JP5180137B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、配線基板に半導体チップをフリップチップ実装する方法に適用できる半導体装置の製造方法に関する。

従来、配線基板に半導体がフリップチップ実装されて構成される半導体装置がある。そのような半導体装置では、半導体チップが配線基板にフリップチップ実装された後に、半導体チップの周囲に樹脂が塗布され、毛細管現象を利用して半導体チップの下側の隙間に封止樹脂が充填される。

近年では、工程削減などを目的として、半導体チップを実装する前に配線基板の上に未硬化の封止樹脂を予め形成しておき、半導体チップのバンプを封止樹脂に押し込むことにより、半導体チップをフリップチップ実装して封止する先封止技術が開発されている。

先封止技術には、半導体チップのバンプと配線基板の電極とを圧着接続する方法や導電性粒子を内在させたＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）を半導体チップと配線基板の間に挟み込んで電気的導通を図る方法などがある。

特許文献１には、回路基板のはんだバンプが形成された領域に封止材を形成し、半導体チップの接続電極を回路基板のはんだバンプに圧接した後に、封止材を加熱して硬化させることが記載されている。

特開２０００−２８６３０２号公報

前述した先封止技術では、半導体チップを実装する前に配線基板に液状樹脂を塗布するか、あるいは未硬化の樹脂フィルムを貼付することによって未硬化の封止樹脂を形成する。このとき、外気から封止樹脂に気泡を巻き込んでしまう問題がある。

また、特に封止樹脂の表面の平坦性が悪い場合、半導体チップをフリップ実装する際に封止樹脂に気泡を巻き込みやすい問題がある。さらには、封止樹脂を熱処理して硬化させる際に封止樹脂や配線基板から発生するガス（水蒸気など）が封止樹脂にトラップされることがある。

封止樹脂の中に気泡が発生すると、半導体チップの接続部を信頼性よく封止することができなくなり、接続部を信頼性の低下を招きやすい。

また、特に液状樹脂を使用する場合、半導体チップの下側全体に樹脂を充填する必要があることから、半導体チップの外側に液状樹脂が押し出されて半導体チップの実装面積が大きくなる傾向があり、半導体装置の小型化に容易に対応できない問題がある。

さらには、樹脂フィルムを使用する場合は、配線基板の各チップ実装領域に位置精度よく樹脂フィルムを貼付することは困難であり、位置精度よく樹脂フィルムを貼付する技術が求められている。

本発明は以上の課題を鑑みて創作されたものであり、半導体チップをフリップチップ実装する前に配線基板に封止樹脂を形成する半導体装置の製造方法において、半導体チップの下側に信頼性よく封止樹脂を形成できる新規の方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は半導体装置の製造方法に係り、チップ実装領域を備えた配線基板の上に、前記チップ実装領域の上にマスク材の開口部が配置された前記マスク材を形成する工程と、前記配線基板の前記チップ実装領域及び前記マスク材の上に封止用樹脂材を形成する工程と、前記封止用樹脂材を前記配線基板に圧着することにより、未硬化の封止樹脂を得る工程と、前記マスク材を前記配線基板から剥離し、前記マスク材上の前記封止樹脂を引き裂いて除去することにより、前記チップ実装領域に前記封止樹脂を残す工程と、前記チップ実装領域内の前記未硬化の封止樹脂に半導体チップを押し込むことにより、フリップチップ実装する工程とを有することを特徴とする。

本発明では、まず、配線基板のチップ実装領域にマスク材の開口部が配置されるように、配線基板の上にマスク材が形成される。マスク材としては、好適にはマスキングテープが使用され、後に配線基板から剥離できるように仮接着される。開口部が予め設けられたマスク材を配線基板上に形成してもよいし、あるいは、マスク材を配線基板に形成した後にマスク材を加工して開口部を形成してもよい。

次いで、配線基板の少なくともチップ実装領域に封止用樹脂材が形成される。複数のチップ実装領域を連続して覆うように封止用樹脂材を形成してもよいし、各チップ実装領域に封止用樹脂材をそれぞれ形成してもよい。続いて、封止用樹脂材を配線基板に熱圧着することにより、未硬化の封止樹脂を得る。

