JP2966354B2 - 半導体装置の実装方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フェースダウン
（表面実装）で回路基板上に半導体装置を実装する際の
半導体装置の実装方法に関するものである。
（表面実装）で回路基板上に半導体装置を実装する際の
半導体装置の実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の電子機器の小型化や薄型化などに
伴い、ＬＳＩチップの高速化、高集積化、多ピン化と同
時に、ＬＳＩチップを高密度に回路基板に実装するため
の高密度実装技術が進んできている。そのため、ＬＳＩ
チップのパッケージもさまざまな形状や構造が提案され
ている（日経エレクトロニクス１９９３年８−２号ｎ
ｏ．５８７掲載『ＬＳＩパッケージ最前線高密度実装を
後押し』Ｐ９３〜９９）。フェ−スダウン（表面実装の
一種）による実装方法もそのうちの一つである。
伴い、ＬＳＩチップの高速化、高集積化、多ピン化と同
時に、ＬＳＩチップを高密度に回路基板に実装するため
の高密度実装技術が進んできている。そのため、ＬＳＩ
チップのパッケージもさまざまな形状や構造が提案され
ている（日経エレクトロニクス１９９３年８−２号ｎ
ｏ．５８７掲載『ＬＳＩパッケージ最前線高密度実装を
後押し』Ｐ９３〜９９）。フェ−スダウン（表面実装の
一種）による実装方法もそのうちの一つである。
【０００３】以下、従来のフェ−スダウン実装による半
導体装置の実装方法について説明する。フェ−スダウン
実装とは、回路基板上に半導体装置の突起電極を下向き
に実装する実装方法であり、その従来のフェ−スダウン
実装により、実際に回路基板上に半導体装置を実装して
いる様子を示しているのが、図９、１０、１１及び１２
である。従来、半導体装置の回路基板上への実装には半
田付けがよく利用されていたが、近年、半導体装置のパ
ッケージの小型化と接続端子数の増加により、接続端子
間隔が狭くなり、従来の半田付け技術で対処することが
次第に困難になってきた。そこで、最近では裸の半導体
装置を回路基板上に直付けして実装面積の小型化と効率
的使用を図ろうとする方法が考案されてきた。なかで
も、有効な方法であるとされているのは、半導体装置を
回路基板に接続するに際し、あらかじめ半導体装置の電
極パッド上に密着金属や拡散防止金属の蒸着膜を形成
し、更にその上にメッキにより半田層を形成しておき、
このような電極構造を備えた半導体装置を下向きにし
て、高温に加熱して半田を回路基板の端子電極に融着す
るという実装方法である。この実装方法によれば、接続
後の機械的強度が強く、接続が一括にできる。（例え
ば、工業調査会、１９８０年１月１５日発行、日本マイ
クロエレクトロニクス協会編、『ＩＣ化実装技術』） 以下図面を参照しながら、半田突起電極を有する半導体
装置を回路基板の端子電極へ実装する、上述した従来の
実装方法の具体例について説明する。従来例として、図
９、１０、１１及び１２は半田突起電極を有する半導体
装置を回路基板へフェ−スダウン実装する際の実装方法
を示す概略断面図である。図９、１０、１１及び１２に
おいて、１は端子電極、２は回路基板、４は半導体装
置、６は封止樹脂、７はパッド電極、８は封止樹脂中の
フィラー、１３は突起電極（半田）である。
導体装置の実装方法について説明する。フェ−スダウン
実装とは、回路基板上に半導体装置の突起電極を下向き
に実装する実装方法であり、その従来のフェ−スダウン
実装により、実際に回路基板上に半導体装置を実装して
いる様子を示しているのが、図９、１０、１１及び１２
である。従来、半導体装置の回路基板上への実装には半
田付けがよく利用されていたが、近年、半導体装置のパ
ッケージの小型化と接続端子数の増加により、接続端子
間隔が狭くなり、従来の半田付け技術で対処することが
次第に困難になってきた。そこで、最近では裸の半導体
装置を回路基板上に直付けして実装面積の小型化と効率
的使用を図ろうとする方法が考案されてきた。なかで
も、有効な方法であるとされているのは、半導体装置を
回路基板に接続するに際し、あらかじめ半導体装置の電
極パッド上に密着金属や拡散防止金属の蒸着膜を形成
し、更にその上にメッキにより半田層を形成しておき、
このような電極構造を備えた半導体装置を下向きにし
て、高温に加熱して半田を回路基板の端子電極に融着す
るという実装方法である。この実装方法によれば、接続
後の機械的強度が強く、接続が一括にできる。（例え
ば、工業調査会、１９８０年１月１５日発行、日本マイ
クロエレクトロニクス協会編、『ＩＣ化実装技術』） 以下図面を参照しながら、半田突起電極を有する半導体
装置を回路基板の端子電極へ実装する、上述した従来の
実装方法の具体例について説明する。従来例として、図
９、１０、１１及び１２は半田突起電極を有する半導体
装置を回路基板へフェ−スダウン実装する際の実装方法
を示す概略断面図である。図９、１０、１１及び１２に
おいて、１は端子電極、２は回路基板、４は半導体装
置、６は封止樹脂、７はパッド電極、８は封止樹脂中の
フィラー、１３は突起電極（半田）である。
【０００４】以上のように構成された従来の半田突起電
極を有する半導体装置の実装方法について、図９、１
０、１１及び１２を用いて、以下その概略を説明する。
図９のように半導体装置４のパッド電極７上に半田突起
電極１３を形成し、その半田突起電極１３が図１０のよ
うに、回路基板２上に形成された端子電極１の所定の位
置と重なり合うようにフェースダウンで半導体装置４を
載置する。その後、図１１のように、２００〜３００℃
の高温に加熱することにより半田突起電極１３を溶融さ
せて端子電極１に融着したのち、図１２のように、半導
体装置４と回路基板２との間を、封止樹脂６で封止し、
