JP5851952B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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Description

本発明は、半導体装置の製造方法に関し、例えば、フリップチップ接続を行いかつアンダーフィル樹脂を用いる半導体装置の製造方法に好適に利用できるものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and can be suitably used for, for example, a method for manufacturing a semiconductor device using flip-chip connection and using an underfill resin.

配線基板上に半導体チップをフリップチップ実装することにより、半導体装置が製造される。配線基板と半導体チップとの間は、アンダーフィル樹脂で充填されている。   A semiconductor device is manufactured by flip-chip mounting a semiconductor chip on a wiring board. The space between the wiring board and the semiconductor chip is filled with an underfill resin.

特開2002−151551号公報(特許文献1)には、フリップチップ実装に関する技術が記載されている。   Japanese Patent Laid-Open No. 2002-151551 (Patent Document 1) describes a technique related to flip chip mounting.

また、特開2003−049050号公報(特許文献2)には、プレゲル化剤を含有するエポキシ樹脂組成物に関する技術が記載されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-049050 (Patent Document 2) describes a technique related to an epoxy resin composition containing a pregelling agent.

また、非特許文献1には、エポキシ樹脂中にコア/シェルアクリル微粒子を分散した接着剤に関する技術が記載されている。   Non-Patent Document 1 describes a technique related to an adhesive in which core / shell acrylic fine particles are dispersed in an epoxy resin.

特開2002−151551号公報JP 2002-151551 A 特開2003−049050号公報JP 2003-049050 A

「接着剤と接着技術」、著者:永田宏二、シーエムシー出版、2007年、p19〜20"Adhesives and bonding technology", author: Koji Nagata, CMMC Publishing, 2007, p19-20

配線基板上に半導体チップをフリップチップ実装して半導体装置を製造する場合についても、できるだけ半導体装置の信頼性を向上させることが望まれる。または、半導体装置の製造歩留まりを向上させることが望まれる。もしくは、その両方を実現することが望まれる。   Even when a semiconductor device is manufactured by flip-chip mounting a semiconductor chip on a wiring board, it is desired to improve the reliability of the semiconductor device as much as possible. Alternatively, it is desired to improve the manufacturing yield of semiconductor devices. Alternatively, it is desirable to realize both.

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.

一実施の形態によれば、ステージ上に配線基板を配置してから、配線基板上に膨張性のフィラーを含有する第1の粘度のペースト状の樹脂を供給し、配線基板上に配置された樹脂の粘度を第1の粘度よりも高い第2の粘度に上昇させる。その後、樹脂が配置されている配線基板上に半導体チップをフェイスダウンで搭載し、樹脂を硬化させる。   According to one embodiment, after placing the wiring board on the stage, the paste-like resin having the first viscosity containing the expandable filler is supplied onto the wiring board, and the wiring board is placed on the wiring board. The viscosity of the resin is increased to a second viscosity that is higher than the first viscosity. Thereafter, the semiconductor chip is mounted face down on the wiring substrate on which the resin is disposed, and the resin is cured.

一実施の形態によれば、半導体装置の信頼性を向上させることができる。   According to one embodiment, the reliability of a semiconductor device can be improved.

また、一実施の形態によれば、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。   In addition, according to the embodiment, the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved.

また、一実施の形態によれば、半導体装置の信頼性を向上させ、かつ、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。   Moreover, according to one embodiment, the reliability of the semiconductor device can be improved and the manufacturing yield of the semiconductor device can be improved.

一実施の形態である半導体装置の平面図である。It is a top view of the semiconductor device which is one embodiment. 一実施の形態である半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor device which is one embodiment. 一実施の形態である半導体装置の製造に用いられる配線基板の平面図である。It is a top view of the wiring board used for manufacture of the semiconductor device which is one embodiment. 一実施の形態である半導体装置の製造に用いられる配線基板の断面図である。It is sectional drawing of the wiring board used for manufacture of the semiconductor device which is one embodiment. 一実施の形態である半導体装置の製造に用いられる半導体チップの平面図である。It is a top view of the semiconductor chip used for manufacture of the semiconductor device which is one embodiment. 一実施の形態である半導体装置の製造に用いられる半導体チップの断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor chip used for manufacture of the semiconductor device which is one embodiment. 一実施の形態の半導体装置の製造工程を示す製造プロセスフロー図である。It is a manufacturing process flowchart which shows the manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施の形態の半導体装置の製造工程を示す製造プロセスフロー図である。It is a manufacturing process flowchart which shows the manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施の形態の半導体装置の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施の形態の半導体装置の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施の形態の半導体装置の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施の形態の半導体装置の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施の形態の半導体装置の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施の形態の半導体装置の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施の形態の半導体装置の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施の形態の半導体装置の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施の形態の半導体装置の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施の形態の半導体装置の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施の形態の半導体装置の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施の形態の半導体装置の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施の形態の半導体装置の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施の形態の半導体装置の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施の形態の半導体装置の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 一実施の形態の半導体装置の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the semiconductor device of one embodiment. 熱硬化性樹脂の粘度を模式的に示すグラフである。It is a graph which shows typically the viscosity of a thermosetting resin. 一実施の形態で使用する樹脂の粘度を模式的に示すグラフである。It is a graph which shows typically the viscosity of resin used in one embodiment. 一実施の形態で用いられる樹脂の説明図である。It is explanatory drawing of resin used by one Embodiment. 一実施の形態で用いられる樹脂の説明図である。It is explanatory drawing of resin used by one Embodiment. 一実施の形態で用いられる樹脂の説明図である。It is explanatory drawing of resin used by one Embodiment. 変形例の半導体装置の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the semiconductor device of a modification. 変形例の半導体装置の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the semiconductor device of a modification. 変形例の半導体装置の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the semiconductor device of a modification. 変形例の半導体装置の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the semiconductor device of a modification.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like. Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number. Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.

以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted. In the following embodiments, the description of the same or similar parts will not be repeated in principle unless particularly necessary.

また、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見易くするためにハッチングを省略する場合もある。また、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。   In the drawings used in the embodiments, hatching may be omitted even in a cross-sectional view so as to make the drawings easy to see. Further, even a plan view may be hatched to make the drawing easy to see.

(実施の形態)
<半導体装置の構造について>
本実施の形態の半導体装置を図面を参照して説明する。
(Embodiment)
<Structure of semiconductor device>
The semiconductor device of the present embodiment will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施の形態の半導体装置PKGの平面図であり、半導体装置PKGの上面側の平面図が示されている。図2は、半導体装置PKGの断面図である。図1のA1−A1線における半導体装置PKGの断面が、図2にほぼ対応している。図3および図4は、半導体装置PKGの製造に用いられる配線基板CBの平面図および断面図であり、図5および図6は、半導体装置PKGの製造に用いられる半導体チップCPの平面図および断面図である。図3は、配線基板CBの上面CBa側の平面図が示され、図4は、図3のA2−A2線における配線基板CBの断面図に、ほぼ対応している。図5は、半導体チップCPの表面CPa側の平面図が示され、図6は、図5のA3−A3線における半導体チップCPの断面図に、ほぼ対応している。但し、図4では、配線基板CBの下面CBb側を下方に向けた向きで、配線基板CBの断面を示してあるが、図6では、半導体チップCPの表面CPa側を下方に向けた向きで、半導体チップCPの断面を示してある。   FIG. 1 is a plan view of the semiconductor device PKG of the present embodiment, and shows a plan view of the upper surface side of the semiconductor device PKG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor device PKG. A cross section of the semiconductor device PKG taken along line A1-A1 in FIG. 1 substantially corresponds to FIG. 3 and 4 are a plan view and a cross-sectional view of a wiring board CB used for manufacturing the semiconductor device PKG, and FIGS. 5 and 6 are a plan view and a cross-sectional view of a semiconductor chip CP used for manufacturing the semiconductor device PKG. FIG. 3 is a plan view of the upper surface CBa side of the wiring board CB, and FIG. 4 substantially corresponds to a cross-sectional view of the wiring board CB along the line A2-A2 of FIG. FIG. 5 is a plan view of the surface CPa side of the semiconductor chip CP, and FIG. 6 substantially corresponds to the cross-sectional view of the semiconductor chip CP taken along the line A3-A3 of FIG. However, in FIG. 4, the cross section of the wiring board CB is shown with the lower surface CBb side of the wiring board CB facing downward, but in FIG. 6, the surface CPa side of the semiconductor chip CP is facing downward. The cross section of the semiconductor chip CP is shown.

図1および図2に示される本実施の形態の半導体装置PKGは、半導体パッケージ形態の半導体装置である。   The semiconductor device PKG of the present embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is a semiconductor device in the form of a semiconductor package.

図1および図2に示されるように、本実施の形態の半導体装置PKGは、配線基板CBと、配線基板CBの上面CBa上に搭載(配置)された半導体チップCPと、半導体チップCPと配線基板CBとの間を満たす樹脂部(アンダーフィル樹脂部)UFRと、配線基板CBの下面CBbに設けられた複数の半田ボール(外部端子、バンプ電極、半田バンプ)BAとを有している。   As shown in FIGS. 1 and 2, the semiconductor device PKG of the present embodiment includes a wiring board CB, a semiconductor chip CP mounted (arranged) on the upper surface CBa of the wiring board CB, and the semiconductor chip CP and the wiring. It has a resin portion (underfill resin portion) UFR that fills the space between the substrate CB and a plurality of solder balls (external terminals, bump electrodes, solder bumps) BA provided on the lower surface CBb of the wiring substrate CB.

半導体チップCPは、その厚さと交差する平面形状が矩形(四角形)であり、例えば、単結晶シリコンなどからなる半導体基板(半導体ウエハ)の主面に種々の半導体素子または半導体集積回路などを形成した後、ダイシングなどにより半導体基板を各半導体チップに分離して製造したものである。   The semiconductor chip CP has a rectangular (quadrangle) planar shape that intersects its thickness. For example, various semiconductor elements or semiconductor integrated circuits are formed on the main surface of a semiconductor substrate (semiconductor wafer) made of single crystal silicon or the like. Thereafter, the semiconductor substrate is separated into each semiconductor chip and manufactured by dicing or the like.

半導体チップCPは、半導体素子形成側の主面である表面CPaと、表面CPaとは反対側の主面である裏面CPbとを有しており、半導体チップCPの表面CPaには、複数のボンディングパッド(パッド電極、電極パッド)PDが形成されており、これら複数のボンディングパッドPD上に突起状の電極である複数のバンプ電極(突起電極、突起状電極)BPがそれぞれ形成されている。従って、半導体チップCPにおいて、ボンディングパッドPD(およびその上のバンプ電極BP)が形成された側の主面が、半導体チップCPの表面CPaとなり、それとは反対側の主面が、半導体チップCPの裏面CPbとなる。   The semiconductor chip CP has a front surface CPa that is a main surface on the semiconductor element formation side and a back surface CPb that is a main surface opposite to the front surface CPa, and a plurality of bondings are formed on the front surface CPa of the semiconductor chip CP. Pads (pad electrodes, electrode pads) PD are formed, and a plurality of bump electrodes (projection electrodes, projection electrodes) BP, which are projection electrodes, are formed on the plurality of bonding pads PD, respectively. Accordingly, in the semiconductor chip CP, the main surface on the side where the bonding pad PD (and the bump electrode BP thereon) is formed is the surface CPa of the semiconductor chip CP, and the main surface on the opposite side is the surface of the semiconductor chip CP. It becomes the back surface CPb.

半導体チップCPの各ボンディングパッドPDおよびその上のバンプ電極BPは、半導体チップCPの内部または表層部分に形成された半導体素子または半導体集積回路に、半導体チップCPの内部配線層などを介して電気的に接続されている。バンプ電極BPは、突起状電極であり、半導体チップCPを配線基板CB上にフリップチップ接続するための実装用電極として機能する。バンプ電極BPは、例えば金バンプ(金からなるバンプ電極)である。   Each bonding pad PD of the semiconductor chip CP and the bump electrode BP on the bonding pad PD are electrically connected to a semiconductor element or a semiconductor integrated circuit formed inside or on the surface layer of the semiconductor chip CP via an internal wiring layer of the semiconductor chip CP. It is connected to the. The bump electrode BP is a protruding electrode and functions as a mounting electrode for flip-chip connecting the semiconductor chip CP onto the wiring substrate CB. The bump electrode BP is, for example, a gold bump (a bump electrode made of gold).

また、ボンディングパッドPDおよびその上のバンプ電極BPは、半導体チップCPの表面CPaの周辺部(周縁部)に設けられている。   Further, the bonding pad PD and the bump electrode BP thereon are provided on the peripheral portion (peripheral portion) of the surface CPa of the semiconductor chip CP.

半導体装置PKGにおいて、半導体チップCPは、配線基板CBの上面CBaにフリップチップ実装されている。すなわち、半導体チップCPは、半導体チップCPの裏面CPb側が上方を向き、半導体チップCPの表面CPaが配線基板CBの上面CBaに対向する向きで、複数のバンプ電極BPを介して、配線基板CBの上面CBa上に搭載(実装)されている。従って、半導体チップCPは配線基板CBの上面CBaにフェイスダウンボンディングされている。   In the semiconductor device PKG, the semiconductor chip CP is flip-chip mounted on the upper surface CBa of the wiring board CB. That is, the semiconductor chip CP has the back surface CPb side of the semiconductor chip CP facing upward, and the front surface CPa of the semiconductor chip CP faces the upper surface CBa of the wiring substrate CB, and the wiring substrate CB is connected via the plurality of bump electrodes BP. It is mounted (mounted) on the upper surface CBa. Therefore, the semiconductor chip CP is face-down bonded to the upper surface CBa of the wiring board CB.

半導体チップCPの表面CPaの複数のバンプ電極BPは、配線基板CBの上面CBaの複数のボンディングリード(ボンディングフィンガ、ランド、導電性ランド、基板側端子、電極)BLに、それぞれ接合されている。このため、半導体チップCPの表面CPaの複数のバンプ電極BPは、配線基板CBの上面CBaの複数のボンディングリードBLに、それぞれ電気的かつ機械的に接続されている。従って、半導体チップCPの表面CPaの複数のボンディングパッドPDは、配線基板CBの上面CBaの複数のボンディングリードBLに、バンプ電極BPを介してそれぞれ接合されて電気的に接続されている。これにより、半導体チップCPに形成された半導体集積回路は、ボンディングパッドPDおよびバンプ電極BPを介して配線基板CBの上面CBaのボンディングリードBLに電気的に接続されている。   The plurality of bump electrodes BP on the surface CPa of the semiconductor chip CP are respectively joined to the plurality of bonding leads (bonding fingers, lands, conductive lands, substrate-side terminals, electrodes) BL on the upper surface CBa of the wiring board CB. Therefore, the plurality of bump electrodes BP on the surface CPa of the semiconductor chip CP are electrically and mechanically connected to the plurality of bonding leads BL on the upper surface CBa of the wiring board CB, respectively. Accordingly, the plurality of bonding pads PD on the surface CPa of the semiconductor chip CP are respectively joined and electrically connected to the plurality of bonding leads BL on the upper surface CBa of the wiring board CB via the bump electrodes BP. Thus, the semiconductor integrated circuit formed on the semiconductor chip CP is electrically connected to the bonding lead BL on the upper surface CBa of the wiring board CB via the bonding pad PD and the bump electrode BP.

半導体装置PKGにおいて、半導体チップCPと配線基板CBの上面CBaとの間に、アンダーフィル樹脂としての樹脂部UFRが充填されている。樹脂部UFRにより、バンプ電極BPとボンディングリードBLとの接続部を封止して保護することができる。また、樹脂部UFRにより、半導体チップCPと配線基板CBとの熱膨張率の差によるバンプ電極BPへの負担を緩衝することができる。これにより、半導体装置PKGの信頼性を向上させることができる。樹脂部UFRは、エポキシ樹脂などの樹脂材料(熱硬化型樹脂材料)からなり、フィラー(シリカなど)を含有している。   In the semiconductor device PKG, a resin portion UFR as an underfill resin is filled between the semiconductor chip CP and the upper surface CBa of the wiring board CB. By the resin portion UFR, the connection portion between the bump electrode BP and the bonding lead BL can be sealed and protected. In addition, the resin portion UFR can buffer a burden on the bump electrode BP due to a difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor chip CP and the wiring substrate CB. Thereby, the reliability of the semiconductor device PKG can be improved. The resin portion UFR is made of a resin material (thermosetting resin material) such as an epoxy resin, and contains a filler (silica or the like).

配線基板(パッケージ基板)CBは、その厚さと交差する平面形状が矩形(四角形)であり、一方の主面である上面(表面)CBaと、上面CBaとは反対側の主面である下面(裏面)CBbとを有している。配線基板CBの上面CBaのうち、チップ搭載領域(半導体チップCPを搭載する領域)には、半導体チップCPの表面CPaにおけるボンディングパッドPD(およびその上のバンプ電極BP)の配列に対応した配列で、複数のボンディングリードBLが配列している。すなわち、配線基板CBの上面CBaのチップ搭載領域に半導体チップCPを搭載したときに、半導体チップCPの複数のバンプ電極BPと配線基板CBの複数のボンディングリードBLとがそれぞれ対向するように、配線基板CBの上面CBaのチップ搭載領域に複数のボンディングリードBLが配列している。   The wiring board (package substrate) CB has a rectangular (quadrangle) planar shape that intersects its thickness, and has an upper surface (front surface) CBa that is one main surface and a lower surface that is a main surface opposite to the upper surface CBa ( Back surface) CBb. Of the upper surface CBa of the wiring board CB, the chip mounting area (the area where the semiconductor chip CP is mounted) has an arrangement corresponding to the arrangement of the bonding pads PD (and the bump electrodes BP thereon) on the surface CPa of the semiconductor chip CP. A plurality of bonding leads BL are arranged. In other words, when the semiconductor chip CP is mounted on the chip mounting region of the upper surface CBa of the wiring board CB, the wiring is so arranged that the plurality of bump electrodes BP of the semiconductor chip CP and the plurality of bonding leads BL of the wiring board CB face each other. A plurality of bonding leads BL are arranged in the chip mounting region on the upper surface CBa of the substrate CB.

なお、配線基板CBの上面CBaのチップ搭載領域とは、配線基板CBの上面CBa上に半導体チップCPを搭載した後の段階では、配線基板CBの上面CBaのうち半導体チップCPを搭載した領域、すなわち、配線基板CBの上面CBaのうち半導体チップCPと平面視で重なる領域に対応する。また、配線基板CBの上面CBaのチップ搭載領域とは、配線基板CBの上面CBa上に半導体チップCPを搭載する前の段階では、配線基板CBの上面CBaのうち、後で半導体チップCPを搭載する予定の領域に対応する。従って、配線基板CBの上面CBaにおけるチップ搭載領域とは、半導体チップCPの搭載前と搭載後とで、同じ領域を指す。すなわち、配線基板CBの上面CBaのうち、半導体チップCPを搭載したときに半導体チップCPと平面視で重なる領域が、半導体チップCPの搭載前か搭載後かにかかわらず、チップ搭載領域である。ここで、平面視とは、配線基板CBの上面CBaに平行な平面で見た場合を言う。   The chip mounting region on the upper surface CBa of the wiring board CB is a region where the semiconductor chip CP is mounted on the upper surface CBa of the wiring substrate CB at a stage after the semiconductor chip CP is mounted on the upper surface CBa of the wiring substrate CB. That is, it corresponds to a region of the upper surface CBa of the wiring board CB that overlaps the semiconductor chip CP in plan view. Further, the chip mounting area on the upper surface CBa of the wiring board CB means that the semiconductor chip CP is mounted later on the upper surface CBa of the wiring board CB in the stage before mounting the semiconductor chip CP on the upper surface CBa of the wiring board CB. Corresponds to the area to be scheduled. Therefore, the chip mounting area on the upper surface CBa of the wiring board CB indicates the same area before and after mounting the semiconductor chip CP. That is, a region of the upper surface CBa of the wiring board CB that overlaps the semiconductor chip CP in plan view when the semiconductor chip CP is mounted is a chip mounting region regardless of whether the semiconductor chip CP is mounted before or after mounting. Here, the plan view refers to a case of viewing in a plane parallel to the upper surface CBa of the wiring board CB.

また、図4には、半導体装置PKGの製造に用いられる配線基板CBが示されており、図4の配線基板CBにおいては、配線基板CBの上面CBaのボンディングリードBL上に半田層SD1が形成されているが、図2に示される製造後の半導体装置PKGでは、この半田層SD1が溶融・再固化して半田SD2となっている。半導体装置PKGにおいては、バンプ電極BPはボンディングリードBLに接続(熱圧着あるいは熱および超音波により接続)されるとともに、半田SD2を介して接合されて固定されている。   4 shows a wiring board CB used for manufacturing the semiconductor device PKG. In the wiring board CB of FIG. 4, a solder layer SD1 is formed on the bonding lead BL on the upper surface CBa of the wiring board CB. However, in the manufactured semiconductor device PKG shown in FIG. 2, the solder layer SD1 is melted and re-solidified to become solder SD2. In the semiconductor device PKG, the bump electrode BP is connected to the bonding lead BL (connected by thermocompression bonding or heat and ultrasonic waves), and is bonded and fixed via the solder SD2.

また、半導体装置PKGにおいて、配線基板CBの下面CBbには、半田ボールBAを接続するための導電性のランド(電極、パッド、端子)LAが複数形成されている。   In the semiconductor device PKG, a plurality of conductive lands (electrodes, pads, terminals) LA for connecting the solder balls BA are formed on the lower surface CBb of the wiring board CB.

配線基板CBは、例えば、複数の絶縁体層(誘電体層)と、複数の導体層(配線層、導体パターン層)とを積層して一体化した多層配線基板(多層基板)である。配線基板CBの上面CBaのボンディングリードBLは、配線基板CBの配線や配線基板CBのビアの内部に形成されたビア配線などを介して、配線基板CBの下面CBbのランドLAに電気的に接続されている。   The wiring board CB is, for example, a multilayer wiring board (multilayer board) in which a plurality of insulator layers (dielectric layers) and a plurality of conductor layers (wiring layers, conductor pattern layers) are stacked and integrated. The bonding lead BL on the upper surface CBa of the wiring board CB is electrically connected to the land LA on the lower surface CBb of the wiring board CB via the wiring of the wiring board CB or via wiring formed inside the via of the wiring board CB. Has been.

