JP2000243864A - 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 樹脂に剥離が生じにくい半導体装置及びその
製造方法、回路基板並びに電子機器を提供することにあ
る。 【解決手段】 半導体装置は、半導体チップ１０と、配
線パターン２１が形成された基板２０と、配線パターン
２１上に設けられる樹脂３２と、を含み、樹脂３２は、
ガラス転移温度を超える温度からガラス転移温度まで温
度が下がるときに、配線パターン２１に対する接着力よ
りも、体積の収縮によって生じる力が小さい。
製造方法、回路基板並びに電子機器を提供することにあ
る。 【解決手段】 半導体装置は、半導体チップ１０と、配
線パターン２１が形成された基板２０と、配線パターン
２１上に設けられる樹脂３２と、を含み、樹脂３２は、
ガラス転移温度を超える温度からガラス転移温度まで温
度が下がるときに、配線パターン２１に対する接着力よ
りも、体積の収縮によって生じる力が小さい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法、回路基板並びに電子機器に関する。
の製造方法、回路基板並びに電子機器に関する。
【０００２】
【発明の背景】半導体装置の組立工程で、基板に形成さ
れた配線パターン上に樹脂を設ける場合がある。例え
ば、フェースダウン実装では、半導体チップと基板との
間に樹脂を充填して隙間をなくして信頼性を高めてい
る。樹脂は一旦加熱されて設けられ、冷却されて硬化す
る。この樹脂は、冷却するときの収縮によって、基板上
の配線パターンに対して剥離することがあった。特に、
配線パターンにメッキが施されている場合には、メッキ
と樹脂との接着力が極めて弱いので、剥離が生じやすか
った。
れた配線パターン上に樹脂を設ける場合がある。例え
ば、フェースダウン実装では、半導体チップと基板との
間に樹脂を充填して隙間をなくして信頼性を高めてい
る。樹脂は一旦加熱されて設けられ、冷却されて硬化す
る。この樹脂は、冷却するときの収縮によって、基板上
の配線パターンに対して剥離することがあった。特に、
配線パターンにメッキが施されている場合には、メッキ
と樹脂との接着力が極めて弱いので、剥離が生じやすか
った。
【０００３】本発明は、この問題点を解決するものであ
り、その目的は、樹脂に剥離が生じにくい半導体装置及
びその製造方法、回路基板並びに電子機器を提供するこ
とにある。
り、その目的は、樹脂に剥離が生じにくい半導体装置及
びその製造方法、回路基板並びに電子機器を提供するこ
とにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】（１）本発明に係る半導
体装置は、半導体チップと、配線パターンが形成された
基板と、前記配線パターン上に設けられる樹脂と、を含
み、前記樹脂は、ガラス転移温度を超える温度からガラ
ス転移温度まで温度が下がるときに、前記配線パターン
に対する接着力よりも、体積の収縮によって生じる力が
小さい。
体装置は、半導体チップと、配線パターンが形成された
基板と、前記配線パターン上に設けられる樹脂と、を含
み、前記樹脂は、ガラス転移温度を超える温度からガラ
ス転移温度まで温度が下がるときに、前記配線パターン
に対する接着力よりも、体積の収縮によって生じる力が
小さい。
【０００５】一般に、半導体装置は、その製造途中にお
いて又は回路基板への実装を行うときに高温工程を経る
ことがあり、そのときの温度は、樹脂のガラス転移温度
を超える。ガラス転移温度を超えると、樹脂の配線パタ
ーンに対する接着力が小さくなりる。しかも、ガラス転
移温度を超える温度からガラス転移温度まで温度が下が
るときに、樹脂の収縮が生じる。本発明によれば、樹脂
の配線パターンに対する接着力よりも、樹脂の収縮によ
って生じる力が小さいので、樹脂と配線パターンとの間
に剥離が生じにくくなっている。
いて又は回路基板への実装を行うときに高温工程を経る
ことがあり、そのときの温度は、樹脂のガラス転移温度
を超える。ガラス転移温度を超えると、樹脂の配線パタ
ーンに対する接着力が小さくなりる。しかも、ガラス転
移温度を超える温度からガラス転移温度まで温度が下が
るときに、樹脂の収縮が生じる。本発明によれば、樹脂
の配線パターンに対する接着力よりも、樹脂の収縮によ
って生じる力が小さいので、樹脂と配線パターンとの間
に剥離が生じにくくなっている。
【０００６】（２）この半導体装置において、前記樹脂
は、ガラス転移温度以上の温度における熱膨張係数を下
げるためのフィラーを含有することで、体積の収縮が抑
えられていてもよい。
は、ガラス転移温度以上の温度における熱膨張係数を下
げるためのフィラーを含有することで、体積の収縮が抑
えられていてもよい。
【０００７】これによれば、樹脂がガラス転移温度以上
の温度に加熱されているとき、すなわち、樹脂の配線パ
ターンに対する接着力が小さいときの樹脂の熱膨張係数
が下げられている。したがって、樹脂は、接着力が小さ
いときの体積の収縮が抑えられているので、配線パター
ンに対して剥離が生じにくくなっている。
の温度に加熱されているとき、すなわち、樹脂の配線パ
ターンに対する接着力が小さいときの樹脂の熱膨張係数
が下げられている。したがって、樹脂は、接着力が小さ
いときの体積の収縮が抑えられているので、配線パター
ンに対して剥離が生じにくくなっている。
【０００８】（３）この半導体装置において、前記樹脂
は、架橋密度が高いことで、ガラス転移温度が上げられ
て、体積の収縮が抑えられていてもよい。
は、架橋密度が高いことで、ガラス転移温度が上げられ
て、体積の収縮が抑えられていてもよい。
【０００９】これによれば、ガラス転移温度が高いの
で、プロセスの最高温度とガラス転移温度との差が小さ
くなり、樹脂の体積の膨張が小さくなる結果、冷却時の
体積の収縮も小さくなる。そして、樹脂と配線パターン
との間に剥離が生じにくくなっている。
で、プロセスの最高温度とガラス転移温度との差が小さ
