JPH1064954A - Semiconductor device manufacturing method and manufacturing apparatus - Google Patents

Semiconductor device manufacturing method and manufacturing apparatus

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JPH1064954A
JPH1064954A JP22011496A JP22011496A JPH1064954A JP H1064954 A JPH1064954 A JP H1064954A JP 22011496 A JP22011496 A JP 22011496A JP 22011496 A JP22011496 A JP 22011496A JP H1064954 A JPH1064954 A JP H1064954A
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JP
Japan
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film carrier
bump
contact
semiconductor chip
bump contact
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Application number
JP22011496A
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Japanese (ja)
Inventor
Toku Nagasawa
徳 長沢
Kazumasa Igarashi
一雅 五十嵐
Satoshi Tanigawa
聡 谷川
Nobuhiko Yoshio
信彦 吉尾
Hiroshi Yada
寛 矢田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バンプ接点と電極との接合性を改善する半導
体装置の製造方法および製造装置を提供することにあ
る。 【解決手段】 フィルムキャリア4はバンプ接点5を有
するものであり、フィルムキャリア4のバンプ接点5と
半導体チップ3の電極(図示せず)とを互いに接触する
ように重ね合わせ、これらを半導体チップ側ベース1
と、フィルムキャリアのバンプ接点の裏面に対応する位
置に凸部2aが設けられたフィルムキャリア側ベース2
とで挟み込んで加熱、加圧して該バンプ接点と該電極と
を接合する。
(57) [Problem] To provide a method and an apparatus for manufacturing a semiconductor device, which improve the bondability between a bump contact and an electrode. A film carrier (4) has bump contacts (5), and bump contacts (5) of the film carrier (4) and electrodes (not shown) of a semiconductor chip (3) are overlapped so as to be in contact with each other. Base 1
And a film carrier side base 2 provided with a projection 2a at a position corresponding to the back surface of the bump contact of the film carrier.
Then, the bump contact and the electrode are joined by heating and pressing.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法および製造装置に関する。
The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体チップの電極とリード
内部端子とを接続して半導体チップを実装する方法とし
ては、リードフレーム間をワイヤーボンディングにより
接続する実装方法が最も一般的で良く知られている。し
かしながら、半導体配線が微細化するに従い電極間が狭
ピッチ化し、上記実装方法では対応が難しくなってきて
いる。そのため、リードフレームの代わりに、更に微細
加工が可能なプリント基板を使用した実装方法が考案さ
れている。このようなプリント基板を使用した実装方法
は、プリント基板の基板材料、製法、形態等により幾つ
かに分類されている。これらの内、プリント基板として
フィルムキャリアを用いた実装方法が、基板の連続生産
性、微細パターン加工性の点から優れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of mounting a semiconductor chip by connecting electrodes of a semiconductor chip and internal terminals of leads, a mounting method of connecting lead frames by wire bonding is the most common and well-known method. I have. However, the pitch between the electrodes becomes narrower as the semiconductor wiring becomes finer, and it is difficult to cope with the above mounting method. For this reason, a mounting method using a printed circuit board capable of finer processing has been devised instead of the lead frame. Mounting methods using such a printed board are classified into several types according to the board material, manufacturing method, form, and the like of the printed board. Among these, the mounting method using a film carrier as a printed circuit board is excellent in terms of continuous substrate productivity and fine pattern workability.

【0003】フィルムキャリアを用いる実装方法の一つ
として、TAB法が知られている。この方法において
は、フィルムキャリアはチップ搭載部にデバイスホール
を有しており、該ホール内にはビームリードが突出する
よう設けられている。また、TAB法においては、リー
ド先端部または半導体チップの電極のいずれかにはバン
プ接点が設けられており、リードと電極とはバンプ接点
を介して金属接合し接続を取る。TAB法は、接合が容
易である点において優れているが、デバイスホールやビ
ームリードを作成する為、製造工程が複雑となり、コス
ト上不利なものとなっている。
[0003] As one of mounting methods using a film carrier, a TAB method is known. In this method, the film carrier has a device hole in a chip mounting portion, and a beam lead is provided in the hole so as to protrude. In the TAB method, a bump contact is provided at either the tip of the lead or the electrode of the semiconductor chip, and the lead and the electrode are connected to each other by metal bonding via the bump contact. The TAB method is excellent in that it can be easily joined. However, since the TAB method creates device holes and beam leads, the manufacturing process is complicated and disadvantageous in cost.

【0004】一方、デバイスホールを有しないフィルム
キャリアを用いる実装方法においても、同様にリード先
端部または半導体チップの電極のいずれかにバンプ接点
が設けられており、これらはバンプ接点を介して接続さ
れる。これには、異方導電性接着材や光硬化性樹脂を介
在させてメカニカルな方法で接続をとる実装方法と金属
接合により接続を取る実装方法が知られているが、信頼
性の点より金属接合による方法が優れている。また、金
属接合による実装方法としては、接点を一個ずつ電極に
接合するシングルポイント法と、全接点を電極に一括接
合する方法とが知られている。
On the other hand, in a mounting method using a film carrier having no device hole, similarly, a bump contact is provided at either a lead end or an electrode of a semiconductor chip, and these are connected via the bump contact. You. For this purpose, there are known a mounting method of making a connection by a mechanical method with an anisotropic conductive adhesive or a photocurable resin interposed and a mounting method of making a connection by metal bonding. The joining method is excellent. In addition, as a mounting method by metal bonding, a single point method in which contacts are connected to electrodes one by one and a method in which all contacts are collectively bonded to electrodes are known.

【0005】シングルポイント法は一ピン毎に接合する
為、接点の高さバラツキの影響を受けにくく、信頼性が
高い方法である。しかし、一括接合する方法に比してボ
ンディング時間が長く、多ピンICでは生産性に劣って
いる。これに対し一括接合する方法は、生産性、コスト
等の点から好ましい実装方法である。かかる実装方法に
おいては通常、フィルムキャリアを接合面を上向きにし
てフィルムキャリア側ベースに固定し、半導体チップを
接合面を下向きにしてその上に配置し上下より加熱と加
圧を行う。この方法はチップを下向きに配置する事から
フリップチップボンディング法と呼ばれ、一連の接合に
関する動作を行う装置はフリップチップボンダーと呼ば
れている。更に、かかる実装方法において必要となるバ
ンプ接点は半導体チップ側でなくフィルムキャリア側に
配置する方が、バンプ接点の製造コストの観点から有利
である。
[0005] The single-point method is a highly reliable method because it is bonded to each pin, so that it is not easily affected by variations in contact height. However, the bonding time is longer than the batch bonding method, and the multi-pin IC is inferior in productivity. On the other hand, the batch joining method is a preferable mounting method in terms of productivity, cost, and the like. In such a mounting method, usually, the film carrier is fixed to the film carrier-side base with the bonding surface facing upward, and the semiconductor chip is arranged with the bonding surface facing downward, and heating and pressing are performed from above and below. This method is called a flip chip bonding method because the chips are arranged downward, and an apparatus that performs a series of operations relating to bonding is called a flip chip bonder. Furthermore, it is more advantageous to arrange the bump contacts required in such a mounting method on the film carrier side instead of the semiconductor chip side from the viewpoint of the manufacturing cost of the bump contacts.

【0006】図7に従来のフリップチップボンディング
法の一例を示す。なお同図は断面図であり、半導体チッ
プ側ベース1、フィルムキャリア側ベース2、導電性回
路7にはハッチングを施している。また同図(a)はバ
ンプ接点と半導体チップ3の電極とを接合する前の状態
を示しており、同図(b)はこれらを接合するため、半
導体チップ側ベースを下降させて半導体チップとフィル
ムキャリアとを挟みこんで加圧、加熱している状態を示
している。
FIG. 7 shows an example of a conventional flip chip bonding method. The figure is a cross-sectional view, and the semiconductor chip side base 1, the film carrier side base 2, and the conductive circuit 7 are hatched. FIG. 2A shows a state before the bump contacts and the electrodes of the semiconductor chip 3 are joined, and FIG. 2B shows a state in which the semiconductor chip-side base is lowered to join them. This shows a state in which the film carrier is pressed and heated with the film carrier interposed therebetween.

