説明

半導体チップの実装方法

【課題】 液滴吐出法を用いて前記半導体チップの接続端子と前記基板の基板側端子とを接続する配線を形成し、基板上に半導体チップを実装する際に、隣り合う配線の接触によるショートを防止し、これによって端子間の狭ピッチ化を可能にした、半導体チップの実装方法を提供する。
【解決手段】 基板側端子4が配列された基板1上に、接続端子3が配列された半導体チップ2を実装し、液滴吐出法で接続配線を形成する半導体チップの実装方法である。半導体チップ4を基板1上に実装し、一あるいは複数の接続端子3と対応する基板側端子4とを接続する第1の接続配線7を形成する。第1の接続配線7を覆って第1の絶縁層8を形成し、第1の接続配線7が形成されていない接続端子3の一あるいは複数の接続端子3に対応する基板側端子4とを接続する第2の接続配線9を形成し、第2の接続配線9を覆って第2の絶縁層10を形成し、全ての接続配線を形成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体チップの実装方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体チップを基板上に実装する技術として、ワイヤボンディングを用いて半導体チップと基板とを電気的に配線接続する方法が知られている。
しかしながら、ワイヤーボンディングを用いる場合、実装する半導体チップには加熱及び加圧処理が必要となる。また、半導体素子が形成されている素子領域は圧力に弱いので、ワイヤー接続時に圧力の加わる半導体チップの接続端子を前記素子領域の外側に配置する必要がある。
そこで、半導体チップの接続端子と基板の基板側端子とを接続する配線を形成する時に加圧工程が不要な技術として、導電材料を液滴吐出法で吐出することで配線を形成する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2000−216330号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところで、近年、電子部品の小型化、高密度実装化に伴って、例えば半導体チップの接続端子及び基板の基板側端子の端子間ピッチを小さくすることで、半導体チップを実装してなる半導体デバイスを小型化することが望まれている。しかしながら、端子間ピッチを小さくした半導体チップを基板上に実装し、前記接続端子と基板側端子とを接続する配線(接続配線)を液滴吐出法で形成した場合、前記端子間ピッチが接続配線の幅に近づくに連れ、隣り合う配線間が接触してショートしてしまうおそれが生じる。
したがって、特に液滴吐出法で配線を形成する場合、端子間ピッチの狭ピッチ化を十分に進められないのが現状である。
【0004】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、液滴吐出法を用いて前記半導体チップの接続端子と前記基板の基板側端子とを接続する配線を形成し、基板上に半導体チップを実装する際に、隣り合う配線の接触によるショートを防止し、これによって端子間の狭ピッチ化を可能にした、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】
【0005】
上記課題を解決するため、本発明の半導体チップの実装方法は、複数の基板側端子が配列された基板上に、複数の接続端子が配列された半導体チップを、該各接続端子の配列方向が前記各基板側端子の配列方向と同じ方向となるように実装し、液滴吐出法で導電材料を吐出することによって接続配線を形成する半導体チップの実装方法において、前記半導体チップを基板上に実装した後、一あるいは複数の前記接続端子と該接続端子に対応する前記基板側端子とを接続する第1の接続配線を形成する工程と、前記第1の接続配線を覆って第1の絶縁層を形成する工程と、前記第1の接続配線が形成されていない前記接続端子の一あるいは複数の前記接続端子と該接続端子に対応する前記基板側端子とを接続する第2の接続配線を形成する工程と、前記第2の接続配線を覆って第2の絶縁層を形成する工程とを、全ての前記接続端子について対応する基板側端子に接続する接続配線が形成されるまで、繰り返すことを特徴とする。
【0006】
本発明の半導体チップの実装方法によれば、第1の接続配線が、例えば一あるいは隣り合わない複数の接続端子とこれに対応する基板側端子とを接続する場合に、接続配線の配線幅がこれら端子における端子間ピッチに近づいた際に、第1の接続配線を形成するための導電材料が濡れ拡がった場合でも第1の接続配線同士が接触することはない。よって、第1の接続配線同士の接触による対応しない接続端子及び基板側端子の端子間でのショートを防止することができる。
