(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に多数の接続電極を有する固体装置を、前記固体装置の接続電極と対面する位置に接続電極を有する回路基板に、電気的および物理的に接続するための接合用シートであって、絶縁樹脂からなる絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の表面で、前記固体装置および回路基板の接続電極と対応する位置毎に間隔をあけて配置された導体材料からなるバンプ部とを備える固体装置接合用シートを製造する方法であって、
前記導体材料からなる導体層と、導体層の表面に積層された前記絶縁樹脂からなる絶縁樹脂層と、絶縁樹脂層の表面に積層された支持層とを有する積層体を得る工程(a) と、
前記積層体の導体層をパターン加工して前記バンプ部を形成する工程(b) と
を含む固体装置接合用シートの製造方法。
【請求項２】
前記工程(a) が、
前記導体層の表面を粗化処理する工程(a-1) と、
導体層の粗化表面に前記絶縁樹脂を塗工して絶縁樹脂層を形成する工程(a-2) と、
前記絶縁樹脂層の表面を乾燥させたあと、絶縁樹脂層の表面に、予めフィルム状に形成された支持層を積層する工程(a-3) とを含む
請求項１に記載の固体装置接合用シートの製造方法。
【請求項３】
前記工程(b) が、
前記導体層の表面にレジスト層を形成する工程(b-1) と、
レジスト層をパターン形成する工程(b-2) と、
レジスト層のパターン形状にしたがって導体層をエッチング除去して、前記バンプ部を形成する工程(b-3) と、
バンプ部の表面を粗化処理する工程(b-4) と、
バンプ部の粗化表面にＮｉメッキおよびＡｕメッキを順次施して表面処理層を形成する工程(b-5) とを含む
請求項１または２に記載の固体装置接合用シートの製造方法。
【請求項４】
表面に多数の接続電極を有する固体装置を、前記固体装置の接続電極と対面する位置に接続電極を有する回路基板に、電気的および物理的に接続するための接合用シートであって、絶縁樹脂からなる絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の表面で、前記固体装置および回路基板の接続電極と対応する位置毎に間隔をあけて配置された導体材料からなるバンプ部とを備える固体装置接合用シートを用いて、固体装置を回路基板に電気的および物理的に接続する方法であって、
回路基板の接続電極と接合用シートのバンプ部と固体装置の接続電極とが上下で同じ位置に配置されるように、回路基板と接合用シートと固体装置とを重ねて配置する工程(g) と、
回路基板、接合用シートおよび電気固体装置を加熱および加圧することで、バンプ部を加熱溶融した絶縁樹脂層を貫通させて回路基板の接続電極に接触させて回路基板の接続電極と固体装置の接続電極とをバンプ部で電気的および物理的に接続し、絶縁樹脂層を固体装置と回路基板との間でバンプ部の周囲に配置する工程(h) と
を含み、
前記工程(h) が、
加熱温度７０〜１６０℃、バンプ部１個当たりの圧力３〜２０ｇで加熱および加圧を行う第１工程(h-1) と、
加熱温度１３０〜２４０℃、バンプ部１個当たりの圧力１０〜１００ｇで加熱および加圧を行う第２工程(h-2) と、
第１工程から第２工程の間で、５０〜９０℃/secで昇温する昇温工程(h-12)とを含む
固体装置の基板搭載方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体装置接合用シートの製造方法および固体装置の基板搭載方法に関し、詳しくは、半導体チップなどの固体装置を、搭載用の回路基板に電気的および物理的に接合するマウント作業に利用される接合用シートを製造する方法と、接合用シートを用いて固体装置を回路基板に搭載する方法とを対象にしている。
【０００２】
【従来の技術】
