(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の工程を含むことを特徴とする半導体チップの実装方法。
ａ．半導体チップに形成された導体パッド又は導体バンプと該導体パッド又は導体バンプが形成された位置に対応させてパッケージ基板に形成された導体パッド又は導体バンプとを接続する工程。
ｂ．前記半導体チップとその下方のパッケージ基板との間にアンダーフィル材を注入する工程。
ｃ．前記半導体チップの外側周囲と半導体チップ周辺のパッケージ基板部分とを可撓性のあるフィルムにより連続して覆って、そのフィルムの周縁部分を前記半導体チップ周辺のパッケージ基板部分に気密に接合する工程。
ｄ．前記半導体チップの外側周囲と半導体チップ周辺のパッケージ基板部分との間を覆うフィルム部分に設けられた穴を通して、前記フィルムの内側空間の気体をフィルム外部に吸引し続けて、前記アンダーフィル材を半導体チップとパッケージ基板との間に充填する工程。
ｅ．前記半導体チップとその下方のパッケージ基板との間に充填したアンダーフィル材を加熱して固化させ、そのアンダーフィル材を介して半導体チップをその下方のパッケージ基板に接合する工程。
【請求項２】
次の工程を含むことを特徴とする半導体チップの実装方法。
ａ．半導体チップに形成された導体パッド又は導体バンプと該導体パッド又は導体バンプが形成された位置に対応させてパッケージ基板に形成された導体パッド又は導体バンプとを接続する工程。
ｂ．前記半導体チップとその下方のパッケージ基板との間にアンダーフィル材を注入する工程。
ｃ．前記半導体チップの外側周囲と半導体チップ周辺のパッケージ基板部分とを可撓性のあるフィルムにより連続して覆って、そのフィルムの周縁部分を前記半導体チップ周辺のパッケージ基板部分にその一部に未接合箇所を残して気密に接合する工程。
ｄ．前記フィルムの周縁部分の一部とそれに対向するパッケージ基板部分との間に設けられた前記未接合箇所を通して、前記フィルムの内側空間の気体をフィルム外部に吸引し続けて、前記アンダーフィル材を半導体チップとパッケージ基板との間に充填する工程。
ｅ．前記半導体チップとその下方のパッケージ基板との間に充填したアンダーフィル材を加熱して固化させ、そのアンダーフィル材を介して半導体チップをその下方のパッケージ基板に接合する工程。
【請求項３】
ｃ工程において用いるフィルムに、半導体チップの外側上面を覆うフィルム部分に開口部が設けられたフィルムを用いる請求項１又は２記載の半導体チップの実装方法。
【請求項４】
ｅ工程の後に、前記フィルムを半導体チップの外側周囲と半導体チップ周辺のパッケージ基板部分から剥取る請求項１、２又は３のいずれか一項に記載の半導体チップの実装方法。
【請求項５】
次の工程を含むことを特徴とする半導体チップの実装方法。
ａ．半導体チップに形成された導体パッド又は導体バンプと該導体パッド又は導体バンプが形成された位置に対応させてパッケージ基板に形成された導体パッド又は導体バンプとを接続する工程。
ｂ．前記半導体チップの外側周囲と半導体チップ周辺のパッケージ基板部分とを可撓性のあるフィルムにより連続して覆って、そのフィルムの周縁部分を前記半導体チップ周辺のパッケージ基板部分に気密に接合する工程。
ｃ．前記半導体チップの外側周囲と半導体チップ周辺のパッケージ基板部分との間を覆うフィルム部分に設けられた一方の穴を通して、前記フィルムの内側空間の気体をフィルム外部に吸引し続けながら、アンダーフィル材を、前記半導体チップの外側周囲と半導体チップ周辺のパッケージ基板部分との間を覆うフィルム部分に設けられた他方の穴を通して、前記フィルムの内側空間に配置された半導体チップとパッケージ基板との間に注入し続けて、そのアンダーフィル材を半導体チップとその下方のパッケージ基板との間に充填する工程。
ｄ．前記半導体チップとその下方のパッケージ基板との間に充填したアンダーフィル材を加熱して固化させ、そのアンダーフィル材を介して半導体チップをその下方のパッケージ基板に接合する工程。
【請求項６】
次の工程を含むことを特徴とする半導体チップの実装方法。
ａ．半導体チップに形成された導体パッド又は導体バンプと該導体パッド又は導体バンプが形成された位置に対応させてパッケージ基板に形成された導体パッド又は導体バンプとを接続する工程。
ｂ．前記半導体チップの外側周囲と半導体チップ周辺のパッケージ基板部分とを可撓性のあるフィルムにより連続して覆って、そのフィルムの周縁部分を前記半導体チップ周辺のパッケージ基板部分にその一方と他方の一部に未接合箇所を残して気密に接合する工程。
ｃ．前記フィルムの周縁部分の一部とそれに対向するパッケージ基板部分との間に設けられた一方の前記未接合箇所を通して、前記フィルムの内側空間の気体をフィルム外部に吸引し続けながら、アンダーフィル材を、前記フィルムの周縁部分の一部とそれに対向するパッケージ基板部分との間に設けられた他方の前記未接合箇所を通して、前記フィルムの内側空間に配置された半導体チップとパッケージ基板との間に注入し続けて、そのアンダーフィル材を半導体チップとその下方のパッケージ基板との間に充填する工程。
