(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップに設けられたバンプ間を埋めるためのアンダーフィル樹脂層が剥離シート上に形成されたアンダーフィル用シート材において、
ウエハの表面を覆うことのできる大きさの前記アンダーフィル樹脂層の両面に、該アンダーフィル樹脂層よりも大きく、アンダーフィル樹脂層から剥離可能な剥離シートが積層され、一方の剥離シートの外面に、前記アンダーフィル樹脂層よりも大きく、接着剤が塗布されたダイシングフイルムが該接着剤により貼付されていることを特徴とするアンダーフィル用シート材。
【請求項２】
半導体チップに設けられたバンプ間をアンダーフィル樹脂材で埋める半導体チップのアンダーフィル方法において、
請求項１記載のアンダーフィル用シート材を用い、該アンダーフィル用シート材のダイシングフィルムと一方の剥離シートとを剥離すると共に該一方の剥離シートを除去する工程と、
該一方の剥離シートが除去された、前記アンダーフィル用シート材のアンダーフィル樹脂層側と、剥離された前記ダイシングフィルムの接着剤層側との間に、バンプを前記アンダーフィル樹脂層側に向けてウエハと、該ウエハを囲むリングフレームとを配置する工程と、
前記ウエハとリングフレームとを介在させて、前記ダイシングフイルムと他方の剥離シートとを押圧し、ウエハとリングフレームとを前記ダイシングフレームに接着すると共に、ウエハのバンプを前記アンダーフィル樹脂層に埋没させる押圧工程と、
前記他方の剥離シートを剥離する剥離工程とを含むことを特徴とする半導体チップのアンダーフィル方法。
【請求項３】
半導体チップを基板にフリップチップ接続し、半導体チップと基板との間の隙間に樹脂材をアンダーフィルする半導体チップの実装方法において、
請求項１記載のアンダーフィル用シート材を用い、該アンダーフィル用シート材のダイシングフィルムと一方の剥離シートとを剥離すると共に該一方の剥離シートを除去する工程と、
該一方の剥離シートが除去された、前記アンダーフィル用シート材のアンダーフィル樹脂層側と、剥離された前記ダイシングフィルムの接着剤層側との間に、バンプを前記アンダーフィル樹脂層側に向けてウエハと、該ウエハを囲むリングフレームとを配置する工程と、
前記ウエハとリングフレームとを介在させて、前記ダイシングフイルムと他方の剥離シートとを押圧し、ウエハとリングフレームとを前記ダイシングフレームに接着すると共に、ウエハのバンプを前記アンダーフィル樹脂層に埋没させる押圧工程と、
前記他方の剥離シートを剥離する剥離工程と、
前記ダイシングフイルムに接着されたウエハを、前記リングフレームを介してダイシング装置に装着し、前記アンダーフィル樹脂層と共にウエハをダイシングして、個片の半導体チップに分離するダイシング工程と、
個片に分離された半導体チップを、基板の端子部に位置合わせして接合すると共に、加熱して前記アンダーフィル樹脂層を硬化させる実装工程とを含むことを特徴とする半導体チップの実装方法。
【請求項４】
前記ダイシング工程において、第１のブレードにより前記アンダーフィル樹脂層側からウエハの厚みの中途部まで切り込み、次いで、前記第１のブレードよりも幅の狭い第２のブレードにより、前記第１のブレードにより形成された溝内を切り込んで、周縁部に段差が形成された個片の半導体チップに分離することを特徴とする請求項３記載の半導体チップの実装方法。
【請求項５】
前記ダイシング工程において、断面Ｖ字状の切刃を有する第１のブレードにより前記アンダーフィル樹脂層側からウエハの厚みの中途部まで切り込んで断面Ｖ字状の溝を形成し、次いで、前記第１のブレードよりも幅の狭い第２のブレードにより、前記第１のブレードにより形成されたＶ字状の溝内を切り込んで、周縁部に面取り部が形成された個片の半導体チップに分離することを特徴とする請求項３記載の半導体チップの実装方法。
【請求項６】
前記基板に、流れ出した前記アンダーフィル樹脂部を受け入れる凹状もしくは貫通孔からなる樹脂溜まりを設けた基板を用いることを特徴とする請求項３〜５いずれか１項記載の半導体チップの実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップに設けられたバンプのバンプ間を埋めるために用いるアンダーフィル用シート材、半導体チップのアンダーフィル方法および半導体チップの実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップを基板（配線基板、パッケージを含む）に実装する場合、半導体チップにバンプを形成し、このバンプを介して半導体チップを基板にフリップチップ実装する方法がある。
