JP2007019197A - Wiring board, underfill method and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体チップをフリップチップ接続によって実装する配線基板、およびこの配線基板に搭載した半導体チップをアンダーフィルする方法ならびに、基板に半導体チップを搭載してアンダーフィルした半導体装置に関する。 The present invention relates to a wiring board on which a semiconductor chip is mounted by flip-chip connection, a method for underfilling a semiconductor chip mounted on the wiring board, and a semiconductor device in which the semiconductor chip is mounted on the substrate and underfilled.
フリップチップ接続による実装方法においては、基板に半導体チップをフリップチップ接続した後、半導体チップと基板との隙間部分(アンダーフィル部)に樹脂を充填し、半導体チップを基板に一体的に接合する操作(アンダーフィル)が行われる。アンダーフィル樹脂は半導体チップと基板との接合部を封止して保護する作用と、半導体チップと基板との間で生じる熱応力を緩和して半導体チップを確実に基板に搭載する作用を有する。 In the mounting method by flip-chip connection, after the semiconductor chip is flip-chip connected to the substrate, the gap portion (underfill portion) between the semiconductor chip and the substrate is filled with resin, and the semiconductor chip is integrally bonded to the substrate. (Underfill) is performed. The underfill resin has an action of sealing and protecting a joint portion between the semiconductor chip and the substrate, and an action of securely mounting the semiconductor chip on the substrate by relaxing the thermal stress generated between the semiconductor chip and the substrate.
半導体チップを基板にフリップチップ接続した後にアンダーフィルする場合は、ディスペンサを用いて半導体チップと基板との隙間部分にアンダーフィル樹脂を注入するのであるが、半導体チップが多ピンとなり電極パッドの配置間隔が狭くなるとともに、アンダーフィル部に樹脂を注入する操作が難しくなってきた。すなわち、アンダーフィル部が狭間隔になるためにアンダーフィル部に樹脂が入り難く、アンダーフィル部を完全に樹脂によって充填するまでに時間がかかり、アンダーフィル部への樹脂の注入時間を短縮させるために、たとえばアンダーフィル部の四辺から樹脂を注入させるようにすると、アンダーフィル部の中央にエアが残ってアンダーフィル部にボイドが生じてしまうといった問題がある。 When underfilling a semiconductor chip after flip-chip connection to the substrate, the underfill resin is injected into the gap between the semiconductor chip and the substrate using a dispenser. However, the operation of injecting resin into the underfill portion has become difficult. In other words, because the underfill portion is narrow, it is difficult for the resin to enter the underfill portion, and it takes time to completely fill the underfill portion with the resin, thereby shortening the time for injecting the resin into the underfill portion. In addition, for example, if resin is injected from the four sides of the underfill portion, there is a problem that air remains in the center of the underfill portion and voids are generated in the underfill portion.
特許文献1に開示されているアンダーフィル方法は、基板の半導体チップ搭載部の中央部に基板を貫通する通気孔を設け、アンダーフィル部の四辺からアンダーフィル樹脂を注入した際にアンダーフィル部の中央に残るエアを通気孔から排出させることによってアンダーフィル部にエアがトラップされることを防止するものである。また、特許文献2では、モールド金型を用いて樹脂モールドする方法を利用して、アンダーフィル部に強制的に樹脂を充填させるとともに、半導体チップを搭載する基板に排気孔を設けてアンダーフィル部を基板側から排気して樹脂モールドしている。
半導体チップを搭載する基板に通気孔を設けて、通気孔からアンダーフィル部を排気しながらアンダーフィルする方法は、アンダーフィル部にボイドを生じさせずにアンダーフィルする方法として有効であり、また、通気孔からアンダーフィル部を排気してアンダーフィル部を負圧にしながらアンダーフィルする方法も、より短時間にアンダーフィルすることができる点で有効である。樹脂モールド金型を用いて、アンダーフィル部に強制的に樹脂を充填してアンダーフィルする方法も同様である。 A method of providing a vent hole in a substrate on which a semiconductor chip is mounted and exhausting the underfill portion from the vent hole is effective as a method of underfilling without generating a void in the underfill portion. The method of underfilling while exhausting the underfill portion from the vent hole and setting the underfill portion to a negative pressure is also effective in that the underfill can be performed in a shorter time. The method of forcibly filling the underfill portion with resin by using a resin mold is the same.
しかしながら、基板に通気孔を形成する方法は、基板の実装面側での外部接続端子の配置や、基板の内部パターンの配置を制約することになるため、製品によってはそのような通気孔を形成することができず、必ずしも的確なアンダーフィルができるとは限らないという問題がある。
本発明は、これらの課題を解決すべくなされたものであり、バンプが高密度に形成されてアンダーフィルが困難な製品であっても、容易にアンダーフィルすることができ、かつ半導体チップを搭載する基板の配線パターン等の構成が制約を受けることがない配線基板およびこの配線基板を用いたアンダーフィル方法並びに半導体装置を提供することを目的とする。
However, the method of forming a vent hole in the board restricts the arrangement of the external connection terminals on the mounting surface side of the board and the arrangement of the internal pattern of the board. Therefore, depending on the product, such a vent hole is formed. However, there is a problem that accurate underfill is not always possible.