ｄ．前記半導体チップとその下方のパッケージ基板との間に充填したアンダーフィル材を加熱して固化させ、そのアンダーフィル材を介して半導体チップをその下方のパッケージ基板に接合する工程。
【請求項７】
ｂ工程において用いるフィルムに、半導体チップの外側上面を覆うフィルム部分に開口部が設けられたフィルムを用いる請求項５又は６記載の半導体チップの実装方法。
【請求項８】
ｄ工程の後に、前記フィルムを半導体チップの外側周囲と半導体チップ周辺のパッケージ基板部分から剥取る請求項５、６又は７のいずれか一項に記載の半導体チップの実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体チップをフリップチップボンディング法によりパッケージ基板に実装するための、半導体チップの実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、図１０に示したように、半導体チップ１０は、パッケージ基板２０を介して、実装基板３０に実装される。
パッケージ基板２０は、半導体チップ１０に並べて形成された複数の導体パッド１２のピッチを、実装基板３０に並べて形成された複数の導体パッド３２のピッチに合わせるためと、半導体チップ１０に形成された電子回路を実装基板３０に形成された配線回路にインピーダンスマッチングさせて電気的に接続するためなどに用いられる。
【０００３】
半導体チップ１０は、上記のパッケージ基板２０にフリップチップボンディング法により表面実装される。具体的には、図１０に示したように、半導体チップ１０に形成された半導体チップ１０の電子回路に再配線回路等を介して連なる導体パッド１２又は該導体パッドに形成された導体バンプ１４が、それに対応するパッケージ基板２０に形成された導体パッド２２又は該導体パッドに形成された導体バンプ２４にはんだ付け等により接続される。半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間には、アンダーフィル材５０が充填される。そして、そのアンダーフィル材５０が、例えば１５０℃で３時間加熱されて固化（キュアリング）される。そして、その固化されたアンダーフィル材５０を介して、半導体チップ１０がその下方のパッケージ基板２０に接合される。
【０００４】
この半導体チップ１０をその下方のパッケージ基板２０に接合するためのアンダーフィル材５０には、シリカ粉末等からなるフィラーの混入量が少なくて粘度の低い、流動性の高いアンダーフィル材が用いられる。
その理由は、半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間は、約８０μｍ程度の微小間隙（図は誇張して描いてある）４０しかあいていないからである。そして、その微小間隙４０にアンダーフィル材５０を隙間なく万遍に充填するためには、流動性の極めて高いアンダーフィル材５０を用いる必要があるからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のフィラーの混入量が少なく抑えられて、その流動性が高められたアンダーフィル材５０は、パッケージ基板２０を構成しているモールド樹脂等と比べて、その熱膨張係数が数段大きなものとなる。
ちなみに、モールド樹脂の熱膨張係数は、約１５ｐｐｍであるのに対して、上記のフィラーの混入量が少なく抑えられたアンダーフィル材５０の熱膨張係数は、約２３ｐｐｍである。
【０００６】
そのために、その熱膨張係数の大きいアンダーフィル材５０を半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間に充填して、加熱、固化させ、そのアンダーフィル材５０を介して、半導体チップ１０をその下方のパッケージ基板２０に接合した場合には、その半導体チップ１０とアンダーフィル材５０とパッケージ基板２０との熱膨張係数の差に基づき、パッケージ基板２０が半導体チップ１０側に円弧状等に反ってしまった。そして、そのパッケージ基板２０に生じた反りのために、パッケージ基板２０に形成された導体パッド２２と半導体チップ１０に形成された導体パッド１２との安定した電気的な接続性が損なわれたり、脆弱な半導体チップ１０にクラックが生じて、その半導体チップ１０が破損したり等した。
ちなみに、シリコンからなる半導体チップ１０の熱膨張係数は、約３．４ｐｐｍであり、パッケージ基板２０を構成しているＢＴレジンからなる樹脂基板の熱膨張係数は、約１６ｐｐｍである。それに対して、上記のフィラーの混入量が少なく抑えられたアンダーフィル材５０の熱膨張係数は、約２３ｐｐｍである。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、上記のアンダーフィル材に、フィラーの混入量が多くて、流動性のない、熱膨張係数の小さい、即ちその熱膨張係数がパッケージ基板の熱膨張係数に近いアンダーフィル材を用いることができ、そのアンダーフィル材とパッケージ基板との間の熱膨張係数の差により、パッケージ基板が大きく反るのを防ぐことのできる半導体チップの実装方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の半導体チップの実装方法は、次の工程を含むことを特徴としている。
