JPH11111755A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ショート不良がなく、生産性の良好な半導体
装置の製造方法を得ること。 【解決手段】 本発明に係る半導体装置の製造方法は、
部品１上に熱硬化型樹脂２が設けられ、電極１ａ上に熱
硬化型樹脂２より突出している突起電極３ｂが設けられ
ている複数の電極１ａを有する第１の電子部品１を形成
する結合部品形成工程と、第１の電子部品１の突起電極
１ｂに対応する位置に複数の電極６ａを有する第２の電
子部品６の電極６ａと突起電極３ｂとが対向するように
位置決めをする位置決め工程と、第１の電子部品１の突
起電極３ｂと第２の電子部品６の電極６ａとが対応する
ようにして加熱した状態で押さえつけ、第１の電子部品
１の突起電極３ｂと第２の電子部品６の電極６ａとを接
合させると共に熱硬化型樹脂２を硬化させる接合工程と
を含んでいる。
装置の製造方法を得ること。 【解決手段】 本発明に係る半導体装置の製造方法は、
部品１上に熱硬化型樹脂２が設けられ、電極１ａ上に熱
硬化型樹脂２より突出している突起電極３ｂが設けられ
ている複数の電極１ａを有する第１の電子部品１を形成
する結合部品形成工程と、第１の電子部品１の突起電極
１ｂに対応する位置に複数の電極６ａを有する第２の電
子部品６の電極６ａと突起電極３ｂとが対向するように
位置決めをする位置決め工程と、第１の電子部品１の突
起電極３ｂと第２の電子部品６の電極６ａとが対応する
ようにして加熱した状態で押さえつけ、第１の電子部品
１の突起電極３ｂと第２の電子部品６の電極６ａとを接
合させると共に熱硬化型樹脂２を硬化させる接合工程と
を含んでいる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子あるいは
配線基板に突起電極を形成し、この突起電極を介して半
導体素子と配線基板とを接続するように構成される半導
体装置の製造方法に関するものである。
配線基板に突起電極を形成し、この突起電極を介して半
導体素子と配線基板とを接続するように構成される半導
体装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】配線基板に多端子で狭ピッチの電極を有
する半導体素子を高密度に実装する手法としてフリップ
チップ法がよく用いられる。フリップチップ法として２
つの方法がある。
する半導体素子を高密度に実装する手法としてフリップ
チップ法がよく用いられる。フリップチップ法として２
つの方法がある。
【０００３】第一の方法はＣ４（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ
ｃｏｌｌａｐｓｅ ｃｈｉｐ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏ
ｎ）でＵｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｐａｔｅｎｔ ５
１２１１９０に記載されている。図１０はＣ４による接
続を行う半導体装置の製造方法を示すための断面図であ
る。図において、１０１は半導体素子、１０１ａは半導
体素子１０１の電極、１０３ｄは電極１０１ａに形成さ
れたはんだの突起電極、１０２は熱硬化型の樹脂、１０
６は配線基板、１０６ａは配線基板１０６の電極であ
る。
ｃｏｌｌａｐｓｅ ｃｈｉｐ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏ
ｎ）でＵｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｐａｔｅｎｔ ５
１２１１９０に記載されている。図１０はＣ４による接
続を行う半導体装置の製造方法を示すための断面図であ
る。図において、１０１は半導体素子、１０１ａは半導
体素子１０１の電極、１０３ｄは電極１０１ａに形成さ
れたはんだの突起電極、１０２は熱硬化型の樹脂、１０
６は配線基板、１０６ａは配線基板１０６の電極であ
る。
【０００４】図中（ａ）は半導体素子１０１のはんだの
突起電極１０３ｄと配線基板１０６の電極１０６ａとを
位置合わせした状態、（ｂ）は半導体素子１０１を配線
基板１０６に押しつけた状態ではんだの突起電極１０３
ｄを溶融・凝固させて半導体素子１０１と配線基板１０
６とを接合した状態、（ｃ）は半導体素子１０１と配線
基板１０６とを接合した後に、半導体素子１０１と配線
基板１０６との隙間に熱硬化型の樹脂１０２を充填した
状態を示す。
突起電極１０３ｄと配線基板１０６の電極１０６ａとを
位置合わせした状態、（ｂ）は半導体素子１０１を配線
基板１０６に押しつけた状態ではんだの突起電極１０３
ｄを溶融・凝固させて半導体素子１０１と配線基板１０
６とを接合した状態、（ｃ）は半導体素子１０１と配線
基板１０６とを接合した後に、半導体素子１０１と配線
基板１０６との隙間に熱硬化型の樹脂１０２を充填した
状態を示す。
【０００５】第二の方法は半導体素子の突起電極と配線
基板電極とを固相接合で接続する方法で、例えば、”超
音波併用熱圧着によるフリップチップボンディング”
（富岡他、３ｒｄ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｍｉｃ
ｒｏｊｏｉｎｉｎｇ ａｎｄＡｓｓｅｍｂｌｙ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、Ｆｅ
ｂ．６−７、１９９７、Ｙｏｋｏｈａｍａ、ｐｐ．９−
１４、１９９７）に記載されている。
基板電極とを固相接合で接続する方法で、例えば、”超
音波併用熱圧着によるフリップチップボンディング”
（富岡他、３ｒｄ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｍｉｃ
ｒｏｊｏｉｎｉｎｇ ａｎｄＡｓｓｅｍｂｌｙ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、Ｆｅ
ｂ．６−７、１９９７、Ｙｏｋｏｈａｍａ、ｐｐ．９−
１４、１９９７）に記載されている。
【０００６】図１２は第二の方法による半導体装置の製
造方法を示す断面図である。図において、１０１は半導
体素子、１０１ａは半導体素子１０１の電極、１０２は
熱硬化型の樹脂、１０３ｅは半導体素子１０１の電極１
０１ａに形成された金の突起電極、１０６は電極１０６
ａを有する配線基板である。
造方法を示す断面図である。図において、１０１は半導
体素子、１０１ａは半導体素子１０１の電極、１０２は
熱硬化型の樹脂、１０３ｅは半導体素子１０１の電極１
０１ａに形成された金の突起電極、１０６は電極１０６
ａを有する配線基板である。
【０００７】図中、（ａ）は半導体素子１０１の突起電
極１０３ｅと配線基板１０６の電極１０６ａとを位置合
わせした状態、（ｂ）は半導体素子１０１を加熱した状
態で配線基板１０６に押しつけ、突起電極１０３ｅと電
極１０６ａとを固相接合によって接合した状態、（ｃ）
は突起電極１０３ｅと電極１０６ａとを固相接合によっ
て接合した後に、半導体素子１０１と配線基板１０６と
の隙間に熱硬化型の樹脂１０２を充填した状態を示す。
極１０３ｅと配線基板１０６の電極１０６ａとを位置合
わせした状態、（ｂ）は半導体素子１０１を加熱した状
態で配線基板１０６に押しつけ、突起電極１０３ｅと電
極１０６ａとを固相接合によって接合した状態、（ｃ）
は突起電極１０３ｅと電極１０６ａとを固相接合によっ
て接合した後に、半導体素子１０１と配線基板１０６と
の隙間に熱硬化型の樹脂１０２を充填した状態を示す。
【０００８】第一の方法、第二の方法の何れにおいても
半導体素子１０１と配線基板１０６との隙間に樹脂を充
填するのは、半導体素子１０１と配線基板１０６との熱
膨張係数の違いより生じる熱応力により、突起電極また
は突起電極接合部が破断するのを防止するためである。
半導体素子１０１と配線基板１０６との隙間に樹脂を充
填するのは、半導体素子１０１と配線基板１０６との熱
膨張係数の違いより生じる熱応力により、突起電極また
は突起電極接合部が破断するのを防止するためである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置の製
造方法は上記のようになされているので、図１０に示す
ような従来の半導体装置の製造方法（第１の方法）には
以下の問題があった。第一の方法では、接続時におい
て、図１１に示すように突起電極が溶融した状態で半導
体素子を配線基板に押しつけるため、突起電極がつぶれ
て径が増大し、電極間隔が２５０μｍより小さい半導体
素子では隣り合う突起電極同士が接触するショート不良
が発生する。また、半導体素子と配線基板との隙間が数
十μｍと小さいため、樹脂の充填にかなりの時間を要
し、生産性が低下するとともに樹脂の充填部に気泡を巻
き込む問題があった。
造方法は上記のようになされているので、図１０に示す
ような従来の半導体装置の製造方法（第１の方法）には
以下の問題があった。第一の方法では、接続時におい
て、図１１に示すように突起電極が溶融した状態で半導
体素子を配線基板に押しつけるため、突起電極がつぶれ
て径が増大し、電極間隔が２５０μｍより小さい半導体
素子では隣り合う突起電極同士が接触するショート不良
が発生する。また、半導体素子と配線基板との隙間が数
十μｍと小さいため、樹脂の充填にかなりの時間を要
し、生産性が低下するとともに樹脂の充填部に気泡を巻
き込む問題があった。
【００１０】また、図１２に示すような従来の半導体装
置の製造方法（第２の方法）では上記のショート不良の
問題は一応解決されているが、第一の方法と同様に半導
体素子と配線基板との隙間が小さいため、樹脂の充填で
生産性が低下する問題と樹脂の充填部に気泡を巻き込む
問題があった。
置の製造方法（第２の方法）では上記のショート不良の
問題は一応解決されているが、第一の方法と同様に半導
体素子と配線基板との隙間が小さいため、樹脂の充填で
生産性が低下する問題と樹脂の充填部に気泡を巻き込む
問題があった。
【００１１】この発明は上記のような問題を解決するた
めになされたもので、ショート不良がなく、生産性の良
好な半導体装置の製造方法を得ることを目的とする。
めになされたもので、ショート不良がなく、生産性の良
好な半導体装置の製造方法を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる半導体
装置の製造方法は、部品上に熱硬化型樹脂が設けられ、
電極上に熱硬化型樹脂より突出している突起電極が設け
られている複数の電極を有する第１の電子部品を形成す
る結合部品形成工程と、第１の電子部品の突起電極に対
応する位置に複数の電極を有する第２の電子部品の電極
と突起電極とが対向するように位置決めをする位置決め
工程と、第１の電子部品の突起電極と第２の電子部品の
電極とが対応するようにして加熱した状態で押さえつ
け、第１の電子部品の突起電極と第２の電子部品の電極
とを接合させると共に熱硬化型樹脂を硬化させる接合工
程とを含んでいる。
装置の製造方法は、部品上に熱硬化型樹脂が設けられ、
電極上に熱硬化型樹脂より突出している突起電極が設け
られている複数の電極を有する第１の電子部品を形成す
る結合部品形成工程と、第１の電子部品の突起電極に対
応する位置に複数の電極を有する第２の電子部品の電極
と突起電極とが対向するように位置決めをする位置決め
工程と、第１の電子部品の突起電極と第２の電子部品の
電極とが対応するようにして加熱した状態で押さえつ
け、第１の電子部品の突起電極と第２の電子部品の電極
とを接合させると共に熱硬化型樹脂を硬化させる接合工
程とを含んでいる。
【００１３】また、部品上に熱硬化型樹脂が設けられ、
電極上に熱硬化型樹脂より突出している突起電極が設け
られている複数の電極を有する第１の電子部品を形成す
る結合部品形成工程と、第１の電子部品の突起電極に対
応する位置に複数の電極を有する第２の電子部品上に熱
硬化型の異方性導電フィルムを形成する導電フィルム形
成工程と、第１の電子部品の突起電極と異方性導電フィ
ルムが形成された第２の電子部品の電極とが対向するよ
うに位置決めをする位置決め工程と、第１の電子部品の
突起電極と第２の電子部品の電極とが対応するように加
熱した状態で押さえつけ、第１の電子部品の突起電極と
第２の電子部品の電極とを接合させると共に熱硬化型樹
脂を硬化させる接合工程とを含んでいる。
電極上に熱硬化型樹脂より突出している突起電極が設け
られている複数の電極を有する第１の電子部品を形成す
る結合部品形成工程と、第１の電子部品の突起電極に対
応する位置に複数の電極を有する第２の電子部品上に熱
硬化型の異方性導電フィルムを形成する導電フィルム形
成工程と、第１の電子部品の突起電極と異方性導電フィ
ルムが形成された第２の電子部品の電極とが対向するよ
うに位置決めをする位置決め工程と、第１の電子部品の
突起電極と第２の電子部品の電極とが対応するように加
熱した状態で押さえつけ、第１の電子部品の突起電極と
第２の電子部品の電極とを接合させると共に熱硬化型樹
脂を硬化させる接合工程とを含んでいる。
【００１４】また、第１の電子部品は半導体素子または
配線基板のいずれか一方で、第２の電子部品は他方であ
る。さらに、結合部品形成工程は、複数の電極を有する
第１の電子部品上に熱硬化型樹脂を形成する樹脂形成工
程と、樹脂形成工程後に超音波を印加させながら第１の
電子部品の電極上に突起電極を形成する突起電極形成工
程とを含んでいる。さらに、結合部品形成工程は、複数
の電極を有する第１の電子部品の電極上に突起電極を形
成する突起電極形成工程と、突起電極形成工程後に第１
の電子部品上に熱硬化型樹脂を形成する樹脂形成工程と
を含んでいる。
配線基板のいずれか一方で、第２の電子部品は他方であ
る。さらに、結合部品形成工程は、複数の電極を有する
第１の電子部品上に熱硬化型樹脂を形成する樹脂形成工
程と、樹脂形成工程後に超音波を印加させながら第１の
電子部品の電極上に突起電極を形成する突起電極形成工
程とを含んでいる。さらに、結合部品形成工程は、複数
の電極を有する第１の電子部品の電極上に突起電極を形
成する突起電極形成工程と、突起電極形成工程後に第１
の電子部品上に熱硬化型樹脂を形成する樹脂形成工程と
を含んでいる。
【００１５】また、突起電極形成工程は、金属ワイヤの
先端を溶融させて金属ボールを作成する工程と、金属ボ
ールを第１の電子部品の電極に超音波を印加しながら熱
圧着する工程と、熱圧着後に金属ワイヤから前記金属ボ
