JPH11145185A - Semiconductor device and manufacture of the same - Google Patents

Semiconductor device and manufacture of the same

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JPH11145185A
JPH11145185A JP9310194A JP31019497A JPH11145185A JP H11145185 A JPH11145185 A JP H11145185A JP 9310194 A JP9310194 A JP 9310194A JP 31019497 A JP31019497 A JP 31019497A JP H11145185 A JPH11145185 A JP H11145185A
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JP
Japan
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semiconductor element
circuit board
conductive
conductive portion
semiconductor device
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JP9310194A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Inoue
和夫 井上
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JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device for surely achieving the electrical connection of the pad electrode of a semiconductor element with the terminal electrode of a circuit board in a simple process, even when the arrangement pitches of the pad electrode of the semiconductor element are small. SOLUTION: In a semiconductor, a semiconductor element 10 is characterized having plural pad electrodes 11 on the surface is mounted on a circuit board 20 having terminal electrodes 21 arranged according to a pattern corresponding to the pad electrodes. Plural conductive parts 30 arranged between the pad electrodes 11 of the semiconductor element 10 and the terminal electrodes 21 of the circuit board 20 for electrically connecting them, and sealing parts 35 for mutually insulating those conductive parts 30 and connecting the semiconductor element 10 with the circuit board 20 are provided between the semiconductor element 10 and the circuit board 20. The conductive parts 30 are formed by including conductive particles in a high polymer substance, and the high polymer substance is the hardened object of sensitive radiation resin materials.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板上に半導
体素子が実装されてなる半導体装置およびその製造方法
に関するものである。
The present invention relates to a semiconductor device having a semiconductor element mounted on a circuit board and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体素子においては、その高機
能化、高容量化に伴って電極数が増加し、更に半導体素
子の小型化の要請に伴って、電極の配列ピッチすなわち
隣接する電極の中心間距離が小さくなって高密度化する
傾向にある。そのため、半導体素子としては、BGA
(Ball Glid Array)型、CSP(Ch
ip Scale Package)型、FC(Fli
p Chip)型などの、格子点配列に従って表面に電
極が形成された半導体素子が頻繁に使用され始めてい
る。これらの半導体素子は、表面に形成されたパッド電
極上に、半田よりなる接続用の突起状電極(以下、「半
田パンプ」という。)が形成されてなるものである。
2. Description of the Related Art In recent years, the number of electrodes in a semiconductor device has been increased with higher functionality and higher capacity. The center-to-center distance tends to be smaller and the density tends to be higher. Therefore, as a semiconductor element, BGA
(Ball Grid Array) type, CSP (Ch
ip Scale Package) type, FC (Fli
Semiconductor elements having electrodes formed on the surface in accordance with a lattice point arrangement, such as a (p Chip) type, have begun to be frequently used. In these semiconductor elements, a protruding electrode for connection made of solder (hereinafter, referred to as “solder pump”) is formed on a pad electrode formed on the surface.

【0003】このような半田バンプを有する半導体素子
においては、当該半導体素子のパッド電極に対応するパ
ターンに従って端子電極が形成された回路基板上に、フ
ェースダウンボンディングによって実装されて半導体装
置が構成される。具体的に説明すると、図10(イ)に
示すように、パッド電極81上に半田バンプ82が形成
された半導体素子80を用意し、図10(ロ)に示すよ
うに、半導体素子80のパッド電極81と対掌なパター
ンに従って端子電極91が形成された回路基板90上
に、半導体素子80を、半田バンプ82の各々がこれに
対応する回路基板90の端子電極91に対接させた状態
で配置する。この状態で、半田バンプ82を溶融させる
ことにより、図10(ハ)に示すように、回路基板90
の端子電極91に接合する。そして、半導体素子80と
回路基板90との間の間隙S内に例えば熱硬化性樹脂材
料を注入してこれを硬化させることにより、図10
(ニ)に示すように、当該半導体素子80と回路基板9
0との間に封止部83を形成し、以て、半導体素子80
が回路基板90上に実装されてなる半導体装置が得られ
る。
In a semiconductor device having such solder bumps, a semiconductor device is configured by being mounted by face-down bonding on a circuit board on which terminal electrodes are formed in accordance with a pattern corresponding to a pad electrode of the semiconductor device. . More specifically, as shown in FIG. 10A, a semiconductor element 80 having a solder bump 82 formed on a pad electrode 81 is prepared, and as shown in FIG. On a circuit board 90 on which a terminal electrode 91 is formed according to a pattern opposite to the electrode 81, the semiconductor element 80 is placed in a state where each of the solder bumps 82 is in contact with the corresponding terminal electrode 91 of the circuit board 90. Deploy. By melting the solder bumps 82 in this state, as shown in FIG.
To the terminal electrode 91. By injecting, for example, a thermosetting resin material into the gap S between the semiconductor element 80 and the circuit board 90 and curing the same, FIG.
As shown in (d), the semiconductor element 80 and the circuit board 9
0, a sealing portion 83 is formed.
Is mounted on the circuit board 90 to obtain a semiconductor device.

【0004】このような方法によれば、広い範囲にわた
ってパッド電極81が形成された半導体素子80であっ
ても、回路基板90上に実装することができる点、半導
体素子80のパッド電極81の各々を対応する回路基板
90の端子電極91の各々に一括して接続することがで
きる点、半導体素子80の実装面積を小さくすることが
でき、また半導体装置全体の小型化を図ることができる
点で有利である。
According to such a method, even if the semiconductor element 80 having the pad electrode 81 formed over a wide range can be mounted on the circuit board 90, each of the pad electrodes 81 of the semiconductor element 80 can be mounted. Can be collectively connected to each of the terminal electrodes 91 of the corresponding circuit board 90, the mounting area of the semiconductor element 80 can be reduced, and the overall size of the semiconductor device can be reduced. It is advantageous.

【0005】しかしながら、このような方法により、半
導体素子80を回路基板90上に実装して半導体装置を
製造する場合には、以下のような問題がある。 (1)半導体素子80がFC型のものすなわち半導体チ
ップよりなるものである場合には、ウエハの状態であれ
ば、メッキ法または蒸着法により複数の半導体素子のパ
ッド電極上に一括して半田パンプを形成することが可能
である。しかしながら、半導体素子80がBGA型やC
SP型などのパッケージされたものである場合には、溶
融した球状の半田材料(以下、「半田ボール」とい
う。)を、半導体素子80における個々のパッド電極8
1毎に接合することにより、半田バンプ82を形成しな
ければならず、そのため、半田パンプの形成において高
いコストが必要となる。 (2)半田ボールは、溶融した半田材料の表面張力によ
って球形となるが、このような形状を維持するために
は、半田ボールに、ある程度の大きさが必要とされる。
そのため、半導体素子80のパッド電極81の配置ピッ
チが極めて小さい場合には、半田ボールによって半田バ
ンプ82を形成することが困難である。
However, when a semiconductor device is manufactured by mounting the semiconductor element 80 on the circuit board 90 by such a method, there are the following problems. (1) When the semiconductor element 80 is of the FC type, that is, made of a semiconductor chip, if it is in a wafer state, it is collectively soldered onto the pad electrodes of a plurality of semiconductor elements by plating or vapor deposition. Can be formed. However, if the semiconductor element 80 is a BGA type or C
In the case of a packaged device such as an SP type, a molten spherical solder material (hereinafter, referred to as “solder ball”) is applied to each pad electrode 8 in the semiconductor element 80.
By joining the solder bumps one by one, the solder bumps 82 must be formed, and therefore, a high cost is required in forming the solder pump. (2) The solder ball becomes spherical due to the surface tension of the molten solder material. To maintain such a shape, the solder ball needs to have a certain size.
Therefore, when the arrangement pitch of the pad electrodes 81 of the semiconductor element 80 is extremely small, it is difficult to form the solder bumps 82 with the solder balls.

