JPH113909A - フリップチップ部材、シート状封止材料、半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
フリップチップ部材、シート状封止材料、半導体装置およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フリップチップ実装により高い生産性で信頼
性の高い半導体装置を製造することを可能とするフリッ
プチップ部材およびそれに用いるシート状封止材料を提
供することである。 【解決手段】 フリップチップ用封止材料として積層フ
ィルム１を用いる。積層フィルム１は、耐熱性の基材層
２の両面に接着剤層３，４を積層してなる。基材層２と
しては、金属箔または融点が２５０℃以上の有機ポリマ
ーを用いる。接着剤３，４の材料としては、ポリカルボ
ジイミド等の耐熱性樹脂を用いる。半導体素子５の電極
面側に積層フィルム１を貼り付けることによりフリップ
チップ部材を構成する。半導体素子５の表面電極上にバ
ンプ８を形成し、半導体素子５のバンプ８を回路基板１
０の回路配線１２に位置決めし、フリップチップ実装に
より回路基板１０上に積層フィルム１を挟んで半導体素
子５を実装する。
性の高い半導体装置を製造することを可能とするフリッ
プチップ部材およびそれに用いるシート状封止材料を提
供することである。 【解決手段】 フリップチップ用封止材料として積層フ
ィルム１を用いる。積層フィルム１は、耐熱性の基材層
２の両面に接着剤層３，４を積層してなる。基材層２と
しては、金属箔または融点が２５０℃以上の有機ポリマ
ーを用いる。接着剤３，４の材料としては、ポリカルボ
ジイミド等の耐熱性樹脂を用いる。半導体素子５の電極
面側に積層フィルム１を貼り付けることによりフリップ
チップ部材を構成する。半導体素子５の表面電極上にバ
ンプ８を形成し、半導体素子５のバンプ８を回路基板１
０の回路配線１２に位置決めし、フリップチップ実装に
より回路基板１０上に積層フィルム１を挟んで半導体素
子５を実装する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フリップチップ実
装に用いられるフリップチップ部材、シート状封止材
料、フリップチップ実装により製造される半導体装置お
よびその製造方法に関する。
装に用いられるフリップチップ部材、シート状封止材
料、フリップチップ実装により製造される半導体装置お
よびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、エレクトロニクス産業分野におい
て、パーソナルコンピュータ、携帯電話機に代表される
情報機器類の市場が急速に拡大している。このような情
報機器類では、軽量化および薄型化の要求が非常に強く
なっている。この要求に対応するために、フリップチッ
プ実装が注目されている。フリップチップ実装は、半導
体素子（チップ）を回路基板上に実装する際に、半導体
素子の表面電極上に半田材等からなるバンプ（突起）を
形成し、半導体素子の表面電極をそのバンプを介して回
路基板上の回路配線と直接接合するものである。
て、パーソナルコンピュータ、携帯電話機に代表される
情報機器類の市場が急速に拡大している。このような情
報機器類では、軽量化および薄型化の要求が非常に強く
なっている。この要求に対応するために、フリップチッ
プ実装が注目されている。フリップチップ実装は、半導
体素子（チップ）を回路基板上に実装する際に、半導体
素子の表面電極上に半田材等からなるバンプ（突起）を
形成し、半導体素子の表面電極をそのバンプを介して回
路基板上の回路配線と直接接合するものである。
【０００３】このようなフリップチップ実装によると、
リードフレームおよびボンディングワイヤを用いること
なく、半導体素子の表面電極が回路基板上の回路配線に
直接接合されるので、半導体装置の薄型化および軽量化
が可能となる。
リードフレームおよびボンディングワイヤを用いること
なく、半導体素子の表面電極が回路基板上の回路配線に
直接接合されるので、半導体装置の薄型化および軽量化
が可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなフリップ
チップ実装を用いた半導体装置の製造方法では、半導体
素子の実装時に半導体素子と回路基板との間の隙間に封
止樹脂を充填するプロセスが必要となる。このプロセス
は、半導体素子の実装後の信頼性、特にＴＣＴ（Therma
l Cycle Test；温度サイクル試験）に対する信頼性を向
上させるために不可欠なものとされている。
チップ実装を用いた半導体装置の製造方法では、半導体
素子の実装時に半導体素子と回路基板との間の隙間に封
止樹脂を充填するプロセスが必要となる。このプロセス
は、半導体素子の実装後の信頼性、特にＴＣＴ（Therma
l Cycle Test；温度サイクル試験）に対する信頼性を向
上させるために不可欠なものとされている。
【０００５】従来の半導体装置の製造方法では、封止樹
脂として液状の熱硬化性樹脂をディスペンサを用いて回
路基板上に塗工し、半導体素子を回路基板上にフリップ
チップ実装した後、液状の熱硬化性樹脂を加熱により硬
化させている。あるいは、フリップチップ実装後に、液
状の熱硬化性樹脂を回路基板と半導体素子との隙間に流
し込んだ後、加熱により熱硬化性樹脂を硬化させてい
る。
脂として液状の熱硬化性樹脂をディスペンサを用いて回
路基板上に塗工し、半導体素子を回路基板上にフリップ
チップ実装した後、液状の熱硬化性樹脂を加熱により硬
化させている。あるいは、フリップチップ実装後に、液
状の熱硬化性樹脂を回路基板と半導体素子との隙間に流
し込んだ後、加熱により熱硬化性樹脂を硬化させてい
る。
【０００６】このように、液状の熱硬化性樹脂を用いる
ため、熱硬化性樹脂を冷蔵庫に保存し、シェルフタイム