硬化させることで半導体装置の実装体が得られる。
極を有する半導体装置の実装方法について、図９、１
０、１１及び１２を用いて、以下その概略を説明する。
図９のように半導体装置４のパッド電極７上に半田突起
電極１３を形成し、その半田突起電極１３が図１０のよ
うに、回路基板２上に形成された端子電極１の所定の位
置と重なり合うようにフェースダウンで半導体装置４を
載置する。その後、図１１のように、２００〜３００℃
の高温に加熱することにより半田突起電極１３を溶融さ
せて端子電極１に融着したのち、図１２のように、半導
体装置４と回路基板２との間を、封止樹脂６で封止し、
硬化させることで半導体装置の実装体が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな半導体装置の実装方法においては、以下のような課
題を有している。 １．高温に加熱して半田を溶融して回路基板の端子電極
と接続する際に、熱膨張係数の大きな回路基板を用いる
と、接合部に応力が発生し、品質の劣化を招く。 ２．半導体装置に欠陥が発生した場合に、回路基板から
半導体装置を取り外すために、かなりの高温加熱が必要
であり、容易に取り外すことができない。
うな半導体装置の実装方法においては、以下のような課
題を有している。 １．高温に加熱して半田を溶融して回路基板の端子電極
と接続する際に、熱膨張係数の大きな回路基板を用いる
と、接合部に応力が発生し、品質の劣化を招く。 ２．半導体装置に欠陥が発生した場合に、回路基板から
半導体装置を取り外すために、かなりの高温加熱が必要
であり、容易に取り外すことができない。
【０００６】上記従来の課題を解決する半導体の実装方
法として、突起電極を２段突起形状又は実質的に凸状に
した上で、その突起電極に導電性及び熱可塑性を有する
樹脂接着剤を付着させ、その導電性樹脂接着剤を硬化さ
せることにより、半導体装置の突起電極と回路基板の端
子電極とを接続する方法がある。しかしながら、この方
法によれば、半田を接続に用いるために起こる上記課題
は解決されるものの、導電性樹脂接着剤を接続に用いる
ために、半導体装置の突起電極と回路基板の端子電極と
の接続部分の機械的強度が弱く、そのために接続状態検
査時等において接続部分がゆがむ等の弊害が生じてい
た。
法として、突起電極を２段突起形状又は実質的に凸状に
した上で、その突起電極に導電性及び熱可塑性を有する
樹脂接着剤を付着させ、その導電性樹脂接着剤を硬化さ
せることにより、半導体装置の突起電極と回路基板の端
子電極とを接続する方法がある。しかしながら、この方
法によれば、半田を接続に用いるために起こる上記課題
は解決されるものの、導電性樹脂接着剤を接続に用いる
ために、半導体装置の突起電極と回路基板の端子電極と
の接続部分の機械的強度が弱く、そのために接続状態検
査時等において接続部分がゆがむ等の弊害が生じてい
た。
【０００７】本発明は上記課題を解決するものであり、
半導体装置と回路基板との接続後の機械的強度を強く
し、半導体装置と回路基板との接続及び回路基板からの
半導体装置の取り外しを容易にし、且つその品質を向上
させる半導体装置の実装方法を提供することを目的とす
るものである。
半導体装置と回路基板との接続後の機械的強度を強く
し、半導体装置と回路基板との接続及び回路基板からの
半導体装置の取り外しを容易にし、且つその品質を向上
させる半導体装置の実装方法を提供することを目的とす
るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明にかかる半導体装置の実装方法は、半導体
装置の突起電極に導電性樹脂接着剤を付着させる接着剤
付着工程と、前記半導体装置の突起電極以外の一部及び
／又は回路基板の端子電極以外の一部に第１の絶縁性樹
脂を付着させる第１絶縁性樹脂付着工程と、前記半導体
装置及び／又は前記回路基板に付着された前記第１の絶
縁性樹脂及び前記導電性樹脂接着剤を介して、前記半導
体装置の突起電極部と前記回路基板の端子電極とが重な
るように、前記半導体装置と前記回路基板とを接合する
接合工程と、前記第１の絶縁性樹脂を硬化させる第１絶
縁性樹脂硬化工程と、前記導電性樹脂接着剤を硬化させ
る接着剤硬化工程とを備え、これらを組み合わせて行う
構成としたものである。
めに、本発明にかかる半導体装置の実装方法は、半導体
装置の突起電極に導電性樹脂接着剤を付着させる接着剤
付着工程と、前記半導体装置の突起電極以外の一部及び
／又は回路基板の端子電極以外の一部に第１の絶縁性樹
脂を付着させる第１絶縁性樹脂付着工程と、前記半導体
装置及び／又は前記回路基板に付着された前記第１の絶
縁性樹脂及び前記導電性樹脂接着剤を介して、前記半導
体装置の突起電極部と前記回路基板の端子電極とが重な
るように、前記半導体装置と前記回路基板とを接合する
接合工程と、前記第１の絶縁性樹脂を硬化させる第１絶
縁性樹脂硬化工程と、前記導電性樹脂接着剤を硬化させ
る接着剤硬化工程とを備え、これらを組み合わせて行う
構成としたものである。
【０００９】又、前記半導体装置及び／又は前記回路基
板の隙間の残部に封止樹脂として第２の絶縁性樹脂を充
填し、その第２の絶縁性樹脂を硬化させる封止硬化工程
を有するとしてもよい。
板の隙間の残部に封止樹脂として第２の絶縁性樹脂を充
填し、その第２の絶縁性樹脂を硬化させる封止硬化工程
を有するとしてもよい。
【００１０】又、前記導電性樹脂接着剤は、溶剤型の熱
可塑性樹脂を含むとしてもよい。
可塑性樹脂を含むとしてもよい。
【００１１】又、前記第１の絶縁性樹脂は、複数の海綿
状の孔を有するとしてもよい。
状の孔を有するとしてもよい。
【００１２】又、前記第１の絶縁性樹脂は、溶剤型の熱
可塑性樹脂であるとしもよい。
可塑性樹脂であるとしもよい。
【００１３】又、前記第１の絶縁性樹脂は、その第１の
