JP2008147529A - 半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008147529A JP2008147529A JP2006335183A JP2006335183A JP2008147529A JP 2008147529 A JP2008147529 A JP 2008147529A JP 2006335183 A JP2006335183 A JP 2006335183A JP 2006335183 A JP2006335183 A JP 2006335183A JP 2008147529 A JP2008147529 A JP 2008147529A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solder
- lead frame
- die pad
- semiconductor device
- heating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
- H01L24/741—Apparatus for manufacturing means for bonding, e.g. connectors
- H01L24/743—Apparatus for manufacturing layer connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
- H01L2224/741—Apparatus for manufacturing means for bonding, e.g. connectors
- H01L2224/743—Apparatus for manufacturing layer connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/35—Mechanical effects
- H01L2924/351—Thermal stress
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Abstract
【課題】鉛フリーはんだをリードフレームのダイパッド上に均一に広げると共に、リードフレームの軟化による歪を抑制することを目的とする。
【解決手段】はんだタタキ部5を局部的に加熱可能な局部加熱手段10を加熱プレート9に備えることにより、鉛フリーはんだを均一に広げることが可能な温度にはんだタタキ部5のみを加熱しながら、加熱プレート9の温度をリードフレームの軟化を抑制できる程度の低温に維持できるため、鉛フリーはんだを均一に広げながらリードフレームの軟化による歪みを抑制することが可能となる。
【選択図】図1
【解決手段】はんだタタキ部5を局部的に加熱可能な局部加熱手段10を加熱プレート9に備えることにより、鉛フリーはんだを均一に広げることが可能な温度にはんだタタキ部5のみを加熱しながら、加熱プレート9の温度をリードフレームの軟化を抑制できる程度の低温に維持できるため、鉛フリーはんだを均一に広げながらリードフレームの軟化による歪みを抑制することが可能となる。
【選択図】図1
Description
本発明は、半導体装置の製造工程における、リードフレームのダイパッド上にはんだを広げて半導体チップを接合するダイボンディング工程を備える半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法に関するものである。
半導体装置のディスクリート分野におけるリードフレームへの半導体チップのダイボンディングにおいては、ダイボンディング用材料としてワイヤ状の鉛はんだ等の軟質はんだ(はんだワイヤ)が用いられている。
以下、図9,図10を用いて、従来の半導体チップのリードフレームへのダイボンディングについて説明する。
図9は従来の半導体チップのダイボンディングを行う装置を例示する概略図、図10は従来のダイボンディングの装置を使用した半導体装置の製造方法を示す工程図である。
図9は従来の半導体チップのダイボンディングを行う装置を例示する概略図、図10は従来のダイボンディングの装置を使用した半導体装置の製造方法を示す工程図である。
図9に示すように、従来のダイボンディングの装置は、はんだをリードフレームのダイパッドに供給するためのはんだ供給部3とダイパッド上のはんだを均一に広げるはんだタタキ部5と半導体チップをダイパッド上のはんだ上に接合させる半導体チップ接合部7およびリードフレームの加熱するための加熱プレート9により構成されている。はんだ供給部3は、スプール2に巻き取られたはんだワイヤ1を有し、はんだタタキ部5はダイパッド上のはんだを均一に広げるためのタタキ治具4を有し、半導体チップ接合部7は半導体チップを吸着してダイパッドと接合させるチップコレット6を有し、さらに加熱プレート9は金属製のレールに加熱ヒーター8が設置されている。一般的に、ダイボンディングに使用されるはんだワイヤ1の材料としては、半導体装置を回路基板に実装するために使用するはんだ材料より溶融温度が高温であることが要求されるため、現状は鉛を主成分とした鉛系はんだが使用されている。
