JPH118270A - 半導体チップの搭載方法、チップオンチップ構造体の製造方法及びチップオンボード構造体の製造方法 - Google Patents

半導体チップの搭載方法、チップオンチップ構造体の製造方法及びチップオンボード構造体の製造方法

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JPH118270A
JPH118270A JP9158900A JP15890097A JPH118270A JP H118270 A JPH118270 A JP H118270A JP 9158900 A JP9158900 A JP 9158900A JP 15890097 A JP15890097 A JP 15890097A JP H118270 A JPH118270 A JP H118270A
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JP
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chip
bump
metal
semiconductor chip
gap
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JP9158900A
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English (en)
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Masahiro Taniguchi
政弘 谷口
Shinji Usui
進二 臼井
Masaru Horibe
優 堀部
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Tokai Rika Co Ltd
Original Assignee
Tokai Rika Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 信頼性、生産性及びコスト性に優れた半導体
チップの搭載方法を提供すること。 【解決手段】 この半導体チップ搭載方法では、まずバ
ンプ形成工程後に接合工程を行う。バンプ形成工程で
は、ワイヤボンディング装置１１を利用して半導体チッ
プ２に第１の含金バンプ４群を形成するとともに、同装
置１１を利用してチップ被搭載物３に第２の含金バンプ
５群を形成する。接合工程では、第１及び第２の含金バ
ンプ４，５群を対向させた状態でフリップチップボンデ
ィングを行い、半導体チップ２とチップ被搭載物３との
間に一定のギャップ６を確保しつつ両者２，３を一体化
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、半導体チップの搭
載方法、チップオンチップ構造体の製造方法及びチップ
オンボード構造体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ワイヤボンディングによって
チップ被搭載物上に半導体チップを搭載する方法が一般
的に知られている。その一例を図９に示す。
【０００３】図９では、マザーボード４１の片側面にリ
ードフレームからなる導体パターン４２が形成されてい
る。このマザーボード４１上にはチップオンチップ構造
体４３が搭載されている。前記チップオンチップ構造体
４３は、サイズの異なる２枚の半導体チップ４４，４５
を一体化させた構造を有している。サイズの小さな第１
の半導体チップ４４は、それよりもサイズのひとまわり
大きな第２の半導体チップ４５の上面に接着されてい
る。第１の半導体チップ４４の上面外周部には、第１の
パッド（図示略）が複数個形成されている。第２の半導
体チップ４５の上面には、第１のパッドに対応するよう
に第２のパッド（図示略）が複数個形成されている。そ
して、これらのパッド同士は第１のボンディングワイヤ
４６を介して接続されている。第２の半導体チップ４５
において第２のパッドの外周領域には、さらに第３のパ
ッド（図示略）が複数個形成されている。そして、第３
のパッドと導体パターン４２とは第２のボンディングワ
イヤ４７を介して接続されている。ところが、このよう
な構成であると、第２の半導体チップ４５上に２種のパ
ッドを形成する必要があることから、装置全体のサイズ
が大きくなるという欠点がある。そのため、近年におけ
るダウンサイジングの要請に充分に答えることができな
かった。
