JP2001351948A - 半導体チップ実装回路基板及び回路基板への半導体チップの実装方法 - Google Patents
半導体チップ実装回路基板及び回路基板への半導体チップの実装方法Info
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- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回路基板への半導体チップのフリップチップ
実装に際して半導体チップにスタッドバンプを必要とし
ない。 【解決手段】 回路基板１上に導電パターン１１におけ
る接続端子部１２に半導体チップ２の電極パッド２０が
接続されたものにおいて、回路基板１は成形品として形
成されたもので、導電パターン１１における接続端子部
１２は回路基板１に形成されている突部１５上に設けら
れている。回路基板１の接続端子部１２と半導体チップ
２の電極パッド３０との接合部は接続端子部１２を形成
している導電性金属と電極パッド２０を形成している導
電性金属との合金で形成された接合層を備える。回路基
板１が突部１５を有することから、半導体チップ２側に
スタッドバンプを必要としない。接合部に上記合金で形
成された接合層を備えるために、半導体チップは強固に
実装されたものとなる。
実装に際して半導体チップにスタッドバンプを必要とし
ない。 【解決手段】 回路基板１上に導電パターン１１におけ
る接続端子部１２に半導体チップ２の電極パッド２０が
接続されたものにおいて、回路基板１は成形品として形
成されたもので、導電パターン１１における接続端子部
１２は回路基板１に形成されている突部１５上に設けら
れている。回路基板１の接続端子部１２と半導体チップ
２の電極パッド３０との接合部は接続端子部１２を形成
している導電性金属と電極パッド２０を形成している導
電性金属との合金で形成された接合層を備える。回路基
板１が突部１５を有することから、半導体チップ２側に
スタッドバンプを必要としない。接合部に上記合金で形
成された接合層を備えるために、半導体チップは強固に
実装されたものとなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体チップが基板
に実装された半導体チップ実装回路基板及び基板への半
導体チップの実装方法に関するものである。
に実装された半導体チップ実装回路基板及び基板への半
導体チップの実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】回路基板への半導体チップの実装におい
て、フリップチップ実装では半導体チップとしてその接
続用電極部にスタッドバンプを形成したものを用いてい
る。
て、フリップチップ実装では半導体チップとしてその接
続用電極部にスタッドバンプを形成したものを用いてい
る。
【０００３】しかし、スタッドバンプを設けた半導体チ
ップは、コストの高いものとなっており、低コスト化の
点で、スタッドバンプが無い半導体チップの利用を可能
とすることが求められている。
ップは、コストの高いものとなっており、低コスト化の
点で、スタッドバンプが無い半導体チップの利用を可能
とすることが求められている。
【０００４】このために、特開昭６３−２２０５３３号
公報や特開平４−１０４４７号公報には、回路基板とし
て成形によって形成されたものを用いるとともに、この
成形時に回路基板に形成した突部上に、導電パターンに
おける半導体チップが接続される接続端子部を設け、該
突部上の接続端子部に半導体チップの電極パッドを接続
端子部に設けた導電ペーストや半田や錫メッキ層、ある
いは接続端子部と電極パッドとの間に介在させた導電性
接着剤などで接続することが示されている。接続端子部
が突部上にあるために、フリップチップ実装に際して半
導体チップにスタッドバンプを必要としないものであ
る。
公報や特開平４−１０４４７号公報には、回路基板とし
て成形によって形成されたものを用いるとともに、この
成形時に回路基板に形成した突部上に、導電パターンに
おける半導体チップが接続される接続端子部を設け、該
突部上の接続端子部に半導体チップの電極パッドを接続
端子部に設けた導電ペーストや半田や錫メッキ層、ある
いは接続端子部と電極パッドとの間に介在させた導電性
接着剤などで接続することが示されている。接続端子部
が突部上にあるために、フリップチップ実装に際して半
導体チップにスタッドバンプを必要としないものであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、導電ペースト
や導電性接着剤などによる接続では、接着によるために
長期にわたって高い接続信頼性を得ることは困難であ
る。また、半田や錫メッキ層を溶融させる場合は、高い
接合力を得られるものの、溶融させるためにかなりの高
温が必要であり、半導体チップなどへ熱ダメージを与え
る虞が非常に高い。
や導電性接着剤などによる接続では、接着によるために
長期にわたって高い接続信頼性を得ることは困難であ
る。また、半田や錫メッキ層を溶融させる場合は、高い
接合力を得られるものの、溶融させるためにかなりの高
温が必要であり、半導体チップなどへ熱ダメージを与え
る虞が非常に高い。
【０００６】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
