JP3496598B2 - 半導体チップの実装方法 - Google Patents
半導体チップの実装方法Info
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- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
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- Wire Bonding (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板の上に半
導体チップを実装する方法に関するものである。
導体チップを実装する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】この種
の従来例としては、特表平９−５１１８７３号公報、特
開平５−３６７６１号公報、特開平１−１６００２９号
公報に開示されるものがある。
の従来例としては、特表平９−５１１８７３号公報、特
開平５−３６７６１号公報、特開平１−１６００２９号
公報に開示されるものがある。
【０００３】特表平９−５１１８７３号公報に開示され
るものは、図１２に示すように絶縁基板１を成形すると
き一体成形で凸部２を設けてあり、絶縁基板１に回路を
形成して回路基板３を形成するとき凸部２にも導電パタ
ーン４を形成してあり、半導体チップ５には上記凸部２
に対応するように電極部６を設けてある。そして凸部２
の上端部で導電パターン４に半田７を載せ、図１２
（ａ）のように回路基板３の上に半導体チップ５を凸部
２と電極部６とが対応するように配置し、図１２（ｂ）
のように半田７の上に電極部６を載せ、半田７を溶融さ
せて接合している。ところが、このように凸部２に電極
部６を対応させて半田７で接合するだけの構造の場合、
凸部２の高さのばらつき、及び絶縁基板１の反りにより
半導体チップ５の電極部６との接触が不安定となるとい
う問題がある。また半田付け時にボンデイングヘッド８
にて加圧力を加えた場合、凸部２の弾性力及び絶縁基板
１の反り矯正反力が接合部のみにかかるため、接合状態
が不安定になる。つまり、半田付け方式では、半導体チ
ップ５の実装時に発生する応力が接合部のみにかかるた
め、接合状態が不安定になるという問題がある。
るものは、図１２に示すように絶縁基板１を成形すると
き一体成形で凸部２を設けてあり、絶縁基板１に回路を
形成して回路基板３を形成するとき凸部２にも導電パタ
ーン４を形成してあり、半導体チップ５には上記凸部２
に対応するように電極部６を設けてある。そして凸部２
の上端部で導電パターン４に半田７を載せ、図１２
（ａ）のように回路基板３の上に半導体チップ５を凸部
２と電極部６とが対応するように配置し、図１２（ｂ）
のように半田７の上に電極部６を載せ、半田７を溶融さ
せて接合している。ところが、このように凸部２に電極
部６を対応させて半田７で接合するだけの構造の場合、
凸部２の高さのばらつき、及び絶縁基板１の反りにより
半導体チップ５の電極部６との接触が不安定となるとい
う問題がある。また半田付け時にボンデイングヘッド８
にて加圧力を加えた場合、凸部２の弾性力及び絶縁基板
１の反り矯正反力が接合部のみにかかるため、接合状態
が不安定になる。つまり、半田付け方式では、半導体チ
ップ５の実装時に発生する応力が接合部のみにかかるた
め、接合状態が不安定になるという問題がある。
【０００４】特開平５−３６７６１号公報に開示される
ものは図１３に示すように半導体チップ５の電極部６に
ソフトメタルの金属バンプ９を形成し、絶縁樹脂として
の光熱硬化性樹脂１０にて接合して半導体チップ５を実
装するものである。回路基板３の上には図１３（ｂ）に
示すように未硬化の光熱硬化性樹脂１０が塗布され、図
１３（ｃ）に示すようにフォトマスク１１を介して紫外
線が矢印のように照射され、回路基板３の端子部１２と
対応しない部分が硬化させられ、そして図１３（ｄ）に
示すように端子部１２と対応する未硬化の部分が除去さ
れ、次いで金属バンプ９と端子部１２とを対応させて加
圧加熱され、図１３（ｅ）に示すように端子部１２と金
属バンプ９とが密着されると共に回路基板３に半導体チ
ップ５が光熱硬化性樹脂１０で接合されるように回路基
板３に半導体チップ５が実装される。ところが、かかる
従来例にあっては、上記のように光熱硬化性樹脂１０を
採用して接合することで実装するために工程が複雑にな
るという問題があり、また別工程でバンプ形成が必要に
なるという問題がある。
ものは図１３に示すように半導体チップ５の電極部６に
ソフトメタルの金属バンプ９を形成し、絶縁樹脂として
の光熱硬化性樹脂１０にて接合して半導体チップ５を実
装するものである。回路基板３の上には図１３（ｂ）に
示すように未硬化の光熱硬化性樹脂１０が塗布され、図
１３（ｃ）に示すようにフォトマスク１１を介して紫外
線が矢印のように照射され、回路基板３の端子部１２と
対応しない部分が硬化させられ、そして図１３（ｄ）に
示すように端子部１２と対応する未硬化の部分が除去さ
れ、次いで金属バンプ９と端子部１２とを対応させて加
圧加熱され、図１３（ｅ）に示すように端子部１２と金
属バンプ９とが密着されると共に回路基板３に半導体チ
ップ５が光熱硬化性樹脂１０で接合されるように回路基
板３に半導体チップ５が実装される。ところが、かかる
従来例にあっては、上記のように光熱硬化性樹脂１０を
採用して接合することで実装するために工程が複雑にな
るという問題があり、また別工程でバンプ形成が必要に
なるという問題がある。
【０００５】特開平１−１６００２９号公報に開示され
るものは図１４に示すように回路基板３に絶縁性樹脂と
しての光硬化性樹脂１４を塗布し、半導体チップ５に突
起電極部１５を設け、端子部１２と突起電極部１５とを
対応させて回路基板３の上に半導体チップ５を配置し、
加圧して突起電極部１５を端子部１２に押し付けると共
に光硬化性樹脂１４を硬化させて回路基板３に半導体チ
ップ５を実装している。かかる従来例にあっても別工程
でバンプとしての突起電極部１５の形成が必要なるとい
う問題がある。
るものは図１４に示すように回路基板３に絶縁性樹脂と
しての光硬化性樹脂１４を塗布し、半導体チップ５に突
起電極部１５を設け、端子部１２と突起電極部１５とを
対応させて回路基板３の上に半導体チップ５を配置し、
加圧して突起電極部１５を端子部１２に押し付けると共
に光硬化性樹脂１４を硬化させて回路基板３に半導体チ
ップ５を実装している。かかる従来例にあっても別工程
でバンプとしての突起電極部１５の形成が必要なるとい
う問題がある。
【０００６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、接続信頼性を向上でき、しかも製造の工程を簡略
化できる半導体チップの実装方法を提供することを課題
とするものである。
あり、接続信頼性を向上でき、しかも製造の工程を簡略
化できる半導体チップの実装方法を提供することを課題
とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の請求項１の半導体チップの実装方法は、一体
成形により凸部２を立設した絶縁基板１で、凸部２の上
端部にも導電パターン４を設けて回路基板３を形成し、
半導体チップ５の表面の電極部６を回路基板３の凸部２
の上端部の導電パターン４に対向配置して電気接続を行
う半導体チップの実装方法において、上記絶縁基板１を
絶縁性樹脂の成形材料にて一体に成形すると共に絶縁基
板１を成形するとき凸部２も一体に成形し、実装時の加
圧力により上記凸部２を弾性変形させ、且つ前記加圧さ
れた状態で加熱を行って上記絶縁基板１と半導体チップ
５との間に介在された熱硬化性絶縁樹脂２０を硬化さ
せ、絶縁基板１と半導体チップ５との間を固着すること
により絶縁基板１の凸部２の上端部の導電パターン４と
半導体チップ５の表面の電極部６とを電気接続すること
を特徴とする。上記のようにフリップチップボンデング
による実装時、絶縁基板１の凸部２に弾性力を持たせた
状態で凸部２周辺の熱硬化性絶縁樹脂２０を硬化させる
ことにより、接合完了後も弾性変形された凸部２の反力
が半導体チップ５の電極部６に加わり、回路基板３と半
導体チップ５との接続信頼性が向上する。また熱硬化性
