(57)【要約】【課題】異方性導電ペーストを端子上に設ける際、所望の塗布厚みで設けることができ、半導体チップと回路基板とを良好に接合できる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】  基板１上に設けられた電極パッド２の周囲に該電極パッド２の高さより高い絶縁層３を設けて段差部５を形成する工程と、段差部５の内部に導電性粒子を分散したペースト材である異方性導電ペースト７を設ける工程と、段差部５の内部に設けられた導電性粒子を介して電極パッド２と半導体チップ８の電極端子９とを電気的に接続する工程とを有し、段差部５は、導電性粒子を保持可能な高さに設定されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられた第１端子の周囲に該第１端子の高さより高い絶縁層を設けて段差部を形成する工程と、
前記段差部の内部に導電性粒子を分散したペースト材を設ける工程と、
前記段差部の内部に設けられた前記導電性粒子を介して前記第１端子と第２端子とを電気的に接続する工程とを有し、
前記段差部は、前記導電性粒子を保持可能な高さに設定されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記段差部の高さは、前記導電性粒子の径よりも大きい値に設定されることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記段差部の高さは、前記導電性粒子の径と略等しい値に設定されることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記絶縁層の上面に沿ってスキージを移動することによって前記段差部の内部に前記ペースト材を設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記絶縁層は、前記スキージの移動方向に沿って延在するように設けられることを特徴とする請求項４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記絶縁層は、前記第１端子を囲むように連続して設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１端子は前記基板上に複数設けられ、前記絶縁層は、前記複数の第１端子のそれぞれに付随するように分割して設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか一項記載の製造方法によって製造された半導体装置を有することを特徴とする電子機器。
【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、電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップをフリップチップ方式によって回路基板にフェースダウン実装するとき、半導体チップの端子と回路基板の端子との間にバンプや異方性導電ペースト（ＡＣＰ）等を配置し、加熱・加圧することで半導体チップの端子と回路基板の端子とを接合することが行われている。上記バンプを形成するためのペーストはんだ（クリームはんだ）や異方性導電ペースト等のペースト材は、半導体チップ（あるいは回路基板）上にメタルマスクを配置し、スクリーン印刷法に基づいて端子上に配置される。下記特許文献１にはメタルマスクを用いてクリームはんだを電極端子上に設ける技術の一例が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−３４０２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記メタルマスクを用いて端子上にペースト材を設ける場合、メタルマスクの開口部と端子とを位置合わせし、メタルマスクの上面に沿ってスキージを移動することで、開口部にペースト材が充填され、所定の塗布厚みで端子上に設けられる。上記メタルマスクにはその強度等の面から製造限界があり、所定値（例えば３０μｍ）以上の厚みを持って形成される。そのため、端子上に設けられるペースト材の塗布厚みはメタルマスクの厚み（開口部の深さ）に応じた値（すなわち３０μｍ程度）となる。ところで、そのメタルマスクを使って異方性導電ペーストを端子上に設ける場合、異方性導電ペーストを回路基板の端子上にメタルマスクの厚みに応じた塗布厚み（３０μｍ程度）で設けた後、その設けられた異方性導電ペーストを半導体チップの端子と回路基板の端子との間で挟むようにして半導体チップと回路基板とを加熱・加圧接合するが、導電性を得るために、異方性導電ペーストの厚みが例えば異方性導電ペースト中に分散されている導電性粒子の径の大きさ程度（例えば５μｍ程度）になるまで加圧される。