【0006】(3)半田バンプ82の形状や寸法はパッ
ド電極81の形状によって変わりやすいため、半田パン
プ82の突出高さを制御することは極めて困難である。
そして、半田パンプ82の突出高さにばらつきが生じる
と、当該半導体素子80を回路基板90上に実装する際
には、端子電極91との電気的接続を確実に達成するこ
とができない。 (4)半田バンプ82を有する半導体素子80の電気的
検査は、通常、ピンプローブなどの検査用治具を半田バ
ンプ82に接触させて行われる。然るに、このような電
気的検査においては、検査用治具を接触させることによ
って半田バンプ82が損傷することがあるため、半導体
素子のパッド電極と回路基板の端子電極との電気的接続
を確実に達成することができず、その結果、半導体装置
の製造において高い歩留りが得られない。 (5)地球環境上の観点から、半導体装置においても、
半田などの鉛材料を使用しないことが望まれている。
(3) Since the shape and dimensions of the solder bumps 82 tend to change depending on the shape of the pad electrode 81, it is extremely difficult to control the height of the solder bumps 82.
If the protrusion height of the solder pump 82 varies, the electrical connection with the terminal electrode 91 cannot be reliably achieved when the semiconductor element 80 is mounted on the circuit board 90. (4) The electrical inspection of the semiconductor element 80 having the solder bumps 82 is usually performed by bringing an inspection jig such as a pin probe into contact with the solder bumps 82. However, in such an electrical inspection, since the solder bumps 82 may be damaged by contacting the inspection jig, the electrical connection between the pad electrode of the semiconductor element and the terminal electrode of the circuit board is ensured. As a result, high yield cannot be obtained in the manufacture of semiconductor devices. (5) From the viewpoint of the global environment, semiconductor devices
It is desired not to use a lead material such as solder.

【0007】(6)半導体素子80を構成する材料、封
止部83を構成する材料および回路基板30を構成する
材料は、それぞれ熱膨張係数が異なるものである。従っ
て、得られる半導体装置においては、温度変化による熱
履歴を受けた場合などには、各構成材料の熱膨張係数の
差に起因して半田バンプ82には相当に大きい応力が作
用するため、半田パンプ82が破損して接続不良が発生
し、その結果、半導体素子80のパッド電極81と回路
基板90の端子電極91との電気的接続状態を維持する
ことができない。
(6) The material forming the semiconductor element 80, the material forming the sealing portion 83, and the material forming the circuit board 30 have different coefficients of thermal expansion. Therefore, in the obtained semiconductor device, when a thermal history due to a temperature change or the like is applied, a considerably large stress acts on the solder bumps 82 due to a difference in thermal expansion coefficient of each constituent material. The pump 82 is damaged and a connection failure occurs, and as a result, the electrical connection between the pad electrode 81 of the semiconductor element 80 and the terminal electrode 91 of the circuit board 90 cannot be maintained.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に基づいてなされたものであって、その第1の目
的は、パッド電極を有する半導体素子が端子電極を有す
る回路基板上にフェースダウンボンディングにより実装
されてなる半導体装置であって、半導体素子のパッド電
極の配置ピッチが小さい場合であっても、当該半導体素
子のパッド電極と回路基板の端子電極との電気的接続
を、簡単な工程で確実に達成することのできる半導体装
置を提供することにある。本発明の第2の目的は、温度
変化による熱履歴などの環境の変化に対しても、半導体
素子のパッド電極と回路基板の端子電極との良好な電気
的接続状態を安定に維持することができる半導体装置を
提供することにある。本発明の第3の目的は、上記の半
導体装置を有利にかつ確実に製造することができる方法
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made under the above circumstances, and a first object of the present invention is to provide a semiconductor device having a pad electrode on a circuit board having a terminal electrode. In a semiconductor device mounted by face-down bonding, even when the arrangement pitch of the pad electrodes of the semiconductor element is small, the electrical connection between the pad electrodes of the semiconductor element and the terminal electrodes of the circuit board can be easily performed. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device which can be surely achieved by simple steps. A second object of the present invention is to stably maintain a good electrical connection state between a pad electrode of a semiconductor element and a terminal electrode of a circuit board even with a change in environment such as a heat history due to a temperature change. It is an object of the present invention to provide a possible semiconductor device. A third object of the present invention is to provide a method capable of advantageously and reliably manufacturing the above semiconductor device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
表面に複数のパッド電極を有する半導体素子が、当該半
導体素子のパッド電極に対応するパターンに従って配置
された端子電極を有する回路基板上に実装されてなる半
導体装置であって、前記半導体素子と前記回路基板との
間に、当該半導体素子のパッド電極と当該回路基板の端
子電極との間に配置されて両者を電気的に接続する複数
の導電部と、これらの導電部同士を相互に絶縁すると共
に当該半導体素子を当該回路基板に接合する封止部とを
有してなり、前記導電部は高分子物質中に導電性粒子が
含有されてなり、当該高分子物質は感放射線性樹脂材料
の硬化物であることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
A semiconductor device comprising a semiconductor element having a plurality of pad electrodes on a surface mounted on a circuit board having terminal electrodes arranged according to a pattern corresponding to the pad electrode of the semiconductor element, wherein the semiconductor element and the circuit A plurality of conductive portions disposed between the pad electrode of the semiconductor element and the terminal electrode of the circuit board to electrically connect the two with the substrate, and insulate these conductive portions from each other; A sealing portion that joins the semiconductor element to the circuit board, wherein the conductive portion contains conductive particles in a polymer material, and the polymer material cures a radiation-sensitive resin material. It is characterized by being a thing.

【0010】本発明の半導体装置においては、前記導電
部を構成する高分子物質は、弾性を有するものであるこ
とが好ましい。
[0010] In the semiconductor device of the present invention, it is preferable that the polymer material constituting the conductive portion has elasticity.

【0011】本発明の半導体装置の製造方法は、上記の
半導体装置を製造する方法であって、表面に複数のパッ
ド電極を有する半導体素子または半導体チップが搭載さ
れるキャリア材を用意し、この半導体素子またはキャリ
ア材におけるパッド電極が形成された一面上に、感放射
線性樹脂材料中に磁性を示す導電性粒子が分散されてな
る導電部形成用材料層を形成し、この導電部形成用材料
層に対して、その厚み方向に磁場を作用させることによ
り、導電性粒子を当該導電部形成用材料層の厚み方向に
配向させ、その後、この導電部形成用材料層に対して、
露光処理および現像処理を行うことにより、半導体素子
またはキャリア材のパッド電極上に導電部を形成する工
程を有することを特徴とする。
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device as described above, wherein a carrier material on which a semiconductor element or a semiconductor chip having a plurality of pad electrodes on its surface is mounted is prepared. Forming a conductive part forming material layer in which conductive particles exhibiting magnetism are dispersed in a radiation-sensitive resin material on one surface of the element or carrier material on which a pad electrode is formed, and forming the conductive part forming material layer On the other hand, by applying a magnetic field in the thickness direction, the conductive particles are oriented in the thickness direction of the conductive portion forming material layer, and then, with respect to this conductive portion forming material layer,
A step of forming a conductive portion on a pad electrode of a semiconductor element or a carrier material by performing exposure processing and development processing.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。図1は、本発明に係る半導体装置の
一例における構成の概略を示す説明用断面図である。こ
の半導体装置は、パッド電極11を有する半導体素子1
0が、当該半導体素子10のパッド電極11と対掌なパ
ターンに従って配置された端子電極21を有する回路基
板20上に、フェースダウンボンディングにより実装さ
れてなるものである。半導体素子10のパッド電極11
は、例えばアルミニウムにより構成されており、回路基
板20の端子電極21は、例えば銅、金、銀、パラジウ
ムなどにより構成されている。また、回路基板20の基
板本体を構成する材料としては、例えばセラミックス、
ガラス繊維補強型エポキシ樹脂を用いることができる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail. FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view schematically showing a configuration of an example of a semiconductor device according to the present invention. This semiconductor device includes a semiconductor element 1 having a pad electrode 11.
No. 0 is mounted by face-down bonding on a circuit board 20 having terminal electrodes 21 arranged in a pattern opposite to the pad electrodes 11 of the semiconductor element 10. Pad electrode 11 of semiconductor element 10
Is made of, for example, aluminum, and the terminal electrode 21 of the circuit board 20 is made of, for example, copper, gold, silver, palladium, or the like. Further, as a material constituting the substrate body of the circuit board 20, for example, ceramics,
Glass fiber reinforced epoxy resin can be used.

