(57)【要約】【課題】熱収縮した場合でも接続信頼性に優れた半導体チップを提供する。【解決手段】半導体チップ１０は、チップ本体１２と、バンプ列１４Ａ，１４Ｂと、バンプ集合体１６とを備える。チップ本体１２は、対向する一対の長辺１２ａ，１２ｂ及び対向する一対の短辺１２ｃ，１２ｄからなる矩形状の主面Ｓを有する。バンプ列１４Ａ，１４Ｂは、バンプ列１４Ａは、主面Ｓのうち長辺１２ａ近傍に設けられており、長辺１２ａに沿って配列された複数のバンプ１８によって構成されている。バンプ列１４Ｂは、主面Ｓのうち長辺１２ｂ近傍に設けられており、長辺１２ｂに沿って配列された複数のバンプ１８によって構成されている。バンプ集合体１６は、バンプ列１４Ａとバンプ列１４Ｂとの間で、且つ、バンプ列１４Ａの二等分点Ｐ１及びバンプ列１４Ｂの二等分点Ｐ２を結ぶ仮想直線Ｘ１の近傍に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１及び第２の長辺並びに対向する第１及び第２の短辺からなる矩形状の主面を有するチップ本体と、
前記主面のうち前記第１の長辺近傍に設けられると共に前記第１の長辺に沿って配列された複数のバンプによって構成される第１のバンプ列と、
前記主面のうち前記第２の長辺近傍に設けられると共に前記第２の長辺に沿って配列された複数のバンプによって構成される第２のバンプ列と、
前記第１のバンプ列の長さをＬ１とし、前記第２のバンプ列の長さをＬ２としたときに、前記主面のうち、前記第１のバンプ列と、前記第２のバンプ列と、前記第１の短辺に近い側における前記第１のバンプ列の端から０．３Ｌ１だけ離れた前記第１のバンプ列上の第１の点及び前記第１の短辺に近い側における前記第２のバンプ列の端から０．３Ｌ２だけ離れた前記第２のバンプ列上の第２の点を結ぶ第１の仮想直線と、前記第２の短辺に近い側における前記第１のバンプ列の端から０．３Ｌ１だけ離れた前記第１のバンプ列上の第３の点及び前記第２の短辺に近い側における前記第２のバンプ列の端から０．３Ｌ２だけ離れた前記第２のバンプ列上の第４の点を結ぶ第２の仮想直線とによって囲まれる領域に設けられた複数のバンプによって構成されるバンプ集合体とを備える半導体チップ。
【請求項２】
前記バンプ集合体は、前記第１のバンプ列と前記第２のバンプ列との間で且つ前記第１のバンプ列の二等分点及び前記第２のバンプ列の二等分点を結ぶ第３の仮想直線の近傍に配置されている請求項１に記載された半導体チップ。
【請求項３】
熱硬化性接着剤を介して請求項１又は２に記載された半導体チップを回路基板の主面に搭載し、前記半導体チップを前記基板に熱圧着する工程を備え、
前記熱硬化性接着剤の接着後における４０℃での弾性率が１００ＭＰａ〜２０００ＭＰａである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、半導体チップ及び半導体チップの実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の小型化、薄型化に伴って半導体素子のさらなる高密度実装技術の確立が要求されている。半導体装置の実装方法として従来から用いられているリードフレームを用いた方法では、この様な高密度実装の要求には応えることができなかった。
【０００３】
そこで、半導体チップの大きさとほぼ同じサイズの半導体装置を実装する方法としてフリップチップ実装が提案されている。フリップチップ実装は、近年の電子機器の小型化、高密度化に対して半導体チップを最小の面積で実装できる方法として注目されてきた。
【０００４】
具体的には、このフリップチップ実装に使用される半導体チップの電極上にはバンプが形成されており、バンプとガラス基板上に形成された回路電極とを異方導電性接着剤を用いて熱圧着する（例えば、下記特許文献１参照）。このようにガラス基板上に半導体チップを直接接合する実装方式は、一般に、ＣＯＧ(Chip On Glass)実装と呼ばれている。
【特許文献１】特開２００３−０８６６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＣＯＧ実装では、半導体チップとガラス基板とを異方導電性接着剤を介して熱圧着しており、半導体チップの線膨張係数はガラス基板の線膨張係数よりも大きいので、半導体チップ及びガラス基板が冷えたときには、半導体チップはガラス基板よりも大きく縮むこととなる。半導体チップは、通常、矩形状の主面を有しているので、半導体チップが縮むことにより短辺側が最も大きく変位する。