ールを切断し突起電極を形成する工程とを含んでいる。
さらに、接合工程において、第１の電子部品の突起電極
と第２の電子部品の電極とを固相接合させる。また、金
属ワイヤは、はんだ材である。さらに、金属ワイヤは、
金、銀、または銅である。
先端を溶融させて金属ボールを作成する工程と、金属ボ
ールを第１の電子部品の電極に超音波を印加しながら熱
圧着する工程と、熱圧着後に金属ワイヤから前記金属ボ
ールを切断し突起電極を形成する工程とを含んでいる。
さらに、接合工程において、第１の電子部品の突起電極
と第２の電子部品の電極とを固相接合させる。また、金
属ワイヤは、はんだ材である。さらに、金属ワイヤは、
金、銀、または銅である。
【００１６】また、突起電極を形成した後に、突起電極
の先端部に平板を押しつけて突起電極の先端部を平坦に
し高さをそろえる。さらに、接合工程において、第１の
電子部品の突起電極と第２の電子部品の電極とを加熱し
た状態で押さえつける際に、第１の電子部品に超音波振
動を印加する。さらにまた、第２の電子部品の電極上に
はんだ材が形成されている。また、熱硬化型樹脂はＢス
テージ状フィルムである。
の先端部に平板を押しつけて突起電極の先端部を平坦に
し高さをそろえる。さらに、接合工程において、第１の
電子部品の突起電極と第２の電子部品の電極とを加熱し
た状態で押さえつける際に、第１の電子部品に超音波振
動を印加する。さらにまた、第２の電子部品の電極上に
はんだ材が形成されている。また、熱硬化型樹脂はＢス
テージ状フィルムである。
【００１７】
実施の形態１．図１はこの実施の形態１による半導体装
置の製造方法を示す図である。図において１は半導体素
子、１ａは半導体素子１上に設けられた電極、２は熱硬
化型の樹脂で、例えばエポキシ系の樹脂等を用いること
ができる。２ａは熱硬化型の樹脂２が硬化した熱硬化型
の樹脂、３ははんだ材からなる金属ワイヤで、金属ワイ
ヤ３は鉛と錫の合金あるいは銀と錫の合金よりなるはん
だ材で構成される。３ａは金属ワイヤ先端に形成された
金属ボール、３ｂは突起電極、４はキャピラリ、５は超
音波振動、６は配線基板、６ａは配線基板６上に設けら
れた電極である。
置の製造方法を示す図である。図において１は半導体素
子、１ａは半導体素子１上に設けられた電極、２は熱硬
化型の樹脂で、例えばエポキシ系の樹脂等を用いること
ができる。２ａは熱硬化型の樹脂２が硬化した熱硬化型
の樹脂、３ははんだ材からなる金属ワイヤで、金属ワイ
ヤ３は鉛と錫の合金あるいは銀と錫の合金よりなるはん
だ材で構成される。３ａは金属ワイヤ先端に形成された
金属ボール、３ｂは突起電極、４はキャピラリ、５は超
音波振動、６は配線基板、６ａは配線基板６上に設けら
れた電極である。
【００１８】以下、図１（ａ）から図１（ｅ）の順に半
導体装置を製造する方法を説明する。まず、電極１ａを
有している半導体素子１上に熱硬化型の樹脂２を形成す
る。一方、金属ワイヤ３の先端に電極（図示していな
い）を近づけて電極、金属ワイヤ３間で放電をさせ、金
属ワイヤ３の先端を溶融・凝固させることにより、金属
ワイヤ３の先端に金属ボール３ａを形成する。この金属
ボール３ａの直径は金属ワイヤ３の線径、放電電流の大
きさ、放電時間により可変できるがこの実施の形態では
金属ボール３ａの直径が熱硬化型の樹脂２の厚さよりも
大きくなる条件で形成した。図１（ａ）は上記のように
して、半導体素子１上に熱硬化型の樹脂２が配置され、
金属ワイヤ３の先端に金属ボール３ａが形成された状態
を示した図である。
導体装置を製造する方法を説明する。まず、電極１ａを
有している半導体素子１上に熱硬化型の樹脂２を形成す
る。一方、金属ワイヤ３の先端に電極（図示していな
い）を近づけて電極、金属ワイヤ３間で放電をさせ、金
属ワイヤ３の先端を溶融・凝固させることにより、金属
ワイヤ３の先端に金属ボール３ａを形成する。この金属
ボール３ａの直径は金属ワイヤ３の線径、放電電流の大
きさ、放電時間により可変できるがこの実施の形態では
金属ボール３ａの直径が熱硬化型の樹脂２の厚さよりも
大きくなる条件で形成した。図１（ａ）は上記のように
して、半導体素子１上に熱硬化型の樹脂２が配置され、
金属ワイヤ３の先端に金属ボール３ａが形成された状態
を示した図である。
【００１９】次に、図１（ａ）に示した半導体素子１を
加熱した状態で金属ボール３ａを半導体素子１上の電極
１ａに押しつけ、キャピラリ４に超音波５を印加するこ
とによって金属ボール３ａと電極１ａとを接合させる。
加熱した状態で金属ボール３ａを半導体素子１上の電極
１ａに押しつけ、キャピラリ４に超音波５を印加するこ
とによって金属ボール３ａと電極１ａとを接合させる。
【００２０】このとき、金属ボール３ａが塑性変形し
て、金属ボール３ａ、電極１ａ間に存在する熱硬化型の
樹脂２と金属ボール３ａ及び電極１ａ表面の酸化皮膜
（図示していない）が除去されることによって電極１ａ
と金属ボール３ａとが接合される。なお、半導体素子１
を加熱し、キャピラリ４へ超音波５を印加することによ
り、金属ボール３ａが変形しやすくなり、接合が容易に
なる。また、半導体素子１が加熱されることにより、熱
硬化型の樹脂２の粘度が熱により低下し、接合部からの
樹脂２の排除が容易となる。
て、金属ボール３ａ、電極１ａ間に存在する熱硬化型の
樹脂２と金属ボール３ａ及び電極１ａ表面の酸化皮膜
（図示していない）が除去されることによって電極１ａ
と金属ボール３ａとが接合される。なお、半導体素子１
を加熱し、キャピラリ４へ超音波５を印加することによ
り、金属ボール３ａが変形しやすくなり、接合が容易に
なる。また、半導体素子１が加熱されることにより、熱
硬化型の樹脂２の粘度が熱により低下し、接合部からの
樹脂２の排除が容易となる。
【００２１】本実施の形態の場合、金属ボール３ａを電
極１ａに押しつける力を２０〜２００ｇ、超音波の強さ
を０．１５〜０．８ｗとし、また、エポキシ系の樹脂を
用いたため、半導体素子１を加熱する温度を１２０℃と
して実施した。この半導体素子１の加熱温度は熱硬化型
の樹脂によって変えてもよい。図１（ｂ）は上記のよう
にして、半導体素子１上の電極１ａに金属ボール３ａを
接合させた状態を示した図である。
極１ａに押しつける力を２０〜２００ｇ、超音波の強さ
を０．１５〜０．８ｗとし、また、エポキシ系の樹脂を
用いたため、半導体素子１を加熱する温度を１２０℃と
して実施した。この半導体素子１の加熱温度は熱硬化型
の樹脂によって変えてもよい。図１（ｂ）は上記のよう
にして、半導体素子１上の電極１ａに金属ボール３ａを
接合させた状態を示した図である。
【００２２】図１（ｂ）に示したように、半導体素子１
上の電極１ａと金属ボール３ａとを接合した後、キャピ
ラリ４を上方に引き上げて金属ワイヤ３を切断し、突起
電極３ｂを形成する。このとき、金属ボール３ａ及び突
起電極３ｂが少なくとも半導体素子１上に形成された熱
硬化型の樹脂２よりも突出するように、金属ボール３ａ
と金属ワイヤ３との境界付近で金属ワイヤ３を切断す
る。
上の電極１ａと金属ボール３ａとを接合した後、キャピ
ラリ４を上方に引き上げて金属ワイヤ３を切断し、突起
電極３ｂを形成する。このとき、金属ボール３ａ及び突
起電極３ｂが少なくとも半導体素子１上に形成された熱
硬化型の樹脂２よりも突出するように、金属ボール３ａ
と金属ワイヤ３との境界付近で金属ワイヤ３を切断す
る。
【００２３】金属ボール３ａの直径及び突起電極３ｂの
高さをいずれも少なくとも熱硬化型の樹脂２の厚さより
大きくすることで、突起電極形成時にキャピラリ４の先
端が熱硬化型の樹脂２に接触してキャピラリ４の先端に
樹脂２が付着することを妨げることができ、その結果、
金属ボール３ａの形成が妨げられることなく安定的に連
続で突起電極３ｂを形成することが可能となる。
高さをいずれも少なくとも熱硬化型の樹脂２の厚さより
大きくすることで、突起電極形成時にキャピラリ４の先
端が熱硬化型の樹脂２に接触してキャピラリ４の先端に
樹脂２が付着することを妨げることができ、その結果、
金属ボール３ａの形成が妨げられることなく安定的に連
続で突起電極３ｂを形成することが可能となる。
【００２４】本実施の形態の場合、１２０μｍピッチの
電極間隔の半導体素子１に熱硬化型の樹脂２を厚さ３０
μｍで設置し、線径３０μｍの鉛と錫の合金からなるワ
イヤ３を用いて直径８０μｍの金属金属ボール（はんだ
ボール）３ａを形成し、高さ５５μｍの突起電極３ｂを
形成した。図１（ｃ）は上記のようにして、半導体素子
１上の電極１ａ上に突起電極３ｂを形成した状態を示し
た図である。
電極間隔の半導体素子１に熱硬化型の樹脂２を厚さ３０
μｍで設置し、線径３０μｍの鉛と錫の合金からなるワ
イヤ３を用いて直径８０μｍの金属金属ボール（はんだ
ボール）３ａを形成し、高さ５５μｍの突起電極３ｂを
形成した。図１（ｃ）は上記のようにして、半導体素子
１上の電極１ａ上に突起電極３ｂを形成した状態を示し
た図である。
【００２５】図１（ｃ）に示したように、半導体素子１
上の電極１ａに突起電極３ｂを形成した後、この半導体
素子１上に電極１ａに対応する電極６ａを有している配
線基板６とが、この半導体素子１上の電極１ａ（突起電
極３ｂ）と配線基板６上の電極６ａとが対応するように
位置合わせをする。
上の電極１ａに突起電極３ｂを形成した後、この半導体
素子１上に電極１ａに対応する電極６ａを有している配
線基板６とが、この半導体素子１上の電極１ａ（突起電
極３ｂ）と配線基板６上の電極６ａとが対応するように
位置合わせをする。
【００２６】図１（ｄ）は半導体素子１上の突起電極３
ｂと配線基板６の電極６ａとを位置合わせした状態を示
した図である。本実施の形態は配線基板６にはアルミナ
基板を用いたが、他にガラスセラミックス等のセラミッ
クスやプリント基板等の樹脂基板を用いることも可能で
ある。
ｂと配線基板６の電極６ａとを位置合わせした状態を示
した図である。本実施の形態は配線基板６にはアルミナ
基板を用いたが、他にガラスセラミックス等のセラミッ
クスやプリント基板等の樹脂基板を用いることも可能で
ある。
【００２７】次に、半導体素子１と配線基板６とを加熱
した状態で押しつけ、はんだ材からなる突起電極３ｂを
溶融させてこの突起電極３ｂを配線基板６の電極６ａに
接合するとともに熱硬化型の樹脂２を硬化させて、半導
体素子１上の電極１ａと配線基板６上の電極６ａとの接
合及び半導体素子１と配線基板６との結合を行う。
した状態で押しつけ、はんだ材からなる突起電極３ｂを
溶融させてこの突起電極３ｂを配線基板６の電極６ａに
接合するとともに熱硬化型の樹脂２を硬化させて、半導
体素子１上の電極１ａと配線基板６上の電極６ａとの接
合及び半導体素子１と配線基板６との結合を行う。
【００２８】このとき、突起電極３ｂが熱硬化型の樹脂
２より突出するように形成されており、突起電極３ｂを
構成しているはんだ材の先端部が熱硬化型の樹脂２で覆
われていないため、この突起電極３ｂと電極６ａとの接
続が容易に実施される。また、突起電極３ｂの周囲は熱
硬化型の樹脂２で満たされているため、突起電極３ｂが
溶融した状態で半導体素子１を配線基板６に押しつけて
も、突起電極３ｂの径の増大によって生じる隣り合う突
起電極同士の接触が妨げられ、ショート不良が生じな
い。
２より突出するように形成されており、突起電極３ｂを
構成しているはんだ材の先端部が熱硬化型の樹脂２で覆
われていないため、この突起電極３ｂと電極６ａとの接
続が容易に実施される。また、突起電極３ｂの周囲は熱
硬化型の樹脂２で満たされているため、突起電極３ｂが
溶融した状態で半導体素子１を配線基板６に押しつけて
も、突起電極３ｂの径の増大によって生じる隣り合う突
起電極同士の接触が妨げられ、ショート不良が生じな
い。
【００２９】接合時には、半導体素子１を配線基板６に
押しあてて、熱硬化型の樹脂２が半導体装置１と配線基
板６との隙間になじむまでは半導体素子１の温度を、熱
硬化型の樹脂２の粘度が最小となる温度に保持し、その
後半導体素子１の温度を接合温度に上昇させた。本実施
の形態では配線基板６の温度をエポキシ系の熱硬化型の
樹脂の粘度が最小となる１２０℃で行った。図１（ｅ）
は上記のようにして、半導体素子１と配線基板６とを結
合させた状態を示した図である。
押しあてて、熱硬化型の樹脂２が半導体装置１と配線基
板６との隙間になじむまでは半導体素子１の温度を、熱
硬化型の樹脂２の粘度が最小となる温度に保持し、その
後半導体素子１の温度を接合温度に上昇させた。本実施
の形態では配線基板６の温度をエポキシ系の熱硬化型の
樹脂の粘度が最小となる１２０℃で行った。図１（ｅ）
は上記のようにして、半導体素子１と配線基板６とを結
合させた状態を示した図である。
【００３０】本実施の形態では１２０μｍピッチの電極
間隔の半導体素子をショート不良なしに配線基板に接合
して半導体装置を製造することができた。なお、熱硬化
型の樹脂２は突起電極３ｂと電極６ａとを接合した状態
のまま半導体装置１の温度を上昇させて硬化させたが、
他に半導体装置１が接合された配線基板６をオーブン中
で加熱することによって熱硬化型の樹脂２を硬化させる
こともできる。
間隔の半導体素子をショート不良なしに配線基板に接合
して半導体装置を製造することができた。なお、熱硬化
型の樹脂２は突起電極３ｂと電極６ａとを接合した状態
のまま半導体装置１の温度を上昇させて硬化させたが、
他に半導体装置１が接合された配線基板６をオーブン中
で加熱することによって熱硬化型の樹脂２を硬化させる
こともできる。
【００３１】半導体素子１と配線基板６とを接合する
時、接続界面に酸化膜が存在すると突起電極３ｂと電極
６ａとの間の金属的な接触が阻害されて接続強度が低下
することもあるので、半導体素子１を配線基板６に押し
つけた際に、半導体素子１に超音波振動を印加して突起
電極３ｂおよび電極６ａの表面の酸化膜を除去する方法
を用いてもよい。
時、接続界面に酸化膜が存在すると突起電極３ｂと電極
６ａとの間の金属的な接触が阻害されて接続強度が低下
することもあるので、半導体素子１を配線基板６に押し
つけた際に、半導体素子１に超音波振動を印加して突起
電極３ｂおよび電極６ａの表面の酸化膜を除去する方法
を用いてもよい。
【００３２】本実施の形態では、半導体素子上の電極
（突起電極）と配線基板上の電極との接合と同時に半導
体素子と配線基板との隙間への熱硬化型の樹脂２の充填
が完了するため、従来方法のように半導体素子と配線基
板との接合後、樹脂を注入する必要がなく、生産性を著
しく向上することが可能となる。さらに、接合後に樹脂
を充填するのではなく、突起電極形成前に樹脂を形成さ
