JPH11163048A - 半導体チップの実装方法 - Google Patents
半導体チップの実装方法Info
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- JPH11163048A JPH11163048A JP32738297A JP32738297A JPH11163048A JP H11163048 A JPH11163048 A JP H11163048A JP 32738297 A JP32738297 A JP 32738297A JP 32738297 A JP32738297 A JP 32738297A JP H11163048 A JPH11163048 A JP H11163048A
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- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
- H01L2224/83192—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体チップ１２と基板１０の間の隙間に封
止材料１４を充填して実装する半導体チップ１２の実装
方法であって、半導体チップ１２と基板１０の間に残留
する気泡３０が少ない実装が可能な実装方法を提供す
る。 【解決手段】 表面に電極１１を有する基板１０の、半
導体チップ１２を実装しようとする部分に、液状の封止
材料１４を供給した後、減圧槽２０に投入し、次いで、
減圧槽２０内を減圧に保った状態で、封止材料１４を供
給した部分に、表面にバンプ１３を有する半導体チップ
１２を重ねて電極１１とバンプ１３を接続する。次いで
その接続した状態を保ちながら減圧槽２０内の雰囲気の
圧力を解放して気泡３０を微少化した後、その接続した
状態を保ちながら封止材料１４を固化する。
止材料１４を充填して実装する半導体チップ１２の実装
方法であって、半導体チップ１２と基板１０の間に残留
する気泡３０が少ない実装が可能な実装方法を提供す
る。 【解決手段】 表面に電極１１を有する基板１０の、半
導体チップ１２を実装しようとする部分に、液状の封止
材料１４を供給した後、減圧槽２０に投入し、次いで、
減圧槽２０内を減圧に保った状態で、封止材料１４を供
給した部分に、表面にバンプ１３を有する半導体チップ
１２を重ねて電極１１とバンプ１３を接続する。次いで
その接続した状態を保ちながら減圧槽２０内の雰囲気の
圧力を解放して気泡３０を微少化した後、その接続した
状態を保ちながら封止材料１４を固化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップをフ
リップチップ実装方式で基板に実装する、半導体チップ
の実装方法に関するものである。
リップチップ実装方式で基板に実装する、半導体チップ
の実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の小型化が加速する中、半導体
装置等の高密度実装の要求が高まってきており、例え
ば、フリップチップ実装方式が検討されている。このフ
リップチップ実装方式は、半導体チップをフェイスダウ
ンの状態で基板に取り付ける実装方式であり、半導体チ
ップの表面に形成されたバンプを、基板の表面に形成さ
れた電極と接合することにより電気的に接続する実装方
式である。
装置等の高密度実装の要求が高まってきており、例え
ば、フリップチップ実装方式が検討されている。このフ
リップチップ実装方式は、半導体チップをフェイスダウ
ンの状態で基板に取り付ける実装方式であり、半導体チ
ップの表面に形成されたバンプを、基板の表面に形成さ
れた電極と接合することにより電気的に接続する実装方
式である。
【０００３】このフリップチップ実装方式は、ワイヤー
ボンディング方式や、ビームリード方式等と比較して、
短距離での接合ができるため、電気的性能が優れた実装
が可能であると共に、バンプを半導体チップの周囲部分
や中央部分に形成することにより、半導体チップの面積
全体を活用して実装することができるため、高密度な実
装が可能であり、採用が増加している方式である。
ボンディング方式や、ビームリード方式等と比較して、
短距離での接合ができるため、電気的性能が優れた実装
が可能であると共に、バンプを半導体チップの周囲部分
や中央部分に形成することにより、半導体チップの面積
全体を活用して実装することができるため、高密度な実
装が可能であり、採用が増加している方式である。
【０００４】しかしこの方式は、半導体チップと基板を
短距離で接続するため、電子機器を使用することによっ
て温度が上昇すると、半導体チップと基板の熱膨張率の
差に起因する応力によって、バンプにクラックが入りや
すく、接続信頼性が低下する場合があるという問題があ
った。そのため、半導体チップと基板の間の隙間に液状
の封止材料を充填した後、固化させることによって隙間
を埋め、発生する応力を分散させて、バンプにクラック
が入りにくくする方法が検討されている。
短距離で接続するため、電子機器を使用することによっ
て温度が上昇すると、半導体チップと基板の熱膨張率の
差に起因する応力によって、バンプにクラックが入りや
すく、接続信頼性が低下する場合があるという問題があ
った。そのため、半導体チップと基板の間の隙間に液状
の封止材料を充填した後、固化させることによって隙間
を埋め、発生する応力を分散させて、バンプにクラック
が入りにくくする方法が検討されている。
【０００５】この半導体チップと基板の間の隙間に封止
材料を充填する方法としては、半導体チップと基板の間
の隙間が一般に１５０μｍ以下と狭いため、毛細管現象
を利用して、半導体チップと基板の間の空気を追い出し
ながら充填する方法が行われている。この毛細管現象を
利用する方法は、図３（ａ）に示すように、表面に電極
