JPH11274227A - 半導体チップの実装方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異方性導電膜を用いたフリップチップ実装に
おいて半導体チップと実装基板との電気的な接続不良を
防止し、かつ生産効率を向上させる。 【解決手段】 実装基板３上に異方性導電膜７を介して
載置された４つの半導体チップ１を１つの半導体チップ
１毎に加熱・加圧し、かつ半導体チップ１と同じ大きさ
の平坦な加圧面５ａを備えた加熱ブロック５と、実装基
板３を支持し、かつ実装基板３の熱圧着される１つの半
導体チップ１のチップ搭載箇所３ｄを基板裏面３ｃから
加熱可能な加熱支持ブロック４と、半導体チップ１の背
面１ｂにエア８を吹き付けて熱圧着を行っていない他の
半導体チップ１を冷却するノズル１０と、前記他の半導
体チップ１の実装基板３におけるチップ搭載箇所３ｄを
基板裏面３ｃ側から冷却する冷却ブロック１１とを有
し、実装基板３上で１つの半導体チップ１毎に４つの半
導体チップ１を別々に熱圧着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造技術に
関し、特に、異方性導電膜を用いてフリップチップ実装
を行う半導体チップの実装方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下に説明する技術は、本発明を研究、
完成するに際し、本発明者によって検討されたものであ
り、その概要は次のとおりである。

【０００３】複数の半導体チップを搭載した半導体装
置、例えば、ＭＣＭ（Multi-Chip-Module)などにおいて
は、半導体チップの実装密度を向上させるために、半導
体チップをフェイスダウンによってチップ搭載基板に実
装するフリップチップ実装が用いられる。

【０００４】このフリップチップ実装では、半導体チッ
プとこれを実装するプリント配線基板（実装基板）との
電気的接続に異方性導電膜（異方性導電フィルム、異方
性導電シート、異方性導電樹脂あるいはＡＣＦ（Anisot
ropic Conductive Film)ともいう）を用いる場合があ
る。

【０００５】ここで、前記ＭＣＭのように、異方性導電
膜を用いたフリップチップ実装構造の半導体装置は、以
下に示す手順で組み立てる。

【０００６】まず、半導体チップのパッド（表面電極）
上に金バンプを形成し、さらに、半導体チップをフリッ
プチップ実装するための専用のチップ圧着装置（半導体
チップの実装装置）を準備する。

【０００７】続いて、前記チップ圧着装置において、半
導体チップをフリップチップ実装する実装基板を平坦な
加熱支持ブロック（支持部材）によって支持する。さら
に、この実装基板のチップ搭載面に異方性導電膜を塗
布、またはシート状に形成した異方性導電膜（異方性導
電シート）を張り付け、その後、半導体チップのパッド
と実装基板の基板端子との位置合わせを行って半導体チ
ップをフェイスダウンで実装基板上に載置する。

【０００８】載置後、半導体チップと実装基板との電気
的接続を行うため、半導体チップに対してチップ背面か
ら所定の荷重を付与する。

【０００９】この荷重により、半導体チップのパッド上
に形成した金バンプと基板端子とが接触し、荷重を掛け
た状態で、チップ背面からと実装基板からとによって異
方性導電膜を加熱し、これに含まれる熱硬化性樹脂を硬
化させ、半導体チップと実装基板との接続を維持する。

【００１０】なお、異方性導電膜を用いてフリップチッ
プ実装を行ったＭＣＭについては、例えば、株式会社工
業調査会、１９９４年５月１日発行、「電子材料１９９
４年５月号」、３７〜４２頁に記載されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記した技
術のＭＣＭのように、異方性導電膜を用いて複数の半導
体チップを１枚の実装基板に実装する場合、製造性の効
率を向上させるためには、実装基板に載置した複数の半
導体チップを同時に熱圧着することが好ましいが、半導
体チップの厚さが異なっていると、実装基板上の全ての
半導体チップに所定の荷重を付与することができず、こ
れにより、金バンプと基板端子とが接触しない状態で異
方性導電膜中の熱硬化性樹脂が硬化する。

【００１２】その結果、半導体チップと実装基板とが電
気的に接続されずに接続不良を引き起こすことが問題と
される。

【００１３】また、前記チップ圧着装置によって実装基
板上に載置した半導体チップを１つ毎に熱圧着しようと
すると、熱圧着が行われていない隣接する半導体チップ
は所定の荷重が付与される前に加熱される。

【００１４】その結果、前記同様に、隣接する半導体チ
ップにおいては、金バンプと基板端子とが接触する前に
異方性導電膜中の熱硬化性樹脂が硬化し、これにより、
半導体チップと実装基板とが電気的に接続されずに接続
不良を引き起こすことが問題とされる。

