JPH06103705B2 - 半導体装置と基板の接合方法 - Google Patents

半導体装置と基板の接合方法

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JPH06103705B2
JPH06103705B2 JP4020897A JP2089792A JPH06103705B2 JP H06103705 B2 JPH06103705 B2 JP H06103705B2 JP 4020897 A JP4020897 A JP 4020897A JP 2089792 A JP2089792 A JP 2089792A JP H06103705 B2 JPH06103705 B2 JP H06103705B2
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久士 正木
好男 鑓田
好則 厚見
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体装置と基板の接
合方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】IC装置等の半導体装置を基板に取付け
る方法としては、一般に、半導体ペレットのバンプと基
板の端子部とをワイヤボンディングにより接続する方法
が採用されているが、この方法は、ワイヤボンディング
に時間がかかるだけでなく、ボンディングワイヤも高価
であるために、かなりコスト高となるから、最近では、
半導体ペレットのバンプを直接基板の端子部に接続する
方法が検討されている。
【0003】半導体装置のバンプを直接基板の端子部に
接続する半導体装置と基板の接合方法としては、従来、
半導体装置と、この半導体装置の各バンプに対応する端
子部が形成された基板とを、その接合面に異方導電性接
着剤を介在させて相対的に押圧することにより、半導体
装置と基板とを前記異方導電性接着剤によって接着接合
する方法が考えられている。
【0004】なお、前記異方導電性接着剤が、絶縁性接
着剤中に導電性粒子を、導電性粒子同志が互いに接触し
合わないような割合で混入したもので、この異方導電性
接着剤からなる接着剤層は、厚さ方向には導通性を示す
が面方向(横方向)には絶縁性をもっているから、半導
体ペレットと基板との接合面に異方導電性接着剤を介在
させて半導体ペレットと基板とを相対的に押圧すると、
半導体ペレットの各バンプと基板の各端子部とが導通接
続(導電性粒子を介して導通接続)される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように異方導電性接着剤によって半導体装置と基板とを
接着接合する方法では、半導体装置の各バンプと基板の
各端子部との全てが必ず導通接続されるとは限らず、そ
のために信頼性が悪いという問題をもっていた。これ
は、前記異方導電性接着剤の導電性粒子の分布が不規則
にばらついているためであり、これに対して半導体装置
の各バンプの巾は非常に狭いから、異方導電性接着剤に
その導電性粒子の間隔が前記バンプの巾より広くなって
いる箇所があってこの箇所に半導体装置のバンプがたま
たま対応すると、この部分のバンプと基板の端子部との
間には導電性粒子が介在されずにこのバンプと端子部と
が導通接続されない状態になる。
【0006】なお、異方導電性接着剤中の導電性粒子の
混入比を多くしてやれば、導電性粒子の間隔も小さくな
るから、全てのバンプと端子部とをほぼ確実に導通接続
することができるが、このように異方導電性接着剤中の
導電性粒子の混入比を多くすると、導電性粒子の間隔が
密になっている部分で導電性粒子同志が接触し合って隣
接するバンプ同志を短絡させてしまうことになる。
【0007】また、上記異方導電性接着剤によって半導
体装置と基板とを接着接合する方法は、半導体装置また
は基板の接合面に異方導電性接着剤を塗布して半導体装
置と基板とを押圧することで半導体装置のバンプと基板
の端子部とを導通接続することができるから、短時間で
半導体装置と基板とを接合することができ、従ってワイ
ヤボンディングによる方法に比べればある程度はコスト
を下げることができるが、それでも、異方導電性接着剤
が高価出あるために、大幅はコストダウンははかれなか
った。
【0008】また、上記の異方導電性接着剤を用いる接
合では、接着剤が硬化するまで長時間加圧状態を維持す
ることは好ましくない為、一般にホットメルト型の接着
剤を用いるが、このような接合方法は耐熱性の低い基板
に対しては適用できないという問題もある。
【0009】この発明は、上記の実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的とするところは、異方導電性接
着剤によって半導体装置と基板を接着接合する方法と同
様、能率よく半導体装置と基板とを接合することができ
るものであって、異方導電性接着剤を用いる方法よりも
さらにコストを低減することができ、かつ、より耐熱性
の低い基板に対しても適用可能な半導体装置と基板の接