【0007】図7(a)に示すように、半導体チップ3
は半導体チップ側ベース1に真空吸着により固定されて
おり、また半導体チップには電極としてアルミパッド
(図示せず)が設けられている。フィルムキャリア4
は、フィルムキャリア側ベース2に真空吸着により固定
されており、また絶縁性基板6の一方の面にバンプ接点
5が設けられ、絶縁性基板の内部には導電性回路7が設
けられ、バンプ接点と導電性回路とが導通されてなる構
造を有している。また、バンプ接点5と半導体チップ3
の電極とは互いに接触し得るよう位置合わせされてい
る。次に、同図(b)に示すように加圧、加熱すること
によりバンプ接点と電極とは接合される。
[0007] As shown in FIG.
Are fixed to the semiconductor chip side base 1 by vacuum suction, and an aluminum pad (not shown) is provided on the semiconductor chip as an electrode. Film carrier 4
Is fixed to the film carrier side base 2 by vacuum suction, a bump contact 5 is provided on one surface of an insulating substrate 6, and a conductive circuit 7 is provided inside the insulating substrate. And the conductive circuit are electrically connected. Also, the bump contact 5 and the semiconductor chip 3
Are positioned so that they can contact each other. Next, as shown in FIG. 2B, the bump contact and the electrode are joined by applying pressure and heating.

【0008】但し、上記のようにフリップチップボンデ
ィングにおいては、半導体チップの電極は、アルミパッ
ドであることが多く、その表面には酸化膜が形成されて
いる。従って、バンプ接点と電極とを良好に導通させる
には、酸化膜を表面より除去して下層の酸化していない
アルミを露出させ、該アルミとバンプ接点との間で相互
拡散により合金を形成し、金属接合を形成する必要があ
る。その為には、バンプ接点が潰れ径方向に広がる際に
発生する剪断力により、酸化膜が周辺に除去されるよう
バンプ接点に十分な荷重を加える必要がある。
However, in flip chip bonding as described above, the electrodes of the semiconductor chip are often aluminum pads, and an oxide film is formed on the surface thereof. Therefore, in order to make the bump contacts and the electrodes well conductive, the oxide film is removed from the surface to expose the lower unoxidized aluminum, and an alloy is formed between the aluminum and the bump contacts by mutual diffusion. , It is necessary to form a metal bond. For that purpose, it is necessary to apply a sufficient load to the bump contact so that the oxide film is removed around by the shearing force generated when the bump contact collapses and spreads in the radial direction.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
チップの電極がアルミパッドである場合の従来のフリッ
プチップボンディングでは、特にバンプ接点の近傍であ
って、他のバンプ接点が設けられていない領域において
は、図7(b)に示すように接合に要する変形がバンプ
接点に生じる前にフィルムキャリアと半導体チップとが
接触してしまう可能性がある。そのため、荷重がバンプ
接点に集中せず分散し、バンプ接点の変形が進行せず、
バンプ接点と電極との接合が十分に行えないという問題
がある。また、例えば電極が金メッキ電極のようにアル
ミパッド以外の場合においても、接合に必要な荷重がバ
ンプ接点に集中せず、良好な金属接合が得られない可能
性がある。
However, in the conventional flip chip bonding in which the electrodes of the semiconductor chip are aluminum pads, especially in a region near the bump contact and where no other bump contact is provided. As shown in FIG. 7B, there is a possibility that the film carrier and the semiconductor chip come into contact with each other before the deformation required for bonding occurs at the bump contact. Therefore, the load is not concentrated on the bump contact but is dispersed, the deformation of the bump contact does not progress,
There is a problem that the bump contact and the electrode cannot be sufficiently joined. Also, for example, even when the electrode is other than an aluminum pad such as a gold-plated electrode, the load required for bonding does not concentrate on the bump contact, and good metal bonding may not be obtained.

【0010】上記のような接触はバンプ接点の高さが低
いと発生し易いものであり、またバンプ接点の高さが3
0μm未満であると顕著であった。一方、バンプ接点の
高さが30μm以上であると上記問題の発生は減少傾向
にあるが、高さが30μm以上のバンプ接点を作製する
ことは、製造コストが高くなるという問題がある。
The above-mentioned contact is likely to occur when the height of the bump contact is low.
It was remarkable when it was less than 0 μm. On the other hand, when the height of the bump contact is 30 μm or more, the occurrence of the above-mentioned problem tends to decrease. However, producing a bump contact having a height of 30 μm or more has a problem that the manufacturing cost increases.

【0011】また、フィルムキャリアに半導体チップを
実装した後においては、通常、液状樹脂をポッティング
したり、フィルムキャリアと半導体チップとの隙間に樹
脂を注入し硬化させ封止する必要があり、また樹脂には
アフターキュアを施す必要がある。そのため、工程の簡
略化や、生産時間の短縮化が難しいという問題がある。
After the semiconductor chip is mounted on the film carrier, it is usually necessary to pot the liquid resin or to inject the resin into the gap between the film carrier and the semiconductor chip to cure and seal the resin. Must be after-cured. Therefore, there is a problem that it is difficult to simplify the process and shorten the production time.

【0012】本発明の課題は、上記問題を解決し、バン
プ接点と電極との接合性を改善する半導体装置の製造方
法および製造装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method and apparatus for manufacturing a semiconductor device which solves the above-mentioned problems and improves the bonding between a bump contact and an electrode.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は次の
特徴を有するものである。 (1) フィルムキャリアに半導体チップが実装されて
なる半導体装置の製造方法であって、フィルムキャリア
はバンプ接点を有するものであり、フィルムキャリアの
バンプ接点と半導体チップの電極とを互いに接触するよ
うに重ね合わせ、これらを半導体チップ側ベースと、フ
ィルムキャリアのバンプ接点の裏面に対応する位置に凸
部が設けられたフィルムキャリア側ベースとで挟み込ん
で加熱、加圧して該バンプ接点と該電極とを接合するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
The manufacturing method of the present invention has the following features. (1) A method of manufacturing a semiconductor device in which a semiconductor chip is mounted on a film carrier, wherein the film carrier has bump contacts, and the bump contacts of the film carrier and the electrodes of the semiconductor chip are brought into contact with each other. These are overlapped, sandwiched between a semiconductor chip-side base, and a film carrier-side base provided with a projection at a position corresponding to the back surface of the bump contact of the film carrier, and heated and pressed to separate the bump contact and the electrode. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising joining.

【0014】(2) 半導体チップの電極がアルミパッ
ドである上記(1)記載の半導体装置の製造方法。
(2) The method of manufacturing a semiconductor device according to (1), wherein the electrodes of the semiconductor chip are aluminum pads.

【0015】(3) バンプ接点の表面にAuからなる
層が設けられている上記(1)記載の半導体装置の製造
方法。
(3) The method for manufacturing a semiconductor device according to (1), wherein a layer made of Au is provided on the surface of the bump contact.

【0016】(4) 半導体チップの電極がアルミパッ
ドであり、且つ、バンプ接点の表面にAuからなる層が
設けられている上記(1)記載の半導体装置の製造方
法。
(4) The method of manufacturing a semiconductor device according to (1), wherein the electrodes of the semiconductor chip are aluminum pads, and a layer made of Au is provided on the surface of the bump contact.

【0017】(5) バンプ接点の高さがフィルムキャ
リアから30μm以下である上記(1)または(4)記
載の半導体装置の製造方法。
(5) The method according to (1) or (4), wherein the height of the bump contact is 30 μm or less from the film carrier.

【0018】(6) フィルムキャリアのバンプ接点が
設けられた面に、さらに接着剤層が設けられ、且つ、前
記接着剤層の表面にはバンプ接点が露出している上記
(1)記載の半導体装置の製造方法。
(6) The semiconductor according to (1), wherein an adhesive layer is further provided on the surface of the film carrier where the bump contacts are provided, and the bump contacts are exposed on the surface of the adhesive layer. Device manufacturing method.

【0019】(7) フィルムキャリアが、絶縁性基板
の一方の面にバンプ接点が設けられ、絶縁性基板のいず
れかの面または内部に導電性回路が設けられ、バンプ接
点と導電性回路とが導通された構造を有するものである
上記(1)記載の半導体装置の製造方法。
(7) In the film carrier, bump contacts are provided on one surface of the insulating substrate, and a conductive circuit is provided on any surface or inside of the insulating substrate. The method of manufacturing a semiconductor device according to the above (1), wherein the semiconductor device has a conductive structure.

