JP2007059638A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体チップなどを配線基板などに実装してなる半導体装置およびその製造方法に関し、更に詳しくは、半導体チップなどをはんだバンプまたははんだボールなどを用いて実装してなる半導体装置の実装構造およびその実装方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device in which a semiconductor chip or the like is mounted on a wiring board or the like, and a method for manufacturing the same, and more specifically, a semiconductor device mounting structure in which a semiconductor chip or the like is mounted using solder bumps or solder balls. And its implementation method.
電気機器の小型、軽量化および高機能化に伴い、LSIチップ等の半導体チップの実装方法としてフリップチップ実装が行われている。フリップチップ実装とは、半導体チップの配線パターンに連なる電極上にはんだ等でバンプを形成し、これを配線基板の電極に接合する実装方式である。
図6は、従来の半導体装置の製造方法を示す工程順の断面図である。従来工程について説明すると、LSIなどの半導体チップ1のチップ側パッド9にバンプ5を形成し、半導体チップ1のバンプ先端または基板2上にフラックス8を付着させ〔図6(a)〕、その後、半導体チップ1を配線基板2上に位置合わせして搭載した後にリフローを行って半導体チップ1のチップ側パッド9と配線基板2の基板側パッド10を接続し〔図6(b)〕、フラックスを洗浄した後〔図6(c)〕、半導体チップ1と配線基板2の隙間に樹脂を毛細管現象により充填させた後、硬化させてアンダーフィル7を形成する〔図6(d)〕。
As electric devices become smaller, lighter and more functional, flip chip mounting has been performed as a method for mounting semiconductor chips such as LSI chips. Flip chip mounting is a mounting method in which bumps are formed with solder or the like on electrodes connected to a wiring pattern of a semiconductor chip, and these are bonded to electrodes of a wiring board.
FIG. 6 is a cross-sectional view in order of steps showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device. The conventional process will be described. A
図7は、図6のはんだ接合部分を拡大した部分拡大図である。図7に示されるように、チップ側パッド9と基板側パッド10の直径は、ほぼ同等の寸法で設計されており、実装後のバンプ5の形状はビヤ樽状となる。すなわち、実装後のバンプ5の最大径は、パッド9、10の径以上となる。一方、携帯機器等の普及により、半導体装置の薄型化が望まれている。その手段の一つとして、実装後の半導体チップと基板間のギャップを小さくするためにバンプ体積を小さくすることが行われているが、従来の接続構造の場合、バンプ体積を小さくすると実装前のバンプ高さが低くなってしまい、基板の反りやバンプ高さバラツキなどにより、実装工程の際に基板側のパッドと接触できないバンプが発生し安定した接続が確保できなくなるという問題が起こる。
FIG. 7 is a partially enlarged view in which the solder joint portion of FIG. 6 is enlarged. As shown in FIG. 7, the diameters of the chip-
近年、このような問題に対し、バンプを基板側に形成しバンプの頂上高さを均等にする実装方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。図8は、この実装方法を実施するためのはんだバンプ付き配線基板の断面図である。図8に示すように、反りを有する絶縁基板11の電子部品搭載部Aに複数のはんだ接合パッド13を設けると共に、はんだ接合パッド13上のソルダーレジスト膜14によって被覆されていない領域に、それぞれの上端が略同一平面となるように研磨により平坦化されたはんだバンプ15を固着させている。すなわち、このはんだバンプ付き配線基板では、はんだバンプ5は電子部品搭載部Aの高さが低い領域ではその体積が大きく、電子部品搭載部Aの高さが高い領域ではその体積が小さい。これにより、はんだバンプのチップ側パッドへの接触を確実にして、接続安定性を高めている。
In recent years, a mounting method in which bumps are formed on the substrate side and the top heights of the bumps are made uniform has been proposed (for example, see Patent Document 1). FIG. 8 is a cross-sectional view of a wiring board with solder bumps for carrying out this mounting method. As shown in FIG. 8, a plurality of
また、はんだバンプを用いたフリップチップ実装に関する従来技術として、X線による非破壊検査を容易に行うことができるようにするために、基板側パッド(接続コンタクト)をチップ側パッド(接続コンタクト)より大きくして、リフローはんだ付け後のはんだ厚さが縁部に向かって連続的に減少するようにする方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。この検査方法では、基板側パッドとバンプの径サイズ割合を規定するなどして、はんだ接合時にバンプを大きく変形させ、X線撮影画像を用いた変形度の評価することで、はんだ接合状態の非破壊検査を容易化している。
しかしながら、この特許文献1に開示された半導体装置にはいくつかの問題がある。
第1の問題点は、はんだバンプ5を平坦化するために研磨が必要であり、手間がかかることである。研磨の際に反った基板を固定する場合、反りを保った状態で固定することは難しく、また固定により反りの状態が変わった場合は、はんだバンプ5を平坦化することは出来ない。狙い通りに研磨するためには、基板の固定を含めた対策が必要となる。
