JPH11191569A - フリップチップ実装方法および半導体装置 - Google Patents

フリップチップ実装方法および半導体装置

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JPH11191569A JP10263722A JP26372298A JPH11191569A JP H11191569 A JPH11191569 A JP H11191569A JP 10263722 A JP10263722 A JP 10263722A JP 26372298 A JP26372298 A JP 26372298A JP H11191569 A JPH11191569 A JP H11191569A
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substrate
sheet
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フリップチップの実装方法において、ＩＣチ
ップを基板に接続する際に、シート状の異方性導電接着
剤等の異方性導電材を使用する場合、ＩＣチップの電極
を設けた面と異方性導電材との間に気泡が残るなどの欠
陥が発生すると接続不良になる。 【解決手段】 一方の面に電極が形成されたＩＣチップ
の前記一方の面を基板に対して相対向する向きにて実装
するフリップチップ実装方法において、前記ＩＣチップ
と前記基板との間にシート状の異方性導電接着剤とペー
スト状の接着剤とを介在させた状態で、前記ＩＣチップ
と前記基板とを接続する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣチップを基板
に実装する方法およびその方法により製造される装置の
うちで、フリップチップの実装方法および半導体装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のフリップチップの実装方法は、図
３で示すように、ＩＣチップ１と基板５の接続に、異方
性導電材であるシート状の異方性導電接着剤（以下ＡＣ
Ｆと呼ぶ）４や、図４で示すようなペースト状の異方性
導電接着剤（以下ＡＣＰと呼ぶ）９を介在させ、この状
態においてＩＣチップ１を基板５に熱圧着し、電気的お
よび機械的に接続するものであった。
【０００３】また、図５で示すように、異方性導電材を
使用しないで、モールド材６で接着するとともに、ＩＣ
チップの電極用パッド上に形成されたバンプ２と基板５
の表面の金属との共晶を利用して電気的導通を得る方法
もあった。
【０００４】なお、ＡＣＦはシート状の異方性導電接着
剤と記述したが、異方性導電膜、異方性導電シート等と
表記される場合もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
では、ＡＣＦやＡＣＰをそれぞれ単独で使用していたの
で、たとえば、接続面の一部においてＡＣＦの接着が十
分でなかったり、あるいは、図３に示すように、ＩＣチ
ップの接着面に熱圧着時に発生した気泡７が残留するこ
とにより接続不良になったり、さらに、ＡＣＰの場合に
は、ＡＣＰの電気的・機械的接続能が十分でなかったり
と、かならずしも信頼性の高い実装方法ではなかった。
【０００６】また、ＩＣチップ上のバンプと基板表面の
金属との金属共晶を利用する場合も同じように、バンプ
および基板の金属表面の仕上がり状態が少しでも悪けれ
ば、うまく金属共晶を形成できず、接続不良になる場合
が考えられた。
【０００７】そこで、本発明は、異方性導電材を使用す
るフリップチップ実装方法において、接続の信頼性の高
い実装方法を提供することを目的としている。
【０００８】さらに、上述の実装方法によって製造され
る半導体装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、 （１）一方の面に電極が形成されたＩＣチップの前記一
方の面を基板に対して相対向する向きにて実装するフリ
ップチップ実装方法において、前記ＩＣチップと前記基
板との間にシート状の異方性導電接着剤とペースト状の
接着剤とを介在させた状態で、前記ＩＣチップと前記基
板とを接続することを特徴とするフリップチップ実装方
法としたものである。
【００１０】このような方法にすることで、ＩＣチップ
と基板とを接続する際に、流動性が高いペースト状の接
着剤の特性により、ＩＣチップの電極の形成された面と
ＡＣＦとの隙間にペースト状の接着剤が入り込むので、
この部分に気泡が発生しにくくなる。さらに、ＩＣチッ
プにバンプを設けている場合、ＡＣＦがバンプ付近の変
形に追従できず、バンプ付近に気泡が残ってしまって
も、フリップチップボンダからの押圧力により、ペース
ト状の接着剤の流動に伴って気泡がＩＣチップおよび基
板の接着面の外に放出されるので、これらの面の間に気
