JP2005327947A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体チップがフリップチップ方式で回路基板上に搭載され、半導体チップと回路基板との間隙に封止材料が介在する構造を有する半導体装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device having a structure in which a semiconductor chip is mounted on a circuit board in a flip-chip manner, and a sealing material is interposed in a gap between the semiconductor chip and the circuit board.
従来の技術として、図7に示すように、半導体チップ4を回路基板1上へフリップチップ方式で実装する方法が知られている。この方法では、半導体チップ4の電極5上にバンプ6を形成しておき、導電性粒子を含まない絶縁性熱硬化性樹脂である封止材料3を半導体チップ4と回路基板1との間に介在させた状態で、バンプ6と回路基板1表面の配線電極2とを位置合わせし、加熱された加圧ヘッド7で半導体チップ4を回路基板1に押圧することにより、半導体チップ4と回路基板1の反りを矯正しながら両者間の封止材料3を融解、硬化させて、半導体チップ4と回路基板1とを接合する(例えば特許文献1参照)。
しかし近年、半導体チップ4上の回路の高密度化によって、電極5が狭ピッチ化し、バンプ6同士の間隔が狭くなってきており、バンプ6同士の間隙における封止材料3の流動性の低下を来たしている。そのため、ヘッド7により半導体チップ4を回路基板1に押圧する際に、バンプ6が潰れて変形しながら融解した封止材料3をバンプ6の周囲に押しのける時に、バンプ6同士の間隙に空気を巻き込みやすく、それによるボイドが発生し、品質不良を生ずることがあった。
However, in recent years, the density of the circuit on the
本発明は上記問題を解決するもので、半導体チップを回路基板上に搭載する際にバンプ同士の間隙に空気を巻き込みにくい半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device in which air is not easily caught in a gap between bumps when a semiconductor chip is mounted on a circuit board.
上記課題を解決するために、本発明の第1の半導体装置の製造方法は、半導体チップを回路基板上にフェースダウンで搭載し、前記半導体チップと回路基板との間隙に封止材料を充填した半導体装置を製造する際に、前記回路基板上に封止材料を搭載するとともに、前記半導体チップの電極上に形成されたバンプに対応する前記封止材料の所定位置に孔部または凹部を形成し、前記孔部または凹部が形成された封止材料を搭載した前記回路基板上に前記半導体チップを搭載することを特徴とする。封止材料に対する孔部または凹部の形成は、封止材料を回路基板上に搭載する前に行ってもよいし搭載後に行ってもよいが、搭載前に行う方が生産性を向上できる。 In order to solve the above-described problems, in a first method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a semiconductor chip is mounted face-down on a circuit board, and a gap between the semiconductor chip and the circuit board is filled with a sealing material. When manufacturing a semiconductor device, a sealing material is mounted on the circuit board, and a hole or a recess is formed at a predetermined position of the sealing material corresponding to a bump formed on the electrode of the semiconductor chip. The semiconductor chip is mounted on the circuit board on which the sealing material in which the hole or the recess is formed is mounted. The formation of the hole or recess in the sealing material may be performed before or after the sealing material is mounted on the circuit board, but the productivity can be improved by performing it before the mounting.
また本発明の第2の半導体装置の製造方法は、半導体チップを回路基板上にフェースダウンで搭載し、前記半導体チップと回路基板との間隙に封止材料を充填した半導体装置を製造する際に、前記半導体チップの電極に対応する前記回路基板の配線電極上の所定位置にバンプを形成するとともに、前記半導体チップの電極に対応する前記封止材料の所定位置に孔部または凹部を形成し、前記バンプが形成された回路基板上に前記孔部または凹部が形成された封止材料を位置合わせして搭載した後、前記半導体チップを搭載することを特徴とする。 According to a second method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a semiconductor chip is mounted face-down on a circuit board, and a semiconductor device in which a gap between the semiconductor chip and the circuit board is filled with a sealing material is manufactured. Forming bumps at predetermined positions on the wiring electrodes of the circuit board corresponding to the electrodes of the semiconductor chip, and forming holes or recesses at predetermined positions of the sealing material corresponding to the electrodes of the semiconductor chip; The semiconductor chip is mounted after the sealing material in which the hole or recess is formed is positioned and mounted on the circuit board on which the bump is formed.