せているので、樹脂の充填部に気泡を巻き込むことがな
い。また、半導体素子上の電極（突起電極）と配線基板
上の電極との接合時には、突起電極間には樹脂が充填さ
れているので、接合時に隣り合う突起電極同士の接触を
防止することができる。
（突起電極）と配線基板上の電極との接合と同時に半導
体素子と配線基板との隙間への熱硬化型の樹脂２の充填
が完了するため、従来方法のように半導体素子と配線基
板との接合後、樹脂を注入する必要がなく、生産性を著
しく向上することが可能となる。さらに、接合後に樹脂
を充填するのではなく、突起電極形成前に樹脂を形成さ
せているので、樹脂の充填部に気泡を巻き込むことがな
い。また、半導体素子上の電極（突起電極）と配線基板
上の電極との接合時には、突起電極間には樹脂が充填さ
れているので、接合時に隣り合う突起電極同士の接触を
防止することができる。
【００３３】また、本実施の形態では、硬化型の樹脂を
形成した後に、この樹脂より突出する突起電極を形成す
るので、突起電極の高さを制御しやすく、また、樹脂よ
り突出する部位が汚れたりすることがなく、配線基板と
電極との接合を容易に行うことができる。
形成した後に、この樹脂より突出する突起電極を形成す
るので、突起電極の高さを制御しやすく、また、樹脂よ
り突出する部位が汚れたりすることがなく、配線基板と
電極との接合を容易に行うことができる。
【００３４】実施の形態２．図２はこの実施の形態２に
よる半導体装置の製造方法を示す図である。符号は実施
の形態１で説明したものと同様であるので説明は省略す
る。以下、図２（ａ）から図２（ｆ）の順に半導体装置
を製造する方法を説明する。
よる半導体装置の製造方法を示す図である。符号は実施
の形態１で説明したものと同様であるので説明は省略す
る。以下、図２（ａ）から図２（ｆ）の順に半導体装置
を製造する方法を説明する。
【００３５】まず、金属ワイヤ３の先端に電極（図示し
ていない）を近づけて電極、金属ワイヤ３間で放電をさ
せ、金属ワイヤ３の先端を溶融・凝固させることによ
り、金属ワイヤ３の先端に金属ボール３ａを形成する。
この金属ボール３ａの直径は金属ワイヤ３の線径、放電
電流の大きさ、放電時間により可変できるがこの実施の
形態では金属ボール３ａの直径が熱硬化型の樹脂２の厚
さよりも大きくなる条件で形成した。図２（ａ）は上記
のようにして、金属ワイヤ３の先端に金属ボール３ａが
形成された状態を示した図である。
ていない）を近づけて電極、金属ワイヤ３間で放電をさ
せ、金属ワイヤ３の先端を溶融・凝固させることによ
り、金属ワイヤ３の先端に金属ボール３ａを形成する。
この金属ボール３ａの直径は金属ワイヤ３の線径、放電
電流の大きさ、放電時間により可変できるがこの実施の
形態では金属ボール３ａの直径が熱硬化型の樹脂２の厚
さよりも大きくなる条件で形成した。図２（ａ）は上記
のようにして、金属ワイヤ３の先端に金属ボール３ａが
形成された状態を示した図である。
【００３６】次に、図２（ａ）に示した半導体素子１を
加熱した状態で金属ボール３ａを半導体素子１上の電極
１ａに押しつけ、キャピラリ４に超音波５を印加するこ
とによって金属ボール３ａと電極１ａとを接合させる。
加熱した状態で金属ボール３ａを半導体素子１上の電極
１ａに押しつけ、キャピラリ４に超音波５を印加するこ
とによって金属ボール３ａと電極１ａとを接合させる。
【００３７】このとき、金属ボール３ａが塑性変形し
て、電極１ａと金属ボール３ａとが接合される。なお、
半導体素子１を加熱し、キャピラリ４へ超音波５を印加
することにより、金属ボール３ａが容易に変形し、接合
が容易になる。
て、電極１ａと金属ボール３ａとが接合される。なお、
半導体素子１を加熱し、キャピラリ４へ超音波５を印加
することにより、金属ボール３ａが容易に変形し、接合
が容易になる。
【００３８】本実施の形態の場合、金属ボール３ａを電
極１ａに押しつける力を２０〜２００ｇ、超音波の強さ
を０．１５〜０．８ｗとし、半導体素子１を加熱する温
度を１２０℃として実施した。図２（ｂ）は上記のよう
にして、半導体素子１上の電極１ａに金属ボール３ａを
接合させた状態を示した図である。
極１ａに押しつける力を２０〜２００ｇ、超音波の強さ
を０．１５〜０．８ｗとし、半導体素子１を加熱する温
度を１２０℃として実施した。図２（ｂ）は上記のよう
にして、半導体素子１上の電極１ａに金属ボール３ａを
接合させた状態を示した図である。
【００３９】図１（ｂ）に示したように、半導体素子１
上の電極１ａと金属ボール３ａとを接合した後、キャピ
ラリ４を上方に引き上げて金属ワイヤ３を切断し、突起
電極３ｂを形成する。このとき、金属ボール３ａ及び突
起電極３ｂが少なくとも所定の高さより高くなるよう
（後の工程で形成する半導体素子１上の熱硬化型の樹脂
２よりも突出するよう）に、金属ボール３ａと金属ワイ
ヤ３との境界付近で金属ワイヤ３を切断する。
上の電極１ａと金属ボール３ａとを接合した後、キャピ
ラリ４を上方に引き上げて金属ワイヤ３を切断し、突起
電極３ｂを形成する。このとき、金属ボール３ａ及び突
起電極３ｂが少なくとも所定の高さより高くなるよう
（後の工程で形成する半導体素子１上の熱硬化型の樹脂
２よりも突出するよう）に、金属ボール３ａと金属ワイ
ヤ３との境界付近で金属ワイヤ３を切断する。
【００４０】本実施の形態の場合、１２０μｍピッチの
電極間隔の半導体素子１に、線径３０μｍの鉛と錫の合
金からなるワイヤ３を用いて直径８０μｍの金属ボール
（はんだボール）３ａを形成し、高さ５５μｍの突起電
極３ｂを形成した。図２（ｃ）は上記のようにして、半
導体素子１上の電極１ａ上に突起電極３ｂを形成した状
態を示した図である。
電極間隔の半導体素子１に、線径３０μｍの鉛と錫の合
金からなるワイヤ３を用いて直径８０μｍの金属ボール
（はんだボール）３ａを形成し、高さ５５μｍの突起電
極３ｂを形成した。図２（ｃ）は上記のようにして、半
導体素子１上の電極１ａ上に突起電極３ｂを形成した状
態を示した図である。
【００４１】図２（ｃ）に示したように、半導体素子１
上の電極１ａに突起電極３ｂを形成した後、半導体素子
１上に熱硬化型の樹脂２を形成する。このとき、半導体
素子１上の電極１ａに設けた突起電極３ｂが形成する熱
硬化型の樹脂２よりも突出するように熱硬化型の樹脂２
を形成する。本実施の形態の場合、熱硬化型の樹脂２を
厚さ３０μｍで設置した。図２（ｄ）はこのようにし
て、半導体素子１上に熱硬化型の樹脂２を形成した状態
を示した図である。
上の電極１ａに突起電極３ｂを形成した後、半導体素子
１上に熱硬化型の樹脂２を形成する。このとき、半導体
素子１上の電極１ａに設けた突起電極３ｂが形成する熱
硬化型の樹脂２よりも突出するように熱硬化型の樹脂２
を形成する。本実施の形態の場合、熱硬化型の樹脂２を
厚さ３０μｍで設置した。図２（ｄ）はこのようにし
て、半導体素子１上に熱硬化型の樹脂２を形成した状態
を示した図である。
【００４２】以下、実施の形態１の図１（ｄ）、図１
（ｅ）で説明したのと同様にして、図２（ｅ）、図２
（ｆ）に示すようにして、半導体素子１上の電極１ａ
（突起電極３ａ）と配電基板６上の電極６ａとを接合さ
せる。なお、この実施の形態では、熱硬化型の樹脂２を
形成した後に、突起電極３ｂを形成するのではなく、突
起電極３ｂを形成した後に、熱硬化型の樹脂２を形成す
るようにしている。そのため、熱硬化型の樹脂２の形成
時に突起電極３ｂの表面が汚れる可能性があるので、半
導体素子１上の電極１ａ（突起電極３ｂ）と配電基板６
上の電極６ａとを接合させるときに、超音波５を印加す
ることによってこの突起電極３ｂの汚れを取り除き、突
起電極３ｂと配電基板６ａとを接合させるようにする。
（ｅ）で説明したのと同様にして、図２（ｅ）、図２
（ｆ）に示すようにして、半導体素子１上の電極１ａ
（突起電極３ａ）と配電基板６上の電極６ａとを接合さ
せる。なお、この実施の形態では、熱硬化型の樹脂２を
形成した後に、突起電極３ｂを形成するのではなく、突
起電極３ｂを形成した後に、熱硬化型の樹脂２を形成す
るようにしている。そのため、熱硬化型の樹脂２の形成
時に突起電極３ｂの表面が汚れる可能性があるので、半
導体素子１上の電極１ａ（突起電極３ｂ）と配電基板６
上の電極６ａとを接合させるときに、超音波５を印加す
ることによってこの突起電極３ｂの汚れを取り除き、突
起電極３ｂと配電基板６ａとを接合させるようにする。
【００４３】なお、半導体素子１と配線基板６とを接合
する時、接続界面に酸化膜が存在すると突起電極３ｂと
電極６ａとの間の金属的な接触が阻害されて接続強度が
低下するが、半導体素子１を配線基板６に押しつけた際
に、半導体素子１に超音波振動を印加して突起電極３ｂ
および電極６ａの表面の酸化膜を除去することによっ
て、高い接続強度で接合できた。
する時、接続界面に酸化膜が存在すると突起電極３ｂと
電極６ａとの間の金属的な接触が阻害されて接続強度が
低下するが、半導体素子１を配線基板６に押しつけた際
に、半導体素子１に超音波振動を印加して突起電極３ｂ
および電極６ａの表面の酸化膜を除去することによっ
て、高い接続強度で接合できた。
【００４４】本実施の形態では、半導体素子上の電極
（突起電極）と配線基板上の電極との接合と同時に半導
体素子と配線基板との隙間への熱硬化型の樹脂２の充填
が完了するため、従来方法のように半導体素子と配線基
板との接合後、樹脂を注入する必要がなく、生産性を著
しく向上することが可能となる。さらに、接合後に樹脂
を充填するのではなく、接合前に樹脂を形成させている
ので、樹脂の充填部に気泡を巻き込むことがない。ま
た、半導体素子上の電極（突起電極）と配線基板上の電
極との接合時には、突起電極間には樹脂が充填されてい
るので、接合時に隣り合う突起電極同士の接触が防止す
ることができる。
（突起電極）と配線基板上の電極との接合と同時に半導
体素子と配線基板との隙間への熱硬化型の樹脂２の充填
が完了するため、従来方法のように半導体素子と配線基
板との接合後、樹脂を注入する必要がなく、生産性を著
しく向上することが可能となる。さらに、接合後に樹脂
を充填するのではなく、接合前に樹脂を形成させている
ので、樹脂の充填部に気泡を巻き込むことがない。ま
た、半導体素子上の電極（突起電極）と配線基板上の電
極との接合時には、突起電極間には樹脂が充填されてい
るので、接合時に隣り合う突起電極同士の接触が防止す
ることができる。
【００４５】実施の形態３．図３はこの実施の形態３に
よる半導体装置の製造方法を示す図である。図におい
て、７ははんだ材で、このはんだ材７は実施の形態１の
図１で説明した突起電極３ｂを構成するはんだ材と同じ
組成をもつ鉛と錫からなる合金で構成されている。他の
符号は実施の形態１で説明したものと同様であるので説
明は省略する。
よる半導体装置の製造方法を示す図である。図におい
て、７ははんだ材で、このはんだ材７は実施の形態１の
図１で説明した突起電極３ｂを構成するはんだ材と同じ
組成をもつ鉛と錫からなる合金で構成されている。他の
符号は実施の形態１で説明したものと同様であるので説
明は省略する。
【００４６】図３（ａ）は半導体素子１上に熱硬化型の
樹脂２を配置した状態を示す図で、金属ワイヤ３の先端
には熱硬化型の樹脂２の厚さよりも直径の大きい金属ボ
ール３ａが形成されている。
樹脂２を配置した状態を示す図で、金属ワイヤ３の先端
には熱硬化型の樹脂２の厚さよりも直径の大きい金属ボ
ール３ａが形成されている。
【００４７】図３（ｂ）は半導体素子１を加熱した状態
で金属ボール３ａを半導体素子１上の電極１ａに押しつ
け、キャピラリ４に超音波５を印加することによって金
属ボール３ａと電極１ａとを接合した状態を示す図で、
半導体素子１を加熱することにより、熱硬化型の樹脂２
の粘度を低下させるとともに金属ボール３ａの変形を促
進し、金属ボール３ａと電極１ａとの接合を容易にして
いる。
で金属ボール３ａを半導体素子１上の電極１ａに押しつ
け、キャピラリ４に超音波５を印加することによって金
属ボール３ａと電極１ａとを接合した状態を示す図で、
半導体素子１を加熱することにより、熱硬化型の樹脂２
の粘度を低下させるとともに金属ボール３ａの変形を促
進し、金属ボール３ａと電極１ａとの接合を容易にして
いる。
【００４８】図３（ｃ）は金属ボール３ａと電極１ａと
を接合した後、キャピラリ４を上方に引き上げて金属ボ
ール３ａと金属ワイヤ３との境界付近で金属ワイヤ３を
切断し、突起電極３ｂを形成した状態を示す図で、金属
ボール３ａの直径および突起電極３ｂの高さをいずれも
少なくとも熱硬化型の樹脂２の厚さより大きくすること
で突起電極形成時にキャピラリ４の先端が樹脂２に接触
し、キャピラリ４の先端に熱硬化型の樹脂２が付着する
ことで金属ボール３ａの形成が妨げられることなく安定
的に連続で突起電極３ｂを形成することが可能となって
いる。以上、図３（ａ）から図３（ｃ）に示した工程
は、実施の形態の図１（ａ）から図１（ｃ）の状態を形
成するのと同様にして形成される。
を接合した後、キャピラリ４を上方に引き上げて金属ボ
ール３ａと金属ワイヤ３との境界付近で金属ワイヤ３を
切断し、突起電極３ｂを形成した状態を示す図で、金属
ボール３ａの直径および突起電極３ｂの高さをいずれも
少なくとも熱硬化型の樹脂２の厚さより大きくすること
で突起電極形成時にキャピラリ４の先端が樹脂２に接触
し、キャピラリ４の先端に熱硬化型の樹脂２が付着する
ことで金属ボール３ａの形成が妨げられることなく安定
的に連続で突起電極３ｂを形成することが可能となって
いる。以上、図３（ａ）から図３（ｃ）に示した工程
は、実施の形態の図１（ａ）から図１（ｃ）の状態を形
成するのと同様にして形成される。
【００４９】図３（ｃ）に示したように、半導体素子１
上の電極１ａに突起電極３ｂを形成した後、この半導体
素子１上に電極１ａに対応する電極６ａを有している配
線基板６とが、この半導体素子１上の電極１ａ（突起電
極３ｂ）と配線基板６上の電極６ａとが対応するように
位置合わせをする。なお、この配線基板６の電極６ａ上
には、はんだ材７が設けられているものとする。
上の電極１ａに突起電極３ｂを形成した後、この半導体
素子１上に電極１ａに対応する電極６ａを有している配
線基板６とが、この半導体素子１上の電極１ａ（突起電
極３ｂ）と配線基板６上の電極６ａとが対応するように
位置合わせをする。なお、この配線基板６の電極６ａ上
には、はんだ材７が設けられているものとする。
【００５０】図３（ｄ）は上記のようにして、半導体素
子１上の突起電極３ｂと電極６ａ上にはんだ材７が供給