泡が残留しない。その結果、ＩＣチップと基板との接続
の信頼性をより高めることができる。
【００１１】（２）また、（１）のフリップチップ実装
方法において、前記ペースト状の接着剤は、異方性導電
接着剤であることを特徴とするフリップチップ実装方法
としたものである。
【００１２】このような方法にすることで、ＩＣチップ
と基板とを接続する際に、ＩＣチップの電極やバンプ
と、基板のパターンやバンプとの間に、シート状の異方
性導電接着剤に含まれる導電性粒子とともに、ＡＣＰに
含まれる導電性粒子が介在することによって、ＩＣチッ
プと基板との間の導電性を確保する。その結果、シート
状の異方性導電接着剤に含まれる導電性粒子のみで導電
性を確保する場合よりも、より確実に導電性を確保で
き、ＩＣチップと基板との電気的接続の信頼性をより高
めることができる。
【００１３】（３）また、（１）または（２）のフリッ
プチップ実装方法において、前記ＩＣチップと前記基板
との接続は、熱圧着により行われることを特徴とするフ
リップチップ実装方法としたものである。
【００１４】このような方法にすることで、ＩＣチップ
と基板とを熱圧着する際に、ＩＣチップの電極やバンプ
と、基板のパターンやバンプとの間に介在するシート状
の異方性導電接着剤に圧縮応力がかかり、導電性が発揮
される。さらに、ペースト状の接着剤にも導電性粒子が
含まれる場合は、ペースト状の接着剤も導電性を発揮す
る。また、シート状の異方性導電接着剤に圧縮応力がか
かることにより、ＩＣチップの電極の形成された面の形
状に相応して変形することが促進され、また、ペースト
状の接着剤の流動性を高めて、ＩＣチップの電極の形成
された面とＡＣＦとの隙間に入り込むことや、ＩＣチッ
プ電極の形成された面と基板との間に残留した気泡を接
着面の外に放出されることを促進する。その結果、ＩＣ
チップと基板との機械的・電気的接続の信頼性をより高
めることができる。
【００１５】（４）また、（１）乃至（３）のいずれか
一つのフリップチップ実装方法において、前記シート状
の異方性導電接着剤を前記基板側に、前記ペースト状の
接着剤を前記ＩＣチップ側に配置することを特徴とする
フリップチップ実装方法としたものである。
【００１６】このような方法にすることで、基板の接続
面が平坦なものである場合は、シート状の異方性導電接
着剤も平坦面を持つので、基板上にシート状の異方性導
電接着剤を置いた場合に、基板とシート状の異方性導電
接着剤との間に間隙が生じにくいので接着性が良い。ま
た、ＩＣチップの電極が形成された面にバンプが存在す
る場合には、ペースト状の接着剤を当該面の凹凸を埋め
るようにして塗布することができるので、ＩＣチップと
基板の接続する際、ＩＣチップと基板の間に空気が残留
しにくくなる。その結果、ＩＣチップと基板との機械的
・電気的接続の確実性をより高めることができる。
【００１７】（５）また、（１）乃至（４）のいずれか
一つのフリップチップ実装方法において、前記シート状
の異方性導電接着剤は、前記ＩＣチップの熱圧着工程前
において、前記基板に貼付されることを特徴とするフリ
ップチップ実装方法としたものである。
【００１８】このような方法にすることで、基板のパタ
ーン上に貼付されたシート状の異方性導電接着剤の上
に、電極が形成された面にペースト状の接着剤を塗布し
たＩＣチップを置くだけで、あるいは、この異方性導電
接着剤にペースト状の接着剤を塗布し、その上にＩＣチ
ップを置くだけで、そのままフリップチップボンダによ
り熱圧着することができるので、ＩＣチップと基板との
接着を容易に行える。また、ＩＣチップを所定の位置に
正確に置きさえすれば、この異方性導電接着剤を貼付す
る位置については、さほど正確性が求められないので、
貼付作業が容易になる。その結果、ＩＣチップと基板と
の接続工程の効率化を図ることができる。
【００１９】（６）また、（５）のフリップチップ実装
方法において、前記ペースト状の接着剤は、前記熱圧着
工程前において、前記基板に貼付された前記シート状の
異方性導電接着剤に塗布されることを特徴とするフリッ
プチップ実装方法としたものである。
【００２０】このような方法にすることで、基板のパタ
ーン上に貼付されたシート状の異方性導電接着剤の上に
ペースト状の接着剤を塗布し、その上にＩＣチップを置
くだけで、そのままフリップチップボンダにより熱圧着
することができるので、ＩＣチップと基板との接着を容
易に行える。その結果、ＩＣチップと基板との接続工程
の効率化を図ることができる。
【００２１】（７）また、（１）乃至（５）のいずれか
一つのフリップチップ実装方法において、前記ペースト
状の接着剤は、前記熱圧着工程前において、前記一方の
面に塗布されることを特徴とするフリップチップ実装方
法としたものである。
【００２２】このような方法にすることで、ＩＣチップ
の電極が形成された面に、所定の厚さになるようにペー