絶縁性樹脂中の溶剤が抜ける際に硬化収縮するとしても
よい。
絶縁性樹脂中の溶剤が抜ける際に硬化収縮するとしても
よい。
【００１４】又、前記第１の絶縁性樹脂を硬化する際
に、回路基板又は半導体装置の少なくとも一方を加熱す
るとしてもよい。
に、回路基板又は半導体装置の少なくとも一方を加熱す
るとしてもよい。
【００１５】又、突起電極及び前記端子電極は、それぞ
れ前記半導体装置及び前記回路基板の外周部に設けられ
ており、前記第１の絶縁性樹脂は前記半導体装置の複数
の前記突起電極及び／又は前記回路基板の複数の前記端
子電極の内側に付着されるとしてもよい。
れ前記半導体装置及び前記回路基板の外周部に設けられ
ており、前記第１の絶縁性樹脂は前記半導体装置の複数
の前記突起電極及び／又は前記回路基板の複数の前記端
子電極の内側に付着されるとしてもよい。
【００１６】又、半導体装置と回路基板との間を封止す
る際に、第２の絶縁性樹脂が、前記第１の絶縁性樹脂の
複数の海綿状の孔にしみ込み、充填されるとしてもよ
い。
る際に、第２の絶縁性樹脂が、前記第１の絶縁性樹脂の
複数の海綿状の孔にしみ込み、充填されるとしてもよ
い。
【００１７】又、前記第１の絶縁性樹脂は溶剤型の熱可
塑性樹脂であり、前記導電性樹脂接着剤は溶剤型の熱可
塑性樹脂であり、前記第１の絶縁性樹脂に含まれる溶剤
の沸点は、前記導電性樹脂接着剤に含まれる溶剤の沸点
よりも低いとしてもよい。
塑性樹脂であり、前記導電性樹脂接着剤は溶剤型の熱可
塑性樹脂であり、前記第１の絶縁性樹脂に含まれる溶剤
の沸点は、前記導電性樹脂接着剤に含まれる溶剤の沸点
よりも低いとしてもよい。
【００１８】又、前記第１の絶縁性樹脂の軟化点は、前
記導電性樹脂接着剤に含まれる熱可塑性樹脂の軟化点よ
りも高く、前記第２の絶縁性樹脂の軟化点よりも低いと
してもよい。
記導電性樹脂接着剤に含まれる熱可塑性樹脂の軟化点よ
りも高く、前記第２の絶縁性樹脂の軟化点よりも低いと
してもよい。
【００１９】又、前記第２の絶縁性樹脂は充填剤を含
み、その充填剤の粒径は前記海綿状の孔径よりも大きい
としてもよい。
み、その充填剤の粒径は前記海綿状の孔径よりも大きい
としてもよい。
【００２０】又、前記第１の絶縁性樹脂は、前記第１の
絶縁性樹脂の硬化後の熱膨張係数が前記封止樹脂の硬化
後の熱膨張係数と実質的に等しくなるような充填剤を更
に含むとしてもよい。
絶縁性樹脂の硬化後の熱膨張係数が前記封止樹脂の硬化
後の熱膨張係数と実質的に等しくなるような充填剤を更
に含むとしてもよい。
【００２１】又、前記第２の絶縁性樹脂には、前記第１
の絶縁性樹脂の硬化用の触媒が充填されているとしても
よい。
の絶縁性樹脂の硬化用の触媒が充填されているとしても
よい。
【００２２】又、前記触媒は、固形又は液体であるとし
てもよい。
てもよい。
【００２３】又、前記固形の触媒の粒径は、前記海綿状
の孔径よりも小さいとしてもよい。
の孔径よりも小さいとしてもよい。
【００２４】又、前記第２の絶縁性樹脂には、前記第１
の絶縁性樹脂の硬化用の硬化剤が充填されているとして
もよい。
の絶縁性樹脂の硬化用の硬化剤が充填されているとして
もよい。
【００２５】又、前記半導体装置の前記突起電極は、２
段突起形状又は実質的に凸状であるとしてもよい。
段突起形状又は実質的に凸状であるとしてもよい。
【００２６】又、前記第１の絶縁性樹脂が前記第１絶縁
性樹脂硬化工程により硬化された形状は、つづみ型又は
太鼓型であるとしてもよい。
性樹脂硬化工程により硬化された形状は、つづみ型又は
太鼓型であるとしてもよい。
【００２７】
【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）以下、本発明の第１の実施の形態であ
る半導体装置の実装方法を実施するための構成について
説明する。図１、２、３、４及び５は、本実施の形態で
ある半導体装置の実装方法を実施するための構成に関す
る概略断面図である。図１、２、３、４及び５に示すよ
うに、１は端子電極、２は回路基板、３は接合層、４は
半導体装置、５は突起電極、６は封止樹脂、７はパッド
電極、８は封止樹脂中のフィラー、９は補強層、１０は
補強層中のフィラー、１１は海綿状の孔、１２は封止樹
脂の樹脂成分，１４は導電性接着剤の転写膜である。
を参照しながら説明する。 （実施の形態１）以下、本発明の第１の実施の形態であ
る半導体装置の実装方法を実施するための構成について
説明する。図１、２、３、４及び５は、本実施の形態で
ある半導体装置の実装方法を実施するための構成に関す
る概略断面図である。図１、２、３、４及び５に示すよ
うに、１は端子電極、２は回路基板、３は接合層、４は
半導体装置、５は突起電極、６は封止樹脂、７はパッド
電極、８は封止樹脂中のフィラー、９は補強層、１０は
補強層中のフィラー、１１は海綿状の孔、１２は封止樹
脂の樹脂成分，１４は導電性接着剤の転写膜である。
【００２８】以上のように構成された半導体装置の実装
方法について説明する。図１のように、半導体装置４の
複数のパッド電極７の各々に突起電極５を形成する。図
１のように２段突起形状の突起電極を使用することによ
り、図２のように接合層として導電性接着剤を用いる際
において、接合層の横方向への広がりを抑制することが
できるため、実装密度の大幅な向上を図ることができ
る。
方法について説明する。図１のように、半導体装置４の
複数のパッド電極７の各々に突起電極５を形成する。図
１のように２段突起形状の突起電極を使用することによ
り、図２のように接合層として導電性接着剤を用いる際
において、接合層の横方向への広がりを抑制することが
できるため、実装密度の大幅な向上を図ることができ
る。
【００２９】次に、図２のように、半導体装置４の突起
電極５の形成側を下方に向けた状態で、接合層３として
