JP2001053113A - 超音波振動を用いた半導体チップの実装方法 - Google Patents
超音波振動を用いた半導体チップの実装方法Info
- Publication number
- JP2001053113A JP2001053113A JP11223321A JP22332199A JP2001053113A JP 2001053113 A JP2001053113 A JP 2001053113A JP 11223321 A JP11223321 A JP 11223321A JP 22332199 A JP22332199 A JP 22332199A JP 2001053113 A JP2001053113 A JP 2001053113A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor chip
- film
- substrate
- suction
- mounting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L24/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
- H01L24/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
- H05K13/04—Mounting of components, e.g. of leadless components
- H05K13/046—Surface mounting
- H05K13/0465—Surface mounting by soldering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
- H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/13001—Core members of the bump connector
- H01L2224/13099—Material
- H01L2224/131—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/13138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/13144—Gold [Au] as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
- H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
- H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
- H01L2224/7525—Means for applying energy, e.g. heating means
- H01L2224/753—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
- H01L2224/75301—Bonding head
- H01L2224/75314—Auxiliary members on the pressing surface
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
- H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
- H01L2224/7525—Means for applying energy, e.g. heating means
- H01L2224/753—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
- H01L2224/75301—Bonding head
- H01L2224/75314—Auxiliary members on the pressing surface
- H01L2224/75317—Removable auxiliary member
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
- H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
- H01L2224/7525—Means for applying energy, e.g. heating means
- H01L2224/753—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
- H01L2224/75301—Bonding head
- H01L2224/75314—Auxiliary members on the pressing surface
- H01L2224/7532—Material of the auxiliary member
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
- H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
- H01L2224/757—Means for aligning
- H01L2224/75743—Suction holding means
- H01L2224/75745—Suction holding means in the upper part of the bonding apparatus, e.g. in the bonding head
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