また、配線基板CBの上面CBa側の最上層には、絶縁膜(絶縁層)であるレジスト層(ソルダレジスト層、半田レジスト層)SR1が形成されており、ボンディングリードBLは、レジスト層SR1の開口部OPから露出されている。また、配線基板CBの下面CBb側の最上層には、絶縁膜(絶縁層)であるレジスト層(ソルダレジスト層、半田レジスト層)SR2が形成されており、ランドLAは、レジスト層SR2の開口部から露出されている。   Further, a resist layer (solder resist layer, solder resist layer) SR1 which is an insulating film (insulating layer) is formed on the uppermost layer on the upper surface CBa side of the wiring board CB, and the bonding lead BL is formed of the resist layer SR1. It is exposed from the opening OP. Further, a resist layer (solder resist layer, solder resist layer) SR2 which is an insulating film (insulating layer) is formed on the uppermost layer on the lower surface CBb side of the wiring board CB, and the land LA is an opening of the resist layer SR2. It is exposed from the part.

配線基板CBにおいて、レジスト層SR1の開口部OPは、チップ搭載領域の四辺に沿って配列する複数のボンディングリードBLを露出するように、平面視において環状(リング状)に形成されている。すなわち、レジスト層SR1に環状に設けられた1つの開口部OPから、複数のボンディングリードBLが露出されている。   In the wiring board CB, the opening OP of the resist layer SR1 is formed in an annular shape (ring shape) in plan view so as to expose the plurality of bonding leads BL arranged along the four sides of the chip mounting region. That is, a plurality of bonding leads BL are exposed from one opening OP provided in a ring shape in the resist layer SR1.

なお、図5では、半導体チップCPの表面CPaにおいて、外周の四辺に沿いかつ一辺当たりに5個のボンディングパッドPDおよびその上のバンプ電極BPが配列し、それに対応して、図3では、配線基板CBの上面CBaのチップ搭載部内において、チップ搭載部の外周の四辺に沿いかつ一辺当たりに5個のボンディングリードBLが配列しているが、これは一例を示したものである。配列する数(図3および図5の場合は5個)などは、種々変更可能である。例えば、本実施の形態では、図5に示すように、複数のボンディングパッドPDおよびその上のバンプ電極BPが半導体チップCPの表面CPaの周辺部(周縁部)に設けられる、所謂、ペリフェラル構造について説明したが、半導体チップCPの表面CPaにおける中央部(図5に示す複数のボンディングパッドPDで囲まれる領域)にも複数のボンディングパッドPDおよびその上のバンプ電極BPが設けられる、所謂、エリアアレイ構造であってもよい。この場合は、配線基板CBの上面CBaのチップ搭載部内に設けられる複数のボンディングリードBLの配列を、この半導体チップCPの配列に対応させる。すなわち、図3に示すチップ搭載領域における中央部(図3に示す複数のボンディングリードBLで囲まれる領域)にも、ボンディングリードBLを配置する。   In FIG. 5, on the surface CPa of the semiconductor chip CP, five bonding pads PD and bump electrodes BP thereon are arranged along the four sides of the outer periphery, and correspondingly, in FIG. In the chip mounting portion of the upper surface CBa of the substrate CB, five bonding leads BL are arranged along the four sides of the outer periphery of the chip mounting portion and per side. This is an example. The number of arrangement (5 in the case of FIGS. 3 and 5) can be variously changed. For example, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, a so-called peripheral structure in which a plurality of bonding pads PD and bump electrodes BP thereon are provided on the peripheral portion (peripheral portion) of the surface CPa of the semiconductor chip CP. As described above, a so-called area array in which a plurality of bonding pads PD and bump electrodes BP thereon are also provided in the central portion (region surrounded by the plurality of bonding pads PD shown in FIG. 5) on the surface CPa of the semiconductor chip CP. It may be a structure. In this case, the arrangement of the plurality of bonding leads BL provided in the chip mounting portion on the upper surface CBa of the wiring board CB is made to correspond to the arrangement of the semiconductor chips CP. That is, the bonding lead BL is also arranged in the center portion (the region surrounded by the plurality of bonding leads BL shown in FIG. 3) in the chip mounting region shown in FIG.

また、図面の簡略化のために、図2および図4では、配線基板CBの上面CBaのボンディングリードBLと配線基板CBの下面CBbのランドLAと、配線基板CBの上面CBa側のレジスト層SR1と、配線基板CBの下面CBb側のレジスト層SR2とを除き、配線基板CBを構成する複数の絶縁体層および配線層を個別の層に分けずに一体化して示してある。なお、図3は、平面図であるが、理解を簡単にするために、配線基板CBの上面CBaにおいて、ボンディングリードBLに細い線のハッチングを付し、また、レジスト層SR1が形成されている領域に、太い線のハッチングを付してある。   For simplification of the drawings, in FIGS. 2 and 4, the bonding lead BL on the upper surface CBa of the wiring substrate CB, the land LA on the lower surface CBb of the wiring substrate CB, and the resist layer SR1 on the upper surface CBa side of the wiring substrate CB are used. In addition, except for the resist layer SR2 on the lower surface CBb side of the wiring board CB, a plurality of insulator layers and wiring layers constituting the wiring board CB are shown in an integrated manner without being separated into individual layers. Although FIG. 3 is a plan view, for easy understanding, the bonding lead BL is hatched with a thin line on the upper surface CBa of the wiring board CB, and the resist layer SR1 is formed. The area is hatched with a thick line.

配線基板CBの下面CBbにおいて、ランドLAは、配線基板CBの下面CBbの外周に沿って、単数または複数列で配置(配列)されている。各ランドLAには、半田ボールBAが接続(形成)されている。このため、半導体装置PKGにおいては、配線基板CBの下面CBbに複数の半田ボールBAが配置された状態となっており、半田ボールBAは、半導体装置PKGの外部端子(外部接続用端子)として機能することができる。   On the lower surface CBb of the wiring board CB, the lands LA are arranged (arranged) in a single or a plurality of rows along the outer periphery of the lower surface CBb of the wiring board CB. A solder ball BA is connected (formed) to each land LA. Therefore, in the semiconductor device PKG, a plurality of solder balls BA are arranged on the lower surface CBb of the wiring board CB, and the solder balls BA function as external terminals (external connection terminals) of the semiconductor device PKG. can do.

半導体チップCPの各ボンディングパッドPDは、バンプ電極BPを介して配線基板CBの上面CBaの各ボンディングリードBLに電気的に接続され、更に、配線基板CBの配線やビア配線を介して、配線基板CBの下面CBbのランドLAおよびランドLAに接続された半田ボールBAに電気的に接続されている。また、配線基板CBの下面CBbに配置された複数の半田ボールBAが、半導体チップCPのボンディングパッドPDに電気的に接続していない半田ボールを含むこともでき、これを放熱用に用いることもできる。   Each bonding pad PD of the semiconductor chip CP is electrically connected to each bonding lead BL on the upper surface CBa of the wiring board CB via the bump electrode BP, and further, via the wiring of the wiring board CB and via wiring, the wiring board. The lower surface CBb of the CB is electrically connected to the land LA and the solder ball BA connected to the land LA. In addition, the plurality of solder balls BA arranged on the lower surface CBb of the wiring board CB can include solder balls that are not electrically connected to the bonding pads PD of the semiconductor chip CP, and these can be used for heat dissipation. it can.

<半導体装置の製造工程>
次に、本実施の形態の半導体装置の製造方法(製造工程)について説明する。
<Manufacturing process of semiconductor device>
Next, a manufacturing method (manufacturing process) of the semiconductor device according to the present embodiment will be described.

図7および図8は、本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す製造プロセスフロー図である。図8には、図7のプロセスフローのうち、ステップS2を詳細化したプロセスフローが示されている。すなわち、図7のステップS2は、図8のステップS2a〜S2fにより構成されている。   7 and 8 are manufacturing process flowcharts showing the manufacturing process of the semiconductor device of the present embodiment. FIG. 8 shows a process flow in which step S2 is detailed in the process flow of FIG. That is, step S2 in FIG. 7 is configured by steps S2a to S2f in FIG.

図9〜図24は、本実施の形態の半導体装置の製造工程の説明図であり、平面図または断面図が示されている。図9〜図24のうち、図9と図11と図17と図18と図20と図22〜図24とは、断面図であり、上記図1に対応する断面が示されている。図9〜図24のうち、図10と図12〜図16と図19と図21とは、平面図である。   9 to 24 are explanatory diagrams of the manufacturing process of the semiconductor device of the present embodiment, and a plan view or a cross-sectional view is shown. 9 to 24, FIGS. 9, 11, 17, 18, 20, and 22 to 24 are cross-sectional views showing cross sections corresponding to FIG. 1. 9 to 24, FIGS. 10, 12 to 16, 19, and 21 are plan views.

半導体装置PKGを製造するには、まず、配線基板CBと半導体チップCPを準備(用意)する(図7のステップS1)。   In order to manufacture the semiconductor device PKG, first, the wiring board CB and the semiconductor chip CP are prepared (prepared) (step S1 in FIG. 7).

半導体チップCPは、上記図5および図6に示されており、上述のように、半導体チップCPは、表面CPaと、半導体チップCPの表面に形成された複数のボンディングパッドPDと、複数のボンディングパッドPD上にそれぞれ形成された複数のバンプ電極BPと、表面CPaとは反対側の裏面CPbとを有している。バンプ電極BPは、ボンディングパッドPD上に形成された電極部材とみなすことができる。後述のCuポスト(銅の柱状電極)PSも、ボンディングパッドPD上に形成された電極部材とみなすことができる。   The semiconductor chip CP is shown in FIGS. 5 and 6, and as described above, the semiconductor chip CP includes the surface CPa, the plurality of bonding pads PD formed on the surface of the semiconductor chip CP, and the plurality of bondings. Each has a plurality of bump electrodes BP formed on the pad PD and a back surface CPb opposite to the front surface CPa. The bump electrode BP can be regarded as an electrode member formed on the bonding pad PD. A Cu post (copper columnar electrode) PS, which will be described later, can also be regarded as an electrode member formed on the bonding pad PD.

また、配線基板CBは、上記図3および図4に示されており、上述のように、配線基板CBは、上面CBaと、上面CBaのチップ搭載領域に形成された複数のボンディングリードBLと、上面CBaとは反対側の下面CBbと、下面CBbに形成された複数のランドLAとを有している。   Further, the wiring board CB is shown in FIGS. 3 and 4, and as described above, the wiring board CB includes the upper surface CBa and a plurality of bonding leads BL formed in the chip mounting region of the upper surface CBa. It has a lower surface CBb opposite to the upper surface CBa and a plurality of lands LA formed on the lower surface CBb.

配線基板CBは、種々の製法により作製することができる。例えば、ビルドアップ法、サブトラクティブ法、印刷法、シート積層法、セミアディティブ法、またはアディティブ法などを用いて配線基板CBを作製することができる。   The wiring board CB can be manufactured by various manufacturing methods. For example, the wiring board CB can be manufactured using a build-up method, a subtractive method, a printing method, a sheet lamination method, a semi-additive method, an additive method, or the like.

先に配線基板CBを準備してから半導体チップCPを準備しても、先に半導体チップCPを準備してから配線基板CBを準備しても、あるいは配線基板CBと半導体チップCPとを同時に準備してもよい。また、半導体チップCPは、ステップS1で準備していない場合は、後述のステップS2dで配線基板CB上に半導体チップCPを配置する工程を行うまでに、準備すればよい。   The semiconductor substrate CP is prepared after the wiring substrate CB is prepared first, the wiring substrate CB is prepared after the semiconductor chip CP is prepared first, or the wiring substrate CB and the semiconductor chip CP are prepared simultaneously. May be. Further, when the semiconductor chip CP is not prepared in step S1, the semiconductor chip CP may be prepared until a step of arranging the semiconductor chip CP on the wiring board CB in step S2d described later is performed.

また、配線基板CBの上面CBaのボンディングリードBL上には、半田(半田材)からなる半田層SD1が形成されている。すなわち、ボンディングリードBL上に半田層SD1が形成された配線基板CBをステップS1で準備(製造)する。他の形態として、ステップS1で、ボンディングリードBL上に半田層SD1が形成されていない配線基板CBを準備してから、後述のステップS2を行う前に、配線基板CBのボンディングリードBL上に半田層SD1を形成することもできる。   A solder layer SD1 made of solder (solder material) is formed on the bonding lead BL on the upper surface CBa of the wiring board CB. That is, the wiring board CB having the solder layer SD1 formed on the bonding lead BL is prepared (manufactured) in step S1. As another form, after preparing the wiring board CB in which the solder layer SD1 is not formed on the bonding lead BL in step S1, before performing step S2 described later, soldering is performed on the bonding lead BL of the wiring board CB. The layer SD1 can also be formed.

また、配線基板CBの下面CBbのランドLAの表面には、Au/Niメッキ層(上層側のAuメッキ層と下層側のNiメッキ層との積層メッキ層)などのメッキ層が形成されているが、ここではその図示は省略している。   In addition, a plating layer such as an Au / Ni plating layer (a laminated plating layer of an upper Au plating layer and a lower Ni plating layer) is formed on the surface of the land LA on the lower surface CBb of the wiring board CB. However, the illustration is omitted here.

次に、樹脂供給およびフリップチップ接続工程を行う(図7のステップS2)。このステップS2の樹脂供給およびフリップチップ接続工程は、いくつかのサブステップ(図8のS2a〜S2fに対応)を有している。すなわち、以下のステップS2a〜S2fを行うことにより、ステップS2の樹脂供給およびフリップチップ接続工程が行われる。   Next, a resin supply and flip chip connection process is performed (step S2 in FIG. 7). The resin supply and flip-chip connection process in step S2 has several sub-steps (corresponding to S2a to S2f in FIG. 8). That is, by performing the following steps S2a to S2f, the resin supply and flip chip connection process of step S2 is performed.

まず、図9(断面図)に示されるように、温度T2に加熱(設定)されているステージ(加熱用ステージ、ヒートステージ、載置台)STG上に、配線基板CBを配置(載置)する(図8のステップS2a)。この際、配線基板CBの下面CBbがステージSTGの上面に対向する、言い換えると、配線基板CBの上面CBaが上方を向くように、配線基板CBがステージSTG上に配置される。   First, as shown in FIG. 9 (cross-sectional view), the wiring board CB is placed (placed) on a stage (heating stage, heat stage, placement stage) STG heated (set) to a temperature T2. (Step S2a in FIG. 8). At this time, the wiring substrate CB is disposed on the stage STG so that the lower surface CBb of the wiring substrate CB faces the upper surface of the stage STG, in other words, the upper surface CBa of the wiring substrate CB faces upward.

ステージSTGは、ヒータなどの加熱機構を内蔵しており、所望の温度に加熱(設定)され、その温度を維持できるようになっている。ステップS2aでは、温度T2に加熱(設定)されて保持された状態のステージSTG上に、配線基板CBを配置する。これにより、ステージSTG上に配置された配線基板CBも加熱されて、ほぼ温度T2になる。温度T2は、好ましくは50〜100℃であり、例えば75℃程度に設定されている。   The stage STG incorporates a heating mechanism such as a heater, and is heated (set) to a desired temperature so that the temperature can be maintained. In step S2a, the wiring board CB is placed on the stage STG that is heated (set) and held at the temperature T2. As a result, the wiring substrate CB disposed on the stage STG is also heated to almost the temperature T2. The temperature T2 is preferably 50 to 100 ° C., and is set to about 75 ° C., for example.

次に、ステージSTG上に配置されることで加熱された配線基板CBにおいて、図10(平面図)および図11(断面図)に示されるように、配線基板CBの上面CBaのチップ搭載予定領域に、ペースト状の(流動性のある)樹脂RSを配置(供給、塗布)する(図8のステップS2b)。   Next, in the wiring board CB heated by being disposed on the stage STG, as shown in FIG. 10 (plan view) and FIG. 11 (cross-sectional view), a chip mounting scheduled area on the upper surface CBa of the wiring board CB Next, a paste-like (fluid) resin RS is arranged (supplied and applied) (step S2b in FIG. 8).

この樹脂RSは、後で上記樹脂部(アンダーフィル樹脂)UFRになるものである。樹脂RSは、熱硬化性の樹脂であるが、膨張性のフィラー(後述のフィラーFL1)と、他のフィラー(後述のフィラーFL2)とを含有している。樹脂RSの材料については、後で更に説明する。   This resin RS will later become the resin portion (underfill resin) UFR. The resin RS is a thermosetting resin, but contains an expandable filler (filler FL1 described later) and another filler (filler FL2 described later). The material of the resin RS will be further described later.

ステップS2bでは、図11に示されるように、樹脂供給用のノズル(樹脂塗布装置のノズル、樹脂供給装置のノズル)NZLから樹脂RSを、配線基板CBの上面CBaのチップ搭載予定領域に供給する。ノズルNZLの温度は、温度T1に設定されており、この温度T1は、ステージSTGの温度T2よりも低い温度である(すなわちT1<T2)。ノズルNZLの温度を温度T1に設定したことで、ノズルNZL内で樹脂RSの温度は、ほぼ温度T1となっている。従って、ノズルNZLから配線基板CB上に樹脂RSが供給される直前、供給された瞬間、および供給された直後において、樹脂RSの温度(ほぼ温度T1に等しい)は、配線基板CBの温度(ほぼ温度T2に等しい)よりも低くなっている。温度T1は、例えば30〜50℃程度に設定されている。   In step S2b, as shown in FIG. 11, the resin RS is supplied from the resin supply nozzle (resin coating device nozzle, resin supply device nozzle) NZL to the chip mounting planned area of the upper surface CBa of the wiring board CB. . The temperature of the nozzle NZL is set to a temperature T1, and this temperature T1 is lower than the temperature T2 of the stage STG (that is, T1 <T2). By setting the temperature of the nozzle NZL to the temperature T1, the temperature of the resin RS in the nozzle NZL is substantially the temperature T1. Therefore, immediately before the resin RS is supplied onto the wiring board CB from the nozzle NZL, immediately after the supply, and immediately after the supply, the temperature of the resin RS (approximately equal to the temperature T1) is the temperature of the wiring board CB (approximately the same). It is lower than the temperature T2. The temperature T1 is set to about 30 to 50 ° C., for example.

ステップS2bでは、配線基板CBの上面CBaのチップ搭載領域において、ノズルNZLから樹脂RSを、互いに交差する複数方向に塗布することが好ましい。この一例を、図12〜図15を参照して説明する。   In step S2b, it is preferable to apply the resin RS from the nozzle NZL in a plurality of directions intersecting each other in the chip mounting region on the upper surface CBa of the wiring board CB. An example of this will be described with reference to FIGS.

ステップS2bにおいて、まず、図12に示されるように、配線基板CBの上面CBaのチップ搭載領域において、矢印で示される方向DR1に樹脂RSを塗布し、この方向DR1に沿って塗布された樹脂RSを樹脂RS1として図12に示している。それから、図13に示されるように、配線基板CBの上面CBaのチップ搭載領域において、矢印で示される方向DR2に樹脂RSを塗布し、この方向DR2に沿って塗布された樹脂RSを樹脂RS2として図13に示している。それから、図14に示されるように、配線基板CBの上面CBaのチップ搭載領域において、矢印で示される方向DR3に樹脂RSを塗布し、この方向DR3に沿って塗布された樹脂RSを樹脂RS3として図14に示している。それから、図15に示されるように、配線基板CBの上面CBaのチップ搭載領域において、矢印で示される方向DR4に樹脂RSを塗布し、この方向DR4に沿って塗布された樹脂RSを樹脂RS4として図15に示している。方向DR1,DR2,DR3,DR4は、互いに交差する方向である。このようにして、配線基板CBの上面CBaのチップ搭載領域において、ノズルNZLから樹脂RSを、互いに交差する複数方向(図12〜図15の場合はDR1,DR2,DR3、DR4)に塗布することができる。これにより、配線基板CBの上面CBaのチップ搭載領域に均等に樹脂RSを配置しやすくなり、後で半導体チップCPを配線基板CB上に搭載したときに、配線基板CBと半導体チップCPとの間の領域全体に樹脂RSをまんべんなく行き渡らせやすくなる。   In step S2b, first, as shown in FIG. 12, in the chip mounting region on the upper surface CBa of the wiring board CB, the resin RS is applied in the direction DR1 indicated by the arrow, and the resin RS applied along the direction DR1. Is shown in FIG. 12 as resin RS1. Then, as shown in FIG. 13, in the chip mounting region on the upper surface CBa of the wiring board CB, the resin RS is applied in the direction DR2 indicated by the arrow, and the resin RS applied along the direction DR2 is used as the resin RS2. This is shown in FIG. Then, as shown in FIG. 14, in the chip mounting region on the upper surface CBa of the wiring board CB, the resin RS is applied in the direction DR3 indicated by the arrow, and the resin RS applied along the direction DR3 is used as the resin RS3. It is shown in FIG. Then, as shown in FIG. 15, in the chip mounting region of the upper surface CBa of the wiring board CB, the resin RS is applied in the direction DR4 indicated by the arrow, and the resin RS applied along the direction DR4 is used as the resin RS4. It is shown in FIG. The directions DR1, DR2, DR3, DR4 are directions that cross each other. In this manner, in the chip mounting region on the upper surface CBa of the wiring board CB, the resin RS is applied from the nozzle NZL in a plurality of directions intersecting with each other (DR1, DR2, DR3, DR4 in the case of FIGS. 12 to 15). Can do. As a result, the resin RS can be easily arranged evenly on the chip mounting region of the upper surface CBa of the wiring board CB, and when the semiconductor chip CP is mounted on the wiring board CB later, the wiring RS is not located between the wiring board CB and the semiconductor chip CP. It becomes easy to spread the resin RS evenly over the entire area.

なお、本実施の形態では、ノズルNZLが1つ、すなわち、樹脂RSが1つの供給路を介して配線基板CB上に供給される例について説明したが、複数の供給路を有する、所謂、マルチノズルを用いた場合には、複数回に亘る作業を1回に省略することが可能である。さらには、平面形状がクロス形状のノズル(X字または+字)のノズルを用いることで、上記の図12〜図15の工程数を削減できる。   In the present embodiment, an example in which one nozzle NZL, that is, resin RS is supplied onto the wiring board CB through one supply path has been described. However, a so-called multi-channel having a plurality of supply paths is provided. When a nozzle is used, it is possible to omit a plurality of operations at once. Furthermore, the number of steps shown in FIGS. 12 to 15 can be reduced by using a nozzle having a cross-shaped nozzle (X-shaped or + -shaped).