スト状の接着剤を塗布すれば、この接着剤に求められる
接着能等が確保できる。その結果、この接着剤の塗布量
をコントロールすることが容易になり、ペースト状の接
着剤の使用量が節約でき、同時に、ＩＣチップと基板と
の接続工程の管理が容易になる。
【００２３】（８）また、（１）乃至（４）のいずれか
一つのフリップチップ実装方法において、前記シート状
の異方性導電接着剤は、前記熱圧着工程前において、前
記一方の面に塗布された前記ペースト状の接着剤に貼付
されることを特徴とするフリップチップ実装方法とした
ものである。
【００２４】このような方法にすることで、電極が形成
された面にペースト状の接着剤を塗布し、さらに、この
ペースト状の接着剤にシート状の異方性導電接着剤を貼
付したＩＣチップを置くだけで、そのままフリップチッ
プボンダにより熱圧着することができるので、ＩＣチッ
プと基板との接着を容易に行える。また、ＩＣチップを
所定の位置に正確に置きさえすれば、この異方性導電接
着剤を貼付する位置については、さほど正確性が求めら
れないので、貼付作業が容易になる。その結果、ＩＣチ
ップと基板との接続工程の効率化を図ることができる。
【００２５】（９）さらに、（７）または（８）のフリ
ップチップ実装方法において、前記ペースト状の接着剤
は、前記ペースト状の接着剤を塗布した前記一方の面を
下方に向けた状態において、前記一方の面から滴下しな
い粘性を有することを特徴とするフリップチップ実装方
法としたものである。
【００２６】このような方法にすることで、ＩＣチップ
の電極が形成された面にペースト状の接着剤を塗布した
後、基板上に置く過程で、ペースト状の接着剤がＩＣチ
ップの接続と関係ない部位に滴下して、当該部位と他の
無関係な物品が接着されてしまうなどの予期せぬ事態の
発生を未然に防止することができる。その結果、ＩＣチ
ップと基板との接続工程の信頼性を高めることができ
る。
【００２７】（１０）さらに、（１）乃至（９）のいず
れか一つのフリップチップ実装方法において、前記シー
ト状の異方性導電接着剤と前記ペースト状の接着剤との
厚さの計は、前記熱圧着工程前において、前記ＩＣチッ
プおよび前記基板のいずれか一方に形成されたバンプの
高さよりも高いものとすることを特徴とするフリップチ
ップ実装方法としたものである。
【００２８】このような方法にすることで、ＩＣチップ
の熱圧着時に、ペースト状の接着剤がフリップチップボ
ンダからの押圧力で、ＩＣチップとシート状の異方性導
電接着剤との間からＩＣチップの外縁に漏出し、この漏
出したペースト状の接着剤により、ＩＣチップの周側面
にフィレットが形成される。その結果、このフィレット
がＩＣチップと基板との機械的な接続を確実にし、さら
にモールド材としての役目を果たすので、ＩＣチップと
基板との接続面に異物や水分が進入することを防ぐ。
【００２９】（１１）さらに、（１０）のフリップチッ
プ実装方法において、前記シート状の異方性導電接着剤
と前記ペースト状の接着剤との厚さの計は、前記シート
状の異方性導電接着剤と前記ペースト状の接着剤とによ
り前記熱圧着工程において形成されるフィレットの高さ
が、前記ＩＣチップの前記一方の面が位置する高さより
も高くなるとともに、前記ＩＣチップの前記一方の面と
は反対の面が位置する高さよりも低くなる範囲内とする
ことを特徴とするフリップチップ実装方法としたもので
ある。
【００３０】このような方法にすることで、ＩＣチップ
の熱圧着時に、ＩＣチップとシート状の異方性導電接着
剤との間からＩＣチップの外縁に漏出したペースト状の
接着剤によりＩＣチップの周側面にフィレットを形成す
ることができるとともに、このペースト状の接着剤がＩ
Ｃチップと同じあるいはそれ以上の高さとなり、フリッ
プチップボンダの押圧用治具に付着して、ＩＣチップと
この治具が接着されることを防ぐことができる。その結
果、ＩＣチップと基板との接続工程の信頼性を高めるこ
とができる。
【００３１】（１２）さらに、（１）乃至（１１）のい
ずれか一つのフリップチップ実装方法において、前記シ
ート状の異方性導電接着剤の面積は、前記一方の面の面
積よりも大きいものとすることを特徴とするフリップチ
ップ実装方法としたものである。
【００３２】このような方法にすることで、熱圧着時
に、ＩＣチップとシート状の異方性導電接着剤との間か
らＩＣチップの外縁に漏出したペースト状の接着剤が、
シート状の異方性導電接着剤において、ＩＣチップの電
極を形成した面と接着されない部分、つまりＩＣチップ
の外周にはみ出した余地部分を基台としてフィレットを
形成する。その結果、ＩＣチップの周側面にフィレット
が形成されるのを助長して、ＩＣチップと基板との機械
的な接続をより確実にする。
【００３３】（１３）さらに、（１２）のフリップチッ
プ実装方法において、前記シート状の異方性導電接着剤
の面積は、前記シート状の異方性導電接着剤と前記ペー
