JPH08222846A - 半導体チップ実装方法 - Google Patents

半導体チップ実装方法

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JPH08222846A
JPH08222846A JP2651695A JP2651695A JPH08222846A JP H08222846 A JPH08222846 A JP H08222846A JP 2651695 A JP2651695 A JP 2651695A JP 2651695 A JP2651695 A JP 2651695A JP H08222846 A JPH08222846 A JP H08222846A
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JP
Japan
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semiconductor chip
wiring board
mounting
board
chip
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Application number
JP2651695A
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English (en)
Inventor
Atsushi Komura
敦 小村
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Citizen Watch Co Ltd
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Citizen Watch Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08222846A publication Critical patent/JPH08222846A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/303Surface mounted components, e.g. affixing before soldering, aligning means, spacing means
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3431Leadless components
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    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3489Composition of fluxes; Methods of application thereof; Other methods of activating the contact surfaces

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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 配線基板13上に半導体チップ10を設置
し、その半導体チップ10の固定を配線基板13の半導
体チップ実装エリア内に形成したスルーホール15を通
して吸引固定しN2雰囲気中で接続を行い、その後で封
止樹脂20を半導体チップ10と配線基板13との間に
充填し硬化する。 【効果】 実装工程内でフラックスを用いないのでフラ
ックス残渣を洗浄する必要なく、フラックス残渣によっ
て半導体チップと配線基板との間への封止樹脂の注入が
不完全になることがなく充填することができ、かつフラ
ックス残渣によるマイグレーシュンが発生しないので接
続信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップと配線基
板とを接続に係わり、特に半導体チップと配線基板との
接続にフリップチップ実装を用いて半導体チップの電極
と配線基板の実装パッドとの接続を行う半導体チップ実
装方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体チップと配線基板との接続にハン
ダバンプを使った半導体チップ実装方法の従来技術とし
て、例えば(社)プリント回路学会誌「サーキットテク
ノロジ」VOL.8 NO.2 MAR.1993第1
36頁〜143頁などが挙げられる。従来ハンダバンプ
を使った半導体チップ実装方法は図15〜図19を用い
て説明する。半導体チップ10にはメッキ法、ハンダボ
ール転写法等を用いてハンダバンプ11を形成し、配線
基板13上には配線パターンを配し、半導体チップ10
に形成したハンダバンプ11の配置に対応した実装パッ
ド14に半導体チップ10を実装するエリア内に形成す
る。
【0003】配線基板13の実装パッド14周辺にはフ
ラックス24を塗布し、実装パッド14の配置に合わせ
て半導体チップ10のハンダバンプ11の配置との位置
合わせを行い、半導体チップ10をマウントする。その
後リフロー炉等の加熱装置を用いてハンダバンプ11の
融点より高い温度で加熱しハンダバンプ11を溶融す
る。この溶融したハンダで配線基板5の実装パッド4と
の接続を行う。さらに配線基板13上や配線基板13と
半導体チップ10との間にあるフラックス残渣25を取
り除くために溶剤等で半導体チップ10を実装した配線
基板13を洗浄し、封止樹脂20を半導体チップ10と
配線基板13との間に注入し硬化する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】フラックス24はハン
ダバンプ11や実装パッド14の表面の酸化膜12を除
去し、ハンダによる接続を容易にするが、フラックス2
4の量の最適化や洗浄工程の管理を行わないと、洗浄工
程後にフラックス24が残渣となって残り、このフラッ
クス残渣25がその後の工程である封止樹脂20の注入
を妨げ、またマイグレーションの発生を誘発し、接続信
頼性を低下させるという課題があった。本発明の目的
は、上記の課題を解決して、半導体チップと配線基板と
の接続にフラックスを使わないフリップチップ実装を用
いて半導体チップの電極と配線基板の実装パッドとの接
続を行う半導体チップ実装方法を提供する。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の半導体チップ実装方法は、下記記載の工
程を採用する。本発明の半導体チップ実装方法は、半導
体チップまたは配線基板の実装パッドのどちらかあるい
は両方に形成したハンダバンプ表面を清浄化する工程
と、半導体チップの実装エリア内に半導体チップを吸引
固定を行うためのスルーホールを設けた配線基板に半導
体チップを搭載し吸引固定する工程と、上記の配線基板
上に半導体チップを搭載し吸引固定した状態で非酸化雰
囲気中において加熱する工程、封止樹脂を半導体チップ
と配線基板との間に充填し硬化する工程を有することを
特徴としている。
【0006】
【作用】ハンダバンプ表面を清浄化し、半導体チップを
配線基板上に搭載と同時に吸引固定し、半導体チップを
配線板上に搭載した状態で非酸化雰囲気中で加熱してハ
ンダを溶融し半導体チップを実装するので、フラックス
を使用することなく安定した接続を行うことが可能にな
る。フラックスを使用した際に必要な洗浄工程が省け、
また特に半導体チップと配線基板との間にフラックス残
渣がないので封止樹脂の注入を妨げることなく充填する