半導体チップを回路基板に搭載する方法として、下面に多数の接続電極が配置された半導体チップを、半導体チップの接続電極と対面する位置毎に接続電極が配置された回路基板の上に重ねて、対面する接続電極同士を接合する技術が知られている。
【０００３】
この方法では、回路基板あるいは半導体チップの接続電極には予め、球状あるいは突起状の導体材料からなるバンプを形成しておき、回路基板と半導体チップとを重ねて加熱および加圧することで、バンプが上下の接続電極を電気的および物理的に接合することになる。このような接続構造は、フリップチップ構造あるいはフェースダウンボンディングなどと呼ばれる。
【０００４】
上記方法では、回路基板と半導体チップとの間にはバンプの厚みに相当する隙間があくことになる。この隙間にエポキシ樹脂などを充填して埋めることで、回路基板と半導体チップとの物理的な接合力を増大させるとともに、バンプや接続電極を樹脂で覆って保護する技術も知られている。このような充填樹脂は、アンダーフィル樹脂とも呼ばれる。
【０００５】
具体的な技術が、特開平１１−５４５４５号公報、特開平１１−１６９４９号公報などに開示されている。
これらの技術では何れも、予めバンプが形成された半導体チップを、回路基板の上に配置して接合を行っている。また、予めシート状に成形された樹脂シートを回路基板の表面に配置しておき、バンプ付きの半導体チップを加圧しながら加熱することで、樹脂シートを溶融させ、溶融した樹脂を押し退けてバンプを回路基板の接続電極と接合させる技術や、回路基板にバンプを介して半導体チップを接合したあと、回路基板と半導体チップとの隙間にシリンジで樹脂を注入する技術などが示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の技術では、半導体チップの接続電極に多数の微小なバンプを作製する手間がかかり、作業能率を低下させ製造コストを増大させるという問題があった。
半導体チップの表面にバンプを作製するには、各種の膜形成技術や写真製版技術、微細加工技術などを利用する複雑な工程を組み合わせる必要がある。しかも、完成した半導体チップの性能や品質を損なわないようにして、上記した各工程を実行してバンプを形成するのは、技術的に大きな困難を伴い、作業性も悪い。各処理工程では、半導体チップに損傷を与えるような処理剤や処理条件は採用できず、技術的な制約が多い。
【０００７】
本発明の課題は、半導体チップを回路基板に電気的および物理的に接合する作業を、簡単かつ迅速で正確に行えるようにすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる固体装置接合用シートの製造方法は、表面に多数の接続電極を有する固体装置を、前記固体装置の接続電極と対面する位置に接続電極を有する回路基板に、電気的および物理的に接続するための接合用シートであって、絶縁樹脂からなる絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の表面で、前記固体装置および回路基板の接続電極と対応する位置毎に間隔をあけて配置された導体材料からなるバンプ部とを備える固体装置接合用シートを製造する方法であって、前記導体材料からなる導体層と、導体層の表面に積層された前記絶縁樹脂からなる絶縁樹脂層と、絶縁樹脂層の表面に積層された支持層とを有する積層体を得る工程(a) と、前記積層体の導体層をパターン加工して前記バンプ部を形成する工程(b) とを含む。
〔固体装置〕
半導体チップなど、集積回路などの電子回路あるいは電気的な機能が組み込まれた各種の固体装置に適用される。
【０００９】
固体装置には、外部の回路と電気的に接続するための接続電極が設けられる。接続電極は、固体装置の表面と同一面に形成されたり、固体装置の表面にわずかに突出して形成されたりする。接続電極は、固体装置の表面のうち、外周に沿って枠状の輪郭に沿って配置されたり、前後左右に格子状あるいは千鳥状に並べて配置される。
〔回路基板〕
固体装置を搭載して外部の電子機器や電子回路との信号の入出力を行う回路を備えた基板である。
【００１０】