された配線基板６の電極６ａとを位置合わせした状態を
示した図である。
子１上の突起電極３ｂと電極６ａ上にはんだ材７が供給
された配線基板６の電極６ａとを位置合わせした状態を
示した図である。
【００５１】次に、半導体素子１と配線基板６とを加熱
した状態で押しあて、突起電極３ｂ及びはんだ材７を溶
融させて半導体素子１と配線基板６とを結合させるとと
もに熱硬化型の樹脂２を硬化させる。このとき、配電基
板６の電極６ａ上にはんだ材７が設けられているので、
電極６ａ上に設けられたはんだ材７の厚みが突起電極３
ｂの高さばらつき及び基板のうねりや凹凸による高さば
らつきを吸収し、突起電極３ｂが電極６ａに接触できな
いために生じるオープン不良を防止することができる。
した状態で押しあて、突起電極３ｂ及びはんだ材７を溶
融させて半導体素子１と配線基板６とを結合させるとと
もに熱硬化型の樹脂２を硬化させる。このとき、配電基
板６の電極６ａ上にはんだ材７が設けられているので、
電極６ａ上に設けられたはんだ材７の厚みが突起電極３
ｂの高さばらつき及び基板のうねりや凹凸による高さば
らつきを吸収し、突起電極３ｂが電極６ａに接触できな
いために生じるオープン不良を防止することができる。
【００５２】本実施の形態では、はんだ材を鉛と錫から
なる合金で構成させているが、これは特に限定するもの
ではなく、錫、インジウムあるいは鉛−インジウム、鉛
−錫−インジウム、銀−錫、金−錫の合金を用いること
ができる。
なる合金で構成させているが、これは特に限定するもの
ではなく、錫、インジウムあるいは鉛−インジウム、鉛
−錫−インジウム、銀−錫、金−錫の合金を用いること
ができる。
【００５３】また、突起電極３ｂを構成するはんだ材と
はんだ材７とが異なる場合、必ずしも突起電極３ｂを構
成するはんだ材とはんだ材７の両方を溶融させる必要は
なく、融点の低いはんだ材だけを溶融させても接合は可
能である。
はんだ材７とが異なる場合、必ずしも突起電極３ｂを構
成するはんだ材とはんだ材７の両方を溶融させる必要は
なく、融点の低いはんだ材だけを溶融させても接合は可
能である。
【００５４】なお、接合時には半導体素子１を配線基板
６に押しあてて、熱硬化型の樹脂２が半導体装置１と配
線基板６との隙間になじむまでは半導体素子１の温度
は、熱硬化型の樹脂２の粘度が最小となる温度に保持
し、その後半導体素子１の温度を接合温度まで上昇させ
た。本実施の形態では配線基板６の温度をエポキシ系の
熱硬化型の樹脂２の粘度が最小となる１２０℃で行っ
た。図１（ｅ）は上記のようにして、半導体素子１と配
線基板６とを結合させた状態を示した図である。
６に押しあてて、熱硬化型の樹脂２が半導体装置１と配
線基板６との隙間になじむまでは半導体素子１の温度
は、熱硬化型の樹脂２の粘度が最小となる温度に保持
し、その後半導体素子１の温度を接合温度まで上昇させ
た。本実施の形態では配線基板６の温度をエポキシ系の
熱硬化型の樹脂２の粘度が最小となる１２０℃で行っ
た。図１（ｅ）は上記のようにして、半導体素子１と配
線基板６とを結合させた状態を示した図である。
【００５５】熱硬化型の樹脂２は突起電極３ｂと電極６
ａとを接合した状態のまま半導体素子１の温度を上昇さ
せて硬化させたが、他に半導体素子１が接合された配線
基板６をオーブン中で加熱することによって熱硬化型の
樹脂２を硬化させることもできる。
ａとを接合した状態のまま半導体素子１の温度を上昇さ
せて硬化させたが、他に半導体素子１が接合された配線
基板６をオーブン中で加熱することによって熱硬化型の
樹脂２を硬化させることもできる。
【００５６】また、半導体素子１と配線基板６とを接合
するとき、接続界面に酸化膜が存在すると、突起電極３
ｂと電極６ａとの間の金属的な接触が阻害されて接続強
度が低下するが、半導体素子１を配線基板６に押しつけ
た際に、半導体素子１に超音波振動５を印加して突起電
極３ｂおよびはんだ材７の表面の酸化膜を除去する方法
を用いてもよい。
するとき、接続界面に酸化膜が存在すると、突起電極３
ｂと電極６ａとの間の金属的な接触が阻害されて接続強
度が低下するが、半導体素子１を配線基板６に押しつけ
た際に、半導体素子１に超音波振動５を印加して突起電
極３ｂおよびはんだ材７の表面の酸化膜を除去する方法
を用いてもよい。
【００５７】本実施の形態では、半導体素子上の電極
（突起電極）と配線基板上の電極との接合と同時に半導
体素子と配線基板との隙間への熱硬化型の樹脂２の充填
が完了するため、従来方法のように半導体素子と配線基
板との接合後、樹脂を注入する必要がなく、また、樹脂
の充填部に気泡を巻き込むことがなく、生産性を著しく
向上することが可能となる。また、半導体素子上の電極
（突起電極）と配線基板上の電極との接合時には、突起
電極間には樹脂が充填されているので、接合時に隣り合
う突起電極同士の接触が防止することができる。
（突起電極）と配線基板上の電極との接合と同時に半導
体素子と配線基板との隙間への熱硬化型の樹脂２の充填
が完了するため、従来方法のように半導体素子と配線基
板との接合後、樹脂を注入する必要がなく、また、樹脂
の充填部に気泡を巻き込むことがなく、生産性を著しく
向上することが可能となる。また、半導体素子上の電極
（突起電極）と配線基板上の電極との接合時には、突起
電極間には樹脂が充填されているので、接合時に隣り合
う突起電極同士の接触が防止することができる。
【００５８】また、本実施の形態では、配線基板の電極
上にはんだ材を設けているので、半導体素子上の電極
（突起電極）と配線基板上の電極とを接合させるとき
に、はんだ材の厚みが突起電極の高さばらつき及び基板
のうねりや凹凸による高さばらつきを吸収し、そのた
め、突起電極が配線基板の電極に接触できないために生
じるオープン不良を防止することができる。
上にはんだ材を設けているので、半導体素子上の電極
（突起電極）と配線基板上の電極とを接合させるとき
に、はんだ材の厚みが突起電極の高さばらつき及び基板
のうねりや凹凸による高さばらつきを吸収し、そのた
め、突起電極が配線基板の電極に接触できないために生
じるオープン不良を防止することができる。
【００５９】実施の形態４．図４はこの実施の形態４に
よる半導体装置の製造方法を示す図である。図中の符号
は実施の形態１で説明したものと同様であるので説明は
省略する。実施の形態１では、半導体素子上の電極に突
起電極を形成し、この突起電極と配線基板上の電極とを
接合させているが、本実施の形態では、配線基板上の電
極に突起電極を形成し、この突起電極と半導体素子上の
電極とを接合させるようにしている。
よる半導体装置の製造方法を示す図である。図中の符号
は実施の形態１で説明したものと同様であるので説明は
省略する。実施の形態１では、半導体素子上の電極に突
起電極を形成し、この突起電極と配線基板上の電極とを
接合させているが、本実施の形態では、配線基板上の電
極に突起電極を形成し、この突起電極と半導体素子上の
電極とを接合させるようにしている。
【００６０】図４（ａ）は配線基板６上に熱硬化型の樹
脂２を配置し、金属ワイヤ３の先端に熱硬化型の樹脂２
の厚さよりも直径の大きい金属ボール３ａを形成した状
態を示す図である。本実施の形態では配線基板６にはア
ルミナ基板を用いたが、他にガラスセラミックス等のセ
ラミックスやプリント基板等の樹脂基板を用いることも
できる。
脂２を配置し、金属ワイヤ３の先端に熱硬化型の樹脂２
の厚さよりも直径の大きい金属ボール３ａを形成した状
態を示す図である。本実施の形態では配線基板６にはア
ルミナ基板を用いたが、他にガラスセラミックス等のセ
ラミックスやプリント基板等の樹脂基板を用いることも
できる。
【００６１】図４（ｂ）は配線基板６を加熱した状態で
金属ボール３ａを配線基板６上の電極６ａに押しつけ、
キャピラリ４に超音波５を印加することによって金属ボ
ール３ａと電極６ａとを接合した状態を示す図である。
配線基板６を加熱することにより熱硬化型の樹脂２の粘
度を低下させるとともに金属ボール３ａが変形しやすく
なり、金属ボール３ａと電極６ａとの接合が容易にな
る。
金属ボール３ａを配線基板６上の電極６ａに押しつけ、
キャピラリ４に超音波５を印加することによって金属ボ
ール３ａと電極６ａとを接合した状態を示す図である。
配線基板６を加熱することにより熱硬化型の樹脂２の粘
度を低下させるとともに金属ボール３ａが変形しやすく
なり、金属ボール３ａと電極６ａとの接合が容易にな
る。
【００６２】図４（ｃ）は金属ボール３ａと電極６ａと
を接合した後、キャピラリ４を上方に引き上げて金属ボ
ール３ａと金属ワイヤ３との境界付近で金属ワイヤ３を
切断し、突起電極３ｂを形成した状態を示す図である。
金属ボール３ａの直径及び突起電極３ｂの高さをいずれ
も少なくとも熱硬化型の樹脂２の厚さより大きくするこ
とで、突起電極形成時にキャピラリ４の先端が樹脂２に
接触し、先端に熱硬化型の樹脂２が付着するのを防止で
きる。その結果、金属ボール３ａの形成が妨げられるこ
となく安定的に連続で突起電極３ｂを形成することが可
能となる。
を接合した後、キャピラリ４を上方に引き上げて金属ボ
ール３ａと金属ワイヤ３との境界付近で金属ワイヤ３を
切断し、突起電極３ｂを形成した状態を示す図である。
金属ボール３ａの直径及び突起電極３ｂの高さをいずれ
も少なくとも熱硬化型の樹脂２の厚さより大きくするこ
とで、突起電極形成時にキャピラリ４の先端が樹脂２に
接触し、先端に熱硬化型の樹脂２が付着するのを防止で
きる。その結果、金属ボール３ａの形成が妨げられるこ
となく安定的に連続で突起電極３ｂを形成することが可
能となる。
【００６３】図４（ｄ）は半導体素子１上の電極１ａと
配線基板６上の突起電極３ｂとを位置合わせした状態を
示す図である。
配線基板６上の突起電極３ｂとを位置合わせした状態を
示す図である。
【００６４】図４（ｅ）は半導体素子１と配線基板６と
を加熱した状態で押しつけ、はんだ材からなる突起電極
３ｂを溶融させて半導体素子１の電極１ａに接合させる
とともに熱硬化型の樹脂２を硬化させて硬化した熱硬化
型の樹脂２ａにした状態を示す図である。突起電極３ｂ
の先端部が熱硬化型の樹脂２で覆われていないため、電
極１ａとの接続が容易に実施される。また、突起電極３
ｂの周囲は熱硬化型の樹脂２で満たされているため、接
合中に溶融した突起電極同士の接触が妨げられ、ショー
ト不良が生じない。
を加熱した状態で押しつけ、はんだ材からなる突起電極
３ｂを溶融させて半導体素子１の電極１ａに接合させる
とともに熱硬化型の樹脂２を硬化させて硬化した熱硬化
型の樹脂２ａにした状態を示す図である。突起電極３ｂ
の先端部が熱硬化型の樹脂２で覆われていないため、電
極１ａとの接続が容易に実施される。また、突起電極３
ｂの周囲は熱硬化型の樹脂２で満たされているため、接
合中に溶融した突起電極同士の接触が妨げられ、ショー
ト不良が生じない。
【００６５】なお、接合時には半導体素子１を配線基板
６に押しあてて、熱硬化型の樹脂２が半導体素子１と配
線基板６との隙間になじむまでは半導体素子１の温度
は、熱硬化型の樹脂２の粘度が最小となる温度に保持
し、その後半導体素子１の温度を接合温度に上昇させ
た。
６に押しあてて、熱硬化型の樹脂２が半導体素子１と配
線基板６との隙間になじむまでは半導体素子１の温度
は、熱硬化型の樹脂２の粘度が最小となる温度に保持
し、その後半導体素子１の温度を接合温度に上昇させ
た。
【００６６】本実施の形態では、実施の形態１に対し
て、半導体素子１と配線基板６とを入れ替えた構造にな
っていることを除いては同様であるので、実施の形態１
で説明した工程と同様にして、図４（ａ）〜図４（ｅ）
に示した工程を行い配線基板６上の電極６ａ（突起電
極）と半導体素子１上の電極１ａとを接合させる。
て、半導体素子１と配線基板６とを入れ替えた構造にな
っていることを除いては同様であるので、実施の形態１
で説明した工程と同様にして、図４（ａ）〜図４（ｅ）
に示した工程を行い配線基板６上の電極６ａ（突起電
極）と半導体素子１上の電極１ａとを接合させる。
【００６７】本実施の形態ではエポキシ系の熱硬化型の
樹脂を用いたため、粘度が最小となる１２０℃で行っ
た。また、本実施の形態では熱硬化型の樹脂２は突起電
極３ｂと電極１ａとを接合した状態のまま半導体素子１
の温度を上昇させて硬化させたが、他に半導体素子１が
接合された配線基板６をオーブン中で加熱することによ
って熱硬化型の樹脂２を硬化させることもできる。
樹脂を用いたため、粘度が最小となる１２０℃で行っ
た。また、本実施の形態では熱硬化型の樹脂２は突起電
極３ｂと電極１ａとを接合した状態のまま半導体素子１
の温度を上昇させて硬化させたが、他に半導体素子１が
接合された配線基板６をオーブン中で加熱することによ
って熱硬化型の樹脂２を硬化させることもできる。
【００６８】なお、半導体素子１と配線基板６とを接合
するとき、接続界面に酸化膜が存在すると、突起電極３
ｂと電極６ａとの間の金属的な接触が阻害されて接続強
度が低下するが、半導体素子１を配線基板６に押しつけ
た際に、半導体素子１に超音波振動５を印加して電極１
ａおよび突起電極３ｂの表面の酸化膜を除去することに
よって、高い接続強度で接合できた。
するとき、接続界面に酸化膜が存在すると、突起電極３
ｂと電極６ａとの間の金属的な接触が阻害されて接続強
度が低下するが、半導体素子１を配線基板６に押しつけ
た際に、半導体素子１に超音波振動５を印加して電極１
ａおよび突起電極３ｂの表面の酸化膜を除去することに
よって、高い接続強度で接合できた。
【００６９】本実施の形態では、半導体素子上の電極と
配線基板上の電極（突起電極）との接合と同時に半導体
素子と配線基板との隙間への熱硬化型の樹脂の充填が完
了するため、従来方法のように半導体素子と配線基板と
の接合後、樹脂を注入する必要がなく、生産性を著しく
向上することが可能となる。さらに、接合後に樹脂を充
填するのではなく、突起電極形成前に樹脂を形成させて
いるので、樹脂の充填部に気泡を巻き込むことがない。
また、半導体素子上の電極と配線基板上の電極（突起電
極）との接合時には、突起電極間には樹脂が充填されて
いるので、接合時に隣り合う突起電極同士の接触が防止
することができる。
配線基板上の電極（突起電極）との接合と同時に半導体
素子と配線基板との隙間への熱硬化型の樹脂の充填が完
了するため、従来方法のように半導体素子と配線基板と
の接合後、樹脂を注入する必要がなく、生産性を著しく
向上することが可能となる。さらに、接合後に樹脂を充
填するのではなく、突起電極形成前に樹脂を形成させて