１１を有する基板１０と、表面にバンプ１３を有する半
導体チップ１２を重ねて、電極１１とバンプ１３を接合
した後、半導体チップ１２の一方の端面部分に液状の封
止材料１４を供給する。すると、図３（ｂ）に示すよう
に、毛細管現象によって、封止材料１４が半導体チップ
１２と基板１０の隙間に侵入して行き、図３（ｃ）に示
すように、半導体チップ１２と基板１０の隙間全体に封
止材料１４が充填される。なお、図３（ａ）〜（ｃ）の
左列の図は平面方向の封止材料１４の様子を表し、右列
の図は垂直方向の封止材料１４の様子を表す。
材料を充填する方法としては、半導体チップと基板の間
の隙間が一般に１５０μｍ以下と狭いため、毛細管現象
を利用して、半導体チップと基板の間の空気を追い出し
ながら充填する方法が行われている。この毛細管現象を
利用する方法は、図３（ａ）に示すように、表面に電極
１１を有する基板１０と、表面にバンプ１３を有する半
導体チップ１２を重ねて、電極１１とバンプ１３を接合
した後、半導体チップ１２の一方の端面部分に液状の封
止材料１４を供給する。すると、図３（ｂ）に示すよう
に、毛細管現象によって、封止材料１４が半導体チップ
１２と基板１０の隙間に侵入して行き、図３（ｃ）に示
すように、半導体チップ１２と基板１０の隙間全体に封
止材料１４が充填される。なお、図３（ａ）〜（ｃ）の
左列の図は平面方向の封止材料１４の様子を表し、右列
の図は垂直方向の封止材料１４の様子を表す。
【０００６】近年半導体チップ１２の大きさは大型化す
る傾向にあり、また、バンプ１３の数は増加する傾向に
ある。この大型化した半導体チップ１２や、バンプ１３
の数が増加した半導体チップ１２の場合、半導体チップ
１２と基板１０の間の隙間に封止材料１４が十分に充填
されず、半導体チップ１２と基板１０の間に気泡が残留
し、接続信頼性が低下する場合があるという問題があっ
た。これは、大型化した半導体チップ１２の場合、封止
材料１４が侵入するべき距離が長くなるため、毛細管現
象による浸透力だけでは不足となり、封止材料１４を供
給した端面部分から遠い部分に封止材料１４が到達しな
くなるためと考えられている。
る傾向にあり、また、バンプ１３の数は増加する傾向に
ある。この大型化した半導体チップ１２や、バンプ１３
の数が増加した半導体チップ１２の場合、半導体チップ
１２と基板１０の間の隙間に封止材料１４が十分に充填
されず、半導体チップ１２と基板１０の間に気泡が残留
し、接続信頼性が低下する場合があるという問題があっ
た。これは、大型化した半導体チップ１２の場合、封止
材料１４が侵入するべき距離が長くなるため、毛細管現
象による浸透力だけでは不足となり、封止材料１４を供
給した端面部分から遠い部分に封止材料１４が到達しな
くなるためと考えられている。
【０００７】また、バンプ１３の数が増加した場合、例
えば図４（ａ）に示すような、周辺部と中央部にバンプ
１３が偏在する配列の場合、図４（ｂ）に示すように、
バンプ１３の有無によって封止材料１４の流れが均一で
なくなり、図４（ｃ）に示すように、封止材料１４の流
れが遅くなった部分に、気泡３０が残留しやすくなるた
めと考えられている。
えば図４（ａ）に示すような、周辺部と中央部にバンプ
１３が偏在する配列の場合、図４（ｂ）に示すように、
バンプ１３の有無によって封止材料１４の流れが均一で
なくなり、図４（ｃ）に示すように、封止材料１４の流
れが遅くなった部分に、気泡３０が残留しやすくなるた
めと考えられている。
【０００８】一方、図５（ａ）に示すように、表面に電
極１１を有する基板１０の上にあらかじめ液状の封止材
料１４を塗布した後、表面にバンプ１３を有する半導体
チップ１２を、電極１１とバンプ１３が接触するように
重ねて実装する方法も検討されている。しかしこの方法
の場合、封止材料１４の流動による半導体チップ１２と
基板１０の間の空気を追い出す効果が期待されないた
め、半導体チップ１２と基板１０の間の隙間に気泡３０
が残留し、接続信頼性が低下する場合があるという問題
があった。
極１１を有する基板１０の上にあらかじめ液状の封止材
料１４を塗布した後、表面にバンプ１３を有する半導体
チップ１２を、電極１１とバンプ１３が接触するように
重ねて実装する方法も検討されている。しかしこの方法
の場合、封止材料１４の流動による半導体チップ１２と
基板１０の間の空気を追い出す効果が期待されないた
め、半導体チップ１２と基板１０の間の隙間に気泡３０
が残留し、接続信頼性が低下する場合があるという問題
があった。
【０００９】そのため、大型化した半導体チップ１２
や、バンプ１３の数が増加した半導体チップ１２の場合
であっても、半導体チップ１２と基板１０の間の隙間に
封止材料１４が充填されやすく、半導体チップ１２と基
板１０の間に残留する気泡３０が少ない実装が可能な半
導体チップ１２の実装方法が望まれている。
や、バンプ１３の数が増加した半導体チップ１２の場合
であっても、半導体チップ１２と基板１０の間の隙間に
封止材料１４が充填されやすく、半導体チップ１２と基
板１０の間に残留する気泡３０が少ない実装が可能な半
導体チップ１２の実装方法が望まれている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を改善するために成されたもので、その目的とするとこ
ろは、半導体チップと基板の間の隙間に封止材料を充填
して実装する半導体チップの実装方法であって、半導体
チップと基板の間に残留する気泡が少ない実装が可能な
半導体チップの実装方法を提供することにある。
を改善するために成されたもので、その目的とするとこ
ろは、半導体チップと基板の間の隙間に封止材料を充填
して実装する半導体チップの実装方法であって、半導体
チップと基板の間に残留する気泡が少ない実装が可能な
半導体チップの実装方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
