(57)【要約】【課題】封止樹脂の塗布量を増やすことなく半導体チップの４つの側面すべてに大きなフィレットを形成することができ、しかもスペースファクタや作業性を悪化させる虞もない半導体チップの実装方法と、その実装構造ならびに半導体チップを提供すること。【解決手段】半導体チップ１を配線基板３上にフリップチップ実装した後、この半導体チップ１の１つの側面１１を除く残り３つの側面１２〜１４に表面処理（プラズマクリーニング）を施して封止樹脂５に対する濡れ性を高めておき、相対的に濡れ性の悪い側面１１が存する側から半導体チップ１と配線基板３との間の隙間４へ液状の封止樹脂５を充填させて、４つの側面１１〜１４すべてに封止樹脂５のフィレット５ａを形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板上に半導体チップをフリップチップ実装する工程と、
前記半導体チップの４つの側面のうち少なくとも１つを除く他の側面に表面処理を施して封止樹脂に対する濡れ性を高める工程と、
前記半導体チップの４つの側面のうち前記表面処理が施された側面に対して平行に延在し前記表面処理が施されていない１つの側面の存する側から、この半導体チップと前記配線基板との間の隙間へ前記封止樹脂を充填させて前記４つの側面に該封止樹脂のフィレットを形成する工程とを含むことを特徴とする半導体チップの実装方法。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記半導体チップを前記配線基板上にフリップチップ実装した後に前記表面処理を施すことを特徴とする半導体チップの実装方法。
【請求項３】
請求項２の記載において、前記表面処理を前記半導体チップの側面に対するプラズマクリーニングによって行うことを特徴とする半導体チップの実装方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記半導体チップの４つの側面のうち３つの側面に前記表面処理を施すことを特徴とする半導体チップの実装方法。
【請求項５】
請求項４の記載において、前記表面処理を施す３つの側面のうち、残り１つの側面に隣接する２つの側面はいずれも、該１つの側面との隣接部分を除いた部分だけに前記表面処理を施すことを特徴とする半導体チップの実装方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項の記載において、前記封止樹脂が熱硬化性の樹脂であり、前記フィレットを形成した後に該封止樹脂を加熱して硬化させることを特徴とする半導体チップの実装方法。
【請求項７】
配線基板と、この配線基板上にフリップチップ実装されて４つの側面のうち３つが残り１つの側面よりも封止樹脂に対する濡れ性が高い半導体チップと、この半導体チップと前記配線基板との間の隙間に充填されていると共に前記４つの側面にフィレットが形成された封止樹脂とを備え、前記半導体チップの４つの側面に形成されている前記封止樹脂の各フィレットの高さ位置が略同等であることを特徴とする半導体チップの実装構造。
【請求項８】
配線基板上にフリップチップ実装されると共に、フリップチップ実装後に前記配線基板との間に封止樹脂が充填される半導体チップであって、４つの側面のうち３つが残り１つの側面よりも前記封止樹脂に対する濡れ性が高いことを特徴とする半導体チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板上にフリップチップ実装した半導体チップを封止樹脂（アンダーフィル）によって応力から保護する半導体チップの実装方法と、その実装構造ならびに半導体チップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ等の半導体チップ（ベアチップ）を配線基板上にフリップチップ実装した後、この半導体チップと配線基板との間の隙間に封止樹脂を充填することにより、フリップチップ接合部が応力から保護されるため、半導体チップと配線基板との接続の信頼性を高めることができる。また、この封止樹脂のフィレットが半導体チップの側面に形成されていると、半導体チップ自体が保護されることになり取付強度も高まる。