- H01L2224/81001—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector involving a temporary auxiliary member not forming part of the bonding apparatus
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
- H01L2224/812—Applying energy for connecting
- H01L2224/81201—Compression bonding
- H01L2224/81205—Ultrasonic bonding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
- H01L2224/818—Bonding techniques
- H01L2224/81801—Soldering or alloying
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01004—Beryllium [Be]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01005—Boron [B]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01006—Carbon [C]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01033—Arsenic [As]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01074—Tungsten [W]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01079—Gold [Au]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/013—Alloys
- H01L2924/014—Solder alloys
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
へ実装する際に、半導体チップの削れ屑の発生を防止す
る。 【解決手段】 本発明の超音波振動を用いた半導体チッ
プの実装方法は、主面に接続端子としての導電性バンプ
を備える半導体チップの裏面を弾性を有するフィルムを
介して吸気孔を備える吸着ツールにより吸着して前記半
導体チップを保持する工程と、前記導電性バンプに対応
する接続配線を備える基板に対して前記半導体チップを
位置決めして前記導電性バンプと前記接続配線とが接続
するように前記半導体チップを前記基板に載置する工程
と、前記吸着ツールにより前記半導体チップを前記基板
に対して付勢しつつ前記吸着ツールから前記フィルムを
介して前記半導体チップに超音波振動を与えて前記導電
性バンプと前記接続配線とを接合する工程とを有する。
Description
て半導体チップを基板上へ実装するための方法に関す
る。
方法として、フリップチップ実装と呼ばれる方法が広く
採用されている。フリップチップ実装では、半導体チッ
プの回路が形成された面(以下、主面という)上に、接
続端子としての複数の導電性バンプ、主として金バンプ
を備えたものを、フェイスダウン、すなわち主面を基板
側にして、各導電性バンプを直接基板上の配線に接合す
る。フリップチップ実装において、前記導電性バンプを
基板上の配線に接合する方法として、従来から、超音波
熱圧着法と呼ばれる方法が広く知られている。
り半導体チップを吸着し、これを基板上に形成された配
線のバンプ搭載領域上に配置する。金バンプの配線上へ
の接合に際し、吸着ツールにより半導体チップに一定の
押圧力を加えると共に、基板側を加熱する。この状態
で、該吸着ツールを介して半導体チップに、所定周波数
の超音波振動を与える。前記押圧力、熱及び超音波によ
る振動によって、半導体チップ上の各金バンプは、基板
上のランドに良好に接合される。
た超音波振動のエネルギーを、導電性バンプに効率的に
伝えるためには、吸着ツールと半導体チップとの真空吸
着による一体性が重要である。しかしながら、吸着ツー
ルの吸着面とこれに当接される半導体チップの裏面との
間に、該チップの面の加工状態などに起因して、微細な
隙間が生じることがあり、その吸着力が低下することが
ある。該吸着力の低下は、金バンプへの超音波振動のエ
ネルギーを低下させるだけでなく、別の問題を引き起こ
す。
すると、該ツールに与えられた超音波振動に半導体チッ
プが追随できなくなり、吸着ツールの先端が半導体チッ
プの裏面を摩擦により削り取ってしまうという問題があ
る。削り取られた微細なシリコン屑の幾らかは、半導体
チップの裏面に付着し、そのまま基板に実装され、延い
ては装置に組み込まれる可能性がある。
ない場合においても、導電性バンプが基板上の配線上に
固定され又は固定される直前になると、吸着ツールの振
動に半導体チップが追随しなくなる。このような場合に
も、前記チップの削れの問題が発生する。
体チップが用いられる用途によっては、深刻な問題を引
き起こす可能性がある。例えば、ハードディスク装置の
筐体内で、そのアクチュエータ上に実装されるプリアン
プ用のベアチップがある。磁気ディスクの回転に伴う振
動によって、半導体チップに付着した前記削り屑(これ
らは、0.1〜5μm程度の大きさを有する)は、装置
内部を飛翔し、最終的にディスク上に落ちる。ディスク
面に対する磁気ヘッドの浮上高は50nm以下であるの
で、ディスク上の前記削り屑は、ハードディスク装置の
機能に深刻な影響を与える。
を用いて半導体チップを基板へ実装する際に、前記半導
体チップの削れ屑の発生を防止し、該半導体チップを装