The present invention has been made to solve these problems, and even a product in which bumps are formed at a high density and difficult to underfill can be easily underfilled, and a semiconductor chip is mounted. It is an object of the present invention to provide a wiring board, an underfill method using the wiring board, and a semiconductor device in which the configuration of the wiring pattern or the like of the board is not restricted.
本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、フリップチップ接続により半導体チップを搭載する配線基板であって、前記半導体チップの搭載領域の内外で一方の開口部と他方の開口部とが各々開口し、前記一方の開口部と前記他方の開口部とが、基板の内部を通過して設けられた連通流路により連通する通気孔が設けられていることを特徴とする。
The present invention has the following configuration in order to achieve the above object.
That is, a wiring board on which a semiconductor chip is mounted by flip-chip connection, wherein one opening and the other opening are opened inside and outside the mounting area of the semiconductor chip, and the one opening and the other opening A vent hole is provided in which the opening communicates with a communication channel provided through the inside of the substrate.
また、前記半導体チップの搭載領域内に設けられた一方の開口部に、複数の連通流路が連通して設けられていることにより、アンダーフィル部に滞留するエアを効率的に排出させてアンダーフィルすることができる。
また、前記一方の開口部が、前記半導体チップの搭載領域の中央に配置されていることにより、エアが滞留しやすい半導体チップの搭載領域の中央付近から効果的にエアを排出させてアンダーフィルすることができる。
また、前記配線基板の前記半導体チップが搭載される面がソルダーレジスト膜によって被覆され、前記連通流路が、前記ソルダーレジスト膜の膜厚内に、基板の表面に沿ってトンネル状に形成されていることを特徴とする。
In addition, a plurality of communication flow paths are provided in one opening provided in the semiconductor chip mounting area so that the air staying in the underfill portion can be efficiently discharged to underflow. You can fill.
Further, since the one opening is arranged at the center of the semiconductor chip mounting area, air is effectively discharged from the vicinity of the center of the semiconductor chip mounting area where air is likely to stay to underfill. be able to.
Further, a surface of the wiring substrate on which the semiconductor chip is mounted is covered with a solder resist film, and the communication channel is formed in a tunnel shape along the surface of the substrate within the thickness of the solder resist film. It is characterized by being.
また、半導体チップの搭載領域の内外で一方の開口部と他方の開口部とが各々開口し、前記一方の開口部と前記他方の開口部とが、基板の内部を通過して設けられた連通流路により連通する通気孔が設けられた配線基板に、半導体チップをフリップチップ接続した後、ディスペンス方法によりアンダーフィル部にアンダーフィル樹脂を充填するアンダーフィル方法において、前記配線基板にフリップチップ接続された前記半導体チップの、前記通気孔が配された側とは反対側の辺にアンダーフィル樹脂を供給し、前記アンダーフィル部に滞留するエアを前記通気孔から排出させて前記アンダーフィル部にアンダーフィル樹脂を充填することを特徴とする。 In addition, one opening and the other opening are opened inside and outside the semiconductor chip mounting area, and the one opening and the other opening are provided through the inside of the substrate. In an underfill method in which a semiconductor chip is flip-chip connected to a wiring board provided with a vent hole communicating with a flow path, and then the underfill resin is filled in the underfill portion by a dispensing method, the flip-chip connection is made to the wiring board. In addition, an underfill resin is supplied to the side of the semiconductor chip opposite to the side on which the vent hole is disposed, and air staying in the underfill portion is discharged from the vent hole to cause the underfill portion to underflow. It is characterized by filling with a fill resin.
また、半導体チップの搭載領域の内外で一方の開口部と他方の開口部とが各々開口し、前記一方の開口部と前記他方の開口部とが、基板の内部を通過して設けられた連通流路により連通する通気孔が設けられた配線基板に、半導体チップをフリップチップ接続した後、樹脂モールド方法により半導体チップを樹脂モールドするとともにアンダーフィル部にアンダーフィル樹脂を充填するアンダーフィル方法において、前記配線基板に前記半導体チップがフリップチップ接続された被成形品に樹脂を供給し、前記被成形品を金型により樹脂とともにクランプして前記半導体チップを樹脂モールドするとともに、前記アンダーフィル部に滞留するエアをキャビティ外へ排出させて前記アンダーフィル部に樹脂を充填することを特徴とする。
また、半導体チップの搭載領域の内外で一方の開口部と他方の開口部とが各々開口し、前記一方の開口部と前記他方の開口部とが、基板の内部を通過して設けられた連通流路により連通する通気孔が設けられた配線基板に、半導体チップをフリップチップ接続した後、樹脂モールド方法により半導体チップを樹脂モールドするとともにアンダーフィル部にアンダーフィル樹脂を充填するアンダーフィル方法において、前記配線基板に前記半導体チップがフリップチップ接続された被成形品を金型によりクランプし、ポットからキャビティに樹脂を圧送して前記半導体チップを樹脂モールドするとともに、前記アンダーフィル部に滞留するエアを前記通気孔から排出させて前記アンダーフィル部に樹脂を充填することを特徴とする。
In addition, one opening and the other opening are opened inside and outside the semiconductor chip mounting area, and the one opening and the other opening are provided through the inside of the substrate. In an underfill method in which a semiconductor chip is flip-chip connected to a wiring board provided with a vent hole communicating with a flow path, and then the semiconductor chip is resin-molded by a resin molding method and an underfill resin is filled in an underfill portion. Resin is supplied to a molded product in which the semiconductor chip is flip-chip connected to the wiring board, the molded product is clamped with a resin by a mold to mold the semiconductor chip, and stays in the underfill portion The air to be discharged is discharged out of the cavity, and the underfill portion is filled with resin.