【０００３】
図４に示すように、半導体チップ２０と配線基板２１との間の隙間２２に封止樹脂２３を充填させる際には、配線基板２１上で平面視矩形状の半導体チップ２０の一辺と近接する領域に液状の封止樹脂２３を塗布し、この封止樹脂２３を毛細管現象を利用して隙間２２に流し込むという手法が従来より一般的に知られている。隙間２２に流れ込んだ液状の封止樹脂２３の一部は半導体チップ２０の側面を濡れ上がるため、フィレット２３ａが形成される。そして、この封止樹脂２３を加熱するなどして硬化させることにより、配線基板２１上にフリップチップ実装された半導体チップ２０が封止樹脂２３で保護・補強された状態となる。なお、図４中の符号２４は半導体チップ２０のバンプを示している。
【０００４】
このほか、他の従来例として、配線基板上で半導体チップの四隅と近接する４箇所に液状の封止樹脂を塗布し、これら４箇所の塗布領域から半導体チップと配線基板との間の隙間へ毛細管現象を利用して封止樹脂を流し込んで硬化させるという手法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−２８９２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで前述した各従来例のうち、前者の一般的な手法で半導体チップ２０と配線基板２１との間の隙間２２に封止樹脂２３を充填させた場合、半導体チップ２０には封止樹脂２３の塗布領域近傍に存する側面（図４の右側面）に大きなフィレット２３ａが形成されてしまうため、半導体チップ２０の残り３つの側面に供給される封止樹脂２３の量が不足しやすいという問題があった。その結果、これら３つの側面に形成される封止樹脂２３のフィレットが不所望に小さくなってしまうという現象が起こりやすく、特に封止樹脂２３の塗布領域から大きく離れて存する半導体チップ２０の側面（図４の左側面）には極めて小さなフィレットしか形成されないことが多い。そして、封止樹脂２３のフィレットが小さすぎると半導体チップ２０の側面が露出して取付強度も低下してしまうため、実装後の半導体チップ２０の信頼性が損なわれることとなる。なお、塗布領域に塗布する封止樹脂２３の量を増やせば半導体チップ２０の４つの側面すべてに大きなフィレットを形成できるようになるが、その場合、液状の封止樹脂２３が半導体チップ２０の周囲へ大きく広がるので、配線基板２１上には予め半導体チップ２０の周囲に余分なスペースを確保しておかねばならず、それゆえ小型化が阻害されることになって好ましくない。
【０００６】
一方、後者の従来例のように、半導体チップの四隅から封止樹脂を該半導体チップと配線基板との間の隙間へ流し込むという手法を採用した場合には、半導体チップの４つの側面すべてに大きなフィレットを無理なく形成することが可能となる。しかしながら、この従来例では、４箇所の塗布領域に封止樹脂を塗布しなければならないため塗布作業が煩雑であり、かつ、配線基板上には半導体チップの四隅の外側にそれぞれ塗布領域を確保しなければならないため、該半導体チップの周囲に広いデッドスペースが生じてしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、封止樹脂の塗布量を増やすことなく半導体チップの４つの側面すべてに大きなフィレットを形成することができ、しかもスペースファクタや作業性を悪化させる虞のない半導体チップの実装方法を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、同様の効果が期待できる半導体チップの実装構造を提供することにある。また、本発明の第３の目的は、同様の効果が期待できる半導体チップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の第１の目的を達成するために、本発明による半導体チップの実装方法は、配線基板上に半導体チップをフリップチップ実装する工程と、前記半導体チップの４つの側面のうち少なくとも１つを除く他の側面に表面処理を施して封止樹脂に対する濡れ性を高める工程と、前記半導体チップの４つの側面のうち前記表面処理が施された側面に対して平行に延在し前記表面処理が施されていない１つの側面の存する側から、この半導体チップと前記配線基板との間の隙間へ前記封止樹脂を充填させて前記４つの側面に該封止樹脂のフィレットを形成する工程とを含むこととする。
