(57)【要約】【課題】半導体素子と配線基板間の距離を十分にとって、アンダーフィル樹脂注入時の流動性をよくする。【解決手段】半導体素子１と配線基板３との両方に設けた金バンプ２同士を接合させることにより、半導体素子１と配線基板３との間に十分な距離を持たせることにより、アンダーフィル樹脂６の流動性をよくして、アンダーフィル樹脂６の未充填の発生などを防ぐことを可能にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子の電極部面および配線基板の配線パターン上に金属突起を形成する工程と、
前記半導体素子と前記配線基板とを、前記金属突起を金属結合させて接合させる工程と、
前記接合後に前記半導体素子と前記配線基板間にアンダーフィル樹脂を注入・硬化させる工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記金属突起を形成する工程において、金線を用いて形成する金スタッドバンプを前記半導体素子の前記電極部面上および前記配線基板の前記配線パターン上に接合させ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。
【請求項３】
前記金属突起を形成する工程において、前記半導体素子の前記電極部面に金めっきによってバンプを形成させ、前記配線基板の前記配線パターン上には金線を用いて形成する金スタッドバンプを接合させ、該金スタッドバンプを、前記半導体素子をミラー反転させて金めっきバンプの位置する部分に接合させ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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特にフリップチップ型半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高密度実装に用いられる方法の一つとして、半導体素子の電極部面を配線基板側にフェースダウンさせ、金属突起を介して半導体素子と配線基板とを接続させるフリップチップ実装がある。このフリップチップ実装を用いた半導体装置は、他の半導体装置に比べて、小型軽量化あるいは電気的特性などの優れた点を有しており、携帯電話などの携帯通信機器の分野で多く使用されている。従来のフリップチップ実装に関する一例として特許文献１に記載されたものを例示することができる。
【０００３】
図３（ａ）〜（ｆ）は従来構造のフリップチップ型半導体装置における製造方法の一例を示す説明図である。
【０００４】
ＣＳＰやＢＧＡに用いられるフリップチップ型実装を行う際、半導体素子の電極部面または、配線基板３の配線パターン４上に金線を用いて金スタッドバンプ（以下、金バンプという）２を形成させた後（図３（ａ），（ｂ））、半導体素子１をフェースダウンさせて（図３（ｃ））、超音波接合機などを用いてフリップチップ実装を行い、金バンプ２を介して半導体素子１と配線基板３を接続させる（図３（ｄ））。その後、半導体素子１と配線基板３との間に、樹脂注入ノズル７などを用いてアンダーフィル樹脂と呼ばれる樹脂６を注入し（図３（ｅ））、硬化させる（図３（ｆ））。
【特許文献１】特表平１０−５０３０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の技術において、フリップチップ型半導体装置に対して、アンダーフィル樹脂の注入を行った際、アンダーフィル樹脂に球形フィラーが含まれていると、そのフィラーサイズよりもチップと配線基板間あるいは金バンプ間距離が小さい場合、フィラーが妨げとなってスムーズな樹脂注入が行えなくなり、樹脂注入後、チップと配線基板間で樹脂の未充填部分が発生してしまう。
【０００６】
また、アンダーフィル樹脂の流動性を向上させる目的で、半導体素子と配線基板間のギャップを大きくするために、金バンプを２段に積み上げる工法も提案されているが、金が柔らかいため、金バンプの２段目を形成する際、バンプ形成時に加わる荷重が１段目の金バンプによって吸収され、バンプ同士で十分な接合が期待できず、バンプ高さにばらつき、あるいは２段目の金バンプ中心位置にずれが生じ、フリップチップ実装後にチップと配線基板間、およびバンプ間に十分な距離がとれなくなる。
【０００７】
また、２段バンプ構造を実施することにより、２段バンプ形成時に１段目のバンプを潰すことになり、バンプ径を大きくしてしまい、狭パッドピッチに対応できなくなる。
【０００８】
すなわち、図４に示す従来の金バンプ構造において生じる現象の説明図のように、配線基板３の配線パターン４上に金バンプ２を接合させ、さらに金バンプ２上に金バンプ２を接合させる際、柔らかい金上に荷重を加えて金を接合させるため、金が接合時の力を吸収することにより接合強度が弱くなる、または、接合位置がずれて金バンプ２としての位置精度が悪くなる。
【０００９】
