JP2001160563A - 半導体装置のアンダーフィル方法 - Google Patents
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Abstract
を制御することができる半導体装置のアンダーフィル方
法を提供する。 【解決手段】 プリント配線基板11に対する半導体装
置の搭載に先立って、ノズル21からプリント配線基板
11の表面に向けて紫外線硬化樹脂の流動体35を供給
する。所定量の流動体35が噴き出た時点で、ノズル2
1に形成された透過窓26から流動体に紫外線を照射す
る。紫外線に曝された流動体では固化反応が引き起こさ
れる。この固化反応によって流動体の粘度は高められ
る。部分的な粘度の高まりによってノズル21内の流動
体に仕切りが形成される。ノズル21の先端から噴き出
た流動体35と仕切りとの間で流動体は比較的に簡単に
途切れることができる。このように流動体の途切れを調
整することができれば、ノズルから噴き出る流動体の供
給量は高い精度で制御されることが可能となる。
Description
に実装されるフリップチップといった半導体装置とプリ
ント配線基板の表面との間に区画される空間にアンダー
フィル材を充填するアンダーフィル方法に関する。
装置の搭載に先立ってプリント配線基板の表面にアンダ
ーフィル材(例えば紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂)の流
動体を塗布するアンダーフィル方法は従来から知られ
る。半導体装置は、プリント配線基板の表面に盛られた
アンダーフィル材上に搭載される。プリント配線基板の
表面に半導体装置が押し付けられた状態でアンダーフィ
ル材が硬化すると、半導体装置はプリント配線基板の表
面に固定されることができる。このアンダーフィル方法
によれば、半導体装置とプリント配線基板の表面との間
隔が狭められても、半導体装置とプリント配線基板の表
面との間に区画される空間の隅々にまでアンダーフィル
材の流動体は行き渡ることができる。そういった空間は
アンダーフィル材で確実に満たされる。
ル方法では、個々の半導体装置ごとに流動体の塗布量す
なわち供給量が正確に制御される必要がある。流動体の
供給量が多すぎれば、半導体装置の周囲からアンダーフ
ィル材の流動体が溢れ出てしまう。プリント配線基板に
対する後処理に支障を来す。反対に、流動体の供給量が
少なすぎると、半導体装置とプリント配線基板との間で
電気的接続を確立する金属製の接続バンプが完全に包み
込まれなかったり、プリント配線基板の表面で露出する
金属製の配線パターンが完全に覆われなかったりしてし
まう。こういった接続バンプや配線パターンの露出が放
置されると、接続バンプや配線パターンの腐食が進行す
ることが懸念される。
は、個々の半導体装置ごとに順番にアンダーフィル材の
硬化が実施されなければならない。したがって、半導体
装置の実装に多大な時間が費やされてしまう。しかも、
アンダーフィル材の硬化にあたって半導体装置はプリン
ト配線基板の表面に押し付けられなければならない。半
導体装置に対する押し付け力が保持されたままアンダー
フィル材の硬化が達成されることから、こういったアン
ダーフィル方法を実現するアンダーフィル装置の構造は
複雑化しやすい。
で、できる限り正確にアンダーフィル材の供給量を制御
することができる半導体装置のアンダーフィル方法を提
供することを目的とする。また、本発明は、そういった
アンダーフィル方法を実現することができる半導体装置
用アンダーフィル装置を提供することを目的とする。さ
らに、本発明は、正確にアンダーフィル材の供給量を制
御するにあたって大いに役立つアンダーフィル材充填シ
リンジやプリント配線基板、アンダーフィル向け前処理
方法を提供することを目的とする。さらにまた、本発明
は、プリント配線基板に対する半導体装置の搭載に先立
ってプリント配線基板の表面にアンダーフィル材を供給
する場合でも、比較的に簡単な構造のアンダーフィル装
置を利用することができるアンダーフィル方法を提供す
ることを目的とする。
に、第1発明によれば、プリント配線基板の表面に対す
る半導体装置の搭載に先立って、ノズルからプリント配
線基板の表面に向けて反応性硬化樹脂の流動体を供給す
る工程と、所定量の流動体が噴き出た時点で、ノズル内
で流動体の粘度を高める工程とを備えることを特徴とす
る半導体装置のアンダーフィル方法が提供される。
で流動体の粘度が高められると、こうした部分的な粘度
の高まりによってノズル内の流動体に仕切りが形成され
る。ノズルの先端から噴き出た流動体と仕切りとの間で
流動体は比較的に簡単に途切れることができる。このよ
うに流動体の途切れを調整することができれば、ノズル
から噴き出る流動体の供給量は比較的に高い精度で制御
されることが可能となる。ここで、反応性硬化樹脂に
は、光線に曝されると硬化する光硬化樹脂や、熱に曝さ
れると硬化する熱硬化樹脂、その他の反応に基づき硬化
する樹脂が含まれることができる。
板の表面に対する半導体装置の搭載に先立って、ノズル
からプリント配線基板の表面に向けて光硬化樹脂の流動
体を供給する工程と、所定量の流動体が噴き出た時点
で、ノズルに形成された透過窓から流動体に光線を照射
する工程とを備えることを特徴とする半導体装置のアン
ダーフィル方法が提供される。
ら流動体に光線が照射されると、光線に曝される流動体
では固化反応が引き起こされる。この固化反応によって
流動体の粘度は高められる。こうしてノズル内で流動体
の粘度が高められると、第1発明と同様に、部分的な粘
度の高まりによってノズル内の流動体に仕切りが形成さ
れる。ノズルの先端から噴き出た流動体と仕切りとの間
で流動体は比較的に簡単に途切れることができる。この