絶縁樹脂２０を用いて接合することで工程の簡略化が図
れる。絶縁基板１を成形するとき一体成形で凸部２を形
成するために別工程でのバンプ形成が不要になる。
の本発明の請求項１の半導体チップの実装方法は、一体
成形により凸部２を立設した絶縁基板１で、凸部２の上
端部にも導電パターン４を設けて回路基板３を形成し、
半導体チップ５の表面の電極部６を回路基板３の凸部２
の上端部の導電パターン４に対向配置して電気接続を行
う半導体チップの実装方法において、上記絶縁基板１を
絶縁性樹脂の成形材料にて一体に成形すると共に絶縁基
板１を成形するとき凸部２も一体に成形し、実装時の加
圧力により上記凸部２を弾性変形させ、且つ前記加圧さ
れた状態で加熱を行って上記絶縁基板１と半導体チップ
５との間に介在された熱硬化性絶縁樹脂２０を硬化さ
せ、絶縁基板１と半導体チップ５との間を固着すること
により絶縁基板１の凸部２の上端部の導電パターン４と
半導体チップ５の表面の電極部６とを電気接続すること
を特徴とする。上記のようにフリップチップボンデング
による実装時、絶縁基板１の凸部２に弾性力を持たせた
状態で凸部２周辺の熱硬化性絶縁樹脂２０を硬化させる
ことにより、接合完了後も弾性変形された凸部２の反力
が半導体チップ５の電極部６に加わり、回路基板３と半
導体チップ５との接続信頼性が向上する。また熱硬化性
絶縁樹脂２０を用いて接合することで工程の簡略化が図
れる。絶縁基板１を成形するとき一体成形で凸部２を形
成するために別工程でのバンプ形成が不要になる。
【０００８】また本発明の請求項２の半導体チップの実
装方法は、請求項１において、上記の凸部２の形状を円
錐台、角錐台等の上より下の方が幅の広い錐台状に形成
した回路基板３を用いることを特徴とする。この場合、
半導体チップ５の実装時に加圧する荷重に対する凸部２
形状の安定化を図ることができる。また凸部２を有する
絶縁基板１を成形する金型からの抜け性を向上できる。
装方法は、請求項１において、上記の凸部２の形状を円
錐台、角錐台等の上より下の方が幅の広い錐台状に形成
した回路基板３を用いることを特徴とする。この場合、
半導体チップ５の実装時に加圧する荷重に対する凸部２
形状の安定化を図ることができる。また凸部２を有する
絶縁基板１を成形する金型からの抜け性を向上できる。
【０００９】また本発明の請求項３の半導体チップの実
装方法は、請求項１において、凸部の根元にコーナＲ２
１を付けた回路基板３を用いることを特徴とする。この
場合も、半導体チップ５の実装時に加圧する荷重に対す
る凸部２形状の安定化を図ることができる。また凸部２
を有する絶縁基板１を成形する金型からの抜け性を向上
できる。
装方法は、請求項１において、凸部の根元にコーナＲ２
１を付けた回路基板３を用いることを特徴とする。この
場合も、半導体チップ５の実装時に加圧する荷重に対す
る凸部２形状の安定化を図ることができる。また凸部２
を有する絶縁基板１を成形する金型からの抜け性を向上
できる。
【００１０】また本発明の請求項４の半導体チップの実
装方法は、請求項１において、実装時に半導体チップ５
に超音波振動を加えることを特徴とする。この場合、超
音波振動より、凸部２の上端の導電パターン４の表面と
半導体チップ５の電極部６の表面とが固相結合されるた
めに接続信頼性が向上する。
装方法は、請求項１において、実装時に半導体チップ５
に超音波振動を加えることを特徴とする。この場合、超
音波振動より、凸部２の上端の導電パターン４の表面と
半導体チップ５の電極部６の表面とが固相結合されるた
めに接続信頼性が向上する。
【００１１】また本発明の請求項５の半導体チップの実
装方法は、請求項１において、実装時の加熱により凸部
２をガラス転移温度以上に上昇させ、且つ絶縁基板１の
底面の冷却により絶縁基板１をガラス転移温度以下に管
理することを特徴とする。この場合、半導体チップ５の
実装時、凸部２のみを軟化させることにより、凸部２の
弾力性を向上させ、且つ半導体チップ５の実装時、絶縁
基板１の底面を冷却することにより絶縁基板１の熱によ
る膨張を低減させることができ、従って接続信頼性を向
上できる。
装方法は、請求項１において、実装時の加熱により凸部
２をガラス転移温度以上に上昇させ、且つ絶縁基板１の
底面の冷却により絶縁基板１をガラス転移温度以下に管
理することを特徴とする。この場合、半導体チップ５の
実装時、凸部２のみを軟化させることにより、凸部２の
弾力性を向上させ、且つ半導体チップ５の実装時、絶縁
基板１の底面を冷却することにより絶縁基板１の熱によ
る膨張を低減させることができ、従って接続信頼性を向
上できる。
【００１２】また本発明の請求項６の半導体チップの実
装方法は、請求項１において、半導体チップ５を実装す
る前工程で凸部２の上端部に介在している熱硬化性絶縁
樹脂２０を切削し、凸部２の上端部の導体パターン４を
露出させることを特徴とする。この場合、半導体チップ
５の実装時に凸部２の上端部の導電パターン４の表面と
半導体チップ５の電極部６の表面との間に熱硬化性絶縁
樹脂２０が介在しないため、接続の信頼性が向上する。
装方法は、請求項１において、半導体チップ５を実装す
る前工程で凸部２の上端部に介在している熱硬化性絶縁
樹脂２０を切削し、凸部２の上端部の導体パターン４を
露出させることを特徴とする。この場合、半導体チップ
５の実装時に凸部２の上端部の導電パターン４の表面と
半導体チップ５の電極部６の表面との間に熱硬化性絶縁
樹脂２０が介在しないため、接続の信頼性が向上する。
【００１３】また本発明の請求項７の半導体チップの実
装方法は、請求項１において、熱硬化性絶縁樹脂２０の
周辺部を囲む立ち上がり部２２を絶縁基板１に立設した
回路基板３を用いることを特徴とする。上記のように熱
硬化性絶縁樹脂２０の周辺部を立ち上がり部２２で囲む
ことにより、半導体チップ５の実装時、未硬化状態の熱
硬化性絶縁樹脂２０の外部への流れ出しを防止できる。
装方法は、請求項１において、熱硬化性絶縁樹脂２０の
周辺部を囲む立ち上がり部２２を絶縁基板１に立設した
回路基板３を用いることを特徴とする。上記のように熱
硬化性絶縁樹脂２０の周辺部を立ち上がり部２２で囲む
ことにより、半導体チップ５の実装時、未硬化状態の熱
硬化性絶縁樹脂２０の外部への流れ出しを防止できる。
【００１４】また本発明の請求項８の半導体チップの実
装方法は、請求項１において、実装時の加圧力により凸
部２を弾塑性変形させることを特徴とする。この場合、
半導体チップ５の実装時に凸部２を塑性変形させること
により、凸部２の高さのバラツキの吸収が可能である。
装方法は、請求項１において、実装時の加圧力により凸
部２を弾塑性変形させることを特徴とする。この場合、
半導体チップ５の実装時に凸部２を塑性変形させること
により、凸部２の高さのバラツキの吸収が可能である。
【００１５】 また本発明の請求項９の半導体チップの
実装方法は、請求項１において、半導体チップ５を実装
する前工程で凸部２に加圧力を加えた後、半導体チップ
５を実装することを特徴とする。この場合、半導体チッ
プ５を実装する前工程で凸部２を一部塑性変形させて凸
部２の高さを統一でき、半導体チップ５を実装する工程
では凸部２を弾性変形させるだけでよいようにして加圧
力を小さくでき、半導体チップ５の実装時に半導体チッ
プ５へのダメージを低減できる。
実装方法は、請求項１において、半導体チップ５を実装
する前工程で凸部２に加圧力を加えた後、半導体チップ
５を実装することを特徴とする。この場合、半導体チッ
プ５を実装する前工程で凸部２を一部塑性変形させて凸
部２の高さを統一でき、半導体チップ５を実装する工程
では凸部２を弾性変形させるだけでよいようにして加圧
力を小さくでき、半導体チップ５の実装時に半導体チッ
プ５へのダメージを低減できる。
【００１６】また本発明の請求項１０の半導体チップの
実装方法は、請求項８において、凸部２の上端部を鋭角
にした回路基板３を用いることを特徴とする。この場
合、凸部２の高さバラツキ吸収が容易になる。半導体チ
ップ５の実装時に凸部２の上端部と半導体チップ５の電
極部６の表面との間に熱硬化性絶縁樹脂２０が介在しに
くくなるため、接続信頼性が向上する。
実装方法は、請求項８において、凸部２の上端部を鋭角
にした回路基板３を用いることを特徴とする。この場
合、凸部２の高さバラツキ吸収が容易になる。半導体チ