導電性接着剤の転写膜に下降させ、突起電極５を導電性
接着剤中に浸漬した後、半導体装置４を上方に引き上
げ、各突起電極５の先端付近に接合層３である導電性接
着剤を一括して転写形成する。
電極５の形成側を下方に向けた状態で、接合層３として
導電性接着剤の転写膜に下降させ、突起電極５を導電性
接着剤中に浸漬した後、半導体装置４を上方に引き上
げ、各突起電極５の先端付近に接合層３である導電性接
着剤を一括して転写形成する。
【００３０】次に、図３のように、半導体装置４の中心
付近に熱可塑性を有する第１の絶縁性樹脂を用いて補強
層９を形成する。
付近に熱可塑性を有する第１の絶縁性樹脂を用いて補強
層９を形成する。
【００３１】次に、図４のように、接合層３によって半
導体装置４の突起電極５と回路基板２の端子電極１とが
電気的に接続されるように、即ち半導体装置４の突起電
極５が回路基板２の端子電極１の所定の位置と重なり合
うようにフェースダウンで載置した後、補強層９の硬化
温度で加熱して補強層９を硬化させ、半導体装置４と回
路基板２とを機械的に補強する。この補強層９は、加熱
されることにより溶剤が抜ける際に、硬化収縮し、半導
体装置４と回路基板２とをより一層、機械的に補強す
る。更に、硬化する際に、補強層９内には海綿状の孔１
１が形成される。この状態において半導体装置４の接続
状態の検査を行い、電気的な接続状態が不良であれば、
半導体装置４の交換を行うことができる。半導体装置４
の交換は、補強層９の強度が小さい時は、常温で行うこ
とができ、強度が大きい時は、数十度〜百数十度で加熱
した後、軟化させて取り外すことができる。
導体装置４の突起電極５と回路基板２の端子電極１とが
電気的に接続されるように、即ち半導体装置４の突起電
極５が回路基板２の端子電極１の所定の位置と重なり合
うようにフェースダウンで載置した後、補強層９の硬化
温度で加熱して補強層９を硬化させ、半導体装置４と回
路基板２とを機械的に補強する。この補強層９は、加熱
されることにより溶剤が抜ける際に、硬化収縮し、半導
体装置４と回路基板２とをより一層、機械的に補強す
る。更に、硬化する際に、補強層９内には海綿状の孔１
１が形成される。この状態において半導体装置４の接続
状態の検査を行い、電気的な接続状態が不良であれば、
半導体装置４の交換を行うことができる。半導体装置４
の交換は、補強層９の強度が小さい時は、常温で行うこ
とができ、強度が大きい時は、数十度〜百数十度で加熱
した後、軟化させて取り外すことができる。
【００３２】又、補強層９を硬化させた後に、さらに接
合層３の硬化温度で加熱して、半導体装置４の突起電極
５と回路基板２の端子電極１との電気的な接続を向上さ
せた後に半導体装置４の接続状態の検査を行ってもよ
い。
合層３の硬化温度で加熱して、半導体装置４の突起電極
５と回路基板２の端子電極１との電気的な接続を向上さ
せた後に半導体装置４の接続状態の検査を行ってもよ
い。
【００３３】次に、図５のように、半導体装置４と回路
基板２との間の残部を第２の絶縁性樹脂からなる封止樹
脂６で充填する。このとき、封止樹脂６の樹脂成分１２
が海綿状の孔１１に充填される。次に封止樹脂６及び海
綿状の孔１１にしみ込んだ封止樹脂６の樹脂成分１２を
加熱し硬化させる。この時、半導体装置４の最終の接続
状態の検査を行ってもよい。
基板２との間の残部を第２の絶縁性樹脂からなる封止樹
脂６で充填する。このとき、封止樹脂６の樹脂成分１２
が海綿状の孔１１に充填される。次に封止樹脂６及び海
綿状の孔１１にしみ込んだ封止樹脂６の樹脂成分１２を
加熱し硬化させる。この時、半導体装置４の最終の接続
状態の検査を行ってもよい。
【００３４】以上のように、半導体装置４と回路基板２
とを接合層３、補強層９及び封止樹脂６により機械的に
接合することで半導体装置の実装体を得られる。
とを接合層３、補強層９及び封止樹脂６により機械的に
接合することで半導体装置の実装体を得られる。
【００３５】以上から明らかなように、本実施の形態に
よれば、第１の絶縁性樹脂を用いた補強層９を設けるこ
とにより、半導体装置の突起電極と回路基板の端子電極
との電気的な接続を機械的に補強することができ、又、
封止する前の検査時に半導体装置を容易に交換すること
ができ、更にその検査によって接続部近傍がゆがむとい
った弊害もなくなる。又、第１の絶縁性樹脂の海綿状の
孔に絶縁性の封止樹脂が充填されることによって最終的
な構造は従来の封止樹脂のみで封止したものと同等の特
性を得ることができる。
よれば、第１の絶縁性樹脂を用いた補強層９を設けるこ
とにより、半導体装置の突起電極と回路基板の端子電極
との電気的な接続を機械的に補強することができ、又、
封止する前の検査時に半導体装置を容易に交換すること
ができ、更にその検査によって接続部近傍がゆがむとい
った弊害もなくなる。又、第１の絶縁性樹脂の海綿状の
孔に絶縁性の封止樹脂が充填されることによって最終的
な構造は従来の封止樹脂のみで封止したものと同等の特
性を得ることができる。
【００３６】尚、図１において、突起電極５の形状は２
段突起形状又は凸状をしていることが望ましい。突起電
極５の材質は金が望ましいが、他の金属により形成して
もよい。例えば半田や銅などでもよい。又、この突起電
極５は金ワイヤーを用いてワイヤーボンディング法によ
って或いはメッキ法によって形成することができる。
段突起形状又は凸状をしていることが望ましい。突起電
極５の材質は金が望ましいが、他の金属により形成して
もよい。例えば半田や銅などでもよい。又、この突起電
極５は金ワイヤーを用いてワイヤーボンディング法によ
って或いはメッキ法によって形成することができる。
【００３７】又、図２において、接合層３である導電性
接着剤の材質はエポキシ系、ポリアリルエーテル系、ポ
リアミド系、ポリエステル系、ポリイミド系等、熱可塑