In addition, one opening and the other opening are opened inside and outside the semiconductor chip mounting area, and the one opening and the other opening are provided through the inside of the substrate. In an underfill method in which a semiconductor chip is flip-chip connected to a wiring board provided with a vent hole communicating with a flow path, and then the semiconductor chip is resin-molded by a resin molding method and an underfill resin is filled in an underfill portion. Clamp the molded product in which the semiconductor chip is flip-chip connected to the wiring board with a mold, press the resin from the pot to the cavity to mold the semiconductor chip, and air staying in the underfill portion The underfill part is filled with resin by discharging from the vent hole.
また、前記配線基板に半導体チップを搭載してなる半導体装置であって、半導体チップの搭載領域の内外で一方の開口部と他方の開口部とが各々開口し、前記一方の開口部と前記他方の開口部とが、基板の内部を通過して設けられた連通流路により連通する通気孔が設けられた配線基板に、半導体チップがフリップチップ接続され、該半導体チップのアンダーフィル部にアンダーフィル樹脂が充填されていることを特徴とする。 Further, in the semiconductor device in which a semiconductor chip is mounted on the wiring board, one opening and the other opening are respectively opened inside and outside the semiconductor chip mounting region, and the one opening and the other The semiconductor chip is flip-chip connected to the wiring substrate provided with a vent hole that communicates with the opening of the substrate through a communication channel provided through the inside of the substrate, and the underfill portion of the semiconductor chip is underfilled. It is filled with resin.
本発明に係る配線基板によれば、フリップチップ接続により半導体チップを搭載した後、アンダーフィルする際に、通気孔を介してアンダーフィル部に滞留するエアをアンダーフィル部から外部に排出させてアンダーフィルすることができ、バンプが高密度に配された半導体チップを搭載した製品であっても、アンダーフィル部にボイドを生じさせずに確実にアンダーフィルすることができる。通気孔は配線基板の内部を通過するように設けたことによって、配線基板に設ける配線パターンに制約を受けずに形成することができる。また、本発明に係るアンダーフィル方法によれば、通気孔を設けた配線基板にフリップチップ接続により搭載した半導体チップを確実にアンダーフィルすることができる。また、本発明に係る半導体装置は、アンダーフィル部にボイドのない信頼性の高い製品として提供できる。 According to the wiring board of the present invention, when the semiconductor chip is mounted by flip chip connection and then underfilled, the air staying in the underfill part is discharged from the underfill part to the outside through the vent hole. Even a product on which a semiconductor chip having bumps arranged at high density can be filled, and underfill can be reliably underfilled without causing voids. By providing the vent hole so as to pass through the inside of the wiring board, it can be formed without being restricted by the wiring pattern provided on the wiring board. Further, according to the underfill method of the present invention, it is possible to reliably underfill a semiconductor chip mounted on a wiring board provided with a vent hole by flip chip connection. The semiconductor device according to the present invention can be provided as a highly reliable product having no voids in the underfill portion.
