JPH1187426A - フリップチップ接続構造 - Google Patents

フリップチップ接続構造

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JPH1187426A
JPH1187426A JP9246424A JP24642497A JPH1187426A JP H1187426 A JPH1187426 A JP H1187426A JP 9246424 A JP9246424 A JP 9246424A JP 24642497 A JP24642497 A JP 24642497A JP H1187426 A JPH1187426 A JP H1187426A
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JP
Japan
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semiconductor chip
laminated structure
lead frame
structure beam
chip
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JP9246424A
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English (en)
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Toyoki Asada
豊樹 浅田
Shozo Nakamura
省三 中村
Naoya Isada
尚哉 諫田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1187426A publication Critical patent/JPH1187426A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16151Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
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    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73253Bump and layer connectors

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  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】基板上に半導体チップをフェースダウンで直接
搭載するフリップチップ接続方法において、容易でかつ
製造コストを安価にできるフリップチップ接続の半導体
チップ交換方法を提供する。 【解決手段】リードフレームと樹脂とを組み合わせ、半
導体チップサイズより大きく、2方向にリードフレーム
を延ばした形状の積層構造梁を半導体チップ搭載後、半
導体チップ上面から搭載する。積層構造梁のリードフレ
ーム部分を基板配線部分とはんだ付けすることで半導体
チップは加圧され固定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子回路部品等の
半導体装置の実装技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のフリップチップ接続方法の半導体
チップ交換方法として、例えば、特開平8−18614
9号公報に開示されているものがある。図7は該公報の
構成を示した断面図である。半導体チップ5に形成した
はんだバンプ又は金バンプ6の横方向から、レーザガン
17で直接レーザ光を照射して当てる。該バンプ6はレ
ーザ光の熱により切断され、全てのバンプ6を切断した
後、搭載ツール10で半導体チップ5を取り外す方法で
ある。なお、該バンプ6の切断中に発生した金属粉は金
属粉吸引装置16によって除去する。また、チップとチ
ップの間隔が狭い場合、レーザ光の当て方として、チッ
プとチップ間に反射ミラーを設けたり、光ファイバーを
用いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
記載したフリップチップ接続には下記の問題があった。
【0004】レーザ光の照射でチップを取り外す場合、
レーザ光照射の位置合わせ、レーザ光照射、金属粉の吸
引、チップの吸収、と工程が多く、作業時間がかかる。
更にレーザ設備、関連光学設備、及び金属粉吸引装置が
必要なため、設備コスト高となる。また、チップ周辺に
は他の電子部品が実装されているため、反射ミラー、光
ファイバーを多様することが多く、レーザ光照射の位置
合わせは困難である。
【0005】上記記載したような、半導体チップ交換方
法では長作業時間、作業困難でかつ設備コスト高な方法
であるため、半導体チップを交換するよりも、半導体チ
ップを実装した基板を廃棄した方が生産コストは安価な
場合も多く、広く使われていない。
【0006】本発明の目的は、上記したフリップチップ
接続の半導体チップ交換コスト、作業時間の問題点を解
