(57)【要約】  【課題】  半導体チップを配線基板にフェイスダウン実装した半導体実装体に関し、配線基板に吸蔵又は配線基板を透過した水分、薬品、ガスにより配線基板上の配線が腐食されることがなく、又は、高周波特性の優れた半導体実装体を提供する。  【解決手段】  複数の突起電極４を有する半導体チップ３と、前記突起電極４に対応する複数の電極パッド５を有する配線基板１１を対向させ、加熱加圧により前記突起電極４と前記電極パッド５を電気的機械的に接続した半導体実装体１０において、前記半導体チップ３と前記配線基板１１が液晶ポリマシート１によって接着されており、前記配線基板１１の基材が液晶ポリマからなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の突起電極を有する半導体チップと、前記突起電極に対応する複数の電極パッドを有する配線基板を対向させ、加熱加圧により前記突起電極と前記電極パッドを電気的機械的に接続した半導体実装体において、前記半導体チップと前記配線基板が液晶ポリマシートによって接着されており、前記配線基板の基材が液晶ポリマからなることを特徴とする半導体実装体。
【請求項２】
複数の電極パッドを有する半導体チップと、前記電極パッドに対応する複数の突起電極を有する配線基板を対向させ、加熱加圧により前記電極パッドと前記突起電極を電気的機械的に接続した半導体実装体において、前記半導体チップと前記配線基板が液晶ポリマシートによって接着されており、前記配線基板の基材が液晶ポリマからなることを特徴とする半導体実装体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップを配線基板にフェイスダウン実装した半導体実装体に関し、特に、配線の耐腐食性、高周波特性を改善した半導体実装体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化薄型化の要求から、個々の半導体チップをパッケージングせずに半導体チップを配線基板にフェイスダウン実装する、いわゆるフリップチップ実装により配線基板上の実装効率を上げる方法が多用されている。
【０００３】
半導体チップをフェイスダウン実装した半導体実装体の例を、図５を用いて説明する。先ず、図５（ａ）に示すように、加熱装置８を有するステージ７上にポリイミドやガラスエポキシ等の液晶ポリマ以外の材質からなる配線基板２を載せ、配線基板２上の電極パッド５と半導体チップ３の対応する突起電極４を重ね合わせ、加熱加圧によって接続する。次に、図５（ｂ）に示すように、配線基板２と半導体チップ３の間にアンダーフィル樹脂６を流し込み、加熱硬化によって配線基板２と半導体チップ３を接着する。アンダーフィル樹脂６は、図５（ａ）で説明した突起電極４の接続前に配線基板２又は半導体チップ３に塗布しておき、突起電極４の接続と同時に加熱硬化される場合もある。半導体実装体１０は、配線基板２の電極パッド５と半導体チップ３の突起電極４が電気的機械的に接合しており、配線基板２と半導体チップ３はアンダーフィル樹脂５によって接着されている。
【０００４】
しかし、前述の半導体実装体及びその製造方法は、配線基板の電極パッドと半導体チップの突起電極を接続する際の加熱加圧やアンダーフィル樹脂の加熱硬化の必要があるため、特に配線基板の両面に半導体チップを搭載する場合には、製造工程が多く煩雑でありコスト高となるという問題があった。
【０００５】
これに対し図６に示すように、配線基板２の一主面上に未硬化状態の封止樹脂シート９を載せ、配線基板２上の図示しない電極パッドと半導体チップ３の対応する突起電極４を重ね合わせて加熱加圧し、配線基板２と半導体チップ３を仮固定する。その後、配線基板２の他面にも別の半導体チップ（図示せず）を同様に仮固定したのち、加熱加圧により両面の配線基板の電極パッドと半導体チップの突起電極とを接続する方法（特許文献１参照）が開示されている。この方法によれば、配線基板の電極パッドと半導体チップの突起電極の接続と、配線基板と半導体チップの接着とを同時に行うことができるため、製造工程の簡略化が可能となる。
【０００６】
また、図７に示すように、半導体チップ３と配線基板２の接着に液晶ポリマシート１を用い、防湿性、防酸素性を改善する方法（特許文献２参照）が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−３９２２号公報（第３〜１０頁、第３図）
