JPH02232947A - 半導体集積回路装置およびその実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路装置の構造と、この半導体集
積回路装置を用いた配線基板と半導体集積回路装置との
実装方法に関するものである。

〔従来技術とその課項〕

配線基板と半導体集積回路装置との実装方法の１つとし
て、フリップチップ方式（以下ＦＣ方式と記す）が知ら
れている。しかし、例えば特公昭４３−２８７３５号公
報に記されているように、ＦＣ方式では、半導体集積回
路装置の回路構成部分と外部配線基板との電気的接続箇
所である電極パッド上に金属積層膜を設け、この金属積
層膜上に半田をメタルマスクを用いて真空蒸着法で形成
し、その後半田を溶融・凝固して突起電極を形成しなけ
ればならず、この突起電極形成工程が複雑であるととも
に、工程所要時間が長く、したがって実装コストが高い
といった問題をかかえている。

〔発明の目的〕

本発明はこのよ５な課題を解決し、半導体集積回路装置
における接続用の電極形成工程が簡便で、工程所要時間
が短い半導体集積回路装置構造と、さらにこの半導体集
積回路装置を用いた配線基板との簡便な実装方法を提供
することを目的とする上記目的を達成するため、本発明
においては下記記戦の手段を用いる。

（イ）　半導体集積回路装置の入出力端子として設ける
複数の電極パッドと、半導体集積回路装置表面に設けこ
の電極パッド上のみ開口したパッシベーション膜と、電
極パッドのそれぞれに対応し、かつ電極パッド上とパッ
シベーション膜上とに設ける導電材料からなる引き出し
電極とを半導体集積回路装置が備える。

（口）　配線パターンを有する配線基板上の全面に感光
性ｍ脂からなる半田レジストを形成しフォトリソグラフ
ィによりこの半田レジストをバターニングする工程と、
半田レジストの開口部内の配線パターン上に半田を形成
する工程と、半田レジストを除去する工程と、半導体集
積回路装置の引き出し電極と半田との位置を整合し半導
体集積回路装置を仮固定する工程と、加熱処理により半
田を溶融・凝固する工程とによって、半導体集積回路装
置と配線基板とを接続する。

（ハ）配線基板上の配線パターンと半導体集積回路装置
の引き出し電極との位置を整合し、かつこの配線パター
ンと引き出し電極との間に隙間を設けて半導体集積回路
装置を仮固定する工程と、半導体集積回路装置の外周に
沿うように半田を配置する工程と、加熱処理により半田
を溶融・凝固する工程とによって、半導体集積回路装置
と配線基板とを接続する。

（（ニ）　上記（口）あるいは（ハ）記載の半田を溶融
する際に、半導体集積回路装置の裏面からこの半導体集
積回路装置と配線基板との接続箇所に超音波を印加する
。

〔実施例〕

以下図面を用いて本発明の実施例を説明する。

本発明における半導体集積回路装置の構造を第１図（ａ
）の断面図、および第１図（ｂ）の平面図を用いて説明
する。

第１図（ａ）、（ｂ）に示すように、半導体集積回路装
＃１２０回路構成部分と外部の配線基板との電気的接続
箇所である電極パッド１４上のみパッシベーション膜１
６を開口する。さらにこの電極バッド１４から半導体集
積回路装置１２の外周端近傍に向かって引き出し電極１
８を設ける構造とする。

引き出し電極１８は、電極パッド１４上およびバクシベ
ーション膜１６上に、メタルマスクヲ用いて真空蒸着法
により銅を２μｍ〜３μｍの厚さで成膜することにより
形成する。

ここではメタルマスクを用いた真空蒸着法により引き出
し電極を形成したが、メタルマスクを用いたスパッタリ
ング法、あるいは、半導体集積回路装置の全面に共通電
極膜を形成した上に感光性樹脂からなるメッキレジスト
を形成し、フォトリソグラフィによりメッキレジストを
パターニングした後、銅を電解メッキにより形成し、共
通電極膜をエッチング除去することにより形成する方法
もある。また、真空蒸着法、スパッタリング法、あるい
はメッキ法のいずれかにより半導体集積回路装置の全面
に銅を成膜し、フォトリソグラフィとエッチングとによ
って引き出し電極を形成する方法もある。

また半導体集積回路装置の引き出し電極の材料としては
、銅以外でも例えば金のように、半田に対する濡れ性が
高い導電材料ならばよい。さらに、半導体集積回路装置
と配線基板との接続に際して、後述のように半田溶融時
に超音波を印加する場合には、引き出し電極の材料とし
ては、アルミニウムなどのように、一般に半田に対する
濡れ性が低い金属や他の導電材料でもかまわない。さら
に、引き出し電極形成時の半導体集積回路装置の形態は
チップ状態、ウェハー状態のどちらでもかまわないが取
り扱い上の便利さ、単位時間当りの処理数を考慮すると
ウェハー状態の方が有利であり、したがって、ウェハー
状態で引き出し電極を形成後、ダイシングによりチップ
状に分割するとよい。