樹脂基板、セラミック基板などの各種の基板材料からなり、単層あるいは多層の回路を備えていることができる。
回路基板には、固体装置を搭載する搭載面を有し、搭載面には接続電極を備えている。回路基板の接続電極は、固体装置の接続電極と対面する位置毎に設けられ、回路基板の表面あるいは内部の配線回路と接続されている。回路基板の表面に露出して一定の面積を有する接続電極はランド部とも呼ばれる。
〔接合用シート：バンプ部〕
基本的には、通常の固体装置における回路基板への接合用のバンプ構造と共通する材料および形状を備えている。
【００１１】
バンプ部は、銅、ニッケル、金、ハンダ、鉄などの導体材料で作製され、固体装置および回路基板の接続電極に対応する柱形状を有している。バンプ部の上下端面の形状および面積は、電気固体装置あるいは回路基板の接続電極の形状および面積に対応している。
バンプ部には、両面に接合される接続電極との接合性能を向上させるための構造を備えておくことができる。
【００１２】
例えば、バンプ部の上下端面の片方あるいは両方を粗面化しておけば、接続電極との接合性が向上する。粗面を構成する凹凸が大きくて形状が針状に尖ったものが好ましい。粗化の大きさを３〜５μｍに設定するのが好ましい。
粗化処理は、物理的あるいは化学的な方法を採用することができる。化学的なソフトエッチング剤を用いる方法が適している。このような化学的粗化処理として、ＣＺ処理（メック工業株式会社の製品名）が挙げられる。この方法は、バンプの形状を損なうことなく表面のみを粗化処理でき、粗面の形状が針状で凹凸の大きな形状となる。その他の粗化処理として、塩化第二銅エッチング液、硫酸過水ソフトエッチング液、塩化アンモニウム水溶液などを用いる処理も適用できる。物理的粗化処理として、プラズマ処理やバフ研磨、サンドブラスト、スクラブなどが挙げられる。化学的粗化処理と物理的粗化処理を組み合わせることも可能である。
【００１３】
バンプ部のうち接続電極との当接面に、接続電極を構成する導電材料との電気的接続性を向上させる表面処理層を設けておくことができる。具体的には、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｉｎなどの金属あるいはそれらの合金、ハンダなどが使用できる。表面処理層は、メッキあるいは各種薄膜形成手段で形成できる。
粗化処理されたバンプ部の表面は活性度が高くなり酸化し易くなる。接合用シートに形成されたバンプ部のうち絶縁樹脂層と接している面については上記問題は起こり難いが、表面に露出する固体装置との接合面側では表面の酸化が起こり易い。この問題を改善するために、バンプ部の表面にＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層を順次作製することが有効である。このＡｕ／Ｎｉメッキ表面処理層は、バンプ部の粗化表面の凹凸が、固体装置と回路基板との接合作業時に加圧によって変形するのを防止するのにも有効である。Ａｕ／Ｎｉメッキ表面処理層は、接続電極との接続抵抗を改善することができる。特に、Ａｕ層は、接続抵抗の改善に有効である。
〔接合用シート：絶縁樹脂層〕
通常の半導体装置における封止あるいは保護用の絶縁樹脂材料が使用できる。
【００１４】
具体的には、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂で変性されたポリフェニレンオキサイド樹脂（ＰＰＯ樹脂）などの熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの熱硬化性樹脂は、接合用シートに形成された段階でも、加熱によって溶融させることが可能な未硬化の状態にしておく。このような未硬化状態をＢステージとも呼ぶ。
【００１５】
絶縁樹脂層の材料としては、熱可塑性樹脂を用いることもできる。熱可塑性樹脂は硬化したあとでも、加熱によって溶融させることができる。具体的には、ＰＰＥ、ＰＥＮ、ＰＥＴ、ＰＥなどが挙げられる。
