JPH10199931A - 半導体装置、半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置 - Google Patents

半導体装置、半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置

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JPH10199931A
JPH10199931A JP9000757A JP75797A JPH10199931A JP H10199931 A JPH10199931 A JP H10199931A JP 9000757 A JP9000757 A JP 9000757A JP 75797 A JP75797 A JP 75797A JP H10199931 A JPH10199931 A JP H10199931A
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hole
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semiconductor device
chip
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Naoto Takebe
直人 武部
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Toshiba Corp
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    • H01L2924/1515Shape
    • H01L2924/15151Shape the die mounting substrate comprising an aperture, e.g. for underfilling, outgassing, window type wire connections

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フリップチップ接合した半導体チップと基板
間の隙間に液状樹脂を充填する際、充填が完了するまで
時間がかかり、また充填が不完全になる。 【解決手段】 基板3のチップ搭載面の中央に基板3を
貫通するスルーホール8を設け、樹脂を充填する際、基
板3のチップ搭載面の反対面に吸引パッド9を密着させ
て、スルーホール8を介して吸引する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置、半導
体装置の製造方法、及び半導体装置の製造装置に関し、
特にフリップチップ接合した半導体チップと基板との間
に形成される隙間に液状樹脂を充填する方法に係わる。
【0002】
【従来の技術】以下、図10及び図11を用いて、半導
体チップと基板との隙間を樹脂で充填する従来の方法を
説明する。以下、同一の構成要素には同一の符号を付
し、説明を省略する。
【0003】まず、半導体チップ1上に図示せぬ電極を
形成し、その電極上に外部と電気的に接合するためのバ
ンプ2を形成する。また、基板3に図示せぬ配線を形成
し、基板3上に配線と接続された電極4を形成する。次
に、図10(a)に示すように、バンプ2と基板3の電
極4とを位置合わせし、半導体チップ1の裏面に荷重を
加え、バンプ2を介して半導体チップ1と基板3とを接
合する。これは、フリップチップ接合と呼ばれる。図1
0(b)は、この段階における半導体装置の断面を示
す。この際、半導体チップ1と基板3との間に隙間5が
形成されている。
【0004】続いて、例えば熱硬化性の液状エポキシ樹
脂7が入れられたシリンジ6を半導体チップ1と基板3
との段差部に近づける。次いで、チップ1の一辺に沿っ
てシリンジ6を運動させ、シリンジ6の先端に設けられ
たノズル8から液状樹脂7をチップと基板との段差部に
塗布する。図10(c)及び図10(c’)は、この段
階における半導体装置の断面図と上面図を示す。
【0005】その後、基板3及びチップ1を水平に保ち
ながら、段差部の一辺に塗布した液状樹脂7をチップ1
と基板3間の隙間5の全体に拡散させる。図11(a)
及び図11(a’)はそれぞれ液状樹脂が塗布された直
後の半導体装置の断面図と上面図を示し、図11(b)
及び図11(b’)はそれぞれ液状樹脂が隙間5の約半
分を充填した段階における半導体装置の断面図と上面図
を示す。最終的に、隙間5のすべてが液状樹脂7で充填
される。図11(c)及び図11(c’)は、それぞれ
この段階における半導体装置の断面図と上面図を示す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】基板とチップとの間の
隙間に液状樹脂を充填する際、液状樹脂の表面張力を用