【００１５】これらの対策として、１つの半導体チップ
毎に異方性導電膜を実装基板に張り付け、その後、半導
体チップを載置して、１つの半導体チップ毎に熱圧着を
行っていくと、生産効率が低下することが問題とされ
る。

【００１６】本発明の目的は、異方性導電膜を用いたフ
リップチップ実装において半導体チップと実装基板との
電気的な接続不良を防止するとともに、生産効率を向上
させる半導体チップの実装方法および装置を提供するこ
とにある。

【００１７】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１９】すなわち、本発明による半導体チップの実
装方法は、主面に形成された表面電極に導電性部材が設
けられた複数の半導体チップを準備する工程と、前記複
数の半導体チップを搭載する実装基板を準備する工程
と、前記実装基板の基板端子上に異方性導電膜を配置す
る工程と、前記異方性導電膜上に前記複数の半導体チッ
プを配置した後、前記半導体チップに設けられた前記導
電性部材を前記異方性導電膜に接触させる工程と、前記
実装基板上で１つの前記半導体チップ毎に前記複数の半
導体チップを熱圧着することにより、前記異方性導電膜
を介して前記複数の半導体チップを前記実装基板にフリ
ップチップ実装する工程とを有するものである。

【００２０】これにより、所望の半導体チップが熱圧着
される際、この半導体チップに隣接する他の半導体チッ
プの異方性導電膜に熱が伝わることを防止できる。

【００２１】したがって、熱圧着されるべき半導体チッ
プの異方性導電膜のみが加熱され、前記他の半導体チッ
プの異方性導電膜は加熱されないため、熱圧着されるべ
き半導体チップのみの異方性導電膜中の熱硬化性樹脂を
硬化させることができる。

【００２２】これにより、前記他の半導体チップの異方
性導電膜中の熱硬化性樹脂が硬化することは防げる。

【００２３】その結果、半導体チップの導電性部材と実
装基板の基板端子とが未接続の状態において異方性導電
膜中の熱硬化性樹脂が硬化することを防げる。

【００２４】これにより、半導体チップと実装基板との
電気的接続における接続不良の発生を防止できる。

【００２５】また、本発明の半導体チップの実装装置
は、実装基板上に異方性導電膜を介して載置された複数
の前記半導体チップを１つの前記半導体チップ毎に加熱
・加圧する加熱部材と、前記実装基板を支持する支持部
材とを有し、前記実装基板上で１つの前記半導体チップ
毎に前記複数の半導体チップを熱圧着することにより、
前記異方性導電膜を介して前記複数の半導体チップの前
記実装基板へのフリップチップ実装を行うものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００２７】図１は本発明の半導体チップの実装装置の
一例であるチップ圧着装置の構造の実施の形態を示す断
面図、図２は図１に示すチップ圧着装置によってフリッ
プチップ実装を行った半導体装置の一例であるＭＣＭの
構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面
図、図３（ａ),（ｂ）は図２に示すＭＣＭに搭載される
半導体チップのパッドの配列を示す平面図、図４は図２
に示すＭＣＭに使用される実装基板の構造を示す平面
図、図５は本発明の半導体チップの実装方法において異
方性導電膜を搭載した状態の実装基板を示す平面図であ
る。

【００２８】本実施の形態の半導体チップの実装装置
は、複数の半導体チップ１を異方性導電膜７（異方性導
電テープ、異方性導電シートあるいは異方性導電フィル
ムなどとも呼ばれる）を介して１枚の実装基板３にフリ
ップチップ実装するチップ圧着装置であり、半導体チッ
プ１を加圧・加熱し、これにより、異方性導電膜７中の
熱硬化性樹脂を熱硬化させてプリント配線基板などの実
装基板３に異方性導電膜７を介してフリップチップ実装
を行う装置である。

【００２９】なお、本実施の形態では、フリップチップ
実装を行った半導体装置の一例として、図２に示すよう
な４つの半導体チップ１を搭載したＭＣＭ６を取り上げ
て説明する。

【００３０】図１に示すチップ圧着装置の構成は、実装
基板３上に異方性導電膜７を介して載置された４つの半
導体チップ１を１つの半導体チップ１毎に加熱・加圧す
る加熱部材である加熱ブロック５と、実装基板３を支持
するとともに、実装基板３の熱圧着される１つの半導体
チップ１のチップ搭載箇所３ｄをそのチップ搭載面３ｂ
と反対側の面（以降、基板裏面３ｃと呼ぶ）から加熱可
能な加熱支持ブロック４（支持部材）と、ＸＹＺ方向に
移動可能なステージ１４とからなり、加熱ブロック５と
加熱支持ブロック４とにより、実装基板３上で１つの半
導体チップ１毎に４つの半導体チップ１を別々に熱圧着
し、これにより、異方性導電膜７を介して４つの半導体
チップ１の実装基板３へのフリップチップ実装を行うも
のである。