【0020】(8) バンプ接点の形成方法が、絶縁性
基板に対してバンプ接点を形成すべき位置に貫通孔を設
け、貫通孔の底部に導電性回路を露出させ、貫通孔内に
接点材料を析出させて充填し、さらに該接点材料と同一
または異なる接点材料を析出させて絶縁性基板の表面か
ら突出させてバンプ接点とするものである上記(7)記
載の半導体装置の製造方法。
(8) A method for forming a bump contact is to provide a through hole at a position where a bump contact is to be formed on an insulating substrate, to expose a conductive circuit at the bottom of the through hole, and to provide a contact material in the through hole. (7) The method for manufacturing a semiconductor device according to the above (7), wherein the contact material is deposited and filled, and a contact material the same as or different from the contact material is deposited and projected from the surface of the insulating substrate to form a bump contact.

【0021】(9) フィルムキャリアのバンプ接点が
設けられた面の裏面に外部接続用電極が設けられてお
り、外部接続用電極と導電性回路とが導通されている上
記(7)記載の半導体装置の製造方法。
(9) The semiconductor according to the above (7), wherein an external connection electrode is provided on the back surface of the film carrier on the surface where the bump contacts are provided, and the external connection electrode and the conductive circuit are electrically connected. Device manufacturing method.

【0022】また、本発明の製造装置は次の特徴を有す
るものである。 (10) フィルムキャリアに半導体チップを実装して
半導体装置を製造する装置であって、フィルムキャリア
のバンプ接点の裏面に対応する位置に凸部が設けられた
フィルムキャリア側ベースと、半導体チップ側ベースと
を有し、フィルムキャリア側ベースと半導体チップ側ベ
ースとが、フィルムキャリアのバンプ接点と半導体チッ
プの電極とを接触させて重ね合わせたものを挟み込んで
加熱、加圧し、バンプ接点と電極とを接合するものであ
ることを特徴とする製造装置。
The manufacturing apparatus of the present invention has the following features. (10) An apparatus for manufacturing a semiconductor device by mounting a semiconductor chip on a film carrier, comprising: a film carrier-side base provided with a projection at a position corresponding to a back surface of a bump contact of the film carrier; and a semiconductor chip-side base. The film carrier-side base and the semiconductor chip-side base are sandwiched between the bump contacts of the film carrier and the electrodes of the semiconductor chip, which are overlapped, and heated and pressed, and the bump contacts and the electrodes are separated. A manufacturing apparatus characterized by being joined.

【0023】[0023]

【作用】本発明では、フィルムキャリアのバンプ接点の
裏面に対応する位置に接触し得るように凸部を設け、こ
の凸部と半導体チップ側ベースとで挟み込んで加圧、加
熱を行う。そのため、バンプ接点の高さが低い場合であ
っても、バンプ接点に荷重を集中させることができ、バ
ンプ接点は接合に必要な変形を行い得ることができる。
従って、バンプ接点と電極とを良好に接合させることが
できる。また、フィルムキャリアのバンプ接点が設けら
れた面に、接着材層を設けてバンプ接点と電極とを接合
することにより、別工程によらずにフィルムキャリアと
半導体チップとの隙間を封止することができる。
According to the present invention, a convex portion is provided so as to be able to contact a position corresponding to the back surface of the bump contact of the film carrier, and pressure and heating are performed by sandwiching the convex portion and the semiconductor chip side base. Therefore, even when the height of the bump contact is low, the load can be concentrated on the bump contact, and the bump contact can perform deformation required for bonding.
Therefore, the bump contact and the electrode can be satisfactorily bonded. Also, by providing an adhesive layer on the surface of the film carrier where the bump contacts are provided and joining the bump contacts and the electrodes, the gap between the film carrier and the semiconductor chip is sealed regardless of a separate process. Can be.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体装置の製造
方法を製造装置と共に詳細に説明する。図1は、本発明
の半導体装置の製造方法および製造装置の一例を示す断
面図であり、得られた結果物である半導体装置について
も示している。なお、同図では一部分のみを示してお
り、また半導体チップ側ベース1、フィルムキャリア側
ベース2、導電性回路7にはハッチングを施している。
また同図(a)はバンプ接点5と半導体チップ3の電極
(図示せず)とを接合する前の状態を示しており、同図
(b)はこれらを接合するため、半導体チップ側ベース
を下降させて半導体チップとフィルムキャリアとを挟み
こんで加圧、加熱している状態を示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described in detail with a manufacturing apparatus. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a method and an apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, and also illustrates a resulting semiconductor device. In FIG. 1, only a part is shown, and the semiconductor chip-side base 1, the film carrier-side base 2, and the conductive circuit 7 are hatched.
FIG. 2A shows a state before the bump contacts 5 and electrodes (not shown) of the semiconductor chip 3 are joined, and FIG. 2B shows a state in which the semiconductor chip-side base is joined to join them. This shows a state in which the semiconductor chip and the film carrier are sandwiched by being lowered and pressurized and heated.

【0025】図1(a)に示すように、半導体チップ3
は半導体チップ側ベース1に真空吸着により固定されて
おり、その電極としてはアルミパッド(図示せず)が設
けられている。フィルムキャリア4は、フィルムキャリ
ア側ベース2に真空吸着により固定されており、フィル
ムキャリア側ベース2はベース基板2b上に凸部2aが
設けられたものであり、その凸部2aはバンプ接点の裏
面に対応する位置に接触している。また、フィルムキャ
リア4は、絶縁性基板6の一方の面にバンプ接点5が設
けられ、絶縁性基板の内部に導電性回路7が設けられ、
バンプ接点と導電性回路とが貫通孔8に充填された導電
性物質により導通されてなる構造を有している。またバ
ンプ接点の材料としては金が用いられている。更に、バ
ンプ接点と電極とは互いに接触し得るように位置合わせ
されている。
As shown in FIG. 1A, the semiconductor chip 3
Is fixed to the semiconductor chip side base 1 by vacuum suction, and an aluminum pad (not shown) is provided as an electrode thereof. The film carrier 4 is fixed to the film carrier side base 2 by vacuum suction. The film carrier side base 2 is provided with a convex portion 2a on a base substrate 2b, and the convex portion 2a is formed on the back surface of the bump contact. Is in contact with the position corresponding to. Further, the film carrier 4 has a bump contact 5 provided on one surface of an insulating substrate 6, a conductive circuit 7 provided inside the insulating substrate,
It has a structure in which the bump contact and the conductive circuit are electrically connected by the conductive substance filled in the through hole 8. Gold is used as the material of the bump contact. Further, the bump contacts and the electrodes are aligned so that they can contact each other.

【0026】図1(b)に示すように、フィルムキャリ
ア側ベース2に設けられた凸部2aにより、バンプ接点
に十分な荷重を集中させることができ、バンプ接点は半
導体チップの電極表面の酸化膜を周囲に除去できるよう
変形することができる。従って、バンプ接点と電極とは
良好に接合される。
As shown in FIG. 1B, a sufficient load can be concentrated on the bump contact by the convex portion 2a provided on the film carrier side base 2, and the bump contact is oxidized on the electrode surface of the semiconductor chip. The membrane can be deformed so that it can be removed to the surroundings. Therefore, the bump contact and the electrode are satisfactorily joined.

【0027】バンプ接点と電極とを接合するための加圧
は、フィルムキャリア側ベースと半導体チップ側ベース
とで挟み込むことによって行われ、バンプ接点に接合に
必要なだけの変形が生じる程度であれば良い。また、加
圧は、図1に示すような半導体チップおよびフィルムキ
ャリアをそれぞれのベースに固定して、一方のベースま
たは双方のベースを移動させて行っても良いし、フィル
ムキャリア又は半導体チップの内どちらか一方のみをベ
ースに固定し、その上に他方を重ね合わせ、さらにその
上から他のベースを下降させて行っても良い。また、ベ
ースの移動または下降は、分解能に優れるACサーボモ
ータとボールネジとによって駆動して行うのが好まし
い。
The pressure for joining the bump contact and the electrode is performed by sandwiching the bump contact between the base on the film carrier side and the base on the semiconductor chip side. good. Pressing may be performed by fixing the semiconductor chip and the film carrier as shown in FIG. 1 to the respective bases and moving one or both bases. It is also possible to fix only one of them to the base, overlay the other on it, and lower the other base from above. In addition, it is preferable that the base is moved or lowered by being driven by an AC servomotor having excellent resolution and a ball screw.