【0013】半導体素子10のパッド電極11と回路基
板20の端子電極21との間には、柱状の導電部30が
配置されており、この導電部30によって、半導体素子
10のパッド電極11が回路基板20の端子電極21に
電気的に接続されている。また、半導体素子10と回路
基板20との間には、導電部30の各々を相互に絶縁し
かつ当該半導体素子10と当該回路基板20とを一体的
に接合する封止部35が形成されている。
A columnar conductive portion 30 is arranged between the pad electrode 11 of the semiconductor element 10 and the terminal electrode 21 of the circuit board 20. The conductive portion 30 allows the pad electrode 11 of the semiconductor element 10 to be connected to the circuit. It is electrically connected to the terminal electrode 21 of the substrate 20. Further, a sealing portion 35 is formed between the semiconductor element 10 and the circuit board 20 to insulate each of the conductive portions 30 from each other and to integrally join the semiconductor element 10 and the circuit board 20 together. I have.

【0014】導電部30の高さHは、半導体素子10に
おけるパッド電極11の配置ピッチpおよび電極径dに
応じて適宜選定される。例えば、半導体素子10におけ
るパッド電極11の配置ピッチpが150μm、電極径
dが100μmの場合には、導電部30の高さHは50
〜250μmであることが好ましい。
The height H of the conductive portion 30 is appropriately selected according to the arrangement pitch p of the pad electrodes 11 in the semiconductor element 10 and the electrode diameter d. For example, when the arrangement pitch p of the pad electrodes 11 in the semiconductor element 10 is 150 μm and the electrode diameter d is 100 μm, the height H of the conductive portion 30 is 50 μm.
It is preferably from 250 to 250 μm.

【0015】導電部30は、高分子物質中に導電性粒子
Rが好ましくは高さ方向に配向した状態で含有されてな
るものである。導電部30を構成する高分子物質として
は、感放射線性樹脂材料の硬化物が用いられる。かかる
感放射線性樹脂材料としては、厚みが例えば10〜10
0μmの膜を形成し得るフォトレジストであれば特に限
定されないが、解像性および剥離性の観点から、ポジ型
のものを用いることが好ましい。感放射線性樹脂材料と
しては、例えばノボラック系感放射線性樹脂、共役ジエ
ン系感放射線性樹脂、アクリル系感放射線性樹脂などが
挙げられる。これらのうち、共役ジエン系感放射線性樹
脂としては、例えば環化ポリブタジエン、環化ポリイソ
プレン、ポリブタジエン若しくはポリイソプレンに無水
マレイン酸を付加したもの、ポリブタジエン若しくはポ
リイソプレンに(メタ)アクリロイル基やアジド基など
の光重合性基を導入したものなどが挙げられ、その他に
は、ポリブタジエンやポリイソプレンなどの弾性ポリマ
ーと、アクリル酸エステルなどのビニルモノマーと、光
重合開始剤とを含有してなる組成物が挙げられる。ま
た、アクリル系感放射線性樹脂としては、例えばアクリ
ロイル基を1、2、3若しくは4以上有する化合物を用
いたものが挙げられる。
The conductive portion 30 is a material in which conductive particles R are contained in a polymer substance, preferably in a state of being oriented in the height direction. As the polymer substance constituting the conductive portion 30, a cured product of a radiation-sensitive resin material is used. Such a radiation-sensitive resin material has a thickness of, for example, 10 to 10
The photoresist is not particularly limited as long as it can form a 0 μm film, but it is preferable to use a positive photoresist from the viewpoint of resolution and peelability. Examples of the radiation-sensitive resin material include a novolak-based radiation-sensitive resin, a conjugated diene-based radiation-sensitive resin, and an acrylic radiation-sensitive resin. Among these, conjugated diene-based radiation-sensitive resins include, for example, cyclized polybutadiene, cyclized polyisoprene, polybutadiene or polyisoprene with maleic anhydride added thereto, and polybutadiene or polyisoprene with (meth) acryloyl group or azide group. And the like, and a composition containing an elastic polymer such as polybutadiene or polyisoprene, a vinyl monomer such as an acrylate ester, and a photopolymerization initiator. Is mentioned. Examples of the acrylic radiation-sensitive resin include those using a compound having 1, 2, 3, or 4 or more acryloyl groups.

【0016】また、導電部30を構成する高分子物質は
弾性を有するものであることが好ましく、特に、導電部
30全体の弾性の程度が例えば圧縮弾性率で3.5×1
6〜6.2×106 N/m2 となるものが好ましい。
このような高分子物質を得るための好ましい感放射線性
樹脂材料としては、共役ジエン系感放射線性樹脂が挙げ
られる。
It is preferable that the polymer material constituting the conductive portion 30 has elasticity. In particular, the degree of elasticity of the entire conductive portion 30 is, for example, 3.5 × 1 in terms of compression modulus.
0 6 to 6.2 which becomes × 10 6 N / m 2 are preferred.
Preferable radiation-sensitive resin materials for obtaining such a polymer substance include conjugated diene-based radiation-sensitive resins.

【0017】導電部30を構成する導電性粒子Rとして
は、後述する方法によって導電部30の高さ方向に配向
させることができる点で、磁性を示すものを用いること
が好ましい。磁性を示す導電性粒子Rとしては、導電性
磁性体よりなる芯粒子に導電性被膜が形成されてなるも
のを好適に用いることができ、芯粒子を構成する導電性
磁性体としては、ニッケル、鉄若しくはこれらの合金な
どの磁性を示す金属材料が挙げられ、導電性被膜を構成
する材料としては、金、銀、パラジウムなどの金属材料
が挙げられる。
As the conductive particles R constituting the conductive portion 30, it is preferable to use particles exhibiting magnetism in that they can be oriented in the height direction of the conductive portion 30 by a method described later. As the conductive particles R exhibiting magnetism, those obtained by forming a conductive coating on core particles made of a conductive magnetic material can be preferably used. As the conductive magnetic material forming the core particles, nickel, Examples of the metal material exhibiting magnetism such as iron or an alloy thereof include metal materials such as gold, silver, and palladium as the material forming the conductive film.

【0018】また、導電性に支障を与えない範囲で、導
電性粒子Rの表面がシランカップリング剤、チタンカッ
プリング剤などのカップリング剤で処理されたものを適
宜用いることができる。導電性粒子Rの表面がカップリ
ング剤で処理されることにより、当該導電性粒子Rと高
分子物質との接着力が大きくなり、その結果、得られる
導電部30は、耐久性が高いものとなる。
In addition, a conductive particle R whose surface is treated with a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanium coupling agent can be appropriately used as long as the conductivity is not impaired. By treating the surface of the conductive particles R with the coupling agent, the adhesive force between the conductive particles R and the polymer substance is increased, and as a result, the obtained conductive portion 30 has high durability. Become.

