JP2004207257A - Dispenser nozzle for sealing semiconductor device and semiconductor device sealing apparatus using the same - Google Patents

Dispenser nozzle for sealing semiconductor device and semiconductor device sealing apparatus using the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dispenser nozzle that quickly puts a sealing resin at the outer periphery of a semiconductor device without using more precise control means and can relatively easily control the amount of the discharged sealing resin, and to provide a semiconductor device sealing apparatus using the dispenser nozzle. <P>SOLUTION: The dispenser nozzle for sealing the semiconductor device is disclosed. The dispenser nozzle is used for putting resin at the gap between a substrate and the semiconductor device generated by allowing the substrate to come into contact with the bump of the semiconductor device or a solder ball. The dispenser nozzle comprises a well for storing the resin, and a plurality of discharge ports that communicate with the resin well through a plurality of pipes each and are arranged along the outer periphery of the semiconductor device. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板と半導体デバイスとの間の間隙部の封止に用いられるディスペンサノズル、そのノズルが装着されたディスペンサヘッド、このノズルを有する半導体デバイス封止装置および半導体デバイスの封止方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、フリップチップおよびCSPのような半導体デバイスは、基板(詳細には、基板上の電極)と半導体デバイスのバンプまたはハンダボールとを当接させて、その基板と半導体デバイスとの間に形成される間隙部に封止材料が充填されている。この間隙部は非常に狭く、樹脂が入りにくいうえ、気泡などが残留あるいは混入すると、電気特性、機械強度などの点で半導体の性能が大きく損なわれる。
【0003】
そこで、封止樹脂の充填方法が種々検討されている。例えば、特開平8−264587号公報に示されるような、圧力差を利用する方法が知られている。特開平8−264587号公報は、基板と半導体デバイスとを当接させた後、液状封止樹脂を該半導体デバイスの周囲に置き、減圧後、この封止樹脂を加熱溶融し、次いで大気圧に戻すことにより、基板と半導体デバイスとの間隙内に樹脂を充填させる方法を記載している。
【0004】
一般に、この液状封止樹脂の配置には、ディスペンサ装置といわれる半導体デバイス封止装置が使用される。図10は、従来のディスペンサ装置を説明するための模式概念図である。ディスペンサ装置600は、基板70と半導体デバイス72のバンプまたはハンダボールとが当接した状態で配置されるステージ650と、液状封止樹脂を吐出するノズル612を備えたディスペンサヘッド614と、ディスペンサヘッド614の昇降を制御するための手段(図示せず)およびノズル612に液状封止樹脂を供給する樹脂導管(図示せず)を備える昇降アクチュエータ618と、昇降アクチュエータ618を支持し、かつ図示しない駆動手段によりディスペンサヘッド614を三次元方向に移動可能なアーム620とを備える。
【0005】
一般に、ディスペンサ装置600を用いた場合、液状封止樹脂は以下のようにして半導体デバイスの周囲に配置される。まず、ディスペンサヘッド614が、昇降アクチュエータ618およびアーム620により、半導体デバイスの外周の一辺付近まで下降する。次いで、樹脂タンク(図示せず)内の液状封止樹脂が樹脂導管を通じて、ディスペンサヘッド614のノズル612から吐出される。さらに、液状封止樹脂の吐出に合わせて、アーム620が稼動する。
【0006】
アーム620の移動に伴う液状封止樹脂の配置方法を、図11を用いて説明する。
【0007】
図11は、図10に示されるような従来のディスペンサ装置を用いて封止樹脂を配置する際の、封止樹脂の配置方法を説明する基板70および半導体デバイス72の模式図である。まず、図11の(a)に示されるように、ディスペンサヘッドのノズルは、半導体デバイス72の外周の一辺P付近に配置される。次いで、ノズルを通じて封止樹脂が吐出され、その吐出と同時にディスペンサ装置のアームが稼動する。アームの稼動に合わせて、ディスペンサヘッド(およびノズル)は半導体デバイス72の外周に沿って移動し、それにより半導体デバイス72の外周に封止樹脂80が配置される(図11の(b))。
【0008】
しかし、このようなディスペンサ装置には、生産効率性を高める点から種々の問題を有する。
【0009】
上記ディスペンサ装置では、半導体デバイスの外周に沿ってディスペンサヘッドの移動により封止樹脂の配置するため、1個あたりの半導体デバイスの封止に多くの時間が必要であった。また、近年の技術発展に伴い、半導体デバイスはその構造が更に複雑化すると同時に、そのサイズも縮小化される傾向にある。よって、上記ディスペンサ装置を用いて封止樹脂を配置するには、半導体デバイスの目的の場所に、より短時間かつ正確にディスペンサヘッドを移動させなければならかった。そのため、アームの稼動をさらに精密かつ高速で制御するための手段が必要であった。
【0010】
他方、封止樹脂自体も、近年、種々の点から高機能が付加されることにより、その材料コストが上昇する傾向にある。また、半導体デバイスに配置される封止樹脂の量が過剰であれば、最終的に製造される半導体パッケージの外観を損い、その信頼性を喪失させるという問題がある。そのため、従来のディスペンサ装置においては、半導体デバイスの外周に沿って封止樹脂を配置する間、その吐出量をより正確に制御しなければならない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を解決するものであり、その目的とするところは、より精密な制御手段を使用することなく、短時間で半導体デバイスの外周に封止樹脂を配置し、かつ封止樹脂の吐出量を比較的容易に制御し得る、ディスペンサノズルおよびそれを用いた半導体デバイス封止装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板と半導体デバイスのバンプまたはハンダボールとの当接によって生じる該基板と該半導体デバイスとの間の間隙部に樹脂を配置するためのディスペンサノズルであって、該樹脂を貯留する樹脂溜と;複数の樹脂管を通じて該樹脂溜にそれぞれ連通しかつ該半導体デバイスの外周に沿って配置された複数の吐出口と;を備えるノズルである。
【0013】
好適な実施形態においては、上記複数の樹脂管は、上記樹脂を上記半導体デバイスの外周よりも外側から該半導体デバイスの外周に向かう方向に吐出するように傾斜して設けられている。
【0014】
本発明はまた、基板と半導体デバイスのバンプまたはハンダボールとの当接によって生じる該基板と該半導体デバイスとの間の間隙部に樹脂を配置するための装置に用いられるディスペンサヘッドであって、該樹脂を貯留する樹脂溜と、複数の樹脂管を通じて該樹脂溜にそれぞれ連通し、かつ該半導体デバイスの外周に沿って配置された複数の吐出口とを有するノズル;および該樹脂溜に連通する樹脂主管を有する治具本体;を備えるヘッドである。
【0015】
好適な実施形態においては、上記治具本体は、上記樹脂主管内に樹脂の流動を制御するためのニードルを備える。
【0016】