置へ搭載する際の該削れ屑に起因する前記問題を解消す
ることにある。
いた半導体チップの実装方法は、主面に接続端子として
の導電性バンプを備える半導体チップの裏面を弾性を有
するフィルムを介して吸気孔を備える吸着ツールにより
吸着して前記半導体チップを保持する工程と、前記導電
性バンプに対応する接続配線を備える基板に対して前記
半導体チップを位置決めして前記導電性バンプと前記接
続配線とが接続するように前記半導体チップを前記基板
に載置する工程と、前記吸着ツールにより前記半導体チ
ップを前記基板に対して付勢しつつ前記吸着ツールから
前記フィルムを介して前記半導体チップに超音波振動を
与えて前記導電性バンプと前記接続配線とを接合する工
程とを有する。
により前記フィルムを介して前記半導体チップを吸着す
るに際し、前記フィルムにおける前記吸着ツールの吸気
孔に対応する位置に孔を開ける工程を有するものでも良
い。
体チップの実装方法は、主面に接続端子としての導電性
バンプを備える半導体チップを前記導電性バンプに対応
する接続配線を備える基板に対して位置決めして前記導
電性バンプと前記接続配線とが接続するように前記半導
体チップを前記基板に載置する工程と、押圧部材により
前記半導体チップを当該半導体チップの裏面側から弾性
を有するフィルムを介して前記基板に対して付勢しつつ
前記押圧部材から前記フィルムを介して前記半導体チッ
プに超音波振動を与えて前記導電性バンプと前記接続配
線とを接合する工程とを有する。
は長尺形状を有し、新たな半導体チップを実装する毎に
前記フィルムの未使用の領域が前記吸着ツールと前記半
導体チップの裏面との間に供給されることが好ましい。
とを接合する工程は、前記フィルムに一定の張力を与え
ながら行われることが好ましい。該張力により、吸着ツ
ール(押圧部材)と半導体チップの一体性がより高ま
り、超音波振動のエネルギーの伝達効率が向上する。
とを接合する工程は、前記基板に対して熱を与えながら
行われることが好ましい。
厚さの樹脂性フィルムであることが好ましく、その素材
としてはフッ素樹脂又は直鎖型ポリイミド樹脂が好まし
い。
沿って説明する。本実施形態に係る半導体チップの実装
方法においては、図1に示すような吸着ツールを用い
る。吸着ツール10は、フリップチップボンディング装
置等の、半導体チップの基板への実装を実現するための
装置における一構成部分である。
プへの吸着面11aとされる吸着ノズル11を有する。
吸着ノズル先端の吸気孔を通した吸引力によって、該吸
着面11aに半導体チップを真空吸着する。吸着ノズル
11の途中には、超音波振動を付与するための超音波ホ
ーン12が接続される。超音波ホーン12は、特定周波
数により吸着ノズル11に水平方向の振動を所定期間与
える。該振動により吸着ノズル11の先端、延いてはこ
こに真空吸着された半導体チップが水平方向に微少振動
される。後述するように、この振動、押圧力及び熱によ
り、半導体チップは基板上に接合される。
の実施に際し、更に弾性フィルム及びその供給装置を用
いる。弾性フィルムは、リールに巻き取られた長尺のテ
ープ状に構成される。弾性フィルムは、前記吸着ノズル
11を介して半導体チップに超音波振動を与える際に、
吸着ノズルの吸着面11aと半導体チップとの間に介在
される。弾性フィルムを介在させることによって、半導
体チップが直接吸着ノズルに接触することが回避され、
吸着面11aにより半導体チップの裏面が削り取られる
ことが防止される。
に与えられる振動のエネルギーを効率的に半導体チップ
側へ伝達できるものでなければならない。前記振動のエ
ネルギーを効率的に伝達する上で、弾性フィルムは、そ
の厚さ及び吸着ノズルと半導体チップとを一体にする密
着性が重要である。また、前記振動に対する強度及び耐
熱性が必要である。これらの要求を満たすものとして発
明者らの実験により確かめられた弾性フィルムの厚さ
は、10〜50μmの範囲のものである。なお、超音波
振動による吸着ノズルの移動距離は、0.5〜1.5μ
m程度である。また、その材質として、フッ素樹脂(弾
性率:約1.7MPa)及び直鎖型ポリイミド樹脂(弾
性率:約6370MPa)が好適であった。
巻き取られたテープ状のフィルムを、吸着ノズルの吸着
面11aの前方に配置するよう装置に実装される。供給
装置は、半導体チップを基板上に実装する工程が開始さ
れる度に、フィルムの新しい面が前記吸着面11aの前
方に供給されるよう、前記リールを駆動する。供給装置
の具体的な構成によって本発明は限定されることはない
が、好ましい実施態様において、供給装置は前記吸着ツ
ール10に固定されるものである。
チップの実装の工程を、図2並びに図3及び図4に沿っ
て順次説明する。図2は、一実施形態における半導体チ
ップの実装方法を示すフローチャートであり、図3及び
図4に示された工程(A)〜(F)は、図2における各
工程に対応した工程図である。最初の工程101で、供
給装置が駆動され、そのリールによってフィルム30が
巻き取られ、その新しい面が吸着ノズル11の吸着面1
1aの前方に供給される(工程(A))。吸着ノズル1
1は、その前方にフィルム30を伴った状態で、穿孔ツ
ール31の設置位置へ移送される。穿孔ツール31は、
先端が鋭利にされたニードルピンを含み、これにより吸
着ノズルの吸着孔11bに対応するフィルム30の位置
に孔を開ける。すなわち、工程102において、吸着ノ
ズル11又は穿孔ツール31の何れかが相対的に移動さ
れ、フィルム30に孔を開ける(工程(B))。この場
合に、孔開け後のフィルムの位置が、吸着面11aに対
し相対的にずれないように、吸着面11aにフィルム3
0を接触させ、またフィルムに一定の張力を与えること
が好ましい。
体チップ32の供給位置まで移動し、吸着ツールを起動
して半導体チップ32を真空吸着する(工程(C))。
