JP2001176940A - Method for manufacturing semiconductor module - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor module

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JP2001176940A
JP2001176940A JP36113499A JP36113499A JP2001176940A JP 2001176940 A JP2001176940 A JP 2001176940A JP 36113499 A JP36113499 A JP 36113499A JP 36113499 A JP36113499 A JP 36113499A JP 2001176940 A JP2001176940 A JP 2001176940A
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terminal
chip
semiconductor wafer
power supply
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Shigeyuki Sasaki
繁幸 佐々木
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    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
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    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a wafer burn-in without decreasing the number of installed chips per wafer. SOLUTION: In a method for manufacturing a semiconductor module in which (a) a projecting electrode 4 is formed on an electrode of each undivided chip 2 formed in a semiconductor wafer 1; (b) a connection terminal is formed at a position against the projecting electrode 4 on a surface of a substrate 5, and a terminal of a power supply, GND, an input signal and a data I/O is formed in a peripheral region, an external connection terminal is formed on a back surface of the substrate, respectively, and a wiring is led out from the connection terminal and is connected to the terminals of the power supply, GND, input signal and data I/O, respectively, and the semiconductor wafer 1 is flip-chip-connected to the substrate 5 via an anisotropic conductive material; (c) the connected semiconductor wafer 1 and substrate 5 are subjected to burn-in; and (d) the semiconductor wafer 1 and substrate 5 are diced, and the wiring on the surface of the substrate 5 is cut out to be electrically independent and also to be divided into respective chips 15.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はバーンイン対応半導
体モジュールの製造方法に関し、より詳細には、ウェハ
状態でバーンインを実施することができるバーンイン対
応半導体モジュールの製造方法に関する。
The present invention relates to a method of manufacturing a burn-in compatible semiconductor module, and more particularly, to a method of manufacturing a burn-in compatible semiconductor module capable of performing burn-in in a wafer state.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常、半導体モジュールを製造した際、
そのスクリーニング工程として、温度及び電圧ストレス
を印加してストレスを加速し、初期不良品を除去するた
めにバーンインを行う。一般に、バーンインの手法とし
ては、ソケット等へ半導体チップまたはモジュールを装
着する個片バーンインと、ウェハ単位で行うウェハバー
ンインがある。半導体ウェハの状態で電気的ストレスを
加えてバーンインを行う際、多数の未分割チップを安全
に、かつ同時にバーンインする方法が、例えば、特開平
6−69298号公報に提案されている。
2. Description of the Related Art Usually, when a semiconductor module is manufactured,
As a screening step, a temperature and a voltage stress are applied to accelerate the stress, and burn-in is performed to remove an initial defective product. Generally, burn-in methods include individual burn-in in which a semiconductor chip or module is mounted on a socket or the like, and wafer burn-in performed in units of wafers. A method for safely and simultaneously burning in a large number of undivided chips when applying burn-in by applying an electrical stress in the state of a semiconductor wafer has been proposed in, for example, JP-A-6-69298.

【0003】この方法によれば、図3に示したように、
半導体ウェハ21は、半導体ウェハ21に形成された多
数の未分割チップ22のボンディングパットから分離領
域23に配線が引き出され、引き出された配線は、同種
のものは共に接続され、半導体ウェハ21の周辺に設け
られたバーンイン用電源端子24、GND端子25、入
力端子26、入出力端子27にそれぞれ接続されて形成
されているため、バーンイン用電源端子24を介して、
同時に各チップ22にバーンイン用電圧を印加すること
により、バーンインを行うことができる。
According to this method, as shown in FIG.
In the semiconductor wafer 21, wiring is drawn out from the bonding pads of a large number of undivided chips 22 formed on the semiconductor wafer 21 to the separation region 23, and the same kind of drawn out wiring is connected together, Are connected to the burn-in power supply terminal 24, the GND terminal 25, the input terminal 26, and the input / output terminal 27, respectively.
By applying a burn-in voltage to each chip 22 at the same time, burn-in can be performed.