以下、本発明に係る配線基板10、および配線基板10にフリップチップ接続によって半導体チップ20を実装した半導体装置の実施の形態について説明する。
図1は、配線基板10に半導体チップ20をフリップチップ接合した状態で、アンダーフィルする前の状態を示す。配線基板10の半導体チップ20の搭載面には、半導体チップ20に形成されているバンプ22の配置にしたがって接続パッド12が形成され、接続パッド12が配置されている部位を除いて保護膜であるソルダーレジスト膜14によって被覆されている。
Hereinafter, embodiments of a
FIG. 1 shows a state before underfilling in a state where a
配線基板10の半導体チップ搭載面とは反対側の面には、はんだボール等の外部接続端子を接合するランドが形成され、配線基板の表面および内層には所要の配線パターンが設けられる。これらの配線基板10に設けられる配線パターンおよび配線基板10の構成については従来の配線基板の構成と同様であるので、説明を省略する。
本実施形態の配線基板10において特徴とする構成は、配線基板10の半導体チップを搭載する面に、半導体チップ20を搭載する平面領域の内外を連通する通気孔16を設けたことにある。本実施形態では、この通気孔16を配線基板10の表面を被覆するソルダーレジスト膜14にトンネル状に連通するように設けている。
Lands for joining external connection terminals such as solder balls are formed on the surface of the
A characteristic feature of the
図2は、配線基板10に設けた通気孔16の平面配置を示すために、配線基板10に半導体チップ20を搭載した状態を平面方向から見た様子を説明的に示す。半導体チップ20にはアレイ状配置にバンプ22が配置されている。通気孔16は、半導体チップ20が搭載される平面領域の略中央で一端が開口し、半導体チップ20の搭載領域外で他端が開口するように設けられる。図2では、連通流路16cは直線的に配置されているが、配線基板10に形成される接続パッド12や配線パターンの配置と干渉しないように、適宜配置とすることができる。
FIG. 2 illustrates a state in which the
図3は、通気孔16をその長手方向に沿った断面で見た状態を示す。上述したように、通気孔16は、半導体チップ20の搭載領域内に一方の開口部16aが開口し、半導体チップ20の搭載領域外に他方の開口部16aが開口する。開口部16a、16bを連通する連通流路16cは、配線基板10の表面に沿ってソルダーレジスト膜14の膜厚内で、ソルダーレジスト膜14の下側を通過するようにして連通している。
FIG. 3 shows a state in which the
図4は、上述した通気孔16を備えた配線基板10の製造方法、とくに配線基板10の半導体チップを搭載する搭載面に通気孔16を形成する工程を示す。
図4(a)は、配線基板10の基板本体に所要の配線パターン等を形成した後、配線基板10の表面に、半導体チップ20に形成されたバンプ22と電気的に接続される接続パッド12を形成するための導体層30を形成した状態を示す。導体層30は、下層の配線パターンと電気的に導通した状態で、電解めっき等により配線基板10の表面の全面に形成する。図4(a)は、次いで、サブトラクト法により接続パッド12を形成するため、レジストフィルムをラミネートしてレジストパターン32を形成した状態を示す。
FIG. 4 shows a method of manufacturing the
4A shows a
レジストパターン32は、配線基板10の表面に形成する配線パターンと上述した通気孔16の平面配置のパターンにしたがって、配線パターンおよび通気孔16として形成する部分を被覆するパターンとして形成される。32aは配線パターンのうち半導体チップ20のバンプ22が接合される接続パッド12となる部位、32bは通気孔16となる部位を示す。
The resist
図4(b)は、レジストパターン32をマスクとして導体層30を化学的にエッチングした状態を示す。12はエッチングによって形成された配線パターンのうち接続パッド12として形成された部位、34は通気孔形成パターンとして形成された部位を示す。この通気孔形成パターン34は、図2に示す通気孔16のうち連通流路16cとなる部位であり、この連通流路16cの平面配置に合わせて形成される。連通流路16cの平面配置が曲線配置となる場合は、その連通流路16cの平面配置に合わせてレジストパターン32bを形成すればよい。このように通気孔形成パターン34は任意の形状に形成することができる。
FIG. 4B shows a state in which the
図4(c)は、次に、配線基板10の表面をソルダーレジスト膜14により被覆し、露光および現像して、配線パターンのうち接続パッド12となる部位12aを露出させ、ソルダーレジスト膜14に形成する通気孔16のうち開口部16a、16bとなる部位を露出させた状態を示す。開口部16a、16bは、図2に示す通気孔16の平面配置からもわかるように、通気孔形成パターン34の両端に接続する配置に設けられる。本実施形態では、ソルダーレジスト膜14に開口部16a、16bを形成した際に、通気孔形成パターン34の端部が開口部16a、16b内にわずかに延出し、通気孔形成パターン34の端部が開口部16a、16bと重複配置するように設けている。
4C, next, the surface of the
図4(d)、(e)は、通気孔形成パターン34をエッチングして除去することにより通気孔16を形成する工程を示す。
図4(d)は、マスク板36、37により配線基板10を厚さ方向にクランプした状態を示す。マスク板36にはソルダーレジスト膜14に設けた開口部16a、16bを開口させる開口孔36a、36bのみが設けられ、マスク板37は配線基板10の下面の全面を被覆する。
マスク板36、37により配線基板10をクランプした状態で、開口孔36a、36bに向けてエッチング液を噴射することにより、開口部16a、16bから侵入したエッチング液によって通気孔形成パターン34がエッチングされて除去される。
4D and 4E show a process of forming the
FIG. 4D shows a state in which the
In a state where the
