KR19990056739A - 반도체 칩의 실장방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 칩의 실장방법을 개시한다. 개시된 본 발명의 실장방법은, 패드가 구비된 반도체 웨이퍼에 패시베이션막을 증착한다. 그리고나서, 패드 상부가 노출되도록 패시베이션막을 식각하여, 패드를 오픈시킨다. 이어 반도체 웨이퍼 상에 포토레지스트막을 도포한다. 패드 부분이 오픈되도록 포토제지스트막을 노광 및 현상한다. 이어서, 오픈된 패드 상부에 도전성 범프를 형성하고, 범프 상부에 이방성 도전성 접착제를 도포한다. 그후, 포토레지스트막을 제거한다. 이어, 반도체 웨이퍼를 칩 형태로 소잉한다음, 반도체 칩을 인쇄회로기판에 실장한다.

Description

반도체 칩의 실장방법

본 발명은 반도체 칩 실장방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 인쇄회로 기판에 칩을 직접 부착시키는 플립칩(flip chip) 실장방법에 관한 것이다.

고집적 반도체 소자에서 적용되는 플립칩은, 소잉(sawing)된 반도체 칩을 인쇄회로기판에 직접 부착시키는 기술이다. 이 기술은 패키지 구조물 및 리드들이 구비되지 않으므로, 인쇄회로 기판에서 적은 면적을 차지한다.

도 1은 종래의 플립칩이 인쇄회로 기판에 실장된 단면도로서, 도면에서와 같이, 소잉된 반도체 칩(1)의 패드(2)는 인쇄회로기판(4)의 패드(5)와 소정의 열처리에 의하여 플로우(flow)된 솔더 범프(3)에 의하여 부착되어, 실장된다. 여기서, 미설명 부호 3은 반도체 칩(1) 표면을 덮는 패시베이션막이다.

그러나, 솔더 범프(3)를 이용하여 실장시키게 되면, 솔더 범프(3)을 플로우시키기 위한 별도의 공정이 추가되고, 플로우 시키기 위한 열공정으로 인하여, 소자 특성에 영향을 줄 수 있다.

또한, 솔더 범프(3)의 플로우시, 플로우된 솔더 범프(3) 물질이 인쇄회로기판에 흐를수 있다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 솔더 범프의 플로우 공정 없이도, 반도체 칩을 인쇄회로기판에 실장시킬 수 있는 반도체 칩 실장방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래 기술에 따라 반도체 칩이 인쇄회로기판에 실장된 단면도

도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 반도체 칩의 실장방법을 설명하기 위한 각 제조 공정별 단면도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

11 : 반도체 웨이퍼 12 : 패드

13 : 패시베이션막 14 : 포토레지스트막

15 : 도전성 범프 16 : 이방성 도전성 접착제

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 반도체 칩 실장 방법은, 패드가 구비된 반도체 웨이퍼에 패시베이션막을 증착한다. 그리고나서, 패드 상부가 노출되도록 패시베이션막을 식각하여, 패드를 오픈시킨다. 이어 반도체 웨이퍼 상에 포토레지스트막을 도포한다. 패드 부분이 오픈되도록 포토제지스트막을 노광 및 현상한다. 이어서, 오픈된 패드 상부에 도전성 범프를 형성하고, 범프 상부에 이방성 도전성 접착제를 도포한다. 그후, 포토레지스트막을 제거한다. 이어, 반도체 웨이퍼를 칩 형태로 소잉한다음, 반도체 칩을 인쇄회로기판에 실장한다.

본 발명에 의하면, 이방성 도전성 접착제를 사용하므로써, 범프의 플로우 공정이 배제되어, 공정이 단순화된다. 또한, 플로우된 솔더 범프가 인쇄회로기판측으로 흐르지 않아, 소자 특성에 영향을 미치지 않는다. 아울러, 범프가 웨이퍼 전체적으로 형성한다음, 반도체 칩 형태로 소잉되므로, 공정을 단순화할 수 있다.

이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.

첨부한 도면 도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 반도체 소자의 실장방법을 설명하기 위한 각 제조공정별 단면도이다.

도 2a를 참조하여, 패드(12)가 형성된 반도체 웨이퍼(11)에 패시베이션막(13)이 형성된다. 패드(12) 상부가 오픈되도록 패시베이션막(13)이 일부 식각된다. 그리고나서, 반도체 웨이퍼(11) 상부에 포토레지스트막(14)이 도포된다.

이어서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 포토레지스트막(14)는 패드(12) 부분이 노출될 수 있도록, 노광 및 현상한다. 이에 따라, 패드(13) 상부가 노출된다. 그후, 포토레지스트막(14)이 일부 제거된 공간에 도전성 범프(15)가 공지의 기술에 의하여 형성된다. 이때, 도전성 범프(15)의 높이는 포토레지스트막(14)의 높이보다는 낮도록 형성된다. 상기 범프(15)는 금(Au), 니켈(Ni), 금도금된 니켈, 납/주석(Pb/Sn) 물질로 형성되고, 전기 도금방식으로 형성된다. 아울러, 범프(15)의 폭은 50 내지 200㎛ 정도이고, 높이는 5 내지 50㎛이다.