半導体チップの実装方法は、表面に電極を有する基板
の、半導体チップを実装しようとする部分に、液状の封
止材料を供給した後、減圧雰囲気下で、封止材料を供給
した部分に、表面にバンプを有する半導体チップを重ね
て上記電極と上記バンプを接続し、次いでその接続した
状態を保ちながら雰囲気の圧力を解放した後、その接続
した状態を保ちながら封止材料を固化することを特徴と
する。
半導体チップの実装方法は、表面に電極を有する基板
の、半導体チップを実装しようとする部分に、液状の封
止材料を供給した後、減圧雰囲気下で、封止材料を供給
した部分に、表面にバンプを有する半導体チップを重ね
て上記電極と上記バンプを接続し、次いでその接続した
状態を保ちながら雰囲気の圧力を解放した後、その接続
した状態を保ちながら封止材料を固化することを特徴と
する。
【００１２】本発明の請求項２に係る半導体チップの実
装方法は、請求項１記載の半導体チップの実装方法にお
いて、減圧雰囲気の減圧度が、１３ｋＰａ以下であるこ
とを特徴とする。
装方法は、請求項１記載の半導体チップの実装方法にお
いて、減圧雰囲気の減圧度が、１３ｋＰａ以下であるこ
とを特徴とする。
【００１３】本発明の請求項３に係る半導体チップの実
装方法は、請求項１又は請求項２記載の半導体チップの
実装方法において、液状の封止材料を供給する方法が、
室温で液状の封止材料を塗布する方法、又はシート状の
封止材料を載置した後、加熱溶融させる方法であること
を特徴とする。
装方法は、請求項１又は請求項２記載の半導体チップの
実装方法において、液状の封止材料を供給する方法が、
室温で液状の封止材料を塗布する方法、又はシート状の
封止材料を載置した後、加熱溶融させる方法であること
を特徴とする。
【００１４】本発明の請求項４に係る半導体チップの実
装方法は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の半
導体チップの実装方法において、封止材料が、熱硬化性
樹脂組成物であると共に、封止材料を固化する方法が、
封止材料を加熱して硬化する方法であることを特徴とす
る。
装方法は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の半
導体チップの実装方法において、封止材料が、熱硬化性
樹脂組成物であると共に、封止材料を固化する方法が、
封止材料を加熱して硬化する方法であることを特徴とす
る。
【００１５】本発明の請求項５に係る半導体チップの実
装方法は、請求項４記載の半導体チップの実装方法にお
いて、加熱する方法が、パルスヒート方式であることを
特徴とする。
装方法は、請求項４記載の半導体チップの実装方法にお
いて、加熱する方法が、パルスヒート方式であることを
特徴とする。
【００１６】本発明の請求項６に係る半導体チップの実
装方法は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の半
導体チップの実装方法において、電極とバンプを接続す
る方法が、電極とバンプを、金属接触により接続する方
法であると共に、接続した状態を保つ方法が、半導体チ
ップを基板の方向に加圧する方法であることを特徴とす
る。
装方法は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の半
導体チップの実装方法において、電極とバンプを接続す
る方法が、電極とバンプを、金属接触により接続する方
法であると共に、接続した状態を保つ方法が、半導体チ
ップを基板の方向に加圧する方法であることを特徴とす
る。
【００１７】本発明の請求項７に係る半導体チップの実
装方法は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の半
導体チップの実装方法において、電極とバンプを接続す
る方法が、電極とバンプを、金属溶着により接着する方
法であると共に、接続した状態を保つ方法が、その接着
によることを特徴とする。
装方法は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の半
導体チップの実装方法において、電極とバンプを接続す
る方法が、電極とバンプを、金属溶着により接着する方
法であると共に、接続した状態を保つ方法が、その接着
によることを特徴とする。
【００１８】本発明によると、半導体チップと基板を重
ねた直後には、半導体チップと基板の間に気泡が残留し
ている場合であっても、電極とバンプが接続した状態を
保ちながら、雰囲気の圧力を解放したときには、半導体
チップと基板の間の気泡は縮小して微少化し、その後封
止材料を固化した後も、その封止材料内の気泡は微少化
が保持されるため、半導体チップと基板の間に残留する
気泡の体積が少ない実装が可能となる。
ねた直後には、半導体チップと基板の間に気泡が残留し
ている場合であっても、電極とバンプが接続した状態を
保ちながら、雰囲気の圧力を解放したときには、半導体
チップと基板の間の気泡は縮小して微少化し、その後封
止材料を固化した後も、その封止材料内の気泡は微少化
が保持されるため、半導体チップと基板の間に残留する
気泡の体積が少ない実装が可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明に係る半導体チップの実装
方法を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る半
導体チップの実装方法の一実施の形態を説明する工程図
であり、図２は本発明に係る半導体チップの実装方法の
他の実施の形態の、工程の一部を説明する図である。
方法を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る半
導体チップの実装方法の一実施の形態を説明する工程図
であり、図２は本発明に係る半導体チップの実装方法の