いるので、樹脂の充填部に気泡を巻き込むことがない。
また、半導体素子上の電極と配線基板上の電極（突起電
極）との接合時には、突起電極間には樹脂が充填されて
いるので、接合時に隣り合う突起電極同士の接触が防止
することができる。
【００７０】実施の形態５．図５はこの実施の形態５に
よる半導体装置の製造方法を示す図であり、図において
８は金、銀あるいは銅からなる金属ワイヤ、８ａは金属
ワイヤ先端に形成された金属ボール、８ｂは突起電極、
その他の符号は実施の形態１と同様であるので説明は省
略する。
よる半導体装置の製造方法を示す図であり、図において
８は金、銀あるいは銅からなる金属ワイヤ、８ａは金属
ワイヤ先端に形成された金属ボール、８ｂは突起電極、
その他の符号は実施の形態１と同様であるので説明は省
略する。
【００７１】図５（ａ）は半導体素子１上に熱硬化型の
樹脂２を配置した状態を示す図で、金属ワイヤ８の先端
には熱硬化型の樹脂２の厚さよりも直径の大きい金属ボ
ール８ａが形成されている。
樹脂２を配置した状態を示す図で、金属ワイヤ８の先端
には熱硬化型の樹脂２の厚さよりも直径の大きい金属ボ
ール８ａが形成されている。
【００７２】図５（ｂ）は半導体素子１を加熱した状態
で金属ボール８ａを半導体素子１上の電極１ａに押しつ
け、キャピラリ４に超音波５を印加することによって金
属ボール８ａと電極１ａとを接合した状態を示す図で、
半導体素子１を加熱することにより、熱硬化型の樹脂２
の粘度を低下させ、接合部からの樹脂２の排除が容易と
なる。なお、金属ボールを電極１ａに押しつける力は２
０〜２００ｇであり、超音波の強さは０．１５〜０．８
ｗである。
で金属ボール８ａを半導体素子１上の電極１ａに押しつ
け、キャピラリ４に超音波５を印加することによって金
属ボール８ａと電極１ａとを接合した状態を示す図で、
半導体素子１を加熱することにより、熱硬化型の樹脂２
の粘度を低下させ、接合部からの樹脂２の排除が容易と
なる。なお、金属ボールを電極１ａに押しつける力は２
０〜２００ｇであり、超音波の強さは０．１５〜０．８
ｗである。
【００７３】図５（ｃ）は金属ボール８ａと電極１ａと
を接合した後、キャピラリ４を上方に引き上げて金属ボ
ール８ａと金属ワイヤ８との境界付近で金属ワイヤ８を
切断し、突起電極８ｂを形成した状態を示す図で、金属
ボール８ａの直径及び突起電極８ｂの高さをいずれも少
なくとも熱硬化型の樹脂２の厚さより大きくすることで
突起電極形成時にキャピラリ４の先端が樹脂２に接触
し、先端に樹脂２が付着することが妨げられる。その結
果、金属ボール８ａの形成を妨げることなく安定的に連
続で突起電極８ｂを形成することが可能となる。この実
施の形態では１００μｍピッチの電極間隔の半導体素子
に厚さ３０μｍの熱硬化型の樹脂を設置し、線径２５μ
ｍの金ワイヤを用いて直径７０μｍのはんだボールを形
成し、高さ４７μｍの突起電極を形成した。
を接合した後、キャピラリ４を上方に引き上げて金属ボ
ール８ａと金属ワイヤ８との境界付近で金属ワイヤ８を
切断し、突起電極８ｂを形成した状態を示す図で、金属
ボール８ａの直径及び突起電極８ｂの高さをいずれも少
なくとも熱硬化型の樹脂２の厚さより大きくすることで
突起電極形成時にキャピラリ４の先端が樹脂２に接触
し、先端に樹脂２が付着することが妨げられる。その結
果、金属ボール８ａの形成を妨げることなく安定的に連
続で突起電極８ｂを形成することが可能となる。この実
施の形態では１００μｍピッチの電極間隔の半導体素子
に厚さ３０μｍの熱硬化型の樹脂を設置し、線径２５μ
ｍの金ワイヤを用いて直径７０μｍのはんだボールを形
成し、高さ４７μｍの突起電極を形成した。
【００７４】図５（ｄ）は半導体素子１上の電極１ａに
形成された突起電極８ｂと配線基板６の電極６ａとを位
置合わせした状態を示す図である。本実施の形態では配
線基板６にはアルミナ基板を用いたが、他にガラスセラ
ミックス等のセラミックスやプリント基板等の樹脂基板
を用いてもよい。以上、図５（ａ）〜図５（ｄ）に示し
た工程は、実施の形態１の図１（ａ）〜図１（ｄ）の状
態を形成するのと同様にして形成される。
形成された突起電極８ｂと配線基板６の電極６ａとを位
置合わせした状態を示す図である。本実施の形態では配
線基板６にはアルミナ基板を用いたが、他にガラスセラ
ミックス等のセラミックスやプリント基板等の樹脂基板
を用いてもよい。以上、図５（ａ）〜図５（ｄ）に示し
た工程は、実施の形態１の図１（ａ）〜図１（ｄ）の状
態を形成するのと同様にして形成される。
【００７５】次に、半導体素子１と配線基板６とを加熱
した状態で押しつけて、突起電極８ｂと電極６ａとを接
合するとともに熱硬化型の樹脂２を硬化させ、半導体素
子１上の電極１ａと配線基板６上の電極６ａとの結合及
び半導体素子１と配線基板６との結合を行う。
した状態で押しつけて、突起電極８ｂと電極６ａとを接
合するとともに熱硬化型の樹脂２を硬化させ、半導体素
子１上の電極１ａと配線基板６上の電極６ａとの結合及
び半導体素子１と配線基板６との結合を行う。
【００７６】このとき、半導体素子１の電極１ａ上に設
けられた突起電極８ｂ及び配線基板６上の電極６ａ表面
の酸化皮膜を除去して突起電極８ｂと電極６ａとを固相
接合で接合する。固相接合は熱圧着でも達成できるが、
半導体素子１を配線基板６に押しつけた状態で半導体素
子１に超音波振動５を印加すれば、両電極間の酸化皮膜
の除去が容易になり、接合時間の短縮、接合温度・接合
荷重の低減が可能となる。図５（ｅ）は上記のようにし
て、半導体素子１と配線基板６とを結合させた状態を示
した図である。
けられた突起電極８ｂ及び配線基板６上の電極６ａ表面
の酸化皮膜を除去して突起電極８ｂと電極６ａとを固相
接合で接合する。固相接合は熱圧着でも達成できるが、
半導体素子１を配線基板６に押しつけた状態で半導体素
子１に超音波振動５を印加すれば、両電極間の酸化皮膜
の除去が容易になり、接合時間の短縮、接合温度・接合
荷重の低減が可能となる。図５（ｅ）は上記のようにし
て、半導体素子１と配線基板６とを結合させた状態を示
した図である。
【００７７】本実施の形態では、突起電極１つあたりの
接合荷重を２０〜２００ｇ、突起電極１つあたりの超音
波の強さを０．１５〜０．８ｗ、超音波未使用時の接合
温度を２５０〜４００℃、超音波使用時の接合温度を１
００〜２５０℃とした。また、接合時には半導体素子１
を配線基板６に押しあてて、熱硬化型の樹脂２が半導体
装置１と配線基板６との隙間になじむまでは半導体素子
１の温度は、熱硬化型の樹脂２の粘度が最小となる温度
に保持し、その後半導体素子１の温度を接合温度に上昇
させた。
接合荷重を２０〜２００ｇ、突起電極１つあたりの超音
波の強さを０．１５〜０．８ｗ、超音波未使用時の接合
温度を２５０〜４００℃、超音波使用時の接合温度を１
００〜２５０℃とした。また、接合時には半導体素子１
を配線基板６に押しあてて、熱硬化型の樹脂２が半導体
装置１と配線基板６との隙間になじむまでは半導体素子
１の温度は、熱硬化型の樹脂２の粘度が最小となる温度
に保持し、その後半導体素子１の温度を接合温度に上昇
させた。
【００７８】本実施の形態ではエポキシ系の熱硬化型の
樹脂を用いたため、粘度が最小となる１２０℃で行っ
た。熱硬化型の樹脂２は突起電極８ｂと電極６ａとを接
合した状態のまま半導体素子１の温度を上昇させて硬化
させたが、他に半導体素子１が接合された配線基板６を
オーブン中で加熱することによって熱硬化型の樹脂２を
硬化させることもできる。なお、本実施の形態では１０
０μｍピッチの微細電極間隔を有する半導体素子を配線
基板に接合することができた。
樹脂を用いたため、粘度が最小となる１２０℃で行っ
た。熱硬化型の樹脂２は突起電極８ｂと電極６ａとを接
合した状態のまま半導体素子１の温度を上昇させて硬化
させたが、他に半導体素子１が接合された配線基板６を
オーブン中で加熱することによって熱硬化型の樹脂２を
硬化させることもできる。なお、本実施の形態では１０
０μｍピッチの微細電極間隔を有する半導体素子を配線
基板に接合することができた。
【００７９】本実施の形態では、半導体素子上の電極
（突起電極）と配線基板上の電極との接合と同時に半導
体素子と配線基板との隙間への熱硬化型の樹脂２の充填
が完了するため、従来方法のように半導体素子と配線基
板との接合後、樹脂を注入する必要がなく、生産性を著
しく向上することが可能となる。さらに、接合後に樹脂
を充填するのではなく、突起電極形成前に樹脂を形成さ
せているので、樹脂の充填部に気泡を巻き込むことがな
い。
（突起電極）と配線基板上の電極との接合と同時に半導
体素子と配線基板との隙間への熱硬化型の樹脂２の充填
が完了するため、従来方法のように半導体素子と配線基
板との接合後、樹脂を注入する必要がなく、生産性を著
しく向上することが可能となる。さらに、接合後に樹脂
を充填するのではなく、突起電極形成前に樹脂を形成さ
せているので、樹脂の充填部に気泡を巻き込むことがな
い。
【００８０】実施の形態６．図６はこの実施の形態６に
よる半導体装置の製造方法を示す図である。図におい
て、７ははんだ材である。図中のその他の符号は実施の
形態５の図５と同様であるので説明は省略する。図６
（ａ）は半導体素子１上に熱硬化型の樹脂２を配置した
状態を示す図で、金属ワイヤ８の先端には熱硬化型の樹
脂２の厚さよりも直径の大きい金属ボール８ａが形成さ
れている。
よる半導体装置の製造方法を示す図である。図におい
て、７ははんだ材である。図中のその他の符号は実施の
形態５の図５と同様であるので説明は省略する。図６
（ａ）は半導体素子１上に熱硬化型の樹脂２を配置した
状態を示す図で、金属ワイヤ８の先端には熱硬化型の樹
脂２の厚さよりも直径の大きい金属ボール８ａが形成さ
れている。
【００８１】図６（ｂ）は半導体素子１を加熱した状態
で金属ボール８ａを半導体素子１上の電極１ａに押しつ
け、キャピラリ４に超音波５を印加することによって金
属ボール８ａと電極１ａとを接合した状態を示す図で、
半導体素子１を加熱することにより、熱硬化型の樹脂２
の粘度を低下させ、接合部からの樹脂２の排除が容易と
なる。
で金属ボール８ａを半導体素子１上の電極１ａに押しつ
け、キャピラリ４に超音波５を印加することによって金
属ボール８ａと電極１ａとを接合した状態を示す図で、
半導体素子１を加熱することにより、熱硬化型の樹脂２
の粘度を低下させ、接合部からの樹脂２の排除が容易と
なる。
【００８２】図６（ｃ）は金属ボール８ａと電極１ａと
を接合した後、キャピラリ４を上方に引き上げて金属ボ
ール８ａと金属ワイヤ８との境界付近で金属ワイヤ８を
切断し、突起電極８ｂを形成した状態を示す図で、金属
ボール８ａの直径及び突起電極８ｂの高さをいずれも少
なくとも熱硬化型の樹脂２の厚さより大きくすることで
突起電極形成時にキャピラリ４の先端が樹脂２に接触し
て先端に樹脂２が付着することを妨げることができる。
その結果、金属ボール８ａの形成を妨げることなく安定
的に連続で突起電極８ｂを形成することが可能となる。
を接合した後、キャピラリ４を上方に引き上げて金属ボ
ール８ａと金属ワイヤ８との境界付近で金属ワイヤ８を
切断し、突起電極８ｂを形成した状態を示す図で、金属
ボール８ａの直径及び突起電極８ｂの高さをいずれも少
なくとも熱硬化型の樹脂２の厚さより大きくすることで
突起電極形成時にキャピラリ４の先端が樹脂２に接触し
て先端に樹脂２が付着することを妨げることができる。
その結果、金属ボール８ａの形成を妨げることなく安定
的に連続で突起電極８ｂを形成することが可能となる。
【００８３】図６（ｄ）は半導体素子１上の突起電極８
ｂとはんだ材７が形成された配線基板６の電極６ａとを
位置合わせした状態を示す図である。本実施の形態では
はんだ材７は銀と錫からなる合金としたが、他に錫、イ
ンジウムあるいは鉛−インジウム、鉛−錫−インジウ
ム、鉛−錫、金−錫の合金でもよい。
ｂとはんだ材７が形成された配線基板６の電極６ａとを
位置合わせした状態を示す図である。本実施の形態では
はんだ材７は銀と錫からなる合金としたが、他に錫、イ
ンジウムあるいは鉛−インジウム、鉛−錫−インジウ
ム、鉛−錫、金−錫の合金でもよい。
【００８４】図６（ｅ）は半導体素子１と配線基板６と
を加熱した状態で押しつけて、突起電極８ｂと電極６ａ
とを接合するとともに熱硬化型の樹脂２を硬化させ熱硬
化型の樹脂２ａにさせた状態を示す図である。はんだ材
７が設けられているので、はんだ材７の厚みにより、突
起電極８ｂの高さばらつき及び配線基板６の表面凹凸や
反りによる高さばらつきを吸収して突起電極８ｂが電極
６ａに接触できないために発生するオープン不良を防止
できる効果がある。
を加熱した状態で押しつけて、突起電極８ｂと電極６ａ
とを接合するとともに熱硬化型の樹脂２を硬化させ熱硬
化型の樹脂２ａにさせた状態を示す図である。はんだ材
７が設けられているので、はんだ材７の厚みにより、突
起電極８ｂの高さばらつき及び配線基板６の表面凹凸や
反りによる高さばらつきを吸収して突起電極８ｂが電極
６ａに接触できないために発生するオープン不良を防止
できる効果がある。
【００８５】なお、接合時に半導体素子１を配線基板６
に押しつけた状態で半導体素子１に超音波振動５を印加
すれば、両電極間の酸化皮膜の除去が容易になり、接合
時間の短縮、接合温度・接合荷重の低減が可能となる。
接合時には半導体素子１を配線基板６に押しあてて、熱
硬化型の樹脂２が半導体装置１と配線基板６との隙間に
なじむまでは半導体素子１の温度は、熱硬化型の樹脂２
の粘度が最小となる温度に保持し、その後半導体素子１
の温度を接合温度に上昇させた。
に押しつけた状態で半導体素子１に超音波振動５を印加
すれば、両電極間の酸化皮膜の除去が容易になり、接合
時間の短縮、接合温度・接合荷重の低減が可能となる。
接合時には半導体素子１を配線基板６に押しあてて、熱
硬化型の樹脂２が半導体装置１と配線基板６との隙間に
なじむまでは半導体素子１の温度は、熱硬化型の樹脂２
の粘度が最小となる温度に保持し、その後半導体素子１
の温度を接合温度に上昇させた。
【００８６】本実施の形態ではエポキシ系の熱硬化型の
樹脂を用いたため、粘度が最小となる１２０℃で行っ
た。熱硬化型の樹脂２は突起電極３ｂと電極６ａとを接
合した状態のまま半導体装置１の温度を上昇させて硬化
させたが、他に半導体装置１が接合された配線基板６を
オーブン中で加熱することによって熱硬化型の樹脂２を
硬化させることもできる。
樹脂を用いたため、粘度が最小となる１２０℃で行っ
た。熱硬化型の樹脂２は突起電極３ｂと電極６ａとを接