ように流動体の途切れを調整することができれば、ノズ
ルから噴き出る流動体の供給量は高い精度で制御される
ことが可能となる。ここで、光硬化樹脂には、例えば紫
外線に曝されると硬化する紫外線硬化樹脂や、紫外線の
みならず熱に曝されると硬化する紫外線硬化樹脂が用い
られることができる。
あたっては、例えば、光不透過性のノズルと、ノズルの
基端に接続されて、光硬化樹脂の流動体で満たされる光
不透過性の収容体と、ノズルに形成される透過窓とを備
えるアンダーフィル材充填シリンジが用いられればよ
い。こうしたアンダーフィル材充填シリンジでは、例え
ば収容体に加えられる圧力に応じてノズルから光硬化樹
脂の流動体は噴き出ることができる。透過窓に向けて光
線が照射されると、前述のように光硬化樹脂の粘度は高
められることができる。
ンジに代えて、一般のアンダーフィル材充填シリンジが
用いられてもよい。このアンダーフィル材充填シリンジ
は、周知の通り、光不透過性のノズルと、ノズルの基端
に接続されて、光硬化樹脂の流動体で満たされる光不透
過性の収容体とを備える。ただし、ノズルの先端には筒
型のアタッチメントが接続される。このアタッチメント
には前述のように透過窓が形成される。ノズルから噴き
出る光硬化樹脂の流動体はアタッチメント内を通過して
アタッチメントの先端から噴き出る。アタッチメントに
形成された透過窓に光線が照射されると、アタッチメン
ト内では前述のように光硬化樹脂の粘度は高められるこ
とができる。こうしたアタッチメントによれば、アンダ
ーフィル材充填シリンジの構造の変更を伴わずに所望通
りに流動体の粘度は高められることが可能となる。
を使用するにあたって、例えば半導体装置用アンダーフ
ィル装置は、加工テーブルと、加工テーブルに向き合う
支持ヘッドと、支持ヘッドに連結されて、噴き出し位置
に向かう支持ヘッドの移動を引き起こす位置決め機構
と、支持ヘッドに連結されて、支持ヘッドに向けて圧力
を供給するディスペンサと、噴き出し位置の支持ヘッド
および加工テーブルの間に規定される照射域に向かって
光線を照射する光源とを備えればよい。前述のアンダー
フィル材充填シリンジは支持ヘッドに装着される。光硬
化樹脂の流動体は、ディスペンサから支持ヘッドに供給
される圧力の働きを借りてノズルから噴き出ることがで
きる。ノズル内で流動体の粘度を高めるにあたっては、
照射域に透過窓が位置決めされればよい。こういった位
置決めには位置決め機構の働きが利用されればよい。
置は、さらに、前記加工テーブルに向かう前記光線を遮
るマスク部材を備えることが望ましい。こうして光線が
遮られれば、ノズルの先端から噴き出た光硬化樹脂が即
座に固まってしまうことは確実に回避されることができ
る。
基板に形成されたアンダーフィル材投入孔を覆う半導体
装置をプリント配線基板の下向き面に保持しつつ、プリ
ント配線基板の下向き面に光線を照射する工程と、光線
の照射中に、プリント配線基板の上向き面側からアンダ
ーフィル材投入孔に光硬化樹脂の流動体を供給する工程
とを備えることを特徴とする半導体装置のアンダーフィ
ル方法が提供される。
ダーフィル材投入孔に供給された光硬化樹脂の流動体は
半導体装置に受け止められる。流動体は、半導体装置と
プリント配線基板の下向き面との間で広がっていく。こ
のとき、半導体装置の周囲では、溢れ出た光硬化樹脂の
流動体は硬化する。流動体の流れは、硬化した光硬化樹
脂によって堰き止められる。流動体の広がりは制限され
る。光硬化樹脂の流動体が必要以上に広がることは回避
されることができる。
あたって、半導体装置用アンダーフィル装置は、例え
ば、噴き出し位置に位置決めされる支持ヘッドと、支持
ヘッドに連結されて、支持ヘッドに向けて圧力を供給す
るディスペンサと、噴き出し位置に位置決めされた支持
ヘッドの下方に配置されて、上方に向かって光線を照射
する光源とを備えればよい。支持ヘッドには前述のアン
ダーフィル材充填シリンジが装着されればよい。このア
ンダーフィル材充填シリンジは、従来と同様に、光不透
過性のノズルと、ノズルの基端に接続されて、光硬化樹
脂の流動体で満たされる光不透過性の収容体とを備えれ
ばよい。
の表面でアンダーフィル材の塗布予定域に配置される導
電性入出力パッドと、アンダーフィル材の塗布予定域に
規定される導電性入出力パッドの過密域で基板本体に穿
たれる過密側アンダーフィル材投入孔と、アンダーフィ
ル材の塗布予定域に規定される導電性入出力パッドの過
疎域で基板本体に穿たれ、過密側アンダーフィル材投入
孔に比べて大きく形成される過疎側アンダーフィル材投
入孔とを備えることを特徴とするプリント配線基板が提
供される。
実装される場面では、半導体装置の導電性の接続バンプ
はプリント配線基板上の入出力パッドに受け止められ
る。言い換えれば、入出力パッドの密集度に応じて接続
バンプの密集度は必然的に決定されることができる。過
密域のように、入出力パッドすなわち接続バンプが密集
して配置されると、たとえプリント配線基板の表面と半
導体装置との間隔が狭くても、接続バンプを伝ってアン
ダーフィル材の流動体は広がりやすい。その一方で、過
疎域のように、接続バンプが疎らに配置されても、接続
バンプの配置に応じて拡大された過疎側アンダーフィル
材投入孔が形成されれば、接続バンプの助けを借りずと
もアンダーフィル材の流動体は容易に半導体装置とプリ
ント配線基板の表面との間で広がっていくことができ
る。こういった過密側アンダーフィル材投入孔および過
疎側アンダーフィル材投入孔は一体に形成されてもよ
い。
配線基板の表面に規定されるアンダーフィル材の塗布予
定域にプラズマ照射を施すことを特徴とするアンダーフ
ィル向け前処理方法が提供される。
の表面に付着した汚れが払い除けられ、プリント配線基
