JPH03190248A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH03190248A
JPH03190248A JP33050389A JP33050389A JPH03190248A JP H03190248 A JPH03190248 A JP H03190248A JP 33050389 A JP33050389 A JP 33050389A JP 33050389 A JP33050389 A JP 33050389A JP H03190248 A JPH03190248 A JP H03190248A
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    • H05K3/3478Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns

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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 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にマイクロコ
ンピュータやゲートアレイ等の多電極。
狭ピッチのLSIチップの実装に関するものである。
従来の技術 従来の半導装置の製造方法を第5図とともに説明する。
まず、第5図(b)に示すようにガラスからなる第3の
基板6上にインジウム・錫酸化物(ITO)等の薄膜電
極5を形成し、フォトレジスト4をめっきマスクとして
金(Au)等をめっきして突起状導体3を形成する。次
に第5図(a)に示すLSIチップ11を用意し、同図
(C)のようにLSIチップ11上のA[電極12と突
起状導体3とを位置合わせし、約350℃に加熱された
加圧ツール10によってLSIチップ11を加圧する。
この加圧によって、Ae電極12と突起状導体3のAu
が共晶合金を形成し、第5図ω)に示すようにLSIチ
ップ11に突起状導体3が転写される。
次に、第5図(e)に示すようにAuや銀・パラジウム
(Ag−Pd)、ITO等からなる配線導体8を形成し
たガラスやセラミック等からなる第2の基板9上に、第
2の接着剤13を塗布する。続いて第5図(f)に示す
ように配線導体8とLSIチップ11に転写された突起
状導体3とを位置合わせし、常温のままで加圧ツール1
0によってLSIチップ11を加圧する。その状態で第
2の接着剤13を硬化する。この硬化によってLSIチ
ップ11の突起状導体3と配線導体8が電気的に接続さ
れる(第5図(g))。
発明が解決しようとする課題 前述した従来の構成では、LSIチップ11のAに電極
12に突起状導体3を転写する工程でLSIチップ11
の破損や転写不良が発生する。
また個別にLSIチップ11への突起状導体3の転写が
必要であり、少量生産では対応できるが、多量生産にな
ると高価な転写装置を数多(必要とし、生産コストが高
くなるという問題点を有していた。
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、配線基板
上の配線導体に突起状導体を転写する半導体装置の製造
方法を提供するものである。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の半導体装置の製造方
法は、第3の基板に形成された突起状導体を、粘着剤付
きの第1の基板で剥離する工程と、第2の基板上の配線
導体に前記突起状導体を転写した後、配線導体と突起状
導体を焼成により一体化させる工程と、その転写された
突起状導体にLSIチップの電極を一致させ加熱した加
圧ツールで加圧接続する工程と、LSIチップと配線基
板との間隙に接着剤を塗布浸透させ硬化することにより
LSIチップを配線基板に固着する工程とからなるもの
である。
作用 この方法によって、第3の基板上に形成された突起状導
体を粘着剤付きの第1の基板で剥離し、非常に多(のL
SIチップに対応する突起状導体を一括して配線基板に
転写できる。
実施例 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
第1図は本発明の第1の実施例における半導体装置の製
造方法を説明するための工程断面図である。まず第1図
(a)に示すようにポリエステルフィルム(PET)や
ガラス、金属板等の平面性の優れた第1の基板1上にポ
リウレタン等の粘着剤2を塗布、乾燥する。また第1図
(b)に示すようにガラスやセラミックス、金属板等か
らなる第3の基板6上にITO等の薄膜電極5を形成し
、フォトレジスト4をめっきマスクとしてAu等の導体
をめっきし突起状導体3をたとえば直径40μm。