ップ５の実装時に凸部２の上端部と半導体チップ５の電
極部６の表面との間に熱硬化性絶縁樹脂２０が介在しに
くくなるため、接続信頼性が向上する。
【００１７】また本発明の請求項１１の半導体チップの
実装方法は、請求項８において、熱硬化性絶縁樹脂２０
の塗布高さを凸部２の高さ以下に管理することを特徴と
する。この場合、凸部２の上端部が熱硬化性絶縁樹脂２
０に接触しないため、凸部２の上端部の導電パターン４
の表面と半導体チップ５の電極部６の表面との接続信頼
性が向上する。
実装方法は、請求項８において、熱硬化性絶縁樹脂２０
の塗布高さを凸部２の高さ以下に管理することを特徴と
する。この場合、凸部２の上端部が熱硬化性絶縁樹脂２
０に接触しないため、凸部２の上端部の導電パターン４
の表面と半導体チップ５の電極部６の表面との接続信頼
性が向上する。
【００１８】
【発明の実施の形態】先ず図１に示す実施の形態の例か
ら述べる。これは請求項１に対応する実施の形態の例で
ある。絶縁基板１は絶縁性樹脂の成形材料を用いて金型
にて一体形成されるが、絶縁基板１を成形するときバン
プとなる凸部２も一体に成形してある。この絶縁基板１
には回路の導電パターン４を形成してあり、これにより
回路基板３を形成してある。絶縁基板１の成形材料とし
ては例えばポリフタルアミド（弾性率６．７ＧＰａ）が
用いられる。絶縁基板１に回路の導電パターン４を形成
する場合、例えば次のように行われる。絶縁基板１の表
面にスパッタリングによりＣｕ膜を全面に付与し、次い
でレーザにより不要なＣｕ膜を除去して回路パターンを
形成し、次いで電気メッキにより導電パターン４を形成
する。電気メッキする金属がＣｕ（弾性率７４０Ｇｐ
ａ）の場合、５〜３０μｍであり、Ｎｉ（弾性率４９０
Ｇｐａ）の場合、５〜３０μｍであり、Ａｕ（弾性率１
１００ＧＰａ）の場合、０．２〜２μｍである。絶縁基
板１には円柱状等の形状の凸部２が形成されるが、この
凸部２の寸法は例えば高さが１００μｍで、幅はφ１０
０μｍである。このように形成せる回路基板３の上に実
装する半導体チップ５の表面には上記凸部２の位置と対
応するように電極部６を設けてある。
ら述べる。これは請求項１に対応する実施の形態の例で
ある。絶縁基板１は絶縁性樹脂の成形材料を用いて金型
にて一体形成されるが、絶縁基板１を成形するときバン
プとなる凸部２も一体に成形してある。この絶縁基板１
には回路の導電パターン４を形成してあり、これにより
回路基板３を形成してある。絶縁基板１の成形材料とし
ては例えばポリフタルアミド（弾性率６．７ＧＰａ）が
用いられる。絶縁基板１に回路の導電パターン４を形成
する場合、例えば次のように行われる。絶縁基板１の表
面にスパッタリングによりＣｕ膜を全面に付与し、次い
でレーザにより不要なＣｕ膜を除去して回路パターンを
形成し、次いで電気メッキにより導電パターン４を形成
する。電気メッキする金属がＣｕ（弾性率７４０Ｇｐ
ａ）の場合、５〜３０μｍであり、Ｎｉ（弾性率４９０
Ｇｐａ）の場合、５〜３０μｍであり、Ａｕ（弾性率１
１００ＧＰａ）の場合、０．２〜２μｍである。絶縁基
板１には円柱状等の形状の凸部２が形成されるが、この
凸部２の寸法は例えば高さが１００μｍで、幅はφ１０
０μｍである。このように形成せる回路基板３の上に実
装する半導体チップ５の表面には上記凸部２の位置と対
応するように電極部６を設けてある。
【００１９】回路基板３の上に半導体チップ５を実装す
る場合、次のように行われる。回路基板３の上には未硬
化の熱硬化性絶縁樹脂２０が塗布され、図１（ａ）のよ
うに回路基板３の上に配置した半導体チップ５が凸部２
と電極部６とを対応させて積層され、図１（ｂ）に示す
ように半導体チップ５の上からボンデイングヘッド８に
て矢印ａのように押さえられて加圧力が加えられると共
に加熱して熱硬化性絶縁樹脂２０が硬化させられる。こ
のようにすることで凸部２が弾性変形された状態で熱硬
化性絶縁樹脂２０が硬化（実装時の加熱を利用）する。
図１（ｂ）の状態は凸部２が弾性変形している状態で弾
性変形の反力（矢印ｂ）が半導体チップ５の電極部６に
付加されている。実装時の加熱温度は１５０℃〜２００
℃で、加熱時間は２〜５分（左記時間にて熱硬化性絶縁
樹脂２０は硬化）である。加圧力は凸部２に導電パター
ン４を設けた導電性バンプ１個当たり０．５〜５Ｎ（ニ
ュートン）程度が好ましい。尚、導電パターン４のメッ
キ厚により凸部２の弾性変形領域が変わるため、メッキ
厚に応じた加圧設定を行う必要がある（例えば上記のよ
うに例示したメッキ厚よりも厚くメッキを付ける場合、
実装時の加圧力は上記記載の条件もしくはそれ以上に設
定する必要がある）。図１（ｂ）のように加圧して半導
体チップ５を実装した後、加圧を解除すると図１（ｃ）
の状態になり、硬化した熱硬化性絶縁樹脂２０により半
導体チップ５と回路基板３とが固着されている。熱硬化
性絶縁樹脂２０の硬化完了後も、凸部２は弾性変形状態
を維持しており、弾性変形された凸部２の反力（矢印
ｂ）が半導体チップ５の電極部６に付加されている。な
お、上記凸部２は絶縁基板１に一体成形により形成する
ことにより、別工程でのバンプ形成が不要になる。絶縁
基板１の成形材料としてのポリフタルアミドは弾性力が
ある材料のためにバンプ材料として適している。
る場合、次のように行われる。回路基板３の上には未硬
化の熱硬化性絶縁樹脂２０が塗布され、図１（ａ）のよ
うに回路基板３の上に配置した半導体チップ５が凸部２
と電極部６とを対応させて積層され、図１（ｂ）に示す
ように半導体チップ５の上からボンデイングヘッド８に
て矢印ａのように押さえられて加圧力が加えられると共
に加熱して熱硬化性絶縁樹脂２０が硬化させられる。こ
のようにすることで凸部２が弾性変形された状態で熱硬
化性絶縁樹脂２０が硬化（実装時の加熱を利用）する。
図１（ｂ）の状態は凸部２が弾性変形している状態で弾
性変形の反力（矢印ｂ）が半導体チップ５の電極部６に
付加されている。実装時の加熱温度は１５０℃〜２００
℃で、加熱時間は２〜５分（左記時間にて熱硬化性絶縁
樹脂２０は硬化）である。加圧力は凸部２に導電パター
ン４を設けた導電性バンプ１個当たり０．５〜５Ｎ（ニ
ュートン）程度が好ましい。尚、導電パターン４のメッ
キ厚により凸部２の弾性変形領域が変わるため、メッキ
厚に応じた加圧設定を行う必要がある（例えば上記のよ
うに例示したメッキ厚よりも厚くメッキを付ける場合、
実装時の加圧力は上記記載の条件もしくはそれ以上に設
定する必要がある）。図１（ｂ）のように加圧して半導
体チップ５を実装した後、加圧を解除すると図１（ｃ）
の状態になり、硬化した熱硬化性絶縁樹脂２０により半
導体チップ５と回路基板３とが固着されている。熱硬化
性絶縁樹脂２０の硬化完了後も、凸部２は弾性変形状態
を維持しており、弾性変形された凸部２の反力（矢印
ｂ）が半導体チップ５の電極部６に付加されている。な
お、上記凸部２は絶縁基板１に一体成形により形成する
ことにより、別工程でのバンプ形成が不要になる。絶縁
基板１の成形材料としてのポリフタルアミドは弾性力が
ある材料のためにバンプ材料として適している。
【００２０】上記のように半導体チップ５が実装される
が、フリップチップボンデングによる実装時、絶縁基板
１の凸部２に弾性力を持たせた状態で凸部２周辺の熱硬
化性絶縁樹脂２０を硬化させることにより、接合完了後
も弾性変形された凸部２の反力が半導体チップ５の電極
部６に加わり、回路基板３と半導体チップ５との接続信
頼性が向上する。また熱硬化性絶縁樹脂２０を用いて接
合することで工程の簡略化が図れる。絶縁基板１を成形
するとき一体成形で凸部２を形成するために別工程での
バンプ形成が不要になる。
が、フリップチップボンデングによる実装時、絶縁基板
１の凸部２に弾性力を持たせた状態で凸部２周辺の熱硬
化性絶縁樹脂２０を硬化させることにより、接合完了後
も弾性変形された凸部２の反力が半導体チップ５の電極
部６に加わり、回路基板３と半導体チップ５との接続信
頼性が向上する。また熱硬化性絶縁樹脂２０を用いて接
合することで工程の簡略化が図れる。絶縁基板１を成形
するとき一体成形で凸部２を形成するために別工程での
バンプ形成が不要になる。
【００２１】次に図２の実施の形態の例について述べ
る。本例は請求項２に対応する実施の形態の例を示すも
のである。本例の場合、絶縁基板１に一体成形する凸部
