JPH0997815A - フリップチップ接合方法およびそれにより得られる半導体パッケージ - Google Patents

フリップチップ接合方法およびそれにより得られる半導体パッケージ

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JPH0997815A
JPH0997815A JP7276811A JP27681195A JPH0997815A JP H0997815 A JPH0997815 A JP H0997815A JP 7276811 A JP7276811 A JP 7276811A JP 27681195 A JP27681195 A JP 27681195A JP H0997815 A JPH0997815 A JP H0997815A
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bonding
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体チップと回路基板の電気的な接続を同
時に行うとともに接合部の封止を容易かつ確実に行い得
るようなフリップチップ接合方法を提供する。 【解決手段】 半導体チップと回路基板の電気的接続を
行うに際し、半導体チップの電極パッドと対応した位置
にスルーホールを形成した絶縁性接着剤フィルムを半導
体チップと回路基板との間に介在させて加熱圧着するこ
とにより半導体チップと回路基板との電気的接続を行う
とともに接合部の封止を行うことを特徴とするフリップ
チップ接合方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子機器に使
用する半導体装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体チップを回路基板に直接接
合するフリップチップ接合は、例えば半導体チップの電
極パッド上に突起電極を形成し、回路基板の電極パッド
と該突起電極とを加熱加圧して接合し、その後半導体チ
ップと回路基板との隙間から液体樹脂を注入して接合部
を封止する方法が採られていた。図5(a)〜(c)
は、従来のフリップチップ接合法について工程順に示し
た説明図である。
【0003】図5に従って、従来のフリップチップ接合
法について簡単に説明する。図5において、1は半導体
チップ、2は半導体チップ上の電極パッド、3はAuに
より形成された突起電極、7は回路基板、8は回路基板
の電極パッド、9は封止樹脂である。
【0004】フリップチップ接合を行うには、先ず図5
(a)のように半導体チップ1上の電極パッド2にボー
ルボンディング法またはめっき法によりAuバンプを形
成し、必要に応じて該Auバンプの高さを揃えるために
平坦化を行って突起電極3とする。次に図3(b)に示
すようにAuバンプ(突起電極3)と回路基板7上の電
極パッド8が相互に向き合う状態に位置合わせし、突起
電極3と該電極パッド8とを加熱圧接することによって
電気的な接続を行う。そしてさらに図5(c)のように
半導体チップ1と回路基板7との隙間に液状樹脂9を注
入して加熱硬化させて接合部間隙を封止して電気的接続
部の保護を行なうものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来のフリップチップ接合では、半導体チップ
と回路基板との電気的な接続と、接合部の封止に2工程
を要し、また接合部の封止を電気的な接続を行った後に
行うために液状樹脂の注入による接合部の封止が十分に
行われず、したがって、電気的接続部分の保護が完全に
行なわれないという問題があった。
【0006】本発明は、フリップチップ接合における上
記の問題を解決し、半導体チップと回路基板の電気的な
接続を同時に行うとともに接合部の封止を容易かつ確実
に行い得るような接合方法を提供するとともに、これに
より信頼性の高い半導体パッケージを提供することを目
的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、半導体チップと回路基板の電気的接続を
行うに際し、半導体チップの電極パッドと対応した位置
にスルーホールを形成した絶縁性接着剤フィルムを半導
体チップと回路基板との間に介在させて加熱圧着するこ
とにより半導体チップと回路基板との電気的接続を行う
とともに接合部の封止を行うことを特徴とするフリップ
チップ接合方法である。また、本発明において、半導体
チップのと回路基板の電気的接続は、予め前記スルーホ
ールに導電性接着剤を充填しておくか、またはスルーホ
−ルの径に見合った径の突起電極を半導体または回路基
板の電極パッド上に突出形成させておくか、いずれかの
方法またはこれらの併用方法で行われる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明は、上記したように半導体
チップと回路基板の電気的接合を行うに際し、半導体チ
ップの電極パッドと対応した位置にスルーホールを形成
した絶縁性接着剤フィルムを、半導体チップと回路基板
との間に介在させることにより半導体チップと回路基板
とを電気的に接続すると同時に接合部の封止を行うもの
である。
【0009】本発明においては、半導体チップと回路基
板の電極との間の電気的接続を行うに際し、半導体チッ
プと回路基板との間に、電気的接続のための電極接合該
当部分にスルーホルが形成された絶縁性接着剤フィルム
を介在させたものであるから、半導体チップと回路基板