本発明はまた、基板と半導体デバイスのバンプまたはハンダボールとの当接によって生じる該基板と該半導体デバイスとの間の間隙部を、減圧下にて樹脂を配置した後、常圧下にて封止するための装置であって、
(a)該基板を配置するためのステージ;
(b)該樹脂を貯留する樹脂溜と、複数の樹脂管を通じて該樹脂溜にそれぞれ連通しかつ該半導体デバイスの外周に沿って配置された複数の吐出口とを有するノズル、および該樹脂溜に連通する樹脂主管を有する治具本体を備える、ディスペンサヘッド;ならびに
(c)該ディスペンサヘッドの昇降を制御する手段;
を備える、装置である。
【0017】
好適な実施形態においては、上記ディスペンサヘッドの上記治具本体周りにキャップが取り付けられて該ディスペンサヘッドと該キャップと前記ステージとが密封空間を形成し得、そして該キャップと該ステージと該ディスペンサヘッドとで形成される該密封空間の気体を排気するための排気手段が設けられている。
【0018】
さらに好適な実施形態においては、上記排気手段はステージ上に設けられている。
【0019】
本発明はまた、基板と半導体デバイスのバンプまたはハンダボールとの当接によって生じる該基板と該半導体デバイスとの間の間隙部を、樹脂で封止するための方法であって、
(a)該間隙部を形成するように、該半導体デバイスのバンプまたはハンダボールが当接された基板をステージ上に配置する工程;
(b)上記ディスペンサヘッドを該ステージ上に下降させ、該間隙部を減圧し、そして該半導体デバイスの外周部に向けて樹脂を配置する工程;
(c)該間隙部を常圧に戻す工程;ならびに
(d)該配置された樹脂を加熱硬化する工程;
を包含する。
【0020】
好適な実施形態においては、上記(b)の工程は、上記ディスペンサヘッドの治具本体周りにキャップが取り付けられて該ディスペンサヘッドと該キャップと前記ステージとが密封空間を形成し得、そして該キャップと該ステージと該ディスペンサヘッドとで形成される該密封空間の気体を排気するための排気手段が設けられている状態にて行われる。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明を図面に基づいて説明する。なお、同一の部材については同一の参照番号を付す。
【0022】
図1は、本発明のディスペンサノズルの一例を説明するための模式断面図である。
【0023】
本発明のディスペンサノズル100は、ノズルカバー12とノズルベース14とがビス16などの手段により固定されてなる。ノズルカバー12およびノズルベース14は、ステンレス鋼およびアルミニウムのような金属で作製することができるが、その材料は特に限定されない。さらに、本発明のディスペンサノズル100は、ノズルカバー12とノズルベース14との組合せにより、その内部に樹脂溜18を形成する。
【0024】
ノズルカバー12は、後述する治具本体の外周と密接可能な治具収容部20を備える。治具収容部20はその中央に導入管22を有し、導入管22を介して後述する治具本体の樹脂主管と樹脂溜18とが連通する。
【0025】
ノズルベース14は、底面において吐出口24を有する複数の樹脂管26を備える。図1において、1つの吐出口とその対向する辺に配置された他の吐出口との間の距離Lは、半導体デバイスの一辺の長さに相当する。ノズルベース14においては、樹脂溜18部分の中央から樹脂管26にかけて傾斜面28を備えていることが好ましい。このような傾斜面28により、液状の封止樹脂が樹脂溜18の中央から外周方向により円滑に流動可能となる。
【0026】
図2は、本発明のディスペンサノズルの一例を説明するノズルベースの底面図である。ノズルベース14に設けられる吐出口24は、封止を要する半導体デバイスの外周に対応して複数個設けられている。図2において、設けられる複数の吐出口は、ほぼ正方形となるように配列されているが、その配列様式は限定されない。封止する半導体デバイスの外周に応じて、長方形のような他の形状に配列することもできる。吐出口24の大きさは、通常、直径0.3mm以下、好ましくは直径0.1mm〜0.2mmの円形であり、例えば、吐出される液状封止樹脂の粘性に依存して当業者により適切に選択され得る。吐出口24の数も特に限定されない。封止されるべき半導体デバイスの大きさに依存してその数も変化し得るからである。例えば、10mm角の半導体デバイスを封止する場合、直径0.1mmの吐出口が一辺あたり50個かつ均等な間隔で設けられる。
【0027】
ノズルベース14の各吐出口の形状も特に限定されない。使用する液状封止樹脂の粘性に依存して、例えば、図3の(a)に示されるような台形の吐出口30でなる組み合わせ、図3の(b)に示されるような、長方形の吐出口32でなる組み合わせ、ならびに図3の(c)に示されるようなL字型の形状でなる吐出口34の組み合わせを選択することもできる。
【0028】
図4は、本発明のディスペンサノズルの他の例を説明するための模式断面図である。
【0029】
図4に示される本発明のディスペンサノズル200は、ノズルカバー12’とノズルベース14’とがビス16などの手段により固定されてなる。ノズルカバー12’は、図1に示されるものと同一である。
【0030】
ノズルベース14’は、底面において吐出口24を有する複数の樹脂管26を備える。ノズルベール14’の底面における吐出口24の位置および配列様式は、図1と同様である。しかし、図1と異なり、図4に示される樹脂管26は、封止される半導体デバイスの外周よりも外側から半導体デバイスの外周に向かう方向にそれぞれ角度θで傾斜して設けられている。傾斜角θの大きさは、使用する液状封止樹脂の粘性等によって変化するが、通常45°〜90°に設計されている。このように樹脂管26を角度θで傾斜させることにより、吐出される液状封止樹脂は、半導体デバイス周囲に対し過度に広がることなく配置され得る。
【0031】
ノズルベース14’はまた、図4に示されるように、底面の1つの吐出口とその対向する辺に配置された他の吐出口との間に窪み36を有する。窪み36は、封止される半導体デバイスを内包するように高さHを有する。高さHは、半導体デバイスのチップ部分の厚み(バンプまたはハンダボール高さを除く)にほぼ一致するように設計されている。このような高さHに設計することにより、ノズルベース14’の吐出口24が封止の際に半導体デバイスと基板との間の間隙部付近に配置されるので、傾斜した樹脂管26と一緒になって、液状封止樹脂は半導体デバイス周囲に対し過度に広がることなく配置され得る。
【0032】
本発明のディスペンサノズルは、通常または特別に設計されたディスペンサ装置用の治具本体に取り付けられ、ディスペンサヘッドとして使用される。
【0033】
図5は、上記ディスペンサノズルを治具本体に取り付けたディスペンサヘッドの一例を説明する模式断面図である。
【0034】
図5に示されるように、本発明のディスペンサヘッド300は、上記ディスペンサノズル200と治具本体250とを備える。治具本体250はディスペンサノズル200に対し、図5に示されるようにパッキン41その他の手段で固定されている。あるいは、治具本体250は、その外周がディスペンサノズル200内の治具収容部20と密接するようなサイズに設計されていてもよい。
【0035】
図5に示されるディスペンサノズル200の構成は上記と同様である。
【0036】
治具本体250は、軸方向に延びる樹脂主管40をその内部に備える。樹脂主管40は、ディスペンサノズル200の導入管22を介して樹脂溜18に連通する。液状封止樹脂は、図示しない樹脂貯留槽から任意の手段を通じて樹脂主管40に導入され、そして導入管22を介して樹脂溜18に送給される。
【0037】
好ましくは、液状封止樹脂の送給は、樹脂主管40内に設けられた樹脂ニードル42および該ニードル止め44によって制御される。樹脂ニードル42は、治具本体250の軸方向にスライド可能である。樹脂主管40内の液状封止樹脂の供給を停止させる場合、樹脂ニードル42は下降して、ニードル止め44との接触によって樹脂主管40内が閉塞される。他方、樹脂主管40内の液状封止樹脂の供給を行う場合、樹脂ニードル42は上昇し、ニードル止め44から離れることにより樹脂主管42内が開放される。この開放により、液状封止樹脂は樹脂主管40内を通過し、導入管22を介して樹脂溜18に供給される。樹脂主管40内における液状封止樹脂の供給を制御する手法は上記に限定されず、当業者に公知の他の手段が使用されてもよい。
【0038】
本発明に用いられる治具本体は、上記に限定されず、従来のディスペンサ装置に使用されるものであってもよい。従来の治具本体が使用される際は、ディスペンサノズルの治具収容部が、治具本体の外周を収容することができる大きさに設計される。
【0039】
図6は、上記ディスペンサヘッドを備える本発明の半導体デバイス封止装置の一例を説明する模式断面図である。
【0040】