【０００４】そこで、ワイヤボンディングに代わる半導
体チップ搭載技術として、近年新たにフリップチップボ
ンディングと呼ばれる技術が提唱されている。フリップ
チップボンディング法に使用される第１の半導体チップ
の場合、その下面側には電極部としてのアルミニウム製
のパッドが複数個形成される。一方、第２の半導体チッ
プの上面側には、バンプが複数個形成される。前記パッ
ド群はバンプ群に対してアライメントされた状態で圧着
・接合される。第２の半導体チップの上面外周部には、
外部接続用パッドが複数個形成される。そして、外部接
続用パッドとマザーボード側の導体パターンとはボンデ
ィングワイヤを介して接続されるようになっている。こ
の構成であれば、２つの半導体チップを一体化した場合
であっても、図９の構成とは異なり全体の投影面積を小
さくすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなフリップ
チップボンディング法におけるチップオンチップ構造体
では、両半導体チップ間に一定幅のギャップができる。
このギャップに対しては、通常、ディスペンサ等を用い
て封止材が充填される。しかし、このようなギャップは
極めて狭い（約２０μm 程度）ものであるため、そこへ
樹脂等の封止材を完全に侵入させることは極めて困難で
ある。よって、封止材中にボイドができやすく、そのこ
とが信頼性を低下させる１つの原因となっていた。ま
た、フリップチップボンディング法を実施するに際し
て、パッド表面の酸化膜除去等のために約４００℃とい
う高温に条件を設定する必要があった。従って、昇温に
要するタクトが長く、生産性が低かった。ゆえに、生産
性の向上のためにも、より低い温度でボンディングでき
る方法が望まれていた。
【０００６】ところで、フリップチップボンディング技
術を利用した同種の技術としては、この他にも半導体チ
ップをチップ搭載用の回路基板上に搭載してなるチップ
オンボードが知られている。チップオンボード構造体で
は、一般的にセラミックス基板が使用される。前記セラ
ミックス基板には金属ペーストからなる圧膜印刷導体が
形成されており、その一部はパッド（電極部）として用
いられている。
【０００７】しかしながら、前記チップオンボード構造
体においても、チップ−ボード間のギャップが狭いこと
に起因する不具合（即ちボイドの発生）が生じていた。
同様に、高温に晒されることに起因する不具合（即ち生
産性の低下）も生じていた。また、ボンディング時にお
ける高温は、圧膜印刷導体に剥離をもたらすという欠点
もあった。さらに、圧膜印刷導体の平面度を高める目的
でめっき処理を行おうとすると、はんだ付け設備が必要
となる結果、高コスト化につながることが避けられなか
った。同様の目的ではんだプリコートを行なおうとする
と、フラックス洗浄工程が必要になることで工程が煩雑
化し、かえって生産性を低下させるおそれがあった。
【０００８】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、信頼性、生産性及びコスト性に優
れた半導体チップの搭載方法、チップオンチップ構造体
の製造方法及びチップオンボード構造体の製造方法を提
供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、ワイヤボンディング
装置を利用して半導体チップに第１の含金バンプ群を形
成するとともに、同じくワイヤボンディング装置を利用
してチップ被搭載物に第２の含金バンプ群を形成するバ
ンプ形成工程と、前記第１及び第２の含金バンプ群を対
向させた状態でフリップチップボンディングを行い、前
記半導体チップと前記チップ被搭載物との間に一定のギ
ャップを確保しつつ両者を一体化する接合工程とを含む
ことを特徴とする半導体チップの搭載方法をその要旨と
する。
【００１０】請求項２に記載の発明では、請求項１にお
いて、バンプ形成材料よりも硬質の被圧接体に対してバ
ンプ形成面を圧接することにより前記第１及び第２の含
金バンプ群の高さを揃えるフラットニング処理工程を、
前記接合工程を実施する前に実施することとした。
【００１１】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は２において、前記含金バンプ群の金含有量は９９．９
９重量％以上であることとした。請求項４に記載の発明
において、請求項１乃至３のいずれか１項において、前
記接合工程の際の温度は常温以上かつ２００℃以下に設
定されることとした。
