JPH05190601A - フリップチップ接合方法 - Google Patents
フリップチップ接合方法Info
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- JPH05190601A JPH05190601A JP4005430A JP543092A JPH05190601A JP H05190601 A JPH05190601 A JP H05190601A JP 4005430 A JP4005430 A JP 4005430A JP 543092 A JP543092 A JP 543092A JP H05190601 A JPH05190601 A JP H05190601A
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- Japan
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- chip
- transfer
- bumps
- substrate
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/072—Connecting or disconnecting of bump connectors
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/341—Surface mounted components
- H05K3/3431—Leadless components
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K3/3465—Application of solder
- H05K3/3478—Application of solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はチップを基板に実装する場合のフリ
ップチップ接合方法に関し、小形状のバンプによる転写
不良、ボンディング不良を防止することを目的とする。 【構成】 バンプ転写時に、転写基板11の転写バンプ
12aとチップ13a又は実装基板13bの電極メタラ
イズ14a,14bとを当接させ、超音波により当接表
面を仮止めの固着を行う。また、実装時に、チップ13
aと実装基板13bの実装バンプ12b同士を当接さ
せ、超音波により当接表面を仮止めの固着を行う。
ップチップ接合方法に関し、小形状のバンプによる転写
不良、ボンディング不良を防止することを目的とする。 【構成】 バンプ転写時に、転写基板11の転写バンプ
12aとチップ13a又は実装基板13bの電極メタラ
イズ14a,14bとを当接させ、超音波により当接表
面を仮止めの固着を行う。また、実装時に、チップ13
aと実装基板13bの実装バンプ12b同士を当接さ
せ、超音波により当接表面を仮止めの固着を行う。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、チップを基板に実装す
る場合のフリップチップ接合方法に関する。
る場合のフリップチップ接合方法に関する。
【0002】近年、電子機器の発展とともにその心臓部
ともいうべきLSI素子も高性能化(大容量、高速演
算)の一途をたどっている。しかし、いかに高性能なL
SI素子が開発されたとしてもその実装方法が技術的に
追従していないと、LSI素子の高性能を十分に発揮す
ることができない。このようなLSI素子の性能を最大
限に発揮できる実装方法としては、裸のLSIチップを
直接、回路基板上の電極パッドにはんだ付けするフリッ
プチップ接合方法が有効である。そして、LSI素子の
多端子化が進みLSIチップの電極が小型化した場合
に、フリップチップ接合における転写及びボンディング
を確実に行う必要がある。
ともいうべきLSI素子も高性能化(大容量、高速演
算)の一途をたどっている。しかし、いかに高性能なL
SI素子が開発されたとしてもその実装方法が技術的に
追従していないと、LSI素子の高性能を十分に発揮す
ることができない。このようなLSI素子の性能を最大
限に発揮できる実装方法としては、裸のLSIチップを
直接、回路基板上の電極パッドにはんだ付けするフリッ
プチップ接合方法が有効である。そして、LSI素子の
多端子化が進みLSIチップの電極が小型化した場合
に、フリップチップ接合における転写及びボンディング
を確実に行う必要がある。
【0003】
【従来の技術】チップの実装で行われるフリップチップ
接合方法は、アウターリードフレーム部やパッケージ部
分を取り除くことでより高密度に実装でき、しかもアウ
ターリードフレームによる信号の伝播が無いため、信号
の高速伝播が実現できる。また、素子形成面全体から入
出力端子が取り出せるため、さらなるLSI素子の多端
子化に対応できる。
接合方法は、アウターリードフレーム部やパッケージ部
分を取り除くことでより高密度に実装でき、しかもアウ
ターリードフレームによる信号の伝播が無いため、信号
の高速伝播が実現できる。また、素子形成面全体から入