合方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明の半導体装置と
基板の接合方法は、半導体装置の一面にバンプが埋没す
るように紫外線硬化型の絶縁性接着剤を厚く被着すると
共に基板の各接続用端子部を前記バンプよりも巾狭に形
成し、前記半導体装置の各バンプを前記基板の各対応す
る接続用端子部に位置合わせして前記半導体装置と前記
基板とを相対的に押圧し、この状態で紫外線を照射して
前記絶縁性接着剤を硬化するものである。
【0011】
【作用】このような接合方法では、絶縁性接着剤のみに
よる接合であり高価な導電性粒子を全く使用することが
ないから材料が安価であり、しかも、絶縁性接着剤は半
導体装置の全面に被着するだけでよいから大変能率的と
なって、コストを低減することができる。また、絶縁性
接着剤は紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化型で
あるから低温接合が可能となって、耐熱性の低い基板を
用いたり、接合の信頼性を向上することができる。さら
に、基板の接続用端子が半導体装置のバンプよりも巾狭
になっているので、位置ずれの許容差を大きくすること
ができ、より生産能率が向上する。
【0012】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。
【0013】図1において、1は半導体装置(例えばI
Cペレット)であり、この半導体装置1の主面には、そ
の外周に沿わせて多数の端子部2,2,…が配列され、
またこの半導体装置1の主面には、前記端子部2,2,
…を除いて、絶縁性の保護膜3が主面全面にわたって形
成されている。なお、この半導体装置1は、例えば一辺
の長さが4mmの方形で厚さが0.3mmのもので、各端子
部は0.1〜0.5mmのピッチで配列されている。
【0014】また、4は絶縁材からなる配線基板であ
り、この基板4面には多数の配線5,5,…が形成され
ている。この各配線5,5,…は、基板4面の半導体装
置取付け位置から導出されており、各配線5,5,…の
半導体装置取付け位置側の端部はそれぞれ半導体装置1
の各端子部2,2,…とそれぞれ対応する半導体装置接
続用端子部5a,5a,…とされている。なお、この半
導体装置接続用端子部5a,5a,…の巾は、半導体装
置1の端子部2,2,…の巾よりわずかに狭い巾とされ
ている。
【0015】この実施例は、半導体装置1と基板4との
一方例えば基板4の半導体装置取付け位置に、この基板
4面に形成した各端子部5a,5a,…の上から絶縁性
接着剤6を塗布し、その上に半導体装置1を重ねてこの
半導体装置1と基板4とを相対的に押圧することによ
り、半導体装置1側の各端子部2,2,…と基板4側の
各端子部5a,5a,…とを導通接続させるとともに、
前記絶縁性接着剤6を硬化させて半導体装置1と基板4
とを絶縁性接着剤6によって接着接合するものであり、
この半導体装置1と基板4との接合は具体的には次のよ
うにして行なわれる。
【0016】まず、図2(a)に示すような半導体装置
接続用端子部5a,5a,…を配列形成した基板1面
に、その各端子部5a,5a,…を含む半導体装置接合
面全体にわたって各端子部5a,5a,…の上から絶縁
性接着剤6を図2(b)に示すようにほぼ均一厚さに塗
布する。
【0017】この後、図2(c)に示すように、前記絶
縁性接着剤6の上から半導体装置1を、その各端子部
2,2,…を基板4側の各端子部5a,5a,…とそれ
ぞれ対応させて重ね、この状態で半導体装置1をその上
から加圧治具7により加圧して半導体装置1と基板とを
相対的に押圧するとともに、前記絶縁性接着剤6を硬化
させて半導体装置1と基板4とを絶縁性接着剤6によっ
て接着接合する。
【0018】しかして、上記のように絶縁性接着剤6の
上から半導体装置1を重ねて半導体装置1と基板4とを
相対的に押圧すると、この押圧力により、半導体装置1
と基板4との両方の端子部2,5a間の接着剤6がこの
端子部間の外側に押出され、両方の端子部2,5aが図
2(c)に示すように互いに直接接触してこの両端子部
2,5aが導通接続される。なお、半導体装置1と基板
4とを相対的に押圧する加圧力は、700g〜1Kg程
度で十分であり、この程度の加圧力で半導体装置1と基
板4とを相対的に押圧すると両端子部2,5a間の接着
剤6がほぼ完全に押出されて両端子部2,5aが十分な
導通性をもって接続される。また、この状態で前記絶縁
性接着剤6を硬化させると、この接着剤6により半導体
装置1と基板4とが互いに接着される。
【0019】なお、接着剤としては、常温硬化型、一般
にホットメルト型と呼ばれている熱可塑性接着剤や熱硬
化性接着剤なども考えられるが、本発明においては、絶
縁性接着剤6としてUVインクを用いることを特徴とす
る。この場合、基板4面に塗布したUVインク絶縁性接
着剤6の上に半導体装置1を重ねて加圧し、この状態で
紫外線を照射して絶縁性接着剤6を硬化させる。この接
合方法は直接加熱する熱圧着方法によりも低温で接合が
行なわれるため、基板4として耐熱性の低い安価な材料
のものを用いることが可能となる。このようにして半導
