JP3038703B2 - 半導体装置およびその製造方法並びにその実装方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法並びにその実装方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体装置および
その製造方法並びにその実装方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば液晶表示素子において、COG
(Chip on Glass)方式とよばれる半導体装置(突起電
極を有する半導体チップ)の実装技術では、図9に示す
ように、半導体チップ1の下面に設けられた突起電極2
を液晶表示素子のガラス等からなる透明基板3の上面に
設けられた接続端子4に異方導電性接着剤5を介して導
電接続することにより、半導体チップ1を透明基板3上
に実装することがある。この場合、異方導電性接着剤5
は、絶縁性接着剤6中に導電性粒子7を適度な密度で混
入したものからなっている。
【0003】従来のこのような半導体装置の実装方法に
ついてさらに詳述すると、まず図10に示すように、透
明基板3の接続端子4を含む接続部分の上面にシート状
の異方導電性接着剤5を仮熱圧着し、このシート状の異
方導電性接着剤5の上面に半導体チップ1の突起電極2
を含む接続部分を位置合わせして載置する。次に、本熱
圧着した後、ポストベークを行うことにより、図9に示
すように、透明基板3の接続端子4と半導体チップ1の
突起電極2とを異方導電性接着剤5の導電性粒子7を介
して導電接続するとともに、半導体チップ1を透明基板
3上に異方導電性接着剤5の絶縁性接着剤6を介して接
着している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このような半導体装置の実装方法では、長尺な異方導電
性接着剤ベースシートを切断して得られたシート状の異
方導電性接着剤5を透明基板3の接続端子4を含む接続
部分毎に仮熱圧着することになるので、実装工程数が多
いという問題があった。また、図11に示すように、本
熱圧着したとき、半導体チップ1の下面と異方導電性接
着剤5との間に局部的に空気8が取り残されることがあ
り、このような現象が生じた場合には、異方導電性接着
剤5の接合力が低下するという問題があった。この発明
の課題は、実装工程数を少なくすることができ、また異
方導電性接着剤の接合力が低下しないようにすることが
できるようにすることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
る半導体装置は、半導体チップと、この半導体チップの
一の面に配列された突起電極と、前記突起電極の配列部
の外側の部分に、前記突起電極の高さよりも低くされて
設けられたショート防止壁と、前記半導体チップの一の
面に前記突起電極を覆うように設けられた異方導電性接
着剤層とを具備したものである。請求項記載の発明
に係る半導体装置の製造方法は、一の面に突起電極が
列されたウエハの一の面の、前記突起電極の配列部の外
側にショート防止壁をその高さが前記突起電極の高さよ
りも低くなるように形成し、前記ウエハの一の面にスピ
ンコートにより異方導電性接着剤層を前記突起電極を覆
うように形成し、次いで前記ウエハを切断して個々のチ
ップに分割するようにしたものである。請求項記載の
発明に係る半導体装置の実装方法は、半導体チップと
この半導体チップの一の面に配列された突起電極と、前
記突起電極の配列部の外側の部分に、前記突起電極の高
さよりも低くされて設けられたショート防止壁と、前記
半導体チップの一の面に前記突起電極を覆うように設け
られた異方導電性接着剤層とからなる半導体装置を基板
上に載置し、熱圧着することにより前記半導体チップを
前記異方導電性接着剤層を介して実装するようにしたも
のである。
【0006】請求項記載の発明によれば、一の面に突
起電極が配列されたウエハの一の面の、前記突起電極の
配列部の外側にショート防止壁をその高さが前記突起電
極の高さよりも低くなるように形成し、前記ウエハの一
の面にスピンコートにより異方導電性接着剤を前記突起
電極を覆うように形成し、次いで前記ウエハを切断して
個々のチップに分割しているので、請求項1記載の発明
のように、異方導電性接着剤層を予め備えた半導体装置
