JP2002289644A - 半導体素子の接合方法及び接合装置 - Google Patents
半導体素子の接合方法及び接合装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体素子側の保持具に加熱装置を装着する
ことができ、低コストで信頼性の高い半導体素子の接合
ができる接合方法と接合装置を提供する。 【解決手段】 半導体素子３に形成された金属の突起電
極４を基板１の電極２に接合する接合方法において、加
熱した突起電極４を加熱した基板の電極２に圧接する工
程と、圧接状態で基板に超音波振動７Ａを印加する工程
とを有するもの。
ことができ、低コストで信頼性の高い半導体素子の接合
ができる接合方法と接合装置を提供する。 【解決手段】 半導体素子３に形成された金属の突起電
極４を基板１の電極２に接合する接合方法において、加
熱した突起電極４を加熱した基板の電極２に圧接する工
程と、圧接状態で基板に超音波振動７Ａを印加する工程
とを有するもの。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体素子を基
板に短時間で効率よく接合する接合方法、特に金属の突
起電極を形成した半導体素子のフリップチップ接合方法
及びその接合装置に関するものである。
板に短時間で効率よく接合する接合方法、特に金属の突
起電極を形成した半導体素子のフリップチップ接合方法
及びその接合装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子を基板に短時間に効率よくフ
リップチップ接合する方法として、半導体素子に超音波
振動を印加して接合する方法がある。接合の方法として
は２種類あるが、図６は、第１の接合方法を概略的に示
す説明図で、例えば「超音波を用いた金属接合によるフ
リップチップ実装工法の開発」と題する４th Symposium
on Microjoining and Assembly Technology in Electr
onics,1998の119p−124pに記載されたものである。この
図において、１は金の電極２を有するセラミック基板、
３は金の突起電極４を有する半導体素子で、突起電極４
を基板１の電極２に接合すべく対応させている。５はボ
ンディングツールで、半導体素子３を保持する保持具６
と、この保持具を超音波ホーン７に結合する結合部材８
とを有する。
リップチップ接合する方法として、半導体素子に超音波
振動を印加して接合する方法がある。接合の方法として
は２種類あるが、図６は、第１の接合方法を概略的に示
す説明図で、例えば「超音波を用いた金属接合によるフ
リップチップ実装工法の開発」と題する４th Symposium
on Microjoining and Assembly Technology in Electr
onics,1998の119p−124pに記載されたものである。この
図において、１は金の電極２を有するセラミック基板、
３は金の突起電極４を有する半導体素子で、突起電極４
を基板１の電極２に接合すべく対応させている。５はボ
ンディングツールで、半導体素子３を保持する保持具６
と、この保持具を超音波ホーン７に結合する結合部材８
とを有する。
【０００３】ボンディングの方法は、セラミック基板１
の電極２に半導体素子３の突起電極４を押し付け、ボン
ディングツール５を介して超音波ホーン７から超音波振
動を半導体素子３に印加することによって、半導体素子
３上の突起電極４と基板１の電極２との接合を行なうも
のである。超音波ホーン７から超音波振動を印加するこ
とによって、突起電極４と基板の電極２の接触部の温度
が上昇し、突起電極４の金と基板の電極２の金の拡散が
おこり、接合がわずか数秒の短時間で実現できる。
の電極２に半導体素子３の突起電極４を押し付け、ボン
ディングツール５を介して超音波ホーン７から超音波振
動を半導体素子３に印加することによって、半導体素子
３上の突起電極４と基板１の電極２との接合を行なうも
のである。超音波ホーン７から超音波振動を印加するこ
とによって、突起電極４と基板の電極２の接触部の温度
が上昇し、突起電極４の金と基板の電極２の金の拡散が
おこり、接合がわずか数秒の短時間で実現できる。
【０００４】また、図７は、第２の接合方法の接合手順
を概略的に示す説明図で、例えば特開平１０−３３５３
７３号公報に記載されたものである。この図において、
図６と同一または相当部分には同一符号を付して説明を
省略する。また、９は基板上に塗布された熱硬化性の樹
脂である。この接合方法は、先ず、図７（ａ）に示すよ