次に、図16(平面図)および図17(断面図)に示されるように、樹脂RSの粘度を高める処理を行う(図8のステップS2c)。すなわち、ステップS2cでは、樹脂RSの粘度を、粘度V1よりも高い粘度V2に上昇させる。ステップS2cにおける樹脂RSの粘度の上昇は、樹脂RSに含有される膨張性のフィラーを膨張させることにより、実現できる。   Next, as shown in FIG. 16 (plan view) and FIG. 17 (cross-sectional view), a process for increasing the viscosity of the resin RS is performed (step S2c in FIG. 8). That is, in step S2c, the viscosity of the resin RS is increased to a viscosity V2 that is higher than the viscosity V1. The increase in the viscosity of the resin RS in step S2c can be realized by expanding the expandable filler contained in the resin RS.

ステップS2cでは、樹脂RSにおいて架橋反応を生じさせるのではなく、樹脂RSに含まれるフィラー(後述の膨張性のフィラーFL1に対応)を膨張させることにより、樹脂RSの粘度を増大(増加、上昇)させる。具体的には、温度T2に設定(加熱)されたステージSTGにより温度T2に加熱された配線基板CB上に樹脂RSが配置されている状態を、所定の時間維持し、樹脂RSの温度上昇に伴って樹脂RSに含まれる膨張性のフィラー(後述の膨張性のフィラーFL1に対応)が膨張することにより、樹脂RSの粘度を上昇(増大)させる。   In step S2c, the viscosity of the resin RS is increased (increased or increased) by expanding a filler (corresponding to an expandable filler FL1 described later) contained in the resin RS instead of causing a crosslinking reaction in the resin RS. Let Specifically, the state in which the resin RS is disposed on the wiring board CB heated to the temperature T2 by the stage STG set (heated) at the temperature T2 is maintained for a predetermined time to increase the temperature of the resin RS. Along with this, an expandable filler (corresponding to an expandable filler FL1 described later) contained in the resin RS expands to increase (increase) the viscosity of the resin RS.

すなわち、ステップS2cでは、ステージSTGは温度T2に加熱(設定)されており、ステージSTGによって配線基板CBはほぼ温度T2に加熱されているため、配線基板CB上に配置された樹脂RSも加熱されて樹脂RSの温度が上昇し(温度T2に上昇し)、それによって、樹脂RS中の膨張性フィラーが膨張して樹脂RSの粘度が上昇する。このため、温度T2は、樹脂RSに含まれる膨張性のフィラー(後述の膨張性のフィラーFL1に対応)が膨張して樹脂RSの粘度が的確に上昇するが、樹脂RSにおいて架橋反応があまり生じないような温度に設定する。温度T2は、好ましくは50〜100℃であり、例えば75℃程度に設定されている。   That is, in step S2c, the stage STG is heated (set) to the temperature T2, and the wiring board CB is heated to almost the temperature T2 by the stage STG, so that the resin RS disposed on the wiring board CB is also heated. As a result, the temperature of the resin RS rises (rises to a temperature T2), whereby the expandable filler in the resin RS expands and the viscosity of the resin RS rises. For this reason, at the temperature T2, the expandable filler contained in the resin RS (corresponding to the expandable filler FL1 described later) expands and the viscosity of the resin RS rises accurately, but the crosslinking reaction occurs too much in the resin RS. Set the temperature so that it does not exist. The temperature T2 is preferably 50 to 100 ° C., and is set to about 75 ° C., for example.

ステップS2bで配線基板CB上に樹脂RSを配置(供給)したときの樹脂RSの粘度を粘度V1とすると、ステップS2cで、樹脂RSの粘度は、粘度V1よりも大きい粘度V2に増大(増加、上昇)する(すなわちV2>V1)。このステップS2cの粘度上昇(粘度増大)工程については、後で更に説明する。   If the viscosity of the resin RS when the resin RS is arranged (supplied) on the wiring board CB in step S2b is the viscosity V1, the viscosity of the resin RS increases (increases) to a viscosity V2 larger than the viscosity V1 in step S2c. (Ie, V2> V1). The viscosity increase (viscosity increase) step in step S2c will be further described later.

次に、図18(断面図)、図19(平面図)および図20(断面図)に示されるように、配線基板CBの上面CBaのチップ搭載予定領域に半導体チップCPを配置する(図8のステップS2d)。   Next, as shown in FIG. 18 (cross-sectional view), FIG. 19 (plan view), and FIG. 20 (cross-sectional view), the semiconductor chip CP is disposed in the chip mounting planned region of the upper surface CBa of the wiring board CB (FIG. 8). Step S2d).

なお、図18は、ツールTLで保持した半導体チップCPを配線基板CBに近づけている途中を模式的に示す断面図であり、図20の断面図は、図18の状態から半導体チップCPを配線基板CBに更に近づけ、半導体チップCPのバンプ電極BPの先端が配線基板CBの上面CBaのボンディングリードBL(上の半田層SD1)に接した状態が示されている。図19は、図20の状態の平面図であるが、図19では、ツールTLの図示は省略してある。   18 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the semiconductor chip CP held by the tool TL is approaching the wiring board CB, and the cross-sectional view of FIG. 20 shows wiring of the semiconductor chip CP from the state of FIG. A state in which the tip of the bump electrode BP of the semiconductor chip CP is in contact with the bonding lead BL (upper solder layer SD1) of the upper surface CBa of the wiring substrate CB is shown closer to the substrate CB. FIG. 19 is a plan view of the state of FIG. 20, but the tool TL is not shown in FIG.

ステップS2dでは、半導体チップCPの表面CPaが配線基板CBの上面CBaと対向するように、半導体チップCPを、樹脂RSおよび複数のバンプ電極BPを介して配線基板CBの上面CBaのチップ搭載予定領域に配置する。配線基板CBのチップ搭載予定領域には、ステップS2bで樹脂RSが配置されていたため、ステップS2dでは、半導体チップCPは、樹脂RSが配置されているチップ搭載予定領域に、配置されることになる。   In Step S2d, the semiconductor chip CP is mounted on the chip mounting region of the upper surface CBa of the wiring substrate CB via the resin RS and the plurality of bump electrodes BP so that the surface CPa of the semiconductor chip CP faces the upper surface CBa of the wiring substrate CB. To place. Since the resin RS is disposed in the chip mounting scheduled area of the wiring substrate CB in step S2b, the semiconductor chip CP is disposed in the chip mounting planned area in which the resin RS is disposed in step S2d. .

具体的には、ツール(ボンディングツール、ボンディングヘッド)TLで半導体チップCPの裏面CPbを保持(吸着)し、ツールTLに保持(吸着)された半導体チップCPを、図18に示されるように配線基板CBに近づけ、図19および図20に示されるように、配線基板CBの上面CBaのチップ搭載予定領域に配置する。半導体チップCPは、半導体チップCPの裏面CPb側が上方を向き、半導体チップCPの表面CPa側が下方(すなわち配線基板CBの上面CBa側)を向くように、フェイスダウンで配線基板CBの上面CBa上に配置され、半導体チップCPの表面CPaの複数のバンプ電極BPが配線基板CBの上面CBaの複数のボンディングリードBLにそれぞれ対向するように位置合わせされる。ボンディングリードBL上には半田層SD1が形成されていたため、バンプ電極BPは、ボンディングリードBL上の半田層SD1に対向して接した状態になる。   Specifically, the back surface CPb of the semiconductor chip CP is held (sucked) by a tool (bonding tool, bonding head) TL, and the semiconductor chip CP held (sucked) by the tool TL is wired as shown in FIG. Close to the substrate CB, as shown in FIG. 19 and FIG. 20, it is arranged in the chip mounting planned area on the upper surface CBa of the wiring substrate CB. The semiconductor chip CP faces down on the upper surface CBa of the wiring substrate CB so that the back surface CPb side of the semiconductor chip CP faces upward and the front surface CPa side of the semiconductor chip CP faces downward (that is, the upper surface CBa side of the wiring substrate CB). The plurality of bump electrodes BP on the surface CPa of the semiconductor chip CP are aligned so as to face the plurality of bonding leads BL on the upper surface CBa of the wiring board CB. Since the solder layer SD1 is formed on the bonding lead BL, the bump electrode BP is in contact with the solder layer SD1 on the bonding lead BL.

ステップS2dにおいては、配線基板CBの上面CBaのチップ搭載予定領域にペースト状の(すなわち流動性のある)樹脂RSを配置した状態で(すなわち樹脂RSが硬化していない状態で)、半導体チップCPを配線基板CBの上面CBaのチップ搭載予定領域に配置する。このため、半導体チップCP(の表面CPa)によって樹脂RSが押し拡げられ、半導体チップCP(の表面CPa)と配線基板CB(の上面CBa)との間の領域全体に樹脂RSが拡がることになる。これにより、配線基板CB(の上面CBa)と半導体チップCP(の表面CPa)との間に、樹脂RSが充填された状態となる。   In step S2d, in a state where the paste-like (that is, fluid) resin RS is arranged in the chip mounting scheduled region on the upper surface CBa of the wiring board CB (that is, in a state where the resin RS is not cured), the semiconductor chip CP. Are arranged in a chip mounting planned area on the upper surface CBa of the wiring board CB. For this reason, the resin RS is expanded by the semiconductor chip CP (the front surface CPa), and the resin RS spreads over the entire region between the semiconductor chip CP (the front surface CPa) and the wiring substrate CB (the upper surface CBa). . As a result, the resin RS is filled between the wiring board CB (the upper surface CBa) and the semiconductor chip CP (the front surface CPa).

ステップS2dでは、ツールTLは温度T3に加熱(設定)されている。このため、ステップS2dでは、ツールTLに保持された半導体チップCPも、ほぼ温度T3に加熱されている。   In step S2d, the tool TL is heated (set) to the temperature T3. For this reason, in step S2d, the semiconductor chip CP held by the tool TL is also heated to substantially the temperature T3.

ステップS2dにおいては、ツールTLの温度T3は、半田融点(半田層SD1を構成する半田の融点)よりも低い温度に設定することが好ましい。   In step S2d, the temperature T3 of the tool TL is preferably set to a temperature lower than the solder melting point (melting point of the solder constituting the solder layer SD1).

また、ステップS2dにおいては、ツールTLの温度T3を、半導体チップCPに接した樹脂RS中で架橋反応があまり進行しない(従って樹脂RSが熱硬化しない)温度に設定することが好ましい。これにより、ステップS2dでは、樹脂RSの熱硬化を防いで、半導体チップCP(の表面CPa)と配線基板CB(の上面CBa)との間の領域全体に樹脂RSを的確に拡がらせることができる。   In step S2d, it is preferable to set the temperature T3 of the tool TL to a temperature at which the crosslinking reaction does not proceed so much in the resin RS in contact with the semiconductor chip CP (therefore, the resin RS is not thermally cured). As a result, in step S2d, the resin RS is prevented from being thermally cured, and the resin RS can be accurately spread over the entire region between the semiconductor chip CP (the front surface CPa) and the wiring substrate CB (the upper surface CBa). it can.

但し、ツールTLの温度T3が低すぎると、ステップS2dおよびステップS2eに要する合計時間が長くなる虞があるため、ツールTLの温度T3は、ある程度高い温度にすることが好ましい。   However, if the temperature T3 of the tool TL is too low, the total time required for step S2d and step S2e may be increased. Therefore, the temperature T3 of the tool TL is preferably set to a somewhat high temperature.

従って、ステップS2dでは、半田層SDが溶融せず、かつ、樹脂RSの熱硬化(架橋反応による硬化)があまり進行しない範囲で、高い温度にツールTLの温度T3を設定することが好ましい。   Therefore, in step S2d, it is preferable to set the temperature T3 of the tool TL to a high temperature as long as the solder layer SD does not melt and the thermal curing (curing by the crosslinking reaction) of the resin RS does not proceed so much.

このような観点から、ステップS2dにおけるツールTLの温度T3は、100〜220℃が好ましい。これにより、ステップS2dにおいて、半田層SD1の溶融を防止し、かつ、樹脂RSの熱硬化(架橋反応による硬化)を抑制しながら、ステップS2dおよびステップS2eに要する合計時間を短くすることができる。半田融点(半田層SD1を構成する半田の融点)は、概ね220℃以上である。   From such a viewpoint, the temperature T3 of the tool TL in step S2d is preferably 100 to 220 ° C. Thereby, in step S2d, the total time required for step S2d and step S2e can be shortened while preventing melting of the solder layer SD1 and suppressing thermal curing (curing by the crosslinking reaction) of the resin RS. The solder melting point (melting point of the solder constituting the solder layer SD1) is approximately 220 ° C. or higher.

また、ステップS2dにおけるステージSTGの温度(加熱温度)は、ツールTLにより保持されかつ加熱された半導体チップCPが樹脂RSに接する前の段階で、配線基板CB上の樹脂RSにおいて架橋反応があまり生じない(進まない)温度に設定することが好ましい。この観点で、ステップS2dにおけるステージSTGの温度(加熱温度)は、70〜100℃程度が好ましい。これにより、ツールTLにより保持されかつ加熱された半導体チップCPが樹脂RSに接するまで、樹脂RSにおける架橋反応を抑制または防止することができるため、ステップS2dにおける樹脂の粘度を、好適な粘度範囲に制御しやすくなる。また、ステップS2dおよびステップS2eに要する合計時間を短くすることもできる。   In addition, the temperature (heating temperature) of the stage STG in step S2d is such that the cross-linking reaction occurs so much in the resin RS on the wiring board CB before the semiconductor chip CP held and heated by the tool TL contacts the resin RS. It is preferable to set it to a temperature that does not (does not advance). From this viewpoint, the temperature (heating temperature) of the stage STG in step S2d is preferably about 70 to 100 ° C. Thereby, since the cross-linking reaction in the resin RS can be suppressed or prevented until the semiconductor chip CP held and heated by the tool TL contacts the resin RS, the viscosity of the resin in step S2d is set to a suitable viscosity range. It becomes easier to control. Also, the total time required for step S2d and step S2e can be shortened.

ステップS2dで配線基板CBの上面CBa上に半導体チップCPを配置した後、図21および図22に示されるように、ツールTLの温度を温度T4に速やかに上昇させるとともに、ツールTLにより半導体チップCPの裏面CPbに所定の荷重を印加することで、ツールTLによって半導体チップCPを配線基板CB側に押圧(加圧)する(図8のステップS2e)。ステップS2eでは、ツールTLは、温度T4に加熱(設定)され、この温度T4は温度T3(ステップS2dでのツールの温度T3)よりも高温である(すなわちT4>T3)。すなわち、ステップS2dでは、ツールTLの温度は、温度T3であったが、ステップS2eでは、ツールTLの温度は、温度T3から温度T4に上昇される。このため、ステップS2eでは、ツールTLで押さえられた半導体チップCPも、ほぼ温度T4に加熱される(すなわち半導体チップCPの温度がほぼ温度T3からほぼ温度T4に上昇する)ことになる。   After the semiconductor chip CP is arranged on the upper surface CBa of the wiring board CB in step S2d, the temperature of the tool TL is quickly raised to the temperature T4 as shown in FIGS. 21 and 22, and the semiconductor chip CP is used by the tool TL. By applying a predetermined load to the back surface CPb, the semiconductor chip CP is pressed (pressed) toward the wiring board CB by the tool TL (step S2e in FIG. 8). In step S2e, the tool TL is heated (set) to a temperature T4, and this temperature T4 is higher than the temperature T3 (tool temperature T3 in step S2d) (ie, T4> T3). That is, in step S2d, the temperature of the tool TL is the temperature T3, but in step S2e, the temperature of the tool TL is increased from the temperature T3 to the temperature T4. For this reason, in step S2e, the semiconductor chip CP held by the tool TL is also heated to substantially the temperature T4 (that is, the temperature of the semiconductor chip CP increases from approximately the temperature T3 to approximately the temperature T4).

ステップS2eでは、加熱されたツールTLが所定の荷重(圧力)で半導体チップCPを配線基板CB側に押すことで、ツールTLによって半導体チップCPが加熱されながら配線基板CB側に押圧(加圧)され、従って、バンプ電極BPが加熱されながらボンディングリードBLに押し付けられて接続されることになる。   In step S2e, the heated tool TL presses the semiconductor chip CP to the wiring board CB side with a predetermined load (pressure), thereby pressing (pressurizing) the semiconductor chip CP to the wiring board CB side while being heated by the tool TL. Accordingly, the bump electrode BP is pressed and connected to the bonding lead BL while being heated.

また、ステップS2eでは、半導体チップCPの裏面CPbをツールTLで押さえ、それによって半導体チップCPを配線基板CB側に押圧するが、このステップS2eでは、ツールTLで半導体チップCPの裏面CPbを押さえながら、ツールTLから半導体チップCPに超音波を付与すれば、より好ましい。ツールTLで半導体チップCPの裏面CPbを押さえて超音波を付与することにより、バンプ電極BPとボンディングリードBLとの接続部(接触部)に超音波を付与することができ、バンプ電極BPとボンディングリードBLとを、より確実に接続(接合)することができる。   In step S2e, the back surface CPb of the semiconductor chip CP is pressed with the tool TL, thereby pressing the semiconductor chip CP toward the wiring board CB. In step S2e, the back surface CPb of the semiconductor chip CP is pressed with the tool TL. It is more preferable to apply ultrasonic waves from the tool TL to the semiconductor chip CP. By applying ultrasonic waves by pressing the back surface CPb of the semiconductor chip CP with the tool TL, ultrasonic waves can be applied to the connection portion (contact portion) between the bump electrode BP and the bonding lead BL, and bonding with the bump electrode BP is performed. The lead BL can be more reliably connected (joined).

従って、ステップS2eでは、バンプ電極BPがボンディングリードBLに押し付けられながら、バンプ電極BPとボンディングリードBLとの接続部に熱(より好ましくは熱および超音波)が加えられることになる。   Accordingly, in step S2e, heat (more preferably heat and ultrasonic waves) is applied to the connection portion between the bump electrode BP and the bonding lead BL while the bump electrode BP is pressed against the bonding lead BL.

ツールTLの温度は、例えば、ツールTLに内蔵された加熱機構(ヒータなど)によってツールTLを加熱することにより、上昇させることができる。ツールTLが加熱されると、ツールTLによって押圧される半導体チップCPも加熱され、半導体チップCPのボンディングパッドPDに接合されているバンプ電極BPも加熱され、加熱されたバンプ電極BPがボンディングリードBLに押し付けられるため、ボンディングリードBLやボンディングリードBLの表面の半田層SD1も加熱されることになる。   The temperature of the tool TL can be raised, for example, by heating the tool TL with a heating mechanism (such as a heater) built in the tool TL. When the tool TL is heated, the semiconductor chip CP pressed by the tool TL is also heated, the bump electrode BP bonded to the bonding pad PD of the semiconductor chip CP is also heated, and the heated bump electrode BP is bonded to the bonding lead BL. Therefore, the bonding lead BL and the solder layer SD1 on the surface of the bonding lead BL are also heated.

ボンディングリードBL上には半田層SD1が形成されているが、ステップS2eでは、この半田層SD1が溶融するように、ツールTLの温度T4を設定することが好ましい。すなわち、少なくとも、ツールTLの温度T4が、半田融点よりも高い温度になるようにし、好ましくは、ツールTLの温度T4が、半田層SD1を溶融させるのに十分な温度になるようにする。なお、半田融点とは、半導体チップCPの電極部材(ここではバンプ電極BP)と配線基板CBのボンディングリードBLとの接続に寄与する半田の融点のことであり、ここでは半田層SD1を構成する半田の融点に対応し、後述の図30〜図33の変形例の場合は、半田層SD1,SD3を構成する半田の融点に対応する。   The solder layer SD1 is formed on the bonding lead BL. In step S2e, it is preferable to set the temperature TL of the tool TL so that the solder layer SD1 is melted. That is, at least the temperature T4 of the tool TL is set to a temperature higher than the solder melting point, and preferably, the temperature T4 of the tool TL is set to a temperature sufficient to melt the solder layer SD1. Note that the solder melting point is a melting point of solder that contributes to the connection between the electrode member (here, the bump electrode BP) of the semiconductor chip CP and the bonding lead BL of the wiring board CB. Here, the solder layer SD1 is formed. This corresponds to the melting point of the solder, and in the case of modified examples shown in FIGS. 30 to 33 described later, this corresponds to the melting point of the solder constituting the solder layers SD1 and SD3.

これにより、ステップS2eにおいて、半導体チップCPおよびバンプ電極BPの温度が半田融点よりも高い温度になり、バンプ電極BPに接する半田層SD1の温度が、半田融点よりも高い温度になり、半田層SD1が溶融して半田SD2(溶融状態の半田SD2)となる。このため、ステップS2eでは、半田層SD1が溶融して半導体チップCPの複数のバンプ電極BPと配線基板CBの複数のボンディングリードBLとがそれぞれ接触する。この際、ボンディングリードBLに接触して押し付けられたバンプ電極BPが、熱あるいは熱および超音波によりボンディングリードBLに接続(圧着)されれば、より好ましい。そして、溶融した半田層SD1からなる半田SD2(溶融状態の半田SD2)が、バンプ電極BPとボンディングリードBLとの接続部の周囲を囲み、また、バンプ電極BPの周囲に濡れ上がった状態となる。ステップS2eでは、半田SD2は溶融状態であるが、ステップS2eの終了後には、温度の低下に伴い半田SD2が固化し、バンプ電極BPがボンディングリードBLに半田SD2(固化状態の半田SD2)を介して接合されることになる。従って、バンプ電極BPが加熱されながらボンディングリードBLに押し付けられることで、バンプ電極BPはボンディングリードBLに圧着されるとともに、半田SD2を介して接合されることになる。   Thereby, in step S2e, the temperature of the semiconductor chip CP and the bump electrode BP becomes higher than the solder melting point, the temperature of the solder layer SD1 in contact with the bump electrode BP becomes higher than the solder melting point, and the solder layer SD1. Melts to become solder SD2 (molten solder SD2). Therefore, in step S2e, the solder layer SD1 is melted and the plurality of bump electrodes BP of the semiconductor chip CP and the plurality of bonding leads BL of the wiring board CB are in contact with each other. At this time, it is more preferable that the bump electrode BP pressed in contact with the bonding lead BL is connected (crimped) to the bonding lead BL by heat or heat and ultrasonic waves. Then, the solder SD2 (molten solder SD2) composed of the melted solder layer SD1 surrounds the connection portion between the bump electrode BP and the bonding lead BL, and is wetted around the bump electrode BP. . In step S2e, the solder SD2 is in a molten state, but after the completion of step S2e, the solder SD2 is solidified as the temperature decreases, and the bump electrode BP is connected to the bonding lead BL via the solder SD2 (solidified solder SD2). Will be joined. Therefore, the bump electrode BP is pressed against the bonding lead BL while being heated, so that the bump electrode BP is pressed against the bonding lead BL and bonded via the solder SD2.