くなり、樹脂の体積の膨張が小さくなる結果、冷却時の
体積の収縮も小さくなる。そして、樹脂と配線パターン
との間に剥離が生じにくくなっている。
【００１０】（４）この半導体装置において、前記配線
パターンには、メッキが施されていてもよい。
パターンには、メッキが施されていてもよい。
【００１１】メッキが施された配線パターンに対して
は、特に、樹脂の接着力が小さいが、本発明を適用する
ことで剥離を避けることができる。
は、特に、樹脂の接着力が小さいが、本発明を適用する
ことで剥離を避けることができる。
【００１２】（５）この半導体装置において、前記樹脂
は、接着剤であって導電粒子を含有して異方性導電材料
を構成し、前記半導体チップは、前記異方性導電材料を
介してフェースダウン実装されていてもよい。
は、接着剤であって導電粒子を含有して異方性導電材料
を構成し、前記半導体チップは、前記異方性導電材料を
介してフェースダウン実装されていてもよい。
【００１３】異方性導電材料を使用することで、信頼性
の高いボンディングを確保することができる。
の高いボンディングを確保することができる。
【００１４】（６）本発明に係る回路基板には、上記半
導体装置が搭載されている。
導体装置が搭載されている。
【００１５】（７）本発明に係る電子機器は、上記半導
体装置を備える。
体装置を備える。
【００１６】（８）本発明に係る半導体装置の製造方法
は、半導体チップの電極に電気的に接続される配線パタ
ーンが形成された基板の前記配線パターン上に樹脂を設
ける工程と、前記樹脂が、ガラス転移温度を超える温度
まで加熱される工程と、前記樹脂が、前記加熱工程後
に、ガラス転移温度以下の温度まで冷却される工程と、
を含み、前記冷却工程において、前記加熱工程の最高温
度からガラス転移温度まで温度が下がるときに、前記樹
脂の前記配線パターンとの接着力よりも、前記樹脂の収
縮によって生じる力が小さい。
は、半導体チップの電極に電気的に接続される配線パタ
ーンが形成された基板の前記配線パターン上に樹脂を設
ける工程と、前記樹脂が、ガラス転移温度を超える温度
まで加熱される工程と、前記樹脂が、前記加熱工程後
に、ガラス転移温度以下の温度まで冷却される工程と、
を含み、前記冷却工程において、前記加熱工程の最高温
度からガラス転移温度まで温度が下がるときに、前記樹
脂の前記配線パターンとの接着力よりも、前記樹脂の収
縮によって生じる力が小さい。
【００１７】本発明によれば、樹脂は、ガラス転移温度
を超える温度まで加熱された後に、ガラス転移温度以下
の温度まで冷却される。樹脂は、ガラス転移温度を超え
ると、樹脂の配線パターンに対する接着力が小さくな
り、ガラス転移温度を超える温度からガラス転移温度ま
で温度が下がるときに、樹脂の収縮が生じる。本発明に
よれば、樹脂の配線パターンに対する接着力よりも、樹
脂の収縮によって生じる力が小さいので、樹脂と配線パ
ターンとの間に剥離が生じにくくなっている。
を超える温度まで加熱された後に、ガラス転移温度以下
の温度まで冷却される。樹脂は、ガラス転移温度を超え
ると、樹脂の配線パターンに対する接着力が小さくな
り、ガラス転移温度を超える温度からガラス転移温度ま
で温度が下がるときに、樹脂の収縮が生じる。本発明に
よれば、樹脂の配線パターンに対する接着力よりも、樹
脂の収縮によって生じる力が小さいので、樹脂と配線パ
ターンとの間に剥離が生じにくくなっている。
【００１８】（９）この半導体装置の製造方法におい
て、前記樹脂は、熱硬化型樹脂であって、前記加熱工程
時に硬化反応を伴ってもよい。
て、前記樹脂は、熱硬化型樹脂であって、前記加熱工程
時に硬化反応を伴ってもよい。
【００１９】（１０）この半導体装置の製造方法におい
て、前記樹脂は、ガラス転移温度以上の温度における熱
膨張係数を下げるためのフィラーを含有することで、体
積の収縮が抑えられていてもよい。
て、前記樹脂は、ガラス転移温度以上の温度における熱
膨張係数を下げるためのフィラーを含有することで、体
積の収縮が抑えられていてもよい。
【００２０】これによれば、樹脂がガラス転移温度以上
の温度に加熱されているとき、すなわち、樹脂の配線パ
ターンに対する接着力が小さいときの樹脂の熱膨張係数
が下げられている。したがって、樹脂は、接着力が小さ
いときの体積の収縮が抑えられているので、配線パター
ンに対して剥離が生じにくくなっている。
の温度に加熱されているとき、すなわち、樹脂の配線パ
ターンに対する接着力が小さいときの樹脂の熱膨張係数
が下げられている。したがって、樹脂は、接着力が小さ
いときの体積の収縮が抑えられているので、配線パター
ンに対して剥離が生じにくくなっている。
【００２１】（１１）この半導体装置の製造方法におい
て、前記樹脂は、架橋密度が高いことで、ガラス転移温
度が上げられて、体積の収縮が抑えられていてもよい。
て、前記樹脂は、架橋密度が高いことで、ガラス転移温
度が上げられて、体積の収縮が抑えられていてもよい。
【００２２】これによれば、ガラス転移温度が高いの
で、プロセスの最高温度とガラス転移温度との差が小さ
くなり、樹脂の体積の膨張が小さくなる結果、冷却時の
体積の収縮も小さくなる。そして、樹脂と配線パターン
との間に剥離が生じにくくなっている。
で、プロセスの最高温度とガラス転移温度との差が小さ
くなり、樹脂の体積の膨張が小さくなる結果、冷却時の
体積の収縮も小さくなる。そして、樹脂と配線パターン
との間に剥離が生じにくくなっている。
【００２３】（１２）この半導体装置の製造方法におい
て、前記配線パターンには、メッキが施されていてもよ
い。
て、前記配線パターンには、メッキが施されていてもよ
い。
【００２４】メッキが施された配線パターンに対して
は、特に、樹脂の接着力が小さいが、本発明を適用する
ことで剥離を避けることができる。
は、特に、樹脂の接着力が小さいが、本発明を適用する
ことで剥離を避けることができる。
【００２５】（１３）この半導体装置の製造方法におい
