JPH09246325A - 半導体素子の実装構造及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
体素子との境界面において収縮応力が半導体素子の中心
方向に発生し、半導体素子が基板から剥離する方向ヘ力
が作用してしまうため、半導体素子と基板との接続にお
ける信頼性が低下してしまう。 【解決手段】 半導体素子2の基板8に接着される面と
は反対側の面に接着樹脂6と同等の材料物性値を有する
物質からなるコーティング樹脂1を塗布することによ
り、接着樹脂6と半導体素子2との境界面において発生
する収縮応力9により作用する力と相殺しあう力を作用
させる収縮応力5がコーティング樹脂1と半導体素子2
との境界面において発生し、半導体素子2の反りにより
生じる半導体素子2と基板8との接続における信頼性の
低下を防ぐ。
Description
構造及びその製造方法に関し、特に、接続端子を用いて
フェイスダウンボンディングにより半導体素子を基板上
に実装する半導体素子の実装構造及びその製造方法に関
する。
られた基板に樹脂を用いて固着して電気的接続を得る実
装方法においては、様々な方法が提案されている。
例を示す断面図である。
r,Al,Au等からなる導体配線7が設けられたガラ
ス,セラミックス等からなる基板8上にAu等からなる
接続端子6が設けられた半導体素子2が位置合わせされ
た状態で絶縁性のエポキシ系あるいはアクリル系等の光
硬化型樹脂からなる接着樹脂6を用いて固着された構造
となっている(特開平2−28946号公報参照)。
接着樹脂6の収縮作用により、接着樹脂6と半導体素子
2との境界面において半導体素子2の中心方向に向かっ
て収縮応力9が発生し、そのために半導体素子2が凸状
に反り、半導体素子2が基板8から剥離する方向ヘ力が
作用している。
素子の実装工程について説明する。
導体素子の実装工程を示す図である。
に接着樹脂6が塗布される(図5(a))。
合わせが行われ、その後、半導体素子2を基板8に圧接
させるための加圧ツール4によって半導体素子2が基板
8に圧接される(図5(b))。ここで、加圧ツール4
による加圧の大きさは、加圧による接続端子3の変形量
において接続端子3の厚さのばらつきや基板8の平面度
のばらつきを吸収できる程度である。
が、半導体素子2及び基板8において加圧による反り及
び歪みが生じなくなる程度に軽減され、その状態におい
て紫外線照射等が行われて接着樹脂6が硬化される。こ
れにより、半導体素子2が基板8に固着されるととも
に、接続端子3と導体配線7とが電気的に接続される
(図5(c))。
を用いて半導体素子を基板に固着させることにより、半
導体素子にかかる熱応力を均一にする技術が、特開平5
−235063号公報に開示されている。
たような従来の半導体装置の実装構造においては、以下
に記載するような問題点がある。
の収縮作用により、接着樹脂と半導体素子との境界面に
おいて収縮応力が半導体素子の中心方向に発生し、半導
体素子が基板から剥離する方向ヘ力が作用してしまうた
め、半導体素子と基板との接続における信頼性が低下し
てしまう。
めに加圧ツールによる半導体素子の基板への加圧の大き
さを二段階としているため、実装設備の制御が複雑にな
り、コストアップが生じてしまい、また、工程数が増え
てリードタイムが長期化してしまう。
は、半導体素子に直接接触して作業が行われるため、実
装工程において半導体素子のかけ等の破損が生じる虞れ
がある。
する問題点に鑑みてなされたものであって、コストアッ
プ及び工数の増大を生じさせることなく、電気的接続に
おける信頼性が高く、また、実装工程において破損の虞
れのない半導体装置の実装構造及びその製造方法を提供
することを目的とする。
に本発明は、導体配線が設けらた基板と、前記導体配線
と電気的に接続されるための接続端子が設けられた半導
体素子とを有し、前記半導体素子が前記基板に接着樹脂
を介して固着されている半導体素子の実装構造におい
て、前記半導体素子は、前記基板に接着される面とは反
対側の面に前記接着樹脂と同等の材料物性値を有する物
質からなるコーティング樹脂が塗布されていることを特
徴とする。
記半導体素子が前記基板に固着された後の前記接着樹脂
の厚さと等しいことを特徴とする。
樹脂は、熱硬化型エポキシ系樹脂であることを特徴とす
る。
法であって、前記半導体素子の前記接続端子が設けられ
た面と反対側の面に前記コーティング樹脂を塗布する工
程と、前記基板の前記導体配線が設けられた面に前記接
着樹脂を塗布する工程と、前記半導体素子を前記基板に
圧接させた状態において前記接着樹脂を加熱する工程と
を順次行うことにより前記半導体素子を前記基板に前記
接着樹脂を介して固着させることを特徴とする。
素子を前記基板に対して圧接する手段によって行うこと