本発明の半導体デバイス封止装置400は、平坦なステージ50と、図5に示されるディスペンサヘッド300を取り付けたスライドアーム52と、該スライドアーム52を摺動可能にし、かつステージ50とスライドアーム52とを支持する支持アーム54とを備える。ステージ50は、必要に応じて、封止樹脂の性状を制御するための温度制御器(図示せず)を備える。
【0041】
スライドアーム52は、ディスペンサヘッド300の上端部にビスなどの手段で固定されている。スライドアーム52は、ディスペンサヘッド300の昇降を制御するための手段(図示せず)を介して、支持アームに取り付けられている。このような昇降を制御する手段としては、例えば、ステッピングモータのような駆動手段と、その駆動を制御し得る制御手段との組み合わせが挙げられる。昇降を制御する手段には、その他、当業者に周知のものであってもよい。
【0042】
なお、本発明の半導体デバイス封止装置においては、ステージ50上に配置された基板70および半導体デバイス72でなる半導体デバイス実装体56とディスペンサヘッド300との適切な位置合わせを行なうために、パターンカメラ(図示せず)を別途備えていることが好ましい。
【0043】
図7は、本発明の半導体デバイス封止装置の他の例を説明する模式断面図である。
【0044】
本発明の半導体デバイス封止装置500は、平坦なステージ50と、図5に示されるディスペンサヘッドを取り付けたスライドアーム52と、該スライドアーム52を摺動可能にし、かつステージ50とスライドアーム52とを支持する支持アーム54とを備える。スライドアーム52は、図6に示されるものと同様である。なお、ステージ50は、必要に応じて、封止樹脂の性状を制御するための温度制御器(図示せず)を備える。
【0045】
ディスペンサヘッドには、キャップ60が取り付けられている。キャップ60は、ディスペンサヘッドの外周(好ましくは、図7に示されるように治具本体250の外周)に密接し、かつディスペンサノズルを完全に覆う。キャップ60の下端部はステージ50と密接可能であり、そして該下端部には、ステージ50との密接度を高めるために、必要に応じてシリコーンおよびゴムのようなシール部材61が取り付けられてもよい。
【0046】
図7に示されるように、キャップ60の下端部はディスペンサノズル200の下端部よりも下方に位置する。治具本体250に対しキャップ60は、ディスペンサヘッドの高さ方向において、キャップ60の下端部の位置とディスペンサノズル200の下端部の位置との差でなる距離Dが、ステージ50から基板70上に間隙部を設けて配置された半導体デバイス72までの高さでなる距離dと同一またそれ以上となる位置に取り付けられる。キャップ60の取り付けは、当業者に周知の手法で行われる。このようにして、治具本体250に対し、キャップ60を上記のような位置に取り付けることにより、キャップ60とディスペンサノズル200とステージ50との間で密封空間を形成することができる。
【0047】
ステージ50上には、排気口62が設けられている。他方、排気口62は、ダクトパイプ64を介して外部に設けられた減圧ポンプ(図示せず)に接続されている。
【0048】
排気口は、キャップ60とディスペンサノズル200とステージ50との間で形成された密封空間66内にあって、かつ基板70によって塞がれることのないよう、基板70が配置される部分とは離れた位置に設けられている(図8の(a)に示される62)。あるいは、排気口は、キャップ60側に設けられていてもよい(図8の(b)に示される62’)。本発明においては、排気口自体を一ヶ所に固定することができるという利点から、図8の(a)に示されるように、排気口62をステージ50上に設けることが好ましい。
【0049】
本発明の半導体デバイス封止装置を用いて、半導体デバイスと基板とは以下のようにして封止される。図9を用いて、本発明の封止方法を説明する。
【0050】
図9は、図7に示される本発明の半導体デバイス封止装置を用いて、半導体デバイスと基板との間の間隙部を封止する工程を説明するための模式図である。
【0051】
本発明の封止方法においては、図9の(a)に示されるように、まず、ステージ50の適切な位置に、あらかじめ半導体デバイス72のバンプまたはハンダボールが当業者に公知の方法で当接されることにより間隙部が形成された基板70がパターンカメラ等を用いて配置される。このとき、基板70は、ステージ50に設けられた排気口62を塞がない。
【0052】
次いで、図9の(b)に示されるように、ディスペンサヘッド300が下降し、半導体デバイス72と接触した位置にて固定される。このとき、ディスペンサヘッド300のキャップ60は、その下端部においてステージ50と密接し、これにより、キャップ60とディスペンサノズル200とステージ50との間で密封空間が形成される。密封空間が形成された後、排気口62を通じて、当該空間は減圧される。減圧の程度は特に限定されず、当業者によって適切に設定され得る。密封空間の減圧の程度は、好ましくは10Torr以下、より好ましくは5Torr以下である。
【0053】
減圧と同時またはその後に、治具本体250内に設けられた樹脂ニードル42が上昇し、樹脂主管40内の封止樹脂74が導入管22に向って流動する。さらに、封止樹脂74は、導入管22を介して樹脂溜18内に入り、樹脂管26の吐出口から半導体デバイス72の外周部に向けて配置される(図9の(b)の黒矢印)。封止樹脂74の一部は、基板70と半導体デバイス72との間に形成された間隙部にも流入する。その間隙部にはある程度、空気等でなるボイドが残っていてもよい。本発明に用いられる封止樹脂74は、半導体デバイスの封止に用いられる一般的な熱硬化性樹脂でなる液状封止樹脂であり、その種類は特に限定されない。封止樹脂74は、ディスペンサヘッド300の樹脂主管40等の管内を流通するため、ある程度の流動性を有していることが好ましい。
【0054】
次いで、図9の(c)に示されるように、ディスペンサヘッド300が上昇し、ディスペンサヘッド200が半導体デバイス72から離れ、同時にキャップ60の下端部がステージ50から離れる。このとき排気口62を通じての減圧も停止される。これにより、キャップ60とディスペンサノズル200とステージ50との間で形成されていた密封空間が常圧に開放される。このとき、基板70と半導体デバイス72との間の間隙部も常圧に戻り、これにより間隙部内のボイド(空気)が間隙部の外に出て、半導体デバイス72の外周付近に配置された封止樹脂が当該間隙部内により充分に充填される。
【0055】
その後、基板70と半導体デバイス72との間の間隙部に配置された封止樹脂は、当業者に公知の方法により加熱され、硬化される。加熱温度および加熱時間は、使用する封止樹脂の種類、半導体デバイスの大きさなどにより、当業者に適切な条件が選択され得る。これにより、図9の(d)に示されるように、基板70と半導体デバイス72との間の間隙部はボイドを残存させることなく、完全に封止樹脂で封止される。
【0056】
なお、図9では、キャップ60を備える本発明のディスペンサヘッド300を用いた場合の半導体デバイスの封止方法を説明したが、キャップ60を備えていない本発明のディスペンサヘッドを使用してもよい。この場合、図6に示されるような本発明の半導体デバイス封止装置400を配置する室内全体について、減圧工程および常圧に戻す工程が採用され得る。
【0057】
【発明の効果】
本発明のディスペンサノズルによれば、基板と半導体デバイスのバンプまたはハンダボールとの当接によって形成される間隙部に封止樹脂を充填する際、より短時間で樹脂を配置することができる。また、半導体デバイスのサイズに応じて、適切な大きさのノズルを使用することにより、ディスペンサ装置自体にノズルの微妙かつ高速な稼動を制御する手段を設けることなく、より簡易な制御手段のみを使用することができる。また、配置される封止樹脂自体もより少量に抑えることが可能となるため、過剰な樹脂の配置による半導体パッケージの外観を高品位に保持することができる。
【0058】
さらに、本発明の半導体デバイスの封止方法によれば、基板と半導体デバイスのバンプまたはハンダボールとの間の間隙部に対してボイドを残すことなく、より充分に封止樹脂を充填することができる。ボイドが完全に除去されることにより、接触不良などの問題を起こすことなく優れた半導体パッケージを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のディスペンサノズルの一例を説明するための模式断面図である。
【図2】本発明のディスペンサノズルの一例を説明するノズルベースの底面図である。
【図3】本発明のディスペンサノズルに設けられる吐出口の変形例を示すための図であって、(a)は台形の吐出口を有するノズルベースの底面図であり、(b)は長方形の吐出口を有するノズルベースの底面図であり、そして(c)は、L字型の形状でなる吐出口を有するノズルベースの底面図である。