板の濡れ性は高められることができる。このように濡れ
性が高められれば、アンダーフィル材の流動体は容易に
プリント配線基板の表面に沿って広がっていくことが可
能となる。しかも、塗布予定域の周囲で、流動体の表面
張力に比較して大きな表面力が確保されれば、流動体が
塗布予定域を超えて広がることは確実に回避されること
が可能となる。
配線基板の表面に反応性硬化樹脂の流動体を供給する工
程と、反応性硬化樹脂の流動体が供給されたプリント配
線基板の表面に半導体装置を搭載する工程と、搭載され
た半導体装置に超音波ヘッドを接触させる工程と、反応
性硬化樹脂の流動体を硬化させる工程とを備えることを
特徴とする半導体装置の実装方法が提供される。
板上に設置された半導体装置には超音波ヘッドから超音
波振動が伝達される。その結果、半導体装置は、微細な
振幅で高速にプリント配線基板の表面に沿って横揺れす
る。こうした半導体装置の横揺れは、プリント配線基板
上の入出力パッドと半導体装置側の導電性バンプとの間
に摩擦を引き起こす。摩擦熱の働きで導電性バンプと入
出力パッドとの間には接合が確立される。こうしてプリ
ント配線基板上に半導体装置は固定されることができ
る。こうしてプリント配線基板上に全ての半導体装置が
固定された後に一括で反応性硬化樹脂を硬化させること
ができれば、半導体装置の実装に費やされる処理時間は
短縮化されることができる。しかも、こうした実装方法
によれば、反応性硬化樹脂を硬化させるにあたって半導
体装置に押し付け力を加え続ける必要はなく、比較的に
簡単な構造で半導体装置向け実装装置は構成されること
が可能となる。ここで、反応性硬化樹脂には、光線に曝
されると硬化する光硬化樹脂や、熱に曝されると硬化す
る熱硬化樹脂、その他の反応に基づき硬化する樹脂が含
まれることができる。
超音波ヘッドを接触させるにあたって、前記半導体装置
と超音波ヘッドとの間に薄膜フィルムが配置されること
が望ましい。前述のように半導体装置に対して超音波ヘ
ッドが接触すると、薄膜フィルムは半導体装置と超音波
ヘッドとの間に挟み込まれる。したがって、半導体装置
の周囲から溢れ出る反応性硬化樹脂の流動体は薄膜フィ
ルムに付着する。超音波ヘッドに対する反応性硬化樹脂
の付着は確実に阻止されることができる。その結果、半
導体装置に対して超音波ヘッドは確実に大きな接触面積
で接触することができる。半導体装置に対する超音波振
動の伝達は確実に確立され続けることができる。
て、半導体装置の外周にフランジが形成されてもよい。
こういったフランジはプリント配線基板の表面に段差面
を向き合わせる。こうした半導体装置によれば、溢れ出
た反応性硬化樹脂の流動体はフランジの段差面に受け止
められる。流動体がフランジを回り込んで超音波ヘッド
に到達することは極力回避されることができる。その結
果、前述と同様に、超音波ヘッドに対する反応性硬化樹
脂の付着は確実に阻止されることができる。
て、半導体装置の切り分け方法は、ウェハーから半導体
装置を切り出すにあたって、ウェハーに第1溝幅の刻み
目を入れる工程と、第1溝幅よりも小さい第2溝幅の切
り込みで刻み目に沿って半導体装置を切り離す工程を備
えればよい。こうした切り分け方法によれば、比較的に
簡単に半導体装置の外周にフランジを形成することがで
きる。
明の一実施形態を説明する。
装置用アンダーフィル装置の全体構成を概略的に示す。
このアンダーフィル装置10は、例えば水平面でプリン
ト配線基板11を受け止める加工テーブル12と、この
加工テーブル12に向き合い、加工テーブル12に設定
される三次元座標系上で移動する支持ヘッド13とを備
える。三次元座標系は、例えば加工テーブル12の水平
面に沿って規定されるx座標軸およびy座標軸と、加工
テーブル12の水平面に直交するz座標軸とによって規
定されればよい。こうした三次元座標系に基づく支持ヘ
ッド13の動きは例えば位置決め機構14の働きを借り
て達成される。位置決め機構14は、例えばx座標軸、
y座標軸およびz座標軸に沿って支持ヘッド13を案内
する案内機構の組み合わせによって実現されることがで
きる。
脂といったアンダーフィル材の流動体が充填されたアン
ダーフィル材充填シリンジ15が着脱自在に装着され
る。このアンダーフィル材充填シリンジ15には、例え
ば支持ヘッド13に連結されるディスペンサ16から圧
力すなわち空気圧が供給される。アンダーフィル材充填
シリンジ15に空気圧が供給されると、後述されるよう
に、シリンジ15に充填された紫外線硬化樹脂の流動体
はシリンジ15から加工テーブル12に向かって吐き出
される。紫外線硬化樹脂には、紫外線の働きで固化反応
が引き起こされるものや、紫外線だけでなく熱の働きで
固化反応が引き起こされるものが含まれてもよい。
充填シリンジ15には紫外線照射装置17が接続され
る。この紫外線照射装置17はアンダーフィル材充填シ
リンジ15に向けて光源18から紫外線を照射する。光
源18は、図1から明らかなように、マスク部材19に
よってアンダーフィル材充填シリンジ15に固定されて
もよい。こうしたマスク部材19は、光源18から加工
テーブル12に向かって照射される紫外線を遮る。した
がって、マスク部材19によれば、光源18から照射さ
れる紫外線が加工テーブル12上のプリント配線基板1
1に行き着くことはない。しかも、こうして光源18が
アンダーフィル材充填シリンジ15に一体化されれば、
アンダーフィル材充填シリンジ15に追随する光源18
の移動を実現するにあたって光源18に固有の位置決め
機構を設ける必要はない。ただし、光源18はアンダー
フィル材充填シリンジ15に一体化される必要は必ずし
もなく、アンダーフィル材充填シリンジ15と光源18
とに個別に位置決め機構が設けられてもよい。位置決め