さらに、マスク材を剥離することにより、チップ実装領域に封止樹脂を残す。このとき、マスク材上にも封止樹脂が形成される場合は、マスク上の封止樹脂が引き裂かれてマスクと一緒に除去される。

そして、半導体チップの接続バンプが封止樹脂に押し込まれて配線基板にフリップチップ実装されると共に、半導体チップの下側に封止樹脂が充填される。マスク材を引き剥がす前に半導体チップを実装し、その後にマスク材を引き剥がしてもよい。

このような手法を採用することにより、配線基板のチップ実装領域に位置精度よく封止樹脂を形成することができる。従って、半導体チップの外側に封止樹脂が大きくはみ出すことがなく、半導体チップの実装面積（パッケージサイズ）が不必要に大きくなることが回避される。これにより、半導体装置の小型化やコストダウンを容易に図ることができる。

さらに、好適な態様では、真空雰囲気で封止用樹脂材を配線基板に熱圧着して封止樹脂を得るので、封止樹脂に気泡が巻き込まれることを回避することができる。これにより、半導体チップの接続部を信頼性よく封止できるので、半導体装置の信頼性を向上させることができる。

以上説明したように、本発明では、半導体チップをフリップチップ実装する前に配線基板に封止樹脂を形成する半導体装置の製造方法において、半導体チップの下側に信頼性よく封止樹脂を形成することができる。

図１は本発明の第１実施形態の半導体装置の製造方法を示す平面図及び断面図（その１）である。 図２は本発明の第１実施形態の半導体装置の製造方法を示す平面図及び断面図（その２）である。 図３は本発明の第１実施形態の半導体装置の製造方法を示す平面図及び断面図（その３）である。 図４は本発明の第１実施形態の半導体装置の製造方法を示す平面図及び断面図（その４）である。 図５は本発明の第１実施形態の半導体装置の製造方法を示す平面図及び断面図（その５）である。 図６は本発明の第１実施形態の半導体装置の製造方法を示す平面図及び断面図（その６）である。 図７は本発明の第１実施形態の半導体装置の製造方法を示す平面図及び断面図（その７）である。 図８は本発明の第１実施形態の半導体装置の製造方法を示す平面図及び断面図（その８）である。 図９は本発明の第１実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図（その９）である。 図１１（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図（その１）である。 図１１（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図（その２）である。 図１２（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図（その３）である。 図１３（ａ）〜（ｃ）は本発明の第３実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図（その１）である。 図１４（ａ）及び（ｂ）は本発明の第３実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図（その２）である。 図１５（ａ）〜（ｄ）は本発明の第４実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１〜図９は本発明の第１実施形態の半導体装置の製造方法を示す図である。図１〜図９において、上側図が平面図であり、下側図が上側図のＩ−Ｉに沿った断面図である。

第１実施形態の半導体装置の製造方法では、まず、図１に示すような配線基板１０を用意する。配線基板１０は多面取り用基板であり、配線基板１０には半導体チップをフリップチップ実装するための複数のチップ実装領域Ａが画定されている。

配線基板１０では、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁基板１２にその厚み方向に貫通するスルーホールＴＨが形成されている。絶縁基板１２の両面側には配線層２０が形成されている。両面側の配線層２０はスルーホールＴＨに充填された貫通電極２２を介して相互接続されている。図１では、配線層２０としてその接続パッドが描かれており、配線層２０の接続パッドは銅層の上にはんだ層が形成されて構成される。

また、絶縁基板１２の上面側には、配線層２０の上に開口部１４ａが設けられたソルダレジスト１４が形成されている。ソルダレジスト１４の開口部１４ａはリング状に繋がって形成されており、リング状の開口部１４ａに配線層２０（接続パッド）が並んで配置されている。

また、絶縁基板１２の下面側には、配線層２０（接続パッド）の上に開口部１６ａが設けられたソルダレジスト１６が形成されている。

なお、図１の例では、配線層２０（接続パッド）がペリフェラル型でチップ実装領域Ａに周縁部に配置されているが、エリアアレイ型でチップ実装領域Ａの全体に格子状に配置されていてもよい。また、各配線層２０（接続パッド）の上にソルダレジストの開口部がそれぞれ配置されるようにしてもよい。

