法を提供す
る。
板との接続にエポキシ系接続材料を使用する。このエポ
キシ系接続材料としては、公知の熱硬化型接着剤の成膜
成分として用いられているものを好ましく使用すること
ができるが、第1の硬化工程後の接着剤の半硬化状態に
おいて導通検査を精確に行い、またリペア性を確実にす
るため、未硬化時のエポキシ系接続材料の有機物成分全
体に対するエポキシ当量が200〜450g/eqであ
るものが好ましく、エポキシ当量が250〜400g/
eqのものがより好ましい。
の値に調整する方法としては、例えば、エポキシ当量が
上述の範囲より高いエポキシ樹脂と上述の範囲より低い
エポキシ樹脂、あるいは上述の範囲内のエポキシ樹脂を
適宜配合すればよい。
ルム等に配合されている公知の添加剤、例えば、イミダ
ゾール系、イソシアネート系等の硬化剤、エポキシシラ
ン化合物等のカップリング剤、エポキシ変性シリコーン
樹脂、あるいはフェノキシ樹脂等の熱硬化性又は熱可塑
性の絶縁性樹脂を適宜配合することができる。
導電粒子を含有させてもよい。これにより、半導体チッ
プと回路基板との異方導電性接続をすることが可能とな
る。ここで、導電粒子としては、公知の異方導電性接着
剤において用いられているもの(例えば、半田粒子、ニ
ッケル粒子等の金属粒子や、表面にメッキ被膜が形成さ
れた樹脂粒子等の複合粒子等)を配合することができ
る。また、この導電粒子の平均粒径は、1〜10μmと
することが好ましい。
ナ、窒化アルミ、窒化ケイ素、炭酸カルシウム、水酸化
アルミニウム等からなる平均粒径0.1〜20μm程度
の無機系フィラーを含有させてもよい。これにより、エ
ポキシ系接続材料を所定の硬化度合いにするために必要
な反応率を低くすることができ、また、接続信頼性を向
上させることができる。
材料を用いて半導体チップと回路基板とを接続するにあ
たり、(a)半導体チップの電極を回路基板の配線パター
ンと相対峙させ、エポキシ系接続材料におけるエポキシ
樹脂の反応率が20〜70%となるようにエポキシ系接
続材料を硬化させる第1の硬化工程、(b)半導体チップ
の電気的接続の良否を試験する接続試験工程、及び(c)
接続試験工程において電気的接続が良好であった半導体
チップについて、エポキシ系接続材料を更に硬化させる
第2の硬化工程、を順次行う。
脂の反応率が低すぎると、次の接続試験工程において半
導体チップの電気的接続の良否を確実に試験することが
できず、反対に反応率が高すぎると、接続試験工程で不
良と判定された半導体チップを第2の硬化工程前にリペ
アすることが困難となる。
反応率が20〜70%となるようにエポキシ系接続材料
を硬化させる方法としては、例えば、加熱、加熱加圧、
UV照射、電子線照射等をあげることができる。
ては、例えば、DSC、FT−IR等をあげることがで
きる。
プの電気的接続の良否を調べる試験方法そのものは公知
の方法を適用することができる。
体チップはリペアし、良品と判定された半導体チップの
みを次の第2の接続工程で回路基板に強固に接続する。
リペアの具体的方法は、当該エポキシ系接続材料の構成
成分等にもよるが、例えば、温度20〜120℃程度に
加熱しつつ半導体チップにシェアをかければよい。
続材料が完全硬化するように硬化を進めることが好まし
い。この場合の具体的手法としては、第1の硬化工程と
同様の手法を用いることができるが、例えば、加圧を伴
わず、加熱だけで硬化を進めると大量のバッチ処理を容
易に行うことができるので好ましい。一方、加熱加圧に
より硬化を進めるとより安定した接続抵抗値が得られる
ので好ましい。
明する。
キシ当量219)を調製した。なお、エポキシ当量は、
JIS K 7236にのっとり実測により求めた。
回路基板(FR5、Line/Space=100/50)に貼
り付け、この貼付面に半導体チップ(6mm□)を重
ね、第1の硬化工程又は第2の硬化工程の接続条件を表
1のように変えることにより半導体チップを回路基板に
接続した。なお、比較例1は、従来の一般的な接続条件
である。
シ系接続材料のエポキシ樹脂の反応率を求め、また、
(2)半導体チップの導通検査、(3)リペア性、(4)導通信
頼性、を次のように評価した。
反応率 エポキシ系接続材料の未反応時の発熱量(X)と、接続
工程を経て反応した後の発熱量(Y)とをDSC(温度
範囲:50〜250℃、昇温スピード:10℃/mi
n)で測定し、次式により反応率を求めた。
ーン形テスト用回路基板を用いて圧着後の接続抵抗を検
査し、次の判定基準で評価した。 ○:抵抗が正常値を示す △:抵抗が高めの値を示す ×:抵抗がとれずOPEN状態となる
で評価した。
2400型 ダイシェア及びピール強度テスターで0.
