JP2007109997A - Method for manufacturing semiconductor module - Google Patents

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Kimio Nagasaka
公夫 長坂
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    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor module capable of bonding a semiconductor chip to a wiring board by a simple mounting process. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the semiconductor module 100 for bonding the semiconductor chip 70 having a cathode electrode 60 and an anode electrode 54 to the wiring board 40 having a first wiring part 12 and a second wiring part 14 by wireless bonding comprises a step of arranging the semiconductor chip to the wiring board so that the cathode electrode faces the second wiring part and the anode electrode faces a first wiring board, irradiating laser beams to a plurality of laser spots 80, 82 and 84, and bonding the cathode electrode to the second wiring part and the anode electrode to the first wiring part. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体モジュールの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor module.

光通信の分野において、光素子や駆動ドライバなどを透明基板上に実装した簡易な構造の光モジュールの研究開発が行われている。この場合の実装工程において、各素子が熱的なダメージを受けて問題となる場合がある。   In the field of optical communication, research and development of an optical module having a simple structure in which an optical element, a drive driver, and the like are mounted on a transparent substrate are underway. In the mounting process in this case, each element may be damaged due to thermal damage.

ところで、例えば、特開平9−51016号公報には、レーザ光を用いて局部的な加熱を行い、ICチップなどの部品の端子電極と、基板の導体とを、ワイヤレスボンディング法によって接合する技術が開示されている。   By the way, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-51016 discloses a technique in which local heating is performed using laser light, and a terminal electrode of a component such as an IC chip and a conductor of a substrate are bonded by a wireless bonding method. It is disclosed.

しかし、このような接合方法では、カソード電極とアノード電極とでは放熱性や熱容量が異なる場合がある。このような場合にはカソード電極とアノード電極とで接合に必要な照射光量が異なるため、接合を確実に行うために照射時間等を変える必要があった。
特開平9−51016号公報
However, in such a joining method, the heat dissipation and the heat capacity may be different between the cathode electrode and the anode electrode. In such a case, since the amount of irradiation light required for bonding differs between the cathode electrode and the anode electrode, it is necessary to change the irradiation time and the like in order to ensure bonding.
JP-A-9-5016

本発明の目的は、簡単な実装プロセスで半導体チップを配線基板に接合することのできる半導体モジュールの製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor module, in which a semiconductor chip can be bonded to a wiring board by a simple mounting process.

本発明にかかる半導体モジュールの製造方法は、
ワイヤレスボンディングによって、カソード電極およびアノード電極を有する半導体チップを、第1の配線部および第2の配線部を有する配線基板に接合する半導体モジュールの製造方法であって、
(a)前記カソード電極が前記第2の配線部に対向し、前記アノード電極が前記第1の配線部に対向するように、前記半導体チップを前記配線基板上に配置する工程と、
(b)前記第1の配線部および前記第2の配線部のそれぞれにおいて、少なくとも一のレーザスポットにレーザビームを照射する工程と、
(c)前記カソード電極を前記第2の配線部に接合し、前記アノード電極を前記第1の配線部に接合する工程と、
を含み、
前記第1の配線部においてレーザビームが照射されるレーザスポット数は、前記第2の配線部においてレーザビームが照射されるレーザスポット数と異なる。
A method for manufacturing a semiconductor module according to the present invention includes:
A method for manufacturing a semiconductor module in which a semiconductor chip having a cathode electrode and an anode electrode is joined to a wiring board having a first wiring portion and a second wiring portion by wireless bonding,
(A) disposing the semiconductor chip on the wiring substrate such that the cathode electrode faces the second wiring portion and the anode electrode faces the first wiring portion;
(B) irradiating at least one laser spot with a laser beam in each of the first wiring portion and the second wiring portion;
(C) joining the cathode electrode to the second wiring part and joining the anode electrode to the first wiring part;
Including
The number of laser spots irradiated with the laser beam in the first wiring portion is different from the number of laser spots irradiated with the laser beam in the second wiring portion.

このように、レーザスポット数を第1の配線部と第2の配線部とで変えることにより、レーザビームの照射時間および照射強度をかえることなく、照射光量をかえることができる。したがって、レーザを照射する装置を複雑化することなく、簡単な実装プロセスで半導体チップを配線基板に接合することができる。   In this way, by changing the number of laser spots between the first wiring portion and the second wiring portion, it is possible to change the irradiation light amount without changing the irradiation time and irradiation intensity of the laser beam. Therefore, the semiconductor chip can be bonded to the wiring board by a simple mounting process without complicating the laser irradiation apparatus.

本発明にかかる半導体モジュールの製造方法において、
前記半導体チップは、半導体基板と、前記半導体基板上に形成された半導体素子とをさらに有し、
前記カソード電極および前記アノード電極のうち、前記半導体基板に接している電極に対向する配線部に照射されるレーザスポット数は、他の配線部に照射されるレーザスポット数より多いことができる。
In the method for manufacturing a semiconductor module according to the present invention,
The semiconductor chip further includes a semiconductor substrate and a semiconductor element formed on the semiconductor substrate,
Of the cathode electrode and the anode electrode, the number of laser spots irradiated to the wiring portion facing the electrode in contact with the semiconductor substrate may be larger than the number of laser spots irradiated to other wiring portions.