ステップS2eにおいて、ツールTLによって半導体チップCPを加熱しながら配線基板CB側に押圧した状態(従ってバンプ電極BPが加熱されながらボンディングリードBLに押し付けられた状態)は、所定の時間、維持される。   In step S2e, the state in which the semiconductor chip CP is pressed by the tool TL toward the wiring substrate CB side (the state in which the bump electrode BP is pressed against the bonding lead BL while being heated) is maintained for a predetermined time.

ステップS2eにおいては、配線基板CB(の上面CBa)と半導体チップCP(の表面CPa)との間に樹脂RSが充填された状態で、ツールTLによって半導体チップCPを加熱しながら配線基板CB側に押圧するため、樹脂RS(配線基板CBと半導体チップCPとの間の樹脂RS)も加熱されることになる。樹脂RSは、熱硬化性の樹脂であるため、ステップS2eで樹脂RSが加熱されることで、樹脂RSが硬化される。すなわち、ステップS2eでは、架橋反応によって樹脂RSが硬化する。つまり、ステップS2eでは、樹脂RSの架橋反応が生じる(進行する)温度に、樹脂RSが加熱され、それによって、樹脂RSは、架橋反応が進行して硬化する。   In step S2e, while the resin RS is filled between the wiring board CB (the upper surface CBa) and the semiconductor chip CP (the front surface CPa), the semiconductor chip CP is heated to the wiring board CB side with the tool TL. In order to press, resin RS (resin RS between wiring board CB and semiconductor chip CP) will also be heated. Since the resin RS is a thermosetting resin, the resin RS is cured by heating the resin RS in step S2e. That is, in step S2e, the resin RS is cured by a crosslinking reaction. That is, in step S2e, the resin RS is heated to a temperature at which the crosslinking reaction of the resin RS occurs (advances), whereby the resin RS is cured by the crosslinking reaction.

このため、ステップS2eでは、半田層SD1が溶融しかつ樹脂RSの熱硬化(架橋反応による硬化)が進行するように、ツールTLの温度T4を設定することで、半田を介したバンプ電極BPとボンディングリードBLとの接合と、樹脂RSの熱硬化とが行われることになる。   For this reason, in step S2e, the temperature T4 of the tool TL is set so that the solder layer SD1 is melted and the thermosetting of the resin RS (curing by the crosslinking reaction) proceeds, so that the bump electrode BP via the solder is Bonding with the bonding lead BL and thermosetting of the resin RS are performed.

このような観点から、ステップS2eにおけるツールTLの温度T4は、220〜400℃が好ましい。これにより、ステップS2eにおいて、半田層SD1を溶融させ、かつ、樹脂RSを硬化させる(架橋反応により硬化させる)ことができる。   From such a viewpoint, the temperature T4 of the tool TL in step S2e is preferably 220 to 400 ° C. Thereby, in step S2e, the solder layer SD1 can be melted and the resin RS can be cured (cured by a crosslinking reaction).

また、ステップS2eにおいてツールTLにより半導体チップCPの裏面CPbに印加される荷重は、樹脂RSの粘度や半導体チップCPの面積に依存するが、半導体チップCPと配線基板CBとの間の間隔(距離)が、バンプ電極BPとボンディングリードBLとの接合が可能な間隔(距離)に到達できるような荷重に設定される。   The load applied to the back surface CPb of the semiconductor chip CP by the tool TL in step S2e depends on the viscosity of the resin RS and the area of the semiconductor chip CP, but the distance (distance) between the semiconductor chip CP and the wiring substrate CB. ) Is set to such a load that can reach the distance (distance) at which the bump electrode BP and the bonding lead BL can be joined.

このように、ステップS2eでは、半導体チップCPの裏面CPbをツールTLで押さえることで、半導体チップCPの複数のバンプ電極BPと配線基板CBの複数のボンディングリードBLとをそれぞれ接触させ、複数のバンプ電極BPと複数のボンディングリードBLとの接合部を温度T5にすることで、樹脂RSを硬化させる。この温度T5は、上記温度T1,T2よりも高い温度であるが(T5>T1、T5>T2)、好ましくは、半田融点(半田層SD1を構成する半田の融点)よりも高い温度であり、また、樹脂RSの架橋反応を促進して樹脂RSを硬化させることができる温度である。ツールTLにより半導体チップCPが加熱されて、バンプ電極BPとボンディングリードBLとの接合部も加熱されるため、ステップS2eにおいて、バンプ電極BPとボンディングリードBLとの接合部の温度(T5)は、ツールTLの温度(T4)に概ね一致している。   As described above, in step S2e, the back surface CPb of the semiconductor chip CP is pressed by the tool TL, whereby the plurality of bump electrodes BP of the semiconductor chip CP and the plurality of bonding leads BL of the wiring substrate CB are brought into contact with each other, and the plurality of bumps are contacted. The resin RS is cured by setting the joint portion between the electrode BP and the plurality of bonding leads BL to a temperature T5. The temperature T5 is higher than the temperatures T1 and T2 (T5> T1, T5> T2), preferably higher than the solder melting point (melting point of the solder constituting the solder layer SD1). Moreover, it is temperature which can accelerate | stimulate the crosslinking reaction of resin RS and can harden resin RS. Since the semiconductor chip CP is heated by the tool TL and the joint between the bump electrode BP and the bonding lead BL is also heated, in step S2e, the temperature (T5) of the joint between the bump electrode BP and the bonding lead BL is It almost corresponds to the temperature (T4) of the tool TL.

また、ステップS2eにおけるステージSTGの温度(加熱温度)は、ステップS2dにおけるステージSTGの温度(加熱温度)と同程度が好ましい。ステップS2dにおけるステージSTGの温度(加熱温度)と、ステップS2eにおけるステージSTGの温度(加熱温度)とが同じであれば、複数の半導体装置を順次製造する際に、ステージSTGの温度制御が容易になり、半導体装置のスループットを向上させることができる。このため、ステップS2eにおけるステージSTGの温度(加熱温度)は、ステップS2dと同様に、70〜100℃程度が好ましい。   Further, the temperature (heating temperature) of the stage STG in step S2e is preferably about the same as the temperature (heating temperature) of the stage STG in step S2d. If the temperature (heating temperature) of the stage STG in step S2d is the same as the temperature (heating temperature) of the stage STG in step S2e, the temperature control of the stage STG can be easily performed when sequentially manufacturing a plurality of semiconductor devices. Thus, the throughput of the semiconductor device can be improved. For this reason, the temperature (heating temperature) of the stage STG in step S2e is preferably about 70 to 100 ° C. as in step S2d.

ステップS2eで、ツールTLによって半導体チップCPを加熱しながら(より好ましくは超音波も付与しながら)半導体チップCPを配線基板CB側に所定の時間、押圧した後、ツールTLによる半導体チップCPの押圧を終了して、図23に示されるように、ツールTLを半導体チップCPから離れさせる(図8のステップS2f)。これにより、半導体チップCPは配線基板CB側に押し付けられなくなるが、樹脂RSは既に硬化しており、また、半導体チップCPのバンプ電極BPが配線基板CBのボンディングリードBLに接合されているため、半導体チップCPは配線基板CBに固定(固着)された状態となる。   In step S2e, the semiconductor chip CP is pressed against the wiring board CB for a predetermined time while the semiconductor chip CP is heated by the tool TL (more preferably, ultrasonic waves are also applied), and then the semiconductor chip CP is pressed by the tool TL. Then, as shown in FIG. 23, the tool TL is separated from the semiconductor chip CP (step S2f in FIG. 8). As a result, the semiconductor chip CP is not pressed against the wiring board CB side, but the resin RS is already cured, and the bump electrodes BP of the semiconductor chip CP are bonded to the bonding leads BL of the wiring board CB. The semiconductor chip CP is fixed (fixed) to the wiring board CB.

ステップS2fでツールTLを半導体チップCPから離れさせると、ツールTLによる半導体チップCPの加熱が行われなくなるため、半導体チップCPの温度は低下し、バンプ電極BPとボンディングリードBLとの接続部の周囲に存在していた半田SD2が固化し、バンプ電極BPとボンディングリードBLとが固化した半田SD2で強固に接合(接続)された状態となる。また、配線基板CB(の上面CBa)と半導体チップCP(の表面CPa)との間には、硬化した樹脂RSが充填された状態となっているが、この硬化した樹脂RSが、アンダーフィル樹脂である樹脂部UFRとなる。すなわち、硬化した樹脂RSにより、半導体チップCPと配線基板CBとの間を満たす樹脂部UFRが形成される。   If the tool TL is moved away from the semiconductor chip CP in step S2f, the semiconductor chip CP is no longer heated by the tool TL, so that the temperature of the semiconductor chip CP is lowered and the periphery of the connection portion between the bump electrode BP and the bonding lead BL is reduced. The solder SD2 existing in the solder is solidified, and the bump electrode BP and the bonding lead BL are firmly joined (connected) with the solidified solder SD2. The wiring board CB (the upper surface CBa) and the semiconductor chip CP (the front surface CPa) are filled with a cured resin RS. The cured resin RS is an underfill resin. This is the resin part UFR. That is, the resin portion UFR that fills between the semiconductor chip CP and the wiring substrate CB is formed by the cured resin RS.

このようなステップS2a,S2b,S2c,S2d,S2e,S2fを有するステップS2の樹脂供給およびフリップチップ接続工程を行うことにより、半導体チップCPが配線基板CBの上面CBa上に搭載(実装)され、配線基板CBと半導体チップCPとの間に樹脂部UFRが充填された構造を得ることができる。   The semiconductor chip CP is mounted (mounted) on the upper surface CBa of the wiring board CB by performing the resin supply and the flip chip connection process in step S2 having steps S2a, S2b, S2c, S2d, S2e, and S2f. A structure in which the resin part UFR is filled between the wiring board CB and the semiconductor chip CP can be obtained.

半導体チップCPの表面CPaの複数のバンプ電極BPは、配線基板CBの上面CBaの複数のボンディングリードBLに、それぞれ接合されて電気的に接続される。従って、半導体チップCPの表面CPaの複数のボンディングパッドPDは、配線基板CBの上面CBaの複数のボンディングリードBLに、バンプ電極BPを介してそれぞれ接合されて電気的に接続される。また、半導体チップCPと配線基板CBの上面CBaとの間に、アンダーフィル樹脂としての樹脂部UFRが充填された状態となる。   The plurality of bump electrodes BP on the surface CPa of the semiconductor chip CP are respectively joined and electrically connected to the plurality of bonding leads BL on the upper surface CBa of the wiring board CB. Accordingly, the plurality of bonding pads PD on the surface CPa of the semiconductor chip CP are respectively joined and electrically connected to the plurality of bonding leads BL on the upper surface CBa of the wiring board CB via the bump electrodes BP. Further, the resin portion UFR as an underfill resin is filled between the semiconductor chip CP and the upper surface CBa of the wiring board CB.

次に、図24に示されるように、配線基板CBの下面CBbのランドLAに半田ボールBAを接続(接合、形成)する(図7のステップS3)。   Next, as shown in FIG. 24, the solder ball BA is connected (bonded and formed) to the land LA on the lower surface CBb of the wiring board CB (step S3 in FIG. 7).

ステップS3の半田ボールBA接続工程では、例えば、配線基板CBの下面CBbを上方に向け、配線基板CBの下面CBbの複数のランドLA上にそれぞれ半田ボールBAを配置(搭載)してフラックスなどで仮固定し、リフロー処理(半田リフロー処理、熱処理)を行って半田を溶融し、半田ボールBAと配線基板CBの下面CBbのランドLAとを接合することができる。その後、必要に応じて洗浄工程を行い、半田ボールBAの表面に付着したフラックスなどを取り除くこともできる。このようにして、半導体装置PKGの外部端子(外部接続用端子)としての半田ボールBAが接合(形成)される。   In the solder ball BA connecting step of step S3, for example, the lower surface CBb of the wiring board CB is directed upward, and the solder balls BA are respectively arranged (mounted) on the plurality of lands LA of the lower surface CBb of the wiring board CB, and then flux is used. The solder ball BA and the land LA on the lower surface CBb of the wiring board CB can be joined by temporarily fixing and performing a reflow process (solder reflow process, heat treatment) to melt the solder. Thereafter, a cleaning process may be performed as necessary to remove the flux and the like attached to the surface of the solder ball BA. In this manner, the solder balls BA as external terminals (external connection terminals) of the semiconductor device PKG are joined (formed).

なお、本実施の形態では、半導体装置PKGの外部端子として半田ボールBAを接合する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば半田ボールBAの代わりに印刷法などによりランドLA上に半田を供給して半導体装置PKGの半田からなる外部端子(バンプ電極、半田バンプ)を形成することもできる。この場合、配線基板CBの下面CBbの複数のランドLA上にそれぞれ半田を供給してから、半田リフロー処理を行って、複数のランドLA上にそれぞれ半田からなる外部端子(バンプ電極、半田バンプ)を形成することができる。また、メッキ処理を施すなどして、各ランドLA上に外部端子(バンプ電極)を形成することもできる。   In the present embodiment, the case where the solder ball BA is joined as the external terminal of the semiconductor device PKG has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, instead of the solder ball BA, a printing method or the like may be used on the land LA. It is also possible to form external terminals (bump electrodes, solder bumps) made of solder of the semiconductor device PKG by supplying solder. In this case, solder is supplied to the plurality of lands LA on the lower surface CBb of the wiring board CB, and then solder reflow processing is performed, so that external terminals (bump electrodes, solder bumps) made of solder are respectively formed on the plurality of lands LA. Can be formed. Also, an external terminal (bump electrode) can be formed on each land LA by performing a plating process or the like.

このように、ステップS3では、配線基板CBの下面CBbの複数のランドLAに、それぞれ外部接続用端子(ここでは半田ボールBA)を形成する。   Thus, in step S3, external connection terminals (here, solder balls BA) are respectively formed on the plurality of lands LA on the lower surface CBb of the wiring board CB.

このようにして、半導体装置PKGが製造される。   In this way, the semiconductor device PKG is manufactured.

また、他の形態として、配線基板として多数個取りの配線基板を用いることもできる。この場合、上記ステップS1で準備された配線基板は複数の半導体装置領域を有した多数個取りの配線基板であり、上記ステップS2では、配線基板の複数の半導体装置領域に対して樹脂供給およびフリップチップ接続工程を行い、上記ステップS3では、配線基板の複数の半導体装置領域に対して半田ボールの接続工程を行う。その後、配線基板を切断して、各半導体装置に分割することで、個々の半導体装置領域から半導体装置を製造することができる。   As another form, a multi-piece wiring board can be used as the wiring board. In this case, the wiring board prepared in step S1 is a multi-piece wiring board having a plurality of semiconductor device regions. In step S2, resin supply and flipping are performed on the plurality of semiconductor device regions of the wiring substrate. A chip connection process is performed, and in step S3, a solder ball connection process is performed on a plurality of semiconductor device regions of the wiring board. Thereafter, the wiring board is cut and divided into semiconductor devices, whereby a semiconductor device can be manufactured from each semiconductor device region.

<樹脂の供給方式について>
フリップチップ実装(FCB:Flip Chip Bonding)により製造された半導体装置では、半導体チップのボンディングパッドに形成された電極部材(バンプ電極、柱状電極など)と配線基板のボンディングリードとの接合部を樹脂(アンダーフィル樹脂)で保護(封止)することが、半導体装置の信頼性を向上する上で有効である。
<Resin supply system>
In a semiconductor device manufactured by flip chip bonding (FCB: Flip Chip Bonding), a bonding portion between an electrode member (bump electrode, columnar electrode, etc.) formed on a bonding pad of a semiconductor chip and a bonding lead of a wiring board is made of resin ( Protection (sealing) with an underfill resin is effective in improving the reliability of the semiconductor device.

この樹脂(アンダーフィル樹脂)の形成(供給)方法として、例えば、半導体チップを配線基板上に配置した後に、この半導体チップと配線基板との間に流動性を有する樹脂(ペースト状樹脂材)を供給する後注入方式がある。また、半導体チップを配線基板上に配置する前に、予め配線基板におけるチップ搭載予定領域に流動性を有する樹脂を配置しておく先塗布方式がある。   As a method of forming (supplying) this resin (underfill resin), for example, after placing a semiconductor chip on a wiring board, a resin (a paste-like resin material) having fluidity between the semiconductor chip and the wiring board is used. There is a post-injection method to supply. In addition, there is a pre-coating method in which a resin having fluidity is arranged in advance in a chip mounting scheduled area on the wiring board before the semiconductor chip is arranged on the wiring board.

近年では、半導体装置の小型化や高機能化などの影響により、半導体チップにおけるボンディングパッドのピッチ(パッドピッチ)も小さくなる傾向にある。これにより、このボンディングパッドに形成される電極部材(バンプ電極、柱状電極など)の間隔も狭くなってきている。このため、半導体チップの搭載後に樹脂を供給する後注入方式の場合、半導体チップと配線基板との間に樹脂が充填され難くなる(樹脂が濡れ広がり難くなる)ことから、樹脂の充填性を考慮した場合には、後注入方式よりも先塗布方式を採用することが好ましい。   In recent years, the pitch of bonding pads (pad pitch) in a semiconductor chip tends to be reduced due to the influence of miniaturization and high functionality of a semiconductor device. As a result, the interval between the electrode members (bump electrodes, columnar electrodes, etc.) formed on the bonding pad is becoming narrower. For this reason, in the case of the post-injection method in which the resin is supplied after mounting the semiconductor chip, it is difficult to fill the resin between the semiconductor chip and the wiring board (the resin is difficult to spread and spread). In this case, it is preferable to adopt the pre-coating method rather than the post-injection method.

<先塗布方式の検討>
そこで、先塗布方式について、種々の検討を行ったところ、使用する樹脂の粘度によって、以下の課題が発生することが本発明者の検討により分かった。
<Examination of pre-coating method>
Thus, various studies were made on the pre-coating method, and it was found by the inventors that the following problems occur depending on the viscosity of the resin used.

まず、樹脂の粘度が低すぎると、配線基板上における樹脂の濡れ性(濡れ広がり易さ)は良いものの、必要以上に樹脂が濡れ広がってしまうため、フリップチップ実装工程において、半導体チップを配線基板上に配置した際、電極部材(バンプ電極、柱状電極など)とボンディングリードとの接合部付近に樹脂が残り難くなる。すなわち、ボイド(アンダーフィル樹脂内に形成されたボイド)が発生する。   First, if the viscosity of the resin is too low, the resin wettability (easiness of wetting and spreading) on the wiring board is good, but the resin will wet and spread more than necessary. When placed above, the resin hardly remains in the vicinity of the joint between the electrode member (bump electrode, columnar electrode, etc.) and the bonding lead. That is, voids (voids formed in the underfill resin) are generated.

一方、樹脂の粘度を高くすると、上記のボイドは発生し難くなるものの、配線基板上における樹脂の濡れ性(濡れ広がり易さ)が低下する、あるいは、樹脂供給用のノズルから樹脂が供給され難くなる。   On the other hand, when the viscosity of the resin is increased, the above-described voids are less likely to be generated, but the resin wettability (easiness of spreading) on the wiring board is reduced, or the resin is difficult to be supplied from the resin supply nozzle. Become.

このため、使用する樹脂の粘度は、低すぎず、かつ、高すぎないものが好ましく、所望の範囲内に設定することが望ましい。   For this reason, the viscosity of the resin to be used is preferably not too low and not too high, and is desirably set within a desired range.

そこで、本発明者は、上記の所望の範囲内の粘度からなる樹脂を用いてフリップチップ工程を行ったところ、新たに以下の課題を見出した。   Then, when this inventor performed the flip chip process using resin which consists of said viscosity in said desired range, the following subject was newly discovered.

すなわち、使用する樹脂が熱硬化性の樹脂の場合、図25に示すように、ある温度T6に達すると架橋反応(樹脂が硬化する反応)が始まるが、このある温度T6に到達する手前の温度では、樹脂の粘度が常温時に比べて低くなることが分かった。   That is, when the resin to be used is a thermosetting resin, as shown in FIG. 25, when a certain temperature T6 is reached, a crosslinking reaction (a reaction for curing the resin) starts, but the temperature just before reaching this certain temperature T6. Then, it turned out that the viscosity of resin becomes low compared with the normal temperature.

ここで、図25は、熱硬化性樹脂の粘度を模式的に示すグラフであり、図25のグラフの横軸は樹脂の温度に対応し、図25のグラフの縦軸は樹脂の粘度(単位は任意単位(arbitrary unit))に対応している。   Here, FIG. 25 is a graph schematically showing the viscosity of the thermosetting resin. The horizontal axis of the graph of FIG. 25 corresponds to the temperature of the resin, and the vertical axis of the graph of FIG. Corresponds to an arbitrary unit).

図25のグラフに示されるように、樹脂の温度を上昇させた場合、温度T6よりも低温では、架橋反応はほとんど発生しないが、温度T6以上になると、架橋反応が発生して樹脂が硬化し、樹脂の粘度は急速に増大する。架橋反応が発生しない温度範囲(温度T6よりも低温の範囲)では、樹脂の温度が高くなるほど、樹脂の粘度は低下する。   As shown in the graph of FIG. 25, when the temperature of the resin is increased, the crosslinking reaction hardly occurs at a temperature lower than the temperature T6. However, when the temperature is higher than the temperature T6, the crosslinking reaction occurs and the resin is cured. The viscosity of the resin increases rapidly. In the temperature range where the crosslinking reaction does not occur (range lower than the temperature T6), the higher the resin temperature, the lower the resin viscosity.

