JP2003273148A - フリップチップ実装方法 - Google Patents
フリップチップ実装方法Info
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Abstract
プを短時間で形成し、回路基板上に半導体素子を能率よ
く実装できるフリップチップ実装方法を提供する。 【解決手段】 半導体素子1と回路基板4とを、バンプ
を用いて電気的に接続するフリップチップ実装方法にお
いて、前記半導体素子1若しくは前記回路基板4のどち
らか一方の電極2又は5上に、2段以上の金バンプ3a
乃至3cを形成し、前記回路基板4上に前記半導体素子
1を実装する。これにより実装後の半導体素子1と回路
基板4との間隔を大きくすることができ、かつ、隣接バ
ンプ間を狭ピッチにした実装品が得られる。
Description
装方法に関し、詳しくは、半導体素子と回路基板とを、
多段バンプを用いて電気的に接続するフリップチップ実
装方法に関するものである。
るフリップチップ実装方法としては、特開平8−178
6号公報に開示されたものが知られている。
法により得られる実装形態は、図8に示すように、半導
体素子を含むパッケージ101、そのパッケージ101
上の電極102、はんだバンプ103a、はんだバンプ
103b、樹脂104、回路基板105、回路基板10
5上の電極106から構成されている.
パッケージ101上の電極102上にはんだバンプ10
3aを接合した後、はんだバンプ103aの上面を除く
側面を覆うように樹脂104を付着させ硬化する。次
に、はんだバンプ103aの上面にはんだバンプ103
bを接合し、多段バンプを形成する。
と、はんだバンプ103bとを接合しフリップチップ実
装が完了する。
3aの側面を樹脂104で覆うことにより、はんだバン
プ103aとはんだバンプ103bとを溶融接合する際
に、はんだバンプ103aが表面張力による横方向の膨
らみを発生しないため、安定した形状を有する多段バン
プを形成可能であるというものである。
示す従来例の場合、(1)熱で溶融するはんだバンプで
あるために、隣接するはんだバンプ間でブリッジする危
険性が高く、狭バンプピッチで多段バンプを形成するこ
とが困難である。(2)樹脂104を付着硬化するため
の作業時間が必要であり、バンプ形成時間が長くなる。
という問題があった。
であり、狭バンプピッチを有する多段バンプを短時間で
形成し、回路基板上に半導体素子を能率よく実装できる
フリップチップ実装方法を提供することを目的とする。
半導体素子と回路基板とを、バンプを用いて電気的に接
続するフリップチップ実装方法において、前記半導体素
子若しくは前記回路基板のどちらか一方の電極上に、2
段以上の金バンプを形成し、前記回路基板上に前記半導
体素子を実装することを特徴とするものである。
基板との間隔を大きくすることができ、かつ、隣接バン
プ間を狭ピッチにした実装品が得られる。このような2
段以上の多段バンプは、バンプと電極を機械的に圧接す
る異方性導電接合のフリップチップ実装方法に適用する
のに適している。
基板とを、バンプを用いて電気的に接続するフリップチ
ップ実装方法において、前記半導体素子及び前記回路基
板の両電極上に少なくとも1つ以上の金バンプを形成
し、前記回路基板上に前記半導体素子を実装することを
特徴とするものである。
く、フリップチップ実装後の半導体素子と回路基板の間
隔を大きくすることができ、かつ、隣接バンプ間を狭ピ
ッチにできる。この多段バンプは、金バンプと金バンプ
を熱圧着する金−金接合のフリップチップ実装方法に適
用するのに適している。
載のフリップチップ実装方法であって、前記半導体素子
若しくは前記回路基板の電極上に、下段バンプと、この
下段バンプよりバンプ径が小さい上段バンプとからなる
多段バンプを形成し、前記回路基板上に前記半導体素子
を実装することを特徴とするものである。
て、バンプ形成中心位置が多少ずれてもバンプ構造が不
安定にならないので、フリップチップ実装品の歩留まり
を高くすることができる。
リップチップ実装方法であって、前記半導体素子及び回
路基板の両電極上に形成する金バンプのバンプ径が互い
に異なることを特徴とするものである。
互いに異なることから、実装時に多少の位置ずれが発生
しても接続不良になりにくくフリップチップ実装品の歩
留まりを高くすることができる。