うに、基板１上に電極２を覆うように樹脂９を塗布す
る。次いで、（ｂ）に示すように、半導体素子３の突起
電極４を樹脂中の電極２に押圧する。その後、（ｃ）に
示すように、半導体素子３に超音波振動７Ａを印加し、
突起電極４と基板の電極２とを接合する。超音波振動の
発生は、図６と同様な構成で行なわれる。その後、
（ｄ）に示すように、樹脂９を加熱して９Ａに示すよう
に硬化させ、基板１と半導体素子３間を樹脂９Ａで充填
することにより、接合の信頼性を高める。
を概略的に示す説明図で、例えば特開平１０−３３５３
７３号公報に記載されたものである。この図において、
図６と同一または相当部分には同一符号を付して説明を
省略する。また、９は基板上に塗布された熱硬化性の樹
脂である。この接合方法は、先ず、図７（ａ）に示すよ
うに、基板１上に電極２を覆うように樹脂９を塗布す
る。次いで、（ｂ）に示すように、半導体素子３の突起
電極４を樹脂中の電極２に押圧する。その後、（ｃ）に
示すように、半導体素子３に超音波振動７Ａを印加し、
突起電極４と基板の電極２とを接合する。超音波振動の
発生は、図６と同様な構成で行なわれる。その後、
（ｄ）に示すように、樹脂９を加熱して９Ａに示すよう
に硬化させ、基板１と半導体素子３間を樹脂９Ａで充填
することにより、接合の信頼性を高める。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体素子の接
合方法は以上のように、超音波振動を半導体素子に印加
するものであったが、半導体素子に超音波振動を印加す
ると、半導体素子の裏面と保持具とが擦りあって半導体
素子の裏面に傷がつき、半導体素子が割れるという問題
点があった。また、超音波振動を起こさせる超音波ホー
ンの固有振動数に影響を与えるため、保持具には加熱装
置を装着することができなかった。そのため、基板を１
５０℃に加熱して実施していた。一方、金の拡散を実施
するには３００℃近い熱が必要であるため、半導体素子
の突起電極と基板の電極とを超音波振動により擦り合わ
せ、その熱エネルギーにより拡散温度にまで上昇させ
て、突起電極と基板の電極との接合を実現していたもの
である。しかし、突起電極の数が多い場合には、各突起
電極の高さにばらつきがあり、各突起電極と基板の電極
との押付け力が異なるため、総ての突起電極に同じ熱エ
ネルギーを発生させることは難しく、従って、全数の的
確な接合ができないという問題点があった。
合方法は以上のように、超音波振動を半導体素子に印加
するものであったが、半導体素子に超音波振動を印加す
ると、半導体素子の裏面と保持具とが擦りあって半導体
素子の裏面に傷がつき、半導体素子が割れるという問題
点があった。また、超音波振動を起こさせる超音波ホー
ンの固有振動数に影響を与えるため、保持具には加熱装
置を装着することができなかった。そのため、基板を１
５０℃に加熱して実施していた。一方、金の拡散を実施
するには３００℃近い熱が必要であるため、半導体素子
の突起電極と基板の電極とを超音波振動により擦り合わ
せ、その熱エネルギーにより拡散温度にまで上昇させ
て、突起電極と基板の電極との接合を実現していたもの
である。しかし、突起電極の数が多い場合には、各突起
電極の高さにばらつきがあり、各突起電極と基板の電極
との押付け力が異なるため、総ての突起電極に同じ熱エ
ネルギーを発生させることは難しく、従って、全数の的
確な接合ができないという問題点があった。
【０００６】この発明は、上述のような問題点を解消す
るためになされたもので、低コストで高い信頼性をもつ
半導体素子の接合が実現できる接合方法と接合装置を提
供することを目的とする。
るためになされたもので、低コストで高い信頼性をもつ
半導体素子の接合が実現できる接合方法と接合装置を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体素
子の接合方法は、半導体素子に形成された金属の突起電
極を基板の電極に接合する接合方法において、加熱した
突起電極を加熱した基板の電極に圧接する工程と、圧接
状態で基板に超音波振動を印加する工程とを有するもの
である。
子の接合方法は、半導体素子に形成された金属の突起電
極を基板の電極に接合する接合方法において、加熱した
突起電極を加熱した基板の電極に圧接する工程と、圧接
状態で基板に超音波振動を印加する工程とを有するもの
である。
【０００８】この発明に係る半導体素子の接合方法は、
また、半導体素子に形成された金属の突起電極を基板の
電極に接合する接合方法において、低い温度の突起電極
を加熱した基板の電極に圧接する工程と、圧接状態で基
板に超音波振動を印加する工程と、超音波振動の印加中