【００１２】請求項５に記載の発明では、ワイヤボンデ
ィング装置を利用して第１の半導体チップに第１の含金
バンプ群を形成するとともに、同じくワイヤボンディン
グ装置を利用して第２の半導体チップに第２の含金バン
プ群を形成するバンプ形成工程と、前記第１及び第２の
含金バンプ群を対向させた状態でフリップチップボンデ
ィングを行い、前記第１の半導体チップと前記第２の半
導体チップとの間に一定のギャップを確保しつつ両者を
一体化する接合工程と、前記ギャップに封止材を充填す
る封止工程とを含むチップオンチップ構造体の製造方法
をその要旨とした。
【００１３】請求項６に記載の発明では、ワイヤボンデ
ィング装置を利用して半導体チップに第１の含金バンプ
群を形成するとともに、同じくワイヤボンディング装置
を利用してチップ搭載用基板上の圧膜印刷導体に第２の
含金バンプ群を形成するバンプ形成工程と、前記第１及
び第２の含金バンプ群を対向させた状態でフリップチッ
プボンディングを行い、前記半導体チップと前記チップ
搭載用基板との間に一定のギャップを確保しつつ両者を
一体化する接合工程と、前記ギャップに封止材を充填す
る封止工程とを含むチップオンボード構造体の製造方法
をその要旨とした。
【００１４】以下、本発明の「作用」を説明する。請求
項１から４に記載の発明によると、半導体チップとチッ
プ被搭載物との間には、第２の含金バンプの高さ分に第
１の含金バンプの高さ分を加えたギャップが確保され
る。このため、従来のものに比べてギャップが大きくな
り、そのギャップには封止材が侵入しやすくなる。ゆえ
に、充填された封止材中にボイドが生じにくくなり、信
頼性が向上する。
【００１５】また、ワイヤボンディング装置を利用して
形成された含金バンプであると、比較的低温の条件下で
もフリップチップボンディングを行うことができる。そ
の理由は、含金バンプ同士の圧着の場合、圧着面に酸化
膜ができる心配もないので、それをあらかじめ除去して
おくために高温に設定する必要がないからである。従っ
て、昇温に要するタクトが短くなり生産性が向上する。
【００１６】なお、含金材料は低い温度でも軟質である
ので、バンプ同士を容易に圧着することができる。さら
に、ワイヤボンディング装置を利用してバンプ形成を行
う方法であるので、既存設備を用いることが可能であ
り、高コスト化を避けることができる。
【００１７】請求項２に記載の発明によると、硬質の被
圧接体にバンプ形成面が圧接される結果、複数ある含金
バンプのうち相対的に高いものの頭部が押し潰され、同
一バンプ群における各含金バンプの高さが揃えられる。
このようなフラットニング処理によって平面度が高くな
る結果、半導体チップに傾きが生じにくくなり、ギャッ
プの大きさも均一になる。また、含金バンプに位置ずれ
が起こりにくくなるため、含金バンプ同士の接続信頼性
も向上する。
【００１８】請求項３に記載の発明によると、含金バン
プ群の金含有量を多くしていることから、金含有量を少
なくした場合に比べて含金バンプ同士の接続状態がより
好適なものとなり、かつ圧着部分の抵抗値が極めて小さ
くなる。また、上記のようなフラットニング処理を簡単
にかつ確実に行うことができるようになる。
【００１９】請求項４に記載の発明によると、チップ被
搭載物に要求される耐熱性が低くて足りるため、チップ
被搭載物を構成する材料の選択の自由度が大きくなる。
よって、例えば安価な樹脂基板などの選択が可能にな
る。また、２００℃以下の温度であれば従来に比べて昇
温タクトを大幅に短縮することができ、生産性のよりい
っそうの向上が達成される。
【００２０】請求項５に記載の発明によると、第１及び
第２の半導体チップ間には、第２の含金バンプの高さ分
に第１の含金バンプの高さ分を加えたギャップが確保さ
れる。このため、従来のものに比べてギャップが大きく
なり、そのギャップには封止材が侵入しやすくなる。ゆ
えに、充填された封止材中にボイドが生じにくくなり、
信頼性に優れたチップオンチップ構造体が得られる。
【００２１】また、ワイヤボンディング装置を利用して
形成された含金バンプであると、比較的低温の条件下で
もフリップチップボンディングを行うことができる。そ
の理由は、含金バンプ同士の圧着の場合、圧着面に酸化
膜ができる心配もないので、それをあらかじめ除去して
おくために高温に設定する必要がないからである。従っ
て、昇温に要するタクトが短くなり生産性が向上する。
【００２２】なお、含金材料は低い温度でも軟質である
ので、バンプ同士を容易に圧着することができる。さら
に、ワイヤボンディング装置を利用してバンプ形成を行