吸着ノズル11と半導体チップ32との間には、フィル
ム30が介在されるが、先の工程で開けられたフィルム
30の孔を通して、吸着ツールの吸着力が半導体チップ
32に伝えられる。この結果、半導体チップ32の吸着
を可能とする一方で、吸着面11aが直接半導体チップ
32に接触することが回避される。
した半導体チップ32を、それが実装される基板33上
へ搬送し、ここに位置決めする(図4における工程
(D))。すなわち、基台34上に固定された基板33
の配線33aに、半導体チップ32の金バンプ32aを
位置合わせし、これらを接触させるべく吸着ノズル11
を下降する。この時に、吸着ノズル11は所定の押圧力
により、半導体チップ32を基板33に向けて押圧す
る。ここで、基板33は所定の温度に加熱されている。
一つの実施例で基板33は、ハードディスク装置のアク
チュエータ基板である。また、基板33は、半導体チッ
プと共にパッケージ内に封止されるものであっても良
い。
ズル11を介して半導体チップ32に、所定時間、超音
波振動が与えられる(工程(E))。該超音波振動、吸
着ノズル11の押圧力及び基板33に与えられた熱によ
り、金バンプ32aは溶融し、基板33上の配線33a
に接合される。前記フィルム30を介在させることによ
り、該振動を与えたときに半導体チップ32の裏面が削
れることがない。また、超音波振動により与えられる吸
着ノズルの移動距離(0.5〜1.5μm程度)に対し
て、フィルム30の同方向における弾性変形量は十分に
大きいので(フィルムの厚さは10μm以上)、半導体
チップ32が基板33に対し接合されて移動できなくな
った場合でも、該変形により吸着ノズルと半導体チップ
のずれを吸収することができる。本工程において、好ま
しくはフィルム30に一定の張力を与える。工程105
において半導体チップ32の基板33への接合が達成さ
れると、工程106において、吸着ノズル11は引き上
げられ、処理が完了する(工程(F))。
体チップの実装の工程を、図5並びに図6〜図8に沿っ
て順次説明する。図5は、本実施形態における半導体チ
ップの実装方法を示すフローチャートであり、図6〜図
8に示された工程(A)〜(G)は、図5における各工
程に対応した工程図である。本実施形態における半導体
チップの実装工程は、先の実施形態と異なり、フィルム
に孔を開ける工程を含まない。
導体チップ32の供給位置まで移動し、吸着ツールを起
動して半導体チップ32を真空吸着する(図6の工程
(A))。先の実施形態と異なり、ここではフィルムを
間に介在させない。次の工程502で、吸着ノズル11
に吸着した半導体チップ32を、それが実装される基板
33上へ搬送し、ここに位置決めする(工程(B))。
すなわち、前記実施形態同様、基台34上に固定された
基板33の配線33aに、半導体チップ32の金バンプ
32aを位置合わせし、これらを接触させるべく吸着ノ
ズル11を下降する。次に、工程503において、吸着
ノズル11による半導体チップ32の吸着を中止し、半
導体チップ32を基板33上に置いて、一旦、吸着ノズ
ル11を引き上げる(工程(C))。
32の上方で、フィルム30を吸着ノズル11の前方に
位置させる(図7の工程(D))。次いで、工程505
において、再度吸着ノズル11を半導体チップ32の位
置まで下降させる(工程(E))。このとき、前記供給
したフィルム30が、吸着ノズル11と半導体チップ3
2との間に介在され、これらが直接接触することが回避
される。吸着ノズル11は所定の押圧力により、半導体
チップ32を基板33に向けて押圧する。また、基板3
3は所定の温度に加熱される。
ズル11を介して半導体チップ32に、所定時間、超音
波振動が与えられる(図8の工程(F))。該超音波振
動、吸着ノズル11の押圧力及び基板33に与えられた
熱により、金バンプ32aは溶融し、基板33上の配線
33aに接合される。工程506において半導体チップ
32の基板33への接合が達成されると、工程507に
おいて、吸着ノズル11は引き上げられ、処理が完了す
る(工程(G))。ここで供給装置が駆動され、そのリ
ールによってフィルム30が巻き取られ、次の半導体チ
ップの実装のために、その新しい面が吸着ノズル11の
吸着面11aの前方に供給される。
実装方法を、弾性フィルムを用いない従来の方法と比較
した。従来の方法に対する条件を表1のように調整し
た。ここで用いた弾性フィルムは、30μm厚のフッ素
樹脂フィルム及び50μm厚の直鎖型ポリイミド樹脂フ
ィルムである。
も、従来と同様の接合強度を確保した上で、半導体チッ
プの削れによる屑の発生が完全に回避できた。
に沿って説明した。本発明の適用範囲が、前記実施形態
及び実施例において示した事項に限定されないことは明
らかである。実施形態においては、弾性フィルムを長尺
のテープ状としたものを用いた例を示したが、その形状
はこれに限定されず、シート状その他のものであって良
い。本発明に係る方法により基板上に実装される半導体
チップは、その導電性バンプとして金以外の組成のも
の、例えば熱可塑性の導電性樹脂であって良い。この導
電性バンプは、半田でも良い。また、予め半導体チップ
吸着用の孔を設けたフィルムを用いて、半導体チップを
吸着ノズルで吸着するようにしても良い。
性導電フィルムやペーストを介在させて接合を行う構成
のものにおいても、本発明は有効である。従来、異方性
導電ペーストを用いた接合を行う場合、基板上に半導体
チップを配置した際に、チップの周囲に押し出されたペ
ーストが上方(半導体チップの裏面側)に回り込み、吸
着ノズルに付着するという問題があった。本発明に係る
弾性フィルムを用いた場合、該フィルムが壁となり、吸
着ノズルへペーストが付着することが回避されるという
副次的効果が得られる。
着法を用いて半導体チップを基板へ実装する際に、前記
半導体チップの削れ屑の発生を防止し、該半導体チップ