【図4】本発明のディスペンサノズルの他の例を説明するための模式断面図である。
【図5】図4に示されるディスペンサノズルを治具本体に取り付けた、本発明のディスペンサヘッドの一例を説明する模式断面図である。
【図6】図5に示されるディスペンサヘッドを備える本発明の半導体デバイス封止装置の一例を説明する模式断面図である。
【図7】本発明の半導体デバイス封止装置の他の例を説明する模式断面図である。
【図8】ディスペンサヘッドにキャップが取り付けられた本発明の半導体デバイス封止装置に設けられる、排気口の位置の例を説明するための部分断面図であって、(a)はステージ上に排気口が設けられた場合の図であり、そして(b)はキャップに排気口が設けられた場合の図である。
【図9】本発明の半導体デバイスの封止方法を説明するための模式図であって、(a)は、ステージ上に基板および半導体デバイスが配置される工程を説明するための図であり、(b)は、基板と半導体デバイスのバンプまたはハンダボールとの当接により形成される間隙部に対し、減圧下で封止樹脂を配置する工程を説明するための図であり、(c)は、封止樹脂の配置後、減圧状態を解く工程を説明するための図であり、そして(d)は、封止樹脂を硬化することにより半導体パッケージが最終的に製造される工程を説明するための図である。
【図10】従来の半導体デバイス封止装置(ディスペンサ装置)を説明するための模式概念図である。
【図11】図10に示される従来の半導体デバイス封止装置を用いて、アーム移動に伴って封止樹脂が配置される工程を説明するための基板および半導体デバイスの模式図であって、(a)は、封止樹脂が配置される前の基板および半導体デバイスの上面図であり、そして(b)は、封止樹脂が配置された後の基板および半導体デバイスの上面図である。
【符号の説明】
ノズルカバー 12、12’
ノズルベース 14、14’
ビス 16
樹脂溜 18
治具収容部 20
導入管 22
吐出口 24、30、32、34
樹脂管 26
傾斜面 28
窪み 36
パッキン 41
樹脂主管 40
樹脂ニードル 42
ニードル止め 44
ステージ 50、650
スライドアーム 52
支持アーム 54
半導体デバイス実装体 56
キャップ 60
シール部材 61
排気口 62、62’
ダクトパイプ 64
密封空間 66
基板 70
半導体デバイス 72
封止樹脂 74、80
ディスペンサノズル 100、200
ディスペンサヘッド 300、614
治具本体 250
半導体デバイス封止装置 400、500
ディスペンサ装置 600
ノズル 612
昇降アクチュエータ 618
アーム 620
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a dispenser nozzle used for sealing a gap between a substrate and a semiconductor device, a dispenser head equipped with the nozzle, a semiconductor device sealing apparatus having the nozzle, and a semiconductor device sealing method.
[0002]
[Prior art]
Generally, a semiconductor device such as a flip chip and a CSP is formed between a substrate (specifically, an electrode on the substrate) and a bump or a solder ball of the semiconductor device in contact with the substrate and the semiconductor device. Is filled with a sealing material. This gap is very narrow, so that the resin does not easily enter, and if bubbles or the like remain or mix, the performance of the semiconductor is greatly impaired in terms of electrical characteristics, mechanical strength, and the like.
[0003]
Therefore, various methods for filling the sealing resin have been studied. For example, a method utilizing a pressure difference as disclosed in JP-A-8-264587 is known. Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-264587 discloses that after a substrate and a semiconductor device are brought into contact with each other, a liquid sealing resin is placed around the semiconductor device. A method is described in which the resin is filled in the gap between the substrate and the semiconductor device by returning.
[0004]
Generally, a semiconductor device sealing device called a dispenser device is used for disposing the liquid sealing resin. FIG. 10 is a schematic conceptual diagram for explaining a conventional dispenser device. The dispenser apparatus 600 includes a stage 650 on which the substrate 70 and a bump or a solder ball of the semiconductor device 72 are placed in contact with each other, a dispenser head 614 having a nozzle 612 for discharging a liquid sealing resin, and a dispenser head 614. Actuator 618 provided with a means (not shown) for controlling the elevation of the nozzle and a resin conduit (not shown) for supplying a liquid sealing resin to the nozzle 612, and a driving means (not shown) for supporting the elevation actuator 618 And an arm 620 that can move the dispenser head 614 in a three-dimensional direction.
[0005]
Generally, when the dispenser device 600 is used, the liquid sealing resin is disposed around the semiconductor device as follows. First, the dispenser head 614 is lowered by the lifting actuator 618 and the arm 620 to near one side of the outer periphery of the semiconductor device. Next, the liquid sealing resin in a resin tank (not shown) is discharged from the nozzle 612 of the dispenser head 614 through a resin conduit. Further, the arm 620 operates in accordance with the discharge of the liquid sealing resin.