【0028】また、フィルムキャリアや半導体チップを
ベースに固定する場合であれば、真空吸着、静電吸着等
による固定が挙げられるが、真空吸着による固定が信頼
性が高く好ましい。また、ベースにはフィルムキャリア
や半導体チップを位置合わせするためのホールやピン等
を設けておくことが好ましい。
When the film carrier or the semiconductor chip is fixed to the base, fixing by vacuum suction, electrostatic suction or the like can be mentioned, but fixing by vacuum suction is preferable because of high reliability. Further, it is preferable to provide holes, pins, and the like for positioning the film carrier and the semiconductor chip on the base.

【0029】バンプ接点と電極とを接合するための加熱
は、ベースを介して間接的に行い、どちらか一方のベー
スを加熱しても良いし、双方のベースを加熱しても良
い。また、チップを優先的に加熱する方が接合部分への
熱伝導性が良いため、半導体チップ側ベースを加熱し、
必要に応じてフィルムキャリア側ベースを加熱する事が
好ましい。また、加熱方法や加熱温度は下記の接合条件
を満たすものであれば特に限定されない。さらに、加熱
方法としては、パルスヒートやコンスタントヒート等に
よる公知の加熱方法を適宜使用することもできる。
Heating for bonding the bump contact and the electrode is performed indirectly via a base, and either one of the bases may be heated, or both bases may be heated. Heating the chip preferentially has better thermal conductivity to the joint, so the base on the semiconductor chip side is heated,
It is preferred to heat the film carrier side base as needed. The heating method and the heating temperature are not particularly limited as long as they satisfy the following bonding conditions. Further, as a heating method, a known heating method such as a pulse heat or a constant heat can be appropriately used.

【0030】バンプ接点と電極との接合条件としては、
加圧条件を1バンプ接点当たり0.05kgf〜1.0
kgfで0.1秒〜120秒とし、加熱条件を接合部分
において300℃〜500℃とするのが好ましい。ま
た、加圧条件を1バンプ接点当たり0.1kgf〜0.
4kgfで1秒〜30秒とし、加熱条件を接合部分にお
いて350℃〜450℃とするのが特に好ましい。
The bonding conditions between the bump contact and the electrode are as follows:
Pressing condition is 0.05kgf ~ 1.0 per bump contact
It is preferable that the heating time is set to 300 ° C. to 500 ° C. in the bonding portion, for 0.1 second to 120 seconds in kgf. Further, the pressing condition is set to 0.1 kgf to 0.
It is particularly preferable to set the heating condition to 350 ° C. to 450 ° C. in the joining portion at 4 kgf for 1 second to 30 seconds.

【0031】フィルムキャリア側ベースは、凸部を有し
ており、フィルムキャリアのバンプ接点の裏面に対応す
る位置に凸部を接触させ得るものであれば良い。また、
半導体チップ側ベースとともに用いられてフィルムキャ
リア側から、フィルムキャリアと半導体チップとを挟み
込み、前記した加圧、加熱を行えるものであれば特に限
定されない。また、公知のフリップチップボンダーのス
テージをベース基板とし、これに凸部を設けても良い。
The base on the film carrier side has a projection, and any base can be used as long as the projection can be brought into contact with a position corresponding to the back surface of the bump contact of the film carrier. Also,
There is no particular limitation as long as the film carrier and the semiconductor chip can be sandwiched from the film carrier side and used to perform the above-described pressurization and heating from being used together with the semiconductor chip side base. Further, a stage of a known flip chip bonder may be used as a base substrate, and a projection may be provided on the base substrate.

【0032】フィルムキャリア側ベースの形状は、フィ
ルムキャリアを固定でき、バンプ接点に接合時の荷重が
集中し易いものであれば、特に限定されない。従って、
直方体であっても良いし、円板状であっても良く、目的
や対象となるフィルムキャリア等に応じて決定すれば良
い。また、その大きさについても限定されず、フィルム
キャリアの大きさに応じて決定すれば良く、フィルムキ
ャリアを固定できるものであれば良い。また、その材料
としては、いわゆるフリップチップボンダーのステージ
として使用されている材料が好適に使用できる。
The shape of the base on the film carrier side is not particularly limited as long as the film carrier can be fixed and the load at the time of joining tends to concentrate on the bump contact. Therefore,
It may be a rectangular parallelepiped or a disk, and may be determined according to the purpose, the target film carrier, and the like. Also, the size is not limited, and may be determined according to the size of the film carrier, as long as the film carrier can be fixed. Further, as the material, a material used as a stage of a so-called flip chip bonder can be suitably used.

【0033】凸部はバンプ接点の裏面に対応する位置に
接触し得るものであり、ベース基板からフィルムキャリ
アに向けて突き出しているものであれば良い。また、ベ
ース基板と一体的に形成されたものであっても、別体で
形成されたものであっても良い。凸部の形状、高さ等
は、バンプ接点の態様等に応じて必要な荷重を加え得る
ように決定すれば良い。例えば、バンプ接点が半球状を
呈しており、その高さが30μm未満であれば、凸部は
頂部の形状が平であるものが好ましい。また、この場合
であれば、凸部のフィルムキャリアに対する接触面積
は、バンプ接点のフィルムキャリアに対する接地面積の
100%〜500%であることが好ましく、100%〜
300%であることが特に好ましい。また、凸部の高さ
は10μm〜100μmであることが好ましく、20μ
m〜50μmであることが特に好ましい。
The convex portion can contact a position corresponding to the back surface of the bump contact, and may be any as long as it protrudes from the base substrate toward the film carrier. Further, it may be formed integrally with the base substrate or may be formed separately. The shape, height, and the like of the protrusion may be determined so that a necessary load can be applied according to the form of the bump contact. For example, if the bump contact has a hemispherical shape and its height is less than 30 μm, it is preferable that the projection has a flat top. Further, in this case, the contact area of the convex portion with the film carrier is preferably 100% to 500% of the contact area of the bump contact with the film carrier, and more preferably 100% to 500%.
Particularly preferred is 300%. The height of the projection is preferably 10 μm to 100 μm, and 20 μm.
It is particularly preferred that the thickness be from m to 50 μm.

【0034】また、凸部は一つのバンプ接点に対し個別
に形成しても良いし、複数のバンプ接点の裏面に対応す
る位置の全てに接触できるよう形成された連続した一つ
の形状であっても良い。具体的には、バンプ接点が方形
状に配置されたものであるならば、図6(a)に示す方
形の凸部または同図(b)に示す個別の凸部を有するフ
ィルムキャリア側ベース等を用いる事が出来る。なお、
同図は凸部の一例を示す上面図であり、凸部にはハッチ
ングを施している。凸部の材料としては加圧や加熱によ
って変質や破損しないものであれば良く、ベース基板と
別体で形成されたものであれば、いわゆるフリップチッ
プボンダーのステージとして使用されている材料やステ
ンレス、セラミック等が好適に使用できる。
The projections may be formed individually for one bump contact, or may be one continuous shape formed so as to contact all the positions corresponding to the back surfaces of the plurality of bump contacts. Is also good. Specifically, if the bump contacts are arranged in a rectangular shape, a film carrier-side base having a rectangular convex portion shown in FIG. 6A or an individual convex portion shown in FIG. Can be used. In addition,
This figure is a top view showing an example of the convex portion, and the convex portion is hatched. The material of the convex portion may be any material that does not deteriorate or be damaged by pressure or heating, and if formed separately from the base substrate, the material used as the so-called flip chip bonder stage or stainless steel, Ceramics and the like can be suitably used.

【0035】図2、3はフィルムキャリア側ベースの一
例を示す断面図である。なお、フィルムキャリア側ベー
スにはハッチングを施しており、フィルムキャリアおよ
び半導体チップは断面部分の外形のみを示している。ま
た、図3は凸部2aがベース基板2bと別体で形成され
ている場合を示している。
FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views showing an example of the film carrier-side base. The film carrier-side base is hatched, and the film carrier and the semiconductor chip show only the outer shape of the cross section. FIG. 3 shows a case where the projection 2a is formed separately from the base substrate 2b.

【0036】半導体チップ側ベースは、半導体チップ側
から半導体チップとフィルムキャリアとを挟み込んで前
記した加熱、加圧を行え得るものであれば特に限定され
ない。また、容易に変質や破損しないものであれば良
く、公知のフリップチップボンディングに用いる半導体
チップ側ベースを利用できる。
The base on the semiconductor chip side is not particularly limited as long as it can perform the above-mentioned heating and pressurization while sandwiching the semiconductor chip and the film carrier from the semiconductor chip side. Further, any material that does not easily deteriorate or be damaged may be used, and a known semiconductor chip-side base used for flip chip bonding can be used.