出力端子が取り出せるため、さらなるLSI素子の多端
子化に対応できる。
【0004】そこで、図3に、従来のフリップチップ接
合の工程図を示す。図3に示すフリップチップ接合方法
は、転写法によってはんだバンプをチップ及び基板に形
成し、それらを互いに突き合わせて接合する方法であ
る。
合の工程図を示す。図3に示すフリップチップ接合方法
は、転写法によってはんだバンプをチップ及び基板に形
成し、それらを互いに突き合わせて接合する方法であ
る。
【0005】まず、予めはんだと反応しない基板(例え
ばガラス、シリコンウェハ等)11上にメタルマスクを
通してはんだを蒸着して蒸着バンプ(転写バンプ)12
aを形成し、該蒸着バンプ12aをチップ(又は基板)
13a上に形成されている電極メタライズ14a上に位
置させる(図3(A))。
ばガラス、シリコンウェハ等)11上にメタルマスクを
通してはんだを蒸着して蒸着バンプ(転写バンプ)12
aを形成し、該蒸着バンプ12aをチップ(又は基板)
13a上に形成されている電極メタライズ14a上に位
置させる(図3(A))。
【0006】続いて、蒸着バンプ12aを電極メタライ
ズ14a上に当接させ、加熱により蒸着バンプ12aを
溶解させて該電極メタライズ14a上にはんだバンプ
(実装バンプ)12bを転写して形成する(図3
(B))。このようにして、例えばチップ13a上には
んだバンプ12bを転写したものと、基板13bの電極
メタライズ14b上にはんだバンプ12bを転写したも
のとを作製する。
ズ14a上に当接させ、加熱により蒸着バンプ12aを
溶解させて該電極メタライズ14a上にはんだバンプ
(実装バンプ)12bを転写して形成する(図3
(B))。このようにして、例えばチップ13a上には
んだバンプ12bを転写したものと、基板13bの電極
メタライズ14b上にはんだバンプ12bを転写したも
のとを作製する。
【0007】そして、チップ13a上のはんだバンプ1
2bと、基板13b上のはんだバンプ12bとを位置合
わせして当接させ(図3(C))、加熱により溶解して
一体化させて接合を行うものである(図3(D))。
2bと、基板13b上のはんだバンプ12bとを位置合
わせして当接させ(図3(C))、加熱により溶解して
一体化させて接合を行うものである(図3(D))。
【0008】一方、他の従来例として、図示はしない
が、チップ又は基板の一方のみにバンプを超音波ボンデ
ィングし、何れかにバンプが転写されたチップと基板と
を超音波印加と加熱により実装する方法が知られてい
る。
が、チップ又は基板の一方のみにバンプを超音波ボンデ
ィングし、何れかにバンプが転写されたチップと基板と
を超音波印加と加熱により実装する方法が知られてい
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の方法で
は、LSI素子の高密度化、多端子化に伴いバンプのサ
イズが小さくなると、転写不良や実装不良を生じ易くな
るという問題がある。これは、バンプ径が小さくなると
相手側の電極メタライズも小さくなって位置合わせした
初期状態では、はんだバンプと電極メタライズとの接触
面積が減少してぬれの開始する状態が小さく、高さのば
らつき等で初期状態において接していないためである。
は、LSI素子の高密度化、多端子化に伴いバンプのサ
イズが小さくなると、転写不良や実装不良を生じ易くな
るという問題がある。これは、バンプ径が小さくなると
相手側の電極メタライズも小さくなって位置合わせした
初期状態では、はんだバンプと電極メタライズとの接触
面積が減少してぬれの開始する状態が小さく、高さのば
らつき等で初期状態において接していないためである。
【0010】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、小形状のバンプによる転写不良、実装不良を防
止するフリップチップ接合方法を提供することを目的と
する。
もので、小形状のバンプによる転写不良、実装不良を防
止するフリップチップ接合方法を提供することを目的と
する。
【0011】
【課題を解決するための手段】図1に本発明の原理説明
図を示す。図1(A)は転写時を示しており、図1
(B)は実装時を示している。
図を示す。図1(A)は転写時を示しており、図1
(B)は実装時を示している。
【0012】図1(A)の転写時において、第1の工程
では、転写基板上の所定位置に所定数の転写バンプを形
成し、チップ若しくは実装基板上のそれぞれ対応する電
極上に当接させる。
では、転写基板上の所定位置に所定数の転写バンプを形
成し、チップ若しくは実装基板上のそれぞれ対応する電
極上に当接させる。
【0013】第2の工程では、該転写基板、又は該チッ
プ若しくは実装基板の何れかに超音波を印加して、該電
極上に該転写バンプの当接部を固着する。そして、第3
の工程では、加熱により該転写バンプを溶融させ、該チ
ップ若しくは実装基板の該電極上に転写して実装パンプ
を形成する。
プ若しくは実装基板の何れかに超音波を印加して、該電
極上に該転写バンプの当接部を固着する。そして、第3
の工程では、加熱により該転写バンプを溶融させ、該チ
