JP2000021950A - 半導体実装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡単な方法で、封止材の供給量を厳密
にしたり、テフロンテープを用いたりしなくても、装着
ヘッドへの封止材の付着を防止することのできる半導体
実装装置の実現を課題とする。 【解決手段】 吸着孔８で半導体素子４を吸着して基板
１の回路導体層２と半導体素子４の表面電極が接するよ
うな位置に搬送し、両者を密着させた後、加圧および加
熱を行って絶縁樹脂封止材３により基板１と半導体素子
４を固着させるする装着ヘッド５を具備する半導体実装
装置において、装着ヘッド５に吸着孔とは別に半導体素
子４の周囲に空気を吹き出す穿孔７を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体実装装置に
関し、特にフリップチップ実装型の半導体実装装置の改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に、従来の半導体素子の基板へのフ
リップチップ実装工程の過程を示した。フリップチップ
実装（flip chip bonding ）は半導体素子にあらかじめ
取り付けられた表面電極または配線用リードと絶縁基板
上に設けられた配線電極のお互いの表面が接触するよう
に位置合わせして対向密着させ、熱および圧力を加えて
接着剤を硬化させて接着する実装方法である。従来のフ
リップチップ実装の工程では、図５（ａ）のようなパタ
ーン２が形成されている基板１に、図５（ｂ）のように
封止材３を供給し、次に図５（ｃ）のように基板１上に
半導体素子４を装着ヘッド５でバキュームにより吸着し
て運び、位置合わせして、次に図５（ｄ）のように半導
体素子４を基板１に押し付けて搭載し、加熱、加圧して
封止材３を硬化させて接着してマウントする。

【０００３】この様に、半導体素子４と基板１とを絶縁
樹脂の封止材３で固定する場合、封止材３の量が少ない
と半導体素子４の接着面からはみ出すことはないが、量
が少ないと接着の信頼性が低下することがある。封止材
３を最適な一定量で供給するには、印刷機や制御機能を
有する供給機を用いることである程度可能であるが、そ
れでも１ｍｇ以下の量の制御は困難であり、さらに量を
制御するためにはコストアップが避けられない。

【０００４】これを避けるため、もし封止材３の量を多
めにすると、半導体素子４の接着面からはみ出した封止
材３が半導体素子４の側面を這い上がって装着ヘッド５
に付着することになり、それを拭き取らなければならな
いという新たな問題が発生することになる。もし、封止
材３が付着したままにしておくと、装着ヘッド５が加熱
機構を有している場合には、半導体素子４の搭載後にそ
のまま加熱して封止材３を硬化させると、封止材３が装
着ヘッドに付着したまま硬化してしまうという問題も生
まれる。

【０００５】これを防ぐために、図６のように、半導体
素子４と装着ヘッド５の間にテフロンテープ６を挟むこ
とによって、付着を防止する方法がある。しかし、この
方法ではテープの送り、巻き取り機構を設ける必要が生
じて実装装置が複雑化するためコストアップが避けられ
ず、テープ交換の手間、高価なテフロンテープを消耗品
として使うことなど、問題点が多い。また、搭載と加熱
による装着を一括で行うとすると、テフロンテープ６に
半導体素子４と一緒に吸着するための穴を設ける必要が
あり、搭載と加熱を分割して行うと半導体素子の位置ず
れが発生する問題も生まれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の
フリップチップ実装型の半導体実装装置では、封止材の
供給量が多いと装着ヘッドに付着したまま硬化してしま
う虞があり、それを防ぐために、封止材の供給量を厳密
にしたり、余分な封止材を拭き取ったり、テフロンテー
プで付着を防止したりすると、コストがかさむという問
題があった。