であって、その目的とするところは回路基板への半導体
チップのフリップチップ実装に際して半導体チップにス
タッドバンプを必要とせず、しかも高い接続信頼性を得
ることができる半導体チップ実装回路基板及び回路基板
への半導体チップ実装方法を提供するにある。
であって、その目的とするところは回路基板への半導体
チップのフリップチップ実装に際して半導体チップにス
タッドバンプを必要とせず、しかも高い接続信頼性を得
ることができる半導体チップ実装回路基板及び回路基板
への半導体チップ実装方法を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】しかして本発明に係る半
導体チップ実装回路基板は、回路基板上の導電パターン
における接続端子部に半導体チップの電極パッドが接続
されて半導体チップが回路基板に実装されたものであっ
て、回路基板は成形品として形成されたものであるとと
もに、導電パターンにおける接続端子部は回路基板に形
成されている突部上に設けられており、回路基板の接続
端子部と半導体チップの電極パッドとの接合部は接続端
子部を形成している導電性金属と電極パッドを形成して
いる導電性金属との合金で形成された接合層を備えてい
ることに特徴を有している。
導体チップ実装回路基板は、回路基板上の導電パターン
における接続端子部に半導体チップの電極パッドが接続
されて半導体チップが回路基板に実装されたものであっ
て、回路基板は成形品として形成されたものであるとと
もに、導電パターンにおける接続端子部は回路基板に形
成されている突部上に設けられており、回路基板の接続
端子部と半導体チップの電極パッドとの接合部は接続端
子部を形成している導電性金属と電極パッドを形成して
いる導電性金属との合金で形成された接合層を備えてい
ることに特徴を有している。
【０００８】回路基板に突部を有する成形回路基板を用
いることで、スタッドバンプを設けていない半導体チッ
プでも実装することができるものであり、また接続端子
部を形成している導電性金属と電極パッドを形成してい
る導電性金属との合金で形成された接合層を接合部に備
えたものであるために、半導体チップは強固に実装され
たものとなる。
いることで、スタッドバンプを設けていない半導体チッ
プでも実装することができるものであり、また接続端子
部を形成している導電性金属と電極パッドを形成してい
る導電性金属との合金で形成された接合層を接合部に備
えたものであるために、半導体チップは強固に実装され
たものとなる。
【０００９】接続端子部である突部上の導電パターン
は、そのメッキ厚みが非接続端子部における部分のメッ
キ厚みより大となっていることが好ましい。
は、そのメッキ厚みが非接続端子部における部分のメッ
キ厚みより大となっていることが好ましい。
【００１０】また本発明に係る回路基板への半導体チッ
プ実装方法は、回路基板として成形品の外面に導電パタ
ーンを形成したものを用いるとともに上記導電パターン
における成形品が有している突部上に位置する部分を接
続端子部とし、半導体チップの電極パッドを接続端子部
に突き合わせた状態で半導体チップと回路基板とを加圧
すると同時に超音波を付加して接続端子部と電極パッド
とを接合するとともにこの接合部に接続端子部を形成し
ている導電性金属と電極パッドを形成している導電性金
属との合金で形成された接合層を形成することに特徴を
有している。スタッドバンプを有していない半導体チッ
プの回路基板への実装を高温に曝すことなく確実に行う
ことができる。
プ実装方法は、回路基板として成形品の外面に導電パタ
ーンを形成したものを用いるとともに上記導電パターン
における成形品が有している突部上に位置する部分を接
続端子部とし、半導体チップの電極パッドを接続端子部
に突き合わせた状態で半導体チップと回路基板とを加圧
すると同時に超音波を付加して接続端子部と電極パッド
とを接合するとともにこの接合部に接続端子部を形成し
ている導電性金属と電極パッドを形成している導電性金
属との合金で形成された接合層を形成することに特徴を
有している。スタッドバンプを有していない半導体チッ
プの回路基板への実装を高温に曝すことなく確実に行う
ことができる。
【００１１】この場合の回路基板としては、接続端子部
である突部上の導電パターンのメッキ厚みが非接続端子
部における部分のメッキ厚みより大となっているものを
好適に用いることができる。
である突部上の導電パターンのメッキ厚みが非接続端子
部における部分のメッキ厚みより大となっているものを
好適に用いることができる。
【００１２】半導体チップと回路基板との加圧時に加熱
も行うことが好ましい。より確実に合金からなる接合層
を形成することができる。この加熱は、半導体チップ側
から行うとよい。
も行うことが好ましい。より確実に合金からなる接合層
を形成することができる。この加熱は、半導体チップ側
から行うとよい。
【００１３】超音波は半導体チップ側から付加するほ
か、突部の側面に超音波振動子を接触させて行ったり、
成形品における半導体チップ実装面と反対側の面で突部
に対応する位置から付与することが好ましい。
か、突部の側面に超音波振動子を接触させて行ったり、
成形品における半導体チップ実装面と反対側の面で突部
に対応する位置から付与することが好ましい。