半導体基板に接ししている電極は、放熱性が高いため、より大きな照射光量が必要となる。そこで、上述したように、カソード電極およびアノード電極のうち、半導体基板に接している電極に対向する配線部に照射されるレーザスポット数を多くすることによって、レーザビームの照射時間および照射強度をかえることなく、半導体基板に接している電極に対向する配線部に照射されるレーザ光の照射光量を大きくすることができる。   Since the electrode in contact with the semiconductor substrate has high heat dissipation, a larger amount of irradiation light is required. Therefore, as described above, the laser beam irradiation time and the irradiation intensity are changed by increasing the number of laser spots irradiated to the wiring portion facing the electrode in contact with the semiconductor substrate among the cathode electrode and the anode electrode. Without any problem, it is possible to increase the amount of laser light applied to the wiring portion facing the electrode in contact with the semiconductor substrate.

本発明にかかる半導体モジュールの製造方法において、
前記第1の配線部および第2の配線部は、前記カソード電極または前記アノード電極と対向するように配置されているランドと、前記ランドと電気的に接続されている配線をそれぞれ有し、
前記半導体基板に接している電極に対向するランドの面積は、他の配線部が有するランドの面積より大きいことができる。
In the method for manufacturing a semiconductor module according to the present invention,
The first wiring portion and the second wiring portion each have a land disposed so as to face the cathode electrode or the anode electrode, and a wiring electrically connected to the land,
The land area facing the electrode in contact with the semiconductor substrate may be larger than the land area of another wiring portion.

本発明にかかる半導体モジュールの製造方法において、
前記第1の配線部および第2の配線部は、前記レーザビームが照射される領域であるランドと、前記ランドと電気的に接続されている配線をそれぞれ有し、
前記半導体基板に接している電極に対向する配線部が有するランドの数は、他の配線部が有するランドの数より多いことができる。
In the method for manufacturing a semiconductor module according to the present invention,
The first wiring portion and the second wiring portion each have a land that is an area irradiated with the laser beam, and a wiring that is electrically connected to the land,
The number of lands included in the wiring portion facing the electrode in contact with the semiconductor substrate may be greater than the number of lands included in the other wiring portions.

本発明にかかる半導体モジュールの製造方法において、
前記第1の配線部および第2の配線部は、前記カソード電極または前記アノード電極と接合するための突起部をそれぞれ有し、
前記工程(b)では、前記第1の配線部および前記第2の配線部において、前記突起部と、当該突起部以外の領域にレーザビームを照射することができる。
In the method for manufacturing a semiconductor module according to the present invention,
The first wiring portion and the second wiring portion each have a protrusion for bonding to the cathode electrode or the anode electrode,
In the step (b), in the first wiring portion and the second wiring portion, a laser beam can be irradiated to the projection portion and a region other than the projection portion.

本発明にかかる半導体モジュールの製造方法において、
前記工程(b)では、一のレーザ光を複数のレーザビームに分岐して、前記第1の配線部および前記第2の配線部に照射することができる。
In the method for manufacturing a semiconductor module according to the present invention,
In the step (b), one laser beam can be branched into a plurality of laser beams and irradiated to the first wiring portion and the second wiring portion.

本発明にかかる半導体モジュールの製造方法において、
前記工程(b)では、一のレーザ光を複数のレーザビームに分岐して、2次元マトリックス状のレーザスポットに照射することができる。
In the method for manufacturing a semiconductor module according to the present invention,
In the step (b), one laser beam can be branched into a plurality of laser beams and irradiated onto a two-dimensional matrix laser spot.

本発明にかかる半導体モジュールの製造方法において、
前記配線基板は、前記レーザビームを透過する透明基板をさらに有し、
前記第1の配線部および前記第2の配線部は、前記透明基板上に形成されており、
前記工程(b)では、前記レーザビームを前記透明基板の下方から照射することができる。
In the method for manufacturing a semiconductor module according to the present invention,
The wiring board further includes a transparent substrate that transmits the laser beam,
The first wiring part and the second wiring part are formed on the transparent substrate,
In the step (b), the laser beam can be irradiated from below the transparent substrate.

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1〜図7は、本実施の形態にかかる半導体モジュールの製造方法を説明するための図である。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1-7 is a figure for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor module concerning this Embodiment.