他の実施の形態の、工程の一部を説明する図である。
【００２０】本発明に係る半導体チップの実装方法の一
実施の形態は、図１（ａ）に示すように、表面に電極１
１を有する基板１０の、半導体チップ（１２）を実装し
ようとする部分に、液状の封止材料１４を供給する。こ
の封止材料１４を供給する量としては、後の工程で基板
１０と半導体チップを重ねたとき、基板１０と半導体チ
ップの間に形成される隙間の体積より、やや多めの封止
材料１４を供給する。
実施の形態は、図１（ａ）に示すように、表面に電極１
１を有する基板１０の、半導体チップ（１２）を実装し
ようとする部分に、液状の封止材料１４を供給する。こ
の封止材料１４を供給する量としては、後の工程で基板
１０と半導体チップを重ねたとき、基板１０と半導体チ
ップの間に形成される隙間の体積より、やや多めの封止
材料１４を供給する。
【００２１】液状の封止材料１４を供給する方法として
は、室温で液状の封止材料１４を塗布する方法や、シー
ト状の封止材料１４を載置した後、加熱溶融させる方法
や、粉状の封止材料１４を載置した後、加熱溶融させる
方法等が挙げられる。なお、室温で液状の封止材料１４
を塗布する方法の場合、作業性が優れ好ましく、シート
状の封止材料１４を載置した後、加熱溶融させる方法の
場合、封止材料１４を供給する量が安定すると共に、封
止材料１４の取り扱い性が優れ好ましい。
は、室温で液状の封止材料１４を塗布する方法や、シー
ト状の封止材料１４を載置した後、加熱溶融させる方法
や、粉状の封止材料１４を載置した後、加熱溶融させる
方法等が挙げられる。なお、室温で液状の封止材料１４
を塗布する方法の場合、作業性が優れ好ましく、シート
状の封止材料１４を載置した後、加熱溶融させる方法の
場合、封止材料１４を供給する量が安定すると共に、封
止材料１４の取り扱い性が優れ好ましい。
【００２２】なお、後の工程で基板１０と半導体チップ
（１２）を重ねたとき、電極１１上の封止材料１４が動
いて接続に支障が生じなくなる場合には、電極１１上に
も封止材料１４を供給しても良いが、電極１１上は供給
しないことが好ましい。
（１２）を重ねたとき、電極１１上の封止材料１４が動
いて接続に支障が生じなくなる場合には、電極１１上に
も封止材料１４を供給しても良いが、電極１１上は供給
しないことが好ましい。
【００２３】本発明に用いる封止材料１４としては、特
に限定するものではなく、エポキシ樹脂組成物等の熱硬
化性樹脂組成物や、ポリエチレン樹脂組成物等の熱可塑
性樹脂組成物が挙げられる。なお、熱硬化性樹脂組成物
の場合、熱可塑性樹脂組成物と比較して一般に耐熱性が
優れるため、実装の信頼性が優れ好ましい。
に限定するものではなく、エポキシ樹脂組成物等の熱硬
化性樹脂組成物や、ポリエチレン樹脂組成物等の熱可塑
性樹脂組成物が挙げられる。なお、熱硬化性樹脂組成物
の場合、熱可塑性樹脂組成物と比較して一般に耐熱性が
優れるため、実装の信頼性が優れ好ましい。
【００２４】次いで、図１（ｂ）に示すように、内部を
減圧可能な減圧槽２０に、封止材料１４を表面に有する
基板１０及び半導体チップ１２を投入した後、真空ポン
プ２２を動かすと共に、減圧弁２３を開状態、外気導入
弁２４を閉状態にして、減圧槽２０の内部を減圧にす
る。なおこのとき、基板１０と半導体チップ１２は重ね
ずに、離した状態で減圧にする。
減圧可能な減圧槽２０に、封止材料１４を表面に有する
基板１０及び半導体チップ１２を投入した後、真空ポン
プ２２を動かすと共に、減圧弁２３を開状態、外気導入
弁２４を閉状態にして、減圧槽２０の内部を減圧にす
る。なおこのとき、基板１０と半導体チップ１２は重ね
ずに、離した状態で減圧にする。
【００２５】このときの減圧度は、１３ｋＰａ（１００
Ｔｏｒｒ）以下、より好ましくは１３３Ｐａ（１Ｔｏｒ
ｒ）以下が好ましい。１３ｋＰａ（１００Ｔｏｒｒ）を
越える場合、後の工程で減圧槽２０の内部の雰囲気の圧
力を解放したとき、気泡が縮小する効果が小さく、基板
１０と半導体チップ１２の間にやや大きな気泡が残留し
て、実装の接続信頼性が低下する場合がある。なお、減
圧度の下限は、いくら小さくても良いが、１Ｐａ程度が
経済的である。
Ｔｏｒｒ）以下、より好ましくは１３３Ｐａ（１Ｔｏｒ
ｒ）以下が好ましい。１３ｋＰａ（１００Ｔｏｒｒ）を
越える場合、後の工程で減圧槽２０の内部の雰囲気の圧
力を解放したとき、気泡が縮小する効果が小さく、基板
１０と半導体チップ１２の間にやや大きな気泡が残留し
て、実装の接続信頼性が低下する場合がある。なお、減
圧度の下限は、いくら小さくても良いが、１Ｐａ程度が
経済的である。
【００２６】なお、上記基板１０に封止材料１４を供給
する工程と、上記基板１０及び半導体チップ１２を減圧
槽２０に投入する工程の順番は、どちらを先に行っても
良い。
する工程と、上記基板１０及び半導体チップ１２を減圧
槽２０に投入する工程の順番は、どちらを先に行っても
良い。
【００２７】次いで、図１（ｃ）に示すように、減圧槽
２０の内部を減圧にしたままの状態で、基板１０の封止
材料１４を供給した部分に半導体チップ１２を重ねて電
極１１とバンプ１３を接続する。なおこのときには、半
導体チップ１２と基板１０の間に気泡３０が多少残留し
ていても良い。
２０の内部を減圧にしたままの状態で、基板１０の封止
材料１４を供給した部分に半導体チップ１２を重ねて電
極１１とバンプ１３を接続する。なおこのときには、半
導体チップ１２と基板１０の間に気泡３０が多少残留し
ていても良い。
【００２８】電極１１とバンプ１３を接続する方法とし
ては、特に限定するものではなく、必要に応じて半田等
を介して金属溶着により接着する方法や、銀ペースト等
を介して金属接触により接続する方法や、電極１１とバ
ンプ１３を直接接触させて金属接触により接続する方法
等が挙げられる。
ては、特に限定するものではなく、必要に応じて半田等
を介して金属溶着により接着する方法や、銀ペースト等
