JPH11284031A - 半導体パッケージの製造方法 - Google Patents
半導体パッケージの製造方法Info
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- JPH11284031A JPH11284031A JP9857598A JP9857598A JPH11284031A JP H11284031 A JPH11284031 A JP H11284031A JP 9857598 A JP9857598 A JP 9857598A JP 9857598 A JP9857598 A JP 9857598A JP H11284031 A JPH11284031 A JP H11284031A
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- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
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- Wire Bonding (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 フリップチップ接続において、チップ電極と
基板電極との接続強度の低下を防止して、信頼性の高い
接続を実現する。 【解決手段】 フラックス11をガラス基板などの平坦
基板12上に約10μmの厚さで塗布した後、チップ2
1上のハンダバンプ23を平坦基板12に押しつけるこ
とにより、フラックス11をハンダバンプ23の先端部
にのみ塗布する。ついで、チップ電極(Al電極)22
と基板31上の基板電極32との位置合わせを行った
後、加熱によりハンダバンプ23aと基板電極32とを
接続する。この方法によれば、フラックス11aはAl
電極22に接触しないので、ハンダバンプ23aの底辺
がウエットバックすることなく上記接続ができる。その
後の工程では、フラックス洗浄・封止材注入・封止材硬
化の各処理を行う。
基板電極との接続強度の低下を防止して、信頼性の高い
接続を実現する。 【解決手段】 フラックス11をガラス基板などの平坦
基板12上に約10μmの厚さで塗布した後、チップ2
1上のハンダバンプ23を平坦基板12に押しつけるこ
とにより、フラックス11をハンダバンプ23の先端部
にのみ塗布する。ついで、チップ電極(Al電極)22
と基板31上の基板電極32との位置合わせを行った
後、加熱によりハンダバンプ23aと基板電極32とを
接続する。この方法によれば、フラックス11aはAl
電極22に接触しないので、ハンダバンプ23aの底辺
がウエットバックすることなく上記接続ができる。その
後の工程では、フラックス洗浄・封止材注入・封止材硬
化の各処理を行う。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体パッケージ
の製造方法に関し、詳しくは、LSIチップの電極上に
ハンダワイヤにより形成されたハンダバンプ(半田ボー
ル)を用いて上記チップ電極と基板電極とを接続するフ
リップチップ技術に関する。
の製造方法に関し、詳しくは、LSIチップの電極上に
ハンダワイヤにより形成されたハンダバンプ(半田ボー
ル)を用いて上記チップ電極と基板電極とを接続するフ
リップチップ技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、チップ上のAl電極(チップ電
極)にハンダバンプを、Au(金)のワイヤボンディン
グで形成する方法が採用されているが、このようなAl
電極上にPb−Snのハンダバンプを直接形成すると、
Al上のこのハンダにいわゆる「食われ」が発生しやす
くなる。このため、Al電極上にハンダバンプを直接形
成するときには、Al膜とハンダバンプとの間にバリア
層を形成する必要があり、このバリア層形成には膜形成
工程が必要になるので、半導体パッケージがコスト高と
なる欠点があった。
極)にハンダバンプを、Au(金)のワイヤボンディン
グで形成する方法が採用されているが、このようなAl
電極上にPb−Snのハンダバンプを直接形成すると、
Al上のこのハンダにいわゆる「食われ」が発生しやす
くなる。このため、Al電極上にハンダバンプを直接形
成するときには、Al膜とハンダバンプとの間にバリア
層を形成する必要があり、このバリア層形成には膜形成
工程が必要になるので、半導体パッケージがコスト高と
なる欠点があった。
【0003】この欠点をなくすために従来、微量な添加
元素を混合したハンダをワイヤに加工し、Al電極上に
ワイヤボンディングでハンダバンプを形成する方法が提
案されている。この方法では図4(a)に示すように、
チップ21のAl電極(チップ電極)22上にハンダバ
ンプ23を形成後、基板上の電極(図示せず)との濡れ
性を良好にするために、図4(b)のようにハンダバン
プ23(または上記基板)にフラックス11を塗布した
後、加熱によりAl電極22と上記基板電極とを接続す
る。