ａ．半導体チップに形成された導体パッド又は導体バンプとそれに対応するパッケージ基板に形成された導体パッド又は導体バンプとを接続する工程。
ｂ．前記半導体チップとその下方のパッケージ基板との間にアンダーフィル材を注入する工程。
ｃ．前記半導体チップの外側周囲と半導体チップ周辺のパッケージ基板部分とを可撓性のあるフィルムにより連続して覆って、そのフィルムの周縁部分を前記半導体チップ周辺のパッケージ基板部分に気密に接合する工程。
ｄ．前記半導体チップの外側周囲と半導体チップ周辺のパッケージ基板部分との間を覆うフィルム部分に設けられた穴又は前記フィルムの周縁部分の一部とそれに対向するパッケージ基板部分との間に設けられた未接合箇所を通して、前記フィルムの内側空間の気体をフィルム外部に吸引し続けて、前記アンダーフィル材を半導体チップとパッケージ基板との間に充填する工程。
ｅ．前記半導体チップとその下方のパッケージ基板との間に充填したアンダーフィル材を加熱して固化させ、そのアンダーフィル材を介して半導体チップをその下方のパッケージ基板に接合する工程。
【０００９】
この第１の半導体チップの実装方法においては、そのｄ工程において、半導体チップの外側周囲と半導体チップ周辺のパッケージ基板部分とを連続して覆うフィルムの内側空間の気体をフィルム外部に吸引し続けた際に、半導体チップの外側周囲と半導体チップ周辺のパッケージ基板部分とを連続して覆う可撓性のあるフィルムを、そのフィルムの外側周囲に加わる大気圧を利用して、その内側に窪ませることができる。そして、そのｂ工程において半導体チップとその下方のパッケージ基板との間に注入したアンダーフィル材が、そのフィラーの混入量が多くてその熱膨張係数がパッケージ基板の熱膨張係数に近い粘度の高いアンダーフィル材であっても、そのアンダーフィル材を、該アンダーフィル材の粘性に抗して、上記の内側に窪ませたフィルムの内側面により半導体チップとその下方のパッケージ基板との間に強制的に押し込むことができる。それと共に、半導体チップとその下方のパッケージ基板との間の微小間隙に、負圧を発生させることができる。そして、その負圧により、上記の半導体チップとパッケージ基板との間に注入した粘度の高いアンダーフィル材を、半導体チップとその下方のパッケージ基板との間の微小間隙の内方に強制的に吸引できる。そして、その粘度の高いアンダーフィル材を、半導体チップとその下方のパッケージ基板との間に隙間なく万遍に充填することができる。
【００１０】
本発明の第１の半導体チップの実装方法においては、そのｃ工程において用いるフィルムに、半導体チップの外側上面を覆うフィルム部分に開口部が設けられたフィルムを用いることを好適としている。
【００１１】
この第１の半導体チップの実装方法にあっては、上述の第１の半導体チップの実装方法のａ〜ｄ工程により、半導体チップをパッケージ基板に実装した状態において、半導体チップの外側上面を覆うフィルム部分に設けられた開口部を通して、半導体チップの外側上面の一部をフィルム外部に露呈させることができる。そして、そのフィルム外部に露呈させた半導体チップの外側上面に、フィン等の付いたヒートシンクを搭載して、そのヒートシンクにより半導体チップが発する熱を半導体チップ外部に効率良く放散させることができる。
【００１２】
また、本発明の第１の半導体チップの実装方法においては、そのｅ工程の後に、前記フィルムを半導体チップの外側周囲とパッケージ基板部分から剥取ることを好適としている。
【００１３】
この第１の半導体チップの実装方法にあっては、半導体チップの外側周囲を覆うフィルムを排除して、半導体チップを大気中に露出させた状態とすることができる。そして、半導体チップが発する熱を、前記フィルムに妨げられずに、大気中等に効率良く放散させることができる。
【００１４】
本発明の第２の半導体チップの実装方法は、次の工程を含むことを特徴としている。
ａ．半導体チップに形成された導体パッド又は導体バンプとそれに対応するパッケージ基板に形成された導体パッド又は導体バンプとを接続する工程。
ｂ．前記半導体チップの外側周囲と半導体チップ周辺のパッケージ基板部分とを可撓性のあるフィルムにより連続して覆って、そのフィルムの周縁部分を前記半導体チップ周辺のパッケージ基板部分に気密に接合する工程。