【００１４】また、加圧時の圧力で回路基板の突部を塑
性変形させたり、成形品における突部が位置する面に加
圧部材の平面を押し当てて突部を塑性変形させておき、
しかる後に半導体チップの接合を行うと、複数の突部で
背の高さにばらつきがある場合、これを吸収することが
できる。
性変形させたり、成形品における突部が位置する面に加
圧部材の平面を押し当てて突部を塑性変形させておき、
しかる後に半導体チップの接合を行うと、複数の突部で
背の高さにばらつきがある場合、これを吸収することが
できる。
【００１５】塑性変形させる突部は、先端ほど細くなっ
ていたり、先端ほど細く且つ先端面が平面となっている
ことが好ましい。
ていたり、先端ほど細く且つ先端面が平面となっている
ことが好ましい。
【００１６】また、回路基板と半導体チップ間に絶縁樹
脂を配する場合、回路基板上に絶縁樹脂を塗布した後、
回路基板の接続端子部に半導体チップの電極パッドを突
き合わせて半導体チップと回路基板とを加熱加圧すると
同時に超音波を付加して前記接続端子部と電極パッドと
を接合するとともに回路基板と半導体チップ間に位置す
る上記絶縁樹脂を硬化させるとよい。接合層の形成とと
もに絶縁樹脂を硬化させることができる。
脂を配する場合、回路基板上に絶縁樹脂を塗布した後、
回路基板の接続端子部に半導体チップの電極パッドを突
き合わせて半導体チップと回路基板とを加熱加圧すると
同時に超音波を付加して前記接続端子部と電極パッドと
を接合するとともに回路基板と半導体チップ間に位置す
る上記絶縁樹脂を硬化させるとよい。接合層の形成とと
もに絶縁樹脂を硬化させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下本発明を実施の形態の一例に
基づいて詳述すると、図１は半導体チップ２とこれを実
装する回路基板１とを示している。ここにおける回路基
板１は、ポリフタルアミド樹脂などの射出成形品１０上
に銅スパッタリング法によって形成した銅薄膜に対し
て、レーザー加工を行うことで回路として必要な部分と
不必要な部分とを分離し、電気メッキによって回路とし
て必要な部分にのみメッキを施すことで立体的な電気的
配線としての導電パターン１１を施した成形回路基板
（ＭＩＤ：Ｍｏｌｄｅｄ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉ
ｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ、立体回路基板とも称されている）
であり、上記導電パターン１１における半導体チップ２
の実装用の接続端子部１２は、成形品１０の成形時に形
成した突部１５上に形成してある。
基づいて詳述すると、図１は半導体チップ２とこれを実
装する回路基板１とを示している。ここにおける回路基
板１は、ポリフタルアミド樹脂などの射出成形品１０上
に銅スパッタリング法によって形成した銅薄膜に対し
て、レーザー加工を行うことで回路として必要な部分と
不必要な部分とを分離し、電気メッキによって回路とし
て必要な部分にのみメッキを施すことで立体的な電気的
配線としての導電パターン１１を施した成形回路基板
（ＭＩＤ：Ｍｏｌｄｅｄ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉ
ｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ、立体回路基板とも称されている）
であり、上記導電パターン１１における半導体チップ２
の実装用の接続端子部１２は、成形品１０の成形時に形
成した突部１５上に形成してある。
【００１８】そして半導体チップ２は、その電極パッド
２０にスタッドバンプが設けられていないものであると
ともに、回路基板１の接続端子部１２への接続が半田付
けや導電ペーストで行われたものではなく、電極パッド
２０を接続端子部１２に突き合わせた状態で半導体チッ
プ２と回路基板１とを加圧（好ましくは加熱も）すると
ともに超音波を付与することにより、接続端子部１２を
形成している導電パターン１１の導電性金属（たとえば
Ａｕ）と電極パッド２０を形成している導電性金属（た
とえばＡｌ）との合金で形成された接合層を形成するこ
とでなされている。なお、半導体チップ２と回路基板１
との間の空隙には、上記接合後に熱硬化性絶縁樹脂３を
充填硬化させておく。
２０にスタッドバンプが設けられていないものであると
ともに、回路基板１の接続端子部１２への接続が半田付
けや導電ペーストで行われたものではなく、電極パッド
２０を接続端子部１２に突き合わせた状態で半導体チッ
プ２と回路基板１とを加圧（好ましくは加熱も）すると
ともに超音波を付与することにより、接続端子部１２を
形成している導電パターン１１の導電性金属（たとえば
Ａｕ）と電極パッド２０を形成している導電性金属（た
とえばＡｌ）との合金で形成された接合層を形成するこ
とでなされている。なお、半導体チップ２と回路基板１
との間の空隙には、上記接合後に熱硬化性絶縁樹脂３を
充填硬化させておく。
【００１９】ここにおいて、上記突部１５はその高さ及
び幅が夫々１００μｍ程度の微小なものであり、各接続
端子部１２毎に個別に設けられているが、複数の接続端
子部１２が列となって並んでいる場合、凸条としての突
部１５を形成して、単一の凸条の突部１５上に複数個の