(1)まず、配線基板40および半導体チップ70を用意する。図1は、配線基板40を模式的に示す平面図であり、図2は、配線基板40を模式的に示す断面図である。配線基板40は、第1の基板10と、第1の基板10上に形成された第1の配線部12および第2の配線部14とを含む。第1の基板10は、レーザ光を透過するガラス基板のような透明基板からなることができる。第1の基板10は、たとえば、石英、サファイヤ、ジルコニア、フッ化バリウム、フッ化カルシウム、窒化アルミニウム等のセラミックスや、ポリイミド、アクリル等の樹脂からなることができる。第1の配線部12および第2の配線部14は、導電性材料からなり、たとえば銅、ニッケルおよび金の積層膜からなることができる。第1の配線部12は、第1の配線21と、第1のランド20と、第1の突起部16と、第1の接合部26とを有する。第1のランド20は、第1の突起部16と電気的に接続されている。第1のランド20の幅は、図1に示すように第1の配線21の線幅より大きくてもよい。第1の突起部16は、図2に示すように第1の基板10側から上方に突起しており、第1のランド20内に形成されている。第1の接合部26は、第1の突起部16の上面に形成されている。第2の配線部14は、第2の配線25と、第2のランド24と、第2の突起部18と、第2の接合部28とを有する。第2のランド24は、第2の突起部18と電気的に接続されている。第2のランド24の幅は、図1に示すように第2の配線25の線幅より大きくてもよい。第2の配線部14の第2のランド24は、第1の配線部12の第1のランド20より大きい面積を有する。第2の突起部18は、図2に示すように第1の基板10側から上方に突起しており、第2のランド24内に形成されている。第2の接合部28は、第2の突起部18の上面に形成されている。第1の配線部12および第2の配線部14は、公知の方法により形成されることができ、たとえばメッキ法により形成される。第1の突起部16および第2の突起部18は、たとえばハンダ、アルミニウム、銀、金、銅、ニッケルおよびそれらの合金のような高電気伝導度の金属からなることができる。第1の接合部26および第2の接合部28は、第1の突起部16および第2の突起部18より融点の低い金属、たとえばアルミニウム、銀、金、銅、ニッケル、インジウム、ガリウム、ビスマスおよびこれらの合金からなることができる。   (1) First, the wiring board 40 and the semiconductor chip 70 are prepared. FIG. 1 is a plan view schematically showing the wiring board 40, and FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the wiring board 40. The wiring substrate 40 includes a first substrate 10, and a first wiring unit 12 and a second wiring unit 14 formed on the first substrate 10. The first substrate 10 can be made of a transparent substrate such as a glass substrate that transmits laser light. The first substrate 10 can be made of, for example, ceramics such as quartz, sapphire, zirconia, barium fluoride, calcium fluoride, and aluminum nitride, and resins such as polyimide and acrylic. The first wiring part 12 and the second wiring part 14 are made of a conductive material, and can be made of, for example, a laminated film of copper, nickel and gold. The first wiring portion 12 includes a first wiring 21, a first land 20, a first protrusion 16, and a first joint portion 26. The first land 20 is electrically connected to the first protrusion 16. The width of the first land 20 may be larger than the line width of the first wiring 21 as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the first protrusion 16 protrudes upward from the first substrate 10 side, and is formed in the first land 20. The first joint 26 is formed on the upper surface of the first protrusion 16. The second wiring part 14 includes a second wiring 25, a second land 24, a second protrusion 18, and a second bonding part 28. The second land 24 is electrically connected to the second protrusion 18. The width of the second land 24 may be larger than the line width of the second wiring 25 as shown in FIG. The second land 24 of the second wiring unit 14 has a larger area than the first land 20 of the first wiring unit 12. As shown in FIG. 2, the second protrusion 18 protrudes upward from the first substrate 10 side and is formed in the second land 24. The second joint portion 28 is formed on the upper surface of the second protrusion 18. The first wiring part 12 and the second wiring part 14 can be formed by a known method, for example, by a plating method. The first protrusions 16 and the second protrusions 18 can be made of a metal having high electrical conductivity such as solder, aluminum, silver, gold, copper, nickel, and alloys thereof. The first joint portion 26 and the second joint portion 28 are made of a metal having a melting point lower than that of the first protrusion portion 16 and the second protrusion portion 18, for example, aluminum, silver, gold, copper, nickel, indium, gallium, bismuth. And alloys thereof.

図3は、半導体チップ70を模式的に示す平面図であり、図4は、半導体チップ70を模式的に示す側面図である。半導体チップ70は、半導体素子と、カソード電極と、アノード電極とを有するものであれば特に限定されない。半導体素子としては、たとえば発光素子および/または受光素子を適用することができる。本実施の形態では、半導体チップ70として垂直共振器型面発光レーザを適用した例について説明する。   FIG. 3 is a plan view schematically showing the semiconductor chip 70, and FIG. 4 is a side view schematically showing the semiconductor chip 70. The semiconductor chip 70 is not particularly limited as long as it has a semiconductor element, a cathode electrode, and an anode electrode. As the semiconductor element, for example, a light emitting element and / or a light receiving element can be applied. In the present embodiment, an example in which a vertical cavity surface emitting laser is applied as the semiconductor chip 70 will be described.

半導体チップ70は、第2の基板50と、共振器52と、アノード電極54と、カソード電極60と、絶縁層58とを含む。第2の基板50は、たとえばn型の半導体基板からなることができる。共振器52は、上下ミラーおよび活性層を含み、その上面からレーザ光を出射することができる。   The semiconductor chip 70 includes a second substrate 50, a resonator 52, an anode electrode 54, a cathode electrode 60, and an insulating layer 58. The second substrate 50 can be made of, for example, an n-type semiconductor substrate. The resonator 52 includes upper and lower mirrors and an active layer, and can emit laser light from the upper surface thereof.