性を有するものであれば材質は問わない。又、導電性接
着剤に含まれる導電粉の材質としては、一般に用いられ
ているものであれば何でも良く、例えば、銀、金、パラ
ジウム等の貴金属粉、ニッケル、銅等の卑金属、はん
だ、銀パラジウム等の合金粉、銀メッキ銅粉等のような
複合粉、さらにカーボンのような導電性を有する非金属
粉等が使用できる。これらの導電粉は単独でも２種類以
上の混合でも使用可能である。又、これら導電粉はその
粒径、形状は特に限定されるものではない。
接着剤の材質はエポキシ系、ポリアリルエーテル系、ポ
リアミド系、ポリエステル系、ポリイミド系等、熱可塑
性を有するものであれば材質は問わない。又、導電性接
着剤に含まれる導電粉の材質としては、一般に用いられ
ているものであれば何でも良く、例えば、銀、金、パラ
ジウム等の貴金属粉、ニッケル、銅等の卑金属、はん
だ、銀パラジウム等の合金粉、銀メッキ銅粉等のような
複合粉、さらにカーボンのような導電性を有する非金属
粉等が使用できる。これらの導電粉は単独でも２種類以
上の混合でも使用可能である。又、これら導電粉はその
粒径、形状は特に限定されるものではない。
【００３８】又、図３において、補強層９はシリンジノ
ズル等ポッティング供給可能なものであればよい。補強
層９の材質は、エポキシ系、ポリアリルエーテル系、ポ
リアミド系、ポリエステル系、ポリイミド系等、熱可塑
性を有するものであればよい。又、補強層９に含まれる
充填剤はヒューズドシリカ（溶融シリカ）等の絶縁性で
低熱膨張なものが望ましい。粒径は、５０μｍ以下の粉
体であれば特に構わない。充填量は封止樹脂の熱膨張係
数を考慮して決められる。
ズル等ポッティング供給可能なものであればよい。補強
層９の材質は、エポキシ系、ポリアリルエーテル系、ポ
リアミド系、ポリエステル系、ポリイミド系等、熱可塑
性を有するものであればよい。又、補強層９に含まれる
充填剤はヒューズドシリカ（溶融シリカ）等の絶縁性で
低熱膨張なものが望ましい。粒径は、５０μｍ以下の粉
体であれば特に構わない。充填量は封止樹脂の熱膨張係
数を考慮して決められる。
【００３９】又、図４において、補強層９の硬化温度は
接合層３の硬化温度より低いことが望ましい。
接合層３の硬化温度より低いことが望ましい。
【００４０】又、図５において、封止樹脂６は、室温程
度の低温でも半導体装置４と回路基板２との間隙への注
入が速やかに行われるため、低粘度で低チクソトロピー
指数のものが望ましい。封止樹脂６の材質は、一般に用
いられているものであれば何でも良く、例えば、クレゾ
ールノボラック型エポキシ樹脂とノボラック型フェノー
ル樹脂等と充填剤を混合したものや、ポリエポキシド
（通常エポキシ樹脂又はエポキシ化合物）と酸無水物樹
脂（メチルテトラハイドロフタル酸無水物、メチルヘキ
サハイドロフタル酸無水物等の環状脂肪族系）と充填剤
を混合したものからなるものがある。又、封止樹脂６中
の充填剤は粒径が５０μｍ以下の粉体であれば構わない
が、シリカ、アルミナ等の酸化化合物や窒化アルミ等の
窒化化合物、炭化珪素等の炭化化合物、硅化化合物等、
熱的に安定で低熱膨張率のものが望ましい。 （実施の形態２）以下、本発明の第２の実施の形態であ
る半導体装置の実装方法を実施するための構成について
説明する。図１、２、４、５及び６は、本実施の形態で
ある半導体装置の実装方法を実施するための構成に関す
る概略断面図である。図１、２、４、５及び６に示すよ
うに、１は端子電極、２は回路基板、３は接合層、４は
半導体装置、５は突起電極、６は封止樹脂、７はパッド
電極、８は封止樹脂中のフィラー、９は補強層、１０は
補強層中のフィラー、１１は海綿状の孔、１２は封止樹
脂の樹脂成分である。
度の低温でも半導体装置４と回路基板２との間隙への注
入が速やかに行われるため、低粘度で低チクソトロピー
指数のものが望ましい。封止樹脂６の材質は、一般に用
いられているものであれば何でも良く、例えば、クレゾ
ールノボラック型エポキシ樹脂とノボラック型フェノー
ル樹脂等と充填剤を混合したものや、ポリエポキシド
（通常エポキシ樹脂又はエポキシ化合物）と酸無水物樹
脂（メチルテトラハイドロフタル酸無水物、メチルヘキ
サハイドロフタル酸無水物等の環状脂肪族系）と充填剤
を混合したものからなるものがある。又、封止樹脂６中
の充填剤は粒径が５０μｍ以下の粉体であれば構わない
が、シリカ、アルミナ等の酸化化合物や窒化アルミ等の
窒化化合物、炭化珪素等の炭化化合物、硅化化合物等、
熱的に安定で低熱膨張率のものが望ましい。 （実施の形態２）以下、本発明の第２の実施の形態であ
る半導体装置の実装方法を実施するための構成について
説明する。図１、２、４、５及び６は、本実施の形態で
ある半導体装置の実装方法を実施するための構成に関す
る概略断面図である。図１、２、４、５及び６に示すよ
うに、１は端子電極、２は回路基板、３は接合層、４は
半導体装置、５は突起電極、６は封止樹脂、７はパッド
電極、８は封止樹脂中のフィラー、９は補強層、１０は
補強層中のフィラー、１１は海綿状の孔、１２は封止樹
脂の樹脂成分である。
【００４１】以上のように構成された半導体装置の実装
方法の上記実施の形態１と異なる箇所について説明す
る。補強層９を形成するもう一つの方法として、図６の
ように、半導体装置４の中心と対応する回路基板２の中
心付近に第１の絶縁性樹脂を付着させて補強層９を形成
する。この補強層９はシリンジノズル等ポッティング供
給可能なものであればよい。他は上記実施の形態１と同
様の条件で、半導体装置４を回路基板２に実装する。
方法の上記実施の形態１と異なる箇所について説明す
る。補強層９を形成するもう一つの方法として、図６の
ように、半導体装置４の中心と対応する回路基板２の中
心付近に第１の絶縁性樹脂を付着させて補強層９を形成