元素を混合したハンダをワイヤに加工し、Al電極上に
ワイヤボンディングでハンダバンプを形成する方法が提
案されている。この方法では図4(a)に示すように、
チップ21のAl電極(チップ電極)22上にハンダバ
ンプ23を形成後、基板上の電極(図示せず)との濡れ
性を良好にするために、図4(b)のようにハンダバン
プ23(または上記基板)にフラックス11を塗布した
後、加熱によりAl電極22と上記基板電極とを接続す
る。
【0004】しかしながら、この方法には以下の問題点
があった。これを、チップ側にフラックスを塗布した場
合について、図4を参照して説明する。図4(a)に示
すように、Al電極22上にハンダワイヤをボンディン
グし、ワイヤ切断後のワイヤをレベリング(ハンダバン
プ23を形成)することで所定の高さに保つ。その後、
図4(b)のようにフラックス11を塗布し、加熱する
と図4(c)のように、ハンダバンプ23は表面張力で
ウエットバックし、半球状になる。図4(c)において
11aは加熱後のフラックス、23aは加熱後のハンダ
バンプである。
があった。これを、チップ側にフラックスを塗布した場
合について、図4を参照して説明する。図4(a)に示
すように、Al電極22上にハンダワイヤをボンディン
グし、ワイヤ切断後のワイヤをレベリング(ハンダバン
プ23を形成)することで所定の高さに保つ。その後、
図4(b)のようにフラックス11を塗布し、加熱する
と図4(c)のように、ハンダバンプ23は表面張力で
ウエットバックし、半球状になる。図4(c)において
11aは加熱後のフラックス、23aは加熱後のハンダ
バンプである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところがこの際、図5
に示すように、加熱後のハンダバンプ23aとAl電極
22との界面で剥離が発生する。図5の61は剥離部
(非接触部)を示す。上記剥離が発生するとAl電極と
基板電極との接続強度が弱くなり、熱膨張などの影響に
より応力が加わった場合に、接続不良により簡単にオー
プンになるなど、半導体パッケージの信頼性が低下す
る。
に示すように、加熱後のハンダバンプ23aとAl電極
22との界面で剥離が発生する。図5の61は剥離部
(非接触部)を示す。上記剥離が発生するとAl電極と
基板電極との接続強度が弱くなり、熱膨張などの影響に
より応力が加わった場合に、接続不良により簡単にオー
プンになるなど、半導体パッケージの信頼性が低下す
る。
【0006】したがって本発明の目的は、従来技術の上
記問題点を解決し、簡便な方法により信頼性の高い半導
体パッケージを製造することにある。
記問題点を解決し、簡便な方法により信頼性の高い半導
体パッケージを製造することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の半導体
パッケージの製造方法は、LSIチップの電極上にハン
ダワイヤにより形成されたハンダバンプを用いて上記チ
ップ電極と基板電極とをフリップチップ接続する半導体
パッケージの製造方法において、フラックス11を、チ
ップ電極22に接触させずハンダバンプ23の先端部に
のみ塗布することを特徴とする(図1を参照)。
パッケージの製造方法は、LSIチップの電極上にハン
ダワイヤにより形成されたハンダバンプを用いて上記チ
ップ電極と基板電極とをフリップチップ接続する半導体
パッケージの製造方法において、フラックス11を、チ
ップ電極22に接触させずハンダバンプ23の先端部に
のみ塗布することを特徴とする(図1を参照)。
【0008】フラックスが必要な界面は基板電極面であ
るから、請求項1の製造方法では、フラックスがチップ
電極面に接触しないように接続する工程を設けること
で、ハンダバンプとチップ電極との界面での剥離を防止
する。フラックスをチップ電極に接触させない方法とし
ては、チップ表面にコーティングを施すものや、フラッ
クスをバンプ先端部にのみ転写するものが挙げられる。
るから、請求項1の製造方法では、フラックスがチップ
電極面に接触しないように接続する工程を設けること
で、ハンダバンプとチップ電極との界面での剥離を防止
する。フラックスをチップ電極に接触させない方法とし
ては、チップ表面にコーティングを施すものや、フラッ
クスをバンプ先端部にのみ転写するものが挙げられる。
【0009】請求項2に記載の半導体パッケージの製造
方法は、請求項1において、上記チップ電極22上にハ
ンダバンプ23を形成した後、該チップ電極22の表面
にコーティング材41を塗布することを特徴とする(図
2を参照)。
方法は、請求項1において、上記チップ電極22上にハ
ンダバンプ23を形成した後、該チップ電極22の表面
にコーティング材41を塗布することを特徴とする(図
2を参照)。
【0010】請求項3に記載の半導体パッケージの製造
方法は、請求項2において、上記コーティング材41の
塗布厚さがハンダバンプ23の高さより薄いことを特徴
とする(図2、図3を参照)。
方法は、請求項2において、上記コーティング材41の
塗布厚さがハンダバンプ23の高さより薄いことを特徴
とする(図2、図3を参照)。