接続端子部１２が並んでいるものとしてもよい。ただ
し、後述するように、半導体チップ２の接合時に突部１
５を塑性変形させる場合は、接続端子部１２毎に個別の
突部１５を設けたもののほうが好ましい。
び幅が夫々１００μｍ程度の微小なものであり、各接続
端子部１２毎に個別に設けられているが、複数の接続端
子部１２が列となって並んでいる場合、凸条としての突
部１５を形成して、単一の凸条の突部１５上に複数個の
接続端子部１２が並んでいるものとしてもよい。ただ
し、後述するように、半導体チップ２の接合時に突部１
５を塑性変形させる場合は、接続端子部１２毎に個別の
突部１５を設けたもののほうが好ましい。
【００２０】回路基板１の導電パターン１１は、通常、
厚さ５〜１０μｍ厚の銅メッキの上に厚さ５〜１０μｍ
厚のニッケルメッキを介して厚さ０．３〜０．５μｍ程
度の金メッキを施したものとして形成するが、上記合金
である接合層の形成の点からは、突部１５先端面上の最
表層のメッキ層、つまり金メッキ層はそのメッキ厚みが
図２に示すように、他の部分におけるメッキ厚みより大
となっていることが好ましい。たとえば、他の部分にお
けるメッキ厚みが０．３〜０．５μｍであれば、０．５
〜３μｍ程度の厚みにする。このような厚みのものにし
ておけば、きわめて高い接続信頼性を有する接合層を形
成することができる。金の使用量を減らすために、他の
部分における金メッキ層を酸化防止用の０．１〜０．２
μｍ厚程度のものにしている時には、突部１５先端面上
の最表層の金メッキ層は、０．３〜０．５μｍ厚とす
る。この厚みでも後述するように超音波を付与しての接
合であれば、高い接続信頼性を得られる接合層を形成す
ることができる。
厚さ５〜１０μｍ厚の銅メッキの上に厚さ５〜１０μｍ
厚のニッケルメッキを介して厚さ０．３〜０．５μｍ程
度の金メッキを施したものとして形成するが、上記合金
である接合層の形成の点からは、突部１５先端面上の最
表層のメッキ層、つまり金メッキ層はそのメッキ厚みが
図２に示すように、他の部分におけるメッキ厚みより大
となっていることが好ましい。たとえば、他の部分にお
けるメッキ厚みが０．３〜０．５μｍであれば、０．５
〜３μｍ程度の厚みにする。このような厚みのものにし
ておけば、きわめて高い接続信頼性を有する接合層を形
成することができる。金の使用量を減らすために、他の
部分における金メッキ層を酸化防止用の０．１〜０．２
μｍ厚程度のものにしている時には、突部１５先端面上
の最表層の金メッキ層は、０．３〜０．５μｍ厚とす
る。この厚みでも後述するように超音波を付与しての接
合であれば、高い接続信頼性を得られる接合層を形成す
ることができる。
【００２１】上記のようなメッキ厚みの制御は、メッキ
時にメッキ電流値を上げることで行う。通常１〜２Ａ／
ｄｍ2であるメッキ電流値を３〜４Ａ／ｄｍ2に上げれ
ば、突部１５に電解集中することで突部１５先端面への
メッキだけその厚みを大きくすることができる。
時にメッキ電流値を上げることで行う。通常１〜２Ａ／
ｄｍ2であるメッキ電流値を３〜４Ａ／ｄｍ2に上げれ
ば、突部１５に電解集中することで突部１５先端面への
メッキだけその厚みを大きくすることができる。
【００２２】接続端子部１２と電極パッド２０との接合
時に合金からなる接合層が生じるようにするには、導電
パターン１１（接続端子部１２）が０．５μｍ厚程度の
金メッキで形成され、電極パッド２０がＡｌで形成され
ている場合、加圧は一つの接続端子部１２につき１００
〜２００ｇ程度、好ましくは１５０ｇ程度の圧力を加え
るものとし、加熱も行う場合には１２０〜１７０℃程度
の熱を加えるものとする。そして、５０〜２００ｋＨ
ｚ、好ましくは１００ｋＨｚ程度の周波数の超音波振動
を半導体チップ２を押圧する加圧子（図示せず）を通じ
て与える。加熱も半導体チップ２を押圧する加圧子を通
じて行うのが好ましい。
時に合金からなる接合層が生じるようにするには、導電
パターン１１（接続端子部１２）が０．５μｍ厚程度の
金メッキで形成され、電極パッド２０がＡｌで形成され
ている場合、加圧は一つの接続端子部１２につき１００
〜２００ｇ程度、好ましくは１５０ｇ程度の圧力を加え
るものとし、加熱も行う場合には１２０〜１７０℃程度
の熱を加えるものとする。そして、５０〜２００ｋＨ
ｚ、好ましくは１００ｋＨｚ程度の周波数の超音波振動
を半導体チップ２を押圧する加圧子（図示せず）を通じ
て与える。加熱も半導体チップ２を押圧する加圧子を通
じて行うのが好ましい。
【００２３】超音波振動の付与は、図３(a)に示すよう
に突部１５の側面に超音波振動子４を接触させて行った
り、図３(b)に示すように、回路基板１における半導体
チップ２の実装面と反対側の面で突部１５に対応する位
置から行ってもよい。いずれの場合も、接合させるべき
部分に超音波を確実に伝搬させることができる。特に、
図３(b)に示すように、回路基板１の裏面側で突部１５
に対応する位置に凹所を形成して、凹所底面に超音波振
動子４を当接させると良好な結果を得ることができる。
に突部１５の側面に超音波振動子４を接触させて行った
り、図３(b)に示すように、回路基板１における半導体
チップ２の実装面と反対側の面で突部１５に対応する位
置から行ってもよい。いずれの場合も、接合させるべき
部分に超音波を確実に伝搬させることができる。特に、
図３(b)に示すように、回路基板１の裏面側で突部１５