を装置へ搭載した際の該削れ屑に起因する前記問題を解
消することができる。
例を示す斜視図である。
装方法を示すフローチャートである。
実装方法を示すフローチャートである。
Claims (9)
- 【請求項1】 主面に接続端子としての導電性バンプを
備える半導体チップの裏面を弾性を有するフィルムを介
して吸気孔を備える吸着ツールにより吸着して前記半導
体チップを保持する工程と、 前記導電性バンプに対応する接続配線を備える基板に対
して前記半導体チップを位置決めして前記導電性バンプ
と前記接続配線とが接続するように前記半導体チップを
前記基板に載置する工程と、 前記吸着ツールにより前記半導体チップを前記基板に対
して付勢しつつ前記吸着ツールから前記フィルムを介し
て前記半導体チップに超音波振動を与えて前記導電性バ
ンプと前記接続配線とを接合する工程と、を有する超音
波振動を用いた半導体チップの実装方法。 - 【請求項2】 前記吸着ツールにより前記フィルムを介
して前記半導体チップを吸着するに際し、前記フィルム
における前記吸着ツールの吸気孔に対応する位置に孔を
開ける工程を有する請求項1に記載の超音波振動を用い
た半導体チップの実装方法。 - 【請求項3】 主面に接続端子としての導電性バンプを
備える半導体チップを前記導電性バンプに対応する接続
配線を備える基板に対して位置決めして前記導電性バン
プと前記接続配線とが接続するように前記半導体チップ
を前記基板に載置する工程と、 押圧部材により前記半導体チップを当該半導体チップの
裏面側から弾性を有するフィルムを介して前記基板に対
して付勢しつつ前記押圧部材から前記フィルムを介して
前記半導体チップに超音波振動を与えて前記導電性バン
プと前記接続配線とを接合する工程と、を有する超音波
振動を用いた半導体チップの実装方法。 - 【請求項4】 前記フィルムは長尺形状を有し、新たな
半導体チップを実装する毎に前記フィルムの未使用の領
域が前記吸着ツールと前記半導体チップの裏面との間に
供給される請求項1、2又は3に記載の超音波振動を用
いた半導体チップの実装方法。 - 【請求項5】 前記導電性バンプと前記接続配線とを接
合する工程は、前記フィルムに一定の張力を与えながら
行われる請求項1、2、3又は4に記載の超音波振動を
用いた半導体チップの実装方法。 - 【請求項6】 前記導電性バンプと前記接続配線とを接
合する工程は、前記基板に対して熱を与えながら行われ
る請求項1、2、3、4又は5に記載の超音波振動を用
いた半導体チップの実装方法。 - 【請求項7】 前記フィルムは10〜50μmの厚さの
樹脂性フィルムである請求項1、2、3、4、5又は6
に記載の超音波振動を用いた半導体チップの実装方法。 - 【請求項8】 前記フィルムはフッ素樹脂を用いたフィ
ルムである請求項7に記載の超音波振動を用いた半導体
チップの実装方法。 - 【請求項9】 前記フィルムは直鎖型ポリイミド樹脂を
用いたフィルムである請求項7に記載の超音波振動を用
いた半導体チップの実装方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22332199A JP4338834B2 (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 超音波振動を用いた半導体チップの実装方法 |
US09/632,181 US6269999B1 (en) | 1999-08-06 | 2000-08-03 | Semiconductor chip mounting method utilizing ultrasonic vibrations |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22332199A JP4338834B2 (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 超音波振動を用いた半導体チップの実装方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001053113A true JP2001053113A (ja) | 2001-02-23 |
JP4338834B2 JP4338834B2 (ja) | 2009-10-07 |
Family
ID=16796331
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22332199A Expired - Fee Related JP4338834B2 (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 超音波振動を用いた半導体チップの実装方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6269999B1 (ja) |
JP (1) | JP4338834B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012028594A (ja) * | 2010-07-26 | 2012-02-09 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 電子部品実装装置及び電子部品の実装方法 |
US20170144246A1 (en) * | 2015-11-20 | 2017-05-25 | Semikron Elektronik Gmbh & Co., Kg | Apparatus for the material-bonded connection of connection partners of a power-electronics component |