機構14やディスペンサ16、紫外線照射装置17の働
きは例えばコントローラ21によって制御される。
えば図2に示されるように、光不透過性のノズル21
と、このノズル21の基端に一体に形成されて、紫外線
硬化樹脂の流動体で満たされる光不透過性の収容体22
とを備える。収容体22にはピストン23が配置され
る。ピストン23によれば、収容体22の内部空間は、
ディスペンサ16に通じる圧力室24と、ノズル21に
通じる樹脂室25とに区分けされる。樹脂室25には紫
外線硬化樹脂の流動体が蓄えられる。ディスペンサ16
から気圧室24に空気圧が導入されると、ピストン23
はノズル21に向かって前進する。その結果、樹脂室2
5に蓄えられた紫外線硬化樹脂の流動体はノズル21の
先端から加工テーブル12に向かって押し出される。
この透過窓26には例えば透明なガラスや合成樹脂板が
はめ込まれる。こうした透過窓26によれば、ノズル2
1を通過する紫外線硬化樹脂の流動体は、紫外線照射装
置17の光源18から照射される紫外線に曝されること
ができる。ただし、例えば図3に示されるように、透過
窓26は、ノズル21に形成される必要は必ずしもな
く、ノズル21の先端に接続される筒型のアタッチメン
ト27に形成されてもよい。
ーフィル装置10によって実現されるアンダーフィル方
法を詳述する。いま、例えば図4に示されるように、輪
郭(周辺)に沿って球状の金バンプ31が配置される半
導体装置(例えばフリップチップ)32がプリント配線
基板11上に実装される場面を想定する。プリント配線
基板11には、金バンプ31の配置に対応して導電性の
入出力パッド33が形成される。こうした入出力パッド
33の配置によれば、プリント配線基板11の表面で
は、入出力パッド33に囲まれた無パッド領域34が区
画されることができる。
が設置されると、支持ヘッド13すなわちアンダーフィ
ル材充填シリンジ15は、例えば図5(a)に示される
ように、プリント配線基板11に対して位置決めされ
る。この位置決めにあたってコントローラ20は位置決
め機構14に向けて駆動指令を供給する。駆動指令に
は、例えば加工テーブル12に設定される三次元座標系
に従って指定されるx座標値やy座標値が含まれればよ
い。こうしてx座標値およびy座標値で特定される待機
位置にアンダーフィル材充填シリンジ15が位置決めさ
れると、ノズル21の先端は無パッド領域34の中央に
向き合わせられる。ノズル21は、プリント配線基板1
1の表面に直交する姿勢に維持される。
は、図5(b)に示されるように、噴き出し位置まで下
降する。この下降にあたってコントローラ20は位置決
め機構14に向けて駆動指令を供給する。この駆動指令
では、前述の三次元座標系に従ってz座標値が指定され
ればよい。ノズル21は、プリント配線基板11の表面
に直交する姿勢に維持され続ける。
出し位置に到達した時点で、コントローラ20はディス
ペンサ16に空気圧の供給を指示する。ディスペンサ1
6は、予め決められた圧力値の空気圧をアンダーフィル
材充填シリンジ15に向けて送り出す。アンダーフィル
材充填シリンジ15では、気圧室24に導入される空気
圧に応じてピストン23が前進する(例えば図2参
照)。その結果、ノズル21の先端から紫外線硬化樹脂
の流動体35は噴き出る。
流動体35はプリント配線基板11の無パッド領域34
に受け止められる。このとき、流動体35の供給量は無
パッド領域34の広さに応じて予め決定される。すなわ
ち、流動体35の広がりは、入出力パッド33に囲まれ
る無パッド領域34内に止められる。その結果、紫外線
硬化樹脂の流動体35が入出力パッド33に覆い被さる
ことは阻止される。流動体35の供給量は例えば圧力値
の大きさと空気圧の供給時間とによって調整されればよ
い。
20は紫外線照射装置17に紫外線の照射を指示する。
紫外線照射装置17は、図5(c)に示されるように、
光源18からアンダーフィル材充填シリンジ15に向け
て紫外線を照射する。アンダーフィル材充填シリンジ1
5では、透過窓26からノズル21の内部に紫外線が射
し込む。
ル材充填シリンジ15は、図5(d)に示されるよう
に、再び待機位置まで上昇する。この上昇にあたってコ
ントローラ20は位置決め機構14に向けて駆動指令を
供給する。この駆動指令では、前述と同様に、三次元座
標系に従ってz座標値が指定されればよい。アンダーフ
ィル材充填シリンジ15が上昇すると、ノズル21の先
端は、噴き出た紫外線硬化樹脂の流動体35から引き離
される。こうして半導体装置32の搭載に先立って、ノ
ズル21からプリント配線基板11の表面に向けて流動
体35の供給は実現される。
(a)に示されるように、プリント配線基板11の表面
には半導体装置32が搭載される。半導体装置32の金
バンプ31は真っ先にプリント配線基板11上の入出力
パッド33に受け止められる。続いて半導体装置32に
は、プリント配線基板11の表面に直交する方向に押し
付け力が加えられる。半導体装置32はプリント配線基
板11の表面に対して押し付けられる。金バンプ31は
押し潰される。金バンプ31が押し潰されるにつれて、
半導体装置32とプリント配線基板11との間隔は狭め
られる。こうして間隔が狭められると、半導体装置32
とプリント配線基板11の表面との間では、挟み込まれ
た紫外線硬化樹脂の流動体36は半導体装置32の外周
に向かって押し出される。その結果、図6(b)に示さ
れるように、入出力パッド33に受け止められた金バン
プ31の周囲に紫外線硬化樹脂の流動体36は行き渡
る。入出力パッド33上では金バンプ31は紫外線硬化
樹脂の流動体36に完全に埋もれる。
リント配線基板11上の紫外線硬化樹脂に向けて紫外線
が照射される。紫外線硬化樹脂が完全に硬化すると、半