第2の問題点は、研磨により発生した研磨屑により、品質を悪化させることである。研磨屑ははんだバンプ表面についたり、場合によってははんだバンプの中に埋まってしまう。この現象が発生すると、接合不良となる。また、微細ピッチ化が進むと研磨屑の問題はさらに顕著になる。
また、特許文献2に開示された方法に関しては、パッド径とバンプ径の関係の規定およびはんだバンプの濡れ性を利用し、バンプを大きく変形させることができるが狭ギャップ化を実現できるわけではなく、特許文献2の段落[0023]末尾に記載されているスペーサホルダ等により、ギャップ調整を行なう必要があり、スペーサホルダを用いないと場合によってははんだが潰れてしまい、隣の電極とつながるはんだショートが発生する可能性がある。
本発明の課題は、上記した問題を解決することであって、その目的は、フリップチップまたはチップサイズパッケージ等の電子デバイスの実装において、パッケージの薄型化と安定したはんだ接続の両立が可能となる半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
However, the semiconductor device disclosed in
The first problem is that polishing is required to flatten the
The second problem is that the quality is deteriorated by polishing scrap generated by polishing. The polishing scraps adhere to the surface of the solder bump or, in some cases, are buried in the solder bump. When this phenomenon occurs, bonding failure occurs. Moreover, the problem of polishing scraps becomes more prominent as the pitch becomes finer.
In addition, with respect to the method disclosed in
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to achieve both thinning of a package and stable solder connection in mounting of an electronic device such as a flip chip or a chip size package. A semiconductor device and a manufacturing method thereof are provided.
上記の目的を達成するため、本発明によれば、第1の電子デバイスに形成された第1のパッドと、これに対向する、第2の電子デバイスに形成された第2のパッドとがはんだフィレットにより電気的に接続されている半導体装置において、第2のパッドは第1のパッドより大きく、かつ、円錐台ないし角錐台状に形成されたはんだフィレットの側面の傾斜は、第2のパッドに向かって徐々に緩くなることを特徴とする半導体装置、が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a first pad formed on a first electronic device and a second pad formed on the second electronic device opposite thereto are soldered. In a semiconductor device electrically connected by a fillet, the second pad is larger than the first pad, and the inclination of the side surface of the solder fillet formed in the shape of a truncated cone or a truncated pyramid is formed on the second pad. There is provided a semiconductor device that is gradually loosened toward the end.
また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、第1の電子デバイスに形成された第1のパッドと、これに対向する、第2の電子デバイスに形成された第2のパッドとがはんだフィレットにより電気的に接続されている半導体装置において、第2のパッドは第1のパッドより大きく、かつ、第2の電子デバイスの第1の電子デバイスに対向する側の表面は第2のパッドを囲む絶縁性被膜により覆われており、前記はんだフィレットの体積は、前記第1のパッド、前記第2のパッドおよび前記絶縁性被膜の厚さによって規定される円錐台ないし角錐台の体積より小さいことを特徴とする半導体装置、が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a first pad formed on the first electronic device and a second pad formed on the second electronic device opposite to the first pad are provided. Are electrically connected by solder fillets, the second pad is larger than the first pad, and the surface of the second electronic device on the side facing the first electronic device is the second pad. The solder fillet is covered with an insulating film surrounding the pad, and the volume of the solder fillet is larger than the volume of the truncated cone or the truncated pyramid defined by the thickness of the first pad, the second pad, and the insulating film. A semiconductor device characterized by being small is provided.