上記した各製造方法によれば、封止材料に孔部または凹部を形成するので、各バンプはその孔部または凹部内に入り込み、バンプ同士の間には封止材料が配置されることになり、各バンプの周りに僅かに形成される間隙も、半導体チップの搭載時の加熱加圧で潰されて変形するバンプと融解した封止材料とにより徐々にかつ確実に埋められる。したがって、バンプ同士の間隔が狭い場合も、従来のようにバンプ同士の間隙の空気を巻き込むことは殆どなく、この箇所におけるボイドの発生を低減できる。さらに第2の製造方法によれば、半導体チップを回路基板上に搭載する際に、半導体チップのバンプの先端が回路基板上の配線電極のエッジに当たりながら変形することで半導体チップが受ける水平方向の抗力で起こるチップ搭載位置ずれを防止することができる。 According to each manufacturing method described above, since the hole or recess is formed in the sealing material, each bump enters the hole or recess, and the sealing material is disposed between the bumps. The gaps slightly formed around each bump are gradually and surely filled with the bumps that are crushed and deformed by heat and pressure when the semiconductor chip is mounted and the melted sealing material. Therefore, even when the distance between the bumps is narrow, the air in the gap between the bumps is hardly involved as in the conventional case, and the generation of voids at this point can be reduced. Further, according to the second manufacturing method, when the semiconductor chip is mounted on the circuit board, the tip of the bump of the semiconductor chip is deformed while hitting the edge of the wiring electrode on the circuit board. The chip mounting position shift caused by drag can be prevented.
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体チップと回路基板との間に介在させる封止材料のバンプ対応位置に予め孔部または凹部を形成する構成を有することにより、半導体チップを回路基板上に搭載する際にバンプ同士の間隙に空気を巻き込む現象を抑えることができ、この箇所におけるボイドの発生を低減できる。またこの内、回路基板側にバンプを形成する方法によれば、半導体チップを回路基板上に搭載する際に、半導体チップのバンプの先端が回路基板上の配線電極のエッジに当たりながら変形することで起こるチップ搭載位置ずれを防止できる。 The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention has a configuration in which a hole or a recess is formed in advance at a bump corresponding position of a sealing material interposed between a semiconductor chip and a circuit board, so that the semiconductor chip is formed on the circuit board. It is possible to suppress the phenomenon that air is caught in the gap between the bumps when mounting, and the generation of voids at this location can be reduced. Of these, according to the method of forming bumps on the circuit board side, when the semiconductor chip is mounted on the circuit board, the tip of the bump of the semiconductor chip is deformed while hitting the edge of the wiring electrode on the circuit board. It is possible to prevent the chip mounting position shift that occurs.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。製造される半導体装置の構成は先に図7を用いて説明した従来のものと同様なので、図7と同じ符号を付して説明する。
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態における半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Since the structure of the semiconductor device to be manufactured is the same as that of the conventional device described with reference to FIG. 7, the same reference numerals as those in FIG.