さらに、このダイボンディングの装置を使用した半導体装置の製造方法について図10を参照して説明する。
まず、図10(a)に示すように、はんだ供給部3よりスプール2に巻き取られたはんだワイヤ1がリードフレーム13のダイパッド部に接触してはんだが供給され、過熱プレート9上をはんだタタキ部5に送られる。
まず、図10(a)に示すように、はんだ供給部3よりスプール2に巻き取られたはんだワイヤ1がリードフレーム13のダイパッド部に接触してはんだが供給され、過熱プレート9上をはんだタタキ部5に送られる。
次に、図10(b)に示すように、リードフレーム13のダイパッド上に供給された供給はんだ14をはんだタタキ部5のタタキ治具4を用いてリードフレーム13のダイパッド上に均一に広げられ、過熱プレート9上を半導体チップ接合部7に送られる。
次に、図10(c)に示すように、半導体チップ接合部7のチップコレット6に吸着した半導体チップ15をリードフレーム13のダイパッド上に広げられた供給はんだ14と接合してダイボンディングが終了する。
以上のように、はんだワイヤ1がリードフレーム13のダイパッド上に供給され、タタキ治具4により均一に広げられ、半導体チップ15をリードフレーム13のダイパッドと接合される。リードフレーム13のダイパッド上に広げる供給はんだ14の面積や厚みにおいてはタタキ治具の面積や上下の移動距離で調整される。現行のダイボンディング用のはんだ材料においては、Pb−1〜10%Snの主成分が鉛のはんだに使用されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2006−114649号公報
従来のダイボンディングに用いるはんだ材料は鉛を主成分にしたPb−1〜10%Snの鉛はんだが使用されているが、鉛フリー化に伴い鉛を用いないSn、Zn、Ag,Cu、Bi等の材料を用いた鉛フリーのはんだの開発が進んでいる。
この鉛フリーのはんだ(以下、鉛フリーはんだと略す)は、鉛を主成分にしていないために、溶融温度が鉛はんだと比較して高くなっている。このため、鉛フリーはんだをリードフレームのダイパッドに供給して半導体チップを接合するまでの温度が鉛はんだと比較して100℃以上高くする必要が生じ、従来の加熱方法では加熱プレート中の加熱ヒーターにより加熱プレートを通してリードフレームを加熱していたため、処理温度が高温になることでリードフレームが軟化して曲がりやすくなり、歪みが発生しやすくなるという問題点があった。
そこで、本発明は、鉛フリーはんだをリードフレームのダイパッド上に均一に広げると共に、リードフレームの軟化による歪を抑制する半導体装置の製造装置と製造方法を提供することを目的としたものである。
上記目的を達成するために本発明の半導体装置の製造装置は、リードフレームのダイパッド上にはんだを供給して半導体チップを前記リードフレームのダイパッドと前記はんだにより接合して搭載する半導体装置の製造装置であって、リードフレームのダイパッド部に前記はんだを供給するはんだ供給部と、前記リードフレームのダイパッド部に供給された前記はんだをタタキ治具により広げるはんだタタキ部と、前記リードフレームのダイパッド部と前記半導体チップ裏面を前記はんだにより接合させる半導体チップ接合部と、前記リードフレーム全体を前記はんだの溶融温度以上に保持する加熱プレートとを有し、さらに、前記はんだタタキ部に前記リードフレームのダイパッド部を局部的に加熱する加熱手段を設けることを特徴とする。
また、前記加熱手段を前記はんだタタキ部にも設けることを特徴とする。
また、前記加熱手段を前記半導体チップ接合部にも設けることを特徴とする。
また、前記加熱手段が局部加熱ヒーターであることを特徴とする。
また、前記加熱手段を前記半導体チップ接合部にも設けることを特徴とする。
また、前記加熱手段が局部加熱ヒーターであることを特徴とする。
また、前記加熱手段が局部加熱ヒーターであることを特徴とする。
また、前記加熱手段がコイルであることを特徴とする。
また、前記半導体チップ接合部に対する前記加熱手段として局部加熱ヒーターを設けることを特徴とする。
また、前記加熱手段がコイルであることを特徴とする。
また、前記半導体チップ接合部に対する前記加熱手段として局部加熱ヒーターを設けることを特徴とする。
また、前記タタキ治具内部に加熱ヒーターを備えることを特徴とする。
また、前記加熱手段が、前記加熱プレートと熱伝導的に絶縁されていることを特徴とする。
また、前記加熱手段が、前記加熱プレートと熱伝導的に絶縁されていることを特徴とする。