【0019】導電部30における導電性粒子Rの割合
は、体積分率で4〜25%、特に8〜23%であること
が好ましい。また、導電性粒子Rの粒径は、半導体素子
10のパッド電極11の寸法、形状によって適宜選定さ
れる。例えば半導体素子10のパッド電極11が幅10
0μmの正方形のものである場合には、導電性粒子Rの
粒径は、10〜30μmであることが好ましく、これに
より、当該導電部30には良好な導電性が得られ、所期
の電気的接続を確実に達成することができる。
The ratio of the conductive particles R in the conductive portion 30 is preferably 4 to 25% by volume, and particularly preferably 8 to 23%. The particle size of the conductive particles R is appropriately selected according to the size and shape of the pad electrode 11 of the semiconductor element 10. For example, if the pad electrode 11 of the semiconductor element 10 has a width of 10
In the case of a square shape of 0 μm, the particle size of the conductive particles R is preferably 10 to 30 μm, whereby good conductivity is obtained in the conductive portion 30, and the desired electrical conductivity is obtained. Connection can be reliably achieved.

【0020】封止部35を構成する材料としては、熱硬
化性樹脂を好適に用いることができ、その具体例として
は、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、フェノール系
樹脂などが挙げられる。
As a material for forming the sealing portion 35, a thermosetting resin can be suitably used, and specific examples thereof include an epoxy resin, a polyimide resin, and a phenol resin.

【0021】上記の半導体装置によれば、半導体素子1
0のパッド電極11と回路基板20の端子電極21と
が、高分子物質中に導電性粒子Rが含有されてなる導電
部30を介して電気的に接続されているため、当該半導
体装置を製造する際に、半導体素子10のパッド電極1
1上に半田パンプを形成する必要がなく、しかも、導電
部30における高分子物質は感放射線性樹脂材料の硬化
物により構成されているため、フォトリソグラフィーの
手法により、導電部30を形成することが可能となり、
従って、半導体素子10のパッド電極11の配置ピッチ
が小さくても、当該半導体素子10のパッド電極11と
回路基板20の端子電極21との電気的接続を、簡単な
工程で確実に達成することができる。
According to the above semiconductor device, the semiconductor element 1
0 is electrically connected to the terminal electrode 21 of the circuit board 20 via the conductive portion 30 in which the conductive particles R are contained in the polymer substance. When performing, the pad electrode 1 of the semiconductor element 10
Since it is not necessary to form a solder pump on 1 and the polymer material in the conductive portion 30 is made of a cured material of a radiation-sensitive resin material, the conductive portion 30 must be formed by a photolithography technique. Becomes possible,
Therefore, even if the arrangement pitch of the pad electrodes 11 of the semiconductor element 10 is small, the electrical connection between the pad electrodes 11 of the semiconductor element 10 and the terminal electrodes 21 of the circuit board 20 can be reliably achieved by a simple process. it can.

【0022】また、導電部30における高分子物質とし
て弾性を有するものを用いる構成によれば、半導体素子
10の電気的検査において、ピンプローブなどの検査用
治具を導電部30に接触させても、当該導電部30が損
傷することがない。また、半導体装置が温度変化による
熱履歴を受けることにより、半導体素子10、回路基板
20および封止部35の各々の構成材料の熱膨張係数の
差に起因して、導電部30に相当に大きい応力が作用し
ても、当該導電部30は、それに作用される応力の大き
さに応じて変形するため破損することがない。従って、
温度変化による熱履歴などの環境の変化に対しても、半
導体素子10のパッド電極11と回路基板20の端子電
極21との良好な電気的接続状態を安定に維持すること
ができる。
Further, according to the configuration in which the conductive portion 30 is made of an elastic polymer material, even when an inspection jig such as a pin probe is brought into contact with the conductive portion 30 in the electrical inspection of the semiconductor element 10. The conductive part 30 is not damaged. Further, when the semiconductor device receives the thermal history due to the temperature change, the semiconductor device 10, the circuit board 20, and the sealing portion 35 have a considerably large thermal expansion coefficient due to the difference in thermal expansion coefficient between the respective constituent materials. Even if a stress is applied, the conductive portion 30 is deformed according to the magnitude of the stress applied to the conductive portion 30 and does not break. Therefore,
A favorable electrical connection between the pad electrode 11 of the semiconductor element 10 and the terminal electrode 21 of the circuit board 20 can be stably maintained even with environmental changes such as thermal history due to temperature changes.

【0023】次に、本発明の半導体装置の製造方法につ
いて説明する。本発明の製造方法においては、先ず、液
状の感放射線性樹脂材料中に導電性粒子を分散させるこ
とにより、流動性の混合物よりなる導電部形成用材料を
調製する。そして、図2に示すように、半導体素子10
におけるパッド電極11が形成された一面に、調製した
導電部形成用材料を塗布することにより、当該半導体素
子10の一面上に導電部形成用材料層31を形成する。
以上において、導電部形成用材料は、導電性粒子が分散
されることによって粘度が高いものなるため、導電部形
成用材料を塗布する手段としては、印刷法を利用するこ
とが好ましい。
Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described. In the production method of the present invention, first, a conductive part forming material composed of a fluid mixture is prepared by dispersing conductive particles in a liquid radiation-sensitive resin material. Then, as shown in FIG.
The prepared conductive portion forming material is applied to one surface on which the pad electrode 11 is formed, thereby forming a conductive portion forming material layer 31 on one surface of the semiconductor element 10.
In the above, since the conductive portion forming material has a high viscosity due to dispersion of the conductive particles, it is preferable to use a printing method as a means for applying the conductive portion forming material.

【0024】このようにして形成された導電部形成用材
料層31に対して、プリベークを行いながら或いはプリ
ベークを行う前に、当該導電部形成用材料層31の厚み
方向に磁場を作用させることにより、導電性粒子を導電
部形成用材料層31の厚み方向に配向させる。具体的に
は、図3に示すように、導電部形成用材料層31が形成
された半導体素子10を、一対の電磁石40,41の間
に配置し、この電磁石40,41を作動させることによ
り、導電部形成用材料層31の厚み方向に平行磁場が作
用し、その結果、図4に示すように、導電部形成用材料
層31中における導電性粒子Rが厚み方向に並ぶよう配
向する。
By applying a magnetic field to the conductive portion forming material layer 31 in the thickness direction of the conductive portion forming material layer 31 while pre-baking or before pre-baking the conductive portion forming material layer 31 thus formed. Then, the conductive particles are oriented in the thickness direction of the conductive portion forming material layer 31. Specifically, as shown in FIG. 3, the semiconductor element 10 on which the conductive portion forming material layer 31 is formed is disposed between a pair of electromagnets 40 and 41, and the electromagnets 40 and 41 are operated. Then, a parallel magnetic field acts in the thickness direction of the conductive portion forming material layer 31, and as a result, as shown in FIG. 4, the conductive particles R in the conductive portion forming material layer 31 are oriented so as to be arranged in the thickness direction.