【0004】また、半導体ウェハ状態で電気的ストレス
を加える別のバーンイン方法が、例えば、特開平6−5
677号公報に提案されている。この方法によれば、図
4に示したように、半導体ウェハ31には、未分割チッ
プ32以外の領域に、抵抗33、コンデンサ34、ヒュ
ーズ35等の受動素子が形成され、かつ各受動素子は配
線を介して電源供給専用パッド36に形成されているこ
とにより、外部からのプローブを、電源供給専用パッド
36に機械的に接触させることにより、ウェハ段階で各
チップ32に対して同時にバーンインすることが可能と
なる。また、万一、チップ32に電源間ショートが発生
していても、ヒューズ35が作動し、このチップ32へ
の電流供給は断たれることとなる。さらに、電源端子と
GND端子との間にコンデンサを挿入したり、電源供給
専用パッドに抵抗を接続することで、バーンインにおけ
るチップの保護素子として作用する安全機能を確保する
ことができる。
Further, another burn-in method for applying an electric stress in a semiconductor wafer state is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-5 / 1994.
677 discloses this. According to this method, as shown in FIG. 4, passive elements such as a resistor 33, a capacitor 34, and a fuse 35 are formed in a region other than the undivided chips 32 on the semiconductor wafer 31, and each passive element is By being formed on the power supply dedicated pad 36 via the wiring, an external probe is brought into mechanical contact with the power supply dedicated pad 36, thereby simultaneously burning in each chip 32 at the wafer stage. Becomes possible. Further, even if a short circuit occurs between the power supplies in the chip 32, the fuse 35 operates and the current supply to the chip 32 is cut off. Further, by inserting a capacitor between the power supply terminal and the GND terminal or connecting a resistor to a power supply dedicated pad, a safety function acting as a chip protection element in burn-in can be ensured.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図3に示した
ウェハにおいては、各チップ22の分離領域23上にバ
ーンイン用の配線を設置するために、通常、分離領域2
3上に設置されるウェハ製造上の工程管理用電気特性評
価素子を設置することが困難となるという問題がある。
また、この電気特性評価素子をチップ22内に形成する
場合には、チップサイズが大きくなり、チップ単価の上
昇を引き起こすという問題もある。
However, in the wafer shown in FIG. 3, since wiring for burn-in is provided on the separation region 23 of each chip 22, the separation region 2 is usually used.
There is a problem in that it is difficult to install an electrical property evaluation element for process management in wafer manufacturing, which is installed on the wafer 3.
Further, when this electric characteristic evaluation element is formed in the chip 22, there is a problem that the chip size becomes large and the chip unit price rises.

【0006】また、図4に示したウェハにおいては、バ
ーンインは、プローブを電源供給専用パッド36に機械
的に接触させることにより行うが、電源供給専用パッド
36は小さいために、バイアス印加に起因してウェハの
熱膨張が起こり、使用するプローブが電源供給専用パッ
ド36からずれて接触不良をおこすという問題がある。
さらに、ウェハ上に受動素子を設置領域及び各チップと
受動素子との間の配線領域を確保する必要があり、ウェ
ハ当たりのチップ数の低下をもたらすという問題もあ
る。
In the wafer shown in FIG. 4, burn-in is performed by mechanically bringing the probe into contact with the power supply dedicated pad 36. However, since the power supply dedicated pad 36 is small, it is caused by bias application. As a result, thermal expansion of the wafer occurs, and the probe used is displaced from the power supply dedicated pad 36 to cause a contact failure.
Further, it is necessary to secure an area where the passive elements are provided on the wafer and a wiring area between each chip and the passive elements, which causes a problem that the number of chips per wafer is reduced.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、(a)
半導体ウェハに形成された各未分割チップの電極上に突
起電極を形成する工程と、(b)基板の表面上に、前記
突起電極に対向する位置において接続端子を、ならびに
周辺領域において電源端子、GND端子、入力信号端子
及びデータ入出力端子を、かつ基板の裏面上に外部接続
端子をそれぞれ形成し、前記接続端子から配線を引き出
して電源端子、GND端子、入力信号端子及びデータ入
出力端子にそれぞれ接続し、前記半導体ウェハと基板と
を異方性導電材を介してフリップチップ接続する工程
と、(c)前記フリップチップ接続した半導体ウェハと
基板とをバーンインする工程と、(d)前記フリップチ
ップ接続した半導体ウェハと基板とをダイシングして、
前記基板の表面上に形成された配線を切断して電気的に
独立させるとともに、各チップに分割する工程とを有す
ることからなる対応半導体モジュールの製造方法が提供
される。
According to the present invention, (a)
Forming a protruding electrode on an electrode of each undivided chip formed on the semiconductor wafer; and (b) connecting a terminal on the surface of the substrate at a position facing the protruding electrode; A GND terminal, an input signal terminal, and a data input / output terminal are formed, and an external connection terminal is formed on the back surface of the substrate. (C) burn-in the flip-chip connected semiconductor wafer and the substrate; and (d) burn-in the flip-chip connected semiconductor wafer and the substrate. Dicing the chip-connected semiconductor wafer and substrate,
A method for manufacturing a corresponding semiconductor module, comprising the steps of: cutting a wiring formed on the surface of the substrate so as to be electrically independent and dividing the chip into respective chips.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明においては、まず工程
(a)において、半導体ウェハに形成された各未分割チ
ップの電極上に突起電極を形成する。本発明において使
用される半導体ウェハは、通常半導体記憶装置に使用さ
れるものであれば特に限定されるものではなく、例え
ば、シリコン、ゲルマニウム等の元素半導体、GaA
s、InGaAs、ZnSe等の化合物半導体が挙げら
れる。なかでもシリコンが好ましい。この工程における
半導体ウェハに形成されるチップは、未分割の状態のも
のであり、例えば、トランジスタ、キャパシタ等の半導
体素子や回路、絶縁膜、配線層等が組み合わせられて形
成されたもの又はいわゆる多層配線構造を有するもの等
種々のものが挙げられる。また、このチップの表面に配
置する電極は、通常、半導体素子を構成する電極であっ
てもよいし、配線又は配線に接続された電極等であって
もよい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, first, in step (a), protruding electrodes are formed on the electrodes of each undivided chip formed on a semiconductor wafer. The semiconductor wafer used in the present invention is not particularly limited as long as it is normally used for a semiconductor memory device. For example, an elemental semiconductor such as silicon and germanium, and GaAs
and compound semiconductors such as s, InGaAs, and ZnSe. Among them, silicon is preferred. The chips formed on the semiconductor wafer in this step are in an undivided state, for example, those formed by combining semiconductor elements such as transistors and capacitors, circuits, insulating films, wiring layers, and the like, or so-called multilayers. Various types such as those having a wiring structure are exemplified. The electrodes arranged on the surface of the chip may be electrodes constituting a semiconductor element, wirings, electrodes connected to the wirings, or the like.