ｃ．前記半導体チップの外側周囲と半導体チップ周辺のパッケージ基板部分との間を覆うフィルム部分に設けられた一方の穴又は前記フィルムの周縁部分の一部とそれに対向するパッケージ基板部分との間に設けられた一方の未接合箇所を通して、前記フィルムの内側空間の気体をフィルム外部に吸引し続けながら、アンダーフィル材を、前記半導体チップの外側周囲と半導体チップ周辺のパッケージ基板部分との間を覆うフィルム部分に設けられた他方の穴又は前記フィルムの周縁部分の一部とそれに対向するパッケージ基板部分との間に設けられた他方の未接合箇所を通して、前記フィルムの内側空間に配置された半導体チップとパッケージ基板との間に注入し続けて、そのアンダーフィル材を半導体チップとその下方のパッケージ基板との間に充填する工程。
ｄ．前記半導体チップとその下方のパッケージ基板との間に充填したアンダーフィル材を加熱して固化させ、そのアンダーフィル材を介して半導体チップをその下方のパッケージ基板に接合する工程。
【００１５】
この第２の半導体チップの実装方法においては、そのｃ工程において、半導体チップの外側周囲と半導体チップ周辺のパッケージ基板部分とを連続して覆うフィルムの内側空間の気体を、その半導体チップの外側周囲と半導体チップ周辺のパッケージ基板部分との間を覆うフィルム部分に設けられた一方の穴、又はそのフィルムの周縁部分の一部とそれに対向するパッケージ基板部分との間に設けられた一方の未接合箇所を通して、フィルム外部に吸引し続けながら、半導体チップの外側周囲と半導体チップ周辺のパッケージ基板部分との間を覆うフィルム部分に設けられた他方の穴、又はそのフィルムの周縁部分の一部とそれに対向するパッケージ基板部分との間に設けられた他方の未接合箇所を通して、フィルムの内側空間に配置された半導体チップとその下方のパッケージ基板との間にアンダーフィル材を注入し続けた際に、半導体チップの外側周囲と半導体チップ周辺のパッケージ基板部分とを連続して覆う可撓性のあるフィルムを、そのフィルムの外側周囲に加わる大気圧を利用して、その内側に窪ませることができる。そして、その内側に窪ませたフィルムの内側面により、上記の半導体チップとパッケージ基板との間に注入し続けるアンダーフィル材が、そのフィラーの混入量が多くてその熱膨張係数がパッケージ基板の熱膨張係数に近い粘度の高いアンダーフィル材であっても、そのアンダーフィル材を、該アンダーフィル材の粘性に抗して、半導体チップとその下方のパッケージ基板との間に強制的に押し込むことができる。それと共に、半導体チップとその下方のパッケージ基板との間の微小間隙に、負圧を発生させることができる。そして、その負圧により、上記の半導体チップとパッケージ基板との間に注入し続ける粘度の高いアンダーフィル材を、半導体チップとその下方のパッケージ基板との間の微小間隙の内方に強制的に吸引できる。そして、その粘度の高いアンダーフィル材を、半導体チップとその下方のパッケージ基板との間に隙間なく万遍に充填することができる。
【００１６】
本発明の第２の半導体チップの実装方法においては、そのｂ工程において用いるフィルムに、半導体チップの外側上面を覆うフィルム部分に開口部が設けられたフィルムを用いることを好適としている。
【００１７】
この第２の半導体チップの実装方法にあっては、上述の第２の半導体チップの実装方法のａ〜ｄ工程により、半導体チップをパッケージ基板に実装した状態において、半導体チップの外側上面を覆うフィルム部分に設けられた開口部を通して、半導体チップの外側上面の一部をフィルム外部に露呈させることができる。そして、そのフィルム外部に露呈させた半導体チップの外側上面に、フィン等の付いたヒートシンクを搭載して、そのヒートシンクにより半導体チップが発する熱を半導体チップ外部に効率良く放散させることができる。
【００１８】
また、本発明の第２の半導体チップに実装方法においては、そのｄ工程の後に、前記フィルムを半導体チップの外側周囲とパッケージ基板部分から剥取ることを好適としている。
【００１９】
この第２の半導体チップの実装方法にあっては、半導体チップの外側周囲を覆うフィルムを排除して、半導体チップを大気中に露出させた状態とすることができる。そして、半導体チップが発する熱を、前記フィルムに妨げられずに大気中等に効率良く放散させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
図１ないし図４は本発明の第１の半導体チップの実装方法の好適な実施の形態を示し、図１ないし図４はその実装工程説明図である。以下に、この第１の半導体チップの実装方法を説明する。
【００２１】
図の第１の半導体チップの実装方法においては、図１に示したように、半導体チップ１０に形成された半導体チップ１０の電子回路に再配線回路等を介して連なる導体パッド１２又は該導体パッドに形成された導体バンプ１４と、それに対応するパッケージ基板５０に形成された導体パッド２２又は該導体パッドに形成された導体バンプ２４とを溶融させる等してはんだ付け等により接続している。そして、本発明の第１の半導体チップの実装方法のａ工程を行っている。
【００２２】
次いで、同じ図１に示したように、その半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間の微小間隙４０に、フィラーの混入量が多くてその熱膨張係数がパッケージ基板２０の熱膨張係数に近い粘度の高いアンダーフィル材５０を注入している。その際には、その粘度の高いアンダーフィル材５０を、図１に示したように、半導体チップ１０の周縁部とその下方のパッケージ基板２０部分との間に主として注入している。そして、本発明の第１の半導体チップの実装方法のｂ工程を行っている。