２の形状に工夫しており、凸部２の形状が円錐台、角錐
台等の上より下の方が幅の広い錐台状になっている。図
２に示すものでは凸部２は円錐台状になっており、例え
ば高さｈが１００μｍ、上端の径ｄ１はφ１００μｍ、
下端の径ｄ２はφ１２０μｍである。このような凸部２
を設けた回路基板３を用いて、図１に示す実施の形態の
例と同様に半導体チップ５が実装される。
る。本例は請求項２に対応する実施の形態の例を示すも
のである。本例の場合、絶縁基板１に一体成形する凸部
２の形状に工夫しており、凸部２の形状が円錐台、角錐
台等の上より下の方が幅の広い錐台状になっている。図
２に示すものでは凸部２は円錐台状になっており、例え
ば高さｈが１００μｍ、上端の径ｄ１はφ１００μｍ、
下端の径ｄ２はφ１２０μｍである。このような凸部２
を設けた回路基板３を用いて、図１に示す実施の形態の
例と同様に半導体チップ５が実装される。
【００２２】半導体チップ５を実装する時、荷重により
凸部２が弾性変形するため、凸部２の根元部に負荷がか
かるが、上記のように凸部２を錐台状にすることによ
り、上記荷重に対する凸部２形状の安定化が図れる。ま
た絶縁基板１を成形した後に金型から取り出すときバン
プとしての凸部２の抜け性も向上する。このとき凸部２
の抜き勾配は５°以上あるのが好ましい。
凸部２が弾性変形するため、凸部２の根元部に負荷がか
かるが、上記のように凸部２を錐台状にすることによ
り、上記荷重に対する凸部２形状の安定化が図れる。ま
た絶縁基板１を成形した後に金型から取り出すときバン
プとしての凸部２の抜け性も向上する。このとき凸部２
の抜き勾配は５°以上あるのが好ましい。
【００２３】次に図３の実施の形態の例について述べ
る。本例は請求項３に対応する実施の形態の例を示すも
のである。本例の場合も、絶縁基板１に一体成形する凸
部２の形状に工夫しており、凸部２の根元にコーナＲ２
１を付けてある。図３では凸部２が円柱状になってお
り、例えば高さｈが１００μｍ、上端の径ｄ１はφ１０
０μｍ、根元の径ｄ３はφ１３０μｍ、コーナＲ２１の
径ｒが１５μｍとなっている。このような凸部２を設け
た回路基板３を用いて、図１に示す実施の形態の例と同
様に半導体チップ５が実装される。
る。本例は請求項３に対応する実施の形態の例を示すも
のである。本例の場合も、絶縁基板１に一体成形する凸
部２の形状に工夫しており、凸部２の根元にコーナＲ２
１を付けてある。図３では凸部２が円柱状になってお
り、例えば高さｈが１００μｍ、上端の径ｄ１はφ１０
０μｍ、根元の径ｄ３はφ１３０μｍ、コーナＲ２１の
径ｒが１５μｍとなっている。このような凸部２を設け
た回路基板３を用いて、図１に示す実施の形態の例と同
様に半導体チップ５が実装される。
【００２４】半導体チップ５を実装する時、荷重により
凸部２が弾性変形するため、凸部２の根元部に負荷がか
かるが、上記のように凸部２の根元にコーナＲ２１を付
けることにより、上記荷重に対する凸部２形状の安定化
が図れる。また絶縁基板１を成形した後に金型から取り
出すときバンプとしての凸部２の抜け性も向上する。こ
のとき、凸部２の根元のコーナＲ２１の径が１５μｍ以
上になっているのが好ましい。
凸部２が弾性変形するため、凸部２の根元部に負荷がか
かるが、上記のように凸部２の根元にコーナＲ２１を付
けることにより、上記荷重に対する凸部２形状の安定化
が図れる。また絶縁基板１を成形した後に金型から取り
出すときバンプとしての凸部２の抜け性も向上する。こ
のとき、凸部２の根元のコーナＲ２１の径が１５μｍ以
上になっているのが好ましい。
【００２５】次に図４の実施の形態の例について述べ
る。本例は請求項４に対応する実施の形態の例を示すも
のである。本例も図１に示した実施の形態の例と基本的
に同じであり、異なる点だけを主に述べる。回路基板３
の上には未硬化の熱硬化性絶縁樹脂２０が塗布され、図
４（ａ）のように回路基板３の上に配置した半導体チッ
プ５が凸部２と電極部６とを対応させて積層され、図４
（ｂ）に示すように半導体チップ５の上からボンデイン
グヘッド８にて矢印ａのように押さえられて加圧力が加
えられると共に加熱して熱硬化性絶縁樹脂２０が硬化さ
せられる。加圧加熱するとき、本例の場合、加圧加熱に
加えて超音波振動が与えられる。図４（ｂ）のように加
圧して半導体チップ５を実装した後、加圧を解除すると
図４（ｃ）の状態になり、硬化した熱硬化性絶縁樹脂２
０により半導体チップ５と回路基板３とが固着される。
熱硬化性絶縁樹脂２０の硬化完了後も、凸部２は弾性変
形状態を維持しており、弾性変形された凸部２の反力
（矢印ｂ）が半導体チップ５の電極部６に付加されてい
る。また本例の場合、ボンデイングヘッド８による加
圧、加熱に超音波振動を加えることにより、図４（ｄ）
に示すように半導体チップ５の電極部６表面と凸部２の
導電パターン４表面とが固相結合し、接続信頼性が向上
する。図４（ｄ）で２３は固相接合する部分である。
る。本例は請求項４に対応する実施の形態の例を示すも
のである。本例も図１に示した実施の形態の例と基本的
に同じであり、異なる点だけを主に述べる。回路基板３
の上には未硬化の熱硬化性絶縁樹脂２０が塗布され、図
４（ａ）のように回路基板３の上に配置した半導体チッ
プ５が凸部２と電極部６とを対応させて積層され、図４
（ｂ）に示すように半導体チップ５の上からボンデイン
グヘッド８にて矢印ａのように押さえられて加圧力が加
えられると共に加熱して熱硬化性絶縁樹脂２０が硬化さ
せられる。加圧加熱するとき、本例の場合、加圧加熱に
加えて超音波振動が与えられる。図４（ｂ）のように加
圧して半導体チップ５を実装した後、加圧を解除すると
図４（ｃ）の状態になり、硬化した熱硬化性絶縁樹脂２
０により半導体チップ５と回路基板３とが固着される。
熱硬化性絶縁樹脂２０の硬化完了後も、凸部２は弾性変
形状態を維持しており、弾性変形された凸部２の反力
（矢印ｂ）が半導体チップ５の電極部６に付加されてい
る。また本例の場合、ボンデイングヘッド８による加
圧、加熱に超音波振動を加えることにより、図４（ｄ）
に示すように半導体チップ５の電極部６表面と凸部２の
導電パターン４表面とが固相結合し、接続信頼性が向上
する。図４（ｄ）で２３は固相接合する部分である。
【００２６】次に図５の実施の形態の例について述べ
る。本例は請求項５に対応する実施の形態の例を示すも
のである。本例も図１に示した実施の形態の例と基本的
に同じであり、異なる点だけを主に述べる。冷却プレー
ト２４上の回路基板３の上には未硬化の熱硬化性絶縁樹
脂２０が塗布され、図５（ａ）のように回路基板３の上
に配置した半導体チップ５が凸部２と電極部６とを対応
させて積層され、図５（ｂ）に示すように半導体チップ
５の上からボンデイングヘッド８にて矢印ａのように押
さえられて加圧力が加えられると共に加熱して熱硬化性
絶縁樹脂２０が硬化させられる。本例の場合、この加
圧、加熱する時、凸部２をガラス転移温度以上に上昇さ
せ、絶縁基板１の底面を冷却プレート２４による冷却に
てガラス転移温度以下にするように管理される。絶縁基
板１の成形材料にポリフタルアミドを用いた場合、ガラ
ス転移温度が１３０℃であるため、実装時の加熱温度は
少なくとも１３０℃以上で行う。上記加熱にて凸部２が
ガラス転移温度以上に上昇すると、弾性力が増加するた
め実装後の凸部２の反力（矢印ｂ）が増加し、接続信頼
性が構造する。
る。本例は請求項５に対応する実施の形態の例を示すも
のである。本例も図１に示した実施の形態の例と基本的
に同じであり、異なる点だけを主に述べる。冷却プレー
ト２４上の回路基板３の上には未硬化の熱硬化性絶縁樹
脂２０が塗布され、図５（ａ）のように回路基板３の上
に配置した半導体チップ５が凸部２と電極部６とを対応
させて積層され、図５（ｂ）に示すように半導体チップ
５の上からボンデイングヘッド８にて矢印ａのように押
さえられて加圧力が加えられると共に加熱して熱硬化性
絶縁樹脂２０が硬化させられる。本例の場合、この加
圧、加熱する時、凸部２をガラス転移温度以上に上昇さ
せ、絶縁基板１の底面を冷却プレート２４による冷却に
てガラス転移温度以下にするように管理される。絶縁基
板１の成形材料にポリフタルアミドを用いた場合、ガラ
ス転移温度が１３０℃であるため、実装時の加熱温度は
少なくとも１３０℃以上で行う。上記加熱にて凸部２が