う方法であるので、既存設備を用いることが可能であ
り、高コスト化を避けることができる。
【００２３】請求項６に記載の発明によると、半導体チ
ップとチップ搭載用基板との間には、第２の含金バンプ
の高さ及び圧膜印刷導体の分に第１の含金バンプの高さ
分を加えたギャップが確保される。このため、従来のも
のに比べてギャップが大きくなり、そのギャップには封
止材が侵入しやすくなる。ゆえに、充填された封止材中
にボイドが生じにくくなり、信頼性に優れたチップオン
ボード構造体が得られる。
【００２４】また、ワイヤボンディング装置を利用して
形成された含金バンプであると、比較的低温の条件下で
もフリップチップボンディングを行うことができる。そ
の理由は、含金バンプ同士の圧着の場合、圧着面に酸化
膜ができる心配もないので、それをあらかじめ除去して
おくために高温に設定する必要がないからである。従っ
て、昇温に要するタクトが短くなり生産性が向上すると
ともに、圧膜印刷導体の剥離が未然に回避される。
【００２５】なお、含金材料は低い温度でも軟質である
ので、バンプ同士を容易に圧着することができる。さら
に、ワイヤボンディング装置を利用してバンプ形成を行
う方法であるので、既存設備を用いることが可能であ
り、高コスト化を避けることができる。加えて、圧膜印
刷導体の平面度を高めるためのめっき処理やはんだプリ
コートが不要になることで、その実施に伴う不具合の発
生が回避される。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明をチップオンボード
構造体の製造方法に具体化した一実施の形態を図１〜図
６に基づき詳細に説明する。
【００２７】図６には、チップオンボード構造体１が概
略的に示されている。このチップオンボード構造体１
は、半導体チップ２とチップ搭載用基板３とを一体化し
てなるものである。半導体チップ２は略矩形状をしたシ
リコンチップであって、バンプ形成面（即ち下面）２ａ
に第１の含金バンプ群を備えている。第１の含金バンプ
群は多数の第１の含金バンプ４からなる。チップ被搭載
物としてのチップ搭載用基板３は略矩形状であって、半
導体チップ２よりもいくぶん大きい。本実施形態では、
具体的にいうとセラミックス基板が前記基板３として選
択されている。図１等に示されるように、チップ搭載用
基板３の上面には、従来公知の手法（即ち金属ペースト
の印刷及び焼成）によって圧膜印刷導体８，９が形成さ
れている。チップ搭載用基板３は、バンプ形成面（即ち
上面）３ａに第２の含金バンプ群を備えている。第２の
含金バンプ群は多数の第２の含金バンプ５からなり、そ
れらはパッドとしての役割を果たす圧膜印刷導体８の上
に形成されている。第１の含金バンプ４と第２の含金バ
ンプ５とは互いに圧着されている。従って、これらの含
金バンプ４，５を介して、半導体チップ２及びチップ搭
載用基板３間の電気的な接続が図られている。両者２，
３の間には一定幅（本実施形態では４０μm 〜６０μｍ
程度）のギャップ６が存在している。このギャップ６に
は、エポキシ樹脂等のような封止材７が充填されてい
る。
【００２８】次に、含金バンプ４，５を形成する方法に
ついて説明する。図３（ａ）には、ワイヤボンディング
装置１１の要部が概略的に示されている。このワイヤボ
ンディング装置１１を構成するキャピラリ１２には、ワ
イヤスプールＳｐから引き出された金属線材１３が挿通
されている。ここでは金属線材１３として、金含有量が
９９．９９重量％以上の金ワイヤを選択している。従っ
て、形成されるバンプ４，５は金を高純度で含むものと
なる。キャピラリ１２とワイヤスプールＳｐとの間に
は、金属線材１３を挟むためのクランパ１４が配置され
ている。また、このワイヤボンディング装置１１は、電
気的溶融手段としての電気トーチ１５を備えている。電
気トーチ１５は、図示しないムービングヘッドに支持さ
れている。ムービングヘッドは、キャピラリ１２の先端
にあるワイヤ吐出口１２ａの付近まで移動可能に構成さ
れている。
【００２９】次に、前記装置１１を用いたバンプ形成方
法を図３（ｂ）〜図３（ｅ）に基づいて工程順に説明す
る。ここでは、チップ搭載用基板３に対する第２の含金
バンプ５の形成のみを例に挙げる。半導体チップ２に対
する第１の含金バンプ４の形成については、第２の含金
バンプ５の形成手順と基本的に同じであるため、その説
明を省略する。
【００３０】あらかじめ従来公知の方法に従って作製さ
れたチップ搭載用基板３を、バンプ形成面３ａ側を上に