または印加後に突起電極を加熱する工程とを有するもの
である。
また、半導体素子に形成された金属の突起電極を基板の
電極に接合する接合方法において、低い温度の突起電極
を加熱した基板の電極に圧接する工程と、圧接状態で基
板に超音波振動を印加する工程と、超音波振動の印加中
または印加後に突起電極を加熱する工程とを有するもの
である。
【０００９】この発明に係る半導体素子の接合方法は、
また、半導体素子に形成された金属の突起電極を基板の
電極に接合する接合方法において、基板の電極を含む半
導体素子搭載領域に樹脂を塗布する工程と、加熱した突
起電極を加熱した基板の電極に圧接する工程と、圧接状
態で基板に超音波振動を印加する工程と、超音波振動印
加後に樹脂を硬化する工程とを有するものである。
また、半導体素子に形成された金属の突起電極を基板の
電極に接合する接合方法において、基板の電極を含む半
導体素子搭載領域に樹脂を塗布する工程と、加熱した突
起電極を加熱した基板の電極に圧接する工程と、圧接状
態で基板に超音波振動を印加する工程と、超音波振動印
加後に樹脂を硬化する工程とを有するものである。
【００１０】この発明に係る半導体素子の接合方法は、
また、基板に樹脂を塗布している場合の突起電極の加熱
温度を、１００℃〜２００℃とするものである。
また、基板に樹脂を塗布している場合の突起電極の加熱
温度を、１００℃〜２００℃とするものである。
【００１１】この発明に係る半導体素子の接合方法は、
また、半導体素子に形成された金属の突起電極を基板の
電極に接合する接合方法において、基板の電極を含む半
導体素子搭載領域に樹脂を塗布する工程と、低い温度の
突起電極を加熱した基板の電極に圧接する工程と、圧接
状態で基板に超音波振動を印加する工程と、超音波振動
の印加中または印加後に突起電極を加熱する工程と、樹
脂を硬化する工程とを有するものである。
また、半導体素子に形成された金属の突起電極を基板の
電極に接合する接合方法において、基板の電極を含む半
導体素子搭載領域に樹脂を塗布する工程と、低い温度の
突起電極を加熱した基板の電極に圧接する工程と、圧接
状態で基板に超音波振動を印加する工程と、超音波振動
の印加中または印加後に突起電極を加熱する工程と、樹
脂を硬化する工程とを有するものである。
【００１２】この発明に係る半導体素子の接合方法は、
また、低い温度を室温〜５０℃程度とするものである。
また、低い温度を室温〜５０℃程度とするものである。
【００１３】この発明に係る半導体素子の接合装置は、
半導体素子に形成された金属の突起電極を基板の電極に
接合する接合装置において、基板を保持すると共に、加
熱装置を有するステージと、ステージの上方で半導体素
子を保持すると共に、加熱装置を有する保持具と、保持
具を介して半導体素子を基板に押圧する加圧装置と、ス
テージを経て基板に超音波振動を印加する超音波振動印
加装置とを備えたものである。
半導体素子に形成された金属の突起電極を基板の電極に
接合する接合装置において、基板を保持すると共に、加
熱装置を有するステージと、ステージの上方で半導体素
子を保持すると共に、加熱装置を有する保持具と、保持
具を介して半導体素子を基板に押圧する加圧装置と、ス
テージを経て基板に超音波振動を印加する超音波振動印
加装置とを備えたものである。
【００１４】この発明に係る半導体素子の接合装置は、
また、保持具が、吸引力によって半導体素子を保持する
ようにしたものである。
また、保持具が、吸引力によって半導体素子を保持する
ようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、この
発明の実施の形態１としての接合装置の構成を示す概略
図である。この図において、１０はステージ、１１はス
テージ１０上に設けられた支持板、１２Ａは支持板１１
上に配設された基板側断熱材、１３Ａは基板側断熱材１
２Ａ上に設けられた基板側ヒータで、電源や制御装置等
は図示していない。６Ａはヒータの上面に設けられ金属
の電極２を有する基板１を吸引して保持する基板側保持
具、７は支持板１１に結合された超音波ホーン、７０は
超音波ホーン７に振動を与える超音波発信器である。
実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、この
発明の実施の形態１としての接合装置の構成を示す概略
図である。この図において、１０はステージ、１１はス
テージ１０上に設けられた支持板、１２Ａは支持板１１
上に配設された基板側断熱材、１３Ａは基板側断熱材１
２Ａ上に設けられた基板側ヒータで、電源や制御装置等