ップ若しくは実装基板の該電極上に転写して実装パンプ
を形成する。
【0014】また、図1(B)の実装時において、第1
の工程では、チップの電極上に形成された実装バンプ
と、実装基板の対応する電極上に形成された実装バンプ
とを位置決めして当接させる。第2の工程では、該チッ
プ、該実装基板の何れかに超音波を印加して、それぞれ
の該実装バンプ同士の当接部を固着する。そして、第3
の工程では、加熱によりそれぞれの該実装バンプを溶融
させて一体化し、該実装基板に該チップを実装する。
の工程では、チップの電極上に形成された実装バンプ
と、実装基板の対応する電極上に形成された実装バンプ
とを位置決めして当接させる。第2の工程では、該チッ
プ、該実装基板の何れかに超音波を印加して、それぞれ
の該実装バンプ同士の当接部を固着する。そして、第3
の工程では、加熱によりそれぞれの該実装バンプを溶融
させて一体化し、該実装基板に該チップを実装する。
【0015】
【作用】図1(A)に示すように、転写基板に形成され
た転写バンプをチップ若しくは実装基板に転写する際
に、超音波を印加して転写バンプと電極との当接部を固
着する。すなわち、超音波により当接表面を溶着して、
いわゆる仮止めを行う。そして、加熱により転写を行
う。
た転写バンプをチップ若しくは実装基板に転写する際
に、超音波を印加して転写バンプと電極との当接部を固
着する。すなわち、超音波により当接表面を溶着して、
いわゆる仮止めを行う。そして、加熱により転写を行
う。
【0016】また、図1(B)に示すように、チップを
実装基板上に実装する際に、チップと実装基板の実装バ
ンプを当接させ、超音波を印加して各実装バンプ同士の
当接部を固着する。すなわち、上述と同様に加熱前に仮
止めを行う。そして、加熱により実装バンプを溶融一体
化して実装を行う。
実装基板上に実装する際に、チップと実装基板の実装バ
ンプを当接させ、超音波を印加して各実装バンプ同士の
当接部を固着する。すなわち、上述と同様に加熱前に仮
止めを行う。そして、加熱により実装バンプを溶融一体
化して実装を行う。
【0017】これにより、位置合わせした初期状態で、
転写バンプと電極、及び実装バンプ同士の接触面積が増
加し、バンプが小形状となっても転写不良及び実装不良
を防止することが可能となる。
転写バンプと電極、及び実装バンプ同士の接触面積が増
加し、バンプが小形状となっても転写不良及び実装不良
を防止することが可能となる。
【0018】
【実施例】図2に、本発明の一実施例の工程図を示す。
図2における(A)〜(C)は転写時の工程図であり、
(D)〜(F)は実装時の工程図である。なお、図3と
同一の構成部分には同一の符号を付す。
図2における(A)〜(C)は転写時の工程図であり、
(D)〜(F)は実装時の工程図である。なお、図3と
同一の構成部分には同一の符号を付す。
【0019】転写時について説明する。まず、図2
(A)において、チップ13aのシリコンウェハ上に模
擬の電極メタライズ14aとして、ベタ膜でシリコンウ
ェハ側からTi(チタン),Pt(プラチナ),Au
(金)の順でそれぞれ蒸着法によって1000Åずつ形成す
る一方、転写基板11にガラスチップを用い6mm角のパ
ターンの無いガラスチップ上に蒸着法で80μm ,150
ピッチで1521個のIn(インジウム)はんだの転写バン
プ12aを、高さ40μm で形成する。これを上述の対
応する電極メタライズ14aの上方に位置させる。
(A)において、チップ13aのシリコンウェハ上に模
擬の電極メタライズ14aとして、ベタ膜でシリコンウ
ェハ側からTi(チタン),Pt(プラチナ),Au
(金)の順でそれぞれ蒸着法によって1000Åずつ形成す
る一方、転写基板11にガラスチップを用い6mm角のパ
ターンの無いガラスチップ上に蒸着法で80μm ,150
ピッチで1521個のIn(インジウム)はんだの転写バン
プ12aを、高さ40μm で形成する。これを上述の対
応する電極メタライズ14aの上方に位置させる。
【0020】続いて、転写基板11をフリップチップボ
ンダ(図示せず)により、転写バンプ12aを電極メタ
ライズ14a上に当接させて位置合わせする際に、例え
ば200 gの力で押圧すると共に、転写基板11に超音波
発生器21aにより超音波を印加する(図2(B))。
この場合、転写バンプ12aと電極メタライズ14aの
当接部はその表面が溶着した状態となる。すなわち、加
熱により転写する前に仮止めの固着を行い、接触面積を
大きくするものである。なお、転写基板11ではなくチ
ップ13aに超音波を印加させてもよい。
ンダ(図示せず)により、転写バンプ12aを電極メタ
ライズ14a上に当接させて位置合わせする際に、例え
ば200 gの力で押圧すると共に、転写基板11に超音波
発生器21aにより超音波を印加する(図2(B))。
この場合、転写バンプ12aと電極メタライズ14aの
当接部はその表面が溶着した状態となる。すなわち、加
熱により転写する前に仮止めの固着を行い、接触面積を
大きくするものである。なお、転写基板11ではなくチ
ップ13aに超音波を印加させてもよい。
【0021】その後、加熱部22aにより加熱すると、