導体装置32はプリント配線基板11の表面に強固に固
定される。半導体装置32とプリント配線基板11との
間には金バンプ31および入出力パッド33の働きによ
って確実に電気的接続は確立される。こうして半導体装
置32の実装は完了する。
ル21では、例えば図7(a)に示されるように、紫外
線の照射域37で流動体の固化反応が引き起こされる。
この固化反応によって照射域37では流動体の粘度は高
められる。こうした部分的な粘度の高まりによって、ノ
ズル21内の流動体には仕切り域38が形成される。こ
の仕切り域38によれば、ノズル21内の流動体は、プ
リント配線基板11の表面に向かって噴き出た流動体3
5に連なる先端流動域39と、収容体25に蓄えられた
流動体に連なる残留流動域40とに分断される。
5が上昇すると、図7(b)に示されるように、流動体
の先端流動域39は、噴き出た流動体36との連続性を
維持する。したがって、先端流動域39はノズル21か
ら引っ張り出される。その一方で、仕切り域38は確実
にノズル21内に残留する。その結果、ノズル21内の
流動体は先端流動域39と仕切り域38との境界で確実
に途切れる。こうして流動体が常に同一の位置で途切れ
れば、正確な供給量で流動体はノズル21から噴き出る
ことが可能となる。その一方で、粘度の高まりに応じて
仕切り域38が形成されない場合には、流動体の供給量
に微妙なばらつきが生じることが確認された。こうした
ばらつきによれば、流動体の供給量が多すぎて半導体装
置32の周囲から過度にアンダーフィル材の流動体が溢
れ出たり、流動体の供給量が少なすぎて金バンプ31や
配線パターンが完全に覆われなかったりしてしまう。
実な途切れを実現するには、仕切り域38の粘度は先端
流動域39の粘度すなわち紫外線の照射以前の粘度(=
3000cps〜6000cps程度)の1.5倍程度
以上に設定されればよい。ただし、粘度が高すぎると、
流動体の流動性が完全に失われてしまい、その後の流動
体の供給に支障を来してしまう。したがって、粘度の設
定にあたっては、こういった流動性が考慮されなければ
ならない。仕切り域38の粘度は紫外線の照射時間に基
づき制御されればよい。
は、光源18の点滅によって紫外線の照射量が決定され
てもよく、例えば透過窓26を開閉するシャッタ(図示
せず)を用いて紫外線の照射量が決定されてもよい。
られたプリント配線基板11に半導体装置32を固定す
る実装装置42を概略的に示す。この実装装置42は、
例えば水平面でプリント配線基板11を受け止める加工
テーブル43と、この加工テーブル43に向き合う超音
波ヘッド44とを備える。超音波ヘッド44は、前述と
同様に位置決め機構45の働きを借りて加工テーブル4
3に対して位置決めされることができる。
と減圧装置47とが接続される。超音波振動装置46で
生成される超音波振動は振動子48から超音波ヘッド4
4に伝達される。その結果、超音波ヘッド44は、例え
ば2μmといった微細な振幅で水平方向に高速に横揺れ
することができる。減圧装置46は、超音波ヘッド44
に形成される減圧路49から例えば空気を吸引する。
間にはフィルム供給装置51が配置される。このフィル
ム供給装置51は、従ロール52に巻き付けられた薄膜
フィルムテープ53を巻き上げる駆動ロール54を備え
る。駆動ロール54が回転すると、薄膜フィルムテープ
53は、超音波ヘッド44と加工テーブル43との間に
形成される空間を横切ることができる。薄膜フィルムテ
ープ53は例えばテフロン樹脂やポリイミド樹脂から形
成されればよい。位置決め機構45や超音波振動装置4
6、減圧装置47、フィルム供給装置51の働きは例え
ばコントローラ55によって制御される。
て実現される半導体装置の実装方法を詳述する。いま、
例えば図8に示されるように、紫外線硬化樹脂の流動体
35が盛られたプリント配線基板11に半導体装置32
が搭載された場面を想定する。まず、超音波ヘッド44
は半導体装置32に対して位置決めされる。その後、例
えば図9に示されるように、超音波ヘッド44は下降す
る。超音波ヘッド44の先端は半導体装置32に接触す
る。こうした超音波ヘッド44の位置決めや下降にあた
ってコントローラ55は位置決め機構45に向けて駆動
指令を供給する。
空気の吸引を指示する。減圧路49から空気が吸引され
ると、減圧路49の圧力は減少する。その結果、半導体
装置32は超音波ヘッド44の先端に吸着される。こう
いった吸着を確立するにあたって、薄膜フィルムテープ
53には、半導体装置32と減圧路49の先端とを接触
させる貫通孔(図示せず)が予め形成される。
2が固定されると、コントローラ55は超音波振動装置
46に超音波振動の生成を指示する。生成された超音波
振動は振動子48から超音波ヘッド44に伝達される。
超音波ヘッド44は微細な振幅で高速に横揺れする。超
音波ヘッド44の横揺れは確実に半導体装置32に伝達
される。こうした半導体装置32の横揺れは、プリント
配線基板11上の入出力パッド33と半導体装置32側
の金バンプ31との間に摩擦を引き起こす。摩擦熱の働
きで金バンプ31と入出力パッド33との間には接合が
確立される。プリント配線基板11上に半導体装置32
は固定される。
の動作は停止する。続いて減圧装置47の作動が停止す
ると、減圧路49の圧力は上昇する。超音波ヘッド44
に対する半導体装置32の吸着は解除される。位置決め
機構45の働きを借りて超音波ヘッド44は再び上昇す
る。こうした超音波振動装置46、減圧装置47および
位置決め機構45の動作は、コントローラ55から出力
される指令に基づき実施される。
紫外線が照射される。紫外線硬化樹脂が完全に硬化する
と、半導体装置32の実装は完了する。紫外線硬化樹脂