は図示していない。６Ａはヒータの上面に設けられ金属
の電極２を有する基板１を吸引して保持する基板側保持
具、７は支持板１１に結合された超音波ホーン、７０は
超音波ホーン７に振動を与える超音波発信器である。
【００１６】また、６Ｂはステージの上方に配置され、
金属の突起電極４を有する半導体素子３を吸引して保持
する素子側保持具、１３Ｂは素子側保持具の上部に設け
られた素子側ヒータ、１２Ｂは素子側ヒータの上部に設
けられた素子側断熱材、５は素子側断熱材１２Ｂに結合
されたボンディングツールで、半導体素子３を基板１に
圧接し得るようにされている。なお、上述した基板側ヒ
ータ１３Ａは、基板１の温度を５０℃〜２００℃に加熱
し得る能力を持ち、素子側ヒータ１３Ｂは、半導体素子
３を１００℃〜４００℃に加熱し得る能力を持つように
されている。また、超音波ホーン７及び超音波発振器７
０は、半導体素子３の突起電極１個当り0.1Ｗ〜0.8Ｗの
パワーがかけられる能力を持つようにされている。
金属の突起電極４を有する半導体素子３を吸引して保持
する素子側保持具、１３Ｂは素子側保持具の上部に設け
られた素子側ヒータ、１２Ｂは素子側ヒータの上部に設
けられた素子側断熱材、５は素子側断熱材１２Ｂに結合
されたボンディングツールで、半導体素子３を基板１に
圧接し得るようにされている。なお、上述した基板側ヒ
ータ１３Ａは、基板１の温度を５０℃〜２００℃に加熱
し得る能力を持ち、素子側ヒータ１３Ｂは、半導体素子
３を１００℃〜４００℃に加熱し得る能力を持つように
されている。また、超音波ホーン７及び超音波発振器７
０は、半導体素子３の突起電極１個当り0.1Ｗ〜0.8Ｗの
パワーがかけられる能力を持つようにされている。
【００１７】実施の形態１の接合装置は以上のように構
成され、超音波振動を基板１に与える構成とされている
ため、半導体素子の裏面に傷がつき、半導体素子が割れ
るという問題もなく、また、半導体素子側にヒータを設
けることができるので、各電極を容易に拡散温度にまで
上昇させることができ、信頼性の高い接合を行なうこと
ができる。
成され、超音波振動を基板１に与える構成とされている
ため、半導体素子の裏面に傷がつき、半導体素子が割れ
るという問題もなく、また、半導体素子側にヒータを設
けることができるので、各電極を容易に拡散温度にまで
上昇させることができ、信頼性の高い接合を行なうこと
ができる。
【００１８】実施の形態２．次に、この発明の実施の形
態２を図にもとづいて説明する。図２は、この発明の実
施の形態２としての接合方法を示す概略図である。図２
は、また、図１における接合装置を省略して半導体素子
３と基板１のみを図示している。また、この図におい
て、図１及び図７と同一または相当部分には同一符号を
付して説明を省略する。この実施の形態の接合方法は、
先ず、図２（ａ）に示すように、半導体素子３の突起電
極４と基板１の電極２との位置合わせを行なう。突起電
極４は金、銅などの金属であって、ボールボンダまたは
めっきにて形成され、基板１はセラミックまたはプリン
ト基板などの樹脂基板が用いられている。
態２を図にもとづいて説明する。図２は、この発明の実
施の形態２としての接合方法を示す概略図である。図２
は、また、図１における接合装置を省略して半導体素子
３と基板１のみを図示している。また、この図におい
て、図１及び図７と同一または相当部分には同一符号を
付して説明を省略する。この実施の形態の接合方法は、
先ず、図２（ａ）に示すように、半導体素子３の突起電
極４と基板１の電極２との位置合わせを行なう。突起電
極４は金、銅などの金属であって、ボールボンダまたは
めっきにて形成され、基板１はセラミックまたはプリン
ト基板などの樹脂基板が用いられている。
【００１９】次に、図１の素子側ヒータ１３Ｂによって
半導体素子３を加熱すると共に、基板側ヒータ１３Ａに
よって基板１を加熱した状態で半導体素子３の突起電極
４を基板１の電極２に、図２（ｂ）に示すように、押圧
する。半導体素子３の加熱は、突起電極４の材料にもよ
るが、１００℃〜４００℃とする。最適温度は、２００
℃〜３００℃である。基板１の加熱は、電極２の材料に
もよるが、５０℃〜１５０℃とする。次いで、超音波ホ
ーン７から図２（ｃ）に示すように、基板１に超音波振
動７Ａを印加し、突起電極４と基板の電極２とを接合す
る。その後、図２（ｄ）に示すように、半導体素子３と
基板１の間に樹脂９を注入し、樹脂を加熱硬化させる。
樹脂９としてはエポキシ樹脂がよく用いられる。なお、
半導体素子３が小さく、接合された突起電極４と電極２
間に加わるせん断応力が小さい時には、樹脂９は注入し
なくてもよい。
