JP3162068B2 - 半導体チップの実装方法 - Google Patents
半導体チップの実装方法Info
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Description
法に関し、 バンプの数が増えピッチが狭くなっても、リードレス
の小さな実装面積で、安定に、安価にボンディングでき
ることを目的とし、 金属性バンプを有する半導体チップを、該バンプに対
応したパッドを有する基板に実装する半導体チップの実
装方法において、前記バンプの表面に接着剤を被着させ
て接着層を形成する工程と、該接着層に導電性粒子を付
着させて導電性接着層を形成する工程と、前記半導体チ
ップと前記基板とを当該導電性接着層を介して実装させ
る工程とを有することを特徴とする半導体チップの実装
方法。
プを直に基板に固着させるCOBにおいて、バンプの数が
増えピッチが狭くなっても、リードレスボンディングの
小さな実装面積と、リードボンディングの高い接続信頼
性の両特徴を有してなる半導体チップの実装方法に関す
る。
て、パッケージから引き出される端子の本数がますます
増大する傾向にある。そして、必然的に端子のピッチが
ますます狭くなっている。
で電子機器をより薄くしたいとか、より安くしたいとか
の要請も強くなっている。そこで、半導体チップを直接
プリント板などに実装する、いわゆるCOB(Chip On Boa
rd)技術が盛んに検討されている。中でも例えば液晶表
示装置のような薄型のフラットディスプレイにおいて
は、透明なガラス板が用いられるので、このガラス板を
基板としたCOG(Chip On Glass)が実装技術の要として
検討されている。以下COBで総称する。
狭いチップを、如何に効率的に信頼性よく実装するかが
課題となっている。
る。
出すためにAuやAlなどからなる突出した電極部が設けら
れ、バンプと呼ばれている。そして、例えばチップが直
に基板にマウントされたワイヤボンディングされる場合
には、チップの表面を上にしてボンディングがなされ
る。そのあとポッティング樹脂などで被覆してチップが
保護される。
ップをマウントしてボンディングし、そのあと樹脂封止
されるプラスチックパッケージなどで多用されている。
しかし、端子の数が多くなりピッチが狭くなるとCOBに
は向かない。
るワイヤボンディングの場合には、チップの表裏を引っ
繰り返したいわゆるフェースダウンボンディングが行わ
れる。
ド、5はポッティング樹脂、6はリードである。
ろな方式がある。
けられている。
備はんだされたパッド41がそれぞれのバンプ11に対応し
て設けられている。
ッド41に当接してはんだリフローし、バンプ11をパッド
41にボンディングさせる。そのあと例えばウレタン系の
ポッティング樹脂5で覆ってチップ1やボンディング部
分を保護する。この方式はフリップチップ方式と呼ばれ
る。
いる。
のバンプ11に対応して設けられている。
キシ系のポッティング樹脂5を介して基板4のパッド41
に当接させる。そして、ポッティング樹脂5が硬化する
際の収縮力によってバンプ11とパッド41が互いに圧接さ
れながらボンディングが行われる。この方式はマイクロ
バンプ方式と呼ばれる。
な方式がある。
ーム状のリード6を設けておき、基板4には金パッド41
を設けておく。
をパッド41に位置合わせして例えば熱圧着によってボン
ディングする。この方式はビームリード方式と呼ばれ
る。
ボンディング方式もある。
に対応して設けられたTABテープと呼ばれる枠状をなす
ポリイミドフィルムを用いる。そして、TABテープの中
央部にチップ1を配設して、リード6の内側端部(イン
ナリード)をバンプ11にボンディングし、外側端部(ア
ウタリード)を基板4にボンディングする。この方式は
リード6の本数が多くピッチが狭いチップ1にも適用で
きるので、時に最近盛んに用いられるようになってい
る。
用いない直付けの場合には実装面積も厚みもほぼチップ
に等しく最も小型に実装できる方式である。しかし、フ
リップチップ方式は、はんだによる固い接続なので、熱
や機会的な歪みに対する耐性が良くない。導電性接着剤
を用いれば軟らかい接続ができるが、狭いチッピで並ん
だ多数のバンプに、導電性を保ったままで数μmの厚み
に接着剤層を被着することが困難である。また、マイク
ロバンプ方式は、全てのバンプの高さが一様でしかもパ
ッドの平面性が良くないと接続不良が起こる。
した分だけ実装面積が大きくなる不利が避けられない。