決し、短時間で容易に半導体チップの交換できるフリッ
プチップ接続方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、基板上に半導体チップを直接フェースダウ
ンで搭載するフリップチップ接続構造において、リード
フレームと樹脂とを組み合わせ、半導体チップサイズよ
り大きく、2方向にリードフレームを延ばした形状の積
層構造梁を半導体チップ搭載後、半導体チップ上面から
搭載する。積層構造梁のリードフレーム部分を基板配線
部分とはんだ付けすることで半導体チップは加圧され固
定される。半導体チップが固定された状態で、導通テス
ト、バーンイン、動作テストの半導体チップ検査を行
い、半導体チップが不良と判定された場合、パルスヒー
トで搭載ツールを加熱し、積層構造梁のリードフレーム
と基板配線部分がはんだ接続されている部分を熱で溶か
し、真空吸着で半導体チップ吸引し、半導体チップを取
り外す。
【0008】
【発明の実施の形態】
(実施例1)以下に、本発明の積層構造梁4を図1に示
す。
【0009】本発明の積層構造梁4は樹脂1とリードフ
レーム2を組み合わせた構造体である。樹脂1はエポキ
シ樹脂やアクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、リードフレ
ーム2は42アロイ、50アロイ、Cuなどを使用す
る。
【0010】図2、図6に本発明の積層構造梁4の形状
を示す。半導体チップ5より大きいサイズとし、2方向
にリードフレーム2を延ばした形状で、凹に変形してい
る。凹の変形量は半導体チップ5を押さえる加圧力に関
係しており、加圧力を大きくする場合、凹の変形量を大
きくさせればよい。しかし、半導体チップ5の加圧力を
大きくすると、基板配線が矧がれることがあるため、積
層構造梁4の基板配線と接続されるリードフレーム2部
分は、半導体チップ5を押さえる加圧力、数を増減させ
ることで、基板配線の矧がれを防止する。
【0011】以下に、積層構造梁4の3種類の作製方法
について示す。
【0012】第1の作製方法は、まず、リードフレーム
2をあらかじめ数ミリ、凹に変形させる。次にQFPな
どの半導体電子部品7と同様なモールド型を用いて、リ
ードフレーム2の片面のみを樹脂1でモールドし、積層
構造梁を作製する方法である。
【0013】第2の作製方法は、まず、リードフレーム
2をあらかじめ数ミリ、凹に変形させる。次にQFPな
どの半導体電子部品7と同様なモールド型を用いて、リ
ードフレーム2の両面を樹脂1でモールドする。その
後、リードフレーム2の片面の樹脂1を研磨によって除
去し、積層構造梁を作製する方法である。
【0014】第3の作製方法はリードフレーム2上にフ
ィルム状の樹脂1を加圧、加熱により張り付ける方法で
ある。リードフレーム2を数ミリ、凹治具の上に設置
し、搭載ツール10を用いて、リードフレーム2の上に
フィルム状の樹脂1を加圧、加熱により、リードフレー
ム2上に樹脂を張り付けて作製する方法である。
【0015】
【表1】
【0016】表1に示す物性値のリードフレーム2と樹
脂1を用い、積層構造梁4の形状は樹脂1の厚さta1
は1.2mm、リードフレーム2の厚さtb1は0.5
mm、樹脂1とリードフレーム2の長さD1は15mm
とし、作製した。その結果、積層構造梁が凹に1.2m
m反り、半導体チップに1.5Kgの加圧力が働いた。
【0017】本発明の積層構造梁4を用いて、以下に本
発明のフリップチップ接続製造方法、及び半導体チップ
5の交換方法の実施例を図4、図5に示す。
【0018】まず、本発明の積層構造梁4が搭載される
基板3上の配線箇所と半導体電子部品7が搭載される配
線箇所にはんだ印刷ではんだ9を供給する。また、必要
に応じ半導体チップ5搭載位置の基板配線上にもはんだ
9供給を行う。
【0019】次に、配線基板と半導体チップ5のバンプ
を位置合わせし、基板3上に半導体チップ5を直接フェ
ースダウンで搭載する。また、半導体チップ5に形成し
たバンプ6先端に、導電性接着剤、または、はんだなど
を転写した方が他の半導体電子部品7の搭載やリフロー
時の、半導体チップ5の位置ズレ防止ができる。
【0020】次に、搭載ツール10を用いて、他の半導
体電子部品7を搭載した後、本発明である積層構造梁4
を搭載する。リフロー工程前は、積層構造梁4は凹の状
態であるが、リードフレーム2の上に固着している樹脂
1がリードフレーム2より大きく熱膨張するため、積層
構造梁4は平坦な形状に変形する。積層構造梁4が平坦
な形状に変形した時、積層構造梁4のリードフレーム部
分は基板配線に供給したはんだ9と接続される。
【0021】リフロー工程終了後、リードフレーム2の
上に固着している樹脂1が再び収縮するため、積層構造
梁4は再び凹の形状に変形する。その変形力により、半
導体チップ5を加圧する力が生じ、半導体チップ5の固
定を行う。積層構造梁4で半導体チップ5を固定してい
る状態で、半導体チップ5の導通テスト、バーンイン、
動作テストを行い、半導体チップ5の良否判定を行う。
半導体チップ5を良品と判定した後、半導体チップ5と
基板3との隙間に補強樹脂14を充填し、接続信頼性の
向上をはかる。
【0022】図5に半導体チップ5の交換方法を示す。