ガラス転移温度以上に上昇すると、弾性力が増加するた
め実装後の凸部２の反力（矢印ｂ）が増加し、接続信頼
性が構造する。
【００２７】ただし、絶縁基板１全体をガラス転移温度
以上に上昇させてしまうと、半導体チップ５と絶縁基板
（例えばポリフタルアミド）１との熱膨張率の差により
応力が発生する（半導体チップ５の熱膨張率は例えば、
４．２ｐｐｍ、絶縁基板１の熱膨張率は８５ｐｐｍであ
る）。そこで絶縁基板１の熱による膨張を少しでも抑制
するため、絶縁基板１の下に冷却プレート２４を設置し
て冷却することで、絶縁基板１に発生する熱を放熱（矢
印ｃ）する。こうして絶縁基板１の凸部２のみガラス転
移温度以上になるようにボンデングヘッド８の加熱及び
冷却プレート２４の冷却の管理を行う。冷却プレート２
４による冷却方式は水冷、空冷のどちらでも構わない。
図５（ｂ）のように加圧して半導体チップ５を実装した
後、加圧を解除すると図５（ｃ）の状態になり、硬化し
た熱硬化性絶縁樹脂２０により半導体チップ５と回路基
板３とが固着され、凸部２の強い反力（矢印ｂ）にて凸
部２の導電パターン４と電極部６との接続の信頼性が向
上される。
以上に上昇させてしまうと、半導体チップ５と絶縁基板
（例えばポリフタルアミド）１との熱膨張率の差により
応力が発生する（半導体チップ５の熱膨張率は例えば、
４．２ｐｐｍ、絶縁基板１の熱膨張率は８５ｐｐｍであ
る）。そこで絶縁基板１の熱による膨張を少しでも抑制
するため、絶縁基板１の下に冷却プレート２４を設置し
て冷却することで、絶縁基板１に発生する熱を放熱（矢
印ｃ）する。こうして絶縁基板１の凸部２のみガラス転
移温度以上になるようにボンデングヘッド８の加熱及び
冷却プレート２４の冷却の管理を行う。冷却プレート２
４による冷却方式は水冷、空冷のどちらでも構わない。
図５（ｂ）のように加圧して半導体チップ５を実装した
後、加圧を解除すると図５（ｃ）の状態になり、硬化し
た熱硬化性絶縁樹脂２０により半導体チップ５と回路基
板３とが固着され、凸部２の強い反力（矢印ｂ）にて凸
部２の導電パターン４と電極部６との接続の信頼性が向
上される。
【００２８】次に図６に示す実施の形態の例について述
べる。これは請求項６に対応する実施の形態の例であ
る。本例も図１に示した実施の形態の例と基本的に同じ
であり、異なる点だけを主に述べる。回路基板３の上に
半導体チップ５を実装する前の前工程で次のような処理
を行っている。図６（ａ）に示すように回路基板３に未
硬化の熱硬化性絶縁樹脂２０を塗布し、熱硬化性絶縁樹
脂２０を半硬化状態に硬化させた状態で熱硬化性絶縁樹
脂２０の上面を切削して図６（ｂ）のように凸部２の導
電パターン４を露出させる。次に図６（ｃ）のように回
路基板３の上に配置した半導体チップ５が凸部２と電極
部６とを対応させて積層され、図６（ｄ）に示すように
半導体チップ５の上からボンデイングヘッド８にて矢印
ａのように押さえられて加圧力が加えられると共に加熱
して熱硬化性絶縁樹脂２０が硬化させられる。このと
き、前工程で導電パターン４を露出させるように切削加
工をしたことにより、半導体チップ５の実装時に凸部２
の上端の導電パターン４と半導体チップ５の電極部６と
の間に熱硬化性絶縁樹脂２０が介在しないために接続信
頼性が向上する。ただし、この場合、切削後の信頼性を
確保するため切削後も凸部２の導電パターン４のＡｕメ
ッキ部を露出させるほうが望ましい。図６（ｄ）のよう
に加圧して半導体チップ５を実装した後、加圧を解除す
ると図６（ｅ）の状態になり、硬化した熱硬化性絶縁樹
脂２０により半導体チップ５と回路基板３とが固着され
る。
べる。これは請求項６に対応する実施の形態の例であ
る。本例も図１に示した実施の形態の例と基本的に同じ
であり、異なる点だけを主に述べる。回路基板３の上に
半導体チップ５を実装する前の前工程で次のような処理
を行っている。図６（ａ）に示すように回路基板３に未
硬化の熱硬化性絶縁樹脂２０を塗布し、熱硬化性絶縁樹
脂２０を半硬化状態に硬化させた状態で熱硬化性絶縁樹
脂２０の上面を切削して図６（ｂ）のように凸部２の導
電パターン４を露出させる。次に図６（ｃ）のように回
路基板３の上に配置した半導体チップ５が凸部２と電極
部６とを対応させて積層され、図６（ｄ）に示すように
半導体チップ５の上からボンデイングヘッド８にて矢印
ａのように押さえられて加圧力が加えられると共に加熱
して熱硬化性絶縁樹脂２０が硬化させられる。このと
き、前工程で導電パターン４を露出させるように切削加
工をしたことにより、半導体チップ５の実装時に凸部２
の上端の導電パターン４と半導体チップ５の電極部６と
の間に熱硬化性絶縁樹脂２０が介在しないために接続信
頼性が向上する。ただし、この場合、切削後の信頼性を
確保するため切削後も凸部２の導電パターン４のＡｕメ
ッキ部を露出させるほうが望ましい。図６（ｄ）のよう
に加圧して半導体チップ５を実装した後、加圧を解除す
ると図６（ｅ）の状態になり、硬化した熱硬化性絶縁樹
脂２０により半導体チップ５と回路基板３とが固着され
る。
【００２９】次に図７に示す実施の形態の例について述
べる。本例は請求項７に対応する実施の形態の例であ
る。本例も図１に示した実施の形態の例と基本的に同じ
であり、異なる点だけを主に述べる。絶縁基板１の周縁
に立ち上がり部２２を全周に亙るように設けてある。か
かる立ち上がり部２２も凸部２と同様に絶縁基板１を成
形するとき一体に形成してある。このように絶縁基板１
に立ち上がり部２２を一体に設けた回路基板３を用いて
次のように半導体チップ５が実装される。回路基板３の
上の立ち上がり部２２で囲まれる部分には未硬化の熱硬
化性絶縁樹脂２０が塗布され、図７（ａ）のように回路
基板３の上に配置した半導体チップ５が凸部２と電極部
６とを対応させて積層され、図７（ｂ）に示すように半
導体チップ５の上からボンデイングヘッド８にて矢印ａ
のように押さえられて加圧力が加えられると共に加熱し
て熱硬化性絶縁樹脂２０が硬化させられる。このように
して半導体チップ５を実装するが、熱硬化性絶縁樹脂２
０の周囲が囲まれて未硬化状態の熱硬化性絶縁樹脂２０
の外部への流れ出しを防止することができる。図７
（ｂ）のように加圧して半導体チップ５を実装した後、
加圧を解除すると図７（ｃ）の状態になり、硬化した熱
硬化性絶縁樹脂２０により半導体チップ５と回路基板３
とが固着される。
べる。本例は請求項７に対応する実施の形態の例であ
る。本例も図１に示した実施の形態の例と基本的に同じ
であり、異なる点だけを主に述べる。絶縁基板１の周縁
に立ち上がり部２２を全周に亙るように設けてある。か
かる立ち上がり部２２も凸部２と同様に絶縁基板１を成
形するとき一体に形成してある。このように絶縁基板１
に立ち上がり部２２を一体に設けた回路基板３を用いて
次のように半導体チップ５が実装される。回路基板３の
上の立ち上がり部２２で囲まれる部分には未硬化の熱硬
化性絶縁樹脂２０が塗布され、図７（ａ）のように回路
基板３の上に配置した半導体チップ５が凸部２と電極部
６とを対応させて積層され、図７（ｂ）に示すように半
導体チップ５の上からボンデイングヘッド８にて矢印ａ
のように押さえられて加圧力が加えられると共に加熱し
て熱硬化性絶縁樹脂２０が硬化させられる。このように
して半導体チップ５を実装するが、熱硬化性絶縁樹脂２
０の周囲が囲まれて未硬化状態の熱硬化性絶縁樹脂２０
の外部への流れ出しを防止することができる。図７
（ｂ）のように加圧して半導体チップ５を実装した後、
加圧を解除すると図７（ｃ）の状態になり、硬化した熱
硬化性絶縁樹脂２０により半導体チップ５と回路基板３
とが固着される。
【００３０】次に図８に示す実施の形態の例について述
べる。本例は請求項８に対応する実施の形態の例であ
る。本例も図１に示した実施の形態の例と基本的に同じ
であり、異なる点だけを主に述べる。回路基板３の上に
は未硬化の熱硬化性絶縁樹脂２０が塗布され、図８
（ａ）のように回路基板３の上に配置した半導体チップ
５が凸部２と電極部６とを対応させて積層され、図８
（ｂ）に示すように半導体チップ５の上からボンデイン
グヘッド８にて矢印ａのように押さえられて加圧力が加
えられると共に加熱して熱硬化性絶縁樹脂２０が硬化さ
せられる。ボンデイングヘッド８にて押さえて加圧する
時、凸部２に導電パターン４を設けた導電性バンプが弾
性変形するが、本例では導電性バンプの一部を塑性変形