に対応する位置に凹所を形成して、凹所底面に超音波振
動子４を当接させると良好な結果を得ることができる。
【００２４】加圧は、単に合金である接合層を形成する
ためだけではなく、回路基板１の突部１５を塑性変形さ
せるためのものとするのも好ましい。図４に示すよう
に、回路基板１の成形時に突部１５の高さにばらつきが
生じても、半導体チップ２の接合時の加圧によって突部
１５を塑性変形させることで、高さを揃えることができ
るものであり、また、逆に半導体チップ２の複数の電極
パッド２０に上記高さ方向におけるばらつきがあって
も、これを抑えることができる。
ためだけではなく、回路基板１の突部１５を塑性変形さ
せるためのものとするのも好ましい。図４に示すよう
に、回路基板１の成形時に突部１５の高さにばらつきが
生じても、半導体チップ２の接合時の加圧によって突部
１５を塑性変形させることで、高さを揃えることができ
るものであり、また、逆に半導体チップ２の複数の電極
パッド２０に上記高さ方向におけるばらつきがあって
も、これを抑えることができる。
【００２５】突部１５を塑性変形させることは、半導体
チップ２の実装時にではなく、実装に先立って、図５に
示すように、回路基板１の突部１５が位置する面に加圧
部材６の平面を押し当てて突部１５を塑性変形させてお
き、しかる後に半導体チップ２の接合を行うようにして
もよい。この場合においても、複数の突部１５で背の高
さにばらつきがある場合、これを吸収することができ
る。
チップ２の実装時にではなく、実装に先立って、図５に
示すように、回路基板１の突部１５が位置する面に加圧
部材６の平面を押し当てて突部１５を塑性変形させてお
き、しかる後に半導体チップ２の接合を行うようにして
もよい。この場合においても、複数の突部１５で背の高
さにばらつきがある場合、これを吸収することができ
る。
【００２６】塑性変形させる突部１５は、図６に示すよ
うに、先端ほど細くなっているものとすると、低荷重で
突部１５を塑性変形させることができることになって、
半導体チップ２の実装時の加圧で塑性変形させる場合、
半導体チップ２に与えるダメージを低減させることがで
きる。また、図７に示すように先端ほど細く且つ先端面
が平面となっているものとすると、低荷重化に加えて、
半導体チップ実装荷重に対する突部１５形状の安定化や
回路基板１の成形時の金型からの抜け性を向上させるこ
とができる。
うに、先端ほど細くなっているものとすると、低荷重で
突部１５を塑性変形させることができることになって、
半導体チップ２の実装時の加圧で塑性変形させる場合、
半導体チップ２に与えるダメージを低減させることがで
きる。また、図７に示すように先端ほど細く且つ先端面
が平面となっているものとすると、低荷重化に加えて、
半導体チップ実装荷重に対する突部１５形状の安定化や
回路基板１の成形時の金型からの抜け性を向上させるこ
とができる。
【００２７】導電パターン１１の厚み（殊に接続端子部
１２の厚み）は、たとえば銅メッキを５μｍ程度、ニッ
ケルメッキを５μｍ程度、金メッキを０．３〜０．５μ
ｍ程度と通常より薄くしておくことも、突部１５の塑性
変形を容易にすることになる。
１２の厚み）は、たとえば銅メッキを５μｍ程度、ニッ
ケルメッキを５μｍ程度、金メッキを０．３〜０．５μ
ｍ程度と通常より薄くしておくことも、突部１５の塑性
変形を容易にすることになる。
【００２８】図８に他例を示す。これは半導体チップ２
と回路基板１との間に配する熱硬化性の絶縁樹脂３を上
記接合完了後に充填硬化させるのではなく、予め回路基
板１上に塗布しておき、その後、回路基板１の接続端子
部１２に半導体チップ２の電極パッド２０を突き合わせ
て半導体チップ２と回路基板１とを加熱加圧すると同時
に超音波を付加する。超音波接合は１秒以下で終了し、
この終了時点では絶縁樹脂３は一部硬化を始めたものの
硬化が完了するまでには至っていないことから、超音波
の付与後も絶縁樹脂３が硬化完了するまでの数秒間、加
圧及び加熱を継続する。このように、接合層の形成に際
して絶縁樹脂３の硬化も行わせることができる上に、絶
縁樹脂３の塗布作業そのものも容易となるために、生産
性を高めることができる。
と回路基板１との間に配する熱硬化性の絶縁樹脂３を上
記接合完了後に充填硬化させるのではなく、予め回路基
板１上に塗布しておき、その後、回路基板１の接続端子
部１２に半導体チップ２の電極パッド２０を突き合わせ
て半導体チップ２と回路基板１とを加熱加圧すると同時
に超音波を付加する。超音波接合は１秒以下で終了し、
この終了時点では絶縁樹脂３は一部硬化を始めたものの
硬化が完了するまでには至っていないことから、超音波
の付与後も絶縁樹脂３が硬化完了するまでの数秒間、加
圧及び加熱を継続する。このように、接合層の形成に際
して絶縁樹脂３の硬化も行わせることができる上に、絶
縁樹脂３の塗布作業そのものも容易となるために、生産
性を高めることができる。
【００２９】上記絶縁樹脂３の塗布時には、絶縁樹脂３
が接続端子部１２上に被さっていてもよい。半導体チッ
プ２を重ねて加圧する際に接続端子部１２上の絶縁樹脂
３は電極パッド２０と接続端子部１２との間から押し出
されてしまうために、電極パッド２０と接続端子部１２
との超音波接合に問題が生じることはない。また、塗布
時に絶縁樹脂３が接続端子部１２上に被さらないように