架橋反応による硬化は不可逆変化であり、いったん架橋反応が生じて粘度が高くなる(硬化状態になる)と、温度を下げても硬化前の低粘度状態には戻らず、硬化したままとなる。しかしながら、架橋反応が発生しない温度範囲内(温度T6よりも低温の範囲)であれば、温度が高くなると粘度は低下し、そこから温度が低下して元の温度に戻ると、粘度は増大して元の粘度に戻ることになる。   Curing by the cross-linking reaction is an irreversible change. Once the cross-linking reaction occurs and the viscosity increases (becomes a cured state), even if the temperature is lowered, it does not return to the low-viscosity state before curing and remains cured. However, if the temperature is within a temperature range where the cross-linking reaction does not occur (range lower than the temperature T6), the viscosity decreases as the temperature increases, and the viscosity increases as the temperature decreases and returns to the original temperature. Will return to its original viscosity.

このため、先塗布方式で配線基板上に樹脂を供給するときの樹脂と、フリップチップ実装工程において半導体チップを配線基板上に配置するときの樹脂とを比べた時に、後者の方が高温であれば、後者の方が低粘度となる。   For this reason, when comparing the resin when the resin is supplied onto the wiring board by the first coating method and the resin when the semiconductor chip is arranged on the wiring board in the flip chip mounting process, the latter should be hotter. For example, the latter has a lower viscosity.

先塗布方式で配線基板上に樹脂を供給する際には、樹脂においてできるだけ架橋反応が生じないようにする必要がある。もしも樹脂供給用のノズル内の樹脂中で架橋反応が発生してしまうと、樹脂の粘度が増加してノズルから配線基板上に樹脂を供給(塗布、吐出)しにくくなってしまう虞がある。このため、先塗布方式で配線基板上に樹脂を供給する際には、樹脂の架橋反応が確実に発生しないようにするために、樹脂の温度をある程度低く設定することが好ましい。一方、フリップチップ実装工程において半導体チップを配線基板上に配置する際には、配線基板上に配置されている樹脂の温度が低すぎると、その後の樹脂硬化に要する時間が長くなり、スループットが低下する虞がある。このため、フリップチップ実装工程において半導体チップを配線基板上に配置する際には、樹脂の温度をある程度高く設定することが好ましい。従って、先塗布方式で配線基板上に樹脂を供給するときの樹脂と、フリップチップ実装工程において半導体チップを配線基板上に配置するときの樹脂とを比べたときに、後者の樹脂の温度を前者の樹脂の温度よりも高温にすることが好ましい。   When the resin is supplied onto the wiring board by the pre-coating method, it is necessary to prevent the crosslinking reaction from occurring as much as possible in the resin. If a cross-linking reaction occurs in the resin in the resin supply nozzle, the viscosity of the resin may increase, making it difficult to supply (apply and discharge) the resin from the nozzle onto the wiring board. For this reason, when the resin is supplied onto the wiring substrate by the pre-coating method, it is preferable to set the temperature of the resin to a certain level in order to prevent the resin crosslinking reaction from occurring. On the other hand, when the semiconductor chip is placed on the wiring board in the flip chip mounting process, if the temperature of the resin placed on the wiring board is too low, the time required for subsequent resin curing becomes longer and the throughput decreases. There is a risk of doing. For this reason, when the semiconductor chip is arranged on the wiring substrate in the flip chip mounting process, it is preferable to set the temperature of the resin to be somewhat high. Therefore, when comparing the resin when the resin is supplied onto the wiring board by the first coating method and the resin when the semiconductor chip is arranged on the wiring board in the flip chip mounting process, the temperature of the latter resin is compared. It is preferable that the temperature is higher than the temperature of the resin.

この結果、先塗布方式で配線基板上に樹脂を供給するときの樹脂の温度よりも、フリップチップ実装工程において半導体チップを配線基板上に配置するときの樹脂の温度が高くなり、従って、先塗布方式で配線基板上に樹脂を供給するときの樹脂の粘度よりも、フリップチップ実装工程において半導体チップを配線基板上に配置するときの樹脂の粘度が低くなってしまう。これにより、フリップチップ実装工程において半導体チップを配線基板上に配置する際に、樹脂の粘度が低いことで、配線基板上で必要以上に樹脂が濡れ広がってしまい、電極部材(バンプ電極、柱状電極など)とボンディングリードとの接合部付近に樹脂が残り難くなり、ボイド(アンダーフィル樹脂内に形成されたボイド)が発生してしまう。ボイドの発生は、製造された半導体装置の信頼性を低下させてしまう。   As a result, the temperature of the resin when the semiconductor chip is arranged on the wiring substrate in the flip chip mounting process becomes higher than the temperature of the resin when the resin is supplied onto the wiring substrate by the pre-coating method. The viscosity of the resin when the semiconductor chip is arranged on the wiring board in the flip chip mounting process is lower than the viscosity of the resin when the resin is supplied onto the wiring board by the method. As a result, when the semiconductor chip is arranged on the wiring board in the flip chip mounting process, the resin viscosity is low, so that the resin spreads more than necessary on the wiring board, and the electrode member (bump electrode, columnar electrode) Etc.) and the bonding lead in the vicinity of the bonding lead, it becomes difficult for the resin to remain, and voids (voids formed in the underfill resin) are generated. Generation | occurrence | production of a void will reduce the reliability of the manufactured semiconductor device.

また、本発明者は、配線基板が配置されるステージの温度を常温よりも高い温度に設定することを検討している。配線基板が配置されるステージの温度を常温よりも高い温度に設定することで、フリップチップ実装工程をできるだけ短時間で行うことができるようになる。そのため、ステージ上に配置された配線基板、さらには、この配線基板上に配置された樹脂は、共に加熱される。この結果、配線基板上に配置されたときの樹脂の温度よりもステージの温度が高い場合には、後のフリップチップ実装工程において半導体チップを配線基板上に配置する際、配線基板上に配置された樹脂の粘度は、樹脂を配線基板上に配置した際の粘度よりも低くなってしまい、上記のボイドが発生してしまう。   The inventor is also considering setting the temperature of the stage on which the wiring board is placed to a temperature higher than the normal temperature. By setting the temperature of the stage on which the wiring board is arranged to a temperature higher than room temperature, the flip chip mounting process can be performed in as short a time as possible. Therefore, the wiring board arranged on the stage and further the resin arranged on the wiring board are heated together. As a result, when the temperature of the stage is higher than the temperature of the resin when placed on the wiring board, the semiconductor chip is placed on the wiring board when the semiconductor chip is placed on the wiring board in the subsequent flip chip mounting process. The viscosity of the resin becomes lower than the viscosity when the resin is placed on the wiring board, and the above voids are generated.

また、先塗布方式で配線基板上に樹脂を供給するときよりも、フリップチップ実装工程において半導体チップを配線基板上に配置するときの方が、樹脂温度が高くなる分、樹脂粘度が低下することを考慮して、図25のグラフに点線で示すように、先塗布方式の塗布時の粘度が、上記の所望の粘度(所望の範囲における上限値)よりも高くなるような樹脂を使用する手法も考えられる。しかしながら、この手法は、先塗布方式の塗布時に樹脂供給用のノズルから配線基板上に樹脂が供給(排出)され難くなるという上記の理由から、有効ではない。   In addition, when the semiconductor chip is arranged on the wiring substrate in the flip chip mounting process, the resin viscosity is lowered by the amount of the resin temperature higher than when the resin is supplied onto the wiring substrate by the first coating method. In consideration of the above, as shown by a dotted line in the graph of FIG. 25, a method of using a resin in which the viscosity at the time of application in the first application method is higher than the desired viscosity (upper limit value in the desired range). Is also possible. However, this method is not effective for the above-described reason that it becomes difficult to supply (discharge) the resin onto the wiring board from the nozzle for supplying the resin at the time of application by the first application method.

つまり、図25のグラフにおいて実線で示される粘度曲線の場合は、先塗布方式で配線基板上に樹脂を供給する際の樹脂の粘度は丁度良くても、フリップチップ実装工程において半導体チップを配線基板上に配置するときは、樹脂の粘度が低すぎるため、ボイド(アンダーフィル樹脂内に形成されたボイド)が発生してしまう虞がある。一方、図25のグラフにおいて点線で示される粘度曲線の場合は、フリップチップ実装工程において半導体チップを配線基板上に配置する際の樹脂の粘度は丁度良くても、先塗布方式で配線基板上に樹脂を供給するときは、樹脂の粘度が高すぎるため、樹脂供給用のノズルから配線基板上に樹脂を供給(塗布、吐出)しにくくなってしまう虞がある。従って、図25に示されるような粘度曲線の場合は、先塗布方式で配線基板上に樹脂を供給する際と、フリップチップ実装工程において半導体チップを配線基板上に配置する際の両方で、樹脂の粘度を最適にすることは難しい。   In other words, in the case of the viscosity curve indicated by the solid line in the graph of FIG. 25, the semiconductor chip is connected to the wiring board in the flip chip mounting process even if the resin viscosity is just good when the resin is supplied onto the wiring board by the pre-coating method. When placed on the top, the viscosity of the resin is too low, and voids (voids formed in the underfill resin) may occur. On the other hand, in the case of the viscosity curve indicated by the dotted line in the graph of FIG. 25, even if the viscosity of the resin when the semiconductor chip is arranged on the wiring board in the flip chip mounting process is just right, it is applied on the wiring board by the first coating method. When the resin is supplied, since the viscosity of the resin is too high, it may be difficult to supply (apply and discharge) the resin from the resin supply nozzle onto the wiring board. Therefore, in the case of the viscosity curve as shown in FIG. 25, the resin is used both when supplying the resin onto the wiring board by the first coating method and when placing the semiconductor chip on the wiring board in the flip chip mounting process. It is difficult to optimize the viscosity.

<主要な特徴について>
それに対して、本実施の形態では、先塗布方式を採用しているが、配線基板CB上に樹脂RSを配置するステップS2bと、配線基板CB上に半導体チップCPを配置するステップS2dとの間に、樹脂RSの粘度を高める処理であるステップS2cを行っている。
<About main features>
On the other hand, in the present embodiment, the pre-coating method is adopted, but between step S2b in which the resin RS is arranged on the wiring substrate CB and step S2d in which the semiconductor chip CP is arranged on the wiring substrate CB. In addition, step S2c, which is a process for increasing the viscosity of the resin RS, is performed.

図26は、本実施の形態で使用する樹脂(RS)の粘度を模式的に示すグラフであり、図26のグラフの横軸は樹脂の温度に対応し、図26のグラフの縦軸は樹脂の粘度(単位は任意単位(arbitrary unit))に対応している。   FIG. 26 is a graph schematically showing the viscosity of the resin (RS) used in the present embodiment. The horizontal axis of the graph of FIG. 26 corresponds to the temperature of the resin, and the vertical axis of the graph of FIG. 26 is the resin. Corresponds to an arbitrary unit (arbitrary unit).

本実施の形態では、ステップS2bで配線基板CB上に樹脂RSを配置(供給)するが、このときの樹脂RSの粘度を粘度V1とする。すなわち、ステップS2bでは、粘度V1の樹脂RSを配線基板CB上に配置(供給)する。また、ステップS2dで配線基板CB上に半導体チップCPを配置するが、このときの樹脂RSの粘度を粘度V3とする。すなわち、ステップS2dでは、半導体チップCPを、粘度V3の樹脂RSを介して、配線基板CB上に配置する。そして、ステップS2c(ステップS2cは、ステップS2bの後で、かつステップS2dの前に行われる)で、樹脂RSの粘度を、粘度V1よりも高い粘度V2に上昇させる(V2>V1)。すなわち、ステップS2cにより樹脂RSの粘度は、粘度V2となるが、この粘度V2は、ステップS2bにおける樹脂RSの粘度V1よりも高粘度である。   In the present embodiment, the resin RS is arranged (supplied) on the wiring board CB in step S2b, and the viscosity of the resin RS at this time is set to the viscosity V1. That is, in step S2b, the resin RS having the viscosity V1 is arranged (supplied) on the wiring board CB. In step S2d, the semiconductor chip CP is disposed on the wiring board CB. At this time, the viscosity of the resin RS is set to the viscosity V3. That is, in step S2d, the semiconductor chip CP is disposed on the wiring board CB via the resin RS having a viscosity V3. In step S2c (step S2c is performed after step S2b and before step S2d), the viscosity of the resin RS is increased to a viscosity V2 higher than the viscosity V1 (V2> V1). That is, the viscosity of the resin RS becomes the viscosity V2 by step S2c, but this viscosity V2 is higher than the viscosity V1 of the resin RS in step S2b.

なお、ステップS2bにおいて、粘度V1の樹脂RSを配線基板CB上に配置(供給)することは、樹脂供給用のノズルNZLの温度を調整することで、実現できる。具体的には、樹脂RSについて、粘度が粘度V1となる樹脂温度が温度T1である場合に、その温度T1に樹脂供給用のノズルNZLの温度を設定しておくことで、ステップS2bにおいて、ノズルNZLから粘度V1の樹脂RSを配線基板CB上に配置(供給)することができる。   In step S2b, the resin RS having the viscosity V1 can be arranged (supplied) on the wiring board CB by adjusting the temperature of the resin supply nozzle NZL. Specifically, for the resin RS, when the resin temperature at which the viscosity becomes the viscosity V1 is the temperature T1, by setting the temperature of the resin supply nozzle NZL to the temperature T1, the nozzle in step S2b A resin RS having a viscosity V1 from NZL can be arranged (supplied) on the wiring board CB.

本実施の形態の主要な特徴の一つは、ステップS2cの粘度上昇工程を行うことである。本実施の形態とは異なり、ステップS2cの粘度上昇工程を行わない場合は、上記図25のグラフを参照して説明したように、ステップS2dにおける樹脂RSの粘度V3は、ステップS2bにおける樹脂RSの粘度V1よりも、かなり低くなってしまう。   One of the main features of the present embodiment is that the viscosity increasing step of Step S2c is performed. Unlike the present embodiment, when the viscosity increasing step of Step S2c is not performed, as described with reference to the graph of FIG. 25, the viscosity V3 of the resin RS in Step S2d is the same as that of the resin RS in Step S2b. It becomes considerably lower than the viscosity V1.

それに対して、本実施の形態では、ステップS2cの粘度上昇工程を行っている。このため、ステップS2bにおける樹脂RSの粘度V1が同じと仮定して、ステップS2cの粘度上昇工程を行わない場合と、ステップS2cの粘度上昇工程を行う場合(本実施の形態に対応)とを比べると、ステップS2dにおける樹脂RSの粘度V3は、ステップS2cの粘度上昇工程を行う場合(本実施の形態に対応)の方が高粘度とすることができる。   On the other hand, in the present embodiment, the viscosity increasing step of step S2c is performed. For this reason, assuming that the viscosity V1 of the resin RS in step S2b is the same, the case where the viscosity increasing step of step S2c is not performed and the case where the viscosity increasing step of step S2c is performed (corresponding to the present embodiment) are compared. The viscosity V3 of the resin RS in step S2d can be higher when the viscosity increasing step in step S2c is performed (corresponding to the present embodiment).

すなわち、本実施の形態では、ステップS2bとステップS2dとの間で、ステップS2cにより樹脂RSの粘度を上昇させることにより、ステップS2bでの樹脂RSの粘度V1を大きくしなくとも、ステップS2dでの樹脂RSの粘度V3を大きくすることができる。   That is, in this embodiment, between steps S2b and S2d, by increasing the viscosity of the resin RS in step S2c, the viscosity in step S2b does not have to be increased in step S2d. The viscosity V3 of the resin RS can be increased.

本実施の形態とは異なり、ステップS2cの粘度上昇工程を行わない場合は、ステップS2dでの樹脂RSの粘度V3を高めるには、ステップS2bでの樹脂RSの粘度V1を高めなければならないが、ステップS2bでの樹脂RSの粘度V1を高くし過ぎると、ステップS2bで樹脂供給用のノズルNZLから樹脂RSを配線基板CB上に供給し難くなる懸念がある。また、本実施の形態とは異なり、ステップS2cの粘度上昇工程を行わない場合は、ステップS2bでの樹脂の粘度V1を、ステップS2bを行うのに適した粘度に設定すると、ステップS2dにおいて、樹脂RSの粘度V3が低くなり過ぎて樹脂RSが必要以上に濡れ広がり、バンプ電極BPとボンディングリードBLとの接合部付近に樹脂RSが残り難くなって、ボイドが発生する懸念がある。つまり、本実施の形態とは異なり、ステップS2cの粘度上昇工程を行わない場合は、ステップS2bでの樹脂RSの粘度V1と、ステップS2dでの樹脂RSの粘度V3との、両方を最適化することは困難である。   Unlike the present embodiment, when the viscosity increasing step of Step S2c is not performed, in order to increase the viscosity V3 of the resin RS in Step S2d, the viscosity V1 of the resin RS in Step S2b must be increased. If the viscosity V1 of the resin RS in step S2b is too high, there is a concern that it is difficult to supply the resin RS onto the wiring board CB from the resin supply nozzle NZL in step S2b. Further, unlike the present embodiment, when the viscosity increasing step of step S2c is not performed, the resin viscosity V1 in step S2b is set to a viscosity suitable for performing step S2b. There is a concern that the viscosity V3 of RS becomes too low and the resin RS wets and spreads more than necessary, making it difficult for the resin RS to remain in the vicinity of the joint between the bump electrode BP and the bonding lead BL, resulting in a void. That is, unlike the present embodiment, when the viscosity increasing step in step S2c is not performed, both the viscosity V1 of the resin RS in step S2b and the viscosity V3 of the resin RS in step S2d are optimized. It is difficult.

このため、本実施の形態のように、配線基板CB上に樹脂RSを配置するステップS2bの後で、かつ、配線基板CB上に半導体チップCPを配置するステップS2dの前に、ステップS2cの粘度上昇工程を行うことが重要である。本実施の形態では、架橋反応が生じないような温度領域では、温度の上昇とともに樹脂の粘度が低下することを考慮し、ステップS2cの粘度上昇工程を行うことにより、ステップS2bでの樹脂RSの粘度V1を変えなくとも、ステップS2dでの樹脂RSの粘度V3を大きくすることができる。これにより、本実施の形態では、ステップS2cの粘度上昇工程を行うことで、ステップS2bでの樹脂RSの粘度V1と、ステップS2dでの樹脂RSの粘度V3との、両方を最適化することができる。   Therefore, as in the present embodiment, the viscosity of step S2c is after step S2b in which resin RS is arranged on wiring substrate CB and before step S2d in which semiconductor chip CP is arranged on wiring substrate CB. It is important to perform the ascending process. In the present embodiment, in the temperature region where the cross-linking reaction does not occur, considering that the viscosity of the resin decreases as the temperature increases, the viscosity increasing process of Step S2c is performed, whereby the resin RS in Step S2b is changed. Even without changing the viscosity V1, the viscosity V3 of the resin RS in step S2d can be increased. Thereby, in this Embodiment, by performing the viscosity raising process of step S2c, it is possible to optimize both the viscosity V1 of the resin RS in step S2b and the viscosity V3 of the resin RS in step S2d. it can.

すなわち、本実施の形態では、ステップS2cの粘度上昇工程を行うことで、ステップS2bでの樹脂RSの粘度V1を高めなくとも、ステップS2dでの樹脂RSの粘度V3を高めることができるため、ステップS2dでの樹脂RSの粘度を気にせずに、ステップS2bでの樹脂RSの粘度V1をステップS2bに適した粘度に設定することができる。このため、ステップS2bで樹脂供給用のノズルNZLから樹脂RSを配線基板CB上に的確に供給することができる。また、ステップS2bにおいて、配線基板CB上における樹脂RSの濡れ性(濡れ広がり易さ)を最適化することができる。   That is, in this embodiment, by performing the viscosity increasing step in step S2c, the viscosity V3 of the resin RS in step S2d can be increased without increasing the viscosity V1 of the resin RS in step S2b. Without considering the viscosity of the resin RS in S2d, the viscosity V1 of the resin RS in step S2b can be set to a viscosity suitable for step S2b. For this reason, the resin RS can be accurately supplied onto the wiring board CB from the resin supply nozzle NZL in step S2b. Further, in step S2b, the wettability (easiness of wetting and spreading) of the resin RS on the wiring board CB can be optimized.

また、本実施の形態では、ステップS2cの粘度上昇工程を行うことで、ステップS2bでの樹脂の粘度V1を、ステップS2bを行うのに適した粘度に設定しながら、ステップS2dでの樹脂RSの粘度V3を高めることができるため、ステップS2dでの樹脂RSの粘度がステップS2dに適した粘度よりも低くなるのを防止することができる。すなわち、ステップS2bでの樹脂の粘度V1を、ステップS2bを行うのに適した粘度に設定しながら、ステップS2dでの樹脂の粘度V3も、ステップS2dを行うのに適した粘度に設定することができる。このため、ステップS2dにおいて、樹脂RSの粘度が低くなり過ぎて樹脂部UFR中にボイドが生じるのを防止することができる。   In the present embodiment, by performing the viscosity increasing step in step S2c, the resin viscosity V1 in step S2b is set to a viscosity suitable for performing step S2b, while the resin RS in step S2d is set. Since the viscosity V3 can be increased, it is possible to prevent the viscosity of the resin RS in step S2d from becoming lower than the viscosity suitable for step S2d. That is, while setting the viscosity V1 of the resin in step S2b to a viscosity suitable for performing step S2b, the viscosity V3 of the resin in step S2d can also be set to a viscosity suitable for performing step S2d. it can. For this reason, in step S2d, it can be prevented that the viscosity of the resin RS becomes too low and voids are generated in the resin portion UFR.

また、ステップS2bでの樹脂RSの粘度V1は、10〜200Pa・sの範囲内であれば(すなわち10Pa・s≦V1≦200Pa・sであれば)、より好ましい。これにより、ステップS2bを的確に行うことができるようになる。   Further, the viscosity V1 of the resin RS in step S2b is more preferably within a range of 10 to 200 Pa · s (that is, 10 Pa · s ≦ V1 ≦ 200 Pa · s). Thereby, step S2b can be performed accurately.