【0009】電極上に形成する突起電極は、通常バンプ
と称されるものであり、例えば、半田、金、白金、銀、
銅、アルミニウム等の金属;チタン、タンタル、タング
ステン等の高融点金属等の単独又は合金等により形成す
ることができる。なかでも、放電、熱処理により容易に
ボール形成が可能な材料、具体的には金、半田等が好ま
しい。突起電極の厚みは、特に限定されるものではな
く、例えば、20〜40μm程度が挙げられる。
The protruding electrodes formed on the electrodes are usually called bumps. For example, solder, gold, platinum, silver,
It can be formed of a metal such as copper and aluminum; a high melting point metal such as titanium, tantalum and tungsten alone or an alloy. Among them, a material that can easily form a ball by electric discharge and heat treatment, specifically, gold, solder, and the like are preferable. The thickness of the protruding electrode is not particularly limited, and may be, for example, about 20 to 40 μm.

【0010】突起電極は、公知の方法により形成するこ
とができる。例えば、金バンプの場合には、ボールボン
ディング法が一般的であり、ワイヤボンダを用い金細線
に対してスパークさせることにより金細線先端部に形成
された真球状ボールを半導体電極部の上に押し付けた状
態で、キャピラリに超音波振動を加え、ボール近傍の金
細線部にクラックを発生させた後、金細線を上部に引き
上げることによりバンプを形成する方法が挙げられる。
また、半田バンプの場合には、メッキ法等で半導体電極
上にハンダメッキを選択形成した後、半田の融点を越え
る熱処理を行うことによりハンダメッキを溶融させ、表
面張力によりボールバンプを形成させる方法が挙げられ
る。さらに、上記の導電性材料をスパッタリング、蒸着
法等により半導体ウェハ上全面に膜状に形成し、フォト
リソグラフィ及びエッチング工程により、チップの電極
上に配置するように導電性材料をパターニングする方法
が挙げられる。
[0010] The protruding electrode can be formed by a known method. For example, in the case of a gold bump, a ball bonding method is generally used, and a spherical ball formed at the tip of the gold wire is pressed onto the semiconductor electrode portion by sparking the gold wire using a wire bonder. In this state, there is a method in which ultrasonic vibration is applied to the capillary to generate a crack in the gold wire portion near the ball, and then the gold wire is pulled up to form a bump.
In the case of a solder bump, a method of selectively forming solder plating on a semiconductor electrode by a plating method or the like, and then performing a heat treatment exceeding the melting point of solder to melt the solder plating and form a ball bump by surface tension. Is mentioned. Furthermore, there is a method in which the above conductive material is formed in a film shape on the entire surface of a semiconductor wafer by sputtering, vapor deposition, or the like, and the conductive material is patterned by photolithography and etching steps so as to be disposed on the chip electrodes. Can be

【0011】工程(b)において、まず、基板の表面上
の突起電極に対向する位置に接続端子を、基板の表面上
の周辺領域に電源端子、GND端子、入力信号端子及び
データ入出力端子を、基板の裏面上に外部接続端子をそ
れぞれ形成する。
In the step (b), first, connection terminals are provided at positions facing the protruding electrodes on the surface of the substrate, and power supply terminals, GND terminals, input signal terminals, and data input / output terminals are provided at peripheral regions on the surface of the substrate. Then, external connection terminals are respectively formed on the back surface of the substrate.

【0012】本発明において使用される基板は、絶縁性
基板であれば特に限定されるものではなく、例えば、ガ
ラス、ガラス繊維強化エポキシ樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リイミド樹脂等の樹脂、セラミック等が挙げられる。な
かでも、ガラス繊維強化エポキシ樹脂、ポリイミド樹
脂、セラミック等が好ましい。基板の厚みは特に限定さ
れるものではないが、例えば、0.2〜1.6mm程度
が適当である。基板には、半導体ウェハと基板とを張り
合わせた場合に、半導体ウェハのチップ上に形成された
突起電極に接続することができるように、その表面上で
あって、突起電極に対応する位置に接続端子を形成す
る。また、その表面上であって、チップが形成されてい
ない周辺領域に電源端子、GND端子、入力信号端子及
びデータ入出力端子をそれぞれ形成する。これら接続端
子、電源端子、GND端子、入力信号端子及びデータ入
出力端子は、例えば、上記したような導電性材料を用い
て、バンプの形成と同様の方法によって、個々に又は同
時に形成することができる。
The substrate used in the present invention is not particularly limited as long as it is an insulating substrate, and examples thereof include glass, resins such as glass fiber reinforced epoxy resin, epoxy resin and polyimide resin, and ceramics. . Among them, glass fiber reinforced epoxy resin, polyimide resin, ceramic and the like are preferable. Although the thickness of the substrate is not particularly limited, for example, about 0.2 to 1.6 mm is appropriate. The substrate is connected to a position on the surface corresponding to the protruding electrode so that when the semiconductor wafer is bonded to the substrate, the substrate can be connected to the protruding electrode formed on the chip of the semiconductor wafer. Form terminals. In addition, a power supply terminal, a GND terminal, an input signal terminal, and a data input / output terminal are formed in a peripheral area where the chip is not formed on the surface. These connection terminals, power supply terminals, GND terminals, input signal terminals, and data input / output terminals can be formed individually or at the same time, for example, by using the above-described conductive material by the same method as the formation of the bumps. it can.