半導体素子３を加熱すると共に、基板側ヒータ１３Ａに
よって基板１を加熱した状態で半導体素子３の突起電極
４を基板１の電極２に、図２（ｂ）に示すように、押圧
する。半導体素子３の加熱は、突起電極４の材料にもよ
るが、１００℃〜４００℃とする。最適温度は、２００
℃〜３００℃である。基板１の加熱は、電極２の材料に
もよるが、５０℃〜１５０℃とする。次いで、超音波ホ
ーン７から図２（ｃ）に示すように、基板１に超音波振
動７Ａを印加し、突起電極４と基板の電極２とを接合す
る。その後、図２（ｄ）に示すように、半導体素子３と
基板１の間に樹脂９を注入し、樹脂を加熱硬化させる。
樹脂９としてはエポキシ樹脂がよく用いられる。なお、
半導体素子３が小さく、接合された突起電極４と電極２
間に加わるせん断応力が小さい時には、樹脂９は注入し
なくてもよい。
【００２０】実施の形態３．次に、この発明の実施の形
態３を図にもとづいて説明する。図３は、この発明の実
施の形態３としての接合方法を示す概略図である。図３
は、また、図１における接合装置を省略して半導体素子
３と基板１のみを図示している。また、この図におい
て、図２と同一または相当部分には同一符号を付して説
明を省略する。この実施の形態の接合方法は、先ず、図
３（ａ）に示すように、半導体素子３の突起電極４と基
板１の電極２との位置合わせを行なう。次に、基板側ヒ
ータ１３Ａによって基板１の電極２を加熱し、この状態
で半導体素子３の突起電極４を図３（ｂ）に示すよう
に、基板１の電極２に押圧し、同時に超音波ホーン７か
ら基板１に超音波振動７Ａを印加する。半導体素子３の
突起電極４は室温〜５０℃程度の低い温度にあり、突起
電極４は軟化しないため、基板１の電極２の表面の酸化
膜や汚染物（図示せず）を効率よく除去することができ
る。
態３を図にもとづいて説明する。図３は、この発明の実
施の形態３としての接合方法を示す概略図である。図３
は、また、図１における接合装置を省略して半導体素子
３と基板１のみを図示している。また、この図におい
て、図２と同一または相当部分には同一符号を付して説
明を省略する。この実施の形態の接合方法は、先ず、図
３（ａ）に示すように、半導体素子３の突起電極４と基
板１の電極２との位置合わせを行なう。次に、基板側ヒ
ータ１３Ａによって基板１の電極２を加熱し、この状態
で半導体素子３の突起電極４を図３（ｂ）に示すよう
に、基板１の電極２に押圧し、同時に超音波ホーン７か
ら基板１に超音波振動７Ａを印加する。半導体素子３の
突起電極４は室温〜５０℃程度の低い温度にあり、突起
電極４は軟化しないため、基板１の電極２の表面の酸化
膜や汚染物（図示せず）を効率よく除去することができ
る。
【００２１】次に、図３（ｃ）で半導体素子３を１００
℃〜４００℃の温度になるように加熱する。加熱時には
基板１に超音波振動７Ａを印加していても、いなくても
よいが、印加していた方が突起電極４と基板の電極２と
の接合は確実になる。その後、図３（ｄ）に示すよう
に、半導体素子３と基板１間に樹脂９を注入し、加熱硬
化させる。
℃〜４００℃の温度になるように加熱する。加熱時には
基板１に超音波振動７Ａを印加していても、いなくても
よいが、印加していた方が突起電極４と基板の電極２と
の接合は確実になる。その後、図３（ｄ）に示すよう
に、半導体素子３と基板１間に樹脂９を注入し、加熱硬
化させる。
【００２２】実施の形態４．次に、この発明の実施の形
態４を図にもとづいて説明する。図４は、この発明の実
施の形態４としての接合方法を示す概略図である。図４
は、また、図１における接合装置を省略して半導体素子
３と基板１のみを図示している。また、この図におい
て、図３と同一または相当部分には同一符号を付して説
明を省略する。この実施の形態の接合方法は、先ず、図
４（ａ）に示すように、基板１上に樹脂９を塗布すると
共に、突起電極４と基板の電極２との位置合わせを行な
う。樹脂９は基板の電極２を覆うように塗布している
が、基板の電極２の内側に塗布し、電極２が露出するよ
うにしてもよい。
態４を図にもとづいて説明する。図４は、この発明の実
施の形態４としての接合方法を示す概略図である。図４
は、また、図１における接合装置を省略して半導体素子
３と基板１のみを図示している。また、この図におい
て、図３と同一または相当部分には同一符号を付して説
明を省略する。この実施の形態の接合方法は、先ず、図
４（ａ）に示すように、基板１上に樹脂９を塗布すると
共に、突起電極４と基板の電極２との位置合わせを行な
う。樹脂９は基板の電極２を覆うように塗布している
が、基板の電極２の内側に塗布し、電極２が露出するよ
うにしてもよい。