また、前記ダイパッド部を構成する材料あるいは前記はんだ材料が磁性金属により構成されることを特徴とする。
また、前記磁性金属がNiまたはFeであることを特徴とする。
また、前記磁性金属がNiまたはFeであることを特徴とする。
さらに、本発明の半導体装置の製造方法は、リードフレームのダイパッド上にはんだを供給して半導体チップを前記リードフレームのダイパッドと前記はんだにより接合して搭載する半導体装置の製造方法であって、前記リードフレームを加熱プレートにより加熱すると共に前記リードフレームのダイパッド部に前記はんだを供給する工程と、前記リードフレームのダイパッド部をヒーターにより局部的に加熱しながら前記はんだをリードフレームのダイパッド部に広げる工程と、前記リードフレームのダイパッド部に広げた前記はんだ上に前記半導体チップを接合する工程とを有することを特徴とする。
また、前記はんだを供給する際あるいは前記半導体チップを接合する際にも、前記リードフレームのダイパッド部を局部的に加熱することを特徴とする。
また、本発明の半導体装置の製造方法は、リードフレームのダイパッド上にはんだを供給して半導体チップを前記リードフレームのダイパッドと前記はんだにより接合して搭載する半導体装置の製造方法であって、前記リードフレームを加熱プレートにより加熱すると共に前記リードフレームのダイパッド部に前記はんだを供給する工程と、前記リードフレームのダイパッド部の下に設置したコイルに電流を流して磁界を発生させ、前記磁界により前記リードフレームあるいは前記はんだに渦電流を発生させることにより前記リードフレームあるいは前記はんだを局部的に加熱しながら前記ダイパッド上に前記はんだを広げる工程と、前記リードフレームのダイパッド部に広げた前記はんだ上に前記半導体チップを接合する工程とを有することを特徴とする。
また、本発明の半導体装置の製造方法は、リードフレームのダイパッド上にはんだを供給して半導体チップを前記リードフレームのダイパッドと前記はんだにより接合して搭載する半導体装置の製造方法であって、前記リードフレームを加熱プレートにより加熱すると共に前記リードフレームのダイパッド部に前記はんだを供給する工程と、前記リードフレームのダイパッド部の下に設置したコイルに電流を流して磁界を発生させ、前記磁界により前記リードフレームあるいは前記はんだに渦電流を発生させることにより前記リードフレームあるいは前記はんだを局部的に加熱しながら前記ダイパッド上に前記はんだを広げる工程と、前記リードフレームのダイパッド部に広げた前記はんだ上に前記半導体チップを接合する工程とを有することを特徴とする。
また、前記はんだを供給する際にも、前記リードフレームのダイパッド下面に第2のコイルを設置し、前記第2のコイルに電流を流すことで生じる渦電流により前記リードフレームの上面あるいは前記はんだを局部的に加熱することを特徴とする。
以上により、鉛フリーはんだをリードフレームのダイパッド上に均一に広げると共に、リードフレームの軟化による歪を抑制することができる。
以上のように、はんだタタキ部を局部的に加熱可能な局部加熱手段を加熱プレートに備えることにより、鉛フリーはんだを均一に広げることが可能な温度にはんだタタキ部のみを加熱しながら、加熱プレートの温度をリードフレームの軟化を抑制できる程度の低温に維持できるため、鉛フリーはんだを均一に広げながらリードフレームの軟化による歪みを抑制することが可能となる。
本発明の半導体装置の製造装置は、リードフレーム全体を常に高温に保持するのではなく、はんだ供給部やはんだタタキ部や半導体チップ接合部の工程のいずれかまたはその組み合わせにおいて局部加熱することにより、リードフレームのダイパッドを高温にすることで鉛フリーはんだを均一に供給する加熱手段を備えるものである。ここで、この加熱手段は、通常の加熱プレートとは独立したリードフレームのダイパッド部分のみを加熱する局部加熱手段であることが望ましい。
上記構成によれば、前記局部加熱手段によりはんだ供給工程、はんだタタキ工程、半導体チップ接合工程のみを局部加熱によりリードフレームのダイパッドを高温にすることでリードフレームのダイパッド上に均一で必要量の鉛フリーのはんだを供給することができると共に、リードフレーム全体が高温になる時間を短縮することができるためにリードフレームの軟化による歪を抑制することができ、ダイボンディングの接続信頼性を向上することができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、図9と図10に示した従来のはんだ供給装置の構成と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
[実施の形態1]
本発明の実施の形態1における半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法について図1〜図4を参照しながら説明する。