【0025】以上において、導電部形成用材料層31に
作用される平行磁場の強度は、平均で1500〜500
0ガウスとなる大きさが好ましい。また、平行磁場を作
用させる手段としては、電磁石の代わりに永久磁石を用
いることもできる。このような永久磁石としては、上記
の範囲の平行磁場の強度が得られる点で、アルニコ(F
e−Al−Ni−Co系合金)、フェライトなどよりな
るものが好ましい。なお、導電部形成用材料層31にお
ける導電性粒子Rを配向させるためには、導電部形成用
材料層31全体にその厚み方向に平行磁場を作用させれ
ばよいので、金型などの特殊な装置は不要である。ま
た、プリベークの条件は、導電部形成用材料層31を構
成する感放射線性樹脂材料の種類によって異なるが、一
般的な厚膜用ポジ型レジストを用いる場合には、オーブ
ンによる加熱で、加熱温度が90〜95℃、加熱時間が
10〜40分間である。
In the above description, the intensity of the parallel magnetic field applied to the conductive portion forming material layer 31 is 1500 to 500 on average.
A size of 0 Gauss is preferable. As a means for applying a parallel magnetic field, a permanent magnet can be used instead of an electromagnet. As such a permanent magnet, Alnico (F
e-Al-Ni-Co alloy), ferrite, and the like are preferable. In order to orient the conductive particles R in the conductive portion forming material layer 31, a parallel magnetic field may be applied to the entire conductive portion forming material layer 31 in the thickness direction thereof. No equipment is required. The prebaking conditions vary depending on the type of the radiation-sensitive resin material constituting the conductive portion forming material layer 31, but when a general positive resist for a thick film is used, the heating temperature is increased by heating in an oven. Is 90 to 95 ° C., and the heating time is 10 to 40 minutes.

【0026】次いで、図5に示すように、半導体素子1
0の一面に形成された導電部形成用材料層31の上方
に、例えば板状の透明基体46の一面に、半導体素子1
0のパッド電極11の配置パターンと対掌なパターンに
従って遮光膜47が形成されたフォトマスク45を配置
し、このフォトマスク45を介して導電部形成用材料層
31の露光処理を行う。そして、露光処理された導電部
形成用材料層31に現像処理を行うことにより、図6に
示すように、半導体素子10のパッド電極11上に導電
部30が形成される。
Next, as shown in FIG.
0, for example, on one surface of a plate-shaped transparent substrate 46, the semiconductor element 1
A photomask 45 on which a light-shielding film 47 is formed is arranged in accordance with a pattern opposite to the arrangement pattern of the pad electrodes 11 of 0, and the conductive portion forming material layer 31 is exposed through the photomask 45. Then, the conductive portion 30 is formed on the pad electrode 11 of the semiconductor element 10 by performing a developing process on the exposed portion of the conductive portion forming material layer 31 as shown in FIG.

【0027】以上において、露光処理および現像処理の
条件は、導電部形成用材料層31を構成する感放射線性
樹脂材料の種類によって異なり、例えば可視光線、紫外
線、赤外線、X線、電子線などの放射線を利用して露光
処理が行われ、アルカリまたは有機溶剤よりなる現像剤
を用いて現像処理が行われるが、一般的な厚膜用ポジ型
レジストを用いる場合には、波長405nmの光を用
い、露光量が200〜600mJ/cm2 となる条件で
露光処理が行われ、有機アルカリ現像液を用いて現像処
理が行われる。
In the above, the conditions of the exposure processing and the development processing differ depending on the type of the radiation-sensitive resin material constituting the conductive part forming material layer 31, and include, for example, visible light, ultraviolet light, infrared light, X-ray, electron beam, and the like. Exposure processing is performed using radiation, and development processing is performed using a developer composed of an alkali or an organic solvent. When a general positive resist for a thick film is used, light having a wavelength of 405 nm is used. The exposure process is performed under the condition that the exposure amount is 200 to 600 mJ / cm 2, and the development process is performed using an organic alkali developer.

【0028】次いで、半導体素子10のパッド電極11
上に形成された導電部30に対してポストベークを行
い、その後、図7に示すように、パッド電極11上に導
電部30が形成された半導体素子10を、回路基板20
における端子電極21が形成された一面上に重ね合わせ
ることにより、回路基板20の端子電極21に導電部3
0が対接した状態とする。そして、半導体素子10を回
路基板20に向かって押圧した状態で、半導体素子10
と回路基板20との間の間隙Sに、封止部形成材料36
を注入し、当該封止部形成材料36の硬化処理を行うこ
とにより、導電部30の各々を相互に絶縁しかつ半導体
素子10と回路基板20とを一体的に接合する封止部3
5が形成され、以て半導体装置が製造される。以上にお
いて、ポストベークの条件は、導電部形成用材料層31
を構成する感放射線性樹脂材料の種類によって異なる
が、一般的な厚膜用ポジ型レジストを用いる場合には、
加熱温度が100〜140℃、加熱時間が5〜15分間
である。封止部形成材料36の硬化処理は、当該封止部
形成材料の種類によって異なるが、通常、光照射または
加熱によって行われる。
Next, the pad electrode 11 of the semiconductor element 10
Post-baking is performed on the conductive portion 30 formed thereon, and then, as shown in FIG. 7, the semiconductor element 10 having the conductive portion 30 formed on the pad electrode 11 is placed on the circuit board 20.
Of the conductive part 3 on the terminal electrode 21 of the circuit board 20
0 is in a state of contact. Then, with the semiconductor element 10 pressed toward the circuit board 20, the semiconductor element 10
The sealing portion forming material 36 is provided in the gap S between
Of the sealing portion forming material 36, and the hardening process of the sealing portion forming material 36 to insulate the conductive portions 30 from each other and integrally join the semiconductor element 10 and the circuit board 20.
5 are formed, and the semiconductor device is manufactured. In the above, the conditions of the post-baking are as follows.
Although it depends on the type of the radiation-sensitive resin material constituting, when using a general positive resist for a thick film,
The heating temperature is 100 to 140 ° C. and the heating time is 5 to 15 minutes. The curing treatment of the sealing portion forming material 36 differs depending on the type of the sealing portion forming material, but is usually performed by light irradiation or heating.

【0029】上記の製造方法によれば、導電部30の形
成において、フォトリソグラフィーの手法を用いるた
め、半導体素子10のパッド電極11上に導電部30を
一括して形成することができる。しかも、導電性粒子R
を導電部形成用材料層31の厚み方向に配向させた状態
で導電部形成用材料層31の露光処理を行うため、当該
露光処理において、光を導電部形成用材料層31の底部
にまで確実に作用させることができ、これにより、その
後の現像処理において高い解像度が得られるので、半導
体素子10のパッド電極11の配置ピッチが小さくて
も、各々のパッド電極11上に位置されかつ相互に離間
した状態の導電部30を確実に形成することができる。
また、形成される導電部30の導電性粒子Rは高さ方向
に配向しているため、当該導電部30の高さ方向には高
い導電性が得られる。
According to the above manufacturing method, since the photolithography method is used in forming the conductive portion 30, the conductive portion 30 can be formed on the pad electrode 11 of the semiconductor element 10 at a time. Moreover, the conductive particles R
Is exposed to the conductive part forming material layer 31 in a state of being oriented in the thickness direction of the conductive part forming material layer 31. Therefore, in the exposure processing, light is surely transmitted to the bottom of the conductive part forming material layer 31. Therefore, a high resolution can be obtained in the subsequent development process. Therefore, even if the arrangement pitch of the pad electrodes 11 of the semiconductor element 10 is small, they are located on the respective pad electrodes 11 and are separated from each other. Thus, the conductive portion 30 in the state as described above can be reliably formed.
In addition, since the conductive particles R of the conductive portion 30 to be formed are oriented in the height direction, high conductivity is obtained in the height direction of the conductive portion 30.