【００２３】
次いで、図２に示したように、その半導体チップ１０の外側周囲と半導体チップ１０周辺のパッケージ基板２０部分とを、可撓性のある樹脂等からなるフィルム６０により連続して覆っている。そして、そのフィルム６０の周縁部分を、半導体チップ１０周辺のパッケージ基板２０部分に接着剤等を用いて気密に接合している。そして、本発明の第１の半導体チップの実装方法のｃ工程を行っている。
【００２４】
次いで、図３に示したように、その半導体チップ１０の外側周囲と半導体チップ１０周辺のパッケージ基板２０部分との間を覆うフィルム６０部分に設けられた穴６２を通して、半導体チップ１０の外側周囲と半導体チップ１０周辺のパッケージ基板２０部分とを連続して覆うフィルム６０の内側空間に存在する空気等の気体をフィルム６０外部に吸引し続けている。
【００２５】
又は、図４に示したように、フィルム６０の周縁部分の一部と、それに対向するパッケージ基板２０部分との間に設けられた未接合箇所６４を通して、半導体チップ１０の外側周囲と半導体チップ１０周辺のパッケージ基板２０部分とを連続して覆うフィルム６０の内側空間に存在する空気等の気体をフィルム６０外部に吸引し続けている。
【００２６】
その際には、吸引ノズル７０の先端を上記のフィルムの穴６２又は上記のフィルム６０の周縁部の一部とパッケージ基板２０部分との間の未接合箇所６４に挿通して、その吸引ノズル７０を通して、フィルム６０の内側空間の気体をフィルム６０外部に吸引し続けている。
穴６２は、吸引ノズル７０の先端で所定のフィルム６０部分を破って設けたり、又は所定のフィルム６０部分に予め設けたりしている。
そして、半導体チップ１０の外側周囲と半導体チップ１０周辺のパッケージ基板２０部分とを連続して覆う可撓性のあるフィルム６０を、該フィルムの外側周囲に加わる大気圧を利用して、その内側に窪ませている。そして、前記ｂ工程において半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間に注入した粘度の高いアンダーフィル材５０を、該アンダーフィル材の粘性に抗して、上記の内側に窪ませたフィルム６０の内側面により、半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０部分との間に強制的に押し込んでいる。それと共に、半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間の微小間隙４０に、負圧を発生させている。そして、その負圧により、上記の半導体チップ１０とパッケージ基板２０との間に注入した粘度の高いアンダーフィル材５０を、半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間の微小間隙４０の内方に強制的に吸引している。そして、その粘度の高いアンダーフィル材５０を、半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間に万遍なく充填している。そして、本発明の第１の半導体チップの実装方法のｄ工程を行っている。
【００２７】
その後、その半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間に充填したアンダーフィル材５０を所定温度で所定時間加熱して固化させている。そして、そのアンダーフィル材５０を介して、半導体チップ１０をその下方のパッケージ基板２０に接合している。そして、本発明の第１の半導体チップの実装方法のｅ工程を行っている。
【００２８】
そして、図５に示したような、半導体チップ１０の導体パッド１２又は導体バンプ１４とそれに対応するパッケージ基板２０の導体パッド２２又は導体バンプ２４とが接続されて、半導体チップ１０がその下方のパッケージ基板２０にその熱膨張係数がパッケージ基板２０の熱膨張係数に近い粘度の高いアンダーフィル材５０を介して接合されてなる半導体装置を形成している。
【００２９】
図１ないし図４に示した第１の半導体チップの実装方法は、以上の工程からなり、この実装方法によれば、そのｄ工程において、半導体チップ１０の外側周囲と半導体チップ１０周辺のパッケージ基板２０部分とを連続して覆うフィルム６０の内側空間の気体をフィルム６０外部に吸引し続けた際に、そのｂ工程において半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間に注入した熱膨張係数がパッケージ基板２０の熱膨張係数に近い粘度の高いアンダーフィル材５０を、該アンダーフィル材の粘性に抗して、前記フィルム６０の外側周囲に加わる大気圧を利用して、半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０部分との間に強制的に押し込むことができる。