[実施の形態1]
本発明の実施の形態1における半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法について図1〜図4を参照しながら説明する。
まず、図1〜図3を参照して実施の形態1における半導体装置の製造装置に関し、はんだを用いたリードフレーム上への半導体チップのダイボンディング装置について説明する。
図1は本発明の半導体装置の製造装置におけるはんだタタキ部を加熱する局部加熱ヒーターを備えるダイボンディング装置の構成図であり、図1(a)は断面図,図1(b)は上面から見た概略図である。図2は本発明の半導体装置の製造装置におけるはんだタタキ部を加熱する局部加熱ヒーターを複数備えるダイボンディング装置の構成図であり、図2(a)ははんだ供給部およびはんだタタキ部を加熱する局部加熱ヒーターを備えるダイボンディング装置の構成図,図2(b)ははんだ供給部およびはんだタタキ部ならびにチップ接合部を加熱する局部加熱ヒーターを備えるダイボンディング装置の構成図である。図3は本発明の半導体装置の製造装置におけるはんだタタキ治具に加熱ヒーターを備えるダイボンディング装置の構成図である。
図1(a)に示すように、基本的な構成は従来のダイボンディング装置と同様には鉛フリーはんだワイヤ1がスプール2に巻き取られたはんだ供給部3と、リードフレームのダイパッド上に供給されたはんだを広げるためのはんだタタキ治具4を有するはんだタタキ部5と、はんだタタキ部5で広げられたはんだに半導体チップを接合するためのチップコレット6を有するチップ接合部7、さらにリードフレーム全体を加熱するための加熱ヒーター8を有する加熱プレート9により構成され、はんだタタキ部5のはんだタタキ治具4に隣接する加熱プレート9内に、局部的にリードフレームのダイパッドを加熱するための局部加熱ヒーター10が設置されている。また、局部加熱ヒーター10は加熱プレート9から熱的に絶縁するために断熱材11で覆われている。図1(b)には加熱プレート9の上面を示した。図からわかるように、局部加熱ヒーター10はリードフレームイメージ12のダイパッド部の位置に設置している。
はんだワイヤにおいて、鉛を主成分とするPb−1〜10%Snの溶融温度は310℃程度であるため工程処理の温度が350℃〜380℃で処理が可能である。しかし、鉛フリー系のSn、Zn、Ag,Cu、Bi等の材料を主成分とする鉛フリーはんだは、鉛はんだと比較して溶融温度が380℃以上と高いため工程処理温度が400℃〜500℃と高温になってしまう。特に、450℃以上に数十秒程度保持するとリードフレームが軟化して歪みが生じやすくなる。このためリードフレームが高温になる時間を短縮する必要があるため、局部加熱ヒーター10を加熱プレート9内に設置した。さらに局部加熱ヒーター10を断熱材11で熱的に加熱プレート9より絶縁することで加熱プレート9の局部加熱ヒーター10による加熱プレート9の温度上昇を防止している。
このように、はんだタタキ部を局部的に加熱可能な局部加熱ヒーターを加熱プレートに備えることにより、はんだタタキ部のみを鉛フリーはんだを均一に広げることが可能な温度に加熱しながら、加熱プレートの温度を350℃〜380℃のリードフレームの軟化を抑制できる程度の低温に維持できるため、鉛フリーはんだを均一に広げながらリードフレームの軟化による歪みを抑制してダイボンディングの接続信頼性を向上することが可能となる。
図2に、局部加熱ヒーターをはんだ供給部やチップ接合部にも設置した場合のボンディング装置を示す。
図2(a)ははんだ供給部3とはんだタタキ部5に局部加熱ヒーター10を設置したものである。
図2(a)ははんだ供給部3とはんだタタキ部5に局部加熱ヒーター10を設置したものである。
図2(b)ははんだ供給部3とはんだタタキ部5とチップ接合部7に局部加熱ヒーター10を設置したものである。
はんだ供給部3やチップ接合部7にも局部加熱ヒーターを設置することで、リードフレーム温度より低温のはんだやチップがリードフレームと接触することによるリードフレームの低温化を防止し、溶融温度が高い鉛フリーはんだの接合を容易に実施することが可能になる。
はんだ供給部3やチップ接合部7にも局部加熱ヒーターを設置することで、リードフレーム温度より低温のはんだやチップがリードフレームと接触することによるリードフレームの低温化を防止し、溶融温度が高い鉛フリーはんだの接合を容易に実施することが可能になる。
図3に示すダイボンディング装置は、はんだ供給部3とはんだタタキ部5とチップ接合部7に局部加熱ヒーター10を設置し、さらにはんだタタキ部5のタタキ治具4の内部に加熱ヒーター8を装着したものである。タタキ治具4に加熱ヒーター8を装着することで、はんだのタタキ動作によるはんだの温度低下の防止効果が得られる。