[0006]
A method of arranging the liquid sealing resin with the movement of the arm 620 will be described with reference to FIG.
[0007]
FIG. 11 is a schematic view of a substrate 70 and a semiconductor device 72 for explaining a method of disposing a sealing resin when disposing a sealing resin using a conventional dispenser device as shown in FIG. First, as shown in FIG. 11A, the nozzle of the dispenser head is arranged near one side P of the outer periphery of the semiconductor device 72. Next, the sealing resin is discharged through the nozzle, and the arm of the dispenser device operates simultaneously with the discharge. In accordance with the operation of the arm, the dispenser head (and the nozzle) moves along the outer periphery of the semiconductor device 72, whereby the sealing resin 80 is arranged on the outer periphery of the semiconductor device 72 (FIG. 11B).
[0008]
However, such a dispenser device has various problems in terms of increasing production efficiency.
[0009]
In the dispenser apparatus, since the sealing resin is arranged by moving the dispenser head along the outer periphery of the semiconductor device, much time is required for sealing one semiconductor device. In addition, with the recent technological development, the structure of a semiconductor device tends to be more complicated and the size thereof has also been reduced. Therefore, in order to dispose the sealing resin using the above dispenser device, it is necessary to move the dispenser head to a target location of the semiconductor device more quickly and accurately. Therefore, a means for controlling the operation of the arm more precisely and at a higher speed is required.
[0010]
On the other hand, the material cost of the sealing resin itself tends to increase in recent years due to the addition of high functions from various points. Further, if the amount of the sealing resin disposed in the semiconductor device is excessive, there is a problem that the appearance of the finally manufactured semiconductor package is impaired and its reliability is lost. For this reason, in the conventional dispenser device, it is necessary to more accurately control the discharge amount while disposing the sealing resin along the outer periphery of the semiconductor device.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to dispose a sealing resin on the outer periphery of a semiconductor device in a short time without using more precise control means, and to use a sealing resin. It is an object of the present invention to provide a dispenser nozzle and a semiconductor device sealing apparatus using the same, which can control the discharge amount of the dispenser relatively easily.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a dispenser nozzle for disposing a resin in a gap between the substrate and the semiconductor device caused by the contact between the substrate and a bump or a solder ball of the semiconductor device, wherein the resin stores the resin. A nozzle; and a plurality of discharge ports respectively communicating with the resin reservoir through a plurality of resin tubes and arranged along an outer periphery of the semiconductor device.
[0013]
In a preferred embodiment, the plurality of resin tubes are provided so as to be inclined so as to discharge the resin in a direction from the outer periphery of the semiconductor device toward the outer periphery of the semiconductor device.
[0014]
The present invention is also a dispenser head used in an apparatus for arranging a resin in a gap between the substrate and the semiconductor device caused by the contact between the substrate and a bump or a solder ball of the semiconductor device, A nozzle having a resin reservoir for storing a resin, and a plurality of discharge ports respectively communicating with the resin reservoir through a plurality of resin pipes and arranged along an outer periphery of the semiconductor device; and a resin communicating with the resin reservoir. A jig body having a main tube;
[0015]
In a preferred embodiment, the jig main body includes a needle for controlling the flow of the resin in the resin main pipe.
[0016]
The present invention also provides a method for sealing a gap between a substrate and the semiconductor device, which is caused by contact between the substrate and a bump or a solder ball of the semiconductor device, by disposing a resin under reduced pressure and then under normal pressure. Device for performing
(A) a stage for placing the substrate;
(B) a nozzle having a resin reservoir for storing the resin, and a plurality of discharge ports respectively communicating with the resin reservoir through a plurality of resin pipes and disposed along the outer periphery of the semiconductor device; A dispenser head including a jig body having a communicating resin main pipe; and
(C) means for controlling elevation of the dispenser head;
An apparatus comprising:
[0017]
In a preferred embodiment, a cap is attached around the jig body of the dispenser head to form a sealed space between the dispenser head, the cap, and the stage, and the cap, the stage, and the dispenser head And exhaust means for exhausting the gas in the sealed space formed by the above.
[0018]
In a further preferred embodiment, the exhaust means is provided on a stage.
[0019]
The present invention is also a method for sealing a gap between the substrate and the semiconductor device, which is caused by the contact between the substrate and a bump or a solder ball of the semiconductor device, with a resin,
(A) arranging a substrate on which a bump or a solder ball of the semiconductor device abuts on a stage so as to form the gap;
(B) lowering the dispenser head on the stage, reducing the pressure in the gap, and disposing the resin toward the outer periphery of the semiconductor device;
(C) returning the gap to normal pressure;
(D) heating and curing the arranged resin;
Is included.
[0020]
In a preferred embodiment, in the step (b), a cap may be attached around a jig body of the dispenser head, and the dispenser head, the cap, and the stage may form a sealed space. And the stage and the dispenser head are provided with an exhaust means for exhausting gas in the sealed space formed by the dispenser head.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same reference numerals are given to the same members.
[0022]
FIG. 1 is a schematic sectional view illustrating an example of the dispenser nozzle of the present invention.
[0023]
In the dispenser nozzle 100 of the present invention, the nozzle cover 12 and the nozzle base 14 are fixed by means such as a screw 16. The nozzle cover 12 and the nozzle base 14 can be made of metal such as stainless steel and aluminum, but their materials are not particularly limited. Further, in the dispenser nozzle 100 of the present invention, a resin reservoir 18 is formed inside the dispenser nozzle 100 by a combination of the nozzle cover 12 and the nozzle base 14.
[0024]
The nozzle cover 12 includes a jig accommodating portion 20 that can be in close contact with an outer periphery of a jig body described later. The jig accommodating section 20 has an introduction pipe 22 at the center thereof, and a resin main pipe of a jig main body described later communicates with the resin reservoir 18 via the introduction pipe 22.
[0025]
The nozzle base 14 includes a plurality of resin tubes 26 having discharge ports 24 on the bottom surface. In FIG. 1, a distance L between one ejection port and another ejection port arranged on the opposite side corresponds to the length of one side of the semiconductor device. The nozzle base 14 preferably has an inclined surface 28 extending from the center of the resin reservoir 18 to the resin tube 26. Such an inclined surface 28 allows the liquid sealing resin to flow more smoothly from the center of the resin reservoir 18 toward the outer periphery.
[0026]
FIG. 2 is a bottom view of the nozzle base illustrating an example of the dispenser nozzle of the present invention. A plurality of discharge ports 24 provided in the nozzle base 14 are provided corresponding to the outer periphery of the semiconductor device requiring sealing. In FIG. 2, the plurality of ejection ports provided are arranged so as to be substantially square, but the arrangement manner is not limited. Depending on the outer periphery of the semiconductor device to be sealed, it may be arranged in another shape such as a rectangle. The size of the discharge port 24 is generally a circle having a diameter of 0.3 mm or less, preferably a diameter of 0.1 mm to 0.2 mm, and is appropriately determined by those skilled in the art depending on the viscosity of the liquid sealing resin to be discharged. Can be selected. The number of the discharge ports 24 is not particularly limited. This is because the number may vary depending on the size of the semiconductor device to be sealed. For example, when sealing a 10 mm square semiconductor device, 50 discharge ports with a diameter of 0.1 mm are provided at equal intervals on one side.