また、絶縁基板１２のスルーホールＴＨの内壁に設けられたスルーホールめっき層（貫通電極）を介して両面側の配線層２０が相互接続され、スルーホールＴＨの孔が樹脂で充填されていてもよい。また、絶縁基板１２の両面側に多層配線層がそれぞれ形成されていてもよく、各種の構造の配線基板を使用することができる。

次いで、図２に示すように、絶縁基板１２のチップ実装領域Ａに対応する部分に開口部３０ａが設けられたマスキングテープ３０（マスク材）をソルダレジスト１４の上に貼付する。マスキングテープ３０の厚みは２０〜５０μｍであり、その開口部３０ａは貼付される前に金型により予め打ち抜かれて形成される。

あるいは、配線基板１０の上面側の全体にマスキングテープ３０を貼付した後に、レーザによって開口部３０ａの外形を形取るようにマスキングテープ３０を切断し、その部分のマスキングテープ３０を除去して開口部３０ａを形成してもよい。

マスキングテープ３０の好適な材料としては、塩化ビニル又はＰＥＴフィルムなどが使用される。マスキングテープ３０の裏面にはアクリル樹脂などからなる粘着剤が設けられており、マスキングテープ３０は後にソルダレジスト１４から容易に剥離できる状態で仮接着される。

好適には、マスキングテープ３０は貼付装置（不図示）によって貼付される。配線基板１０に設けられたアライメントマーク（不図示）を貼付装置で検出することにより、配線基板１０のチップ実装領域Ａにマスキングテープ３０の開口部３０ａを位置合わせした状態で貼付することができる。

貼付装置を使用することにより、±０．２ｍｍ程度の高度な位置合わせ精度でマスクキングテープ３０を貼付することができる。このようにして、格子状のマスキングテープ３０が配線基板１０の上に形成される。

後述するように、マスキングテープ３０の開口部３０ａに半導体チップの下側に形成される封止樹脂が充填される。従って、マスキングテープ３０の開口部３０ａを位置精度よくチップ実装領域Ａに配置することにより、封止樹脂が半導体チップから不必要にはみ出すことを阻止することができる。

続いて、図３に示すように、マスキングテープ３０の上に振込治具４０を粘着剤で仮接着する。振込治具４０の外面にはテフロン（登録商標）などの離型材が設けられており、容易に取り外しできるようになっている。

振込治具４０には、マスキングテープ３０の開口部３０ａより一回り大きな開口部４０ａが設けられており、マスキングテープ３０の開口部３０ａの外側に振込治具４０の開口部４０ａが配置される。これにより、各チップ実装領域Ａにおいて、格子状のマスキングテープ３０の内側に振込治具４０から内側にはみ出すリング状突出部Ｂが露出した状態となる。

さらに、チップ実装領域Ａに概ね対応する大きさに切断された複数の封止用樹脂材５０を用意する。本実施形態では、封止用樹脂材５０の大きさはマスキングテープ３０の開口部３０ａの面積より多少大きく設定され、上記したマスキングテープ３０のリング状突出部Ｂに封止用樹脂材５０の周縁部が配置されるようにする。

封止用樹脂材５０は、樹脂フィルム５２（ＮＣＦ（Non Conductive Film））とその上に形成されたベースフィルム５４とにより構成される。例えば、樹脂フィルム５２の厚みは２０〜５０μｍてあり、ベースフィルム５４の厚みは５０μｍ程度である。

樹脂フィルム５２は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂からなる未硬化（Ｂステージ）の樹脂から形成される。ベースフィルム５４は未硬化の樹脂フィルム５２の剛性を補強する支持基板として機能する。ベースフィルム５４の裏面には離型処理が施されており、ベースフィルム５４は樹脂フィルム５２から容易に剥離できるようになっている。

なお、ベースフィルム５４で樹脂フィルム５２を補強する必要がない場合は、樹脂フィルム５２を単層で使用してもよい。

そして、図３及び図４に示すように、多数の封止用樹脂材５０を振込治具４０の上に配置し、配線基板１０を振動させることにより、封止用樹脂材５０を振込治具４０の開口部４０ａに振り込んで配置する。図３の平面図では封止用樹脂材５０が省略され、図４の平面図では封止用樹脂材５０が透視的に描かれている。