て、前記樹脂は、接着剤であって導電粒子を含有して異
方性導電材料を構成し、前記半導体チップは、前記異方
性導電材料を介してフェースダウン実装されていてもよ
い。
て、前記樹脂は、接着剤であって導電粒子を含有して異
方性導電材料を構成し、前記半導体チップは、前記異方
性導電材料を介してフェースダウン実装されていてもよ
い。
【００２６】異方性導電材料を使用すれば、簡単な工程
でボンディングを行うことができる。
でボンディングを行うことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面を参照して説明する。
について図面を参照して説明する。
【００２８】図１は、本発明の実施の形態に係る半導体
装置を示す図である。この半導体装置１は、半導体チッ
プ１０と、基板２０と、を含む。半導体チップ１０の平
面形状が矩形（正方形又は長方形）である場合には、少
なくとも一辺（対向する二辺又は全ての辺を含む）に沿
って、半導体チップ１０の一方の面（能動面）に複数の
電極１２が形成されている。電極１２には、ハンダボー
ル、金ワイヤーボール、金メッキなどによってバンプ１
４が設けられている。電極１２自体がバンプの形状をな
していてもよい。電極１２とバンプ１４との間にバンプ
金属の拡散防止層として、ニッケル、クロム、チタン等
を付加してもよい。また、バンプ１４は、半導体チップ
１０側ではなく、基板２０の配線パターン２１の一部
（例えばランド部２４）上に形成されてもよい。
装置を示す図である。この半導体装置１は、半導体チッ
プ１０と、基板２０と、を含む。半導体チップ１０の平
面形状が矩形（正方形又は長方形）である場合には、少
なくとも一辺（対向する二辺又は全ての辺を含む）に沿
って、半導体チップ１０の一方の面（能動面）に複数の
電極１２が形成されている。電極１２には、ハンダボー
ル、金ワイヤーボール、金メッキなどによってバンプ１
４が設けられている。電極１２自体がバンプの形状をな
していてもよい。電極１２とバンプ１４との間にバンプ
金属の拡散防止層として、ニッケル、クロム、チタン等
を付加してもよい。また、バンプ１４は、半導体チップ
１０側ではなく、基板２０の配線パターン２１の一部
（例えばランド部２４）上に形成されてもよい。
【００２９】基板２０の全体形状は特に限定されず、矩
形、多角形、あるいは複数の矩形を組み合わせた形状の
いずれであってもよいが、半導体チップ１０の平面形状
の相似形とすることができる。基板２０の厚みは、その
材質により決まることが多いが、これも限定されない。
基板２０は、有機系又は無機系のいずれの材料から形成
されたものであってもよく、これらの複合構造からなる
ものであってもよいが、打ち抜けることが好ましい。有
機系の材料から形成されたテープ状のフレキシブル基板
を打ち抜いて基板２０を形成することができる。
形、多角形、あるいは複数の矩形を組み合わせた形状の
いずれであってもよいが、半導体チップ１０の平面形状
の相似形とすることができる。基板２０の厚みは、その
材質により決まることが多いが、これも限定されない。
基板２０は、有機系又は無機系のいずれの材料から形成
されたものであってもよく、これらの複合構造からなる
ものであってもよいが、打ち抜けることが好ましい。有
機系の材料から形成されたテープ状のフレキシブル基板
を打ち抜いて基板２０を形成することができる。
【００３０】図２は、図１に示す半導体装置の基板の平
面図である。図１及び図２に示すように、基板２０の一
方の面には、複数の配線（リード）２２が形成されて、
配線パターン２１を構成している。それぞれの配線２２
の両端には、ランド部２４、２６が形成されている。ラ
ンド部２４、２６は、その間を接続する部分よりも大き
い幅を有するように形成されていることが多い。一方の
ランド部２４を基板２０の、最終的な製品としての半導
体装置の端部に近い位置に形成し、他方のランド部２６
を基板２０の中央に近い位置に形成してもよい。
面図である。図１及び図２に示すように、基板２０の一
方の面には、複数の配線（リード）２２が形成されて、
配線パターン２１を構成している。それぞれの配線２２
の両端には、ランド部２４、２６が形成されている。ラ
ンド部２４、２６は、その間を接続する部分よりも大き
い幅を有するように形成されていることが多い。一方の
ランド部２４を基板２０の、最終的な製品としての半導
体装置の端部に近い位置に形成し、他方のランド部２６
を基板２０の中央に近い位置に形成してもよい。
【００３１】基板２０には、複数のスルーホール２８が
形成されている。それぞれのスルーホール２８上を、い
ずれかの配線２２が通る。配線２２の端部がスルーホー
ル２８上に位置してもよい。配線２２の端部にランド部
２６が形成されている場合には、ランド部２６がスルー
ホール２８上に位置する。
形成されている。それぞれのスルーホール２８上を、い
ずれかの配線２２が通る。配線２２の端部がスルーホー
ル２８上に位置してもよい。配線２２の端部にランド部
２６が形成されている場合には、ランド部２６がスルー
ホール２８上に位置する。
【００３２】配線パターン２１には、メッキが施される
ことでメッキ層３０が形成されている。メッキ層３０
は、配線パターン２１における基板２０との接着面とは
反対側の表面に形成される。メッキ層３０は、配線パタ
ーン２１における基板２０との接着面であってスルーホ
ール２８の内側の領域にも形成される。配線パターン２
１を銅で形成し、メッキ層３０をニッケル、金、ハンダ
又はスズで形成することができる。メッキ層３０を形成
することで、導電性が確保される。具体的には、外部端
子との良好なハンダ付けが可能になり、配線パターン２
１の表面の酸化が防止され、バンプとの電気的な接続抵
抗が低下する。なお、図示しないメッキリードを、配線
パターン２１に接続して形成し、電気メッキを施しても
良いし、無電解メッキを施しても良い。
ことでメッキ層３０が形成されている。メッキ層３０
は、配線パターン２１における基板２０との接着面とは