【０００９】
このように予め半導体チップの４つの側面のうち１つ乃至３つの側面に表面処理を施して封止樹脂に対する濡れ性を高めておき、かかる濡れ性の良い側面に対して平行に延在する相対的に濡れ性の悪い側面の近傍において配線基板上に封止樹脂を塗布し、この封止樹脂を半導体チップと配線基板との間の隙間へ毛細管現象を利用して流し込むと、塗布領域から大きく離れて存する濡れ性の良い側面に到達した封止樹脂が該側面をスムーズに濡れ上がっていく。そのため、塗布領域近傍の濡れ性の悪い側面から他の側面へ封止樹脂が供給されやすくなって、半導体チップの４つの側面すべてに大きなフィレットを形成することが可能となり、封止樹脂の塗布量を増やす必要もない。したがって、フリップチップ実装された半導体チップを封止樹脂で効果的に保護し、かつ取付強度を高めた状態となすことができると共に、配線基板上には半導体チップの周囲に余分なスペースを確保する必要がないためスペースファクタを悪化させる虞もない。なお、封止樹脂の塗布領域は半導体チップの一側面に沿う１箇所で良いため、塗布領域を複数箇所に分散させる場合に比べてもスペースファクタは良好であり、封止樹脂の塗布作業も簡便に行える。
【００１０】
上記の実装方法において、濡れ性を高めるための表面処理をフリップチップ実装前に行っても良いが、表面処理後の半導体チップの側面が搬送時やフリップチップ実装時に汚れたり酸化するなどして濡れ性を劣化させる可能性があるため、半導体チップを配線基板上にフリップチップ実装した後に表面処理を施すことが好ましい。この場合において、表面処理を半導体チップの側面に対するプラズマクリーニングによって行うと、配線基板上に載置したまま半導体チップの所望の側面を容易にクリーニングすることができ、半導体チップの損傷も回避できるため好ましい。
【００１１】
また、上記の実装方法において、半導体チップの４つの側面のうち３つの側面に表面処理を施して濡れ性を高めておけば、塗布領域近傍の濡れ性の悪い側面と残り３つの濡れ性の良い側面すべてに大きなフィレットが形成されやすくなるため好ましい。この場合において、表面処理を施す３つの側面のうち、残り１つの側面（表面処理を施さない側面）に隣接する２つの側面はいずれも、該１つの側面との隣接部分を除いた部分だけに表面処理を施すようにしておけば、半導体チップの４つの側面に形成される各フィレットの高さ位置を略同等に設定することが容易となる。
【００１２】
なお、上記の実装方法において、封止樹脂が熱硬化性の樹脂であり、フィレットを形成した後に該封止樹脂を加熱して硬化させることが好ましい。
【００１３】
上記の第２の目的を達成するために、本発明による半導体チップの実装構造は、配線基板と、この配線基板上にフリップチップ実装されて４つの側面のうち３つが残り１つの側面よりも封止樹脂に対する濡れ性が高い半導体チップと、この半導体チップと前記配線基板との間の隙間に充填されていると共に前記４つの側面にフィレットが形成された封止樹脂とを備え、前記半導体チップの４つの側面に形成されている前記封止樹脂の各フィレットの高さ位置が略同等であるという構成にした。
【００１４】
このように配線基板上にフリップチップ実装された半導体チップの４つの側面のうち３つが残り１つの側面よりも封止樹脂に対する濡れ性が高くしてあると、相対的に濡れ性の悪い１つの側面の近傍において配線基板上に封止樹脂を塗布し、この封止樹脂を半導体チップと配線基板との間の隙間へ流し込んで充填させることによって、塗布領域から離れて存する濡れ性の良い３つの側面に封止樹脂をスムーズに濡れ上がらせることができる。そのため、塗布領域近傍の濡れ性の悪い側面から残り３つの側面へ封止樹脂が供給されやすくなって、半導体チップの４つの側面すべてに大きなフィレットを形成することが可能となり、封止樹脂の塗布量を増やす必要もない。したがって、フリップチップ実装された半導体チップを封止樹脂で効果的に保護し、かつ取付強度を高めた状態となすことができると共に、配線基板上には半導体チップの周囲に余分なスペースを確保する必要がないためスペースファクタを悪化させる虞もない。なお、半導体チップの側面の濡れ性を高めるためには、例えば該側面に表面処理を施しても良いし、濡れ性に優れた材料を該側面に付設しても良い。