【0013】また、基板の裏面には、外部接続端子を形
成する。外部接続端子も、上記と同様の方法により形成
することができる。その際、外部接続端子は基板内配線
を経由し、めっきにより両面を電気的に接続するスルー
ホールや導電性ペーストを埋め込んだスルーホールを介
して電気的に表面側の接続端子と接続される。また、例
えば、ガラス繊維強化エポキシ樹脂系基板の場合にH
あ、NC加工やレーザ加工により貫通孔を設け、その後
めっきにより両面を電気的に接続するスルーホールを形
成し、さらに、フォトリソグラフィ及びエッチング工程
により表裏パターンを形成する方法が一般的である。外
部接続端子は、上記工程の際に電源端子、GND端子、
入力信号端子及びデータ入出力端子の形成と同時に形成
され、基板内配線で電気的に表面側の接続端子とスルホ
ールを介して接続される。
Further, external connection terminals are formed on the back surface of the substrate. The external connection terminal can also be formed by the same method as described above. At this time, the external connection terminal is electrically connected to the connection terminal on the front side via a wiring in the substrate and a through hole for electrically connecting both surfaces by plating or a through hole in which a conductive paste is embedded. For example, in the case of a glass fiber reinforced epoxy resin-based substrate, H
In general, a method is generally used in which a through hole is provided by NC processing or laser processing, a through hole for electrically connecting both surfaces is formed by plating, and a front and back pattern is formed by a photolithography and etching process. The external connection terminal is a power supply terminal, a GND terminal,
It is formed at the same time as the formation of the input signal terminal and the data input / output terminal, and is electrically connected to the connection terminal on the front surface via a through hole by wiring in the substrate.

【0014】次いで、接続端子から配線を引き出して電
源端子、GND端子、入力信号端子及びデータ入出力端
子にそれぞれ接続する。ここでの配線の引き出し、各端
子と配線との接続は、当該分野で公知の方法で、それぞ
れ行うことができる。なお、各未分割チップの接続端子
から引き出された配線は、個々に電源端子、GND端
子、入力信号端子及びデータ入出力端子に接続してもよ
いし、同種の配線(同じ端子に接続する配線)を共通接
続して電源端子、GND端子、入力信号端子及びデータ
入出力端子に接続してもよいし、例えば、各端子の少な
くとも1つに接続する配線のみ、例えば、データ入出力
端子に接続される配線のみを、独立に未分割チップから
引き出して、この端子に接続してもよい。
Next, wires are drawn out from the connection terminals and connected to a power supply terminal, a GND terminal, an input signal terminal, and a data input / output terminal. The drawing of the wiring and the connection between each terminal and the wiring can be performed by a method known in the art. The wiring drawn from the connection terminal of each undivided chip may be individually connected to a power supply terminal, a GND terminal, an input signal terminal, and a data input / output terminal, or may be of the same type (wiring connected to the same terminal). ) May be connected in common and connected to the power supply terminal, the GND terminal, the input signal terminal, and the data input / output terminal, or, for example, only the wiring connected to at least one of the terminals, for example, the data input / output terminal Only the wiring to be performed may be independently pulled out from the undivided chip and connected to this terminal.

【0015】また、基板の表面又は裏面上に、所定の端
子を形成した後又は前に、あるいは後述するフリップチ
ップ接続の後に、抵抗、コンデンサ、ヒューズ等の受動
素子を形成又は実装してもよい。これらの受動素子は、
基板のどの領域に形成してもよいし、表面又は裏面のい
ずれに形成してもよいが、基板の周辺領域及び/又は基
板の裏面側(外部接続端子が形成された側)に形成する
ことが好ましい。これらの受動素子は、例えば、電源端
子と接続される配線に接続されるヒューズ、電源端子と
GND端子との間に接続される抵抗又はコンデンサ等が
挙げられる。
Further, passive elements such as resistors, capacitors, and fuses may be formed or mounted after or before forming predetermined terminals on the front or back surface of the substrate, or after flip-chip connection described later. . These passive elements are
It may be formed in any area of the substrate, or may be formed on either the front surface or the back surface, but may be formed on the peripheral region of the substrate and / or on the back surface side (the side on which the external connection terminals are formed) of the substrate. Is preferred. These passive elements include, for example, a fuse connected to a wiring connected to the power supply terminal, a resistor or a capacitor connected between the power supply terminal and the GND terminal, and the like.

