JPH10270833A - 半導体装置の実装構造 - Google Patents

半導体装置の実装構造

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JPH10270833A
JPH10270833A JP9074770A JP7477097A JPH10270833A JP H10270833 A JPH10270833 A JP H10270833A JP 9074770 A JP9074770 A JP 9074770A JP 7477097 A JP7477097 A JP 7477097A JP H10270833 A JPH10270833 A JP H10270833A
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JP
Japan
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semiconductor device
resin
circuit board
connection
mounting structure
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JP9074770A
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Tetsuyuki Okano
哲之 岡野
Kazuo Tamaoki
和雄 玉置
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置と回路基板との接続を行った後の
リペアー性に優れており、しかも容易に、信頼性高く接
続可能な実装構造を提供する。 【解決手段】 半導体装置1の突起電極2と回路基板7
の電極パッド5とは導電性ペースト3を介して接続され
ている。半導体装置1と回路基板7の間には、中央部の
第一の樹脂4と、周辺部の第二の樹脂5とが配されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置を回路
基板に実装する際の構造と方法に関するものであり、リ
ペアーが容易でありかつ接続信頼性を向上させるための
半導体装置の実装構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体装置の回路基板上への実装
には、いわゆるSOPやQFPといった半導体パッケー
ジをSMT方式によりリフロー接続する技術がよく利用
されてきた。しかしながら、接続端子数の増加や半導体
装置の実装面積の縮小化の要求からベアチップ実装によ
る微細ピッチ化が進められている。
【0003】このベアチップ実装の例として図2(a)
を示す。この実装方法(特公平6−302649号公
報)では、半導体装置1に設けた突起電極2と回路基板
の接続パッド部6との間に導電性ペースト3を介在させ
半導体装置1と回路基板7とを位置決めして搭載し、加
熱して接続を行う。そして、接続力を高め、接続部の信
頼性を高めるためにエポキシ系などの有機系材料からな
る封止樹脂8を注入し、熱処理を行い封止樹脂8を硬化
する。その後に、電気的な接続の確認が行われるという
方法を採用している。
【0004】また、図2(b)には、ACF(異方性導
電フィルム)により接続した例を示す。本接続方式は、
回路基板上にACFを張り付け、半導体装置と回路基板
とを対向させて位置合わせを行い、荷重、熱を加えAC
Fを硬化させて接続をするという比較的簡単な工程で接
続を行える。半導体装置と回路基板間に接続するのに十
分な密着力を得られるという長所を有している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法にて微細ピ
ッチ接続をした時の課題を以下に示す。
【0006】図2(a)の方法では突起電極の微細化に
伴い、突起電極上に転写される導電性ペーストの量が少
量になるために、半導体装置の突起電極と回路基板の接
続パッド間に接着強度が大きく、しかも信頼性の高い接
続を得るのが困難である。そのため、突起電極上に導電
性ペーストを転写し、回路基板に搭載した段階で接続の
良否を確認することは難しく、接続の良否の確認は搭載
後に半導体装置と回路基板間に封止樹脂8を注入し、接
続力を強化した後に行う必要がある。従って、封止樹脂
硬化後に接続の良否を確認し、接続不良の場合にチップ
を除去し再ボンディングすることは非常に困難であると
いう課題を有している。
【0007】図2(b)の方法では、接続とACF9の
硬化が同時に行われるために、接続後のリペアーは困難
である。
【0008】また、接続時に樹脂を半硬化させ仮接続を
行い、電気的な接続の確認を行った後に本硬化をすると
いう方法も考えられるが、微細化された突起電極では仮
接続時に十分な電気的接続を得るのが難しいという問題
を有しているるために、本方式においてもリペアーが困
難であるという課題を有している。
【0009】すなわち図2(a)(b)の接続方法は、
共に接続工程の途中に電気的な接続の良否を確認するこ
とが出来なく、また接続不良チップを除去することが非
常に困難である。
【0010】そこで本発明の目的は、これらの課題を解
決するため、半導体装置と回路基板との接続を行った後
のリペアー性に優れており、しかも容易に、信頼性高く
接続可能な実装構造を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では下記記載の構成を採用する。
