JP3608226B2 - 半導体チップの実装方法及び半導体装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体チップの実装方法に関する。
半導体チップのフリップチップ実装において、実装面に形成したパッド間の高さがばらつき平面度の悪い回路基板、とくに薄くて可撓性のある回路基板、例えばフレキシブルプリント基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ，以下、ＦＰＣと略記する）では、半導体チップを加熱、圧着して実装する際にバンプの接合不良が生じる問題があり、その対策が要望されている。
【０００２】
【従来の技術】
図４の要部側断面図に示すように、従来の半導体チップの実装方法は、半導体チップ２の複数の図示しない電極上にバンプ４をボンディング装置のキャピラリ（図示略）によって一点一点ボンディングし、その半導体チップ２を図示しないガラス基板に押しつけてバンプ４の高さを均一にレベリングする。
【０００３】
一方、回路基板１であるＦＰＣ１１の実装面には半導体チップ２の電極に対応するパッド１ａをフォトリソグラフィ技術により形成し、スクリーン印刷法により熱硬化・絶縁性接着剤５を塗布する。
【０００４】
そうして、ＦＰＣ１１のパッド１ａと半導体チップ２のバンプ４とをボンディング装置のボンディングステージ６上に位置決めし、ボンディングヘッド７で半導体チップ２を加圧、加熱することにより、パッド１ａとバンプ４とを電気的に接続するとともに熱硬化・絶縁性接着剤５を硬化して半導体チップ２をＦＰＣ１１に固着している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような上記方法によれば、ＦＰＣの厚さが均一でパッド間の平面度が良好であれば、パッドとバンプとは確実に接続されるが、図５の要部側断面図に示すように、厚さが均一でないとか、実装面に形成したパッド１ａ間の高さがばらつき平面度の悪い回路基板１、中でもとくにＦＰＣ１１はポリイミドフィルム１ｂが内層パターン１ｃを挟んでプリプレグ接着剤１ｄで積層接着したものであるため、内層パターン１ｃの配線状態でＦＰＣ１１の厚さが不均一になり易く、そのばらつきが５０μｍを超えると実装時の加圧、加熱による半導体チップ２側のバンプ４の変位量（縮み量）ではそのばらつきを吸収できないため、バンプ４が、低くなったパッド１ａに接触せず電気的に接続不良（図中、８は接続不良部）になるといった問題があった。
【０００６】
上記問題点に鑑み、本発明は半導体チップのフリップチップ実装において、半導体チップのバンプと厚さが不均一な回路基板やパッド間の平面度の悪い回路基板との接続に電気的な接続不良が生じない半導体チップの実装方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の半導体チップの実装方法においては、可撓性を有する回路基板のパッドと半導体チップのバンプとのボンディング工程に先立ち、回路基板の厚さの不均一さを補う複数段からなるバンプを半導体チップに付着しバンプとこのバンプに対応するパッドとを位置合わせ、半導体チップと回路基板とを押圧する工程を含むか、あるいはボンディング装置のボンディングステージの回路基板を載置する載置面の表面形状を回路基板の厚さの不均一さに応じた形状に形成する工程を含み構成する。また、半導体装置を前記実装方法を経て半導体チップと可撓性回路基板とをボンディングして構成する。
【０００８】
【作用】
基板厚さの不均一さを補うダミーパターンを形成した場合、回路基板の厚さをほぼ均一な厚さにできるため、回路基板のパッド間の平面度がよくなり、半導体チップを実装した時の加圧、加熱によるバンプの変位量（縮み量）で確実に電気的接続できる。
【０００９】
また、基板厚さの不均一さを補う高さの異なるバンプを形成した場合、半導体チップのバンプ間の平面度がよくなるため、同様にパッドとバンプとを確実に電気的接続できる。
【００１０】
また、ボンディング装置のボンディングステージの載置面を回路基板厚さの不均一さに倣わせた場合も、回路基板のパッド間の平面度がよくなるため、同様にパッドとバンプとを確実に電気的接続できる。
【００１１】
【実施例】
以下、図面に示した実施例に基づいて本発明の要旨を可撓性を有する回路基板、とくにＦＰＣの場合を例に詳細に説明する。なお、従来の図４と同じ構成部品には同一符号を付している。
【００１２】
本発明の半導体チップの実装方法における第１の実施例は、図１の要部側断面図に示すように、回路基板のパッドと半導体チップのバンプとのボンディング工程に先立ち、半導体チップ２をフリップチップ実装するＦＰＣ１１は、半導体チップ２の実装領域の基板厚さが他の部分より薄くなる場合、予め薄くなった部分に内層としてダミーパターン３を形成し、基板厚さの不均一さを補い基板厚さを均一化しておく。
【００１３】
それにより、ＦＰＣ１１の厚さをほぼ均一にできるため、ＦＰＣ１１の実装面に形成したパッド１ａ間の平面度がよくなり、半導体チップ２を実装した時の加圧、加熱によるバンプ４の変位量（縮み量）内で確実に電気的接続を行うことができる。
【００１４】
つぎの第２の実施例は図２の要部側断面図に示すように、ＦＰＣ１１の厚さが不均一にできあがり、厚さの薄い部分が半導体チップ２の実装領域にある場合、基板厚さの不均一さを補うように高さの異なるバンプ、即ちバンプ４ａ，４を複数段（図は２段重ねを示す）に積み重ねて形成し、図示しないガラス基板に押しつけることですべてのバンプ４ａ，４間の高さを均一に揃える。
【００１５】
それにより、半導体チップのバンプ間の平面度がよくなるため、第１の実施例と同様にパッドとバンプとを確実に電気的接続できる。
つぎの第３の実施例は図３の要部側断面図に示すように、ＦＰＣ１１の厚さが不均一にできあがり、その薄い部分が半導体チップ２の実装領域にある場合、基板厚さの不均一さを補うようにボンディング装置のボンディングステージ６にＦＰＣ１１の厚さの不均一さに倣った載置面６ａを形成する。例えば、図示するように、基板厚さの薄い部分に対応しボンディングステージ６の載置面６ａの高さを高くするかさ上げ部６ａ−１を形成する。
【００１６】
それにより、ボンディングステージの載置面に載置したＦＰＣのパッド間の平面度がよくなるため、第１、第２の実施例と同様にパッドとバンプとを確実に電気的接続できる。
【００１７】
なお、上記各実施例はＦＰＣを例に説明したが、その他、薄くて可撓性のある回路基板にも応用できることは言うまでもない。
【００１８】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、ＦＰＣの厚さのばらつきを解消、または容認して厚さを補うことにより、ＦＰＣのパッドと半導体チップのバンプとを接続不良なく確実に電気的接続できるため、信頼度の高い半導体装置を提供することができるといった産業上極めて有用な効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１の実施例の要部側断面図
【図２】本発明による第２の実施例の要部側断面図
【図３】本発明による第３の実施例の要部側断面図
【図４】従来技術による要部側断面図
【図５】図４のバンプの接続不良を示す要部側断面図
【符号の説明】
１ 回路基板
１１ ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）
２ 半導体チップ
３ ダミーパターン
４，４ａ バンプ
６ ボンディングステージ
６ａ 載置面