しかも、ビームリード方式チップが高価であり、TAB方
式の場合にもTABテープ代が嵩み、低価格指向には馴染
まない。
ッチが狭くなってくるとそれぞれに欠点があって適用す
るには問題があった。
着し、その接着剤層に導電性部材を付着させたあと、基
板のパッドに固着し、リードボンディングとリードレス
ボンディングの両者の利点を有してなる半導体チップの
実装方法を提供することを目的としている。
応したパッドを有する基板に実装する半導体チップの実
装方法において、 前記バンプの表面に熱硬化性接着剤を被着させて接着
層を形成する工程と、 該接着層に導電性粒子を付着させて導電性接着層を形
成する工程と、 前記半導体チップと前記基板とを当該導電性接着層を
介して実装させる工程とを有することを特徴とする半導
体チップの実装方法、によって解決される。
プの数が増えピッチが狭くなったチップに対しても、安
定で小さな実装面積で低価格にCOBが実現できるように
している。
着して接着層を設けるようにしている。
層にまぶして付着させ、導電層を設けるようにしてい
る。
きがあっても接続が安定し、実装面積が小さく安価なCO
Bが実現できる。
1図の要部の拡大断面図、第3図は本発明の第二の実施
例の説明図、第4図は本発明の第三の実施例の要部の拡
大断面図、第5図は本発明の第四の実施例の要部の拡大
断面図、第6図は本発明の第五の実施例の要部の拡大断
面図である。
着層、3は導電性部材、31は導電層、4は基板、41はパ
ッド、5はポッティング樹脂導電性接着層である。
極取り出し部には金バンプとかはんだバンプとか呼ばれ
るバンプ11が設けられている。
飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂からなり、未
硬化の状態では低粘度の液状のものが用いられる。ま
た、基板4が透明なガラス板の場合には、例えばアクリ
ル系の紫外線硬化性樹脂が用いられる。
からなり、例えばAuやAg、Ni、はんだなどの金属の粉末
とか、ガラスやセラミック、プラスチックなどのビーズ
の表面を金属で被着した微細粒子などが用いられる。
ップ1のバンプ11に対応したパッド41が設けられてい
る。また基板4が透明なガラス板の場合には、例えばIT
O(InSnOxi−de)の透明導電膜からなるバンプ41が設け
られている。
され、高さは10μm、幅は50μm、パターン間隔は50μ
mである。
状のエポキシ樹脂を、平滑なガラス板上に7μmの厚さ
に敷いて、チップ1を平行に上方から下ろし、バンプ11
の表面にのみ接着剤2を被着させて層厚5μmの接着剤
を得る。
φのAgの粉末を用い、表面が平滑になるように7μmの
厚さの層状に敷き詰める。そして、その上にバンプ11に
接着層21が形成されたバンプ11を上方から下ろして、接
着層21に導電性部材3を付着させて導電層31となす。導
電性部材3の敷き詰めを粉末同士が凝集するように強く
すれば、敷き詰める層を制御することによって付着量を
加減することができる。
電層31が形成されたチップ1を、基板4に設けられたパ
ッド41の上に位置合わせして押圧する。そして、図示し
ていない加熱手段によって接着層21を熱硬化させる。
合には、基板4の裏側から図示していない紫外線照射手
段によって接着層21を硬化させる。
ボンディングされる。
撃に耐えるように、あるいは外雰囲気に曝されないよう
に、電子デバイス類に樹脂を充填することである。ここ
ではチップ1に設けられた半導体素子やバンプ11とパッ
ド41のボンディング部分を保護するために、例えばシリ
コーン樹脂からなるポッティング樹脂5を用いている。
脂5を滴下する。
プ11の表面に接着層21と導電層31が形成されたチップ1
を基板4の上に位置合わせし、バンプ11をパッド41に押
圧すると、ポッティング樹脂5がチップ1と基板4に挟
まれて周縁部に押し広げられる。そして、接着層21とポ
ッティング樹脂5を図示していない加熱手段によって硬
化させる。
5がチップ1に押し広げられて周端部に逃げ、チップ1
の側面を覆う程度がよい。
ると初期段階では粘度が低下し、しかも樹脂同士が相溶
するものが多い。そのため、接着層21とポッティング樹
脂5が混ざり合って導電層31が破壊され、短絡や導通不
良を起こし易い。
ンプ11の表面に接着層21と導電層31が形成されたチップ
は、バンプ11を上面にして予備加熱をし、接着層21を半
硬化させる。予備加熱によって接着層21は粘度が一旦低
下するので導電層31をなす導電性部材3を取り込んだ状