【００３１】なお、前記チップ圧着装置に設置された加
熱ブロック５は、半導体チップ１の主面１ａと反対側の
面（以降、背面１ｂと呼ぶ）とほぼ同じ大きさの平坦な
加圧面５ａを有しており、この加熱ブロック５を用いて
１つの半導体チップ１毎にそれぞれの半導体チップ１を
加熱・加圧して熱圧着を行う。

【００３２】つまり、本実施の形態の前記チップ圧着装
置は、半導体チップ１を熱圧着する際に、この熱圧着を
行っている半導体チップ１に隣接しかつ熱圧着が未だ行
われていない他の半導体チップ１の異方性導電膜７に熱
が伝わらないように非伝熱手段を施した装置であり、本
実施の形態の前記非伝熱手段は、１つの半導体チップ１
に相当する大きさに形成された加圧面５ａを有する加熱
ブロック５を備えていることであり、この加熱ブロック
５を用いて半導体チップ１を熱圧着するものである。

【００３３】なお、加熱ブロック５には、ヒータ１２が
設けられ、このヒータ１２によって所定温度に加熱され
た加熱ブロック５が半導体チップ１を加熱し、これによ
って、異方性導電膜７を加熱する。

【００３４】その際、加熱ブロック５から半導体チップ
１の背面１ｂに掛ける荷重は、エアシリンダ９からの圧
力によって付与される。

【００３５】また、本実施の形態のチップ圧着装置に
は、他の前記非伝熱手段として、熱圧着を行う半導体チ
ップ１に隣接する他の半導体チップ１（以降、本実施の
形態では、熱圧着が行われる半導体チップ１に隣接する
半導体チップ１のことを他の半導体チップ１と呼ぶ）の
背面１ｂに冷却気体であるエア８を吹き付けて前記他の
半導体チップ１を冷却する冷却用のノズル１０（気体噴
流手段）が設置されている。

【００３６】このノズル１０からは、所定量のエア８が
半導体チップ１の背面１ｂに向けて吹き付けられる。

【００３７】さらに、前記チップ圧着装置には、他の前
記非伝熱手段として、熱圧着を行う半導体チップ１に隣
接する他の半導体チップ１の実装基板３におけるチップ
搭載箇所３ｄを冷却する冷却ブロック１１が、ステージ
１４上に設けられ、実装基板３のチップ搭載側（チップ
搭載面３ｂ側）と反対側、すなわち基板裏面３ｃ側の前
記他の半導体チップ１に対応した箇所に配置されてい
る。

【００３８】つまり、前記他の半導体チップ１に対応し
た実装基板３の基板裏面３ｃ側に冷却ブロック１１が配
置されている。

【００３９】ここで、冷却ブロック１１は実装基板３を
支持する平坦面１１ａを有し、半導体チップ１の熱圧着
時に、この平坦面１１ａによって実装基板３を支持する
とともに、この冷却ブロック１１からは、例えば、冷却
用のヘリウムガスなどが実装基板３のチップ搭載箇所３
ｄの基板裏面３ｃに対して供給され、これにより、前記
他の半導体チップ１の異方性導電膜７を冷却する。

【００４０】また、加熱支持ブロック４（支持部材）
は、冷却ブロック１１と同様にステージ１４上に設けら
れ、実装基板３を支持するとともに、実装基板３の熱圧
着される１つの半導体チップ１のチップ搭載箇所３ｄを
そのチップ搭載面３ｂと反対側の面（以降、基板裏面３
ｃと呼ぶ）から加熱を行うことが可能な部材である。

【００４１】つまり、実装基板３を支持する平坦面４ａ
を有し、半導体チップ１の熱圧着時に、この平坦面４ａ
によって実装基板３を支持するとともに、実装基板３の
基板裏面３ｃ側からこの半導体チップ１のチップ搭載箇
所３ｄのみを加熱する部材である。

【００４２】また、前記チップ圧着装置は、４つの半導
体チップ１が載置（仮固定）された実装基板３を位置決
めするとともに、この状態の実装基板３を支持する基板
支持ブロック１３を備えている。

【００４３】次に、本実施の形態のチップ圧着装置（半
導体チップの実装装置）によってフリップチップ実装が
行われて製造された図２に示すＭＣＭ６の構成について
説明する。

【００４４】図２に示すＭＣＭ６は、異方性導電膜７を
介して電気的に接続された４つの半導体チップ１を搭載
したものであり、半導体チップ１が異方性導電膜７を介
してプリント配線基板３にベアチップでかつフェイスダ
ウンによって実装されたものであり、図１に示すチップ
圧着装置を用いてフリップチップ実装されたものであ
る。