高さ20μmに形成する。次に、第1の基板1の粘着剤
2面を第3の基板6の突起状導体3の表面に重ね合わせ
、第1図(C)に示すように突起状導体3を第1の基板
1の粘着剤2面に付着させる。
一方、第1図(d)に示すようにセラミックスやガラス
、ホーロー基板等からなる第2の基板9の表面にAuや
Ag−Pd、ITO等の配線導体8を形成する。さらに
その配線導体8の上にエポキシ系やアクリル系の第1の
接着剤7を約5〜10μmの厚みに塗布する。続いて第
1図(e)に示すように配線導体8と突起状導体3とを
位置合わせし、ゴム系の加圧板やローラー等で第1の基
板1を加圧した後、第1の接着剤7を硬化させる。硬化
が終れば、第1図(f)に示すように第1の基板1を剥
離し、第2の基板9上に突起状導体3を残し転写が終了
する。次にその第2の基板9を600〜900℃で焼成
すると、第1の接着剤7や粘着剤2は燃焼除去され、第
1図(g)に示すように突起状導体3と配線導体8とは
焼結により強固に接合される。
これで、突起状導体3は配線基板9に必要な数だけ一度
に転写される。
次に第1図(〜に示すように、第2の基板9の突起状導
体3にLSIチップ11のAe電極12を位置合わせし
て、加圧ツール10で加圧する。この時、加圧ツール1
0はヒーターを内蔵しており所定の温度(本実施例では
350℃)に保持している。突起状導体3が直径40μ
m、高さ20μmの場合加圧は150g/l電極とし、
加圧時間は2〜3secとしている。この時突起状導体
3の高さはおよそ6μ程圧縮される。加圧が終わると、
加圧ツール10をはずしてもAe電極12とAuの突起
状導体3とが共晶接合されてLSIチップ11はしっか
りと第2の基板9に接続される。次に第1図(i)に示
すように、LSIチップ11の側面よりエポキシ系やア
クリル系の第2の接着剤13をLSIチップ11と第2
の基板9との間隙に浸透させて硬化する。
本発明の第2の実施例を第2図とともに説明する。
突起状導体3の形成、第2の基板9への転写工程および
LSIチップ11のAe電極12を突起状導体3に接触
させる工程等は第1図(a)〜(g)と同じである。ま
た、加圧ツール10は第1の実施例と同様にヒーターを
内蔵しており350℃に保持している。第2図に示すよ
うに加圧ツール10はLSIチップ11を吸着したまま
で、突起状導体3を加圧(100g/l導体)しながら
、第2の基板9に平行な方向に左右に各5μずつ摩擦運
動を行う。加圧・摩擦運動時間は2〜3secとしてい
る。この時突起状導体3はおよそ6μ程圧縮される。以
後の工程は第1図(i)と同じである。
本発明の第3の実施例を第3図とともに説明する。
突起状導体3を形成し、第2の基板9へ転写する工程、
LSIチップ11のAe電極12を加圧ツール10によ
って突起状導体3に接触させる工程等は第1図(a)〜
(g)と同じである。次に第3図に示すように、第2の
基板9の下の加熱体14にヒーターを内蔵し、ステージ
温度をたとえば100℃に保温し、第2の基板9を加熱
する。LSIチップ11の突起状導体3への加圧条件は
第1の実施例と同じであるが、加圧時間は1〜2sec
に短縮することができる。
また、本発明の第1.第2および第3の実施例において
、LSIチップ11を第2の基板9に固着するために第
2の接着剤13を使用しているが、その接着剤13の熱
膨脹係数α0が突起状導体3を構成するAuの熱膨脹係
数α1より大きい場合、高温時に材料の膨脹の差によっ
て突起状導体3とAQ電極12の接合部であるAu−A
e共晶接合が破壊され断線する。
第4図には第2の接着剤13として接着剤A(αo=9
0X10−7/℃)および接着剤B (αo=450X
10−7/ ℃)を使用して接続したザンブルの熱衝撃
テスト(−55℃→125℃)の結果を示した。突起状
導体3は直径40μで高さが20μと10μである。図
から明らがなように、接着剤硬化後の熱膨脹係数がAu
のそれよりも小さい場合、2000サイクルでも不良率
は5%である。大気中の粉塵や有機物等が突起状導体3
に付着した時にはAe電極12との接続不良の原因とな
る。それら大気中の粉塵や有機物等を除去するために加
圧接続前に放電処理を実施した。それによると、接続不
良率はLSIチップ11自身による不良の他はほぼ皆無
になった。
発明の効果 以上のように本発明は、第3の基板に形成された突起状
導体を第1の基板で取り上げて配線基板へ転写した後、
前記突起状導体とLSIチップの電極を接合する工程で
あるため、以下に記す効果があり、優れた半導体装置の
製造方法を実現できるものである。
(1)突起状導体を形成する第3の基板と、前記突起状
導体を仮に取り上げる第1の基板と配線基板を分けたた
め、各々の基板を各々の工程に最適な材質から選択する
ことができる。
(2)  回路基板に実装するLSIのチップ数に相当