【0037】半導体チップ側ベースの形状は特に限定さ
れず、半導体チップの形状に応じて決定すれば良く、方
形や円形等の形状を任意に選択して用いることができ
る。また、その大きさも半導体チップの大きさに応じて
決定すれば良く、半導体チップより小さくならないよう
にする事が好ましい。また、その材料としては、いわゆ
るフリップチップボンダーに使用されているパルスヒー
ト、及びコンスタントヒート用の材料が好適に使用でき
る。
The shape of the base on the semiconductor chip side is not particularly limited, and may be determined according to the shape of the semiconductor chip, and a shape such as a square or a circle can be arbitrarily selected and used. The size may be determined according to the size of the semiconductor chip, and it is preferable that the size is not smaller than the semiconductor chip. Further, as the material, a material for pulse heat and constant heat used in a so-called flip chip bonder can be suitably used.

【0038】また、各電極において一様な接合状態を得
るためには、接合時に半導体チップの電極面とフィルム
キャリア面とが平行となるように半導体チップおよびフ
ィルムキャリアを配置することが必要である。そのため
には半導体チップ、フィルムキャリアの接合部位を固定
している各ベースの平面度および平行度が重要である。
特に重要となるのは、半導体チップ側ベースの半導体チ
ップ取り付け面の平面度、各凸部の先端部で形成される
面の平面度、半導体チップ側ベースの半導体チップ取り
付け面と各凸部の先端部で形成される面との平行度であ
り、平面度及び平行度はそれぞれ10μm以下である事
が好ましく、5μm以下が特に好ましい。
Further, in order to obtain a uniform joining state in each electrode, it is necessary to arrange the semiconductor chip and the film carrier such that the electrode surface of the semiconductor chip and the film carrier surface are parallel at the time of joining. . For that purpose, the flatness and the parallelism of each base fixing the joint portion of the semiconductor chip and the film carrier are important.
Particularly important are the flatness of the semiconductor chip mounting surface of the semiconductor chip side base, the flatness of the surface formed by the tip of each projection, the semiconductor chip mounting surface of the semiconductor chip side base and the tip of each projection. The degree of parallelism with the surface formed by the part is preferably 10 μm or less, and particularly preferably 5 μm or less.

【0039】フィルムキャリアは一方の面にバンプ接点
を有しており、全バンプ接点を直接、且つ、一括して半
導体チップの電極に接合するものであれば良い。具体的
には、絶縁性基板の一方の面にバンプ接点が設けられ、
絶縁性基板のいずれかの面または内部に導電性回路が設
けられ、バンプ接点と導電性回路とが導通された構造の
フィルムキャリアが好ましい。図4にフィルムキャリア
の一例を示す。なお、同図は断面図であり、導電性回路
についてはハッチングを施している。
The film carrier has a bump contact on one surface, and it is sufficient that all the bump contacts are directly and collectively joined to the electrodes of the semiconductor chip. Specifically, bump contacts are provided on one surface of the insulating substrate,
A film carrier having a structure in which a conductive circuit is provided on any surface or inside the insulating substrate, and the bump contact and the conductive circuit are conducted, is preferable. FIG. 4 shows an example of a film carrier. The figure is a cross-sectional view, and the conductive circuits are hatched.

【0040】またフィルムキャリアのバンプ接点が設け
られた面には、更に接着材層が積層されていることが好
ましく、また該層はバンプ接点と電極との接合を妨げな
いようバンプ接点に対応する位置には貫通孔等を有して
いる必要がある。図5は接着材層9が設けられたフィル
ムキャリアの一例を示す。なお同図は断面図であり、導
電性回路および接着材層にはハッチングを施している。
このような接着材層が積層されていることにより、別工
程を設けることなくフィルムキャリアと半導体チップと
の隙間を封止することができる。なお、接着材として用
いられるものには、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹
脂、シリコーン系樹脂、フェノール樹脂等が挙げられ、
熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を問わず目的に応じて選択
できる。
Preferably, an adhesive layer is further laminated on the surface of the film carrier on which the bump contacts are provided, and this layer corresponds to the bump contacts so as not to hinder the bonding between the bump contacts and the electrodes. It is necessary to have a through hole or the like at the position. FIG. 5 shows an example of a film carrier provided with an adhesive layer 9. The figure is a cross-sectional view, in which the conductive circuit and the adhesive layer are hatched.
By laminating such an adhesive layer, the gap between the film carrier and the semiconductor chip can be sealed without providing a separate step. In addition, epoxy resin, polyimide resin, silicone resin, phenol resin, and the like are used as the adhesive.
It can be selected according to the purpose irrespective of a thermosetting resin or a thermoplastic resin.

【0041】絶縁性基板は、電気絶縁性を有するもので
あれば特に限定されないが、絶縁性と共に可撓性を有す
るものが好ましい。絶縁性基板の材料としては、ポリイ
ミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルイミ
ド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファ
イド、ポリエーテルエーテルケトン等の樹脂が挙げられ
る。絶縁性基板は、これらの内一種のみを用いた単層構
造としても良いし、二種以上を用いた多層構造としても
良く、目的に応じて選択すれば良い。絶縁性基板には、
これらの樹脂のうち、優れた耐熱性や耐薬品性、さらに
機械的強度を発揮するポリイミドを用いることが好まし
い。また、絶縁性基板の厚さは任意に選択できるが、十
分な機械的強度や可撓性を有するようにするため、導電
線回路を含めて10μm〜100μm、好ましくは20
μm〜50μmに設定するのが良い。
The insulating substrate is not particularly limited as long as it has electrical insulation, but preferably has flexibility as well as insulation. Examples of the material for the insulating substrate include resins such as polyimide, polyethylene terephthalate, polyetherimide, polyethersulfone, polyphenylenesulfide, and polyetheretherketone. The insulating substrate may have a single-layer structure using only one of these, or a multilayer structure using two or more thereof, and may be selected according to the purpose. On the insulating substrate,
Among these resins, it is preferable to use polyimide that exhibits excellent heat resistance, chemical resistance, and mechanical strength. In addition, the thickness of the insulating substrate can be arbitrarily selected, but in order to have sufficient mechanical strength and flexibility, 10 μm to 100 μm, preferably 20 μm, including the conductive wire circuit.
It is good to set it to μm to 50 μm.

【0042】導電性回路は、絶縁性基板に対してバンプ
接点を形成すべき位置の内部または裏面に相当する位置
に形成されるものであれば良い。導電性回路の材料とし
ては、導体・半導体を問わず導電性を有するものであれ
ば特に限定されないが、公知の良導体金属が好ましい。
例えば金、銀、銅、白金、鉛、錫、ニッケル、鉄、コバ
ルト、インジウム、ロジウム、クロム、タングステン、
ルテニウムなどの単独金属、またはこれらを成分とする
各種合金、例えば半田、ニッケル−錫、金−コバルトな
どが挙げられる。また、上記金属、合金などから複数種
類を用いて多層構造としてもよい。
The conductive circuit may be formed as long as it is formed inside the position where the bump contact is to be formed on the insulating substrate or at a position corresponding to the back surface. The material of the conductive circuit is not particularly limited as long as it has conductivity regardless of a conductor or a semiconductor, but a known good conductor metal is preferable.
For example, gold, silver, copper, platinum, lead, tin, nickel, iron, cobalt, indium, rhodium, chromium, tungsten,
Single metals such as ruthenium, or various alloys containing these as components, for example, solder, nickel-tin, gold-cobalt and the like can be mentioned. Further, a multilayer structure may be formed by using a plurality of types from the above metals and alloys.

【0043】導電性回路の形成方法としては、公知の回
路パターン形成方法を用いれば良く、絶縁性基板上へ目
的の回路パターンを直接描画・形成する方法(アディテ
ィブ法)と、目的の回路パターンを残すように他の導体
部分を除去して形成する方法(サブトラクティブ法)と
が挙げられる。
As a method of forming the conductive circuit, a known circuit pattern forming method may be used. A method of directly drawing and forming a target circuit pattern on an insulating substrate (additive method) and a method of forming a target circuit pattern are described below. A method (subtractive method) of forming by removing other conductor portions so as to leave them.