【００４５】なお、本実施の形態では、図２に示すよう
に、４つの半導体チップ１を搭載したＭＣＭ６の場合を
例に取り上げて説明するが、搭載される半導体チップ１
の数は、特に限定されるものではない。

【００４６】さらに、搭載される半導体チップ１の形状
が、図３（ａ）に示すような正方形のものと、図３
（ｂ）に示すような長方形のものとあり、ＭＣＭ６は、
２種類の形状の半導体チップ１を合計４つ搭載してい
る。

【００４７】なお、それぞれの半導体チップ１において
は、その主面１ａの外周部に表面電極であるパッド１ｃ
が形成されている。

【００４８】前記ＭＣＭ６の構成は、主面１ａに半導体
集積回路が形成され、かつこの主面１ａの外周部に形成
されたパッド１ｃにＡｕのバンプ２（導電性部材）が取
り付けられた半導体チップ１と、この半導体チップ１を
フリップチップ実装によりフェイスダウンで支持するプ
リント配線基板などの実装基板３と、実装基板３の基板
端子３ａと半導体チップ１に取り付けられたバンプ２と
を電気的に接続する異方性導電膜７とからなり、４つの
半導体チップ１が、それぞれにベアチップでかつ異方性
導電膜７を介して実装基板３にフリップチップ実装され
ている。

【００４９】つまり、ＭＣＭ６は、１枚の実装基板３上
に、それぞれ異方性導電膜７を介して電気的に接続され
た４つの半導体チップ１がベアチップ状態でフリップチ
ップ実装されているものであり、図１に示す本実施の形
態のチップ圧着装置を用いてフリップチップ実装が行わ
れたものである。

【００５０】ここで、バンプ２は、例えば、スタッドボ
ンディング技術（ワイヤボンディング装置を用いて半導
体チップ１上にバンプ２を形成する技術）を用いて半導
体チップ１のパッド１ａ上に接合させて形成したもので
あり、Ａｕなどによって形成されている（ただし、バン
プ２は、スタッドボンディング技術によるバンプ形成で
はなく、蒸着などによって形成してもよい）。

【００５１】さらに、異方性導電膜７は、熱硬化性樹脂
とこれに含まれる導電粒子とからなり、前記導電粒子が
半導体チップ１のバンプ２と実装基板３の基板端子３ａ
との間に挟み込まれて両者を電気的に接続するものであ
る。

【００５２】また、実装基板３は、例えば、プリント配
線基板もしくはセラミック基板などであり、そのチップ
搭載面３ｂには、図４に示すように、搭載する４つの半
導体チップ１のパッド１ｃの配列（図３参照）に対応さ
せた銅−ニッケル合金−金などからなる複数の基板端子
３ａが設けられている。

【００５３】なお、図１に示すチップ圧着装置（半導体
チップの実装装置）を用いてフリップチップ実装を行う
際には、加熱ブロック５と加熱支持ブロック４とによっ
て１つの半導体チップ１毎に加熱・加圧してそれぞれの
半導体チップ１の熱圧着を行う。

【００５４】その際、熱圧着される半導体チップ１は、
加熱ブロック５と加熱支持ブロック４とによって加熱さ
れる。

【００５５】また、加熱ブロック５によって所定の荷重
が掛けられると、半導体チップ１に取り付けられたバン
プ２が異方性導電膜７中の熱硬化性樹脂を押し退けて実
装基板３の基板端子３ａに向かい、その後、バンプ２が
基板端子３ａに接触し、さらに、バンプ２はその先端が
押しつぶされる程度に変形される。

【００５６】これにより、ＭＣＭ６においては、半導体
チップ１のバンプ２と実装基板３の基板端子３ａとが熱
硬化性樹脂に含まれる導電粒子によって電気的に接続さ
れている。

【００５７】次に、本実施の形態による半導体チップの
実装方法について説明する。

【００５８】ここで、前記半導体チップの実装方法を、
図２に示す半導体装置であるＭＣＭ６の製造方法に含め
て説明する。

【００５９】すなわち、ＭＣＭ６は、図１に示すチップ
圧着装置を用いて、実装基板３に異方性導電膜７を介し
てフリップチップ実装でかつベアチップによって半導体
チップ１を実装し、これによって製造したものである。