する。この補強層９はシリンジノズル等ポッティング供
給可能なものであればよい。他は上記実施の形態１と同
様の条件で、半導体装置４を回路基板２に実装する。
【００４２】以上のように、本実施の形態によれば、第
１の絶縁性樹脂を半導体装置４の中心ではなくその中心
と対応する位置にある回路基板２上の部分に付着させて
補強層９を形成し、上記実施の形態１と同様の効果が得
られる。 （実施の形態３）以下、本発明の第３の実施の形態であ
る半導体装置の実装方法を実施するための構成について
説明する。図７及び８は、本実施の形態である半導体装
置の実装方法を実施するための構成に関する概略断面図
である。図１及び２に示すように、１は端子電極、２は
回路基板、３は接合層、４は半導体装置、５は突起電
極、６は封止樹脂、８は封止樹脂中のフィラー、９は補
強層、１０は補強層中のフィラー、１１は海綿状の孔、
１２は封止樹脂の樹脂成分である。
１の絶縁性樹脂を半導体装置４の中心ではなくその中心
と対応する位置にある回路基板２上の部分に付着させて
補強層９を形成し、上記実施の形態１と同様の効果が得
られる。 （実施の形態３）以下、本発明の第３の実施の形態であ
る半導体装置の実装方法を実施するための構成について
説明する。図７及び８は、本実施の形態である半導体装
置の実装方法を実施するための構成に関する概略断面図
である。図１及び２に示すように、１は端子電極、２は
回路基板、３は接合層、４は半導体装置、５は突起電
極、６は封止樹脂、８は封止樹脂中のフィラー、９は補
強層、１０は補強層中のフィラー、１１は海綿状の孔、
１２は封止樹脂の樹脂成分である。
【００４３】以上のように構成された半導体装置の実装
方法について説明する。実施の形態１又は実施の形態２
の図４及び５において、接合層３によって半導体装置４
の突起電極５と回路基板２の端子電極１とを電気的に接
続するように、すなわち半導体装置４の突起電極５を、
回路基板２上の端子電極１の所定の位置に位置合わせを
行って、フェースダウンで載置した後、補強層９の硬化
温度で加熱して、半導体装置４と回路基板２とを機械的
に補強する。このとき補強層９の形状がつづみ型ではな
く、太鼓型になってから硬化される。他は上記実施の形
態１と同様の条件で、半導体装置４を回路基板２に実装
する。
方法について説明する。実施の形態１又は実施の形態２
の図４及び５において、接合層３によって半導体装置４
の突起電極５と回路基板２の端子電極１とを電気的に接
続するように、すなわち半導体装置４の突起電極５を、
回路基板２上の端子電極１の所定の位置に位置合わせを
行って、フェースダウンで載置した後、補強層９の硬化
温度で加熱して、半導体装置４と回路基板２とを機械的
に補強する。このとき補強層９の形状がつづみ型ではな
く、太鼓型になってから硬化される。他は上記実施の形
態１と同様の条件で、半導体装置４を回路基板２に実装
する。
【００４４】以上のように、本実施の形態によれば、補
強層９をその形状が太鼓型になってから硬化することに
より、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
強層９をその形状が太鼓型になってから硬化することに
より、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００４５】尚、接合層３は、本発明の導電性樹脂接着
剤を用いて形成される部分である。
剤を用いて形成される部分である。
【００４６】又、導電性接着剤は、本発明の導電性樹脂
接着剤の実施の一例である。
接着剤の実施の一例である。
【００４７】又、補強層９は、本発明の第１の絶縁性樹
脂を用いて形成される部分である。
脂を用いて形成される部分である。
【００４８】又、補強層９の第１の絶縁性樹脂中の溶剤
の沸点は、導電性の接合層３中の溶剤の沸点よりも低く
してもよい。
の沸点は、導電性の接合層３中の溶剤の沸点よりも低く
してもよい。
【００４９】又、補強層９の第１の絶縁性樹脂の軟化点
を、導電性の接合層３の軟化点よりも高くし、封止樹脂
６の軟化点よりも低くしてもよい。
を、導電性の接合層３の軟化点よりも高くし、封止樹脂
６の軟化点よりも低くしてもよい。
【００５０】又、補強層９の海綿状の孔１１の径を、封
止樹脂中のフィラー８の粒径よりも小さくしてもよい。
止樹脂中のフィラー８の粒径よりも小さくしてもよい。
【００５１】又、補強層９の第１の絶縁性樹脂を封止樹
脂６と同時に硬化させるために、封止樹脂６中に補強層
９の硬化用の触媒を混入させてもよく、又、その硬化用
触媒は、固体又は液体であるとしてもよい。更に、触媒
は固体であり、その触媒の粒径は前記海綿状の孔径より
も小さいとしてもよい。
脂６と同時に硬化させるために、封止樹脂６中に補強層
９の硬化用の触媒を混入させてもよく、又、その硬化用
触媒は、固体又は液体であるとしてもよい。更に、触媒
は固体であり、その触媒の粒径は前記海綿状の孔径より
も小さいとしてもよい。
【００５２】更に、補強層９の第１の絶縁性樹脂を封止
樹脂６と同時に硬化させるために、封止樹脂６中に補強
層９の硬化用の硬化剤を混入させてもよい。
樹脂６と同時に硬化させるために、封止樹脂６中に補強
層９の硬化用の硬化剤を混入させてもよい。
【００５３】又、第１の絶縁性樹脂は、その第１の絶縁
性樹脂と第２の絶縁性樹脂が硬化された後それぞれの熱
膨張係数が実質的に等しくなるよう充填剤を含んでいる
としてもよい。
性樹脂と第２の絶縁性樹脂が硬化された後それぞれの熱
膨張係数が実質的に等しくなるよう充填剤を含んでいる
としてもよい。
【００５４】又、第１の絶縁性樹脂は、前記半導体装置
及び／又は回路基板を加熱することにより硬化させると
してもよい。
及び／又は回路基板を加熱することにより硬化させると
してもよい。