いて充填を行うため、充填が完了するまでに時間がかか
り、充填が不完全になる場合がある。本発明は上記課題
に鑑みてなされたもので、樹脂充填時間を短縮し、かつ
樹脂の充填を完全にすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
上記課題を解決するため、半導体チップと、配線及び配
線と接続された電極を有し、電極と半導体チップとの間
でバンプを介してフリップチップ接合され、液状樹脂充
填時に半導体チップが搭載された面の反対面から吸引を
行うためのスルーホールが半導体チップが搭載された面
内に少なくとも1つ設けられている基板と、半導体チッ
プと基板間の隙間を充填する液状樹脂を硬化させた樹脂
とを具備する。
【0008】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
上記課題を解決するため、半導体チップの電極に形成さ
れたバンプと基板に設けられた配線と接続された基板上
の電極とを接合する工程と、半導体チップと基板間の段
差部に液状樹脂を塗布する工程と、基板の半導体チップ
搭載面内に設けられたスルーホールを半導体チップが搭
載された面の反対面から吸引する工程とを具備する。
【0009】さらに、本発明の半導体装置の製造装置
は、上記課題を解決するため、基板を搬送する搬送機構
と、基板の主面上に液状樹脂を塗布する樹脂塗布機構
と、基板の反対面に吸着する吸引パッドと、吸引パッド
に接続された吸引機構とを具備する。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1及び図2は、本発明の第1の
実施例を示す。まず、例えば15mm角の半導体チップ
1の周囲に図示せぬ電極を形成し、その電極上に外部と
電気的に接合するためのバンプ2を形成する。バンプ2
の厚さは例えば100μmである。
【0011】また、基板3に図示せぬ配線を形成し、基
板3上に配線と接続された電極4を形成する。電極4の
厚さは例えば100ないし200μmである。基板3の
チップ搭載部には、基板3を貫通するスルーホール8が
少なくとも1つ形成される。スルーホールは、例えばチ
ップ搭載部の中央部に設けられる。
【0012】次に、図2(a)に示すように、バンプ2
と基板3の電極4とを位置合わせし、半導体チップ1の
裏面に荷重を加え、バンプ2を介して半導体チップ1と
基板3とを接合する。これは、フリップチップ接合と呼
ばれる。図2(b)は、この段階における半導体装置の
断面を示す。この際、半導体チップ1と基板3との間に
隙間5が形成されている。隙間5の厚さは、例えば20
0ないし300μmである。
【0013】続いて、例えば熱硬化性の液状エポキシ樹
脂7が入れられたシリンジ6を用いて、チップ1の周囲
の例えば4辺に液状樹脂7を塗布する。この際、シリン
ジ6はチップ1の周囲を例えば一筆書き状に移動しなが
ら液状樹脂を滴下する。また、基板3のチップ搭載面の
反対面にあるスルーホール8に吸引パッド9を接触させ
る。図2(c)及び図2(c’)は、この段階における
半導体装置の断面図と上面図を示す。
【0014】その後、吸引パッド9を用いて、スルーホ
ール8から隙間5内の空気の吸引を行い、隙間5への液
状樹脂7の充填を促進する。図1(a)及び図1
(a’)はそれぞれ液状樹脂が塗布された直後の半導体
装置の断面図と上面図を示し、図1(b)及び図1
(b’)はそれぞれ液状樹脂が隙間5の約半分を充填し
た段階における半導体装置の断面図と上面図を示す。
【0015】最終的に、隙間5のすべてが液状樹脂7で
充填される。図1(c)及び図1(c’)は、この段階
における半導体装置の断面図と上面図を示す。図3は、
半導体装置の斜視図を示す。13はピンを表す。
【0016】このように、本実施例において、液状樹脂
7の充填が促進されるため、充填時間を短縮し、生産効
率を向上させることができる。また、隙間5の全体が樹
脂7で完全に充填されるため、高品位で信頼性が高い半
導体製品を得ることができる。
【0017】なお、スルーホール8の径が小さいと、吸
引による十分な効果が得られないため、充填不良が発生
する。また、スルーホール8の径が大きすぎるとスルー
ホールから樹脂が漏れ、周囲を汚損する。このため、実
用的な吸引力において適正なスルーホールの径は0.0
1mm以上2.0mm以下である。しかし、この範囲外
でも実質的に同様の効果が得られれば本発明の範疇であ
る。
【0018】図4は、本発明の第2の実施例を示す。こ
れは、上述の第1の実施例において、基板3のチップ搭
載面の中央部に少なくとも1つのスルーホール8を設
け、液状樹脂7を半導体チップ1の一辺14にのみ塗布
したものである。図4(a)は、樹脂7を塗布する段階
における半導体装置の上面図を示す。この場合、図4
(b)に示すように、液状樹脂7がスルーホール8まで
達した段階で吸引機構の動作を停止させる。その後、表