【0030】本発明の半導体装置の製造方法は、上記の
方法に限定されず、例えば以下のような種々の変更を加
えることが可能である。 (1)半導体素子がパッケージされたものである場合に
は、半導体チップが搭載される前のキャリア材のパッド
電極上に、導電部を形成してもよい。 (2)半導体素子が半導体チップよりなるものである場
合には、ウエハの状態でパッド電極上に導電部を形成す
ることができる。このような方法によれば、複数の半導
体素子における各々のパッド電極上に導電部を一括して
形成することができる。 (3)半導体素子がパッケージされたものである場合に
は、適宜の手段により、複数の半導体素子またはキャリ
ア材を、各々のパッド電極が実質的に同一平面上に位置
するよう固定保持し、この状態で、半導体素子またはキ
ャリア材のパッド電極上に導電部を形成することができ
る。このような方法によれば、複数の半導体素子または
キャリア材における各々のパッド電極上に導電部を一括
して形成することができる。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is not limited to the above-described method, and for example, the following various changes can be made. (1) If the semiconductor element is packaged, a conductive portion may be formed on the pad electrode of the carrier material before the semiconductor chip is mounted. (2) When the semiconductor element is a semiconductor chip, a conductive portion can be formed on the pad electrode in a wafer state. According to such a method, it is possible to collectively form a conductive portion on each pad electrode in a plurality of semiconductor elements. (3) When the semiconductor element is packaged, a plurality of semiconductor elements or carrier materials are fixed and held by appropriate means so that each pad electrode is located substantially on the same plane. In this state, a conductive portion can be formed on the pad electrode of the semiconductor element or the carrier material. According to such a method, a conductive portion can be collectively formed on each pad electrode of a plurality of semiconductor elements or carrier materials.

【0031】(4)導電部30を形成した後、封止部3
5を形成する前に、半導体素子10を回路基板20に向
かって押圧した状態で、半導体素子10の電気的検査を
行うことができる。このような方法によれば、半導体素
子10が不良なものであっても、当該半導体素子10は
回路基板20に接合されていないため、単に半導体素子
10を交換すればよく、その結果、半導体装置の製造に
おいて高いリペアビリティー性が得られる。 (5)導電部30を形成するための感放射線性樹脂材料
として、前述の共役ジエン系感放射線性樹脂などのネガ
型のものを用いることができる。この場合には、フォト
マスクとして、例えば半導体素子10のパッド電極11
の配置パターンと対掌なパターンに従って透光部が形成
されてなるものが用いられ、現像液として、例えばキシ
レンなどの有機溶剤が用いられる。
(4) After forming the conductive portion 30, the sealing portion 3
Before forming 5, the semiconductor element 10 can be subjected to an electrical inspection while the semiconductor element 10 is pressed toward the circuit board 20. According to such a method, even if the semiconductor element 10 is defective, the semiconductor element 10 is not bonded to the circuit board 20, so that the semiconductor element 10 may be simply replaced, and as a result, the semiconductor device High repairability is obtained in the production of. (5) As the radiation-sensitive resin material for forming the conductive portion 30, a negative-type resin such as the conjugated diene-based radiation-sensitive resin described above can be used. In this case, for example, the pad electrode 11 of the semiconductor element 10 is used as a photomask.
A light-transmitting portion is formed according to a pattern opposite to the arrangement pattern described above, and an organic solvent such as xylene is used as a developing solution.

【0032】(6)封止部35は、下記(イ)または
(ロ)の方法によっても形成することが可能である。 (イ)図8に示すように、回路基板20における端子電
極21が形成された一面に、封止部形成用材料層37を
形成し、この封止部形成用材料層37が形成された回路
基板20上に、パッド電極11上に導電部30が形成さ
れた半導体素子10を重ね合わせることにより、回路基
板20の端子電極21に導電部30が対接した状態とす
る。そして、半導体素子10を回路基板20に向かって
押圧した状態で、封止部形成材料層37の硬化処理を行
うことにより、導電部30の各々を相互に絶縁しかつ半
導体素子10と回路基板20とを一体的に接合する封止
部35が形成される。 (ロ)図9に示すように、半導体素子10における導電
部30が形成された一面に、封止部形成用材料層37を
形成し、この封止部形成用材料層37が形成された半導
体素子10を、回路基板20における端子電極21が形
成された一面に重ね合わせることにより、回路基板20
の端子電極21に導電部30が対接した状態とする。そ
して、半導体素子10を回路基板20に向かって押圧し
た状態で、封止部形成材料層37の硬化処理を行うこと
により、導電部30の各々を相互に絶縁しかつ半導体素
子10と回路基板20とを一体的に接合する封止部35
が形成される。上記(イ)および(ロ)の方法において
は、導電部30のポストベークを封止部形成用材料層3
7の硬化処理と同一の工程で行うことができる。
(6) The sealing portion 35 can also be formed by the following method (a) or (b). (A) As shown in FIG. 8, a sealing portion forming material layer 37 is formed on one surface of the circuit board 20 on which the terminal electrodes 21 are formed, and a circuit in which the sealing portion forming material layer 37 is formed. The semiconductor element 10 in which the conductive portion 30 is formed on the pad electrode 11 is overlaid on the substrate 20, so that the conductive portion 30 is in contact with the terminal electrode 21 of the circuit board 20. Then, in a state where the semiconductor element 10 is pressed toward the circuit board 20, a hardening treatment of the sealing portion forming material layer 37 is performed to insulate the conductive parts 30 from each other and to allow the semiconductor element 10 and the circuit board 20. Is integrally formed. (B) As shown in FIG. 9, a sealing portion forming material layer 37 is formed on one surface of the semiconductor element 10 on which the conductive portion 30 is formed, and a semiconductor in which the sealing portion forming material layer 37 is formed. The element 10 is superimposed on one surface of the circuit board 20 on which the terminal electrodes 21 are formed.
The conductive portion 30 is in contact with the terminal electrode 21 of FIG. Then, in a state where the semiconductor element 10 is pressed toward the circuit board 20, a hardening treatment of the sealing portion forming material layer 37 is performed to insulate each of the conductive portions 30 from each other and to make the semiconductor element 10 and the circuit board 20 Sealing part 35 that integrally joins
Is formed. In the above methods (a) and (b), the post-baking of the conductive portion 30 is performed using the sealing portion forming material layer 3.
7 can be performed in the same step as the curing process.

【0033】[0033]

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。 〈実施例〉 (1)導電部形成用材料の調製:ノボラック系ポジ型レ
ジスト中に、ニッケルよりなる芯粒子に金よりなる被覆
膜が形成されてなる平均粒子径が25μmの導電性粒子
を60重量%となる割合で混合することにより、導電部
形成用材料を調製した。
The present invention will be described below in more detail with reference to Examples, but it should not be construed that the present invention is limited thereto. <Examples> (1) Preparation of conductive part forming material: In a novolak-based positive resist, conductive particles having an average particle diameter of 25 µm, in which a core film made of nickel and a coating film made of gold are formed on a core particle made of nickel. A material for forming a conductive portion was prepared by mixing at a ratio of 60% by weight.

【0034】(2)導電部の形成:寸法100μm×1
00μmの矩形のアルミニウムよりなる複数のパッド電
極(21)が180μmのピッチで配置された半導体素
子(10)を用意し、この半導体素子(10)における
パッド電極(11)が形成された一面に、印刷法によっ
て、調製した導電部形成用材料を塗布することにより、
当該半導体素子(10)の一面上に厚みが100μmの
導電部形成用材料層(31)を形成した(図2参照)。
この導電部形成用材料層(31)が形成された半導体素
子(10)を、一対の電磁石(40,41)の間に配置
して当該電磁石(40,41)を作動させることによ
り、導電部形成用材料層(31)の厚み方向に約200
0ガウスの平行磁場を作用させると共に、85℃、30
分間の条件で、導電部形成用材料層(31)のプリベー
クを行った(図3および図4参照)。
(2) Formation of conductive part: dimensions 100 μm × 1
A semiconductor element (10) in which a plurality of pad electrodes (21) made of 00 μm rectangular aluminum are arranged at a pitch of 180 μm is prepared. On one surface of the semiconductor element (10) on which the pad electrode (11) is formed, By applying the prepared conductive part forming material by printing method,
A conductive portion forming material layer (31) having a thickness of 100 μm was formed on one surface of the semiconductor element (10) (see FIG. 2).
The semiconductor element (10) on which the conductive layer forming material layer (31) is formed is disposed between a pair of electromagnets (40, 41), and the electromagnets (40, 41) are operated. About 200 in the thickness direction of the forming material layer (31).
A parallel magnetic field of 0 Gauss is applied, and 85 ° C, 30
The pre-baking of the conductive portion forming material layer (31) was performed under the conditions of minutes (see FIGS. 3 and 4).