させることで導電性バンプを弾塑性変形させるようにし
ている。このように導電性バンプを一部塑性変形させる
ことにより、バンプ高さにバラツキが生じた場合におい
ても、実装時の加圧力によりバンプ高さを等しくでき
る。導電性バンプに塑性変形が生じても、弾性変形力は
依然として生じているため、導電性バンプと半導体チッ
プ５の電極部６との接続信頼性が確保される。ただし、
凸部２上の導電パターン４のメッキ厚は、あまり厚くな
ると塑性変形が生じにくくなるため、弾塑性変形させる
場合は、できるだけＣｕ／Ｎｉ／Ａｕの合計で４０μｍ
以下のメッキ厚に抑えることが好ましい。例えば、Ｃｕ
＝１０μｍ、Ｎｉ＝１０μｍ、Ａｕ＝０．５μｍの導電
性バンプの場合、導電性バンプ１個当たり１Ｎ（ニュー
トン）程度で一部塑性変形が生じる。
べる。本例は請求項８に対応する実施の形態の例であ
る。本例も図１に示した実施の形態の例と基本的に同じ
であり、異なる点だけを主に述べる。回路基板３の上に
は未硬化の熱硬化性絶縁樹脂２０が塗布され、図８
（ａ）のように回路基板３の上に配置した半導体チップ
５が凸部２と電極部６とを対応させて積層され、図８
（ｂ）に示すように半導体チップ５の上からボンデイン
グヘッド８にて矢印ａのように押さえられて加圧力が加
えられると共に加熱して熱硬化性絶縁樹脂２０が硬化さ
せられる。ボンデイングヘッド８にて押さえて加圧する
時、凸部２に導電パターン４を設けた導電性バンプが弾
性変形するが、本例では導電性バンプの一部を塑性変形
させることで導電性バンプを弾塑性変形させるようにし
ている。このように導電性バンプを一部塑性変形させる
ことにより、バンプ高さにバラツキが生じた場合におい
ても、実装時の加圧力によりバンプ高さを等しくでき
る。導電性バンプに塑性変形が生じても、弾性変形力は
依然として生じているため、導電性バンプと半導体チッ
プ５の電極部６との接続信頼性が確保される。ただし、
凸部２上の導電パターン４のメッキ厚は、あまり厚くな
ると塑性変形が生じにくくなるため、弾塑性変形させる
場合は、できるだけＣｕ／Ｎｉ／Ａｕの合計で４０μｍ
以下のメッキ厚に抑えることが好ましい。例えば、Ｃｕ
＝１０μｍ、Ｎｉ＝１０μｍ、Ａｕ＝０．５μｍの導電
性バンプの場合、導電性バンプ１個当たり１Ｎ（ニュー
トン）程度で一部塑性変形が生じる。
【００３１】次に図９に示す実施の形態の例について述
べる。本例は請求項９に対応する実施の形態の例であ
る。本例も図１に示した実施の形態の例と基本的に同じ
であり、異なる点だけを主に述べる。本例の場合、回路
基板３に半導体チップ５を実装する前の前工程で次のよ
うな処理を行っている。図９（ａ）のような回路基板３
の上に図９（ｂ）に示すように平行平面ガラス２５を重
ね、図９（ｂ）の矢印ｆに示すように加圧している。こ
のように平行平面ガラス２５で加圧して押さえることで
凸部２を塑性変形させて凸部２の高さのバラツキを吸収
でき、凸部２の高さを統一させることができる。このよ
うに凸部２の高さを統一した回路基板３の上には未硬化
の熱硬化性絶縁樹脂２０が塗布され、図９（ｃ）のよう
に回路基板３の上に配置した半導体チップ５が凸部２と
電極部６とを対応させて積層され、図９（ｄ）に示すよ
うに半導体チップ５の上からボンデイングヘッド８にて
矢印ａのように押さえられて加圧力が加えられると共に
加熱して熱硬化性絶縁樹脂２０が硬化させられる。この
ように半導体チップ５を実装するとき、上記のように前
工程にて凸部２の高さを統一させておくと、半導体チッ
プ５の実装工程において凸部２を弾性変形させるだけで
よいので、加圧力が少なくて済む。よって、加圧力によ
る半導体チップ５への物理的ダメージ（微小クラック発
生等）が低減される。図１（ｄ）のように加圧して半導
体チップ５を実装した後、加圧を解除すると図１（ｅ）
の状態になり、硬化した熱硬化性絶縁樹脂２０により半
導体チップ５と回路基板３とが固着される。
べる。本例は請求項９に対応する実施の形態の例であ
る。本例も図１に示した実施の形態の例と基本的に同じ
であり、異なる点だけを主に述べる。本例の場合、回路
基板３に半導体チップ５を実装する前の前工程で次のよ
うな処理を行っている。図９（ａ）のような回路基板３
の上に図９（ｂ）に示すように平行平面ガラス２５を重
ね、図９（ｂ）の矢印ｆに示すように加圧している。こ
のように平行平面ガラス２５で加圧して押さえることで
凸部２を塑性変形させて凸部２の高さのバラツキを吸収
でき、凸部２の高さを統一させることができる。このよ
うに凸部２の高さを統一した回路基板３の上には未硬化
の熱硬化性絶縁樹脂２０が塗布され、図９（ｃ）のよう
に回路基板３の上に配置した半導体チップ５が凸部２と
電極部６とを対応させて積層され、図９（ｄ）に示すよ
うに半導体チップ５の上からボンデイングヘッド８にて
矢印ａのように押さえられて加圧力が加えられると共に
加熱して熱硬化性絶縁樹脂２０が硬化させられる。この
ように半導体チップ５を実装するとき、上記のように前
工程にて凸部２の高さを統一させておくと、半導体チッ
プ５の実装工程において凸部２を弾性変形させるだけで
よいので、加圧力が少なくて済む。よって、加圧力によ
る半導体チップ５への物理的ダメージ（微小クラック発
生等）が低減される。図１（ｄ）のように加圧して半導
体チップ５を実装した後、加圧を解除すると図１（ｅ）
の状態になり、硬化した熱硬化性絶縁樹脂２０により半
導体チップ５と回路基板３とが固着される。
【００３２】次に図１０に示す実施の形態の例について
述べる。本例は請求項１０に対応する実施の形態の例を
示すものである。本例も図１に示す例と基本的に同じで
あり、異なる点だけを主に述べる。絶縁基板１に凸部２
を一体成形で形成するとき凸部２の上端部を鋭角にして
鋭角形状部２６を形成してあり、凸部２に導電パターン
４を設けて導電性バンプを形成してある。回路基板３の
上には未硬化の熱硬化性絶縁樹脂２０が塗布され、図１
０（ａ）のように回路基板３の上に配置した半導体チッ
プ５が凸部２と電極部６とを対応させて積層され、図１
０（ｂ）に示すように半導体チップ５の上からボンデイ
ングヘッド８にて矢印ａのように押さえられて加圧力が
加えられると共に加熱して熱硬化性絶縁樹脂２０が硬化
させられる。このように実装するが、凸部２の上端部を
鋭角にすることにより、半導体チップ５の実装時の加圧
による凸部２の塑性変形を容易にすることができる。こ
のため、導電性バンプの高さバラツキ吸収が容易にな
る。また凸部２の上端部が平坦な場合に比べて、凸部２
の上端部が鋭角な場合、凸部２の上端部と半導体チップ
５の電極部６との間に熱硬化性絶縁樹脂２０が介在しに
くくなるため、接続信頼性が向上する。図１０（ｂ）の
ように加圧して半導体チップ５を実装した後、加圧を解
除すると図１０（ｃ）の状態になり、硬化した熱硬化性
絶縁樹脂２０により半導体チップ５と回路基板３とが固
着される。
述べる。本例は請求項１０に対応する実施の形態の例を
示すものである。本例も図１に示す例と基本的に同じで
あり、異なる点だけを主に述べる。絶縁基板１に凸部２
を一体成形で形成するとき凸部２の上端部を鋭角にして
鋭角形状部２６を形成してあり、凸部２に導電パターン
４を設けて導電性バンプを形成してある。回路基板３の
上には未硬化の熱硬化性絶縁樹脂２０が塗布され、図１
０（ａ）のように回路基板３の上に配置した半導体チッ
プ５が凸部２と電極部６とを対応させて積層され、図１
０（ｂ）に示すように半導体チップ５の上からボンデイ
ングヘッド８にて矢印ａのように押さえられて加圧力が
加えられると共に加熱して熱硬化性絶縁樹脂２０が硬化
させられる。このように実装するが、凸部２の上端部を
鋭角にすることにより、半導体チップ５の実装時の加圧
による凸部２の塑性変形を容易にすることができる。こ
のため、導電性バンプの高さバラツキ吸収が容易にな
る。また凸部２の上端部が平坦な場合に比べて、凸部２
の上端部が鋭角な場合、凸部２の上端部と半導体チップ
５の電極部６との間に熱硬化性絶縁樹脂２０が介在しに
くくなるため、接続信頼性が向上する。図１０（ｂ）の
ように加圧して半導体チップ５を実装した後、加圧を解
除すると図１０（ｃ）の状態になり、硬化した熱硬化性
絶縁樹脂２０により半導体チップ５と回路基板３とが固
着される。
【００３３】次に図１１に示す実施の形態の例について