向けた状態でワイヤボンディング装置１１のステージ上
にセットしておく。
【００３１】まず、金属線材１３の先端をキャピラリ１
２のワイヤ吐出口１２ａから僅かに突出させる。次のボ
ール形成工程では、前記突出している金属線材１３の先
端の近傍まで電気トーチ１５を移動させ、かつ金属線材
１３と非接触の状態で電気トーチ１５に通電を行う。す
ると、電気トーチ１５から金属線材１３へと電流が流れ
る結果、金属線材１３の先端が溶融してボール状になる
（図３(b) 参照）。
【００３２】次のボール圧着工程では、キャピラリ１２
を下動させることにより、前記ボールＢ1 を所定の圧膜
印刷導体８の上面に圧着する。ボールＢ1 は、このとき
キャピラリ１２のワイヤ吐出口１２ａの内部形状に対応
した形状に、即ちネイルヘッド状に成形される（図３
(c) 参照）。そして、このネイルヘッド状に成形された
ボールＢ1 は、多段状をした第２の含金バンプ５の基部
となる。
【００３３】次の線材切断工程では、金属線材１３をク
ランプした状態でキャピラリ１２を上動させることによ
り、金属線材１３をあらかじめ設定された所定の長さで
引きちぎる（図３(d) 参照）。そして、上記の一連の手
順を必要に応じて繰り返すことにより、他の位置にある
圧膜印刷導体８上にも同様に第２の含金バンプ５を形成
する。その後、形成された第２の含金バンプ５は、下記
のフラットニング処理工程に付される。
【００３４】本実施形態では、フラットニング処理工程
を個別に実施することにより、含金バンプ４，５の高さ
をそれぞれ揃えている。図３（ｅ）において概略的に示
されるように、ここでは被圧接体としてガラス板２３を
用いたフラットニング処理を行なっている。被圧接体と
してガラス板２３を選択した１つの理由は、ガラスはバ
ンプ形成材料（ここでは金）よりも硬い材料だからであ
る。
【００３５】かかる工程では、半導体チップ２のバンプ
形成面２ａをガラス板２３の片側面に圧接することによ
り、第１の含金バンプ４のうち相対的に高いものの頭部
が押し潰される。ゆえに、第１の含金バンプ群における
各含金バンプ４の高さが揃えられる。同様に、チップ搭
載用基板３のバンプ形成面３ａをガラス板２３に圧接す
ることにより、第２の含金バンプ５のうち相対的に高い
ものの頭部が押し潰される。ゆえに、第２の含金バンプ
群における各含金バンプ５の高さが揃えられる。
【００３６】勿論、上述の個別処理に代えて次のような
同時処理を行なってもよい。まず、半導体チップ２及び
チップ搭載用基板３をそれぞれ対向させてセットした
後、両者２，３の間にガラス板２３を介在させる。上記
の準備工程が完了した後、次いで半導体チップ２とチッ
プ搭載用基板３とを近接させる。すると、半導体チップ
２のバンプ形成面２ａがガラス板２３の上面に圧接され
ると同時に、チップ搭載用基板３のバンプ形成面３ａが
ガラス板２３の下面に圧接される。その結果、第１の含
金バンプ群のフラットニング処理と第２の含金バンプ群
のフラットニング処理とが同時に行われる。
【００３７】次に、フラットニング処理工程を終えた半
導体チップ２及びチップ搭載用基板３同士を接合する工
程について説明する。図２に示されるように、まず、フ
リップチップボンダのヒートステージ２１の上面にチッ
プ搭載用基板３をセットする。このとき、チップ搭載用
基板３は、バンプ形成面３ａを上方に向けた状態でヒー
トステージ２１上に真空吸着される。ヒートステージ２
１は常温〜２００℃程度、好ましくは１００℃〜２００
℃程度、より好ましくは１５０℃〜２００℃程度の温度
に加熱される。一方、半導体チップ２は、バンプ形成面
２ａを下方に向けた状態で、真空吸着機能を有するヘッ
ド２２の下面に吸着される。このヘッド２２は図示しな
い駆動手段に支持されており、それによって上下左右方
向に駆動される。
【００３８】まず、ヘッド２２を水平方向に移動させて
アライメント工程を行うことにより、第１の含金バンプ
群を第２の含金バンプ群に対してあらかじめ位置合わせ
する（図４参照）。アライメント工程が完了した後、ヘ
ッド２２を降下させることにより、第１の含金バンプ４
及び第２の含金バンプ５同士をフリップチップボンディ
ング法により圧着・接合する（図５参照）。さらに、一
体化した半導体チップ２及びチップ搭載用基板３間にあ
るギャップ６に、図示しないディスペンサ等を用いて封
止材７を隙間なく充填する。以上の結果、図６に示す所
望のチップオンボード構造体１を得ることができる。
【００３９】さて、以下に本実施形態において特徴的な
作用効果を列挙する。 （イ）この実施形態によると、半導体チップ２とチップ