絶縁樹脂に、無機フィラーを含有させると、絶縁樹脂の熱伝導率を大きくしたり、熱膨張係数を小さくしたりすることができる。無機フィラーとして、シリカやアルミナが挙げられる。
【００１６】
フィラーの大きさとして、０．０００５〜０．００５ｍｍのものが好ましい。フィラーの形状として球形のものが好ましい。このような寸法形状のフィラーは、固体装置の接合作業時にバンプ部と接続電極との間に無機フィラーが挟み込まれて接合不具合を起こす問題が起こり難い。フィラーが大きすぎると、バンプ部と接続電極との間にギャップが生じて導通が不十分になり易い。フィラーが小さければ、バンプ部の中に埋め込まれて吸収されてしまったり接合面から外に押し出されるものと推測できる。このような接合面からの押し出しがスムーズに行われるには、フィラーの形状が針状のものよりも球状のものが好ましい。
【００１７】
絶縁樹脂層の厚みは、回路基板と固体装置との隙間を埋めるという機能を十分に果たすことができる厚みが好ましく、バンプ部の配置形状や回路基板あるいは固体装置の接続電極の配置形状などの条件に合わせて設定される。具体的には、０．０２〜０．０８ｍｍ程度に設定される。
〔接合用シート：支持層〕
固体装置の接合には、前記バンプ部と絶縁樹脂層を備えていれば十分であるが、接合用シートの取扱いを容易にするために、絶縁樹脂層の背面に剥離自在な支持層を備えておくことができる。
【００１８】
特に、絶縁樹脂層が、未硬化の熱硬化性樹脂の場合は、変形したり傷付いたりし易い絶縁樹脂層を保護するために、支持層が有効である。
支持層の材料には、各種の合成樹脂や合成樹脂をコーティングした紙などが使用できる。具体的には、ＰＥＴ樹脂フィルムが使用できる。
〔接合用シートの製造〕
バンプ部と絶縁樹脂層とを備えた接合用シートを製造するには、通常の膜形成技術や積層技術、パターン加工技術を組み合わせることができる。
【００１９】
例えば、以下の工程を組み合わせる方法が適用できる。
工程（ａ）  ：導体材料からなる導体層と、導体層の表面に積層された絶縁樹脂からなる絶縁樹脂層と、絶縁樹脂層の表面に積層された支持層を有する積層体を得る。
工程（ｂ）  ：積層体の導体層をパターン加工してバンプ部を形成する。
【００２０】
導体層と絶縁樹脂層、支持層の積層は、通常、金属箔などからなる導体層の表面に溶融状態の絶縁樹脂材料を塗工することで絶縁樹脂層を形成し、ここに、別に製造されたフィルム状の支持層を貼り付けるのが、簡単で作業性が良い方法である。導体層、絶縁樹脂層および支持層を全て別個に形成したあとで積層したり、支持層の上に絶縁樹脂層を塗工したり、導体層をメッキや薄膜形成手段、厚膜形成手段で形成することもできる。
【００２１】
バンプ部のうち、絶縁樹脂層との接触面に粗化表面を設ける場合には、絶縁樹脂層を積層する前の導体層に粗化処理を施しておくことができる。
導体層をパターン加工しバンプ部を形成する工程は、通常の導体膜や配線回路のパターン形成技術が適用できる。
具体的には、導体層の表面にレジスト層を形成する工程（ｂ−１）  、レジスト層をパターン形成する工程（ｂ−２）  、レジスト層のパターン形状にしたがって導体層をエッチング除去して、前記バンプ部を形成する工程（ｂ−３）  を順次行うことができる。
【００２２】
レジスト層は、導体層の表面に、レジストフィルムを貼り付けたり、レジスト材料を塗工したりすることで形成できる。レジストは、感光性レジストが使用できる。
レジスト層に、バンプ部の配置形状に対応するマスクパターンが形成されたマスクフィルムやガラスマスクを配置して露光を行ったあと現像すれば、感光性レジストは所定のパターン形状で除去される。
【００２３】
パターン加工されたレジスト層をエッチングマスクにして、導体層をエッチングすれば、導体層の不要部分が除去されて、所定形状のバンプ部を形成することができる。
形成されたバンプ部の表面に前記同様の粗化処理を施すことができる。さらに、バンプ部の粗化表面に表面処理層を形成することができる。
〔固体装置の接合〕