【0011】請求項4に記載の半導体パッケージの製造
方法は、請求項3において上記コーティング材41とし
て、封止材と同等の材料を用いることを特徴とする。
方法は、請求項3において上記コーティング材41とし
て、封止材と同等の材料を用いることを特徴とする。
【0012】請求項5に記載の半導体パッケージの製造
方法は、請求項1,2または3において、上記基板電極
32にハンダプリコート51を施すことを特徴とする
(図3を参照)。
方法は、請求項1,2または3において、上記基板電極
32にハンダプリコート51を施すことを特徴とする
(図3を参照)。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。 実施の形態1 図1は、ハンダバンプの先端部にのみフラックスを転写
する場合を示す説明図である。図1(a)のように、フ
ラックス11をガラス基板などの平坦基板12上に約1
0μmの厚さで塗布する。その方法としてはスキージに
よるものや、スピナーによるものなどが挙げられる。
面を参照しながら説明する。 実施の形態1 図1は、ハンダバンプの先端部にのみフラックスを転写
する場合を示す説明図である。図1(a)のように、フ
ラックス11をガラス基板などの平坦基板12上に約1
0μmの厚さで塗布する。その方法としてはスキージに
よるものや、スピナーによるものなどが挙げられる。
【0014】つぎに、チップ21上のハンダバンプ23
を平坦基板12に押しつけると、図1(b)に示すよう
にフラックス11がハンダバンプ23の先端部にのみ転
写される。ついで、図1(c)のようにAl電極(チッ
プ電極)22と基板31上の基板電極32との位置合わ
せを行った後、加熱によりハンダバンプ23aと基板電
極32とを接続する。
を平坦基板12に押しつけると、図1(b)に示すよう
にフラックス11がハンダバンプ23の先端部にのみ転
写される。ついで、図1(c)のようにAl電極(チッ
プ電極)22と基板31上の基板電極32との位置合わ
せを行った後、加熱によりハンダバンプ23aと基板電
極32とを接続する。
【0015】この場合、図1(c)で明らかなように、
フラックス11aはAl電極22に接触していない〔図
1(c)と図4(c)を比較〕ので、ハンダバンプ23
aの底辺がウエットバックすることなく上記接続ができ
る。その後の工程では、従来のハンダバンプのフリップ
チップ接続と同様に、フラックス洗浄・封止材注入・封
止材硬化の各工程を行う。
フラックス11aはAl電極22に接触していない〔図
1(c)と図4(c)を比較〕ので、ハンダバンプ23
aの底辺がウエットバックすることなく上記接続ができ
る。その後の工程では、従来のハンダバンプのフリップ
チップ接続と同様に、フラックス洗浄・封止材注入・封
止材硬化の各工程を行う。
【0016】実施の形態2 図2は、ハンダワイヤボンディング後にチップ表面にコ
ーティングを施す場合を示している。Al電極22上に
ハンダパンプ23を形成し、このハンダパンプ23の先
端部が露出するようにコーティング材41を塗布・硬化
後、このパンプ露出部を覆うようにフラックス11を塗
布する〔図2(a)〕。そのために、ハンダワイヤボン
ディング・レベリング後に、チップ21表面にコーティ
ング材41をスピナーを用いて塗布し、硬化させる。コ
ーティング材41の塗布は1チップ単位でも行えるが、
ウエハ単位で行ったほうが低コストになる。ウエハ単位
で行ったときはコーティング材41を塗布・硬化後、ウ
エハをダイシングすることになる。
ーティングを施す場合を示している。Al電極22上に
ハンダパンプ23を形成し、このハンダパンプ23の先
端部が露出するようにコーティング材41を塗布・硬化
後、このパンプ露出部を覆うようにフラックス11を塗
布する〔図2(a)〕。そのために、ハンダワイヤボン
ディング・レベリング後に、チップ21表面にコーティ
ング材41をスピナーを用いて塗布し、硬化させる。コ
ーティング材41の塗布は1チップ単位でも行えるが、
ウエハ単位で行ったほうが低コストになる。ウエハ単位
で行ったときはコーティング材41を塗布・硬化後、ウ
エハをダイシングすることになる。
【0017】コーティング材41は封止材と同等のもの
が望ましい。上記接続後の工程では封止材を注入するの
で、コーティング材に封止材を用いると、このコーティ
ングを除去する必要がなくなる。封止材以外の材料を用
いると、ハンダバンプと基板電極との接続後このコーテ
ィングを除去することが必要となり、工程が増えること
になるうえ、洗浄工程でフラックス洗浄とコーティング
洗浄を行うことになる。封止材を使用する場合には、図
2(a)に示すように封止材41を硬化後、フラックス
11を塗布する。このフラックス塗布では、あらかじめ
コーティング材41が塗布してあるため、図1(a)示
すような精密な転写工程は必要ない。
が望ましい。上記接続後の工程では封止材を注入するの
で、コーティング材に封止材を用いると、このコーティ
ングを除去する必要がなくなる。封止材以外の材料を用
いると、ハンダバンプと基板電極との接続後このコーテ