反対側の表面に形成される。メッキ層３０は、配線パタ
ーン２１における基板２０との接着面であってスルーホ
ール２８の内側の領域にも形成される。配線パターン２
１を銅で形成し、メッキ層３０をニッケル、金、ハンダ
又はスズで形成することができる。メッキ層３０を形成
することで、導電性が確保される。具体的には、外部端
子との良好なハンダ付けが可能になり、配線パターン２
１の表面の酸化が防止され、バンプとの電気的な接続抵
抗が低下する。なお、図示しないメッキリードを、配線
パターン２１に接続して形成し、電気メッキを施しても
良いし、無電解メッキを施しても良い。
【００３３】配線パターン２１の上には、樹脂３２が設
けられている。樹脂３２は、熱可塑性のゴム、シリコ
ン、ポリイミドなど接着力を有するものでも良いが、熱
硬化性を有するエポキシ系が多く用いられる。これは、
高温時の信頼性が向上することが多いためである。樹脂
３２は、配線パターン２１を覆って保護するもので、ア
ンダーフィル材であってもよい。あるいは、樹脂３２
が、接着剤に導電粒子が含有されてなる異方性導電材料
である場合には、この異方性導電材料は、半導体チップ
１０と配線パターン２１との電気的な接続に使用され
る。樹脂３２は、熱硬化型樹脂であってもよい。
けられている。樹脂３２は、熱可塑性のゴム、シリコ
ン、ポリイミドなど接着力を有するものでも良いが、熱
硬化性を有するエポキシ系が多く用いられる。これは、
高温時の信頼性が向上することが多いためである。樹脂
３２は、配線パターン２１を覆って保護するもので、ア
ンダーフィル材であってもよい。あるいは、樹脂３２
が、接着剤に導電粒子が含有されてなる異方性導電材料
である場合には、この異方性導電材料は、半導体チップ
１０と配線パターン２１との電気的な接続に使用され
る。樹脂３２は、熱硬化型樹脂であってもよい。
【００３４】本実施の形態は、半導体チップ１０の能動
素子形成面と基板２０の配線パターン２１とを対向させ
るフェースダウン実装方式全般に適用可能であり、図１
に示されるような異方性導電材料を用いる方式や、ハン
ダバンプ付きの半導体チップを加熱（必要に応じて加
圧）する方式や、金バンプ付きの半導体チップを加熱・
加圧（必要に応じて超音波接合）する方式や、樹脂の硬
化収縮力を利用した方式のフェースダウン接合にも本発
明を適用することができる。このことは、以下の実施の
形態でも同じである。
素子形成面と基板２０の配線パターン２１とを対向させ
るフェースダウン実装方式全般に適用可能であり、図１
に示されるような異方性導電材料を用いる方式や、ハン
ダバンプ付きの半導体チップを加熱（必要に応じて加
圧）する方式や、金バンプ付きの半導体チップを加熱・
加圧（必要に応じて超音波接合）する方式や、樹脂の硬
化収縮力を利用した方式のフェースダウン接合にも本発
明を適用することができる。このことは、以下の実施の
形態でも同じである。
【００３５】図３は、樹脂３２の特性を示す図であり、
体積の膨張（収縮）による変位と温度との関係、すなわ
ち熱膨張係数α1、α2が示されている。ガラス転移温度
（ガラス転移点）Ｔgよりも低い温度（常温Ｔrを含む）
からガラス転移温度Ｔgに至るまで、樹脂３２の熱膨張
係数はα1で示され、樹脂（プラスチック）としての特
性を示す。また、ガラス転移温度（ガラス転移点）Ｔg
以上又はそれを超えると、樹脂３２の熱膨張係数はα2
で示され、樹脂３２はゴム状態（エラスティックな状
態）となる。なお、樹脂３２は、熱硬化型樹脂である場
合には、加熱工程時に硬化反応を伴う。
体積の膨張（収縮）による変位と温度との関係、すなわ
ち熱膨張係数α1、α2が示されている。ガラス転移温度
（ガラス転移点）Ｔgよりも低い温度（常温Ｔrを含む）
からガラス転移温度Ｔgに至るまで、樹脂３２の熱膨張
係数はα1で示され、樹脂（プラスチック）としての特
性を示す。また、ガラス転移温度（ガラス転移点）Ｔg
以上又はそれを超えると、樹脂３２の熱膨張係数はα2
で示され、樹脂３２はゴム状態（エラスティックな状
態）となる。なお、樹脂３２は、熱硬化型樹脂である場
合には、加熱工程時に硬化反応を伴う。
【００３６】一般に、樹脂の熱膨張係数は、ガラス転移
温度を超えると急激に大きくなり、接着力も急激に小さ
くなることが多い。その結果、ガラス転移温度Ｔgを超
えるプロセスでの最高温度Ｔhからガラス転移温度Ｔgま
で温度が下がるときに、接着力が小さいので樹脂が剥離
することがある。例えば、完成した半導体装置を回路基
板に実装するときにハンダを溶融させるために、リフロ
ー工程で半導体装置を高温にさらすことがある。あるい
は、半導体装置の製造工程でも、樹脂３２を軟化させる
ために、ガラス転移温度Ｔｇ以上の高温にさらしたり、
ハンダなどの部材を溶融させるために樹脂３２が高温に
さらされることを避けられないことがあり得る。
温度を超えると急激に大きくなり、接着力も急激に小さ
くなることが多い。その結果、ガラス転移温度Ｔgを超
えるプロセスでの最高温度Ｔhからガラス転移温度Ｔgま
で温度が下がるときに、接着力が小さいので樹脂が剥離
することがある。例えば、完成した半導体装置を回路基
板に実装するときにハンダを溶融させるために、リフロ
ー工程で半導体装置を高温にさらすことがある。あるい
は、半導体装置の製造工程でも、樹脂３２を軟化させる
ために、ガラス転移温度Ｔｇ以上の高温にさらしたり、
ハンダなどの部材を溶融させるために樹脂３２が高温に
さらされることを避けられないことがあり得る。
【００３７】本実施の形態では、樹脂３２は、ガラス転
移温度Ｔgを超える最高温度Ｔhからガラス転移温度Ｔg
まで温度が下がるときに、配線パターン２１に対する接
着力よりも、体積の収縮によって生じる力が小さい。
移温度Ｔgを超える最高温度Ｔhからガラス転移温度Ｔg
まで温度が下がるときに、配線パターン２１に対する接
着力よりも、体積の収縮によって生じる力が小さい。
【００３８】例えば、樹脂３２にシリカ系のフィラーが
混入されて、ガラス転移温度（ガラス転移点）Ｔg以上
