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発明の名称 半導体装置の製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−64637
公開日 平成8年(1996)3月8日
出願番号 特願平6−201846
出願日 平成6年(1994)8月26日
代理人
発明者 平井 稔
要約 目的
ペレット状のベアチップであっても、そのバンプ上に選択的に導電性樹脂層を形成し得る方法を提供することを目的とする。

構成
本発明は、半導体素子の突起電極上に樹脂ペーストを転写する工程と、前記樹脂ペーストの層に導電性粒子を転写する工程と、を有する半導体装置の製造方法である。
特許請求の範囲
【請求項1】 半導体素子の突起電極上に樹脂ペーストを転写する工程と、前記樹脂ペーストの層に導電性粒子を転写する工程と、を有する半導体装置の製造方法。
【請求項2】 樹脂ペーストの層に導電性粒子を転写する工程が、板状部材の表面に溝を形成し、この溝に、該溝の深さとほぼ同一の直径を有する導電性粒子を充填し、前記溝中の導電性粒子を、突起電極上に転写された樹脂ペーストの層に対して転写して行われることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特にLCDモジュール又はマルチチップモジュールの配線基板に実装されるIC、LSI等のベアチップ部品の突起電極上に導電性樹脂層を形成する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、LCDモジュール、マルチチップモジュール等において、IC、LSI等のベアチップ部品を、その表面に設けられた突起電極(バンプ)を配線基板に電気的に接続する方法としては、図4に示すような、樹脂111中に金属粒子112を分散させた、例えば熱硬化性樹脂の異方導電性樹脂ペースト11を、回路基板12の配線13面に塗着し、ICベアチップ14をそのバンプ15が所定の配線13と対向するように上記異方導電性樹脂ペースト11上方からある程度大きな力で押圧し、配線13とバンプ15との間の金属粒子112の密度を高め、該金属粒子112同士の接触により電気的接続をとった状態で加熱することにより、上記異方導電性樹脂ペースト11を硬化させるといった方法が用いられている。
【0003】しかし、このような方法を用いた場合、ICベアチップ14を配線13に向けて押圧するので、配線13とバンプ15との間に介在する金属粒子112の密度分布にばらつきが生じやすくなるため、バンプ15の配線13に対する有効接触面積(バンプ15上面)の一部分にしか接続されず、バンプ−配線間の電気抵抗は大きくなる。また、周囲環境が樹脂111のガラス転移温度(Tg)以上となると、樹脂111は流動的になりさらに熱膨張して、金属粒子112間に隙間ができて非接触状態となり、ICベアチップ14の回路基板12の配線13に対する電気的接続不良による信頼性の低下を招いてしまう。
【0004】このような問題を解決すべく、従来では、次のような方法が提案されている。図5に示すように、樹脂中の導電性粒子の配合比を高くした、導電率の高い導電性樹脂層16を、ベアチップ14のバンプ15上にのみ設け、このベアチップ11を、導電性樹脂層16を回路基板12の所定の配線13に圧接させ、その周囲を樹脂17で覆うことにより、樹脂17が硬化する際に収縮する内部応力でバンプ15及び導電性樹脂層16と配線13との圧接状態を維持させ、導電性粒子を押しつぶして塑性変形させた状態で接続すれば、周囲温度が樹脂のTg以上となり、樹脂の内部応力が低減しても、塑性変形していた導電性粒子は元の形状に戻ろうとする復元力による膨張度が大きく、導電性樹脂層16と配線13との接触状態を維持している。
【0005】上記の提案されている方法によれば、ベアチップ14のバンプ15上に導電性樹脂層18を設けるために、例えば図6に示すように、感光性樹脂中に導電性粒子を分散させた、導電性樹脂181を、ベアチップ14のバンプ15が形成されている面全体にスピンコート(半導体チップに分割する前の状態であるウエハ上に感光性樹脂を滴下しウエハを回転させることによりウエハ上に均一な感光性樹脂層をコートする)をし、そして、図7に示すように、フォトリソグラフィ法によりバンプ15上以外の部分の導電性樹脂181を除去するといった方法が採用されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記フォトリソグラフィによりバンプ上に選択的に導電性樹脂層を形成する場合、ウエハに上記導電性樹脂181をスピンコートすることは可能であるが、ウエハから個々に分割されたペレット状のベアチップ14のバンプ15上に選択的に導電性樹脂層18を形成することは実質不可能であるといった問題がある。