なお、第１図（ａ）、（ｂ）では、電極バッド１４を半
導体集積回路装置１２の外周部に配置し、引き出し電極
１８は半導体集積回路装置１２外周部の領域のみに形成
しているが、電極パッドの配置に応じて半導体集積回路
装置外周部以外の領域に形成することも可能である。

本発明の半導体集積回路装置を用いた実装方法における
第１の実施例を、第２図（ａ）〜（ｅ）の断面図を用い
て説明する。

まず第２図（ａ）に示すように、配線基板２２表面に形
成した配線パターン２６上に、感光性樹脂からなる厚さ
５０μｍ前後のシート状の半田レジスト２４を全面に貼
付し、フォトリソグラフィにより半導体集積回路装置と
の接続部分のみを開口する。

次に第２図（ｂ）に示すように、溶融した半田中に浸漬
し半田を形成する半田ディップ法により配線パターン２
６上の半導体集積回路装置との接続部分に半田２８を形
成する。

次に第２図（Ｃ）に示すよ５に半田レジスト２４を除去
する。

次に第２図（ｄ）に示すように配線基板２２上の所定の
位置に接着剤３０を用いて、第１図を用いて説明した引
き出し電極１８を形成した半導体集積回路装置１２を仮
固定する。

その後熱風を用い加熱し半田２８を溶融・凝固させ配線
基板２２の配線パターン２６と半導体集積回路装置１２
の引き出し電極１８とを接合することによって第２図（
ｅ）に示すよ５Ｋ，配線基板２２上へ半導体集積回路装
置１２を機械的かつ電気的に接続する。

第２図を用いて説明した実装方法における第１の実施例
では半田２８の形成方法として、半田ディップ法を用い
たが、半田メッキ浴中に浸漬し酸化還元反応をともなっ
て半田を析出させるメッキ法などによっても形成するこ
とができる。また、スクリーン印刷により半田ペースト
を配線基板２２上に形成してもよい。この半田ペースト
を用いると半導体集積回路装置１２を仮固定する際に半
田ペーストの粘着性によって半導体集積回路装置１２が
保持されるために、半導体集積回路装置１２と配線基板
２２との仮゜固定を行な５接着剤３０は不要となる。

加熱方法についても熱風以外に赤外線加熱法、レーザー
加熱法などによっても同様に半田２８を溶融し接続を行
うことが出来る。

本発明の半導体集積回路装置を用いた実装方法における
第２の実施例を第３図（ａ）〜（Ｃ）の断面図を用いて
説明する。

まず第３図（ａ）に示すよ５に、第１図を用いて説明し
た引き出し電極１８を形成した半導体集積回路装置１２
を、配線パターン２６を形成した配線基板２２上の所定
の位置に３０μｍ〜４０μｍ程度の隙間をもたせて接着
剤３０を用いて仮固定する。

次に第３図（ｂ）に示すように、配線基板２２上に半導
体集積回路装置１２の外周に沿うよ５な形状の半田２８
を配置する。

その後熱風を用いて加熱し半田を溶融・凝固させる。こ
こで、第１図に示す半導体集積回路装置１２上のパッシ
ベーション膜１６、ならびに配線基板２２の絶縁部分は
、他の部分と比較して半田に対する濡れ性が極端に低い
ため、半導体集積回路装置１２の引き出し電極１８と配
線基板２２上の配線パターン２６のみに半田が付着し、
配線間のショートを生じることな《第３図（Ｃ）に示す
ように配線基板２２上へ半導体集積回路装置１２を機械
的かつ電気的に接続する。ここで、引き出し電極１８は
半導体集積回路装置１２の外周端近傍まで形成している
ため、半導体集積回路装置１２の外周に沿５ように半田
２８を配置すれば、配線基板２２上の配線パターン２６
と引き出し電極１８とが半田２８の溶融・凝固すること
により接続する。

第３図を用いて説明した実装方法における第２の実施例
では加熱方法として熱風を用いたが、実装方法における
第１の実施例と同降に、赤外線加熱法、レーザー加熱法
などによっても同様に半田２８を溶融し接続を行うこと
が出来る。

本発明の半導体集積回路装置を用いた実装方法における
第３の実施例を第４図（ａ）、（ｂ）の断面図を用いて
説明する。

第２図を用いて説明した実装方法における第１の実施例
と同様に、配線基板２２の配線ノくターン２６上の半導
体集積回路装置１２との接続部分に、半田ディップ法に
より半田を形成する。