搭載用基板３との間に、第２の含金バンプ５の高さ及び
圧膜印刷導体８の分に第１の含金バンプ４の高さ分を加
えたギャップ６が確保される。このため、従来のものに
比べてギャップ６が数十μｍほど大きくなり、そのギャ
ップ６に封止材７が侵入しやすくなる。ゆえに、充填さ
れた封止材７中にボイドが生じにくくなり、信頼性に優
れたチップオンボード構造体１を得ることができる。
【００４０】（ロ）本実施形態では、ワイヤボンディン
グ装置１１を利用して含金バンプ４，５を形成してい
る。従って、かかる含金バンプ４，５であると、比較的
低温の条件下でもフリップチップボンディングを行うこ
とができる。その理由は、含金バンプ４，５同士の圧着
の場合、圧着面に酸化膜ができる心配がないからであ
る。よって、酸化膜をあらかじめ除去しておくために、
約４００℃の高温に設定する必要がないからである。従
って、昇温に要するタクトが短くなり、生産性が確実に
向上する。また、圧膜印刷導体８，９が高温に晒されな
くなる結果、圧膜印刷導体８，９の剥離を未然に回避す
ることができる。そして、このことは信頼性のよりいっ
そうの向上にも寄与している。
【００４１】（ハ）本実施形態で採用した含金バンプ
４，５は、金を高純度で含むものであるため、低い温度
でも軟質である。そして、このことがバンプ４，５同士
の圧着の容易化につながっている。また、金含有量を少
なくした場合に比べて、含金バンプ４，５同士の接続状
態がより好適なものとなり、かつ圧着部分の抵抗値が極
めて小さくなる。即ち、信頼性の向上及び低抵抗化を図
ることができる。さらに、金を高純度で含む含金バンプ
４，５であると、軟質であることから上記のようなフラ
ットニング処理を簡単にかつ確実に行うことができるよ
うになる。
【００４２】（ニ）本実施形態では、ワイヤボンディン
グ装置１１を利用してバンプ形成を行っている。従っ
て、既存設備を用いることが可能であり、設備投資によ
る高コスト化を避けることができる。
【００４３】（ホ）本実施形態によれば、圧膜印刷導体
８，９の平面度を高めるためのめっき処理やはんだプリ
コートが不要になる。従って、その実施に伴う不具合の
発生が回避され、高コスト化や工程煩雑化が防止され
る。
【００４４】（へ）本実施形態では、接合工程の実施前
に上記のフラットニング処理工程を実施することによ
り、硬質の被圧接体であるガラス板２３にバンプ形成面
２ａ，３ａを圧接させている。よって、同一バンプ群に
おける各含金バンプ４，５の高さが揃えられ、バンプ形
成面２ａ，３ａの平面度が高くなる。その結果、いった
んアライメントされた半導体チップ２に傾きが生じにく
くなり、ギャップ６の大きさも均一になる。このことに
よっても封止材７にボイドが生じにくくなる。また、含
金バンプ４，５に位置ずれが起こりにくくなるため、含
金バンプ４，５同士の接続信頼性も確実に向上する。
【００４５】（ト）圧着時の温度を２００℃以下に設定
した本実施形態では、チップ搭載用基板３に要求される
耐熱性も低くて足りる。このため、チップ搭載用材料３
を構成する材料の選択の自由度が確実に大きくなる。よ
って、上記のセラミックス基板に代えて、例えば安価な
樹脂基板などの選択が可能になる。また、２００℃以下
の温度であれば従来に比べて昇温タクトを大幅に短縮す
ることができるため、生産性のよりいっそうの向上を達
成することができる。
【００４６】なお、本発明は上記の実施形態のみに限定
されることはなく、例えば次のように変更することが可
能である。 ◎ 図７，図８に示されるように、本発明はチップオン
チップ構造体３１として具体化されてもよい。
【００４７】別例のチップオンチップ構造体３１は、リ
ードフレームからなる導体パターン３４が形成されたマ
ザーボード３３の片側面に搭載されている。このチップ
オンチップ構造体３１は、サイズの異なる２枚の半導体
チップ２，３２を一体化させた構造を有している。サイ
ズの小さな第１の半導体チップ２は、それよりもサイズ
のひとまわり大きな第２の半導体チップ３２の上面に配
置されている。第１の半導体チップ２は前記実施形態の
半導体チップ２と構成が等しいので、あえてその詳細な
説明を省略する。第２の半導体チップ３２は、バンプ形
成面３２ａに第２のバンプ４を備えている。第２のバン
プ４の形成方法は実施形態において述べた通りである。
また、両者２，３２間のギャップ６には、実施形態のと
きと同様に封止材７が充填されている。第２の半導体チ
ップ３２の外周領域には図示しないパッドが複数個形成