それと共に、半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間の微小間隙４０に、負圧を発生させることができる。そして、その負圧により、上記の半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間に注入した粘度の高いアンダーフィル材５０を、半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間の微小間隙４０の内方に強制的に吸引できる。そして、上記の粘度の高いアンダーフィル材５０を、半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間に隙間なく万遍に充填できる。
【００３０】
図６ないし図８は本発明の第２の半導体チップの実装方法の好適な実施の形態を示し、図６ないし図８はその実装工程説明図である。以下に、この第２の半導体チップの実装方法を説明する。
【００３１】
図の第２の半導体チップの実装方法においては、図６に示したように、半導体チップ１０に形成された半導体チップ１０の電子回路に再配線回路等を介して連なる導体パッド１２又は該導体パッドに形成された導体バンプ１４と、それに対応するパッケージ基板５０に形成された導体パッド２２又は該導体パッドに形成された導体バンプ２４とを溶融させる等してはんだ付け等により接続している。そして、本発明の第２の半導体チップの実装方法のａ工程を行っている。
【００３２】
次いで、同じ図６に示したように、その半導体チップ１０の外側周囲と半導体チップ１０周辺のパッケージ基板２０部分とを、可撓性のある樹脂等からなるフィルム６０により連続して覆っている。そして、そのフィルム６０の周縁部分を、半導体チップ１０周辺のパッケージ基板２０部分に接着剤等を用いて気密に接合している。そして、本発明の第２の半導体チップの実装方法のｂ工程を行っている。
【００３３】
次いで、図７に示したように、その半導体チップ１０の外側周囲と半導体チップ１０周辺のパッケージ基板２０部分との間を覆うフィルム６０部分に設けられた一方の穴６２を通して、半導体チップ１０の外側周囲と半導体チップ１０周辺のパッケージ基板２０部分とを連続して覆うフィルム６０の内側空間に存在する空気等の気体をフィルム６０外部に吸引し続けている。それと同時に、フィラーの混入量が多くてその熱膨張係数がパッケージ基板２０の熱膨張係数に近い粘度の高いアンダーフィル材５０を、半導体チップ１０の外側周囲と半導体チップ１０周辺のパッケージ基板２０部分との間を覆うフィルム６０部分に設けられた他方の穴６２を通して、フィルム６０の内側空間に配置された半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間に注入し続けている。
【００３４】
又は、図８に示したように、フィルム６０の周縁部分の一部とそれに対向するパッケージ基板２０部分との間に設けられた一方の未接合箇所６４を通して、半導体チップ１０の外側周囲と半導体チップ１０周辺のパッケージ基板２０部分とを連続して覆うフィルム６０の内側空間に存在する空気等の気体をフィルム６０外部に吸引し続けている。それと同時に、フィラーの混入量が多くてその熱膨張係数がパッケージ基板２０の熱膨張係数に近い粘度の高いアンダーフィル材５０を、フィルム６０の周縁部分の一部とそれに対向するパッケージ基板２０部分との間に設けられた他方の未接合箇所６４を通して、フィルム６０の内側空間に配置された半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間に注入し続けている。
【００３５】
その際には、吸引ノズル７０の先端を上記のフィルムの一方の穴６２又は上記のフィルム６０の周縁部の一部とパッケージ基板２０部分との間の一方の未接合箇所６４に挿通して、その吸引ノズル７０を通して、フィルム６０の内側空間の気体をフィルム６０外部に吸引し続けている。
それと共に、注入ノズル８０の先端を上記のフィルムの他方の穴６２又は上記のフィルム６０の周縁部の一部とパッケージ基板２０部分との間の他方の未接合箇所６４に挿通して、その注入ノズル８０を通して、粘度の高いアンダーフィル材５０を、フィルム６０の内側空間に配置された半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間に注入し続けている。
穴６２は、吸引ノズル７０の先端又は注入ノズル８０の先端で所定のフィルム６０部分を破って設けたり、又は所定のフィルム６０部分に予め設けたりしている。