面張力のみを用いて樹脂を充填させる。吸引機構の動作
を停止させないと、充填時間が増加してしまうからであ
る。
【0019】本実施例において、液状樹脂7をチップ1
の1辺にのみ塗布すればよいので、第1の実施例よりも
シリンジ6の動作を減らすことができ、シリンジ6の駆
動系を簡単にすることが可能となる。
【0020】さらに、図5は本発明の第3の実施例を示
す。これは、上述の第1の実施例において、基板3のチ
ップ搭載面の一隅に少なくとも1つのスルーホール8を
設け、液状樹脂7を半導体チップ1の4辺の内、スルー
ホール8から最も離れている2辺14、15に塗布した
ものである。図5は、樹脂7を塗布する段階における半
導体装置の上面図を示す。この場合も、図4に示した実
施例と同様に、液状樹脂がスルーホール8に達した時点
で、吸引を停止させ、樹脂の充填時間をより短くする。
【0021】これらの場合、液状樹脂をチップ1の周辺
全部に塗布する必要がないため、図1及び図2に示した
実施例よりもシリンジ6の動作を減らすことができ、シ
リンジ6の駆動系を簡単にすることが可能となる。
【0022】図6は、上述の実施例に用いられる基板の
一例の断面図である。図6に示すように、基板3が、例
えば銅配線10が形成された複数の基板11を積層して
形成された多層配線基板である場合、通常、各層の配線
10間を電気的に接続するために例えば径が0.01m
mの孔12を開け、その孔12の側面にメッキ16を施
す。この孔12を開ける際に同時にスルーホール8を開
けてもよい。
【0023】図7は、基板の一例の上面図を示す。図7
に示すように、基板3上に例えば銅よりなる配線10が
形成される。基板3の周囲には半導体チップのバンプと
接合するために電極4が設けられる。配線10の一端は
電極4に接続され、配線10の他端は電極4よりも基板
の中央に近い場所に設けられたスルーホール12を介し
て基板の裏面に設けられた図示せぬピンに接続される。
さらに、例えば基板3の中央部に、液状樹脂塗布時に裏
面から吸引を行うためのスルーホール8が設けられてい
る。このスルーホール8は、配線10と接続されていな
い。このスルーホール8をスルーホール12と同時に形
成してもよいし、別の工程で形成してもよい。同時に形
成すれば、コストの上昇を防ぐことができる。また、別
の工程で形成すれば、スルーホール8の径をスルーホー
ル12の径と異なるものにすることができ、最適な吸引
を実現できる。
【0024】また、スルーホール8の内壁をメッキする
と、メッキによりスルーホールが塞がる可能性がある。
そのため、スルーホール8の内壁はメッキされていない
方が望ましい。
【0025】また、配線と離れているスルーホール8を
設けないで、配線と接続されたスルーホール12を用い
て吸引を行ってもよい。例えば、図5に示すように基板
の隅にスルーホールを設けて吸引を行う場合、基板の周
辺部では配線が密集しているため、配線に接続されてい
るスルーホール12を用いて吸引すれば、配線がより密
集することを避けることができる。
【0026】図8及び図9は、本発明の半導体装置の製
造装置を示す。図8は、本発明の半導体装置の製造装置
の構成を模式的に示した図である。また、図9は、図8
に示した製造装置の斜視図である。
【0027】この製造装置において、搬送装置は、例え
ばローダ・アンローダ23と搬送ガイド17よりなり、
半導体チップ1とフリップチップ接合された基板3を所
定の位置に搬送する。樹脂塗布機構は、例えばXYロボ
ット24、シリンジ6及び制御装置22よりなる。XY
ロボット24にはシリンジ6が接続されている。制御装
置22は、XYロボット24を移動させ、液状樹脂7が
充填されたシリンジ6を基板の所定の位置の上に移動さ
せる。さらに、制御装置22は、XYロボット24を用
いて、シリンジ6の吐出口をチップ1と基板3間の段差
に沿って移動させながら、シリンジ6に液状樹脂7を吐
出させ、チップ1と基板3間の段差に液状樹脂7を塗布
する。また、吸引機構は例えば少なくとも1つの吸引パ
ッド9、吸引ポンプ20、リークバルブ18、制御バル
ブ19より構成される。吸引パッド9は、上下に運動
し、基板のチップ搭載面の反対面に吸着する。吸引パッ
ド9は、リークバルブ18及び制御バルブ19を介して
吸引ポンプ20に接続される。吸引パッド9は、基板3
に設けられたスルーホール8に吸着する。吸引機構は、
シリンジ6が液状樹脂7を塗布しているときに、吸引パ
ッドを介して吸引を行う。この製造装置を用いること
で、半導体チップ1と基板3間の隙間に液状樹脂7を速
くかつ完全に充填することが可能となる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液状樹脂を半導体チップと基板間に充填する時に基板に
設けたスルーホールを介して吸引を行うため、樹脂充填
速度が速くなり液状生産効率を向上させることができ
る。また、チップと基板間に樹脂が完全に充填され、品