述べる。本例は請求項１１に対応する実施の形態の例を
示すものである。本例も図１に示す例と基本的に同じで
あり、異なる点だけを主に述べる。回路基板３の上には
未硬化の熱硬化性絶縁樹脂２０が塗布されるが、本例の
場合、熱硬化性絶縁樹脂２０の塗布高さが凸部２の高さ
以下になるように管理して塗布される。そして図１１
（ａ）に示すように回路基板３の上に配置した半導体チ
ップ５が凸部２と電極部６とを対応させて積層され、図
１１（ｂ）に示すように半導体チップ５の上からボンデ
イングヘッド８にて矢印ａのように押さえられて加圧力
が加えられると共に加熱して熱硬化性絶縁樹脂２０が硬
化させられる。上記のように熱硬化性絶縁樹脂２０の塗
布高さが凸部２の高さ以下に管理されるが、半導体チッ
プ５の実装時に、半導体チップ５と熱硬化性絶縁樹脂２
０が接触するまで凸部２を塑性変形させる。この実装方
法では凸部２の上端部が熱硬化性絶縁樹脂２０に接触す
ることがないので、凸部２の上端部と半導体チップ５の
電極部６との接続信頼性が向上する。図１１（ｂ）のよ
うに加圧して半導体チップ５を実装した後、加圧を解除
すると図１１（ｃ）の状態になり、硬化した熱硬化性絶
縁樹脂２０により半導体チップ５と回路基板３とが固着
される。
述べる。本例は請求項１１に対応する実施の形態の例を
示すものである。本例も図１に示す例と基本的に同じで
あり、異なる点だけを主に述べる。回路基板３の上には
未硬化の熱硬化性絶縁樹脂２０が塗布されるが、本例の
場合、熱硬化性絶縁樹脂２０の塗布高さが凸部２の高さ
以下になるように管理して塗布される。そして図１１
（ａ）に示すように回路基板３の上に配置した半導体チ
ップ５が凸部２と電極部６とを対応させて積層され、図
１１（ｂ）に示すように半導体チップ５の上からボンデ
イングヘッド８にて矢印ａのように押さえられて加圧力
が加えられると共に加熱して熱硬化性絶縁樹脂２０が硬
化させられる。上記のように熱硬化性絶縁樹脂２０の塗
布高さが凸部２の高さ以下に管理されるが、半導体チッ
プ５の実装時に、半導体チップ５と熱硬化性絶縁樹脂２
０が接触するまで凸部２を塑性変形させる。この実装方
法では凸部２の上端部が熱硬化性絶縁樹脂２０に接触す
ることがないので、凸部２の上端部と半導体チップ５の
電極部６との接続信頼性が向上する。図１１（ｂ）のよ
うに加圧して半導体チップ５を実装した後、加圧を解除
すると図１１（ｃ）の状態になり、硬化した熱硬化性絶
縁樹脂２０により半導体チップ５と回路基板３とが固着
される。
【００３４】
【発明の効果】本発明の請求項１の発明は、絶縁基板を
絶縁性樹脂の成形材料にて一体に成形すると共に絶縁基
板を成形するとき凸部も一体に成形し、実装時の加圧力
により上記凸部を弾性変形させ、且つ前記加圧された状
態で加熱を行って上記絶縁基板と半導体チップとの間に
介在された熱硬化性絶縁樹脂を硬化させ、絶縁基板と半
導体チップとの間を固着することにより絶縁基板の凸部
の上端部の導電パターンと半導体チップの表面の電極部
とを電気接続するので、フリップチップボンデングによ
る実装時、絶縁基板の凸部に弾性力を持たせた状態で凸
部周辺の熱硬化性絶縁樹脂を硬化させることになり、接
合完了後も弾性変形された凸部の反力が半導体チップの
電極部に加わり、回路基板と半導体チップとの接続信頼
性が向上するものであり、また熱硬化性絶縁樹脂を用い
て接合することで工程の簡略化が図れるものであり、さ
らに絶縁基板を成形するとき一体成形で凸部を形成する
ために別工程でのバンプ形成が不要になるものである。
絶縁性樹脂の成形材料にて一体に成形すると共に絶縁基
板を成形するとき凸部も一体に成形し、実装時の加圧力
により上記凸部を弾性変形させ、且つ前記加圧された状
態で加熱を行って上記絶縁基板と半導体チップとの間に
介在された熱硬化性絶縁樹脂を硬化させ、絶縁基板と半
導体チップとの間を固着することにより絶縁基板の凸部
の上端部の導電パターンと半導体チップの表面の電極部
とを電気接続するので、フリップチップボンデングによ
る実装時、絶縁基板の凸部に弾性力を持たせた状態で凸
部周辺の熱硬化性絶縁樹脂を硬化させることになり、接
合完了後も弾性変形された凸部の反力が半導体チップの
電極部に加わり、回路基板と半導体チップとの接続信頼
性が向上するものであり、また熱硬化性絶縁樹脂を用い
て接合することで工程の簡略化が図れるものであり、さ
らに絶縁基板を成形するとき一体成形で凸部を形成する
ために別工程でのバンプ形成が不要になるものである。
【００３５】また本発明の請求項２の発明は、請求項１
において上記の凸部の形状を円錐台、角錐台等の上より
下の方が幅の広い錐台状に形成した回路基板を用いるの
で、半導体チップの実装時に加圧する荷重に対する凸部
形状の安定化を図ることができるものであり、また凸部
を有する絶縁基板を成形する金型からの抜け性を向上で
きるものである。
において上記の凸部の形状を円錐台、角錐台等の上より
下の方が幅の広い錐台状に形成した回路基板を用いるの
で、半導体チップの実装時に加圧する荷重に対する凸部
形状の安定化を図ることができるものであり、また凸部
を有する絶縁基板を成形する金型からの抜け性を向上で
きるものである。
【００３６】また本発明の請求項３の発明は、請求項１
において、凸部の根元にコーナＲを付けた回路基板を用
いるので、半導体チップの実装時に加圧する荷重に対す
る凸部形状の安定化を図ることができるものであり、ま
た凸部を有する絶縁基板を成形する金型からの抜け性を
向上できるものである。
において、凸部の根元にコーナＲを付けた回路基板を用
いるので、半導体チップの実装時に加圧する荷重に対す
る凸部形状の安定化を図ることができるものであり、ま
た凸部を有する絶縁基板を成形する金型からの抜け性を
向上できるものである。
【００３７】また本発明の請求項４の発明は、請求項１
において、実装時に半導体チップに超音波振動を加える
ので、超音波振動より凸部の上端の導電パターンの表面
と半導体チップの電極部の表面とが固相結合されること
になり、接続信頼性が向上するものである。
において、実装時に半導体チップに超音波振動を加える
ので、超音波振動より凸部の上端の導電パターンの表面
と半導体チップの電極部の表面とが固相結合されること
になり、接続信頼性が向上するものである。
【００３８】また本発明の請求項５の発明は、請求項１
において、実装時の加熱により凸部をガラス転移温度以
上に上昇させ、且つ絶縁基板の底面の冷却により絶縁基
板をガラス転移温度以下に管理するので、半導体チップ
の実装時、凸部のみを軟化させることにより、凸部の弾
力性を向上させ、且つ半導体チップの実装時、絶縁基板
の底面を冷却することにより絶縁基板の熱による膨張を
低減させることができ、従って接続信頼性を向上できる
ものである。
において、実装時の加熱により凸部をガラス転移温度以
上に上昇させ、且つ絶縁基板の底面の冷却により絶縁基
板をガラス転移温度以下に管理するので、半導体チップ
の実装時、凸部のみを軟化させることにより、凸部の弾
力性を向上させ、且つ半導体チップの実装時、絶縁基板
の底面を冷却することにより絶縁基板の熱による膨張を
低減させることができ、従って接続信頼性を向上できる
ものである。
【００３９】また本発明の請求項６の発明は、請求項１
において、半導体チップを実装する前工程で凸部の上端
部に介在している熱硬化性絶縁樹脂を切削し、凸部の上
端部の導体パターンを露出させるので、半導体チップの
実装時に凸部の上端部の導電パターンの表面と半導体チ
ップの電極部の表面との間に熱硬化性絶縁樹脂が介在し
ないこととなり、接続の信頼性が向上するものである。
において、半導体チップを実装する前工程で凸部の上端
部に介在している熱硬化性絶縁樹脂を切削し、凸部の上
端部の導体パターンを露出させるので、半導体チップの
実装時に凸部の上端部の導電パターンの表面と半導体チ
ップの電極部の表面との間に熱硬化性絶縁樹脂が介在し
ないこととなり、接続の信頼性が向上するものである。
【００４０】また本発明の請求項７の発明は、請求項１
において、熱硬化性絶縁樹脂の周辺部を囲む立ち上がり
部を絶縁基板に立設した回路基板を用いるので、半導体
チップの実装時、未硬化状態の熱硬化性絶縁樹脂の外部
への流れ出しを防止できるものである。
において、熱硬化性絶縁樹脂の周辺部を囲む立ち上がり
部を絶縁基板に立設した回路基板を用いるので、半導体