を介して金属接触により接続する方法や、電極１１とバ
ンプ１３を直接接触させて金属接触により接続する方法
等が挙げられる。
【００２９】次いで、図１（ｄ）に示すように、電極１
１とバンプ１３が接続した状態を保ちながら、減圧弁２
３を閉状態にして真空ポンプ２２との接続を停止すると
共に、外気導入弁２４を開状態にして外気を導入するこ
とにより、減圧槽２０の内部の雰囲気の圧力を解放す
る。すると、半導体チップ１２と基板１０の間の気泡３
０はそれぞれ縮小して微少化し、残留する気泡３０の体
積が少なくなり、接続信頼性を低下させない程度にな
る。
１とバンプ１３が接続した状態を保ちながら、減圧弁２
３を閉状態にして真空ポンプ２２との接続を停止すると
共に、外気導入弁２４を開状態にして外気を導入するこ
とにより、減圧槽２０の内部の雰囲気の圧力を解放す
る。すると、半導体チップ１２と基板１０の間の気泡３
０はそれぞれ縮小して微少化し、残留する気泡３０の体
積が少なくなり、接続信頼性を低下させない程度にな
る。
【００３０】なおこのときの雰囲気の圧力を解放する程
度は、前工程で減圧した圧力の１０倍以上の圧力まで解
放することが好ましい。なお、常圧まで戻す方法が容易
である。
度は、前工程で減圧した圧力の１０倍以上の圧力まで解
放することが好ましい。なお、常圧まで戻す方法が容易
である。
【００３１】電極１１とバンプ１３が接続した状態を保
つ方法としては、電極１１とバンプ１３を金属接触によ
り接続した場合には、例えば図２に示すように、半導体
チップ１２と基板１０を、加圧盤２６，２６の間に挟ん
で加圧することにより、半導体チップ１２を基板１０の
方向に加圧する方法が挙げられる。なお、電極１１とバ
ンプ１３を金属溶着により接着した場合には、その接着
により接続した状態が保たれるため、特別な加圧等は不
要である。
つ方法としては、電極１１とバンプ１３を金属接触によ
り接続した場合には、例えば図２に示すように、半導体
チップ１２と基板１０を、加圧盤２６，２６の間に挟ん
で加圧することにより、半導体チップ１２を基板１０の
方向に加圧する方法が挙げられる。なお、電極１１とバ
ンプ１３を金属溶着により接着した場合には、その接着
により接続した状態が保たれるため、特別な加圧等は不
要である。
【００３２】次いで、電極１１とバンプ１３が接続した
状態を保ちながら、封止材料１４を固化した後、図１
（ｅ）に示すように、減圧槽２０から取り出すことによ
り、実装が終了する。半導体チップ１２と基板１０の間
の封止材料１４が固化した部分に残留する気泡３０は、
雰囲気の圧力を解放したときに微少化した状態が保持さ
れるため、半導体チップ１２と基板１０の間に残留する
気泡の体積が少ない実装となる。
状態を保ちながら、封止材料１４を固化した後、図１
（ｅ）に示すように、減圧槽２０から取り出すことによ
り、実装が終了する。半導体チップ１２と基板１０の間
の封止材料１４が固化した部分に残留する気泡３０は、
雰囲気の圧力を解放したときに微少化した状態が保持さ
れるため、半導体チップ１２と基板１０の間に残留する
気泡の体積が少ない実装となる。
【００３３】なお、封止材料１４を固化する方法として
は、封止材料１４が熱硬化性樹脂組成物の場合、加熱し
て硬化させ、封止材料１４が熱可塑性樹脂組成物の場
合、放冷することにより固化する。なお、上記加熱する
方法としては、パルスを封止材料１４の部分又は半導体
チップ１２等に印加して、その印加した部分から発熱さ
せて加熱するパルスヒート方式による局部加熱が、過度
に加熱することを防止でき好ましい。
は、封止材料１４が熱硬化性樹脂組成物の場合、加熱し
て硬化させ、封止材料１４が熱可塑性樹脂組成物の場
合、放冷することにより固化する。なお、上記加熱する
方法としては、パルスを封止材料１４の部分又は半導体
チップ１２等に印加して、その印加した部分から発熱さ
せて加熱するパルスヒート方式による局部加熱が、過度
に加熱することを防止でき好ましい。
【００３４】なお、上記封止材料１４を固化する工程
と、上記減圧槽２０から取り出す工程の順番はどちらが
先でもよいが、先に減圧槽２０から取り出す場合には、
電極１１とバンプ１３が接続した状態を保ちながら、減
圧槽２０から取り出すことが必要である。なお、封止材
料１４が熱硬化性樹脂組成物の場合、減圧槽２０内で封
止材料１４がゲル化する程度まで硬化を進めた後、減圧
槽２０から取り出し、次いで再度加熱して硬化するよう
にしても良い。
と、上記減圧槽２０から取り出す工程の順番はどちらが
先でもよいが、先に減圧槽２０から取り出す場合には、
電極１１とバンプ１３が接続した状態を保ちながら、減
圧槽２０から取り出すことが必要である。なお、封止材
料１４が熱硬化性樹脂組成物の場合、減圧槽２０内で封
止材料１４がゲル化する程度まで硬化を進めた後、減圧
槽２０から取り出し、次いで再度加熱して硬化するよう
にしても良い。
【００３５】また、電極１１とバンプ１３を加熱して金
属溶着により接着する場合には、金属溶着により接着し
た後、冷却し、次いで雰囲気の圧力を解放した後、再度
加熱して封止材料１４を固化しても良いが、一度の加熱
の間に、金属溶着・雰囲気の圧力解放・封止材料１４の
固化を連続して行うようにすると、生産性が優れ好まし
い。
属溶着により接着する場合には、金属溶着により接着し
た後、冷却し、次いで雰囲気の圧力を解放した後、再度
加熱して封止材料１４を固化しても良いが、一度の加熱
の間に、金属溶着・雰囲気の圧力解放・封止材料１４の
固化を連続して行うようにすると、生産性が優れ好まし
い。
【００３６】本発明に用いる基板１０としては、表面に
電極１１を有し、半導体チップ１２を実装可能なもので
あれば特に限定するものではなく、ガラスエポキシ積層
板等の有機系の板や、アルミナセラミック等の無機系の
板が挙げられる。なお、有機系の板の場合、無機系の板
と比較して安価であり好ましい。基板１０の表面に形成
