DE69102919T2 - Verfahren zur Montage von einer Halbleiteranordnung. - Google Patents

Verfahren zur Montage von einer Halbleiteranordnung.

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electrodes
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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Montieren eines Halbleiter-Bauelements, bei dem das Halbleiter-Bauelement durch einen Kleber auf einer Leiterplatte montiert wird. Siehe z. B. US-A-4,811,081 und EP-A-0 321 238.
    • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Bei einem Verfahren zum Montieren eines Halbleiter-Bauelements, bei dem eine Elektrode des Halbleiter-Bauelements und eine solche einer Leiterplatte auf einandergedrückt und in einem sogenannten mit dem Gesicht nach unten zeigenden Zustand miteinander verbunden werden, in dem sie einander zugewandt sind, und sie dann durch einen lichthärtbaren Kleber fixiert werden, ist kein Erhitzungsschritt erforderlich. Demgemäß werden das Halbleiter-Bauelement und die Leiterplatte nicht thermisch beschädigt. Die Elektroden werden durch Druck miteinander verbunden. Demgemäß besteht für das Elektrodenmaterial keine Beschränkung auf ein Material, das durch Metalle angeschlossen werden kann, das z. B. gelötet werden kann. Darüber hinaus können die Schritte einfach und schnell ausgeführt werden.
  • Herkömmlicherweise ist ein Verfahren zum Montieren eines Halbleiter-Bauelements mit Druck durch einen lichthärtbaren Kleber bekannt, bei dem der lichthärtbare Kleber auf die Fläche aufgebracht wird, mit der das Halbleiter-Bauelement mit einer Leiterplatte zu verbinden ist, oder auf die Fläche der Leiterplatte, die mit dem Halbleiter-Bauelement zu verbinden ist, wobei das Halbleiter-Bauelement und die Leiterplatte einander zugewandt sind und sie gegeneinander gedrückt werden, um die Elektroden in entsprechenden Positionen elektrisch miteinander zu verbinden, und dann wird der lichthärtbare Kleber ausgehärtet, um das Halbleiter-Bauelement zu montieren (siehe die Veröffentlichung Nr. 2-23623 zu einem japanischen ungeprüften Patent).
  • Beim herkömmlichen Verfahren wird, wenn Fehler im Halbleiter-Bauelement oder in der Verbindung zwischen dem Halbleiter-Bauelement und der Leiterplatte als Ergebnis eines elektrischen Tests nach der Montage aufgefunden werden, durch die es erforderlich ist, das Halbleiter-Bauelement auszuwechseln, eine äußere Kraft zwischen dem Halbleiter-Bauelement und der Leiterplatte ausgeübt, um das ausgehärtete Material des lichthärtbaren Klebers an der Verbindungsfläche abzubrechen, das Halbleiter-Bauelement von der Leiterplatte zu entnehmen und dann erneut ein anderes Halbleiter-Bauelement zu montieren. In diesem Fall verbleibt jedoch das ausgehärtete Material des lichthärtbaren Klebers auf der Elektrode der Leiterplatte zurück. Demgemäß sollte das ausgehärtete Material vor dem Montieren eines anderen Halbleiter- Bauelements vollständig entfernt werden.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Montieren eines Halbleiter-Bauelements, bei dem ein Halbleiter-Bauelement, auf dem Anschlußelektroden ausgebildet sind, mit einer Leiterplatte verbunden wird, auf der Elektroden an Positionen ausgebildet sind, die denjenigen der Anschlußelektroden des Halbleiter-Bauelements entsprechen, welches Verfahren folgende Schritte aufweist: Auftragen eines Klebers auf eine Anschlußfläche des Halbleiter-Bauelements mit der Leiterplatte oder auf diejenige der Leiterplatte mit dem Halbleiter-Bauelement; Ausrichten der Elektroden an einander entsprechenden Positionen, wobei das Halbleiter-Bauelement der Leiterplatte gegenübersteht; Aufpressen des Halbleiter-Bauelements auf die Leiterplatte, um eine elektrische Verbindung zwischen den ausgerichteten, einander gegenüberstehenden Elektroden herzustellen; gekennzeichnet durch: teilweises Aushärten des Klebers in einem Bereich, der ein anderer Bereich als der der Elektroden ist; elektrisches Beurteilen des Anschlusses des Halbleiter-Bauelements an die Leiterplatte; und Aushärten des nicht ausgehärteten Klebers.
  • Die Leiterplatte kann durchscheinend sein, und der Kleber kann Lichthärtungseigenschaften aufweisen.
  • Die Elektrode des Halbleiter-Bauelements und diejenige der Leiterplatte können elektrisch miteinander über leitende Teilchen durch Anwenden von Druck verbunden werden.
  • Die Elektrode des Halbleiter-Bauelements kann eine Kontaktierungsfleck-Elektrode sein, und sie kann elektrisch mit der Elektrode der Leitungsplatte durch Anwenden von Druck verbunden werden.
  • Wenn sich bei der Beurteilung des Anschlusses des Halbleiter-Bauelements an die Leiterplatte Mängel zeigen, wird eine Scherkraft auf das montierte, von der Leiterplatte zu entfernende Halbleiter-Bauelement ausgeübt, und es kann weiterer Kleber auf die Leiterplatte aufgetragen werden, um ein anderes Halbleiter-Bauelement auf der Halbleiterplatte zu montieren.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 ist eine Darstellung, die eine Struktur zeigt, bei der ein Halbleiter-Bauelement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung auf einer Leiterplatte montiert ist;
  • Fig. 2(1) bis 2(4) sind Darstellungen, die Montageschritte gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulichen;
  • Fig. 3(1) bis 3(3) sind Darstellungen, die ein Verfahren zum Austauschen eines montierten Halbleiter-Bauelements veranschaulichen;
  • Fig. 4 ist eine Darstellung, die ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung entsprechend wie Fig. 1 darstellt; und
  • Fig. 5(1) bis 5(4) sind Darstellungen, die Montageschritte gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulichen.
    • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Es werden nun ein erstes und zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
    • [Erstes Ausführungsbeispiel]
  • Fig. 1 ist ein Querschnitt, der eine Struktur zeigt, bei der ein Halbleiter-Bauelement 13 auf einer Leiterplatte 16 montiert ist. Das Halbleiter-Bauelement 13 besteht aus einem Material wie Silizium oder Galliumarsenid. Auf einer der Oberflächen des Halbleiter-Bauelements 13 ist eine integrierte Schaltung ausgebildet. Die integrierte Schaltung beinhaltet viele Transistoren, Dioden und dergleichen (was nicht dargestellt ist). Eine mit einer Verbindungselektrode 17 auf der Leiterplatte 16 zu verbindende Elektrode 14 ist am Rand der integrierten Schaltung ausgebildet. Leitende Teilchen 15 als Verbindungsteile sind auf der Elektrode 14 angeordnet (zu weiteren Einzelheiten für die leitenden Teilchen 15 siehe die Veröffentlichung Nr. 2-23623 zu einem japanischen ungeprüften Patent). Die Leiterplatte 16 besteht aus durchscheinendem Material wie Glas. Die Elektrode 17, die eine der Elektrode 14 entsprechende Größe aufweist, ist auf einer der Oberflächen der Leiterplatte 16 an einer der Elektrode 14 entsprechenden Position ausgebildet. Die Elektrode 17 ist über einen Draht 18 mit einer Elektrode 19 für einen elektrischen Test verbunden. Die Elektrode 19 für den elektrischen Test ist auf der Leiterplatte 16 ausgebildet. Die Elektrode 14 des Halbleiter-Bauelements 13 wird durch Druck über die leitenden Teilchen 15 mit der Elektrode 17 der Leiterplatte 16 elektrisch verbunden. In diesem Zustand wird das Halbleiter-Bauelement 13 durch einen lichthärtbaren Kleber 20 (z. B. Nr. 350, hergestellt von Nippon Lock Tight Kabushiki Kaisha) auf der Leiterplatte 16 befestigt.
  • Es wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 2(1) bis 2(4) ein Verfahren zum Montieren des in Fig. 1 dargestellten Halbleiter-Bauelements beschrieben.
  • Wie in Fig. 2(1) dargestellt, wird eine Schicht 20a aus ungehärtetem, lichthärtbarem Kleber durch Drucken, Umdrucken oder Auftropfen aus einem Spender in einem Bereich ausgebildet, in dem das Halbleiter-Bauelement 13 auf der Leiterplatte 16 zu montieren ist.
  • Wie in Fig. 2(2) dargestellt, wird das Halbleiter-Bauelement 13 auf der Leiterplatte 16 in solcher Weise aufgesetzt und auf diese aufgedrückt, daß sich die Elektroden 14 und 17 einander gegenüberstehen.
  • Wie in Fig. 2(3) dargestellt, wird nur eine Schicht 20b des lichthärtbaren Klebers durch Einstrahlen von Licht gehärtet, das eine Härtungswellenlänge für den lichthärtbaren Kleber aufweist. Die Schicht 20b des lichthärtbaren Klebers wird zwischen dem Halbleiter-Bauelement 13 und der Leiterplatte 16 in einem Bereich ausgebildet, in dem die Elektrode 14 des Halbleiter-Bauelements 13 nicht vorhanden ist, d. h. im zentralen Bereich. Demgemäß ist die Elektrode 14 des Halbleiter-Bauelements 13 nach dem Ausüben von Druck elektrisch mit der Elektrode 17 der Leiterplatte 16 verbunden. Darüber hinaus wird der lichthärtbare Kleber im Elektrodenabschnitt nicht ausgehärtet beibehalten.
  • Nach der Druckausübung wird das Halbleiter-Bauelement 13 über die auf der Leiterplatte 16 für elektrische Testzwecke angeordnete Elektrode 19 einem elektrischen Test unterzogen.
  • Wenn beim elektrischen Test gute Ergebnisse erzielt werden, wird das Licht mit der Härtungswellenlänge für den lichthärtbaren Kleber durch die Leiterplatte 16 hindurch auf den gesamten Bereich der Schicht 20 mit dem lichthärtbaren Kleber aufgestrahlt, so daß der nicht ausgehärtete, lichthärtbare Kleber ausgehärtet wird, wie in Fig. 2(4) dargestellt. Im Ergebnis wird dadurch die Montage abgeschlossen. In diesem Fall wird das durch die Rückseite der Leiterplatte 16 tretende Licht vom Halbleiter-Bauelement 13 reflektiert und gestreut, so daß die lichthärtbare Kleberschicht 20 der Elektrode 17 ausgehärtet wird. Demgemäß ist es nicht immer erforderlich, für die Elektrode 17 eine transparente Elektrode zu verwenden.
  • Wenn dagegen als Ergebnis des elektrischen Tests Fehler aufgefunden werden, ist es erforderlich, das montierte Halbleiter-Bauelement 13 zu entfernen und dann erneut ein anderes Halbleiter-Bauelement zu montieren.
  • Unter Bezugnahme auf die Fig. 3(a) bis 3(3) wird nun ein Verfahren zum Austauschen eines montierten Halbleiter-Bauelement s beschrieben. Wie in Fig. 3(1) dargestellt, wird eine Scherkraft F auf das auf der Leiterplatte 16 montierte Halbleiter-Bauelement 13 ausgeübt. Demgemäß wird das Halbleiter-Bauelement 13 von der Leiterplatte 16 entfernt, wie dies in Fig. 3(2) dargestellt ist. Wenn der vorstehend angegebene Arbeitsschritt unter Beheizung der Leiterplatte 16 ausgeführt wird, verringert sich die Festigkeit des lichthärtbaren Klebers 20. Demgemäß kann das Halbleiter-Bauelement 13 mit kleinerer Kraft von der Leiterplatte 16 entfernt werden. In diesem Fall hängt die Heiztemperatur von den physikalischen Eigenschaften des lichthärtbaren Klebers ab. Vorzugsweise beträgt die Heiztemperatur 100 bis 200ºC. Wie in Fig. 3(2) dargestellt, liegt das ausgehärtete Material 20b des lichthärtbaren Klebers im zentralen Abschnitt des Montagebereichs für das Halbleiter-Bauelement vor, in dein die Anschlußelektrode 17 nicht auf der Leiterplatte 16 vorhanden ist. Der lichthärtbare Kleber 20a im Randabschnitt mit der Elektrode 17 bleibt ungehärtet.
  • Ferner wird lichthärtbarer Kleber durch ein Auftropfverfahren unter Verwendung eines Spenders oder dergleichen auf den Montagebereich der Leiterplatte 16 für das Halbleiter-Bauelement aufgebracht. Danach wird ein anderes Halbleiter-Bauelement 13a gemäß dem vorstehend angegebenen Verfahren zum Montieren eines Halbleiter-Bauelements montiert (siehe Fig. 3(3)).
    • [Zweites Ausführungsbeispiel]
  • Fig. 4 ist ein Querschnitt, der eine Struktur zeigt, bei der ein Halbleiter-Bauelement 113 auf einer Leiterplatte 116 montiert ist. Das Halbleiter-Bauelement 113 besteht aus einem Material wie Silizium oder Galliumarsenid. Auf einer der Oberflächen des Halbleiter-Bauelements 113 ist eine integrierte Schaltung ausgebildet. Die integrierte Schaltung beinhaltet eine Menge Transistoren, Dioden und dergleichen (was nicht dargestellt ist). Eine Kontaktierungsfleck-Elektrode 114, die mit einer Anschlußelektrode 117 auf der Leiterplatte 116 zu verbinden ist, ist am Rand der integrierten Schaltung ausgebildet. Die Leiterplatte 116 besteht aus einem durchscheinenden Material wie Glas. Die Elektrode 117, die eine der Kontaktierungsfleck-Elektroden 114 aufweist, ist in einer Position, die derjenigen der Kontaktierungsfleck-Elektrode 114 entspricht, auf einer der Oberflächen der Leiterplatte 116 ausgebildet. Die Elektrode 117 ist über einen Draht 118 mit einer Elektrode 119 für einen elektrischen Test verbunden. Die Elektrode 119 für den elektrischen Test ist auf der Leiterplatte 116 ausgebildet. Die Kontaktierungsfleck-Elektrode 114 des Halbleiter-Bauelements 113 wird durch Druck elektrisch mit der Elektrode 117 der Leiterplatte 116 verbunden. In diesem Zustand wird das Halbleiter-Bauelement 113 durch einen lichthärtbaren Kleber 120 an der Leiterplatte 116 befestigt.
  • Es wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 5(1) bis 5(4) ein Verfahren zum Montieren des in Fig. 4 dargestellten Halbleiter-Bauelements beschrieben.
  • Wie in Fig. 5(1) dargestellt, wird eine Schicht 120a aus nicht gehärtetem, lichthärtbarem Kleber an derjenigen Seite, an der die Kontaktierungsfleck-Elektrode 114 des Halbleiter- Bauelements 113 ausgebildet ist, durch Drucken, Umdrucken oder Auftropfen aus einem Spender ausgebildet.
  • Wie in Fig. 5(2) dargestellt, wird das Halbleiter-Bauelement 113 auf solche Weise gegen die Leiterplatte 116 ausgerichtet und auf dieser angeordnet, daß die Kontaktierungsfleck-Elektrode 116 der Elektrode 117 gegenübersteht.
  • Wie in Fig. 5(3) dargestellt, wird nur eine lichthärtbare Kleberschicht 120b durch Einstrahlen von Licht mit einer Härtungswellenlänge für den lichthärtbaren Kleber eingehärtet. Die Schicht 120b des lichthärtbaren Klebers ist in einem Bereich ausgebildet, in dem die Kontaktierungsfleck-Elektrode 114 des Halbleiter-Bauelements 113 nicht zwischen dem Halbleiter-Bauelement 113 und der Leiterplatte 116 vorhanden ist, d. h. im zentralen Bereich. Demgemäß wird das Halbleiter-Bauelement 113 vorläufig auf der Leiterplatte 116 fixiert. In diesem Zustand ist es nicht immer erforderlich, die Kontaktierungsfleck-Elektrode 114 des Halbleiter-Bauelements 113 elektrisch mit der Elektrode 117 der Leiterplatte 116 zu verbinden.
  • Dann wird das Halbleiter-Bauelement 113 auf die Leiterplatte 116 gedrückt, damit die Kontaktierungsfleck-Elektrode 114 des Halbleiter-Bauelements 113 elektrisch mit der Elektrode 117 der Leiterplatte 116 verbunden wird. In diesem Zustand wird mit dem Halbleiter-Bauelement 113 über die auf der Leiterplatte 116 für einen elektrischen Test ausgebildete Elektrode 119 ein elektrischer Test ausgeführt.
  • Wenn beim elektrischen Test gute Ergebnisse erzielt werden, wird Licht mit der Härtungswellenlänge des lichthärtbaren Klebers in den gesamten Bereich der Schicht 120 des lichthärtbaren Klebers durch die Leiterplatte 116 in einem Zustand eingestrahlt, in dem das Halbleiter-Bauelement 113 auf die Leiterplatte 116 gedrückt wird, wie in Fig. 5(4) dargestellt. Demgemäß wird der nicht ausgehärtete, lichthärtbare Kleber ausgehärtet. Im Ergebnis wird dadurch die Montage abgeschlossen.
  • Wenn sich dagegen als Ergebnis des elektrischen Tests Fehler zeigen, ist es erforderlich, das montierte Halbleiter-Bauelement 113 zu entfernen und dann erneut ein anderes Halbleiter-Bauelement gemäß dem Verfahren zum Montieren eines Halbleiter-Bauelements auf ähnliche Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel zu montieren.
  • Während hier der Fall beschrieben wurde, daß leitende, elastische Teilchen auf der Elektrode angeordnet werden, um das Halbleiter-Bauelement auf der Leiterplatte zu montieren, sowie der Fall, daß ein Halbleiter-Bauelement mit einer metallischen Kontaktierungsfleck-Elektrode auf der Leiterplatte montiert wird, besteht für die Verbindungsstruktur für die Elektroden des Halbleiter-Bauelements keine Beschränkung auf die vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiele. Es ist selbstverständlich, daß die Erfindung auf ein Halbleiter- Bauelement angewandt werden kann, das durch Druck mit Hilfe eines lichthärtbaren Klebers montiert werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird nur der lichthärtbare Kleber auf einer Verbindungsfläche des Halbleiter-Bauelements mit der Leiterplatte im mittleren Bereich, in dem keine Elektroden vorhanden sind, ausgehärtet. Dann erfolgt ein elektrischer Test. Demgemäß kann, selbst wenn als Ergebnis eines elektrischen Tests Fehler im Halbleiter-Bauelement oder in der Verbindung des Halbleiter-Bauelements mit der Leiterplatte aufgefunden werden, so daß es erforderlich ist, das Halbleiter-Bauelement auszutauschen, ein anderes Halbleiter-Bauelement leicht erneut montiert werden, ohne daß der lichthärtbare Kleber auf der Leiterplatte entfernt wird.

Claims (6)

1. Verfahren zum Montieren eines Halbleiter-Bauelements, bei dem ein Halbleiter-Bauelement (13; 113), auf dem Anschlußelektroden (14; 114) ausgebildet sind, mit einer Leiterplatte (16; 116) verbunden wird, auf der Elektroden (17; 117) an Positionen ausgebildet sind, die denjenigen der Anschlußelektroden des Halbleiter-Bauelements entsprechen, welches Verfahren folgende Schritte aufweist:
- Auftragen eines Klebers (20; 120) auf eine Anschlußfläche des Halbleiter-Bauelements mit der Leiterplatte oder auf diejenige der Leiterplatte mit dem Halbleiter-Bauelement;
- Ausrichten der Elektroden an einander entsprechenden Positionen, wobei das Halbleiter-Bauelement der Leiterplatte gegenübersteht;
- Aufpressen des Halbleiter-Bauelements auf die Leiterplatte, um eine elektrische Verbindung zwischen den ausgerichteten, einander gegenüberstehenden Elektroden herzustellen;
gekennzeichnet durch:
- teilweises Aushärten des Klebers in einem Bereich (20b; 120b), der ein anderer Bereich als der der Elektroden ist;
- elektrisches Beurteilen des Anschlusses des Halbleiter- Bauelements an die Leiterplatte; und
- Aushärten des nicht ausgehärteten Klebers (20a; 120a).
2. Verfahren zum Montieren eines Halbleiter-Bauelements gemäß Anspruch 1, bei dem die Leiterplatte (16; 116) durchscheinend ist und der Kleber (20; 120) Lichthärtungseigenschaften aufweist.
3. Verfahren zum Montieren eines Halbleiter-Bauelements nach Anspruch 1, bei dem die Elektrode (14) des Halbleiter- Bauelements (13) und diejenige (17) der Leiterplatte (16) durch Anlegen von Druck über leitende Teilchen (15) elektrisch miteinander verbunden werden.
4. Verfahren zum Montieren eines Halbleiter-Bauelements nach Anspruch 1, bei dem die Elektrode des Halbleiter-Bauelements (113) eine Kontaktierungsfleck-Elektrode (114) ist und sie mit der Elektrode (117) der Leiterplatte (116) durch Anwenden von Druck elektrisch verbunden wird.
5. Verfahren zum Montieren eines Halbleiter-Bauelements nach Anspruch 1, bei dem dann, wenn im Schritt des elektrischen Beurteilens des Anschlusses des Halbleiter-Bauelements an die Leiterplatte Anschlußfehler aufgefunden werden, eine Scherkraft auf das von der Leiterplatte zu entfernende, montierte Halbleiter-Bauelement ausgeübt wird, und ferner Kleber auf die Leiterplatte aufgetragen wird, um ein anderes Halbleiter-Bauelement auf der Leiterplatte zu montieren.
6. Verfahren zum Montieren eines Halbleiter-Bauelements nach Anspruch 5, bei dem die Leiterplatte vorerwärmt wird, bevor das Halbleiter-Bauelement von ihr entfernt wird.
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