この場合、半導体チップの回路面の保護、バンプの腐植防止、チップと基板との接合強度の向上等のため、チップと基板との間に、絶縁材料からなるアンダーフィル樹脂材を充填するようにしている。
この樹脂材の充填は、一般的には、液状の樹脂材をディスペンサーを用いて、個々の半導体チップ毎に充填するようにしている。しかしながら、この方法では、非常に多くの作業時間を要する。またディスペンサーでは樹脂の供給量が不安定であり、未充填個所が残ったり、逆に樹脂のはみ出しが多くなったりする課題がある。
【０００３】
この課題を解決するものとして、例えば、特開平５−５５２７８号公報に示されるように、ウエハにバンプを形成した状態で、シート状に形成したアンダーフィル樹脂材（樹脂層）をバンプが形成されたウエハ面に押し付け、バンプをアンダーフィル樹脂材に埋没させるようにする方法が知られている。これによれば、ウエハの段階で一括してアンダーフィル樹脂材を供給でき、作業効率の大幅な改善ができる。
上記のようにアンダーフィル樹脂材を供給した後、アンダーフィル樹脂材と共にウエハをダイシングし、アンダーフィル樹脂材付きの個片の半導体チップに分離できる。
このように分離した半導体チップを実装基板に実装し、アンダーフィル樹脂材を熱硬化させればよいのである。
【０００４】
また、特開平８−２８８２９３号公報に示される方法では、ウエハにバンプを形成した段階で、バンプの上部が突出するように、ウエハの上面に樹脂封止膜をスピンコートして形成した後、ウエハを個片の半導体チップに切断、分離するようにしている。
【０００５】
また、特開２０００−２９９３３３号公報に示される方法では、バンプが形成されたウエハ面に封止用樹脂シートを載置し、加熱下で、ウエハと封止用樹脂シートとを貼り合わせ、その後ウエハを個片の半導体チップに切断、分離するようにしている。
【０００６】
さらに、特開２０００−１９５９０１号公報に示される方法では、樹脂層が形成された支持フイルムを樹脂層がウエハ表面と接触するように熱圧着し、次いで樹脂層を光硬化し、支持フイルムを剥離した後、ウエハを個片の半導体チップに切断、分離するようにしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、例えば、上記特開平５−５５２７８号公報に示される方法では、図２０〜図２２に示す工程によらなければならない。
すなわち、まず、図２０に示すように、剥離シート１０上に形成されたアンダーフィル樹脂層１２を、バンプ１３が形成されたウエハ１４の面に押し付けてアンダーフィル樹脂層１２にバンプ１３を埋没させ、剥離シート１０を剥離して、アンダーフィル樹脂材付きのウエハ１４（図２１）を得る。
このウエハ１４をダイシングするために、公知の、接着剤付きのダイシングフイルム１５上に、ウエハ１４とリングフレーム１６とを固定し（図２２）、リングフレーム１６を介してダイシング装置（図示せず）に装着し、ダイシングフイルム１５を切り込まない状態にウエハ１４をアンダーフィル樹脂層１２と共に個片の半導体チップに切断、分離するのである。
ダイシングフイルム１５は、紫外線を照射することによって、接着剤はその接着力を低下させるので、ダイシングフイルム１５から、個片にした、アンダーフィル樹脂材付きの半導体チップを容易に取り出すことができる。
【０００８】
しかしながら、この工程では、ウエハ１４にアンダーフィル樹脂層１２を押し付けて、アンダーフィル樹脂材付きのウエハ１４を得る工程と、このウエハ１４をダイシングフイルム１５に接着する工程との２段階の別工程が必要となり、工数が増大して、それだけコストの上昇を招くという課題がある。
上記他の３つの従来方法の場合にも、同様に、アンダーフィル樹脂材付きのウエハ１４を得る工程と、このウエハ１４をダイシングフイルム１５に接着する工程との２段階の別工程が必要となるという課題がある。