を管理する必要がある。さらに、使用時においては、ポ
ットライフを管理しながら一連の作業を行わなければな
らない。また、フリップチップ実装の際に、液状の熱硬
化性樹脂をディスペンサを用いて回路基板上へ塗工し、
あるいは液状の熱硬化性樹脂を回路基板と半導体素子と
の隙間に流し込むという作業が必要となる。これらの結
果、半導体装置の生産性が悪くなる。
ため、熱硬化性樹脂を冷蔵庫に保存し、シェルフタイム
を管理する必要がある。さらに、使用時においては、ポ
ットライフを管理しながら一連の作業を行わなければな
らない。また、フリップチップ実装の際に、液状の熱硬
化性樹脂をディスペンサを用いて回路基板上へ塗工し、
あるいは液状の熱硬化性樹脂を回路基板と半導体素子と
の隙間に流し込むという作業が必要となる。これらの結
果、半導体装置の生産性が悪くなる。
【０００７】本発明の目的は、フリップチップ実装によ
り高い生産性で信頼性の高い半導体装置を製造すること
を可能とするフリップチップ部材およびそれに用いるシ
ート状封止材料を提供することである。
り高い生産性で信頼性の高い半導体装置を製造すること
を可能とするフリップチップ部材およびそれに用いるシ
ート状封止材料を提供することである。
【０００８】本発明の他の目的は、フリップチップ実装
により高い生産性で製造可能な信頼性の高い半導体装置
を提供することである。
により高い生産性で製造可能な信頼性の高い半導体装置
を提供することである。
【０００９】本発明のさらに他の目的は、フリップチッ
プ実装により高い生産性で信頼性の高い半導体装置を製
造することができる製造方法を提供することである。
プ実装により高い生産性で信頼性の高い半導体装置を製
造することができる製造方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明に係るフリップチップ部材は、半導体素子および有
機樹脂からなるシート状封止材料を有し、シート状封止
材料は、半導体素子の周縁部の電極部に設けられた接合
用バンプの内側に収まる面積および当該接合用バンプの
高さ以上の厚みを有し、半導体素子の電極面の接合用バ
ンプの内側に配置されたことを特徴とする。
発明に係るフリップチップ部材は、半導体素子および有
機樹脂からなるシート状封止材料を有し、シート状封止
材料は、半導体素子の周縁部の電極部に設けられた接合
用バンプの内側に収まる面積および当該接合用バンプの
高さ以上の厚みを有し、半導体素子の電極面の接合用バ
ンプの内側に配置されたことを特徴とする。
【００１１】本発明に係るフリップチップ部材において
は、有機樹脂からなるシート状封止材料が半導体素子の
電極面の接合用バンプの内側に配置されている。そのた
め、フリップチップ実装の際に回路基板上に半導体素子
を圧着すると、バンプの高さ以上の厚みを有するシート
状封止材料の有機樹脂が接合用バンプの周縁部まで流出
し、接合用バンプを被覆するような状態で、回路基板と
半導体素子との間の隙間および接合用バンプの周囲が封
止され、かつ回路基板上に半導体素子が接着される。
は、有機樹脂からなるシート状封止材料が半導体素子の
電極面の接合用バンプの内側に配置されている。そのた
め、フリップチップ実装の際に回路基板上に半導体素子
を圧着すると、バンプの高さ以上の厚みを有するシート
状封止材料の有機樹脂が接合用バンプの周縁部まで流出
し、接合用バンプを被覆するような状態で、回路基板と
半導体素子との間の隙間および接合用バンプの周囲が封
止され、かつ回路基板上に半導体素子が接着される。
【００１２】それにより、耐湿信頼性および耐冷却サイ
クル性に優れた半導体装置が得られる。したがって、高
い生産性で信頼性の高い半導体装置を製造することが可
能となる。また、シート状封止材料は、室温での保存が
可能であるため、管理が容易となる。
クル性に優れた半導体装置が得られる。したがって、高
い生産性で信頼性の高い半導体装置を製造することが可
能となる。また、シート状封止材料は、室温での保存が
可能であるため、管理が容易となる。
【００１３】第２の発明に係るフリップチップ部材は、
半導体素子を実装可能な回路基板および有機樹脂からな
るシート状封止材料を有し、シート状封止材料は、半導
体素子の周縁部の電極部に設けられた接合用バンプの内
側に収まる面積および当該接合用バンプの高さ以上の厚
みを有し、回路基板のバンプ接合部の内側に配置された
ことを特徴とする。
半導体素子を実装可能な回路基板および有機樹脂からな
るシート状封止材料を有し、シート状封止材料は、半導
体素子の周縁部の電極部に設けられた接合用バンプの内
側に収まる面積および当該接合用バンプの高さ以上の厚
みを有し、回路基板のバンプ接合部の内側に配置された
ことを特徴とする。
【００１４】本発明に係るフリップチップ部材において
は、有機樹脂からなるシート状封止材料が回路基板のバ
ンプ接合部の内側に配置されている。そのため、フリッ
プチップ実装の際に回路基板上に半導体素子を圧着する
と、バンプの高さ以上の厚みを有するシート状封止材料
の有機樹脂が接合用バンプの周縁部まで流出し、接合用
バンプを被覆するような状態で、回路基板と半導体素子
との間の隙間および接合用バンプの周囲が封止され、か
つ回路基板上に半導体素子が接着される。
は、有機樹脂からなるシート状封止材料が回路基板のバ
ンプ接合部の内側に配置されている。そのため、フリッ
プチップ実装の際に回路基板上に半導体素子を圧着する
と、バンプの高さ以上の厚みを有するシート状封止材料
の有機樹脂が接合用バンプの周縁部まで流出し、接合用
バンプを被覆するような状態で、回路基板と半導体素子
との間の隙間および接合用バンプの周囲が封止され、か
つ回路基板上に半導体素子が接着される。
【００１５】それにより、耐湿信頼性および耐冷却サイ
クル性に優れた半導体装置が得られる。したがって、高
い生産性で信頼性の高い半導体装置を製造することがで