그후, 도 2c에 도시된 바와 같이, 범프(15) 상부에 이방성 도전성 접착제(anisotropic conductive adhesive:16)가 도포된다. 이때, 범프(15)와 도전성 접착제(16)의 높이는 포토레지스트막(14)의 높이와 같다. 여기서, 이방성 도전성 접착제(16)는 접착성 레진 물질에 전도성 파티클이 포함되어 있는데, 이 파티클로는 니켈(Ni) 또는 금(Au)등이 이용되며, 이 전도성 파티클의 사이즈는 1 내지 20㎛이다. 또한 이 파티클은 금 또는 니켈 도금된 플라스틱 볼이 이용될 수 있다. 또한, 이방성 도전성 접착제(16)을 이루는 레진 물질은 에폭시, 변형된 에폭시, 폴리에스터, 변형된 폴리에스터, 폴리머, 아크릴 에스터, 실리콘 레진, 페녹시 레진, 폴리 우레탄, 또는 열, 자외선에 의하여 열압착 경화되는 폴리머등이 이용된다.

그후, 도 2d에서와 같이, 포토레지스트막(14)은 공지의 방식으로 제거하고, 상기 반도체 웨이퍼(11)는 반도체 칩(11) 형태로 소잉된다. 그리고나서, 반도체 칩(11a)은 인쇄회로기판(20)에 열 압착 방식으로 실장된다. 상기 열압착 조건은 0.5 내지 150 kgF/㎠의 압력과 80 내지 200℃의 온도에 열합착한다. 이때, 반도체 칩(11a)의 패드(12)와 인쇄회로기판(20)의 패드(21)는 도전성 범프(15) 및 이방성 도전성 접착제(16)에 의하여 전기적으로 연결되고, 반도체 칩(11a)의 패드(12) 상에 형성된 도전성 범프(15)는 이방성 도전성 접착제(16)에 의하여, 접착된다.

이와같이 이방성 도전성 접착제(16)를 이용하여, 반도체 칩(11a)의 패드(12) 와 인쇄회로기판(20)의 상의 패드(21)를 전기적으로 접촉시키므로써, 별도의 범프 플로우 공정이 배제된다.

이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 이방성 도전성 접착제를 사용하므로써, 범프의 플로우 공정이 배제되어, 공정이 단순화된다.

또한, 플로우된 솔더 범프가 인쇄회로기판측으로 흐르지 않아, 소자 특성에 영향을 미치지 않는다.

아울러, 범프가 웨이퍼 전체적으로 형성한다음, 반도체 칩 형태로 소잉되므로, 공정을 단순화할 수 있다.

기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (9)

1. 패드가 구비된 반도체 웨이퍼에 패시베이션막을 증착하는 단계;

   상기 패드 상부가 노출되도록 패시베이션막을 식각하여, 패드를 오픈시키는 단계;

   상기 반도체 웨이퍼상에 포토레지스트막을 도포하는 단계;

   상기 패드 부분이 오픈되도록 포토레지스트막을 노광 및 현상하는 단계;

   상기 오픈된 패드 상부에 도전성 범프를 형성하는 단계;

   상기 범프 상부에 이방성 도전성 접착제를 도포하는 단계;

   상기 포토레지스트막을 제거하는 단계;

   상기 반도체 웨이퍼를 반도체 칩 형태로 소잉하는 단계; 및

   상기 반도체 칩을 인쇄회로기판에 실장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩의 실장방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 이방성 도전성 접착제는, 도전성 파티클이 포함된 레진 물질인 것을 특징으로 하는 반도체 칩의 실장방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 파티클은, 니켈, 금 또는 금 또는 니켈 도금된 플라스틱 볼인 것을 특징으로 하는 반도체 칩의 실장방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 레진 물질은 에폭시, 변형된 에폭시, 폴리에스터, 변형된 폴리에스터, 폴리머, 아크릴 에스터, 실리콘 레진, 페녹시 레진, 폴리 우레탄, 또는 열, 자외선에 의하여 열압착 경화되는 폴리머인 것을 특징으로 하는 반도체 칩의 실장방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 범프는 금, 니켈, 금도금된 니켈 또는 납/주석 물질이 이용되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩의 실장방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 범프는 전기 도금방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩의 실장방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 반도체 칩은 인쇄회로기판에 열합착에 의하여 실장되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩의 실장방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 열압착은 0.5 내지 150 kgF/㎠의 압력과 80 내지 200℃의 온도에서 진행되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩의 실장방법.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 포토레지스트막은 상기 도전성 범프와 이방성 도전성 접착제의 예정 높이만큼으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩의 실장방법.