次に、図4を用いて、上記半導体装置の製造装置を使用した半導体装置の製造方法について説明する。
図4は実施の形態1に示す半導体装置の製造装置を用いた半導体装置の製造方法を示す工程図である。
図4は実施の形態1に示す半導体装置の製造装置を用いた半導体装置の製造方法を示す工程図である。
まず、図4(a)に示すように、はんだ供給部3において、スプール2から供給された鉛フリーのはんだワイヤ1が、リードフレーム13のダイパッド部にはんだが供給されることにより、ダイパッド部に半球状の供給はんだ14が供給される。
次に、ダイパッド上に供給はんだ14が塗布されたリードフレーム13をはんだタタキ部5に移動し、図4(b)に示すように、リードフレーム13のダイパッド上の供給はんだ14にタタキ治具4が降下して、半球状の供給はんだ14をダイパッド部に広げる。この際に、局部加熱ヒーター10によりリードフレーム13のダイパッドを局部加熱することで、供給はんだ14の粘度の低下を促進することにより、供給はんだ14が広がり易くなり、かつリードフレーム13材料との合金化が促進される効果が得られる。さらに、供給はんだ14が広がるため、供給はんだ14の厚みの均一化効果も得られる。
次に、図4(c)に示すように、チップ接合部7にリードフレーム13が移動し、はんだタタキ部5でリードフレーム13のダイパッド上に広げられた供給はんだ14に、チップコレット6に吸着させた半導体チップ15を押し当てて、半導体チップ15とリードフレーム13の接合を行う。
以上のように、本実施の形態1によれば、少なくともはんだタタキ部を局部加熱してダイボンディングを行うことにより、リードフレームの必要以上の熱的ストレスを抑制することができるため、供給はんだを均一に広げて安定した半導体チップの接合が得られると共に、リードフレームの軟化による歪を抑制することができる。
[実施の形態2]
本発明の実施の形態2における半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法について図5〜図8を参照しながら説明する。
[実施の形態2]
本発明の実施の形態2における半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法について図5〜図8を参照しながら説明する。
まず、図5〜図7を参照して実施の形態2における半導体装置の製造装置に関し、はんだを用いたリードフレーム上への半導体チップのダイボンディング装置について説明する。
図5は本発明の半導体装置の製造装置におけるはんだタタキ部を加熱するコイルを備えるダイボンディング装置の構成図であり、図5(a)は断面図,図5(b)は上面から見た概略図である。図6は本発明の半導体装置の製造装置におけるはんだタタキ部を加熱するコイルを複数備えるダイボンディング装置の構成図であり、図6(a)ははんだ供給部およびはんだタタキ部を加熱するコイルを備えるダイボンディング装置の構成図,図6(b)はははんだ供給部およびはんだタタキ部を加熱するコイルとチップ接合部を加熱する局部加熱ヒーターを備えるダイボンディング装置の構成図である。図7は実施の形態2の半導体装置の製造装置におけるはんだタタキ治具に加熱ヒーターを備えるダイボンディング装置の構成図である。
図5(a)に示すように、基本的な構成は従来のダイボンディング装置と同様に、鉛フリーはんだワイヤ1がスプール2に巻き取られたはんだ供給部3と、リードフレームのダイパッド上に供給されたはんだを広げるためのタタキ治具4を有するはんだタタキ部5と、はんだタタキ部5で広げられたはんだに半導体チップを接合するためのチップコレット6を有するチップ接合部7、さらにリードフレーム全体を加熱するための加熱ヒーター8を有する加熱プレート9により構成され、はんだタタキ部5のはんだタタキ治具4に隣接する加熱プレート9内に、局部的にリードフレームのダイパッドを加熱するためのコイル16が設置されている。この構成のダイボンディング装置において、コイル16に電流を流すことで発生した磁束により、リードフレーム表面のNiめっき膜に渦電流が発生してNi膜自体が自己発熱して高温になる。この発熱によりはんだが溶融する構成になっている。また、コイル16の上部が加熱プレート8で覆われていると、加熱プレート8自体に渦電流が発生して発熱してしまうために、コイル16上部は断熱材11を設置している。図5(b)にはコイル16の上面を示した。図からわかるように、コイル16がリードフレームイメージ12のダイパッド部の位置に設置している。
コイル16により発生する磁束により、リードフレームを自己発熱させる方法において、発熱量がコイル16に流す電流量により制御できるため、温度制御が容易になる。
また、高周波電流を用いることでさらに短時間で高温度にすることが可能となる。
また、高周波電流を用いることでさらに短時間で高温度にすることが可能となる。