又はそれを超えるときの熱膨張係数α2を小さくする。
具体的には、従来のエポキシ樹脂を樹脂３２として使用
したときにα2′＝２００ｐｐｍ／℃であるが、シリカ
系のフィラーを樹脂３２に混入することで、α2＝５０
ｐｐｍ／℃程度とすることができる。熱膨張係数α2が
下がることで、体積の収縮が小さくなって、配線パター
ン２１に対して剥離するほどの力が生じなくなる。な
お、この場合の収縮体積は、（Ｔh−Ｔg）×α2で求め
られる。
混入されて、ガラス転移温度（ガラス転移点）Ｔg以上
又はそれを超えるときの熱膨張係数α2を小さくする。
具体的には、従来のエポキシ樹脂を樹脂３２として使用
したときにα2′＝２００ｐｐｍ／℃であるが、シリカ
系のフィラーを樹脂３２に混入することで、α2＝５０
ｐｐｍ／℃程度とすることができる。熱膨張係数α2が
下がることで、体積の収縮が小さくなって、配線パター
ン２１に対して剥離するほどの力が生じなくなる。な
お、この場合の収縮体積は、（Ｔh−Ｔg）×α2で求め
られる。
【００３９】あるいは、樹脂３２のガラス転移温度をＴ
g′からＴgに上げても良い。例えば、樹脂３２の架橋密
度を上げる、すなわち、かさ高い分子を含む樹脂３２を
使用するか、反応基の多いモノマーを使用して、反応
後、かさ高くなるようにする。例えば、フェノールノボ
ラックなど芳香族の成分比が高い樹脂を使用する。こう
することで、（Ｔh−Ｔg）の値が小さくなるので、収縮
体積が小さくなって、これによって生じる力（剥離を発
生させる力）も小さくなる。さらに、α1、α2も下がる
ので、その効果は倍増する。
g′からＴgに上げても良い。例えば、樹脂３２の架橋密
度を上げる、すなわち、かさ高い分子を含む樹脂３２を
使用するか、反応基の多いモノマーを使用して、反応
後、かさ高くなるようにする。例えば、フェノールノボ
ラックなど芳香族の成分比が高い樹脂を使用する。こう
することで、（Ｔh−Ｔg）の値が小さくなるので、収縮
体積が小さくなって、これによって生じる力（剥離を発
生させる力）も小さくなる。さらに、α1、α2も下がる
ので、その効果は倍増する。
【００４０】以上のように、配線パターン２１と樹脂３
２との接着性が向上するので、剥離による隙間の形成を
防止して水分が溜まることを防止できる。
２との接着性が向上するので、剥離による隙間の形成を
防止して水分が溜まることを防止できる。
【００４１】半導体チップ１０は、基板２０に対してフ
ェースダウン実装してもよい。半導体チップ１０のバン
プ１４と、基板２０に形成された配線パターン２１と、
が電気的に接続される。配線パターン２１を構成する配
線２２にランド部２４、２６が形成される場合には、一
方のランド部２４とバンプ１４とが電気に接続される。
上述した樹脂３２が、接着剤に導電粒子が含有されてな
る異方性導電材料である場合には、導電粒子が配線パタ
ーン２１とバンプ１４との間に介在して電気的な導通が
図られる。異方性導電材料は、異方性導電膜又は異方性
導電接着剤であってもよい。
ェースダウン実装してもよい。半導体チップ１０のバン
プ１４と、基板２０に形成された配線パターン２１と、
が電気的に接続される。配線パターン２１を構成する配
線２２にランド部２４、２６が形成される場合には、一
方のランド部２４とバンプ１４とが電気に接続される。
上述した樹脂３２が、接着剤に導電粒子が含有されてな
る異方性導電材料である場合には、導電粒子が配線パタ
ーン２１とバンプ１４との間に介在して電気的な導通が
図られる。異方性導電材料は、異方性導電膜又は異方性
導電接着剤であってもよい。
【００４２】配線パターン２１には、外部端子３４が電
気的に接続されている。外部端子３４は、ハンダボール
であることが多いが、メッキ、導電樹脂などの導電性突
起であってもよい。外部端子３４は、スルーホール２８
内の導電部材を介して配線パターン２１に電気的に接続
することができる。スルーホール２８内にハンダなどの
導電部材を充填して、配線パターン２１に直接的に外部
端子３４を設けてもよい。スルーホール２８を介して配
線パターン２１に電気的に接続される第２の配線を、基
板２０の他方の面に形成して、その第２の配線に外部端
子を設けてもよい。この場合には、基板２０は、両面に
配線が形成されるので両面基板である。さらに、基板２
０として、多層基板やビルドアップ型基板を用いても良
い。ビルドアップ型基板や多層基板を利用した場合、平
面的に拡がるベタグランド層上に配線パターン２１を形
成すれば、余分な配線パターンのないマイクロストリッ
プ構造となるので、信号の伝送特性をより向上させるこ
とができる。
気的に接続されている。外部端子３４は、ハンダボール
であることが多いが、メッキ、導電樹脂などの導電性突
起であってもよい。外部端子３４は、スルーホール２８
内の導電部材を介して配線パターン２１に電気的に接続
することができる。スルーホール２８内にハンダなどの
導電部材を充填して、配線パターン２１に直接的に外部
端子３４を設けてもよい。スルーホール２８を介して配
線パターン２１に電気的に接続される第２の配線を、基
板２０の他方の面に形成して、その第２の配線に外部端
子を設けてもよい。この場合には、基板２０は、両面に
配線が形成されるので両面基板である。さらに、基板２
０として、多層基板やビルドアップ型基板を用いても良
い。ビルドアップ型基板や多層基板を利用した場合、平
面的に拡がるベタグランド層上に配線パターン２１を形
成すれば、余分な配線パターンのないマイクロストリッ
プ構造となるので、信号の伝送特性をより向上させるこ
とができる。
【００４３】図１には、配線パターン２１が半導体チッ
プ１０の搭載領域内にのみ形成されて外部端子３４が半
導体チップ１０の搭載領域内にのみ設けられたＦＡＮ−
ＩＮ型の半導体装置が示されているが、これに限定され
るものではない。例えば、配線パターン２１を半導体チ
ップ１０の外にまで引き出して半導体チップ１０の搭載
領域外にのみ外部端子３４が設けられたＦＡＮ−ＯＵＴ