また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、第1の電子デバイスに形成された第1のパッドと、第2の電子デバイスに形成された、前記第1のパッドより大面積の第2のパッドとが、概略円錐台ないし角錐台状のはんだフィレットによって電気的に接続されている半導体装置の製造方法において、前記第2の電子デバイスの前記第2のパッドが形成されている面、または、前記第1の電子デバイスの前記第1のパッドが形成されている面に樹脂を塗布する樹脂塗布工程と、前記第1の電子デバイスの第1のパッド上に形成されたはんだ端子(はんだバンプおよびはんだボールを含む)を、前記第2の電子デバイスの前記第2のパッド上に位置合わせし前記第1の電子デバイスを前記第2の電子デバイス上に搭載する位置合わせ・搭載工程と、前記はんだ端子を溶融させて前記第2のパッドに濡れ広げるはんだ付け工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法、が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a first pad formed in the first electronic device and a larger area than the first pad formed in the second electronic device are provided. In the method of manufacturing a semiconductor device in which the second pad is electrically connected to the solder pad by a substantially truncated cone or truncated pyramid shape, the surface of the second electronic device on which the second pad is formed. Alternatively, a resin application step of applying a resin to the surface of the first electronic device on which the first pad is formed, and a solder terminal formed on the first pad of the first electronic device ( Alignment / Mounting (including solder bumps and solder balls) on the second pads of the second electronic device and mounting the first electronic device on the second electronic device And extent, the method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that it comprises a soldering step of said solder terminal is melted wet and spread to the second pad, is provided.
また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、第1の電子デバイスに形成された第1のパッド上のはんだ端子を、第2の電子デバイスの表面に絶縁性被膜に囲まれて形成された、前記第1のパッドより大面積の第2のパッドに接続する半導体装置の製造方法において、前記第1の電子デバイスの第1のパッド上に形成されたはんだ端子を、前記第2の電子デバイスの前記第2のパッド上に位置合わせし前記第1の電子デバイスを前記第2の電子デバイス上に搭載する位置合わせ・搭載工程と、はんだ端子を溶融させて前記第2のパッドに濡れ広げるはんだ付け工程と、を含み、前記はんだ端子の高さは前記絶縁性被膜の膜厚より大きく、かつ、前記はんだ端子の体積は、前記第1のパッド、前記第2のパッドおよび終了後の両パッド間の距離によって規定される円錐台または角錐台の体積より小さいことを特徴とする半導体装置の製造方法、が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, the solder terminal on the first pad formed in the first electronic device is surrounded by the insulating film on the surface of the second electronic device. In the manufacturing method of the semiconductor device connected to the formed second pad having a larger area than the first pad, the solder terminal formed on the first pad of the first electronic device is connected to the second pad. Positioning on the second pad of the electronic device and mounting and mounting the first electronic device on the second electronic device, and melting the solder terminal to form the second pad A soldering step for spreading, wherein a height of the solder terminal is larger than a film thickness of the insulating coating, and a volume of the solder terminal is determined by the first pad, the second pad, and after completion. Between both pads Method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that less than a truncated cone or truncated pyramid volume defined by the distance, is provided.