ィングを除去することが必要となり、工程が増えること
になるうえ、洗浄工程でフラックス洗浄とコーティング
洗浄を行うことになる。封止材を使用する場合には、図
2(a)に示すように封止材41を硬化後、フラックス
11を塗布する。このフラックス塗布では、あらかじめ
コーティング材41が塗布してあるため、図1(a)示
すような精密な転写工程は必要ない。
【0018】ついで、図2(b)のようにAl電極22
と基板電極32との位置合わせを行った後、図2(c)
に示すように加熱によりハンダバンプ23aと基板電極
32とを接続する。その後は従来と同様の工程で所定の
処理を行う。
と基板電極32との位置合わせを行った後、図2(c)
に示すように加熱によりハンダバンプ23aと基板電極
32とを接続する。その後は従来と同様の工程で所定の
処理を行う。
【0019】実施の形態3 図2(a)と同様に、Al電極22上にハンダパンプ2
3を形成し、このハンダパンプ23の先端部が露出する
ようにコーティング材41を塗布・硬化後、このパンプ
露出部を覆うようにフラックス11を塗布する。また、
図3(a)のように基板電極32にハンダプリコート5
1を施す。ハンダプリコート51を施す方法としては、
ハンダメッキ、ハンダ析出法(スーパーソルダー法)、
ハンダワイヤボンディグ法などが挙げられる。ハンダワ
イヤボンディング法は、基板電極にハンダワイヤをボン
ディングし、フラックス塗布後に加熱・洗浄するもので
ある。
3を形成し、このハンダパンプ23の先端部が露出する
ようにコーティング材41を塗布・硬化後、このパンプ
露出部を覆うようにフラックス11を塗布する。また、
図3(a)のように基板電極32にハンダプリコート5
1を施す。ハンダプリコート51を施す方法としては、
ハンダメッキ、ハンダ析出法(スーパーソルダー法)、
ハンダワイヤボンディグ法などが挙げられる。ハンダワ
イヤボンディング法は、基板電極にハンダワイヤをボン
ディングし、フラックス塗布後に加熱・洗浄するもので
ある。
【0020】基板電極32にフラックス11を転写し、
Al電極22と基板電極32との位置合わせを行った
後、図3(b)に示すように、加熱によりハンダバンプ
23aとハンダプリコート51a(加熱後)と基板電極
32とを接続する。その後は従来と同様の工程で所定の
処理を行う。この実施の形態では、ハンダプリコート5
1を施すので、チップ21側のハンダが基板31側に吸
い取られる必要がなくなり、基板31・チップ21間に
所定のギャップを保つことができる。これによって、後
の工程での封止材注入が容易になる。
Al電極22と基板電極32との位置合わせを行った
後、図3(b)に示すように、加熱によりハンダバンプ
23aとハンダプリコート51a(加熱後)と基板電極
32とを接続する。その後は従来と同様の工程で所定の
処理を行う。この実施の形態では、ハンダプリコート5
1を施すので、チップ21側のハンダが基板31側に吸
い取られる必要がなくなり、基板31・チップ21間に
所定のギャップを保つことができる。これによって、後
の工程での封止材注入が容易になる。
【0021】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば以下の作用効果が得られる。 (1)請求項1 フラックスをチップ電極に接触させずハンダバンプの先
端部にのみ塗布するため、フリップチップ接続の際にフ
ラックスがAl電極面に接触しないので、電極界面が接
続された状態に維持され、チップ電極と基板電極との接
続強度の低下が防止され、信頼性の高い接続が可能にな
る。
よれば以下の作用効果が得られる。 (1)請求項1 フラックスをチップ電極に接触させずハンダバンプの先
端部にのみ塗布するため、フリップチップ接続の際にフ
ラックスがAl電極面に接触しないので、電極界面が接
続された状態に維持され、チップ電極と基板電極との接
続強度の低下が防止され、信頼性の高い接続が可能にな
る。
【0022】(2)請求項2 請求項1において、チップ電極上にハンダバンプを形成
した後、該チップ電極の表面にコーティング材を塗布す
るので、精密なフラックス転写工程が不要となり、フリ
ップチップ接続を安価に行うことができる。
した後、該チップ電極の表面にコーティング材を塗布す
るので、精密なフラックス転写工程が不要となり、フリ
ップチップ接続を安価に行うことができる。
【0023】(3)請求項3 請求項2において、コーティング材の塗布厚さをハンダ
バンプの高さより薄くしたため、チップ内のバンプ先端
がコーティング材から突出するので、チップ電極と基板
電極との接続を確実に行うことができる。
バンプの高さより薄くしたため、チップ内のバンプ先端
がコーティング材から突出するので、チップ電極と基板
電極との接続を確実に行うことができる。
【0024】(4)請求項4 請求項3において、コーティング材として封止材と同等
のものを用いるので、接続後にこのコーティング材を除
去する工程が不要となる。
のものを用いるので、接続後にこのコーティング材を除
去する工程が不要となる。
【0025】(5)請求項5 請求項1,2または3において、基板電極にハンダプリ