されている。そして、これらのパッドと導体パターン３
４とはボンディングワイヤ３５を介して接続されてい
る。
【００４８】バンプ形成工程が完了した後、フラットニ
ング処理工程、アライメント工程、フリップチップボン
ディングによる接合工程、封止材７を用いた封止工程を
前記実施形態の手順に従って実施する。その結果、所望
のチップオンチップ構造体３１を製造することができ
る。このような場合であっても、信頼性、生産性及びコ
スト性に優れたチップオンチップ構造体を確実に得るこ
とができる。
【００４９】◎ 被圧接体は実施形態において例示した
ガラス板２３のみに限定されることはない。例えば、ア
ルミナ板、窒化珪素板、窒化ほう素板等のようなセラミ
ックス焼結体製の板材であってもよい。また、融点の高
い金属からなる金属製の板材を使用してもよい。ただ
し、熱膨張係数の小さなセラミックス材料を選択するほ
うがフラットニング精度が高くなる。なお、被圧接体は
必ずしも板状物でなくてもよい。
【００５０】◎ 第１及び第２の含金バンプ４，５の形
成材料は、金を９９．９９重量％という高純度で含むも
のに必ずしも限定されることはない。従って、金を５０
重量％以上（より好ましくは８０重量％以上）含む材料
であっても充分使用が可能である。つまり、金を主成分
として含む材料であれば、例えばすず、鉛、銅、アルミ
ニウム、銀、白金などを副成分として含んでいてもよ
い。
【００５１】◎ フラットニング処理の対象物である含
金バンプ４，５は、ワイヤボンディング装置１１を利用
して形成されたもののみに限定されることはなく、それ
以外の方法により形成されたものであってもよい。
【００５２】◎ アライメント工程は、実施形態のよう
に接合工程の直前に行われてもよく、例えば準備工程の
完了後かつフラットニング処理工程の実施前に行われて
もよい。
【００５３】ここで、特許請求の範囲に記載された技術
的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される
技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。 （１） 請求項１乃至６のいずれか１項において、前記
ギャップの幅を４０μｍ以上に設定すること。このよう
にすると、樹脂等の封止材がギャップへ確実に侵入する
ことができるため、ボイドの発生を防止することができ
る。
【００５４】（２） 請求項２〜４のいずれか１項にお
いて、前記フラットニング処理工程は、互いのバンプ形
成面を対向させるようにして離間配置された前記半導体
チップ及び前記チップ被搭載物の間に前記被圧接体を介
在させる第１の工程と、その被圧接体の両側面に両バン
プ形成面を圧接することにより、前記半導体チップに属
する第１のバンプ群のフラットニング処理と、前記チッ
プ被搭載物に属する第２のバンプ群のフラットニング処
理とを略同時に行う第２の工程とからなることを特徴と
する半導体チップの搭載方法。この方法であると、１枚
ずつ処理を行う場合に比べて工程に要する時間が短くて
済むため、全体の生産性が向上する。
【００５５】（３） 請求項２〜４、技術的思想１，２
のいずれか１項において、前記被圧接体はガラス板であ
ることを特徴とする半導体チップの搭載方法。この方法
であると、ある程度の耐熱性を有するガラス板を用いて
いるので、圧着時におけるフリップチップボンダ内の温
度にも耐えることができる。また、ガラス板は安価であ
り加工も容易という利点がある。
【００５６】なお、本明細書中において使用した技術用
語を次のように定義する。 「含金バンプ： 金を高純度で含む単一材料からなるバ
ンプをいうばかりでなく、金を主成分として含む合金材
料からなるバンプも含む。」
【００５７】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜４に記
載の発明によれば、信頼性、生産性及びコスト性に優れ
た半導体チップの搭載方法を提供することができる。
【００５８】請求項２に記載の発明によれば、ギャップ
の大きさの均一化及び含金バンプの位置ずれ防止によっ
て、より信頼性を向上させることができる。請求項３に
記載の発明によれば、信頼性の向上及び低抵抗化を図る
ことができ、しかもフラットニング処理を簡単にかつ確
実に行うことができる。
【００５９】請求項４に記載の発明によれば、チップ被
搭載物を構成する材料の選択の自由度が大きくなること
に加え、昇温タクトの大幅短縮によって生産性のよりい
っそうの向上を達成することができる。
