JPH1187413A - 半導体ベアチップ実装方法 - Google Patents

半導体ベアチップ実装方法

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JPH1187413A
JPH1187413A JP9242957A JP24295797A JPH1187413A JP H1187413 A JPH1187413 A JP H1187413A JP 9242957 A JP9242957 A JP 9242957A JP 24295797 A JP24295797 A JP 24295797A JP H1187413 A JPH1187413 A JP H1187413A
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JP
Japan
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bare chip
semiconductor bare
adhesive
semiconductor
adhesive agent
Prior art date
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Withdrawn
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JP9242957A
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English (en)
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Hidehiko Kira
秀彦 吉良
Kenji Koyae
健二 小八重
Norio Kainuma
則夫 海沼
Naoki Ishikawa
直樹 石川
Satoru Emoto
哲 江本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はバンプを有する半導体ベアチップを
最初に吸着ヘッドを使用して接着剤が塗布されている基
板上に仮付けし、この後に加圧加熱ヘッドを押しつけ接
着剤を硬化させて圧着接合のフリップチップ方式で基板
上に実装する半導体ベアチップ実装方法に関し、精度良
く実装可能なようにすることを課題とする。 【解決手段】 接着剤として、熱硬化性接着剤に紫外線
硬化性接着剤が混合された接着剤５０を使用する。半導
体ベアチップを最初に吸着ヘッドを使用して仮付けする
過程で、半導体ベアチップの周囲に紫外線５４を照射し
て半導体ベアチップの周囲にはみ出た接着剤の表面を硬
化させるようにする。これにより、半導体ベアチップの
仮付けの強度が向上し、衝撃を受けても半導体ベアチッ
プは位置ずれしないようになり、半導体ベアチップは仮
付けされた位置に精度良く実装される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体ベアチップ実
装方法に係り、特に、スタッドバンプを有する半導体ベ
アチップを最初に吸着ヘッドを使用して接着剤が塗布さ
れている基板上に仮止めし、この後に加圧加熱ヘッドを
押しつけ接着剤を硬化させて圧着接合のフリップチップ
方式で基板上に実装する半導体ベアチップ実装方法に関
する。
【０００２】携帯型情報機器の小型化に伴い、半導体装
置の基板への実装については高密度化が求められてい
る。また地球環境問題を考慮することが求められてい
る。そこで、パケージングされていない状態の裸のチッ
プである半導体ベアチップを圧着接合のフリップチップ
方式で実装する技術が開発されつつある。ここで、説明
の便宜上、半導体ベアチップ１０の構成及び半導体ベア
チップ１０が実装されている半導体ベアチップ実装モジ
ュール３０の構造について説明する。
【０００３】図６に示すように、半導体ベアチップ１０
は、ウェハから切り出された半導体ベアチップ本体１１
の下面１１ａのＡｌ製の各電極１２上にスタッドバンプ
１３が形成されており、且つ、スタッドバンプ１３の頂
部を覆うように導電性接着剤１４が付着されている構成
である。スタッドバンプ１３はＡｕ製である。導電性接
着剤１４は、エポキシ樹脂にＡｇフィラーが含有されて
いるものである。スタッドバンプ１３及び導電性接着剤
１４は鉛を有しない。
【０００４】図７は図６の半導体ベアチップ１０が圧着
接合のフリップチップ方式で実装された半導体ベアチッ
プ実装モジュール３０を示す。半導体ベアチップ１０