きる。また、シート状封止材料は、室温での保存が可能
であるため、管理が容易となる。
クル性に優れた半導体装置が得られる。したがって、高
い生産性で信頼性の高い半導体装置を製造することがで
きる。また、シート状封止材料は、室温での保存が可能
であるため、管理が容易となる。
【００１６】特に、シート状封止材料は、半導体素子の
周縁部の電極部に設けられた接合用バンプの高さの１倍
以上３倍以下の厚みを有することが好ましい。
周縁部の電極部に設けられた接合用バンプの高さの１倍
以上３倍以下の厚みを有することが好ましい。
【００１７】これにより、フリップチップ実装時に、回
路基板上に半導体素子を圧着した際に、回路基板と半導
体素子との間の隙間およびバンプの周囲が十分に封止さ
れ、かつ回路基板上に半導体素子が確実に接着される。
路基板上に半導体素子を圧着した際に、回路基板と半導
体素子との間の隙間およびバンプの周囲が十分に封止さ
れ、かつ回路基板上に半導体素子が確実に接着される。
【００１８】また、シート状封止材料は、耐熱性基材の
両面に有機樹脂を主成分とする封止材層が形成されてな
ることが好ましい。この場合、耐熱性基材の自己支持性
によりシート状封止材料の取り扱いが容易となり、回路
基板と半導体素子とを信頼性良く接着することができ
る。
両面に有機樹脂を主成分とする封止材層が形成されてな
ることが好ましい。この場合、耐熱性基材の自己支持性
によりシート状封止材料の取り扱いが容易となり、回路
基板と半導体素子とを信頼性良く接着することができ
る。
【００１９】さらに、耐熱性基材は、融点２５０℃以上
の有機ポリマーまたは金属箔からなることが好ましい。
この場合、回路基板における半田付け温度等の高温下で
耐熱性基材の線膨張係数の変化による歪みの発生が防止
される。
の有機ポリマーまたは金属箔からなることが好ましい。
この場合、回路基板における半田付け温度等の高温下で
耐熱性基材の線膨張係数の変化による歪みの発生が防止
される。
【００２０】特に、シート状封止材料を構成する有機樹
脂が、ポリカルボジイミドを主成分とすることが好まし
い。これにより、シート状封止材料が低吸湿性、柔軟
性、高接着性、高耐熱性等の特性を有することとなる。
脂が、ポリカルボジイミドを主成分とすることが好まし
い。これにより、シート状封止材料が低吸湿性、柔軟
性、高接着性、高耐熱性等の特性を有することとなる。
【００２１】シート状封止材料を構成する有機樹脂が、
無機質充填材を含有することが好ましい。この場合、吸
水率を抑制するとともに線膨張係数の違いによる歪みを
低減することが可能となる。
無機質充填材を含有することが好ましい。この場合、吸
水率を抑制するとともに線膨張係数の違いによる歪みを
低減することが可能となる。
【００２２】第３の発明に係るシート状封止材料は、回
路基板上に半導体素子をフリップチップ実装する際に用
いられるシート状封止材料であって、半導体素子の周縁
部の電極部に設けられた接合用バンプの内側に収まる面
積および当該接合用バンプの高さ以上の厚みを有し、有
機樹脂からなることを特徴とする。
路基板上に半導体素子をフリップチップ実装する際に用
いられるシート状封止材料であって、半導体素子の周縁
部の電極部に設けられた接合用バンプの内側に収まる面
積および当該接合用バンプの高さ以上の厚みを有し、有
機樹脂からなることを特徴とする。
【００２３】本発明に係るシート状封止材料を半導体素
子に設けられる接合用バンプの内側または回路基板のバ
ンプ接合部の内側に配置し、フリップチップ実装時に、
回路基板に半導体素子を圧着すると、接合用バンプの高
さ以上の厚みを有するシート状封止材料の有機樹脂が接
合用バンプの周縁部に流出し、接合用バンプを被覆する
ような状態で、回路基板と半導体素子との間の隙間およ
び接合用バンプの周囲が封止され、かつ回路基板上に半
導体素子が接着される。
子に設けられる接合用バンプの内側または回路基板のバ
ンプ接合部の内側に配置し、フリップチップ実装時に、
回路基板に半導体素子を圧着すると、接合用バンプの高
さ以上の厚みを有するシート状封止材料の有機樹脂が接
合用バンプの周縁部に流出し、接合用バンプを被覆する
ような状態で、回路基板と半導体素子との間の隙間およ
び接合用バンプの周囲が封止され、かつ回路基板上に半
導体素子が接着される。
【００２４】それにより、耐湿信頼性および耐冷却サイ
クル性に優れた半導体装置が得られる。このシート状封
止材料は、室温での保存が可能であるため、管理が容易
となる。これらの結果、信頼性が高くかつ生産性が向上
された半導体装置を容易に製造することが可能となる。
クル性に優れた半導体装置が得られる。このシート状封
止材料は、室温での保存が可能であるため、管理が容易
となる。これらの結果、信頼性が高くかつ生産性が向上
された半導体装置を容易に製造することが可能となる。
【００２５】第４の発明に係る半導体装置は、半導体素
子の周縁部の電極部に設けられた接合用バンプの内側に
収まる面積および当該接合用バンプの高さ以上の厚みを
有する有機樹脂からなるシート状封止材料が、半導体素
子の電極面の接合用バンプの内側または回路基板のバン
プ接合部の内側に配置された状態で、回路基板と半導体
素子との間でバンプ接合および封止樹脂による接着封止
を行うことによりフリップチップ実装されたことを特徴
とする。
子の周縁部の電極部に設けられた接合用バンプの内側に
収まる面積および当該接合用バンプの高さ以上の厚みを
有する有機樹脂からなるシート状封止材料が、半導体素
子の電極面の接合用バンプの内側または回路基板のバン
プ接合部の内側に配置された状態で、回路基板と半導体
素子との間でバンプ接合および封止樹脂による接着封止
を行うことによりフリップチップ実装されたことを特徴
とする。
【００２６】本発明に係る半導体装置においては、有機
樹脂からなるシート状封止材料が半導体素子の電極面の
接合用バンプの内側または回路基板のバンプ接合部の内