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、工数を減じ、コストの低減化が図れる、アンダーフィル用シート材、半導体チップのアンダーフィル方法および半導体チップの実装方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る半導体チップのアンダーフィル方法では、半導体チップに設けられたバンプ間をアンダーフィル樹脂材で埋める半導体チップのアンダーフィル方法において、ウエハの表面を覆うことのできる大きさのアンダーフィル樹脂層の両面に、該アンダーフィル樹脂層よりも大きく、アンダーフィル樹脂層から剥離可能な剥離シートが積層され、一方の剥離シートの外面に、前記アンダーフィル樹脂層よりも大きく、接着剤が塗布されたダイシングフイルムが該接着剤により貼付されているアンダーフィル用シート材を用い、該アンダーフィル用シート材の前記ダイシングフィルムと前記一方の剥離シートとを剥離すると共に該一方の剥離シートを除去する工程と、該一方の剥離シートが除去された、前記アンダーフィル用シート材の前記アンダーフィル樹脂層側と、剥離された前記ダイシングフィルムの接着剤層側との間に、バンプを前記アンダーフィル樹脂層側に向けてウエハと、該ウエハを囲むリングフレームとを配置する工程と、前記ウエハとリングフレームとを介在させて、前記ダイシングフイルムと他方の剥離シートとを押圧し、ウエハとリングフレームとを前記ダイシングフレームに接着すると共に、ウエハのバンプを前記アンダーフィル樹脂層に埋没させる押圧工程と、前記他方の剥離シートを剥離する剥離工程とを含むことを特徴としている。
このように、本発明では、ウエハへのアンダーフィル樹脂層の積層と、ウエハおよびリングフレームのダイシングフイルムへの接着とを同一の工程で行えるので、工数が減じられ、コストの低減化を図ることができる。また、ウエハのハンドリングも容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、ダイシングフイルムを剥離した状態のアンダーフィル用シート材の説明図、
図２は、アンダーフィル用シート材から、ダイシングフイルムと剥離シートを剥離した状態の説明図、
図３は、押圧ローラにより、ウエハとアンダーフィル樹脂層とを加圧する工程の説明図、
図４は、リングフレームにウエハが支持された状態を示す説明図、
図５は個片に分離された状態の半導体チップの説明図、
図６は半導体チップを基板に実装する工程の説明図、
図７は基板に半導体チップが実装された状態を示す説明図、
図８は幅広の第１のブレードによるダイシング工程を示す説明図、
図９は幅狭の第２のブレードによるダイシング工程を示す説明図、
図１０は、個片に分離された半導体チップの説明図、
図１１は、図１０の半導体チップを基板に実装した状態の説明図、
図１２は断面Ｖ字状の切刃を有する第１のブレードによるダイシング工程を示す説明図、
図１３は幅狭の第２のブレードによるダイシング工程を示す説明図、
図１４は個片に分離された半導体チップの説明図、
図１５は、図１４の半導体チップを基板に実装した状態の説明図、
図１６は、基板を上側に、半導体チップを下側に配置して実装した状態を示す説明図、
図１７は、基板に凹溝を設けて樹脂溜まりとした状態の説明図、
図１８は、基板に凹部を設けて樹脂溜まりとした状態の説明図、
図１９は、基板に貫通孔を設けて樹脂溜まりとした状態の説明図、
図２０〜図２２は従来技術の説明図であり、
図２０は、ウエハにアンダーフィル樹脂層を積層する工程の説明図、
図２１は、アンダーフィル樹脂層が積層された状態のウエハの説明図、
図２２は、ウエハとリングフレームをダイシングフイルムに接着した状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施例
以下本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
（第１実施例）
図１は、アンダーフィル用シート材２０を示す。
２１はシート状に形成されたアンダーフィル樹脂層である。このアンダーフィル樹脂層１２の両面に、アンダーフィル樹脂層２１の接着力により、剥離可能な剥離シート２２が積層される。そして、一方の剥離シート２２の外面に、接着剤付きの公知のダイシングフイルム２３がその接着剤により貼付されてアンダーフィル用シート材２０が構成される。
アンダーフィル樹脂層２１は、ウエハの表面を覆うに足りる十分な大きさのものであり、剥離シート２２やダイシングフイルム２３はアンダーフィル樹脂層２１よりも大きなものが用いられる。
アンダーフィル樹脂層２１とダイシングフイルム２３との間に剥離シート２２を介在させるのは、アンダーフィル樹脂層２１とダイシングフイルム２３とが強固に接着して、剥離不能になるのを防止するためである。また、アンダーフィル樹脂層２１の両面がシート材で覆われるので、ゴミ等の異物の付着が防止され、ハンドリングも容易となる。
アンダーフィル樹脂材２１は、熱硬化性樹脂からなる。例えば、エポキシ樹脂にフィラーを６０wt％程度混入し、硬化剤を添加したものが一例として挙げられる。しかし、これに限定されるものではない。厚さは６０μｍ程度が好適である。