【特許文献２】特開平１１−３０７６８６号公報（第２〜６頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述の液晶ポリマによって接着された半導体実装体及びその製造方法は、次のような２つの残された問題点があった。すなわち、第１にポリイミドやガラスエポキシ等の液晶ポリマ以外の材質からなる配線基板は、液晶ポリマに比べ水分、薬品、ガスが吸蔵又は透過し易く、吸蔵又は透過した水分、薬品、ガスにより配線基板上の配線が腐食されやすいこと。第２に配線基板上の配線は、半導体チップ側が低誘電率で低誘電損失である液晶ポリマで覆われているものの、配線基板側は従来のポリイミドやガラスエポキシであるため、高周波特性に優れた液晶ポリマを使用しているにもかかわらず、半導体実装体としての高周波特性が充分改善されないことである。
【０００８】
本発明の課題は、半導体チップを配線基板にフェイスダウン実装した半導体実装体に関し、配線基板に吸蔵又は配線基板を透過した水分、薬品、ガスにより配線基板上の配線が腐食されることがなく、又は、高周波特性の優れた半導体実装体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１記載の半導体実装体は、複数の突起電極を有する半導体チップと、前記突起電極に対応する複数の電極パッドを有する配線基板を対向させ、加熱加圧により前記突起電極と前記電極パッドを電気的機械的に接続した半導体実装体において、前記半導体チップと前記配線基板が液晶ポリマシートによって接着されており、前記配線基板の基材が液晶ポリマからなる。
【００１０】
本発明の請求項２記載の半導体実装体は、複数の電極パッドを有する半導体チップと、前記電極パッドに対応する複数の突起電極を有する配線基板を対向させ、加熱加圧により前記電極パッドと前記突起電極を電気的機械的に接続した半導体実装体において、前記半導体チップと前記配線基板が液晶ポリマシートによって接着されており、前記配線基板の基材が液晶ポリマからなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の半導体実装体によれば、配線基板上の配線の両面が吸水率が低くガス透過率の低い液晶ポリマで覆われているため、配線基板に吸蔵又は配線基板を透過した水分、薬品、ガスにより配線基板上の配線が腐食されることがなく、又は、配線基板上の配線の両面が低誘電率で低誘電損失である液晶ポリマで覆われているため、高周波特性の優れた半導体実装体を提供できるという優れた産業上の効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照し、従来例と同一物には同一の符号を用いて説明する。
【００１３】
本発明の第１の実施形態である半導体実装体は、図１に示すように、液晶ポリマ配線基板１１の電極パッド５と半導体チップ３の突起電極４が電気的機械的に接合しており、液晶ポリマ配線基板１１と半導体チップ３が液晶ポリマシート１によって接着されている。半導体チップと液晶ポリマ配線基板が液晶ポリマシートによって接着されており、配線基板の基材が液晶ポリマからなることが、本発明の半導体実装体の特徴である。
【００１４】
図１に示した本発明の第１の実施形態である半導体実装体の製造方法は、図２（ａ）〜（ｂ）に示すように、液晶ポリマ配線基板１１の半導体チップ３と対向する位置に液晶ポリマシート１を載せ、液晶ポリマ配線基板１１の電極パッド５上に半導体チップ３の突起電極４を重ね合わせ、加熱加圧によって前記突起電極４と前記電極パッド５の電気的機械的接続と、半導体チップ３と液晶ポリマ配線基板１１の接着を同時に行う。
【００１５】
本発明の第２の実施形態である半導体実装体は、図３に示すように、液晶ポリマ配線基板１１の突起電極４と半導体チップ３の電極パッド５が電気的機械的に接合しており、液晶ポリマ配線基板１１と半導体チップ３が液晶ポリマシート１によって接着されている。半導体チップと液晶ポリマ配線基板が液晶ポリマシートによって接着されており、配線基板の基材が液晶ポリマからなる点は第１の実施形態と同じであるが、突起電極４が液晶ポリマ配線基板１１上に形成されており、電極パッド５が半導体チップ３上に形成されている点が第２の実施形態の半導体実装体の特徴である。