を特徴とする。
おいては、接着樹脂の収縮作用により、接着樹脂と半導
体素子との境界面において半導体素子の中心方向に向か
って収縮応力が発生し、そのために半導体素子が凸状に
反る方向に力が作用する一方、コーティング樹脂と半導
体素子との境界面においても、コーティング樹脂の収縮
作用により半導体素子の中心方向に向かって収縮応力が
発生し、そのために半導体素子が凹状に反る方向に力が
作用する。
面において発生する収縮応力により半導体素子に加わる
力と、コーティング樹脂と半導体素子との境界面におい
て発生する収縮応力により半導体素子に加わる力とが相
殺され、半導体素子に反りが生じることはない。
いて図面を参照して説明する。
実施の一形態を示す断面図である。
μm程度の厚さのITO,Cr,Al,Au等からなる
導体配線7が設けられた基板8上に、基板8と接する面
に20μm程度の厚さのAu等からなる接続端子6が設
けられ、接続端子6が設けられた面とは反対側の面に熱
硬化型エポキシ系樹脂からなるコーティング樹脂1が設
けられた半導体素子2が、位置合わせが行われた状態で
熱硬化型エポキシ系樹脂からなる接着樹脂6を用いて固
着された構造となっている。
接着樹脂6の収縮作用により、接着樹脂6と半導体素子
2との境界面において半導体素子2の中心方向に向かっ
て収縮応力9が発生し、そのために半導体素子2が凸状
に反る方向に力が作用する。一方、コーティング樹脂1
と半導体素子2との境界面においても、コーティング樹
脂1の収縮作用により半導体素子2の中心方向に向かっ
て収縮応力5が発生し、そのために半導体素子2が凹状
に反る方向に力が作用する。そのため、収縮応力5によ
り半導体素子2に加わる力と収縮応力9により半導体素
子2に加わる力とが相殺され、半導体素子2に反りが生
じることはない。
素子の実装工程について説明する。
導体素子の実装工程を示す図である。
れている面とは反対側の面に、ウェハー状態でスピンコ
ート等の工法によってコーティング樹脂1が塗布され、
加熱により硬化される(図2(a))。ここで、コーテ
ィング樹脂1と半導体素子2との境界面において、コー
ティング樹脂1の収縮作用により半導体素子2の中心方
向に向かって収縮応力5が発生し、そのために半導体素
子2が凹状に反る方向に力が作用する。
に接着樹脂6が塗布される。なお、接着樹脂6の塗布に
おいては、接着樹脂6が液状であればディスペンス,印
刷等により、膜状であれば貼付,スタンプ等の工法によ
り行われる。
して半導体素子2の位置合わせが行われ、その後、加圧
ツール4により半導体素子2が基板8に圧接された状態
において接着樹脂6が加熱される(図2(b))。ここ
で、加圧ツール4による加圧の大きさは、加圧による接
続端子3の変形量において接続端子3の厚さのばらつき
や基板8の平面度のばらつきを吸収できる程度とする必
要があり、接続端子3における荷重を例えば50g程度
とする。なお、この時の接続端子3の変形量は3μm程
度であり、接着樹脂6の厚さは17μm程度となる。ま
た、接着樹脂6の加熱においては、接着樹脂6が硬化さ
れる程度の加熱が必要であり、通常、熱硬化型エポキシ
系樹脂は、150〜220℃程度、5〜30秒程度の加
熱により硬化する。さらに、加熱の方法においては、加
圧ツール4に熱源を設けること等が考えられる。また、
コーティング樹脂1のガラス転移温度においては、通
常、100〜150℃程度であり、接着樹脂6を硬化さ
せるために加えられる熱の温度よりも低いため、接着樹
脂6を硬化させるために加圧ツール4から加えられる熱
によってコーティング樹脂1が軟化されて加圧ツール4
の平坦度のばらつきが吸収される。
れ、半導体素子2が基板8に固着されるとともに、接続
端子3と導体配線7とが電気的に接続される(図2
(c))。この際、接着樹脂6の収縮作用により、接着
樹脂6と半導体素子2との境界面において半導体素子2
の中心方向に向かって収縮応力9が発生し、そのために
半導体素子2が凸状に反る方向に力が作用する。そのた
め、収縮応力5により半導体素子2に加わる力と収縮応
力9により半導体素子2に加わる力とが相殺され、半導
体素子2に反りが生じることはない。
の関係においては、熱膨張係数、ヤング率及びポアッソ
ン比等の材料物性値が同等である場合は、半導体素子2
が実装された後の接着樹脂6の厚さとコーティング樹脂
1の厚さとがほぼ同じであることが望ましく、本形態に
おいては、コーティング樹脂1の厚さは17μm程度と
する。
体素子の実装構造の実施の他の形態を示す断面図であ
る。
の発熱量が大きいために、自然放熱以外の放熱手段とし
てヒートシンク10がコーティング樹脂1によって半導
体素子2に接着された構造となっている。
図1に示した実装構造と同様に、半導体素子2と接着樹
脂6との境界面において発生する収縮応力9により半導