アノード電極54およびカソード電極60は、垂直共振器型面発光レーザを駆動するために使用される。アノード電極54は、共振器52の周囲を取り囲むようにして共振器52の上面に形成されている。アノード電極54は、共振器52の上面において、図3に示すようにリング状の平面形状を有し、開口部を有する。アノード電極54の開口部からレーザ光が出射される。アノード電極54は、共振器52の上面と電気的に接続された第1の電極パッド56を有する。第1の電極パッド56は、図4に示すように絶縁層58上に形成されているため、第2の基板50と電気的に断線している。カソード電極60は、第2の基板50の上面に形成されている。   The anode electrode 54 and the cathode electrode 60 are used to drive a vertical cavity surface emitting laser. The anode electrode 54 is formed on the upper surface of the resonator 52 so as to surround the periphery of the resonator 52. As shown in FIG. 3, the anode electrode 54 has a ring-like planar shape on the upper surface of the resonator 52 and has an opening. Laser light is emitted from the opening of the anode electrode 54. The anode electrode 54 has a first electrode pad 56 that is electrically connected to the upper surface of the resonator 52. Since the first electrode pad 56 is formed on the insulating layer 58 as shown in FIG. 4, the first electrode pad 56 is electrically disconnected from the second substrate 50. The cathode electrode 60 is formed on the upper surface of the second substrate 50.

(2)次に、図5および図6に示すように、配線基板40上に半導体チップ70を配置する。なお、図5の破線部は半導体チップ70の形状を示す。吸着穴92を有するボンディングツール90で半導体チップ70を吸着し、配線基板40に対して位置合わせを行う。まず、わずかなギャップをあけた状態で、アノード電極54の第1の電極パッド56が第1の配線部12の第1の突起部16の直上に位置し、カソード電極60が第2の配線部14の第2の突起部18の直上に位置するように、半導体チップ70を配線基板40上に配置する。ついで、第1の接合部26をアノード電極54の第1の電極パッド56に接触させ、第2の接合部28をカソード電極60に接触させる。   (2) Next, as shown in FIGS. 5 and 6, the semiconductor chip 70 is disposed on the wiring board 40. 5 indicates the shape of the semiconductor chip 70. The semiconductor chip 70 is sucked by the bonding tool 90 having the suction holes 92 and aligned with the wiring board 40. First, with a slight gap, the first electrode pad 56 of the anode electrode 54 is positioned immediately above the first protrusion 16 of the first wiring portion 12, and the cathode electrode 60 is the second wiring portion. The semiconductor chip 70 is arranged on the wiring substrate 40 so as to be positioned immediately above the 14 second protrusions 18. Next, the first joint portion 26 is brought into contact with the first electrode pad 56 of the anode electrode 54, and the second joint portion 28 is brought into contact with the cathode electrode 60.

(3)次に、レーザ光を第1の配線部12および第2の配線部14に照射して、半導体チップ70を配線基板40に接合する。レーザ光は、複数のレーザビームからなり、たとえば分岐素子によって等強度の複数のレーザビームに分岐される。分岐素子としては、例えば、計算機合成ホログラム(CGH:Computer Generated Hologram)などを用いることができる。本実施の形態において、分岐素子は、1本の光線を3本のレーザビームにすることができる。   (3) Next, the semiconductor chip 70 is bonded to the wiring substrate 40 by irradiating the first wiring part 12 and the second wiring part 14 with laser light. The laser light is composed of a plurality of laser beams, and is branched into a plurality of laser beams of equal intensity by, for example, a branch element. As the branch element, for example, a computer generated hologram (CGH) can be used. In the present embodiment, the branch element can turn one light beam into three laser beams.

分岐素子によって分岐された3本のレーザビームのうち、2本のレーザビームは第2の配線部14のレーザスポット80、82を照射し、1本のレーザビームは第1の配線部12のレーザスポット84を照射する。レーザスポット80とレーザスポット82との間の距離と、レーザスポット82とレーザスポット84との距離とは等しくてもよい。   Of the three laser beams branched by the branch element, two laser beams irradiate the laser spots 80 and 82 of the second wiring portion 14, and one laser beam is a laser of the first wiring portion 12. The spot 84 is irradiated. The distance between the laser spot 80 and the laser spot 82 may be equal to the distance between the laser spot 82 and the laser spot 84.