された電極１１としては、銅や半田等で一般に形成され
る。
電極１１を有し、半導体チップ１２を実装可能なもので
あれば特に限定するものではなく、ガラスエポキシ積層
板等の有機系の板や、アルミナセラミック等の無機系の
板が挙げられる。なお、有機系の板の場合、無機系の板
と比較して安価であり好ましい。基板１０の表面に形成
された電極１１としては、銅や半田等で一般に形成され
る。
【００３７】また、本発明に用いる半導体チップ１２と
しては、表面にバンプ１３を有するものであれば特に限
定するものではなく、半導体素子が形成されたシリコン
チップ等が挙げられる。半導体チップ１２の表面に形成
されたバンプ１３としては、半田や金等で一般に形成さ
れる。
しては、表面にバンプ１３を有するものであれば特に限
定するものではなく、半導体素子が形成されたシリコン
チップ等が挙げられる。半導体チップ１２の表面に形成
されたバンプ１３としては、半田や金等で一般に形成さ
れる。
【００３８】
【実施例】（実施例１）表面にバンプを有する半導体チ
ップとして、半田バンプを一方の表面の周辺部に２００
μｍピッチで形成した１０ｍｍ角１７８端子の半導体チ
ップを用いた。また、表面に電極を有する基板として、
銅の表面に半田の層を２０μｍ形成した電極を表面に有
する、厚み１．６ｍｍのガラスエポキシ樹脂積層板を用
いた。
ップとして、半田バンプを一方の表面の周辺部に２００
μｍピッチで形成した１０ｍｍ角１７８端子の半導体チ
ップを用いた。また、表面に電極を有する基板として、
銅の表面に半田の層を２０μｍ形成した電極を表面に有
する、厚み１．６ｍｍのガラスエポキシ樹脂積層板を用
いた。
【００３９】そして、減圧槽に基板と半導体チップを投
入した後、基板の半導体チップを実装しようとする９ｍ
ｍ角の範囲に、液状の熱硬化性封止材料［松下電工株式
会社製、品名ＣＶ−５１８６Ｓ］を０．０３ｇ塗布し
た。次いで、真空ポンプを動かして、減圧槽の内部を９
３Ｐａ（０．７Ｔｏｒｒ）の減圧状態にした。
入した後、基板の半導体チップを実装しようとする９ｍ
ｍ角の範囲に、液状の熱硬化性封止材料［松下電工株式
会社製、品名ＣＶ−５１８６Ｓ］を０．０３ｇ塗布し
た。次いで、真空ポンプを動かして、減圧槽の内部を９
３Ｐａ（０．７Ｔｏｒｒ）の減圧状態にした。
【００４０】次いで、電極とバンプが接触するように基
板と半導体チップを重ねて、半導体チップを基板の方向
に５ｋｇで加圧した。なおこの加圧によって、半導体チ
ップの４辺から封止材料の流れ出しが多少観測された。
次いで、パルスヒート方式で半導体チップを２５０℃５
秒加熱して、バンプを形成する半田及び電極表面の半田
を溶融させて、電極とバンプを接着した。
板と半導体チップを重ねて、半導体チップを基板の方向
に５ｋｇで加圧した。なおこの加圧によって、半導体チ
ップの４辺から封止材料の流れ出しが多少観測された。
次いで、パルスヒート方式で半導体チップを２５０℃５
秒加熱して、バンプを形成する半田及び電極表面の半田
を溶融させて、電極とバンプを接着した。
【００４１】次いで、減圧槽内に外気を導入することに
より雰囲気の圧力を常圧まで解放した後、１５０℃で３
分間加熱して封止材料をゲル化させた。次いで、基板と
半導体チップを減圧槽から取り出した後、１５０℃で２
時間加熱して封止材料を硬化して実装を終了した。
より雰囲気の圧力を常圧まで解放した後、１５０℃で３
分間加熱して封止材料をゲル化させた。次いで、基板と
半導体チップを減圧槽から取り出した後、１５０℃で２
時間加熱して封止材料を硬化して実装を終了した。
【００４２】（実施例２）電極とバンプが接触するよう
に基板と半導体チップを重ねて、半導体チップを基板の
方向に５ｋｇで加圧した後、その加圧した状態を保った
まま、減圧槽内に外気を導入することにより雰囲気の圧
力を常圧まで解放し、次いで、その加圧した状態を保っ
たまま、パルスヒート方式で半導体チップを２５０℃５
秒加熱して、バンプを形成する半田及び電極表面の半田
を溶融させて、電極とバンプを接着したこと以外は実施
例１と同様にして半導体チップを基板に実装した。
に基板と半導体チップを重ねて、半導体チップを基板の
方向に５ｋｇで加圧した後、その加圧した状態を保った
まま、減圧槽内に外気を導入することにより雰囲気の圧
力を常圧まで解放し、次いで、その加圧した状態を保っ
たまま、パルスヒート方式で半導体チップを２５０℃５
秒加熱して、バンプを形成する半田及び電極表面の半田
を溶融させて、電極とバンプを接着したこと以外は実施
例１と同様にして半導体チップを基板に実装した。
【００４３】（実施例３）減圧槽の内部を２６７Ｐａ
（２Ｔｏｒｒ）の減圧状態にしたこと以外は実施例１と
同様にして半導体チップを基板に実装した。
（２Ｔｏｒｒ）の減圧状態にしたこと以外は実施例１と
同様にして半導体チップを基板に実装した。
【００４４】（実施例４）減圧槽の内部を２７ｋＰａ
（２００Ｔｏｒｒ）の減圧状態にしたこと以外は実施例
１と同様にして半導体チップを基板に実装した。
（２００Ｔｏｒｒ）の減圧状態にしたこと以外は実施例
１と同様にして半導体チップを基板に実装した。
【００４５】（実施例５）実施例１で用いた液状の封止
材料を、９×９×０．１２ｍｍの大きさに注型した後、
１００℃で１時間加熱してシート状とした封止材料を用
いたこと以外は実施例１と同様にして半導体チップを基
板に実装した。
材料を、９×９×０．１２ｍｍの大きさに注型した後、
１００℃で１時間加熱してシート状とした封止材料を用
いたこと以外は実施例１と同様にして半導体チップを基
板に実装した。
【００４６】（実施例６）半田バンプを一方の表面の周
辺部に２００μｍピッチと、その表面の中央部に３００
μｍピッチで１０行１０列形成した１０ｍｍ角２７８端
子の半導体チップを用いたこと以外は実施例１と同様に
して半導体チップを基板に実装した。
辺部に２００μｍピッチと、その表面の中央部に３００