そして、半導体チップ１０の外側周囲と半導体チップ１０周辺のパッケージ基板２０部分とを連続して覆う可撓性のあるフィルム６０を、該フィルムの外側周囲に加わる大気圧を利用して、その内側に窪ませている。そして、上記の半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間に注入し続ける粘度の高いアンダーフィル材５０を、該アンダーフィル材の粘性に抗して、上記の内側に窪ませたフィルム６０の内側面により、半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間に強制的に押し込んでいる。それと共に、半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間の微小間隙４０に、負圧を発生させている。そして、その負圧により、上記の半導体チップ１０とパッケージ基板２０との間に注入し続ける粘度の高いアンダーフィル材５０を、半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間の微小間隙４０の内方に強制的に吸引している。そして、その粘度の高いアンダーフィル材５０を、半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間に隙間なく万遍に充填している。そして、本発明の第２の半導体チップの実装方法のｃ工程を行っている。
【００３６】
その後、その半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間に充填したアンダーフィル材５０を所定温度で所定時間加熱して固化させている。そして、そのアンダーフィル材５０を介して、半導体チップ１０をその下方のパッケージ基板２０に接合している。そして、本発明の第２の半導体チップの実装方法のｄ工程を行っている。
【００３７】
そして、図５に示したような、半導体チップ１０の導体パッド１２又は導体バンプ１４とそれに対応するパッケージ基板２０の導体パッド２２又は導体バンプ２４とが接続されて、半導体チップ１０がその下方のパッケージ基板２０にその熱膨張係数がパッケージ基板２０の熱膨張係数に近い粘度の高いアンダーフィル材５０を介して接合されてなる半導体装置を形成している。
【００３８】
図６ないし図８に示した第２の半導体チップの実装方法は、以上の工程からなり、この実装方法によれば、そのｃ工程において、半導体チップ１０の外側周囲と半導体チップ１０周辺のパッケージ基板２０部分との間を覆うフィルム６０部分に設けられた一方の穴６２又はそのフィルム６０の周縁部分の一部とそれに対向するパッケージ基板２０部分との間に設けられた一方の未接合箇所６４を通して、半導体チップ１０の外側周囲と半導体チップ１０周辺のパッケージ基板２０部分とを連続して覆うフィルム６０の内側空間の気体をフィルム６０外部に吸引し続けながら、その熱膨張係数がパッケージ基板２０の熱膨張係数に近い粘度の高いアンダーフィル材５０を、半導体チップ１０の外側周囲と半導体チップ１０周辺のパッケージ基板２０部分との間を覆うフィルム６０部分に設けられた他方の穴６２又はそのフィルム６０の周縁部分の一部とそれに対向するパッケージ基板２０部分との間に設けられた他方の未接合箇所６４を通して、フィルム６０の内側空間に配置された半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間に注入し続けた際に、その熱膨張係数がパッケージ基板２０の熱膨張係数に近い粘度の高いアンダーフィル材５０を、該アンダーフィル材の粘性に抗して、前記フィルム６０の外側周囲に加わる大気圧を利用して、その内側に窪もうとするフィルム６０の内側面により、半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間に強制的に押し込むことができる。それと共に、半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間の微小間隙４０に、負圧を発生させることができる。そして、その負圧により、上記の半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間に注入し続ける粘度の高いアンダーフィル材５０を、半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間の微小間隙４０の内方に強制的に吸引できる。そして、その粘度の高いアンダーフィル材５０を、半導体チップ１０とその下方のパッケージ基板２０との間に隙間なく万遍に充填できる。
【００３９】
上述の第１の半導体チップの実装方法においては、そのｃ工程において用いるフィルム６０に、図２に示したような、半導体チップ１０の外側上面を覆うフィルム６０部分に開口部９０が設けられたフィルム６０を用いると良い。
【００４０】
同様に、上述の第２の半導体チップの実装方法においても、そのｂ工程において用いるフィルム６０に、図６に示したような、半導体チップ１０の外側上面を覆うフィルム６０部分に開口部９０が設けられたフィルム６０を用いると良い。
【００４１】