側に配置された状態で、回路基板と半導体素子との間で
バンプ接合および封止樹脂による接着封止が行われてい
るので、接合用バンプの高さ以上の厚みを有するシート
状封止材料が接合用バンプの周縁部に流出し、接合用バ
ンプを被覆するような状態で回路基板と半導体素子とが
封止接着されている。それにより、高い耐湿信頼性およ
び耐冷却サイクル性が実現される。
樹脂からなるシート状封止材料が半導体素子の電極面の
接合用バンプの内側または回路基板のバンプ接合部の内
側に配置された状態で、回路基板と半導体素子との間で
バンプ接合および封止樹脂による接着封止が行われてい
るので、接合用バンプの高さ以上の厚みを有するシート
状封止材料が接合用バンプの周縁部に流出し、接合用バ
ンプを被覆するような状態で回路基板と半導体素子とが
封止接着されている。それにより、高い耐湿信頼性およ
び耐冷却サイクル性が実現される。
【００２７】第５の発明に係る半導体装置の製造方法
は、半導体素子の周縁部の電極部に設けられた接合用バ
ンプの内側に収まる面積および当該接合用バンプの高さ
以上の厚みを有する有機樹脂からなるシート状封止材料
を、半導体素子の電極面の接合用バンプの内側に配置し
た状態で、回路基板との間でバンプ接合および封止接合
による接着封止を行うことによりフリップチップ実装す
ることを特徴とする。
は、半導体素子の周縁部の電極部に設けられた接合用バ
ンプの内側に収まる面積および当該接合用バンプの高さ
以上の厚みを有する有機樹脂からなるシート状封止材料
を、半導体素子の電極面の接合用バンプの内側に配置し
た状態で、回路基板との間でバンプ接合および封止接合
による接着封止を行うことによりフリップチップ実装す
ることを特徴とする。
【００２８】本発明に係る半導体装置の製造方法によれ
ば、有機樹脂からなるシート状封止材料が半導体素子の
電極面の接合用バンプの内側に配置された状態でフリッ
プチップ実装が行われるので、接合用バンプの高さ以上
の厚みを有するシート状封止材料が接合用バンプの周縁
部に流出し、接合用バンプを被覆するような状態で、回
路基板と半導体素子との間の隙間および接合用バンプの
周囲が封止され、かつ回路基板上に半導体素子が接着さ
れる。
ば、有機樹脂からなるシート状封止材料が半導体素子の
電極面の接合用バンプの内側に配置された状態でフリッ
プチップ実装が行われるので、接合用バンプの高さ以上
の厚みを有するシート状封止材料が接合用バンプの周縁
部に流出し、接合用バンプを被覆するような状態で、回
路基板と半導体素子との間の隙間および接合用バンプの
周囲が封止され、かつ回路基板上に半導体素子が接着さ
れる。
【００２９】それにより、耐湿信頼性および耐冷却サイ
クル性に優れた半導体装置が高い生産性でかつ簡単な製
造工程で得られる。
クル性に優れた半導体装置が高い生産性でかつ簡単な製
造工程で得られる。
【００３０】第６の発明に係る半導体装置の製造方法
は、半導体素子の周縁部の電極部に設けられた接合用バ
ンプの内側に収まる面積および当該接合用バンプの高さ
以上の厚みを有する有機樹脂からなるシート状封止材料
を、回路基板のバンプ接合部の内側に配置した状態で、
半導体素子との間でバンプ接合および封止樹脂による接
着封止を行うことによりフリップチップ実装することを
特徴とする。
は、半導体素子の周縁部の電極部に設けられた接合用バ
ンプの内側に収まる面積および当該接合用バンプの高さ
以上の厚みを有する有機樹脂からなるシート状封止材料
を、回路基板のバンプ接合部の内側に配置した状態で、
半導体素子との間でバンプ接合および封止樹脂による接
着封止を行うことによりフリップチップ実装することを
特徴とする。
【００３１】本発明に係る半導体装置の製造方法によれ
ば、有機樹脂からなるシート状封止材料が回路基板のバ
ンプ接合部の内側に配置された状態でフリップチップ実
装が行われるので、接合用バンプの高さ以上の厚みを有
するシート状封止材料が接合用バンプの周縁部に流出
し、接合用バンプを被覆するような状態で、回路基板と
半導体素子との間の隙間および接合用バンプの周囲が封
止され、かつ回路基板上に半導体素子が接着される。
ば、有機樹脂からなるシート状封止材料が回路基板のバ
ンプ接合部の内側に配置された状態でフリップチップ実
装が行われるので、接合用バンプの高さ以上の厚みを有
するシート状封止材料が接合用バンプの周縁部に流出
し、接合用バンプを被覆するような状態で、回路基板と
半導体素子との間の隙間および接合用バンプの周囲が封
止され、かつ回路基板上に半導体素子が接着される。
【００３２】それにより、耐湿信頼性および耐冷却サイ
クル性に優れた半導体装置が高い生産性でかつ簡単な製
造工程で得られる。
クル性に優れた半導体装置が高い生産性でかつ簡単な製
造工程で得られる。
【００３３】
【発明の実施の形態】図１〜図６は本発明に係る半導体
装置の製造方法の一例を示す模式的工程断面図である。
また、図７は半導体ウエハ上に形成された複数の半導体
素子を示す模式図である。以下、図１〜図７を参照しな
がら本発明に係る半導体装置の製造方法の一例を説明す
る。
装置の製造方法の一例を示す模式的工程断面図である。
また、図７は半導体ウエハ上に形成された複数の半導体
素子を示す模式図である。以下、図１〜図７を参照しな
がら本発明に係る半導体装置の製造方法の一例を説明す
る。
【００３４】図１では、シート状封止材料として積層フ
ィルム１を用いた例を示している。積層フィルム１は、
耐熱性の基材層２を中間層としてその両面に接着剤層
３，４を積層してなる。
ィルム１を用いた例を示している。積層フィルム１は、
耐熱性の基材層２を中間層としてその両面に接着剤層
３，４を積層してなる。
【００３５】積層フィルム１の厚みは１０μｍ〜５００
μｍの範囲で実用的に用いられるが、半導体素子の周縁
部の電極部に設けられた接合用バンプの内側に収まる面