【００５５】又、封止樹脂中のフィラー８及び補強層中
のフィラー１０は、本発明の充填剤の実施の一例であ
る。
のフィラー１０は、本発明の充填剤の実施の一例であ
る。
【００５６】又、第２の絶縁性樹脂は、充填剤を含み、
その充填剤の粒径は前記海綿状の孔の孔径よりも大きい
としてもよい。
その充填剤の粒径は前記海綿状の孔の孔径よりも大きい
としてもよい。
【００５７】又、第１の絶縁性樹脂を用いて補強層９を
形成するのは、回路基板２の中心付近や半導体装置４の
中心付近に限らずともよい。
形成するのは、回路基板２の中心付近や半導体装置４の
中心付近に限らずともよい。
【００５８】又、前記突起電極及び前記端子電極は、そ
れぞれ前記半導体装置及び前記回路基板の外周部に設け
られており、前記第１の絶縁性樹脂は前記半導体装置の
複数の前記突起電極及び／又は前記回路基板の複数の前
記端子電極の内側に付着されるとしてもよい。
れぞれ前記半導体装置及び前記回路基板の外周部に設け
られており、前記第１の絶縁性樹脂は前記半導体装置の
複数の前記突起電極及び／又は前記回路基板の複数の前
記端子電極の内側に付着されるとしてもよい。
【００５９】又、第１の絶縁性樹脂が前記第１絶縁性樹
脂硬化工程により硬化された形状は、つづみ型又は太鼓
型であるとしてもよい。
脂硬化工程により硬化された形状は、つづみ型又は太鼓
型であるとしてもよい。
【００６０】
【発明の効果】以上より明らかなように、本発明によ
り、半導体装置の突起電極と回路基板の端子電極との導
電性樹脂接着剤による電気的な接続を機械的に補強する
ことができる。又、封止する前の検査時に、半導体装置
を容易に交換することができ、更にその検査によって接
続部近傍がゆがむといった弊害もなくなる。又、第１の
絶縁性樹脂の海綿状の孔に絶縁性の封止樹脂が充填され
ることによって最終的な構造は従来の封止樹脂のみで封
止したのと同等の特性を得ることができる。この結果、
コストの削減及び品質の向上が得られる。
り、半導体装置の突起電極と回路基板の端子電極との導
電性樹脂接着剤による電気的な接続を機械的に補強する
ことができる。又、封止する前の検査時に、半導体装置
を容易に交換することができ、更にその検査によって接
続部近傍がゆがむといった弊害もなくなる。又、第１の
絶縁性樹脂の海綿状の孔に絶縁性の封止樹脂が充填され
ることによって最終的な構造は従来の封止樹脂のみで封
止したのと同等の特性を得ることができる。この結果、
コストの削減及び品質の向上が得られる。
【図１】本発明の第１及び２の実施形態に係る、突起電
極が二段突起形状である半導体装置を示す概略断面図。
極が二段突起形状である半導体装置を示す概略断面図。
【図２】本発明の第１及び２の実施形態に係る、半導体
装置の突起電極に導電性接着剤を転写する様子を示す、
半導体装置及び導電性接着剤転写膜の概略断面図。
装置の突起電極に導電性接着剤を転写する様子を示す、
半導体装置及び導電性接着剤転写膜の概略断面図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る、補強層を転写
した半導体装置を示す概略断面図。
した半導体装置を示す概略断面図。
【図４】本発明の第１及び２の実施形態に係る、半導体
装置と回路基板とを接合した様子を示す概略断面図。
装置と回路基板とを接合した様子を示す概略断面図。
【図５】本発明の第１及び２の実施形態に係る、半導体
装置と回路基板とを接合し、その半導体装置と回路基板
との間の残部を封止樹脂により封止した様子を示す概略
断面図。
装置と回路基板とを接合し、その半導体装置と回路基板
との間の残部を封止樹脂により封止した様子を示す概略
断面図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る、補強層を転写
した回路基板を示す概略断面図。
した回路基板を示す概略断面図。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る、補強層が太鼓
型になってから硬化した半導体装置、及び、回路基板を
示す概略断面図。
型になってから硬化した半導体装置、及び、回路基板を
示す概略断面図。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る、補強層が太鼓
型になってから硬化した半導体装置、及び、回路基板の
間の残部を封止樹脂により封止した様子を示す概略断面
図。
型になってから硬化した半導体装置、及び、回路基板の
間の残部を封止樹脂により封止した様子を示す概略断面
図。
【図９】従来例の突起電極が半田である半導体装置の概
略断面図。
略断面図。
【図１０】従来例の端子電極を有する回路基板に突起電
極が半田である半導体装置を載置した様子を示す概略断
面図。
極が半田である半導体装置を載置した様子を示す概略断
面図。
【図１１】従来例の端子電極を有する回路基板に突起電
極が半田である半導体装置を載置した後、半田を溶融し
融着させた様子を示す概略断面図。
極が半田である半導体装置を載置した後、半田を溶融し
融着させた様子を示す概略断面図。
【図１２】従来例の端子電極を有する回路基板に突起電
極が半田である半導体装置を実装し封止樹脂により封止
した様子を示す概略断面図。
極が半田である半導体装置を実装し封止樹脂により封止
した様子を示す概略断面図。
１ 端子電極 ２ 回路基板 ３ 接合層 ４ 半導体装置 ５ 突起電極 ６ 封止樹脂 ７ パッド電極 ８ 封止樹脂中のフィラー ９ 補強層 １０ 補強層中のフィラー １１ 海綿状の孔 １２ 封止樹脂の樹脂成分 １３ 突起電極（半田） １４ 導電性接着剤転写膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/60 311
Claims (14)