【００１６】
図３に示した本発明の第２の実施形態である半導体実装体の製造方法は、図４（ａ）〜（ｂ）に示すように、液晶ポリマ配線基板１１の半導体チップ３と対向する位置に液晶ポリマシート１を載せ、液晶ポリマ配線基板１１の突起電極４上に半導体チップ３の電極パッド５を重ね合わせ、加熱加圧によって前記突起電極４と前記電極パッド５の電気的機械的接続と、半導体チップ３と液晶ポリマ配線基板１１の接着を同時に行う。
【００１７】
上記２つの実施形態において、液晶ポリマ配線基板１１上の配線は、その両面を低吸水率でガスバリア性、耐薬品性に優れた液晶ポリマからなる液晶ポリマシート１と液晶ポリマ配線基板１１で覆われた構造となるため、水分、薬品、ガスにより配線基板上の配線が腐食されることがない。代表的な値として、液晶ポリマは、酸素透過率が０．３（ｃｃ・２０μm／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ、２０℃、６５％ＲＨ時）、水蒸気透過率が０．１３（ｇ・２０μm／ｍ２・ｄａｙ、４０℃、９０％ＲＨ時）であり、ポリイミドの酸素透過率４９０、水蒸気透過率１０５に対し桁違いに小さな値を有している。また、液晶ポリマ配線基板１１上の配線は、その両面を低誘電率（代表的な値２．９、１ＧＨｚ時）で低誘電損失（代表的な値０．００２５、１ＧＨｚ時）である液晶ポリマからなる液晶ポリマシート１と液晶ポリマ配線基板１１で覆われた構造となるため、優れた高周波特性が得られる。
【００１８】
液晶ポリマシートは、少なくとも半導体チップ３の一主面を全て覆う大きさであれば良いが、液晶ポリマ配線基板上の配線全てを覆う大きさ、形状であっても良く、その場合、前記配線腐食の防止効果と高周波特性の改善効果がさらに向上するため好ましい。
【００１９】
液晶ポリマシートと液晶ポリマ配線基板に使用する液晶ポリマは、突起電極と電極パッドの電気的機械的接続をより確実にするため、高融点である全芳香族系液晶ポリマが好ましい。また、液晶ポリマシートでの接着時に液晶ポリマ配線基板の寸法安定性を確保する目的で、液晶ポリマシートの融点は液晶ポリマ配線基板の融点より２０〜４０℃低い値が好ましく、例えば、株式会社クラレ製Ｖｅｃｓｔａｒ（登録商標）ＦＡタイプを液晶ポリマシートに、同ＣＴタイプ、ＣＴＸタイプを液晶ポリマ配線基板に用いることができる。
【００２０】
また、突起電極は、金属細線を半導体チップにボンディングした後引きちぎって形成したバンプやめっきによるバンプ（ポスト）に加え、低加圧実装の半田バンプであっても適用可能である。
【００２１】
本発明によれば、配線基板上の配線の両面が吸水率が低くガス透過率の低い液晶ポリマで覆われているため、配線基板に吸蔵又は配線基板を透過した水分、薬品、ガスにより配線基板上の配線が腐食されることがなく、又は、配線基板上の配線の両面が低誘電率で低誘電損失である液晶ポリマで覆われているため、高周波特性の優れた半導体実装体を提供できる
【００２２】
尚、本発明の半導体実装体は、上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の半導体実装体の実施形態を示す断面図。
【図２】（ａ）〜（ｂ）本発明の半導体実装体の製造方法を示す断面図。
【図３】本発明の半導体実装体の別の実施形態を示す断面図。
【図４】（ａ）〜（ｂ）本発明の半導体実装体の別の製造方法を示す断面図。
【図５】（ａ）〜（ｂ）従来の半導体実装体の製造方法を示す断面図。
【図６】従来の半導体実装体の別の実施形態を示す断面図。
【図７】従来の半導体実装体のさらに別の実施形態を示す断面図。
【符号の説明】
【００２４】
１  液晶ポリマシート
２  配線基板（配線回路基板）
３  半導体チップ（半導体素子）
４  突起電極（接続用電極部）
５  電極パッド
６  アンダーフィル樹脂
７  ステージ
８  加熱装置
９  封止樹脂シート
１０  半導体実装体
１１  液晶ポリマ配線基板
【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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