JP2017216349A (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 株式会社新川 | ダイの実装方法 |
KR20200066359A (ko) * | 2017-11-30 | 2020-06-09 | 가부시키가이샤 신가와 | 다이의 실장에 사용되는 기어오름 방지용의 ptfe 시트 및 다이의 실장 방법 |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6885522B1 (en) * | 1999-05-28 | 2005-04-26 | Fujitsu Limited | Head assembly having integrated circuit chip covered by layer which prevents foreign particle generation |
JP3992893B2 (ja) * | 1999-12-02 | 2007-10-17 | 富士通株式会社 | 半導体装置のアンダーフィル方法 |
DE10019443A1 (de) * | 2000-04-19 | 2001-10-31 | Texas Instruments Deutschland | Vorrichtung zum Befestigen eines Halbleiter-Chips auf einem Chip-Träger |
JP2002184807A (ja) * | 2000-12-11 | 2002-06-28 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法および製造装置、並びにその製造方法で製造される半導体装置 |
JP3839323B2 (ja) * | 2001-04-06 | 2006-11-01 | 株式会社ルネサステクノロジ | 半導体装置の製造方法 |
US7076867B2 (en) * | 2001-12-28 | 2006-07-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pressurizing method |
JP3780214B2 (ja) * | 2002-01-25 | 2006-05-31 | キヤノン株式会社 | Icの加圧圧着方法 |
JP4852216B2 (ja) * | 2002-01-30 | 2012-01-11 | セイコーエプソン株式会社 | 振動型ジャイロスコープ |
US6838316B2 (en) * | 2002-03-06 | 2005-01-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device manufacturing method using ultrasonic flip chip bonding technique |
US6821813B2 (en) * | 2002-12-19 | 2004-11-23 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Process for bonding solder bumps to a substrate |
US7285447B2 (en) * | 2003-06-25 | 2007-10-23 | Intel Corporation | Method and apparatus for imprinting a circuit pattern using ultrasonic vibrations |
JP4728782B2 (ja) * | 2005-11-15 | 2011-07-20 | パナソニック株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
US8043893B2 (en) * | 2007-09-14 | 2011-10-25 | International Business Machines Corporation | Thermo-compression bonded electrical interconnect structure and method |
US7868457B2 (en) * | 2007-09-14 | 2011-01-11 | International Business Machines Corporation | Thermo-compression bonded electrical interconnect structure and method |
DE102008050798A1 (de) * | 2008-10-08 | 2010-04-15 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum Positionieren und Fixieren eines Bauteils auf einem anderen Bauteil sowie eine Anordnung zum Positionieren und Vorfixieren |
WO2012012335A2 (en) * | 2010-07-19 | 2012-01-26 | Orthodyne Electronics Corporation | Ultrasonic bonding systems including workholder and ribbon feeding system |
US8231044B2 (en) | 2010-10-01 | 2012-07-31 | Orthodyne Electronics Corporation | Solar substrate ribbon bonding system |
US8196798B2 (en) | 2010-10-08 | 2012-06-12 | Kulicke And Soffa Industries, Inc. | Solar substrate ribbon bonding system |