また、ステップS2dでの樹脂RSの粘度V3は、10〜200Pa・sの範囲内であれば(すなわち10Pa・s≦V3≦200Pa・sであれば)、より好ましい。これにより、ステップS2dを的確に行うことができるようになる。   Further, the viscosity V3 of the resin RS in step S2d is more preferably within a range of 10 to 200 Pa · s (that is, 10 Pa · s ≦ V3 ≦ 200 Pa · s). Thereby, step S2d can be performed accurately.

また、ステップS2cで上昇した樹脂RSの粘度V2は、1000〜7000Pa・sの範囲内であれば(すなわち1000Pa・s≦V2≦7000Pa・sであれば)、より好ましい。これにより、ステップS2dにおける樹脂RSの粘度V3を、ステップS2dに適した粘度(すなわち10Pa・s≦V3≦200Pa・s)に設定しやすくなる。   The viscosity V2 of the resin RS increased in step S2c is more preferably in the range of 1000 to 7000 Pa · s (that is, 1000 Pa · s ≦ V2 ≦ 7000 Pa · s). Thereby, it becomes easy to set the viscosity V3 of the resin RS in step S2d to a viscosity suitable for step S2d (that is, 10 Pa · s ≦ V3 ≦ 200 Pa · s).

このように、本実施の形態では、ステップS2bの樹脂塗布工程とステップS2dのチップ配置工程との両方を、最適化することができる。従って、製造された半導体装置の信頼性を向上させることができる。また、半導体装置の製造を行いやすくすることができる。   Thus, in this Embodiment, both the resin application process of step S2b and the chip | tip arrangement | positioning process of step S2d can be optimized. Therefore, the reliability of the manufactured semiconductor device can be improved. In addition, the manufacturing of the semiconductor device can be facilitated.

また、ステップS2cの粘度上昇工程では、樹脂RSの粘度を、粘度V1よりも高い粘度V2に上昇させているが、これは、ステップS2bで配線基板CB上に供給される樹脂RSが、膨張性のフィラーを含有することにより、実現することができる。   Further, in the viscosity increasing step of step S2c, the viscosity of the resin RS is increased to a viscosity V2 higher than the viscosity V1, and this is because the resin RS supplied onto the wiring board CB in step S2b is expandable. It can be realized by containing the filler.

図27〜図29は、本実施の形態で用いられる樹脂RSの説明図であり、樹脂RSに含まれる膨張性のフィラーFL1として、コア/シェル構造のフィラーを用いた場合が示されている。図27〜図29のうち、図27には、ステップS2bで樹脂RSを配線基板CB上に供給する前の段階の樹脂RSを拡大して示し、図28には、ステップS2cの粘度上昇工程を行った後の段階の樹脂RSを拡大して示し、図29には、ステップS2cのチップ配置工程を行った後の段階の樹脂RSを拡大して示している。なお、図27〜図29は、模式的な断面図であるが、図面を見やすくするために、ハッチングは省略してある。   27 to 29 are explanatory views of the resin RS used in the present embodiment, and show a case where a filler having a core / shell structure is used as the expandable filler FL1 contained in the resin RS. 27 to 29, FIG. 27 shows an enlarged view of the resin RS before supplying the resin RS onto the wiring board CB in step S2b, and FIG. 28 shows the viscosity increasing step in step S2c. FIG. 29 shows an enlarged view of the resin RS at the stage after the chip placement step of Step S2c. 27 to 29 are schematic cross-sectional views, but hatching is omitted for easy understanding of the drawings.

ステップS2bで配線基板CB上に供給される樹脂RSは、エポキシ樹脂などからなる樹脂材料(マトリクス樹脂、母材樹脂、ベース樹脂)MTRと、膨張性のフィラーFL1と、膨張性のフィラーFL1以外のフィラーFL2とを含んでいる。すなわち、ステップS2bで配線基板CB上に供給される樹脂RSは、樹脂材料MTRにフィラーFL1およびフィラーFL2が分散されたものである。フィラーFL2は、非膨張性のフィラーである。また、膨張性のフィラーFL1は、有機フィラー(有機粒子)であり、フィラーFL2は、無機フィラー(無機粒子)である。   The resin RS supplied onto the wiring board CB in step S2b is a resin material (matrix resin, base material resin, base resin) MTR made of epoxy resin or the like, an expandable filler FL1, and an expandable filler FL1. Filler FL2 is included. That is, the resin RS supplied onto the wiring board CB in step S2b is obtained by dispersing the filler FL1 and the filler FL2 in the resin material MTR. The filler FL2 is a non-expandable filler. The expandable filler FL1 is an organic filler (organic particles), and the filler FL2 is an inorganic filler (inorganic particles).

樹脂材料MTRは、熱硬化型の樹脂材料であり、エポキシ樹脂(エポキシ系樹脂)からなるが、アクリル樹脂(アクリル系樹脂)を用いることもできる。樹脂材料MTRが架橋反応により硬化することで、樹脂RSを硬化させる(硬化した樹脂部UFRにする)ことができる。   The resin material MTR is a thermosetting resin material and is made of an epoxy resin (epoxy resin), but an acrylic resin (acrylic resin) can also be used. The resin RS is cured (cured resin portion UFR) by the resin material MTR being cured by a crosslinking reaction.

フィラーFL2としては、シリカなどを好適に用いることができる。フィラーFL2は、樹脂RSの硬化後の硬度(すなわち樹脂部UFRの硬度)を確保するために、樹脂RS中に混ぜられている。従って、フィラーFL2は、好ましくは無機フィラーであり、シリカは特に好ましい。フィラーFL2は、樹脂RS中において、ほとんど膨張せず、粒径がほとんど変化しない(すなわち体積がほとんど変化しない)。すなわち、フィラーFL2は、非膨張性のフィラーである。   Silica or the like can be suitably used as the filler FL2. The filler FL2 is mixed in the resin RS in order to ensure the hardness after curing of the resin RS (that is, the hardness of the resin portion UFR). Therefore, the filler FL2 is preferably an inorganic filler, and silica is particularly preferable. The filler FL2 hardly expands in the resin RS, and the particle size hardly changes (that is, the volume hardly changes). That is, the filler FL2 is a non-expandable filler.

膨張性のフィラーFL1は、樹脂RS中において、膨張して粒径が増大する(すなわち体積が増大する)ことができるものである。樹脂RS中において、膨張性のフィラーFL1が膨張してそのフィラーFL1の粒径が増大する(すなわちフィラーFL1の体積が増大する)と、樹脂RS全体の粘度が増加する。従って、樹脂RSは、膨張性のフィラーFL1を含有しており、ステップS2cでは、この膨張性のフィラーFL1が膨張することで、樹脂RSの粘度が増加する。膨張性のフィラーFL1は、プレゲル化剤とみなすこともできる。   The expandable filler FL1 is capable of expanding in the resin RS to increase the particle size (that is, increase the volume). In the resin RS, when the expandable filler FL1 expands and the particle size of the filler FL1 increases (that is, the volume of the filler FL1 increases), the viscosity of the entire resin RS increases. Accordingly, the resin RS contains the expandable filler FL1, and in step S2c, the expandable filler FL1 expands to increase the viscosity of the resin RS. The expandable filler FL1 can also be regarded as a pregelling agent.

従って、ステップS2cでは、樹脂RSにおいて、フィラーFL1が膨張してそのフィラーFL1の粒径が増大する(すなわちフィラーFL1の体積が増大する)が、フィラーFL2は、ほとんど膨張せず、粒径がほとんど変化しない(すなわち体積がほとんど変化しない)。   Accordingly, in step S2c, in the resin RS, the filler FL1 expands and the particle size of the filler FL1 increases (that is, the volume of the filler FL1 increases), but the filler FL2 hardly expands and the particle size is almost the same. Does not change (ie, volume hardly changes).

膨張性のフィラーFL1としては、図27に示されるような、コア/シェル構造を有するフィラーを用いることができる。コア/シェル構造とは、コア部(コア材)CRをシェル部(シェル材)SLが覆うような構造である。コア/シェル構造を有するフィラーFL1の外周部(表層部)がシェル部SLであり、内部(芯部)がコア部CRである。コア部CRは、例えばアクリル樹脂(アクリル系樹脂)からなる。シェル部SLは、例えばアクリル樹脂(アクリル系樹脂)からなる。   As the expandable filler FL1, a filler having a core / shell structure as shown in FIG. 27 can be used. The core / shell structure is a structure in which a core portion (core material) CR is covered with a shell portion (shell material) SL. The outer peripheral portion (surface layer portion) of the filler FL1 having a core / shell structure is the shell portion SL, and the inside (core portion) is the core portion CR. The core portion CR is made of, for example, an acrylic resin (acrylic resin). The shell portion SL is made of, for example, an acrylic resin (acrylic resin).

コア/シェル構造を有するフィラーFL1におけるシェル部SLは、樹脂RSの温度が所定の温度以上になると、周囲の樹脂材料MTRを吸収して膨張(膨潤)する性質を有している。ステップS2bでは、樹脂RSの温度が、この所定の温度(シェル部SLが膨張する温度)よりも低い温度になっており、ステップS2cでは、この所定の温度(シェル部SLが膨張する温度)以上の温度に、樹脂RSが加熱される。   The shell portion SL in the filler FL1 having a core / shell structure has a property of expanding (swelling) by absorbing the surrounding resin material MTR when the temperature of the resin RS becomes equal to or higher than a predetermined temperature. In step S2b, the temperature of the resin RS is lower than the predetermined temperature (temperature at which the shell portion SL expands), and in step S2c, the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature (temperature at which the shell portion SL expands). The resin RS is heated to the temperature of.

図28では、シェル部SLは、樹脂材料MTRを吸収して膨張(膨潤)した状態となっている。すなわち、シェル部SLが樹脂材料MTRに湿潤した状態になっている。図28に示されるようにシェル部SLが膨張(膨潤)すると、コア/シェル構造を有するフィラーFL1の実効的な粒径が増大し(すなわち体積が増大し)、樹脂RS全体の粘度が増加することになる。すなわち、図27の状態と図28の状態とを比べると、図28の状態ではフィラーFL1におけるシェル部SLが樹脂材料MTRを吸収して膨張(膨潤)していることで、図27の状態でのフィラーFL1の粒径(体積)よりも図28の状態でのフィラーFL1の粒径(体積)が大きくなり、従って、図27の状態での樹脂RSの粘度よりも、図28の状態での樹脂RSの粘度が大きくなる。   In FIG. 28, the shell portion SL is in an expanded (swelled) state by absorbing the resin material MTR. That is, the shell portion SL is in a wet state with the resin material MTR. As shown in FIG. 28, when the shell portion SL expands (swells), the effective particle size of the filler FL1 having a core / shell structure increases (that is, the volume increases), and the viscosity of the entire resin RS increases. It will be. That is, when the state of FIG. 27 is compared with the state of FIG. 28, in the state of FIG. 28, the shell portion SL in the filler FL1 absorbs the resin material MTR and expands (swells). The particle size (volume) of the filler FL1 in the state of FIG. 28 is larger than the particle size (volume) of the filler FL1 of FIG. 28. Therefore, the viscosity of the resin RS in the state of FIG. The viscosity of the resin RS increases.

このようなコア/シェル構造の微粒子(フィラー)を分散した熱硬化性エポキシ樹脂の例は、例えば上記非特許文献1に記載されている。   An example of a thermosetting epoxy resin in which fine particles (fillers) having such a core / shell structure are dispersed is described in Non-Patent Document 1, for example.

樹脂RS内に含まれるコア/シェル構造のフィラーFL1は、樹脂RS内でシェル部SLが膨張(膨潤)することにより、そのフィラーFL1の粒径が増大して、そのフィラーFL1の体積を増大させることができる。この現象は、樹脂RSの温度が所定の温度以上になることで発生し、促進される。すなわち、ステップS2bで配線基板CB上に供給される樹脂RSは、所定の温度以上で加熱されると、膨張性のフィラーFL1が膨張して、樹脂RSの粘度が増加するようになっている。   The core / shell structure filler FL1 contained in the resin RS expands (swells) the shell portion SL in the resin RS, whereby the particle size of the filler FL1 increases and the volume of the filler FL1 increases. be able to. This phenomenon occurs and is promoted when the temperature of the resin RS becomes equal to or higher than a predetermined temperature. That is, when the resin RS supplied onto the wiring board CB in step S2b is heated at a predetermined temperature or higher, the expandable filler FL1 expands and the viscosity of the resin RS increases.

なお、図27に示されるように樹脂RS中に分散されているコア/シェル構造の膨張性のフィラーFL1は、ステップS2cで図28に示されるように膨張して樹脂RSの粘度を増加させた後、ステップS2dおよびステップS2eで図29に示されるように不定形に変形し、樹脂RSの樹脂材料MTR中に浸潤してほぼ均一に分散してしまう。このため、硬化後の樹脂RS中(すなわち樹脂部UFR中)では、フィラーFL1は、樹脂材料MTRとは見分けがつかなくなる。一方、フィラーFL2は、シリカなどの無機材料からなるため、硬化後の樹脂RS中(すなわち樹脂部UFR中)でも、樹脂材料MTRと見分けることができる。   As shown in FIG. 27, the expandable filler FL1 having a core / shell structure dispersed in the resin RS expanded as shown in FIG. 28 in step S2c to increase the viscosity of the resin RS. After that, in step S2d and step S2e, it deforms into an indefinite shape as shown in FIG. 29, and infiltrates into the resin material MTR of the resin RS and is dispersed almost uniformly. For this reason, the filler FL1 cannot be distinguished from the resin material MTR in the cured resin RS (that is, in the resin portion UFR). On the other hand, since the filler FL2 is made of an inorganic material such as silica, it can be distinguished from the resin material MTR even in the cured resin RS (that is, in the resin portion UFR).

架橋反応による樹脂RSの硬化は、不可逆変化である。また、膨張性のフィラーFL1の膨張は、不可逆変化である。また、架橋反応が発生しない温度範囲内において、フィラーFL1の膨張ではなく、熱エネルギーによる分子の動き(振動)に起因した樹脂RSの粘度変化は、可逆変化である。このため、ステップS2bで配線基板CB上に樹脂RSを供給した後、図26のグラフに示されるように、温度上昇に伴い、いったん粘度が減少してから(この粘度現象は熱エネルギーの増大による分子の動き(振動)の増大に起因した粘度減少である)、膨張性のフィラーFL1の膨張により、樹脂RSの粘度が増大する(ステップS2cに対応し、樹脂RSの粘度が粘度V2に上昇する)。このため、ステップS2cでは、樹脂RSにおいてフィラーFL1の膨張が十分に行われるような温度および時間で、樹脂RSを加熱することが好ましい。但し、ステップS2cでは、樹脂RSにおいて架橋反応はできるだけ生じないようにする。つまり、ステップS2cでは、樹脂RSに含まれる膨張性のフィラーFL1が膨張するが、樹脂RSにおいて架橋反応が起きない(あるいは架橋反応を起こさせたくない)ような温度に、樹脂RSを加熱し、その状態を維持することで、架橋反応を抑えながら、膨張性のフィラーFL1を膨張させて、樹脂RSの粘度を増大させる。なお、ステップS2cでは、樹脂RSの加熱温度は、ステップS2bの樹脂供給時の樹脂RSの温度(温度T1に対応)よりも高温であるが、半田層SD1(後述の変形例の場合は後述の半田層SD3も)が溶融しないような温度(半田層SD1,SD3の融点未満の温度)である。   Curing of the resin RS by a crosslinking reaction is an irreversible change. The expansion of the expandable filler FL1 is an irreversible change. Further, in the temperature range where the crosslinking reaction does not occur, the viscosity change of the resin RS due to the movement (vibration) of the molecule due to thermal energy, not the expansion of the filler FL1, is a reversible change. For this reason, after supplying the resin RS onto the wiring board CB in step S2b, as shown in the graph of FIG. 26, the viscosity once decreases as the temperature rises (this viscosity phenomenon is caused by an increase in thermal energy). The viscosity of the resin RS increases due to the expansion of the expandable filler FL1 (corresponding to step S2c, and the viscosity of the resin RS increases to the viscosity V2). ). For this reason, in step S2c, it is preferable to heat the resin RS at a temperature and a time at which the filler FL1 is sufficiently expanded in the resin RS. However, in step S2c, the cross-linking reaction is prevented from occurring in the resin RS as much as possible. That is, in step S2c, the expandable filler FL1 contained in the resin RS expands, but the resin RS is heated to a temperature at which no cross-linking reaction occurs in the resin RS (or the cross-linking reaction is not desired). By maintaining this state, the expandable filler FL1 is expanded while suppressing the crosslinking reaction, and the viscosity of the resin RS is increased. In step S2c, the heating temperature of the resin RS is higher than the temperature of the resin RS at the time of resin supply in step S2b (corresponding to the temperature T1), but the solder layer SD1 (described later in the case of a modification described later) The temperature is such that the solder layer SD3 is not melted (temperature lower than the melting point of the solder layers SD1 and SD3).

ステップS2cでは、樹脂RSおいて架橋反応はほとんど生じておらず、粘度上昇は架橋反応によるものではなく、フィラーFL1の膨張によるものである。このため、ステップS2dで樹脂RSの温度が、ステップS2cでの樹脂RSの加熱温度(温度T2に対応)よりも高い温度になることで、熱エネルギーの増大による分子の動き(振動)の増大に起因してステップS2dでの樹脂RSの粘度は粘度V2(ステップS2cで上昇させたときの粘度V2)よりも低い粘度になる(図26参照)。その後、ステップS2eで架橋反応が生じて(促進されて)、樹脂RSは硬化する(粘度は著しく増大する)。なお、ステップS2eでは、樹脂RSの加熱温度は、樹脂RSにおける架橋反応が促進されて樹脂RSが硬化する温度であり、また、半田層SD1(後述の変形例の場合は後述の半田層SD3も)が溶融するような温度(半田層SD1,SD3の融点以上の温度)でもある。   In step S2c, almost no crosslinking reaction has occurred in the resin RS, and the increase in viscosity is not due to the crosslinking reaction but due to the expansion of the filler FL1. For this reason, the temperature of the resin RS in step S2d becomes higher than the heating temperature of the resin RS in step S2c (corresponding to the temperature T2), which increases molecular movement (vibration) due to an increase in thermal energy. As a result, the viscosity of the resin RS in step S2d becomes lower than the viscosity V2 (viscosity V2 when increased in step S2c) (see FIG. 26). Thereafter, a crosslinking reaction occurs (promoted) in step S2e, and the resin RS is cured (viscosity is remarkably increased). In step S2e, the heating temperature of the resin RS is a temperature at which the crosslinking reaction in the resin RS is promoted and the resin RS is cured, and the solder layer SD1 (in the case of a later-described modification, a later-described solder layer SD3 is also used). ) Is melted (temperature above the melting point of the solder layers SD1 and SD3).

樹脂RSのフィラーの含有量の例を挙げると、フィラーFL2として、シリカフィラーを用いる場合は、樹脂RS中に、例えば50〜70重量%程度のシリカフィラーを含有させることができる。また、膨張性のフィラーFL1として、アクリル樹脂系のコア/シェル構造のフィラーを用いる場合は、樹脂RS中に、例えば1〜15重量%程度のコア/シェル構造のフィラーを含有させることができる。樹脂RSにおいて、無機フィラー(フィラーFL2)よりも有機フィラー(フィラーFL1)の方が、含有率(含有量)が小さいことが好ましい。換言すれば、樹脂RSにおいて、有機フィラー(フィラーFL1)よりも無機フィラー(フィラーFL2)の方が、含有率(含有量)が大きいことが好ましい。樹脂RSにおいて、有機フィラー(フィラーFL1)よりも無機フィラー(フィラーFL2)の方が、含有率(含有量)が大きければ、樹脂RSの硬化後の硬度(すなわち樹脂部UFRの硬度)を、無機フィラー(フィラーFL2)により的確に確保できるようになる。なお、ここで述べた樹脂RSにおけるフィラーの含有量は、ステップS2cの粘度上昇工程を行う前の状態(フィラーFL1が膨張する前の状態)での含有量、すなわち、ステップS2bで配線基板CB上に樹脂RSを供給する段階での含有量、に対応している。   When the example of content of the filler of resin RS is given, when using a silica filler as filler FL2, about 50 to 70 weight% silica filler can be contained in resin RS, for example. Further, when an acrylic resin-based core / shell structure filler is used as the expandable filler FL1, for example, about 1 to 15% by weight of a core / shell structure filler can be contained in the resin RS. In the resin RS, it is preferable that the organic filler (filler FL1) has a smaller content rate (content) than the inorganic filler (filler FL2). In other words, in the resin RS, it is preferable that the inorganic filler (filler FL2) has a higher content rate (content) than the organic filler (filler FL1). In the resin RS, if the content (content) of the inorganic filler (filler FL2) is larger than that of the organic filler (filler FL1), the hardness of the resin RS after curing (that is, the hardness of the resin part UFR) is increased. The filler (filler FL2) can be secured accurately. The filler content in the resin RS described here is the content before the viscosity increasing step in step S2c (the state before the filler FL1 expands), that is, on the wiring board CB in step S2b. It corresponds to the content at the stage of supplying the resin RS.

本実施の形態では、ステップS2bで、樹脂供給用のノズルNZLから、樹脂RSを配線基板CBの上面CBaのチップ搭載予定領域に供給する。この際、ノズルNZLの温度は、温度T1(例えば30〜50℃程度)に設定されているため、ノズルNZL内に樹脂RSが充填されているとき、およびノズルNZLから配線基板CB上に樹脂RSが供給された直後で、樹脂RSの温度は、ほぼ温度T1となっている。この温度T1では、樹脂RS内の膨張性のフィラーFL1は、ほとんど膨張(膨潤)せず、また、樹脂RS内で架橋反応はほとんど発生しない。つまり、温度T1は、樹脂RS内の膨張性のフィラーFL1がほとんど膨張(膨潤)せず、かつ、樹脂RS内で架橋反応はほとんど発生しないような温度に設定することが好ましい。このため、温度T1は、ある程度低い温度に設定する必要があるが、低すぎると外気温度によって温度が変動しやすくなるため、室温よりも若干高い温度、例えば30〜50℃程度に設定することが好ましい。   In the present embodiment, in step S2b, the resin RS is supplied from the resin supply nozzle NZL to the chip mounting scheduled area on the upper surface CBa of the wiring board CB. At this time, since the temperature of the nozzle NZL is set to a temperature T1 (for example, about 30 to 50 ° C.), when the resin RS is filled in the nozzle NZL and from the nozzle NZL onto the wiring board CB, the resin RS Immediately after is supplied, the temperature of the resin RS is substantially the temperature T1. At this temperature T1, the expandable filler FL1 in the resin RS hardly expands (swells), and the crosslinking reaction hardly occurs in the resin RS. That is, the temperature T1 is preferably set to a temperature at which the expandable filler FL1 in the resin RS hardly expands (swells) and hardly causes a crosslinking reaction in the resin RS. For this reason, it is necessary to set the temperature T1 to a somewhat low temperature. However, if the temperature T1 is too low, the temperature tends to fluctuate depending on the outside air temperature. Therefore, the temperature T1 may be set to a temperature slightly higher than room temperature, for example, about 30 to 50 ° C. preferable.