(First embodiment)
FIG. 1 is a process sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
図1(a)に示すように、回路基板1上には配線電極2が形成されている。この回路基板1上に、図1(b)に示すように封止材料3を実装する。封止材料3は導電性粒子を含まない絶縁性熱硬化性樹脂、例えばエポキシ系樹脂であり、シート形態であってもペースト状のものであってもよい。
As shown in FIG. 1A,
次に、図1(c)に示すように、封止材料3の所定位置に、封止材料3を厚み方向に貫通する孔部3aをレーザー、ウォータージェット、ドリル等により形成する。孔部3aの位置は、図1(d)に示す半導体チップ4の電極5上に予め形成した複数のバンプ6のそれぞれに対応する位置である。
Next, as shown in FIG. 1C, a
次に、図1(e)に示すように、加熱された、吸引孔7aを備えた加圧ヘッド7にて半導体チップ4を吸着し、そのバンプ6と回路基板1上の配線電極2とを位置合わせした上で所定の加圧力で押圧することにより、半導体チップ4と回路基板1の反りを矯正しながら封止材料3を溶融、硬化させて、半導体チップ4を回路基板1上に固定する。
Next, as shown in FIG. 1 (e), the
図1(f)は、以上のようにして構成された半導体装置を示し、半導体チップ4がフリップチップ方式で回路基板1上に搭載され、半導体チップ4と回路基板1との間隙に封止材料3が介在する構造を有する。
FIG. 1 (f) shows the semiconductor device configured as described above, in which the
この第1の実施形態の製造方法では、上記したように封止材料3に予め孔部3aを形成するため、各バンプ6は孔部3a内に入り込み、バンプ6同士の間には封止材料3が配置されることになり、各バンプ6の周りに僅かに形成される間隙も、半導体チップ4の搭載時の加熱加圧で潰されて変形するバンプ6と封止材料3とにより徐々にかつ確実に埋められる。したがって、バンプ6同士の間隔が狭い場合も、従来のようにバンプ6同士の間隙の空気を巻き込むことは殆どなく、この箇所におけるボイドの発生を低減できる。
(第2の実施形態)
図2は本発明の第2の実施形態における半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
In the manufacturing method of the first embodiment, since the
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a process sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
この第2の実施形態が上記第1の実施形態と相違するのは、図2(c)に示すように、封止材料3の所定位置に凹部3bを孔部3aに代えて形成する点である。
この第2の実施形態の製造方法によっても、第1の実施形態と同様の半導体装置を構成できる。この場合、各バンプ6が凹部3b内に入り込み、バンプ6同士の間に封止材料3が配置されることで、加熱加圧時にバンプ6同士の間隙の空気が巻き込まれるのが防止される。
(第3の実施形態)
図3は本発明の第3の実施形態における半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
The second embodiment is different from the first embodiment in that, as shown in FIG. 2C, a
A semiconductor device similar to that of the first embodiment can also be configured by the manufacturing method of the second embodiment. In this case, each
(Third embodiment)
FIG. 3 is a process sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
この第3の実施形態が上記第1の実施形態と相違するのは、図3(b)に示すように、実装前のシート状封止材料8における半導体チップ4のバンプ6の配列に対応する位置に、封止材料8を厚み方向に貫通する孔部8aをレーザー、ウォータージェット、ドリル、プレス金型等により形成し、この封止材料8を、図3(c)に示すように、半導体チップ4のバンプ6が接続される配線電極2上の所定位置に孔部8aが位置するように、位置決めして実装する点である。この方法によっても、第1の実施形態と同様の半導体装置を構成できる。
(第4の実施形態)
図4は本発明の第4の実施形態における半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
The third embodiment differs from the first embodiment in that it corresponds to the arrangement of the
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a process cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.
この第4の実施形態が上記第1の実施形態と相違するのは、図4(b)に示すように、実装前のシート状封止材料8における半導体チップ4のバンプ6の配列に対応する位置に、封止材料8を厚み方向に貫通しない凹部8bをレーザー、ウォータージェット、ドリル等により形成し、この封止材料8を、図4(c)に示すように、半導体チップ4のバンプ6が接続される配線電極2上の所定位置に凹部8aが位置するように、位置決めして実装する点である。この方法によっても、第1の実施形態と同様の半導体装置を構成できる。
(第5の実施形態)
図5は本発明の第5の実施形態における半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
The fourth embodiment is different from the first embodiment in that it corresponds to the arrangement of the
(Fifth embodiment)
FIG. 5 is a process sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention.