【０００６】
ところで、上記特許文献１に記載された半導体チップでは、主面の長辺の近傍で且つ主面の長辺に沿うように複数のバンプが主面上に配置されている。しかしながら、半導体チップは、上記のように近年小型化の傾向にあることから、主面の長辺の近傍のみではバンプの配置スペースが十分でない。そこで、複数のバンプを、主面の外周近傍で且つ主面の外周に沿うように主面上に配置することも考えられる。
【０００７】
ところが、この場合、半導体チップのガラス基板への実装後に半導体チップが縮むことにより、主面の短辺近傍に配置されているバンプとガラス基板上に形成された回路電極との接続が分断される虞が高まってしまい、接続信頼性に懸念が残る。
【０００８】
そこで、本発明は、熱収縮した場合でも接続信頼性に優れた半導体チップ及び半導体チップの実装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】
【０００９】
本発明に係る半導体チップは、対向する第１及び第２の長辺並びに対向する第１及び第２の短辺からなる矩形状の主面を有するチップ本体と、主面のうち第１の長辺近傍に設けられると共に第１の長辺に沿って配列された複数のバンプによって構成される第１のバンプ列と、主面のうち第２の長辺近傍に設けられると共に第２の長辺に沿って配列された複数のバンプによって構成される第２のバンプ列と、第１のバンプ列の長さをＬ１とし、第２のバンプ列の長さをＬ２としたときに、主面のうち、第１のバンプ列と、第２のバンプ列と、第１の短辺に近い側における第１のバンプ列の端から０．３Ｌ１だけ離れた第１のバンプ列上の第１の点及び第１の短辺に近い側における第２のバンプ列の端から０．３Ｌ２だけ離れた第２のバンプ列上の第２の点を結ぶ第１の仮想直線と、第２の短辺に近い側における第１のバンプ列の端から０．３Ｌ１だけ離れた第１のバンプ列上の第３の点及び第２の短辺に近い側における第２のバンプ列の端から０．３Ｌ２だけ離れた第２のバンプ列上の第４の点を結ぶ第２の仮想直線とによって囲まれる領域に設けられた複数のバンプによって構成されるバンプ集合体とを備える。
【００１０】
本発明に係る半導体チップでは、バンプ集合体を、主面のうち、第１のバンプ列と、第２のバンプ列と、第１の仮想直線と、第２の仮想直線とで囲まれる領域に設けている。そのため、バンプ集合体が、半導体チップの熱収縮の影響を最も受けやすい主面の短辺近傍から離れて位置することとなる。その結果、熱収縮した場合でもバンプの接続信頼性に優れた半導体チップとなっている。
【００１１】
好ましくは、バンプ集合体は、第１のバンプ列と第２のバンプ列との間で且つ第１のバンプ列の二等分点及び第２のバンプ列の二等分点を結ぶ第３の仮想直線の近傍に配置されている。このようにすると、バンプ集合体が、半導体チップの熱収縮の影響を最も受けやすい主面の短辺近傍から最も離れて位置することとなる。その結果、熱収縮した場合でもバンプの接続信頼性に極めて優れた半導体チップとなる。
【００１２】
一方、本発明に係る半導体チップの実装方法は、熱硬化性接着剤を介して上記いずれかの半導体チップを回路基板の主面に搭載し、半導体チップを基板に熱圧着する工程を備え、熱硬化性接着剤の接着後における４０℃での弾性率が１００ＭＰａ〜２０００ＭＰａである。
【００１３】
本発明に係る半導体チップの実装方法では、接着後における４０℃での弾性率が１００ＭＰａ〜２０００ＭＰａである熱硬化性接着剤を用いて、上記いずれかの半導体チップと回路基板とを接合している。上記いずれかの半導体チップは熱収縮した場合でも接続信頼性に優れているので、このような、接着後（硬化後）の硬さが比較的柔らかく内部応力が残り難い熱硬化性接着剤を好適に用いることができる。ここで、接着後における４０℃での弾性率が１００ＭＰａ未満であると、接着後の熱硬化性接着剤が柔らかくなりすぎるので、取扱い性及び寸法安定性が低下して、接着信頼性が低下する傾向にある。接着後における４０℃での弾性率が２０００ＭＰａを超えると、接着後の熱硬化性接着剤が硬くなりすぎるので、熱衝撃試験、ＰＣＴ試験やはんだバス浸漬試験等の信頼性試験中に生じる内部応力によって、接続部分での接続抵抗の増大や接着剤の剥離が生じる傾向にある。なお、接着後における４０℃での弾性率が３００ＭＰａ〜１８００ＭＰａであると好ましく、接着後における４０℃での弾性率が７００ＭＰａ〜１８００ＭＰａであるとより好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、熱収縮した場合でも接続信頼性に優れた半導体チップ及び半導体チップの実装方法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】