例えばはんだバンプを有するLSIを配線基板上に登載する場合、本発明によれば、実装前の小パッド側に形成されたはんだバンプ(はんだボールの場合を含む)の高さを基板に形成されたソルダーレジスト膜の厚さよりも高くして、実装時に確実にバンプと基板側などの大面積パッドが接触するようにすることで、安定した接続性を確保し、かつ小パッドに形成されたはんだバンプが大面積パッドに濡れ広がることで、はんだバンプの表面張力により、LSI表面と基板のソルダーレジスト膜表面は引き寄せられる力が働き、ほぼ接触する状態までLSIと配線基板間のギャップが小さくなる。すなわち、柱状ないし球状のバンプをリフローにより、斜面が下方に向かって徐々に緩くなる円錐台形状となるようにすることにより、安定した接続が可能となると共にLSIと基板間のギャップを極めて小さくすることが可能になる。よって、本発明によれば、接続信頼性を確保しつつ半導体パッケージの薄型化が実現できる。 For example, when an LSI having solder bumps is mounted on a wiring board, according to the present invention, the height of solder bumps (including solder balls) formed on the small pad side before mounting is formed on the board. Solder bumps formed on small pads are secured by making the solder resist film thicker and ensuring that the bumps and large-area pads such as the substrate contact each other during mounting. As a result of wet spreading on the large-area pad, the surface tension of the solder bumps causes a pulling force between the LSI surface and the solder resist film surface of the substrate, and the gap between the LSI and the wiring substrate is reduced until almost in contact. In other words, by reflowing columnar or spherical bumps into a truncated cone shape in which the slope gradually loosens downward, stable connection is possible and the gap between the LSI and the substrate is extremely small. It becomes possible. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the thickness of the semiconductor package while ensuring connection reliability.
また、フリップチップボンディング前に半導体チップ−配線基板間に予めアンダーフィル形成用の樹脂を供給しておくことにより、はんだバンプの表面張力により、LSI表面と配線基板表面がほぼ接触する程度にまでギャップが小さくなった場合でも、バンプ周囲およびLSIと基板間の微小なギャップ間を樹脂で充填することが可能になり、半導体チップなどの電子デバイスの確実な樹脂封止が可能になる。 In addition, by supplying resin for underfill formation between the semiconductor chip and the wiring board in advance before flip chip bonding, the gap is such that the LSI surface and the wiring board surface are almost in contact by the surface tension of the solder bumps. Even when the size of the semiconductor device becomes smaller, it becomes possible to fill the periphery of the bumps and between the minute gaps between the LSI and the substrate with resin, and it is possible to securely seal the electronic device such as a semiconductor chip.
[構造]
次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の一実施の形態の半導体装置を示す断面図であり、図2は、図1の電極部分の拡大図である。
図1、図2に示されるように、LSIなどからなる半導体チップ1の回路形成側の表面には比較的面積の狭い小パッド3が形成されており、配線基板あるいはインターポーザである基板2には小パッド3より面積が大きい大パッド4が形成されている。基板2の表面には、大パッド4を囲むようにソルダーレジスト膜6が形成されている。なお、本明細書において、小パッド、大パッドとは、ソルダーレジスト膜などの絶縁性被膜によって覆われていない導電膜領域のことである。半導体チップ1の小パッド3と基板2の大パッド4とがバンプ5を介して電気的に接続され、半導体チップ1はバンプ5の周囲を囲むアンダーフィル7により樹脂封止されている。バンプ5は大パッド4上に濡れ広がっており、したがってバンプ5の最大径は大パッド4の径よりも大きくはならない。半導体チップ1と基板2の隙間は実装時にバンプ5の表面張力により狭められ、基板2上に形成されたソルダーレジスト膜6の厚さと同じあるいはわずかに厚い程度となっている。そして、本発明の実装構造においては、対向するパッドの大きさが異なり、かつ半導体チップ1の小パッド3側に形成されたバンプが基板2の大パッド4に濡れ広がっていることにより、はんだフィレット(バンプ5)の形状は、円錐台の斜面が下方に向かって徐々に緩くなる富士山型の形状となる。
[Construction]
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of an electrode portion of FIG.