位が高く信頼性が高い製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の樹脂充填工程の第1の実施例を示す
図。
【図2】本発明の樹脂充填工程の第1の実施例を示す
図。
【図3】本発明の半導体装置の斜視図。
【図4】本発明の樹脂充填工程の第2の実施例を示す
図。
【図5】本発明の樹脂充填工程の第3の実施例を示す
図。
【図6】本発明の実施例で用いられる基板の断面図。
【図7】本発明の実施例で用いられる基板の上面図。
【図8】本発明の半導体装置の製造装置を示す図。
【図9】図8に示した本発明の半導体装置の製造装置の
斜視図。
【図10】従来の樹脂充填工程を示す図。
【図11】図10に続いて従来の樹脂充填工程を示す
図。
【符号の説明】
1…半導体チップ、 2…バンプ、 3…基板、 4…電極、 5…隙間、 6…シリンジ、 7…液状樹脂、 8…スルーホール、 9…吸引パッド、 10…配線、 17…搬送機構、 18…リークバルブ、 19…制御バルブ、 20…吸引ポンプ。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップと、 配線及び前記配線と接続された電極を有し、前記電極と
    前記半導体チップとの間でバンプを介してフリップチッ
    プ接合され、液状樹脂充填時に前記半導体チップが搭載
    された面の反対面から吸引を行うためのスルーホールが
    前記半導体チップが搭載された面内に少なくとも1つ設
    けられている基板と、 前記半導体チップと基板間の隙間を充填する液状樹脂を
    硬化させた樹脂とを具備することを特徴とする半導体装
    置。
  2. 【請求項2】 前記スルーホールの径は0.01mm以
    上であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記スルーホールは、前記配線及び電極
    が設けられた位置と異なる位置に設けられていることを
    特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 半導体チップの電極に形成されたバンプ
    と基板に設けられた配線と接続された基板上の電極とを
    接合する工程と、 前記半導体チップと前記基板間の段差部に液状樹脂を塗
    布する工程と、 前記基板の半導体チップ搭載面内に設けられたスルーホ
    ールを前記半導体チップが搭載された面の反対面から吸
    引する工程とを具備することを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
  5. 【請求項5】 前記スルーホールは、前記半導体チップ
    搭載面の中央に設けられ、 前記液状樹脂は、前記半導体チップと前記基板間の段差
    部のすべてに塗布されることを特徴とする請求項4記載
    の半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記スルーホールは、前記配線及び電極
    が設けられた位置と異なる位置に設けられていることを
    特徴とする請求項4記載の半導体装置の製造方法。
  7. 【請求項7】 基板を搬送する搬送機構と、 前記基板の主面上に液状樹脂を塗布する樹脂塗布機構
    と、 前記基板の反対面に吸着する吸引パッドと、 前記吸引パッドに接続された吸引機構とを具備すること
    を特徴とする半導体装置の製造装置。
JP9000757A 1997-01-07 1997-01-07 半導体装置、半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置 Pending JPH10199931A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1011949C2 (nl) * 1999-05-03 2000-11-06 Fico Bv Werkwijze voor het op een drager met doorvoer plaatsen van een elektronische component, drager met doorvoer en mal voor het uitvoeren van de werkwijze.
US6764878B2 (en) * 1997-07-30 2004-07-20 Renesas Technology Corp. Method of manufacturing a resin encapsulated semiconductor device to provide a vent hole in a base substrate

Cited By (2)

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