チップの実装時、未硬化状態の熱硬化性絶縁樹脂の外部
への流れ出しを防止できるものである。
【００４１】また本発明の請求項８の発明は、請求項１
において、実装時の加圧力により凸部を弾塑性変形させ
るので、凸部の高さのバラツキの吸収が可能なものであ
る。
において、実装時の加圧力により凸部を弾塑性変形させ
るので、凸部の高さのバラツキの吸収が可能なものであ
る。
【００４２】 また本発明の請求項９の発明は、請求項
１において、半導体チップを実装する前工程で凸部に加
圧力を加えた後、半導体チップを実装するので、半導体
チップを実装する前工程で凸部を一部塑性変形させて凸
部の高さを統一でき、半導体チップを実装する工程では
凸部を弾性変形させるだけでよいようにして加圧力を小
さくでき、半導体チップの実装時に半導体チップへのダ
メージを低減できるものである。
１において、半導体チップを実装する前工程で凸部に加
圧力を加えた後、半導体チップを実装するので、半導体
チップを実装する前工程で凸部を一部塑性変形させて凸
部の高さを統一でき、半導体チップを実装する工程では
凸部を弾性変形させるだけでよいようにして加圧力を小
さくでき、半導体チップの実装時に半導体チップへのダ
メージを低減できるものである。
【００４３】また本発明の請求項１０の発明は、請求項
８において、凸部の上端部を鋭角にした回路基板を用い
るので、凸部の高さバラツキ吸収が容易になるものであ
り、しかも半導体チップの実装時に凸部の上端部と半導
体チップの電極部の表面との間に熱硬化性絶縁樹脂が介
在しにくくなるため、接続信頼性が向上するものであ
る。
８において、凸部の上端部を鋭角にした回路基板を用い
るので、凸部の高さバラツキ吸収が容易になるものであ
り、しかも半導体チップの実装時に凸部の上端部と半導
体チップの電極部の表面との間に熱硬化性絶縁樹脂が介
在しにくくなるため、接続信頼性が向上するものであ
る。
【００４４】また本発明の請求項１１の発明は、請求項
８において、熱硬化性絶縁樹脂の塗布高さを凸部の高さ
以下に管理するので、凸部の上端部が熱硬化性絶縁樹脂
に接触しなく、凸部の上端部の導電パターンの表面と半
導体チップの電極部の表面との接続信頼性が向上するも
のである。
８において、熱硬化性絶縁樹脂の塗布高さを凸部の高さ
以下に管理するので、凸部の上端部が熱硬化性絶縁樹脂
に接触しなく、凸部の上端部の導電パターンの表面と半
導体チップの電極部の表面との接続信頼性が向上するも
のである。
【図１】本発明の実施の形態の一例を示し、（ａ）
（ｂ）（ｃ）は各工程を示す断面図である。
（ｂ）（ｃ）は各工程を示す断面図である。
【図２】同上の他例を示し、（ａ）は回路基板の断面
図、（ｂ）は凸部の形状を示す平面図及び正面から見た
断面図である。
図、（ｂ）は凸部の形状を示す平面図及び正面から見た
断面図である。
【図３】同上の他例を示し、（ａ）は回路基板の断面
図、（ｂ）は凸部の形状を示す平面図及び正面から見た
断面図である。
図、（ｂ）は凸部の形状を示す平面図及び正面から見た
断面図である。
【図４】同上の他例を示し、（ａ）（ｂ）（ｃ）は各工
程を示す断面図、（ｄ）は（ｂ）の要部を拡大せる断面
図である。
程を示す断面図、（ｄ）は（ｂ）の要部を拡大せる断面
図である。
【図５】同上の他例を示し、（ａ）（ｂ）（ｃ）は各工
程を示す断面図である。
程を示す断面図である。
【図６】同上の他例を示し（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）
（ｅ）は各工程を示す断面図である。
（ｅ）は各工程を示す断面図である。
【図７】同上の他例を示し、（ａ）（ｂ）（ｃ）は各工
程を示す断面図である。
程を示す断面図である。
【図８】同上の他例を示し、（ａ）（ｂ）（ｃ）は各工
程を示す断面図である。
程を示す断面図である。
【図９】同上の他例を示し、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）
（ｅ）は各工程を示す断面図である。
（ｅ）は各工程を示す断面図である。
【図１０】同上の他例を示し、（ａ）（ｂ）（ｃ）は各
工程を示す断面図である。
工程を示す断面図である。
【図１１】同上の他例を示し、（ａ）（ｂ）（ｃ）は各
工程を示す断面図である。
工程を示す断面図である。
【図１２】一従来例を示し、（ａ）（ｂ）（ｃ）は各工
程を示す断面図である。
程を示す断面図である。
【図１３】他の従来例を示し、（ａ）（ｂ）（ｃ）
（ｄ）（ｅ）は各工程を示す断面図である。
（ｄ）（ｅ）は各工程を示す断面図である。
【図１４】他の従来例を示し、（ａ）（ｂ）は各工程を
示す断面図である。
示す断面図である。
１ 絶縁基板
２ 凸部
３ 回路基板
４ 導電パターン
５ 半導体チップ
６ 電極部
２０ 熱硬化性絶縁樹脂
２１ コーナＲ
２２ 立ち上がり部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−160536（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−186327（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−16950（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−92968（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/60 311
H05K 1/18
Claims (11)
- 【請求項１】 一体成形により凸部を立設した絶縁基板
で、凸部の上端部にも導電パターンを設けて回路基板を
形成し、半導体チップの表面の電極部を回路基板の凸部
の上端部の導電パターンに対向配置して電気接続を行う
半導体チップの実装方法において、上記絶縁基板を絶縁
性樹脂の成形材料にて一体に成形すると共に絶縁基板を
成形するとき凸部も一体に成形し、実装時の加圧力によ
り上記凸部を弾性変形させ、且つ前記加圧された状態で
加熱を行って上記絶縁基板と半導体チップとの間に介在
された熱硬化性絶縁樹脂を硬化させ、絶縁基板と半導体
チップとの間を固着することにより絶縁基板の凸部の上
端部の導電パターンと半導体チップの表面の電極部とを
電気接続することを特徴とする半導体チップの実装方
法。 - 【請求項２】 上記の凸部の形状を円錐台、角錐台等の
上より下の方が幅の広い錐台状に形成した回路基板を用
いることを特徴とする請求項１記載の半導体チップの実
装方法。 - 【請求項３】 凸部の根元にコーナＲを付けた回路基板
を用いることを特徴とする請求項１記載の半導体チップ
の実装方法。 - 【請求項４】 実装時に半導体チップに超音波振動を加
えることを特徴とする請求項１記載の半導体チップの実
装方法。 - 【請求項５】 実装時の加熱により凸部をガラス転移温
度以上に上昇させ、且つ絶縁基板の底面の冷却により絶
縁基板をガラス転移温度以下に管理することを特徴とす
る請求項１記載の半導体チップの実装方法。 - 【請求項６】 半導体チップを実装する前工程で凸部の
上端部に介在している熱硬化性絶縁樹脂を切削し、凸部
の上端部の導体パターンを露出させることを特徴とする
請求項１記載の半導体チップの実装方法。 - 【請求項７】 熱硬化性絶縁樹脂の周辺部を囲む立ち上
がり部を絶縁基板に立設した回路基板を用いることを特
徴とする請求項１記載の半導体チップの実装方法。 - 【請求項８】 実装時の加圧力により凸部を弾塑性変形
させることを特徴とする請求項１記載の半導体チップの
実装方法。 - 【請求項９】 半導体チップを実装する前工程で凸部に
加圧力を加えた後、半導体チップを実装することを特徴
とする請求項１記載の半導体チップの実装方法。 - 【請求項１０】 凸部の上端部を鋭角にした回路基板を
用いることを特徴とする請求項８記載の半導体チップの
実装方法。 - 【請求項１１】 熱硬化性絶縁樹脂の塗布高さを凸部の
高さ以下に管理することを特徴とする請求項８記載の半
導体チップの実装方法。
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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