JP2002373917A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
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Abstract
を製造する際、半導体チップが微細な場合、チップの反
転などが煩雑で、位置決め精度が低下する問題があっ
た。 【解決手段】本発明では、半導体チップ101をダイシ
ングテープ501に貼り付けたままの状態で、基板10
4aに対向させ、コレット601,602により押しつ
けて接合するため、チップの反転の必要が無く、安価に
微細な半導体チップを用いた半導体装置が製造できる。
Description
導体チップを有しこれに付随する外部アンテナ回路を有
する小形無線通信装置の製造方法に関し、装置の電気
的、機械的、化学的保護となるパッケージの構造及びそ
の製造方法に関する。
ードフレームやインターポーザ基板にICチップなどの半
導体チップを搭載接続する場合は、例えば特開2001−01
5533号公報記載のようにダイシングされた半導体チップ
を一度真空チャックなどで粘着テープから引き剥がし、
その後、反転してコレットに持ち替え、しかる後、搭載
するリードフレームやインターポーザ基板に位置決めし
接続する方法が一般的であった。
来技術は、特に半導体チップが0.3mm四方程度と小
さい場合に、以下のような問題を有している。
で半導体チップが張り付いているので真空チャックなど
でチャックしはがすときに、チップが小さい場合は周辺
からの漏れが生じやすく、真空吸着力が不足しがちであ
り、安定した剥離が実現しがたい。
チャックの吸着面寸法をチップサイズとより小さく設計
すると吸着力が不足するため、チップサイズぎりぎりの
吸着面を必要とする。このためチャック周辺がダイシン
グテープ上で隣接しているチップに接触しやすく、別な
チップの配置を乱してしまうおそれがあった。
下向きに回転させてから接続を行うため、チップの持ち
替えを生じ、特に微細なチップではチップ把持位置がず
れやすく、正確な搭載が困難であった。
に本発明においては以下の手段を実施した。ダイシング
フィルムに熱処理または紫外線照射により粘着力が低下
する拡張可能なフィルムを用い、リードフレーム若しく
は基板のチップ搭載位置を周辺より突出させ、また熱処
理により接着する樹脂を予め塗布した。これによりによ
り、ダイシングテープに貼り付けられたウェハをダイシ
ング後、テープ拡張によりチップ周辺のギャップを拡大
して、周辺チップの干渉を低減し、またリードフレーム
ましくは基板のチップ搭載位置を周辺より突出させたこ
とでリードフレーム若しくは基板の周辺が接触すること
を回避した。その上で、搭載しようとする半導体チップ
をダイシングテープに貼り付けた状態のままで、リード
フレーム若しくは基板に近接させ、ダイシングフィルム
越しに裏面からコレットで押し上げて、チップとフレー
ム若しくは基板を接触させる。ここで紫外線照射または
熱処理を実施し、半導体チップの固着力がダイシングテ
ープ側よりリードフレーム若しくは基板側の方が強くな
るようにする。しかる後にリードフレーム若しくは基板
とダイシングテープを引き離し、半導体チップをリード
フレーム若しくは基板に移し替える。この方法により、
チップの持ち替えを無くし、チップ搭載精度を高めた。
て図1乃至図8を用い以下に説明する。
す斜視図である。ポッティングレジン105は簡便のた
め透明に書いてある。中間基板104の基材104a上
に設けられた配線104bに、半導体チップ101は搭
載されており、周囲をポッティングレジン105で保護
されている。
する縦断面図を示す。なお、薄膜状の構成を明示するた
め、膜厚等は実際の構造より厚く強調して作図してあ
る。半導体チップ101は、配線104bの一部に設け
られたチップ搭載位置104cに搭載されている。チッ
プ搭載位置104cは周囲の中間基板104に比べ突出
した形態を有している。また、半導体チップ101は配
線との接続部分であるチップ搭載位置104cとの接合
によってのみ固定されているわけではなく、チップ搭載
位置104c付近に設けられた接着剤104eに依って
も固定されている。
中間基板104の構造を示す。中間基板104は全体と