転写バンプ12aは電極メタライズ14a上に溶融する
(図2(C))。そして、転写基板を引き剥がすことに
より、チップ13aの電極メタライズ14a上に確実に
実装バンプ12bが残存して転写されるものである。
転写バンプ12aは電極メタライズ14a上に溶融する
(図2(C))。そして、転写基板を引き剥がすことに
より、チップ13aの電極メタライズ14a上に確実に
実装バンプ12bが残存して転写されるものである。
【0022】このように、LSI素子の高密度化、多端
子化が進み、実装バンプ12bの形状が小さくなって
も、超音波により仮止めして接触面積を大きくすること
ができ、転写不良を防止することができる。
子化が進み、実装バンプ12bの形状が小さくなって
も、超音波により仮止めして接触面積を大きくすること
ができ、転写不良を防止することができる。
【0023】なお、実装基板(13b)の電極メタライ
ズ(14b)上に実装バンプ12bを転写する際にも同
様に、超音波を印加して仮止めの固着を行うことによ
り、転写不良を防止することができるものである。
ズ(14b)上に実装バンプ12bを転写する際にも同
様に、超音波を印加して仮止めの固着を行うことによ
り、転写不良を防止することができるものである。
【0024】次に、実装時について説明する。図2
(A)〜(C)の工程により、チップ13aの電極メタ
ライズ14a上に実装バンプ12bが転写形成され、実
装基板13bの電極メタライズ14b上に実装バンプ1
2bが転写形成される。そして、実装基板13bの実装
バンプ12bの上方に、対応するチップ13aの実装バ
ンプ12bを位置させる(図2(D))。
(A)〜(C)の工程により、チップ13aの電極メタ
ライズ14a上に実装バンプ12bが転写形成され、実
装基板13bの電極メタライズ14b上に実装バンプ1
2bが転写形成される。そして、実装基板13bの実装
バンプ12bの上方に、対応するチップ13aの実装バ
ンプ12bを位置させる(図2(D))。
【0025】続いて、フリップチップボンダ(図示せ
ず)により、実装基板13bの実装バンプ12bに、チ
ップ13aの実装バンプ12bを例えば押圧力200 gで
当接位置決めする際に、チップ13aに超音波発生器2
1bにより超音波を印加する(図2(E))。
ず)により、実装基板13bの実装バンプ12bに、チ
ップ13aの実装バンプ12bを例えば押圧力200 gで
当接位置決めする際に、チップ13aに超音波発生器2
1bにより超音波を印加する(図2(E))。
【0026】これにより、それぞれの実装バンプ12b
の当接部の表面同士で溶着し、仮止めの固着を行って大
きな接触面積を得ることができるものである。なお、チ
ップ13aではなく、実装基板13bに超音波を印加し
てもよい。
の当接部の表面同士で溶着し、仮止めの固着を行って大
きな接触面積を得ることができるものである。なお、チ
ップ13aではなく、実装基板13bに超音波を印加し
てもよい。
【0027】その後、加熱部22bにより、それぞれの
実装バンプ12bを溶融して一体化することにより(図
2(E))、実装基板13b上にチップ13aを実装す
るものである。
実装バンプ12bを溶融して一体化することにより(図
2(E))、実装基板13b上にチップ13aを実装す
るものである。
【0028】このように、前述と同様に、実装バンプ1
2bの形状が小さくなっても、超音波により仮止めして
接触面積を大きくすることができ、実装不良を防止する
ことができる。
2bの形状が小さくなっても、超音波により仮止めして
接触面積を大きくすることができ、実装不良を防止する
ことができる。
【0029】なお、上述の実装方法は、実装基板13b
及びチップ13aの両方に実装バンプ12bを形成させ
る場合を示したが、何れか一方に実装バンプ12bを形
成し、相手側の電極メタライズ上で溶融させて実装して
もよい。この場合の原理は図2(A)〜(C)と同様で
ある。
及びチップ13aの両方に実装バンプ12bを形成させ
る場合を示したが、何れか一方に実装バンプ12bを形
成し、相手側の電極メタライズ上で溶融させて実装して
もよい。この場合の原理は図2(A)〜(C)と同様で
ある。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、転写時に
転写バンプと電極を超音波により仮止めの固着を行い、
また実装時に実装バンプ同士を超音波により仮止めの固
着を行うことにより、実装バンプの形状が小さくなって
も接触面積を大きくすることができ、転写不良、実装不
良を防止して信頼性を向上させることができる。
転写バンプと電極を超音波により仮止めの固着を行い、
また実装時に実装バンプ同士を超音波により仮止めの固
着を行うことにより、実装バンプの形状が小さくなって
も接触面積を大きくすることができ、転写不良、実装不
良を防止して信頼性を向上させることができる。
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の一実施例の工程図である。
【図3】従来のフリップチップ接合の工程図である。