とを加熱圧接することで該半導体チップと絶縁性接着剤
フィルムとの間および回路基板と絶縁性接着剤フィルム
との間でそれぞれ面的な接着が行われ、その後に特別の
封止処理を施すことなく、半導体チップの電極パッドと
回路基板の電極との電気的接続が行われると同時に半導
体チップと回路基板の電気的接続部周辺部分の封止も容
易かつ確実に行うことができる。
【0010】上記本発明において使用される絶縁性接着
剤フィルムには、熱可塑性または少なくとも2段階の硬
化温度を有する熱硬化型の接着剤が適当である。該フィ
ルムの接着方式は、接着剤単体で形成されたフィルム、
またはベースフィルムの両面に接着剤膜を塗布した両面
接着方式のいずれのものでもよい。また、スルーホール
の形成は、金型プレス法、レーザー法などこの種スルー
ホールの形成に際して用いられる一般的方法が採用され
る。
【0011】半導体チップと回路基板との電気的接続
は、予め半導体チップの電極パッド上に従来と同様にA
uバンプ等による突起電極をスルーホールの径よりも若
干小さい径で形成しておいて該突起電極を介して半導体
チップの電極パッドと回路基板の電極間の電気的導通を
図ってもよく、またはスルーホール内に導電性の接着剤
を充填しておいて加熱圧着を行うに際して、絶縁性接着
剤の硬化とともに該導電性接着剤の硬化を行わせること
によって電気的導通を図るようにしてよい。また、勿論
これらの方法を併用した接続方法も可能である。また、
突起電極は半導体チップの電極パッド上に形成させる代
わりに回路基板の電極上に形成させることもできる。
【0012】なお、電気的接続のために導電性接着剤を
使用する方法においては、スルーホールに充填する導電
性接着剤の量は、あまり多すぎると接着後の該導電性接
着剤が該スルーホールからはみ出して隣接するスルーホ
ール(導体回路)と短絡する危険性があるので、その充
填量はスルーホールの容積と同程度にすることが望まし
い。また、導電性接着剤は、熱硬化性であっても熱可塑
性のいずれでもよいが、その接着温度が絶縁性接着剤フ
ィルムの接着温度と同じか、それに近い温度であること
が好ましい。
【0013】
【実施例】以下に本発明を実施例を図1(実施例1)、
図2(実施例2)および図3(実施例3)に基づいて説
明する。これらの図面において、4は絶縁性接着剤フィ
ルム、5は該接着剤フィルムに形成されたスルーホー
ル、6は導電性接着剤、10は外部接続用パッドであ
る。またその他の符号は図4で説明した通りである。
【0014】実施例1:本実施例は、半導体チップと回
路基板との電気的接合を絶縁性接着剤フィルム4のスル
ーホール5に導電性接着剤6を充填しておくことにより
行う場合についてのものである。図1は、本発明の一実
施態様について工程順に示したものであり、以下本実施
例を図1に基づいて説明すると、先ず図1(a)に示す
ように、100℃および120℃の2温度段階に硬化温
度を有するポリイミド系樹脂フィルムを絶縁性接着剤フ
ィルム4として用い、該接着剤フィルム4と半導体チッ
プ1とを重ね合わせた際に該接着剤フィルム4における
半導体チップの電極パッド2の位置に対応する位置に、
レーザー等を用いて電極パッド2と同程度の径を有する
スルーホール5を形成する。図2は、上記によりスルー
ホール5の形成された絶縁性接着剤フィルム4の一例を
示す平面図である。
【0015】次に図1(b)および図1(c)に示すよ
うに、回路基板7の電極パッド8とスルーホール5とが
重なり合うように位置合わせを行って、回路基板7上に
該絶縁性接着剤フィルム4を設置し、スルーホール5中
に該スルーホール5に見合った容積の導電性接着剤6を
充填する。使用される導電性接着剤6としては、例えば
エポキシ樹脂に銀粉末を分散させた熱硬化型導電性樹脂
接着剤を使用する。スルーホール5への導電性接着剤6
の充填に際しては、最終的に得られる半導体パッケージ
において該導電性接着剤6がスルーホール5外へはみ出
さないように慎重にその充填量を定める必要がある。
【0016】次に、図1(d)に示すように半導体チッ
プの電極パッド2と導電性接着剤6が充填されたスルー
ホール5が重なり合うように位置合わせをして、半導体
チップ1を絶縁性接着剤フィルム4上に設置して、全体
を加熱、加圧し、その後、絶縁性接着剤フィルムの硬化
を十分に行わせるために180℃で30分間の加熱処理
を行なう。最後に回路基板7の外部接続パッド10に外
部接続用端子(図示せず)を取り付けて半導体チップと
回路基板とのフリップチップ接合による半導体パッケー
ジを得ることができる。
【0017】以上のように本発明によるときは、半導体
チップの電極パッド2と回路基板の電極パッド8との電
気的な接続と絶縁性接着剤フィルム4の接着による電気
的接続部分周縁の封止とを同時に行うことができるので
工程の簡略化を図ることができ、さらに該接合部分の封
止も確実かつ容易に行うことができる効果がある。ま
た、従来の金属の拡散による接合に比べて250℃以下
の低温で接続を行うことができるので、得られる半導体
パッケージにおける熱応力による欠陥の発生を防止する
ことができるなどその利点は大きい。
【0018】実施例2:図3は、本発明の他の実施態様
により得られた半導体パッケージの概略断面を示すもの
であって、電気的接続を行うに際して、導電性接着剤6
によらず突起電極3の形成によって行う方法を採用した
場合の例を示したものである。本実施例においては、先
ず、半導体チップの電極パッド2上にボールボンディン
グによりAuバンプによる突起電極3を形成しておい