【0044】バンプ接点は導電性回路と導通しており、
半導体チップと電気的に接合し得るものであれば特に限
定されない。バンプ接点の形状としては、半球状を呈し
ており、フィルムキャリアから突起した態様のものが挙
げられる。バンプ接点に用いられる材料としては、金、
銀、銅、ニッケル、鉛、クロム、亜鉛、アルミニウム等
やこれらの合金が挙げられる。また、バンプ接点の構成
はこれらの内一種のみを用いたものであっても、二種以
上の異なる金属を積層したものであっても良い。
The bump contact is in conduction with the conductive circuit,
There is no particular limitation as long as it can be electrically connected to the semiconductor chip. The bump contact may have a hemispherical shape, for example, a shape protruding from a film carrier. Materials used for bump contacts include gold,
Examples include silver, copper, nickel, lead, chromium, zinc, aluminum, and the like, and alloys thereof. In addition, the configuration of the bump contact may be one using only one of these, or one obtained by laminating two or more different metals.

【0045】また、バンプ接点の材料は、加圧、加熱に
よって半導体チップの電極材料と合金を形成して金属接
合を行い得るものが好ましい。従って、半導体チップの
電極の材料と、フィルムキャリアのバンプ接点の材料と
の組合せは、良好な接合状態を得るためには重要な要素
である。上記バンプ接点の材料と、アルミニウム、半
田、銅などの電極材料との組合せのなかでも、特に、半
導体チップの電極をアルミパッドとし、フィルムキャリ
アのバンプ接点の少なくとも電極と接触する面を金(A
u)とする組合せが、本発明の製造方法を最も有用なも
のとしえる組合せである。このときに、バンプ接点は電
極と直接合金を形成し、容易に金属接合を形成すること
ができ、良好な接続状態となる。
The material of the bump contact is preferably one that can form an alloy with the electrode material of the semiconductor chip by applying pressure and heat to perform metal bonding. Therefore, the combination of the material of the electrode of the semiconductor chip and the material of the bump contact of the film carrier is an important factor for obtaining a good bonding state. Among the combinations of the material of the bump contact and the electrode material such as aluminum, solder, and copper, in particular, the electrode of the semiconductor chip is an aluminum pad, and at least the surface of the bump contact of the film carrier that contacts the electrode is gold (A).
The combination referred to as u) is a combination that can make the production method of the present invention most useful. At this time, the bump contact directly forms an alloy with the electrode, and can easily form a metal bond, resulting in a good connection state.

【0046】バンプ接点と導電性回路との導通方法は限
定されないが、特に導電性回路が絶縁性基板の内部又は
バンプ接点が設けられた面の裏面に設けられる場合であ
れば、貫通孔を用いた導通方法が好ましい。具体的に
は、図4、5に示すようにフィルムキャリアのバンプ接
点が設けられる位置に貫通孔8を設け、貫通孔の底面に
導電性回路を露出させ、貫通孔内に導電性物質を充填し
て、又はスルーホールめっきのように貫通孔の壁面に導
通性物質の層を形成してバンプ接点と導電性回路とを導
通する。この場合、貫通孔の孔径は限定されないが、隣
合った貫通孔同士がつながらない程度にまで大きくする
ことによって電気抵抗を小さくできる。また、貫通孔の
実用的な孔径は、10μm〜200μm、特に30μm
〜100μm程度が好ましい。
The method of conduction between the bump contact and the conductive circuit is not limited. However, if the conductive circuit is provided inside the insulating substrate or on the back surface of the surface on which the bump contact is provided, the through hole is used. Preferred conduction methods are preferred. Specifically, as shown in FIGS. 4 and 5, a through hole 8 is provided at a position where a bump contact of a film carrier is provided, a conductive circuit is exposed at the bottom of the through hole, and a conductive material is filled in the through hole. Then, a conductive material layer is formed on the wall surface of the through-hole as in the case of through-hole plating to conduct the bump contact and the conductive circuit. In this case, the diameter of the through-hole is not limited, but the electrical resistance can be reduced by increasing the through-hole to such an extent that adjacent through-holes are not connected. The practical hole diameter of the through hole is 10 μm to 200 μm, particularly 30 μm.
About 100 μm is preferable.

【0047】バンプ接点の形成方法としては、電解メッ
キ、無電解メッキ、蒸着、スタッドバンプ法等が挙げら
れ、目的に応じて選択すれば良い。このうち製法の容易
さ、品質の安定性およびコストのバランスの点から電解
メッキによる形成方法が好ましい。また、電解メッキに
よるバンプ接点の形成方法であれば、前記した貫通孔を
設けた後、導電性回路を負極として貫通孔内に接点材料
を析出させて充填し、さらに析出を継続し絶縁性基板の
表面から接点材料を突出させることによりバンプ接点を
形成できる。
The method for forming the bump contact includes electrolytic plating, electroless plating, vapor deposition, stud bump method, etc., which may be selected according to the purpose. Among these, the formation method by electrolytic plating is preferable from the viewpoint of easiness of the production method, stability of quality and balance of cost. In the case of a method for forming a bump contact by electrolytic plating, after providing the above-described through-hole, a contact material is deposited and filled in the through-hole using the conductive circuit as a negative electrode, and further deposition is continued to form an insulating substrate. By projecting the contact material from the surface of the bump, a bump contact can be formed.

【0048】バンプ接点の高さは、フィルムキャリアか
ら30μm以上であると製造コストが高くなってしまう
ため、また接合性を確保するために0μm〜30μmと
するのが特に好ましい。なお、バンプ接点の高さとは、
フィルムキャリアのバンプ接点が設けられた面からバン
プ接点の頂点までを言い、接着材層が設けられている場
合であれば接着材層の表面からバンプ接点の頂点までを
言う。
If the height of the bump contact is 30 μm or more from the film carrier, the production cost increases, and it is particularly preferable that the height is 0 μm to 30 μm in order to secure the bonding property. The height of the bump contact is
It refers from the surface of the film carrier on which the bump contacts are provided to the top of the bump contacts, and if the adhesive layer is provided, from the surface of the adhesive layer to the top of the bump contacts.

【0049】また、フィルムキャリアには外部の機器類
や基板等に接続するための外部接続用電極を設けておく
ことが好ましく、外部接続用電極は導電性回路と導通さ
れたものであれば特に限定されない。また、導電性回路
との導通には、前記のバンプ接点と同様の貫通孔を用い
た導通やTAB外部リードの方法による導通が利用でき
る。電極の形成方法としては半田ボールをリフローして
形成する方法やバンプ接点と同様の電解メッキによる形
成方法が挙げられる。外部接続用電極の形成はフィルム
キャリアと半導体チップとの接合の前後いずれかに適宜
行える。
It is preferable that the film carrier is provided with an external connection electrode for connecting to external devices or substrates, and the external connection electrode is particularly provided that it is electrically connected to a conductive circuit. Not limited. For conduction with the conductive circuit, conduction using a through-hole similar to the above-mentioned bump contact or conduction by a TAB external lead method can be used. Examples of the method of forming the electrodes include a method of forming the solder balls by reflow and a method of forming the electrodes by the same electrolytic plating as the bump contacts. The external connection electrode can be formed appropriately before or after the bonding between the film carrier and the semiconductor chip.

【0050】半導体チップはシリコン基板に形成された
ものであって、パッケージ前の集積回路や単独の素子等
のベアチップであれば特に限定されず、公知のものであ
っても良い。半導体チップの電極についても特に限定さ
れないが、形状がフラットであるものが好ましい。ま
た、前述した理由により、バンプ接点の少なくとも電極
と接触する面に金が用いられているのであれば、電極は
アルミパッドであることが好ましい。
The semiconductor chip is formed on a silicon substrate, and is not particularly limited as long as it is a bare chip such as an integrated circuit or a single element before packaging, and may be a known chip. The electrodes of the semiconductor chip are not particularly limited, but those having a flat shape are preferable. Further, if gold is used on at least the surface of the bump contact which is in contact with the electrode, the electrode is preferably an aluminum pad for the above-described reason.

【0051】[0051]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に示
す。実際に図1に示す製造方法により、フィルムキャリ
アに半導体チップを実装して半導体装置を製造した。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples. A semiconductor device was manufactured by actually mounting a semiconductor chip on a film carrier by the manufacturing method shown in FIG.

【0052】実施例1 フィルムキャリアとして、図4に示すフィルムキャリア
と同一構造のフィルムキャリアを用いて半導体装置を製
造した。
Example 1 A semiconductor device was manufactured using a film carrier having the same structure as the film carrier shown in FIG. 4 as the film carrier.