態になる。
圧し、接着層21とポッティング樹脂5を熱硬化させる。
接着層21が半硬化してきているのでポッティング樹脂5
と混ざり合うことが防げる。
球状に作られたアクリル樹脂(PMMA)の平均粒径1.5μ
mφの微細粒子に無電解めっきによってCuを被着したAu
のバンプよりも軟らかい粒子を用いる。
3を付着させて導電層31を形成する。そして、チップ1
を基板4に押圧し、一辺が50μmの方形のバンプ11に10
0gf/バンプの荷重を加えて接着層21を熱硬化させる。
材3同士の接触面積が広くなるので、ボンディングの安
定性がよりよくなる。
も固く、平均粒径1μmφのNiの粉末を用いる。
3を付着させて導電層31を形成する。そして、チップ1
を基板4に押圧し、一辺が50μmの方形のバンプ11に15
0gf/バンプの荷重を加えて接着層21を熱硬化させる。
まれて食い込み、接触面積が広くなるので、ボンディン
グの安定性がよりよくなる。
とパッド41が導通する程度に強く押し付けることが必要
である。しかし、それによって接着層21と導電層31がバ
ンプ11の周縁にはみ出て、隣り合うバンプ11同士やパッ
ド41同士が短絡しないようにする必要がある。そして、
接着層21の層厚や粘度、敷き詰める導電性部材3の充填
密度と接着層21への付着量、バンプ11と導電性部材3の
硬さの違い、押圧力などの条件説明を行なう必要があ
り、種々の変形が可能である。
層と導電層を設けることによって、従来のリードを用い
たボンディングとリードレスボンディングの両方の利点
を兼ね備えたCOBを実現することができる。
器の薄型化に呼応し、しかも引き出される端子が増大し
ピッチが狭小化していくチップを用いたCOBの発展に対
して、寄与するところが大である。
Claims (2)
- 【請求項1】金属性バンプを有する半導体チップを、該
バンプに対応したパッドを有する基板に実装する半導体
チップの実装方法において、 前記バンプの表面に接着剤を被着させて接着層を形成す
る工程と、 該接着層に導電性粒子を付着させて導電性接着層を形成
する工程と、 前記半導体チップと前記基板とを当該導電性接着層を介
して実装させる工程とを有することを特徴とする半導体
チップの実装方法。 - 【請求項2】前記半導体チップを前記基板に実装する前
に、熱硬化性のポッティング樹脂を該基板の表面に塗布
する工程を更に備え、 該半導体チップと該基板は、該ポッティング樹脂を介し
て実装されることを特徴とする請求項1記載の半導体チ
ップの実装方法。
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP24922390A Expired - Lifetime JP3162068B2 (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | 半導体チップの実装方法 |
Country Status (1)
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JP2826049B2 (ja) * | 1992-11-18 | 1998-11-18 | 松下電子工業株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
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JP3065549B2 (ja) | 1997-01-09 | 2000-07-17 | 富士通株式会社 | 半導体チップ部品の実装方法 |
KR19990001716A (ko) * | 1997-06-17 | 1999-01-15 | 윤종용 | Loc 리드프레임 접착제 도포장치 및 도포방법 |
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CN103839776B (zh) * | 2014-03-07 | 2016-11-16 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 半导体结构及其形成方法 |
-
1990
- 1990-09-19 JP JP24922390A patent/JP3162068B2/ja not_active Expired - Lifetime
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