【００１５】
本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１６】
（半導体チップの構成）
まず、図１を参照して、本実施形態に係る半導体チップ１０の構成について説明する。半導体チップ１０は、チップ本体１２と、バンプ列１４Ａ，１４Ｂと、バンプ集合体１６とを有する。半導体チップ１０は例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）用のドライバとして用いられる。
【００１７】
チップ本体１２は、略直方体形状を呈しており、図示しないドライバ回路が形成された主面Ｓを有している。主面Ｓは、矩形状を呈しており、対向する一対の長辺１２ａ，１２ｂ及び対向する一対の短辺１２ｃ，１２ｄによって構成されている。
【００１８】
バンプ列１４Ａは、主面Ｓのうち長辺１２ａ近傍に設けられている。バンプ列１４Ａは、長辺１２ａに沿って配列された複数のバンプ１８によって構成されている。なお、図１においては、複数のバンプ１８が一列に並んでバンプ列１４Ａを構成しているが、二列以上であってもよい。
【００１９】
バンプ列１４Ｂは、主面Ｓのうち長辺１２ｂ近傍に設けられている。バンプ列１４Ｂは、長辺１２ｂに沿って配列された複数のバンプ１８によって構成されている。なお、図１においては、複数のバンプ１８が一列に並んでバンプ列１４Ａを構成しているが、二列以上であってもよい。
【００２０】
バンプ集合体１６は、バンプ列１４Ａとバンプ列１４Ｂとの間で、且つ、バンプ列１４Ａの二等分点Ｐ１とバンプ列１４Ｂの二等分点Ｐ２とを結ぶ仮想直線（第３の仮想直線）Ｘ１の近傍に設けられている。つまり、本実施形態では、バンプ集合体１６は、チップ本体１２の長手方向における略中央部分に配置されている。
【００２１】
バンプ集合体１６は、バンプ列１６Ａ，１６Ｂを含んでいる。バンプ列１６Ａ，１６Ｂは、仮想直線Ｘ１に沿って配列された複数のバンプ１８によってそれぞれ構成されている。
【００２２】
バンプ列１４Ａ，１４Ｂを構成するバンプ１８は、例えば信号の入出力のために用いられ、バンプ列１６Ａ，１６Ｂを構成するバンプ１８は、例えば半導体チップ１０への電力の供給のために用いられる。
【００２３】
（半導体チップの実装方法）
続いて、本実施形態に係る半導体チップ１０のガラス基板等の基板（図示せず）への実装方法について説明する。
【００２４】
まず、上述した構成を有する半導体チップ１０を用意する。また、半導体チップ１０のチップ本体１２に設けられている複数のバンプ１８にそれぞれ対応する電極が主面に設けられた基板を用意する。
【００２５】
続いて、熱硬化性接着剤（図示せず）を基板の主面に配置する。本実施形態において用いられる熱硬化性接着剤は、接着後における４０℃での弾性率が１００ＭＰａ〜２０００ＭＰａである。接着後における４０℃での弾性率が１００ＭＰａ未満であると、接着後の熱硬化性接着剤が柔らかくなりすぎるので、取扱い性及び寸法安定性が低下して、接着信頼性が低下する傾向にある。接着後における４０℃での弾性率が２０００ＭＰａを超えると、接着後の熱硬化性接着剤が硬くなりすぎるので、熱衝撃試験、ＰＣＴ試験やはんだバス浸漬試験等の信頼性試験中に生じる内部応力によって、接続部分での接続抵抗の増大や接着剤の剥離が生じる傾向にある。なお、熱硬化性接着剤としては、接着後における４０℃での弾性率が３００ＭＰａ〜１８００ＭＰａであると好ましく、接着後における４０℃での弾性率が７００ＭＰａ〜１８００ＭＰａであるとより好ましい。
【００２６】