は、スタッドバンプ１３がプリント基板２０上の電極２
１に圧着し且つ導電性接着剤１４によって電極２１と接
着されて、且つ、半導体ベアチップ本体１１を熱硬化さ
れたエポキシの熱硬化性接着剤２６によってプリント基
板１１に接着されて実装されている。熱硬化性接着剤２
６は、半導体ベアチップ本体１１とプリント基板２１と
の間の隙間２７内に存在しており熱硬化されているた
め、半導体ベアチップ本体１１の下面１１ａ全面がプリ
ント基板２０に接着してあり、且つ、熱硬化性接着剤が
熱硬化して収縮することによって半導体ベアチップ本体
１１の下面１１ａ全面が力Ｆでプリント基板２０側に引
き寄せられている。この力Ｆでもって、スタッドバンプ
１３が電極２１に圧着しており、各スタッドバンプ１３
が対応する電極２１と電気的に接続されている。
【０００５】
【従来の技術】従来は、半導体ベアチップ１０は、図８
に示すように、真空吸着ヘッド４０を使用して半導体ベ
アチップ１０を、熱硬化性接着剤４１が塗布されたプリ
ント基板２０上の所定の部位に位置合わせして搭載し軽
く押しつけて仮付けし、真空吸着ヘッド４０を仮付けさ
れた半導体ベアチップ１０から離し、半導体ベアチップ
１０が仮付けされているプリント基板２０を別の場所に
移し、加圧部４６及びヒータ４７が組み込まれている加
圧加熱ヘッド４５を仮付けされている半導体ベアチップ
１０に約１００秒間押しつけて加圧すると共に加熱する
ことによって実装していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】熱硬化性接着剤４１の
硬化する以前の状態での接着力は強くない。よって、仮
付けされている半導体ベアチップ１０の固定状態は弱
く、真空吸着ヘッド４０が仮付けされた半導体ベアチッ
プ１０から離れるときに受ける衝撃、プリント基板２０
を別の場所に移すときに受ける衝撃、及び加圧加熱ヘッ
ド４５が押し当たるときの衝撃等によって、半導体ベア
チップ１０が仮付けされている位置からずれてしまうお
それがあった。
【０００７】特にスタッドバンプのピッチの狭い半導体
ベアチップでは、半導体ベアチップの位置ずれの許容量
が小さい。このため、スタッドバンプのピッチが狭い半
導体ベアチップについては、上記の衝撃による位置ずれ
によって、スタッドバンプが基板上の対応する電極から
外れてしまい電気的接続がされなくなってなってしまっ
たり、ショートしてしまうおそれがあり、結果として、
半導体ベアチップ実装モジュールの歩留りが悪くなって
しまうおそれがあった。
【０００８】そこで、本発明は、上記課題を解決した半
導体ベアチップ実装方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、バンプを有する半導体ベアチッ
プを吸着ヘッドを使用して接着剤が塗布されている基板
上に仮付けし、この後半導体ベアチップを加圧加熱ヘッ
ドにより押しつけて接着剤を硬化させ半導体ベアチップ
を基板上に実装する半導体ベアチップ実装方法におい
て、上記接着剤として、熱硬化性接着剤に紫外線硬化性
接着剤が混合された接着剤を使用し、上記仮付け工程後
に、紫外線を照射して該半導体ベアチップの周囲にはみ
出た接着剤を硬化させるようにしたものである。
【００１０】紫外線硬化がされなかった従来に比べて強
い保持力で半導体ベアチップを仮付けすることが可能と
なり、よって、仮付け後に受ける衝撃によっても位置ず
れが起きないようになる。請求項２の発明は、紫外線を
半導体ベアチップの周囲のうち両側の二辺のみを限って
照射するようにしたものである。
【００１１】これにより、残りの二辺側に紫外線硬化さ
れずにガス抜け個所として機能する部分を確保すること
が可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１（Ａ）乃至（Ｃ）は本発明の
一実施例になる半導体ベアチップ実装方法を示す。図
中、図６乃至図８に示す構成部分と同じ部分には同じ符
号を付す。半導体ベアチップ１０は、従来と同じく、最
初に、仮付けし、この後に加圧部４６及びヒータ４７が
組み込まれている加圧加熱ヘッド４５を仮付けされてい
る半導体ベアチップ１０に約１００秒間押しつけて加圧
すると共に加熱することによって熱硬化された接着剤に
よって図７に示すように実装される。従来と異なるの
は、仮付けの保持力が増すようにしたことである。
【００１３】仮付けの保持力を増すために、次の方策を
とっている。 接着剤として、熱硬化性を有するエポキシ樹脂系の
接着剤に紫外線硬化性を有するアクリル樹脂系の接着剤