スト状の接着剤とにより前記熱圧着工程後に形成される
フィレットの高さが、前記ＩＣチップの前記一方の面が
位置する高さよりも高くなるとともに、前記ＩＣチップ
の前記一方の面とは反対の面が位置する高さよりも低く
なる範囲内とすることを特徴とするフリップチップ実装
方法としたものである。
【００３４】このような方法にすることで、ＩＣチップ
の熱圧着時に、ＩＣチップとシート状の異方性導電接着
剤との間からＩＣチップの外縁に漏出したペースト状の
接着剤によりＩＣチップの周側面にフィレットを形成す
ることができるとともに、このペースト状の接着剤がＩ
Ｃチップと同じあるいはそれ以上の高さとなり、フリッ
プチップボンダの押圧用治具に付着して、ＩＣチップと
この治具が接着されることを防ぐことができる。その結
果、ＩＣチップと基板との接続工程の信頼性を高めるこ
とができる。
【００３５】（１４）さらに、（２）乃至（１３）のい
ずれか一つのフリップチップ実装方法において、前記シ
ート状の異方性導電接着剤と前記ペースト状の接着剤と
に含まれる導電性粒子の径をほぼ同一としたことを特徴
とする記載のフリップチップ実装方法としたものであ
る。
【００３６】このような方法にすることで、ＩＣチップ
の熱圧着時に、シート状の異方性導電接着剤に含まれる
導電粒子と、ペースト状の接着剤に含まれる導電粒子と
が共にＩＣチップの電極やバンプと基板のパターンやバ
ンプとの間に介在する状態になるので、双方の導電性粒
子が共にＩＣチップの電極やバンプと基板のパターンや
バンプとの間に挟まって、電気的接続を担うことが可能
となる。その結果、ＩＣチップと基板との電気的な接続
の信頼性を高めることができる。
【００３７】なお、シート状の異方性導電接着剤とペー
スト状の接着剤とに含まれる導電性粒子の径は、ＩＣチ
ップと基板との電気的接続を確保する上で、２〜１０μ
ｍ程度の範囲とするのが望ましい。
【００３８】（１５）さらに、（１）乃至（１４）のい
ずれか一つのフリップチップ実装方法において、前記Ｉ
Ｃチップとともに実装される受動素子と前記基板との接
続に、前記シート状の異方性導電接着剤と前記ペースト
状の接着剤とを使用することを特徴とするフリップチッ
プ実装方法としたものである。
【００３９】このような方法にすることで、ハンダ付け
実装に随伴する短絡等の不良の発生を回避することがで
きる。また、ＩＣチップと受動素子との実装作業を１つ
の工程にまとめることができ、さらに、フラックス残渣
を除去するための洗浄工程が不要になる。その結果、受
動素子と基板との接続の信頼性を高めることができると
同時に、受動素子の実装工程の効率化を図ることができ
る。
【００４０】（１６）さらに、（１）乃至（１５）のい
ずれか一つに記載のフリップチップ実装方法により製造
されることを特徴とする半導体装置としたものである。
【００４１】このような装置にすることで、実装される
ＩＣチップと実装基板との電気的・機械的接続がより確
実なものになる。その結果、より信頼性の高い半導体装
置を提供できる。
【００４２】
【発明の実施の形態】以下に本発明に係るフリップチッ
プ実装方法および半導体装置の具体的な実施形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【００４３】図１は、本発明の実施形態を示す断面図で
あり、図２は、図１のフリップチップのバンプ周辺の拡
大図である。また、図６は、ペースト状の接着剤をＩＣ
チップに塗布する別の実施形態を示す断面図であり、図
７は、ペースト状の接着剤にＡＣＦを貼付する別の実施
形態を示す断面図である。
【００４４】図１は、実装対象であるＩＣチップ１にお
いて、ＩＣチップの電極上に形成されたバンプ２と基板
５とがペースト状の接着剤３およびＡＣＦ４によって電
気的・機械的に接続された状態を表わしている。
【００４５】具体的には、ＩＣチップ１と基板５とが、
異方性導電材であるペースト状の接着剤３とＡＣＦ４と
を間に介在させた状態で熱圧着されており、ＩＣチップ
１の電極用パッド上に形成されたバンプ２は、基板５上
のパターンと電気的に接続している。
【００４６】ペースト状の接着剤３は、流動性が高く、
接着対象物の表面に塗布することが可能である。また、
この塗布されたペースト状の接着剤３は、ＡＣＦ４を介
在させた状態のＩＣチップ１と基板５とに押圧力がかか
ると、押圧力が強くかかる部分、つまりＩＣチップ１と
基板５とが強く当接している部分から押圧力が比較的弱
くかかっている部分、例えばＩＣチップ１とＡＣＦ４の
隙間などに流動して行くので、ペースト状の接着剤３が
接着対象物の接着面全体に行き渡ることになる。よっ
て、ペースト状の接着剤３の硬化後は、接着面全体にわ
たって接着されることになる。
【００４７】ＡＣＦ４は、接着・絶縁状態を保持するた
めの接着剤バインダと電気的導通の役割を果たす導電性
粒子より構成されており、固体状である。また、ＩＣチ