図4(e)に、通気孔形成パターン34がエッチングされ、配線基板10の表面に沿って通気孔16が形成された状態を示す。通気孔形成パターン34が配線基板10の表面に沿って所定の厚さに形成され、通気孔形成パターン34の表面を被覆するようにソルダーレジスト膜14が形成されているから、通気孔16はソルダーレジスト膜14によって被覆された状態に、トンネル状に連通する。こうして、通気孔16を備えた配線基板10が得られる。
なお、本実施形態の配線基板10ではソルダーレジスト膜14に通気孔16を形成したが、通気孔16はソルダーレジスト膜14に形成する場合に限るものではなく、基板の内部を通過する形態であればその配置が限定されるものではない。
FIG. 4E shows a state in which the vent
In the
(ディスペンス方法によるアンダーフィル方法)
図5、6は、配線基板10に半導体チップ20をフリップチップ接合したワークにアンダーフィル樹脂をディスペンスしてアンダーフィルする方法を示す。
図5は、半導体チップ20の一辺にディスペンサによりアンダーフィル樹脂40を供給してアンダーフィルする例である。アンダーフィル樹脂40は配線基板10で通気孔16が設けられている辺とは反対側の辺部分にディスペンスする。アンダーフィル樹脂40は半導体チップ20の辺部分から徐々にアンダーフィル部に進入していく。アンダーフィル部にアンダーフィル樹脂40が徐々に進入していくにしたがって、半導体チップ20と配線基板10との間に挟まれた空間部分のエアはアンダーフィル樹脂40によって押し出され、アンダーフィル部が徐々にアンダーフィル樹脂40によって充填される。
(Underfill method by dispensing method)
5 and 6 show a method of underfilling a work in which a
FIG. 5 shows an example in which underfill
本実施形態の配線基板10ではソルダーレジスト膜14の下面に通気孔16を設けているから、仮に、半導体チップ20が搭載されている平面領域内の中央部を囲むようにアンダーフィル樹脂40が入り込んだ場合でも、通気孔16から開口部16bへ向けてエアが排出され、半導体チップ20の搭載領域の中央部にエアがトラップされてボイドが発生することを防止する。
図5の例では、アンダーフィル樹脂40が供給された半導体チップ20の一辺側から他辺側に向けてアンダーフィル樹脂40が充填されていく際に、半導体チップ20の搭載領域の中央部分については、通気孔16がバイパス路となって半導体チップ20の中央部にエア溜まりが生じることを防止し、半導体チップ20の全面に均等にアンダーフィル樹脂40が充填される。
In the
In the example of FIG. 5, when the
図6は、半導体チップ20の隣接する2辺にディスペンサからアンダーフィル樹脂40を供給してアンダーフィルする例である。
本実施形態では、半導体チップ20の搭載領域の一つのコーナー部の近傍に3個の通気孔161、162、163を設けている。通気孔161、162は半導体チップ20の搭載領域の中央近傍に設けた開口部16aを共通にして2つの辺部分に向けて連通流路16cを設けたものであり、通気孔163は、半導体チップ20の一つのコーナー部近傍に開口部16aを設け、対角方向に連通流路16cを配置したものである。
アンダーフィル樹脂40は、通気孔161、162、163を設けたコーナー部とは反対側のコーナー部を挟む2辺に供給する。
FIG. 6 is an example in which underfill
In the present embodiment, three
The
アンダーフィル樹脂40は半導体チップ20の隣接する2辺から、対向する辺に向けて徐々にアンダーフィル部に進入していく。半導体チップ20と配線基板10との間をアンダーフィル樹脂40が徐々に充填していくとともに、半導体チップ20と配線基板10との間に残留するエアは、対向する辺側に押し出されるが、本実施形態の場合は、2つの通気孔161、162を設けたことによって、残留エアの排気が効率的になされること、最終的にアンダーフィル樹脂40が充填されることになるコーナー部の近傍にさらに通気孔163を設けたことによって、エア溜まりが生じる可能性が高い部位からエアを排出しながらアンダーフィルすることが可能となっている。
The
図6に示すように、半導体チップ20の搭載領域内に形成する通気孔16は一つに限られるものではなく、適宜配置に複数、設けることができる。また、通気孔16に接続する連通流路16cも1つに限らず複数、設けることができる。前述したソルダーレジスト膜14に通気孔16を形成する方法であれば、任意の位置に任意の形状、任意の数だけ通気孔16を形成することは容易である。
As shown in FIG. 6, the number of
(樹脂モールド方法によるアンダーフィル方法)
図7および図8は、配線基板10に半導体チップ20をフリップチップ接続により搭載した被成形品50を下型60と上型62とでクランプして、被成形品50を圧縮成形するとともにアンダーフィルする方法を示す。
図7(a)は、型開きした状態で下型60に被成形品50をセットし、被成形品50に成形用の樹脂42を供給した状態を示す。なお、樹脂42は金型外で被成形品50に供給してから金型内に搬入してもよいし、下型60に被成形品50をセットした後に供給してもよい。
(Underfill method by resin molding method)
7 and FIG. 8 show that the molded
FIG. 7A shows a state in which the molded
なお、上型62は、キャビティを形成するキャビティブロック63と下型60との間で被成形品50をクランプするクランプブロック64を備える。下型60と上型62は、一方が固定型、他方が可動型としてプレス機構(不図示)に固設される。
図7(b)は、下型60に被成形品50をセットし、半導体チップ20の外面を覆うように液体状(ペースト状)の樹脂42が供給した状態の平面図である。通気孔16の開口部16bは、樹脂42が供給される領域外となるように配置されている。
The upper mold 62 includes a clamp block 64 that clamps the molded
FIG. 7B is a plan view of a state in which the molded
図8(a)は、図7に示す状態から下型60と上型62とを型締めして被成形品50を圧縮成形した状態を示す。クランプブロック64のクランプ面が被成形品50の配線基板10に当接することによりキャビティ63aが形成され、キャビティ63aに樹脂42が充填されるとともに、型締力により半導体チップ20と配線基板10との間のアンダーフィル部に樹脂42が充填される。