[0027]
The shape of each discharge port of the nozzle base 14 is not particularly limited. Depending on the viscosity of the liquid sealing resin used, for example, a combination of trapezoidal discharge ports 30 as shown in FIG. 3A, a rectangular discharge port as shown in FIG. A combination of the outlets 32 and a combination of the ejection ports 34 having an L-shaped shape as shown in FIG. 3C can be selected.
[0028]
FIG. 4 is a schematic sectional view for explaining another example of the dispenser nozzle of the present invention.
[0029]
In the dispenser nozzle 200 of the present invention shown in FIG. 4, the nozzle cover 12 'and the nozzle base 14' are fixed by means such as screws 16. The nozzle cover 12 'is the same as that shown in FIG.
[0030]
The nozzle base 14 'includes a plurality of resin tubes 26 having discharge ports 24 on the bottom surface. The position and arrangement of the discharge ports 24 on the bottom surface of the nozzle veil 14 'are the same as those in FIG. However, unlike FIG. 1, the resin tube 26 shown in FIG. 4 is provided at an angle θ in a direction from the outer periphery of the semiconductor device to be sealed toward the outer periphery of the semiconductor device. Although the magnitude of the inclination angle θ varies depending on the viscosity of the liquid sealing resin to be used, it is usually designed to be 45 ° to 90 °. By inclining the resin tube 26 at the angle θ in this manner, the liquid sealing resin to be discharged can be arranged without excessively spreading around the semiconductor device.
[0031]
The nozzle base 14 'also has a recess 36 between one outlet on the bottom surface and another outlet located on the opposite side, as shown in FIG. The depression 36 has a height H so as to include the semiconductor device to be sealed. The height H is designed to substantially match the thickness of the chip portion of the semiconductor device (excluding the height of bumps or solder balls). By designing such a height H, the discharge port 24 of the nozzle base 14 ′ is disposed near the gap between the semiconductor device and the substrate during sealing, so that Thus, the liquid sealing resin can be arranged without excessively spreading around the semiconductor device.
[0032]
The dispenser nozzle of the present invention is mounted on a jig body for a normal or specially designed dispenser device, and is used as a dispenser head.
[0033]
FIG. 5 is a schematic sectional view illustrating an example of a dispenser head in which the dispenser nozzle is attached to a jig main body.
[0034]
As shown in FIG. 5, a dispenser head 300 according to the present invention includes the dispenser nozzle 200 and a jig main body 250. The jig body 250 is fixed to the dispenser nozzle 200 by the packing 41 or other means as shown in FIG. Alternatively, the jig body 250 may be designed to have a size such that its outer periphery is in close contact with the jig accommodating portion 20 in the dispenser nozzle 200.
[0035]
The configuration of the dispenser nozzle 200 shown in FIG. 5 is the same as described above.
[0036]
The jig body 250 includes a resin main pipe 40 extending in the axial direction therein. The resin main pipe 40 communicates with the resin reservoir 18 via the introduction pipe 22 of the dispenser nozzle 200. The liquid sealing resin is introduced into the resin main pipe 40 from a resin storage tank (not shown) through any means, and is supplied to the resin reservoir 18 through the introduction pipe 22.
[0037]
Preferably, the supply of the liquid sealing resin is controlled by a resin needle 42 and a needle stopper 44 provided in the resin main pipe 40. The resin needle 42 is slidable in the axial direction of the jig main body 250. When the supply of the liquid sealing resin in the resin main tube 40 is stopped, the resin needle 42 descends, and the inside of the resin main tube 40 is closed by contact with the needle stopper 44. On the other hand, when supplying the liquid sealing resin in the resin main pipe 40, the resin needle 42 rises and separates from the needle stopper 44 to open the inside of the resin main pipe 42. With this opening, the liquid sealing resin passes through the inside of the resin main pipe 40 and is supplied to the resin reservoir 18 through the introduction pipe 22. The method of controlling the supply of the liquid sealing resin in the resin main pipe 40 is not limited to the above, and other means known to those skilled in the art may be used.
[0038]
The jig body used in the present invention is not limited to the above, and may be one used in a conventional dispenser device. When the conventional jig main body is used, the jig housing portion of the dispenser nozzle is designed to have a size capable of housing the outer periphery of the jig main body.
[0039]
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of the semiconductor device sealing device of the present invention including the dispenser head.
[0040]
The semiconductor device sealing apparatus 400 of the present invention includes a flat stage 50, a slide arm 52 to which the dispenser head 300 shown in FIG. 5 is attached, the slide arm 52 slidable, and the stage 50 and the slide arm 52. And a support arm 54 for supporting The stage 50 includes a temperature controller (not shown) for controlling the properties of the sealing resin as needed.
[0041]
The slide arm 52 is fixed to the upper end of the dispenser head 300 by means such as a screw. The slide arm 52 is attached to the support arm via means (not shown) for controlling the elevation of the dispenser head 300. As means for controlling such elevation, for example, there is a combination of a driving means such as a stepping motor and a control means capable of controlling the driving. The means for controlling the elevation may be any other means known to those skilled in the art.
[0042]
In the semiconductor device encapsulation apparatus of the present invention, a pattern camera is required to properly align the semiconductor device package 56 including the substrate 70 and the semiconductor device 72 disposed on the stage 50 with the dispenser head 300. (Not shown) is preferably provided separately.
[0043]
FIG. 7 is a schematic sectional view illustrating another example of the semiconductor device sealing device of the present invention.
[0044]
The semiconductor device sealing apparatus 500 of the present invention includes a flat stage 50, a slide arm 52 to which a dispenser head shown in FIG. 5 is attached, a slide arm 52 slidable, and a stage 50 and a slide arm 52. And a support arm 54 for supporting the The slide arm 52 is similar to that shown in FIG. The stage 50 includes a temperature controller (not shown) for controlling the properties of the sealing resin as needed.
[0045]
A cap 60 is attached to the dispenser head. The cap 60 is in close contact with the outer periphery of the dispenser head (preferably, the outer periphery of the jig body 250 as shown in FIG. 7) and completely covers the dispenser nozzle. The lower end of the cap 60 can be in close contact with the stage 50, and a seal member 61 such as silicone or rubber may be attached to the lower end as necessary to increase the degree of close contact with the stage 50. Good.
[0046]
As shown in FIG. 7, the lower end of the cap 60 is located lower than the lower end of the dispenser nozzle 200. With respect to the jig main body 250, the distance D, which is the difference between the position of the lower end of the cap 60 and the position of the lower end of the dispenser nozzle 200 in the height direction of the dispenser head, is set on the substrate 70 from the stage 50. It is attached at a position which is equal to or longer than the distance d which is the height to the semiconductor device 72 provided with the gap. The attachment of the cap 60 is performed by a method well known to those skilled in the art. In this manner, by attaching the cap 60 to the jig main body 250 at the above position, a sealed space can be formed between the cap 60, the dispenser nozzle 200, and the stage 50.
[0047]
An exhaust port 62 is provided on the stage 50. On the other hand, the exhaust port 62 is connected to a decompression pump (not shown) provided outside via a duct pipe 64.