ップの接着に供するためにシート状に形成されている。
接着剤バインダと導電性粒子の組み合わせにより、使用
用途に応じた多種の製品が存在する。接着剤バインダで
は、ここ数年ほど、接続の高信頼性化を目指して、熱可
塑タイプのものから熱硬化タイプのものへと推移してき
ている。さらに、近年では、接続後のリペア（配線修
理）やリワーク（チップ交換）の便宜性を考慮して、変
性エポキシ樹脂を用いたリペア・リワーク可能な熱硬化
型接着バインダも多く用いられるようになってきた。
【００４８】また、導電性粒子は、当初、カーボンファ
イバやハンダ粒子等を用いたものが多かったが、近年で
は、用途に応じて使い分けられるようになってきてい
る。使用用途として、金属粒子は、表面に酸化膜が発生
しやすい材質によるパターンに用いることが多く、ま
た、樹脂粒子にニッケルまたは金メッキを施した粒子
は、粒子の反発力・熱膨張係数が接着バインダに近いこ
とや、粒子径を均一にしやすいことなどの理由から、フ
ァインピッチの接続に有利であり、ＬＣＤとの接続に多
く用いられている。
【００４９】また、図２に示されているように、フリッ
プチップボンダからの押圧力によるペースト状の接着剤
３及びＡＣＦ４の変形はバンプ２付近が最も大きくな
る。バンプ２の下方に存在するペースト状の接着剤３お
よびＡＣＦ４は、熱圧着時にそれぞれの流動性が高ま
り、ペースト状の接着剤とＡＣＰの混在領域８が形成さ
れる。このペースト状の接着剤とＡＣＰの混在領域８で
は、例えば、ＩＣチップを基板５においた際、バンプ２
の底面とペースト状の接着剤３との間に空気が気泡とし
て残留していたとしても、熱圧着時には、フリップチッ
プボンダからの押圧力によってペースト状の接着剤３と
ＡＣＦ４とがバンプ２の底面から周辺へ流動するのに従
い、この気泡も移動して行くので、電気的導通を得る上
で最も重要なバンプ２の底面側に気泡が残留することが
ない。さらに、流動性の高いペースト状の接着剤３の流
動に伴って、気泡がバンプ２付近からＩＣチップ１の外
縁まで運ばれるので、ＩＣチップ１の接着面に気泡が残
留しない。他の部分に残留した気泡も、同様にペースト
状の接着剤３の流動性の高さにより気泡がＩＣチップ外
縁へ運ばれるので、気泡が残留することはない。
【００５０】なお、ペースト状の接着剤３およびＡＣＦ
４の厚みは、バンプ２と基板５の導体厚みとの合計とほ
ぼ同等で、３０〜５０μｍ近辺であるため、図２に示す
ように変形させて電気的な接続を得るために、１バンプ
あたり５０〜１００ｇ程度の加圧が必要である。
【００５１】また、有効な電気的接続を得るには、バン
プ２と基板５の表面の金属との間に挟まれる導電性粒子
が３個以上必要と言われている。
【００５２】よって、上述の実施形態によれば、熱圧着
時に、ＡＣＦ４とＩＣチップ１の接着面との間に気泡が
残った場合、ＡＣＦ４のＩＣチップ１を接続する側にペ
ースト状の接着剤３を塗布しているので、押圧による変
形に追随して流動性の大きなペースト状の接着剤３がＡ
ＣＦ４とＩＣチップ１の表面との間に隙間なく流入し、
気泡がフリップチップボンダから加わる押圧力によりペ
ースト状の接着剤３中を移動して、最終的には接着面の
外に押し出されることになる。また、この押圧力により
ＩＣチップ１の外周にペースト状の接着剤３とＡＣＦの
流動性の高い部分とがはみ出すが、これはペースト状の
接着剤３の硬化後にフィレット３１を形成し、モールド
材の役目をする。
【００５３】なお、パンプは、電解メッキにより形成す
るメッキ法、インナーリード側にバンプを転写・接合す
る転写法、ワイヤボンディングを応用したスタッドバン
プ法など様々な方法で形成されるが、本発明の実施形態
においては、バンプ２の形成方法は、上記のどの方法に
よっても良い。なお、ＩＣチップのバンプピッチは、通
常６０〜７０μｍ程度と大変微小なものである。
【００５４】以上のように、ＩＣチップ１と基板５とを
熱圧着して電気的および機械的に接続することができ
る。
【００５５】以下に、本発明の実施形態におけるフリッ
プチップの実装手順を図９のフロー図にしたがって示
す。
【００５６】まず、最初の手順として、基板５のＩＣチ
ップ１を実装する部位にＡＣＦ４の仮接着、およびＩＣ
チップ１にペースト状の接着剤３の塗布を行う。
【００５７】ＡＣＦ４は、一般的に実装時の作業性を考
慮して、厚みを一定にしたシート状態でメーカーより供
給されている。この場合、熱硬化タイプのバインダを使
用しているＡＣＦ４であれば、当然のことながら低温保
管が必要となる。
【００５８】そこで、シート状のＡＣＦ４をＩＣチップ
１の接着面より少し大きいサイズに切り出す。次に、カ
ットしたＡＣＦ４を基板５の接続対象となるパターンの
上に置く。さらに次に、プレヒートを行って加熱して仮
接着する。
【００５９】他方、ＩＣチップ１のバンプ２のある面に
ペースト状の接着剤３を適量塗布する。このようにする
と、バンプ２を目安にペースト状の接着剤３を塗布する