して帯状の形態の薄形プリント基板であり、ポリイミド
テープである基材104aの上に銅メッキによる配線1
04bを施してある。中間基板104の両側には送り穴
104bが設けられており、製造工程で高速に安定な送
りができる。中間基板104には後にチップ搭載位置1
04cとなる突起が設けられている。
造工程を順次示す。
ングフィルム501に貼り付けられたウェハがダイシン
グされて個々の半導体チップ101となる。このままで
は半導体チップ101の間隔が狭すぎるため、搭載開始
前に予めダイシングフィルム501を引き延ばして、チ
ップ間隔を拡げておく。この状態でダイシングフィルム
501を下吸着ステージ702に吸着し平坦に固定して
おく。一方半導体チップ101を搭載する中間基板10
4は上吸着ステージ701に平坦に吸着され、チップ搭
載位置104cを下向きになるように下向きに保持され
る。ここで、下吸着ステージ702と上吸着ステージ7
01の相対位置を合わせることで、正に搭載しようとし
ている半導体チップ101aと中間基板上のチップ搭載
位置104cが対向する位置に、わずかの隙間を有して
配置される。
1、及び下コレット602が移動し、半導体チップ10
1と中間基板104を押しつける。実際にはダイシング
テープ501の方が中間基板104の基材104aに比
べ柔軟性に富み、かつ最終廃棄される部材であり永久変
形しても問題とならないため、上コレット601は殆ど
動く必要がなく、下コレット602が大部分の移動を行
う。中間基板104のチップ搭載位置104cの突起量
が少ない場合は、上コレット601の移動量をやや大き
くした方が好ましい。
が変形させられるため、正に搭載しようとする半導体チ
ップ101a以外に、これに隣接する半導体チップ10
4bなども持ち上げられるが、下吸着ステージ702の
吸着力で下方向に吸着しており、近接した半導体チップ
101bなどのずれは小さい。
ヒーターにより加熱されており、半導体チップ101、
中間基板104も接触部付近が加熱される。このとき接
着剤104eも加熱され半溶融し、半導体チップ101
を粘着する。同時に、ダイシングフィルム501の粘着
力は加熱処理および、下コレット602による変形によ
り低下する。
が降下する。同時に上コレット601もわずかに上昇す
る。このため、チップ付近の加熱は中断する。このとき
より大きく変形させられているダイシングフィルム50
1は弾性で元の平面に戻ろうとするが、中間基板104
の接着剤104eがチップ101を粘着しており、両者
は殆ど動く事はない。この状態で半導体チップ101、
中間基板104、接着剤104eの温度が低下し、接着
剤104eの接着力が強くなる。このときダイシングフ
ィルム501の粘着力は温度低下で殆ど復旧せず、弱い
ままである。
ージ701と上コレット601を大きく上昇させると、
加熱処理を経過して既に粘着力を低下させたダイシング
テープ501の固着力より、冷却により接着力が高まっ
た接着剤104eの接着力が強いため、半導体チップ1
01aはダイシングテープ501から引き剥がされ、中
間基板104に移動する。同時にダイシングフィルム5
01は下吸着ステージ702の真空吸引によって徐々に
引き戻され、概ね元の形状に復帰する。
04に順次半導体チップ101が搭載された後、中間基
板104は次のステージであるポッティングステージ8
02に移動して図8に示すように吸着固定される。そし
てポッティングノズル801からポッティングレジン1
10の滴下を受け、半導体チップ101が保護されると
同時に、半導体チップ101と中間基板104の固定が
強化される。その後、中間基板104から回路部分が個
別に切り出され、図1に示した製品形状となる。
の突起量が十分にあったため、隣接するチップ搭載位置
104cが無関係な半導体チップ101に接触すること
が十分防止でき、上コレット601の移動量は最小限で
済み、中間基板104に与えるダメージは最小限で済
む。
が設計上の制限で十分に得られなかった場合の実施例
を、第1の実施例の図5の工程と対比して示した図であ
る。このとき上コレット601は第1の実施例での移動
量より大きく設定されており、代わりに下コレット60
2の移動量が少なくなっている。このため、搭載しよう
とする半導体チップ101以外の半導体チップ101b
