JPH02101753A - 半導体チップの取付構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は半導体チップの取付は構造に関する。

〔従来の技術〕

主面より突出した電極を有する半導体チップ（例えばバ
ンプ付ＩＣなど）を配線基板に取付ける構造として、半
導体チップの電極とこれに対応する回路端子が形成され
た配線基板面との間に接着剤を介し、このＩＣチップと
配ｖＡ基板とを押圧することにより、ＩＣチップの電極
と配線基板を導通かつ接着接合することが知られている
。このための接着剤としては、！！縁性接着剤中に導電
性粒子を混入してなる異方導電性接着剤を用１するもの
と、絶縁性接着側を用いる場合とがある。

上記した接着剤による電極接続法においてｌよ、耐湿性
や熱衝撃試験に代表される長期接続信鯨性が不十分であ
るために、電極接ＶＸ後に例七ｆシＩＪコーン、エポキ
シ樹脂又は紫外線硬化型接着剤などで別途接続部を覆い
、接続部への水分の侵入防止や機械的接続強度の補強を
行う、いわゆる封止がなされるのが一般的である。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記した従来技術は、電極の接続と封止の２段階工程で
あることから作業が複９ｉ７あリコストアップを招くこ
とに加えて、以下に述べるような２種の接着剤を使い分
けることに起因する問題点を多く有しており、十分な信
頼性が得られていなかった。

すなわち、電極接続後に封止することから電極接続用接
着剤としては、封止用接着剤中に含まれる主剤、溶剤、
希釈剤、触媒、及び硬化剤などに対し溶解、１１？１１
、反応などを示さない化学的安定性を有すること、封止
用接着剤の硬化時における熱、光、電子線などのエネル
ギーに対する悪影響がなく硬化時に発生する応力に耐え
て電極の接続を保持できること、電極の接続を維持する
ために熱膨張率や弾性率を考慮した２種の接着剤の熱応
力の整合、及び界面の密着性に優れることなどが要求さ
れる。

本考案は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、製
造工程の短縮と接続信頼性の向上に有効な半導体チップ
の配線基板への取付構造を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本考案の一つは、主面より突出した電極を有する半導体
チップと配線板の回路との取付構造において、前記半導
体チップの電極表面と配線板の回路面との電極表面又は
回路面の凹凸による接触部を除いた半導体チップの実質
的な全表面が同一の接着剤により覆われてなることを特
徴とする。

本考案を以下図面を参照しながら説明する。

第１図は、本発明の基本構成を示す断面模式図である。

第１図において、半導体チップ１はＩＣやＬＳＩ、チッ
プコンデンサ等であり、これら半導体チップは主面から
突出した多数の電極２を有する。突出した電極としては
、金や半田などからなるいわゆるバンプが代表的である
。これら電極と接続する配線板は、ガラス、合成樹脂又
は金属等の基板３上に、銅、アルミニウム、金、クロム
、タンタル、又は酸化インジウム（ＩＴＯ）などからな
る回路４を形成してなるものである０本考案は、電極２
の表面と回路４の表面との表面の凹凸による接触部を除
いて半導体チップ１の全表面が同一の接着剤５により実
質的に覆われてなるものであり、接着剤５としてはエポ
キシ系、アクリル系、シリコーン系などの合成Ｉ！１脂
類や低融点ガラスなどが適用できる。これら接着剤中に
は導電性粒子が１０体積％以下の少Ｉ添加されていても
良い、導電性粒子を含む場合には、電極２と配線４との
電気的接触を得やすいことから好ましい、接着剤５は半
導体チップを回路４上に取付ける際に、細部への充填性
を得やす（するために十分な流動性を有し、一方散付終
了後には流動性の少ないものが信頼性を確保する上で有
効である。これらの例としては、接続時の加熱加圧下や
紫外５ｉｔ（Ｕ■）などにより急速硬化する硬化型接着
剤がある。