は、請求項1乃至4いずれかに記載の発明であって、前
記金バンプがボールボンディング法により形成されるこ
とを特徴とするものである。
基部を形成したところでワイヤを切断し、この基部をバ
ンプとして用いるボールボンデイング法を採用するの
で、短時間で多段バンプを形成し、フリップチップ実装
能率を向上することが可能である。
て詳細に説明する。尚、以下の各実施の形態1乃至4に
おいては、金の3段バンプを用いてフリップチップを実
装する例で説明している。
のであり、図1は実施の形態1のフリップチップ実装方
法により半導体素子が実装された回路基板の断面図、図
2は、実施の形態1の3段バンプの形成過程を示す断面
図、図3は実施の形態1のフリップチップ実装方法の工
程を示す断面図である。
得られる電子機器は、半導体素子1、半導体素子1上の
電極2、電極2上に形成された第1の金バンプ3a、第
2の金バンプ3b、第3の金バンプ3c、回路基板4、
回路基板4上の電極5、半導体素子1と回路基板4の間
を接着固定した異方性導電接着剤6から構成されてい
る。
ンプは、まず半導体素子1の電極2上に、ボールボンデ
ィング法により金属接合で第1の金バンプ3aを形成す
る。このボールボンディング法は、半導体素子1を組み
立てる際に用いられるワイヤボンディング装置がペアチ
ップの電極と外部に接続する電極との間にワイヤを形成
するのに対して、基部を形成したところでワイヤを切断
し、この基部(ボール)をバンプとして用いるものであ
る。
り痕7aが存在する。ここでは引きちぎり痕7aをその
ままにしているが、場合によっては平面プレート(図示
せず)を押し当て先端をレベリングしてもよい。
バンプ3a上に前記ボールボンディング法で第2の金バ
ンプ3bを形成する。さらに、図2(c)に示すよう
に、第2の金バンプ3b上に前記ボールボンデイング法
で第3の金バンプ3cを形成する。
及び7cは、前記引きちぎり痕7aと同様に金バンプ形
成時に発生する引きちぎり痕である。ここでは、半導体
素子1の電極2上に3段バンプを形成したが、回路基板
4の電極5上に形成してもよい。
成された半導体素子を、回路基板4の電極5と相対する
ように位置合わせした後、異方性導電接着剤6を回路基
板4上に塗布する。場合によっては、異方性導電接着剤
6を回路基板4に塗布した後、位置合わせしてもよい。
子1の上面から熱と圧力を加え、金バンプ3cと電極5
を接触し、3段バンプを塑性変形させた後、異方性導電
接着剤6を硬化収縮させて、金バンプ3cと電極5との
電気的接続をとる。こうして、フリップチップを実装し
た回路基板4を製造する。
に際して、特に電極5をよける必要もなく金バンプ3c
と電極5を圧接すれば電気的接続が得られる。
ンプの段数を替えることにより半導体素子1と回路基板
4との間の距離を調整できる。
率的に伝えるために、回路基板4を加熱してもよい。
によれば、バンプを溶融せずに接続しているので、バン
プ間のブリッジが発生しない。また、金バンプ3a、3
b、3cを同一形状にしているとともに、半導体素子1
か又は回路基板4の一方にのみ金バンプ3a、3b、3
cを形成することにより、バンプ製造工程が簡略で少工
程数で済み、加工費を最小にできる利点がある。
2を説明する。図4は、実施の形態2のフリップチップ
実装方法により半導体素子1が実装された回路基板4を
示す断面図である。図5は、実施の形態2の3段バンプ
の形成過程を示す断面図である。
点で異なる。即ち、図4に示すように、金バンプ3d、
金バンプ3e、金バンプ3fの順にバンプ径が小さい3
段バンプ構成としている。
の形態2の3段バンプを形成するには、まず半導体素子
1の電極2上に、バンプ径が最大の金バンプ3dを形成
する。次に、図5(b)に示すように金バンプ3d上に
バンプ径の小さい金バンプ3eを形成する。さらに、図
5(c)に示すように金バンプ3e上にバンプ径が最小
の金バンプ3fを形成し、3段バンプが完成する。これ
以降の工程は実施の形態1の場合と同様である。
法によれば、実施の形態1の効果を発揮することに加え
て、多段バンプ形成工程において、バンプ形成中心位置
が多少ずれてもバンプ構造が不安定にならないのでバン
プ倒れが発生しにくく、バンプ形成工程の歩留まりが高
くなるという効果を奏する。
て説明する。図6は、本実施の形態3のフリップチップ
実装方法の工程を示す断面図である。
いていない点で実施の形態1の場合と異なり、これ以外