が所定の割合で混合された接着剤５０を使用する。図１
（Ａ）に示すように、この接着剤５０をプリント基板２
０上に塗布する。
【００１４】 真空吸着ヘッド５１を使用して半導体
ベアチップ１０を、接着剤５０が塗布されたプリント基
板２０上の所定の部位に位置合わせして搭載し軽く押し
つけている間に、紫外線照射器５２、５３で紫外線５４
を半導体ベアチップ１０の周囲に数秒間照射する。仮付
けが確実になされるように次の方策をとっている。
【００１５】 真空吸着ヘッド５１の先端のヘッド部
５１ａは、従来のＳｉＣ製に代えて石英製である。石英
は紫外線５４の透過率が高いからである。仮付けをして
もボイドが抜けるように次の方策をとっている。 四辺のうち対向する二辺の部分だけを紫外線硬化さ
せ、残りの二辺は紫外線硬化させないでボイドが抜ける
ようにしている。
【００１６】次の上記の各方策について説明する。図２
乃至図５は、紫外線５４の照射等を説明する。真空吸着
ヘッド５１の先端のヘッド部５１ａは石英製である。図
５に示すように、紫外線照射器５２、５３は、紫外線５
４を半導体ベアチップ１０の周囲のうち両側の二つの辺
５５、５６に沿う部分に照射するように配してある。５
７、５８は残りの二つの辺である。
【００１７】真空吸着ヘッド５１が半導体ベアチップ１
０を接着剤５０に軽く押しつけると、図２（Ａ）及び図
３に示すように、接着剤が半導体ベアチップ１０の周囲
にはみ出る。６０は辺５５にはみ出た接着剤、６１は辺
５６にはみ出た接着剤、６２は辺５７にはみ出た接着
剤、６３は辺５８にはみ出た接着剤である。ここで、接
着剤について、白い部分は硬化されていないことを示
し、右下がりのハッチングは紫外線硬化されたことを示
し、左下がりのハッチングは熱硬化されたことを示す。
【００１８】図１（Ｂ）及び図４に示すように、真空吸
着ヘッド５１が半導体ベアチップ１０を接着剤５０に軽
く押しつけた状態で、紫外線照射器５２、５３を数秒間
動作させて、紫外線５４をはみ出た接着剤６０、６１に
向けて数秒間照射する。ここで、図４に示すように、半
導体ベアチップ１０の周囲はヘッド部５１ａで覆われて
隠れており、且つ、ヘッド部５１ａとプリント基板２０
との間の隙間６５の寸法ａは約１ｍｍと狭く、紫外線５
４はヘッド部５１ａに邪魔されて半導体ベアチップ１０
の周囲に届き難い。しかし、ヘッド部５１ａは石英製で
あるため、紫外線５４は破線で示すようにヘッド部５１
ａ内を透過して半導体ベアチップ１０の周囲の四辺のう
ち両側の二つの辺５５、５６からはみ出た接着剤６０、
６１に確実に届き、図２（Ｂ）及び図５に示すように、
上記の接着剤６０、６１の表面の数μｍの厚さ部分が瞬
間的に紫外線硬化する。６６、６７は紫外線硬化された
層である。
【００１９】両側に紫外線硬化された層６６、６７が形
成されたことによって、半導体ベアチップ１０は従来に
比べて強い保持力で、即ち、真空吸着ヘッド５１が仮付
けされた半導体ベアチップ１０から離れるときに受ける
衝撃、プリント基板２０を別の場所に移すときに受ける
衝撃、及び加圧加熱ヘッド４５が押し当たるときの衝撃
等を受けても半導体ベアチップ１０に位置ずれが生じな
い程度の保持力で仮付けされる。なお、辺５７にはみ出
た接着剤６２及び辺５８にはみ出た接着剤６８は紫外線
硬化されていず、後述するようにガス抜け個所として機
能する。
【００２０】この後、真空吸着ヘッド５１が仮付けされ
た半導体ベアチップ１０から離れ、プリント基板２０が
加圧加熱ヘッド４５の場所に移され、加圧加熱ヘッド４
５が仮付けされている半導体ベアチップ１０を約１００
秒間押しつけて加圧すると共に加熱する。これによっ
て、接着剤５０の全体が熱硬化される。６８は熱硬化さ
れた部分である。
【００２１】半導体ベアチップ１０は従来に比べて強い
強度で保持されて仮付けされているため、真空吸着ヘッ
ド５１が仮付けされた半導体ベアチップ１０から離れる
ときに受ける衝撃、プリント基板２０を別の場所に移す
ときに受ける衝撃、及び加圧加熱ヘッド４５が押し当た
るときの衝撃等を受けても半導体ベアチップ１０に位置
ずれが生ぜず、半導体ベアチップ１０は位置精度良く実
装される。よって、各スタッドバンプ１３がプリント基
板２０上の対応する電極２１から外れないで電極２１に
確実に圧着接合し、電気的接続がされなくなってなって
しまったり、ショートしてしまうことが起きず、結果と
して、半導体ベアチップ実装モジュールを歩留り良く製
造出来る。
【００２２】なお、上記の熱硬化されるときに受ける熱
によって、接着剤５０からガスが発生し、接着剤５０を