の硬化は、プリント配線基板11の表面に個々の半導体
装置32が搭載されるたびに実施されてもよく、プリン
ト配線基板11の表面に複数個の半導体装置32が搭載
された後に実施されてもよい。ただし、全ての半導体装
置32が搭載された後に紫外線硬化樹脂の硬化が実施さ
れれば、作業工程の短縮化や簡略化に大いに役立つこと
ができる。
2に対する超音波ヘッド44の接触時に半導体装置32
と超音波ヘッド44との間に薄膜フィルムテープ53が
挟み込まれる。したがって、例えば図9から明らかなよ
うに、半導体装置32の周囲から溢れ出た紫外線硬化樹
脂の流動体35は薄膜フィルムテープ53に付着する。
超音波ヘッド44に対する紫外線硬化樹脂の付着は確実
に阻止されることができる。超音波ヘッド44は、常
に、大きな接触面積で半導体装置32に接触し続けるこ
とができる。したがって、半導体装置32に対する超音
波振動の伝達や吸着は確実に維持され続けることができ
る。超音波ヘッド44の先端に紫外線硬化樹脂の流動体
が付着してしまうと、超音波ヘッド44に対して半導体
装置32が吸着されなかったり、超音波ヘッド44の振
動が半導体装置32に伝達されなかったりすることがあ
る。
ィルムテープ53は駆動ロール54によって巻き取られ
る。半導体装置32に超音波ヘッド44が接触するたび
に駆動ロール54の巻き上げが実施されれば、半導体装
置32と超音波ヘッド44との間には、従ロール52か
ら巻き解かれた新しい薄膜フィルムテープ53が常に配
置されることができる。薄膜フィルムテープ53に付着
した紫外線硬化樹脂は駆動ロール54に確実に回収され
ることができる。
の付着を防止するにあたっては、例えば図10に示され
るように、半導体装置57の外周にフランジ58が形成
されてもよい。こうしたフランジ58によって規定され
る段差面59はプリント配線基板11の表面に向き合わ
せられる。こうした半導体装置57によれば、図10か
ら明らかなように、溢れ出た紫外線硬化樹脂の流動体3
5はフランジ58の段差面59に受け止められる。流動
体35がフランジ58を回り込んで超音波ヘッド44に
到達することは極力回避されることができる。その結
果、前述と同様に、超音波ヘッド44に対する紫外線硬
化樹脂の付着は確実に阻止されることができる。
成方法を簡単に説明する。まず、図11(a)に示され
るように、ウェハー61から個々の半導体装置57を切
り出すにあたって、ウェハー61の表面に第1溝幅W1
の刻み目62を入れる。こうした刻み目62の形成に
は、例えば第1溝幅W1に対応する第1厚みのカットソ
ー63が用いられればよい。続いて、図11(b)に示
されるように、形成された刻み目62に沿って個々の半
導体装置57を切り離す。この切り離しにあたって、刻
み目62には、第1溝幅W1よりも小さい第2溝幅W2
の切り込み64が入れられる。こうした切り込み64に
は、例えば第2溝幅W2に対応する第2厚みのカットソ
ー65が用いられればよい。刻み目62の中心線に沿っ
て切り込み64が入れられれば、刻み目62を挟んで配
列される1対の半導体装置57に各々段差面59が形成
されることができる。
た半導体装置32、57の実装方法では、前述のような
紫外線硬化樹脂がアンダーフィル材に用いられることが
できるだけでなく、熱硬化樹脂やその他の反応性硬化樹
脂がアンダーフィル材に用いられてもよい。
体装置用アンダーフィル装置の全体構成を概略的に示
す。このアンダーフィル装置71は、例えば水平面でプ
リント配線基板72を受け止める加工テーブル73と、
この加工テーブル73に向き合い、加工テーブル73に
設定される三次元座標系上で移動する支持ヘッド74と
を備える。加工テーブル73には紫外線照射装置75の
光源76が埋め込まれる。この紫外線照射装置75の光
源76は上方に向かって紫外線を照射する。
の水平面に沿って規定されるx座標軸およびy座標軸
と、加工テーブル73の水平面に直交するz座標軸とに
よって規定されればよい。こうした三次元座標系に基づ
く支持ヘッド74の動きは例えば位置決め機構77の働
きを借りて達成される。位置決め機構77は、例えばx
座標軸、y座標軸およびz座標軸に沿って支持ヘッド7
4を案内する案内機構の組み合わせによって実現される
ことができる。
脂といったアンダーフィル材の流動体が充填されたアン
ダーフィル材充填シリンジ78が着脱自在に装着され
る。このアンダーフィル材充填シリンジ78には、例え
ば支持ヘッド74に連結されるディスペンサ79から圧
力すなわち空気圧が供給される。アンダーフィル材充填
シリンジ78に空気圧が供給されると、前述と同様に、
シリンジ78に充填された紫外線硬化樹脂の流動体はシ
リンジ78から加工テーブル73に向かって吐き出され
る。紫外線硬化樹脂には、紫外線の働きで固化反応が引
き起こされるものや、紫外線だけでなく熱の働きで固化
反応が引き起こされるものが含まれてもよい。位置決め
機構77やディスペンサ79、紫外線照射装置75の働
きは例えばコントローラ80によって制御される。
ーフィル装置71で実現されるアンダーフィル方法を詳
述する。このアンダーフィル方法を実施するにあたっ
て、プリント配線基板72には予め半導体装置82が固
着される。こうした半導体装置82の固着には、例えば
図13に示されるように、プリント配線基板72上の入
出力パッド83に半田付けされる半田バンプや、前述の
ように入出力パッド83に超音波振動で接合される金バ
ンプといった導電性の接続バンプ84が用いられれれば
よい。こういった接続バンプ84は、前述と同様に、例
えば半導体装置82の輪郭(周辺)に沿って配置されれ
ばよい。
2とプリント配線基板72との間に区画される空間に
は、プリント配線基板72に形成されたアンダーフィル
材投入孔85が接続される。加工テーブル73にプリン