[0048]
The exhaust port is located in a sealed space 66 formed between the cap 60, the dispenser nozzle 200, and the stage 50, and is separated from a portion where the substrate 70 is arranged so as not to be blocked by the substrate 70. (Refer to 62 shown in FIG. 8A). Alternatively, the exhaust port may be provided on the cap 60 side (62 'shown in FIG. 8B). In the present invention, it is preferable to provide the exhaust port 62 on the stage 50 as shown in FIG. 8A from the advantage that the exhaust port itself can be fixed at one place.
[0049]
Using the semiconductor device sealing device of the present invention, a semiconductor device and a substrate are sealed as follows. The sealing method of the present invention will be described with reference to FIG.
[0050]
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a step of sealing a gap between a semiconductor device and a substrate by using the semiconductor device sealing apparatus of the present invention shown in FIG.
[0051]
In the sealing method of the present invention, as shown in FIG. 9A, first, bumps or solder balls of the semiconductor device 72 are brought into contact with appropriate positions of the stage 50 in advance by a method known to those skilled in the art. Then, the substrate 70 having the gap formed therein is arranged using a pattern camera or the like. At this time, the substrate 70 does not block the exhaust port 62 provided on the stage 50.
[0052]
Next, as shown in FIG. 9B, the dispenser head 300 descends and is fixed at a position where it comes into contact with the semiconductor device 72. At this time, the cap 60 of the dispenser head 300 is in close contact with the stage 50 at the lower end thereof, whereby a sealed space is formed between the cap 60, the dispenser nozzle 200 and the stage 50. After the sealed space is formed, the space is reduced in pressure through the exhaust port 62. The degree of reduced pressure is not particularly limited, and can be appropriately set by those skilled in the art. The degree of pressure reduction in the sealed space is preferably 10 Torr or less, more preferably 5 Torr or less.
[0053]
Simultaneously with or after the pressure reduction, the resin needle 42 provided in the jig main body 250 rises, and the sealing resin 74 in the resin main pipe 40 flows toward the introduction pipe 22. Further, the sealing resin 74 enters the resin reservoir 18 through the introduction pipe 22 and is arranged from the discharge port of the resin pipe 26 toward the outer peripheral portion of the semiconductor device 72 (black arrow in FIG. 9B). ). Part of the sealing resin 74 also flows into a gap formed between the substrate 70 and the semiconductor device 72. A void made of air or the like may remain to some extent in the gap. The sealing resin 74 used in the present invention is a liquid sealing resin made of a general thermosetting resin used for sealing a semiconductor device, and its type is not particularly limited. The sealing resin 74 preferably has a certain degree of fluidity in order to flow through the inside of the pipe such as the resin main pipe 40 of the dispenser head 300.
[0054]
Next, as shown in FIG. 9C, the dispenser head 300 moves up, the dispenser head 200 separates from the semiconductor device 72, and at the same time, the lower end of the cap 60 separates from the stage 50. At this time, the decompression through the exhaust port 62 is also stopped. Thereby, the sealed space formed between the cap 60, the dispenser nozzle 200, and the stage 50 is opened to normal pressure. At this time, the gap between the substrate 70 and the semiconductor device 72 also returns to normal pressure, whereby voids (air) in the gap come out of the gap and are sealed near the outer periphery of the semiconductor device 72. The sealing resin is more sufficiently filled in the gap.
[0055]
After that, the sealing resin disposed in the gap between the substrate 70 and the semiconductor device 72 is heated and cured by a method known to those skilled in the art. The heating temperature and the heating time can be appropriately selected by those skilled in the art depending on the type of the sealing resin to be used, the size of the semiconductor device, and the like. Thus, as shown in FIG. 9D, the gap between the substrate 70 and the semiconductor device 72 is completely sealed with the sealing resin without leaving a void.
[0056]
In FIG. 9, a method of sealing a semiconductor device using the dispenser head 300 of the present invention including the cap 60 has been described. However, a dispenser head of the present invention without the cap 60 may be used. In this case, a depressurizing step and a step of returning to normal pressure can be adopted for the entire room in which the semiconductor device sealing apparatus 400 of the present invention is arranged as shown in FIG.
[0057]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the dispenser nozzle of this invention, when filling a sealing part with the sealing resin in the clearance gap formed by the contact of a board | substrate and a bump or a solder ball of a semiconductor device, resin can be arrange | positioned in a shorter time. Also, by using a nozzle of an appropriate size according to the size of the semiconductor device, only a simpler control means is used without providing a means for controlling the subtle and high-speed operation of the nozzle in the dispenser device itself. can do. In addition, since the amount of the sealing resin to be disposed can be reduced to a smaller amount, the appearance of the semiconductor package due to the excessive resin arrangement can be maintained at a high quality.
[0058]
Further, according to the method for sealing a semiconductor device of the present invention, the sealing resin can be more sufficiently filled without leaving a void in a gap between a substrate and a bump or a solder ball of the semiconductor device. it can. By completely removing the voids, an excellent semiconductor package can be manufactured without causing a problem such as poor contact.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view for explaining an example of a dispenser nozzle of the present invention.
FIG. 2 is a bottom view of a nozzle base illustrating an example of the dispenser nozzle of the present invention.
3A and 3B are diagrams for illustrating a modified example of the discharge port provided in the dispenser nozzle of the present invention, wherein FIG. 3A is a bottom view of a nozzle base having a trapezoidal discharge port, and FIG. It is a bottom view of the nozzle base which has a discharge opening, and (c) is a bottom view of the nozzle base which has a discharge opening formed in L shape.
FIG. 4 is a schematic sectional view for explaining another example of the dispenser nozzle of the present invention.
5 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of the dispenser head of the present invention in which the dispenser nozzle shown in FIG. 4 is attached to a jig main body.
6 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of the semiconductor device sealing device of the present invention including the dispenser head shown in FIG.
FIG. 7 is a schematic sectional view illustrating another example of the semiconductor device sealing device of the present invention.
FIG. 8 is a partial cross-sectional view for explaining an example of a position of an exhaust port provided in the semiconductor device sealing apparatus of the present invention in which a cap is attached to a dispenser head, and FIG. It is a figure in case a mouth is provided, and (b) is a figure in a case where an exhaust port is provided in a cap.
FIG. 9 is a schematic view for explaining a method of sealing a semiconductor device according to the present invention, wherein FIG. 9 (a) is a view for explaining a process in which a substrate and a semiconductor device are arranged on a stage; (B) is a diagram for explaining a step of disposing a sealing resin under reduced pressure in a gap formed by contact between a substrate and a bump or a solder ball of a semiconductor device; FIG. 9D is a view for explaining a step of releasing the reduced pressure state after disposing the sealing resin, and FIG. 10D is a view for explaining a step of finally manufacturing the semiconductor package by curing the sealing resin. FIG.
FIG. 10 is a schematic conceptual diagram for explaining a conventional semiconductor device sealing device (dispenser device).
FIG. 11 is a schematic view of a substrate and a semiconductor device for explaining a process in which a sealing resin is arranged with movement of an arm using the conventional semiconductor device sealing device shown in FIG. FIG. 2A is a top view of the substrate and the semiconductor device before the sealing resin is arranged, and FIG. 2B is a top view of the substrate and the semiconductor device after the sealing resin is arranged.