【００６０】まず、それぞれの主面１ａに形成されたパ
ッド１ｃに導電性部材であるＡｕのバンプ２が設けられ
た４つの半導体チップ１を準備する。

【００６１】なお、バンプ２は、例えば、スタッドボン
ディング技術を用いたものである。

【００６２】さらに、４つの半導体チップ１のそれぞれ
のパッド１ｃの配列に対応して基板端子３ａが設けられ
た図４に示すなうな実装基板３を準備する。

【００６３】続いて、図５に示すように、実装基板３の
基板端子３ａ上に４つの半導体チップ１にそれぞれ対応
する４つの異方性導電膜７を張り付けて配置する。

【００６４】ここで、実装基板３上に張り付ける異方性
導電膜７は、柔らかな樹脂状のものであっても、またシ
ート状に形成したものであってもよい。

【００６５】したがって、異方性導電膜７が柔らかな樹
脂状のものである場合には、実装基板３のチップ搭載面
３ｂの所定箇所に、４つの半導体チップ１に対応した前
記樹脂状の異方性導電膜７を所定量ずつ塗布する。

【００６６】また、異方性導電膜７がシート状のもので
ある場合には、異方性導電膜７を所定の大きさに切断し
て形成し、これを４つの半導体チップ１に対応させて実
装基板３のチップ搭載面３ｂに張り付ける。

【００６７】その後、４つの半導体チップ１をそれぞれ
反転させてその背面１ｂを上方に向け、この状態で実装
基板３のチップ搭載面３ｂに配置させた異方性導電膜７
上に４つの半導体チップ１をそれぞれ位置合わせして載
置する。

【００６８】つまり、それぞれの半導体チップ１のパッ
ド１ｃと、これに対応する基板端子３ａとの位置を合わ
せてそれぞれの異方性導電膜７上に４つの半導体チップ
１をフェイスダウンで実装する。

【００６９】その際、それぞれの半導体チップ１の背面
１ｂに対して加熱ブロック５によって小さな荷重を掛
け、これにより、半導体チップ１のバンプ２を異方性導
電膜７に接触させて異方性導電膜７上に半導体チップ１
を載置する。

【００７０】なお、半導体チップ１のバンプ２が異方性
導電膜７に僅かにめり込む程度の（小さな）荷重を半導
体チップ１の背面１ｂに掛ける。

【００７１】これにより、実装基板３上に異方性導電膜
７を介して半導体チップ１が仮固定されたことになる。

【００７２】その後、図１に示すチップ圧着装置（半導
体チップの実装装置）の基板支持ブロック１３上に４つ
の半導体チップ１を仮固定した実装基板３を載置する。

【００７３】この際、チップ圧着装置の基板支持ブロッ
ク１３により、加熱ブロック５に対する実装基板３の位
置決めを行って載置する。

【００７４】続いて、加熱すべき半導体チップ１上に加
熱ブロック５を移動させ、各半導体チップ１を加熱ブロ
ック５によって加熱・加圧して熱圧着する。

【００７５】その際、本実施の形態では、実装基板３上
で１つの半導体チップ１毎に別々に４つの半導体チップ
１を加熱・加圧して熱圧着することにより、異方性導電
膜７を介して４つの半導体チップ１を実装基板３にフリ
ップチップ実装する。

【００７６】ここで、本実施の形態のチップ圧着装置の
加熱ブロック５は、半導体チップ１の背面１ｂとほぼ同
じ大きさの加圧面５ａを備えている。

【００７７】さらに、加熱すべき半導体チップ１を実装
基板３の基板裏面３ｃ側から加熱しかつ支持する加熱支
持ブロック４が、実装基板３の基板裏面３ｃ側のチップ
搭載箇所３ｄに対応して設置されている。

【００７８】したがって、半導体チップ１を載置した実
装基板３を加熱支持ブロック４の平坦面４ａによって支
持して、エアシリンダ９から加熱ブロック５に所定の荷
重を付与し、これにより、加熱ブロック５によって半導
体チップ１の背面１ｂに所定の荷重を付与する。

【００７９】その結果、半導体チップ１のパッド１ｃ上
に形成したバンプ２と実装基板３の基板端子３ａとを接
触させる。

【００８０】ここで、加熱ブロック５によって半導体チ
ップ１の背面１ｂに所定の荷重を掛けると、半導体チッ
プ１に取り付けられたバンプ２が異方性導電膜７中の熱
硬化性樹脂を押し退けて実装基板３の基板端子３ａに向
かい、その後、半導体チップ１のパッド１ｃと基板端子
３ａとの間に異方性導電膜７中の導電粒子を挟み込みな
がらバンプ２を基板端子３ａに接触させ、さらに、バン
プ２をその先端を押しつぶす程度に塑性変形させる。

【００８１】これにより、半導体チップ１のバンプ２と
実装基板３の基板端子３ａとが異方性導電膜７中の導電
粒子によって電気的に接続される。

【００８２】さらに、前記所定の荷重を付与した状態の
加熱ブロック５で、半導体チップ１を加熱する（異方性
導電膜７が所定の温度（例えば、１８０℃程度）に到達
する程度に加熱する）とともに、加熱支持ブロック４に
よって実装基板３のチップ搭載箇所３ｄを基板裏面３ｃ
側から加熱する。