型の半導体装置や、これにＦＡＮ−ＩＮ型を組み合わせ
たＦＡＮ−ＩＮ／ＯＵＴ型の半導体装置にも本発明を適
用することができる。なお、ＦＡＮ−ＯＵＴ型又はＦＡ
Ｎ−ＩＮ／ＯＵＴ型の半導体装置では、配線パターンを
被覆する樹脂によって、半導体チップの外側にスティフ
ナを貼り付けても良い。
プ１０の搭載領域内にのみ形成されて外部端子３４が半
導体チップ１０の搭載領域内にのみ設けられたＦＡＮ−
ＩＮ型の半導体装置が示されているが、これに限定され
るものではない。例えば、配線パターン２１を半導体チ
ップ１０の外にまで引き出して半導体チップ１０の搭載
領域外にのみ外部端子３４が設けられたＦＡＮ−ＯＵＴ
型の半導体装置や、これにＦＡＮ−ＩＮ型を組み合わせ
たＦＡＮ−ＩＮ／ＯＵＴ型の半導体装置にも本発明を適
用することができる。なお、ＦＡＮ−ＯＵＴ型又はＦＡ
Ｎ−ＩＮ／ＯＵＴ型の半導体装置では、配線パターンを
被覆する樹脂によって、半導体チップの外側にスティフ
ナを貼り付けても良い。
【００４４】以上述べてきた形態の他に、半導体チップ
の実装前に予め、半導体装置の外形位置の一部好ましく
は半分以上に、一つ好ましくは複数の穴（例えば長穴）
を形成しておき、半導体チップの実装後に、外形位置の
残りの部分（例えば複数の穴の間の部分）を打ち抜いて
もよい。
の実装前に予め、半導体装置の外形位置の一部好ましく
は半分以上に、一つ好ましくは複数の穴（例えば長穴）
を形成しておき、半導体チップの実装後に、外形位置の
残りの部分（例えば複数の穴の間の部分）を打ち抜いて
もよい。
【００４５】本実施の形態は、半導体チップを、ＢＧＡ
（Ball Grid Array）型基板にフェースダウン実装
（半導体チップの能動素子形成面と、基板の配線パター
ンとを対向させる実装）する例で述べてきたが、半導体
チップと、単なる基板とのフェースダウン実装全てにこ
の形態を適用することができる。
（Ball Grid Array）型基板にフェースダウン実装
（半導体チップの能動素子形成面と、基板の配線パター
ンとを対向させる実装）する例で述べてきたが、半導体
チップと、単なる基板とのフェースダウン実装全てにこ
の形態を適用することができる。
【００４６】本実施の形態は、上記のように構成されて
おり、以下その製造方法について説明する。
おり、以下その製造方法について説明する。
【００４７】上述した基板２０は、それよりも大きい基
板（基材）を打ち抜いて形成することができる。例え
ば、複数の基板２０に対応する複数の配線パターン２１
が形成されたテープキャリアを用意して、これを打ち抜
いて複数の基板２０を得ることができる。テープキャリ
アに形成された配線パターン２１には、金などのメッキ
を施しておくことが好ましい。
板（基材）を打ち抜いて形成することができる。例え
ば、複数の基板２０に対応する複数の配線パターン２１
が形成されたテープキャリアを用意して、これを打ち抜
いて複数の基板２０を得ることができる。テープキャリ
アに形成された配線パターン２１には、金などのメッキ
を施しておくことが好ましい。
【００４８】基板２０の配線パターン２１上に樹脂３２
を設ける。例えば、樹脂３２が異方性導電材料である場
合には、基板２０と半導体チップ１０との間に樹脂３２
を設ける。このときあるいはこの後に、樹脂３２をガラ
ス転移温度を超える温度まで加熱する工程が行われ、そ
の後、ガラス転移温度以下の温度まで冷却される工程が
行われてもよい。その場合でも、加熱工程の最高温度Ｔ
hからガラス転移温度Ｔgまで温度が下がるときに、樹脂
３２の配線パターン２１との接着力よりも、樹脂３２の
収縮によって生じる力が小さい。その結果、樹脂３２と
配線パターン２１との間に剥離が生じない。
を設ける。例えば、樹脂３２が異方性導電材料である場
合には、基板２０と半導体チップ１０との間に樹脂３２
を設ける。このときあるいはこの後に、樹脂３２をガラ
ス転移温度を超える温度まで加熱する工程が行われ、そ
の後、ガラス転移温度以下の温度まで冷却される工程が
行われてもよい。その場合でも、加熱工程の最高温度Ｔ
hからガラス転移温度Ｔgまで温度が下がるときに、樹脂
３２の配線パターン２１との接着力よりも、樹脂３２の
収縮によって生じる力が小さい。その結果、樹脂３２と
配線パターン２１との間に剥離が生じない。
【００４９】そして、半導体チップ１０を基板２０に実
装する工程と、外部端子３４を設ける工程と、を含んで
半導体装置１を製造することができる。
装する工程と、外部端子３４を設ける工程と、を含んで
半導体装置１を製造することができる。
【００５０】図４には、本実施の形態に係る半導体装置
１を実装した回路基板５０が示されている。回路基板５
０には例えばガラスエポキシ基板等の有機系基板を用い
ることが一般的である。回路基板５０には例えば銅から
なる配線パターン５２が所望の回路となるように形成さ
れていて、それらの配線パターンと半導体装置１の外部
端子３４とを機械的に接続することでそれらの電気的導
通を図る。
１を実装した回路基板５０が示されている。回路基板５
０には例えばガラスエポキシ基板等の有機系基板を用い
ることが一般的である。回路基板５０には例えば銅から
なる配線パターン５２が所望の回路となるように形成さ
れていて、それらの配線パターンと半導体装置１の外部
端子３４とを機械的に接続することでそれらの電気的導
通を図る。
【００５１】半導体装置１を回路基板５０に実装するに
は、回路基板５０の配線パターン５２上に半導体装置１
の外部端子３４を載せて、リフロー工程を行ってもよ
い。そして、外部端子３４を加熱して溶融させること
で、配線パターン５２と外部端子３４とを電気的に接続
する。本実施の形態によれば、このリフロー工程を経て
も、樹脂３２と、基板２０に形成された配線パターン２
１との間に剥離が生じない。
は、回路基板５０の配線パターン５２上に半導体装置１
の外部端子３４を載せて、リフロー工程を行ってもよ
い。そして、外部端子３４を加熱して溶融させること
で、配線パターン５２と外部端子３４とを電気的に接続