[Explanation of symbols]
Nozzle cover 12, 12 '
Nozzle base 14, 14 '
Screw 16
Resin reservoir 18
Jig storage unit 20
Introductory tube 22
Discharge ports 24, 30, 32, 34
Resin tube 26
Inclined surface 28
Hollow 36
Packing 41
Resin main pipe 40
Resin needle 42
Needle stopper 44
Stage 50, 650
Slide arm 52
Support arm 54
Semiconductor device package 56
Cap 60
Seal member 61
Exhaust port 62, 62 '
Duct pipe 64
Sealed space 66
Substrate 70
Semiconductor device 72
Sealing resin 74, 80
Dispenser nozzle 100, 200
Dispenser head 300, 614
Jig body 250
Semiconductor device sealing device 400, 500
Dispenser device 600
Nozzle 612
Elevating actuator 618
Arm 620

Claims (9)

基板と半導体デバイスのバンプまたはハンダボールとの当接によって生じる該基板と該半導体デバイスとの間の間隙部に樹脂を配置するためのディスペンサノズルであって、
該樹脂を貯留する樹脂溜と;
複数の樹脂管を通じて該樹脂溜にそれぞれ連通しかつ該半導体デバイスの外周に沿って配置された複数の吐出口と;
を備える、ノズル。
A dispenser nozzle for disposing a resin in a gap between the substrate and the semiconductor device, which is generated by abutment of a substrate and a bump or a solder ball of the semiconductor device,
A resin reservoir for storing the resin;
A plurality of discharge ports respectively communicating with the resin reservoir through a plurality of resin tubes and arranged along an outer periphery of the semiconductor device;
A nozzle.
前記複数の樹脂管が、前記樹脂を前記半導体デバイスの外周よりも外側から該半導体デバイスの外周に向かう方向に吐出するように傾斜して設けられている、請求項1に記載のノズル。2. The nozzle according to claim 1, wherein the plurality of resin tubes are provided so as to be inclined so as to discharge the resin in a direction from the outer periphery of the semiconductor device toward the outer periphery of the semiconductor device. 基板と半導体デバイスのバンプまたはハンダボールとの当接によって生じる該基板と該半導体デバイスとの間の間隙部に樹脂を配置するための装置に用いられるディスペンサヘッドであって、
該樹脂を貯留する樹脂溜と、複数の樹脂管を通じて該樹脂溜にそれぞれ連通し、かつ該半導体デバイスの外周に沿って配置された複数の吐出口とを有するノズル;および
該樹脂溜に連通する樹脂主管を有する治具本体;
を備える、ヘッド。
A dispenser head used in an apparatus for arranging a resin in a gap between the substrate and the semiconductor device caused by contact between a substrate and a bump or a solder ball of the semiconductor device,
A nozzle having a resin reservoir for storing the resin, and a plurality of discharge ports respectively communicating with the resin reservoir through a plurality of resin pipes and arranged along the outer periphery of the semiconductor device; and communicating with the resin reservoir. A jig body having a resin main pipe;
A head.
前記治具本体が、前記樹脂主管内に樹脂の流動を制御するためのニードルを備える、請求項3に記載のディスペンサヘッド。The dispenser head according to claim 3, wherein the jig main body includes a needle for controlling the flow of the resin in the resin main pipe. 基板と半導体デバイスのバンプまたはハンダボールとの当接によって生じる該基板と該半導体デバイスとの間の間隙部を、減圧下にて樹脂を配置した後、常圧下にて封止するための装置であって、
(a)該基板を配置するためのステージ;
(b)該樹脂を貯留する樹脂溜と、複数の樹脂管を通じて該樹脂溜にそれぞれ連通しかつ該半導体デバイスの外周に沿って配置された複数の吐出口とを有するノズル、および該樹脂溜に連通する樹脂主管を有する治具本体を備える、ディスペンサヘッド;ならびに
(c)該ディスペンサヘッドの昇降を制御する手段;
を備える、装置。
A gap between the substrate and the semiconductor device, which is caused by the contact between the substrate and the bumps or solder balls of the semiconductor device, is provided with a resin under reduced pressure, and then sealed under normal pressure. So,
(A) a stage for placing the substrate;
(B) a nozzle having a resin reservoir for storing the resin, and a plurality of discharge ports respectively communicating with the resin reservoir through a plurality of resin pipes and disposed along the outer periphery of the semiconductor device; A dispenser head including a jig body having a communicating resin main pipe; and (c) means for controlling elevation of the dispenser head;
An apparatus comprising:
前記ディスペンサヘッドの前記治具本体周りにキャップが取り付けられて該ディスペンサヘッドと該キャップと前記ステージとが密封空間を形成し得、そして該キャップと該ステージと該ディスペンサヘッドとで形成される該密封空間の気体を排気するための排気手段が設けられている、請求項5に記載の装置。A cap may be mounted around the jig body of the dispenser head to form a sealed space between the dispenser head, the cap, and the stage, and the seal formed by the cap, the stage, and the dispenser head. 6. The device according to claim 5, further comprising an exhaust means for exhausting the gas in the space. 前記排気手段が前記ステージ上に設けられている、請求項6に記載の装置。The apparatus according to claim 6, wherein the exhaust unit is provided on the stage. 基板と半導体デバイスのバンプまたはハンダボールとの当接によって生じる該基板と該半導体デバイスとの間の間隙部を、樹脂で封止するための方法であって、
(a)該間隙部を形成するように、該半導体デバイスのバンプまたはハンダボールが当接された基板をステージ上に配置する工程;
(b)請求項3に記載のディスペンサヘッドを該ステージ上に下降させ、該間隙部を減圧し、そして該半導体デバイスの外周部に向けて樹脂を配置する工程;
(c)該間隙部を常圧に戻す工程;ならびに
(d)該配置された樹脂を加熱硬化する工程;
を包含する、方法。
A method for sealing a gap between the substrate and the semiconductor device, which is caused by contact between the substrate and a bump or a solder ball of the semiconductor device, with a resin,
(A) arranging a substrate on which a bump or a solder ball of the semiconductor device abuts on a stage so as to form the gap;
(B) lowering the dispenser head according to claim 3 onto the stage, reducing the pressure in the gap, and disposing the resin toward the outer periphery of the semiconductor device;
(C) returning the gap to normal pressure; and (d) heating and curing the disposed resin;
A method comprising:
前記(b)の工程が、前記ディスペンサヘッドの治具本体周りにキャップが取り付けられて該ディスペンサヘッドと該キャップと前記ステージとが密封空間を形成し得、そして該キャップと該ステージと該ディスペンサヘッドとで形成される該密封空間の気体を排気するための排気手段が設けられている状態にて行われる、請求項8に記載の方法。In the step (b), a cap may be attached around the jig body of the dispenser head to form a sealed space between the dispenser head, the cap, and the stage, and the cap, the stage, and the dispenser head may be formed. 9. The method according to claim 8, wherein the method is performed in a state where exhaust means for exhausting the gas in the sealed space formed by the above is provided.
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