ステージSTGは、温度T1よりも高い温度T2に加熱(設定)されており、ステージSTG上に配置されている配線基板CBも温度T2に加熱されている状態で、ステップS2bで配線基板CB上に樹脂RSが配置され、この状態が、所定の時間保持される。この保持の間が、ステップS2cの粘度上昇工程に対応している。   The stage STG is heated (set) to a temperature T2 higher than the temperature T1, and the wiring board CB disposed on the stage STG is also heated to the temperature T2, and the wiring board CB is placed on the wiring board CB in step S2b. Resin RS is arranged and this state is maintained for a predetermined time. This holding period corresponds to the viscosity increasing step of step S2c.

ステージSTGとともに配線基板CBが温度T2に加熱されている状態で、ステップS2bで配線基板CB上に樹脂RSが配置され、この状態をステップS2cで所定の時間保持すると、この保持の間、配線基板CB上に配置された樹脂RSも加熱されて、樹脂RSの温度は、配線基板CBの温度(すなわち温度T2)に向かって徐々に上昇する。そして、配線基板CB上の樹脂RSの温度が、配線基板CBの温度(すなわち温度T2)とほぼ同じ温度になると、樹脂RSの温度も、その温度T2で保持される。   In a state where the wiring substrate CB is heated to the temperature T2 together with the stage STG, the resin RS is disposed on the wiring substrate CB in step S2b, and when this state is held for a predetermined time in step S2c, the wiring substrate is held during this holding. The resin RS disposed on the CB is also heated, and the temperature of the resin RS gradually increases toward the temperature of the wiring board CB (that is, the temperature T2). When the temperature of the resin RS on the wiring board CB becomes substantially the same as the temperature of the wiring board CB (that is, the temperature T2), the temperature of the resin RS is also held at the temperature T2.

配線基板CB上の樹脂RSは、配線基板CBを通じて加熱される(温度T2に向かって加熱される)ことで、樹脂RS内の膨張性のフィラーFL1が膨張し(コア/シェル構造の場合はシェル部SLが膨張し)、フィラーFL1の膨張によって樹脂RSの粘度が増加する。ステップS2cでは、ステージSTG(内の加熱機構)により配線基板CBを通じて樹脂RSを加熱するが、樹脂RS内の膨張性のフィラーFL1が膨張して樹脂RSの粘度が的確に増加できるように、温度T2とステップS2cの保持時間とを設定する。但し、温度T2は、樹脂RS内で架橋反応が生じず、かつ、上記半田層SD1が溶融しない温度に設定する。温度T2は、好ましくは50〜100℃の範囲内、例えば75℃程度に設定し、ステップS2cの保持時間は、例えば10分かそれ以上に設定する。   The resin RS on the wiring board CB is heated through the wiring board CB (heated toward the temperature T2), whereby the expandable filler FL1 in the resin RS expands (in the case of the core / shell structure, the shell RS The portion SL expands), and the viscosity of the resin RS increases due to the expansion of the filler FL1. In step S2c, the resin RS is heated through the wiring board CB by the stage STG (internal heating mechanism), but the temperature is set so that the expandable filler FL1 in the resin RS expands and the viscosity of the resin RS can be accurately increased. T2 and the holding time of step S2c are set. However, the temperature T2 is set to a temperature at which no crosslinking reaction occurs in the resin RS and the solder layer SD1 is not melted. The temperature T2 is preferably set in the range of 50 to 100 ° C., for example, about 75 ° C., and the holding time in step S2c is set to 10 minutes or more, for example.

ステップS2cでは、樹脂RS内で膨張性のフィラーFL1が膨張することにより、樹脂RSの粘度を高め、それによって、樹脂RSの粘度を、粘度V1よりも高い粘度V2に上昇させることができる(V2>V1)。   In step S2c, the expandable filler FL1 expands in the resin RS, thereby increasing the viscosity of the resin RS, thereby increasing the viscosity of the resin RS to a viscosity V2 higher than the viscosity V1 (V2). > V1).

また、ステップS2cは、ノズルNZLから供給される樹脂RSの温度(温度T1に対応)よりも高い温度(温度T2)に加熱されている配線基板CB上に、ステップS2bで樹脂RSを配置し、ステップS2cの間、配線基板CBを通じて樹脂RSも加熱することにより、膨張性のフィラーFL1を膨張させて樹脂RSの粘度を増加させている。このため、ステップS2cは、温度T2に加熱された配線基板CB上に樹脂RSを配置した状態を所定の時間、継続させることで行われるが、この所定の時間は、樹脂RSの温度が高くなって膨張性のフィラーFL1が膨張して樹脂RSの粘度が上昇できるのに十分な時間に設定することが好ましい。このため、ステップS2cに要する時間は、ある程度長くする必要があり、ステップS2a、ステップS2b、ステップS2dおよびステップS2eにそれぞれ要する処理時間よりも、長い処理時間(例えば10分かそれ以上)を必要とする。すなわち、ステップS2a,S2b,S2c,S2d,S2eのうち、最も処理時間が長いのは、ステップS2cとなる。ステップS2cは、比較的長時間とすることにより、ステップS2cで樹脂RSの粘度を的確に増大させることができ、ステップS2a,S2b,S2d,S2eは、比較的短い処理時間とすることで、半導体装置のスループットを向上することができる。   In step S2c, the resin RS is disposed in step S2b on the wiring board CB heated to a temperature (temperature T2) higher than the temperature of the resin RS (corresponding to the temperature T1) supplied from the nozzle NZL. During step S2c, the resin RS is also heated through the wiring board CB, thereby expanding the expandable filler FL1 to increase the viscosity of the resin RS. For this reason, step S2c is performed by continuing the state in which the resin RS is arranged on the wiring board CB heated to the temperature T2 for a predetermined time. During this predetermined time, the temperature of the resin RS becomes high. It is preferable to set the time sufficient for the expandable filler FL1 to expand and increase the viscosity of the resin RS. For this reason, the time required for step S2c needs to be increased to some extent, and a longer processing time (for example, 10 minutes or more) than the processing time required for step S2a, step S2b, step S2d, and step S2e is required. To do. That is, the longest processing time among steps S2a, S2b, S2c, S2d, and S2e is step S2c. By setting the step S2c to a relatively long time, the viscosity of the resin RS can be increased accurately in the step S2c, and the steps S2a, S2b, S2d, and S2e can be performed by setting the processing time to be relatively short. The throughput of the apparatus can be improved.

また、ステップS2cは、ステップS2bで用いる装置(樹脂塗布装置)およびステップS2d,S2eで用いる装置(フリップチップボンディング装置)とは異なる装置を用いて行われることが好ましい。これにより、ステップS2cに長い処理時間がかかっても、ステップS2b(樹脂供給工程)やステップS2d,S2e(チップ搭載工程および樹脂硬化工程)に影響しないため、スループットを向上させることができる。   Step S2c is preferably performed using an apparatus different from the apparatus used in step S2b (resin coating apparatus) and the apparatus used in steps S2d and S2e (flip chip bonding apparatus). Thereby, even if a long processing time is required for step S2c, it does not affect step S2b (resin supply process) or steps S2d, S2e (chip mounting process and resin curing process), so that the throughput can be improved.

また、ステップS2bで配線基板CB上に供給される直前の樹脂RSの温度は、ステージSTGの温度T2(従って配線基板CBの温度T2)よりも低い温度(すなわち温度T1)であり、ステップS2cでは、樹脂RSの温度がその温度(すなわち温度T1)よりも高くなる。この樹脂RSの温度上昇により、樹脂RS内の膨張性のフィラーFL1が膨張することで、樹脂RSの粘度を上昇(増大)させることができる。このため、簡易な工程で、樹脂RSの粘度を制御することができるため、半導体装置の製造工程の簡略化と、製造された半導体装置の信頼性の向上とを、両立することができる。   Further, the temperature of the resin RS immediately before being supplied onto the wiring board CB in step S2b is a temperature (that is, temperature T1) lower than the temperature T2 of the stage STG (and hence the temperature T2 of the wiring board CB), and in step S2c The temperature of the resin RS becomes higher than that temperature (that is, the temperature T1). Due to the temperature rise of the resin RS, the expandable filler FL1 in the resin RS expands, whereby the viscosity of the resin RS can be increased (increased). For this reason, since the viscosity of the resin RS can be controlled by a simple process, both the simplification of the manufacturing process of the semiconductor device and the improvement of the reliability of the manufactured semiconductor device can be achieved.

また、本実施の形態では、ステップS2bの段階で、予めステージSTGおよびそこに載置された配線基板CBを温度T2に加熱しておく場合について説明した。他の形態として、ステップS2a,S2bでステージSTGの温度を比較的低い温度(ステップS2cでの樹脂RSの温度よりも低い温度、例えば30〜50℃程度)に設定しておき、このステージSTGの温度とほぼ同じ温度になっている配線基板CB上にステップS2bで樹脂RSを供給し、その後でステージSTGの温度を上昇させて(上記温度T2まで上昇させて)、樹脂RSの粘度を(V1からV2に)上昇させることも可能である。この場合、ステップS2bの樹脂供給時の配線基板CBの温度は、膨張性のフィラーFL1が膨張して樹脂RSの粘度が増大するのに必要な温度よりも低いため、ステップS2bで配線基板CB上に樹脂RSを供給しても、その後でステージSTGの温度上昇(つまり配線基板CBの温度上昇)を行わなければ、ステップS2cの粘度上昇工程には移行しない。つまり、この場合、ステップS2bの樹脂供給工程の後、ステップS2cの粘度上昇工程に移行するには、ステージSTGを加熱すること(つまり配線基板CBを加熱すること)による樹脂RSの温度上昇(樹脂RSの温度を、フィラーFL1が膨張して樹脂RSの粘度が増大するのに必要な温度以上にする)が必要となる。このため、ステップS2bの樹脂供給工程とステップS2cの粘度上昇工程とを、連続せずに分けて行うことが可能になる。これにより、ステップS2bの樹脂供給工程とステップS2cの粘度上昇工程の管理が行いやすくなる。   In the present embodiment, the case where the stage STG and the wiring board CB placed thereon are heated to the temperature T2 in advance in the step S2b has been described. As another form, the temperature of the stage STG is set to a relatively low temperature in steps S2a and S2b (a temperature lower than the temperature of the resin RS in step S2c, for example, about 30 to 50 ° C.). Resin RS is supplied in step S2b onto wiring board CB that is substantially the same as the temperature, and then the temperature of stage STG is increased (to the above temperature T2), and the viscosity of resin RS is set to (V1). It is also possible to raise it from V2 to V2. In this case, the temperature of the wiring board CB at the time of resin supply in step S2b is lower than the temperature necessary for the expandable filler FL1 to expand and the viscosity of the resin RS to increase. Even if the resin RS is supplied, if the temperature of the stage STG is not increased thereafter (that is, the temperature of the wiring board CB is not increased), the process does not proceed to the viscosity increasing step of step S2c. That is, in this case, in order to shift to the viscosity increasing step of Step S2c after the resin supplying step of Step S2b, the temperature of the resin RS (resin is increased by heating the stage STG (that is, heating the wiring board CB). It is necessary to set the temperature of RS to a temperature higher than that necessary for the filler FL1 to expand and the viscosity of the resin RS to increase. For this reason, the resin supply process of step S2b and the viscosity increase process of step S2c can be performed separately without being continuous. This facilitates management of the resin supply process in step S2b and the viscosity increase process in step S2c.

一方、予めステージSTGおよびそこに載置された配線基板CBを温度T2に加熱しておき、ほぼ温度T2に加熱されている配線基板CB上にステップS2bで樹脂RS(温度T2よりも低い温度T1にほぼなっている樹脂RS)を供給すれば、ステップS2bで樹脂RSを配線基板CB上に供給してから、ステップS2cの粘度上昇工程に移行するまでの時間を短縮することができる。更に、予めステージSTGを加熱している温度T2を、ステップS2cで樹脂RSの粘度を増加させるのに必要な温度(膨張性のフィラーFL1が膨張できる温度)に設定しておけば、ステージSTGの温度を変えることなく、ステップS2bの樹脂供給工程から、ステップS2cの粘度上昇工程に移行することができる。このため、ステップS2bの樹脂供給工程からステップS2cの粘度上昇工程に移行するのに要する時間を、更に短縮することができ、スループットを向上させることができる。つまり、ステップS2a,S2b,S2cでステージSTGの温度は、同程度とすることができるため、ステージSTGの温度制御が容易となり、また、スループットを向上させることができる。   On the other hand, the stage STG and the wiring board CB placed thereon are heated in advance to the temperature T2, and the resin RS (a temperature T1 lower than the temperature T2 is set on the wiring board CB heated to the temperature T2 in step S2b. If the resin RS) is supplied, the time from the supply of the resin RS on the wiring board CB in step S2b to the transition to the viscosity increasing step of step S2c can be shortened. Furthermore, if the temperature T2 at which the stage STG is heated in advance is set to a temperature necessary for increasing the viscosity of the resin RS in step S2c (a temperature at which the expandable filler FL1 can expand), Without changing the temperature, it is possible to shift from the resin supply process of step S2b to the viscosity increasing process of step S2c. For this reason, the time required to shift from the resin supply process of step S2b to the viscosity increase process of step S2c can be further shortened, and the throughput can be improved. In other words, the temperature of the stage STG can be made approximately the same in steps S2a, S2b, and S2c, so that the temperature control of the stage STG can be facilitated and the throughput can be improved.

また、ステップS2bでは、ステージSTGの温度T2(従って配線基板CBの温度T2)よりも低い温度T1に加熱(設定)されたノズルNZLから、樹脂RSを配線基板CBのチップ搭載領域に供給する。このため、先塗布方式の樹脂供給時(すなわちステップS2b)での最適な樹脂粘度および樹脂温度に、樹脂RSの粘度V1および温度を設定できるとともに、ステップS2bで配線基板CB上に樹脂RSを供給すると、配線基板CB上に配置された樹脂RSの温度を上昇させる(温度T2となるように上昇させる)ことができる。これにより、ステップS2bにおける樹脂RSの粘度V1および温度を最適化できるとともに、ステップS2bからステップS2cへ速やかに移行することができ、ステップS2bを行ってからステップS2cを終了するまでに要する時間を短縮することができる。このため、半導体装置のスループットを向上することができる。   In step S2b, the resin RS is supplied to the chip mounting area of the wiring board CB from the nozzle NZL heated (set) to a temperature T1 lower than the temperature T2 of the stage STG (and hence the temperature T2 of the wiring board CB). For this reason, the viscosity V1 and temperature of the resin RS can be set to the optimum resin viscosity and resin temperature at the time of resin supply in the first application method (ie, step S2b), and the resin RS is supplied onto the wiring board CB in step S2b. Then, the temperature of the resin RS arranged on the wiring board CB can be increased (increased so as to reach the temperature T2). As a result, the viscosity V1 and temperature of the resin RS in step S2b can be optimized, and the process can be quickly shifted from step S2b to step S2c, and the time required from step S2b to completion of step S2c can be reduced. can do. For this reason, the throughput of the semiconductor device can be improved.

また、ステップS2cでは、樹脂RSが配線基板CB上に配置された状態で所定の時間経過することにより、樹脂RSの温度が上昇する。この温度上昇により、樹脂RS内の膨張性のフィラーFL1が膨張することで、樹脂RSの粘度を上昇(増大)させることができる。このため、簡易な工程で、樹脂RSの粘度を制御することができるため、半導体装置の製造工程の簡略化と、製造された半導体装置の信頼性の向上とを、両立することができる。   In step S2c, the temperature of the resin RS rises as a predetermined time elapses in a state where the resin RS is disposed on the wiring board CB. Due to this temperature increase, the expandable filler FL1 in the resin RS expands, whereby the viscosity of the resin RS can be increased (increased). For this reason, since the viscosity of the resin RS can be controlled by a simple process, both the simplification of the manufacturing process of the semiconductor device and the improvement of the reliability of the manufactured semiconductor device can be achieved.

また、配線基板CBの上面CBaには、絶縁膜(絶縁層)であるレジスト層(ソルダレジスト層、半田レジスト層)SR1が形成されており、レジスト層SR1に環状(平面視において環状)に設けられた開口部OPから複数のボンディングリードBLが露出している。他の形態として、配線基板CBにおいて、開口部OPが環状に繋がっておらず、開口部OPが各辺毎に分離していてもよい。また、ボンディングリードBL毎に個別に開口部(レジスト層SR1に設けられた開口部)を設けることもできる。また、配線基板CBの上面CBaのチップ搭載領域の外周だけでなく、内側(中央部)にもボンディングリードBLを設けることもできる。   Further, a resist layer (solder resist layer, solder resist layer) SR1 which is an insulating film (insulating layer) is formed on the upper surface CBa of the wiring board CB, and is provided in an annular shape (annular in plan view) on the resist layer SR1. A plurality of bonding leads BL are exposed from the opening OP. As another form, in the wiring board CB, the opening OP may not be connected in a ring shape, and the opening OP may be separated for each side. In addition, an opening (an opening provided in the resist layer SR1) can be individually provided for each bonding lead BL. Further, not only the outer periphery of the chip mounting region on the upper surface CBa of the wiring board CB but also the bonding lead BL can be provided on the inner side (center portion).

但し、本実施の形態の製造工程は、図3のように環状に設けられた開口部OPから複数のボンディングリードBLが露出している場合に適用すれば、より効果が大きい。これは、環状に設けられた開口部OPから複数のボンディングリードBLが露出している場合、環状の開口部OPに囲まれた部分のレジスト層SR1上にステップS2bで樹脂RSを供給することになり、ステップS2dで半導体チップCPを配線基板CB上に配置すると、樹脂RSは環状の開口部OPを越えて広がることになるが、環状のOPを越える際にボイドが形成されやすいためである。本実施の形態では、ステップS2bとステップS2dとで樹脂RSの粘度を最適化することができるため、たとえ図3のように環状に設けられた開口部OPから複数のボンディングリードBLが露出している場合であっても、ステップS2d,S2eで樹脂RS中にボイドが形成されるのを防止でき、製造された半導体装置において、樹脂部UFRにボイドが形成されるのを防止することができる。従って、半導体装置の信頼性を、的確に向上させることができる。   However, the manufacturing process of the present embodiment is more effective when applied to a case where a plurality of bonding leads BL are exposed from the opening OP provided in an annular shape as shown in FIG. This is because when a plurality of bonding leads BL are exposed from the annular opening OP, the resin RS is supplied in step S2b onto the resist layer SR1 in a portion surrounded by the annular opening OP. Thus, when the semiconductor chip CP is arranged on the wiring substrate CB in step S2d, the resin RS spreads beyond the annular opening OP, but voids are easily formed when exceeding the annular OP. In this embodiment, since the viscosity of the resin RS can be optimized in step S2b and step S2d, a plurality of bonding leads BL are exposed from the opening OP provided in an annular shape as shown in FIG. Even if it is a case, it can prevent that a void is formed in resin RS by step S2d and S2e, and it can prevent that a void is formed in the resin part UFR in the manufactured semiconductor device. Therefore, the reliability of the semiconductor device can be improved accurately.

また、ステップS2cで樹脂RSの粘度を粘度V2に上昇させるが、ステップS2d(半導体チップCP配置工程)における樹脂RSの粘度V3は、この粘度V2よりも低い粘度(すなわちV3<V2)とすることができる。そうするのは、ステップS2d(半導体チップCP配置工程)における樹脂RSの温度が低いと、その後の樹脂硬化(ステップS2eにおける樹脂RSの硬化)に要する時間が長くなり、スループットが低下する虞があるためである。このため、ステップS2dにおいて半導体チップCPを配線基板CB上に配置する際には、ツールTLの温度T3をステップS2cにおける上昇後の温度T2よりも高い温度(T3>T2)とし、ステップS2d(半導体チップCP配置工程)における樹脂RSの温度をある程度高く(温度T2よりも高く)することが好ましい。そうした場合には、ステップS2d(半導体チップCP配置工程)における樹脂RSの粘度V3は、粘度V2よりも低い粘度となる。   Further, the viscosity of the resin RS is increased to the viscosity V2 in step S2c, but the viscosity V3 of the resin RS in step S2d (semiconductor chip CP placement step) is set to a viscosity lower than the viscosity V2 (that is, V3 <V2). Can do. This is because if the temperature of the resin RS in step S2d (semiconductor chip CP placement step) is low, the time required for the subsequent resin curing (curing of the resin RS in step S2e) becomes long, and the throughput may be reduced. Because. Therefore, when the semiconductor chip CP is disposed on the wiring board CB in step S2d, the temperature T3 of the tool TL is set to a temperature (T3> T2) higher than the temperature T2 after the increase in step S2c, and step S2d (semiconductor It is preferable to raise the temperature of the resin RS to a certain degree (higher than the temperature T2) in the chip CP placement step). In such a case, the viscosity V3 of the resin RS in step S2d (semiconductor chip CP placement step) is lower than the viscosity V2.