厚さを調節することができるので、ペースト状の接着剤
３を適量塗布することが容易になる。なお、ペースト状
の接着剤３は、図６に示すように、バンプ２のある側の
面を下に向けてから基板５の上に載せるまでの間に、滴
下してしまわない程度の粘性を持たせる必要がある。こ
れで熱圧着工程前の準備作業は終了する。
【００６０】次の手順として、ＩＣチップ１の熱圧着を
行う。
【００６１】ＡＣＦ４の仮接着が完了した基板５をフリ
ップチップボンダの作業台上に固定する。次に、フリッ
プチップボンダに接続対象となる基板５上のパターンの
位置を検出させる。パターンの位置が検出できたら、こ
の位置に合わせてＡＣＰを塗布したＩＣチップ１をバン
プ２がＡＣＦ４と接する方向、つまりバンプ２のある側
を下に向けて基板５の上に載せ、フリップチップボンダ
により熱圧着する。
【００６２】ところで、上述のフィレット３１は、環境
的要因、特に湿気からＩＣチップ１を保護して、安定的
に動作させる上で有用なものである。そこで、フィレッ
ト３１を積極的に形成するために、熱圧着を行う前のペ
ースト状の接着剤３とＡＣＦ４との厚さの計は、バンプ
２の高さよりも大きいものとすることが望ましい。この
ようにすることによって、熱圧着時に、ペースト状の接
着剤３がＩＣチップ１の外周にはみ出し、十分な大きさ
のフィレット３１を形成することが可能となる。
【００６３】さらに、上述のように、フィレット３１を
積極的に形成する上で、ＡＣＦ４をＩＣチップ１のバン
プ２の形成面の面積より少し大きい面積にすることが有
効である。これは、図１に示すように、ＡＣＦ４の面積
がバンプ２の形成面よりも大きいと、ＡＣＦ４の外縁に
載置されて、フィレット３２のように大きなものを形成
することが可能となるからである。
【００６４】ただし、ＩＣチップ１の高さに匹敵するほ
どペースト状の接着剤３がＩＣチップ１の外周にはみ出
してしまうと、ＩＣチップ１を押圧しているフリップチ
ップボンダの治具にペースト状の接着剤３が付着してし
まう。したがって、フィレット３１の高さをＩＣチップ
１のバンプ２を設けた面の反対側の面の高さより低くな
るように、かつ、ＩＣチップ１のバンプ２を設けた面の
高さよりも高くなるよに、ペースト状の接着剤３とＡＣ
Ｆ４との厚さの計、およびＡＣＦ４の面積を調整する必
要がある。
【００６５】ところで、ペースト状の接着剤３は、ＡＣ
Ｐとすることが望ましい。
【００６６】ＡＣＰは、ペースト状の接着剤バインダと
導電性粒子を組み合わせたものであり、ペースト状の接
着剤と同様の流動性を持つ。さらに、異方性のある導電
ペーストであるので、導電押圧力がかかった場合は、押
圧力がかかった方向に導電性が発揮される。
【００６７】よって、ＡＣＰを用いた場合は、ＡＣＦ４
に含まれる導電性粒子とあわせて、ＡＣＰに含まれる導
電性粒子によっても導電性が確保されるので、電気的接
続の確実性をより高めることができる。
【００６８】また、ペースト状の接着剤３としてＡＣＰ
を用いた場合は、このＡＣＰおよびＡＣＦ４に含まれる
導電性粒子の径は、ほぼ同一ものであることが望まし
い。これは、図２に示すように、ＡＣＦとペースト状の
接着剤との混在領域８は、ペースト状の接着剤３として
のＡＣＰとＡＣＦ４とのそれぞれに含まれていた導電粒
子がバンプ２と基板５との間に挟まれており、電気的接
続を担う重要な領域である。よって、この部分のＡＣＦ
４に含まれていた導電性粒子が偶然に不足するような場
合、ＡＣＰに含まれていた導電性粒子により補完される
ことが期待できるが、この時、例えば、ＡＣＰに含まれ
ていた導電性粒子がＡＣＦ４に含まれていた導電性粒子
より小さいと、バンプ２と基板５との両方に接触せず、
バンプ２と基板５との間の導電性を高める効果がなくな
ってしまう。
【００６９】したがって、ＡＣＰおよびＡＣＦ４の導電
性粒子の径をほぼ同一とすることによって、それぞれに
含まれていた導電性粒子の双方により導電性を高められ
るようにすることが望ましい。
【００７０】なお、これらの導電性粒子の径は、ＩＣチ
ップと基板との電気的接続を確保と、ＡＣＦ４の厚さや
バンプ２のピッチなどとを勘案すると、２〜１０μｍ程
度の範囲とするのが望ましい。
【００７１】また、別の実施形態として、基板５の上に
ＡＣＦ４を仮接着し、この上にペースト状の接着剤３を
塗布した後、ＩＣチップ１をペースト状の接着剤３の上
に載せ、その後熱圧着する手順としても良い。
【００７２】さらに、図７に示すように、ペースト状の
接着剤３をＩＣチップ１のバンプ２のある側に塗布した
上で、このペースト状の接着剤３にＡＣＦ４を貼付し、
このままの状態でＩＣチップ１を基板５に置き、その後
熱圧着する手順としても良い。
【００７３】この場合、ペースト状の接着剤３には、バ
ンプ２のある側の面を下に向けてから基板５の上に載せ
るまでの間に、ＡＣＦ４が落下してしまわない程度の粘
着力が必要になる。