ＵＶ硬化の場合には光不透過部が未硬化となり易いこと
から嫌気硬化を併用することが好ましい。

硬化前の接着剤は、液状でもブロック状などの固形状で
あってもよいが、取扱い上の容易さからフィルム状であ
ることが好ましく、またフィルム状であると厚みが均一
であり取付作業を無溶剤下で精度よく行うことができる
。取付時の接着剤は、半導体チップ１と回路４の間に載
置するか、あるいは半導体チップ上に１ｙＩＬ、加熱加
圧することで流動と硬化を行う、この時、加圧により電
極２と回路４とで電気的接続が可能となり、過剰の接着
剤で半導体チップ１を覆うことにより封止される。半導
体チップへの接着剤の被覆厚みとしては特に制限はない
が、１０〜１，０００Ｉｊｍ程度が実用的である。

第２図（１）〜（４）は、電極２と回路４との接触状況
を示す断面模式図である。ここに電極２および配線４上
の表面は、その一方もしくは双方が微細な凹凸を有する
ことが必要である。これらの電極や回路の表面は、一般
的に数人〜数μｍ程度の凹凸が存在することがよく知ら
れておりそのままでも通用できるが、第２図（１）〜（
３）に代表例を示したような；極２や回路４上に積極的
に微細な凹凸を形成することが好ましい、このような微
細凹凸を形成する方法としては、を解方法や機械的手法
等による研究や、薬液による粗化などの一般的方法が通
用でき、また接着剤中への少量の導電粒子の添加によっ
ても同様な効果を得ることができる。

本考案の第二の態様としては、第２図（４）に示すよう
に半導体チップ側の電極２が主面６と同等もしくは陥没
状の場合に回路４上の回路を凸状に形成し、第一のＢ欅
と同様に取り付けることにより同様な効果を得ることが
できる。

第３〜５図を用いて、フィルム状接着剤を用いた場合の
半導体チップの取付は構造を得る方法について説明する
。

先ず半導体チンプｌの電極２と配線板上の回路４とを位
置合せして載置する。この時、図示してないが位置合せ
部を粘着テープ類や瞬間接着剤あるいは周辺部を加圧す
るなどして仮止めすることが好ましい０次にポリエチレ
ンテレフタレートなどの耐熱性を有するフィルム基材８
上に接着剤５を形成したフィルム状接着剤を半導体チッ
プ１上にかぶせて加熱加圧する０以上の工程はフィルム
状接着剤に半導体チップの背面（主面の反対面）を貼付
けてから位置合せしても、あるいは基材を有しないフィ
ルム状接着剤を電極２と回路４間にｉ！置して位置合わ
せするなどしてもよい。

加熱加圧時に過剰の接着剤により半導体チップの表面を
効率よく覆う方法として、半導体チップの周辺を枠７で
囲む方法があり好ましく適用できる。この場合の枠７と
しては、回路上にプラスチック等を用いて別途枠を形成
（第３図）したり、あるいは接続に必要な部分を除いて
配線板上にカバーフィルムを設けて枠とする（第４図）
こと等があげられる。これらの枠の高さは、第３〜５図
のように半導体チップより若干高（することが好ましく
、この時第３〜４図のように枠の一部に貫通孔９を設け
るかあるいは第５図のように基板３に貫通孔９を設ける
等して、接着剤が枠内に充填された後の逃げ口を形成す
ることが好ましい、この逃げ口としては、配線板の回路
４が基板３面より一定の高さを存する場合にはこの段差
を利用でき、この場合枠に貫通孔を設けな（でもよい、
これらの枠７は、半導体チップ上の接着剤被覆厚みを制
御するスペーサとしても有効である。この枠は用済後除
去しても良（、フィルム状接着剤は膜厚を管理すること
て必要部のみに充填されるようにすることが好ましい、
また接＠Ｍの基材８はそのままでも良いし、あるいは剥
離しても良くこの時は必要に応じて基材面にシリコーン
などによる剥離処理を行えば良い。