US20140069989A1 (en) * | 2012-09-13 | 2014-03-13 | Texas Instruments Incorporated | Thin Semiconductor Chip Mounting |
EP2848353A1 (en) * | 2013-09-17 | 2015-03-18 | ABB Technology AG | Method for ultrasonic welding with particles trapping |
EP3046717B1 (en) | 2013-09-17 | 2019-12-11 | ABB Schweiz AG | Method for ultrasonic welding with particles trapping |
US9875986B2 (en) | 2015-10-09 | 2018-01-23 | International Business Machines Corporation | Micro-scrub process for fluxless micro-bump bonding |
WO2021247414A1 (en) * | 2020-06-03 | 2021-12-09 | Kulicke And Soffa Industries, Inc. | Ultrasonic welding systems, methods of using the same, and related workpieces including welded conductive pins |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4017886A (en) * | 1972-10-18 | 1977-04-12 | Hitachi, Ltd. | Discrete semiconductor device having polymer resin as insulator and method for making the same |
JPS63106910A (ja) * | 1986-10-24 | 1988-05-12 | Hitachi Ltd | 薄膜磁気ヘツド |
JPH0429338A (ja) * | 1990-05-24 | 1992-01-31 | Nippon Mektron Ltd | Icの搭載用回路基板及びその搭載方法 |
US5414298A (en) * | 1993-03-26 | 1995-05-09 | Tessera, Inc. | Semiconductor chip assemblies and components with pressure contact |
US5427301A (en) * | 1994-05-06 | 1995-06-27 | Ford Motor Company | Ultrasonic flip chip process and apparatus |
JPH08335653A (ja) * | 1995-04-07 | 1996-12-17 | Nitto Denko Corp | 半導体装置およびその製法並びに上記半導体装置の製造に用いる半導体装置用テープキャリア |
US5930666A (en) * | 1997-10-09 | 1999-07-27 | Astralux, Incorporated | Method and apparatus for packaging high temperature solid state electronic devices |
-
1999
- 1999-08-06 JP JP22332199A patent/JP4338834B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-08-03 US US09/632,181 patent/US6269999B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012028594A (ja) * | 2010-07-26 | 2012-02-09 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 電子部品実装装置及び電子部品の実装方法 |
US20170144246A1 (en) * | 2015-11-20 | 2017-05-25 | Semikron Elektronik Gmbh & Co., Kg | Apparatus for the material-bonded connection of connection partners of a power-electronics component |
CN106971948A (zh) * | 2015-11-20 | 2017-07-21 | 赛米控电子股份有限公司 | 用于功率电子部件的连接配对件的材料结合连接的装置 |
CN106971948B (zh) * | 2015-11-20 | 2021-10-15 | 赛米控电子股份有限公司 | 用于功率电子部件的连接配对件的材料结合连接的装置 |
US10603741B2 (en) * | 2015-11-20 | 2020-03-31 | Semikron Elektronik Gmbh & Co., Kg | Apparatus for the material-bonded connection of connection partners of a power-electronics component |
CN109314062A (zh) * | 2016-05-31 | 2019-02-05 | 株式会社新川 | 管芯的安装方法 |