As shown in FIGS. 1 and 2, a
本発明において、半導体チップ1の小パッド3と基板2の大パッド4は、バンプ5を介して接合されるが、この接合は、半導体チップ1の小パッド3上に形成したバンプが溶融し、基板2の大パッド4に濡れ広がることにより達成される。バンプ5としては、例えば、Sn/Pb共晶はんだ、Sn/Pb(共晶を除く)、Sn/Ag、Sn/Cu、Sn/Sb、Sn/Zn、Sn/Bi、およびこれらの材料に特定の添加元素をさらに加えた低融点の金属材料等を挙げることができる。よく用いられる材料としては、Sn/Pb共晶はんだやSn/Ag/Cuはんだ等が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。なお、半導体チップ1の小パッド3や基板2の大パッド4の材質は、CuパッドやNiの表面にAu層が設けられたパッド等が挙げられる。
In the present invention, the
アンダーフィル7は、半導体チップと配線基板間の隙間に充填された樹脂硬化物である。アンダーフィル7を形成するための樹脂組成物としては、熱硬化性樹脂を主成分とし且つ0〜65重量%の無機質充填剤を含むものを用いることが好ましい。アンダーフィル7の基材である熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂(不飽和ポリエステル、不飽和ポリエステルと活性水素基を有する化合物の組合せなど)、アクリレート樹脂((メタ)アクリロキシプロピルポリシロキサンなどのシリコンアクリレート、エポキシアクリレートを含む)などを挙げることができる。また、α−シアノアクリレートなどの常温で硬化する接着剤等をアンダーフィル用樹脂組成物として用いることもできる。
The
アンダーフィル7を形成するための樹脂組成物には、熱硬化時に前記した熱硬化性樹脂と反応して硬化を促進させるための促進剤や、加熱によって硬化させるためのラジカル等が発生するラジカル開始剤、アニオン開始剤またはカチオン開始剤等の硬化剤を、1種または2種以上組み合わせて含有させることが好ましい。
また、アンダーフィル形成用の樹脂組成物には、はんだ酸化膜除去作用を付与する剤(例えば、有機酸など)を添加することができる。また、樹脂の硬化反応時にはんだ酸化膜除去作用を有する成分が発現するものを使用することにより、特に酸化が進行しやすいCu電極パッドとバンプを接続する際に安定した接続が得られる。本発明の実装構造の場合、半導体チップ1と基板2の接合後はアンダーフィル7を形成するための樹脂を充填する隙間がほとんどないため、半導体チップ1と基板2の接合前にあらかじめ基板2または半導体チップ1にアンダーフィル7を塗布しておくことが望ましい。これにより安定した樹脂封止が可能になる。
The resin composition for forming the
In addition, an agent (for example, an organic acid) that imparts a solder oxide film removing action can be added to the resin composition for forming the underfill. In addition, by using a material that expresses a component having a solder oxide film removing action during the resin curing reaction, a stable connection can be obtained particularly when the Cu electrode pad and the bump, which are likely to oxidize, are connected. In the case of the mounting structure of the present invention, there is almost no gap for filling the resin for forming the
無機質充填剤の含有量の下限を0重量%としたのは、アンダーフィル7中に無機質充填剤が含まれていない場合でもよいことを示すものであり、その含有量の上限を65重量%としたのは、それを超える場合には樹脂の粘度上昇が著しいばなりでなく、はんだ酸化膜除去作用を有する樹脂成分が少なくなることで、はんだ接続性が悪くなるためである。無機質充填剤としては、シリカフィラー等を好ましく用いることができるが、その他の無機質充填剤であってもよく特に限定されない。
また、ソルダーレジスト膜6は、ソルダーレジスト材として一般に市販されているものを用いて形成される。
The lower limit of the inorganic filler content of 0% by weight indicates that the inorganic filler may not be contained in the
The solder resist
図3は、半導体チップ1のパッドにバンプが形成された状態の断面図を示す。同図に示されるように、パッド直径をd1、バンプ体積をV1、バンプ高さをhとする。このとき、バンプ体積V1は式(1)で表すことができる。
FIG. 3 is a sectional view showing a state in which bumps are formed on the pads of the
V1 < (a+b+√ab)×h1/3 ・・・(2)
上式において、aは、基板側の大パッドの面積a=(d2/2)2×πを示し、bは半導体装置側の小パッドの面積体積b=(d1/2)2×πを示す。
ここで、上記の式(1)、(2)を用いて本発明の実装構造を実現するための設計値の一例を示す。
V1 <(a + b + √ab) × h1 / 3 (2)
In the above formula, a represents the area a = (d2 / 2) 2 × π of the large pad on the substrate side, and b represents the area volume b = (d1 / 2) 2 × π of the small pad on the semiconductor device side. .