て、その後、絶縁性接着剤フィルム4のスルーホール5
への充填工程を除いた実施例1と同様の接合工程を経て
半導体チップ1と回路基板7とのフリップチップ接合を
行うものである。この場合において、半導体チップの電
極パッド2上に形成する突起電極3の径は、スルーホー
ル5の径よりも大きくてはならない。
【0019】本実施例の場合には、半導体チップと回路
基板との電気的な接続は、突起電極3と回路基板の電極
パッド8との直接接合によって行われるので、接合温度
は250℃以上の高温を必要とする。このため絶縁性接
着剤フィルム4の材質には耐熱性の高いものを選ばなく
てはならないが、半導体チップの電極パッド2のピッチ
が狭く導電性接着剤6のはみ出しによる短絡が生じ易い
ような場合にはこの方法は極めて有効である。
【0020】実施例3:図4は、さらに本発明の他の実
施態様により得られた半導体パッケージの概略断面を示
すものであって、半導体チップ1と回路基板7との電気
的な接続を導電性接着剤6の使用と突起電極3の形成と
を併用して行う場合についてのものである。本実施例に
おいては実施例2と同様に、先ず半導体チップの電極パ
ッド2上にボールボンディングによりAuバンプによる
突起電極3を形成しておいて、その後実施例1と同様の
接合工程を経て半導体チップ1と回路基板7とのフリッ
プチップ接合を行うものである。
【0021】本実施例によるときは、半導体チップ1と
回路基板7との電気的接続を突起電極3による接合と導
電性接着剤6による接合との併用によって行うものであ
るから、突起電極3による極間の直接接合が何らかの理
由によって十分完全に行われないような場合でも、同時
に付与された導電性接着剤6の補完的な接着作用によっ
て導電不良となるようなことがない。また本実施例の方
法によれば、スルーホール5に充填する導電性接着剤6
の充填量は突起電極3の使用によって極端に少なくする
ことができるので、導電性接着剤6をスルーホール5内
に均一に充填することが困難な場合にはこの方法は極め
て有効である。
【0022】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によるときは
フリップチップ接合方法において、半導体チップと回路
基板の電気的接続を行なう工程と該接続部を封止する工
程とを同時に行なうことができるので、工程が簡略化さ
れ、さらに従来の液状樹脂を注入する方法に比べて、本
発明では絶縁性接着剤フィルムでの面接着によるために
封止作業が容易で、かつ確実に行なうことができる。し
たがって本発明によれば信頼性の高い半導体パッケージ
を高い収率で得ることができるなどその工業的効果は大
きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様に係る図で、(a)〜
(d)はこの実施態様の工程順を示した概略断面図であ
る。
【図2】本発明において使用される絶縁性接着剤フィル
ムの一例を示す平面図である。
【図3】本発明の他の実施態様により得られた半導体パ
ッケージの概略断面図である。
【図4】本発明の他の実施態様により得られた半導体パ
ッケージの概略断面図である。
【図5】従来のフリップチップ接合方法の概略を示す図
で、(a)〜(c)は、従来の工程順を示した説明図で
ある。
【符号の説明】
1 半導体チップ 2 半導体チップの電極パッド 3 突起電極 4 絶縁性接着剤フィルム 5 スルーホール 6 導電性接着剤 7 回路基板 8 回路基板の電極パッド 9 封止用液状樹脂 10 外部接続用端子

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップと回路基板とを接合するこ
    とによりその電気的接続を行うに際し、該半導体チップ
    の電極パッド形成位置と対応した位置にスルーホールが
    形成された絶縁性接着剤フィルムを半導体チップと回路
    基板との間に介在させることにより、半導体チップと回
    路基板の電気的接続と該接合部の封止とを同時に行わせ
    ることを特徴とするフリップチップ接合方法。
  2. 【請求項2】 半導体チップと回路基板との電気的接続
    は、前記絶縁性接着剤のスルーホールに導電性接着剤を
    充填しておいて半導体チップと回路基板の接合をするこ
    とによって行なうことを特徴とする請求項1記載のフリ
    ップチップ接合方法。
  3. 【請求項3】 半導体チップと回路基板の電気的接続
    は、前記半導体チップまたは回路基板の電極パッド上に
    突起電極を形成しておいて半導体チップと回路基板の接
    合をすることによって行なうことを特徴とする請求項1
    記載のフリップチップ接合方法。
  4. 【請求項4】 半導体チップと回路基板の電気的接続
    は、請求項2の導電性接着剤による方法と請求項3の突
    起電極による方法を併用して行なうことを特徴とする請
    求項1記載のフリップチップ接合方法。
  5. 【請求項5】 突起電極はAuバンプにより形成される
    ことを特徴とする請求項3または請求項4記載のフリッ
    プチップ接合方法。
  6. 【請求項6】 請求項1の方法によって得られた半導体
    パッケージ。
JP7276811A 1995-09-29 1995-09-29 フリップチップ接合方法およびそれにより得られる半導体パッケージ Pending JPH0997815A (ja)

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