剥離シート２２は、例えば、厚さ３０μｍ程度のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のシートを用いることができる。
ダイシングフイルム２３は、貼付されたウエハを支持できる強度を有するシート材、例えば塩化ビニルシートが使用可能である。このダイシングフイルム２３の表面には、接着剤が塗布されており、この接着剤は紫外線照射によりその接着力が弱いものとなるものが使用される。
【００１２】
上記アンダーフィル用シート材２０を用いて、半導体チップにアンダーフィル樹脂層２１を積層するには次のようにする。
まず、図２に示すように、ダイシングフイルム２３を剥離する。また中間の剥離シート２２を剥離し、かつ除去する。これらの作業は、手作業で行ってもよいが、自動機（図示せず）で行える。
自動機中では、剥離されたダイシングフイルム２３と、アンダーフィル樹脂層２１との間に所要の隙間が維持されるように保持される。
次に、図３に示すように、上記の隙間内に、ウエハ２５がバンプ（金のワイヤバンプ）２６をアンダーフィル樹脂層２１方向に向けてアンダーフィル樹脂層２１上に乗るように、また、リングフレーム２７がウエハ２５を囲むようにして挿入される。このウエハ２５とリングフレーム２７の挿入も自動機で行える。
【００１３】
次に、自動機内に配設されている押圧ローラ２８、２８を走行させ、該押圧ローラ２８、２８により、ダイシングフイルム２３と剥離シート２２を介して、ウエハ２５とアンダーフィル樹脂層２１とを押圧する。
これにより、バンプ２６が、アンダーフィル樹脂層２１内に埋没する状態となる。
金のワイヤバンプの場合には、バンプ２６の先端が尖っているので、先端がアンダーフィル樹脂層２１から突出することもあるが、先端は必ずしもアンダーフィル樹脂層２１から突出しないようにしてもよい。
次いで剥離シート２２を剥離する。
【００１４】
上記のようにして、図４に示すように、アンダーフィル樹脂層２１にバンプ２６が埋没した状態のウエハ２５と、リングフレーム２７とをダイシングフイルム２３に接着した状態のものを準備できる。
しかも、ウエハ２５に、アンダーフィル樹脂層２１にバンプ２６が埋没する状態でアンダーフィル樹脂層２１を積層させる工程と、このウエハ２５およびリングフレーム２７をダイシングフイルム２３上に接着する工程とを同時に行うことができ、作業性が大幅に向上し、作業時間も短縮できて、コストの低減化が図れるのである。
上記のように、リングフレーム２７に保持されたウエハ２５を公知のダイシング装置（図示せず）に装着し、アンダーフィル樹脂層２１と共にウエハ２５を切断して個片の半導体チップ３０（図５）に分離する。なお、ダイシングフイルム２３には、浅く、約３０μｍ程度切り込むだけであり、ダイシングフイルム２３は分離しない。
【００１５】
次に、ダイシングフィルム２３に紫外線を照射する。これにより、接着剤の接着力は弱まる。
ダイシングフイルム２３上から、個片に分離された半導体チップ３０を吸着ノズル（図示せず）により吸着して、基板３１上に位置決めして載せ、加圧、加熱することにより、半導体チップ３０を基板３１上に実装できる（図６、図７）。加熱によって、アンダーフィル樹脂材は熱硬化するが、若干はみ出しが生じる。しかし、アンダーフィル樹脂材の供給量は一定しているので、はみ出し量も一定している。
【００１６】
（第２実施例）
図８〜図１１に第２実施例を示す。
本実施例では、ダイシング工程において、まず．比較的幅広の、例えば４０μｍ幅の第１のブレード（図示せず）によりアンダーフィル樹脂層２１側からウエハ２５の厚みの中途部まで切り込み（図８）、次いで、第１のブレードよりも幅の狭い、例えば２５μｍ幅の第２のブレード（図示せず）により、第１のブレードにより形成された溝内を切り込んで、個片の半導体チップ３０に分離するのである（図９）。このようにすることで、周縁部に段差３２が形成された個片の半導体チップに３０が形成される（図１０）。
この半導体チップ３０を上記と同様の方法で、基板３１に実装する。アンダーフィル樹脂材のはみ出しが生じるが、段差３２が樹脂溜まりとなることから、樹脂材のはみ出しを極力少なくできる（図１１）。
【００１７】
（第３実施例）
図１２〜図１５に第３実施例を示す。