【0035】次いで、板状の透明基体(46)の一面
に、半導体素子(10)のパッド電極(11)の配置パ
ターンと対掌なパターンに従って遮光膜(47)が形成
されたフォトマスク45を用い、導電部形成用材料層
(31)に対して、波長405nmの光によって露光量
が400mJ/cm2 となる条件で露光処理を行い、そ
の後、当該導電部形成用材料層(31)に対して、テト
ラメチルアンモニウムハイドロオキサイドよりなる現像
液を用いて現像処理を行うことにより、半導体素子(1
0)のパッド電極(11)上に導電部(30)を形成し
た(図5および図6参照)。そして、半導体素子(1
0)のパッド電極(11)上に形成された導電部(3
0)に対して、150℃、30分間の条件でポストベー
クを行った。以上において、導電部(30)における導
電性粒子の割合は、体積分率で45%である。
Next, a photomask 45 having a light-shielding film (47) formed on one surface of the plate-shaped transparent substrate (46) in accordance with a pattern opposite to the arrangement pattern of the pad electrodes (11) of the semiconductor element (10). The conductive part forming material layer (31) is exposed to light having a wavelength of 405 nm under an exposure amount of 400 mJ / cm 2, and then the conductive part forming material layer (31) is applied to the conductive part forming material layer (31). Then, by performing development processing using a developing solution composed of tetramethylammonium hydroxide, the semiconductor device (1
A conductive portion (30) was formed on the pad electrode (11) of (0) (see FIGS. 5 and 6). Then, the semiconductor element (1
0) on the conductive portion (3) formed on the pad electrode (11).
0) was post-baked at 150 ° C. for 30 minutes. In the above, the ratio of the conductive particles in the conductive portion (30) is 45% by volume.

【0036】(3)封止部の形成:ガラス繊維補強型エ
ポキシ樹脂よりなる基板本体の表面に、半導体素子(1
0)のパッド電極(11)に対掌なパターンに従って端
子電極(21)が形成された回路基板(20)を用意
し、この回路基板(20)上に、上記の半導体素子(1
0)を導電部(30)の各々が回路基板(20)の端子
電極21上に位置するよう配置し、半導体素子(10)
を厚み方向に加圧した状態で、当該半導体素子(10)
と回路基板(20)との間の間隙(S)に、エポキシ樹
脂よりなる封止部形成材料(36)を注入し、当該封止
部形成材料(36)の硬化処理を行うことにより、封止
部(35)を形成し、以て図1に示す構成の半導体装置
Aを製造した。
(3) Formation of sealing portion: A semiconductor element (1) is formed on the surface of a substrate body made of glass fiber reinforced epoxy resin.
A circuit board (20) on which a terminal electrode (21) is formed in accordance with a pattern opposite to the pad electrode (11) of (0) is prepared, and the semiconductor element (1) is mounted on the circuit board (20).
0) is arranged such that each of the conductive portions (30) is located on the terminal electrode 21 of the circuit board (20), and the semiconductor element (10)
While the semiconductor element (10) is pressed in the thickness direction.
A sealing portion forming material (36) made of epoxy resin is injected into a gap (S) between the sealing portion forming material (36) and the circuit board (20), and the sealing portion forming material (36) is cured. The stopper (35) was formed, and the semiconductor device A having the configuration shown in FIG. 1 was manufactured.

【0037】〈比較例〉実施例1において使用した半導
体素子および回路基板と同様の半導体素子(80)およ
び回路基板(90)を用い、図10に示す方法に従っ
て、半導体装置Bを製造した。なお、半田バンプ(8
2)を構成する材料として鉛−錫合金(組成比:鉛/錫
=95/5)よりなる半田を用い、封止部(83)を構
成する材料としてエポキシ樹脂を用いた。
COMPARATIVE EXAMPLE Using the same semiconductor element (80) and circuit board (90) as the semiconductor element and circuit board used in Example 1, a semiconductor device B was manufactured according to the method shown in FIG. The solder bumps (8
A solder made of a lead-tin alloy (composition ratio: lead / tin = 95/5) was used as a material constituting 2), and an epoxy resin was used as a material constituting a sealing portion (83).

【0038】〈実験例〉上記の半導体装置Aおよび半導
体装置Bについて、1サイクルが125℃で30分間、
−40℃で30分間の条件で、合計1000サイクルの
ヒートサイクル試験を行なった後、それぞれの半導体装
置における半導体素子と回路基板との電気的接続状態を
調べた。実施例に係る半導体装置Aは、全てのパッド電
極−端子電極間の電気的接続が良好であった。これに対
して、比較例に係る半導体装置Bは、一部のパッド電極
−端子電極間の電気的接続が不良なものとなった。
<Experimental Example> One cycle of the semiconductor device A and the semiconductor device B was performed at 125 ° C. for 30 minutes.
After performing a total of 1000 heat cycle tests at −40 ° C. for 30 minutes, the electrical connection between the semiconductor element and the circuit board in each semiconductor device was examined. In the semiconductor device A according to the example, the electrical connection between all the pad electrodes and the terminal electrodes was good. On the other hand, in the semiconductor device B according to the comparative example, the electrical connection between some of the pad electrodes and the terminal electrodes was poor.

【0039】[0039]

【発明の効果】請求項1に記載の半導体装置によれば、
半導体素子のパッド電極と回路基板の端子電極とが、高
分子物質中に導電性粒子が含有されてなる導電部を介し
て電気的に接続されているため、当該半導体装置を製造
する際に、半導体素子のパッド電極上に半田パンプを形
成する必要がなく、しかも、導電部における高分子物質
は感放射線性樹脂材料の硬化物により構成されているた
め、フォトリソグラフィーの手法により、導電部を形成
することが可能となり、従って、半導体素子のパッド電
極の配置ピッチが小さくても、当該半導体素子のパッド
電極と回路基板の端子電極との電気的接続を、簡単な工
程で確実に達成することができる。
According to the semiconductor device of the first aspect,
Since the pad electrode of the semiconductor element and the terminal electrode of the circuit board are electrically connected to each other through a conductive portion containing conductive particles in a polymer substance, when manufacturing the semiconductor device, There is no need to form a solder pump on the pad electrode of the semiconductor element, and since the polymer material in the conductive part is made of a cured product of a radiation-sensitive resin material, the conductive part is formed by photolithography. Therefore, even if the arrangement pitch of the pad electrodes of the semiconductor element is small, the electrical connection between the pad electrodes of the semiconductor element and the terminal electrodes of the circuit board can be reliably achieved in a simple process. it can.