していてもよいが、被さるように塗布しておくほうが、
絶縁樹脂３を硬化させた時点での接着力や密閉性が向上
する。
が接続端子部１２上に被さっていてもよい。半導体チッ
プ２を重ねて加圧する際に接続端子部１２上の絶縁樹脂
３は電極パッド２０と接続端子部１２との間から押し出
されてしまうために、電極パッド２０と接続端子部１２
との超音波接合に問題が生じることはない。また、塗布
時に絶縁樹脂３が接続端子部１２上に被さらないように
していてもよいが、被さるように塗布しておくほうが、
絶縁樹脂３を硬化させた時点での接着力や密閉性が向上
する。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明の半導体チップ実装
回路基板は、成形品として形成された回路基板の導電パ
ターンにおける接続端子部は回路基板に形成されている
突部上に設けられ、回路基板の接続端子部と半導体チッ
プの電極パッドとの接合部は接続端子部を形成している
導電性金属と電極パッドを形成している導電性金属との
合金で形成された接合層を備えているものであり、回路
基板が突部を有する成形回路基板であるために、スタッ
ドバンプを設けていない半導体チップでも実装すること
ができるものであり、このためにコストを下げることが
できる上に、接合部に続端子部を形成している導電性金
属と電極パッドを形成している導電性金属との合金で形
成された接合層を備えたものであるために、半導体チッ
プは強固に実装されたものとなり、高い接続信頼性を持
つものである。
回路基板は、成形品として形成された回路基板の導電パ
ターンにおける接続端子部は回路基板に形成されている
突部上に設けられ、回路基板の接続端子部と半導体チッ
プの電極パッドとの接合部は接続端子部を形成している
導電性金属と電極パッドを形成している導電性金属との
合金で形成された接合層を備えているものであり、回路
基板が突部を有する成形回路基板であるために、スタッ
ドバンプを設けていない半導体チップでも実装すること
ができるものであり、このためにコストを下げることが
できる上に、接合部に続端子部を形成している導電性金
属と電極パッドを形成している導電性金属との合金で形
成された接合層を備えたものであるために、半導体チッ
プは強固に実装されたものとなり、高い接続信頼性を持
つものである。
【００３１】接続端子部である突部上の導電パターン
は、そのメッキ厚みが非接続端子部における部分のメッ
キ厚みより大となっていることが、良好な接合層を得る
ことができる点で好ましい。
は、そのメッキ厚みが非接続端子部における部分のメッ
キ厚みより大となっていることが、良好な接合層を得る
ことができる点で好ましい。
【００３２】また本発明に係る回路基板への半導体チッ
プ実装方法は、回路基板として成形品の外面に導電パタ
ーンを形成したものを用いるとともに上記導電パターン
における成形品が有している突部上に位置する部分を接
続端子部とし、半導体チップの電極パッドを接続端子部
に突き合わせた状態で半導体チップと回路基板とを加圧
すると同時に超音波を付加して接続端子部と電極パッド
とを接合するとともにこの接合部に接続端子部を形成し
ている導電性金属と電極パッドを形成している導電性金
属との合金で形成された接合層を形成することから、ス
タッドバンプを有していない半導体チップの回路基板へ
の実装を確実に且つ強固に行うことができるものであ
り、殊に超音波接合で接合層を形成することから、半導
体チップや回路基板を高温に曝す必要がなく、熱ダメー
ジを与えてしまうことがないものである。また、接続端
子部に導電性接着剤などを塗布する必要もないことか
ら、工程数も少なくてすむものである。
プ実装方法は、回路基板として成形品の外面に導電パタ
ーンを形成したものを用いるとともに上記導電パターン
における成形品が有している突部上に位置する部分を接
続端子部とし、半導体チップの電極パッドを接続端子部
に突き合わせた状態で半導体チップと回路基板とを加圧
すると同時に超音波を付加して接続端子部と電極パッド
とを接合するとともにこの接合部に接続端子部を形成し
ている導電性金属と電極パッドを形成している導電性金
属との合金で形成された接合層を形成することから、ス
タッドバンプを有していない半導体チップの回路基板へ
の実装を確実に且つ強固に行うことができるものであ
り、殊に超音波接合で接合層を形成することから、半導
体チップや回路基板を高温に曝す必要がなく、熱ダメー
ジを与えてしまうことがないものである。また、接続端
子部に導電性接着剤などを塗布する必要もないことか
ら、工程数も少なくてすむものである。
【００３３】この場合の回路基板としては、接続端子部
である突部上の導電パターンのメッキ厚みが非接続端子
部における部分のメッキ厚みより大となっているものを
用いることで、良好な接合層を得ることができるものと
なる。
である突部上の導電パターンのメッキ厚みが非接続端子
部における部分のメッキ厚みより大となっているものを
用いることで、良好な接合層を得ることができるものと
なる。
【００３４】半導体チップと回路基板との加圧時に加熱
も行うことで接合をより確実に行うことができ、この加
熱を半導体チップ側から行うのが簡便で良い。
も行うことで接合をより確実に行うことができ、この加
熱を半導体チップ側から行うのが簡便で良い。
【００３５】超音波は半導体チップ側から付加するのが