KR20190008371A (ko) * | 2016-05-31 | 2019-01-23 | 가부시키가이샤 신가와 | 다이의 실장 방법 |
TWI664682B (zh) * | 2016-05-31 | 2019-07-01 | 日商新川股份有限公司 | 晶片之安裝方法 |
WO2017209115A1 (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 株式会社新川 | ダイの実装方法 |
KR102228702B1 (ko) * | 2016-05-31 | 2021-03-16 | 야마하 모터 로보틱스 홀딩스 가부시키가이샤 | 다이의 실장 방법 |
US11069651B2 (en) | 2016-05-31 | 2021-07-20 | Shinkawa Ltd. | Method of mounting die |
JP2017216349A (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 株式会社新川 | ダイの実装方法 |
CN109314062B (zh) * | 2016-05-31 | 2022-04-29 | 株式会社新川 | 管芯的安装方法 |
KR20200066359A (ko) * | 2017-11-30 | 2020-06-09 | 가부시키가이샤 신가와 | 다이의 실장에 사용되는 기어오름 방지용의 ptfe 시트 및 다이의 실장 방법 |
KR102363090B1 (ko) | 2017-11-30 | 2022-02-15 | 가부시키가이샤 신가와 | 다이의 실장에 사용되는 기어오름 방지용의 ptfe 시트 및 다이의 실장 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6269999B1 (en) | 2001-08-07 |
JP4338834B2 (ja) | 2009-10-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2001053113A (ja) | 超音波振動を用いた半導体チップの実装方法 | |
JP3880775B2 (ja) | 回路基板への電子部品の実装方法 | |
JP4719042B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP6864133B2 (ja) | 実装装置および実装方法 | |
JPH11274224A (ja) | フリップチップ実装方法 | |
JP2005064362A (ja) | 電子装置の製造方法及びその電子装置並びに半導体装置の製造方法 | |
JP2005064362A5 (ja) | ||
JP2001308145A (ja) | 半導体チップの実装方法 | |
JP2002158257A (ja) | フリップチップボンディング方法 | |
JP2009289959A (ja) | ボンディング装置およびボンディング方法 | |
JP2005327923A (ja) | 導電接合膜貼着方法および導電接合膜貼着装置 | |
JPH1126922A (ja) | チップ実装方法 | |
JP3767812B2 (ja) | 電子部品製造装置および電子部品製造方法 | |
JP2007300052A (ja) | フリップチップ実装の部品とその製造方法 | |
JPS59208844A (ja) | フエイスダウンボンダ− | |
JPH10209211A (ja) | フイルム供給装置及びその方法並びに実装装置及びその方法 | |
JP2007019436A (ja) | 半導体チップのボンディング装置及びボンディング方法 | |
JP4044559B2 (ja) | 電子部品等の接合方法、およびそれに用いる接合装置 | |
JP4044543B2 (ja) | 半導体チップの製造方法 | |
JPH11288975A (ja) | ボンディング方法及びボンディング装置 | |
JPH10341068A (ja) | プリント配線基板及び電子部品の実装方法 | |
JPH1074767A (ja) | 微細ボールバンプ形成方法及び装置 | |
JP4184993B2 (ja) | 部品実装方法及びその装置 | |
JP2003142522A (ja) | 超音波フリップチップ実装方法 | |
JPH10107074A (ja) | バンプボンダー |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060804 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080403 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090421 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090603 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090630 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090701 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4338834 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120710 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130710 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |