JP3272889B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置およびその
製造方法に係り、特に片面樹脂封止型パッケージ構造を
有する半導体装置およびチップ封止用樹脂層の形成方法
に関する。
製造方法に係り、特に片面樹脂封止型パッケージ構造を
有する半導体装置およびチップ封止用樹脂層の形成方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば集積回路カード、ゲーム用マスク
ROMカード、小型携帯電話器などに使用される半導体
装置は、パッケージの小型化・薄型化に対する要求が特
に強い。このような要求に応じるべく、ベア状態の半導
体チップ(ベア・チップ)の実装技術が発展しており、
チップ・オン・ボード(COB)実装、フリップチップ
実装などが知られている。
ROMカード、小型携帯電話器などに使用される半導体
装置は、パッケージの小型化・薄型化に対する要求が特
に強い。このような要求に応じるべく、ベア状態の半導
体チップ(ベア・チップ)の実装技術が発展しており、
チップ・オン・ボード(COB)実装、フリップチップ
実装などが知られている。
【0003】上記フリップチップ実装は、ベア・チップ
の素子形成面の金属バンプ電極を配線基板上の一主面に
形成されている電極パッドに押し付けて接続(フリップ
チップボンディング)するものである。これは、ワイヤ
ーボンディングを必要とするCOB実装よりも実装密度
が優れているが、基板の熱膨脹などに起因する応力が基
板・チップの接続部に加わって接続の信頼性を損なうと
いう問題がある。
の素子形成面の金属バンプ電極を配線基板上の一主面に
形成されている電極パッドに押し付けて接続(フリップ
チップボンディング)するものである。これは、ワイヤ
ーボンディングを必要とするCOB実装よりも実装密度
が優れているが、基板の熱膨脹などに起因する応力が基
板・チップの接続部に加わって接続の信頼性を損なうと
いう問題がある。
【0004】上記フリップチップ実装の改良例として、
ベア・チップと基板との間に樹脂を介在させて基板・チ
ップ相互を機械的に固定した片面樹脂封止型パッケージ
構造が例えば特公平2−7180号などにより知られて
いる。
ベア・チップと基板との間に樹脂を介在させて基板・チ
ップ相互を機械的に固定した片面樹脂封止型パッケージ
構造が例えば特公平2−7180号などにより知られて
いる。
【0005】さらに、上記片面樹脂封止型パッケージ構
造の改良例およびその製造方法として、本願出願人の出
願に係る特願平6−32296号、特願平6−5075
7号、特願平6−60493号などにより種々の提案が
なされている。
造の改良例およびその製造方法として、本願出願人の出
願に係る特願平6−32296号、特願平6−5075
7号、特願平6−60493号などにより種々の提案が
なされている。
【0006】図5は、上記提案に係る特願平6−507
57号に開示されている片面樹脂封止型パッケージ構造
の一例を示している。このパッケージ構造は、一主面に
被接続部(例えば接続パッド1b)を含む配線1aを有
する配線基板1と、上記基板の一主面にフェースダウン
型に実装された半導体チップ2と、上記チップと配線基
板との間に充填された樹脂層5と、前記基板の他の主面
側に導出・露出され、前記チップに電気的に接続された
外部接続用端子4とを具備する。なお、図5中、2aは
バンプ電極、3はスルーホール配線である。
57号に開示されている片面樹脂封止型パッケージ構造
の一例を示している。このパッケージ構造は、一主面に
被接続部(例えば接続パッド1b)を含む配線1aを有
する配線基板1と、上記基板の一主面にフェースダウン
型に実装された半導体チップ2と、上記チップと配線基
板との間に充填された樹脂層5と、前記基板の他の主面
側に導出・露出され、前記チップに電気的に接続された
外部接続用端子4とを具備する。なお、図5中、2aは
バンプ電極、3はスルーホール配線である。
【0007】図6は、前記提案に係る特願平6−604
93号に開示されている片面樹脂封止型パッケージ構造
の一例を示している。このパッケージ構造は、図5のパ
ッケージ構造の改良例であり、前記基板1の一主面に対
してほぼ同一平面(平面性が±10μm程度)を成すよ
うに前記配線1aを埋め込み形成している。なお、図6
において、図5中と同一部分には同一符号を付してい
る。
93号に開示されている片面樹脂封止型パッケージ構造
の一例を示している。このパッケージ構造は、図5のパ
ッケージ構造の改良例であり、前記基板1の一主面に対
してほぼ同一平面(平面性が±10μm程度)を成すよ
うに前記配線1aを埋め込み形成している。なお、図6
において、図5中と同一部分には同一符号を付してい
る。
【0008】このパッケージ構造によれば、チップ・基
板間に対して毛細管現象を利用して樹脂を流し込む際、
チップ・基板間の平坦性がよく、樹脂が容易に流れ込む
ので、ボイドのない緻密な樹脂層を形成でき、チップ・
基板間固定の信頼性を高めることができる。
板間に対して毛細管現象を利用して樹脂を流し込む際、
チップ・基板間の平坦性がよく、樹脂が容易に流れ込む
ので、ボイドのない緻密な樹脂層を形成でき、チップ・
基板間固定の信頼性を高めることができる。
【0009】なお、図5、図6中の樹脂層5の形成に際
しては、図7に示すように、樹脂供給装置(ディスペン
サ)のノズル(ニードル)71から樹脂5aを基板1上
の一辺部に供給し、いわゆる毛細管現象を利用してチッ
プ・基板間に樹脂を流し込んで充填した後に硬化させ
る。なお、チップ2の露出している上面は、緻密、堅牢
な素材(例えばシリコン)からなり、樹脂封止を行わな
くても信頼性上の問題は少ない。
しては、図7に示すように、樹脂供給装置(ディスペン
サ)のノズル(ニードル)71から樹脂5aを基板1上
の一辺部に供給し、いわゆる毛細管現象を利用してチッ
プ・基板間に樹脂を流し込んで充填した後に硬化させ
る。なお、チップ2の露出している上面は、緻密、堅牢
な素材(例えばシリコン)からなり、樹脂封止を行わな
くても信頼性上の問題は少ない。
【0010】また、上記したような提案に係るパッケー
ジ構造を有する半導体装置は、樹脂封止後に温度ストレ
スおよび/または電界ストレスを印加するためのバーン
インテストを実施し得るので、樹脂封止を行わないフリ
ップチップ実装よりも優れている。
ジ構造を有する半導体装置は、樹脂封止後に温度ストレ
スおよび/または電界ストレスを印加するためのバーン
インテストを実施し得るので、樹脂封止を行わないフリ
ップチップ実装よりも優れている。
【0011】ところで、前記したような樹脂充填方法で
は、図7に示すように、基板上の樹脂供給側とは反対側
の一辺部にはみ出した樹脂(その表面形状をフィレット
と称する。)のはみ出し量(約0.25mm)S1より
も、基板上の樹脂供給側の一辺部における樹脂のはみ出
し量S2の方がはるかに大きい。因みに、樹脂供給側の
一辺部におけるはみ出し量は、チップ・基板間の容積を
基準にして樹脂供給量が2倍の場合に最大0.83m
m、3倍の場合に最大1.15mm、4倍の場合に最大
2.12mmであった。
は、図7に示すように、基板上の樹脂供給側とは反対側
の一辺部にはみ出した樹脂(その表面形状をフィレット
と称する。)のはみ出し量(約0.25mm)S1より
も、基板上の樹脂供給側の一辺部における樹脂のはみ出
し量S2の方がはるかに大きい。因みに、樹脂供給側の
一辺部におけるはみ出し量は、チップ・基板間の容積を
基準にして樹脂供給量が2倍の場合に最大0.83m
m、3倍の場合に最大1.15mm、4倍の場合に最大
2.12mmであった。
【0012】また、樹脂供給側とは反対側の一辺部にお
いては、樹脂のはみ出し量S1は樹脂の物性でほぼ決ま
るが、樹脂供給側の一辺部においては、チップに触れな
いようにニードル71を接近させて樹脂を供給するの
で、樹脂のはみ出し量S2はニードルのサイズ(現在使
用している標準型のものは外径0.82mm、1.25
mmなど)より大きくなる。
いては、樹脂のはみ出し量S1は樹脂の物性でほぼ決ま
るが、樹脂供給側の一辺部においては、チップに触れな
いようにニードル71を接近させて樹脂を供給するの
で、樹脂のはみ出し量S2はニードルのサイズ(現在使
用している標準型のものは外径0.82mm、1.25
mmなど)より大きくなる。
【0013】また、前記したような樹脂充填方法では、
チップ外縁・基板外縁間の距離(樹脂の供給スペース)
S3を小さくしようとする場合、ニードル71の外径に
より制約され、ニードルの外径を小さくしようとする
と、樹脂を基板上のチップ側方部に正常に供給すること
が困難になる。つまり、ニードルから吐き出した樹脂が
チップ上面に乗り上げたり基板端面から垂れ下がったり
してパッケージの仕上がり寸法のばらつきや外観上の不
具合が生じるおそれがあるので、現在使用しているニー
ドルをそのまま使用することは不可能になる。
チップ外縁・基板外縁間の距離(樹脂の供給スペース)
S3を小さくしようとする場合、ニードル71の外径に
より制約され、ニードルの外径を小さくしようとする
と、樹脂を基板上のチップ側方部に正常に供給すること
が困難になる。つまり、ニードルから吐き出した樹脂が
チップ上面に乗り上げたり基板端面から垂れ下がったり
してパッケージの仕上がり寸法のばらつきや外観上の不
具合が生じるおそれがあるので、現在使用しているニー
ドルをそのまま使用することは不可能になる。
【0014】この対策として、前記樹脂の供給スペース
よりニードルの外径を小さく実現することが可能な場合
にニードルの外径を小さくすると、現在使用しているニ
ードル内径(0.6〜0.7mm)も小さくする必要が
あるので、粘度の高い樹脂を使用する場合にニードルか
ら吐き出そうとする樹脂の目詰まりが生じ、ニードルか
らの吐き出しが困難になる。また、樹脂の一回の吐き出
し量(供給量)が少なくなり、チップ・基板間を充填す
るのに必要な量の樹脂を確保するためにディスペンサか
らの吐き出し回数を増やす必要が生じ、その制御が困難
になるという問題がある。
よりニードルの外径を小さく実現することが可能な場合
にニードルの外径を小さくすると、現在使用しているニ
ードル内径(0.6〜0.7mm)も小さくする必要が
あるので、粘度の高い樹脂を使用する場合にニードルか
ら吐き出そうとする樹脂の目詰まりが生じ、ニードルか
らの吐き出しが困難になる。また、樹脂の一回の吐き出
し量(供給量)が少なくなり、チップ・基板間を充填す
るのに必要な量の樹脂を確保するためにディスペンサか
らの吐き出し回数を増やす必要が生じ、その制御が困難
になるという問題がある。
【0015】一方、片面樹脂封止型パッケージ構造の一
層の小型化が要求され、チップとチップサイズに近い基
板とをフリップチップボンディングした後の状態で基板
の各辺部においてチップ外縁・基板外縁間の距離S3を
例えば1mm〜0.5mm以下にすることが要求されて
きているが、前記したような樹脂充填方法では、上記要
求に対応しきれない。
層の小型化が要求され、チップとチップサイズに近い基
板とをフリップチップボンディングした後の状態で基板
の各辺部においてチップ外縁・基板外縁間の距離S3を
例えば1mm〜0.5mm以下にすることが要求されて
きているが、前記したような樹脂充填方法では、上記要
求に対応しきれない。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
提案に係る片面樹脂封止型パッケージ構造を有する半導
体装置を製造する際のチップ・基板間に対する樹脂充填
方法は、チップ外縁・基板外縁間の距離が微小になる
と、パッケージの仕上がり寸法のばらつきや外観上の不
具合が生じるおそれがあるという問題があった。
提案に係る片面樹脂封止型パッケージ構造を有する半導
体装置を製造する際のチップ・基板間に対する樹脂充填
方法は、チップ外縁・基板外縁間の距離が微小になる
と、パッケージの仕上がり寸法のばらつきや外観上の不
具合が生じるおそれがあるという問題があった。
【0017】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、片面樹脂封止型パッケージ構造を有する半導
体装置を製造するためにチップ・基板間に対して樹脂を
充填する際、チップ外縁・基板外縁間の距離が微小の場
合でも、従来と同様のディスペンサと使用樹脂の性質に
見合った口径を有するニードルを使用でき、パッケージ
の仕上がり寸法のばらつきや外観上の不具合の発生をニ
ードルの口径に関係なく抑止でき、片面樹脂封止型パッ
ケージ構造の一層の小型化を図り得る半導体装置の製造
方法を提供することを目的とする。
たもので、片面樹脂封止型パッケージ構造を有する半導
体装置を製造するためにチップ・基板間に対して樹脂を
充填する際、チップ外縁・基板外縁間の距離が微小の場
合でも、従来と同様のディスペンサと使用樹脂の性質に
見合った口径を有するニードルを使用でき、パッケージ
の仕上がり寸法のばらつきや外観上の不具合の発生をニ
ードルの口径に関係なく抑止でき、片面樹脂封止型パッ
ケージ構造の一層の小型化を図り得る半導体装置の製造
方法を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、一主面に被接続部を含む配線を有し、他主面
に外部接続用端子を導出・露出させた配線基板の被接続
部とこれに対応する半導体チップの電極端子部の位置が
対向するように半導体チップを配置する工程と、上記配
線基板の被接続部とこれに対応する半導体チップの電極
端子部を固定接続する工程と、この後、上記半導体チッ
プと配線基板との間に封止用樹脂を充填する工程と、上
記充填した封止用樹脂を硬化させる工程とを具備し、前
記封止用樹脂を充填する際、樹脂供給補助用の補助板を
使用し、その上面が上記配線基板の一主面にほぼ水平に
なるように上記補助板の端面を上記配線基板の少なくと
も一端面に対して密着状態で当接させる工程と、この
後、上記補助板・配線基板の当接部を含む面上に樹脂を
供給することにより上記樹脂を前記チップ・基板間の開
口部に供給する工程と、この後、前記補助板を前記配線
基板から引き離す工程とを具備することを特徴とする。
造方法は、一主面に被接続部を含む配線を有し、他主面
に外部接続用端子を導出・露出させた配線基板の被接続
部とこれに対応する半導体チップの電極端子部の位置が
対向するように半導体チップを配置する工程と、上記配
線基板の被接続部とこれに対応する半導体チップの電極
端子部を固定接続する工程と、この後、上記半導体チッ
プと配線基板との間に封止用樹脂を充填する工程と、上
記充填した封止用樹脂を硬化させる工程とを具備し、前
記封止用樹脂を充填する際、樹脂供給補助用の補助板を
使用し、その上面が上記配線基板の一主面にほぼ水平に
なるように上記補助板の端面を上記配線基板の少なくと
も一端面に対して密着状態で当接させる工程と、この
後、上記補助板・配線基板の当接部を含む面上に樹脂を
供給することにより上記樹脂を前記チップ・基板間の開
口部に供給する工程と、この後、前記補助板を前記配線
基板から引き離す工程とを具備することを特徴とする。
【0019】
【作用】片面樹脂封止型パッケージ構造を有する半導体
装置を製造する際にチップ・基板間に対して樹脂を充填
する時、樹脂供給補助用の補助板を使用し、その上面が
上記配線基板の一主面にほぼ水平になるように上記補助
板の端面を上記配線基板の少なくとも一端面に対して密
着状態で当接させる。この後、上記補助板・配線基板の
当接部を含む面上に樹脂を供給することにより上記樹脂
を前記チップ・基板間の開口部に供給する。これによ
り、チップ・基板間における樹脂の毛細管現象を利用し
てチップ・基板間に樹脂を流し込んで充填することが可
能になる。上記樹脂を供給する際、樹脂が前記チップの
側面に付着するように供給することにより、樹脂の毛細
管現象が直ちに始まるようにすることが望ましい。この
後、前記前記補助板を前記配線基板から引き離す。
装置を製造する際にチップ・基板間に対して樹脂を充填
する時、樹脂供給補助用の補助板を使用し、その上面が
上記配線基板の一主面にほぼ水平になるように上記補助
板の端面を上記配線基板の少なくとも一端面に対して密
着状態で当接させる。この後、上記補助板・配線基板の
当接部を含む面上に樹脂を供給することにより上記樹脂
を前記チップ・基板間の開口部に供給する。これによ
り、チップ・基板間における樹脂の毛細管現象を利用し
てチップ・基板間に樹脂を流し込んで充填することが可
能になる。上記樹脂を供給する際、樹脂が前記チップの
側面に付着するように供給することにより、樹脂の毛細
管現象が直ちに始まるようにすることが望ましい。この
後、前記前記補助板を前記配線基板から引き離す。
【0020】このような方法によれば、チップ外縁・基
板外縁間の距離が微小の場合でも、従来と同様のディス
ペンサと使用樹脂の性質に見合った口径を有するニード
ルを使用でき、ニードルの口径に関係なくチップ・基板
間に対してほぼ一定量の樹脂を安定・確実に供給でき、
樹脂がチップ上面に乗り上げたり樹脂が基板端面から垂
れ下がりすることがなく、パッケージの仕上がり寸法の
ばらつきや外観上の不具合の発生を抑止することが可能
になる。
板外縁間の距離が微小の場合でも、従来と同様のディス
ペンサと使用樹脂の性質に見合った口径を有するニード
ルを使用でき、ニードルの口径に関係なくチップ・基板
間に対してほぼ一定量の樹脂を安定・確実に供給でき、
樹脂がチップ上面に乗り上げたり樹脂が基板端面から垂
れ下がりすることがなく、パッケージの仕上がり寸法の
ばらつきや外観上の不具合の発生を抑止することが可能
になる。
【0021】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1(a)および(b)は、本発明の一実
施例に係る片面樹脂封止型パッケージ構造を有する半導
体装置の製造工程、特に樹脂封止工程の一例を概略的に
示している。
に説明する。図1(a)および(b)は、本発明の一実
施例に係る片面樹脂封止型パッケージ構造を有する半導
体装置の製造工程、特に樹脂封止工程の一例を概略的に
示している。
【0022】図2(a)および(b)は、完成後の半導
体装置を示す斜視図および断面図である。この半導体装
置は、一主面に被接続部1bを含む配線1aを有する配
線基板1と、上記基板の一主面にフェースダウン型に実
装された半導体チップ2と、上記チップと基板との間に
樹脂が充填されて硬化された樹脂層5と、前記基板の他
の主面側に導出・露出され、前記チップに電気的に接続
された外部接続用端子4とを具備する。
体装置を示す斜視図および断面図である。この半導体装
置は、一主面に被接続部1bを含む配線1aを有する配
線基板1と、上記基板の一主面にフェースダウン型に実
装された半導体チップ2と、上記チップと基板との間に
樹脂が充填されて硬化された樹脂層5と、前記基板の他
の主面側に導出・露出され、前記チップに電気的に接続
された外部接続用端子4とを具備する。
【0023】次に、配線基板1と半導体チップ2とをボ
ンディングするまでの工程の一例を簡単に説明する。上
記チップ2として、素子形成面の外部接続用パッド部上
に導電性物質、例えば金属からなるバンプ電極(例えば
直径100μm、高さ30μm)2aが形成されている
ものを用意する。上記バンプ電極2aは、例えば電気メ
ッキ法により形成された金バンプあるいはボールボンデ
ィング法により形成された金のボールバンプである。
ンディングするまでの工程の一例を簡単に説明する。上
記チップ2として、素子形成面の外部接続用パッド部上
に導電性物質、例えば金属からなるバンプ電極(例えば
直径100μm、高さ30μm)2aが形成されている
ものを用意する。上記バンプ電極2aは、例えば電気メ
ッキ法により形成された金バンプあるいはボールボンデ
ィング法により形成された金のボールバンプである。
【0024】前記配線基板1として、一主面に被接続部
1bを含む配線1aを有し、上記被接続部1bからスル
ーホール配線3を介して他の主面側に導出・露出され、
例えば格子状に配列された平面型の外部接続用端子4を
具備するものを用意する。
1bを含む配線1aを有し、上記被接続部1bからスル
ーホール配線3を介して他の主面側に導出・露出され、
例えば格子状に配列された平面型の外部接続用端子4を
具備するものを用意する。
【0025】本例では、上記基板1は、一主面に対して
ほぼ同一平面(平面性が±10μm程度)を成すように
配線1aが埋め込み形成されている。なお、前記基板1
の一主面に被接続部1bを形成する際には、一主面に配
線1aを有する基板1を例えば真空吸着機構付きのスク
リーン印刷機のステージ上に固定し、基板上1でチップ
の金属バンプ電極2aに対応する部分に平面型の接続パ
ッド(例えば直径150μm、高さ80μm)1bを形
成する。この際、チップのバンプ電極2aに対応する開
口(例えば150μm×150μm)を有するメタルマ
スクを用いて基板の配線形成面上に導電性ペースト、例
えば銀ペースト(銀の粒径1μm、粘度100ps)を
スクリーン印刷して前記接続パッド1bを形成する。
ほぼ同一平面(平面性が±10μm程度)を成すように
配線1aが埋め込み形成されている。なお、前記基板1
の一主面に被接続部1bを形成する際には、一主面に配
線1aを有する基板1を例えば真空吸着機構付きのスク
リーン印刷機のステージ上に固定し、基板上1でチップ
の金属バンプ電極2aに対応する部分に平面型の接続パ
ッド(例えば直径150μm、高さ80μm)1bを形
成する。この際、チップのバンプ電極2aに対応する開
口(例えば150μm×150μm)を有するメタルマ
スクを用いて基板の配線形成面上に導電性ペースト、例
えば銀ペースト(銀の粒径1μm、粘度100ps)を
スクリーン印刷して前記接続パッド1bを形成する。
【0026】次に、チップ2を真空吸着し得る機構を有
するボンディング装置を用いて基板1上にチップ2をフ
ェースダウン型に実装するためにフリップチップボンデ
ィングを行う。この場合、上記基板の接続パッド1bに
対してチップの対応するバンプ電極2aが対向するよう
に配置し、ボンディングヘッドを押し下げることにより
接続パッドにバンプ電極の少なくとも先端部を埋め込む
ように圧入して両者を固定させ、この状態で前記接続パ
ッド1b用の銀ペーストを熱硬化させることにより両者
を接合する。
するボンディング装置を用いて基板1上にチップ2をフ
ェースダウン型に実装するためにフリップチップボンデ
ィングを行う。この場合、上記基板の接続パッド1bに
対してチップの対応するバンプ電極2aが対向するよう
に配置し、ボンディングヘッドを押し下げることにより
接続パッドにバンプ電極の少なくとも先端部を埋め込む
ように圧入して両者を固定させ、この状態で前記接続パ
ッド1b用の銀ペーストを熱硬化させることにより両者
を接合する。
【0027】次に、上記したように基板上にチップがフ
リップチップボンディングされた状態において樹脂層5
を形成する。この樹脂層5は、チップと基板との間(本
例では30〜40μm)に充填された部分と、チップの
外周側面部を覆い、チップの各外周側面部にほぼ均等な
フィレットを有する部分とを有する。
リップチップボンディングされた状態において樹脂層5
を形成する。この樹脂層5は、チップと基板との間(本
例では30〜40μm)に充填された部分と、チップの
外周側面部を覆い、チップの各外周側面部にほぼ均等な
フィレットを有する部分とを有する。
【0028】ところで、基板1のサイズが、例えば縦横
とも15mm、厚さ0.2mmであり、チップ2のサイ
ズは、例えば縦横とも13mm、厚さ0.25mmであ
るとすると、基板1の各辺部においてチップ外縁・基板
外縁間の距離S3が極めて小さく(1mm以下)、基板
1の一辺部の端部上に樹脂を供給する際に、樹脂の供給
スペースが狭いので、樹脂がチップ上面に乗り上げたり
基板端面から垂れ下がることがないように工夫する必要
がある。
とも15mm、厚さ0.2mmであり、チップ2のサイ
ズは、例えば縦横とも13mm、厚さ0.25mmであ
るとすると、基板1の各辺部においてチップ外縁・基板
外縁間の距離S3が極めて小さく(1mm以下)、基板
1の一辺部の端部上に樹脂を供給する際に、樹脂の供給
スペースが狭いので、樹脂がチップ上面に乗り上げたり
基板端面から垂れ下がることがないように工夫する必要
がある。
【0029】そこで、本実施例においては、前記樹脂5
aを充填する際、図1に示すように、樹脂供給補助用の
補助板11を使用し、その上面が基板1の一主面にほぼ
水平になるように補助板の端面を基板の一端面に対して
密着状態で当接させる工程と、この後、補助板・基板の
当接部を含む面上に樹脂5aを供給することにより樹脂
をチップ・基板間の開口部に供給する工程と、この後、
補助板を基板から引き離す工程とを具備する。
aを充填する際、図1に示すように、樹脂供給補助用の
補助板11を使用し、その上面が基板1の一主面にほぼ
水平になるように補助板の端面を基板の一端面に対して
密着状態で当接させる工程と、この後、補助板・基板の
当接部を含む面上に樹脂5aを供給することにより樹脂
をチップ・基板間の開口部に供給する工程と、この後、
補助板を基板から引き離す工程とを具備する。
【0030】なお、本実施例の各工程は、既存の半導体
装置用の自動組立装置および新規に制作される専用装置
を用いて自動的に実施される。前記補助板・基板の当接
部を含む面上に樹脂を供給する際、例えば従来と同様の
ディスペンサを用いてそのニードル10から例えば補助
板・基板の当接部に沿って一直線上に樹脂を1回供給す
るだけでほぼ一定量の樹脂を安定に供給することが可能
である。この場合、基板上の補助板当接側の一辺におけ
るチップ・基板間の開口部に樹脂が付着するように、か
つ、チップ・基板間の開口部にほぼ均等に樹脂を供給す
ることが望ましい。これにより、樹脂の毛細管現象が始
まり、チップ・基板間にほぼ均等に樹脂を流し込んで充
填させることが可能になる。この際、上記毛細管現象を
促進するために、樹脂充填部に例えば60℃程度の温度
を加えるようにすれば、樹脂の粘度が低下し、樹脂の流
し込み速度が向上する。
装置用の自動組立装置および新規に制作される専用装置
を用いて自動的に実施される。前記補助板・基板の当接
部を含む面上に樹脂を供給する際、例えば従来と同様の
ディスペンサを用いてそのニードル10から例えば補助
板・基板の当接部に沿って一直線上に樹脂を1回供給す
るだけでほぼ一定量の樹脂を安定に供給することが可能
である。この場合、基板上の補助板当接側の一辺におけ
るチップ・基板間の開口部に樹脂が付着するように、か
つ、チップ・基板間の開口部にほぼ均等に樹脂を供給す
ることが望ましい。これにより、樹脂の毛細管現象が始
まり、チップ・基板間にほぼ均等に樹脂を流し込んで充
填させることが可能になる。この際、上記毛細管現象を
促進するために、樹脂充填部に例えば60℃程度の温度
を加えるようにすれば、樹脂の粘度が低下し、樹脂の流
し込み速度が向上する。
【0031】なお、補助板11の材質として、補助板・
配線基板の当接部に樹脂が毛細管現象により流れ込んだ
り、上記当接部の基板端面に樹脂が垂れ下がることがな
いように基板と比べて弾力性があり、基板との密着性が
よいものを使用することが望ましい。
配線基板の当接部に樹脂が毛細管現象により流れ込んだ
り、上記当接部の基板端面に樹脂が垂れ下がることがな
いように基板と比べて弾力性があり、基板との密着性が
よいものを使用することが望ましい。
【0032】また、補助板の端面を基板の一端面に対し
て密着状態で当接させる際、図1(a)中に矢印で示す
ように横方向から圧力を加え続けて密着状態を維持する
ことが望ましい。
て密着状態で当接させる際、図1(a)中に矢印で示す
ように横方向から圧力を加え続けて密着状態を維持する
ことが望ましい。
【0033】また、補助板の材質として、補助板上の樹
脂が基板上に移り易くなるように樹脂をはじく性質(疎
液性)を有するものを使用することが望ましい。また、
補助板を基板から引き離す際、図1(b)中に矢印で示
すように補助板11および/または基板1をその当接端
面に沿って水平方向に滑らせて引き離すことが望まし
い。これにより、前記配線基板の端面に樹脂が付着して
いる場合でも樹脂を拭い取ることが可能になる。
脂が基板上に移り易くなるように樹脂をはじく性質(疎
液性)を有するものを使用することが望ましい。また、
補助板を基板から引き離す際、図1(b)中に矢印で示
すように補助板11および/または基板1をその当接端
面に沿って水平方向に滑らせて引き離すことが望まし
い。これにより、前記配線基板の端面に樹脂が付着して
いる場合でも樹脂を拭い取ることが可能になる。
【0034】なお、補助板を基板から引き離す際、図3
中に矢印で示すように補助板11および/または基板1
をその当接端面に沿って垂直方向に滑らせて引き離すよ
うにしてもよい。
中に矢印で示すように補助板11および/または基板1
をその当接端面に沿って垂直方向に滑らせて引き離すよ
うにしてもよい。
【0035】上記したように補助板11として望ましい
材質として、基板と比べて弾力性があり、基板との密着
性がよく、樹脂に対する疎液性を有するもの(基板の絶
縁基材がセラミック系あるいは樹脂系である場合には、
例えばシリコーンゴム)を使用することが望ましい。
材質として、基板と比べて弾力性があり、基板との密着
性がよく、樹脂に対する疎液性を有するもの(基板の絶
縁基材がセラミック系あるいは樹脂系である場合には、
例えばシリコーンゴム)を使用することが望ましい。
【0036】また、補助板の上面が基板の一主面にほぼ
水平になるように補助板の端面を基板の一端面に対して
密着状態で当接させる際、同一水平面を有する台座上に
補助板と基板とを並べて配置し、作業性を向上させるた
めに、補助板の厚さとして基板の厚さと同程度のものを
使用することが望ましい。
水平になるように補助板の端面を基板の一端面に対して
密着状態で当接させる際、同一水平面を有する台座上に
補助板と基板とを並べて配置し、作業性を向上させるた
めに、補助板の厚さとして基板の厚さと同程度のものを
使用することが望ましい。
【0037】そして、前記したように樹脂の充填を完了
し、補助板を基板から引き離した後、前記充填させた樹
脂を熱などにより硬化させることによりチップ・基板間
に樹脂層を形成し、片面樹脂封止型パッケージ構造を有
する半導体装置が完成する。
し、補助板を基板から引き離した後、前記充填させた樹
脂を熱などにより硬化させることによりチップ・基板間
に樹脂層を形成し、片面樹脂封止型パッケージ構造を有
する半導体装置が完成する。
【0038】なお、前記したように樹脂を供給する際、
作業の安定性を確保するために、補助板として、基板の
補助板当接側の一辺よりも幅広(例えば幅25mm)の
ものを使用することが望ましい。
作業の安定性を確保するために、補助板として、基板の
補助板当接側の一辺よりも幅広(例えば幅25mm)の
ものを使用することが望ましい。
【0039】また、前記したように樹脂を供給する際、
樹脂が適度の流動性などを呈する条件に設定し、あるい
は、液状の樹脂を使用する。また、樹脂としては、樹脂
層として形成された状態でチップ・基板の材質の違い
(ヤング率、熱膨脹率など)から生じる内部応力により
チップ・基板相互の接続部が劣化することを緩和する性
質を持つ、かつ、チップ・基板間への充填時にチップ・
基板間へ入り込める径(例えば25μm以下)のフィラ
ーを含むものを選択することが望ましい。
樹脂が適度の流動性などを呈する条件に設定し、あるい
は、液状の樹脂を使用する。また、樹脂としては、樹脂
層として形成された状態でチップ・基板の材質の違い
(ヤング率、熱膨脹率など)から生じる内部応力により
チップ・基板相互の接続部が劣化することを緩和する性
質を持つ、かつ、チップ・基板間への充填時にチップ・
基板間へ入り込める径(例えば25μm以下)のフィラ
ーを含むものを選択することが望ましい。
【0040】即ち、上記実施例の方法においては、チッ
プ・基板間に対して樹脂を充填する際に、樹脂供給補助
用の補助板を使用し、その上面が基板の一主面にほぼ水
平になるように補助板の端面を基板の少なくとも一端面
に対して密着状態で当接させる。この後、補助板・基板
の当接部を含む面上に樹脂を供給した後、補助板を基板
から引き離す。
プ・基板間に対して樹脂を充填する際に、樹脂供給補助
用の補助板を使用し、その上面が基板の一主面にほぼ水
平になるように補助板の端面を基板の少なくとも一端面
に対して密着状態で当接させる。この後、補助板・基板
の当接部を含む面上に樹脂を供給した後、補助板を基板
から引き離す。
【0041】これにより、チップ外縁・基板外縁間の距
離S3が微小であって端部上の樹脂の供給スペースが狭
い場合でも、補助板上の樹脂を基板端部上に移し、この
樹脂をチップ・基板間の開口の中央部近傍のチップ側面
に付着させることが可能になる。このようにチップ側面
に樹脂が付着すると、樹脂の毛細管現象が始まり、チッ
プ・基板間における樹脂の毛細管現象を利用してチップ
・基板間に樹脂を流し込んで充填することが可能にな
る。
離S3が微小であって端部上の樹脂の供給スペースが狭
い場合でも、補助板上の樹脂を基板端部上に移し、この
樹脂をチップ・基板間の開口の中央部近傍のチップ側面
に付着させることが可能になる。このようにチップ側面
に樹脂が付着すると、樹脂の毛細管現象が始まり、チッ
プ・基板間における樹脂の毛細管現象を利用してチップ
・基板間に樹脂を流し込んで充填することが可能にな
る。
【0042】従って、上記実施例の方法によれば、チッ
プ外縁・基板外縁間の距離S3が微小の場合でも、従来
と同様のディスペンサと使用樹脂の性質に見合った口径
を有するニードルを使用でき、ニードルの口径に関係な
くチップ・基板間に対してほぼ一定量の樹脂を安定・確
実に供給でき、樹脂がチップ上面に乗り上げたり樹脂が
基板端面から垂れ下がりすることがなく、パッケージの
仕上がり寸法のばらつきや外観上の不具合の発生を抑止
することが可能になる。これにより、半導体装置の歩留
りの向上、コストダウンを図ることが可能になる。
プ外縁・基板外縁間の距離S3が微小の場合でも、従来
と同様のディスペンサと使用樹脂の性質に見合った口径
を有するニードルを使用でき、ニードルの口径に関係な
くチップ・基板間に対してほぼ一定量の樹脂を安定・確
実に供給でき、樹脂がチップ上面に乗り上げたり樹脂が
基板端面から垂れ下がりすることがなく、パッケージの
仕上がり寸法のばらつきや外観上の不具合の発生を抑止
することが可能になる。これにより、半導体装置の歩留
りの向上、コストダウンを図ることが可能になる。
【0043】なお、上記実施例で示したような補助板の
代わりに、例えば図4に示すように、一端面に帯状の薄
い突片12aが形成された補助板12を使用し、上記突
片を基板の一端部上面に載置した状態で突片上およびこ
れに隣接する基板面上に樹脂を供給するようにしてもよ
い。
代わりに、例えば図4に示すように、一端面に帯状の薄
い突片12aが形成された補助板12を使用し、上記突
片を基板の一端部上面に載置した状態で突片上およびこ
れに隣接する基板面上に樹脂を供給するようにしてもよ
い。
【0044】また、上記実施例では、樹脂を供給する
際、1枚の補助板を基板の一辺の端面に対して密着状態
で当接させて一辺部上にのみ供給したが、2枚の補助板
を基板の直交する二辺の各端面に対してそれぞれ密着状
態で当接させて二辺部上にそれぞれ供給するようにして
もよく、さらには、4枚の補助板を基板の四辺の各端面
に対してそれぞれ密着状態で当接させて四辺部上にそれ
ぞれ供給するようにしてもよい。
際、1枚の補助板を基板の一辺の端面に対して密着状態
で当接させて一辺部上にのみ供給したが、2枚の補助板
を基板の直交する二辺の各端面に対してそれぞれ密着状
態で当接させて二辺部上にそれぞれ供給するようにして
もよく、さらには、4枚の補助板を基板の四辺の各端面
に対してそれぞれ密着状態で当接させて四辺部上にそれ
ぞれ供給するようにしてもよい。
【0045】また、チップ・基板間に充填させた樹脂を
硬化させる際、チップ・基板に荷重を加えてチップのバ
ンプ電極と基板の接続パッドとの位置ずれを防ぎながら
樹脂を硬化させることが望ましい。
硬化させる際、チップ・基板に荷重を加えてチップのバ
ンプ電極と基板の接続パッドとの位置ずれを防ぎながら
樹脂を硬化させることが望ましい。
【0046】また、基板として、その一主面上の外周縁
端部にベタ型配線パターンを形成したものを用意すれ
ば、前記フリップチップボンディングを行う際に、前記
ベタ型配線パターンによる補強的な作用により、配線基
板の割れや反りなどの発生が抑制され、完成品の歩留り
が良くなり、完成品をメモリカードなどに組み込んだ場
合に耐ノイズ性も良好になる。また、前記バンプ電極
を、チップ側ではなく基板側に形成してもよい。
端部にベタ型配線パターンを形成したものを用意すれ
ば、前記フリップチップボンディングを行う際に、前記
ベタ型配線パターンによる補強的な作用により、配線基
板の割れや反りなどの発生が抑制され、完成品の歩留り
が良くなり、完成品をメモリカードなどに組み込んだ場
合に耐ノイズ性も良好になる。また、前記バンプ電極
を、チップ側ではなく基板側に形成してもよい。
【0047】なお、基板およびチップは、外形が正方形
のものに限らず、長方形のものを用いてもよい。また、
基板は、アルミナ系、窒化アルミ系のものに限らず、樹
脂系のもの(BTレジン基板など)を用いてもよい。ま
た、基板は、図6に示したように、配線および外部接続
用端子が基板に対してほぼ同一平面を成すように埋め込
まれているもの(例えばアルミナ系の絶縁基材に対して
グリーンシート法により形成されたものとか、樹脂系の
絶縁基材に対してプリプレグ法により形成されたもの)
に限らず、図5に示したように、配線および外部接続用
端子が基板から突出する状態で形成されているものを用
いてもよい。また、基板は、ブラインドビアホールを介
して上下面が電気的に接続されているものや多層構造の
ものを用いてもよい。
のものに限らず、長方形のものを用いてもよい。また、
基板は、アルミナ系、窒化アルミ系のものに限らず、樹
脂系のもの(BTレジン基板など)を用いてもよい。ま
た、基板は、図6に示したように、配線および外部接続
用端子が基板に対してほぼ同一平面を成すように埋め込
まれているもの(例えばアルミナ系の絶縁基材に対して
グリーンシート法により形成されたものとか、樹脂系の
絶縁基材に対してプリプレグ法により形成されたもの)
に限らず、図5に示したように、配線および外部接続用
端子が基板から突出する状態で形成されているものを用
いてもよい。また、基板は、ブラインドビアホールを介
して上下面が電気的に接続されているものや多層構造の
ものを用いてもよい。
【0048】また、チップを基板上にフリップチップボ
ンディングする際、前記実施例のように接続パッドにバ
ンプ電極の少なくとも先端部を埋め込むように圧入する
方法に限らず、前記特願平6−50757号に詳細に記
載されているように、例えば金の接続パッドと金のバン
プ電極との間で固相拡散を起こさせて接合させるように
してもよい。
ンディングする際、前記実施例のように接続パッドにバ
ンプ電極の少なくとも先端部を埋め込むように圧入する
方法に限らず、前記特願平6−50757号に詳細に記
載されているように、例えば金の接続パッドと金のバン
プ電極との間で固相拡散を起こさせて接合させるように
してもよい。
【0049】
【発明の効果】上述したように本発明の半導体装置の製
造方法によれば、片面樹脂封止型パッケージ構造を有す
る半導体装置を製造するためにチップ・基板間に対して
樹脂を充填する際、チップ外縁・基板外縁間の距離が微
小の場合でも、従来と同様のディスペンサと使用樹脂の
性質に見合った口径を有するニードルを使用でき、パッ
ケージの仕上がり寸法のばらつきや外観上の不具合の発
生をニードルの口径に関係なく抑止でき、片面樹脂封止
型パッケージ構造の一層の小型化を図ることができる。
造方法によれば、片面樹脂封止型パッケージ構造を有す
る半導体装置を製造するためにチップ・基板間に対して
樹脂を充填する際、チップ外縁・基板外縁間の距離が微
小の場合でも、従来と同様のディスペンサと使用樹脂の
性質に見合った口径を有するニードルを使用でき、パッ
ケージの仕上がり寸法のばらつきや外観上の不具合の発
生をニードルの口径に関係なく抑止でき、片面樹脂封止
型パッケージ構造の一層の小型化を図ることができる。
【図1】本発明の半導体装置の製造方法の一実施例に係
る片面樹脂封止型パッケージ構造を有する半導体装置の
製造工程、特に樹脂封止工程の一例の一部を概略的に示
す図。
る片面樹脂封止型パッケージ構造を有する半導体装置の
製造工程、特に樹脂封止工程の一例の一部を概略的に示
す図。
【図2】図1の樹脂封止工程を経て形成された半導体装
置の一例を示す斜視図および断面図。
置の一例を示す斜視図および断面図。
【図3】図1(b)の工程の変形例を示す図。
【図4】図1(a)の工程の変形例を示す図。
【図5】先願に係る片面樹脂封止型パッケージ構造の一
例を示す断面図。
例を示す断面図。
【図6】他の先願に係る片面樹脂封止型パッケージ構造
の一例を示す断面図。
の一例を示す断面図。
【図7】図5および図6の樹脂層の形成工程を示す図。
1…配線基板、1a…配線、1b…被接続部(接続パッ
ド)、2…半導体チップ、2a…バンプ電極、3…スル
ーホール配線、4…外部接続用端子、5…樹脂層、5a
…樹脂、S3…チップ外縁・基板外縁間の距離、11、
12…補助板。
ド)、2…半導体チップ、2a…バンプ電極、3…スル
ーホール配線、4…外部接続用端子、5…樹脂層、5a
…樹脂、S3…チップ外縁・基板外縁間の距離、11、
12…補助板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 博 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株式会社東芝生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 平8−153740(JP,A) 特開 平8−153738(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/12 H01L 21/56 H01L 21/60 311
Claims (5)
- 【請求項1】 一主面に被接続部を含む配線を有し、他
主面に外部接続用端子を導出・露出させた配線基板の被
接続部とこれに対応する半導体チップの電極端子部の位
置が対向するように半導体チップを配置する工程と、上
記配線基板の被接続部とこれに対応する半導体チップの
電極端子部を固定接続する工程と、この後、上記半導体
チップと配線基板との間に封止用樹脂を充填する工程
と、上記充填した封止用樹脂を硬化させる工程とを具備
し、前記封止用樹脂を充填する際、樹脂供給補助用の補
助板を使用し、その上面が上記配線基板の一主面にほぼ
水平になるように上記補助板の端面を上記配線基板の少
なくとも一端面に対して密着状態で当接させる工程と、
この後、上記補助板・配線基板の当接部を含む面上に樹
脂を供給することにより上記樹脂を前記チップ・基板間
の開口部に供給する工程と、この後、前記補助板を前記
配線基板から引き離す工程とを具備することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置の製造方法に
おいて、前記補助板・配線基板の当接部を含む面上に樹
脂を供給する際、上記樹脂が前記チップの側面に付着す
るように供給することを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の半導体装置の製
造方法において、前記補助板を前記配線基板から引き離
す際、前記補助板あるいは前記配線基板をその当接端面
に沿って水平方向あるいは垂直方向に滑らせて引き離す
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の
半導体装置の製造方法において、前記補助板の材質とし
て、前記配線基板と比べて弾力性があり、前記配線基板
との密着性がよく、前記樹脂に対する疎液性を有するも
のを使用することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】 請求項4記載の半導体装置の製造方法に
おいて、前記配線基板の絶縁基材はセラミック系あるい
は樹脂系であり、前記補助板としてシリコーンゴムを使
用することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29523394A JP3272889B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 半導体装置の製造方法 |
US08/575,046 US5677246A (en) | 1994-11-29 | 1995-11-28 | Method of manufacturing semiconductor devices |
KR1019950044662A KR0184371B1 (ko) | 1994-11-29 | 1995-11-29 | 반도체장치의 제조방법 |
EP95118803A EP0715348A3 (en) | 1994-11-29 | 1995-11-29 | Method of manufacturing semiconductor devices |
TW084113365A TW289851B (ja) | 1994-11-29 | 1995-12-14 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29523394A JP3272889B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08153741A JPH08153741A (ja) | 1996-06-11 |
JP3272889B2 true JP3272889B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=17817943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29523394A Expired - Fee Related JP3272889B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3272889B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
US5766982A (en) * | 1996-03-07 | 1998-06-16 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for underfill of bumped or raised die |
JP3333417B2 (ja) * | 1997-02-04 | 2002-10-15 | 松下電器産業株式会社 | Icチップの封止方法及び装置 |
-
1994
- 1994-11-29 JP JP29523394A patent/JP3272889B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH08153741A (ja) | 1996-06-11 |
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