合した状態のまま半導体装置１の温度を上昇させて硬化
させたが、他に半導体装置１が接合された配線基板６を
オーブン中で加熱することによって熱硬化型の樹脂２を
硬化させることもできる。
【００８７】本実施の形態では、接合と同時に半導体素
子１と配線基板６との隙間への熱硬化型の樹脂２の充填
が完了するため、従来方法のように半導体素子１と配線
基板６との接合後、樹脂を注入する必要がなく生産性を
著しく向上することが可能となる。
子１と配線基板６との隙間への熱硬化型の樹脂２の充填
が完了するため、従来方法のように半導体素子１と配線
基板６との接合後、樹脂を注入する必要がなく生産性を
著しく向上することが可能となる。
【００８８】また、半導体装置１と配線基板６との接合
において、はんだ材７を溶融させたところ、突起電極８
ｂの周囲に溶融したはんだ材７と突起電極を形成する金
との合金よりなるフィレットが形成され、接合強度が増
加した。
において、はんだ材７を溶融させたところ、突起電極８
ｂの周囲に溶融したはんだ材７と突起電極を形成する金
との合金よりなるフィレットが形成され、接合強度が増
加した。
【００８９】実施の形態７．図７はこの実施の形態７に
よる半導体装置の製造方法を示す図である。図中の符号
は実施の形態５の図５と同様であるので説明は省略す
る。実施の形態５では、半導体素子上の電極に突起電極
を形成し、この突起電極と配線基板上の電極とを接合さ
せているが、本実施の形態では、配線基板上の電極に突
起電極を形成し、この突起電極と半導体素子上の電極と
を接合させるようにしている。
よる半導体装置の製造方法を示す図である。図中の符号
は実施の形態５の図５と同様であるので説明は省略す
る。実施の形態５では、半導体素子上の電極に突起電極
を形成し、この突起電極と配線基板上の電極とを接合さ
せているが、本実施の形態では、配線基板上の電極に突
起電極を形成し、この突起電極と半導体素子上の電極と
を接合させるようにしている。
【００９０】図７（ａ）は配線基板６上に熱硬化型の樹
脂２を配置し、金属ワイヤ８の先端に熱硬化型の樹脂２
の厚さよりも直径の大きい金属ボール８ａを形成した状
態を示す図である。
脂２を配置し、金属ワイヤ８の先端に熱硬化型の樹脂２
の厚さよりも直径の大きい金属ボール８ａを形成した状
態を示す図である。
【００９１】図７（ｂ）は配線基板６を加熱した状態で
金属ボール８ａを配線基板６上の電極６ａに押しつけ、
キャピラリ４に超音波５を印加することによって金属ボ
ール８ａと電極６ａとを接合した状態を示す図である。
また、熱硬化型の樹脂２の粘度を低下させ、接合部から
の樹脂２の排除が容易となるために配線基板６を加熱し
た。金属ボールを電極６ａに押しつける力は２０〜２０
０ｇであり、超音波の強さは０．１５〜０．８ｗであ
る。
金属ボール８ａを配線基板６上の電極６ａに押しつけ、
キャピラリ４に超音波５を印加することによって金属ボ
ール８ａと電極６ａとを接合した状態を示す図である。
また、熱硬化型の樹脂２の粘度を低下させ、接合部から
の樹脂２の排除が容易となるために配線基板６を加熱し
た。金属ボールを電極６ａに押しつける力は２０〜２０
０ｇであり、超音波の強さは０．１５〜０．８ｗであ
る。
【００９２】図７（ｃ）は金属ボール８ａと電極６ａと
を接合した後、キャピラリ４を上方に引き上げて金属ボ
ール８ａと金属ワイヤ８との境界付近で金属ワイヤ８を
切断し、突起電極８ｂを形成した状態を示す図である。
金属ボール８ａの直径及び突起電極８ｂの高さをいずれ
も少なくとも熱硬化型の樹脂２の厚さより大きくするこ
とで、突起電極形成時にキャピラリ４の先端が樹脂２に
接触し、先端に樹脂２が付着するのを防止できる。その
結果、金属ボール８ａの形成を妨げることなく安定的に
連続で突起電極８ｂを形成することが可能となる。
を接合した後、キャピラリ４を上方に引き上げて金属ボ
ール８ａと金属ワイヤ８との境界付近で金属ワイヤ８を
切断し、突起電極８ｂを形成した状態を示す図である。
金属ボール８ａの直径及び突起電極８ｂの高さをいずれ
も少なくとも熱硬化型の樹脂２の厚さより大きくするこ
とで、突起電極形成時にキャピラリ４の先端が樹脂２に
接触し、先端に樹脂２が付着するのを防止できる。その
結果、金属ボール８ａの形成を妨げることなく安定的に
連続で突起電極８ｂを形成することが可能となる。
【００９３】図７（ｄ）は配線基板６上の電極６ａに形
成された突起電極８ｂと半導体素子１上の電極１ａとを
位置合わせした状態を示す図である。
成された突起電極８ｂと半導体素子１上の電極１ａとを
位置合わせした状態を示す図である。
【００９４】図７（ｅ）は半導体素子１と配線基板６と
を加熱した状態で押しつけ、突起電極８ｂと電極１ａと
を熱圧着で固相接合されるとともに熱硬化型の樹脂２が
硬化して硬化した熱硬化型の樹脂２ａになった状態を示
す図である。電極１ａと突起電極８ｂとは熱圧着でも接
合できるが、半導体素子１を配線基板６に押しつけた状
態で半導体素子１に超音波振動を印加すれば、両電極間
の酸化皮膜の除去が容易になり、接合時間の短縮、接合
温度・接合荷重の低減が可能となる。
を加熱した状態で押しつけ、突起電極８ｂと電極１ａと
を熱圧着で固相接合されるとともに熱硬化型の樹脂２が
硬化して硬化した熱硬化型の樹脂２ａになった状態を示
す図である。電極１ａと突起電極８ｂとは熱圧着でも接
合できるが、半導体素子１を配線基板６に押しつけた状
態で半導体素子１に超音波振動を印加すれば、両電極間
の酸化皮膜の除去が容易になり、接合時間の短縮、接合
温度・接合荷重の低減が可能となる。
【００９５】本実施の形態では、突起電極１つあたりの
接合荷重を２０〜２００ｇ、突起電極１つあたりの超音
波の強さを０．１５〜０．８ｗ、超音波未使用時での接
合温度を２５０〜４００℃、超音波使用時での接合温度
を１００〜２５０℃とした。なお、接合時には半導体素
子１を配線基板６に押しあてて、熱硬化型の樹脂２が半
導体装置１と配線基板６との隙間になじむまでは半導体
素子１の温度は、熱硬化型の樹脂２の粘度が最小となる
温度に保持し、その後半導体素子１の温度を接合温度に
上昇させて接合を行った。
接合荷重を２０〜２００ｇ、突起電極１つあたりの超音
波の強さを０．１５〜０．８ｗ、超音波未使用時での接
合温度を２５０〜４００℃、超音波使用時での接合温度
を１００〜２５０℃とした。なお、接合時には半導体素
子１を配線基板６に押しあてて、熱硬化型の樹脂２が半
導体装置１と配線基板６との隙間になじむまでは半導体
素子１の温度は、熱硬化型の樹脂２の粘度が最小となる
温度に保持し、その後半導体素子１の温度を接合温度に
上昇させて接合を行った。
【００９６】本実施の形態ではエポキシ系の熱硬化型の
樹脂を用いたため、粘度が最小となる１２０℃で行っ
た。熱硬化型の樹脂２は突起電極８ｂと電極６ａとを接
合した状態のまま半導体装置１の温度を上昇させて硬化
させたが、他に半導体装置１が接合された配線基板６を
オーブン中で加熱することによって熱硬化型の樹脂２を
硬化させることもできる。
樹脂を用いたため、粘度が最小となる１２０℃で行っ
た。熱硬化型の樹脂２は突起電極８ｂと電極６ａとを接
合した状態のまま半導体装置１の温度を上昇させて硬化
させたが、他に半導体装置１が接合された配線基板６を
オーブン中で加熱することによって熱硬化型の樹脂２を
硬化させることもできる。
【００９７】本実施の形態では、接合と同時に半導体素
子１と配線基板６との隙間への熱硬化型の樹脂２の充填
が完了するため、従来方法のように半導体素子１と配線
基板６との接合後、樹脂を注入する必要がなく生産性を
著しく向上することが可能となる。
子１と配線基板６との隙間への熱硬化型の樹脂２の充填
が完了するため、従来方法のように半導体素子１と配線
基板６との接合後、樹脂を注入する必要がなく生産性を
著しく向上することが可能となる。
【００９８】なお、本実施の形態１から６において、突
起電極を形成する工程が終了した後、突起電極を平板に
押しつけて突起電極の先端部を変形させてあらかじめ各
突起電極を所定の高さでそろえておいてもよい。
起電極を形成する工程が終了した後、突起電極を平板に
押しつけて突起電極の先端部を変形させてあらかじめ各
突起電極を所定の高さでそろえておいてもよい。
【００９９】実施の形態８．図８はこの実施の形態８に
よる半導体装置の製造方法を示す図であり、図において
９は金、銀、銅あるいは鉛−錫、銀−錫の合金よりなる
金属ワイヤ、９ａは金属ワイヤ９の先端に形成された金
属ボール、９ｂは金、銀、銅あるいは鉛−錫、銀−錫の
合金からなるワイヤ材を用いて形成した突起電極、１０
は平板、１１は異方性導電フィルム（ＡＣＦ）、１１ａ
は硬化したＡＣＦであり、その他の符号は実施の形態１
の図１と同様であるので説明は省略する。
よる半導体装置の製造方法を示す図であり、図において
９は金、銀、銅あるいは鉛−錫、銀−錫の合金よりなる
金属ワイヤ、９ａは金属ワイヤ９の先端に形成された金
属ボール、９ｂは金、銀、銅あるいは鉛−錫、銀−錫の
合金からなるワイヤ材を用いて形成した突起電極、１０
は平板、１１は異方性導電フィルム（ＡＣＦ）、１１ａ
は硬化したＡＣＦであり、その他の符号は実施の形態１
の図１と同様であるので説明は省略する。
【０１００】図８（ａ）は半導体素子１上に熱硬化型の
樹脂２を配置し、金属ワイヤ９の先端に熱硬化型の樹脂
２の厚さよりも直径の大きい金属ボール９ａを形成した
状態を示す図である。
樹脂２を配置し、金属ワイヤ９の先端に熱硬化型の樹脂
２の厚さよりも直径の大きい金属ボール９ａを形成した
状態を示す図である。
【０１０１】図８（ｂ）は半導体素子１を加熱した状態
で金属ボール９ａを半導体素子１上の電極１ａに押しつ
け、キャピラリ４に超音波５を印加することによって金
属ボール９ａと電極１ａとを接合した状態を示す図で、
熱硬化型の樹脂２の粘度を低下させ、接合部からの樹脂
２の排除が容易となるために半導体素子１を加熱した。
で金属ボール９ａを半導体素子１上の電極１ａに押しつ
け、キャピラリ４に超音波５を印加することによって金
属ボール９ａと電極１ａとを接合した状態を示す図で、
熱硬化型の樹脂２の粘度を低下させ、接合部からの樹脂
２の排除が容易となるために半導体素子１を加熱した。
【０１０２】図８（ｃ）は金属ボール９ａと電極１ａと
を接合した後、キャピラリ４を上方に引き上げて金属ボ
ール９ａと金属ワイヤ９との境界付近で金属ワイヤ９を
切断し、突起電極９ｂを形成した状態を示す図で、金属
ボール９ａの直径及び突起電極９ｂの高さをいずれも少
なくとも熱硬化型の樹脂２の厚さより大きくすることで
突起電極形成時にキャピラリ４の先端が樹脂２に接触し
て先端に樹脂２が付着することを防ぐことができる。そ
の結果、金属ボール９ａの形成を妨げることなく安定的
に連続で突起電極９ｂを形成することが可能となる。
を接合した後、キャピラリ４を上方に引き上げて金属ボ
ール９ａと金属ワイヤ９との境界付近で金属ワイヤ９を
切断し、突起電極９ｂを形成した状態を示す図で、金属
ボール９ａの直径及び突起電極９ｂの高さをいずれも少
なくとも熱硬化型の樹脂２の厚さより大きくすることで
突起電極形成時にキャピラリ４の先端が樹脂２に接触し
て先端に樹脂２が付着することを防ぐことができる。そ
の結果、金属ボール９ａの形成を妨げることなく安定的
に連続で突起電極９ｂを形成することが可能となる。
【０１０３】以上、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示したよ
うに、実施の形態１で説明したのと同様にして、半導体
素子１の電極１ａ上に突起電極９ｂを形成する。
うに、実施の形態１で説明したのと同様にして、半導体
素子１の電極１ａ上に突起電極９ｂを形成する。
【０１０４】図８（ｃ）に示したように、半導体素子１
の電極１ａ上に突起電極９ｂを形成した後、この突起電
極９ｂの先端部を平板１０で加圧する。このように突起
電極９ｂの先端部を平板１０で加圧することにより、突
起電極９ｂの先端部に平坦な面が形成されると同時に複
数の突起電極９ｂの高さを均一にそろえることができ
る。図８（ｄ）は、上記のようにして突起電極９ｂの先
端を平板１０で加圧することにより突起電極９ｂの先端
に平坦な面を形成すると同時に高さを均一にそろえた状
態を示す図である。
の電極１ａ上に突起電極９ｂを形成した後、この突起電
極９ｂの先端部を平板１０で加圧する。このように突起
電極９ｂの先端部を平板１０で加圧することにより、突
起電極９ｂの先端部に平坦な面が形成されると同時に複
数の突起電極９ｂの高さを均一にそろえることができ
る。図８（ｄ）は、上記のようにして突起電極９ｂの先
端を平板１０で加圧することにより突起電極９ｂの先端
に平坦な面を形成すると同時に高さを均一にそろえた状
態を示す図である。
【０１０５】次に、配線基板６上に少なくとも電極６ａ
全てが覆われるようにＡＣＦを形成し、半導体素子１の
電極１ａ上に設けられた突起電極９ｂと配線基板６上の
電極６ａとが対向するように位置合わせをする。図８
（ｅ）は、上記のようにして半導体素子１の電極１ａ
（突起電極９ｂ）と配線基板６上の電極６ａとを位置合
わせした状態を示す図である。
全てが覆われるようにＡＣＦを形成し、半導体素子１の
電極１ａ上に設けられた突起電極９ｂと配線基板６上の
電極６ａとが対向するように位置合わせをする。図８
（ｅ）は、上記のようにして半導体素子１の電極１ａ
（突起電極９ｂ）と配線基板６上の電極６ａとを位置合
わせした状態を示す図である。
【０１０６】位置合わせ後、半導体素子１と配線基板６
とを加熱した状態で押しつけ、突起電極９ｂと電極６ａ
とを電気的に接続させるとともに、さらに加熱を続けて
熱硬化型の樹脂２及びＡＣＦ１１をそれぞれ硬化させ
る。このとき、半導体素子１の電極１ａ上に設けられた
突起電極９ｂの先端部が平坦な面をし、突起電極９ｂの
高さがそろえられているので、ＡＣＦを介して配線基板
６上の電極６ａと適切な電気的接続がなされる。図８
（ｆ）は上記のようにして突起電極９ｂと電極６ａとを
電気的に接続した後、熱硬化型の樹脂２及びＡＣＦ１１
をそれぞれ硬化させた状態を示す図である。
とを加熱した状態で押しつけ、突起電極９ｂと電極６ａ
とを電気的に接続させるとともに、さらに加熱を続けて
熱硬化型の樹脂２及びＡＣＦ１１をそれぞれ硬化させ
る。このとき、半導体素子１の電極１ａ上に設けられた
突起電極９ｂの先端部が平坦な面をし、突起電極９ｂの
高さがそろえられているので、ＡＣＦを介して配線基板
６上の電極６ａと適切な電気的接続がなされる。図８
（ｆ）は上記のようにして突起電極９ｂと電極６ａとを