を得ることができる。この結果、請求項記載の発明の
ように、異方導電性接着剤層を備えた半導体装置を基板
上に載置すればよく、したがって従来のようにシート状
の異方導電性接着剤を基板上に仮熱圧着する必要がな
く、実装工程数を少なくすることができる。また、請求
記載の発明によれば、ウエハの一の面にスピンコー
トにより異方導電性接着剤層を突起電極を覆うように形
成しているので、半導体チップと異方導電性接着剤層と
の間に空気が取り残されないようにすることができ、し
たがって、異方導電性接着剤の接合力が低下しないよう
にすることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】図1〜図5はそれぞれこの発明の
第1実施形態における半導体装置の各製造工程を示した
ものである。そこで、これらの図を順に参照しながら、
この実施形態における半導体装置の構造についてその製
造方法と併せて説明する。
【0008】まず、図1に示すように、ウエハ11上に
複数の突起電極12が形成されたものを用意する。この
場合、ウエハ11上の格子状の線はウエハ11をダイシ
ングして個々のチップに分割するときのダイシングスト
リート13を示している。突起電極12は、高さ20〜
100μm程度の金や銅等の金属突起からなり、各チッ
プの外周部に対応する位置に配列して設けられている。
次に、ディスペンサ14を用いて感光性ポリイミド等か
らなるショート防止壁形成用材料15をウエハ11の上
面中央部に滴下し、次いでウエハ11を高速回転させる
と、図2に示すように、ウエハ11の上面にショート防
止壁形成用層16が突起電極12の上部が露出するよう
に形成される。次に、図示しない所定のマスクを用いて
露光し、次いで現像して、ショート防止壁形成用層16
の不要な部分を除去することにより、図3に示すよう
に、各チップの突起電極12の配列部の外側の部分に、
つまり各チップの突起電極12とダイシングストリート
13との間に枠状のショート防止壁17を形成する。
【0009】次に、図示しないディスペンサを用いて溶
剤を含有する液状の異方導電性接着剤をウエハ11の上
面中央部に滴下し、次いでウエハ11を高速回転させ、
次いで溶剤を蒸発させて乾燥させると、図4に示すよう
に、ウエハ11の上面に異方導電性接着剤層18が突起
電極12およびショート防止壁17を覆うように形成さ
れる。この場合、異方導電性接着剤層18は、絶縁性接
着剤19中に絶縁性樹脂膜(図示せず)で表面が被覆さ
れた導電性粒子20を適度な密度で混入したものからな
っている。このうち絶縁性接着剤19は熱可塑性樹脂、
熱硬化性樹脂あるいは両者の混合物からなっている。導
電性粒子20は金、銀、銅、鉄、ニッケル、アルミニウ
ム等の金属粒子、有機共役系高分子等の導電性高分子粒
子、あるいは樹脂粒子の表面にニッケルメッキ等からな
る金属被膜を被覆したものからなっている。導電性粒子
20の表面に被覆された絶縁性樹脂膜は熱可塑性樹脂等
からなっている。
【0010】このように、ウエハ11の上面にスピンコ
ートにより異方導電性接着剤層18を突起電極12を覆
うように形成しているので、ウエハ11の状態における
チップと異方導電性接着剤層18との間に空気が取り残
されないようにすることができ、またウエハ11の状態
における全てのチップの上面に一度に異方導電性接着剤
層18を形成することができ、異方導電性接着剤層18
を備えたチップを短時間で形成することができる。
【0011】次に、ウエハ11上の異方導電性接着剤層
18のみをダイシングストリート13に沿って接着剤層
切断用のダイシングブレード(図示せず)によってダイ
シングし、次いでウエハ11をダイシングストリート1
3に沿ってダイヤモンドブレード等のウエハ切断用のダ
イシングブレード(図示せず)によってダイシングして
切断し、個々のチップに分割すると、図5に示すよう
に、個々のチップからなる半導体装置21が得られる。
この場合、2回に分けてダイシングするのは、ウエハ切
断用のダイシングブレードの劣化を防止するためであ
る。ところで、異方導電性接着剤層18を接着剤層切断
用のダイシングブレードによってダイシングする際に、
ダイシングストリート13に位置する導電性粒子20が
突起電極12の近傍に移動し、隣接する突起電極12の
間でショートが生じることがある。しかしながら、突起
電極12の外側にはショート防止壁17が設けられてい