その後、配線基板２２上の所定の位置に、接着剤３０を
用いて第１図を用いて説明した引き出し電極１８を形成
した半導体集積回路装置１２を仮固定する。

そして第４図（ａ）に示すように、半導体集積回路装置
１２の裏面に超音波発生器６２を配置し、引き出し電極
１８に超音波を印加しながら、熱風を用いて加熱し半田
２８を溶融・凝固させることにより、第４図（ｂ）に示
すように配線基板２２上へ半導体集積回路装置１２を機
械的かつ電気的に接続する。

ここで、引き出し電極に超音波を印加することによる効
果は、アルミニウムなどのように一般的に半田に対する
濡れ性の低い金属を半導体集積回路装置１２の引き出し
電極１８に使用した場合でも良好な接続を行うことが出
来ることである。

第４図を用いて説明した実装方法における第３の実施例
では、半田の形成方法として半田ディップ法を用いたが
第２図を用いて説明した実装方法における第１の実施例
と同様に、メッキ法、半田ペーストのスクリーン印刷な
どによっても形成することができる。また、第３図を用
いて説明した実装方法における第２の実施例と同様に、
配線基板２２上に半導体集積回路装置１２を仮固定した
後に、半導体集積回路゜装置１２の外周に沿うような形
状の半田２８を配置、してもよい。加熱方法についても
熱風以外に赤外線加熱法、レーザー加熱法などによって
も同様に半田を溶融し接続を行うことが出来る。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなよ５に、本発明によれば、従来の
ＦＣ方式で必要とされる、金属積層膜の形成、半田の形
成および半田溶融による突起電極の形成工程が不要とな
る。したがって半導体集積回路装置の工程所要時間が短
縮され、配線基板上への簡単な半田処理を行５ことによ
って、半導体集積回路装置と配線基板上との接続を、従
来に比べて短い工程所要時間で、低コストで行うことが
可能となる。さらに半田に対する濡れ性の低い金属を半
導体集積回路装置の電極に使用した場合でも良好な接続
を行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における半導体集積回路装置の構造を説
明するための図面で、第１図（ａ）は断面図、第゛１図
（ｂ）は平面図、第２図（ａ）〜（ｅ）は本発明の半導
体集積回路装置を用いた実装方法における第１の実施例
を工程順に示す断ｆ図、第３図（ａ）〜（Ｃ）は本発明
の半導体集積回路装置を用いた実装方法における第２の
実施例を工程順に示す断面図、第４図（ａ）、（ｂ）は
本発明の半導体集積回路装置を用いた実装方法における
第３の実施例を工程順に示す断面図である。 １２・・・・・・半導体集積回路装置、１４・・・・・
・電極パッド、 １６・・・・・・パッシベーション膜、１８・・・・・
・引き出し電極、 ２２・・・・・・配線基板、 ２４・・・・・・半田レジスト、 ２６・・・・・・配線パターン、 ２８・・・・・・半田、 ６０・・・・・・接着剤、 ３２・・・・・・超音波発生器。 第２図 （ａ） 第１図 （ｂ） 第２図 第３ぱ （ａ） （Ｃ） 第４図 （ａ） （ｂ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体集積回路装置の入出力端子として設ける複
   数の電極パッドと、該半導体集積回路装置表面に設け前
   記電極パッド上のみ開口したパッシベーション膜と、前
   記電極パッドのそれぞれに対応し、かつ前記電極パッド
   上と該パッシベーション膜上とに設ける導電材料からな
   る引き出し電極とを備えたことを特徴とする半導体集積
   回路装置。
2. （２）配線パターンを有する配線基板上の全面に感光性
   樹脂からなる半田レジストを形成しフォトリソグラフィ
   により該半田レジストをパターニングする工程と、前記
   半田レジストの開口部内の該配線パターン上に半田を形
   成する工程と、前記半田レジストを除去する工程と、半
   導体集積回路装置の引き出し電極と前記半田との位置を
   整合し前記半導体集積回路装置を仮固定する工程と、加
   熱処理により前記半田を溶融・凝固する工程とによって
   、前記半導体集積回路装置と前記配線基板とを接続する
   ことを特徴とする半導体集積回路装置の実装方法。
3. （３）配線基板上の配線パターンと半導体集積回路装置
   の引き出し電極との位置を整合し、かつ該配線パターン
   と該引き出し電極との間に隙間を設けて該半導体集積回
   路装置を仮固定する工程と、前記半導体集積回路装置の
   外周に沿うように半田を配置する工程と、加熱処理によ
   り前記半田を溶融・凝固する工程とによって、前記半導
   体集積回路装置と前記配線基板とを接続することを特徴
   とする半導体集積回路装置の実装方法。
4. （４）請求項（２）あるいは（３）記載の半田を溶融す
   る際に、半導体集積回路装置の裏面から該半導体集積回
   路装置と配線基板との接続箇所に超音波を印加すること
   を特徴とする半導体集積回路装置の実装方法。