ト配線基板72が設置されると、図13から明らかなよ
うに、半導体装置82は、アンダーフィル材投入孔85
と紫外線照射装置75の光源76との間に配置される。
すなわち、半導体装置82は、プリント配線基板72の
下向き面でアンダーフィル材投入孔85を覆う。
ィル材充填シリンジ78は、プリント配線基板72に対
して位置決めされつつ下降する。前述と同様に、位置決
めや下降にあたってコントローラ80は位置決め機構7
7に駆動指令を供給する。こうしてアンダーフィル材充
填シリンジ78が噴き出し位置に到達すると、アンダー
フィル材充填シリンジ78の先端すなわちノズル86は
アンダーフィル材投入孔85に進入する。
出し位置に到達した時点で、コントローラ80はディス
ペンサ79に空気圧の供給を指示する。ディスペンサ7
9は、予め決められた圧力値の空気圧をアンダーフィル
材充填シリンジ78に向けて送り出す。その結果、前述
と同様に、ノズル86の先端から紫外線硬化樹脂の流動
体88は噴き出る。紫外線硬化樹脂の流動体88は、プ
リント配線基板72の上向き面側からアンダーフィル材
投入孔85に供給される。供給された紫外線硬化樹脂の
流動体88は半導体装置82に受け止められる。半導体
装置82とプリント配線基板72の表面との間に区画さ
れる空間は紫外線硬化樹脂の流動体88で満たされてい
く。
8が注ぎ込まれる間、コントローラ80は紫外線照射装
置75に紫外線の照射を指示する。プリント配線基板7
2の下向き面には光源76から紫外線が照射される。そ
の結果、半導体装置82の周囲では、溢れ出た紫外線硬
化樹脂の流動体は硬化する。流動体88の流れは硬化し
た紫外線硬化樹脂によって堰き止められる。したがっ
て、流動体の広がりは制限される。紫外線硬化樹脂の流
動体が必要以上に広がることは回避されることができ
る。
ル材充填シリンジ78は再び上昇する。前述と同様に、
この上昇にあたってコントローラ80は位置決め機構7
7に向けて駆動指令を供給する。その後、紫外線の照射
が継続されると、紫外線硬化樹脂の流動体88は完全に
硬化する。半導体装置82の実装は完了する。
るにあたって、プリント配線基板72に形成されるアン
ダーフィル材投入孔85は、例えば図14に示されるよ
うに、過密側アンダーフィル材投入孔91と過疎側アン
ダーフィル材投入孔92とで構成されてもよい。すなわ
ち、このプリント配線基板72では、基板本体93の表
面でアンダーフィル材の塗布予定域94に複数個の入出
力パッド95は配置される。この塗布予定域94内で
は、任意の基準に基づき入出力パッド95の過密域96
と過疎域97とが区画されることができる。過密側アン
ダーフィル材投入孔91は過密域96に配置される一方
で、過疎側アンダーフィル材投入孔92は過疎域97に
配置される。過疎側アンダーフィル材投入孔92は、図
14から明らかなように、過密側アンダーフィル材投入
孔91に比べて大きく形成される。しかも、過疎側アン
ダーフィル材投入孔92は過密側アンダーフィル材投入
孔91に一体に形成される。塗布予定域94は、プリン
ト配線基板72に実装される半導体装置の輪郭形状の基
づき規定されればよい。
置が実装される場面では、半導体装置の導電性の接続バ
ンプはプリント配線基板72上の入出力パッド95に受
け止められる。言い換えれば、入出力パッド95の密集
度に応じて接続バンプの密集度は必然的に決定されるこ
とができる。過密域96のように、入出力パッド95す
なわち接続バンプが密集して配置されると、たとえプリ
ント配線基板72の表面と半導体装置との間隔が狭くて
も、接続バンプを伝ってアンダーフィル材の流動体は広
がりやすい。その一方で、過疎域97のように、接続バ
ンプが疎らに配置されても、接続バンプの配置に応じて
拡大された過疎側アンダーフィル材投入孔92が形成さ
れれば、接続バンプの助けを借りずともアンダーフィル
材の流動体は容易に半導体装置とプリント配線基板72
の表面との間で広がっていくことができる。このような
アンダーフィル材投入孔85が用いられなければ、半導
体装置とプリント配線基板72の表面との間隔が狭めら
れるにつれて流動体の広がりは著しく阻害されてしま
う。
合でも、例えば図15に示されるように、プリント配線
基板101の表面に規定されるアンダーフィル材の塗布
予定域102にプラズマ照射が施されることが望まし
い。こうしたプラズマ照射によれば、プリント配線基板
101の表面に付着した汚れが払い除けられ、プリント
配線基板101表面の濡れ性は高められることができ
る。このように濡れ性が高められれば、アンダーフィル
材の流動体103は容易にプリント配線基板101の表
面に沿って広がっていくことが可能となる。塗布予定域
102の周囲で、流動体103の表面張力に比較して大
きな表面力が確保されれば、流動体103が塗布予定域
102を超えて広がることは確実に回避されることが可
能となる。塗布予定域102は、プリント配線基板10
1に実装される半導体装置104の輪郭形状の基づき規
定されればよい。
配線基板上にアンダーフィル材の流動体を供給するに当
たって、できる限り正確にアンダーフィル材の供給量を
制御することが可能となる。
ンダーフィル装置の全体構成を概略的に示す図である。
である。
されるアタッチメントを概略的に示す一部拡大断面図で
ある。
概略的に示す図である。
ィル装置で実現されるアンダーフィル方法を概略的に示
す工程図である。
方法を概略的に示す工程図である。
成を概略的に示す図である。
を概略的に示す工程図である。
略的に示す図である。
り分け方法を概略的に示す工程図である。
アンダーフィル装置の全体構成を概略的に示す図であ
る。
フィル装置で実現されるアンダーフィル方法を概略的に
示す工程図である。