るので、ダイシングストリート13に位置する導電性粒
子20が突起電極12の近傍に移動することがなく、突
起電極12間がショートしないようにすることができ
る。
【0012】このようにして得られた半導体装置21で
は、半導体チップ22の上面の外周部に突起電極12が
配列して設けられ、半導体チップ22の上面の突起電極
12の配列部の外側の部分にショート防止壁17がその
高さを突起電極12の高さよりも低くされて設けられ、
半導体チップ22の上面に異方導電性接着剤層18が突
起電極12およびショート防止壁17を覆うように設け
られた構造となっている。この場合、異方導電性接着剤
層18が外周雰囲気からの汚染や破損から半導体チップ
22の上面(突起電極形成面)を十分に保護することが
できる。
【0013】次に、図6および図7は半導体装置21を
液晶表示素子のガラス等からなる透明基板23上に実装
する工程を示したものである。この実装方法では、まず
図6に示すように、透明基板23の接続端子24を含む
接続部分の上面に半導体装置21の異方導電性接着剤層
18を位置合わせして載置する。次に、熱圧着すると、
導電性粒子20の表面に被覆されている絶縁性樹脂膜お
よび導電性粒子20相互間に介在されている絶縁性接着
剤19が溶融し、それらの一部が流動して逃げることに
より、図7に示すように、異方導電性接着剤層18の導
電性粒子20の一部が相対向する半導体チップ22の突
起電極12と透明基板23の接続端子24に共に接触
し、これにより相対向する突起電極12と接続端子24
とが導電接続される。この場合、導電接続に関与しない
導電性粒子20の表面には絶縁性樹脂膜がそのまま被覆
されていることにより、絶縁性が維持されている。ま
た、導電性粒子20相互間に介在されている絶縁性接着
剤19が固化することにより、半導体チップ22が透明
基板23上に接着される。なお、ショート防止壁17は
その厚さを突起電極12の高さよりも低くされて形成さ
れているので、突起電極12を透明基板23の接続端子
24に良好に導電接続することができる。
【0014】このように、この半導体装置の実装方法で
は、異方導電性接着剤層18を予め備えた半導体装置2
1を透明基板23上に載置して熱圧着すればよいので、
図10に示す従来のようなシート状の異方導電性接着剤
5を透明基板3上に仮熱圧着する必要がなく、したがっ
て実装工程数を少なくすることができる。また、既に説
明したように、ウエハ11の上面にスピンコートにより
異方導電性接着剤層18を突起電極12を覆うように形
成することにより、半導体チップ22と異方導電性接着
剤層18との間に空気が取り残されないようにすること
ができるので、異方導電性接着剤の接合力が低下しない
ようにすることができる。
【0015】図8はこの発明の第2実施形態における半
導体装置を示したものである。この半導体装置では、半
導体チップ22の上面の突起電極12の配列部の内側の
部分にショート防止壁17と同一の材料からなる保護膜
31がその厚さをショート防止壁17の高さと同じとさ
れて設けられている。この場合、保護膜31が熱圧着時
の圧力等から半導体チップ22の上面を保護することが
できる。また、保護膜31がその厚さを突起電極12の
高さよりも低くされて形成されているので、突起電極1
2を透明基板23の接続端子24に良好に導電接続する
ことができる。なお、この半導体装置の製造方法では、
保護膜31がショート防止壁形成用層16のパターニン
グ時に、ショート防止壁17と同時に形成される。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、請求項記載の発
明によれば、一の面に突起電極が配列されたウエハの一
の面の、前記突起電極の配列部の外側にショート防止壁
をその高さが前記突起電極の高さよりも低くなるように
形成し、前記ウエハの一の面にスピンコートにより異方
導電性接着剤を前記突起電極を覆うように形成し、次い
で前記ウエハを切断して個々のチップに分割しているの
で、請求項1記載の発明のように、異方導電性接着剤層
を予め備えた半導体装置を得ることができる。この結
果、請求項記載の発明のように、異方導電性接着剤層
を備えた半導体装置を基板上に載置すればよく、したが
って従来のようにシート状の異方導電性接着剤を基板上
に仮熱圧着する必要がなく、実装工程数を少なくするこ
