JP2006269553A

JP2006269553A - 半導体装置の実装構造

Info

Publication number: JP2006269553A
Application number: JP2005082604A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Ariizumi; 喜夫有泉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-03-22
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2006-10-05

Abstract

【課題】接合部の信頼性改善を図る半導体装置の実装構造を得る。
【解決手段】半導体集積回路素子１は、半導体実装基板２に形成されている基板電極に対向する面に電極が形成され、さらに複数のバンプ電極５が形成されている。半導体実装基板２の基板電極とバンプ電極５はバンプ電極５が変形するように加圧されて接続されている。半導体実装基板２の基板電極とバンプ電極５の接続部を含んで、半導体集積回路素子１の裾野部分までが、絶縁性樹脂ペースト（NCP：Non Conductive Paste）６で覆われている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置のフリップチップ実装にかかり、特に接合部の信頼性改善を図る半導体装置の実装構造に関するものである。

従来、半導体集積回路素子を電気配線回路面を有する実装基板に固着させる構造として、導電性ペーストを使用した半導体集積回路素子の実装構造で、電気回路としても導電性ペーストを介し導通をとるものがある（例えば、特許文献１参照。）。

図２は、従来の導電性ペーストを使用した半導体集積回路素子を実装した半導体装置の断面図である。この実装構造は、半導体集積回路素子１の下面に形成された電極と半導体実装基板２に形成されている電気配線回路が対向するように配置されている。半導体集積回路素子１と半導体実装基板２の接続部には導電性ペースト３が塗布されている。図２（ａ）に示すように、半導体集積回路素子１の構造がP-N接合面（ジャンクション部）４が半導体集積回路素子１の表面側に設けられている場合には電気回路上の問題は生じにくいが、図２（ｂ）に示すように、半導体集積回路素子１の構造がP-N接合面（ジャンクション部）４が半導体集積回路素子１の極低い部分に設けられている場合あるいは半導体実装基板２の半導体集積回路素子１搭載面周辺に形成された配線部分が微細配線だったりする場合には、電気回路上の問題で導電性ペーストを使用できない。

また、電気回路上、導電性ペーストを使用できない環境下では、突起電極による実装構造が採用されている（例えば、特許文献２参照。）。

図３は、別の従来の半導体集積回路素子を実装した半導体装置の断面図である。図３において、半導体集積回路素子１は、半導体実装基板２に形成されている基板電極（図示しない）に対向する面に電極（図示しない）が形成され、さらに複数のバンプ電極５が形成されている。半導体実装基板２の基板電極とバンプ電極５はバンプ電極５が変形するように加圧されて接続されている。尚、機械的な加圧に限られず、搭載する半導体集積回路素子に超音波を加えながら接続することでもよい。バンプ電極５は、例えばＡｕボール等のバンプである。

かかるバンプ実装構造によれば、図２に示したような電気回路上の問題は解決されるが、導電性ペーストを使用した半導体集積回路素子の実装構造と比較し、その固着力は低いものである。その為、例えば図３（２）に示すような半導体集積回路素子の形状によっては満足な固着力を得ることができなかった。
特開２００１−１３５６６２号公報特開２０００−３２３５２３号公報

本発明の目的は、接合部の信頼性改善を図る半導体装置の実装構造を提供することにある。

本願発明の一態様によれば、突起電極部を有する半導体集積回路素子と、前記半導体集積回路素子を搭載する面が電気配線回路を有する半導体実装基板側の電極パターン部とが電気的に接続される半導体装置の実装構造であって、絶縁性ペーストが前記接続部囲繞して塗布・硬化されていることを特徴とする半導体装置の実装構造が提供される。

また、本願発明の別の一態様によれば、突起電極部は、Ａｕボールからなる金属バンプ電極であることを特徴とする半導体装置の実装構造が提供される。

また、本願発明の別の一態様によれば、ポリイミド系樹脂ペーストが半導体実装基板から半導体集積回路チップの高さの略２／３まで塗布されていることを特徴とする半導体装置の実装構造が提供される。

本発明によれば、接合部の信頼性改善を図った半導体装置の実装構造が提供される。

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。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。

図１は、本発明の実施の形態に係る半導体集積回路素子の実装構造を適用した半導体装置の断面図である。図１において、半導体集積回路素子１は、半導体実装基板２に形成されている基板電極（図示しない）に対向する面に電極（図示しない）が形成され、さらに複数のバンプ電極５が形成されている。

半導体実装基板２の基板電極とバンプ電極５はバンプ電極５が変形するように加圧されて接続されている。半導体実装基板２の基板電極とバンプ電極５の接続部を含んで、半導体集積回路素子１の裾野部分までが、絶縁性樹脂ペースト（NCP：Non Conductive Paste）６で覆われている。このことにより、半導体集積回路素子の固着性も絶縁性ペーストによって補強され、また、上述した電気回路上の問題も絶縁性ペーストを採用することにより解決される。十分な固着性を確保するため、絶縁性ペーストが、半導体実装基板面から半導体集積回路素子１の高さの略２／３まで塗布することが好適である。

NCPはACP（異方性導電ペースト（Anisotropic Conductive Paste）に比べてコスト的に有利であり、素子実装後の時間が経過しても、素子の接点近傍が腐食することのないように、純度の高いものを選定することが望ましい。例えばポリイミド系樹脂ペーストが好適である。

ここで、上記したバンプ電極５は、例えば径が９０μｍ程度の金スタッドバンプである。尚、これに限られず、任意の形状をしたハンダバンプや、略球形状であるハンダボール等でもよい。

また、半導体実装基板２の基板電極は、例えば導電パターンを有している。

さらに、半導体実装基板２の基板電極とバンプ電極との密着力を確保し安定した電気的接続を実現するために、バンプ電極の表面が粗面化処理を施してもよい。

本発明は上記した実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。

本発明の実施の形態に係る半導体集積回路素子の実装構造を適用した半導体装置の断面図である。従来の導電性ペーストを使用した半導体集積回路素子を実装した半導体装置の断面図である。従来のバンプ電極を形成した半導体集積回路素子を実装した半導体装置の断面図である。

符号の説明

１：半導体集積回路素子、２：半導体実装基板、３：導電性ペースト、４：ｐ−ｎ接合部（ジャンクション）、５：Ａｕボール（バンプ）、６：絶縁性ペースト。

Claims

突起電極部を有する半導体集積回路素子と、前記半導体集積回路素子を搭載する面が電気配線回路を有する半導体実装基板側の電極パターン部とが電気的に接続される半導体装置の実装構造であって、絶縁性ペーストが前記接続部を囲繞して塗布・硬化されていることを特徴とする半導体装置の実装構造。
前記突起電極部は、Ａｕボールからなる金属バンプ電極であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の実装構造。
前記絶縁性ペーストが、前記半導体実装基板面から前記半導体集積回路素子の高さの略２／３まで塗布されていることを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項に記載の半導体装置の実装構造。
前記絶縁性ペーストは、ポリイミド系樹脂ペーストであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体装置の実装構造。