1〜50Kgfのシェアをかけた場合に、回路基板から
半導体チップを剥がすことができること ○:チップが剥がせる △:チップが割れるが剥がせる ×:チップを剥がすことができない
路基板からエポキシ系接続材料を除去できること ○:除去できる △:ほとんど除去できるが、少し残る ×:ほとんど除去できない
(200℃、10kg/cm2、10秒)して実装した
後、(2)と同様に導通検査を行った場合に導通がとれる
こと ○:抵抗が正常値を示す △:抵抗が高めの状態を示す ×:抵抗がとれずOPEN状態となる
間)を行い、かつ熱衝撃試験としてヒートサイクル試験
(−55℃、15分と125℃、15分との繰り返しを
1000サイクル)を行った後、(2)と同様に導通検査
を行い、次の判定基準で評価した。 ○:PCT200時間、ヒートサイクル試験1000サ
イクルの後に、サイクル抵抗の変化が100%未満であ
るもの △:PCT100時間以上200未満又はヒートサイク
ル試験500以上1000サイクル未満で抵抗変化が1
00%以上になるもの ×:PCT100時間未満又はヒートサイクル試験50
0サイクル未満で抵抗変化が100%以上になるもの
工程後における反応率が本発明の範囲にある実施例1、
2においては、第1の硬化工程後に半導体チップを良好
にリペアすることができ、さらにその後の第2の硬化工
程により信頼性も向上しているが、硬化工程を1段階で
行う従来の接続方法(比較例1)によるとリペア性が劣
ることがわかる。また、硬化工程を1段階で行う場合に
おいてリペア性が得られる程度に反応率を低下させると
導通がとれず(比較例2)、反対に反応率を高めて導通
がとれるようにするとリペア性が劣ることがわかる(比
較例3)。
部) 接続材料 配合成分 エホ゜キシ当量(g/eq) A B B' C D フェノキシ 樹脂(*1) 0 0 20 20 0 0エホ゜キシ 樹脂(*2) 141 30 30 30 0 0エホ゜キシ 樹脂(*3) 2900 0 0 0 40 55エホ゜キシ 樹脂(*4) 110 30 10 10 0 0エホ゜キシ 樹脂(*5) 170 30 27 27 40 30 硬化剤(*6) 0 15 13.5 13.5 20 15カッフ゜リンク゛ 剤(*7) 0 1 1 1 1 1 導電粒子(*8) 0 0 0 5 0 0 総量 106 101.5 106.5 101 101 総エホ゜キシ当量 160 219 219 405 517 (*1)フェノキシ樹脂:東都化成社、YP50 (*2)エポキシ樹脂:大日本インキ化学工業社、HP4032D (*3)エポキシ樹脂:油化シェルエポキシ社、EP1009 (*4)エポキシ樹脂:日本化薬社、GOT (*5)エポキシ樹脂:東都化成社、YDF170 (*6)イミダゾール系硬化剤:四国化成社、2E4MZ (*7)シラン系カップリング剤:日本ユニカー社、A187 (*8)導電粒子:日本化学工業社 20GNR
あるいは前述の接続材料Bに導電粒子を配合した接続材
料B' を調製し、その総エポキシ当量を求めた。
の接続条件で半導体チップを回路基板に接続し、第1の
硬化工程後の(1)反応率、(2)導通検査、(3)リペア性、
第2の硬化工程後の(4)導通信頼性を評価した。結果を
表3に示す。なお、表3には、参考のため接続材料Bを
用いた実施例1の結果も合わせて示す。
シ当量が、ほぼ200〜450g/eqの場合は全ての
評価項目で良好な結果が得られるが、未硬化時の総エポ
キシ当量が低いとリペア性がやや劣り(実施例3)、反
対に高いと導通検査がややしにくくなることがわかる
(実施例6)。
板を接着剤で接続する場合に、リペアが可能となり、か
つ接続信頼性も向上したものとなる。
Claims (6)
- 【請求項1】 液状又はフィルム状のエポキシ系接続材
料を用いて半導体チップを回路基板に接続する方法であ
って、(a)半導体チップの電極を回路基板の配線パター
ンと相対峙させ、エポキシ系接続材料におけるエポキシ
樹脂の反応率が20〜70%となるようにエポキシ系接
続材料を硬化させる第1の硬化工程、(b)半導体チップ
の電気的接続の良否を試験する接続試験工程、及び(c)
接続試験工程において電気的接続が良好であった半導体
チップについて、エポキシ系接続材料を更に硬化させる
第2の硬化工程、からなることを特徴とする接続方法。 - 【請求項2】 第2の硬化工程を加熱により行う請求項
1記載の接続方法。 - 【請求項3】 第2の硬化工程を加熱加圧により行う請
求項1記載の接続方法。 - 【請求項4】 未硬化時のエポキシ系接続材料の有機物
成分全体に対するエポキシ当量が200〜450g/e
qである請求項1〜3のいずれかに記載の接続方法。 - 【請求項5】 エポキシ系接続材料が平均粒径1〜10
μmの導電粒子を含有する請求項1〜4のいずれかに記
載の接続方法。 - 【請求項6】 エポキシ系接続材料が無機系フィラーを
含有する請求項1〜5のいずれかに記載の接続方法。
Priority Applications (1)
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JP26631199A JP3402280B2 (ja) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | 接続方法 |
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Publications (2)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003209138A (ja) * | 2002-01-11 | 2003-07-25 | Sony Chem Corp | 半導体装置の製造方法及びエアー圧送式ディスペンサー |
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JP2009141246A (ja) * | 2007-12-10 | 2009-06-25 | Panasonic Corp | 部品内蔵プリント配線基板の製造方法 |
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JP2021100084A (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-01 | 株式会社鈴木 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置 |
-
1999
- 1999-09-20 JP JP26631199A patent/JP3402280B2/ja not_active Expired - Fee Related
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