【0053】〔フィルムキャリアの作製〕厚さ100μ
mのポリイミド樹脂の層の上に、厚さ35μmの導電性
回路を形成し、さらにその上に厚さ25μmのポリイミ
ド樹脂の層を形成して絶縁性基板を作製した。次に、厚
さ25μmのポリイミドの層のバンプ接点を設けるべき
位置に断面が円形の孔径80μmの貫通孔を設け底面に
導電性回路を露出させた。なお、貫通孔は対象となる半
導体チップの電極の位置に合わせて、一辺の長さが8m
mの正方形の辺上に貫通孔の断面中心が位置するように
してピッチ200μmで160個設けた。さらに、接点
材料に金を用い、導電性回路を負極として電解メッキを
行い、貫通孔に接点材料を充填し、さらに電解メッキを
継続して接点材料を絶縁性基板面から突出させ、絶縁性
基板面から高さ20μmとなったところでメッキを止め
て、高さ20μmのバンプ接点を形成した。
[Preparation of Film Carrier] Thickness 100 μm
An electrically conductive circuit having a thickness of 35 μm was formed on the polyimide resin layer having a thickness of m, and a polyimide resin layer having a thickness of 25 μm was further formed thereon to produce an insulating substrate. Next, a through-hole having a circular cross section of 80 μm was provided at a position where a bump contact of a polyimide layer having a thickness of 25 μm was to be provided, and a conductive circuit was exposed on the bottom surface. The through hole has a side length of 8 m according to the position of the electrode of the target semiconductor chip.
160 pieces were provided at a pitch of 200 μm so that the center of the cross section of the through-hole was located on the side of the square of m. Furthermore, using gold as the contact material, performing electroplating using the conductive circuit as a negative electrode, filling the through-hole with the contact material, and continuing the electrolytic plating so that the contact material protrudes from the surface of the insulating substrate. When the height reached 20 μm from the surface, the plating was stopped to form a bump contact having a height of 20 μm.

【0054】〔フィルムキャリア側ベースの作製〕公知
のフリップチップボンディングに用いられるフリップチ
ップボンダーのステージに、図6(a)に示す形状の方
形の枠状のSUS製の板(外形L×M:15mm×15
mm、枠幅N:3.75mm、厚さ:20μm)を凸部
として取り付けてフィルムキャリアを作製した。
[Preparation of Film Carrier-side Base] A rectangular frame-shaped SUS plate (outside diameter L × M: FIG. 6A) is mounted on a stage of a known flip chip bonder used for flip chip bonding. 15mm × 15
mm, frame width N: 3.75 mm, thickness: 20 μm) were attached as projections to produce a film carrier.

【0055】〔フィルムキャリアと半導体チップとの接
合〕バンプ接点の裏面に対応する位置に凸部が接触する
ように、フィルムキャリアをフィルムキャリア側ベース
に真空吸着により固定する。次に、公知のフリップチッ
プボンディングに用いられる半導体チップ側ベースに、
バンプ接点と電極とが接触し得るようにして半導体チッ
プを真空吸着により固定する。なお、半導体チップはパ
ッケージ前の集積回路のベアチップであり、その電極は
アルミパッドである。次に、半導体チップ側ベースをパ
ルスヒーターにて350℃に加熱し、フィルムキャリア
に向けて移動させてバンプ接点と電極とを接触させ、更
に荷重30kgfで10秒間加圧してバンプ接点と電極
とを接合させて半導体装置を得た。
[Joining of Film Carrier and Semiconductor Chip] The film carrier is fixed to the film carrier-side base by vacuum suction so that the convex portion comes into contact with the position corresponding to the back surface of the bump contact. Next, on a semiconductor chip side base used for known flip chip bonding,
The semiconductor chip is fixed by vacuum suction so that the bump contact and the electrode can come into contact. The semiconductor chip is a bare chip of the integrated circuit before the package, and its electrodes are aluminum pads. Next, the base on the semiconductor chip side is heated to 350 ° C. by a pulse heater, moved toward a film carrier to bring the bump contacts into contact with the electrodes, and further pressed under a load of 30 kgf for 10 seconds to bring the bump contacts and the electrodes into contact. The semiconductor device was obtained by bonding.

【0056】〔接合状態の評価〕接合後のフィルムキャ
リアと半導体チップにおいて、フィルムキャリアをチッ
プに対して90度ピールしたところ、全てのバンプ接点
は半導体チップへ転写された。このことから、バンプ接
点と電極とは良好に接合されていると判断できる。な
お、90度ピールとは半導体チップに対しフィルムキャ
リアを角度90度で引っ張り、剥離させる事をいう。
[Evaluation of Joining State] In the film carrier and the semiconductor chip after the joining, when the film carrier was peeled at 90 degrees to the chip, all the bump contacts were transferred to the semiconductor chip. From this, it can be determined that the bump contact and the electrode are satisfactorily joined. Note that 90-degree peeling means that the film carrier is pulled at an angle of 90 degrees with respect to the semiconductor chip and peeled off.

【0057】実施例2 凸部として用いる方形の枠状の板の外形を8.25mm
×8.25mm、枠幅を0.5mmとした他は実施例1
と同様にしてバンプ接点と電極とを接合し、評価を行な
ったところ実施例1と同様の結果となった。
Example 2 The outer shape of a rectangular frame-like plate used as a projection was 8.25 mm.
Example 1 except that the frame width was 0.5 mm and × 8.25 mm.
The bump contact and the electrode were joined in the same manner as described above, and evaluation was performed. As a result, the same result as in Example 1 was obtained.

【0058】実施例3 フィルムキャリアとして、図5に示すフィルムキャリア
と同一構造のフィルムキャリアを用いて半導体装置を製
造した。
Example 3 A semiconductor device was manufactured using a film carrier having the same structure as the film carrier shown in FIG. 5 as the film carrier.

【0059】厚さ10μmのポリイミド樹脂の層の上
に、厚さ18μmの導電性回路を形成し、その上に厚さ
15μmのポリイミド樹脂の層を形成し、更にその上に
厚さ10μmの熱可塑性ポリイミド樹脂の層を形成して
絶縁性基板を作製した。次に、熱可塑性ポリイミド樹脂
の層のバンプ接点を設けるべき位置に、実施例1と同様
にして貫通孔を設け、電解メッキにより高さ10μmの
バンプ接点を形成した。なお、バンプ接点は2層構造で
あって、最初の接点材料に銅を用いて高さが5μmとな
るまで析出させ、更に接点材料に金を用い、金の層の厚
みが5μmとなるまで析出させて形成した。
A conductive circuit having a thickness of 18 μm is formed on a polyimide resin layer having a thickness of 10 μm, a polyimide resin layer having a thickness of 15 μm is formed thereon, and a thermal circuit having a thickness of 10 μm is further formed thereon. An insulating substrate was manufactured by forming a layer of a plastic polyimide resin. Next, a through-hole was formed in the thermoplastic polyimide resin layer at a position where the bump contact was to be provided in the same manner as in Example 1, and a bump contact having a height of 10 μm was formed by electrolytic plating. The bump contact has a two-layer structure, using copper as the first contact material and depositing it until the height becomes 5 μm, further using gold as the contact material, and depositing until the thickness of the gold layer becomes 5 μm. Formed.

【0060】次に、フィルムキャリア側ベースの凸部と
して用いる板の厚みを50μmとし、加熱条件を400
℃とし、加圧条件を40kgf、10秒間とした他は実
施例1と同様にしてバンプ接点と電極とを接合して、評
価を行なったところ実施例1と同様の結果となった。
Next, the thickness of the plate used as the projection of the film carrier side base was set to 50 μm, and the heating condition was set to 400 μm.
C., and the bump contact and the electrode were joined and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the pressing condition was changed to 40 kgf for 10 seconds. The results were the same as in Example 1.

【0061】実施例4 熱可塑性ポリイミド樹脂の代わりに熱硬化性エポキシ樹
脂を用い、加熱条件を300℃とし、加圧条件を30k
gf、10秒間とした他は実施例3と同様にバンプ接点
と電極とを接合し、評価を行なったところ実施例1と同
様の結果となった。
Example 4 A thermosetting epoxy resin was used in place of the thermoplastic polyimide resin, the heating condition was 300 ° C., and the pressing condition was 30 k
Except that gf was set to 10 seconds, the bump contact and the electrode were joined and evaluated in the same manner as in Example 3, and the same results as in Example 1 were obtained.