μｍピッチで１０行１０列形成した１０ｍｍ角２７８端
子の半導体チップを用いたこと以外は実施例１と同様に
して半導体チップを基板に実装した。
【００４７】（実施例７）表面にバンプを有する半導体
チップとして、金ワイヤボンダを用いて作成したスタッ
ドバンプを一方の表面の周辺部に２００μｍピッチで形
成した１０ｍｍ角１７８端子の半導体チップを用いた。
また、表面に電極を有する基板として、銀ペーストを塗
布した後、１２０℃１０分加熱して樹脂をＢステージ化
させて形成した電極を表面に有する、厚み１．６ｍｍの
ガラスエポキシ樹脂積層板を用いた。
チップとして、金ワイヤボンダを用いて作成したスタッ
ドバンプを一方の表面の周辺部に２００μｍピッチで形
成した１０ｍｍ角１７８端子の半導体チップを用いた。
また、表面に電極を有する基板として、銀ペーストを塗
布した後、１２０℃１０分加熱して樹脂をＢステージ化
させて形成した電極を表面に有する、厚み１．６ｍｍの
ガラスエポキシ樹脂積層板を用いた。
【００４８】そして、基板の半導体チップを実装しよう
とする９ｍｍ角の範囲に、液状の熱硬化性封止材料［松
下電工株式会社製、品名ＣＶ−５１８３Ｆ］を０．０２
ｇ塗布した後、減圧槽に基板と半導体チップを投入し、
次いで、真空ポンプを動かして、減圧槽の内部を９３Ｐ
ａ（０．７Ｔｏｒｒ）の減圧状態にした。
とする９ｍｍ角の範囲に、液状の熱硬化性封止材料［松
下電工株式会社製、品名ＣＶ−５１８３Ｆ］を０．０２
ｇ塗布した後、減圧槽に基板と半導体チップを投入し、
次いで、真空ポンプを動かして、減圧槽の内部を９３Ｐ
ａ（０．７Ｔｏｒｒ）の減圧状態にした。
【００４９】次いで、電極とバンプが接触するように基
板と半導体チップを重ねて、半導体チップを基板の方向
に５０ｋｇで加圧した。次いで、その加圧した状態を保
ったまま、減圧槽内に外気を導入することにより雰囲気
の圧力を常圧まで解放した後、パルスヒート方式で半導
体チップを１８０℃２分加熱して、銀ペーストを硬化さ
せて、バンプと電極を接着すると共に、封止材料をゲル
化させた。次いで、基板と半導体チップを減圧槽から取
り出した後、１５０℃で２時間加熱して封止材料を硬化
して実装を終了した。
板と半導体チップを重ねて、半導体チップを基板の方向
に５０ｋｇで加圧した。次いで、その加圧した状態を保
ったまま、減圧槽内に外気を導入することにより雰囲気
の圧力を常圧まで解放した後、パルスヒート方式で半導
体チップを１８０℃２分加熱して、銀ペーストを硬化さ
せて、バンプと電極を接着すると共に、封止材料をゲル
化させた。次いで、基板と半導体チップを減圧槽から取
り出した後、１５０℃で２時間加熱して封止材料を硬化
して実装を終了した。
【００５０】（比較例１）減圧槽内を減圧にすることな
しに、実装の工程全体を常圧下で行ったこと以外は実施
例１と同様にして半導体チップを基板に実装した。
しに、実装の工程全体を常圧下で行ったこと以外は実施
例１と同様にして半導体チップを基板に実装した。
【００５１】（比較例２）減圧槽内に外気を導入するこ
となしに、１５０℃で３分間加熱して封止材料をゲル化
させた後、減圧槽内に外気を導入することにより雰囲気
の圧力を常圧まで解放したこと以外は実施例１と同様に
して半導体チップを基板に実装した。
となしに、１５０℃で３分間加熱して封止材料をゲル化
させた後、減圧槽内に外気を導入することにより雰囲気
の圧力を常圧まで解放したこと以外は実施例１と同様に
して半導体チップを基板に実装した。
【００５２】（評価、結果）基板に実装した半導体チッ
プの、気泡残留状況と接続信頼性を評価した。気泡残留
状況は、基板と半導体チップの間の封止材料の硬化した
部分を断面観察して、直径０．３ｍｍ以上の気泡の数を
数えた。また、接続信頼性は、−５５℃３０分と１２５
℃３０分の処理を１サイクルとして、このサイクルを１
０００サイクル処理した後、バンプの接続抵抗を測定
し、接続抵抗が１Ω以上のバンプの数を数えた。
プの、気泡残留状況と接続信頼性を評価した。気泡残留
状況は、基板と半導体チップの間の封止材料の硬化した
部分を断面観察して、直径０．３ｍｍ以上の気泡の数を
数えた。また、接続信頼性は、−５５℃３０分と１２５
℃３０分の処理を１サイクルとして、このサイクルを１
０００サイクル処理した後、バンプの接続抵抗を測定
し、接続抵抗が１Ω以上のバンプの数を数えた。
【００５３】その結果は、表１に示したように、各実施
例は各比較例と比べて、残留している気泡が少ないと共
に、接続信頼性が優れていることが確認された。また、
減圧雰囲気の減圧度が１３ｋＰａ以下である実施例１〜
３及び実施例５〜７は、実施例４と比べて、残留してい
る気泡が特に少なく、接続信頼性も特に優れていること
が確認された。
例は各比較例と比べて、残留している気泡が少ないと共
に、接続信頼性が優れていることが確認された。また、
減圧雰囲気の減圧度が１３ｋＰａ以下である実施例１〜
３及び実施例５〜７は、実施例４と比べて、残留してい
る気泡が特に少なく、接続信頼性も特に優れていること
が確認された。
【００５４】
【表１】
【００５５】
【発明の効果】本発明に係る半導体チップの実装方法
は、減圧雰囲気下で、電極とバンプを接続した後、その
接続した状態を保ちながら雰囲気の圧力を解放し、次い
でその接続した状態を保ちながら封止材料を固化して実
装するため、半導体チップと基板の間に残留する気泡が
少ない実装が可能となる。
は、減圧雰囲気下で、電極とバンプを接続した後、その
接続した状態を保ちながら雰囲気の圧力を解放し、次い
でその接続した状態を保ちながら封止材料を固化して実
装するため、半導体チップと基板の間に残留する気泡が
少ない実装が可能となる。
【図１】本発明に係る半導体チップの実装方法の一実施
の形態を説明する工程図である。
の形態を説明する工程図である。
【図２】本発明に係る半導体チップの実装方法の他の実
施の形態の、工程の一部を説明する図である。