する突起状導体を一括して回路基板上に転写形成できる
ので、高価な転写装置が少なくて済み、さらに転写が極
めて安価にできる。
(3)加熱と加圧により突起状導体を配線導体に共晶接
合させるために、1チツプ実装する時間はこれまでの接
着剤硬化時間を含む15secから2〜3secと極め
て高速になり、設備効率が5〜7倍向上する。
(4)突起状導体と配線導体間の接続は焼結接合による
もので、また突起状導体とLSIチップの電極間の接続
は共晶接合であり、さらにLSIチップと回路基板間の
接合は熱膨脹係数が小さく接着強度の大きな接着剤で固
着するために、極めて高い電気的接続の信頼性を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(i)は本発明による半導体装置の製造
方法の第1の実施例を説明するための工程断面図、第2
図は同第2の実施例を説明するための工程の断面図、第
3図は同第3の実施例を説明するための加圧工程の断面
図、第4図は接着剤の種類による半導体装置の不良率特
性図、第5図(a)〜(g)は従来の半導体装置の製造
方法を説明するための工程断面図である。 1・・・・・・第1の基板、2・・・・・・粘着剤、3
・・・・・・突起状導体、6・・・・・・第3の基板、
7・・・・・・第1の接着剤、8・・・・・・配線導体
、9・・・・・・第2の基板、11・・・・・・LSI
チップ(半導体素子)、12・・・・・・電極、13・
・・・・・第2の接着剤、14・・・・・・加熱体。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第3の基板上に形成された突起状導体を粘着剤付
    着の第1の基板に転写する工程と、配線導体を形成した
    第2の基板に第1の接着剤を塗布した後前記第1の基板
    を重ねて前記突起状導体と配線導体を位置合わせし、加
    圧し第1の接着剤を硬化する工程と、接着剤硬化後に突
    起状導体を前記配線導体に付着させた状態で第1の基板
    を剥離する工程と、第1の接着剤および突起状導体の付
    着した第2の基板を熱処理し配線導体と突起状導体を一
    体化する工程と、前記突起状導体と半導体素子の電極と
    を一致させ前記半導体素子を加熱しながら前記第2の基
    板に押しつけて前記突起状導体と半導体素子の電極を接
    続する工程と、前記半導体素子と第2の基板の間隙に第
    2の接着剤を塗布浸透させて硬化し、前記半導体素子を
    第2の基板に固着するとともに前記突起状導体と前記半
    導体素子の電極を電気的に接続する工程とよりなる半導
    体装置の製造方法。
  2. (2)粘着剤付着の第1の基板と所定の位置に部分的に
    めっきや塗布等で突起状導体を付着させた第3の基板と
    を重ね合わせ、前記粘着剤の付着力により第1の基板の
    粘着剤付着面に前記突起状導体を転写する工程を含む請
    求項1記載の半導体装置の製造方法。
  3. (3)半導体素子を加熱しながら第2の基板に加圧する
    工程に加えて、前記半導体素子の電極と突起状導体を接
    触させて相対的に摩擦運動をさせ、半導体素子の電極と
    突起状導体を接続する工程を含む請求項1記載の半導体
    装置の製造方法。
  4. (4)半導体素子を加熱しながら第2の基板に加圧する
    工程が、半導体素子と第2の基板の双方を加熱しながら
    前記半導体素子を第2の基板に加圧する工程である請求
    項1または3記載の半導体装置の製造方法。
  5. (5)第2の接着剤の硬化後の熱膨脹係数が突起状導体
    の熱膨脹係数より小さい請求項1、3または4記載の半
    導体装置の製造方法。
  6. (6)第2の基板の配線導体と一体化された突起状導体
    の表面を放電処理する請求項1、3、4または5記載の
    半導体装置の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001313314A (ja) * 2000-04-28 2001-11-09 Sony Corp バンプを用いた半導体装置、その製造方法、および、バンプの形成方法
JP2002184811A (ja) * 2000-12-11 2002-06-28 Sony Corp 電子回路装置およびその製造方法

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JP2001313314A (ja) * 2000-04-28 2001-11-09 Sony Corp バンプを用いた半導体装置、その製造方法、および、バンプの形成方法
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