さらに、コイル16を用いることで、リードフレームの凹凸や形状や反り状態によるリードフレームへの熱伝達のむらが生じ、高温になるまでに時間がかかり昇温速度に生じるバラツキを抑制でき、昇温速度を一定に保持することが可能になる。
このように、はんだタタキ部を局部的に加熱可能なコイルを加熱プレートに備えることにより、鉛フリーはんだを均一に広げることが可能な温度にはんだタタキ部のみを加熱しながら、加熱プレートの温度を350℃〜380℃のリードフレームの軟化を抑制できる程度の低温に維持できるため、鉛フリーはんだを均一に広げながらリードフレームの軟化による歪みを抑制してダイボンディングの接続信頼性を向上することが可能となる。
図6に、コイルと局部加熱ヒーターをはんだ供給部やチップ接合部に設置した場合のボンディング装置を示す。
図6(a)ははんだ供給部3とはんだタタキ部5にコイル16を設置したものである。
図6(a)ははんだ供給部3とはんだタタキ部5にコイル16を設置したものである。
図6(b)ははんだ供給部3とはんだタタキ部5にコイル16を、チップ接合部7に局部加熱ヒーター10を設置したものである。チップ接合部7において、局部加熱ヒーターを用いて半導体チップを加熱した場合には、半導体チップ温度は局部加熱ヒーターからの熱伝導のみに影響されるために局部加熱ヒーター温度以上になることはないが、チップ接合部7にコイルを設置した場合は、半導体チップの回路を構成する材料に磁性体が使用されていると、コイルにより磁性体部が局部発熱して高温になり半導体チップの回路を形成する配線を溶断したりする場合があるため、チップ接合部7にはコイル16を設置していない。ただし、半導体チップの回路を形成する材料に磁性体がない場合はチップ接合部にコイルを設置しても問題ない。
図7に示すダイボンディング装置は、はんだ供給部3およびはんだタタキ部5にコイル16を、チップ接合部7に局部加熱ヒーター10を設置し、さらに、はんだタタキ部5のタタキ治具4の内部に加熱ヒーター8を装着したものである。タタキ治具4に加熱ヒーター8を装着することで、はんだのタタキ動作によるはんだの温度低下の防止効果が得られる。
渦電流の発生は、磁性体の金属にのみ発生するため、ダイパッド部の構成材料やはんだ材料としてはNiやFeの磁性材料を使用する必要がある。また、はんだ材料の成分として磁性材料を混入する場合には、はんだの自己発熱による接合も可能になる。
次に、図8を用いて、上記半導体装置の製造装置を使用した半導体装置の製造方法について説明する。
図8は実施の形態2に示す半導体装置の製造装置を用いた半導体装置の製造方法を示す工程図である。
図8は実施の形態2に示す半導体装置の製造装置を用いた半導体装置の製造方法を示す工程図である。
まず、図8(a)に示すように、はんだ供給部3において鉛フリーのはんだワイヤ1がスプール2から供給され、リードフレーム13のダイパッド部にはんだが供給されることにより、ダイパッド部に半球状の供給はんだ14が供給される。
次に、ダイパッド上に供給はんだ14が塗布されたリードフレーム13をはんだタタキ部5に移動し、図8(b)に示すように、リードフレーム13のダイパッド上の供給はんだ14にタタキ治具4が降下して半球状の供給はんだ14をダイパッド部に広げる。この際に、コイル16に電流を流すことにより発生した磁束により、リードフレーム13の表面にめっきされたNi膜に渦電量が発生し、発生した渦電流によってNi膜自体が自己発熱して高温になり、供給はんだ14の粘度の低下を促進することにより、供給はんだ14が広がり易くなり、かつリードフレーム13材料との合金化が促進される効果が得られる。さらに、供給はんだ14が広がるため、供給はんだ14の厚みの均一化効果も得られる。
次に、図8(c)に示すように、チップ接合部7にリードフレーム13が移動し、はんだタタキ部5でリードフレーム13のダイパッド上に広げられた供給はんだ14にチップコレット6に吸着させた半導体チップ15を押し当てて、半導体チップ15とリードフレーム13の接合を行う。
以上のように、本実施の形態2によれば、少なくともはんだタタキ部を局部加熱してダイボンディングを行うことにより、リードフレームの必要以上の熱的ストレスを抑制することができるため、供給はんだ14を均一に広げて安定した半導体チップ15の接合が得られると共に、リードフレームの軟化による歪を抑制することができる。
本発明は、鉛フリーはんだをリードフレームのダイパッド上に均一に広げると共に、リードフレームの軟化による歪を抑制することができ、半導体装置の製造工程における、リードフレームのダイパッド上にはんだを広げて半導体チップを接合するダイボンディング工程を備える半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法等に有用である。
1 はんだワイヤ