【００７４】また、さらに別の実施形態として、基板５
にＩＣチップ１と一緒に実装される受動素子について
も、ハンダ付けにより実装するかわりに、ペースト状の
接着剤３およびＡＣＦ４で実装しても良い。これによ
り、ハンダ付け実装の場合に発生する短絡等の不良を回
避することができる。また、ＩＣチップ１と受動素子と
の実装作業を１つの工程にまとめることができ、さら
に、フラックス残渣を除去するための洗浄工程が不要に
なるので、実装にかかるコストを抑えることができる。
【００７５】さらに、上述の実施形態においては、ＡＣ
Ｆ４に対してペースト状の接着剤３を組み合わせて使用
するものとしたが、ペースト状の接着剤３の代わりに接
着剤を使用しても良い。この場合、接着剤には導電性粒
子が含まれていないので、電気的接続の確実性はペース
ト状の接着剤３よりも劣るが、低コスト化を図ることが
できる。
【００７６】上述のように、これらの実施形態によれ
ば、ＡＣＦ４のＩＣチップ１サイドにペースト状の接着
剤３を塗布しているため、ペースト状で流動性が高いペ
ースト状の接着剤３の特性により、バンプ２とＡＣＦ４
との隙間に入り込むので、気泡が発生しにくくなる。さ
らに、ＡＣＦ４がバンプ２付近の変形に追従できず、Ｉ
Ｃチップ１の接着面に気泡が残ってしまうような場合で
も、ペースト状の接着剤３の流動性が高いので、フリッ
プチップボンダからの押圧力により気泡が接着面の外に
放出され、ＩＣチップ１の接続面に気泡が残留しない。
【００７７】また、ＩＣチップ１と基板５との電気的お
よび機械的接続を得るために、押圧力をかけるので、Ｉ
Ｃチップ１とＡＣＦ４との間からはみ出したペースト状
の接着剤３は、ＩＣチップ１の外周を被覆するようにフ
ィレットを形成し、モールド材の役目を果たすので、外
部からＩＣチップ１のバンプ形成面に異物や水分の進入
を防ぐとともに、機械的接続の強度も向上する。
【００７８】
【発明の効果】以上延べたように、本発明では、一方の
面に電極が形成されたＩＣチップの前記一方の面を基板
に対して相対向する向きにて実装するフリップチップ実
装方法において、前記ＩＣチップと前記基板との間にシ
ート状の異方性導電接着剤とペースト状の接着剤とを介
在させた状態で、前記ＩＣチップと前記基板とを接続す
る構成としたことにより、電気的・機械的接続がより強
固になり、フリップチップの実装の信頼性を大きく向上
させることができる。
【００７９】また、ペースト状の接着剤がＩＣチップの
周側面にシート状の異方性導電接着剤を基台としてフィ
レットを形成するので、外部からの異物や水分の進入を
防ぐとともに、機械的強度も向上する。ひいては、この
実装方法により実装されるＩＣチップの製品寿命を向上
させることができる。また、シート状の異方性導電接着
剤とペースト状の接着剤とに含まれる導電性粒子径をほ
ぼ同一としたので、電気的接続の信頼性が向上する。さ
らには、受動素子などＩＣチップとともに実装される部
品についても同じ方法によって実装できるので、ＩＣチ
ップを利用した製品の生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態を示す断面図である。
【図２】 図１のフリップチップのバンプ周辺の拡大図
である。
【図３】 従来技術のうち、ＡＣＦを使用したフリップ
チップの実装状態の断面図である。
【図４】 従来技術のうち、ＡＣＰを使用したフリップ
チップの実装状態の断面図である。
【図５】 従来技術のうち、バンプと基板のパターンの
表面金属との金属共晶を利用したフリップチップの実装
状態の断面図である。
【図６】 ペースト状の接着剤をＩＣチップに塗布する
別の実施形態を示す断面図である。
【図７】 ペースト状の接着剤にＡＣＦを貼付する別の
実施形態を示す断面図である。
【図８】 ＩＣチップの基板への接続フローを示す図で
ある。
【符号の説明】
１ ＩＣチップ ２ バンプ ３ ペースト状の接着剤 ４ ＡＣＦ ５ 基板 ６ モールド材 ７ 気泡 ８ ＡＣＦとペースト状の接着剤の混在領域 ９ ＡＣＰ

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一方の面に電極が形成されたＩＣチップ
    の前記一方の面を基板に対して相対向する向きにて実装
    するフリップチップ実装方法において、 前記ＩＣチップと前記基板との間にシート状の異方性導
    電接着剤とペースト状の接着剤とを介在させた状態で、
    前記ＩＣチップと前記基板とを接続することを特徴とす
    るフリップチップ実装方法。
  2. 【請求項２】 前記ペースト状の接着剤は、異方性導電
    接着剤であることを特徴とする請求項１に記載のフリッ
    プチップ実装方法。
  3. 【請求項３】 前記ＩＣチップと前記基板との接続は、
    熱圧着により行われることを特徴とする請求項１または
    請求項２に記載のフリップチップ実装方法。