接合用シートを用いて回路基板に対して固体装置を電気的および物理的に接合する。
【００２４】
接合用シートに支持層を備えている場合は、支持層を剥離除去して絶縁樹脂層のうち、バンプ部と反対側の表面を露出させておく。
回路基板の接続電極、接合用シートのバンプ部、および、固体装置の接続電極を互いに位置合わせされた状態で重ねて配置する。このとき、回路基板の接続電極と接合用シートのバンプ部との間には絶縁樹脂層が介在する。
【００２５】
この状態で、回路基板、接合用シートおよび電気固体装置を加熱および加圧する。加熱加圧処理には、通常の加熱炉やプレス装置が使用できる。具体的には、フリップチップボンダー装置を用いることができる。
加熱加圧処理の処理条件は、バンプ部の材料や配置構造、絶縁樹脂層の材料などの条件によっても異なる。少なくとも、絶縁樹脂層が加熱溶融し、バンプ部が接続電極と接合される温度で、バンプ部が絶縁樹脂層を貫通して回路基板の接続電極と接合される圧力を採用する。
【００２６】
加熱加圧処理を、下記の２段階処理で行うことができる。
第１工程（ｈ−１）  ：加熱温度７０〜１６０℃、バンプ部１個当たりの圧力３〜２０ｇ。
第２工程（ｈ−２）  ：加熱温度１３０〜２４０℃、バンプ部１個当たりの圧力１０〜１００ｇ。
【００２７】
この場合、第１工程から第２工程への移行に伴う昇温工程（ｈ−１２）を、５０〜９０℃／ｓｅｃで昇温させることができる。
上記処理条件を採用することで、回路基板と固体装置との接続電極同士の接合が確実かつ強固に行え、電気的および物理的な接続性能が向上する。
回路基板と接合用シートと固体装置とを重ねて配置する際に、最初に、接合用シートを回路基板の所定位置に仮止めしてから、その上に固体装置を重ねて配置すれば、正確な位置決めが行い易い。
【００２８】
仮止め工程の条件として、５０〜１５０℃、０．５〜２．０ｋｇ／ｃｍ２で加熱および加圧することができる。この程度の加熱および加圧で、接合用シートの絶縁樹脂層と回路基板の接続電極とが十分に位置決め固定される。
回路基板の接続電極と接合用シートのバンプ部を正確に位置決めする手段として、回路基板および接合用シートに位置決めマークを形成しておき、両者の位置決めマークを合わせて配置することができる。固体装置にも同様の位置決めマークを形成しておくことができる。
【００２９】
位置決めマークは、十字形、点状、四角形などの比較的に簡単な図形状を有するものが用いられる。回路基板および接合用シートの対角線位置あるいは四隅など複数個所に位置決めマークを設けておけば、接続電極とバンプ部との位置および姿勢を正確に合わせることができる。位置決めマークは、バンプ部あるいは接続電極のパターン形成と同時あるいは連続した工程で形成すれば、バンプ部および接続電極の位置および姿勢を正確に示すことができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
〔固体装置接合用シートの製造〕
図１〜図７に示す工程を経て、固体装置接合用シートが製造される。
図１に示すように、銅箔１２が用意される。銅箔１２の厚みは、形成するバンプ部の高さに合わせて設定され、例えば、高さ２０μｍのバンプ部を形成する場合、後述するメッキ処理などによる寸法の増大を考慮して、銅箔１２の厚みを１８μｍに設定することができる。銅箔１２の表面１３には、物理的あるいは化学的処理によって、比較的低度の粗化処理が施されている。
【００３１】
銅箔１２の粗化表面１３に、エポキシ樹脂からなり溶融状態の絶縁樹脂を、ノズル２２から吐出供給して、所定厚みの絶縁樹脂層２０を形成する。絶縁樹脂は、エポキシ樹脂に、微細なアルミナ粉体からなるフィラーを含有させたものである。絶縁樹脂層２０の厚みは、形成するバンプ部の高さに合わせて設定されるが、例えば、２０μｍの高さのバンプ部を形成する場合、絶縁樹脂層２０の厚みを０．０５ｍｍに設定することができる。
【００３２】