【0016】さらに、上記工程においては、工程(a)
及び(b)を上記の順序で行う必要はなく、工程
(b)、工程(a)の順序で実施してもよいし、さらに
工程(b)における各サブ工程を任意の順序で行っても
よいし、その間に工程(a)を任意のサブ工程間で行っ
てもよい。さらに、半導体ウェハと基板とを異方性導電
材を介してフリップチップ接続する。フリップチップ接
続は、半導体ウェハの突起電極と、基板表面側の接続端
子とが接続されるように行うことが必要である。この接
続は、半田リフロー、超音波接着、異方性導電材を用い
る方法等種々の方法により行うことができ、なかでも、
異方性導電性シートまたは異方性導電性ペースト等の異
方性導電材を用いる方法が好ましい。異方性導電材は、
当該分野における使用のために市販されている公知のも
のであれば特に限定されることなく、使用することがで
きる。
Further, in the above step, the step (a)
The steps (b) and (b) need not be performed in the above order, and may be performed in the order of the step (b) and the step (a), or the sub-steps in the step (b) may be performed in any order. Alternatively, step (a) may be performed between any of the sub-steps. Further, the semiconductor wafer and the substrate are flip-chip connected via an anisotropic conductive material. The flip-chip connection needs to be performed so that the protruding electrode of the semiconductor wafer is connected to the connection terminal on the substrate surface side. This connection can be performed by various methods such as solder reflow, ultrasonic bonding, and a method using an anisotropic conductive material.
A method using an anisotropic conductive material such as an anisotropic conductive sheet or an anisotropic conductive paste is preferable. Anisotropic conductive material
Any known products that are commercially available for use in this field can be used without particular limitation.

【0017】工程(c)において、接続された半導体ウ
ェハと基板とをバーンインする。バーンインの方法は、
各端子に所定の電圧を印加することにより行うことがで
きる。例えば、電源、GND間に半導体装置の推奨動作
電圧を印加し、入力信号端子より入力信号を印加するこ
とにより、半導体基板内に形成されたバーンイン回路を
動作させるダイナミックバーンイン法や、単に電源、G
ND間へ推奨動作電圧を印加するスタティックバーンイ
ン法が挙げられる。また、半導体装置ののバーンイン状
態を電気信号として入出力端子は返す回路が半導体装置
内部に形成されている場合は、その信号をモニタするこ
とによりバーンイン試験による半導体の良品、不良品の
判定が可能となる。なお、工程(c)の後、かつ後述す
る工程(d)の前に、外部接続端子に突起状の電極を形
成してもよい。突起状の電極は、上記したような導電性
材料を用いて、バンプの形成と同様の方法によって、個
々に又は同時に形成することができる。
In the step (c), the connected semiconductor wafer and substrate are burned in. Burn-in method is
This can be performed by applying a predetermined voltage to each terminal. For example, a dynamic burn-in method for operating a burn-in circuit formed in a semiconductor substrate by applying a recommended operating voltage of a semiconductor device between a power supply and GND and applying an input signal from an input signal terminal,
A static burn-in method in which a recommended operating voltage is applied between NDs may be used. If a circuit that returns the burn-in state of the semiconductor device as an electrical signal to the input / output terminals is formed inside the semiconductor device, monitoring of the signal enables judgment of good and defective semiconductors by a burn-in test. Becomes Note that a protruding electrode may be formed on the external connection terminal after the step (c) and before a step (d) described later. The protruding electrodes can be formed individually or simultaneously using the conductive material as described above by a method similar to the method of forming the bumps.

【0018】工程(d)において、基板が接着された半
導体ウェハを基板とともにダイシングする。ダイシング
の方法は、特に限定されるものではなく、例えば、スク
ライブ方式、レーザ方式、ダイシングソー方式等、種々
の方式により行うことができる。これにより、基板の表
面上に形成された配線を切断して電気的に独立させると
ともに、各チップに分割することができる。なお、工程
(c)の後、かつ後述する工程(d)の前に、外部接続
端子に突起状の電極を形成する代わりに、ダイシング後
にハンダボール等を外部接続端子に接続して外部電極と
したCSPとしてもよい。
In the step (d), the semiconductor wafer to which the substrate is bonded is diced together with the substrate. The dicing method is not particularly limited, and can be performed by various methods such as a scribe method, a laser method, and a dicing saw method. Thus, the wiring formed on the surface of the substrate can be cut to make it electrically independent and divided into chips. After the step (c) and before a step (d) to be described later, instead of forming a protruding electrode on the external connection terminal, a solder ball or the like is connected to the external connection terminal after dicing to connect the external electrode. CSP may be used.

【0019】以下に、本発明の半導体モジュールの製造
方法を図面に基づいて説明する。まず、図1(a)に示
したように、複数のチップ2が形成され、未分割状態の
シリコンウェハ1上に形成されたパッド電極3上に、電
気メッキまたは無電解メッキ等により、バンプ(突起電
極)4を形成する。
Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor module according to the present invention will be described with reference to the drawings. First, as shown in FIG. 1A, a plurality of chips 2 are formed, and bumps (not shown) are formed by electroplating or electroless plating on pad electrodes 3 formed on an undivided silicon wafer 1. A projection electrode 4 is formed.