上述したように、第2の配線部14の第2のランド24は、第1の配線部12の第1のランド20より大きい面積を有する。これにより、第2の配線部14に照射されるレーザビームの数を、第1の配線部12に照射されるレーザビームの数より多くすることができる。レーザビームはそれぞれに対応するレーザスポットに照射される。ここでレーザ光は、第2のランド24において、半導体チップ70のカソード電極60と接触する位置(レーザスポット82)の他に、レーザスポット80にも照射されることができる。レーザスポット80は、第2のランド24においてレーザスポット82より第2の配線25側に位置することが好ましい。   As described above, the second land 24 of the second wiring portion 14 has a larger area than the first land 20 of the first wiring portion 12. Thereby, the number of laser beams irradiated to the 2nd wiring part 14 can be made larger than the number of laser beams irradiated to the 1st wiring part 12. FIG. The laser beam is irradiated to the corresponding laser spot. Here, the laser beam can be applied to the laser spot 80 in addition to the position (laser spot 82) in contact with the cathode electrode 60 of the semiconductor chip 70 in the second land 24. The laser spot 80 is preferably located on the second wiring 25 side of the laser spot 82 in the second land 24.

このように第2の配線部14に照射されるレーザビームの数を、第1の配線部12に照射されるレーザビームの数より多くすることによって、以下のような効果が得られる。まず、図6に示すようにレーザ光が配線基板40に照射されると、レーザ光によって発生した熱がアノード電極54およびカソード電極60に伝達する。図4に示すように、半導体チップ70において、アノード電極54が絶縁層58上に形成されているのに対し、カソード電極60は、第2の基板50上に直接的に形成されている。これによりカソード電極60に伝達された熱は、第2の基板50方向に放熱しやすい。またカソード電極60の面積が、第1の電極パッド56より大きく形成される場合があり、カソード電極60は、アノード電極54より熱容量が大きい。これらの理由から、第2の接合部28をカソード電極60に接合するためには、アノード電極54を第1の接合部26に接合するために費やされる光量より大きい光量が必要となり、照射強度や照射時間をアノード電極54とカソード電極60とで変えなければならなかった。   Thus, by making the number of laser beams irradiated to the second wiring part 14 larger than the number of laser beams irradiated to the first wiring part 12, the following effects can be obtained. First, as shown in FIG. 6, when the laser light is irradiated onto the wiring substrate 40, the heat generated by the laser light is transmitted to the anode electrode 54 and the cathode electrode 60. As shown in FIG. 4, in the semiconductor chip 70, the anode electrode 54 is formed on the insulating layer 58, whereas the cathode electrode 60 is formed directly on the second substrate 50. Thereby, the heat transmitted to the cathode electrode 60 is easily radiated toward the second substrate 50. In some cases, the area of the cathode electrode 60 is larger than that of the first electrode pad 56, and the cathode electrode 60 has a larger heat capacity than the anode electrode 54. For these reasons, in order to join the second joining portion 28 to the cathode electrode 60, a light amount larger than the amount of light consumed to join the anode electrode 54 to the first joining portion 26 is required. Irradiation time had to be changed between the anode electrode 54 and the cathode electrode 60.

そこで、第2の配線部14に照射されるレーザビームの数を、第1の配線部12に照射されるレーザビームの数より多くすることによって、大きな熱量を第2の配線部14に供給することができ、確実に半導体チップ70を配線基板40に接合することができる。また、レーザ光が、カソード電極60と接触する位置(レーザスポット82)の他に、レーザスポット80にも照射されることにより、レーザスポット80の位置においても熱が発生するため、レーザスポット82において発生した熱がレーザスポット80方向に放熱されるのを抑制することができる。特に、レーザスポット80がレーザスポット82より第2の配線25側に位置することにより、レーザスポット82において発生した熱が第2の配線25方向に放熱されるのを抑制することができる。したがって、本実施の形態によれば、レーザ光の照射強度や照射時間をアノード電極54とカソード電極60とで変えることなく、より確実に半導体チップ70を配線基板40に接合することができる。   Therefore, a larger amount of heat is supplied to the second wiring unit 14 by increasing the number of laser beams irradiated to the second wiring unit 14 than the number of laser beams irradiated to the first wiring unit 12. The semiconductor chip 70 can be reliably bonded to the wiring board 40. In addition to the position where the laser beam is in contact with the cathode electrode 60 (laser spot 82), heat is also generated at the position of the laser spot 80 by irradiating the laser spot 80. The generated heat can be prevented from being radiated in the direction of the laser spot 80. In particular, since the laser spot 80 is positioned closer to the second wiring 25 than the laser spot 82, heat generated in the laser spot 82 can be suppressed from being radiated in the direction of the second wiring 25. Therefore, according to the present embodiment, the semiconductor chip 70 can be more reliably bonded to the wiring substrate 40 without changing the irradiation intensity and irradiation time of the laser light between the anode electrode 54 and the cathode electrode 60.

なお、レーザ光を照射しながら、半導体チップ70に対して、配線基板40方向に適切な荷重をかけてもよい。   Note that an appropriate load may be applied to the semiconductor chip 70 in the direction of the wiring substrate 40 while irradiating the laser beam.

以上の工程により半導体モジュール100(図7参照)を製造することができる。   The semiconductor module 100 (see FIG. 7) can be manufactured through the above steps.

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。本実施の形態にかかる変形例について以下に説明する。   The present invention is not limited to the embodiment described above. A modification according to this embodiment will be described below.

第1の変形例にかかる半導体モジュールの製造方法について説明する。第1の変形例にかかる半導体モジュールの製造方法は、用いる配線基板の配線部の形状が上述した配線部の形状と異なる。図8および図9は、第1の変形例にかかる配線基板140を模式的に示す平面図である。配線基板140は、第1の基板110と、第1の配線部112と、第2の配線部114とを含む。第1の配線部112は、第1の配線121と、第1のランド120と、第1の突起部116とを有する。第2の配線部114は、第2の配線125と、第2のランド124と、第1の突起部118とを有する。   A method for manufacturing a semiconductor module according to the first modification will be described. In the semiconductor module manufacturing method according to the first modification, the shape of the wiring portion of the wiring board to be used is different from the shape of the wiring portion described above. 8 and 9 are plan views schematically showing the wiring board 140 according to the first modification. The wiring board 140 includes a first board 110, a first wiring part 112, and a second wiring part 114. The first wiring part 112 includes a first wiring 121, a first land 120, and a first protrusion 116. The second wiring part 114 includes a second wiring 125, a second land 124, and a first protrusion 118.

第1のランド120と第2のランド124は、平面形状において平行に形成されている。また第1の配線121の形状は、屈曲した平面形状を有する。   The first land 120 and the second land 124 are formed in parallel in a planar shape. The shape of the first wiring 121 has a bent planar shape.

図9には、配線基板140に照射されるレーザスポットが示されている。また、図9の破線部は半導体チップ70の形状を示す。第1の変形例において、分岐素子は、2次元マトリックス状のレーザビームにレーザ光を分岐する。即ち分岐素子は、図9に示すように、平面視において行方向および列方向の双方において、レーザ光を複数に分岐することができる。このように、レーザ光を2次元マトリックス状に分岐する分岐素子を用いることで、第1の配線部112および第2の配線部114のパターン形状を適切に調整することにより、レーザ光の発生機構をかえることなく、接合に適した光量のレーザ光を配線基板140に出射することができる。   FIG. 9 shows a laser spot irradiated to the wiring board 140. 9 indicates the shape of the semiconductor chip 70. In the first modification, the branch element branches the laser light into a two-dimensional matrix laser beam. That is, as shown in FIG. 9, the branch element can branch the laser beam into a plurality of parts in both the row direction and the column direction in plan view. In this way, by using the branch element that branches the laser light in a two-dimensional matrix, the pattern shape of the first wiring portion 112 and the second wiring portion 114 is appropriately adjusted, thereby generating the laser light generation mechanism. Without changing, it is possible to emit a laser beam having a light quantity suitable for bonding to the wiring board 140.

具体的に第1の変形例では、3×2のレーザスポットが形成される。このようなレーザスポット数にすることにより、たとえば第2の配線部114には、3つのレーザスポット180、182、184にレーザビームを照射し、第1の配線部112には、2つのレーザスポット186、188にレーザビームを照射することができる。また第1の配線部112のパターン形状をかえることにより、1つのレーザスポットのみにレーザビームを照射することもできる。   Specifically, in the first modification, a 3 × 2 laser spot is formed. By setting the number of laser spots in this way, for example, the second wiring portion 114 is irradiated with laser beams to the three laser spots 180, 182, and 184, and the first wiring portion 112 is irradiated with two laser spots. 186 and 188 can be irradiated with a laser beam. Further, by changing the pattern shape of the first wiring portion 112, only one laser spot can be irradiated with the laser beam.

また第1の配線121の形状を屈曲した平面形状にすることにより、たとえばレーザスポット190に照射されたレーザビームが第1の配線部112を照射するのを防ぎ、過度な光量のレーザ光が照射されるのを容易に防止することができる。このように、第1の変形例にかかる半導体モジュールの製造方法によれば、半導体チップ70においてアノード電極54とカソード電極60の熱容量および放熱性に応じて、容易にレーザスポット数をかえることができ、適切な光量のレーザ光を照射して半導体チップを配線基板に接合することができる。   Further, by making the shape of the first wiring 121 into a bent planar shape, for example, the laser beam irradiated to the laser spot 190 is prevented from irradiating the first wiring part 112, and an excessive amount of laser light is irradiated. Can be easily prevented. As described above, according to the semiconductor module manufacturing method according to the first modification, the number of laser spots can be easily changed in the semiconductor chip 70 according to the heat capacity and heat dissipation of the anode electrode 54 and the cathode electrode 60. The semiconductor chip can be bonded to the wiring substrate by irradiating with an appropriate amount of laser light.

以上、第1の変形例にかかる半導体モジュールの製造方法について説明したが、上記以外の半導体モジュールの製造方法の工程および構成については、本実施の形態にかかる半導体モジュールの製造工程と同様であるので説明を省略する。   The semiconductor module manufacturing method according to the first modification has been described above. However, the processes and configuration of the semiconductor module manufacturing method other than those described above are the same as those of the semiconductor module manufacturing process according to the present embodiment. Description is omitted.

次に第2の変形例にかかる半導体モジュールの製造方法について説明する。第2の変形例にかかる半導体モジュールの製造方法において用いる配線基板は、配線部の形状が上述した本実施の形態にかかる配線部の形状と異なる。図10は、第2の変形例にかかる配線基板240を模式的に示す平面図である。第2の変形例にかかる第2の配線部214は、複数の第2のランド224、225を有する。即ち、第2のランド224と第2のランド225の間には、配線226が形成されており、配線226の線幅は、第2のランド224および第2のランド225の幅より小さい。第2のランド224内のレーザスポット80および第2のランド225内のレーザスポット82にレーザビームが照射される。   Next, a method for manufacturing a semiconductor module according to the second modification will be described. The wiring board used in the method for manufacturing a semiconductor module according to the second modification is different in the shape of the wiring portion from the shape of the wiring portion according to the present embodiment described above. FIG. 10 is a plan view schematically showing a wiring board 240 according to the second modification. The second wiring unit 214 according to the second modification has a plurality of second lands 224 and 225. That is, the wiring 226 is formed between the second land 224 and the second land 225, and the line width of the wiring 226 is smaller than the width of the second land 224 and the second land 225. A laser beam is irradiated to the laser spot 80 in the second land 224 and the laser spot 82 in the second land 225.

このように、レーザスポット80とレーザスポット82の間の第2の配線部214の幅を変えることにより、レーザスポット82からの放熱性をコントロールすることができる。これにより、レーザスポット82において必要な熱量を過不足なく供給することができ、より精度良く半導体チップ70を配線基板40に接合することができる。   Thus, by changing the width of the second wiring portion 214 between the laser spot 80 and the laser spot 82, the heat dissipation from the laser spot 82 can be controlled. Accordingly, the necessary amount of heat can be supplied to the laser spot 82 without excess and deficiency, and the semiconductor chip 70 can be bonded to the wiring substrate 40 with higher accuracy.

以上、第2の変形例にかかる半導体モジュールの製造方法について説明したが、上記以外の半導体モジュールの製造方法の工程および構成については、本実施の形態にかかる半導体モジュールの製造工程と同様であるので説明を省略する。   The semiconductor module manufacturing method according to the second modification has been described above. However, the processes and configuration of the semiconductor module manufacturing method other than those described above are the same as the semiconductor module manufacturing process according to the present embodiment. Description is omitted.

上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。   As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail. However, those skilled in the art can easily understand that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. . Accordingly, all such modifications are included in the scope of the present invention.

例えば、上述した実施形態において、各半導体層におけるp型とn型、カソード電極とアノード電極とを入れ替えても本発明の趣旨を逸脱するものではない。   For example, in the above-described embodiment, the p-type and n-type, the cathode electrode, and the anode electrode in each semiconductor layer are interchanged without departing from the spirit of the present invention.

本実施の形態にかかる半導体モジュールの製造方法を説明するための図。The figure for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor module concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる半導体モジュールの製造方法を説明するための図。The figure for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor module concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる半導体モジュールの製造方法を説明するための図。The figure for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor module concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる半導体モジュールの製造方法を説明するための図。The figure for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor module concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる半導体モジュールの製造方法を説明するための図。The figure for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor module concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる半導体モジュールの製造方法を説明するための図。The figure for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor module concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる半導体モジュールの製造方法を説明するための図。The figure for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor module concerning this Embodiment. 第1の変形例にかかる半導体モジュールの製造方法を説明するための図。The figure for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor module concerning a 1st modification. 第1の変形例にかかる半導体モジュールの製造方法を説明するための図。The figure for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor module concerning a 1st modification. 第2の変形例にかかる半導体モジュールの製造方法を説明するための図。The figure for demonstrating the manufacturing method of the semiconductor module concerning a 2nd modification.

符号の説明Explanation of symbols

10 第1の基板、12 第1の配線部、14 第2の配線部、16 第1の突起部、18 第2の突起部、20 第1のランド、21 第1の配線21、24 第2のランド、25 第2の配線、26 第1の接合部、28 第2の接合部、40 配線基板、50 第2の基板、52 共振器、54 アノード電極、56 第1の電極パッド、60 カソード電極、70 半導体チップ、80、82、84 レーザスポット、90 ボンディングツール、92 吸着穴、100 半導体モジュール DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 1st board | substrate, 12 1st wiring part, 14 2nd wiring part, 16 1st projection part, 18 2nd projection part, 20 1st land, 21 1st wiring 21, 24 2nd Land, 25 second wiring, 26 first junction, 28 second junction, 40 wiring board, 50 second substrate, 52 resonator, 54 anode electrode, 56 first electrode pad, 60 cathode Electrode, 70 Semiconductor chip, 80, 82, 84 Laser spot, 90 Bonding tool, 92 Suction hole, 100 Semiconductor module

Claims (8)

ワイヤレスボンディングによって、カソード電極およびアノード電極を有する半導体チップを、第1の配線部および第2の配線部を有する配線基板に接合する半導体モジュールの製造方法であって、
(a)前記カソード電極が前記第2の配線部に対向し、前記アノード電極が前記第1の配線部に対向するように、前記半導体チップを前記配線基板上に配置する工程と、
(b)前記第1の配線部および前記第2の配線部のそれぞれにおいて、少なくとも一のレーザスポットにレーザビームを照射する工程と、
(c)前記カソード電極を前記第2の配線部に接合し、前記アノード電極を前記第1の配線部に接合する工程と、
を含み、
前記第1の配線部においてレーザビームが照射されるレーザスポット数は、前記第2の配線部においてレーザビームが照射されるレーザスポット数と異なる、半導体モジュールの製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor module in which a semiconductor chip having a cathode electrode and an anode electrode is joined to a wiring board having a first wiring portion and a second wiring portion by wireless bonding,
(A) disposing the semiconductor chip on the wiring substrate such that the cathode electrode faces the second wiring portion and the anode electrode faces the first wiring portion;
(B) irradiating at least one laser spot with a laser beam in each of the first wiring portion and the second wiring portion;
(C) joining the cathode electrode to the second wiring part and joining the anode electrode to the first wiring part;
Including
The method of manufacturing a semiconductor module, wherein the number of laser spots irradiated with the laser beam in the first wiring portion is different from the number of laser spots irradiated with the laser beam in the second wiring portion.
請求項1において、
前記半導体チップは、半導体基板と、前記半導体基板上に形成された半導体素子とをさらに有し、
前記カソード電極および前記アノード電極のうち、前記半導体基板に接している電極に対向する配線部に照射されるレーザスポット数は、他の配線部に照射されるレーザスポット数より多い、半導体モジュールの製造方法。
In claim 1,
The semiconductor chip further includes a semiconductor substrate and a semiconductor element formed on the semiconductor substrate,
Of the cathode electrode and the anode electrode, the number of laser spots irradiated to the wiring portion facing the electrode in contact with the semiconductor substrate is greater than the number of laser spots irradiated to other wiring portions. Method.
請求項2において、
前記第1の配線部および第2の配線部は、前記カソード電極または前記アノード電極と対向するように配置されているランドと、前記ランドと電気的に接続されている配線をそれぞれ有し、
前記半導体基板に接している電極に対向するランドの面積は、他の配線部が有するランドの面積より大きい、半導体モジュールの製造方法。
In claim 2,
The first wiring portion and the second wiring portion each have a land disposed so as to face the cathode electrode or the anode electrode, and a wiring electrically connected to the land,
A method for manufacturing a semiconductor module, wherein an area of a land facing an electrode in contact with the semiconductor substrate is larger than an area of a land included in another wiring portion.
請求項2において、
前記第1の配線部および第2の配線部は、前記レーザビームが照射される領域であるランドと、前記ランドと電気的に接続されている配線をそれぞれ有し、
前記半導体基板に接している電極に対向する配線部が有するランドの数は、他の配線部が有するランドの数より多い、半導体モジュールの製造方法。
In claim 2,
The first wiring portion and the second wiring portion each have a land that is an area irradiated with the laser beam, and a wiring that is electrically connected to the land,
The method of manufacturing a semiconductor module, wherein the number of lands included in the wiring portion facing the electrode in contact with the semiconductor substrate is greater than the number of lands included in the other wiring portions.
請求項1ないし4のいずれかにおいて、
前記第1の配線部および第2の配線部は、前記カソード電極または前記アノード電極と接合するための突起部をそれぞれ有し、
前記工程(b)では、前記第1の配線部および前記第2の配線部において、前記突起部と、当該突起部以外の領域にレーザビームを照射する、半導体モジュールの製造方法。
In any of claims 1 to 4,
The first wiring portion and the second wiring portion each have a protrusion for bonding to the cathode electrode or the anode electrode,
In the step (b), in the first wiring portion and the second wiring portion, a method of manufacturing a semiconductor module, wherein a laser beam is irradiated to the protruding portion and a region other than the protruding portion.
請求項1ないし5のいずれかにおいて、
前記工程(b)では、一のレーザ光を複数のレーザビームに分岐して、前記第1の配線部および前記第2の配線部に照射する、半導体モジュールの製造方法。
In any of claims 1 to 5,
In the step (b), a method of manufacturing a semiconductor module, wherein one laser beam is branched into a plurality of laser beams and irradiated to the first wiring portion and the second wiring portion.
請求項6において、
前記工程(b)では、一のレーザ光を複数のレーザビームに分岐して、2次元マトリックス状のレーザスポットに照射する、半導体モジュールの製造方法。
In claim 6,
In the step (b), a method of manufacturing a semiconductor module, wherein one laser beam is branched into a plurality of laser beams and irradiated to a two-dimensional matrix laser spot.
請求項1ないし7のいずれかにおいて、
前記配線基板は、前記レーザビームを透過する透明基板をさらに有し、
前記第1の配線部および前記第2の配線部は、前記透明基板上に形成されており、
前記工程(b)では、前記レーザビームを前記透明基板の下方から照射する、半導体モジュールの製造方法。
In any one of Claims 1 thru | or 7,
The wiring board further includes a transparent substrate that transmits the laser beam,
The first wiring part and the second wiring part are formed on the transparent substrate,
In the step (b), a method of manufacturing a semiconductor module, wherein the laser beam is irradiated from below the transparent substrate.
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