(57)【要約】【課題】半導体チップの中間段階移動のための包装材が必要なく、追加的なアンダーフィル工程がないので工程を単純化して部品間の隔離距離を減らすことができる半導体チップ表面実装方法を提供する。【解決手段】本発明は複数の半導体チップが一体に配列された半導体ウエハーの背面に各半導体の導電接触部にソルダバンプを形成する段階と、前記半導体ウエハーの前記ソルダバンプが形成された面にアンダーフィル材料を塗布する段階と、前記アンダーフィル材料を粘着性を有する状態で部分硬化させる段階と、前記半導体ウエハーを複数の半導体チップで切断して前記アンダーフィル材料が前記印刷回路基板に対向するように前記半導体チップを前記印刷回路基板に配置する段階と、前記印刷回路基板を所定の温度で加熱する加熱段階とを含むことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が装着される印刷回路基板にフリップチップ型半導体チップを実装する半導体チップ表面実装方法において、
複数の半導体チップが配列された半導体ウエハーの背面に各半導体チップの導電接触部にソルダバンプを形成する段階と、
前記半導体ウエハーの前記ソルダバンプが形成された面にアンダーフィル材料を塗布する段階と、
前記アンダーフィル材料を粘着性を有する状態で部分硬化させる段階と、
前記半導体ウエハーを複数の半導体チップで切断する段階と、
前記アンダーフィル材料が前記印刷回路基板に対向するように切断された前記半導体チップを前記印刷回路基板に配置する段階と、
前記印刷回路基板を所定の温度で加熱する段階と
を含むことを特徴とする半導体チップ表面実装方法。
【請求項２】
前記加熱段階の加熱温度は前記ソルダバンプの溶融点以上であることを特徴とする請求項１に記載の半導体チップ表面実装方法。
【請求項３】
前記加熱と同時にアンダーフィル硬化が行われることを特徴とする請求項２に記載の半導体チップ表面実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体チップ表面実装方法に関し、より詳しくは、半導体チップの中間段階移動のための包装材が必要なく、追加的なアンダーフィル工程がないので工程を単純化することができる半導体チップ表面実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、電子機器の薄形化、小型化傾向に伴って半導体素子を外部環境から保護する機能のパッケージング技術において高速、高密度実装などが要求され、このような要求に応じてリードフレームがないフリップチップ実装技術が登場するようになった。
【０００３】
フリップチップ実装技術は半導体チップをパッケージングせずにそのまま印刷回路基板に実装する技術で、半導体チップにバンパーを形成してバンパーと印刷回路基板に印刷された接続パッドをソルダリング方式で接続させる技術をいう。このような方法で印刷回路基板に半導体チップを実装すると半導体チップのバンパーの高さのため、半導体チップと印刷回路基板の間に間隙が生じて半導体チップの支持力が弱まる。したがって、半導体チップを安定的に支持するために半導体チップと印刷回路基板の間に生じた間隙に液状樹脂物質のアンダーフィル材料を注入して硬化し半導体チップを支持するアンダーフィル層を形成することによって、安定した接続維持能力とチップの損傷防止能力が向上する。
【０００４】
図１は従来の技術による半導体チップの表面実装方法を示したフローチャートであり、図２は図１による表面実装方法を示した概略図である。図面に示されているように、半導体チップの表面実装方法は、ソルダバンパーの形成段階（Ｓ１０）、ウエハー切断段階（Ｓ２０）、半導体チップの移動手段への積載段階（Ｓ３０）、半導体チップの配置段階（Ｓ４０）、リフロー段階（Ｓ５０）、アンダーフィル注入段階（Ｓ６０）、アンダーフィル硬化段階（Ｓ７０）を経る。
【０００５】
ソルダバンプの形成段階（Ｓ１０）は、ウエハー１００上の活性面に電気的な接点を形成することができるようにソルダバンプ２１０をウエハー１００上に形成されたパターンによって形成する段階である。次に、ウエハー切断段階（Ｓ２０）は、ソルダバンプ２１０が形成されたウエハー１００を所定の大きさの半導体チップ２００に切断する段階である。切断された半導体チップ２００を移動手段に積載する段階（Ｓ３０）は、半導体チップ２００を以降工程へ移動する時、半導体チップ２００の損傷を防止するために移動手段に積載する段階を言う。ここで移動手段としては、チップトレイ１１０又はフィーダーテープ１２０が主に用いられる。一般に、以上の段階までは半導体製造業者又はパッケージ業者によって遂行され、前述のようにチップトレイ１１０又はフィーダーテープ１２０状態で電子製品業者の実装工程へ移されるようになる。
【０００６】