体素子2に加わる力と、コーティング樹脂1と半導体素
子2との境界面において発生する収縮応力5により半導
体素子2に加わる力とが相殺され、半導体素子2に反り
が生じることはない。
は、予め接着樹脂6が塗布された基板8に対して半導体
素子2の位置合わせが行われ、その後、半導体素子2の
接続端子3が設けられている面にコーティング樹脂1が
ディスペンサ等により供給され、さらに、ヒートシンク
10が搭載された後、加圧及び加熱が行われ、半導体素
子2が基板8に固着されるとともに接続端子3と導体配
線7とが電気的に接続される。
ているので、以下に記載するような効果を奏する。
は反対側の面に接着樹脂と同等の材料物性値を有する物
質からなるコーティング樹脂が塗布されているため、接
着樹脂と半導体素子との境界面において発生する収縮応
力により作用する力と相殺しあう力を作用させる収縮応
力がコーティング樹脂と半導体素子との境界面において
発生し、半導体素子の反りにより生じる半導体素子と基
板との接続における信頼性の低下を防ぐことができる。
圧の大きさが一段階であるため、工程数が増えることは
なく、また、既存設備の流用が可能となりコストの低減
を図ることができる。
は反対側の面にコーティング樹脂が塗布されているた
め、ハンドリング時及び加圧時においては、コーティン
グ樹脂に接触して作業が行われるため、実装工程におい
て半導体素子のかけ等の破損が生じる虞れはない。
を示す断面図である。
装工程を示す図である。
態を示す断面図である。
図である。
装工程を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 導体配線が設けらた基板と、前記導体配
線と電気的に接続されるための接続端子が設けられた半
導体素子とを有し、前記半導体素子が前記基板に接着樹
脂を介して固着されている半導体素子の実装構造におい
て、 前記半導体素子は、前記基板に接着される面とは反対側
の面に前記接着樹脂と同等の材料物性値を有する物質か
らなるコーティング樹脂が塗布されていることを特徴と
する半導体素子の実装構造。 - 【請求項2】 請求項1に記載の半導体素子の実装構造
において、 前記コーティング樹脂の厚さは、前記半導体素子が前記
基板に固着された後の前記接着樹脂の厚さと等しいこと
を特徴とする半導体素子の実装構造。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の半導体
素子の実装構造において、 前記コーティング樹脂及び前記接着樹脂は、熱硬化型エ
ポキシ系樹脂であることを特徴とする半導体素子の実装
構造。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の
半導体素子の実装構造の製造方法であって、 前記半導体素子の前記接続端子が設けられた面と反対側
の面に前記コーティング樹脂を塗布する工程と、 前記基板の前記導体配線が設けられた面に前記接着樹脂
を塗布する工程と、 前記半導体素子を前記基板に圧接させた状態において前
記接着樹脂を加熱する工程とを順次行うことにより前記
半導体素子を前記基板に前記接着樹脂を介して固着させ
ることを特徴とする半導体素子の実装構造の製造方法。 - 【請求項5】 請求項4に記載の半導体素子の実装構造
の製造方法において、 前記接着樹脂の加熱は、前記半導体素子を前記基板に対
して圧接する手段によって行うことを特徴とする半導体
素子の実装構造の製造方法。
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US08/813,032 US5895971A (en) | 1996-03-08 | 1997-03-06 | Semiconductor device with electrical connection between semiconductor chip and substrate less breakable during shrinkage of adhesive compound |
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1997
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- 1997-03-06 US US08/813,032 patent/US5895971A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-03-07 KR KR1019970007700A patent/KR100244047B1/ko not_active IP Right Cessation
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