簡便で良いが、突部の側面に超音波振動子を接触させて
行ったり、成形品における半導体チップ実装面と反対側
の面で突部に対応する位置から付与することによって
も、接合部に超音波振動を確実に伝搬することができる
ために、確実な接合を行うことができる。
簡便で良いが、突部の側面に超音波振動子を接触させて
行ったり、成形品における半導体チップ実装面と反対側
の面で突部に対応する位置から付与することによって
も、接合部に超音波振動を確実に伝搬することができる
ために、確実な接合を行うことができる。
【００３６】また、加圧時の圧力で回路基板の突部を塑
性変形させたり、成形品における突部が位置する面に加
圧部材の平面を押し当てて突部を塑性変形させておき、
しかる後に半導体チップの接合を行うと、複数の突部で
背の高さにばらつきがある場合、これを吸収することが
できて、接合不良を招くことがなくなる。殊に後者にお
いては、半導体チップへの加圧によるダメージを低減さ
せることができる。
性変形させたり、成形品における突部が位置する面に加
圧部材の平面を押し当てて突部を塑性変形させておき、
しかる後に半導体チップの接合を行うと、複数の突部で
背の高さにばらつきがある場合、これを吸収することが
できて、接合不良を招くことがなくなる。殊に後者にお
いては、半導体チップへの加圧によるダメージを低減さ
せることができる。
【００３７】塑性変形させる突部が先端ほど細くなって
いると、塑性変形を低荷重で得られる点で良好な結果を
得ることができるとともに、半導体チップへの加圧によ
るダメージを低減させることができる。さらに突部が先
端ほど細く且つ先端面が平面となっていると、上記に加
えて突部形状の安定化、つまりは接合部の安定化を図る
ことができる。
いると、塑性変形を低荷重で得られる点で良好な結果を
得ることができるとともに、半導体チップへの加圧によ
るダメージを低減させることができる。さらに突部が先
端ほど細く且つ先端面が平面となっていると、上記に加
えて突部形状の安定化、つまりは接合部の安定化を図る
ことができる。
【００３８】また、回路基板と半導体チップ間に絶縁樹
脂を配する場合、回路基板上に絶縁樹脂を塗布した後、
回路基板の接続端子部に半導体チップの電極パッドを突
き合わせて半導体チップと回路基板とを加熱加圧すると
同時に超音波を付加して前記接続端子部と電極パッドと
を接合するとともに回路基板と半導体チップ間に位置す
る上記絶縁樹脂を硬化させることで、接合層の形成に際
して絶縁樹脂の硬化も行わせることができるものであ
り、絶縁樹脂の塗布作業も容易となることもあって、生
産性を高めることができるほか、接合時の絶縁樹脂の硬
化接着は、半導体チップの結合強度を補充して接合信頼
性をさらに高めることにもなる。
脂を配する場合、回路基板上に絶縁樹脂を塗布した後、
回路基板の接続端子部に半導体チップの電極パッドを突
き合わせて半導体チップと回路基板とを加熱加圧すると
同時に超音波を付加して前記接続端子部と電極パッドと
を接合するとともに回路基板と半導体チップ間に位置す
る上記絶縁樹脂を硬化させることで、接合層の形成に際
して絶縁樹脂の硬化も行わせることができるものであ
り、絶縁樹脂の塗布作業も容易となることもあって、生
産性を高めることができるほか、接合時の絶縁樹脂の硬
化接着は、半導体チップの結合強度を補充して接合信頼
性をさらに高めることにもなる。
【図１】本発明の実施の形態の一例の説明図である。
【図２】同上の他例の拡大断面図である。
【図３】(a)(b)は夫々超音波振動の付与に関する説明図
である。
である。
【図４】別の例の説明図である。
【図５】さらに別の例の説明図である。
【図６】突部形状に関する説明図である。
【図７】他の突部形状に関する説明図である。
【図８】他例の説明図である。
１ 回路基板 ２ 半導体チップ １１ 導電パターン １２ 接続端子部 １５ 突部 ２０ 電極パッド
Claims (14)
- 【請求項１】 回路基板上の導電パターンにおける接続
端子部に半導体チップの電極パッドが接続されて半導体
チップが回路基板に実装された半導体チップ実装回路基
板において、回路基板は成形品として形成されたもので
あるとともに、導電パターンにおける接続端子部は回路
基板に形成されている突部上に設けられており、回路基
板の接続端子部と半導体チップの電極パッドとの接合部
は接続端子部を形成している導電性金属と電極パッドを
形成している導電性金属との合金で形成された接合層を
備えていることを特徴とする半導体チップ実装回路基
板。 - 【請求項２】 接続端子部である突部上の導電パターン
は、そのメッキ厚みが非接続端子部における部分のメッ
キ厚みより大となっていることを特徴とする請求項１記
載の半導体チップ実装回路基板。 - 【請求項３】 回路基板として成形品の外面に導電パタ
ーンを形成したものを用いるとともに上記導電パターン
における成形品が有している突部上に位置する部分を接
続端子部とし、半導体チップの電極パッドを接続端子部
に突き合わせた状態で半導体チップと回路基板とを加圧
すると同時に超音波を付加して接続端子部と電極パッド
とを接合するとともにこの接合部に接続端子部を形成し
ている導電性金属と電極パッドを形成している導電性金
属との合金で形成された接合層を形成することを特徴と