- 【請求項１】 半導体装置の突起電極に導電性樹脂接着
剤を付着させる接着剤付着工程と、前記半導体装置の突
起電極以外の一部及び／又は回路基板の端子電極以外の
一部に溶剤型の熱可塑性樹脂からなる第１の絶縁性樹脂
を付着させる第１絶縁性樹脂付着工程と、前記半導体装
置及び／又は前記回路基板に付着された前記第１の絶縁
性樹脂及び前記導電性樹脂接着剤を介して、前記半導体
装置の突起電極部と前記回路基板の端子電極とが重なる
ように、前記半導体装置と前記回路基板とを接合する接
合工程と、前記第１の絶縁性樹脂を硬化させて溶剤を抜
いた後その内部に海綿状の複数の孔が生じる第１絶縁性
樹脂硬化工程と、前記導電性樹脂接着剤を硬化させる接
着剤硬化工程と、前記半導体装置と前記回路基板の隙間
の残部に封止樹脂として第２の絶縁性樹脂を充填し、前
記第２の絶縁性樹脂の樹脂成分が前記第１の絶縁性樹脂
内部の孔内にも混入し、前記第２の絶縁性樹脂を硬化さ
せる封止硬化工程を備え、これらを組み合わせて行うこ
とを特徴とする半導体装置の実装方法。 - 【請求項２】 導電性樹脂接着剤は、溶剤型の熱可塑性
樹脂である請求項１記載の半導体装置の実装方法。 - 【請求項３】 第２の絶縁性樹脂は、充填剤を含み、そ
の充填剤の粒径は前記海綿状の孔の孔径よりも大きいこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の
実装方法。 - 【請求項４】 第２の絶縁性樹脂は、前記第１絶縁性樹
脂と同時に硬化するように前記第１絶縁性樹脂の硬化用
触媒を含んでいることを特徴とする請求項１または２に
記載の半導体装置の実装方法。 - 【請求項５】 硬化用触媒は、固体又は液体であること
を特徴とする請求項４記載の半導体装置の実装方法。 - 【請求項６】 触媒は固体であり、その触媒の粒径は前
記海綿状の孔径よりも小さいことを特徴とする請求項５
記載の半導体装置の実装方法。 - 【請求項７】 第２の絶縁性樹脂は、前記第１の絶縁性
樹脂と同時に硬化するように前記第１の絶縁性樹脂の硬
化用硬化剤を含んでいることを特徴とする請求項１また
は２に記載の半導体装置の実装方法。 - 【請求項８】 第１の絶縁性樹脂は、その第１の絶縁性
樹脂と第２の絶縁性樹脂が硬化された後それぞれの熱膨
張係数が実質的に等しくなるよう充填剤を含んでいるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置の
実装方法。 - 【請求項９】 第１の絶縁性樹脂に含まれる溶剤の沸点
は、前記導電性樹脂接着剤に含まれる溶剤の沸点より低
いことを特徴とする請求項２記載の半導体装置の実装方
法。 - 【請求項１０】 第１の絶縁性樹脂の軟化点は、前記導
電性樹脂接着剤の軟化点より高く、前記第２の絶縁性樹
脂の軟化点より低いことを特徴とする請求項２記載の半
導体装置の実装方法。 - 【請求項１１】 第１の絶縁性樹脂硬化工程は、前記半
導体装置及び／又は回路基板を加熱して行うことを特徴
とする請求項１ないし１０記載いずれかの半導体装置の
実装方法。 - 【請求項１２】 突起電極及び前記端子電極は、それぞ
れ前記半導体装置及び前記回路基板の外周部に設けられ
ており、前記第１の絶縁性樹脂は前記半導体装置の複数
の前記突起電極及び／又は前記回路基板の複数の前記端
子電極の内側に付着されることを特徴とする請求項１な
いし１１記載いずれかの半導体装置の実装方法。 - 【請求項１３】 半導体装置の前記突起電極は、２段突
起形状又は実質的に凸状であることを特徴とする請求項
１ないし１２記載いずれかの半導体装置の実装方法。 - 【請求項１４】 第１の絶縁性樹脂が前記第１絶縁性樹
脂硬化工程により硬化された形状は、つづみ型又は太鼓
型であることを特徴とする請求項１ないし１３記載いず
れかの半導体装置の実装方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8234886A JP2966354B2 (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | 半導体装置の実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8234886A JP2966354B2 (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | 半導体装置の実装方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1079571A JPH1079571A (ja) | 1998-03-24 |
| JP2966354B2 true JP2966354B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=16977870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8234886A Expired - Fee Related JP2966354B2 (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | 半導体装置の実装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2966354B2 (ja) |
-
1996
- 1996-09-05 JP JP8234886A patent/JP2966354B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1079571A (ja) | 1998-03-24 |
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