体装置1を基板4に接着接合した後は、必要に応じて図
3に示すように半導体装置1をエポキシ樹脂等の合成樹
脂8でモールドする。
【0020】図4は上記のようにして接合された半導体
装置1と基板4の接合部の一部分を拡大して示したもの
で、半導体装置1は、その端子部2から金バンプをなく
したものとされている。すなわち、図4において、11
は半導体装置1の基材(ここではN型基材)、12はP
型拡散層、13はN型拡散層であり、これら拡散層1
2,13が形成された一面には酸化シリコン(Si
2 )からなる絶縁膜14が形成され、この上にはアル
ミニウムからなる配線15が形成されている。この配線
15は、前記絶縁膜14に設けた開口部において前記拡
散層12,13のうちの所定の拡散層と導通されてい
る。また、この配線15は、装置一面の外周縁部に導出
されており、この配線15の端部は、外部回路との接続
用パッド2aとされ、このパッド2aは、そのまま半導
体装置1の端子部2とされている。また、3は前記配線
15の上から半導体装置1の主面に形成された酸化シリ
コンからなる絶縁保護膜であり、この保護膜3は、前記
パッド2aからなる端子部2を除いて形成されている。
【0021】しかして、図5は本発明の接合方法の最も
好ましい実施例を説明する為の半導体装置1および基板
4の端子部配列に沿う断面図である。ここにおいて、半
導体装置1の端子部2,2,…の各パッド2a(図4参
照)の上に金をメッキして金バンプ2b,2b,…を形
成する。また、これら金バンプ2b,2b,…が形成さ
れた半導体装置1の一面には、図5に示すように、UV
インク絶縁性接着剤6を、各金バンプ2b,2b,…が
埋没するように厚く塗布する。このようにすると、絶縁
性接着剤6の塗布面は半導体装置1の面積以上には拡が
らないため、塗布量のコントロールが容易となる。な
お、絶縁性接着剤はあらかじめシート状に成形しておく
こともできる。
【0022】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明の接合方法
は、絶縁性接着剤のみによる接合であって高価な導電性
粒子を全く使用することがないから材料が安価であり、
しかも、絶縁性接着剤は半導体装置の全面に被着するだ
けでよいから大変能率的となって、コストの低減が可能
であり、また、絶縁性接着剤は紫外線の照射によって硬
化する紫外線硬化型であるから低温接合が可能となっ
て、耐熱性の低い基板を用いたり、接合の信頼性を向上
することができ、さらに、基板の接続用端子が半導体装
置のバンプよりも巾狭になっているので、位置ずれの許
容差を大きくしてより生産能率の向上を図ることができ
る、等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の接合方法を説明するための接合方法
の概略図。
【図2】絶縁性接着剤の塗布状態を説明するための端子
部配列に沿う断面図。
【図3】半導体装置をモールドした状態の断面図。
【図4】図3のA−A線に沿う拡大断面図。
【図5】この発明の接合方法の最も好ましい実施例を示
す半導体装置と基板の端子部配列線に沿う断面図。
【符号の説明】 1…半導体装置(ICペレット)、2…端子部、2a…
パッド、2b…金バンプ、4…基板、5…配線、5a…
端子部、6…絶縁性接着剤(UVインク)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 正木 久士 東京都羽村市栄町3丁目2番1号 カシオ 計算機株式会社羽村技術センター内(市制 実施による住居表示の変更) (72)発明者 鑓田 好男 東京都羽村市栄町3丁目2番1号 カシオ 計算機株式会社羽村技術センター内(市制 実施による住居表示の変更) (72)発明者 厚見 好則 東京都羽村市栄町3丁目2番1号 カシオ 計算機株式会社羽村技術センター内(市制 実施による住居表示の変更) (72)発明者 玉木 敏晴 東京都羽村市栄町3丁目2番1号 カシオ 計算機株式会社羽村技術センター内(市制 実施による住居表示の変更)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一面に複数のバンプが形成された半導体装
    置を、前記バンプに対応する接続用端子部を有する基板
    に接合する方法において、前記半導体装置の一面に前記
    バンプが埋没するように紫外線硬化型の絶縁性接着剤を
    厚く被着すると共に前記基板の各接続用端子部を前記バ
    ンプよりも巾狭に形成し、前記絶縁性接着剤を介して前
    記半導体装置の各バンプを前記基板の各対応する接続用
    端子部に位置合わせした上、前記半導体装置と前記基板
    とを相対的に押圧し、この状態で紫外線を照射して前記
    絶縁性接着剤を硬化することを特徴とする半導体装置と
    基板の接合方法。
JP4020897A 1992-02-06 1992-02-06 半導体装置と基板の接合方法 Expired - Lifetime JPH06103705B2 (ja)

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