そのため、加圧したときに余分な異方性導電ペーストが周囲にはみ出て流出する等の不都合が生じる可能性がある。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、異方性導電ペーストを端子上に設ける際、所望の塗布厚みで設けることができ、半導体チップと回路基板とを良好に接合できる半導体装置の製造方法、及び電子機器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】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の半導体装置の製造方法は、基板上に設けられた第１端子の周囲に該第１端子の高さより高い絶縁層を設けて段差部を形成する工程と、前記段差部の内部に導電性粒子を分散したペースト材を設ける工程と、前記段差部の内部に設けられた前記導電性粒子を介して前記第１端子と第２端子とを電気的に接続する工程とを有し、前記段差部は、前記導電性粒子を保持可能な高さに設定されることを特徴とする。
本発明によれば、基板上の第１端子の周囲に、第１端子よりも高い絶縁層を設けて段差部を形成したので、その段差部の高さを調整して段差部の内部にペースト材を設けることで、メタルマスクを用いることなく、所望の塗布厚みでペースト材を第１端子上に設けることができる。したがって、基板上の第１端子と例えば半導体チップの第２端子とを加熱・加圧接合した際にペースト材が流出するなどの不都合を抑えることができる。特に、段差部の高さを導電性粒子を保持可能な値に設定することで段差部の内部に導電性粒子を確実に配置することができ、基板上の第１端子と例えば半導体チップの第２端子とを加熱・加圧接合して電気的に接続することができる。
【０００６】
本発明の半導体装置の製造方法において、前記段差部の高さは、前記導電性粒子の径よりも大きい値に設定されることを特徴とする。これにより、段差部の内部に導電性粒子を確実に配置することができ、第１端子と第２端子とを電気的に接続することができる。
【０００７】
本発明の半導体装置の製造方法において、前記段差部の高さは、前記導電性粒子の径と略等しい値に設定されることを特徴とする。これにより、ペースト材の使用量を最小限に抑えつつ加圧後の導電性の発現を確保でき、第１端子と第２端子とを加圧したときにペースト材が流出する不都合を更に抑制することができる。
【０００８】
本発明の半導体装置の製造方法において、前記絶縁層の上面に沿ってスキージを移動することによって前記段差部の内部に前記ペースト材を設けることを特徴とする。これにより、メタルマスクを用いることなく、段差部の高さに応じた塗布厚みでペースト材を第１端子上に配置することができる。
【０００９】
本発明の半導体装置の製造方法において、前記絶縁層は、前記スキージの移動方向に沿って延在するように設けられることを特徴とする。これにより、スキージを使って段差部の内部にペースト材を良好に配置することができる。
【００１０】
本発明の半導体装置の製造方法において、前記絶縁層は、前記第１端子を囲むように連続して設けられることを特徴とする。これにより、第１端子上のみにペースト材を配置することができ、基板上の不要な領域に対してペースト材が配置されるといった不都合を防止することができる。
【００１１】
本発明の半導体装置の製造方法において、前記第１端子は前記基板上に複数設けられ、前記絶縁層は、前記複数の第１端子のそれぞれに付随するように分割して設けられることを特徴とする。これにより、絶縁層を形成するための材料使用量を抑えつつ、複数の第１端子上のそれぞれに良好にペースト材を配置することができ、製造後の半導体装置の軽量化を図ることができる。
【００１２】
本発明の電子機器は、上記記載の製造方法によって製造された半導体装置を有することを特徴とする。
本発明によれば、過剰な量のベースト材を設けることなく、最適な塗布厚みで塗布されたペースト材を使って基板の第１端子とチップの第２端子とを電気的に良好に接続することができ、所望の性能を発揮できる電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。
図１（ａ）に示すように、基板１が用意される。基板１上には不図示の電気信号配線が所望の回路となるように設けられている。基板１は、例えばガラス、フレキシブルテープ、ガラスエポキシ、あるいはセラミックスなどにより構成されている。また、電気信号配線は、例えば銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、あるいは金（Ａｕ）等により構成されている。
【００１４】