【0020】次に、図1(b)に示したように、別の基
板5上のバンプ4に対向する位置に、接続端子6を形成
するとともに、基板5の反対面には、基板内配線で電気
的にバンプ4に接続された外部コンタクト用端子11を
形成する。また、各接続端子6からは、配線を引き出
し、同種の配線は共に接続して、共に接続された配線
は、図2に示したように、基板5の周辺に設けた電源端
子7、GND端子8、入力信号端子9、データ入出力端
子10にそれぞれ延長接続する。なお、基板5上のデー
タ入出力信号用の配線のみ、各未分割チップ毎に独立に
引き出し、基板5周辺に設けたデータ入出力端子10に
接続することにより、ウェハ上の未分割チップは、同時
のバーンインにより、それぞれ独立に良品、不良品の判
定信号が得られる。また、基板5上の電源端子7と接続
される配線にヒューズ14を、電源端子7とGND端子
8との間にコンデンサ等の受動部品ランド13を形成し
ておき、後述するフリップチップ接続の後に、受動部品
をハンダにより実装することにより、安全性を確保する
ことができる。
Next, as shown in FIG. 1B, connection terminals 6 are formed at positions facing the bumps 4 on another substrate 5 and wirings inside the substrate 5 are formed on the opposite surface of the substrate 5. To form the external contact terminals 11 electrically connected to the bumps 4. Wirings are drawn out from each connection terminal 6, wirings of the same type are connected together, and wirings connected together are a power supply terminal 7, a GND terminal provided around the substrate 5, as shown in FIG. 8, the input signal terminal 9 and the data input / output terminal 10 are respectively extended and connected. In addition, only the wiring for data input / output signals on the substrate 5 is independently pulled out for each undivided chip, and connected to the data input / output terminal 10 provided around the substrate 5, so that the undivided chips on the wafer can be By the simultaneous burn-in, the judgment signals of the non-defective product and the defective product are obtained independently. Further, a fuse 14 is formed on a wiring connected to the power supply terminal 7 on the substrate 5, and a passive component land 13 such as a capacitor is formed between the power supply terminal 7 and the GND terminal 8. By mounting passive components with solder, safety can be ensured.

【0021】次いで、図1(c)に示したように、基板
5とシリコンウェハ1とを、異方性導電性シートまたは
異方性導電性ペースト12を介してフリップチップ接続
する。この際、基板5に形成された接続端子6と、シリ
コンウェハ1上に形成されたバンプ4とが接続されるよ
うに位置合わせを行う。異方性導電性シートまたは異方
性導電性ペースト12を用いることにより、電気的接続
と接着が同時に行えるため、工程を簡略化することがで
きる。
Next, as shown in FIG. 1C, the substrate 5 and the silicon wafer 1 are flip-chip connected via an anisotropic conductive sheet or an anisotropic conductive paste 12. At this time, the alignment is performed so that the connection terminals 6 formed on the substrate 5 and the bumps 4 formed on the silicon wafer 1 are connected. By using an anisotropic conductive sheet or an anisotropic conductive paste 12, electrical connection and adhesion can be performed at the same time, so that the process can be simplified.

【0022】続いて、電源用端子7、8間にバーンイン
用電圧を印加し、入力端子9に制御信号を、データ入出
力端子10はデータ制御を行うことによりウェハ単位で
バーンインを行う。その後、図1(d)に示したよう
に、チップ2のダイシングを行うことにより、チップ2
間の共通配線を切断し、電気的に独立した個片の半導体
モジュール15に分割する。これにより、バーンイン試
験での良品のみを取り出すことができる。
Subsequently, a burn-in voltage is applied between the power supply terminals 7 and 8, a control signal is applied to the input terminal 9, and the data input / output terminal 10 performs data control to perform burn-in for each wafer. Thereafter, as shown in FIG. 1D, dicing of the chip 2
The common wiring between them is cut and divided into individual semiconductor modules 15 that are electrically independent. As a result, only non-defective products in the burn-in test can be taken out.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明によれば、工程(a)〜(d)を
行うことにより、半導体ウェハ上にバーンイン配線及び
バーンイン専用回路を設置する必要がなくなるため、ウ
ェハ当たりのチップ設置数を減少させることなく、ウェ
ハバーンインを実現させることができる。しかも、従来
から行われているウェハ上の分離領域にバーンイン配線
を設置したり、受動部品設置領域を確保する必要がない
ため、既存の半導体ウェハをそのまま使用できることと
なり、製造コストの削減を図ることが可能となる。
According to the present invention, by performing steps (a) to (d), it is not necessary to install a burn-in wiring and a circuit dedicated to burn-in on a semiconductor wafer, so that the number of chips installed per wafer is reduced. Without causing the wafer burn-in. In addition, since it is not necessary to install a burn-in wiring in a conventional isolation area on a wafer or to secure an area for installing passive components, an existing semiconductor wafer can be used as it is, thereby reducing manufacturing costs. Becomes possible.