そして、上述の第１又は第２の半導体チップの実装方法により、半導体チップ１０をパッケージ基板２０に実装した状態において、半導体チップ１０の外側上面を覆うフィルム６０部分に設けられた開口部９０を通して、半導体チップ１０の外側上面の一部をフィルム６０外部に露呈させると良い。そして、そのフィルム６０外部に露呈させた半導体チップ１０の外側上面に、フィン等の付いたヒートシンク（図示せず）を搭載して、そのヒートシンクにより半導体チップ１０が発する熱を半導体チップ１０外部に効率良く放散させることができるようにすると良い。
なお、上記の開口部９０が設けられたフィルム６０は、そのフィルム６０の内側空間の気体をフィルム６０外部に排除した際に、その開口部９０周囲のフィルム６０部分の外側面が大気圧に押されて、そのフィルム６０部分の内側面が半導体チップ１０の外側上面に密着した状態となるため、その開口部９０を通して、フィルム６０の内側空間に外気が流入し続けて、フィルム６０の内側空間の気体をフィルム６０外部に吸引し続ける効果が減殺される虞はない。
【００４２】
また、上述の第１の半導体チップの実装方法においては、そのｅ工程の後に、フィルム６０を半導体チップ１０の外側周囲と半導体チップ１０周辺のパッケージ基板２０部分から剥取っても良い。
【００４３】
また、上述の第２の半導体チップに実装方法においても、そのｄ工程の後に、フィルム６０を半導体チップ１０の外側周囲と半導体チップ１０周辺のパッケージ基板２０部分から剥取っても良い。
【００４４】
そして、図９に示したように、半導体チップ１０の外側周囲を覆うフィルム６０を排除して、半導体チップ１０を大気中に露出させた状態としても良い。そして、半導体チップ１０が発する熱を、前記フィルム６０に妨げられずに、大気中等に効率良く放散させることができるようにしても良い。
【００４５】
又は、上述の第１又は第２の半導体チップの実装方法においては、そのｅ又はｄ工程の後に、図５に示したように、フィルム６０を半導体チップ１０の外側周囲と半導体チップ１０周辺のパッケージ基板２０部分とを連続して覆った状態に残しても良い。そして、そのフィルム６０により、半導体チップ１０に塵埃や湿気が侵入するのを防ぐ等しても良い。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１又は第２の半導体チップの実装方法によれば、半導体チップに形成された導体パッド又はそれに形成された導体バンプとそれに対応するパッケージ基板に形成された導体パッド又はそれに形成された導体バンプとが接続された状態の、半導体チップとその下方のパッケージ基板との間の微小間隙に、フィラーの混入量が多くてその熱膨張係数がパッケージ基板の熱膨張係数に近い粘度の高いアンダーフィル材を強制的に隙間なく万遍に充填できる。そして、そのアンダーフィル材を介して、半導体チップをその下方のパッケージ基板に容易に剥離し得ないように強固に気密に接合できる。
【００４７】
また、半導体チップとその下方のパッケージ基板との間に充填するアンダーフィル材に、上記のような、その熱膨張係数がパッケージ基板の熱膨張係数に近いアンダーフィル材を用いることができる。そして、そのアンダーフィル材とパッケージ基板との間の熱膨張係数の差に基づき、パッケージ基板が半導体チップ側に円弧状等に反るのを防ぐことができる。そして、半導体チップの導体パッドとパッケージ基板の導体パッドとの良好な電気的接続性が損なわれたり、脆弱な半導体チップに過大な応力が加わって、その半導体チップにクラックが生じたりするのを確実に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の半導体チップの実装方法の実装工程説明図である。
【図２】本発明の第１の半導体チップの実装方法の実装工程説明図である。
【図３】本発明の第１の半導体チップの実装方法の実装工程説明図である。
【図４】本発明の第１の半導体チップの実装方法の実装工程説明図である。
【図５】本発明の第１又は第２の半導体チップの実装方法により実装された半導体チップの実装構造説明図である。
【図６】本発明の第２の半導体チップの実装方法の実装工程説明図である。
【図７】本発明の第２の半導体チップの実装方法の実装工程説明図である。
【図８】本発明の第２の半導体チップの実装方法の実装工程説明図である。
【図９】本発明の第１又は第２の半導体チップの実装方法により実装された半導体チップの実装構造説明図である。
【図１０】従来の半導体チップの実装構造説明図である。
【符号の説明】
１０  半導体チップ
１２  半導体チップに形成された導体パッド
１４  半導体チップに形成された導体バンプ
２０  パッケージ基板
２２  パッケージ基板に形成された導体パッド
２４  パッケージ基板に形成された導体バンプ
３０  実装基板
４０  微小間隙
５０  アンダーフィル材
６０  フィルム
６２  フィルムの穴
６４  未接合箇所
７０  吸引ノズル
８０  注入ノズル
９０  開口部
【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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