【００１５】
上記の第３の目的を達成するために、本発明は、配線基板上にフリップチップ実装されると共に、フリップチップ実装後に前記配線基板との間に封止樹脂が充填される半導体チップにおいて、４つの側面のうち３つが残り１つの側面よりも前記封止樹脂に対する濡れ性が高いという構成にしてある。
【００１６】
このように構成された半導体チップは、配線基板上にフリップチップ実装した後、相対的に濡れ性の悪い１つの側面の近傍において配線基板上に封止樹脂を塗布し、この封止樹脂を半導体チップと配線基板との間の隙間へ流し込んで充填させることによって、塗布領域から離れて存する濡れ性の良い３つの側面に封止樹脂をスムーズに濡れ上がらせることができる。そのため、塗布領域近傍の濡れ性の悪い側面から残り３つの側面へ封止樹脂が供給されやすくなって、半導体チップの４つの側面すべてに大きなフィレットを形成することが可能となり、封止樹脂の塗布量を増やす必要もない。したがって、フリップチップ実装された半導体チップを封止樹脂で効果的に保護し、かつ取付強度を高めた状態となすことができると共に、配線基板上には半導体チップの周囲に余分なスペースを確保する必要がないためスペースファクタを悪化させる虞もない。なお、半導体チップの側面の濡れ性を高めるためには、例えば該側面に表面処理を施しても良いし、濡れ性に優れた材料を該側面に付設しても良い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による半導体チップの実装方法は、予め半導体チップの４つの側面のうち１つ乃至３つの側面に表面処理を施して封止樹脂に対する濡れ性を高めておき、相対的に濡れ性の悪い側面の近傍において配線基板上に封止樹脂を塗布し、この封止樹脂を半導体チップと配線基板との間の隙間へ流し込んで充填させるというものであり、塗布領域から大きく離れて存する濡れ性の良い側面に封止樹脂をスムーズに濡れ上がらせることができる。そのため、塗布領域近傍の濡れ性の悪い側面から他の側面へ封止樹脂が供給されやすくなって、半導体チップの４つの側面すべてに大きなフィレットを形成することが可能となり、封止樹脂の塗布量を増やす必要もない。したがって、フリップチップ実装された半導体チップを封止樹脂で効果的に保護し、かつ取付強度を高めた状態となすことができると共に、配線基板上には半導体チップの周囲に余分なスペースを確保する必要がないためスペースファクタを悪化させる虞もない。なお、封止樹脂の塗布領域は半導体チップの一側面に沿う１箇所で良いため、塗布領域を複数箇所に分散させる場合に比べてもスペースファクタは良好であり、封止樹脂の塗布作業も簡便に行える。
【００１８】
本発明による半導体チップの実装構造は、配線基板上にフリップチップ実装された半導体チップの４つの側面のうち３つが残り１つの側面よりも封止樹脂に対する濡れ性が高くしてあるため、相対的に濡れ性の悪い１つの側面の近傍において配線基板上に封止樹脂を塗布し、この封止樹脂を半導体チップと配線基板との間の隙間へ流し込んで充填させることによって、塗布領域から離れて存する濡れ性の良い３つの側面に封止樹脂をスムーズに濡れ上がらせることができる。そのため、塗布領域近傍の濡れ性の悪い側面から残り３つの側面へ封止樹脂が供給されやすくなって、半導体チップの４つの側面すべてに大きなフィレットを形成することが可能となり、封止樹脂の塗布量を増やす必要もない。したがって、フリップチップ実装された半導体チップを封止樹脂で効果的に保護し、かつ取付強度を高めた状態となすことができると共に、配線基板上には半導体チップの周囲に余分なスペースを確保する必要がないためスペースファクタを悪化させる虞もない。
【００１９】