次に、チップトレイ１１０又はフィーダーテープ１２０により移動された半導体チップ２００は印刷回路基板４００に配置される（Ｓ４０）。この時、印刷回路基板４００には半導体チップ２００以外の電子部品（手動素子、コネクタなど）３００が混在されて実装される。ここで、半導体チップ２００は後述するアンダーフィル材料２２０の注入のために他電子部品３００と最少２mm以上の最少間隔を維持して配置されなければならない。半導体チップ２００と他電子部品が配置された印刷回路基板４００は所定温度で加熱されるリフロー段階（Ｓ５０）を経るようになり、この時、半導体チップ２００のソルダバンプ２１０がリフローされながら印刷回路基板４００の電極と電気的に連結される。リフロー段階（Ｓ５０）の加熱温度はソルダバンプ２１０の材質によって決定される。
【０００７】
リフロー段階（Ｓ５０）が終わると、ソルダバンプ２１０によって発生した半導体チップ２００と印刷回路基板４００の間の間隙にアンダーフィル材料２２０を注入する（Ｓ６０）。アンダーフィル材料２２０を注入するために半導体チップ２００と他電子部品３００間の距離が最少距離以上確保されなければならないことは前述した通りである。
【０００８】
注入されたアンダーフィル材料２２０を硬化させるために所定温度で再び印刷回路基板４００を加熱する硬化段階（Ｓ７０）が終わると、印刷回路基板４００に半導体チップ２００が他電子部品３００と共に混在されて表面実装される。
【０００９】
しかし、従来の技術による半導体チップ表面実装方法において、半導体チップ２００を印刷回路基板４００に装着してリフローで接合を形成した後、アンダーフィル材料２２０を個別的に注入して硬化するため、表面実装工程と表面実装装備が複雑となりながら工程時間が長くかかるという問題点がある。
【００１０】
また、半導体チップ２００と他電子部品３００間の最少間隔を維持しなければならないので高密度実装が難しいという問題点がある。
【００１１】
また、チップトレイ１１０又はフィーダーテープ２００を使用する場合にウエハー１００からこのような中間包装容器に入れる工程がもう一度必要であり、再び表面実装工程でチップトレイ１１０やフィーダーテープ１２０から印刷回路基板４００に半導体チップ２００を装着する工程が必要となるので、２回のチップ移動工程を経るようになる。
【００１２】
また、チップトレイ１１０又はフィーダーテープ１２０により運搬される場合、半導体チップ２００に形成されたソルダバンプ２１０が損傷されるという問題点などがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、本発明の目的は、前述のような従来の問題点を解決するために、半導体チップの中間段階移動のための包装材が必要なく、単純化した工程の半導体チップ表面実装方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的は、本発明によって、電子部品が装着される印刷回路基板にフリップチップ型半導体チップを実装する半導体チップ表面実装方法において、複数の半導体チップが配列された半導体ウエハーの背面に各半導体チップの導電接触部にソルダバンプを形成する段階と、前記半導体ウエハーの前記ソルダバンプが形成された面にアンダーフィル材料を塗布する段階と、前記アンダーフィル材料を粘着性を有する状態で部分硬化させる段階と、前記半導体ウエハーを複数の半導体チップで切断する段階と、前記アンダーフィル材料が前記印刷回路基板に対向するように切断された前記半導体チップを前記印刷回路基板に配置する段階と、前記印刷回路基板を所定の温度で加熱する段階とを含むことを特徴とする半導体チップ表面実装方法によって達成される。
【００１５】
ここで、前記加熱段階の加熱温度は前記ソルダバンプの溶融点以上であることもできる。また、前記加熱と同時にアンダーフィル硬化が行われることもできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、半導体チップの中間段階移動のための包装材が必要なく、追加的なアンダーフィル工程がないので工程を単純化して部品間の隔離距離を減らすことができる半導体チップ表面実装方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付した図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１８】
図３は本発明による半導体チップ表面実装方法を示したフローチャートであり、図４は図３による表面実装方法を示した概略図である。
【００１９】
図３及び図４に示されているように、半導体チップ表面実装は、ソルダバンプ形成段階（Ｓ１）、アンダーフィル塗布段階（Ｓ２）、アンダーフィル部分硬化段階（Ｓ３）、ウエハー切断段階（Ｓ４）、半導体チップ配置段階（Ｓ５）、加熱段階（Ｓ６）を経るようになる。
【００２０】
ソルダバンプ形成段階（Ｓ１）は、ウエハー１に形成されたパターンによって印刷回路基板４と電気的に接触することができるようにウエハー１上の活性面にソルダバンプ２１を形成する段階である。一般に、ソルダバンプ２１はＳｎ/Ｐｂの合金がよく用いられる。
【００２１】