【０００７】本発明は、この点を解決して、比較的簡単
な方法で、封止材の供給量を厳密にしたり、テフロンテ
ープを用いたりしなくても、装着ヘッドへの封止材の付
着を防止することのできる半導体実装装置の実現を課題
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明は、回路導体層を有する基板を保持するステ
ージと、半導体素子を真空吸着する吸着孔を有し、この
吸着孔で半導体素子を吸着して前記ステージに保持され
た基板の回路導体層と半導体素子の表面電極が接するよ
うな所定位置に搬送し前記基板と前記半導体素子を密着
させた後、加圧および加熱を行って絶縁樹脂封止材によ
り前記基板と前記半導体素子を固着する装着ヘッドとを
具備する半導体実装装置において、前記装着ヘッドは前
記吸着孔とは別に前記半導体素子の周囲に空気を吹き出
す空気吹き出し孔を有することを特徴とする。

【０００９】また、回路導体層を有する基板を保持する
ステージと、半導体素子を真空吸着する吸着孔を有し、
この吸着孔で半導体素子を吸着して前記ステージに保持
された基板の回路導体層と半導体素子の表面電極が接す
るような所定位置に搬送し前記基板と前記半導体素子を
密着させた後、加圧および加熱を行って絶縁樹脂封止材
により前記基板と前記半導体素子を固着する装着ヘッド
とを具備する半導体実装装置において、前記装着ヘッド
を多孔質材料で形成し、ここ多孔質材を介して前記半導
体素子の周囲に空気を吹き出すようにしたことを特徴と
する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる半導体装置
を添付図面を参照にして詳細に説明する。以下の図で、
１は基板、２は基板上のパターン、３は封止材、４は半
導体素子、５は装着ヘッド、７は穿孔、８は吸着孔、９
はメッキ層、１０は薄板である。図１に、本発明の半導
体実装装置の一実施の形態の装着ヘッドの縦方向（基板
に垂直な面）での断面図（ａ）と横方向（基板に水平な
面）での断面図を示した。

【００１１】この実施の形態では、図１に示すように装
着ヘッド５の半導体素子４の外周に当たる部分に穿孔７
を設けて、この穿孔７よりエアーを吹き出す構成にし
た。この半導体素子４の外周に設けた穿孔７より、搭
載、加熱、加圧作業時にエアーを吹き出すことによっ
て、封止材３が半導体素子４の側面を這い上がってくる
のを阻止することができる。この噴出するエアーを加熱
工程時にはホットエアーにすると、温度プロフィルに影
響を与えることはない。

【００１２】変形例として、図２に示すように、装着ヘ
ッド５を多孔質素材を用いて構成し、ヘッドの外周と吸
着穴の内面をメッキしてメッキ層を設けるすることによ
って、装着ヘッド５をチップサイズに影響されずに用い
ることが可能になる。図２の場合は、エアー吹き出し量
を加減し、吹き出し量よりもバキューム吸着量を多くす
る必要がある。

【００１３】さらに他の変形例として、図３に示すよう
な構成も実現できる。この例では、ステンレス等の薄板
１０にエッチングやレーザ加工によって微小孔を穿孔し
たものを装着ヘッド５に張り付け、図４に拡大して示し
たように、吸着面１１とエアー吹きだし面１２との間に
段差をつける。これにより、薄板１０を取り替えること
により半導体素子４のサイズの変化に対応でき、また、
確実に封止材３の装着ヘッド５への付着を防止すること
が出来る。

【００１４】以上のように、本発明の実施の形態では、
装着ヘッドの半導体素子の周囲に相当する部分からエア
ーを吹き出すようにして、封止材の這い上がりを阻止し
たので、 １）封止材の供給を最適量に制御する必要がなくなり、
封止材供給まわりを単純化することができ、装置のコス
トダウンができる。 ２）搭載時にはみ出して、装着ヘッドに付着する封止材
の拭き取りの手間がなくなった。 ３）また、テフロンテープを挟むような機構、テフロン
テープを送り巻き取る機構が不要になって、この面でも
装置の単純化とコストダウンが期待できる。 ４）さらにテープの交換の手間や、高価なテフロンテー
プの消耗をなくすことができる。 ５）搭載と加熱を一つの工程で行うことができるので、
半導体素子の位置ずれの心配がなくなる。 ６）加熱をパルスヒートで行う場合には、エアーの吹き
出しを装着ヘッドの冷却用に用いることができる。等の
メリットが生まれる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１の
発明は、回路導体層を有する基板を保持するステージ
と、半導体素子を真空吸着する吸着孔を有し、この吸着
孔で半導体素子を吸着して前記ステージに保持された基
板の回路導体層と半導体素子の表面電極が接するような
所定位置に搬送し基板と半導体素子を密着させた後、加
圧および加熱を行って絶縁樹脂封止材により基板と半導
体素子を固着する装着ヘッドとを具備する半導体実装装
置において、装着ヘッドは吸着孔とは別に半導体素子の
周囲に空気を吹き出す空気吹き出し孔を有することを特
徴とする。これにより、半導体素子周辺に空気を当てて
半導体素子の側面を封止材が這い上がるのを阻止でき、
比較的簡単な方法で、封止材の供給量を厳密にしたり、
テフロンテープを用いたりしなくても、装着ヘッドへの
封止材の付着を防止することができる。