2 スプール
3 はんだ供給部
4 タタキ治具
5 はんだタタキ部
6 チップコレット
7 チップ接合部
8 加熱ヒーター
9 加熱プレート
10 局部加熱ヒーター
11 断熱材
12 リードフレームイメージ
13 リードフレーム
14 供給はんだ
15 半導体チップ
16 コイル
2 スプール
3 はんだ供給部
4 タタキ治具
5 はんだタタキ部
6 チップコレット
7 チップ接合部
8 加熱ヒーター
9 加熱プレート
10 局部加熱ヒーター
11 断熱材
12 リードフレームイメージ
13 リードフレーム
14 供給はんだ
15 半導体チップ
16 コイル
Claims (15)
- リードフレームのダイパッド上にはんだを供給して半導体チップを前記リードフレームのダイパッドと前記はんだにより接合して搭載する半導体装置の製造装置であって、
リードフレームのダイパッド部に前記はんだを供給するはんだ供給部と、
前記リードフレームのダイパッド部に供給された前記はんだをタタキ治具により広げるはんだタタキ部と、
前記リードフレームのダイパッド部と前記半導体チップ裏面を前記はんだにより接合させる半導体チップ接合部と、
前記リードフレーム全体を前記はんだの溶融温度以上に保持する加熱プレートと
を有し、さらに、前記はんだタタキ部に前記リードフレームのダイパッド部を局部的に加熱する加熱手段を設けることを特徴とする半導体装置の製造装置。 - 前記加熱手段を前記はんだタタキ部にも設けることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造装置。
- 前記加熱手段を前記半導体チップ接合部にも設けることを特徴とする請求項2記載の半導体装置の製造装置。
- 前記加熱手段が局部加熱ヒーターであることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の半導体装置の製造装置。
- 前記加熱手段が局部加熱ヒーターであることを特徴とする請求項3記載の半導体装置の製造装置。
- 前記加熱手段がコイルであることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の半導体装置の製造装置。
- 前記半導体チップ接合部に対する前記加熱手段として局部加熱ヒーターを設けることを特徴とする請求項6記載の半導体装置の製造装置。
- 前記タタキ治具内部に加熱ヒーターを備えることを特徴とする請求項5または請求項7のいずれかに記載の半導体装置の製造装置。
- 前記加熱手段が、前記加熱プレートと熱伝導的に絶縁されていることを特徴とする請求項1または請求項2または請求項3または請求項4または請求項5または請求項6または請求項7または請求項8のいずれかに記載の半導体装置の製造装置。
- 前記ダイパッド部を構成する材料あるいは前記はんだ材料が磁性金属により構成されることを特徴とする請求項6または請求項7のいずれかに記載の半導体装置の製造装置。
- 前記磁性金属がNiまたはFeであることを特徴とする請求項10記載の半導体装置の製造装置。
- リードフレームのダイパッド上にはんだを供給して半導体チップを前記リードフレームのダイパッドと前記はんだにより接合して搭載する半導体装置の製造方法であって、
前記リードフレームを加熱プレートにより加熱すると共に前記リードフレームのダイパッド部に前記はんだを供給する工程と、
前記リードフレームのダイパッド部をヒーターにより局部的に加熱しながら前記はんだをリードフレームのダイパッド部に広げる工程と、
前記リードフレームのダイパッド部に広げた前記はんだ上に前記半導体チップを接合する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記はんだを供給する際あるいは前記半導体チップを接合する際にも、前記リードフレームのダイパッド部を局部的に加熱することを特徴とする請求項12記載の半導体装置の製造方法。
- リードフレームのダイパッド上にはんだを供給して半導体チップを前記リードフレームのダイパッドと前記はんだにより接合して搭載する半導体装置の製造方法であって、
前記リードフレームを加熱プレートにより加熱すると共に前記リードフレームのダイパッド部に前記はんだを供給する工程と、
前記リードフレームのダイパッド部の下に設置したコイルに電流を流して磁界を発生させ、前記磁界により前記リードフレームあるいは前記はんだに渦電流を発生させることにより前記リードフレームあるいは前記はんだを局部的に加熱しながら前記ダイパッド上に前記はんだを広げる工程と、
前記リードフレームのダイパッド部に広げた前記はんだ上に前記半導体チップを接合する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記はんだを供給する際にも、前記リードフレームのダイパッド下面に第2のコイルを設置し、前記第2のコイルに電流を流すことで生じる渦電流により前記リードフレームの上面あるいは前記はんだを局部的に加熱することを特徴とする請求項14記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006335183A JP2008147529A (ja) | 2006-12-13 | 2006-12-13 | 半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006335183A JP2008147529A (ja) | 2006-12-13 | 2006-12-13 | 半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008147529A true JP2008147529A (ja) | 2008-06-26 |
Family
ID=39607346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006335183A Pending JP2008147529A (ja) | 2006-12-13 | 2006-12-13 | 半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008147529A (ja) |
-
2006
- 2006-12-13 JP JP2006335183A patent/JP2008147529A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI260718B (en) | Apparatus and method for die attachment | |
TW201212135A (en) | Bonding methods | |
JP4542926B2 (ja) | 接合方法 | |
JP2008294172A (ja) | リードフレームおよび半導体装置ならびに半導体装置の製造方法 | |
JP2005205418A (ja) | 接合構造体の製造方法 | |
JP6405999B2 (ja) | チップボンディング装置およびチップボンディング方法 | |
JP6773331B2 (ja) | 半田接合装置 | |
JP2010000513A (ja) | 接合構造体の製造方法 | |
US20210082868A1 (en) | Method of joining a surface-mount component to a substrate with solder that has been temporarily secured | |
JP2014526807A (ja) | はんだ接合部におけるボイド抑制のためのシステムおよび方法 | |
JP2019133965A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JP2008147529A (ja) | 半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法 | |
JP2013171863A (ja) | 電子部品実装構造体及びその製造方法 | |
CN111128790A (zh) | 微元件的加工装置及焊接方法、显示面板 | |
JP2006100492A (ja) | 支持板上への電子部品の固着法 | |
JPH0846353A (ja) | 部品の接合方法並びにこれに使用される接合部材及び基板 | |
JP4785486B2 (ja) | 電子装置の製造方法及び製造装置 | |
JP2012049182A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
US9434028B2 (en) | Soldering method and method of manufacturing semiconductor device | |
WO2019171835A1 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP3336999B2 (ja) | バンプシートとこれを用いたバンプ形成装置及びバンプ形成方法 | |
JP2009212431A (ja) | リフロー装置及び半導体装置の製造方法 | |
JP2006315043A (ja) | リフロー溶接装置 | |
JP4572627B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP2008071997A (ja) | 電子部品実装基板の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20080430 |