11 転写基板 12a 転写バンプ 12b 実装バンプ 13a チップ 13b 実装基板 14a,14b 電極メタライズ 21a,21b 超音波発生器 22a,22b 加熱部
Claims (2)
- 【請求項1】 転写基板(11)上の所定位置に所定数
の転写バンプ(12a)を形成し、チップ(13a)若
しくは実装基板(13b)上のそれぞれ対応する電極
(14a,14b)上に当接させる工程と、 該転写基板(11)、又は該チップ(13a)若しくは
実装基板(13b)の何れかに超音波を印加して、該電
極(14a,14b)上に該転写バンプ(12a)の当
接部を固着する工程と、 加熱により該転写バンプ(12a)を溶融させ、該チッ
プ(13a)若しくは実装基板(13b)の該電極(1
4a,14b)上に転写して実装パンプ(12b)を形
成する工程と、 を含むことを特徴とするフリップチップ接合方法。 - 【請求項2】 チップ(13a)の電極(14a)上に
形成された実装バンプ(12b)と、実装基板(13
b)の対応する電極(14b)上に形成された実装バン
プ(12b)とを位置決めして当接させる工程と、 該チップ(13a)、該実装基板(13b)の何れかに
超音波を印加して、それぞれの該実装バンプ(12b)
同士の当接部を固着する工程と、 加熱によりそれぞれの該実装バンプ(12b)を溶融さ
せて一体化し、該実装基板(13b)上に該チップ(1
3a)を実装する工程と、 を含むことを特徴とするフリップチップ接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00543092A JP3423727B2 (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | フリップチップ接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00543092A JP3423727B2 (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | フリップチップ接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05190601A true JPH05190601A (ja) | 1993-07-30 |
| JP3423727B2 JP3423727B2 (ja) | 2003-07-07 |
Family
ID=11610976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00543092A Expired - Fee Related JP3423727B2 (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | フリップチップ接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3423727B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5992729A (en) * | 1996-10-02 | 1999-11-30 | Mcnc | Tacking processes and systems for soldering |
| KR20010021431A (ko) * | 1999-08-26 | 2001-03-15 | 구리다 히데유키 | 초음파발생장치, 다층플렉시블배선판 및다층플렉시블배선판의 제조방법 |
| US6265244B1 (en) | 1999-06-01 | 2001-07-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for mounting semiconductor elements |
| JP2009123918A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
| US8104666B1 (en) | 2010-09-01 | 2012-01-31 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Thermal compressive bonding with separate die-attach and reflow processes |
| US8177862B2 (en) | 2010-10-08 | 2012-05-15 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd | Thermal compressive bond head |
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1992
- 1992-01-16 JP JP00543092A patent/JP3423727B2/ja not_active Expired - Fee Related
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