Here, an example of a design value for realizing the mounting structure of the present invention using the above formulas (1) and (2) is shown.
半導体装置側の小パッド径d1を130μm、基板側の大パッド径d2を180μm、バンプ体積V1は直径D=100μmのはんだボールを使用した時の体積で考える(V1=4/3π(D/2)3)。まず、半導体チップ側の小パッドに形成された図3のバンプ高さhは、式(1)より、h=62μmとなる。
次に、図4のh1を考えるが、その前に上記D、d1、d2の値において、バンプ形状が円錐台となるときの高さをh2とすると、h2は式(2)の関係をイコールとした場合で計算することができ、その値はh2=28μmとなる。従って、斜面が徐々に緩くなる円錐台のバンプ形状を実現するためには、ソルダーレジスト膜の厚さが28μm以上(h1>28μm)のときである。
The small pad diameter d1 on the semiconductor device side is 130 μm, the large pad diameter d2 on the substrate side is 180 μm, and the bump volume V1 is considered as the volume when using a solder ball with a diameter D = 100 μm (V1 = 4 / 3π (D / 2 3 ). First, the bump height h in FIG. 3 formed on the small pad on the semiconductor chip side is h = 62 μm from the equation (1).
Next, h1 in FIG. 4 is considered. Before that, assuming that the height when the bump shape is a truncated cone in the values of D, d1, and d2 is h2, h2 is equal to the equation (2). And the value is h2 = 28 μm. Therefore, in order to realize a truncated conical bump shape whose slope is gradually loosened, the thickness of the solder resist film is 28 μm or more (h1> 28 μm).
上記に示した設計値の一例について整理すると、半導体装置側の小パッド径d1を130μm、基板側の大パッド径d2を180μm、バンプは直径D=100μmのはんだボールを用いて形成し、基板側のソルダーレジスト膜厚さを30μmとすれば、半導体装置に形成された実装前のバンプ高さhは62μmとなり、ソルダーレジスト膜厚さ30μmより高いので実装時にバンプと基板側の大パッドが確実に接触可能であり、実装後にはソルダーレジスト膜厚さが円錐台になるときのバンプ高さ28μmより厚い30μmであるため、バンプが基板側の大パッドに濡れ広がることで、富士山型のはんだフィレットが形成され、ソルダーレジスト膜と半導体チップがほとんど接触する半導体チップと基板間のギャップが極めて小さい薄型の半導体パッケージを得ることができる。すなわち、本発明によれば、安定した接続と半導体パッケージの薄型化を両立させることができる。 The example of the design values shown above can be summarized as follows. The small pad diameter d1 on the semiconductor device side is 130 μm, the large pad diameter d2 on the substrate side is 180 μm, and bumps are formed using solder balls with a diameter D = 100 μm. If the solder resist film thickness is 30 μm, the bump height h before mounting formed on the semiconductor device is 62 μm, and since the solder resist film thickness is higher than 30 μm, the bump and the large pad on the substrate side can be surely mounted. Since the bump height is 30 μm, which is thicker than the 28 μm bump height when the solder resist film thickness becomes a truncated cone after mounting, the bumps wet and spread on the large pads on the substrate side, so that the Fuji-mountain solder fillet A thin semiconductor that has a very small gap between the semiconductor chip and the substrate, where the solder resist film and the semiconductor chip are almost in contact. You can get a package. That is, according to the present invention, both stable connection and thinning of the semiconductor package can be achieved.