本発明の半導体チップは、配線基板上にフリップチップ実装した後、相対的に濡れ性の悪い１つの側面の近傍において配線基板上に封止樹脂を塗布し、この封止樹脂を半導体チップと配線基板との間の隙間へ流し込んで充填させることによって、塗布領域から離れて存する半導体チップの濡れ性の良い３つの側面に封止樹脂をスムーズに濡れ上がらせることができる。そのため、塗布領域近傍の濡れ性の悪い側面から残り３つの側面へ封止樹脂が供給されやすくなって、半導体チップの４つの側面すべてに大きなフィレットを形成することが可能となり、封止樹脂の塗布量を増やす必要もない。したがって、フリップチップ実装された半導体チップを封止樹脂で効果的に保護し、かつ取付強度を高めた状態となすことができると共に、配線基板上には半導体チップの周囲に余分なスペースを確保する必要がないためスペースファクタを悪化させる虞もない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の実施形態例に係る半導体チップを配線基板上に実装する手順を示す工程図、図２は図１（Ｂ）に示すマスクの平面図、図３は図１（Ｄ）に示す封止樹脂を加熱硬化させた実装完了後の半導体チップの平面図である。
【００２１】
これらの図に示す半導体チップ１は、平面視矩形状で底面に多数のバンプ２を備えており、これらバンプ２を配線基板３の図示せぬ電極と接合させることによって該配線基板３上にフリップチップ実装されるようになっている。また、フリップチップ実装した半導体チップ１と配線基板３との間の隙間４に封止樹脂５を充填することによって、フリップチップ接合部が応力から保護されるようになっている。さらに、封止樹脂５のフィレット５ａが半導体チップ１の４つの側面１１〜１４に形成されるため、これらフィレット５ａによって半導体チップ１自体が保護されて取付強度も高まるようになっている。
【００２２】
半導体チップ１の実装工程について詳しく説明すると、まず図１（Ａ）に示すように、配線基板３上に半導体チップ１をフリップチップ実装する。この配線基板３上には半導体チップ１のバンプ２と対応する位置に図示せぬ多数の電極が格子状に配設されている。
【００２３】
次に図１（Ｂ）に示すように、配線基板３上にフリップチップ実装された半導体チップ１を、プラズマクリーニング装置のチャンバー６内に配置させて、半導体チップ１の３つの側面１２〜１４を表面処理（プラズマクリーニング）する。この表面処理工程は、３つの側面１２〜１４にプラズマが照射されるように半導体チップ１上にマスク７の開口部７ａを配置させた状態で、チャンバー６内の上部シャワー電極６ａと下部電極６ｂとの間に電圧を印加することによって行われ、プラズマが照射された側面１２〜１４は汚れや酸化膜が除去されるため封止樹脂５に対する濡れ性が著しく高まる。なお、図２に示すように、開口部７ａ内に露出する側面１２〜１４のうち、側面１２は全面が表面処理されるが、互いに平行に延在する側面１３，１４は側面１１寄りの端部がマスク７に覆われるため、側面１１から離れた部分だけが表面処理される。また、開口部７ａ内に露出しない側面１１は表面処理されないため濡れ性の改善は図られない。
【００２４】
こうして半導体チップ１の３つの側面１２〜１４に表面処理を施した後、図１（Ｃ）に示すように、側面１２に対して平行に延在する相対的に濡れ性の悪い残り１つの側面１１の近傍において、配線基板３上にディスペンサ８等を用いて液状の封止樹脂５を塗布する。この封止樹脂５はエポキシ系等の熱硬化性樹脂であり、半導体チップ１の１つの側面１１に沿って配線基板３上に塗布される。そして、図１（Ｄ）に示すように、この塗布領域から封止樹脂５を毛細管現象を利用して半導体チップ１と配線基板３との間の隙間４へ流し込む。
【００２５】
隙間４へ流れ込んだ液状の封止樹脂５は、側面１１近傍の塗布領域から大きく離れて存する濡れ性の良い側面１２や、側面１３，１４のうち側面１１から離れて存する濡れ性の良い部分に到達すると、これら側面１２〜１４をスムーズに濡れ上がっていくため、塗布領域近傍の濡れ性の悪い１つの側面１１から残り３つの側面１２〜１４へ封止樹脂５はスムーズに供給されていく。なお、表面処理が施されていない側面１１や、側面１３，１４のうち側面１１寄りの端部は、いずれも塗布領域に近いため、濡れ性が悪くても封止樹脂５は十分な高さ位置まで濡れ上がる。それゆえ、封止樹脂５の塗布量を特に増やさなくても、半導体チップ１の４つの側面１１〜１４すべてに、高さ位置が略同等な大きなフィレット５ａを形成することができる。