【0024】また、配線等を形成した基板と半導体ウェ
ハとの接続を、異方性導電材を用いて行うことにより、
両者の電気的接続と接着とを同時に行うことができるた
め、工程の簡略化を図ることができる。さらに、ウェハ
バーンイン後にダイシングして半導体モジュールを形成
するため、以降の組み立て工程が不要となり、工程を簡
素化して、個片モジュールを製造することが可能とな
り、ひいては製造コストの低下を実現することができ
る。
Further, the connection between the substrate on which the wiring and the like are formed and the semiconductor wafer is performed by using an anisotropic conductive material.
Since both electrical connection and bonding can be performed at the same time, the process can be simplified. Furthermore, since the semiconductor module is formed by dicing after wafer burn-in, the subsequent assembly process is not required, and the process can be simplified, and individual modules can be manufactured, and the manufacturing cost can be reduced. it can.

【0025】また、工程(c)の後かつ工程(d)の前
に、外部接続端子に突起状の電極を形成する場合には、
半導体モジュールを、突起状の電極を外部電極とする小
型パッケージとして使用することが可能となる。さら
に、接続端子から引き出された配線のうち、同種の配線
を共通接続して電源端子、GND端子、入力信号端子及
びデータ入出力端子に接続する場合には、基板上に占め
る配線領域を小面積化することができ、ひいては、半導
体チップサイズの縮小化に対して基板サイズの柔軟な対
応が可能となる。
In the case where a protruding electrode is formed on the external connection terminal after the step (c) and before the step (d),
The semiconductor module can be used as a small package using the protruding electrodes as external electrodes. Further, among the wirings drawn out from the connection terminals, when the same kind of wiring is commonly connected to the power supply terminal, the GND terminal, the input signal terminal, and the data input / output terminal, the wiring area occupied on the substrate is reduced. Therefore, the substrate size can be flexibly handled in response to the reduction in the size of the semiconductor chip.

【0026】一方、接続端子から引き出された配線のう
ち、データ入出力端子に接続される配線が、未分割チッ
プ毎に独立に引き出されて前記データ入出力端子に接続
する場合には、ウェハ上の各未分割チップから独立して
良品、不良品の判定信号が得ることができ、ひいては、
個片分割後に良否判定結果に基づき良品のみを選別する
ことが可能となる。
On the other hand, when the wiring connected to the data input / output terminal among the wirings drawn out from the connection terminal is drawn out independently for each undivided chip and connected to the data input / output terminal, the wiring on the wafer Non-defective / defective judgment signals can be obtained independently from each of the undivided chips.
It is possible to select only good products based on the quality determination result after the individual pieces are divided.

【0027】また、電源端子と接続される配線にヒュー
ズと、電源端子とGND端子との間に受動素子を実装で
きるランドとの少なくとも一方を、さらに基板上に形成
する場合には、バーンイン時でのチップの破壊を回避す
ることができ、安全性の確保が可能となる。さらに、基
板がガラス繊維強化エポキシ樹脂からなる場合には、低
コストモジュールの作製が可能となり、この半導体モジ
ュールを、民生分野で一般的なガラス繊維強化エポキシ
樹脂からなるマザーボードへ実装する際に、基板材間の
熱膨張係数がほぼ等しくなり、接合部の信頼性が確保さ
れ、ひいては高信頼性の半導体装置を製造することが可
能となる。また、基板がポリイミド樹脂からなる場合に
は、基板厚が0.1mm程度以下も実現可能となり、よ
り薄型のモジュールを作製することができる。さらに、
基板がセラミックからなる場合には、半導体チップと熱
膨張係数がほぼ等しくなり、モジュール単体での反りを
小さくすることが可能となり、ひいては高信頼性の半導
体装置を製造することが実現できる。
In the case where at least one of a fuse and a land on which a passive element can be mounted between the power supply terminal and the GND terminal is further formed on the substrate, a wire connected to the power supply terminal may be used at the time of burn-in. Chip can be avoided, and safety can be ensured. Furthermore, when the substrate is made of glass fiber reinforced epoxy resin, a low-cost module can be manufactured. When this semiconductor module is mounted on a motherboard made of glass fiber reinforced epoxy resin, which is common in the consumer field, a basic method is used. The thermal expansion coefficients between the plate members are substantially equal, the reliability of the joint is ensured, and a highly reliable semiconductor device can be manufactured. When the substrate is made of a polyimide resin, the thickness of the substrate can be reduced to about 0.1 mm or less, so that a thinner module can be manufactured. further,
When the substrate is made of ceramic, the coefficient of thermal expansion is substantially equal to that of the semiconductor chip, so that warpage of the module alone can be reduced, and a highly reliable semiconductor device can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の半導体モジュールの製造方法の実施の
形態を説明するための要部の概略断面工程図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional process drawing of a main part for describing an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor module of the present invention.

【図2】本発明の半導体モジュールの製造方法の実施の
形態を説明するための半導体モジュールの概略平面図で
ある。
FIG. 2 is a schematic plan view of a semiconductor module for describing an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor module of the present invention.

【図3】従来の半導体ウェハ状態で電気的ストレスを加
えるバーンイン方法を説明するための半導体ウェハの概
略平面図である。
FIG. 3 is a schematic plan view of a semiconductor wafer for explaining a conventional burn-in method for applying an electrical stress in a semiconductor wafer state.