まず、図5(a)に示すように、回路基板1の配線電極2上、半導体チップ4の電極5が接続される所定位置にバンプ6を形成する。
また、図5(b)に示すように、実装前のシート状封止材料8における半導体チップ4の電極5の配列に対応する位置に、封止材料8を厚み方向に貫通する凹部8aをレーザー、ウォータージェット、ドリル、プレス金型等により形成する。
First, as shown in FIG. 5A, bumps 6 are formed on the
Moreover, as shown in FIG.5 (b), the recessed
次に、図5(c)に示すように、回路基板1上のバンプ6が凹部8a内に位置するようにシート状封止材料8を回路基板1上に位置決めし、搭載する。
次に、図5(d)に示すように、吸引孔7aを備え、加熱された加圧ヘッド7にて半導体チップ4を吸着し、電極5と回路基板1上のバンプ6とを位置合わせした上で、所定の加圧力で押圧することにより、半導体チップ4と回路基板1の反りを矯正しながら封止材料3を溶融、硬化させて、半導体チップ4を回路基板1上に固定する。
Next, as shown in FIG. 5C, the sheet-shaped
Next, as shown in FIG. 5D, the
図5(e)は、以上のようにして構成された半導体装置を示し、第1の実施形態の半導体装置と同様に、半導体チップ4がフリップチップ方式で回路基板1上に搭載され、半導体チップ4と回路基板1との間隙に封止材料3が介在する構造を有する。
FIG. 5E shows the semiconductor device configured as described above. Like the semiconductor device of the first embodiment, the
さらにこの第5の製造方法によれば、半導体チップ4を回路基板1上に搭載する際に、半導体チップ側にバンプを形成する場合に起こりがちなチップ搭載位置ずれ、つまり、半導体チップのバンプの先端が回路基板上の配線電極のエッジに当たりながら変形することで半導体チップが受ける水平方向の抗力によるチップ搭載位置ずれを防止できる。
(第6の実施形態)
図6は本発明の第6の実施形態における半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
Furthermore, according to the fifth manufacturing method, when the
(Sixth embodiment)
FIG. 6 is a process sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention.
この第6の実施形態が上記第5の実施形態と相違するのは、図6(b)に示すように、実装前のシート状封止材料8において、半導体チップ4の電極5の配列に対応する位置に凹部8bをレーザー、ウォータージェット、ドリル等により形成し、この封止材料8を、図6(c)に示すように、凹部8bとバンプ6とを位置合わせしたうえで回路基板1上に搭載する点である。この方法によっても、第1の実施形態と同様の半導体装置を構成できる。なおここでは、封止材料8をその凹部8bの開口部が回路基板1の配線電極2形成面に対向するように下向きに搭載しており、バンプ6の基部が凹部8b内に位置し、先端部が凹部8b底部を貫通する状態となっているが、封止材料8を逆向きに搭載してもよい。
The sixth embodiment differs from the fifth embodiment in that it corresponds to the arrangement of the
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体チップがフリップチップ方式で回路基板上に搭載され、半導体チップと回路基板との間隙に封止材料が介在する構造を有する半導体装置の製造方法として有用である。 The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention is useful as a method for manufacturing a semiconductor device having a structure in which a semiconductor chip is mounted on a circuit board in a flip-chip manner, and a sealing material is interposed in a gap between the semiconductor chip and the circuit board. is there.
1 回路基板
2 配線電極
3 封止材料
3a 孔部
3b 凹部
4 半導体チップ
5 電極
6 バンプ
8 封止材料
8a 孔部
8b 凹部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004145741A JP2005327947A (en) | 2004-05-17 | 2004-05-17 | Method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2004145741A JP2005327947A (en) | 2004-05-17 | 2004-05-17 | Method for manufacturing semiconductor device |
Publications (1)
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JP2005327947A true JP2005327947A (en) | 2005-11-24 |
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ID=35474033
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JP2004145741A Pending JP2005327947A (en) | 2004-05-17 | 2004-05-17 | Method for manufacturing semiconductor device |
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JP (1) | JP2005327947A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7477523B2 (en) | 2006-02-24 | 2009-01-13 | Elpida Memory, Inc. | Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device |
-
2004
- 2004-05-17 JP JP2004145741A patent/JP2005327947A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7477523B2 (en) | 2006-02-24 | 2009-01-13 | Elpida Memory, Inc. | Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device |
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