このとき、封止用樹脂材５０はマスキングテープ３０のリング状突出部Ｂの上に配置され、封止用樹脂材５０の下側に空洞Ｃが形成された状態となる。

次いで、図５に示すように、配線基板１０を６０〜１００℃の温度雰囲気で加熱した状態で押圧部材（不図示）によって０．１〜０．９ＭＰａの圧力で封止用樹脂材５０を下側に押圧することにより、樹脂フィルム５２を配線基板１０に熱圧着する。

上記した熱圧着の工程は、真空ポンプ（不図示）によって減圧された真空チャンバ（不図示）の中の真空雰囲気で行われる。図５の平面図においても、封止用樹脂材５０が透視的に描かれている。

これにより、封止用樹脂材５０の樹脂フィルム５２が流動化することによって空洞Ｃ（図４）が封止樹脂５３で充填されると同時に、封止樹脂５３が配線基板１０に接着する。また、封止樹脂５３は下側に押圧されて成形されることでその上面が平坦化される。さらに、封止樹脂５３はチップ実装領域Ａからマスキングテープ３０の上の端部に延びて形成される。

真空雰囲気で樹脂フィルム５２を流動化させることにより、外気から封止樹脂５３に気泡を巻き込むことなく封止樹脂５３を信頼性よく形成することができる。また、封止用樹脂材５０や配線基板１０からガス（水蒸気など）が発生するとしても、ガスは真空ポンプによって排出されるので、封止樹脂５３にガスがトラップされることが防止される。

その後に、振込治具４０を配線基板１０から取り外してマスキングテープ３０の上面を露出させる。

続いて、図６に示すように、マスキングテープ３０を配線基板１０から引き剥がす。図６の平面図では、マスキングテープ３０を引き剥がした後の様子が描かれており、封止樹脂５３が透視的に描かれている。

マスキングテープ３０は格子状に繋がっているので、配線基板１０の全体にわたってマスキングテープ３０が連続して剥離される。このとき、マスキングテープ３０のリング状突出部Ｂ（図５）の上に配置された封止樹脂５３が引き裂かれて除去され、それに接着されたベースフィルム５４がチップ実装領域Ａの封止樹脂５３から剥離される。この時点では、封止樹脂５３は未硬化であるため、マスキングテープ３０を引き剥がすことで容易に封止樹脂５３を厚み方向に引き裂くことができる。

封止樹脂５３は流動化することで配線基板１０に接着しているので、マスキングテープ３０を引き剥がす際に剥離することなく配線基板１０に残される。このようにして、配線基板１０の各チップ実装領域Ａに位置精度よく封止樹脂５３がそれぞれ残される。

なお、本実施形態では、マスキングテープ３０の開口部３０ａに振込治具４０を利用して封止用樹脂材５０を配置しているが、マスキングテープ３０の代わりにマスク治具を粘着剤などで配線基板１０に仮接着してもよい。マスク治具はその外面にテフロン（登録商標）などの離型材がコーティングされており、配線基板から容易に剥離することができる。マスク治具を使用する場合は、振込治具４０を省略することができ、マスク治具が振込治具４０の機能を兼ねることができる。

つまり、マスク材の好適な例としてマスキングテープ３０を挙げたが、配線基板１０に容易に仮接着できてかつ容易に剥離できるものであればよく、各種のマスク材を使用することができる。

次いで、図７及び図８に示すように、下面側に金からなる接続バンプ６２を備えた半導体チップ６０（ＬＳＩチップ）を用意する。そして、配線基板１０を１００℃程度に加熱して封止樹脂５３を軟化させた状態とし、封止樹脂５３に半導体チップ６０の接続バンプ６２を押し込むことにより、半導体チップ６０の接続バンプ６２を配線基板１０の配線層２０に圧接してフリップチップ実装する。

さらに、図８に示すように、２５０℃程度の温度でリフロー加熱することにより、配線層２０のはんだ層を溶融させて半導体チップ６０の接続バンプ６２を配線基板１０の配線層２０に電気的に接続する。リフロー加熱する際に、未硬化の封止樹脂５３が同時に硬化し、半導体チップ６０の下側に硬化した封止樹脂５３が充填される。

このとき、半導体チップ６０を封止樹脂５３に押し込む際に、封止樹脂５３の上面は平坦化されている。従って、封止樹脂５３の上面と半導体チップ６０の下面との間には殆ど隙間が生じなので、半導体チップ６０をフリップチップ実装する際に、封止樹脂５３に気泡が巻き込まれることが防止される。