【図4】従来の半導体ウェハ状態で受動部品を搭載した
ウェハバーンイン対応の半導体ウェハの概略平面図であ
る。
FIG. 4 is a schematic plan view of a conventional semiconductor wafer compatible with wafer burn-in on which passive components are mounted in a semiconductor wafer state.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体ウェハ 2 未分割チップ 3 電極 4 突起電極(バンプ) 5 基板 6 接続端子 7 電源端子 8 GND端子 9 入出力端子 10 データ入出力端子 11 外部接続端子 12 異方性導電性接着シートまたは異方性導電性ペー
スト 13 受動部品ランド 14 ヒューズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor wafer 2 Undivided chip 3 Electrode 4 Projection electrode (bump) 5 Substrate 6 Connection terminal 7 Power supply terminal 8 GND terminal 9 Input / output terminal 10 Data input / output terminal 11 External connection terminal 12 Anisotropic conductive adhesive sheet or anisotropic Conductive paste 13 Passive component land 14 Fuse

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)半導体ウェハに形成された各未分
割チップの電極上に突起電極を形成する工程と、 (b)基板の表面上に、前記突起電極に対向する位置に
おいて接続端子を、ならびに周辺領域において電源端
子、GND端子、入力信号端子及びデータ入出力端子
を、かつ基板の裏面上に外部接続端子をそれぞれ形成
し、前記接続端子から配線を引き出して電源端子、GN
D端子、入力信号端子及びデータ入出力端子にそれぞれ
接続し、前記半導体ウェハと基板とを異方性導電材を介
してフリップチップ接続する工程と、 (c)前記フリップチップ接続した半導体ウェハと基板
とをバーンインする工程と、 (d)前記フリップチップ接続した半導体ウェハと基板
とをダイシングして、前記基板の表面上に形成された配
線を切断して電気的に独立させるとともに、各チップに
分割する工程とを有することからなる対応半導体モジュ
ールの製造方法。
1. A step of (a) forming a protruding electrode on an electrode of each undivided chip formed on a semiconductor wafer; and (b) forming a connection terminal on a surface of a substrate at a position facing the protruding electrode. And a power supply terminal, a GND terminal, an input signal terminal, and a data input / output terminal in the peripheral region, and an external connection terminal formed on the back surface of the substrate.
A step of connecting to the D terminal, the input signal terminal, and the data input / output terminal, respectively, and flip-chip connecting the semiconductor wafer and the substrate via an anisotropic conductive material; and (c) the flip-chip connected semiconductor wafer and substrate. And (d) dicing the flip-chip connected semiconductor wafer and the substrate to cut the wiring formed on the surface of the substrate to make them electrically independent and to divide each chip. And a method for manufacturing a corresponding semiconductor module.
【請求項2】 工程(c)の後かつ工程(d)の前に、
外部接続端子にさらに突起状の電極を形成する請求項1
に記載の方法。
2. After step (c) and before step (d),
2. A protruding electrode is further formed on the external connection terminal.
The method described in.
【請求項3】 工程(b)において、接続端子から引き
出された配線のうち、同種の配線を共通接続して電源端
子、GND端子、入力信号端子及びデータ入出力端子に
接続する請求項1又は2に記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein in the step (b), of the wirings drawn out from the connection terminals, the same kind of wirings are commonly connected and connected to a power supply terminal, a GND terminal, an input signal terminal, and a data input / output terminal. 3. The method according to 2.
【請求項4】 工程(b)において、接続端子から引き
出された配線のうち、データ入出力端子に接続される配
線が、未分割チップ毎に独立に引き出されて前記データ
入出力端子に接続する請求項1〜3のいずれか1つに記
載の方法。
4. In the step (b), among wirings drawn out from the connection terminals, wirings connected to the data input / output terminals are drawn out independently for each undivided chip and connected to the data input / output terminals. The method according to claim 1.
【請求項5】 工程(b)において、電源端子と接続さ
れる配線にヒューズと、電源端子とGND端子との間に
受動素子を実装できるランドとの少なくとも一方を、さ
らに基板上に形成する請求項1〜4のいずれか1つに記
載の方法。
5. The method according to claim 1, wherein, in the step (b), at least one of a fuse and a land on which a passive element can be mounted between the power supply terminal and the GND terminal is further formed on the substrate. Item 5. The method according to any one of Items 1 to 4.
【請求項6】 基板が、ガラス繊維強化エポキシ樹脂、
ポリイミド樹脂又はセラミックからなる請求項1〜5の
いずれか1つに記載の方法。
6. The substrate is made of a glass fiber reinforced epoxy resin,
The method according to any one of claims 1 to 5, comprising a polyimide resin or a ceramic.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005041296A1 (en) * 2003-10-24 2005-05-06 Genusion Inc. Chip-mount wiring sheet, sheet-mounted chip, and sheet-mounted chip manufacturing method
KR100644886B1 (en) 2004-06-10 2006-11-15 엘지전자 주식회사 Flip-Chip Package of Multi Channel Cathod Element and Cathod Bonding Method
JP2007095747A (en) * 2005-09-27 2007-04-12 Oki Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR100806839B1 (en) * 2001-11-01 2008-02-22 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 Manufacture method for semiconductor package

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