[製法]
次に、図5を参照して半導体装置の製造方法の一実施の形態について説明する。先ず、図5(a)に示すように、小パッド3上にバンプ5を設けた半導体チップ1と、大パッド4を設けた基板2を準備する。ここで、図5(a)のバンプ高さの目安は、小パッド3の直径以下であることが望ましい。基板2上の半導体チップ1の搭載エリアにアンダーフィルを形成するための樹脂7aを塗布する。
アンダーフィル7は、フラックス作用を有する樹脂を使用して形成する。この樹脂は熱硬化性樹脂にフラックス作用を有する剤を添加したものであり、はんだおよび被はんだ接続面の酸化膜を除去するはんだ酸化膜除去作用を持つ樹脂組成物である。この実施形態においては、この活性樹脂組成物をを用いてアンダーフィル7を形成しているので、フラックスを使用しなくても、それ自身の有するフラックス作用によりはんだ接続時の加熱状態における酸化を防ぐことができ、はんだおよび被はんだ接続面の酸化膜を除去して信頼性の高いはんだ接続を行うことができる。用いられる活性樹脂組成物中のはんだ酸化膜除去作用を有する剤は、硬化後においては基材樹脂と結合して化学的に安定となるので、形成されるアンダーフィルは十分な電気的絶縁性を有する。
基板2上へのアンダーフィル形成用の樹脂の塗布方法としては、基板2の中央部分に1点塗布する方法が一般的であるが、半導体チップ1が大きい場合などにおいては、搭載位置の対角線上に「×」を描くように塗布する方法や、数点に分けて塗布する方法等が好ましく適用される。
[Production method]
Next, an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 5A, a
The
As a method of applying a resin for forming an underfill on the
次に、図5(b)に示すように、ツール(図示省略)に吸着された半導体チップ1を基板2上に位置合わせした後、所定の荷重を加えながら搭載する。この後、所定の温度に加熱されたリフロー炉等を用いてバンプを溶融させ、基板側の大パッド4にバンプを濡れ広げさせる。その後、樹脂をオーブン等で硬化させることによりアンダーフィル7を形成し、本発明による半導体装置の作製工程が完了する。
Next, as shown in FIG. 5B, the
他の実装方法としては、半導体装置を基板に搭載した際、ツールに内蔵された加熱ヒータにより半導体チップ1を加熱して接続してもよく、基板2を載せるステージ(図示省略)に内蔵された加熱ヒータにより基板2を加熱して接続してもよい。バンプ5を溶融させ基板側の大パッド4に接合させる際に、接続性を向上させる目的で、荷重をかけながら接続させてもバンプがショートすることなく安定した接続を得ることが可能となる。
As another mounting method, when the semiconductor device is mounted on the substrate, the
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこの例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜の変更が可能なものである。例えば、実施の形態では、小パッドと大パッドの平面形状は共に円形であるものとして説明したが、一方または両方が正方形などの多角形であってもよい。また、本発明は半導体チップを基板上に登載する場合のみならず、パッド間をはんだを用いて接合する全ての場合に適用が可能なものである。例えば、半導体チップ同士、CSP(チップサイズパッケージ)と配線基板や配線基板同士のはんだ接続の場合などが挙げられる。 The preferred embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to this example, and appropriate modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the embodiment, the planar shapes of the small pad and the large pad are both assumed to be circular, but one or both may be a polygon such as a square. The present invention can be applied not only to mounting a semiconductor chip on a substrate but also to all cases in which pads are joined using solder. For example, the case of solder connection between semiconductor chips, CSP (chip size package) and a wiring board, or wiring boards is mentioned.
1 半導体チップ
2 基板
3 小パッド
4 大パッド
5 バンプ
6 ソルダーレジスト膜
7 アンダーフィル
7a 樹脂
8 フラックス
9 チップ側パッド
10 基板側パッド
Claims (9)
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein a material having a metal oxide film removing action is added to the resin.
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