【００２３】次に、素子側ヒータ１３Ｂによって半導体
素子３を加熱すると共に、基板側ヒータ１３Ａによって
基板１を加熱した状態で半導体素子の突起電極４を基板
の電極２に図４（ｂ）に示すように、押圧する。この場
合、半導体素子３の温度は樹脂９を完全に硬化させない
ために、１００℃〜２００℃とする。次いで、図４
（ｃ）に示すように、基板１に超音波振動７Ａを印加
し、突起電極４と基板の電極２との接合を行なう。その
後、図４（ｄ）に示すように、半導体素子３を加熱し、
樹脂９を完全に硬化させる。
素子３を加熱すると共に、基板側ヒータ１３Ａによって
基板１を加熱した状態で半導体素子の突起電極４を基板
の電極２に図４（ｂ）に示すように、押圧する。この場
合、半導体素子３の温度は樹脂９を完全に硬化させない
ために、１００℃〜２００℃とする。次いで、図４
（ｃ）に示すように、基板１に超音波振動７Ａを印加
し、突起電極４と基板の電極２との接合を行なう。その
後、図４（ｄ）に示すように、半導体素子３を加熱し、
樹脂９を完全に硬化させる。
【００２４】実施の形態５．次に、この発明の実施の形
態５を図にもとづいて説明する。図５は、この発明の実
施の形態５としての接合方法を示す概略図である。図５
は、また、図１における接合装置を省略して半導体素子
３と基板１のみを図示している。また、この図におい
て、図４と同一または相当部分には同一符号を付して説
明を省略する。この実施の形態の接合方法は、先ず、図
５（ａ）に示すように、基板１上に樹脂９を塗布すると
共に、突起電極４と基板の電極２との位置合わせを行な
う。次いで、図５（ｂ）に示すように、低い温度の半導
体素子３を、加熱した基板１に押圧し、超音波振動７Ａ
を基板１に印加する。その後、図５（ｃ）に示すよう
に、半導体素子３を加熱して突起電極４と基板の電極２
とを接合する。次いで、図５（ｄ）で樹脂９を加熱して
９Ａに示すように、硬化させる。
態５を図にもとづいて説明する。図５は、この発明の実
施の形態５としての接合方法を示す概略図である。図５
は、また、図１における接合装置を省略して半導体素子
３と基板１のみを図示している。また、この図におい
て、図４と同一または相当部分には同一符号を付して説
明を省略する。この実施の形態の接合方法は、先ず、図
５（ａ）に示すように、基板１上に樹脂９を塗布すると
共に、突起電極４と基板の電極２との位置合わせを行な
う。次いで、図５（ｂ）に示すように、低い温度の半導
体素子３を、加熱した基板１に押圧し、超音波振動７Ａ
を基板１に印加する。その後、図５（ｃ）に示すよう
に、半導体素子３を加熱して突起電極４と基板の電極２
とを接合する。次いで、図５（ｄ）で樹脂９を加熱して
９Ａに示すように、硬化させる。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る半導体素
子の接合方法は、基板を加熱した状態で加熱した半導体
素子を圧接し、基板に超音波振動を印加するようにした
ため、半導体素子の裏面にダメージを誘引することな
く、信頼性の高い接合を行なうことができる。
子の接合方法は、基板を加熱した状態で加熱した半導体
素子を圧接し、基板に超音波振動を印加するようにした
ため、半導体素子の裏面にダメージを誘引することな
く、信頼性の高い接合を行なうことができる。
【００２６】この発明に係る半導体素子の接合方法は、
また、低い温度の半導体素子の突起電極を、加熱した状
態の基板の電極に圧接し、基板に超音波振動を印加する
ようにしたため、基板の電極上の酸化膜及び汚染物を容
易に排除することができ、突起電極と基板の電極との確
実な接合を容易に実現することができる。
また、低い温度の半導体素子の突起電極を、加熱した状
態の基板の電極に圧接し、基板に超音波振動を印加する
ようにしたため、基板の電極上の酸化膜及び汚染物を容
易に排除することができ、突起電極と基板の電極との確
実な接合を容易に実現することができる。
【００２７】この発明に係る半導体素子の接合方法は、
また、樹脂を塗布した基板を加熱し、加熱した半導体素
子を基板に圧接すると共に、基板に超音波振動を印加す
るようにしたため、突起電極と基板の電極との確実な接
合が実現できる他、新たに半導体素子と基板間に樹脂を
注入する必要がないため、製造工程を簡略化することが
できる。
また、樹脂を塗布した基板を加熱し、加熱した半導体素
子を基板に圧接すると共に、基板に超音波振動を印加す
るようにしたため、突起電極と基板の電極との確実な接
合が実現できる他、新たに半導体素子と基板間に樹脂を
注入する必要がないため、製造工程を簡略化することが
できる。
【００２８】この発明に係る半導体素子の接合方法は、