する。本実施の形態によれば、このリフロー工程を経て
も、樹脂３２と、基板２０に形成された配線パターン２
１との間に剥離が生じない。
【００５２】本発明を適用した半導体装置１を有する電
子機器６０として、図５には、ノート型パーソナルコン
ピュータが示されている。
子機器６０として、図５には、ノート型パーソナルコン
ピュータが示されている。
【００５３】なお、上記本発明の構成要件「半導体チッ
プ」を「電子素子」に置き換えて、半導体チップと同様
に電子素子（能動素子か受動素子かを問わない）を、基
板に実装して電子部品を製造することもできる。このよ
うな電子素子を使用して製造される電子部品として、例
えば、抵抗器、コンデンサ、コイル、発振器、フィル
タ、温度センサ、サーミスタ、バリスタ、ボリューム又
はヒューズなどがある。
プ」を「電子素子」に置き換えて、半導体チップと同様
に電子素子（能動素子か受動素子かを問わない）を、基
板に実装して電子部品を製造することもできる。このよ
うな電子素子を使用して製造される電子部品として、例
えば、抵抗器、コンデンサ、コイル、発振器、フィル
タ、温度センサ、サーミスタ、バリスタ、ボリューム又
はヒューズなどがある。
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る半導体装置
を示す図である。
を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る半導体装置
の基板を示す図である。
の基板を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る樹脂の特性
を示す図である。
を示す図である。
【図４】図４は、本実施の実施の形態に係る半導体装置
が搭載された回路基板を示す図である。
が搭載された回路基板を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る半導体装置
を備える電子機器を示す図である。
を備える電子機器を示す図である。
１０ 半導体チップ １２ 電極 ２０ 基板 ２１ 配線パターン ３２ 樹脂
Claims (13)
- 【請求項１】 半導体チップと、配線パターンが形成さ
れた基板と、前記配線パターン上に設けられる樹脂と、
を含み、 前記樹脂は、ガラス転移温度を超える温度からガラス転
移温度まで温度が下がるときに、前記配線パターンに対
する接着力よりも、体積の収縮によって生じる力が小さ
い半導体装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体装置において、 前記樹脂は、ガラス転移温度以上の温度における熱膨張
係数を下げるためのフィラーを含有することで、体積の
収縮が抑えられている半導体装置。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の半導体装置
において、 前記樹脂は、架橋密度が高いことで、ガラス転移温度が
上げられて、体積の収縮が抑えられている半導体装置。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
の半導体装置において、 前記配線パターンには、メッキが施されている半導体装
置。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかに記載
の半導体装置において、 前記樹脂は、接着剤であって導電粒子を含有して異方性
導電材料を構成し、 前記半導体チップは、前記異方性導電材料を介してフェ
ースダウン実装されている半導体装置。 - 【請求項６】 請求項１から請求項５のいずれかに記載
の半導体装置が搭載された回路基板。 - 【請求項７】 請求項１から請求項５のいずれかに記載
の半導体装置を備える電子機器。 - 【請求項８】 半導体チップの電極に電気的に接続され
る配線パターンが形成された基板の前記配線パターン上
に樹脂を設ける工程と、 前記樹脂が、ガラス転移温度を超える温度まで加熱され
る工程と、 前記樹脂が、前記加熱工程後に、ガラス転移温度以下の
温度まで冷却される工程と、 を含み、 前記冷却工程において、前記加熱工程の最高温度からガ
ラス転移温度まで温度が下がるときに、前記樹脂の前記
配線パターンとの接着力よりも、前記樹脂の収縮によっ
て生じる力が小さい半導体装置の製造方法。 - 【請求項９】 請求項８記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記樹脂は、熱硬化型樹脂であって、前記加熱工程時に
硬化反応を伴う半導体装置の製造方法。 - 【請求項１０】 請求項８又は請求項９記載の半導体装
置の製造方法において、 前記樹脂は、ガラス転移温度以上の温度における熱膨張
係数を下げるためのフィラーを含有することで、体積の
収縮が抑えられている半導体装置の製造方法。 - 【請求項１１】 請求項８から請求項１０のいずれかに
記載の半導体装置の製造方法において、 前記樹脂は、架橋密度が高いことで、ガラス転移温度が
上げられて、体積の収縮が抑えられている半導体装置の
製造方法。 - 【請求項１２】 請求項８から請求項１１のいずれかに
記載の半導体装置の製造方法において、 前記配線パターンには、メッキが施されている半導体装
置の製造方法。 - 【請求項１３】 請求項８から請求項１２のいずれかに
記載の半導体装置の製造方法において、 前記樹脂は、接着剤であって導電粒子を含有して異方性
導電材料を構成し、 前記半導体チップは、前記異方性導電材料を介してフェ
ースダウン実装されている半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11039624A JP2000243864A (ja) | 1999-02-18 | 1999-02-18 | 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11039624A JP2000243864A (ja) | 1999-02-18 | 1999-02-18 | 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000243864A true JP2000243864A (ja) | 2000-09-08 |