積および接合用バンプの高さ以上であることが好まし
い。特に、積層フィルム１の厚みが半導体素子に設けら
れる接合用バンプの高さの１倍〜３倍程度であることが
より好ましい。ただし、後述する熱圧着時に接合用バン
プの周囲に多くの封止樹脂を流出させる場合には、積層
フィルム１の厚みが接合用バンプの高さの３倍を越えて
もよい。
μｍの範囲で実用的に用いられるが、半導体素子の周縁
部の電極部に設けられた接合用バンプの内側に収まる面
積および接合用バンプの高さ以上であることが好まし
い。特に、積層フィルム１の厚みが半導体素子に設けら
れる接合用バンプの高さの１倍〜３倍程度であることが
より好ましい。ただし、後述する熱圧着時に接合用バン
プの周囲に多くの封止樹脂を流出させる場合には、積層
フィルム１の厚みが接合用バンプの高さの３倍を越えて
もよい。
【００３６】半導体素子の電極部に設けられるバンプの
高さとしては、一般的に１０〜４０μｍがよく用いられ
るので、好ましい積層フィルム１の厚みは１０〜１５０
μｍである。
高さとしては、一般的に１０〜４０μｍがよく用いられ
るので、好ましい積層フィルム１の厚みは１０〜１５０
μｍである。
【００３７】基材層２としては、銅、４２アロイ、アル
ミニウム等の金属箔（金属層）または融点が２５０℃以
上のポリイミド基材等の有機ポリマーを用いる。特に、
金属箔としては、実装特性および加工性の点から銅を用
いることが好ましい。この基材層２の厚みは５μｍ〜１
００μｍがよい。
ミニウム等の金属箔（金属層）または融点が２５０℃以
上のポリイミド基材等の有機ポリマーを用いる。特に、
金属箔としては、実装特性および加工性の点から銅を用
いることが好ましい。この基材層２の厚みは５μｍ〜１
００μｍがよい。
【００３８】接着剤層３，４の材料としては、エポキシ
系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、シリコ
ーン系樹脂等の耐熱性樹脂を用いることができるが、特
に、低吸湿性、柔軟性、高接着性、高耐熱性等の特性を
有することから、次の一般式（１）で表されるポリカル
ボジイミドを用いることが好ましい。一般式（１）中の
−Ｒ−は構造式（Ａ）〜（Ｄ）のいずれであってもよい
が、特に構造式（Ｄ）で示されるフッ素化ポリカルボジ
イミドを用いることが好ましい。
系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、シリコ
ーン系樹脂等の耐熱性樹脂を用いることができるが、特
に、低吸湿性、柔軟性、高接着性、高耐熱性等の特性を
有することから、次の一般式（１）で表されるポリカル
ボジイミドを用いることが好ましい。一般式（１）中の
−Ｒ−は構造式（Ａ）〜（Ｄ）のいずれであってもよい
が、特に構造式（Ｄ）で示されるフッ素化ポリカルボジ
イミドを用いることが好ましい。
【００３９】
【化１】
【００４０】ポリカルボジイミドは、特開平２−２９２
３１６号公報や特開平４−２７５３５９号公報に開示さ
れている方法により得られる。
３１６号公報や特開平４−２７５３５９号公報に開示さ
れている方法により得られる。
【００４１】また、接着剤層３，４に、吸水率を抑制す
るとともに線膨張係数の違いによる歪みを低減する等の
目的で、必要に応じて無機質充填材を添加してもよい。
無機質充填材としては、例えばシリカ、アルミナ、チタ
ニア、ガラス、酸化鉄、窒化珪素等を用いることができ
る。無機質充填材の量は、接着剤層３，４の耐熱性樹脂
の９０重量％程度よりも多いと接着性が低下するので、
耐熱性樹脂の０〜９０重量％程度とすることが好まし
い。
るとともに線膨張係数の違いによる歪みを低減する等の
目的で、必要に応じて無機質充填材を添加してもよい。
無機質充填材としては、例えばシリカ、アルミナ、チタ
ニア、ガラス、酸化鉄、窒化珪素等を用いることができ
る。無機質充填材の量は、接着剤層３，４の耐熱性樹脂
の９０重量％程度よりも多いと接着性が低下するので、
耐熱性樹脂の０〜９０重量％程度とすることが好まし
い。
【００４２】この積層フィルム１の作製には、例えばポ
リカルボジイミド樹脂溶液を銅箔の両面に塗布し、乾燥
させる方法を用いてもよい。また、例えば厚み５０μｍ
のポリカルボジイミドフィルムに銅を蒸着する方法や、
銅箔にポリカルボジイミドフィルムを重ねて加熱および
加圧する方法を用いてもよい。
リカルボジイミド樹脂溶液を銅箔の両面に塗布し、乾燥
させる方法を用いてもよい。また、例えば厚み５０μｍ
のポリカルボジイミドフィルムに銅を蒸着する方法や、
銅箔にポリカルボジイミドフィルムを重ねて加熱および
加圧する方法を用いてもよい。
【００４３】次に、図２に示すように、半導体素子５の
上面（電極形成面）上に、図１の積層フィルム１を貼り
付ける。このとき、半導体素子５の表面電極（パッド）
部分が積層フィルム１で覆われないように、必要に応じ
て積層フィルム１の所定箇所に予め孔またはスリットを
設けておく。
上面（電極形成面）上に、図１の積層フィルム１を貼り
付ける。このとき、半導体素子５の表面電極（パッド）
部分が積層フィルム１で覆われないように、必要に応じ
て積層フィルム１の所定箇所に予め孔またはスリットを
設けておく。
【００４４】半導体素子５への積層フィルム１の貼り付
け方法は、特に限定されるものではなく、例えば、積層
フィルム１の一方の接着剤層３が半導体素子５の上面に
接した状態で、フリップチップボンダー等により圧力５
ｋｇ／ｃｍ2 〜４０ｋｇ／ｃｍ2 、時間５秒〜９０秒お
よび温度２１０℃〜４００℃で電極部の金属接合を行う
とともに積層フィルム１を半導体素子５に熱圧着させて
もよい。また、積層フィルム１の一方の接着剤層３を熱
溶解させた後、その接着剤層３を半導体素子５の上面に
展伸させてもよい。
け方法は、特に限定されるものではなく、例えば、積層
フィルム１の一方の接着剤層３が半導体素子５の上面に
接した状態で、フリップチップボンダー等により圧力５