フィル装置で実現されるアンダーフィル方法に適用され
るプリント配線基板の構造を概略的に示す平面図であ
る。
の概念を示す平面図である。
配線基板、12 加工テーブル、13 支持ヘッド、1
4 位置決め機構、15 アンダーフィル材充填シリン
ジ、16 ディスペンサ、18 光源、19 マスク部
材、21 ノズル、22 収容体、26 透過窓、27
アタッチメント、32 半導体装置、35 紫外線硬
化樹脂(反応性硬化樹脂)の流動体、44 超音波ヘッ
ド、53薄膜フィルムテープ、57 半導体装置、58
フランジ、59 段差面、61 ウェハー、62 刻
み目、64 切り込み、71 半導体装置用アンダーフ
ィル装置、72 プリント配線基板、74 支持ヘッ
ド、76 光源、79 ディスペンサ、82 半導体装
置、85 アンダーフィル材投入孔、88 紫外線硬化
樹脂(光硬化樹脂)の流動体、91 過密側アンダーフ
ィル材投入孔、92過疎側アンダーフィル材投入孔、9
3 基板本体、94 塗布予定域、95導電性入出力パ
ッド、96 過密域、97 過疎域、101 プリント
配線基板、102 塗布予定域、W1 第1溝幅、W2
第2溝幅。
Claims (14)
- 【請求項1】 プリント配線基板の表面に対する半導体
装置の搭載に先立って、ノズルからプリント配線基板の
表面に向けて反応性硬化樹脂の流動体を供給する工程
と、所定量の流動体が噴き出た時点で、ノズル内で流動
体の粘度を高める工程とを備えることを特徴とする半導
体装置のアンダーフィル方法。 - 【請求項2】 プリント配線基板の表面に対する半導体
装置の搭載に先立って、ノズルからプリント配線基板の
表面に向けて光硬化樹脂の流動体を供給する工程と、所
定量の流動体が噴き出た時点で、ノズルに形成された透
過窓から流動体に光線を照射する工程とを備えることを
特徴とする半導体装置のアンダーフィル方法。 - 【請求項3】 光不透過性のノズルと、ノズルの基端に
接続されて、光硬化樹脂の流動体で満たされる光不透過
性の収容体と、ノズルに形成される透過窓とを備えるこ
とを特徴とするアンダーフィル材充填シリンジ。 - 【請求項4】 光不透過性のノズルと、ノズルの基端に
接続されて、光硬化樹脂の流動体で満たされる光不透過
性の収容体と、ノズルの先端に接続される筒型のアタッ
チメントと、アタッチメントに形成される透過窓とを備
えることを特徴とするアンダーフィル材充填シリンジ。 - 【請求項5】 加工テーブルと、加工テーブルに向き合
う支持ヘッドと、支持ヘッドに連結されて、噴き出し位
置に向かう支持ヘッドの移動を引き起こす位置決め機構
と、支持ヘッドに連結されて、支持ヘッドに向けて圧力
を供給するディスペンサと、噴き出し位置の支持ヘッド
および加工テーブルの間に規定される照射域に向かって
光線を照射する光源とを備えることを特徴とする半導体
装置用アンダーフィル装置。 - 【請求項6】 請求項5に記載の半導体装置用アンダー
フィル装置において、前記加工テーブルに向かう前記光
線を遮るマスク部材をさらに備えることを特徴とする半
導体装置用アンダーフィル装置。 - 【請求項7】 プリント配線基板に形成されたアンダー
フィル材投入孔を覆う半導体装置をプリント配線基板の
下向き面に保持しつつ、プリント配線基板の下向き面に
光線を照射する工程と、光線の照射中に、プリント配線
基板の上向き面側からアンダーフィル材投入孔に光硬化
樹脂の流動体を供給する工程とを備えることを特徴とす
る半導体装置のアンダーフィル方法。 - 【請求項8】 噴き出し位置に位置決めされる支持ヘッ
ドと、支持ヘッドに連結されて、支持ヘッドに向けて圧
力を供給するディスペンサと、噴き出し位置に位置決め
された支持ヘッドの下方に配置されて、上方に向かって
光線を照射する光源とを備えることを特徴とする半導体
装置用アンダーフィル装置。 - 【請求項9】 基板本体の表面でアンダーフィル材の塗
布予定域に配置される導電性入出力パッドと、アンダー
フィル材の塗布予定域に規定される導電性入出力パッド
の過密域で基板本体に穿たれる過密側アンダーフィル材
投入孔と、アンダーフィル材の塗布予定域に規定される
導電性入出力パッドの過疎域で基板本体に穿たれ、過密
側アンダーフィル材投入孔に比べて大きく形成される過
疎側アンダーフィル材投入孔とを備えることを特徴とす
るプリント配線基板。 - 【請求項10】 プリント配線基板の表面に規定される
アンダーフィル材の塗布予定域にプラズマ照射を施すこ
とを特徴とするアンダーフィル向け前処理方法。 - 【請求項11】 プリント配線基板の表面に反応性硬化
樹脂の流動体を供給する工程と、反応性硬化樹脂の流動
体が供給されたプリント配線基板の表面に半導体装置を
搭載する工程と、搭載された半導体装置に超音波ヘッド
を接触させる工程と、反応性硬化樹脂の流動体を硬化さ
せる工程とを備えることを特徴とする半導体装置の実装
方法。 - 【請求項12】 請求項11に記載の半導体装置の実装
方法において、前記超音波ヘッドを接触させるにあたっ
て、前記半導体装置と超音波ヘッドとの間には薄膜フィ
ルムが配置されることを特徴とする半導体装置の実装方
法。 - 【請求項13】 請求項11に記載の半導体装置の実装
方法において、前記半導体装置の外周には、前記プリン
ト配線基板の表面に段差面を向き合わせるフランジが形
成されることを特徴とする半導体装置の実装方法。 - 【請求項14】 ウェハーから半導体装置を切り出すに
あたって、ウェハーに第1溝幅の刻み目を入れる工程
と、第1溝幅よりも小さい第2溝幅の切り込みで刻み目
に沿って半導体装置を切り離す工程を備えることを特徴
とする半導体装置の切り分け方法。
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