また、ステップS2eでは、温度T1よりも高い温度T4に加熱(設定)されたツールTLで半導体チップCPの裏面CPbを押さえる。換言すれば、温度T2は温度T1よりも低いため、ステップS2eでは、温度T1,T2よりも高い温度T4に加熱(設定)されたツールTLで半導体チップCPの裏面CPbを押さえる。すなわち、ステップS2eでは、ツールTLの温度を温度T4に上昇させ、温度T4に加熱(設定)されたツールTLで半導体チップCPの裏面CPbを配線基板CB側に押圧するが、この温度T4は、温度T1,T2よりも高い温度である。これにより、ステップS2b,S2cでは樹脂RSの温度を抑えて樹脂RSにおける架橋反応を抑制することができ、ステップS2eでは樹脂RSの温度を高めて樹脂RSにおける架橋反応を促進し、樹脂RSを硬化させることができる。   In step S2e, the back surface CPb of the semiconductor chip CP is pressed with the tool TL heated (set) to a temperature T4 higher than the temperature T1. In other words, since the temperature T2 is lower than the temperature T1, in step S2e, the back surface CPb of the semiconductor chip CP is pressed with the tool TL heated (set) to the temperature T4 higher than the temperatures T1 and T2. That is, in step S2e, the temperature of the tool TL is increased to the temperature T4, and the back surface CPb of the semiconductor chip CP is pressed to the wiring board CB side with the tool TL heated (set) to the temperature T4. The temperature is higher than the temperatures T1 and T2. Thereby, in step S2b and S2c, the temperature of resin RS can be suppressed and the crosslinking reaction in resin RS can be suppressed, and in step S2e, the temperature of resin RS is increased to promote the crosslinking reaction in resin RS and the resin RS is cured. Can be made.

<変形例について>
上記バンプ電極BPとして、銅(Cu)の柱状電極であるCuポストPSを用いた場合(以下、変形例と称す)について、図30〜図33を参照して説明する。図30〜図33は、本実施の形態の変形例の半導体装置の製造工程の説明図であり、ここでは断面図が示されている。
<About modification>
A case where a Cu post PS that is a copper (Cu) columnar electrode is used as the bump electrode BP (hereinafter referred to as a modified example) will be described with reference to FIGS. 30 to 33 are explanatory diagrams of the manufacturing process of the semiconductor device according to the modification of the present embodiment, in which a cross-sectional view is shown.

図30は、上記図6に対応するものであり、半導体チップCP2の断面図が示されている。   FIG. 30 corresponds to FIG. 6 and shows a cross-sectional view of the semiconductor chip CP2.

変形例の半導体装置の製造工程の場合、ステップS1で準備された図30の半導体チップCP2においては、各ボンディングパッドPD上に、バンプ電極BPとして、銅(Cu)の柱状電極であるCuポストPSが形成されている。また、各CuポストPSの先端面(CuポストPSにおいて、ボンディングパッドPDに接続する側とは反対側が先端面である)には、半田層SD3が形成されている。半導体チップCP2の他の構成は、上記図6の半導体チップCPと同様であるので、ここではその説明は省略する。また、変形例の場合も、ステップS1で準備される配線基板CBについては、上記図3および図4の配線基板CBと同様である。   In the case of the manufacturing process of the semiconductor device of the modified example, in the semiconductor chip CP2 of FIG. 30 prepared in step S1, Cu post PS which is a copper (Cu) columnar electrode is provided on each bonding pad PD as a bump electrode BP. Is formed. Also, a solder layer SD3 is formed on the front end surface of each Cu post PS (the side opposite to the side connected to the bonding pad PD in the Cu post PS is the front end surface). Since the other configuration of the semiconductor chip CP2 is the same as that of the semiconductor chip CP of FIG. 6, the description thereof is omitted here. In the modification, the wiring board CB prepared in step S1 is the same as the wiring board CB shown in FIGS.

変形例の場合も、ステップS2のうち、ステップS2a,S2b,S2cは、上述の通りであるので、ここではその繰り返しの説明は省略する。   Also in the modified example, among steps S2, steps S2a, S2b, and S2c are the same as described above, and therefore, repeated description thereof is omitted here.

変形例の場合、ステップS2dでは、図31および図32に示されるように、配線基板CBの上面CBaのチップ搭載予定領域に半導体チップCP2を配置する。   In the case of the modification, in step S2d, as shown in FIGS. 31 and 32, the semiconductor chip CP2 is disposed in the chip mounting scheduled area on the upper surface CBa of the wiring board CB.

なお、図31は、上記図18に対応するものであり、ツールTLで保持した半導体チップCP2を配線基板CBに近づけている途中を模式的に示す断面図が示されている。また、図32は、上記図20に対応するものであり、図31の状態から半導体チップCP2を配線基板CBに更に近づけ、半導体チップCP2のCuポストPSの先端(の半田層SD3)が配線基板CBの上面CBaのボンディングリードBL(上の半田層SD1)に接した状態が示されている。   FIG. 31 corresponds to FIG. 18 described above, and shows a cross-sectional view schematically showing a state in which the semiconductor chip CP2 held by the tool TL is approaching the wiring board CB. FIG. 32 corresponds to FIG. 20 described above. From the state of FIG. 31, the semiconductor chip CP2 is brought closer to the wiring board CB, and the tip of the Cu post PS (the solder layer SD3) of the semiconductor chip CP2 is the wiring board. A state where the upper surface CBa of the CB is in contact with the bonding lead BL (upper solder layer SD1) is shown.

図31および図32の変形例の場合のステップS2dが、上記図18〜図20の場合のステップS2dと相違しているのは、以下の点である。すなわち、上記図18〜図20の場合のステップS2dでは、バンプ電極BPの先端がボンディングリードBLの表面の半田層SD1に接するのに対して、図31および図32の変形例の場合のステップS2dでは、CuポストPSの先端面の半田層SD3がボンディングリードBLの表面の半田層SD1に接する。ステップS2dでは、半田層SD1,SD3は溶融しない。それ以外は、図31および図32の変形例の場合のステップS2dは、上記図18〜図20の場合のステップS2dと同様であるので、ここではその繰り返しの説明は省略する。   Step S2d in the modification of FIGS. 31 and 32 differs from step S2d in the case of FIGS. 18 to 20 in the following points. That is, in step S2d in the case of FIGS. 18 to 20, the tip of the bump electrode BP is in contact with the solder layer SD1 on the surface of the bonding lead BL, whereas step S2d in the modification of FIGS. 31 and 32. Then, the solder layer SD3 on the front end surface of the Cu post PS is in contact with the solder layer SD1 on the surface of the bonding lead BL. In step S2d, the solder layers SD1 and SD3 are not melted. Otherwise, step S2d in the modified example of FIGS. 31 and 32 is the same as step S2d in the case of FIGS.

変形例の場合、ステップS2eでは、図33に示されるように、ツールTLの温度を速やかに上昇させるとともに、ツールTLによって半導体チップCP2を配線基板CB側に押圧(加圧)する。   In the case of the modification, in step S2e, as shown in FIG. 33, the temperature of the tool TL is quickly raised, and the semiconductor chip CP2 is pressed (pressed) toward the wiring board CB by the tool TL.

図33の変形例の場合のステップS2eが、上記図21および図22の場合のステップS2eと相違しているのは、以下の点である。すなわち、上記図21および図22の場合のステップS2eでは、半田層SD1が溶融するため、バンプ電極BPがボンディングリードBLに接続されるとともに、溶融した半田層SD1からなる半田SD2が、バンプ電極BPとボンディングリードBLとの接続部の周囲を囲み、また、バンプ電極BPの周囲に濡れ上がる。一方、図33の変形例の場合のステップS2eでは、半田層SD1,SD3が溶融し、溶融した半田層SD1,SD3からなる半田SD2が、CuポストPSの先端面とボンディングリードBLとの間に介在する。このため、後で(ステップS2fで)半田SD2が固化すると、CuポストPSはボンディングリードBLと、固化した半田SD2で接続されることになる。それ以外は、図33の変形例の場合のステップS2eは、上記図21および図22の場合のステップS2eと同様であるので、ここではその繰り返しの説明は省略する。なお、半田SD2は、図33の変形例の場合も、上記図21および図22の場合も、ステップS2eの後のステップS2fで固化する。   33 differs from step S2e in the case of FIG. 21 and FIG. 22 in the following points. That is, in step S2e in the case of FIG. 21 and FIG. 22, since the solder layer SD1 is melted, the bump electrode BP is connected to the bonding lead BL, and the solder SD2 composed of the melted solder layer SD1 is replaced with the bump electrode BP. And the periphery of the connection portion between the bonding lead BL and the bump electrode BP. On the other hand, in step S2e in the modification of FIG. 33, the solder layers SD1 and SD3 are melted, and the solder SD2 composed of the melted solder layers SD1 and SD3 is interposed between the tip surface of the Cu post PS and the bonding lead BL. Intervene. For this reason, when the solder SD2 is solidified later (in step S2f), the Cu post PS is connected to the bonding lead BL by the solidified solder SD2. Otherwise, step S2e in the modification of FIG. 33 is the same as step S2e in the case of FIG. 21 and FIG. Note that the solder SD2 is solidified in step S2f after step S2e in both the modification of FIG. 33 and the case of FIG. 21 and FIG.

ステップS2fおよびステップS3は、変形例の場合も、上記図23および図24の場合と同様であるので、ここではその繰り返しの説明は省略する。   Step S2f and step S3 are the same as in the case of FIG. 23 and FIG. 24 in the case of the modified example, and thus the repeated description thereof is omitted here.

このようにして、上記バンプ電極BPとしてCuポストPSを用いた半導体装置を製造することができる。   In this manner, a semiconductor device using Cu post PS as the bump electrode BP can be manufactured.

また、本実施の形態の他の変形例として、複数の配線基板CBが一列にまたはアレイ状に繋がって形成された多数個取りの配線基板(配線基板母体)を用いて、個々の半導体装置を製造することもできる。この場合、ステップS1で準備される配線基板は、複数の配線基板CBが一列にまたはアレイ状に繋がって形成された多数個取りの配線基板(配線基板母体)である。そして、ステップS2aでは、ステージSTG上にこの多数個取りの配線基板が配置され、ステップS2bでは、多数個取りの配線基板の各半導体装置領域(単位基板領域)におけるチップ搭載予定領域に、ペースト状の樹脂RSが配置され、ステップS2cで、樹脂RSの粘度が高められる。ここで、多数個取りの配線基板における各半導体装置領域は、そこから1つの半導体装置が形成される領域であり、一列にまたはアレイ状に繋がった複数の配線基板CBのそれぞれが、半導体装置領域に対応している。そして、多数個取りの配線基板の各半導体装置領域に対して、ステップS2d,S2e,S2fを行って半導体チップCPをフリップチップ接続する。それから、ステップS3で、多数個取りの配線基板の複数の半導体装置領域の下面側に半田ボールBAを接続する。その後、多数個取りの配線基板を切断して、各半導体装置領域に分割することで、個々の半導体装置領域から半導体装置を製造することができる。   As another modification of the present embodiment, each semiconductor device is manufactured using a multi-piece wiring board (wiring board mother body) formed by connecting a plurality of wiring boards CB in a line or array. It can also be manufactured. In this case, the wiring board prepared in step S1 is a multi-piece wiring board (wiring board base) formed by connecting a plurality of wiring boards CB in a line or in an array. In step S2a, the multi-piece wiring board is arranged on the stage STG. In step S2b, a paste-like pattern is formed on the chip mounting scheduled area in each semiconductor device region (unit board area) of the multi-piece wiring board. Resin RS is arranged, and in step S2c, the viscosity of the resin RS is increased. Here, each semiconductor device region in a multi-piece wiring substrate is a region from which one semiconductor device is formed, and each of the plurality of wiring substrates CB connected in a row or in an array is a semiconductor device region. It corresponds to. Then, steps S2d, S2e, and S2f are performed on each semiconductor device region of the multi-piece wiring board to flip-chip-connect the semiconductor chip CP. Then, in step S3, solder balls BA are connected to the lower surface side of the plurality of semiconductor device regions of the multi-piece wiring board. Thereafter, the semiconductor device can be manufactured from each semiconductor device region by cutting the multi-piece wiring substrate and dividing it into each semiconductor device region.

また、本実施の形態の更に他の変形例として、配線基板CB上に搭載した半導体チップCP(1段目の半導体チップ)上に、更に他の半導体チップ(2段目の半導体チップ)をフリップチップ接続することもできる。すなわち、複数の半導体チップを積層したCOC(Chip On Chip)構造の半導体装置に、本実施の形態を適用することもできる。この場合、配線基板CB上にフリップチップ接続された1段目の半導体チップCBは、裏面側に複数の電極(例えば貫通電極)を有している。そして、上述のようにステップS2a〜S2fを行って配線基板CB上に樹脂RSを介して半導体チップCPをフリップチップ接続した後、半導体チップCPの裏面上に樹脂RSを介して2段目の半導体チップをフリップチップ接続する。半導体チップCPの裏面上に樹脂RSを介して2段目の半導体チップをフリップチップ接続する手法は、上述した配線基板CB上に樹脂RSを介して半導体チップCPをフリップチップ接続する手法(すなわち上記ステップS2b〜S2f)と基本的には同じである。但し、半導体チップCPの裏面上に樹脂RSを介して2段目の半導体チップをフリップチップ接続する際は、ステップS2bで樹脂RSを配置するのは、半導体チップCPの裏面であり、ステップS2cで粘度上昇させるのは、半導体チップCPの裏面上の樹脂RSであり、ステップS2d〜S2fで2段目の半導体チップを実装するのは、半導体チップCPの裏面である。2段目の半導体チップが1段目の半導体チップCPの裏面上にフリップチップ接続されると、2段目の半導体チップの複数のバンプ電極が1段目の半導体チップCPの裏面側の複数の電極にそれぞれ接続される。同様の手法で、2段目の半導体チップの裏面上に樹脂RSを介して3段目の半導体チップをフリップチップ接続することもでき、これを繰り返すことで、半導体チップの積層数を増加させることもできる。その後、ステップS3の半田ボールBA接続工程を行えばよい。   As still another modification of the present embodiment, another semiconductor chip (second-stage semiconductor chip) is flipped onto the semiconductor chip CP (first-stage semiconductor chip) mounted on the wiring board CB. Chip connection is also possible. That is, the present embodiment can be applied to a semiconductor device having a COC (Chip On Chip) structure in which a plurality of semiconductor chips are stacked. In this case, the first-stage semiconductor chip CB flip-chip connected to the wiring board CB has a plurality of electrodes (for example, through electrodes) on the back surface side. Then, the steps S2a to S2f are performed as described above, and the semiconductor chip CP is flip-chip connected to the wiring substrate CB via the resin RS, and then the second-stage semiconductor via the resin RS on the back surface of the semiconductor chip CP. Chips are flip-chip connected. The technique of flip-chip connecting the second-stage semiconductor chip via the resin RS on the back surface of the semiconductor chip CP is the technique of flip-chip connecting the semiconductor chip CP via the resin RS to the wiring board CB described above (that is, the above-described method). Steps S2b to S2f) are basically the same. However, when the second-stage semiconductor chip is flip-chip connected to the back surface of the semiconductor chip CP via the resin RS, the resin RS is disposed on the back surface of the semiconductor chip CP in step S2b. It is the resin RS on the back surface of the semiconductor chip CP that increases the viscosity, and it is the back surface of the semiconductor chip CP that mounts the second-stage semiconductor chip in steps S2d to S2f. When the second-stage semiconductor chip is flip-chip connected to the back surface of the first-stage semiconductor chip CP, the plurality of bump electrodes of the second-stage semiconductor chip have the plurality of bump electrodes on the back surface side of the first-stage semiconductor chip CP. Each is connected to an electrode. In the same manner, the third-stage semiconductor chip can be flip-chip connected to the back surface of the second-stage semiconductor chip via the resin RS. By repeating this, the number of stacked semiconductor chips can be increased. You can also. Thereafter, the solder ball BA connecting step of step S3 may be performed.

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

BA 半田ボール
BL ボンディングリード
CB 配線基板
CBa 上面
CBb 下面
CP,CP2 半導体チップ
CPa 表面
CPb 裏面
CR コア部
FL1,FL2 フィラー
LA ランド
MTR 樹脂材料
PKG 半導体装置
OP 開口部
PD ボンディングパッド
PS Cuポスト
RS,RS1,RS2,RS3,RS4 樹脂
SD1,SD3 半田層
SD2 半田
SL シェル部
SR1,SR2 レジスト層
STG ステージ
TL ツール
UFR 樹脂部
BA Solder ball BL Bonding lead CB Wiring substrate CBa Upper surface CBb Lower surface CP, CP2 Semiconductor chip CPa Front surface CPb Back surface CR Core portion FL1, FL2 Filler LA Land MTR Resin material PKG Semiconductor device OP Opening portion PD Bonding pad PS Cu post RS, RS1, RS2, RS3, RS4 Resin SD1, SD3 Solder layer SD2 Solder SL Shell part SR1, SR2 Resist layer STG Stage TL Tool UFR Resin part

Claims (15)

以下の工程を含む半導体装置の製造方法:
(a)上面、前記上面のチップ搭載領域に形成された複数のボンディングリード、および前記上面とは反対側の下面を有する配線基板を、第1の温度に設定されたステージ上に配置する工程;
(b)前記(a)工程の後、前記配線基板の前記チップ搭載領域に、第1フィラーおよび膨張性の第2フィラーを含有し、かつ第1の粘度からなるペースト状の樹脂を配置する工程;
(c)前記(b)工程の後、前記樹脂の粘度を前記第1の粘度よりも高い第2の粘度に上昇させる工程;
(d)前記(c)工程の後、主面、前記主面に形成された複数のボンディングパッド、前記複数のボンディングパッドにそれぞれ形成された複数の電極部材、および前記主面とは反対側の裏面を有する半導体チップを、前記半導体チップの前記主面が前記配線基板の前記上面と対向するように、前記樹脂および前記複数の電極部材を介して前記配線基板の前記チップ搭載領域に配置する工程;
(e)前記(d)工程の後、前記半導体チップの前記裏面をツールで押さえることで、前記複数の電極部材と前記複数のボンディングリードとをそれぞれ接触させ、前記複数の電極部材と前記複数のボンディングリードとの接合部を、前記第1の温度よりも高い第2の温度にすることで、前記樹脂を硬化させる工程。
A semiconductor device manufacturing method including the following steps:
(A) placing a wiring board having an upper surface, a plurality of bonding leads formed in a chip mounting region on the upper surface, and a lower surface opposite to the upper surface on a stage set at a first temperature;
(B) After the step (a), a step of disposing a paste-like resin containing the first filler and the expandable second filler and having the first viscosity in the chip mounting region of the wiring board. ;
(C) after the step (b), increasing the viscosity of the resin to a second viscosity higher than the first viscosity;
(D) After the step (c), a main surface, a plurality of bonding pads formed on the main surface, a plurality of electrode members respectively formed on the plurality of bonding pads, and a side opposite to the main surface Placing a semiconductor chip having a back surface in the chip mounting region of the wiring board via the resin and the plurality of electrode members such that the main surface of the semiconductor chip faces the upper surface of the wiring board; ;
(E) After the step (d), the plurality of electrode members and the plurality of bonding leads are brought into contact with each other by pressing the back surface of the semiconductor chip with a tool, respectively. The step of curing the resin by setting the joint portion with the bonding lead to a second temperature higher than the first temperature.
請求項1に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記(e)工程では、架橋反応によって前記樹脂が硬化する、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1,
In the step (e), the resin is cured by a crosslinking reaction.
請求項2に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記(b)工程で前記配線基板に供給される直前の前記樹脂の温度は、第3の温度であり、
前記(c)工程では、前記樹脂の温度が前記第3の温度よりも高く、かつ前記第2の温度よりも低い、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2,
The temperature of the resin immediately before being supplied to the wiring board in the step (b) is a third temperature,
In the step (c), the temperature of the resin is higher than the third temperature and lower than the second temperature.
請求項3に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記(c)工程では、前記樹脂が前記配線基板上に配置された状態で所定の時間経過することにより、前記樹脂の温度が上昇する、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3,
In the step (c), the temperature of the resin rises as a predetermined time elapses in a state where the resin is disposed on the wiring board.
請求項4に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記(c)工程では、前記第2フィラーが膨張する、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4,
In the step (c), the method of manufacturing a semiconductor device, wherein the second filler expands.
請求項5に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記第1フィラーは、前記(c)工程で膨張しない、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the first filler does not expand in the step (c).
請求項6に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記第1フィラーは、無機フィラーであり、
前記第2フィラーは、有機フィラーである、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6,
The first filler is an inorganic filler,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the second filler is an organic filler.
請求項7に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記(d)工程における前記樹脂の粘度は、前記第2の粘度よりも低い粘度である、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the viscosity of the resin in the step (d) is lower than the second viscosity.
請求項8に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記(e)工程では、前記第1の温度よりも高い第4の温度に設定された前記ツールで前記半導体チップの前記裏面を押さえる、半導体装置の製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 8, comprising:
In the step (e), a method of manufacturing a semiconductor device, wherein the back surface of the semiconductor chip is pressed with the tool set to a fourth temperature higher than the first temperature.
請求項9に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記(b)工程では、
前記第1の温度よりも低い温度に設定されたノズルから、前記樹脂を前記配線基板の前記チップ搭載領域に供給する、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 9,
In the step (b),
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the resin is supplied to the chip mounting region of the wiring board from a nozzle set at a temperature lower than the first temperature.
請求項1に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記(c)工程は、前記(a)から(e)工程の中で最も処理時間が長い、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1,
The process (c) is a method for manufacturing a semiconductor device, wherein the processing time is the longest among the processes (a) to (e).
請求項1に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記(b)工程では、前記配線基板の前記チップ搭載領域において、ノズルから前記樹脂を、互いに交差する複数方向に塗布する、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1,
In the step (b), in the chip mounting region of the wiring board, the resin is applied from a nozzle in a plurality of directions intersecting each other.
請求項1に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記配線基板の前記上面には、絶縁膜が形成されており、前記複数のボンディングリードは、前記絶縁膜の開口部から露出しており、前記開口部は、平面視において、環状に形成されている、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1,
An insulating film is formed on the upper surface of the wiring board, and the plurality of bonding leads are exposed from openings of the insulating film, and the openings are formed in an annular shape in plan view. A method for manufacturing a semiconductor device.
請求項1に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記(c)工程は、前記(b)工程および前記(d)工程とは別の装置を用いて行われる、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1,
The method (c) is a method for manufacturing a semiconductor device, which is performed using an apparatus different from the steps (b) and (d).
請求項1に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記(e)工程では、前記ツールで前記半導体チップの前記裏面を押さえて超音波を付与する、半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1,
In the step (e), a method of manufacturing a semiconductor device, wherein the ultrasonic wave is applied by pressing the back surface of the semiconductor chip with the tool.
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