次に、図１（ｂ）に示すように、基板１上に、上記電気信号配線と接続する電極パッド（第１端子）２が形成される。電極パッド２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、あるいはニッケル（Ｎｉ）によって構成され、めっき法により基板１上に形成される。なお、基板１上面のうち電極パッド２が設けられている以外の領域に絶縁性材料からなるパシベーション膜を設けることができる。そして、基板１上面及び電極パッド２上面に、絶縁層３が設けられる。絶縁層３は、例えば感光性ポリイミド等の感光性樹脂によって構成されており、スピンコート法、印刷法、及びインクジェット法（液滴吐出法）等の手法を用いて基板１及び電極パッド２上に塗布される。
【００１５】
次いで、図１（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ技術を使って、絶縁層３のうち電極パッド２に対応する領域に開口部４が形成される。これにより、電極パッド２が露出し、基板１上に設けられた電極パッド２の周囲に、その電極パッド２の高さより高い絶縁層３が設けられて、絶縁層３と電極パッド２との間で段差部５が形成されたことになる。
【００１６】
なお、図１（ｃ）に示す例では、開口部４の大きさは電極パッド２の大きさとほぼ等しいが、開口部４を電極パッド２より大きく形成して開口部４と電極パッド２との間に隙間が形成された形態としてもよいし、開口部４を電極パッド２より小さく形成して絶縁層３の一部が電極パッド２の上面に配置された形態としてもよい。
【００１７】
次に、図１（ｄ）に示すように、絶縁層３の上面に沿ってスキージ６を移動（摺動）することによって、絶縁層３の開口部４の内部、すなわち段差部５の内部に、導電性粒子を分散したペースト材である異方性導電ペースト（ＡＣＰ）７が設けられる。このように、本実施形態においては、メタルマスク等の部材を用いることなく、絶縁層３の上面に沿ってスキージ６を移動することで、段差部５の内部に異方性導電ペースト７が充填されるようになっている。
【００１８】
図２は、段差部５の内部に設けられた異方性導電ペースト７を示す拡大図である。絶縁層３の上面と電極パッド２の上面との距離である段差部５の高さＨが、異方性導電ペースト７に含まれている導電性粒子７Ａの径よりも大きい値（導電性粒子７Ａの径以上の値）になるように、絶縁層３の高さ及び電極パッド２の高さのそれぞれが設定されている。更に好ましくは、段差部５の高さＨは、導電性粒子７Ａの径と略等しい値に設定される。これにより、段差部５の内部に、異方性導電ペースト７の導電性微粒子７Ａが確実に保持可能となっている。
【００１９】
なお、スキージ条件などによっては、段差部５の高さＨは導電性粒子７Ａの径より小さい値であっても、段差部５の内部に導電性粒子７Ａを保持可能であるため、段差部５の高さＨとしては、導電性粒子７Ａよりも大きい値であることには限定されず、導電性粒子７Ａよりも小さい値であってもよく、段差部５の内部に導電性粒子７Ａを保持可能な高さであればよい。
【００２０】
図１に戻って、段差部５の内部に異方性導電ペースト７を充填した後、図１（ｅ）に示すように、半導体チップ８の電極端子（第２端子）９と、段差部５の内部においてその上面に異方性導電ペースト７を配置された電極パッド２とが位置合わせされる。なお、半導体チップ８の電極端子９には、半球状の導体の突起であるバンプが含まれていてもよい。そして、基板１に対して半導体チップ８が押圧され、これにより電極パッド２と電極端子９との間にある異方性導電ペースト７が加圧される。異方性導電ペースト７には加圧方向に導電性が付与され、これにより、段差部５の内部に設けられた異方性導電ペースト７の導電性粒子７Ａを介して電極パッド２と電極端子９とが電気的に接続されたことになる。
【００２１】
以上説明したように、基板１上の電極パッド２の周囲に、電極パッド２よりも高い絶縁層３を設けて段差部５を形成したので、その段差部５の高さＨを調整して段差部５の内部に異方性導電ペースト７を設けることで、メタルマスクを用いることなく、所望の塗布厚みで異方性導電ペースト７を電極パッド２上に設けることができる。したがって、基板１上の電極パッド２と半導体チップ８の電極端子９とを加圧接合した際に異方性導電ペースト７が溢れて流出するなどの不都合を抑えることができる。特に、段差部５の高さＨを導電性粒子７Ａを保持可能な値に設定することで段差部５の内部に導電性粒子７Ａを確実に配置することができ、基板１上の電極パッド２と半導体チップ８の電極端子９とを加圧接合して電気的に接続することができる。
【００２２】
また、段差部５の高さＨを、導電性粒子７Ａの径よりも大きい値に設定することにより、スキージ後においても段差部５の内部に導電性粒子７Ａを確実に配置することができ、電極パッド２と電極端子９とを電気的に接続することができる。更に、段差部５の高さＨを、導電性粒子７Ａの径と略等しい値に設定することにより、使用する異方性導電ペースト７の量を最小限に抑えた状態で電極パッド２と電極端子９とを電気的に接続することができ、基板１の電極パット２と半導体チップ８の電極端子９とを加圧したときに異方性導電ぺースト７が流出する不都合を更に確実に抑制することができる。