ｋｇ／ｃｍ2 〜４０ｋｇ／ｃｍ2 、時間５秒〜９０秒お
よび温度２１０℃〜４００℃で電極部の金属接合を行う
とともに積層フィルム１を半導体素子５に熱圧着させて
もよい。また、積層フィルム１の一方の接着剤層３を熱
溶解させた後、その接着剤層３を半導体素子５の上面に
展伸させてもよい。
【００４５】特に、積層フィルム１を半導体素子５の上
面に熱圧着した後、加熱により接着剤層３を熱硬化させ
ることにより耐熱性を向上させてもよい。この場合、半
導体素子５に熱圧着された積層フィルム１をドライヤ
ー、熱風乾燥機、半導体素子の半田実装加熱装置等の任
意の加熱手段により加熱する。加熱温度は、１００℃〜
３６０℃の範囲に設定し、好ましくは１１０℃〜２５０
℃の範囲に設定する。
面に熱圧着した後、加熱により接着剤層３を熱硬化させ
ることにより耐熱性を向上させてもよい。この場合、半
導体素子５に熱圧着された積層フィルム１をドライヤ
ー、熱風乾燥機、半導体素子の半田実装加熱装置等の任
意の加熱手段により加熱する。加熱温度は、１００℃〜
３６０℃の範囲に設定し、好ましくは１１０℃〜２５０
℃の範囲に設定する。
【００４６】接着剤層３がポリカルボジイミドからなる
場合には、上記の加熱によりポリカルボジイミドが架橋
して硬化し、耐熱性が向上する。
場合には、上記の加熱によりポリカルボジイミドが架橋
して硬化し、耐熱性が向上する。
【００４７】半導体素子５への積層フィルム１の貼り付
けは、図７に示す半導体ウエハ６から半導体素子５が切
り分けられる前に行ってもよく、あるいは半導体ウエハ
６から半導体素子５が切り分けられた後で行ってもよ
い。このようにして、フリップチップ部材として半導体
素子積層フィルム固着体９が作製される。
けは、図７に示す半導体ウエハ６から半導体素子５が切
り分けられる前に行ってもよく、あるいは半導体ウエハ
６から半導体素子５が切り分けられた後で行ってもよ
い。このようにして、フリップチップ部材として半導体
素子積層フィルム固着体９が作製される。
【００４８】次に、図３に示すように、半田バンプ形成
装置を用いて、半導体素子５の表面電極上に半田材等か
らなる接続用のバンプ８を形成する。この場合、バンプ
８の高さは積層フィルム１の厚みの１／３倍以上１倍以
下となることが好ましい。
装置を用いて、半導体素子５の表面電極上に半田材等か
らなる接続用のバンプ８を形成する。この場合、バンプ
８の高さは積層フィルム１の厚みの１／３倍以上１倍以
下となることが好ましい。
【００４９】その後、図４に示すように、半導体素子積
層フィルム固着体９のバンプ８を回路基板１０の回路配
線１２に位置決めし、図５に示すように、フリップチッ
プ実装により回路基板１０上に積層フィルム１を挟んで
半導体素子５を実装する。このとき、図６に示すよう
に、積層フィルム１の接着剤層３，４の耐熱性樹脂が半
導体素子５と回路基板１０との間においてバンプ８およ
び回路配線１２の領域を除く隙間に広がる。
層フィルム固着体９のバンプ８を回路基板１０の回路配
線１２に位置決めし、図５に示すように、フリップチッ
プ実装により回路基板１０上に積層フィルム１を挟んで
半導体素子５を実装する。このとき、図６に示すよう
に、積層フィルム１の接着剤層３，４の耐熱性樹脂が半
導体素子５と回路基板１０との間においてバンプ８およ
び回路配線１２の領域を除く隙間に広がる。
【００５０】このようにして、回路基板１０上に積層フ
ィルム１で半導体素子５が接着された半導体装置１１が
作製される。
ィルム１で半導体素子５が接着された半導体装置１１が
作製される。
【００５１】本発明の半導体装置の製造方法によれば、
半導体素子５の表面に積層フィルム１を貼り付けること
により、フリップチップ実装の際に半導体素子５と回路
基板１０との間に封止樹脂を充填することができ、かつ
回路基板１０上に半導体素子５を容易に接着することが
できる。これにより、半導体装置１１の製造が容易とな
る。
半導体素子５の表面に積層フィルム１を貼り付けること
により、フリップチップ実装の際に半導体素子５と回路
基板１０との間に封止樹脂を充填することができ、かつ
回路基板１０上に半導体素子５を容易に接着することが
できる。これにより、半導体装置１１の製造が容易とな
る。
【００５２】積層フィルム１は室温で保存が可能である
ため、管理が容易である。また、ディスペンサによる回
路基板１０上への液状の熱硬化性樹脂の塗工作業が不要
となる。さらに、基材層２が接着剤層３，４の支持体と
して働くので、取り扱い性が向上する。したがって、半
導体装置１１の生産性が向上する。
ため、管理が容易である。また、ディスペンサによる回
路基板１０上への液状の熱硬化性樹脂の塗工作業が不要
となる。さらに、基材層２が接着剤層３，４の支持体と
して働くので、取り扱い性が向上する。したがって、半
導体装置１１の生産性が向上する。
【００５３】また、積層フィルム１の基材層２の両面に
接着剤層３，４が形成されているので、積層フィルム１
と半導体素子５および回路基板１０との密着性が良好と
なる。しかも、基材層２が接着剤層２，３で挟持されて
いるので、反りの発生が防止される。したがって、半導
体装置の信頼性が向上する。
接着剤層３，４が形成されているので、積層フィルム１
と半導体素子５および回路基板１０との密着性が良好と
なる。しかも、基材層２が接着剤層２，３で挟持されて
いるので、反りの発生が防止される。したがって、半導
体装置の信頼性が向上する。
【００５４】なお、上記の例では、積層フィルム１が半
導体素子５の電極面のバンプ８の内側に貼り付けられる
ことによりフリップチップ部材が構成される場合を説明
したが、積層フィルム１が回路基板１０のバンプ接合部
の内側に貼り付けられることによりフリップチップ部材
が構成されてもよい。
導体素子５の電極面のバンプ８の内側に貼り付けられる
ことによりフリップチップ部材が構成される場合を説明