なお、リフロー加熱だけでは封止樹脂５３の硬化が足りない場合は、リフロー加熱の後に、再度熱処理することにより封止樹脂５３を完全に硬化させてもよい。

本実施形態では、半導体チップ６０の接続バンプ６２を金から形成し、配線基板１０の配線層２０のはんだ層に接続する形態を例示するが、半導体チップ６０の接続バンプ６２及び配線基板１０の配線層２０は各種の金属から形成することができ、各種の接続方式を採用することができる。

その後に、図９に示すように、個々のチップ実装領域Ａが得られるように配線基板１０を切断することにより、第１実施形態の半導体装置１が得られる。

以上説明したように、第１実施形態の半導体装置の製造方法では、まず、配線基板１０の各チップ実装領域Ａにマスキングテープ３０の開口部３０ａが配置されるように、配線基板１０の上にマスキングテープ３０が貼付される。

さらに、マスキングテープ３０の上に振込治具４０が配置され、振込治具４０を利用して配線基板１０の各チップ実装領域Ａに個々の封止用樹脂材５０がそれぞれ配置される。さらに、封止用樹脂材５０の樹脂フィルム５２が配線基板１０に熱圧着されて未硬化の封止樹脂５３が得られる。

次いで、振込治具４０を取り外した後に、マスキングテープ３０を引き剥がすことにより、その上の封止樹脂５３とベースフィルム５４を同時に剥離する。これにより、配線基板１０の各チップ実装領域Ａに封止樹脂５３が残される。

その後に、半導体チップ６０の接続バンプ６２が封止樹脂５３に押し込まれて、配線基板１０の配線層２０に半導体チップ６０が電気的に接続されると共に、半導体チップ６０の下側に封止樹脂５３が充填される。

このような手法を採用することにより、配線基板１０の複数のチップ実装領域Ａに位置精度よく封止樹脂５３を形成することができる。従って、半導体チップ６０の外側に封止樹脂５３が大きくはみ出すことがなく、半導体チップ６０の実装面積（パッケージサイズ）が不必要に大きくなることが回避される。

必要な領域のみに封止樹脂５３を形成できることから、接続パッドの配置などが制約を受けることなくデザインすることができ、半導体装置の設計の自由度を広げることができる。これによって、半導体装置の小型化やコストダウンを容易に図ることができる。

さらに、真空雰囲気で封止用樹脂材５０（樹脂フィルム５２）を配線基板１０に熱圧着して封止樹脂５３を得るので、封止樹脂５３に気泡が巻き込まれることを防止できる。これにより、半導体チップ６０の接続部を信頼性よく封止でき、半導体装置の信頼性を向上させることができる。

しかも、前述した理由により、半導体チップ６０をフリップチップ実装する際においても、封止樹脂５３に気泡が巻き込まれることが防止される。

図１０には、第１実施形態の変形例の半導体装置の製造方法が示されている。変形例では、マスキングテープ３０を引き剥がす前に半導体チップ６０の接続バンプ６２が封止樹脂５３に押し込まれてフリップチップ実装される。

つまり、図１０（ａ）に示すように、前述した図５と同様に、封止用樹脂材５０を配線基板１０に熱圧着して封止樹脂５３を得た後に、振込治具４０を取り外す。

次いで、図１０（ｂ）に示すように、配線基板１０の上面側の全体に粘着フィルム（不図示）などを貼付し、それを引き剥がすことにより複数のベースフィルム５４を封止樹脂５３から一括して剥離する。

続いて、図１０（ｃ）に示すように、未硬化の封止樹脂５３に半導体チップ６０の接続バンプ６２を押し込むことにより、半導体チップ６０を配線基板１０にフリップチップ実装する。

その後に、図１０（ｄ）に示すように、マスキングテープ３０を引き剥がしてその上の封止樹脂５３を除去する。その後に、リフロー加熱することにより、半導体チップ６０の接続バンプ６２を配線基板１０の配線層２０に接続すると共に、封止樹脂５３を硬化させる。さらに、個々のチップ実装領域Ａが得られるように配線基板１０が切断されて半導体装置が得られる。