  4. 【請求項４】 前記シート状の異方性導電接着剤を前記
    基板側に、前記ペースト状の接着剤を前記ＩＣチップ側
    に配置することを特徴とする請求項１乃至請求項３のい
    ずれか一つに記載のフリップチップ実装方法。
  5. 【請求項５】 前記シート状の異方性導電接着剤は、前
    記ＩＣチップの熱圧着工程前において、前記基板に貼付
    されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれ
    か一つに記載のフリップチップ実装方法。
  6. 【請求項６】 前記ペースト状の接着剤は、前記熱圧着
    工程前において、前記基板に貼付された前記シート状の
    異方性導電接着剤に塗布されることを特徴とする請求項
    ５に記載のフリップチップ実装方法。
  7. 【請求項７】 前記ペースト状の接着剤は、前記熱圧着
    工程前において、前記一方の面に塗布されることを特徴
    とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載のフ
    リップチップ実装方法。
  8. 【請求項８】 前記シート状の異方性導電接着剤は、前
    記熱圧着工程前において、前記一方の面に塗布された前
    記ペースト状の接着剤に貼付されることを特徴とする請
    求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載のフリップチ
    ップ実装方法。
  9. 【請求項９】 前記ペースト状の接着剤は、前記ペース
    ト状の接着剤を塗布した前記一方の面を下方に向けた状
    態において、前記一方の面から滴下しない粘性を有する
    ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載のフリ
    ップチップ実装方法。
  10. 【請求項１０】 前記シート状の異方性導電接着剤と前
    記ペースト状の接着剤との厚さの計は、前記熱圧着工程
    前において、前記ＩＣチップおよび前記基板のいずれか
    一方に形成されたバンプの高さよりも高いものとするこ
    とを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一つに
    記載のフリップチップ実装方法。
  11. 【請求項１１】 前記シート状の異方性導電接着剤と前
    記ペースト状の接着剤との厚さの計は、前記シート状の
    異方性導電接着剤と前記ペースト状の接着剤とにより前
    記熱圧着工程において形成されるフィレットの高さが、
    前記ＩＣチップの前記一方の面が位置する高さよりも高
    くなるとともに、前記ＩＣチップの前記一方の面とは反
    対の面が位置する高さよりも低くなる範囲内とすること
    を特徴とする請求項１０に記載のフリップチップ実装方
    法。
  12. 【請求項１２】 前記シート状の異方性導電接着剤の面
    積は、前記一方の面の面積よりも大きいものとすること
    を特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一つに
    記載のフリップチップ実装方法。
  13. 【請求項１３】 前記シート状の異方性導電接着剤の面
    積は、前記シート状の異方性導電接着剤と前記ペースト
    状の接着剤とにより前記熱圧着工程後に形成されるフィ
    レットの高さが、前記ＩＣチップの前記一方の面が位置
    する高さよりも高くなるとともに、前記ＩＣチップの前
    記一方の面とは反対の面が位置する高さよりも低くなる
    範囲内とすることを特徴とする請求項１２に記載のフリ
    ップチップ実装方法。
  14. 【請求項１４】 前記シート状の異方性導電接着剤と前
    記ペースト状の接着剤とに含まれる導電性粒子の径をほ
    ぼ同一としたことを特徴とする請求項２乃至請求項１３
    のいずれか一つに記載のフリップチップ実装方法。
  15. 【請求項１５】 前記ＩＣチップとともに実装される受
    動素子と前記基板との接続に、前記シート状の異方性導
    電接着剤と前記ペースト状の接着剤とを使用することを
    特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか一つに記
    載のフリップチップ実装方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１乃至請求項１５のいずれか一
    つに記載のフリップチップ実装方法により製造されるこ
    とを特徴とする半導体装置。
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