FIG. 8A shows a state in which the molded
図8(b)は、圧縮成形時に半導体チップ20のアンダーフィル部に樹脂42が充填されていく状態を説明的に示している。金型の型締力により樹脂42は半導体チップ20の外縁側から半導体チップ20の搭載領域の中央部へ進入していく。この結果、半導体チップ20の搭載領域の中央部には半導体チップ20と配線基板10との隙間部分のエアがトラップされる。42aがエア溜まりである。
しかしながら、本実施形態の配線基板10には、半導体チップ20の搭載領域の中央部に通気孔16の開口部16aが開口して設けられているから、半導体チップ20の中央部にトラップされたエアは、樹脂42が充填されるとともに通気孔16から金型外に排出され、アンダーフィル部にエアをトラップさせることなくアンダーフィルすることが可能になる。
FIG. 8B illustrates a state where the resin 42 is filled in the underfill portion of the
However, since the
実際の樹脂モールド操作では、キャビティ63aに樹脂が充填される際に、余分の樹脂42は開口部16aから部分的に通気孔16に入り込んだ状態で樹脂成形される。これによって、半導体チップ20と配線基板10とのフリップチップ接続による接合部が完全に樹脂42によって封止され、半導体チップ20が配線基板10に一体的に接合される。
なお、図8(a)では、配線基板10に形成された通気孔16を金型外と連通させる構成とするため、上型62のクランプ面にポーラス部65を設け、被成形品50を下型60と上型62とでクランプした際に、配線基板10に設けた開口部16bがポーラス部65と重複配置となるように設けた。ポーラス部65を金型外に連通させて設け、あるいはポーラス部65から積極的に真空吸引することにより、圧縮成形時に半導体チップ20と配線基板10との間のアンダーフィル部に滞留するエアを外部に排出して、アンダーフィル部にエアによるボイドを生じさせずに樹脂成形することができる。
In an actual resin molding operation, when the cavity 63a is filled with resin, the excess resin 42 is molded with the resin partially entering the
In FIG. 8A, a porous portion 65 is provided on the clamp surface of the upper mold 62 so that the
上述した樹脂モールド方法によるアンダーフィル方法は、被成形品50を圧縮成形する際にアンダーフィル部についてもアンダーフィルする方法である。樹脂モールド方法による場合は、被成形品50を圧縮成形する他、図9に示すようにトランスファモールド方法による場合にも適用できる。
図9(a)は、被成形品50を下型70と上型72とでクランプし、ポット74内で溶融した樹脂44をプランジャ76によりキャビティ72aに充填するように構成した例を示す。
The underfill method by the resin molding method described above is a method of underfilling an underfill portion when the molded
FIG. 9A shows an example in which the molded
図9(b)は、下型70に被成形品50をセットした状態とゲート73からキャビティ72aに樹脂44が充填されている状態を示す平面図である。図のように、トランスファモールド方法による場合は、通気孔16をポット74とは逆側に配置する。ポット74からゲート73を介してキャビティ72aに注入される際に、樹脂44はキャビティ72aでゲート73が接続された側から徐々に充填されていく。通気孔16はキャビティ72aに樹脂44が充填される際に、キャビティ72aに残留するエアを金型外に排出する作用をなすから、キャビティ72aが樹脂44によって充填される際に、キャビティ72a内にエアによるボイドを生じさせずに樹脂成形することができる。
FIG. 9B is a plan view showing a state in which the molded
キャビティ72aに樹脂44が注入される際には、半導体チップ20と配線基板10との間のアンダーフィル部のように、キャビティ72aの他の部位にくらべて樹脂44が充填されにくい部位については、樹脂44の充填が最後になることがあり得る。したがって、アンダーフィル部の中央部に通気孔16の開口部16aを設ける構成とした場合は、最終的にエア溜まりとなる部位については通気孔16から外部にエアを排出させることができ、アンダーフィル部を含むキャビティ72a内にボイドを生じさせずに好適に樹脂成形することが可能になる。
When the resin 44 is injected into the cavity 72a, such as an underfill part between the
なお、図9(b)では、通気孔16の他端側の開口部16bをキャビティ72aの外部に配置し、ポーラス部75を介して金型外に連通させて設けている。キャビティ72aに樹脂44を充填する際に、ポーラス部75を介して通気孔16からキャビティ72a内を真空排気することによって、より積極的に樹脂成形部にボイドを生じさせずに樹脂成形することができる。
In FIG. 9B, the opening 16b on the other end side of the
図9(c)は、通気孔16の他端側の開口部をキャビティ72aの内部に開口させた例である。金型に設けるキャビティ72aの形状や、使用する樹脂44の特性によっては、トランスファモールド方法によってキャビティ72aに樹脂44を充填する際に、半導体チップ20と配線基板10とのアンダーフィル部がキャビティ72aの他の部位よりも先に充填されることがあり得る。たとえば、被成形品50の半導体チップ20の裏面にキャビティ72aの内底面がほとんど接触する状態で樹脂モールドされる場合、あるいはリリースフィルムを用いる樹脂モールド方法において、上型72の樹脂モールド部の内面をリリースフィルムにより被覆し、半導体チップ20の裏面にリリースフィルムを押接して半導体チップ20の裏面には樹脂44が回り込まないようにして樹脂モールドするといった場合である。
FIG. 9C is an example in which the opening on the other end side of the