電気的に接続した後、熱硬化型の樹脂２及びＡＣＦ１１
をそれぞれ硬化させた状態を示す図である。
【０１０７】本実施の形態では、突起電極を平板で変形
させる際、熱硬化型の樹脂があるため、突起電極の横方
向の変形が防止されて各突起電極間の距離が小さい場合
にもショート不良が生じない効果がある。
させる際、熱硬化型の樹脂があるため、突起電極の横方
向の変形が防止されて各突起電極間の距離が小さい場合
にもショート不良が生じない効果がある。
【０１０８】実施の形態９．図９はこの発明の実施の形
態９による半導体装置の製造方法を示す図であり、図中
の符号は実施の形態８の図８と同様であるので説明は省
略する。実施の形態８では、半導体素子上の電極に突起
電極を形成し、この突起電極と配線基板上の電極とを接
合させているが、本実施の形態では、配線基板上の電極
に突起電極を形成し、この突起電極と半導体素子上の電
極とを接合させるようにしている。
態９による半導体装置の製造方法を示す図であり、図中
の符号は実施の形態８の図８と同様であるので説明は省
略する。実施の形態８では、半導体素子上の電極に突起
電極を形成し、この突起電極と配線基板上の電極とを接
合させているが、本実施の形態では、配線基板上の電極
に突起電極を形成し、この突起電極と半導体素子上の電
極とを接合させるようにしている。
【０１０９】図９（ａ）は配線基板６上に熱硬化型の樹
脂２を配置し、金属ワイヤ９の先端に熱硬化型の樹脂２
の厚さよりも直径の大きい金属ボール９ａを形成した状
態を示す図である。
脂２を配置し、金属ワイヤ９の先端に熱硬化型の樹脂２
の厚さよりも直径の大きい金属ボール９ａを形成した状
態を示す図である。
【０１１０】図９（ｂ）は配線基板６を加熱した状態で
金属ボール９ａを配線基板６上の電極６ａに押しつけ、
キャピラリ４に超音波５を印加することによって金属ボ
ール９ａと電極６ａとを接合した状態を示す図で、熱硬
化型の樹脂２の粘度を低下させ、接合部からの樹脂２の
排除が容易となるために配線基板６を加熱した。
金属ボール９ａを配線基板６上の電極６ａに押しつけ、
キャピラリ４に超音波５を印加することによって金属ボ
ール９ａと電極６ａとを接合した状態を示す図で、熱硬
化型の樹脂２の粘度を低下させ、接合部からの樹脂２の
排除が容易となるために配線基板６を加熱した。
【０１１１】図９（ｃ）は金属ボール９ａと電極６ａと
を接合した後、キャピラリ４を上方に引き上げて金属ボ
ール９ａと金属ワイヤ９との境界付近で金属ワイヤ９を
切断し、突起電極９ｂを形成した状態を示す図で、金属
ボール９ａの直径及び突起電極９ｂの高さをいずれも少
なくとも熱硬化型の樹脂２の厚さより大きくすることで
突起電極形成時にキャピラリ４の先端が樹脂２に接触し
て先端に樹脂２が付着することを防ぐことができる。そ
の結果、金属ボール９ａの形成を妨げることなく安定的
に連続で突起電極９ｂを形成することが可能となる。
を接合した後、キャピラリ４を上方に引き上げて金属ボ
ール９ａと金属ワイヤ９との境界付近で金属ワイヤ９を
切断し、突起電極９ｂを形成した状態を示す図で、金属
ボール９ａの直径及び突起電極９ｂの高さをいずれも少
なくとも熱硬化型の樹脂２の厚さより大きくすることで
突起電極形成時にキャピラリ４の先端が樹脂２に接触し
て先端に樹脂２が付着することを防ぐことができる。そ
の結果、金属ボール９ａの形成を妨げることなく安定的
に連続で突起電極９ｂを形成することが可能となる。
【０１１２】図９（ｄ）は配線基板６上の電極６ａに形
成した突起電極３ｃの先端を平板１０で加圧することに
よって突起電極９ｂの先端に平坦な面を形成すると同時
に高さを均一にそろえた状態を示す図である。
成した突起電極３ｃの先端を平板１０で加圧することに
よって突起電極９ｂの先端に平坦な面を形成すると同時
に高さを均一にそろえた状態を示す図である。
【０１１３】図９（ｅ）は半導体素子１に少なくとも電
極１ａ全てが覆われるようにＡＣＦを設置し、配線基板
６上の突起電極９ｂと電極１ａとを位置合わせした状態
を示す図である。
極１ａ全てが覆われるようにＡＣＦを設置し、配線基板
６上の突起電極９ｂと電極１ａとを位置合わせした状態
を示す図である。
【０１１４】図９（ｆ）は半導体素子１と配線基板６と
を加熱した状態で押しつけ、突起電極９ｂと電極１ａと
が電気的に接続されるとともに、さらに加熱を続けて熱
硬化型の樹脂２及びＡＣＦ１１をそれぞれ硬化させ熱硬
化型の樹脂２ａ及びＡＣＦ１１ａにさせた状態を示す図
である。突起電極９ｂを平板１０で変形させる際には、
熱硬化型の樹脂２があるため、突起電極９ｂの横方向の
変形が防止されて各突起電極９ｂ間の距離が小さい場合
にもショート不良が生じない効果がある。
を加熱した状態で押しつけ、突起電極９ｂと電極１ａと
が電気的に接続されるとともに、さらに加熱を続けて熱
硬化型の樹脂２及びＡＣＦ１１をそれぞれ硬化させ熱硬
化型の樹脂２ａ及びＡＣＦ１１ａにさせた状態を示す図
である。突起電極９ｂを平板１０で変形させる際には、
熱硬化型の樹脂２があるため、突起電極９ｂの横方向の
変形が防止されて各突起電極９ｂ間の距離が小さい場合
にもショート不良が生じない効果がある。
【０１１５】本実施の形態では、実施の形態８と半導体
素子１と配線基板６とを入れ替えた構造をしていること
を除いては同様であるので、実施の形態８で説明した工
程と同様にして、図８（ａ）〜図８（ｆ）に示した工程
を行い配線基板６上の電極６ａ（突起電極）と半導体素
子１上の電極１ａとを接合させる。
素子１と配線基板６とを入れ替えた構造をしていること
を除いては同様であるので、実施の形態８で説明した工
程と同様にして、図８（ａ）〜図８（ｆ）に示した工程
を行い配線基板６上の電極６ａ（突起電極）と半導体素
子１上の電極１ａとを接合させる。
【０１１６】本発明の実施の形態５または６において、
突起電極を平板で変形させる前にあらかじめ熱硬化型の
樹脂を硬化させた状態にしておくと、突起電極の横方向
の変形をさらに低減させることが可能となる。例えば、
熱硬化型の樹脂を設けないでφ２５μｍの金ワイヤを用
いて直径７０μｍ、高さ４７μｍの突起電極を半導体素
子１上に１６０個形成し、平板で荷重１５ｋｇで突起電
極を変形させた場合、突起電極の先端にφ５８μｍ程度
の平坦部が形成され、直径は８３μｍと１３μｍ広が
り、高さは３５μｍとなる。
突起電極を平板で変形させる前にあらかじめ熱硬化型の
樹脂を硬化させた状態にしておくと、突起電極の横方向
の変形をさらに低減させることが可能となる。例えば、
熱硬化型の樹脂を設けないでφ２５μｍの金ワイヤを用
いて直径７０μｍ、高さ４７μｍの突起電極を半導体素
子１上に１６０個形成し、平板で荷重１５ｋｇで突起電
極を変形させた場合、突起電極の先端にφ５８μｍ程度
の平坦部が形成され、直径は８３μｍと１３μｍ広が
り、高さは３５μｍとなる。
【０１１７】それに対して、本実施の形態のように突起
電極形成前に厚さ３０μｍの熱硬化型の樹脂を設置し、
突起電極形成前に１２０℃、３分で加熱して３０％程度
硬化させた場合は突起電極の直径７７μｍ、高さ３８μ
ｍとなり、さらに突起電極形成前に２５０℃、７分で加
熱し、１００％反応させ完全に硬化した熱硬化型の樹脂
にしておいた場合は直径７２μｍ、高さが３９μｍとな
り、突起電極の直径の広がりを防ぐことができ、ショー
ト不良を防止することが可能となる。
電極形成前に厚さ３０μｍの熱硬化型の樹脂を設置し、
突起電極形成前に１２０℃、３分で加熱して３０％程度
硬化させた場合は突起電極の直径７７μｍ、高さ３８μ
ｍとなり、さらに突起電極形成前に２５０℃、７分で加
熱し、１００％反応させ完全に硬化した熱硬化型の樹脂
にしておいた場合は直径７２μｍ、高さが３９μｍとな
り、突起電極の直径の広がりを防ぐことができ、ショー
ト不良を防止することが可能となる。
【０１１８】本発明の実施の形態１〜７において、熱硬
化型の樹脂は液状のものを用いたが、半硬化状態のＢス
テージ状態のフィルムを用いてもよい。熱硬化型の樹脂
が樹脂フィルム状態であれば、半導体素子あるいは配線
基板上への配置時の取り扱いが容易で生産性が向上す
る。また、Ｂステージ状態のフィルムは所定の温度に加
熱すると一時的に液状となり、さらに高温に加熱すると
急速に硬化が進むという特性を有するため、前記の液状
の樹脂と同様の効果が得られるだけでなく、硬化完了時
間が５秒程度と液状樹脂に比べ短かくすることができ、
生産性がさらに向上する効果がある。
化型の樹脂は液状のものを用いたが、半硬化状態のＢス
テージ状態のフィルムを用いてもよい。熱硬化型の樹脂
が樹脂フィルム状態であれば、半導体素子あるいは配線
基板上への配置時の取り扱いが容易で生産性が向上す
る。また、Ｂステージ状態のフィルムは所定の温度に加
熱すると一時的に液状となり、さらに高温に加熱すると
急速に硬化が進むという特性を有するため、前記の液状
の樹脂と同様の効果が得られるだけでなく、硬化完了時
間が５秒程度と液状樹脂に比べ短かくすることができ、
生産性がさらに向上する効果がある。
【０１１９】
【発明の効果】この発明にかかる半導体装置の製造方法
は、部品上に熱硬化型樹脂が設けられ、電極上に熱硬化
型樹脂より突出している突起電極が設けられている複数
の電極を有する第１の電子部品を形成する結合部品形成
工程と、第１の電子部品の突起電極に対応する位置に複
数の電極を有する第２の電子部品の電極と突起電極とが
対向するように位置決めをする位置決め工程と、第１の
電子部品の突起電極と第２の電子部品の電極とが対応す
るようにして加熱した状態で押さえつけ、第１の電子部
品の突起電極と前記第２の電子部品の電極とを接合させ
ると共に熱硬化型樹脂を硬化させる接合工程とを含んで
いるので、第１の電子部品の突起電極と第２の電子部品
の電極との接合と同時に第１の電子部品と第２の電子部
品間の隙間への熱硬化型樹脂の充填が完了するため、第
１の部品と第２の部品の結合後に、樹脂を注入する必要
がなく、生産性を著しく向上させることができる。さら
に、接合後に樹脂を充填するのではなく、接合前に樹脂
が形成されているので、樹脂の充填部に気泡を巻き込む
ことがない。
は、部品上に熱硬化型樹脂が設けられ、電極上に熱硬化
型樹脂より突出している突起電極が設けられている複数
の電極を有する第１の電子部品を形成する結合部品形成
工程と、第１の電子部品の突起電極に対応する位置に複
数の電極を有する第２の電子部品の電極と突起電極とが
対向するように位置決めをする位置決め工程と、第１の
電子部品の突起電極と第２の電子部品の電極とが対応す
るようにして加熱した状態で押さえつけ、第１の電子部
品の突起電極と前記第２の電子部品の電極とを接合させ
ると共に熱硬化型樹脂を硬化させる接合工程とを含んで
いるので、第１の電子部品の突起電極と第２の電子部品
の電極との接合と同時に第１の電子部品と第２の電子部
品間の隙間への熱硬化型樹脂の充填が完了するため、第
１の部品と第２の部品の結合後に、樹脂を注入する必要
がなく、生産性を著しく向上させることができる。さら
に、接合後に樹脂を充填するのではなく、接合前に樹脂
が形成されているので、樹脂の充填部に気泡を巻き込む
ことがない。
【０１２０】部品上に熱硬化型樹脂が設けられ、電極上
に熱硬化型樹脂より突出している突起電極が設けられて
いる複数の電極を有する第１の電子部品を形成する結合
部品形成工程と、第１の電子部品の突起電極に対応する
位置に複数の電極を有する第２の電子部品上に熱硬化型
の異方性導電フィルムを形成する導電フィルム形成工程
と、第１の電子部品の突起電極と異方性導電フィルムが
形成された第２の電子部品の電極とが対向するように位
置決めをする位置決め工程と、第１の電子部品の突起電
極と第２の電子部品の電極とが対応するように加熱した
状態で押さえつけ、第１の電子部品の突起電極と第２の
電子部品の電極とを接合させると共に熱硬化型樹脂を硬
化させる接合工程とを含んでいるので、第１の電子部品
の突起電極と第２の電子部品の電極との接合と同時に第
１の電子部品と第２の電子部品間の隙間への熱硬化型樹
脂の充填が完了するため、第１の部品と第２の部品の結
合後に、樹脂を注入する必要がなく、生産性を著しく向
上させることができる。さらに、接合後に樹脂を充填す
るのではなく、接合前に樹脂が形成されているので、樹
脂の充填部に気泡を巻き込むことがない。
に熱硬化型樹脂より突出している突起電極が設けられて
いる複数の電極を有する第１の電子部品を形成する結合
部品形成工程と、第１の電子部品の突起電極に対応する
位置に複数の電極を有する第２の電子部品上に熱硬化型
の異方性導電フィルムを形成する導電フィルム形成工程
と、第１の電子部品の突起電極と異方性導電フィルムが
形成された第２の電子部品の電極とが対向するように位
置決めをする位置決め工程と、第１の電子部品の突起電
極と第２の電子部品の電極とが対応するように加熱した
状態で押さえつけ、第１の電子部品の突起電極と第２の
電子部品の電極とを接合させると共に熱硬化型樹脂を硬
化させる接合工程とを含んでいるので、第１の電子部品
の突起電極と第２の電子部品の電極との接合と同時に第
１の電子部品と第２の電子部品間の隙間への熱硬化型樹
脂の充填が完了するため、第１の部品と第２の部品の結
合後に、樹脂を注入する必要がなく、生産性を著しく向
上させることができる。さらに、接合後に樹脂を充填す
るのではなく、接合前に樹脂が形成されているので、樹
脂の充填部に気泡を巻き込むことがない。
【０１２１】結合部品形成工程は、複数の電極を有する
第１の電子部品上に熱硬化型樹脂を形成する樹脂形成工
程と、樹脂形成工程後に超音波を印加させながら第１の
電子部品の電極上に突起電極を形成する突起電極形成工
程とを含んでいるので、突起電極の高さを制御しやす
く、また、樹脂より突出する部位が汚れたりすることが
なく、第２の電子部品の電極との接合を容易に行うこと
ができる。
第１の電子部品上に熱硬化型樹脂を形成する樹脂形成工
程と、樹脂形成工程後に超音波を印加させながら第１の
電子部品の電極上に突起電極を形成する突起電極形成工
程とを含んでいるので、突起電極の高さを制御しやす
く、また、樹脂より突出する部位が汚れたりすることが
なく、第２の電子部品の電極との接合を容易に行うこと
ができる。
【０１２２】結合部品形成工程は、複数の電極を有する
第１の電子部品の電極上に突起電極を形成する突起電極
形成工程と、突起電極形成工程後に第１の電子部品上に
熱硬化型樹脂を形成する樹脂形成工程とを含んでいるの
で、第１の電子部品の電極上に容易に突起電極を形成す
ることができる。
第１の電子部品の電極上に突起電極を形成する突起電極