の工程は実施の形態1と同様である。
素子1の電極2上に金バンプ3a、3b、の2段ダンプ
を形成し、一方で回路基板4の電極5上に金バンプ3g
を形成する。
プが形成された半導体素子1を、回路基板4の電極5と
相対するように位置合わせした後、半導体素子1の上面
から熱と圧力を加え、金バンプ3bと金バンプ3gを接
触させ、金属接合させて金バンプ3bと金バンプ3gと
の電気的接続をとる。こうしてフリップチップを実装し
た回路基板4を製造する。
部の信頼性を向上させるためこれら金バンプ3bと金バ
ンプ3gとを接続した後に半導体素子1と回路基板4と
の間に絶縁性接着剤を注入、硬化してもよい。
プチップ実装方法によれば、実施の形態1の場合と同様
な効果を発揮することに加えて、金バンプ3bと金バン
プ3gとを接合する金−金接合のフリップッチップ実装
方法であるため、金バンプと電極とを接触させる実施の
形態1、2の実装方法に比べて、多段バンプを有する回
路基板4を製造することが容易であるという利点があ
る。
て説明する。図7は、本実施の形態4のフリップチップ
実装方法の工程を示す断面図である。
回路基板4の電極5に形成した金バンプ3hと、この金
バンプ3h上に形成した金バンプ3iを備え、金バンプ
3iのバンプ径を金バンプ3hよりも小径とした点が異
なるものである。
素子1の電極2上に金バンプ3aを形成し、一方で回路
基板4の電極5上に金バンプ3hを形成する。さらに、
金バンプ3h上に複数の小径の金バンプ3iを形成す
る。
3aが形成された半導体素子1を、回路基板4の電極5
と相対するように位置合わせした後、半導体素子1の上
面から熱と圧力を加え、金バンプ3aと小径の金バンプ
3iとを引きちぎり痕7aが金バンプ3iの間の隙間に
嵌合するようにして接触させ、かつ、金属接合させて金
バンプ3aと金バンプ3iとの電気的接続をとる。こう
してフリップチップを実装した回路基板4を製造する。
実装方法によれば、実施の形態1乃至3の場合と同様な
効果を発揮することに加え、金バンプ3aと金バンプ3
iが嵌合する状態で接触しかつ金属接合するために、接
合強度が強い金−金接合の多段バンプを備えた回路基板
4を製造できるという効果も奏する。
行う場合に、金バンプからなる多段バンプを形成し、半
導体素子を回路基板上に実装するものであるから、はん
だバンプに特有な隣接バンプ間でのブリッジが発生しに
くく、このため、半導体素子と回路基板との間隔を大き
くし、かつ、バンプ間隔を狭ピッチにして電気的な接続
をとることが容易なフリップチップ実装方法を提供する
ことができる。
法により半導体素子が実装された回路基板を示す断面図
である。
面図である。
を示す断面図である。
半導体素子が実装された回路基板を示す断面図である。
面図である
を示す断面図である.
を示す断面図である。
子が実装された回路基板を示す断面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 半導体素子と回路基板とを、バンプを用
いて電気的に接続するフリップチップ実装方法におい
て、 前記半導体素子若しくは前記回路基板のどちらか一方の
電極上に2段以上の金バンプを形成し、前記回路基板上
に前記半導体素子を実装することを特徴とするフリップ
チップ実装方法。 - 【請求項2】 半導体素子と回路基板とを、バンプを用
いて電気的に接続するフリップチップ実装方法におい
て、 前記半導体素子及び前記回路基板の両電極上に少なくと
も1つ以上の金バンプを形成し、前記回路基板上に前記
半導体素子を実装することを特徴とするフリップチップ
実装方法。 - 【請求項3】 前記半導体素子若しくは前記回路基板の
電極上に、下段バンプと、この下段バンプよりバンプ径
が小さい上段バンプとからなる多段バンプを形成し、前
記回路基板上に前記半導体素子を実装することを特徴と
する請求項1又は2記載のフリップチップ実装方法。 - 【請求項4】 前記半導体素子及び前記回路基板の両電
極上に形成した金バンプのバンプ径が、互いに異なるこ
とを特徴とする請求項2記載のフリップチップ実装方
法。 - 【請求項5】 前記金バンプがボールボンディング法に
より形成されることを特徴とする請求項1乃至4のいず
れかに記載のフリップチップ実装方法。
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