このように、半導体チップ６０をフリップチップ実装するタイミングは、マスキングテープ３０を引き剥がした後でもよいし、マスキングテープ３０を引き剥がす前であってもよい。

（第２の実施の形態）
図１１及び図１２には本発明の第２実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図である。第２実施形態の特徴は、マスキングテープ３０の開口部３０ａより小さな面積の封止用樹脂材５０を使用することにある。

第２実施形態では、第１実施形態と同一工程においては、その詳しい説明を省略する。また、第２実施形態では断面図のみを参照して説明する。平面イメージは第１実施形態と同様である。

図１１（ａ）に示すように、第１実施形態の図３と同様に、配線基板１０の各チップ実装領域Ａの上に開口部３０ａが配置されるようにマスキングテープ３０を配線基板１０の上に貼付し、その上に振込治具４０を配置する。そして、振込治具４０の開口部４０ａを通して、マスキングテープ３０の開口部３０ａより小さい面積の封止用樹脂材５０をマスキングテープ３０の開口部３０ａに配置する。

次いで、図１１（ｂ）に示すように、第１実施形態の図５の工程と同様に、真空雰囲気で封止用樹脂材５０を配線基板１０に熱圧着することにより、樹脂フィルム５２から封止樹脂５３を得る。このとき、樹脂フィルム５２が流動することによってマスキングテープ３０の開口部３０ａの全体に封止樹脂５３が充填される。さらに、図１１（ｃ）に示すように、振込治具４０を配線基板１０から取り外す。

続いて、図１２（ａ）に示すように、配線基板１０の上面側の全体に粘着フィルム（不図示）などを貼付し、それを引き剥がすことによりベースフィルム５４を封止樹脂５３から剥離する。

さらに、図１２（ｂ）に示すように、マスキングテープ３０を配線基板１０から引き剥がす。これにより、配線基板１０の各チップ実装領域Ａに封止樹脂５３が残される。

その後に、図１２（ｃ）に示すように、第１実施形態の図７及び図８と同様な方法により、半導体チップ６０の接続バンプ６２を封止樹脂５３に押し込み、リフロー加熱によって半導体チップ６０の接続バンプ６２を配線基板１０の配線層２０に接続すると共に、封止樹脂５３を硬化させる。さらに、第１実施形態と同様に、個々のチップ実装領域Ａが得られるように配線基板１０が切断される。

第２実施形態は第１実施形態と同様な効果を奏する。これに加えて、封止用樹脂材５０の面積を第１実施形態より小さくできるのでコストダウンを図ることができる。

第２実施形態においても、第１実施形態の変形例と同様に、半導体チップ６０を実装した後に、マスキングテープ３０を引き剥がしてもよい。特に図示しないが、この場合は、まず、図１１（ｃ）の配線基板１０の上面側の全体に粘着フィルムなどを貼付し、それを引き剥がすことにより、複数のベースフィルム５４を封止樹脂５３から一括して剥離する。

次いで、半導体チップ６０の接続バンプ６２を封止樹脂５３に押し込んでフリップチップ実装した後に、マスキングテープ３０を引き剥がす。その後に、リフロー加熱によって半導体チップ６０の接続バンプ６２を配線基板１０の配線層２０に接続すると共に、封止樹脂５３を硬化させる。

（第３の実施の形態）
図１３及び図１４は本発明の第３実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図である。第３実施形態の特徴は、配線基板にマスキングテープを貼付した後に、配線基板の全面に封止用樹脂材を形成する点にある。第２実施形態では、第１実施形態と同一工程についてはその詳しい説明を省略する。また、第３実施形態では断面図のみを参照して説明する。平面イメージは第１実施形態と同様である。

第３実施形態の半導体装置の製造方法では、図１３（ａ）に示すように、第１実施形態の図２と同様に、配線基板１０の各チップ実装領域Ａの上に開口部３０ａが配置されるようにマスキングテープ３０を配線基板１０の上に貼付する。そして、第３実施形態では、配線基板１０の上面側の全体にわたって封止用樹脂材５０を一体的に配置する。つまり、第３実施形態では、複数のチップ実装領域Ａを連続して覆うように封止用樹脂材５０を形成する。