次に、ソルダバンプ２１が形成されたウエハー１面にアンダーフィル材料２２を塗布するアンダーフィル塗布段階（Ｓ２）を経る。アンダーフィル材料２２を塗布する方法としては、ステンシルプリンティング法、スピンコーティング法、ディッピング法などを利用することができる。この時、アンダーフィル材料２２の塗布厚さはアンダーフィル材料２２の特性によって差異があり得るが、一般に、ソルダバンプ２１が印刷回路基板４との電気的接触が円滑に行われることができるようにソルダバンプ２１の高さに対して同一であるか低く塗布される。しかし、後述する加熱段階でアンダーフィル材料２２の特性によってソルダバンプ２１がリフローされる時、アンダーフィル材料２２を貫通して印刷回路基板４に電気的に接触が可能な場合があるので、ソルダバンプ２１の高さに対して高くアンダーフィル材料２２が塗布されることもできることは勿論である。
【００２２】
ウエハー１上に塗布されたアンダーフィル材料２２は部分硬化段階（Ｓ３）を経て粘着性を有する状態になる。部分硬化段階（Ｓ３）でアンダーフィル材料２２が塗布されたウエハー１は所定温度に露出されてアンダーフィル材料２２が部分硬化される。アンダーフィル材料２２を部分硬化する理由はアンダーフィル材料２２は液状でウエハー１上に塗布されるので、ウエハー１を運搬する時にアンダーフィル材料２２が流れ落ちて運搬に難しさがあるためである。また、アンダーフィル材料２２は所定の接着力があるので、後述する加熱段階で硬化されて印刷回路基板４と半導体チップ２を接着せしめる役割をするためである。一般に、以上の段階までは半導体製造業者又はパッケージ業者によって遂行され、アンダーフィル材料２２が部分硬化されたウエハー１状態で電子製品業者の実装工程へ移されるようになる。
【００２３】
次に、半導体ウエハー１を半導体チップ２で切断する切断段階（Ｓ４）を経る。切断段階（Ｓ４）を経た半導体チップ２の各々にはソルダバンプ２１と部分硬化状態のアンダーフィル材料２２が備えられている。
【００２４】
切断された半導体チップ２は電子部品３が実装される印刷回路基板４に配置される。ここで、印刷回路基板４に電子部品３と同時に配置されることもでき、電子部品３に対して先に又は後に印刷回路基板４に半導体チップ１が配置されることもできて配置順序に拘束されない。
【００２５】
半導体チップ２が配置された印刷回路基板４は所定温度で加熱されてソルダバンプ２１のリフローとアンダーフィル材料２２の硬化が同時に行われる（Ｓ６）。加熱温度はアンダーフィル材料２２とソルダバンプ２１の材料特性によって変わるが、一般にソルダバンプ２１の溶融点温度よりは高く設定されなければならない。ソルダバンプ２１のリフローとアンダーフィル材料２２の硬化が行われる過程を見てみると、ソルダバンプ２１が所定温度以上に加熱されると、ソルダバンプ２１が溶けてソルダバンプ２１は印刷回路基板４の接点と化学結合を形成して電気的に接触するようになる。また、アンダーフィル材料２２は温度が上がるによって硬化が行われて固状となり、加熱段階が終わるとソルダバンプ２１は再び硬化して印刷回路基板４と安定的に電気的な連結がなされる。
【００２６】
したがって、全ての工程が終わると、アンダーフィル材料２２は硬化されて印刷回路基板４と半導体チップ２を支持し、所定の接着力で印刷回路基板４と半導体チップ２の相互結合を役立つ。
【００２７】
以上の説明における半導体チップの表面実装においてフリップチップ実装について説明したが、ＷＬＣＳＰ（Wafer Level Chip Size Package）又はＷＬＰ（Wafer Level Package）技術にも利用されることができることは勿論である。ＷＬＣＳＰ又はＷＬＰとは、ウエハー段階でパッケージ工程が終結されて外部パッケージがない半導体チップで、ほとんど半導体チップパッドを薄膜技術を利用して表面実装が可能なパッド間隔で再配列してソルダボールを形成することを言う。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来の技術による半導体チップ表面実装方法を示したフローチャートである。
【図２】図１による半導体チップ表面実装方法を示した概略図である。
【図３】本発明による半導体チップ表面実装方法を示したフローチャートである。
【図４】図３による半導体チップ表面実装方法を示した概略図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０，１００      プラズマディスプレイパネル
１２，１０２      前面基板
【図１】
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【図２】
2005039206.tif 000004
【図３】
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【図４】
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