接着剤の接着後の段階に相当する接着フィルム硬化物の弾性率は、例えば、レオロジ（株）製レオスペクトラＤＶＥ−４（引っ張りモード、周波数１０Ｈｚ、５℃／ｍｉｎで昇温、−４０℃〜２５０℃まで測定）を用いて測定することができる。なお、接着フィルムの硬化は、接着工程時の加熱温度及び時間と同じ条件で行い、硬化方法としては、接着フィルムをオイルバスに浸漬して行うことができる。このような接着フィルム硬化物は、示差走査熱量計（ＤＳＣ：Differential Scanning Calorimeter）を用いて測定した場合の全硬化発熱量の９０％以上の発熱を終えたものである。
【００２７】
接続時の良好な流動性や高接続信頼性を得られる接着剤として、エポキシ樹脂とイミダゾール系、ヒドラジド系、三フッ化ホウ素−アミン錯体、スルホニウム塩、アミンイミド、ポリアミンの塩、ジシアンジアミド等の潜在性硬化剤の混合物に、接着後の４０℃での弾性率が１００〜２０００ＭＰａになるように、分子量２０万以上のアクリルゴムを配合した接着剤が挙げられる。
【００２８】
ここで、熱硬化性接着剤を基板の主面に配置するにあたっては、図示しないセパレータに熱硬化性接着剤が設けられたものを基板の主面に貼り付けるようにしてもよく、熱硬化性接着剤を基板の主面に直接塗布するようにしてもよい。なお、セパレータとしては、例えばシリコーン等によって表面が離型処理されたＰＥＴ基材が挙げられる。
【００２９】
続いて、基板の主面に半導体チップ１０を搭載し、図示しない圧着手段によって半導体チップ１０を基板に熱圧着する。このとき、１２０℃〜２５０℃程度となるように圧着手段の温度を設定することができる。
【００３０】
以上のような本実施形態においては、バンプ集合体１６が、バンプ列１４Ａとバンプ列１４Ｂとの間で、且つ、バンプ列１４Ａの二等分点Ｐ１及びバンプ列１４Ｂの二等分点Ｐ２を結ぶ仮想直線Ｘ１の近傍に配置されている。そのため、バンプ集合体１６が、半導体チップ１０の熱収縮の影響を最も受けやすい主面Ｓの短辺１２ｃ，１２ｄ近傍から最も離れて位置することとなる。その結果、熱収縮した場合でもバンプ１８の接続信頼性に極めて優れた半導体チップ１０となる。
【００３１】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態ではバンプ集合体１６をバンプ列１４Ａとバンプ列１４Ｂとの間で且つ仮想直線Ｘ１の近傍に配置したが、これに限られない。具体的には、図２に示されるように、バンプ集合体１６が、主面Ｓのうち、バンプ列１４Ａと、バンプ列１４Ｂと、短辺１２ｃに近い側におけるバンプ列１４Ａの端から０．３Ｌ１だけ離れたバンプ列１４Ａ上の点Ｑ１及び短辺１２ｃに近い側におけるバンプ列１４Ｂの端から０．３Ｌ２だけ離れたバンプ列１４Ｂ上の点Ｑ２を結ぶ仮想直線（第１の仮想直線）Ｙ１と、短辺１２ｄに近い側におけるバンプ列１４Ａの端から０．３Ｌ１だけ離れたバンプ列１４Ａ上の点Ｑ３及び短辺１２ｄに近い側におけるバンプ列１４Ｂの端から０．３Ｌ２だけ離れたバンプ列１４Ｂ上の点Ｑ４を結ぶ仮想直線（第２の仮想直線）Ｙ２とによって囲まれる領域Ｒに設けられていてもよい。このようにしても、バンプ集合体１６が、半導体チップ１０の熱収縮の影響を最も受けやすい主面Ｓの短辺１２ｃ，１２ｄ近傍から離れて位置することとなる。その結果、熱収縮した場合でもバンプ１８の接続信頼性に優れた半導体チップ１０となっている。
【００３２】
また、バンプ集合体１６は、バンプ列１６Ａ，１６Ｂを含んでいるものであったが、これに限られず、複数のバンプ１８が列状に配列されていなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本実施形態に係る半導体チップを示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る半導体チップの他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０…半導体チップ、１２…チップ本体、１２ａ，１２ｂ…長辺、１２ｃ，１２ｄ…短辺、１４Ａ，１４Ｂ…バンプ列（第１及び第２のバンプ列）、１６…バンプ集合体、１６Ａ，１６Ｂ…バンプ列、１８…バンプ、Ｐ１，Ｐ２…二等分点、Ｑ１〜Ｑ４…点（第１〜第４の点）、Ｒ…領域、Ｓ…主面、Ｘ１…仮想直線（第３の仮想直線）、Ｙ１，Ｙ２…仮想直線（第１及び第２の仮想直線）。
【図１】
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【図２】
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