また、樹脂を塗布した基板を加熱し、低い温度の半導体
素子を基板に圧接すると共に、超音波振動を基板に印加
し、その後、半導体素子を加熱するようにしたため、基
板の電極上の樹脂及び酸化膜を容易に除去することがで
きる他、突起電極と基板の電極との接合が確実に行なわ
れる。また、新たに半導体素子と基板間に樹脂を注入す
る必要がないため、製造工程を簡略化することができ
る。
また、樹脂を塗布した基板を加熱し、低い温度の半導体
素子を基板に圧接すると共に、超音波振動を基板に印加
し、その後、半導体素子を加熱するようにしたため、基
板の電極上の樹脂及び酸化膜を容易に除去することがで
きる他、突起電極と基板の電極との接合が確実に行なわ
れる。また、新たに半導体素子と基板間に樹脂を注入す
る必要がないため、製造工程を簡略化することができ
る。
【００２９】この発明に係る半導体素子の接合装置は、
半導体素子を加熱、加圧する機構と、基板を加熱する機
構及び基板に超音波振動を印加する機構を備えているた
め、半導体素子の裏面に傷を誘引することなく、半導体
素子の突起電極と基板の電極との確実な接合を実現する
ことができる。
半導体素子を加熱、加圧する機構と、基板を加熱する機
構及び基板に超音波振動を印加する機構を備えているた
め、半導体素子の裏面に傷を誘引することなく、半導体
素子の突起電極と基板の電極との確実な接合を実現する
ことができる。
【図１】 この発明の実施の形態１としての接合装置の
構成を示す概略図である。
構成を示す概略図である。
【図２】 この発明の実施の形態２としての接合方法を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図３】 この発明の実施の形態３としての接合方法を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図４】 この発明の実施の形態４としての接合方法を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図５】 この発明の実施の形態５としての接合方法を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図６】 従来の半導体素子の接合方法を概略的に示す
説明図である。
説明図である。
【図７】 従来の他の半導体素子の接合方法を概略的に
示す説明図である。
示す説明図である。
１ 基板、２ 電極、３ 半導体素子、４ 突起電極、
５ ボンディングツール、６Ａ，６Ｂ 保持具、７ 超
音波ホーン、１０ ステージ、１１ 支持板、１２Ａ，
１２Ｂ 断熱材、１３Ａ，１３Ｂ ヒータ、７０ 超音
波発振器。
５ ボンディングツール、６Ａ，６Ｂ 保持具、７ 超
音波ホーン、１０ ステージ、１１ 支持板、１２Ａ，
１２Ｂ 断熱材、１３Ａ，１３Ｂ ヒータ、７０ 超音
波発振器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F044 KK01 LL00 PP16 PP19 QQ01
Claims (8)
- 【請求項１】 半導体素子に形成された金属の突起電極
を基板の電極に接合する接合方法において、加熱した前
記突起電極を加熱した前記基板の電極に圧接する工程
と、前記圧接状態で前記基板に超音波振動を印加する工
程とを有することを特徴とする半導体素子の接合方法。 - 【請求項２】 半導体素子に形成された金属の突起電極
を基板の電極に接合する接合方法において、低い温度の
前記突起電極を加熱した前記基板の電極に圧接する工程
と、前記圧接状態で前記基板に超音波振動を印加する工
程と、超音波振動の印加中または印加後に前記突起電極
を加熱する工程とを有することを特徴とする半導体素子
の接合方法。 - 【請求項３】 半導体素子に形成された金属の突起電極
を基板の電極に接合する接合方法において、前記基板の
電極を含む半導体素子搭載領域に樹脂を塗布する工程
と、加熱した前記突起電極を加熱した前記基板の電極に
圧接する工程と、前記圧接状態で前記基板に超音波振動
を印加する工程と、超音波振動印加後に前記樹脂を硬化
する工程とを有することを特徴とする半導体素子の接合
方法。 - 【請求項４】 突起電極の加熱温度は、１００℃〜２０
０℃であることを特徴とする請求項３記載の半導体素子
の接合方法。 - 【請求項５】 半導体素子に形成された金属の突起電極
を基板の電極に接合する接合方法において、前記基板の
電極を含む半導体素子搭載領域に樹脂を塗布する工程
と、低い温度の前記突起電極を加熱した前記基板の電極
に圧接する工程と、前記圧接状態で前記基板に超音波振