本実施例においては、ダイシング工程において、断面Ｖ字状の切刃を有する第１のブレード（図示せず）によりアンダーフィル樹脂層２１側からウエハ２５の厚みの中途部まで切り込んで断面Ｖ字状の溝を形成し（図１２）、次いで、第１のブレードよりも幅の狭い第２のブレードにより、第１のブレードにより形成されたＶ字状の溝内を切り込んで、個片の半導体チップ３０に分離するのである（図１３）。これにより、周縁部に面取り部３３が形成された半導体チップ３０が形成される（図１４）。
この半導体チップ３０を上記と同様の方法で、基板３１に実装する。アンダーフィル樹脂材のはみ出しが生じるが、面取り部３３が樹脂溜まりとなることから、樹脂材のはみ出しを極力少なくできる（図１５）。
【００１８】
（第４実施例）
図１６は、基板３１への半導体チップ３０の実装時、基板３１を上側に、半導体チップ３０を下側にして実装する実施例を示す。
このように半導体チップ３０を下側にすることで、軟化したアンダーフィル樹脂材は、半導体チップ３０の側面を覆うように下方に垂れ下がるので、外方へのアンダーフィル樹脂材のはみ出しをそれだけ少なくできる。
【００１９】
（第５実施例）
図１７は、樹脂のはみ出しを防止する他の実施例を示す。
本実施例では、基板３１の半導体チップ搭載部の周りに、搭載する半導体チップ３０を囲むようにして、凹溝３４を設けている。この凹溝３４が樹脂溜まりとして機能するので、アンダーフィル樹脂材のはみ出しを少なくできる。凹溝３４は、基板３１の配線パターン（図示せず）には至らないように、表層のソルダーレジスト層に浅く設けるとよい。
【００２０】
（第６実施例）
図１８は、半導体チップ３０の搭載部を凹部３５としたものである。この凹部３５自体が樹脂溜まりとして機能する。
【００２１】
（第７実施例）
図１９は、基板３１に貫通孔３６を設けて樹脂溜まりとした実施例を示す。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明に係るアンダーフィル用シート材によれば、アンダーフィル樹脂層とダイシングフイルムとの間に剥離シートを介在させているので、アンダーフィル樹脂層とダイシングフイルムとが強固に接着して、剥離不能になるのを防止でき、また、アンダーフィル樹脂層の両面がシート材で覆われるので、ゴミ等の異物の付着が防止され、ハンドリングも容易となる。
また本発明に係る半導体チップのアンダーフィル方法では、ウエハに、アンダーフィル樹脂層にバンプが埋没する状態でアンダーフィル樹脂層を積層させる工程と、このウエハおよびリングフレームをダイシングフイルム上に接着する工程とを同時に行うことができ、作業性が大幅に向上し、作業時間も短縮できて、コストの低減化が図れるのである。
また、半導体チップに段差部や面取り部からなる樹脂溜まりを、あるいは基板側に凹溝や凹部、貫通孔からなる樹脂溜まりを設ければ、基板に半導体チップを実装した際、アンダーフィル樹脂材のはみ出しを極力防止できて好適である。
【符号の説明】
【００２３】
２０  アンダーフィル用シート材、
２１  アンダーフィル樹脂層、
２２  剥離シート、
２３  ダイシングフィルム、
２５  ウエハ、
２６  バンプ、
２７  リングフレーム、
２８  押圧ローラ、
３０  半導体チップ、
３１  基板、
３２  段差、
３３  面取り部、
３４  凹溝、
３５  凹部、
３６  貫通孔、
【図１】
0004778667.tif 000002
【図２】
0004778667.tif 000003
【図３】
0004778667.tif 000004
【図４】
0004778667.tif 000005
【図５】
0004778667.tif 000006
【図６】
0004778667.tif 000007
【図７】
0004778667.tif 000008
【図８】
0004778667.tif 000009
【図９】
0004778667.tif 000010
【図１０】
0004778667.tif 000011
【図１１】
0004778667.tif 000012
【図１２】
0004778667.tif 000013
【図１３】
0004778667.tif 000014
【図１４】
0004778667.tif 000015
【図１５】
0004778667.tif 000016
【図１６】
0004778667.tif 000017
【図１７】
0004778667.tif 000018
【図１８】
0004778667.tif 000019
【図１９】
0004778667.tif 000020
【図２０】
0004778667.tif 000021
【図２１】
0004778667.tif 000022
【図２２】
0004778667.tif 000023