絶縁樹脂層２０の表面に熱風を吹き付けて乾燥させる。その結果、絶縁樹脂層２０は、未硬化ではあるが、ある程度は流動性を失い形状維持性を有する状態になる。この状態は、熱硬化性樹脂の技術においてＢステージと呼ばれる状態である。熱風乾燥は、乾燥温度８０℃で３０分程度行うことができる。
図２に示すように、絶縁樹脂層２０の表面に、剥離自在な支持層３０として、厚み１２５μｍの耐熱ＰＥＴフィルムを貼り付ける。絶縁樹脂層２０に重ねた支持層３０を、ホットロール３２で加熱すると同時に加圧することによって、支持層３０が絶縁樹脂層２０に付着する。加熱温度６０〜８０℃、加圧力２ｋｇ／ｃｍ２の処理条件が採用できる。
【００３３】
図３に示すように、前工程で得られた積層体を裏返して、銅箔１２の表面に、ドライフィルムレジスト４０を貼り付ける。レジスト４０は、通常のパターン形成加工と同様の材料である。
銅箔１２に対して、バンプ部を形成するためのパターン加工を行う。具体的には、レジスト４０の上に、マスクパターンを配置して露光し、現像して、不要な部分のレジスト４０を除去する。
【００３４】
図４に示すように、レジスト４０は、バンプ部の形成個所を除く部分が除去される。
図５に示すように、エッチング加工を行い、レジスト４０で覆われていない銅箔１２の不要個所を除去すれば、銅箔１２の残った部分にバンプ部１０が形成される。バンプ部１０が形成されれば、レジスト４０は除去する。
【００３５】
図６および図７に示すように、絶縁樹脂層２０の表面に、間隔をあけて配置された多数のバンプ部１０を有するとともに、絶縁樹脂層２０の裏面には剥離自在な支持層３０を有する接合用シートＳが得られる。
なお、バンプ部１０の上端面には、ＣＺ処理（メック社製）による粗化処理が施されて粗化表面１５が形成される。粗化表面１５の粗度は４μｍである。粗化表面１５には、４〜５μｍの厚みのＮｉメッキを行い、さらにその上に、０．５μｍの厚みのＡｕメッキを行って、Ａｕ／Ｎｉ表面処理層１４を形成している。何れのメッキ処理も無電解メッキで行った。この表面処理層１４は、前記粗化表面１５の凹凸を埋めてしまわない程度に形成されており、表面処理層１４の表面にも凹凸が表れている。
〔固体装置の接合作業〕
図８〜図１１に示すように、固体装置である半導体チップ６０を、接合用シートＳを用いて、回路基板５０に搭載して、電気的および物理的に接合する作業を行う。
【００３６】
図８に示すように、半導体チップ６０は全体が矩形板状をなし、その下面には、図９に示すように、多数の接続電極６２が形成されている。接続電極６２は、半導体チップ６０の外周の少し内側に矩形輪郭線上に間隔をあけて配置されている。
回路基板５０の表面には、半導体チップ６０の接続電極６２の配置形状に対応し、矩形輪郭に沿って多数の接続電極５２が配置されている。接続電極５２の配置個所の外側四隅には、十字状の位置決めマーク５４が形成されている。
【００３７】
接合用シートＳは、前記した支持層３０と絶縁樹脂層２０とバンプ部１０との積層体であるが、使用時には、絶縁樹脂層２０の裏面から支持層３０を剥離除去しておく。
接合用シートＳには、半導体チップ６０の接続電極６２および回路基板５０の接続電極５２と対応する位置毎に、矩形輪郭に沿って間隔をあけて多数のバンプ部１０が配置されている。バンプ部１０の外側には、回路基板５０の位置決めマーク５４に対応する位置に、同様の位置決めマーク２２が形成されている。
【００３８】
図１０に示すように、マウント作業は、まず、接合用シートＳを回路基板５０の上に配置する。両者の位置決めマーク５４、２２を合わせることで正確な位置合わせができる。接合用シートＳを回路基板５０に軽く加圧しながら加熱することで、接合用シートＳの絶縁樹脂層２０が回路基板５０の接続電極６２に仮止めされる。仮止め作業の処理条件として、温度１００℃、圧力１．０ｋｇ／ｃｍ２が採用される。
【００３９】
つぎに、図１１に示すように、接合用シートＳの上に半導体チップ６０を重ねて、接合用シートＳのバンプ部１０に半導体チップ６０の接続電極６２が当接した状態で、半導体チップ６０を回路基板５０側に強く加圧するとともに加熱して、絶縁樹脂層２０を加熱溶融させる。