塗布したときに巻き込んだ空気が膨張し、プリント基板
２０に含まれていた水分が蒸発してガスが発生する。こ
れらのガスは、紫外線硬化されていない辺５７にはみ出
た接着剤６２及び辺５８にはみ出た接着剤６８の個所か
ら円滑に外に抜け出す。よって、ガスが熱硬化された部
分６８内にボイドとして残ることが起きず、よって、半
導体ベアチップ１０は十分な強度でプリント基板２０に
接着される。
【００２３】なお、場合によっては、半導体ベアチップ
１０の全周にはみ出た接着剤の表面を紫外線硬化させて
もよい。また、プリント基板２０はフレキシブルなもの
であっても良い。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、接着剤として、熱硬化性接着剤に紫外線硬化性
接着剤が混合された接着剤を使用し、半導体ベアチップ
を吸着ヘッドを使用して仮付けする工程で、半導体ベア
チップの周囲に紫外線を照射して半導体ベアチップの周
囲にはみ出た接着剤の表面を硬化させるようにしたた
め、紫外線硬化がされなかった従来に比べて強い保持力
で半導体ベアチップを仮付けすることが出来、よって、
仮付け後に受ける衝撃によっても位置ずれが起きないよ
うに出来、よって、電気的接続不良が発生しにくくな
り、半導体ベアチップ実装モジュールを歩留り良く製造
出来る。
【００２５】請求項２の発明によれば、紫外線を半導体
ベアチップの周囲のうち両側の二辺のみを照射するた
め、残りの二辺側に紫外線硬化されずにガス抜け個所と
して機能する部分を確保出来、よって、ガスが熱硬化さ
れた部分内にボイドとして残ることが起きず、よって、
半導体ベアチップを十分な強度でプリント基板上に接着
出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例になる半導体ベアチップ実装
方法を説明する図である。
【図２】接着剤の硬化を説明する図である。
【図３】紫外線照射以前の状態を示す図である。
【図４】紫外線を照射している状態を示す図である。
【図５】紫外線を照射している状態を、吸着ヘッドを省
略して示す図である。
【図６】半導体ベアチップを示す図である。
【図７】半導体ベアチップが実装されている状態を示す
図である。
【図８】従来の半導体ベアチップ実装方法を説明する図
である。
【符号の説明】
１０ 半導体ベアチップ １３ スタッドバンプ ２０ プリント基板 ２１ 電極 ３０ 半導体ベアチップ実装モジュール ４５ 加圧加熱ヘッド ５０ 熱硬化性を有するエポキシ樹脂系の接着剤に紫外
線硬化性を有するアクリル樹脂系の接着剤が所定の割合
で混合された接着剤 ４５ 加圧加熱ヘッド ５１ 真空吸着ヘッド ５１ａ 石英製のヘッド部 ５２、５３ 紫外線照射器 ５４ 紫外線 ５５〜５８ 辺 ６０〜６３ 各辺にはみ出た接着剤 ６６、６７ 紫外線硬化された層 ６８ 熱硬化された部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海沼 則夫 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 石川 直樹 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 江本 哲 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 バンプを有する半導体ベアチップを吸着
    ヘッドを使用して接着剤が塗布されている基板上に仮付
    けし、この後半導体ベアチップを加圧加熱ヘッドにより
    押しつけて接着剤を硬化させ半導体ベアチップを基板上
    に実装する半導体ベアチップ実装方法において、 上記接着剤として、熱硬化性接着剤に紫外線硬化性接着
    剤が混合された接着剤を使用し、 上記仮付け工程後に、紫外線を照射して該半導体ベアチ
    ップの周囲にはみ出た接着剤を硬化させるようにしたこ
    とを特徴とする半導体ベアチップ実装方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体ベアチップ実装方
    法において、紫外線を半導体ベアチップの周囲のうち両
    側の二辺のみを照射することを特徴とする半導体ベアチ
    ップ実装方法。
JP9242957A 1997-09-08 1997-09-08 半導体ベアチップ実装方法 Withdrawn JPH1187413A (ja)

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