したが、積層フィルム１が回路基板１０のバンプ接合部
の内側に貼り付けられることによりフリップチップ部材
が構成されてもよい。
【００５５】
【実施例】ここで、図１〜図６に示した製造方法により
実施例の半導体装置１１を作製した。本実施例では、積
層フィルム１は次のようにして形成した。
実施例の半導体装置１１を作製した。本実施例では、積
層フィルム１は次のようにして形成した。
【００５６】まず、２，２’−ビス〔（４−イソシアネ
ートフェノキシ）フェニル〕ヘキサフルオロプロパン
（ＢＩＰＦ）５．０ｇをテトラヒドロフラン５０ｍＬ中
でカルボジイミド化触媒（１−フェニル−３−メチル−
２−ホスホレンオキサイド）３０ｍｇとともに６０℃で
１５時間反応させ、ポリカルボジイミド樹脂溶液を得
た。このポリカルボジイミド樹脂溶液を厚み３５μｍの
銅箔の両面に塗布し、１００℃で１５分間乾燥させ、３
層構造の積層フィルム１を得た。この積層フィルム１の
ポリカルボジイミド層の厚みは各々５０μｍである。
ートフェノキシ）フェニル〕ヘキサフルオロプロパン
（ＢＩＰＦ）５．０ｇをテトラヒドロフラン５０ｍＬ中
でカルボジイミド化触媒（１−フェニル−３−メチル−
２−ホスホレンオキサイド）３０ｍｇとともに６０℃で
１５時間反応させ、ポリカルボジイミド樹脂溶液を得
た。このポリカルボジイミド樹脂溶液を厚み３５μｍの
銅箔の両面に塗布し、１００℃で１５分間乾燥させ、３
層構造の積層フィルム１を得た。この積層フィルム１の
ポリカルボジイミド層の厚みは各々５０μｍである。
【００５７】一方、比較例として、積層フィルム１の代
わりに液状の熱硬化性樹脂である液状エポキシ樹脂を用
いて同じ仕様の半導体装置を作製した。
わりに液状の熱硬化性樹脂である液状エポキシ樹脂を用
いて同じ仕様の半導体装置を作製した。
【００５８】実施例および比較例の半導体装置につい
て、−５０℃／５分〜１５０℃／５分のＴＣＴ（温度サ
イクル試験）を行い、回路基板からの半導体素子の剥離
発生数を測定した。その測定結果を表１に示す。
て、−５０℃／５分〜１５０℃／５分のＴＣＴ（温度サ
イクル試験）を行い、回路基板からの半導体素子の剥離
発生数を測定した。その測定結果を表１に示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】表１に示すように、比較例においては、剥
離発生数が２００サイクルで１０個中５個となり、４０
０サイクルおよび８００サイクルでは１０個中１０個と
なった。これに対して、本実施例においては、剥離発生
数が２００サイクルで１０個中０個となり、４００サイ
クルおよび８００サイクルでは１０個中１個となった。
離発生数が２００サイクルで１０個中５個となり、４０
０サイクルおよび８００サイクルでは１０個中１０個と
なった。これに対して、本実施例においては、剥離発生
数が２００サイクルで１０個中０個となり、４００サイ
クルおよび８００サイクルでは１０個中１個となった。
【００６１】この結果から、本実施例の半導体装置で
は、比較例の半導体装置に比べて剥離発生数がはるかに
少なく、信頼性が向上していることが確認された。
は、比較例の半導体装置に比べて剥離発生数がはるかに
少なく、信頼性が向上していることが確認された。
【図１】本発明に係るシート状封止材料の一例を示す第
１の模式的工程断面図である。
１の模式的工程断面図である。
【図２】本発明に係る半導体措置の製造方法の一例を示
す第２の模式的工程断面図である。
す第２の模式的工程断面図である。
【図３】本発明に係る半導体装置の製造方法の一例を示
す第３の模式的工程断面図である。
す第３の模式的工程断面図である。
【図４】本発明に係る半導体装置の製造方法の一例を示
す第４の模式的工程断面図である。
す第４の模式的工程断面図である。
【図５】本発明に係る半導体装置の製造方法の一例を示
す第５の模式的工程断面図である。
す第５の模式的工程断面図である。
【図６】本発明に係る半導体装置の製造方法の一例を示
す第６の模式的工程断面図である。
す第６の模式的工程断面図である。
【図７】半導体ウエハ上に形成された複数の半導体素子
を示す模式図である。
を示す模式図である。
１ 積層フィルム ２ 耐熱性基材層 ３，４ 接着剤層 ５ 半導体素子 ６ 半導体ウエハ ８ バンプ ９ 半導体素子積層フィルム固着体 １０ 回路基板 １１ 半導体装置 １２ 回路配線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望月 周 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 吉岡 昌宏 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 福岡 孝博 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
Claims (11)
- 【請求項１】 半導体素子および有機樹脂からなるシー
ト状封止材料を有し、前記シート状封止材料は、前記半
導体素子の周縁部の電極部に設けられた接合用バンプの
内側に収まる面積および当該接合用バンプの高さ以上の
厚みを有し、前記半導体素子の電極面の前記接合用バン
プの内側に配置されたことを特徴とするフリップチップ
部材。 - 【請求項２】 半導体素子を実装可能な回路基板および
有機樹脂からなるシート状封止材料を有し、前記シート
状封止材料は、前記半導体素子の周縁部の電極部に設け
られた接合用バンプの内側に収まる面積および当該接合
用バンプの高さ以上の厚みを有し、前記回路基板のバン
プ接合部の内側に配置されたことを特徴とするフリップ
チップ部材。 - 【請求項３】 前記シート状封止材料は、前記半導体素
子の周縁部の電極部に設けられた接合用バンプの高さの
１倍以上３倍以下の厚みを有することを特徴とする請求