本発明は、前記従来の技術の課題を解決し、半導体素子と配線基板の距離を十分に得ることができ、アンダーフィル樹脂注入時の流動性をよくすることができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を解決するために、本発明の半導体装置の製造方法では、半導体素子の電極部面と配線基板の配線パターンとの両方に金バンプを形成し、半導体素子をフェースダウンさせ超音波接合機を用いて互いの金バンプを接合させる。このように、半導体素子と配線基板との両側に金バンプを設けることにより、半導体素子と配線基板との距離を十分に得ることができ、アンダーフィル樹脂注入時の流動性をよくすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フリップチップ実装において半導体素子と配線基板の距離を従来よりも安定して得ることができ、樹脂流動性をよくすることができる。また、金バンプが均一な高さになるため、金バンプに加わる応力を低減させることができ、信頼性の向上も期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係わる半導体装置の製造方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施形態を説明するためのフリップチップ型半導体装置の断面図であり、１は半導体素子、２は金バンプ（金スタッドバンプ）、３は配線基板、４は配線パターン、５は半導体素子１の電極部、６はアンダーフィル樹脂であって、半導体素子１と配線基板３との両方に設けた金バンプ２を接合させることにより、半導体素子１と配線基板３間に十分な距離を持たすことができるようにしてある。
【００１４】
図２（ａ）〜（ｆ）は本実施形態のフリップチップ型半導体装置の製造方法を示す説明図である。
【００１５】
所望の厚みに裏面研磨された半導体素子１の電極部５面上に、金線を用いて金バンプ２を接合させる。金バンプ２の径は電極部５の面よりも小さく形成させる（図２（ａ））。
【００１６】
図２（ａ）と同様の方法で、配線基板３上に設けられた配線パターン４上に半導体素子１に形成した金バンプ２の位置と一致させることが可能な位置に金バンプ２を形成させる。このとき、半導体素子１はフリップチップ実装にて配線基板１と接合させるため、配線基板３上への金バンプ２の形成する位置はミラー反転させた位置となる（図２（ｂ））。
【００１７】
その後、図２（ａ）に示す半導体素子１を図２（ｂ）に示す配線基板３上にフェースダウンさせて（図２（ｃ））、金バンプ２同士の位置を合わせ、フリップチップ実装を行う。実装時には超音波接合機を用いて半導体素子を超音波加振して、配線基板上に設けた金バンプとの接合を行う（図２（ｄ））。
【００１８】
このとき、金バンプ２同士の接合においては、金バンプ２の高さを一定にするということから、金バンプ２のレベリングなどがされていることが望ましい。また、接合時の金バンプ２の高さが一定というところから、接合時に各々の金バンプ２に生じる応力が均等となり、均一かつ安定した接合を得ることができる。
【００１９】
一般的に５０μｍ径の金バンプを形成した場合、金バンプの高さは１０〜１５μｍ程度となり、半導体素子の電極端子上への金バンプと配線基板上への金バンプの高さとにより、接合後の半導体素子と配線基板との間の距離は２０〜３０μｍ確保することができる。さらに、半導体素子に加わる超音波エネルギも半導体素子の電極端子への２段バンプに比べ、回数を減らすことも可能となり、半導体素子自身へのダメージも軽減することが可能となる。
【００２０】
次に、樹脂注入ノズル７を用いて（図２（ｅ））、キャピラリフローにより、半導体素子１と配線基板３との間にアンダーフィル樹脂６を注入する（図２（ｆ））。このとき半導体素子１と配線基板３との間の距離が２０〜３０μｍあるため、アンダーフィル樹脂６の流動性は非常によくなり、樹脂の未充填の発生などを防ぐことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、半導体装置、特にフリップチップ型半導体装置を製造するための方法に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）〜（ｆ）は本発明の実施形態を説明するためのフリップチップ型半導体装置の断面図
【図２】本実施形態のフリップチップ型半導体装置の製造方法を示す説明図
【図３】（ａ）〜（ｆ）は従来構造のフリップチップ型半導体装置における製造方法の一例を示す説明図
【図４】従来の金バンプ構造において生じる現象の説明図
【符号の説明】
【００２３】
１  半導体素子
２  金スタッドバンプ
３  配線基板
４  配線パターン
５  半導体素子の電極部
６  アンダーフィル樹脂
７  樹脂注入ノズル
【図１】
2005311045.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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