等の移動量も少なくなっており、また、搭載すべきチッ
プ搭載位置104cは中間基板104全体から比べて十
分な突出量を得ており、無関係な半導体チップ101b
等が中間基板104に不用意に接触することがない。こ
の実施例では搭載時に上コレット601を移動させるこ
とでチップ搭載位置104cを突出させるため、中間基
板104の製造工程で大きな突出を設ける必要が無く、
中間基板104の製造工程が簡略化できるメリットがあ
る。
温で溶融し中温で粘着性を示し、低温で接着剤として働
く熱可塑性樹脂から成る接着剤を用いたが、初期には粘
着剤としての流動性を示し、加熱処理により硬化して十
分な接着強度を発揮する熱硬化性樹脂による接着剤を使
用することもできる。この場合はコレット601及び6
02の加熱温度を熱硬化性樹脂の反応に足るだけの高温
に、十分な時間保つことは困難であり、一般に熱可塑性
樹脂であるダイシングフィルム501の耐熱温度を超え
てしまう。そこで、チップ搭載時の熱処理はダイシング
フィルム501から半導体チップ101を引き剥がすに
足るだけの熱処理に留め、ポッティングレジン110の
滴下工程の前に十分な熱処理をバッチで実施すること
で、接着剤104eの硬化時間を十分に得つつ、ダイシ
ングフィルム501に不要な熱疲労を与えなくて澄む。
この実施例では接着剤104eに低温で熱可塑性を示す
樹脂を使用しなくても済むため、ポッティングレジン1
10との接合強度を高くすることができ、半導体装置の
リフロー耐性を高くすることができるメリットがある。
接続による手法と比較してチップを上下反転する必要が
ないため、搭載精度を高めやすく、例えば0.5mm以
下の微細なチップをダイシングフィルムから直接基板に
搭載できるメリットがあり、より微細な半導体チップを
用いた半導体装置を安価に提供することができる。
面図。
視図。
示す立面図。
示す立面図。
示す立面図。
示す立面図。
示す立面図。
04…中間基板、104a…基材、104b…配線、1
04c…チップ搭載位置、104d…送り穴、104e
…接着剤、110…保護レジン、501…ダイシングテ
ープ、601…上コレット、602…下コレット、70
1…上吸着ステージ、702…下吸着ステージ、801
…ポッティングノズル、802…ポッティングステー
ジ。
Claims (5)
- 【請求項1】 半導体チップをダイシングフィルム上に
配列した半導体チップをボンディングエリアに接触させ
てチップボンディングを行い、しかる後、ダイシングフ
ィルムから半導体チップを引き剥がす半導体装置の製造
方法。 - 【請求項2】 半導体チップを配置するチップボンディ
ング部位が他の部位よりチップボンディング時に周辺部
が隣接する半導体チップに接触しない程度突起させた平
坦面を有する半導体装置。 - 【請求項3】 前記チップボンディングは、リードフレ
ームの当該部分に熱硬化性樹脂を塗布し、加熱処理をす
ることにより前記熱硬化性樹脂を硬化させるステップを
含むことを特徴とする請求項1の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項4】 前記チップボンディングは、リードフレ
ームの当該部分に熱軟化性樹脂を塗布するステップと、
加熱処理をすることにより前記熱軟化性樹脂を軟化させ
るステップと、冷却するステップを含むことを特徴とす
る請求項1の半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】 前記ダイシングテープの粘着性を熱処理
により低下させるステップを含むことを特徴とする請求
項1の半導体装置の製造方法。
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Publication Number | Publication Date |
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2001
- 2001-06-15 JP JP2001181033A patent/JP4000791B2/ja not_active Expired - Fee Related
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