ことができ、さらにフラックス残渣によるマイグレーシ
ョンが発生しないので接続信頼性が向上する。
【0007】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の説明を行
う。図1は配線基板の平面図、図2は配線基板の断面図
である。配線基板13の半導体チップ実装エリア内には
半導体チップ10上のハンダバンプ11の配置と一致す
るように配した実装パッド14と、半導体チップ10上
のハンダバンプ11と実装パッド14との位置合わせを
行い半導体チップ10を配線基板13上に設置した時に
ハンダバンプ11と実装パッド14との位置がズレない
ように吸引固定するためのスルーホール15を形成して
いる。
【0008】次に図3〜図9は第1の実施例を示した半
導体チップ実装工程の断面図である。以下、図3〜図9
を用いて説明する。半導体チップ10に形成したハンダ
バンプ11に長時間大気中に放置するとハンダバンプ1
1表面に酸化膜12が形成されてしまうので、この酸化
膜12をAr原子によるスパッタクリーニングで除去
し、ハンダバンプ11表面を清浄化する。基板固定台1
6上にある吸引穴18は、配線基板13を基板固定台1
6に設置した時に配線基板13に形成しているスルーホ
ール15と吸引穴18との位置が合う場所に形成し、ま
た配線基板13の実装エリア内を加熱するために基板加
熱ヒータ17を内蔵している。
【0009】そして吸引穴18とスルーホール15との
位置が合うように配線基板13を基板固定台16に設置
する。半導体チップ10上のハンダバンプ11と基板固
定台16上に設置した配線基板13の実装パッド14と
の位置合わせを行い、半導体チップ10を配線基板13
上に設置し、それと同時にハンダバンプ11と実装パッ
ド14との位置がズレないように基板固定台16に形成
してある吸引穴18より配線基板13のスルーホール1
5を通して半導体チップ10を吸引することで半導体チ
ップ10を配線基板13に吸引固定する。
【0010】半導体チップ10が配線基板13に吸引固
定した状態で配線基板13全体あるいは半導体チップ1
0を覆うほどの大きさの大気遮断用カバー19を半導体
チップ10全体を覆うように設置し、N2ガスを大気遮
断用カバー19内に注入する。大気遮断カバー19内は
N2ガスを注入しながら基板固定台16の吸引穴18よ
り吸引を行っているので大気遮断用カバー内の大気は大
気遮断用カバー19より排出されN2ガスが充満しO2濃
度が低下する。大気遮断用カバ−19内のO2濃度が1
000ppm以下なったときに基板固定台16に内蔵し
た基板加熱ヒータ17を動作させ加熱し、ハンダバンプ
11の融点よりも高い温度に加熱してハンダバンプ11
を溶融し、ハンダバンプ11と配線基板13の実装パッ
ド14とを接合する。
【0011】ハンダバンプ11と配線基板13の実装パ
ッド14との接合後、基板加熱ヒータ17の動作を止め
て冷却を行い、N2の注入を停止し大気遮断用カバー1
9をはずし、また吸引穴18から半導体チップ10への
吸引を停止するその後、封止樹脂20を半導体チップ1
0と配線基板13との間に充填し硬化する。
【0012】図10〜図14は第2の実施例を示した半
導体チップ実装工程の断面図である。以下、図10〜図
14を用いて説明する。基板固定台21上にある吸引穴
18は、配線基板13を基板固定台21に設置した時に
配線基板13に形成しているスルーホール15と吸引穴
18との位置が合う場所に形成する。そして吸引穴18
とスルーホール15との位置が合うように配線基板13
を基板固定台21に設置する。半導体チップ10上のハ
ンダバンプ11と基板固定台21上に設置した配線基板
13の実装パッド14との位置合わせを行い、半導体チ
ップ10を配線基板13上に設置し、それと同時にハン
ダバンプ11と実装パッド14との位置がズレないよう
に基板固定台21に形成してある吸引穴18より配線基
板13のスルーホール15を通して半導体チップ10を
吸引することで半導体チップ10を配線基板13に吸引
固定する。
【0013】半導体チップ10が配線基板13に吸引固
定した状態で配線基板13全体あるいは半導体チップ1
0を覆うほどの大きさの半導体チップ10を上面より加
熱するための加熱ヒータ23を内蔵した大気遮断用カバ
ー22を半導体チップ10全体を覆うように設置し、N
2ガスを大気遮断用カバー22内に注入する。大気遮断
カバー22内はN2ガスを注入しながら基板固定台21
の吸引穴18より吸引を行っているので大気遮断用カバ
ー22内の大気は大気遮断用カバー22より排出されN
2ガスが充満しO2濃度が低下する。
【0014】大気遮断用カバ−22内のO2濃度が10
00ppm以下なったときに大気遮断用カバー22に内
蔵した加熱ヒータ23を動作させ加熱し、ハンダバンプ
11の融点よりも高い温度に加熱してハンダバンプ11
を溶融し、ハンダバンプ11と配線基板13の実装パッ
ド14とを接合する。ハンダバンプ11と配線基板13
の実装パッド14との接合後、加熱ヒータ23の動作を
止めて冷却を行い、N2の注入を停止し大気遮断用カバ
ー22をはずし、また吸引穴18から半導体チップ10
への吸引を停止する。その後、封止樹脂20を半導体チ
ップ10と配線基板13との間に充填し硬化する。
【0015】
【発明の効果】配線基板上に半導体チップを設置し、そ
の半導体チップの固定を配線基板の半導体チップ実装エ
リア内に形成したスルーホールを通して吸引固定し、非
酸化雰囲気中で接続を行う。よって実装工程内でフラッ
クスを用いないのでフラックス残渣を洗浄する必要な
く、フラックス残渣によって半導体チップと配線基板と
の間への封止樹脂の注入が不完全になることがなく充填
することができ、かつフラックス残渣によるマイグレー
シュンが発生しないので接続信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における配線基板の平面図。
【図2】本発明の実施例における配線基板の断面図。
【図3】本発明の第1の実施例における半導体チップの
断面図。
【図4】本発明の第1の実施例におけるハンダバンプの
酸化膜を除去した半導体チップの断面図。
【図5】本発明の第1の実施例における基板固定台に配
線基板を設置した状態の断面図。
【図6】本発明の第1の実施例における配線基板上に半
導体チップを設置した状態の断面図。
【図7】本発明の第1の実施例における半導体チップ上
に大気遮断用カバーを設置した状態の断面図。
【図8】本発明の第1の実施例における半導体チップが
配線基板と接続した状態の断面図。
【図9】本発明の第1の実装例における封止樹脂を充填
した状態の断面図。
【図10】本発明の第2の実施例における基板固定台に
配線基板を設置した状態の断面図。
【図11】本発明の第2の実施例における配線基板上に
半導体チップを設置した状態の断面図。
【図12】本発明の第2の実施例における半導体チップ
上に大気遮断用カバーを設置した状態の断面図。
【図13】本発明の第2の実施例における半導体チップ
が配線基板と接続した状態の断面図。
【図14】本発明の第2の実装例における封止樹脂を充
填した状態の断面図。
【図15】従来例における半導体チップの断面図。
【図16】従来例における配線基板にフラックスを塗布
した状態の断面図。
【図17】従来例における配線基板上に半導体チップを
設置した状態の断面図。
【図18】従来例における半導体チップが配線基板と接
続した状態の断面図。
【図19】従来例における封止樹脂を充填した状態の断
面図。
【符号の説明】
10 半導体チップ 11 ハンダバンプ 13 配線基板 14 実装パッド 15 スルーホール 20 封止樹脂