とができる。また、請求項記載の発明によれば、ウエ
ハの一の面にスピンコートにより異方導電性接着剤層を
突起電極を覆うように形成しているので、半導体チップ
と異方導電性接着剤層との間に空気が取り残されないよ
うにすることができ、したがって、異方導電性接着剤の
接合力が低下しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施形態における半導体装置の
製造に際し、ウエハの上面中央部にショート防止壁形成
用材料を滴下した状態の一部を拡大して示す斜視図。
【図2】図1に続く工程であって、スピンコートにより
ウエハの上面にショート防止壁形成用層を突起電極の上
部が露出するように形成した状態を示す断面図。
【図3】図2に続く工程であって、ショート防止壁を形
成した状態を示す断面図。
【図4】図3に続く工程であって、スピンコートにより
ウエハの上面に異方導電性接着剤層を突起電極およびシ
ョート防止壁を覆うように形成した状態を示す断面図。
【図5】図4に続く工程であって、ウエハをダイシング
ストリートに沿ってダイシングして個々のチップに分割
した状態を示す断面図。
【図6】半導体装置の実装に際し、半導体装置を透明基
板上に位置合わせして載置した状態の断面図。
【図7】半導体装置を透明基板上に実装した状態の断面
図。
【図8】この発明の第2実施形態における半導体装置を
示す断面図。
【図9】従来の半導体装置を透明基板上に実装した状態
の断面図。
【図10】半導体装置の実装に際し、半導体装置を透明
基板上に位置合わせして載置した状態の断面図。
【図11】従来の半導体装置の実装方法の問題点の1つ
を説明するために示す断面図。
【符号の説明】
11 ウエハ 12 突起電極 17 ショート防止壁 18 異方導電性接着剤層 21 半導体装置 22 半導体チップ 23 透明基板 24 接続端子 31 保護膜

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体チップと、この半導体チップの一の
    面に配列された突起電極と、前記突起電極の配列部の外
    側の部分に、前記突起電極の高さよりも低くされて設け
    られたショート防止壁と、前記半導体チップの一の面に
    前記突起電極を覆うように設けられた異方導電性接着剤
    層とを具備することを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の発明において、前記半導体
    チップの一の面の前記突起電極の配列部に前記ショート
    防止壁と同一の材料からなる保護膜がその厚さを前記シ
    ョート防止壁の高さと同じとされて設けられていること
    を特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項3】一の面に突起電極が配列されたウエハの一
    の面の、前記突起電極の配列部の外側にショート防止壁
    をその高さが前記突起電極の高さよりも低くなるように
    形成し、前記ウエハの一の面にスピンコートにより異方
    導電性接着剤層を前記突起電極を覆うように形成し、次
    いで前記ウエハを切断して個々のチップに分割すること
    を特徴とする半導体装置の製造方法
  4. 【請求項4】請求項3記載の発明において、前記ウエハ
    の一の面の前記突起電極の配列部に前記ショート防止壁
    の形成と同時に該ショート防止壁と同一の材料からなる
    保護膜をその厚さが前ショート防止壁の高さと同じとな
    るように形成することを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
  5. 【請求項5】半導体チップと、この半導体チップの一の
    面に配列された突起電極と、前記突起電極の配列部の外
    側の部分に、前記突起電極の高さよりも低くされて設け
    られたショート防止壁と、前記半導体チップの一の面に
    前記突起電極を覆うように設けられた異方導電性接着剤
    層とからなる半導体装置を基板上に載置し、熱圧着する
    ことにより前記半導体チップを前記異方導電性接着剤層
    を介して実装することを特徴とする半導体装置の実装方
    法。
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