動を印加する工程と、超音波振動の印加中または印加後
に前記突起電極を加熱する工程と、前記樹脂を硬化する
工程とを有することを特徴とする半導体素子の接合方
法。 - 【請求項６】 低い温度は、室温〜５０℃程度であるこ
とを特徴とする請求項２または請求項５記載の半導体素
子の接合方法。 - 【請求項７】 半導体素子に形成された金属の突起電極
を基板の電極に接合する接合装置において、前記基板を
保持すると共に、加熱装置を有するステージと、前記ス
テージの上方で前記半導体素子を保持すると共に、加熱
装置を有する保持具と、前記保持具を介して前記半導体
素子を前記基板に押圧する加圧装置と、前記ステージを
経て前記基板に超音波振動を印加する超音波振動印加装
置とを備えた半導体素子の接合装置。 - 【請求項８】 保持具は、吸引力によって半導体素子を
保持するようにしたことを特徴とする請求項７記載の半
導体素子の接合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001083963A JP2002289644A (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 半導体素子の接合方法及び接合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001083963A JP2002289644A (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 半導体素子の接合方法及び接合装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002289644A true JP2002289644A (ja) | 2002-10-04 |
Family
ID=18939704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001083963A Pending JP2002289644A (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 半導体素子の接合方法及び接合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002289644A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6838316B2 (en) | 2002-03-06 | 2005-01-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device manufacturing method using ultrasonic flip chip bonding technique |
| JP2006339198A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Toray Eng Co Ltd | 超音波接合ホーン及びこれを用いた超音波接合装置 |
| JP2012152810A (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Branson Ultrasonics Corp | 超音波接合方法 |
-
2001
- 2001-03-23 JP JP2001083963A patent/JP2002289644A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6838316B2 (en) | 2002-03-06 | 2005-01-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device manufacturing method using ultrasonic flip chip bonding technique |
| JP2006339198A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Toray Eng Co Ltd | 超音波接合ホーン及びこれを用いた超音波接合装置 |
| JP2012152810A (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Branson Ultrasonics Corp | 超音波接合方法 |
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