【００２６】
しかる後、高温炉で加熱して配線基板３上の封止樹脂５を硬化させる。これにより、半導体チップ１と配線基板３との間の隙間４に充填されている封止樹脂５と、半導体チップ１の全周をむらなく覆っているフィレット５ａ（図３参照）とが硬化するため、半導体チップ１が保護・補強された状態となって実装作業が完了する。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態例では、半導体チップ１を配線基板３上にフリップチップ実装した後、この半導体チップ１の１つの側面１１を除く残り３つの側面１２〜１４に表面処理（プラズマクリーニング）を施して封止樹脂５に対する濡れ性を高めておき、相対的に濡れ性の悪い側面１１が存する側から半導体チップ１と配線基板３との間の隙間４へ液状の封止樹脂５を充填させている。そのため、隙間４へ流れ込んだ液状の封止樹脂５は、側面１１近傍の塗布領域から大きく離れて存する半導体チップ１の濡れ性の良い側面１２や、側面１３，１４のうち側面１１から離れて存する濡れ性の良い部分に到達すると、これら側面１２〜１４をスムーズに濡れ上がっていき、相対的に濡れ性の悪い１つの側面１１から残り３つの側面１２〜１４へ封止樹脂５がスムーズに供給されるようになっている。これにより、封止樹脂５の塗布量を増やさなくても半導体チップ１の４つの側面１１〜１４すべてに大きなフィレット５ａが形成できるようになるため、フリップチップ実装された半導体チップ１を封止樹脂５で効果的に保護し、かつ取付強度を高めた状態となすことができると共に、配線基板３上には半導体チップ１の周囲に余分なスペースを確保する必要がないため、スペースファクタを悪化させる虞もない。なお、封止樹脂５の塗布領域は半導体チップ１の側面１１に沿う１箇所で良いため、塗布領域を複数箇所に分散させる場合に比べてもスペースファクタは良好であり、封止樹脂５の塗布作業も簡便に行える。
【００２８】
なお、側面１２〜１４の濡れ性を高めるための表面処理を、半導体チップ１を配線基板３上にフリップチップ実装する前に行っても良いが、その場合、表面処理後の半導体チップ１の側面が搬送時やフリップチップ実装時に汚れたり酸化するなどして濡れ性を劣化させる可能性がある。それゆえ、上記した実施形態例のように、半導体チップ１を配線基板３上にフリップチップ実装した後に表面処理を施すほうが効果的である。また、表面処理方法として上記した実施形態例のようにプラズマクリーニングを行うと、配線基板３上に載置したまま半導体チップ１の所望の側面を容易にクリーニングすることができて、半導体チップ１の損傷も回避できるため好ましい。
【００２９】
また、上記の実施形態例では、半導体チップ１の３つの側面１２〜１４に表面処理を施して濡れ性を高めているが、このうち最もフィレットが形成されにくいのは、塗布領域近傍の側面１１に対して平行に延在する側面１２なので、この側面１２だけに表面処理を施して濡れ性を高めておいても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態例に係る半導体チップを配線基板上に実装する手順を示す工程図である。
【図２】図１（Ｂ）に示すマスクの平面図である。
【図３】図１（Ｄ）に示す封止樹脂を加熱硬化させた実装完了後の半導体チップの平面図である。
【図４】従来技術の問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  半導体チップ
２  バンプ
３  配線基板
４  隙間
５  封止樹脂
５ａ  フィレット
６  チャンバー
７  マスク
７ａ  開口部
１１〜１４  側面
【図１】
2009272404.tif 000003
【図２】
2009272404.tif 000004
【図３】
2009272404.tif 000005
【図４】
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