項１または２記載のフリップチップ部材。 - 【請求項４】 前記シート状封止材料は、耐熱性基材の
両面に有機樹脂を主成分とする封止材層が形成されてな
ることを特徴とする請求項１、２または３記載のフリッ
プチップ部材。 - 【請求項５】 前記耐熱性基材は、融点２５０℃以上の
有機ポリマーまたは金属箔からなることを特徴とする請
求項４記載のフリップチップ部材。 - 【請求項６】 前記シート状封止材料を構成する有機樹
脂が、ポリカルボジイミドを主成分とすることを特徴と
する請求項１〜５のいずれかに記載のフリップチップ部
材。 - 【請求項７】 前記シート状封止材料を構成する有機樹
脂が、無機質充填材を含有することを特徴とする請求項
１〜６のいずれかに記載のフリップチップ部材。 - 【請求項８】 回路基板上に半導体素子をフリップチッ
プ実装する際に用いられるシート状封止材料であって、
前記半導体素子の周縁部の電極部に設けられた接合用バ
ンプの内側に収まる面積および当該接合用バンプの高さ
以上の厚みを有し、有機樹脂からなることを特徴とする
シート状封止材料。 - 【請求項９】 半導体素子の周縁部の電極部に設けられ
た接合用バンプの内側に収まる面積および当該接合用バ
ンプの高さ以上の厚みを有する有機樹脂からなるシート
状封止材料が、前記半導体素子の電極面の前記接合用バ
ンプの内側または回路基板のバンプ接合部の内側に配置
された状態で、前記回路基板と前記半導体素子との間で
バンプ接合および封止樹脂による接着封止を行うことに
よりフリップチップ実装されたことを特徴とする半導体
装置。 - 【請求項１０】 半導体素子の周縁部の電極部に設けら
れた接合用バンプの内側に収まる面積および当該接合用
バンプの高さ以上の厚みを有する有機樹脂からなるシー
ト状封止材料を、前記半導体素子の電極面の前記接合用
バンプの内側に配置した状態で、回路基板との間でバン
プ接合および封止樹脂による接着封止を行うことにより
フリップチップ実装することを特徴とする半導体装置の
製造方法。 - 【請求項１１】 半導体素子の周縁部の電極部に設けら
れた接合用バンプの内側に収まる面積および当該接合用
バンプの高さ以上の厚みを有する有機樹脂からなるシー
ト状封止材料を、回路基板のバンプ接合部の内側に配置
した状態で、半導体素子との間でバンプ接合および封止
樹脂による接着封止を行うことによりフリップチップ実
装することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9154017A JPH113909A (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | フリップチップ部材、シート状封止材料、半導体装置およびその製造方法 |
| EP98923154A EP1030358A1 (en) | 1997-06-11 | 1998-06-05 | Flip-chip member, sheetlike sealing material, semiconductor device, and process for manufacturing the same |
| PCT/JP1998/002512 WO1998057370A1 (en) | 1997-06-11 | 1998-06-05 | Flip-chip member, sheetlike sealing material, semiconductor device, and process for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9154017A JPH113909A (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | フリップチップ部材、シート状封止材料、半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH113909A true JPH113909A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15575095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9154017A Pending JPH113909A (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | フリップチップ部材、シート状封止材料、半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1030358A1 (ja) |
| JP (1) | JPH113909A (ja) |
| WO (1) | WO1998057370A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6569764B1 (en) | 1999-08-25 | 2003-05-27 | Hitachi, Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor package by attaching a lead frame to a semiconductor chip via projecting electrodes and an insulating sheet of resin material |
| US10597517B2 (en) | 2015-02-20 | 2020-03-24 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Curable resin composition and sealing material using same |
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