コートを施すため、基板電極にハンダが供給されるの
で、チップと基板のギャップを所定値に保つことがで
き、封止材の注入を容易に行うことができる。
コートを施すため、基板電極にハンダが供給されるの
で、チップと基板のギャップを所定値に保つことがで
き、封止材の注入を容易に行うことができる。
【図1】本発明の半導体パッケージ製造方法の一例を説
明する模式的断面図である。
明する模式的断面図である。
【図2】半導体パッケージ製造方法の別例を説明する模
式的断面図である。
式的断面図である。
【図3】半導体パッケージ製造方法の更に別の例を説明
する模式的断面図である。
する模式的断面図である。
【図4】従来の半導体パッケージ製造方法を説明する模
式的断面図である。
式的断面図である。
【図5】図4の製造方法の問題点を説明する模式的断面
図である。
図である。
11 フラックス 11a フラックス(加熱後) 12 平坦基板 21 チップ 22 Al電極(チップ電極) 23 ハンダバンプ 23a ハンダバンプ(加熱後) 31 基板 32 基板電極 41 コーティング材 51 ハンダプリコート 51a ハンダプリコート(加熱後) 61 剥離部(非接触部)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑崎 聡 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 大倉 秀章 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 小松 耕三 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内
Claims (5)
- 【請求項1】 LSIチップの電極上にハンダワイヤに
より形成されたハンダバンプを用いて前記チップ電極と
基板電極とをフリップチップ接続する半導体パッケージ
の製造方法において、フラックスを、前記チップ電極に
接触させずハンダバンプの先端部にのみ塗布することを
特徴とする半導体パッケージの製造方法。 - 【請求項2】 請求項1において、前記チップ電極上に
ハンダバンプを形成した後、該チップ電極の表面にコー
ティング材を塗布することを特徴とする半導体パッケー
ジの製造方法。 - 【請求項3】 請求項2において、前記コーティング材
の塗布厚さがハンダバンプの高さより薄いことを特徴と
する半導体パッケージの製造方法。 - 【請求項4】 請求項3において前記コーティング材
が、封止材に用いる材料と同等のものであることを特徴
とする半導体パッケージの製造方法。 - 【請求項5】 請求項1,2または3において、前記基
板電極にハンダプリコートを施すことを特徴とする半導
体パッケージの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9857598A JPH11284031A (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 半導体パッケージの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9857598A JPH11284031A (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 半導体パッケージの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11284031A true JPH11284031A (ja) | 1999-10-15 |
Family
ID=14223479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9857598A Pending JPH11284031A (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 半導体パッケージの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11284031A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8076233B2 (en) | 2008-09-24 | 2011-12-13 | Fujitsu Limited | Method of forming electrode connecting portion |
JP2020203446A (ja) * | 2019-06-18 | 2020-12-24 | コニカミノルタ株式会社 | インクジェットヘッド及びその製造方法 |
-
1998
- 1998-03-26 JP JP9857598A patent/JPH11284031A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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