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップを配線基板に実装する方法
    において、半導体チップまたは配線基板の実装パッドの
    どちらかあるいは両方に形成したハンダバンプ表面を清
    浄化する工程と、半導体チップの実装エリア内に半導体
    チップを吸引固定を行うためのスルーホールを設けた配
    線基板に半導体チップを搭載し吸引固定する工程と、上
    記の配線基板上に半導体チップを搭載し吸引固定した状
    態で非酸化雰囲気中において加熱する工程を有すること
    を特徴とする半導体チップ実装方法。
  2. 【請求項2】 ハンダバンプ表面の清浄化をする固定ス
    パッタエッチングで行うことを特徴とする請求項1記載
    の半導体チップ実装方法。
  3. 【請求項3】 ハンダバンプ表面の清浄化をする工程を
    SF6、CF4のフッ素系プラズマ照射で行うことを特
    徴とする請求項1記載の半導体チップ実装方法。
  4. 【請求項4】 非酸化雰囲気がN2、Ar、Heの不活
    性雰囲気であることを特徴とする請求項1記載の半導体
    チップ実装方法。
  5. 【請求項5】 非酸化雰囲気がH2/N2、H2の還元雰
    囲気であることを特徴とする請求項1記載の半導体チッ
    プ実装方法。
JP2651695A 1995-02-15 1995-02-15 半導体チップ実装方法 Pending JPH08222846A (ja)

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JP2651695A JPH08222846A (ja) 1995-02-15 1995-02-15 半導体チップ実装方法

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JPH08222846A true JPH08222846A (ja) 1996-08-30

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6265244B1 (en) 1999-06-01 2001-07-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method for mounting semiconductor elements
WO2002017694A1 (fr) * 2000-08-18 2002-02-28 Toray Engineering Co., Ltd. Dispositif d'installation
JPWO2013076895A1 (ja) * 2011-11-24 2015-04-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 フリップチップボンディング装置

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