また、第2の接続配線を前記第1の接続配線が形成されていない接続端子のうち、例えば一あるいは隣り合わない複数の接続端子とこれに対応する基板側端子とを接続する場合に、前記第1の接続配線と同様に、第2の接続配線同士が接触することはない。よって、第2の接続配線同士の接触による対応しない端子間でのショートを防止することができる。
さらに、前記第2の接続配線を形成する導電材料が第1の接続配線側に多少濡れ拡がった場合に、前記第1の接続配線が第1の絶縁層によって覆われているので、第1の接続配線と第2の接続配線とが導通することはない。よって、隣り合う第1の接続配線及び第2の接続配線からなる接続配線が接触した場合のショートを防止し、対応する接続端子と基板側端子とを確実に接続することができる。このような工程によって、すべての接続配線を形成することができる。
よって、前記接続端子及び基板側端子の端子間ピッチが狭く隣り合う接続配線が接触してしまうような場合でも、本発明を採用すれば接続配線間を接触させることなく半導体チップを基板上に実装することができる。
したがって、実装する半導体チップ及び基板の端子間ピッチの狭ピッチ化を可能とすることができる。
【0007】
また、前記半導体チップの実装方法においては、前記半導体チップの接続端子が千鳥状に複数列配列されてなるとともに、前記基板の基板側端子が前記接続端子の配列と対応した千鳥状に複数列配列されてなり、前記半導体チップを基板上に実装する際に、前記接続端子が前記基板の基板側端子に対して線対称となるように該半導体チップを前記基板上に配し、前記接続配線の形成を、前記接続端子からなる複数の列と前記基板側端子からなる複数の列との間において、まず、内側の各列間で行い、その後、順次それぞれの外側の列間で行うようにしてもよい。
【0008】
このようにすれば、接続端子及び基板側端子を千鳥状に複数列配列することで、半導体チップ及び基板の端子が狭ピッチとなる。また、線対称となるように配された接続端子からなる複数の列と基板側端子からなる複数の列との内側の各列間に、前述したように接続配線を形成することで、例えば隣り合う接続配線をショートさせることなく形成できる。また、外側の列間に接続配線を形成する場合に、内側の列間に形成した接続配線は絶縁層で覆われているので、先に形成された内側の列間の接続配線上に外側の列間の接続配線を積層した場合でも、これら接続配線が直接接触することが無いため導通することもない。よって、順次外側の列間まで接続配線を形成することで、対応する接続端子及び基板側端子の間を接続し、半導体チップを基板上に実装することができる。
したがって、端子の狭ピッチ化を図ることで前記接続配線の形成領域を小さくし、例えば基板上に半導体チップを実装した半導体デバイス自体を小型化することができる。
【0009】
また、前記半導体チップの実装方法においては、前記絶縁層を形成する工程では、液滴吐出法を用いて前記絶縁層を形成することが好ましい。
このようにすれば、接続配線形成する工程と同様に液滴吐出法を用いることで、絶縁層の形成工程を簡略化することができ、半導体チップが実装された半導体デバイスの生産性を向上することができる。
【0010】
また、前記半導体チップの実装方法においては、前記半導体チップは、半導体素子が形成された素子領域上に前記接続端子を配列していることが好ましい。
【0011】
このようにすれば、液滴吐出法によって接続配線を形成するので、例えばワイヤーボンディングによって実装する際の接続端子への加圧が不要となり、半導体チップの素子領域に圧力がかかることを防止するようになる。よって、半導体チップの外力によるダメージを防止することができる。
【0012】
また、前記半導体チップの実装方法においては、前記半導体チップを前記基板上に実装した後、該半導体チップの側方部であって、前記接続端子と前記基板側端子との間に、該半導体チップの上面と基板の上面とを連続させる傾斜面を形成する工程を有し、前記接続配線及び前記絶縁膜の形成に際しては、その一部を前記傾斜面上に形成することが好ましい。
【0013】
このようにすれば、前記傾斜面上に接続配線が形成されることで、前記接続配線が半導体チップと基板と間に生じる段差によって急激に曲げられることによる断線を防止するようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本発明の半導体チップの実装方法を詳しく説明する。
まず、本発明に用いる基板と、この基板上に実装する半導体チップの構造について説明する。図1(a),(b)は、基板上に半導体チップを実装した状態を示した図であり、図1中符号1は基板、2は半導体チップである。
矩形状の半導体チップ2の上面には、その上面の一辺に沿って、複数の接続端子3が配列されている。前記基板1の半導体チップ2を実装する面上には、この半導体チップ2の接続端子3に接続するための複数の基板側端子4が形成されている。
前記半導体チップ2の側方部には、該半導体チップ2を囲んで絶縁性樹脂からなる傾斜部5(傾斜面)が形成されている。この傾斜部5は、半導体チップ2の上面に設けられた前記接続端子3と基板1上に設けられた基板側端子4との段差を無くすことで、後述する接続配線が曲げられることで断線することを防止するようにしている。また、前記基板側端子4は、一部が前記傾斜部5によって覆われている。なお、前記基板側端子4は、前記接続端子3と同様のパッド状の形状でもよく、後述する実施形態においては前記基板側端子4と前記接続端子3とは同一の形状となっている。また、接続端子3が半導体チップ1の上面の、四辺の外周縁部に沿って形成されていてもよい。このとき、前記傾斜部5は、半導体チップ9の四方の側方部に形成するのが好ましい。
【0015】
次に、基板1上に半導体チップ2を実装する方法について説明する。
まず、図1(a)に示したように、前記接続端子3が設けられている半導体チップ2の上面を上にした状態(フェースアップ)で、例えばシリコンなどからなる基板1上に半導体チップ2を実装する。なお、前記基板1は、ガラスエポキシ基板やフレキシブル基板(ポリイミド、PET、PEN)等であってもよい。このとき、前記接続端子3の配列方向と前記基板側端子4の配列方向とが同じ方向になるようにしている。また、端子の配列方向と直交する方向に、前記接続端子3とこれら接続端子3にそれぞれ対応する基板側端子4とを整列させるようにして実装する。なお、前記半導体チップ2は、前記基板1上にアライメントした状態で、例えば接着剤(図示せず)を用いて貼着するようにしている。また、半導体チップを貼着した際の前記接続端子3に対する基板側端子4の位置ズレは小さいものとし、角度方向の位置ズレはほとんどないことからここでは考慮しない。
前記半導体チップ2を前記基板1上に実装した後、図1(b)に示したように、半導体チップ2の側方部であって、前記接続端子3と前記基板側端子4との間に、半導体チップ2の上面と基板の上面とを連続させる傾斜部5を形成する。
この傾斜部5の形成方法としては、例えば、絶縁性樹脂を基板1上に塗布した後、リソグラフィ法等を用いた公知のパターニング法で形成することができる。
【0016】
液滴吐出装置(図示せず)のステージ上に半導体チップ2が実装された基板を保持した後、導電材料を吐出して接続配線を形成する。吐出する導電材料としては、例えば銀微粒子がトルエン中に分散した銀微粒子分散液(真空冶金社製、商品名「パーフェクトシルバー」)にキシレンを添加してこれを希釈した液体材料を用いた。また、前記接続配線の電気抵抗は滴下する導電材料の量(例えば、重ね塗り回数)等によって任意に設定することができる。
【0017】
なお、接続配線を形成する前の下地処理を行うようにしてもよい。この下地処理の方法としては、例えばエポキシ系材料を有機溶媒に溶解させたエポキシ系のインクを、液滴吐出装置で均一に塗布するといった方法を採用することができる。この膜厚については厳密に管理する必要はない。
また、前記接続配線は、前記接続端子3及び基板側端子4の端子間ピッチより細くなっている。
【0018】
前述したように、半導体チップ2を基板1上に実装した後、一あるいは複数の接続端子3とこれに対応する基板側端子4とを接続する第1の接続配線を形成する。
本発明における第1の実施形態では、図2(a)に示すように半導体チップ2の接続端子3の配列のうち、図2(a)中A側からB側に向かって順に奇数番毎に配置された接続端子30に対して導電材料を吐出して、後述するように奇数端子配線(第1の接続配線)7を形成する。よって、図2(a)中A側を1番目に配置された接続端子3及び基板側端子4とする。このとき、1番目の接続端子3に対して3番目と5番目の接続端子3とが、奇数番毎に配列された接続端子3となる。なお、本実施形態においては、接続端子3及び基板側端子4が五個の場合について説明するが、前記接続端子3及び基板側端子4が五個以上の場合について同様に適応できるのはもちろんである。
【0019】
まず、液滴吐出装置のステージを移動することで、図2(a)中、2点鎖線で示した液滴吐出ヘッド11を前記基板側端子4に向けて相対的に移動させ対応するノズルから導電材料を吐出して、前述した奇数番毎に配置された接続端子3とこれに対応する基板側端子4とを接続する奇数端子配線7を形成する。よって、1番目、3番目、5番目に配置された接続端子3及び基板側端子4を接続する奇数端子配線7を同時に形成する。
このとき、前記奇数端子配線7の一部は前述した傾斜部5上に形成されることで、半導体チップ2と基板1との間に生じる段差によって、この奇数端子配線7が急激に曲げられることによる断線を防止できる。このとき、吐出された導電性材料は、金属で形成された接続端子3及び基板側端子4上ではここに保持されやすく、端子の外側にまでは濡れ広がりにくい。
なお、本実施形態においては、前記奇数端子配線7及び後述する偶数端子配線を同時に形成するが、例えば液滴吐出ヘッド11のノズルピッチが前記接続端子3の端子間ピッチと一致せず、液滴吐出ヘッド11を相対的に移動することでノズル位置を調整する必要がある場合には、複数回に分けて形成するようにしてもよい。
その後、本実施形態においては、前記奇数端子配線7を200℃、2時間の条件で焼成させる。
【0020】
このとき、1番目の接続端子3に隣り合う2番目の接続端子3には、接続配線が形成されていない。よって、前記接続端子3の端子間ピッチが狭く、接続配線の幅がこの端子間ピッチに近い場合でも、1番目の接続端子3の奇数端子配線7と3番目の接続端子3の奇数端子配線7とが仮に濡れ拡がった場合においても接触することはない。
また、3番目の接続端子3及び5番目の接続端子3に形成された奇数端子配線7も同様に、接触することはない。
したがって、奇数端子配線7同士が接触することはなく、対応しない接続端子3及び基板側端子4の端子間でのショートを防止できる。
【0021】
次に、図2(b)に示すように、前述した下地処理で用いたエポキシ系のインクを液滴吐出ヘッド11から吐出することで前記奇数端子配線7を覆うようにして、奇数端子絶縁層(第1の絶縁層)8を形成する。なお、液滴吐出法で前記奇数端子絶縁層を形成することで、奇数端子絶縁層8の形成工程を簡略化でき半導体チップが実装された半導体デバイスの生産性を向上することができる。
その後、奇数端子絶縁層8を焼成するために、本実施形態においては、180℃の温度で15分の焼成を行った。なお、奇数端子配線7を形成する際の焼成条件を用いることで、前記奇数端子配線7と奇数端子絶縁層8との焼成工程を同時に行うようにしてよい。また、前記絶縁層8の絶縁性を確保するためにその厚みを厚くしたい場合には、前記液滴吐出ヘッド11から複数回インクを吐出することで前記絶縁層8の厚みを増すようにしてもよい。例えば、8回の吐出で絶縁層8を形成する場合は、インクを2回吐出した後、180℃で5分程度焼成し、残り6回の吐出を行って最終焼成を行うことで前記絶縁層8を形成できる。
【0022】
次に、図2(c)に示すように、前記奇数端子配線7が形成されていない接続端子3のうち、一あるいは複数の接続端子3上の液滴吐出ヘッド11のノズルから導電材料を吐出して、後述するようにしてこの接続配線3とこれに対応する基板側端子4とを接続する第2の接続配線を形成する。
なお、前述した工程では奇数番毎の接続端子3及び基板側端子4を接続する奇数端子配線7を形成したので、偶数番毎に配置された接続端子3には前記奇数端子配線7が形成されていない。
そこで、図2(c)中A側からB側に向かって偶数番に配置された接続端子3に対してのみ導電材料を吐出して、偶数端子配線(第2の接続配線)9を形成する。このとき、前述したように1番目に配置された接続端子3に対しては、2番目、4番目の接続端子3が偶数番目に配置された接続端子3となる。
【0023】
まず始めに、まず、液滴吐出装置のステージを移動することで、図2(c)中、2点鎖線で示した液滴吐出ヘッド11を前記基板側端子4に向けて相対的に移動し対応するノズルから導電材料を吐出して、前述した偶数番毎に配置された接続端子3とこれに対応する基板側端子4とを接続する偶数端子配線9を形成する。よって、2番目、4番目に配置された接続端子3及び基板側端子4を接続する偶数端子配線9が形成される。
その後、前記奇数端子配線7と同様に、200℃の温度で2時間、前記偶数端子配線9を焼成する。なお、この偶数端子配線9の一部を前記奇数端子配線7と同様に前記傾斜部5上に形成することで、半導体チップ2と基板1と間に生じる段差によって急激に曲げられることによる断線を防止できる。
【0024】
このとき、2番目の接続端子3の偶数端子配線9に隣り合う1番目又は3番目の接続端子3には前述した奇数端子配線7が形成されている。よって、前記接続端子3の端子間ピッチが狭く、接続配線の幅がこの端子間ピッチに近い場合でも、2番目の接続端子3における偶数端子配線9が1番目及び3番目の接続端子3の奇数端子配線7に接触するおそれがある。
しかしながら、これら奇数端子配線7は奇数端子絶縁層8で覆われているので、2番目の接続端子3の偶数端子配線9がに濡れ拡がって1番目又は3番目の奇数端子配線7と接触しても、前記偶数端子配線9と奇数端子配線7とが導通することはない。また、4番目の接続端子3の接続端子3に形成された偶数端子配線9についても同様である。
したがって、偶数端子配線9及び奇数端子配線7とが接触することによるショートを防止し、対応する前記接続端子3及び基板側端子4を確実に接続できる。
なお、前記奇数端子配線7と同様に、すべての偶数端子配線9を同時に形成することで接続配線の製造工程を簡略化してもよい。
【0025】
最後に、図2(d)に示すように、前記奇数端子絶縁層8と同様にエポキシ系のインクを液滴吐出ヘッド11から吐出することで前記偶数端子配線9を覆うようにして、偶数端子絶縁層(第2の絶縁層)10を形成する。その後、前記偶数端子絶縁層10を焼成するために、180℃の温度で15分の焼成工程を設けた。なお、前記偶数端子配線9を形成する際の焼成条件を用いることで、前記偶数端子配線9と前記偶数端子絶縁層10との焼成工程を同時に行うようにしてよい。また、前述した奇数端子絶縁層8と同様に複数回の吐出によって、絶縁性の高い偶数端子絶縁層10を形成するようにしてもよい。
【0026】
本発明の半導体チップ2の実装方法によれば、奇数端子配線7が、奇数番毎に配列した隣り合わない複数の接続端子3とこれに対応する基板側端子4とを接続しているので、奇数端子配線7同士が接触することはない。よって、奇数端子配線7同士の接触による対応しない接続端子3及び基板側端子4の端子間でのショートを防止できる。
また、偶数端子配線9が、偶数番毎に配列した隣り合わない複数の接続端子3とこれに対応する基板側端子4とを接続しているので、前記奇数端子配線7と同様に、偶数端子配線9同士が接触することはなく偶数端子配線9同士の接触によるショートを防止できる。
また、偶数端子配線9を形成する際に導電材料が奇数端子配線7側に多少濡れ拡がっても、前記奇数端子配線7を覆う奇数端子絶縁層8により奇数端子配線7と偶数端子配線9とが導通することはない。よって、隣り合う奇数端子配線7及び偶数端子配線9からなる接続配線が接触した場合のショートを防止し、対応する接続端子3と基板側端子4とを接続できる。
したがって、前記接続端子3及び基板側端子4の端子間ピッチが小さく隣り合う接続配線が接触してしまうおそれがある場合に、本発明を採用すれば液滴吐出法によって隣り合う接続端子をショートさせることなく、半導体チップ2を基板1上に実装できる。よって、実装する半導体チップ2及び基板1の端子間ピッチの狭ピッチ化が可能となる。
【0027】
なお、本実施形態においては、前述した実装方法に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、前記第1の配線7及び第2の配線9を奇数番毎及び偶数番毎に順番に形成したが、一つの接続端子3毎に接続配線を形成したり、隣り合っていない接続端子3であれば接続配線3を形成する順番などは種々に変更してもよい。
また、奇数端子配線7及び偶数端子配線9をすべて形成した後、これら接続配線を覆う奇数端子絶縁層8及び偶数端子絶縁層10を形成したが、前記接続配線を一つ形成する毎に前記絶縁膜で覆うようにしてもよい。
【0028】
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、本実施形態で用いる半導体チップ2及び基板3との構造は前記第1の実施形態と同様のものとする。
本実施形態では半導体チップ2を基板1上に実装した後、隣り合わない(例えば、2個又は3個毎に配列された)複数の接続端子3とこの接続端子3に対応する基板側端子4とを接続する第1の接続配線を形成する。第1の接続配線を形成する工程としては、前記第1の実施形態同様に液滴吐出法によって、第1の接続配線を形成し、この第1の接続配線を第1の絶縁層で覆うようにする。このとき、第1の接続配線同士が接触することは無く、第1の接続配線間でショートが生じることがない。なお、前記第1の接続配線を複数づつ形成したが、一つだけ形成するようにしてもよい。また、隣り合わない接続端子3とこれに対応する基板側端子4とを接続していれば、前記第1の接続配線を形成する単位(数量、又は位置)は自由である。
【0029】
次に、前記第1の接続配線が形成されていない接続端子3のうち、隣り合わない複数(例えば、2個又は3個毎に配列された)の接続端子3とこの接続端子3に対応する基板側端子4とを接続する第2の接続配線を形成し、第2の接続配線を覆って第2の絶縁層を形成する。なお、前記第2の接続配線は、一つづつ形成してもよい。また、隣り合わない接続端子3とこれに対応する基板側端子4とを接続していれば、前記第2の接続配線を形成する単位(数量、又は位置)は自由である。
【0030】
本実施形態では、前記第2の絶縁層を形成した後、前記第1及び第2の接続配線が形成されていない接続端子3が残っている場合に、その接続端子3のうち一あるいは複数の接続端子3とこの接続端子3に対応する基板側端子4とを接続する接続配線を形成する工程と、この接続配線を覆う絶縁層を形成する工程とを、すべての接続端子3について対応する基板側端子4に接続する接続配線を形成されるまで繰り返すようにしている。
このとき、第1の接続配線が形成されていない接続端子3から形成した第2の接続配線同士が接触することは無く、接続配線の接触によるショートを防止できる。また、第1の接続配線と第2の接続配線とが第1の絶縁膜及び第2の絶縁膜で覆われているので、接続配線を構成する導電材料が多少濡れ拡がっても、接続配線と第1の接続配線及び第2の接続配線とが導通することがない。
全ての接続端子3について、対応する基板側端子4に接続する接続配線が形成されるまで前述した処理を繰り返すので、すべての接続配線の接触によるショートを防止して半導体チップ2を基板1上に確実に実装することができる。
【0031】
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
図3は、第3の実施形態に用いる半導体チップ2の接続端子3と基板1の基板側端子4との構造を模式的に示した要部拡大図である。なお、本実施形態における基板1及び半導体チップ2の構造は、前記第1の実施形態での接続端子3及び基板側端子4の配置とこれら端子間ピッチが異なる以外は同じであって、接続配線を形成するための導電材料及び接続配線の配線幅などは同じものとする。
【0032】
まず始めに、本実施形態の基板1及び半導体チップ2の構造について説明する。図3に示すように、前記半導体チップ2の接続端子3の配列は半導体チップ2の上面の外周部に沿うように配置されている。さらに、前記接続端子3の配列は千鳥状に複数列配列されたものとなっている。また、前記基板1の基板側端子4は、前記接続端子3の配列と対応した千鳥状に複数列配列されていて、前記接続端子3と基板側端子4とは線対称の関係となるように後述するように実装されている。このとき、向かい合う接続端子3及び基板側端子4において、内側の各列間を第1列とし、外側(図3中矢印方向)の列に向かって第2列とし、以下、順次第3列、第4列…とする。
【0033】
本発明における千鳥状の配置とは、図3に示した第1列目の接続端子3aと第2列目の接続端子3bとの端子間ピッチ(端子の中心間距離)Pがこの接続端子3a,3bの幅wよりも大きくなるように配置されている。よって、前記接続端子3を千鳥状に配置しない場合に比べて端子間ピッチPを狭くすることができる。また、基板側端子4は前述したように前記接続端子3に対応して、線対称となるように配置されているので、同様に第1列目の基板側端子4と第2列目の基板側端子4との端子間ピッチPは狭くなっている。なお、前述したように接続配線の配線幅も同様にwとする。
したがって、本実施形態においては、このように接続端子3及び基板側端子4を千鳥状に配置することで、接続配線の配線幅wよりこれら端子間ピッチPを狭くすることができ、半導体チップ2の狭ピッチ化が図られている。
【0034】
また、前記半導体チップ2の側方部には、該半導体チップ2を囲んで絶縁性樹脂からなる傾斜部5(傾斜面)が形成されている。この傾斜部5は、半導体チップ2の上面に設けられた前記接続端子3と基板1上に設けられた基板側端子4との段差を無くすことで、後述する接続配線の曲げによる断線を防止するようにしている。なお、接続端子3が半導体チップ1の上面の、四辺の外周縁部に沿って形成されていてもよい。このとき、前記傾斜部5は、半導体チップ9の四方の側方部に形成するのが好ましい。
【0035】
次に、基板1上に半導体チップ2を実装する方法について説明する。
まず、図3に示したように、前記接続端子3が設けられている半導体チップ2の上面を上にした状態(フェースアップ、具体的には図1に示した状態)でシリコンなどからなる基板1上に半導体チップ2を実装する。このとき、前述した千鳥状に配列された接続端子3が前記基板1の千鳥状に配置された基板側端子4に対して線対称となるようにして、前記半導体チップ1を前記基板1上に実装する。なお、前記半導体チップ2は、前記基板1上にアライメントした状態で、例えば接着剤(図示せず)を用いて貼着するようにしている。なお、半導体チップを貼着した際の前記接続端子3に対する基板側端子4の位置ズレは小さいものとし、角度方向の位置ズレはほとんどないことからここでは考慮しない。
前記半導体チップ2を前記基板1上に実装した後、前記第1の実施形態と同様に、半導体チップ2の上面と基板の上面とを連続させる傾斜部5を形成する。
【0036】
液滴吐出装置(図示せず)のステージ上に半導体チップ2が貼着された基板1を保持した後、液滴吐出ヘッド11から導電材料を吐出して前記接続端子3と基板側端子4とを接続する接続配線を形成する。なお、接続端子3及び基板側端子4を本実施形態のように千鳥状に配置した場合に、形成した接続配線が前記接続端子3及び基板側端子4を完全に覆っていないと隣り合う接続配線が露出した端子部に接触することでショートする場合がある。このようなショートを解消する手段として、前記接続端子3及び基板側端子4上に形成する接続配線がこれら端子を覆うようにすることが好ましい。このようにすれば、前述したように接続配線を絶縁層によって覆うので、前記端子部が露出することは無く隣り合う接続配線がこれら端子部に接触することによるショートを防止することができる。
また、接続配線が前記接続端子3及び基板側端子4を完全に覆わないでこれら端子の一部が露出している場合に、前記接続端子3及び基板側端子4を覆うように絶縁層を形成することが好ましい。このようにすれば、前述したように接続配線を絶縁層によって覆うので、前記端子部が露出することは無く隣り合う接続配線がこの端子部に接触することによるショートを防止することができる。なお、本実施形態においては、特に前述したように接続配線で端子を覆うようにして接続配線及び絶縁層を形成するようにしている。
【0037】
接続配線の形成する際に、前記接続端子3からなる複数の列と前記基板側端子4からなる複数の列との間において、まず、内側の各列間(第1列)から前記接続端子を形成する。
本実施形態では、具体的に図4(a)に示したように、第1列間における接続端子3aと基板側端子4aとを接続する接続配線を形成する。このとき、接続配線を形成する方法としては、前述した第1の実施形態又は第2の実施形態と同様の方法を用いた。例えば、前記第1の実施形態と同様にした場合、第1列における接続端子3aの配列のうち、奇数番毎に配列された隣り合わない複数の接続端子3aとこれに対応する基板側端子4aとを接続する接続配線を形成し、この接続配線を絶縁層で覆う。そして、偶数番毎に配列された接続端子3aとこれに対応する基板側端子4aとを接続する接続配線を形成し、この接続配線を覆うようにして絶縁層を形成する。
また、前記第2の実施形態のようにして全ての接続端子3に対応する基板側端子4に接続する接続配線を形成するようにしてもよい。
このようにして、前記第1列間における接続端子3aと基板側端子4aとを接続する接続配線によるショートを防止し、すべての接続配線を形成することができる。
【0038】
第1列間のすべての接続端子3及び基板側端子4を接続する第1列間接続配線(接続配線)12を形成した後、図4(b)に示すように、第1列の外側となる第2列間の接続端子3b及び基板側端子4bを接続する第2列間接続配線(接続配線)13を前述した第1列間接続配線12と同様にして形成する。このとき、第1列間を接続している第1列間接続配線12が絶縁層で覆われているので、第2列間の接続端子3bと基板側端子4bとを接続する第2列接続配線13を形成する際に、先に形成された第1列間接続配線12上に第2列間接続配線13を積層した場合でも、これら2つの接続配線が直接接触することは無く導通することがない。また、前記第1列間接続配線12を覆っている絶縁層を第2列間接続配線13を形成する際の隔壁として利用することができる。よって、この隔壁間に導電材料を吐出することで、前記第2列間接続配線13を形成できるので、導電材料の吐出精度を適度に抑えることができる。
【0039】
そして、図4(c)に示すように、第2列間の端子間を接続する前記第2列間接続配線13を絶縁層で覆った後、順次外側の列間に接続配線を形成していき、すべての接続端子3とこれに対応する基板側端子4とを接続する接続配線を形成する。このようにして、順次外側の列間まで接続配線を形成することで、対応する接続端子3及び基板側端子4の間をショートすることなく接続させることができる。また、本発明を採用すれば、接続配線を絶縁層を介して多層化して形成することができ、狭ピッチ化を図った半導体チップ2を基板1上に実装することができる。
なお、本実施形態では、各列間のすべての接続配線を形成した後、絶縁層を形成しているが、各接続配線を形成した後に絶縁層で覆うようにしてもよい。また、前記接続端子3が後述する第4の実施形態のように、半導体チップ2の半導体素子が形成された素子領域上に配置されていてもよい。このようにすれば、半導体チップ2の接続配線形成領域を小さくすることができ、この半導体チップ2を実装した半導体デバイスを小型化することができる。
【0040】
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
図5は、第4の実装方法を用いる際の半導体チップ2の構造を模式的に示した要部拡大図である。なお、本実施形態における基板1及び半導体チップ2の構造は、後述するように接続端子3の配置する領域が異なる以外は前記第1の実施形態と同じであって、接続配線を形成するための導電材料及び接続配線の配線幅などは同じものとする。
まず始めに、本実施形態の半導体チップ2の構造について説明する。図5に示すように、半導体チップ2は矩形状であって、この半導体チップ2には、トランジスタ等の半導体素子が形成された図5中破線で示した素子領域16が形成されている。この素子領域16は、前述したようにトランジスタなどが形成されているため、外力に対して弱く前記半導体チップ2を基板1上に実装する際に、前記素子領域16に圧力をかけないようにする必要がある。前記接続端子3は、前記素子領域16上の一辺の外周部に沿って配列されている。なお、前記接続端子3は前記素子領域16の四辺の外周部に沿って配列されていてもよい。また、接続端子3を前記第2の実施形態のように千鳥状に配列することでの狭ピッチ化を図ることができる。
【0041】
本実施形態において、半導体チップ2は前記第1の実施形態及び第2の実施形態と同様の方法を用いることですべての接続配線をショートさせることなく半導体チップ2を基板1上に実装することができる。
また、本発明は液滴吐出法によって前記接続配線3と基板側端子4とを接続する接続配線を形成するので、例えばワイヤーボンディングによって半導体チップ2を実装する場合に必要となる接続端子3への加圧が不要となり、半導体チップ2の素子領域16に圧力がかかることを防止できる。よって、半導体チップ2の外力によるダメージを防止することができ、基板1上に半導体チップ2が実装された半導体デバイスを良好に機能させることができる。
【0042】
なお、前述した実施形態においては、絶縁層を形成する際に液滴吐出法を用いたが、スピンコート法によって絶縁膜を形成した後、例えばリソグラフィ法などのパターニング法を用いることで絶縁層を形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】(a)は、第1の実施形態の構造説明図、(b)は(a)の側断面図。
【図2】(a)〜(d)は、第1の実施形態における工程説明図。
【図3】第3の実施形態に用いる半導体チップの要部拡大図。
【図4】(a)〜(c)は、第3の実施形態における工程説明図。
【図5】第4の実施形態における半導体チップの平面図。
【符号の説明】
【0044】
1…基板、2…半導体チップ、3…接続端子、4…基板側端子、5…傾斜部(傾斜面)、7…奇数端子配線(第1の接続配線)、8…奇数端子絶縁膜(第1の絶縁膜)、9…偶数端子配線(第2の接続配線)、10…偶数端子絶縁層(第2の絶縁膜)、12…第1列間接続配線(接続配線)、13…第2列間接続配線(接続配線)、16…素子領域

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の基板側端子が配列された基板上に、複数の接続端子が配列された半導体チップを、該各接続端子の配列方向が前記各基板側端子の配列方向と同じ方向となるように実装し、液滴吐出法で導電材料を吐出することによって接続配線を形成する半導体チップの実装方法において、
前記半導体チップを基板上に実装した後、一あるいは複数の前記接続端子と該接続端子に対応する前記基板側端子とを接続する第1の接続配線を形成する工程と、
前記第1の接続配線を覆って第1の絶縁層を形成する工程と、
前記第1の接続配線が形成されていない前記接続端子の一あるいは複数の前記接続端子と該接続端子に対応する前記基板側端子とを接続する第2の接続配線を形成する工程と、
前記第2の接続配線を覆って第2の絶縁層を形成する工程とを、全ての前記接続端子について対応する基板側端子に接続する接続配線が形成されるまで、繰り返すことを特徴とする半導体チップの実装方法。
【請求項2】
前記半導体チップの接続端子が千鳥状に複数列配列されてなるとともに、前記基板の基板側端子が前記接続端子の配列と対応した千鳥状に複数列配列されてなり、
前記半導体チップを基板上に実装する際に、前記接続端子が前記基板の基板側端子に対して線対称となるように該半導体チップを前記基板上に配し、
前記接続配線の形成を、前記接続端子からなる複数の列と前記基板側端子からなる複数の列との間において、まず、内側の各列間で行い、その後、順次それぞれの外側の列間で行うことを特徴とする請求項1に記載の半導体チップの実装方法。
【請求項3】
前記絶縁層を形成する工程では、液滴吐出法を用いて前記絶縁層を形成することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体チップの実装方法。
【請求項4】
前記半導体チップは、半導体素子が形成された素子領域上に前記接続端子を配列していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体チップの実装方法。
【請求項5】
前記半導体チップを前記基板上に実装した後、該半導体チップの側方部であって、前記接続端子と前記基板側端子との間に、該半導体チップの上面と基板の上面とを連続させる傾斜面を形成する工程を有し、前記接続配線及び前記絶縁膜の形成に際しては、その一部を前記傾斜面上に形成することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体チップの実装方法。

【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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