第３実施形態では、配線基板１０の全体に対応する封止用樹脂材５０を使用するので、振込治具を使用する必要がなく、マスキングテープ３０の上に封止用樹脂材５０が直接配置される。

次いで、図１３（ｂ）に示すように、第１実施形態と同様に、真空雰囲気で封止用樹脂材５０を加熱／押圧して配線基板１０に熱圧着することにより、樹脂フィルム５２から封止樹脂５３を得る。

さらに、図１３（ｃ）に示すように、マスキングテープ３０を配線基板１０から引き剥がす。このとき、マスキングテープ３０上の封止樹脂５３が引き裂かれて除去され、引き裂かれた封止樹脂５３に接着されたベースフィルム５４がチップ実装領域Ａの封止樹脂５３から剥離される。これにより、図１４（ａ）に示すように、配線基板１０の各チップ実装領域Ａに封止樹脂５３が残される。

その後に、図１４（ｂ）に示すように、第１実施形態の図７及び図８で説明した方法により、半導体チップ６０の接続バンプ６２を封止樹脂５３に押し込み、リフロー加熱によって半導体チップ６０の接続バンプ６２を配線基板１０の配線層２０に接続すると共に、封止樹脂５３を硬化させる。さらに、第１実施形態と同様に、個々のチップ実装領域Ａが得られるように配線基板１０を切断することにより半導体装置を得る。

第３実施形態においても、第１実施形態の変形例と同様に、半導体チップ６０を実装した後に、マスキングテープ３０を引き剥がしてもよい。特に図示しないが、この場合は、まず、図１３（ｂ）の配線基板１０の上面側の全体に粘着フィルムなどを貼付し、それを引き剥がすことにより、ベースフィルム５４を封止樹脂５３から剥離する。

さらに、半導体チップ６０の接続バンプ６２を封止樹脂５３に押し込んで実装した後に、マスキングテープ３０を引き剥してその上の封止樹脂５３を除去する。その後に、リフロー加熱によって半導体チップ６０の接続バンプ６２を配線基板１０の配線層２０に接続すると共に、封止樹脂５３を硬化させる。

第３実施形態は、第１実施形態と同様な効果を奏する。これに加えて、第３実施形態では、各チップ実装領域Ａに対応するように切断された封止用樹脂材５０を多数用意したり、振込治具４０を配置する必要がないので、第１実施形態より製造方法を簡易とすることができる。

（第４の実施の形態）
図１５は本発明の第４実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図である。第４実施形態の特徴は、封止用樹脂材として液状樹脂を使用することにある。第４実施形態では、第１実施形態と同一工程については、その詳しい説明を省略する。また、第４実施形態では断面図のみを参照して説明する。平面イメージは第１実施形態と同様である。

第４実施形態の半導体装置の製造方法では、図１５（ａ）に示すように、第１実施形態の図２と同様に、配線基板１０の各チップ実装領域Ａの上に開口部３０ａが配置されるようにマスキングテープ３０を配線基板１０の上に貼付する。

さらに、ディスペンサ又はスキージ印刷により、配線基板１０の上面側の全体に液状樹脂５２ａ（封止用樹脂材）を塗布する。つまり、第４実施形態では、複数のチップ実装領域Ａを連続して覆うように液状樹脂５２ａを形成する。

液状樹脂５２ａとしては、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が使用される。このとき、液状樹脂５２ａは、マスキングテープ３０などの段差の影響によって上面がある程度の高低差をもって形成される。

次いで、図１５（ｂ）に示すように、真空雰囲気で配線基板１０を６０〜１００℃の温度で加熱した状態で、押圧部材（不図示）によって液状樹脂５２ａを押圧する。これにより、液状樹脂５２ａが未硬化の封止樹脂５３となり、封止樹脂５３が配線基板１０に接着されると共に、封止樹脂５３の上面が平坦化される。

続いて、図１５（ｃ）に示すように、マスキングテープ３０を配線基板１０から引き剥がすことにより、マスキングテープ３０上の封止樹脂５３を引き裂いて除去する。

これにより、第１実施形態と同様に、配線基板１０の各チップ実装領域Ａに封止樹脂５３が位置精度よく残される。

さらに、図１５（ｄ）に示すように、第１実施形態の図７及び図８で説明した方法により、半導体チップ６０の接続バンプ６２を封止樹脂５３に押し込み、リフロー加熱によって半導体チップ６０の接続バンプ６２を配線基板１０の配線層２０に接続すると共に、封止樹脂５３を硬化させる。その後に、個々のチップ実装領域Ａが得られるように配線基板１０を切断することにより半導体装置を得る。