【0062】比較例1 凸部を取り付けない他は実施例1と同様にしてバンプ接
点と電極とを接合し、評価を行なったところバンプ接点
は半導体チップに転写されなかった。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 A bump contact and an electrode were joined and evaluated in the same manner as in Example 1 except that no projection was attached. When the evaluation was performed, the bump contact was not transferred to the semiconductor chip.

【0063】比較例2 凸部を取り付けない他は実施例3と同様にしてバンプ接
点と電極とを接合し、評価を行なったところバンプ接点
は半導体チップに転写されなかった。
COMPARATIVE EXAMPLE 2 A bump contact and an electrode were joined and evaluated in the same manner as in Example 3 except that no projection was attached. When the evaluation was performed, the bump contact was not transferred to the semiconductor chip.

【0064】以上のことから、本発明の製造方法により
製造された半導体装置では、フィルムキャリアに設けら
れたバンプ接点と半導体チップの電極とは良好に接合さ
れている。
As described above, in the semiconductor device manufactured by the manufacturing method of the present invention, the bump contact provided on the film carrier and the electrode of the semiconductor chip are satisfactorily joined.

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明では、高さの低いバンプ接点、特
に高さが30μm未満のバンプ接点であっても、全バン
プ接点と半導体チップの電極とを良好に一括して接合す
ることができる。従って、生産性に優れており、またバ
ンプ接点の高さを高くする必要がないため、バンプ接点
の製造コストを抑えることもできる。更に、バンプ接点
と電極との接合後、別工程を設けることなくフィルムキ
ャリアと半導体チップとの隙間を樹脂により封止でき
る。
According to the present invention, all bump contacts and the electrodes of the semiconductor chip can be satisfactorily and collectively joined even if the bump contacts have a low height, especially a bump contact having a height of less than 30 μm. . Therefore, it is excellent in productivity, and it is not necessary to increase the height of the bump contact, so that the manufacturing cost of the bump contact can be suppressed. Furthermore, after bonding the bump contact and the electrode, the gap between the film carrier and the semiconductor chip can be sealed with a resin without providing a separate step.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の半導体装置の製造方法および製造装置
の一例を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a method and an apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図2】フィルムキャリア側ベースの例を示す断面図で
ある。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of a film carrier-side base.

【図3】フィルムキャリア側ベースの例を示す断面図で
ある。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of a film carrier-side base.

【図4】フィルムキャリアの一例を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing an example of a film carrier.

【図5】フィルムキャリアの一例を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an example of a film carrier.

【図6】フィルムキャリア側ベースに設ける凸部の一例
を示す上面図である。
FIG. 6 is a top view showing an example of a projection provided on a film carrier-side base.

【図7】従来のフリップチップボンディングの一例を示
す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing an example of a conventional flip chip bonding.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体チップ側ベース 2 フィルムキャリア側ベース 2a 凸部 2b ベース基板 3 半導体チップ 4 フィルムキャリア 5 バンプ接点 6 絶縁性基板 7 導電性回路 8 貫通孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor chip side base 2 Film carrier side base 2a Convex part 2b Base substrate 3 Semiconductor chip 4 Film carrier 5 Bump contact 6 Insulating substrate 7 Conductive circuit 8 Through hole

フロントページの続き (72)発明者 吉尾 信彦 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 矢田 寛 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内Continuing from the front page (72) Inventor Nobuhiko Yoshio 1-1-2 Shimohozumi, Ibaraki-shi, Osaka Nitto Denko Corporation (72) Inventor Hiroshi Yada 1-1-2 Shimohozumi, Ibaraki-shi, Osaka Nitto Denko stock In company

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フィルムキャリアに半導体チップが実装
されてなる半導体装置の製造方法であって、フィルムキ
ャリアはバンプ接点を有するものであり、フィルムキャ
リアのバンプ接点と半導体チップの電極とを互いに接触
するように重ね合わせ、これらを半導体チップ側ベース
と、フィルムキャリアのバンプ接点の裏面に対応する位
置に凸部が設けられたフィルムキャリア側ベースとで挟
み込んで加熱、加圧して該バンプ接点と該電極とを接合
することを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A method for manufacturing a semiconductor device comprising a semiconductor chip mounted on a film carrier, wherein the film carrier has bump contacts, and the bump contacts of the film carrier and the electrodes of the semiconductor chip are brought into contact with each other. These are sandwiched between a semiconductor chip-side base and a film carrier-side base provided with a protrusion at a position corresponding to the back surface of the bump contact of the film carrier, and heated and pressed to form the bump contact and the electrode. And a method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項2】 半導体チップの電極がアルミパッドであ
る請求項1記載の半導体装置の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the electrodes of the semiconductor chip are aluminum pads.
【請求項3】 バンプ接点の表面にAuからなる層が設
けられている請求項1記載の半導体装置の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein a layer made of Au is provided on the surface of the bump contact.
【請求項4】 半導体チップの電極がアルミパッドであ
り、且つ、バンプ接点の表面にAuからなる層が設けら
れている請求項1記載の半導体装置の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the electrodes of the semiconductor chip are aluminum pads, and a layer made of Au is provided on the surface of the bump contact.
【請求項5】 バンプ接点の高さがフィルムキャリアか
ら30μm以下である請求項1または4記載の半導体装
置の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the height of the bump contact is 30 μm or less from the film carrier.
【請求項6】 フィルムキャリアのバンプ接点が設けら
れた面に、さらに接着剤層が設けられ、且つ、前記接着
剤層の表面にはバンプ接点が露出している請求項1記載
の半導体装置の製造方法。
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein an adhesive layer is further provided on the surface of the film carrier on which the bump contacts are provided, and the bump contacts are exposed on the surface of the adhesive layer. Production method.
【請求項7】 フィルムキャリアが、絶縁性基板の一方
の面にバンプ接点が設けられ、絶縁性基板のいずれかの
面または内部に導電性回路が設けられ、バンプ接点と導
電性回路とが導通された構造を有するものである請求項
1記載の半導体装置の製造方法。
7. A film carrier, wherein a bump contact is provided on one surface of an insulating substrate, a conductive circuit is provided on any surface or inside of the insulating substrate, and the bump contact and the conductive circuit are electrically connected. 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said method has a structure.
【請求項8】 バンプ接点の形成方法が、絶縁性基板に
対してバンプ接点を形成すべき位置に貫通孔を設け、貫
通孔の底部に導電性回路を露出させ、貫通孔内に接点材
料を析出させて充填し、さらに該接点材料と同一または
異なる接点材料を析出させて絶縁性基板の表面から突出
させてバンプ接点とするものである請求項7記載の半導
体装置の製造方法。
8. A method of forming a bump contact, comprising the steps of: forming a through hole at a position where a bump contact is to be formed with respect to an insulating substrate; exposing a conductive circuit at a bottom of the through hole; 8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the contact material is deposited and filled, and a contact material the same as or different from the contact material is deposited and projected from the surface of the insulating substrate to form a bump contact.
【請求項9】 フィルムキャリアのバンプ接点が設けら
れた面の裏面に外部接続用電極が設けられており、外部
接続用電極と導電性回路とが導通されている請求項7記
載の半導体装置の製造方法。
9. The semiconductor device according to claim 7, wherein an external connection electrode is provided on a back surface of the surface of the film carrier where the bump contact is provided, and the external connection electrode and the conductive circuit are electrically connected. Production method.
【請求項10】 フィルムキャリアに半導体チップを実
装して半導体装置を製造する装置であって、フィルムキ
ャリアのバンプ接点の裏面に対応する位置に凸部が設け
られたフィルムキャリア側ベースと、半導体チップ側ベ
ースとを有し、フィルムキャリア側ベースと半導体チッ
プ側ベースとが、フィルムキャリアのバンプ接点と半導
体チップの電極とを接触させて重ね合わせたものを挟み
込んで加熱、加圧し、バンプ接点と電極とを接合するも
のであることを特徴とする製造装置。
10. An apparatus for manufacturing a semiconductor device by mounting a semiconductor chip on a film carrier, comprising: a film carrier-side base provided with a projection at a position corresponding to a back surface of a bump contact of the film carrier; And a film carrier-side base and a semiconductor chip-side base, in which the bump contact of the film carrier and the electrode of the semiconductor chip are brought into contact with each other and sandwiched, and heated and pressed to apply the bump contact and the electrode. And a bonding apparatus for joining the two.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010129998A (en) * 2008-11-28 2010-06-10 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Printed circuit board with metal bump, and method of manufacturing the same

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