【００８３】これにより、熱圧着を行うべき１つの半導
体チップ１の異方性導電膜７中の熱硬化性樹脂を硬化さ
せて半導体チップ１と実装基板３との接続を維持する。

【００８４】なお、本実施の形態のチップ圧着装置で
は、１つの半導体チップ１毎に半導体チップ１を熱圧着
する際に、熱圧着を行う半導体チップ１に隣接する熱圧
着前の他の半導体チップ１の異方性導電膜７の熱硬化性
樹脂が硬化する温度（例えば５０℃程度）以上に上がら
ないように冷却する。

【００８５】前記チップ圧着装置では、他の半導体チッ
プ１の背面１ｂにノズル１０からエア８（冷却気体）を
吹き付けて異方性導電膜７を冷却するとともに、冷却ブ
ロック１１によって、実装基板３における前記他の半導
体チップ１のチップ搭載箇所３ｄをその基板裏面３ｃか
ら冷却して異方性導電膜７の温度上昇を防止する。

【００８６】これにより、４つのうちの１つの半導体チ
ップ１を異方性導電膜７を介して実装基板３にフリップ
チップ実装できる。

【００８７】その後、ステージ１４を移動して２番めに
熱圧着を行う半導体チップ１の下方に加熱支持ブロック
４を配置させるとともに、この半導体チップ１上に加熱
ブロック５を配置する。

【００８８】これにより、２番めの半導体チップ１に対
しても同様の方法で熱圧着を行い、さらに、残り２つの
半導体チップ１に対しても同様の方法でフリップチップ
実装を行う。

【００８９】その結果、図２に示すような４つの半導体
チップ１をフリップチップ実装したＭＣＭ６を製造でき
る。

【００９０】なお、本実施の形態のＭＣＭ６は、ベアチ
ップ実装であるため、半導体チップ１は露出した状態で
あり、特に封止は行われていない。

【００９１】ただし、エポキシ系の樹脂またはキャップ
部材などによって半導体チップ１を封止してもよい。

【００９２】本実施の形態による半導体チップの実装方
法および装置（チップ圧着装置）によれば、以下のよう
な作用効果が得られる。

【００９３】すなわち、実装基板３上で１つの半導体チ
ップ１毎に４つの半導体チップ１を別々に熱圧着するこ
とにより、所望の半導体チップ１が熱圧着される際、こ
の半導体チップ１に隣接する熱圧着を行っていない他の
半導体チップ１の異方性導電膜７に熱が伝わることを防
止できる。

【００９４】これにより、熱圧着されるべき半導体チッ
プ１の異方性導電膜７のみが加熱され、前記他の半導体
チップ１の異方性導電膜７は加熱されないため、熱圧着
されるべき半導体チップ１のみの異方性導電膜７中の熱
硬化性樹脂を硬化させることができる。

【００９５】その結果、熱圧着を行っていない半導体チ
ップ１の異方性導電膜７中の熱硬化性樹脂が硬化するこ
とは防げる。

【００９６】これにより、半導体チップ１のバンプ２と
実装基板３の基板端子３ａとが未接続の状態で異方性導
電膜７中の熱硬化性樹脂が硬化することを防げる。

【００９７】したがって、半導体チップ１と実装基板３
との電気的接続における接続不良の発生を防止できる。

【００９８】また、実装基板３上に異方性導電膜７を介
して４つの半導体チップ１を載置した状態で１つの半導
体チップ１毎に半導体チップ１を熱圧着することによ
り、１つの半導体チップ１毎に異方性導電膜７を実装基
板３に張り付けてこの半導体チップ１を熱圧着していく
方法と比べて、生産効率を向上させることができる。

【００９９】これにより、半導体チップ１と実装基板３
との電気的な接続不良の発生を防止しつつ、前記生産効
率の向上を図ることができる。

【０１００】その結果、異方性導電膜７を用いたフリッ
プチップ実装工程の合理化を図ることができる。

【０１０１】また、１つの半導体チップ１を熱圧着する
際に、この熱圧着を行う半導体チップ１に隣接する熱圧
着を行っていない他の半導体チップ１を冷却することに
より、前記他の半導体チップ１の異方性導電膜７中の熱
硬化性樹脂が硬化することをさらに確実に防ぐことがで
きる。

【０１０２】これにより、半導体チップ１と実装基板３
との電気的な接続不良の発生をさらに確実に防止でき
る。

【０１０３】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言う
までもない。

【０１０４】例えば、前記実施の形態では、実装基板３
上に４つの半導体チップ１が搭載されたＭＣＭ６の場合
について説明したが、１枚の実装基板３に搭載する半導
体チップ１の数は２つ以上であればよく、その数は特に
限定されるものではない。