このような樹脂モールド方法による場合は、アンダーフィル部の中央部あるいはエア溜まり部からエアを逃がすために、通気孔16の他端側の開口部16bをキャビティ72aの内部に開口させることによってアンダーフィル部にエアをトラップさせることなく樹脂モールドすることができ、アンダーフィル部にボイドを発生させずに樹脂モールドすることが可能になる。
通気孔16を経由して開口部16bからキャビティ72aの他の空間に移動したエアは、本来キャビティ72aに存在していたエアであり、金型に設けたエアベント部等からキャビティ72a外に排出させるようにして樹脂モールドすればよい。
In the case of such a resin molding method, in order to allow air to escape from the center portion of the underfill portion or the air reservoir portion, the opening portion 16b on the other end side of the
The air that has moved from the opening 16b to the other space of the cavity 72a via the
以上説明したように、配線基板10に半導体チップ20をフリップチップ接続した被成形品50を樹脂モールド装置を用いて樹脂モールドする場合も、配線基板10に前述した通気孔16を設けておくことは半導体チップ20と配線基板10とのアンダーフィル部を樹脂によって充填する方法として有効に利用することができ、信頼性の高い半導体装置として提供することが可能となる。
As described above, when the molded
本発明に係る配線基板10は、配線基板10の半導体チップ20の搭載面側に通気孔16を設けるものであって、配線基板10を貫通するように通気孔を設けるものではないから、配線基板に設ける配線パターンによって通気孔を形成することが制約されないという利点がある。また、配線基板10を貫通する通気孔を設けた場合は、アンダーフィル時あるいは樹脂モールド時に通気孔に樹脂が入り込むことによって製品の信頼性が損なわれるおそれがあるが、本発明に係る配線基板10の場合には、配線基板10の半導体チップ20の搭載面側に通気孔16を設けるから、配線基板10に設ける配線パターンの配置等を制約することがなく、製品に応じて最も適当な位置に通気孔16を設けることが可能である。また、アンダーフィル時あるいは樹脂モールド時に通気孔16に樹脂が入り込んだ場合でも製品の特性に悪影響を及ぼすことがないという利点がある。
The
また、上記実施形態においては、連通流路16cを直線状に配置した例について示したが、連通流路16cは配線パターンの配置等により、屈曲した平面形態に形成する場合もある。このように通気孔を屈曲した形態に形成した場合には、通気孔の両端の開口部16a、16bの配置間距離が短い場合でも通気孔の長さを長く確保することができ、通気孔に入り込んだ樹脂が通気孔の中途で止まりやすくなるという利点もある。 In the above embodiment, the communication channel 16c is linearly arranged. However, the communication channel 16c may be formed in a bent flat form depending on the layout of the wiring pattern. When the vent hole is formed in a bent shape as described above, the vent hole can have a long length even when the distance between the openings 16a and 16b at both ends of the vent hole is short. There is also an advantage that the resin that has entered easily stops in the middle of the air hole.
10 配線基板
12 接続パッド
14 ソルダーレジスト膜
16 通気孔
16a、16b 開口部
16c 連通流路
20 半導体チップ
22 バンプ
30 導体層
32 レジストパターン
34 通気孔形成パターン
36、37 マスク板
40 アンダーフィル樹脂
42、44 樹脂
50 被成形品
60、70 下型
62、72 上型
63a 、72aキャビティ
161、162、163 通気孔
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記半導体チップの搭載領域の内外で一方の開口部と他方の開口部とが各々開口し、前記一方の開口部と前記他方の開口部とが、基板の内部を通過して設けられた連通流路により連通する通気孔が設けられていることを特徴とする配線基板。 A wiring board on which a semiconductor chip is mounted by flip chip connection,
One opening and the other opening are opened inside and outside the mounting area of the semiconductor chip, and the one opening and the other opening are provided through the inside of the substrate. A wiring board comprising a vent hole communicating with a path.
前記連通流路が、前記ソルダーレジスト膜の膜厚内に、基板の表面に沿ってトンネル状に形成されていることを特徴とする請求項1記載の配線基板。 The surface of the wiring board on which the semiconductor chip is mounted is covered with a solder resist film,
2. The wiring board according to claim 1, wherein the communication channel is formed in a tunnel shape along the surface of the substrate within the film thickness of the solder resist film.