形成工程と、突起電極形成工程後に第１の電子部品上に
熱硬化型樹脂を形成する樹脂形成工程とを含んでいるの
で、第１の電子部品の電極上に容易に突起電極を形成す
ることができる。
【０１２３】突起電極形成工程は、金属ワイヤの先端を
溶融させて金属ボールを作成する工程と、金属ボールを
第１の電子部品の電極に超音波を印加しながら熱圧着す
る工程と、熱圧着後に金属ワイヤから金属ボールを切断
し突起電極を形成する工程とを含んでいるので、第１の
電子部品上に突起電極を形成することができる。
溶融させて金属ボールを作成する工程と、金属ボールを
第１の電子部品の電極に超音波を印加しながら熱圧着す
る工程と、熱圧着後に金属ワイヤから金属ボールを切断
し突起電極を形成する工程とを含んでいるので、第１の
電子部品上に突起電極を形成することができる。
【０１２４】接合工程において、第１の電子部品の突起
電極と第２の電子部品の電極とを固相接合させるので、
接合時に、隣り合う突起電極同士が接触するのを防止す
ることができる。
電極と第２の電子部品の電極とを固相接合させるので、
接合時に、隣り合う突起電極同士が接触するのを防止す
ることができる。
【０１２５】金属ワイヤは、はんだ材であるので、溶融
により結合を行うことができる。
により結合を行うことができる。
【０１２６】金属ワイヤは、金、銀、または銅であるの
で、固相結合をさせることができる。
で、固相結合をさせることができる。
【０１２７】突起電極を形成した後に、突起電極の先端
部に平板を押しつけて突起電極の先端部を平坦にし高さ
をそろえるので、突起電極と第２の電子部品の電極との
接合をより容易にすることができる。
部に平板を押しつけて突起電極の先端部を平坦にし高さ
をそろえるので、突起電極と第２の電子部品の電極との
接合をより容易にすることができる。
【０１２８】接合工程において、第１の電子部品の突起
電極と第２の電子部品の電極とを加熱した状態で押さえ
つける際に、第１の電子部品に超音波振動を印加するの
で、突起電極及び第２の電子部品の電極の表面の酸化膜
を除去することができ、高い接続強度で接合させること
ができる。
電極と第２の電子部品の電極とを加熱した状態で押さえ
つける際に、第１の電子部品に超音波振動を印加するの
で、突起電極及び第２の電子部品の電極の表面の酸化膜
を除去することができ、高い接続強度で接合させること
ができる。
【０１２９】第２の電子部品の電極上にはんだ材が形成
されているので、第１の電子部品の電極上の突起電極と
第２の電子部品の電極とを接合させるときに、はんだ材
の厚みが突起電極の高さばらつき及び電子部品のうねり
や凹凸による高さばらつきを吸収し、そのため、突起電
極が第２の電子部品の電極に接触できないために生じる
オープン不良を防止することができる。
されているので、第１の電子部品の電極上の突起電極と
第２の電子部品の電極とを接合させるときに、はんだ材
の厚みが突起電極の高さばらつき及び電子部品のうねり
や凹凸による高さばらつきを吸収し、そのため、突起電
極が第２の電子部品の電極に接触できないために生じる
オープン不良を防止することができる。
【０１３０】熱硬化型樹脂はＢステージ状フィルムであ
るので、第１の電子部品上への配置時の取り扱いが容易
で生産性を向上させることができる。また、Ｂステージ
状態のフィルムは所定の温度に加熱すると一時的に液状
となり、さらに高温に加熱すると急速に硬化が進むの
で、硬化完了時間を液状樹脂に比べ短かくすることがで
き、生産性をさらに向上させることができる。
るので、第１の電子部品上への配置時の取り扱いが容易
で生産性を向上させることができる。また、Ｂステージ
状態のフィルムは所定の温度に加熱すると一時的に液状
となり、さらに高温に加熱すると急速に硬化が進むの
で、硬化完了時間を液状樹脂に比べ短かくすることがで
き、生産性をさらに向上させることができる。
【図１】 本発明の実施の形態１の半導体装置の製造方
法を示す図である。
法を示す図である。
【図２】 本発明の実施の形態２の半導体装置の製造方
法を示す図である。
法を示す図である。
【図３】 本発明の実施の形態３の半導体装置の製造方
法を示す図である。
法を示す図である。
【図４】 本発明の実施の形態４の半導体装置の製造方
法を示す図である。
法を示す図である。
【図５】 本発明の実施の形態５の半導体装置の製造方
法を示す図である。
法を示す図である。
【図６】 本発明の実施の形態６の半導体装置の製造方
法を示す図である。
法を示す図である。
【図７】 本発明の実施の形態７の半導体装置の製造方
法を示す図である。
法を示す図である。
【図８】 本発明の実施の形態８の半導体装置の製造方
法を示す図である。
法を示す図である。
【図９】 本発明の実施の形態９の半導体装置の製造方
法を示す図である。
法を示す図である。
【図１０】 従来の半導体装置の製造方法を示す図であ
る。
る。
【図１１】 従来の半導体装置の製造方法における問題
点を示す図である。
点を示す図である。
【図１２】 従来の半導体装置の製造方法を示す図であ
る。
る。
１ 半導体素子 １ａ 電極 ２ 熱硬化型の樹脂 ２ａ 硬化した熱
硬化型の樹脂 ３ 金属ワイヤ ３ａ 金属ボール ３ｂ 突起電極 ４ キャピラリ ５ 超音波振動 ６ 配線基板 ６ａ 配線基板の電極 ７ はんだ材 ８ 金属ワイヤ ８ａ 金属ボール ８ｂ 突起電極 ９ 金属ワイヤ ９ａ 金属ボール ９ｂ 突起電極 １０ 平板 １１ ＡＣＦ １１ａ 硬化したＡＣＦ
硬化型の樹脂 ３ 金属ワイヤ ３ａ 金属ボール ３ｂ 突起電極 ４ キャピラリ ５ 超音波振動 ６ 配線基板 ６ａ 配線基板の電極 ７ はんだ材 ８ 金属ワイヤ ８ａ 金属ボール ８ｂ 突起電極 ９ 金属ワイヤ ９ａ 金属ボール ９ｂ 突起電極 １０ 平板 １１ ＡＣＦ １１ａ 硬化したＡＣＦ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 洋一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内
Claims (13)
- 【請求項１】 部品上に熱硬化型樹脂が設けられ、電極
上に前記熱硬化型樹脂より突出している突起電極が設け
られている複数の電極を有する第１の電子部品を形成す
る結合部品形成工程と、前記第１の電子部品の突起電極
に対応する位置に複数の電極を有する第２の電子部品の
前記電極と前記突起電極とが対向するように位置決めを
する位置決め工程と、前記第１の電子部品の突起電極と
前記第２の電子部品の電極とが対応するようにして加熱
した状態で押さえつけ、前記第１の電子部品の突起電極
と前記第２の電子部品の電極とを接合させると共に前記
熱硬化型樹脂を硬化させる接合工程とを含んでいること
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 部品上に熱硬化型樹脂が設けられ、電極
上に前記熱硬化型樹脂より突出している突起電極が設け
られている複数の電極を有する第１の電子部品を形成す
る結合部品形成工程と、前記第１の電子部品の突起電極
に対応する位置に複数の電極を有する第２の電子部品上
に熱硬化型の異方性導電フィルムを形成する導電フィル
ム形成工程と、前記第１の電子部品の突起電極と前記異
方性導電フィルムが形成された第２の電子部品の電極と
が対向するように位置決めをする位置決め工程と、前記
第１の電子部品の突起電極と前記第２の電子部品の電極
とが対応するように加熱した状態で押さえつけ、前記第
１の電子部品の突起電極と前記第２の電子部品の電極と
を接合させると共に前記熱硬化型樹脂を硬化させる接合
工程とを含んでいることを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - 【請求項３】 第１の電子部品は半導体素子または配線
基板のいずれか一方で、第２の電子部品は他方であるこ
とを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体装
置の製造方法。 - 【請求項４】 結合部品形成工程は、複数の電極を有す
る第１の電子部品上に熱硬化型樹脂を形成する樹脂形成
工程と、前記樹脂形成工程後に超音波を印加させながら
前記第１の電子部品の前記電極上に突起電極を形成する
突起電極形成工程とを含んでいることを特徴とする請求
項１〜３のいずれか１項記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 結合部品形成工程は、複数の電極を有す
る第１の電子部品の前記電極上に突起電極を形成する突
起電極形成工程と、前記突起電極形成工程後に前記第１
の電子部品上に熱硬化型樹脂を形成する樹脂形成工程と
を含んでいることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
１項記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 突起電極形成工程は、金属ワイヤの先端
を溶融させて金属ボールを作成する工程と、前記金属ボ
ールを第１の電子部品の電極に超音波を印加しながら熱
圧着する工程と、前記熱圧着後に前記金属ワイヤから前
記金属ボールを切断し突起電極を形成する工程とを含ん
でいることを特徴とする請求項４または請求項５記載の
半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 接合工程において、第１の電子部品の突
起電極と第２の電子部品の電極とを固相接合させること
を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の半導体
装置の製造方法。 - 【請求項８】 金属ワイヤは、はんだ材であることを特
徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項９】 金属ワイヤは、金、銀、または銅である
ことを特徴とする請求項７記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項１０】 突起電極を形成した後に、前記突起電
極の先端部に平板を押しつけて前記突起電極の先端部を
平坦にし高さをそろえることを特徴とする請求項１〜９
のいずれか１項記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１１】 接合工程において、第１の電子部品の
突起電極と第２の電子部品の電極とを加熱した状態で押
さえつける際に、前記第１の電子部品に超音波振動を印
加することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１２】 第２の電子部品の電極上にはんだ材が
形成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいず
れか１項記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１３】 熱硬化型樹脂はＢステージ状フィルム
であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項
記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27139897A JP3482840B2 (ja) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | 半導体装置の製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27139897A JP3482840B2 (ja) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | 半導体装置の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11111755A true JPH11111755A (ja) | 1999-04-23 |
| JP3482840B2 JP3482840B2 (ja) | 2004-01-06 |
Family
ID=17499513
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27139897A Expired - Fee Related JP3482840B2 (ja) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | 半導体装置の製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3482840B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6838316B2 (en) | 2002-03-06 | 2005-01-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device manufacturing method using ultrasonic flip chip bonding technique |
| JP2006286666A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2007012890A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 半導体素子およびその実装方法並びに半導体装置 |
| JP2007115776A (ja) * | 2005-10-18 | 2007-05-10 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 半導体チップ及びその製造方法 |
| JP2009147231A (ja) * | 2007-12-17 | 2009-07-02 | Hitachi Chem Co Ltd | 実装方法、半導体チップ、及び半導体ウエハ |
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-
1997
- 1997-10-03 JP JP27139897A patent/JP3482840B2/ja not_active Expired - Fee Related
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