【０１０５】そこで、１列に３つの半導体チップ１を搭
載したＭＣＭ６を製造するチップ圧着装置の他の実施の
形態を図６〜図８に示す。

【０１０６】ここで、図６に示す他の実施の形態の半導
体チップの実装装置（チップ圧着装置）は、図１に示す
チップ圧着装置に設けられているノズル１０や冷却ブロ
ック１１などの非伝熱手段を備えていない装置である。

【０１０７】さらに、図７に示す他の実施の形態のチッ
プ圧着装置は、２つの半導体チップ１に対応した大きさ
の冷却ブロック１１のみを基板裏面３ｃ側に備えた装置
である。

【０１０８】また、図８に示す他の実施の形態のチップ
圧着装置は、２つの半導体チップ１に対応した大きさの
冷却ブロック１１と各半導体チップ１に対応して設けら
れた複数のノズル１０とを備えた装置である。

【０１０９】図６〜図８に示す他の実施の形態のチップ
圧着装置においても、熱圧着を行っていない半導体チッ
プ１を加熱しない効果を得ることができる。

【０１１０】なお、チップ圧着装置の実装基板３の基板
裏面３ｃ側に設けられた加熱支持ブロック４や冷却ブロ
ック１１は、特に設置されていなくてもよい。

【０１１１】つまり、半導体チップ１と同じ大きさの平
坦な加圧面５ａを備えた加熱ブロック５を少なくとも備
えていれば、実装基板３の基板裏面３ｃ側に設置される
加熱支持ブロック４や冷却ブロック１１は、特に設置さ
れていなくてもよい。

【０１１２】さらに、実装基板３の基板裏面３ｃ側に、
それぞれの半導体チップ１のチップ搭載箇所３ｄにエア
８を吹き付けるノズル１０が設置されていてもよい。

【０１１３】また、前記実施の形態においては、半導体
装置としてベアチップ実装を行ったＭＣＭ６の場合につ
いて説明したが、前記半導体装置は、ＭＣＭ６に限定さ
れるものではなく、１枚の実装基板３に異方性導電膜７
を介して複数の半導体チップ１をフリップチップ実装す
るものであれば、他の半導体装置であってもよい。

【０１１４】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【０１１５】（１）．実装基板上で１つの半導体チップ
毎に複数の半導体チップを熱圧着することにより、所望
の半導体チップが熱圧着される際、この半導体チップに
隣接する他の半導体チップの異方性導電膜に熱が伝わる
ことを防止できる。これにより、熱圧着を行っていない
半導体チップの導電性部材と実装基板の基板端子とが未
接続の状態で異方性導電膜中の熱硬化性樹脂が硬化する
ことを防げる。その結果、半導体チップと実装基板との
電気的接続における接続不良の発生を防止できる。

【０１１６】（２）．実装基板上に異方性導電膜を介し
て複数の半導体チップを載置した状態で１つの半導体チ
ップ毎に半導体チップを熱圧着することにより、１つの
半導体チップ毎に異方性導電膜を実装基板に張り付けて
この半導体チップを熱圧着していく方法と比較して、生
産効率を向上させることができる。これにより、半導体
チップと実装基板との電気的な接続不良の発生を防止し
つつ、生産効率の向上を図ることができる。その結果、
異方性導電膜を用いたフリップチップ実装工程の合理化
を図ることができる。

【０１１７】（３）．１つの半導体チップを熱圧着する
際に、この熱圧着を行う半導体チップに隣接する他の半
導体チップを冷却することにより、この半導体チップに
隣接する他の半導体チップの異方性導電膜中の熱硬化性
樹脂が硬化することをさらに確実に防ぐことができる。
これにより、半導体チップと実装基板との電気的な接続
不良の発生をさらに確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体チップの実装装置の一例である
チップ圧着装置の構造の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図２】（ａ),（ｂ）は図１に示すチップ圧着装置によ
ってフリップチップ実装を行った半導体装置の一例であ
るＭＣＭの構造を示す図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）は断面図である。