【0007】本発明は、以上のような状況下において考え出されたもので、ペレット状のベアチップであっても、そのバンプ上に選択的に導電性樹脂層を形成し得る方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するために本発明は、バンプ上に樹脂ペーストを転写する工程と、上記樹脂ペーストの層に導電性粒子を転写する工程と、を有する半導体装置の製造方法を提供するものである。また、本発明は、更に、前記導電性粒子を転写する工程を、板状部材の表面に溝を形成し、この溝に、該溝の深さとほぼ同一の直径を有する導電性粒子を充填し、上記溝中の導電性粒子を、突起電極上に転写された樹脂ペーストの層に対して転写して行う半導体装置の製造方法を提供するものである。
【0009】
【発明の作用および効果】本発明によれば、半導体素子のバンプが該半導体素子の他の面に対して突出しているので、上記バンプ上に樹脂ペーストを選択的に転写することができ、更に上記バンプ上に設けられた樹脂ペーストの層に導電性粒子を転写させれば、半導体素子のバンプ上にのみ容易に導電性樹脂層を形成することができる。
【0010】また、本発明において、溝に、該溝の深さとほぼ同一の直径を有する導電性粒子を充填し、上記溝中の導電性粒子を、上記バンプ上に設けられた樹脂ペーストの層に対して転写するときは、上記溝中において、導電性粒子は重なること無く一段にして敷き詰められるようになるので、この状態でバンプ上の樹脂ペーストの層への転写を行えば、導電性粒子を上記バンプ上に一つずつ敷き詰めるように転写することができる。
【0011】従って、本発明によれば、ウエハ状態から分割され個々の半導体素子におけるバンプ上においても選択的に且つ容易に導電性樹脂層を形成することができる。また、本発明によれば、半導体素子のバンプ上に導電性粒子を一個づつ敷き詰めた状態で導電性樹脂層を設けることができ、上記導電性樹脂層の導電状態及び形成状態のばらつきを極めて低減できる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図1乃至図3を参照しつつ説明するが、本発明はこれらに限定されることはない。まず、図1に示すように、5〜10μm程度の高さのバンプ1を形成したICベアチップ2を、下方に向けた状態でその反バンプ1形成側の面を真空吸着コレット3で吸着保持し、予め用意したアルミニウムからなる板状部材4へと移送する。この板状部材4には、その上面に設けられた5〜10μm程度の溝5内にUV硬化性の粘液状の樹脂ペースト6が充填されている。そして、ICベアチップ2を、そのバンプ下面を溝5に対して水平にして接近動後さらに離反動させ、上記バンプ1下面に上記樹脂ペースト6を転写する。
【0013】次に、上記樹脂ペースト6が転写されたICベアチップ2を、真空吸着コレット3で吸着保持したままの状態で、図2に示すような、予め用意したアルミニウムからなる板状部材7へと移送する。この板状部材7には、その上面に設けられた5〜10μm程度の溝8内に粉末状の導電性粒子9が充填されている。そして、ICベアチップ2を、上記同様にそのバンプ下面を溝8に対して水平にして接近動・離反動させ、上記バンプ1下面に転写された樹脂ペースト4に上記導電性粒子9を転写する。
【0014】そして、図3に示すように、ICベアチップ2を、真空吸着コレット3で吸着保持したままの状態で、UVランプ10上に移送し、液状の樹脂ペースト4に導電性粒子9が転写された上記バンプ1下面にUV光線を照射して樹脂ペースト6を硬化させて、導電性樹脂層を形成する。本実施例においては、板状部材4,7を別個に設けているが、これを一体的にして、溝5、8をそれぞれ別の位置に設けてもよい。
【0015】また、本実施例において、板状部材4,7の上面の溝5,8は、例えばエッチング、サンドブラスト、研削等により設けることができる。さらに、上記導電性粒子9としては、例えばAg、Cu等の各種金属粒子、ビニル樹脂等の樹脂ボール表面にNi、Au等の金属を被覆させたもの等を用いることができる。上記導電性粒子の粒子径としては、上記板状部材7の溝8の深さと同程度もしくはわずかに小さいものを用いるのが好ましく、このようにすることにより上記板状部材7の溝8中に導電性粒子9を一個づつ一段に敷き詰めることを容易にでき、ICベアチップ2のバンプ1上に導電性粒子9を一個づつ敷き詰めたような状態で導電性樹脂層を形成することができる。このようにして得られるICベアチップの導電性樹脂層は、バンプ1上にほぼ均一且つ薄い厚みで形成されており、このICベアチップをUV硬化性もしくは熱硬化性の樹脂ペーストを塗着した回路基板の配線に対して、ICベアチップのバンプを押圧し接触させ、上記樹脂ペーストを硬化させることにより導電性樹脂層中の導電性粒子を押しつぶし塑性変形させた状態で効果的な接続面積(有効接触面積)において接続することができる。
【0016】更に、本発明において、導電性粒子として、上記樹脂ボールの表面に金属を被覆したものを用いて導電性樹脂層を設けたベアチップを回路基板に樹脂ペーストを用いて接続したときは、導電性粒子の熱膨張率が上記樹脂ペーストの硬化物の熱膨張率と同等もしくは近似することとなるので、熱サイクルによる樹脂の伸縮に対して導電性粒子の伸縮を追従させることができ、一層良好な接続を保持することができる。




 

 


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