【００６０】請求項５に記載の発明によれば、信頼性、
生産性及びコスト性に優れたチップオンチップ構造体の
製造方法を提供することができる。請求項６に記載の発
明によれば、信頼性、生産性及びコスト性に優れたチッ
プオンボード構造体の製造方法を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のチップオンボード構造体の製造方法
において、圧膜印刷導体を備えるチップ搭載用基板を示
す部分概略断面図。
【図２】圧膜印刷導体上に含金バンプを形成した状態を
示す部分概略断面図。
【図３】（ａ）はワイヤボンディング装置を示す概略
図、（ｂ）〜（ｅ）は同装置による含金バンプの形成手
順を示す概略断面図。
【図４】半導体チップをチップ搭載用基板に対してアラ
イメントした状態を示す概略断面図。
【図５】半導体チップをチップ搭載用基板に対して圧着
・接合した状態を示す概略断面図。
【図６】完成したチップオンボード構造体を示す概略断
面図。
【図７】チップオンチップ構造体を示す概略断面図。
【図８】チップオンチップ構造体をマザーボード上に搭
載した状態を示す概略断面図。
【図９】従来のチップ搭載構造を説明するための概略断
面図。
【符号の説明】
１…チップオンボード構造体、２…半導体チップとして
の第１の半導体チップ、２ａ，３ａ，３２ａ……バンプ
形成面、３…チップ被搭載物としてのチップ搭載用基
板、４…第１の含金バンプとしての第１の含金バンプ、
５…第２の含金バンプとしての第２の含金バンプ、６…
ギャップ、７…封止材、１１…ワイヤボンディング装
置、２３…被圧接体としてのガラス板、３１…チップオ
ンチップ構造体、３２…チップ被搭載物としての第２の
半導体チップ。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ワイヤボンディング装置を利用して半導体
    チップに第１の含金バンプ群を形成するとともに、同じ
    くワイヤボンディング装置を利用してチップ被搭載物に
    第２の含金バンプ群を形成するバンプ形成工程と、 前記第１及び第２の含金バンプ群を対向させた状態でフ
    リップチップボンディングを行い、前記半導体チップと
    前記チップ被搭載物との間に一定のギャップを確保しつ
    つ両者を一体化する接合工程とを含むことを特徴とする
    半導体チップの搭載方法。
  2. 【請求項２】バンプ形成材料よりも硬質の被圧接体に対
    してバンプ形成面を圧接することにより前記第１及び第
    ２の含金バンプ群の高さを揃えるフラットニング処理工
    程を、前記接合工程を実施する前に実施することを特徴
    とする請求項１に記載の半導体チップの搭載方法。
  3. 【請求項３】前記含金バンプ群の金含有量は９９．９９
    重量％以上であることを特徴とする請求項１または２に
    記載の半導体チップの搭載方法。
  4. 【請求項４】前記接合工程の際の温度は常温以上かつ２
    ００℃以下に設定されることを特徴とする請求項１乃至
    ３のいずれか１項に記載の半導体チップの搭載方法。
  5. 【請求項５】ワイヤボンディング装置を利用して第１の
    半導体チップに第１の含金バンプ群を形成するととも
    に、同じくワイヤボンディング装置を利用して第２の半
    導体チップに第２の含金バンプ群を形成するバンプ形成
    工程と、 前記第１及び第２の含金バンプ群を対向させた状態でフ
    リップチップボンディングを行い、前記第１の半導体チ
    ップと前記第２の半導体チップとの間に一定のギャップ
    を確保しつつ両者を一体化する接合工程と、 前記ギャップに封止材を充填する封止工程とを含むチッ
    プオンチップ構造体の製造方法。
  6. 【請求項６】ワイヤボンディング装置を利用して半導体
    チップに第１の含金バンプ群を形成するとともに、同じ
    くワイヤボンディング装置を利用してチップ搭載用基板
    上の圧膜印刷導体に第２の含金バンプ群を形成するバン
    プ形成工程と、 前記第１及び第２の含金バンプ群を対向させた状態でフ
    リップチップボンディングを行い、前記半導体チップと
    前記チップ搭載用基板との間に一定のギャップを確保し
    つつ両者を一体化する接合工程と、 前記ギャップに封止材を充填する封止工程とを含むチッ
    プオンボード構造体の製造方法。
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