する回路基板への半導体チップの実装方法。 - 【請求項４】 回路基板として、接続端子部である突部
上の導電パターンは、そのメッキ厚みが非接続端子部に
おける部分のメッキ厚みより大となっているものを用い
ることを特徴とする請求項３記載の回路基板への半導体
チップの実装方法。 - 【請求項５】 半導体チップと回路基板との加圧時に加
熱も行うことを特徴とする請求項３または４記載の回路
基板への半導体チップの実装方法。 - 【請求項６】 半導体チップ側から加熱を行うことを特
徴とする請求項５記載の回路基板への半導体チップの実
装方法。 - 【請求項７】 超音波は半導体チップ側から付加するこ
とを特徴とする請求項３〜６のいずれかの項に記載の回
路基板への半導体チップの実装方法。 - 【請求項８】 超音波の付加は突部の側面に超音波振動
子を接触させて行うことを特徴とする請求項３〜６のい
ずれかの項に記載の回路基板への半導体チップの実装方
法。 - 【請求項９】 超音波は成形品における半導体チップ実
装面と反対側の面で突部に対応する位置から付与するこ
とを特徴とする請求項３〜６のいずれかの項に記載の回
路基板への半導体チップの実装方法。 - 【請求項１０】 加圧時の圧力で回路基板の突部を塑性
変形させることを特徴とする請求項３〜９のいずれかの
項に記載の回路基板への半導体チップの実装方法。 - 【請求項１１】 成形品における突部が位置する面に加
圧部材の平面を押し当てて突部を塑性変形させておき、
しかる後に半導体チップの接合を行うことを特徴とする
請求項３〜９のいずれかの項に記載の回路基板への半導
体チップの実装方法。 - 【請求項１２】 先端ほど細くなった突部を備える回路
基板を用いることを特徴とする請求項１０または１１記
載の回路基板への半導体チップの実装方法。 - 【請求項１３】 先端ほど細く且つ先端面が平面となっ
ている突部を備える回路基板を用いることを特徴とする
請求項１０または１１記載の回路基板への半導体チップ
の実装方法。 - 【請求項１４】 回路基板上に絶縁樹脂を塗布した後、
回路基板の接続端子部に半導体チップの電極パッドを突
き合わせて半導体チップと回路基板とを加熱加圧すると
同時に超音波を付加して前記接続端子部と電極パッドと
を接合するとともに回路基板と半導体チップ間に位置す
る上記絶縁樹脂を硬化させることを特徴とする請求項３
〜１３のいずれかの項に記載の回路基板への半導体チッ
プの実装方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000173957A JP3608476B2 (ja) | 2000-06-09 | 2000-06-09 | 半導体チップ実装回路基板及び回路基板への半導体チップの実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000173957A JP3608476B2 (ja) | 2000-06-09 | 2000-06-09 | 半導体チップ実装回路基板及び回路基板への半導体チップの実装方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001351948A true JP2001351948A (ja) | 2001-12-21 |
| JP3608476B2 JP3608476B2 (ja) | 2005-01-12 |
Family
ID=18676087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000173957A Expired - Fee Related JP3608476B2 (ja) | 2000-06-09 | 2000-06-09 | 半導体チップ実装回路基板及び回路基板への半導体チップの実装方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3608476B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110099980A (ko) * | 2010-03-03 | 2011-09-09 | 삼성전자주식회사 | 전자 부품 및 그 제조 방법 |
| JP2013222853A (ja) * | 2012-04-17 | 2013-10-28 | Denso Corp | 電子装置の製造方法 |
| JP2014512691A (ja) * | 2011-04-22 | 2014-05-22 | テセラ インコーポレイテッド | 積層された下向き接続ダイを有するマルチチップモジュール |
-
2000
- 2000-06-09 JP JP2000173957A patent/JP3608476B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR101692396B1 (ko) * | 2010-03-03 | 2017-01-03 | 삼성전자주식회사 | 전자 부품 및 그 제조 방법 |
| JP2014512691A (ja) * | 2011-04-22 | 2014-05-22 | テセラ インコーポレイテッド | 積層された下向き接続ダイを有するマルチチップモジュール |
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