【００１６】本発明の請求項２の発明は、この半導体実
装装置において、装着ヘッドを多孔質材料で形成し、こ
こ多孔質材を介して半導体素子の周囲に空気を吹き出す
ようにしたことを特徴とする。これにより、半導体素子
の大きさにかかわらず半導体素子の周辺に空気を当てて
半導体素子の側面を封止材が這い上がるのを阻止でき、
比較的簡単な方法で、封止材の供給量を厳密にしたり、
テフロンテープを用いたりしなくても、装着ヘッドへの
封止材の付着を防止することができる。

【００１７】本発明の請求項３の発明は、装着ヘッドの
半導体素子の吸着面と空気の吹き出し面とに段差を設け
たことを特徴とする。これにより、半導体素子の大きさ
に容易に対応できると共に装着ヘッドの外周が段差の
分、後退するので、さらに確実に装着ヘッドへの封止材
の付着を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体実装装置の一実施の形態の装着
ヘッドの縦、横方向の断面図である。

【図２】本発明の半導体実装装置の他の実施の形態の装
着ヘッドの断面図である。

【図３】本発明の半導体実装装置の他の実施の形態の装
着ヘッドの断面図である。

【図４】図３の装着ヘッドの部分拡大図である。

【図５】従来の半導体素子の基板へのフリップチップ実
装工程を示す説明図である。

【図６】封止材の装着ヘッドへの付着を防止する従来の
方法である。

【符号の説明】

１…基板、２…基板上のパターン、３…封止材、４…半
導体素子、５…装着ヘッド、７…穿孔、８…吸着孔、９
…メッキ層、１０…薄板。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路導体層を有する基板を保持するステ
   ージと、 半導体素子を真空吸着する吸着孔を有し、この吸着孔で
   半導体素子を吸着して前記ステージに保持された基板の
   回路導体層と半導体素子の表面電極が接するような所定
   位置に搬送し前記基板と前記半導体素子を密着させた
   後、加圧および加熱を行って絶縁樹脂封止材により前記
   基板と前記半導体素子を固着する装着ヘッドとを具備す
   る半導体実装装置において、 前記装着ヘッドは前記吸着孔とは別に前記半導体素子の
   周囲に空気を吹き出す空気吹き出し孔を有することを特
   徴とする半導体実装装置。
2. 【請求項２】 回路導体層を有する基板を保持するステ
   ージと、 半導体素子を真空吸着する吸着孔を有し、この吸着孔で
   半導体素子を吸着して前記ステージに保持された基板の
   回路導体層と半導体素子の表面電極が接するような所定
   位置に搬送し前記基板と前記半導体素子を密着させた
   後、加圧および加熱を行って絶縁樹脂封止材により前記
   基板と前記半導体素子を固着する装着ヘッドとを具備す
   る半導体実装装置において、 前記装着ヘッドを多孔質材料で形成し、ここ多孔質材を
   介して前記半導体素子の周囲に空気を吹き出すようにし
   たことを特徴とする半導体実装装置。
3. 【請求項３】 前記装着ヘッドの半導体素子の吸着面と
   空気の吹き出し面とに段差を設けたことを特徴とする請
   求項１または請求項２に記載の半導体実装装置。