〔作用〕

本考案によれば、半導体チップの微細電極と配線回路と
の接続を電極又は回路上の微細凹凸を利用して行うこと
から、接着剤中には導電粒子を全く含まない場合でも接
続が可能となる。このとき、半導体チップ面の各電極は
個々に独立して絶縁されるので絶縁耐力が高まることが
ら、電極配置をより高密度とすることが可能となる。を
極接続後の過剰の接着剤は、半導体チップ面を覆ってな
ることから半導体チップは外界から十分に遮蔽されて封
止される。このとき、電極接続部と封止部とで同一の接
着剤を用いることがら作業が簡単となり、従来問題とさ
れた化学的安定性や熱応力の整合性、界面のＶｉ着性な
どの配慮が不必要となり信転性を大きく向上することが
できる。

〔実施例〕

本考案の実施例を、第３図の場合を例にとり更に説明す
るが、本考案はこれに限定されるものではない。

ガラス板上に半導体チップ（５ｍ＋角、高さ０．５閣、
主面の４辺周囲に５０μｍ角、高さ２０ａｍのバンプが
２００個形成、バンプ断面の電子顕微鏡による平均粗さ
１．５μｍ）のバンブ配置と対応した接続端子を有する
１７０回路を形成した配線板を用意した。この配線板上
には、半導体装置部の周囲を囲むように、ポリブチレン
テレフタレート製の枠（内寸法６目角、肉ｒｇ−１ｍ！
ｌ、高さ０．６　ｍ、−辺の上部に１１１ｍ角の貫通孔
付）を配置した。

方接層フィルムとして、エポキシ樹脂／ポリビニルブチ
ラール／潜在性硬化剤を主成分とする接着フィルムをポ
リエチレンテレフタレートフィルム（厚み５０μｍ）上
に形成し、室温で粘着性を有する厚み２５０ａｍの接着
フィルムを得た。

上記接着フィルム面に半導体チップの背面（バンプ形成
側の裏面）を貼付け、周囲を切断してｌＱｍ角の接着フ
ィルムの中央に半導体チップを形成した。ガラス回路側
から顕微鏡下でガラス回路とバンプとの位置合わせし、
１８０℃−２０ｋｇ／ｄ−３０秒の加熱加圧を行った。

上記操作において、初期段階では接着剤は未硬化状のた
め低粘度であり半導体チップを覆うように流動し、後期
において潜在性硬化剤の活性化と共に増粘し硬化反応が
終了した０本例においては、取付操作前には枠の固定を
行わなかったが、流動した接着剤により回路上に枠も接
着しており枠付で以下の評価を行った。

上記よりなる半導体チップの取付構造品の１２１“Ｃプ
レッシャークンカー試験を行ったところ２００時間処理
でも異常は発生せず、良好な電極の接続と封止とが合せ
て得られていることがわかった。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本考案によれば作業工程の簡略化
と信転性の著しく向上した半導体チップの回路への取付
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の半導体チップの取付は構造の基本構
成を示す断面模式図、第２図は本考案に用いる電極と配
線との接触状況を示す断面模式図、第３〜５図は本考案
の他のＢ様を示す半導体チップの取付は構造を示す断面
模式図である。 半導体チップ 基板 接着剤 枠 貫通孔 符号の説明 ２　電極 ４　回路 ６　主面 ８　基材 第１図 第３図 Ｍ４　図 第５図 手続補正書動式）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、主面より突出した電極を有する半導体チップと配線
   板の回路との取付構造において、前記半導体チップの電
   極表面と配線板の回路面との電極表面又は回路表面の凹
   凸による接触部を除いた半導体チップの実質的な全表面
   が同一の接着剤により覆われてなることを特徴とする半
   導体チップの取付構造。 ２、主面と同等又は陥没状の電極有する半導体チップと
   凸状の回路を有する配線板の回路との取付構造において
   、前記半導体チップの電極表面と配線板の凸状の回路面
   との電極表面又は回路表面の応答による接触部を除いた
   半導体チップの実質的な全表面が同一の接着剤により覆
   われてなることを特徴とする半導体チップの取付構造。