Family
ID=12558272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11039624A Pending JP2000243864A (ja) | 1999-02-18 | 1999-02-18 | 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000243864A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112007001047T5 (de) | 2006-04-28 | 2009-04-16 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Harzzusammensetzung, Prepreg, Laminat und Leiterplatte |
| WO2010110433A1 (ja) | 2009-03-27 | 2010-09-30 | 日立化成工業株式会社 | 熱硬化性樹脂組成物、並びにこれを用いたプリプレグ、支持体付絶縁フィルム、積層板及びプリント配線板 |
| WO2011104905A1 (ja) | 2010-02-24 | 2011-09-01 | 日立化成工業株式会社 | ワニス、プリプレグ、樹脂付きフィルム、金属箔張積層板、プリント配線板 |
| WO2012099131A1 (ja) | 2011-01-18 | 2012-07-26 | 日立化成工業株式会社 | プリプレグ及びこれを用いた積層板並びにプリント配線板 |
| KR20120131159A (ko) | 2010-02-24 | 2012-12-04 | 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 | 바니시, 프리프레그, 수지 부착 필름, 금속박장 적층판, 인쇄 배선판 |
| WO2013042748A1 (ja) | 2011-09-22 | 2013-03-28 | 日立化成株式会社 | 積層体、積層板、多層積層板、プリント配線板及び積層板の製造方法 |
| KR20140063711A (ko) | 2011-09-22 | 2014-05-27 | 히타치가세이가부시끼가이샤 | 적층체, 적층판, 다층 적층판, 프린트 배선판 및 적층판의 제조 방법 |
| WO2015076399A1 (ja) | 2013-11-25 | 2015-05-28 | 四国化成工業株式会社 | 官能基を有するグリコールウリル類とその利用 |
| US9050780B2 (en) | 2011-09-22 | 2015-06-09 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Laminate body, laminate plate, multilayer laminate plate, printed wiring board, and method for manufacture of laminate plate |
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| KR20160090327A (ko) | 2013-11-25 | 2016-07-29 | 시코쿠가세이고교가부시키가이샤 | 작용기를 갖는 글리콜우릴류와 그의 이용 |
-
1999
- 1999-02-18 JP JP11039624A patent/JP2000243864A/ja active Pending
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| KR20180067715A (ko) | 2009-02-24 | 2018-06-20 | 히타치가세이가부시끼가이샤 | 바니시, 프리프레그, 수지 부착 필름, 금속박장 적층판, 인쇄 배선판 |
| WO2010110433A1 (ja) | 2009-03-27 | 2010-09-30 | 日立化成工業株式会社 | 熱硬化性樹脂組成物、並びにこれを用いたプリプレグ、支持体付絶縁フィルム、積層板及びプリント配線板 |
| KR20170051537A (ko) | 2009-03-27 | 2017-05-11 | 히타치가세이가부시끼가이샤 | 열경화성 수지 조성물, 및 이를 이용한 프리프레그, 지지체 부착 절연 필름, 적층판 및 인쇄 배선판 |
| WO2011104905A1 (ja) | 2010-02-24 | 2011-09-01 | 日立化成工業株式会社 | ワニス、プリプレグ、樹脂付きフィルム、金属箔張積層板、プリント配線板 |
| KR20120131159A (ko) | 2010-02-24 | 2012-12-04 | 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 | 바니시, 프리프레그, 수지 부착 필름, 금속박장 적층판, 인쇄 배선판 |
| WO2012099131A1 (ja) | 2011-01-18 | 2012-07-26 | 日立化成工業株式会社 | プリプレグ及びこれを用いた積層板並びにプリント配線板 |
| KR20180121679A (ko) | 2011-01-18 | 2018-11-07 | 히타치가세이가부시끼가이샤 | 프리프레그 및 이것을 사용한 적층판 그리고 프린트 배선판 |
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