第４実施形態においても、第１実施形態の変形例と同様に、半導体チップ６０を実装した後に、マスキングテープ３０を引き剥がしてもよい。特に図示しないが、この場合は、図１５（ｂ）の封止樹脂５３に半導体チップ６０の接続バンプ６２を押し込んでフリップチップ実装した後に、マスキングテープ３０を引き剥がす。

その後に、リフロー加熱によって半導体チップ６０の接続バンプ６２を配線基板１０の配線層２０に接続すると共に、封止樹脂５３を硬化させる。

また、上述した形態では、配線基板１０の上面側の全体に液状樹脂５２ａを塗布したが、ディスペンサやスクリーン印刷によってマスキングテープ３０の開口部３０ａに選択的に液状樹脂５２ａを塗布してもよい。この場合は、マスキングテープ３０を引き剥がす際に、マスキングテープ３０のみが剥離される。

第４実施形態は第１実施形態と同様な効果を奏する。これに加えて、第４実施形態では液状樹脂５２ａから封止樹脂５３を得るので、第１実施形態などの樹脂フィルム５２を使用する場合と違って、ベースフィルム５４や振込治具４０が不要となり、製造工程を簡易とすることができる。

１…半導体装置、１０…配線基板、１２…絶縁基板、１４，１６…ソルダレジスト、１４ａ，１６ａ，３０ａ、４０ａ…開口部、２０…配線層、２２…貫通電極、３０…マスキングテープ、４０…振込治具、５０…封止用樹脂材、５２…樹脂フィルム、５２ａ…液状樹脂、５３…封止樹脂、５４…ベースフィルム、６０…半導体チップ、６２…接続バンプ、Ａ…チップ実装領域、Ｂ…リング状突出部、Ｃ…空洞、ＴＨ…スルーホール。

Claims (8)

1. チップ実装領域を備えた配線基板の上に、前記チップ実装領域の上にマスク材の開口部が配置された前記マスク材を形成する工程と、
   前記配線基板の前記チップ実装領域及び前記マスク材の上に封止用樹脂材を形成する工程と、
   前記封止用樹脂材を前記配線基板に圧着することにより、未硬化の封止樹脂を得る工程と、
   前記マスク材を前記配線基板から剥離し、前記マスク材上の前記封止樹脂を引き裂いて除去することにより、前記チップ実装領域に前記封止樹脂を残す工程と、
   前記チップ実装領域内の前記未硬化の封止樹脂に半導体チップを押し込むことにより、フリップチップ実装する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 第１の熱処理工程により、前記未硬化の封止樹脂を前記配線基板に密着させること、及び、第２の熱処理工程により、前記未硬化の封止樹脂を硬化させることを含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 前記マスク材を剥離する工程の後に、前記半導体チップをフリップチップ実装する工程を有し、
   前記半導体チップをフリップチップ実装する工程の後に、前記第２の熱処理工程を有することを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
4. 前記マスク材を剥離する工程の前に、前記半導体チップをフリップチップ実装する工程を有し、
   前記マスクを剥離する工程の後に、前記第２の熱処理工程を有することを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
5. 前記封止用樹脂部材は、樹脂フィルムとその上に形成されたベースフィルムとから構成され、
   前記ベースフィルムを剥離した後に、前記マスクを剥離する工程を有することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記封止用樹脂部材は、樹脂フィルムとその上に形成されたベースフィルムとから構成され、
   前記ベースフィルムを剥離した後に、前記半導体チップをフリップチップ実装する工程を有することを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
7. 前記封止用樹脂材は、樹脂フィルムとその上に形成されたベースフィルムとから構成され、
   前記チップ実装領域上に形成された封止用樹脂部材において、前記マスク材を剥離する工程と同時に前記ベースフィルムを前記樹脂フィルムから剥離することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の製造方法。
8. 前記封止用樹脂材を形成する工程において、
   液状樹脂を前記配線基板の前記チップ実装領域及び前記マスク材の上に形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。

Images