【0040】請求項2に記載の半導体装置によれば、導
電部における高分子物質として弾性を有するものを用い
る構成によれば、半導体素子の電気的検査において、ピ
ンプローブなどの検査用治具を導電部に接触させても、
当該導電部が損傷することがない。また、温度変化によ
る熱履歴を受けることにより、半導体素子、回路基板お
よび封止部の各々の構成材料の熱膨張係数の差に起因し
て、導電部に相当に大きい応力が作用しても、当該導電
部は、それに作用される応力の大きさに応じて変形する
ため破損することがない。従って、温度変化による熱履
歴などの環境の変化に対しても、半導体素子のパッド電
極と回路基板の端子電極との良好な電気的接続状態を安
定に維持することができる。
According to the semiconductor device of the second aspect, according to the structure using an elastic polymer material in the conductive portion, an inspection jig such as a pin probe is used in the electrical inspection of the semiconductor element. Even if it comes into contact with conductive parts,
The conductive part is not damaged. Further, by receiving a thermal history due to a temperature change, even if a considerably large stress acts on the conductive portion due to a difference in thermal expansion coefficient between the constituent materials of the semiconductor element, the circuit board, and the sealing portion, The conductive portion is not damaged because it is deformed according to the magnitude of the stress applied thereto. Therefore, even in a change in environment such as a heat history due to a temperature change, a good electrical connection between the pad electrode of the semiconductor element and the terminal electrode of the circuit board can be stably maintained.

【0041】請求項3に記載の半導体装置の製造方法に
よれば、導電部の形成において、フォトリソグラフィー
の手法を用いるため、半導体素子のパッド電極上に導電
部を一括して形成することができる。しかも、導電性粒
子を導電部形成用材料層の厚み方向に配向させた状態で
導電部形成用材料層の露光処理を行うため、当該露光処
理において、光を導電部形成用材料層の底部にまで確実
に作用させることができ、これにより、その後の現像処
理において高い解像度が得られるので、半導体素子のパ
ッド電極の配置ピッチが小さくても、各々のパッド電極
上に位置されかつ相互に離間した状態の導電部を確実に
形成することができる。また、形成される導電部の導電
性粒子は高さ方向に配向しているため、当該導電部の高
さ方向には高い導電性が得られる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device according to the third aspect, since the photolithography technique is used in forming the conductive portion, the conductive portion can be formed on the pad electrode of the semiconductor element at a time. . Moreover, in order to perform the exposure processing of the conductive part forming material layer in a state where the conductive particles are oriented in the thickness direction of the conductive part forming material layer, in the exposure processing, light is applied to the bottom of the conductive part forming material layer. Can be reliably actuated, whereby high resolution can be obtained in the subsequent development process, so that even if the arrangement pitch of the pad electrodes of the semiconductor element is small, they are located on each pad electrode and separated from each other. The conductive portion in the state can be reliably formed. Further, since the conductive particles of the formed conductive portion are oriented in the height direction, high conductivity is obtained in the height direction of the conductive portion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る半導体装置の一例における構成の
概略を示す説明用断面図である。
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view schematically showing a configuration of an example of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】半導体素子におけるパッド電極が形成された一
面に、導電部形成用材料層が形成された状態を示す説明
用断面図である。
FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which a conductive portion forming material layer is formed on one surface of a semiconductor element on which a pad electrode is formed.

【図3】導電部形成用材料層に平行磁場を作用させた状
態を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view showing a state in which a parallel magnetic field is applied to a conductive part forming material layer.

【図4】導電部形成用材料層における導電性粒子が厚み
方向に配向した状態を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing a state in which conductive particles in a conductive part forming material layer are oriented in a thickness direction.

【図5】導電部形成用材料層に露光処理を行う工程を示
す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view showing a step of performing an exposure process on a conductive portion forming material layer.

【図6】半導体素子のパッド電極上に導電部が形成され
た状態を示す説明用断面図である。
FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view showing a state where a conductive portion is formed on a pad electrode of a semiconductor element.

【図7】回路基板上に半導体素子を配置して封止部を形
成する工程の一例を示す説明用断面図である。
FIG. 7 is an explanatory cross-sectional view showing an example of a step of forming a sealing portion by disposing a semiconductor element on a circuit board.

【図8】回路基板上に半導体素子を配置して封止部を形
成する工程の他の例を示す説明用断面図である。
FIG. 8 is an explanatory cross-sectional view showing another example of a step of forming a sealing portion by disposing a semiconductor element on a circuit board.

【図9】回路基板上に半導体素子を配置して封止部を形
成する工程の更に他の例を示す説明用断面図である。
FIG. 9 is an explanatory cross-sectional view showing still another example of the step of forming a sealing portion by disposing a semiconductor element on a circuit board.

【図10】従来の方法により、半導体素子を回路基板上
に実装する工程を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory view showing a step of mounting a semiconductor element on a circuit board by a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半導体素子 11 パッド電極 20 回路基板 21 端子電極 30 導電部 35 封止部 36 封止部形成材料 37 封止部形成材料層 40,41 電磁石 45 フォトマスク 46 透明基体 47 遮光膜 81 パッド電極 82 半田バンプ 83 封止部 90 回路基板 91 端子電極 R 導電性粒子 S 間隙 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor element 11 Pad electrode 20 Circuit board 21 Terminal electrode 30 Conductive part 35 Sealing part 36 Sealing part forming material 37 Sealing part forming material layer 40, 41 Electromagnet 45 Photomask 46 Transparent base 47 Light shielding film 81 Pad electrode 82 Solder Bump 83 Sealing part 90 Circuit board 91 Terminal electrode R Conductive particle S Gap

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面に複数のパッド電極を有する半導体
素子が、当該半導体素子のパッド電極に対応するパター
ンに従って配置された端子電極を有する回路基板上に実
装されてなる半導体装置であって、 前記半導体素子と前記回路基板との間に、当該半導体素
子のパッド電極と当該回路基板の端子電極との間に配置
されて両者を電気的に接続する複数の導電部と、これら
の導電部同士を相互に絶縁すると共に当該半導体素子を
当該回路基板に接合する封止部とを有してなり、 前記導電部は高分子物質中に導電性粒子が含有されてな
り、当該高分子物質は感放射線性樹脂材料の硬化物であ
ることを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device comprising: a semiconductor element having a plurality of pad electrodes on a surface mounted on a circuit board having terminal electrodes arranged according to a pattern corresponding to the pad electrodes of the semiconductor element; A plurality of conductive portions disposed between the semiconductor device and the circuit board, between the pad electrode of the semiconductor device and the terminal electrodes of the circuit board, and electrically connecting the two; and A sealing portion that insulates the semiconductor elements from each other and joins the semiconductor element to the circuit board; and the conductive portion includes conductive particles in a polymer material, and the polymer material is radiation-sensitive. A semiconductor device, which is a cured product of a conductive resin material.
【請求項2】 導電部を構成する高分子物質は、弾性を
有するものであることを特徴とする請求項1に記載の半
導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the polymer material forming the conductive portion has elasticity.
【請求項3】 請求項1に記載の半導体装置を製造する
方法であって、 表面に複数のパッド電極を有する半導体素子または半導
体チップが搭載されるキャリア材を用意し、この半導体
素子またはキャリア材におけるパッド電極が形成された
一面上に、感放射線性樹脂材料中に磁性を示す導電性粒
子が分散されてなる導電部形成用材料層を形成し、 この導電部形成用材料層に対して、その厚み方向に磁場
を作用させることにより、導電性粒子を当該導電部形成
用材料層の厚み方向に配向させ、その後、この導電部形
成用材料層に対して、露光処理および現像処理を行うこ
とにより、半導体素子またはキャリア材のパッド電極上
に導電部を形成する工程を有することを特徴とする半導
体装置の製造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a carrier material on which a semiconductor element or a semiconductor chip having a plurality of pad electrodes on a surface is mounted is prepared, and the semiconductor element or the carrier material is provided. On one surface on which the pad electrode is formed, a conductive portion forming material layer in which conductive particles exhibiting magnetism are dispersed in a radiation-sensitive resin material is formed, and for the conductive portion forming material layer, By applying a magnetic field in the thickness direction, the conductive particles are oriented in the thickness direction of the conductive portion forming material layer, and thereafter, the exposure process and the developing process are performed on the conductive portion forming material layer. Forming a conductive portion on a pad electrode of a semiconductor element or a carrier material.
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