前記配線基板にフリップチップ接続された前記半導体チップの、前記通気孔が配された側とは反対側の辺にアンダーフィル樹脂を供給し、前記アンダーフィル部に滞留するエアを前記通気孔から排出させて前記アンダーフィル部にアンダーフィル樹脂を充填することを特徴とするアンダーフィル方法。 One opening and the other opening are opened inside and outside the semiconductor chip mounting area, and the one opening and the other opening are provided through the inside of the substrate. In an underfill method in which a semiconductor chip is flip-chip connected to a wiring board provided with vent holes communicating with each other, and then an underfill resin is filled in an underfill portion by a dispensing method.
Underfill resin is supplied to the side of the semiconductor chip flip-chip connected to the wiring board on the side opposite to the side where the vent hole is disposed, and air staying in the underfill portion is discharged from the vent hole. And filling the underfill part with an underfill resin.
前記配線基板に前記半導体チップがフリップチップ接続された被成形品に樹脂を供給し、前記被成形品を金型により樹脂とともにクランプして前記半導体チップを樹脂モールドするとともに、前記アンダーフィル部に滞留するエアをキャビティ外へ排出させて前記アンダーフィル部に樹脂を充填することを特徴とするアンダーフィル方法。 One opening and the other opening are opened inside and outside the semiconductor chip mounting area, and the one opening and the other opening are provided through the inside of the substrate. In an underfill method in which a semiconductor chip is flip-chip connected to a wiring board provided with a vent hole communicating with the resin substrate, and then the semiconductor chip is resin-molded by a resin molding method and an underfill resin is filled in an underfill portion.
Resin is supplied to a molded product in which the semiconductor chip is flip-chip connected to the wiring board, the molded product is clamped with a resin by a mold to mold the semiconductor chip, and stays in the underfill portion The underfill method is characterized in that the air to be discharged is discharged out of the cavity and the underfill portion is filled with resin.
前記配線基板に前記半導体チップがフリップチップ接続された被成形品を金型によりクランプし、ポットからキャビティに樹脂を圧送して前記半導体チップを樹脂モールドするとともに、前記アンダーフィル部に滞留するエアを前記通気孔から排出させて前記アンダーフィル部に樹脂を充填することを特徴とするアンダーフィル方法。 One opening and the other opening are opened inside and outside the semiconductor chip mounting area, and the one opening and the other opening are provided through the inside of the substrate. In an underfill method in which a semiconductor chip is flip-chip connected to a wiring board provided with a vent hole communicating with the resin substrate, and then the semiconductor chip is resin-molded by a resin molding method and an underfill resin is filled in an underfill portion.
Clamp the molded product in which the semiconductor chip is flip-chip connected to the wiring board with a mold, press the resin from the pot to the cavity to mold the semiconductor chip, and air staying in the underfill portion An underfill method, wherein the underfill portion is filled with resin by discharging from the vent hole.
該半導体チップのアンダーフィル部にアンダーフィル樹脂が充填されていることを特徴とする半導体装置。 One opening and the other opening are opened inside and outside the semiconductor chip mounting area, and the one opening and the other opening are provided through the inside of the substrate. A semiconductor chip is flip-chip connected to a wiring board provided with a vent hole communicating with
A semiconductor device, wherein an underfill portion of the semiconductor chip is filled with an underfill resin.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101382975B1 (en) * | 2007-08-29 | 2014-04-09 | 엘지이노텍 주식회사 | Structure for Mounting Semiconductor Device on PCB and Method for Manufacturing Thereof |
KR101804568B1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-12-05 | 한국과학기술원 | Semiconductor package and method of fabricating the same |
CN115632033A (en) * | 2022-09-16 | 2023-01-20 | 北京七星华创微电子有限责任公司 | Chip flip-chip bonding structure, preparation method thereof and chip packaging structure |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09172035A (en) * | 1995-12-04 | 1997-06-30 | Motorola Inc | Method of performing underfill for flip chip semiconductor element and element manufactured thereby |
JPH10163370A (en) * | 1996-12-03 | 1998-06-19 | Nec Corp | Bare chip mounting board |
JP2001267345A (en) * | 2000-03-21 | 2001-09-28 | Apic Yamada Corp | Resin-sealing apparatus and resin-sealing method |
-
2005
- 2005-07-07 JP JP2005198192A patent/JP2007019197A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09172035A (en) * | 1995-12-04 | 1997-06-30 | Motorola Inc | Method of performing underfill for flip chip semiconductor element and element manufactured thereby |
JPH10163370A (en) * | 1996-12-03 | 1998-06-19 | Nec Corp | Bare chip mounting board |
JP2001267345A (en) * | 2000-03-21 | 2001-09-28 | Apic Yamada Corp | Resin-sealing apparatus and resin-sealing method |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101382975B1 (en) * | 2007-08-29 | 2014-04-09 | 엘지이노텍 주식회사 | Structure for Mounting Semiconductor Device on PCB and Method for Manufacturing Thereof |
KR101804568B1 (en) * | 2015-12-22 | 2017-12-05 | 한국과학기술원 | Semiconductor package and method of fabricating the same |
CN115632033A (en) * | 2022-09-16 | 2023-01-20 | 北京七星华创微电子有限责任公司 | Chip flip-chip bonding structure, preparation method thereof and chip packaging structure |
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