【0012】請求項1に記載の半導体装置の実装構造
は、突起電極を持つ半導体装置と該突起電極に対応する
接続パッドを有する回路基板とを接続して電子回路装置
を製造する半導体装置の実装構造において、半導体装置
の突起電極に対向するところの回路基板の接続パッドよ
り内側の部分に第一の樹脂が存在し、該突起電極と該接
続パッドの間には樹脂中に導電性を持つ粒子を分散させ
た導電性ペーストが存在していることを特徴とする半導
体装置の実装構造である。
【0013】請求項2に記載の半導体装置の実装構造
は、突起電極を持つ半導体装置と該突起電極に対応する
接続パッドを有する回路基板とを接続して電子回路装置
を製造する半導体装置の実装構造において、半導体装置
の突起電極に対向するところの回路基板の接続パッドよ
り内側の部分に第一の樹脂が存在し、該突起電極と該接
続パッドの間には樹脂中に導電性を持つ粒子を分散させ
た導電性ペーストが存在し、更に半導体装置と回路基板
間にはフィラーを含む熱硬化性の第二の樹脂を存在させ
ることを特徴とする半導体装置の実装構造である。
【0014】請求項3に記載の半導体装置の実装構造
は、第一の樹脂はシート形状であることを特徴とする請
求項1又は2記載の半導体装置の実装構造である。
【0015】上記実装構造により、粘着性の強い第1の
樹脂が半硬化状態で電気的な接続が可能であり、接続不
良の半導体装置の除去が可能となる。また、微細ピッチ
接続において、接続不良の半導体装置の除去が可能とな
る。また、微細ピッチ接続において、信頼性の向上を図
るために導電性ペーストを含む熱可塑性の樹脂を、突起
電極と接続パッドとの間には導電性ペーストを介在させ
ることにより、基板のうねりや反りを吸収することが可
能である。
【0016】更に半導体装置と回路基板との間にフィラ
ー入りの熱硬化性の第2の樹脂を用いて封止した場合
に、接続部での熱応力の緩和を図り、接続信頼性の向上
を図ることが可能である。
【0017】
【発明の実施の形態】前記のような構成で半導体装置と
回路基板とを接続することにより、半導体装置のリペア
ーが可能であり、更に良好な接続抵抗値でかつ信頼性の
高い接続が得られる。
【0018】以下、本発明による実施例を図面に基づい
て説明する。図1は、半導体装置の実装断面構造を示す
概略図である。1は半導体装置であり、2は突起電極で
あり、3は隣接する突起電極と短絡しないように形成さ
れた導電性ペーストである。4は第一の樹脂であり、5
は接続部分の信頼性の向上を目的で注入された第二の樹
脂である。以上のように構成された半導体装置の実装構
造とその方法について図面を用いて説明する。
【0019】まず、半導体装置の電極部分に突起電極を
形成する。微細ピッチ接続の場合、ワイヤーボンダー或
いは、メッキ法により得られた突起電極の先端は非常に
小さく、電極部分での接続面積が非常に小さくなる恐れ
がある。そこで半導体装置上に設けた突起電極に対して
平坦化処理を施し、先端部の面積を増加させると良い。
なお本実施例においては、微細ピッチ検討用にワイヤボ
ンディング装置により得られた金の突起電極の平坦化処
理後の高さ35μm、先端の形状はφ35μm程度とな
っている。
【0020】また、基板のうねりや反りを吸収したり接
続部の熱応力を緩和する必要のある接続条件の場合に
は、図3(a)に示すように突起電極2に導電性ペース
ト3を転写する、或いは(b)に示すように回路基板の
接続パッド部6に導電性ペースト3をプリコートすると
良い。どちらの方法も工程が簡単であり、導電性ペース
トが供給された電極を容易に得ることが可能である。本
実施例においては、突起電極に銀ペーストを転写してお
り、接続部に異金属が介在されていても接続抵抗値を低
く抑えることが可能である。
【0021】回路基板には図4の例に示すように所定の
サイズの第一の樹脂4を接続パッドの内側に配置する。
第一の樹脂の形状は、上に示した形状に限ったものでは
なく円形状でもかまわい。接続条件により形状を決定す
ると良い。ここで本実施例においては、第一の樹脂とし
て厚さ40μmのシート形状をした樹脂を用いている。
この第一の樹脂の厚さは、接続時の樹脂の広がりに大き
く影響してくるので、適切な厚さの樹脂を選択する。
【0022】ここで、第一の樹脂の存在範囲が制御しや
すく、かつリペアーが容易であるためにシート状の第一
の樹脂を用いたが、液状の樹脂を回路基板上にポッティ
ングしてもかまわない。液状の樹脂を用いる場合には、
配線パッド部を樹脂が覆わないようにポッティングする
量や樹脂の粘性を制御する。
【0023】図5に示すように、以上のようにして得た
電極を有する半導体装置と第一の樹脂を張付けた回路基
板とを相対させ、所定の位置に位置決めし、フェースダ
ウンで搭載した後、荷重と熱を加え接続する。
【0024】なお、本実施例での加熱条件は、第一の樹
脂、導電性ペーストが硬化或いは半硬化する温度である
約160℃〜200℃、20secで加熱して接続を行
う。この段階で接続の良否を目視または電気的に確認を
行う。ここで、不良を確認した場合には、半導体装置1
を除去し、再度接続を行う。
【0025】更に信頼性の向上を図る場合には、図1に
示すように半導体装置1と回路基板7との間にフィラー
を有する第二の樹脂5にて封止し硬化させる。
【0026】本実施例の場合、第二の樹脂として長瀬チ
バ製T448を用いて約150℃1hのオーブンで硬化
させ、半導体装置の実装構造を得ている。
【0027】以上のようにして得られた半導体装置の初
期接続抵抗は、4端子法で測定した結果、約100mΩ