施の形態の、工程の一部を説明する図である。
【図３】従来の半導体チップの実装方法を説明する工程
図である。
図である。
【図４】従来の、他の半導体チップの実装方法を説明す
る工程図である。
る工程図である。
【図５】従来の、更に他の半導体チップの実装方法を説
明する工程図である。
明する工程図である。
１０ 基板 １１ 電極 １２ 半導体チップ １３ バンプ １４ 封止材料 ２０ 減圧槽 ２２ 真空ポンプ ２３ 減圧弁 ２４ 外気導入弁 ２５ 加圧盤 ３０ 気泡
Claims (7)
- 【請求項１】 表面に電極を有する基板の、半導体チッ
プを実装しようとする部分に、液状の封止材料を供給し
た後、減圧雰囲気下で、封止材料を供給した部分に、表
面にバンプを有する半導体チップを重ねて上記電極と上
記バンプを接続し、次いでその接続した状態を保ちなが
ら雰囲気の圧力を解放した後、その接続した状態を保ち
ながら封止材料を固化することを特徴とする半導体チッ
プの実装方法。 - 【請求項２】 減圧雰囲気の減圧度が、１３ｋＰａ以下
であることを特徴とする請求項１記載の半導体チップの
実装方法。 - 【請求項３】 液状の封止材料を供給する方法が、室温
で液状の封止材料を塗布する方法、又はシート状の封止
材料を載置した後、加熱溶融させる方法であることを特
徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体チップの実
装方法。 - 【請求項４】 封止材料が、熱硬化性樹脂組成物である
と共に、封止材料を固化する方法が、封止材料を加熱し
て硬化する方法であることを特徴とする請求項１から請
求項３のいずれかに記載の半導体チップの実装方法。 - 【請求項５】 加熱する方法が、パルスヒート方式であ
ることを特徴とする請求項４記載の半導体チップの実装
方法。 - 【請求項６】 電極とバンプを接続する方法が、電極と
バンプを、金属接触により接続する方法であると共に、
接続した状態を保つ方法が、半導体チップを基板の方向
に加圧する方法であることを特徴とする請求項１から請
求項５のいずれかに記載の半導体チップの実装方法。 - 【請求項７】 電極とバンプを接続する方法が、電極と
バンプを、金属溶着により接着する方法であると共に、
接続した状態を保つ方法が、その接着によることを特徴
とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の半導体
チップの実装方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32738297A JP3564980B2 (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 半導体チップの実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32738297A JP3564980B2 (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 半導体チップの実装方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11163048A true JPH11163048A (ja) | 1999-06-18 |
| JP3564980B2 JP3564980B2 (ja) | 2004-09-15 |
Family
ID=18198530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32738297A Expired - Fee Related JP3564980B2 (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 半導体チップの実装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3564980B2 (ja) |
Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
| JP2001230528A (ja) * | 2000-02-15 | 2001-08-24 | Sony Corp | 実装装置及び実装方法 |
| WO2001071798A1 (fr) * | 2000-03-23 | 2001-09-27 | Nagase & Co., Ltd. | Appareil utilise pour etancheifier un dispositif a semi-conducteurs |
| JP2002313841A (ja) * | 2000-04-14 | 2002-10-25 | Namics Corp | フリップチップ実装方法 |
| JP2008235527A (ja) * | 2007-03-20 | 2008-10-02 | Fujitsu Ltd | 部品内蔵基板の製造方法 |
| JP2012074636A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 接合方法、半導体装置、多層回路基板および電子部品 |
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| JP2019129258A (ja) * | 2018-01-25 | 2019-08-01 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体装置、及び半導体装置の製造方法 |
-
1997
- 1997-11-28 JP JP32738297A patent/JP3564980B2/ja not_active Expired - Fee Related
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