【００２３】
図３は、基板１上に設けられた開口部４を有する絶縁層３を上方から見た平面図である。図３に示すように、絶縁層３は、複数の電極パッド２のそれぞれを囲むように連続して設けられている。これにより、絶縁層３の上面が広い領域において十分に確保されているため、段差部５の内部に異方性導電ペースト７を充填する際に絶縁層３の上面に沿ってスキージ６を移動（摺動）する動作を円滑に行うことができる。
【００２４】
図４（ａ）は、絶縁層３の別の実施形態を示す平面図である。図４（ａ）に示すように、基板１上には複数の電極パッド２がマトリクス状に配置され、その電極パッド２が配置されている電極パッド配置領域２Ａの両側のそれぞれに、絶縁層３が延在するように設けられている。ここで、絶縁層３はスキージ６の移動方向に沿って延在している。図４（ａ）に示す例では、スキージ６の移動方向はＸ軸方向に設定されているため、絶縁層３は電極パッド配置領域２ＡのＹ軸方向に関して両側のそれぞれにおいてＸ軸方向に延在するように設けられている。そして、電極パッド配置領域２ＡのＹ軸方向に関して両側に設けられた絶縁層３の上面のそれぞれにスキージ６を接触させながら、絶縁層３の延在方向（Ｘ軸方向）に移動することにより、電極パッド２上に異方性導電ペースト７を所望の塗布厚みで設けることができる。
【００２５】
また、図４（ｂ）に示すように、電極パッド配置領域２ＡのＸ軸方向に関して両側のそれぞれにも絶縁層３を設けることが可能である。この場合、スキージ６をＹ軸方向（あるいはＸ軸方向）に沿って移動した後、Ｘ軸方向（Ｙ軸方向）に移動することができ、異方性導電ペースト７を更に所望の塗布厚みに設定することができる。
【００２６】
図５は、絶縁層３の別の実施形態を示す平面図である。図５に示すように、基板１上には複数の電極パッド２がマトリクス状に配置され、その電極パッド２のそれぞれに付随するように、絶縁層３が分割して設けられている。図５に示す例では、分割された絶縁層３は、複数の電極パッド２が配置されている電極パッド配置領域２Ａの両側のそれぞれにおいて、各電極パッド２に並ぶように設けられている。このような構成によっても、電極パッド配置領域２Ａの両側に設けられた絶縁層３の上面のそれぞれにスキージ６を接触させながら、分割された絶縁層３の並び方向（Ｘ軸方向）に移動することにより、電極パッド２上に異方性導電ペースト７を所望の塗布厚みで設けることができる。この場合において、隣接する絶縁層３どうしの間の領域３Ａに異方性導電ペースト７が配置されたとしても、スキージ６によって掻き取るようにして除去することができるため、スキージ後において、領域３Ａには異方性導電ペースト７は配置されない。
【００２７】
なお、上記各実施形態においては、基板１上に絶縁層３からなる段差部５を設け、その基板１上に異方性導電ペースト７を配置するように説明したが、半導体チップ８上に絶縁層からなる段差部を設け、電極端子９上にスキージ６を使って異方性導電ペースト７を設けることもできる。
【００２８】
図６は、上記基板（回路基板）１に実装された半導体チップ８を含む半導体装置を備えた電子機器の一例を示す図であって、携帯電話の概略構成を示す斜視図である。図６に示すようにこの携帯電話３００は、前記半導体装置をその筐体内部に配設したものである。
【００２９】
なお、電子機器としては、前記の携帯電話に限られることなく、種々の電子機器に適用することができる。例えば、ノート型コンピュータ、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等の電子機器に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態を示す模式図である。
【図２】段差部の内部に配置された異方性導電ペーストを示す拡大図である。
【図３】絶縁層が設けられた基板の一実施形態を示す平面図である。
【図４】絶縁層が設けられた基板の一実施形態を示す平面図である。
【図５】絶縁層が設けられた基板の一実施形態を示す平面図である。
【図６】本発明に係る半導体装置を有する電子機器の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…基板、２…電極パッド（第１端子）、３…絶縁層、４…開口部、５…段差部、
６…スキージ、７…異方性導電ペースト（ペースト材）、７Ａ…導電性粒子、
８…半導体チップ、９…電極端子（第２端子）
【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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