であり良好な接続抵抗値であった。
【0028】なお図6に示すように、半導体装置1と回
路基板7との間に電気的な接続を行うのに十分な密着力
を得られる場合には、第2の樹脂を封止せずに、第一の
樹脂4と導電性ペースト3のみで接続を行っても良い。
【0029】また、このようにして作成された半導体装
置の実装体のリペアー方法の一例を挙げる。目視または
電気的チェックで接続不良を確認した半導体装置の実装
体は、加熱されたリペアーツールを用いて半導体装置に
モーメントをかけることにより、半導体装置の除去が可
能である。
【0030】また回路基板に残された硬化樹脂は、アセ
トンなどの有機溶剤を用いることにより容易に除去する
ことが可能である。
【0031】本発明の半導体装置の実装構造は、上記し
た方法により従来の接続法では困難であった微細ピッチ
接続や半導体装置のリペアーを可能とし、極めて安定で
信頼性が高い接続方法を安価で可能とした実装体であ
る。
【0032】
【発明の効果】以上の説明で明らかにしたように、本発
明の回路基板の接続パッドの内側の箇所に第一の樹脂を
存在させた場合、第一の樹脂には十分な密着力があるた
め、第一の樹脂が半硬化時に半導体装置の突起電極部と
回路基板上の配線パッド部との間に電気的接続を得るこ
とが可能である。従って第一の樹脂が半硬化時に電気的
接続の確認を行えば、半導体装置を除去し再ボンディン
グすることが可能である。
【0033】また、接続後に半導体装置と回路基板間に
第二の樹脂により封止をすることによって電極部の接続
力を高め、信頼性を向上させることが可能である。
【0034】更に熱可塑性の導電性ペーストを半導体装
置と回路基板間に介在させることにより、回路基板の反
りやうねりを吸収することが可能であり、半導体装置と
回路基板間に生じる熱応力の緩和を図ることが可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を説明するための半導体装置の
実装構造を示す断面図である。
【図2】(a)従来の実装構造(ペースト転写方式)を
説明するための断面図である。 (b)従来の実装構造(ACF接続方式)を説明するた
めの断面図である。
【図3】(a)本発明の実施例で用いる導電性ペースト
の突起電極への転写形状を説明するための断面図であ
る。(b)本発明の実施例で用いる導電性ペーストの回
路基板上へのプリコート形状を説明するための断面図で
ある。
【図4】本発明で回路基板へ貼り付ける第一の樹脂の形
状の例を示した図である。
【図5】本発明の接続方法を説明するための断面図であ
【図6】本発明の他の実施例を説明するための断面図で
ある
【符号の説明】
1 半導体装置 2 突起電極 3 導電性ペースト 4 第一の樹脂 5 第二の樹脂 6 接続パッド 7 回路基板 8 封止樹脂 9 ACF(異方性導電フィルム)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 突起電極を持つ半導体装置と該突起電極
    に対応する接続パッドを有する回路基板とを接続して電
    子回路装置を製造する半導体装置の実装構造において、
    半導体装置の突起電極に対向するところの回路基板の接
    続パッドより内側の部分に第一の樹脂が存在し、該突起
    電極と該接続パッドの間には樹脂中に導電性を持つ粒子
    を分散させた導電性ペーストが存在していることを特徴
    とする半導体装置の実装構造。
  2. 【請求項2】 突起電極を持つ半導体装置と該突起電極
    に対応する接続パッドを有する回路基板とを接続して電
    子回路装置を製造する半導体装置の実装構造において、
    半導体装置の突起電極に対向するところの回路基板の接
    続パッドより内側の部分に第一の樹脂が存在し、該突起
    電極と該接続パッドの間には樹脂中に導電性を持つ粒子
    を分散させた導電性ペーストが存在し、更に半導体装置
    と回路基板間にはフィラーを含む熱硬化性の第二の樹脂
    を存在させることを特徴とする半導体装置の実装構造。
  3. 【請求項3】 第一の樹脂はシート形状であることを特
    徴とする請求項1又は2記載の半導体装置の実装構造。
JP9074770A 1997-03-27 1997-03-27 半導体装置の実装構造 Pending JPH10270833A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6590287B2 (en) 2000-08-01 2003-07-08 Nec Corporation Packaging method and packaging structures of semiconductor devices
JP2011066231A (ja) * 2009-09-17 2011-03-31 Sharp Corp 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法

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US6590287B2 (en) 2000-08-01 2003-07-08 Nec Corporation Packaging method and packaging structures of semiconductor devices
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