Claims (4)

1. 半導体チップのバンプの位置に対応させて配置されたパッドを一方の面に有したフィルムと該フィルムのパッドが配置されていない面に接着剤を介して内層パターンを積層した可撓性の回路基板の前記パッドと半導体チップのバンプとのボンディング工程に先立ち、前記回路基板の厚さの不均一さを補うため予め複数段からなるバンプを前記半導体チップに付着し該半導体チップの前記バンプと該バンプに対応するパッドとを位置合わせ、前記半導体チップと前記回路基板とを押圧する工程を含むことを特徴とする半導体チップの実装方法。
2. 可撓性を有する回路基板のパッドと半導体チップのバンプとのボンディング工程に先立ち、ボンディング装置のボンディングステージの前記回路基板を載置する載置面の表面形状を前記回路基板の厚さの不均一さを補う形状に形成する工程を含むことを特徴とする半導体チップの実装方法。
3. 半導体チップと、
   該半導体チップのバンプの位置に対応させて配置されたパッドを一方の面に有したフィルムと、該フィルムのパッドが配置されていない面に接着剤を介して内層パターンを積層した可撓性の回路基板と、
   前記回路基板の厚さの不均一さを補うため予め複数段からなるバンプとを有し、
   前記半導体チップに付着し該半導体チップの前記バンプと該バンプに対応するパッドとを位置合わせし、前記半導体チップと前記回路基板とを押圧した後、前記パッドと前記半導体チップのバンプがボンディングされることを特徴とする半導体装置。
4. バンプを有する半導体チップと、
   該半導体チップの該バンプの位置に対応させて配置されたパッドを一方の面に有した可撓性の回路基板とを有し、
   前記回路基板を載置する載置面の表面形状を前記回路基板の厚さの不均一さを補う形状に形成するボンディングステージを有したボンディング装置によって前記パッドと前記半導体チップのバンプがボンディングされることを特徴とする半導体装置。

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