【0023】他方、半導体チップ5の導通テスト、バー
ンイン、動作テストによる半導体チップ良否判定で、半
導体チップ5を不良と判定した場合、不良の半導体チッ
プ5の交換を行う。不良の半導体チップ5の交換手順
は、まず積層構造梁4の取り外し、次に不良の半導体チ
ップ5を取り外す。その後、良品の半導体チップ5の搭
載、積層構造梁4の搭載を行う。積層構造梁4の取り外
し方法は2つの方法がある。第1の方法は搭載ツール1
0を加熱して、積層構造梁4の熱伝導を利用し、積層構
造梁4と基板配線が接続しているはんだ接続部分を熱で
溶かし、積層構造梁4を搭載ツール10の真空吸着機構
を用いて取り外す。
【0024】第2の方法は熱風ブローやはんだゴテなど
を用いて、積層構造梁4と基板配線が接続しているはん
だ接続部分を熱で溶かし、積層構造梁4を搭載ツール1
0の真空吸着で取り外す。積層構造梁4を取りはずした
後、不良の半導体チップ5は、基板に対して接触してい
るのみでたるため、基板と接続または接着されておらず
搭載ツール10の真空吸着機構で簡単に取りはずせる。
半導体チップ5と積層構造梁4の接続方法は、再度、図
4に示す工程で行う。
【0025】本発明の積層構造梁を用いることで半導体
チップの交換を従来のようなレーザー設備、及び関連設
備など特別な装置を必要とせず、部品接続に一般的に使
用されている加熱ツールやはんだゴテなどの加熱のみで
半導体チップの交換を行える。
【0026】
【発明の効果】フリップチップ接続における従来のリペ
ア方法は、レーザ光を用いてバンプを切断し、半導体チ
ップの交換を行う方法である。このため、従来方法では
レーザ設備、関連光学設備のほか、金属粉吸引装置等が
必要であり設備コスト高となるとともに光学設備のメン
テナンスのために製造コスト高となっていた。さらに、
狭ピッチ多ピン半導体チップになるとチップと基板間が
狭くなる。また、アレイ配置バンプが採用される場合も
ある。これに対し従来方式では、レーザ光が限られたバ
ンプしか届かず適用に限界があった。
【0027】本発明では、半導体チップ交換に通常の表
面実装工程が適用できるので、半導体チップ交換コスト
の低減が図れるとともに、狭ピッチ多ピン半導体チップ
に対しても交換が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による積層構造梁の構造断面図である。
【図2】本発明による積層構造梁の形状図である。
【図3】本発明によるフリップチップ接続構造工程図で
ある。
【図4】本発明によるフリップチップ接続構造工程図で
ある。
【図5】本発明によるフリップチップ接続の半導体チッ
プ交換工程図である。
【図6】本発明による積層構造梁の形状図である。
【図7】従来技術の実施例である半導体チップの断面図
である。
【符号の説明】 1…樹脂、 2…リードフレーム、
3…基板、4…積層構造梁、 5…半導体チッ
プ、 6…バンプ、7…半導体電子部品、 8
…チップ抵抗、 9…はんだ、10…搭載ツー
ル、 12…プローブ、 13…樹脂充填
ツール、14…補強樹脂、 15…積層構造
梁、 16…金属粉吸引装置、17…レーザガン、
ta1…厚さ、 D1…長さ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に半導体チップを直接フェースダウ
    ンで搭載するフリップチップ接続構造において、リード
    フレームと樹脂とを組み合わせ、半導体チップサイズよ
    り大きく、2方向にリードフレームを延ばした形状の積
    層構造梁を半導体チップ搭載後、半導体チップ上面から
    搭載し、積層構造梁のリードフレーム部分と基板配線部
    分をはんだ付けすることで半導体チップを加圧すること
    を特徴とするフリップチップ接続構造。
JP9246424A 1997-09-11 1997-09-11 フリップチップ接続構造 Pending JPH1187426A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9246424A JPH1187426A (ja) 1997-09-11 1997-09-11 フリップチップ接続構造

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JP9246424A JPH1187426A (ja) 1997-09-11 1997-09-11 フリップチップ接続構造

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JPH1187426A true JPH1187426A (ja) 1999-03-30

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ID=17148283

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JP9246424A Pending JPH1187426A (ja) 1997-09-11 1997-09-11 フリップチップ接続構造

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