接合用シートＳのバンプ部１０は、加熱溶融した絶縁樹脂層２０を押し除けるようにして絶縁樹脂層２０を貫通し、回路基板５０の接続電極５２に当接する。回路基板５０の接続電極５２、接合用シートＳのバンプ部１０および半導体チップ６０の接続電極６２が互いに当接した状態で、加熱によって、バンプ部１０が上下の接続電極５４、６２に圧着されて一体的に接合される。
【００４０】
バンプ部１０によって押し除けられた溶融状態の絶縁樹脂層２０は、バンプ部１０および接続電極５２、２２の周囲を覆った状態で、半導体チップ６０と回路基板５０との隙間全体に拡がる。
その後、バンプ部１０および絶縁樹脂層２０が冷却すれば、バンプ部１０による上下の接続電極２２、５２の電気的かつ物理的な接合が完了するとともに、絶縁樹脂層２０による半導体チップ６０と回路基板５０との接合も果たされる。バンプ部１０および接続電極２２、５２は周囲を覆う絶縁樹脂層２０によって良好に保護されることになる。
【００４１】
以上の工程によって得られた、半導体チップ６０と回路基板５０とが一体化された半導体装置は、通常の半導体装置と同様に使用することができる。
〔加熱加圧工程の具体例〕
回路基板５０、接合用シート２０および半導体チップ６０の加熱および加圧による接合工程を、下記の２段階処理で行った。
【００４２】
第１工程：１２０℃、バンプ部１個当たりの圧力１０ｇ。
昇温工程：６７℃／ｓｅｃ
第２工程：２２０℃、バンプ部１個当たりの圧力５０ｇ。
上記処理条件で接合された半導体装置において、接合後のバンプ接続抵抗値を測定したところ、数ｍΩ〜十数ｍΩであり、通常の金属接合における接合部の抵抗値と同等の良好な結果が得られた。
【００４３】
接合用シートＳを使用せずに、前記した特開平１１−１６９４９号公報などに示された、予め半導体チップにバンプ部を形成しておき、半導体チップと回路基板の間に、導電性粒子を含有する樹脂フィルムを挟んで、加熱および加圧を行って半導体チップを回路基板に接合する技術では、前記バンプ接続抵抗値は数十ｍΩ〜百数十ｍΩであり、前記本発明のほうが格段に接続性能が向上していることが確認できた。
【００４４】
【発明の効果】
本発明にかかる製造方法で得られる固体装置接合用シートは、固体装置および回路基板の接続電極を電気的かつ物理的に接合するためのバンプ部と、固体装置と回路基板との隙間でバンプ部の周囲を覆う絶縁樹脂を供給する絶縁樹脂層とが一体に積層されているので、この接合用シートを電気固体装置と回路基板との間に挟んで加圧および加熱をするだけで、バンプ部による両側の接続電極の接合および隙間を埋める絶縁樹脂層の形成が、確実かつ迅速に行える。
【００４５】
バンプ部を固体装置に形成する面倒な作業が不要である。独立した接合用シートにバンプ部を作製するのは容易であり、バンプ部の作製工程で固体装置の損傷や品質劣化を心配する必要も無くなるので、生産性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を表し、接合用シートの製造工程の第１段階を示す模式的工程図
【図２】前図に続く段階を示す模式的工程図
【図３】前図に続く段階を示す模式的工程図
【図４】前図に続く段階を示す模式的工程図
【図５】前図に続く段階を示す模式的工程図
【図６】製造された接合用シートの断面図
【図７】接合用シートの要部拡大断面図
【図８】固体装置の接合作業を示す斜視図
【図９】前図と同じ状態の断面図
【図１０】接合用シートの仮止め工程を示す断面図
【図１１】製造された半導体装置を示す断面図
【符号の説明】
Ｓ    接合用シート
１０  バンプ部
１３、１５  粗化表面
１４  Ａｕ／Ｎｉ表面処理層
２０  絶縁樹脂層
５０  回路基板
５２  接続電極
６０  半導体チップ
６２  接続電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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