【図３】（ａ),（ｂ）は図２に示すＭＣＭに搭載される
半導体チップのパッドの配列を示す平面図である。

【図４】図２に示すＭＣＭに使用される実装基板の構造
を示す平面図である。

【図５】本発明の半導体チップの実装方法において異方
性導電膜を搭載した状態の実装基板を示す平面図であ
る。

【図６】本発明の他の実施の形態であるチップ圧着装置
の構造を示す断面図である。

【図７】本発明の他の実施の形態であるチップ圧着装置
の構造を示す断面図である。

【図８】本発明の他の実施の形態であるチップ圧着装置
の構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 半導体チップ １ａ 主面 １ｂ 背面 １ｃ パッド（表面電極） ２ バンプ（導電性部材） ３ 実装基板 ３ａ 基板端子 ３ｂ チップ搭載面 ３ｃ 基板裏面 ３ｄ チップ搭載箇所 ４ 加熱支持ブロック（支持部材） ４ａ 平坦面 ５ 加熱ブロック（加熱部材） ５ａ 加圧面 ６ ＭＣＭ（半導体装置） ７ 異方性導電膜 ８ エア（冷却気体） ９ エアシリンダ １０ ノズル（気体噴流手段） １１ 冷却ブロック １１ａ 平坦面 １２ ヒータ １３ 基板支持ブロック １４ ステージ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フリップチップ実装を行う半導体チップ
   の実装方法であって、 主面に形成された表面電極に導電性部材が設けられた複
   数の半導体チップを準備する工程と、 前記複数の半導体チップを搭載する実装基板を準備する
   工程と、 前記実装基板の基板端子上に異方性導電膜を配置する工
   程と、 前記異方性導電膜上に前記複数の半導体チップを配置し
   た後、前記半導体チップに設けられた前記導電性部材を
   前記異方性導電膜に接触させる工程と、 前記実装基板上で１つの前記半導体チップ毎に前記複数
   の半導体チップを熱圧着することにより、前記異方性導
   電膜を介して前記複数の半導体チップを前記実装基板に
   フリップチップ実装する工程とを有することを特徴とす
   る半導体チップの実装方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体チップの実装方法
   であって、１つの前記半導体チップ毎に前記半導体チッ
   プを熱圧着する際に、前記半導体チップの主面と反対側
   の面とほぼ同じ大きさの加圧面を備えた加熱部材を用い
   て熱圧着することを特徴とする半導体チップの実装方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の半導体チップの
   実装方法であって、１つの前記半導体チップ毎に前記半
   導体チップを熱圧着する際に、熱圧着を行う前記半導体
   チップに隣接する他の半導体チップを冷却することを特
   徴とする半導体チップの実装方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載の半導体チップの実装方法
   であって、熱圧着を行う前記半導体チップに隣接する他
   の半導体チップを冷却する際に、前記他の半導体チップ
   の主面と反対側の面に冷却気体を吹き付けて冷却するこ
   とを特徴とする半導体チップの実装方法。
5. 【請求項５】 請求項３または４記載の半導体チップの
   実装方法であって、熱圧着を行う前記半導体チップに隣
   接する他の半導体チップを冷却する際に、前記実装基板
   における前記他の半導体チップのチップ搭載箇所をその
   チップ搭載面と反対側の面から冷却ブロックを用いて冷
   却することを特徴とする半導体チップの実装方法。
6. 【請求項６】 フリップチップ実装を行う半導体チップ
   の実装装置であって、 実装基板上に異方性導電膜を介して載置された複数の前
   記半導体チップを１つの前記半導体チップ毎に加熱・加
   圧する加熱部材と、 前記実装基板を支持する支持部材とを有し、 前記実装基板上で１つの前記半導体チップ毎に前記複数
   の半導体チップを熱圧着することにより、前記異方性導
   電膜を介して前記複数の半導体チップの前記実装基板へ
   のフリップチップ実装を行うことを特徴とする半導体チ
   ップの実装装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の半導体チップの実装装置
   であって、前記半導体チップの主面に対する反対側の面
   とほぼ同じ大きさの加圧面を有した加熱部材が設置され
   るとともに、前記支持部材が、前記実装基板の熱圧着さ
   れる１つの前記半導体チップのチップ搭載箇所をそのチ
   ップ搭載面と反対側の面から加熱可能な部材であり、前
   記加熱部材と前記支持部材とによって１つの前記半導体
   チップ毎に熱圧着を行うことを特徴とする半導体チップ
   の実装装置。
8. 【請求項８】 請求項６または７記載の半導体チップの
   実装装置であって、熱圧着を行う前記半導体チップに隣
   接する他の半導体チップの主面と反対側の面に冷却気体
   を吹き付けて前記他の半導体チップを冷却する気体噴流
   手段が設置されていることを特徴とする半導体チップの
   実装装置。
9. 【請求項９】 請求項６，７または８記載の半導体チッ
   プの実装装置であって、熱圧着を行う前記半導体チップ
   に隣接する他の半導体チップの前記実装基板におけるチ
   ップ搭載箇所を冷却する冷却ブロックが、前記実装基板
   のチップ搭載側と反対側の前記他の半導体チップに対応
   した箇所に設置されていることを特徴とする半導体チッ
   プの実装装置。