JP2011077436A - 半導体装置の製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ダイアタッチフィルムと半導体チップの間の気泡の発生による不良を低減するとともに、製造費用の低減を可能とする半導体装置の製造方法および製造装置を提供する。
【解決手段】本発明は、DAF104に対して剥離性を有する支持テープ122の一面上に、前記半導体チップ102の前記配線基板103に対する貼着面に対応する大きさを有する複数のDAF104を仮貼着する第一工程と、前記配線基板103に前記支持テープ122の一面側を重ね合わせることにより、前記DAF104を前記配線基板103に一括して転写する第二工程と、前記支持テープ122を剥離した後に、前記各DAF104上に前記半導体チップ102を貼着する第三工程と、を具備してなることを特徴とする半導体装置の製造方法を採用する。
【選択図】図5
【解決手段】本発明は、DAF104に対して剥離性を有する支持テープ122の一面上に、前記半導体チップ102の前記配線基板103に対する貼着面に対応する大きさを有する複数のDAF104を仮貼着する第一工程と、前記配線基板103に前記支持テープ122の一面側を重ね合わせることにより、前記DAF104を前記配線基板103に一括して転写する第二工程と、前記支持テープ122を剥離した後に、前記各DAF104上に前記半導体チップ102を貼着する第三工程と、を具備してなることを特徴とする半導体装置の製造方法を採用する。
【選択図】図5
Description
本発明は半導体装置の製造方法及び製造装置に関する。
近年、デジタル機器の小型化、高速化、高機能化に伴い、BGA(ボールグリッドアレイ)型半導体装置を例とする半導体装置の高密度実装化の要望が強まり、1つのパッケージに複数の半導体チップを積層するMCP(マルチチップパッケージ)化や、複数の薄型パッケージを積層するPoP(パッケージオンパッケージ)化が進んでいる。
このBGA型またはLGA(ランドグリッドアレイ)型半導体装置は、複数の製品形成部を整列して配置している配線母基板を利用し、製品形成部ごとに半導体チップを搭載、ボンディングし、配線母基板全体を一括して封止樹脂でモールドした後に、製品単位ごとに切断、個別分離して製造されてきた。
このような半導体装置としては、半導体素子の回路形成面の裏面に、ダイアタッチ層があらかじめ形成されたダイアタッチフィルム(以下,「DAF」と略記)付きの半導体装置が知られている。このようにあらかじめダイアタッチ層を形成しておくことにより、基板やリードフレームへの実装に先立って接着剤の塗布工程を省略できるという利点がある。また、このようなダイアタッチフィルム付きの半導体装置は、各種方法によって製造されている。
一般的なワイヤボンディング方式のBGA(ボールグリッドアレイ)型半導体装置1の構造を図1に示す。このような半導体装置1の製造方法は、まず半導体チップ2を配線基板3の一面側にDAF4やペースト等の接着剤により接着搭載し、次いで、ボンディングワイヤ5により半導体チップ2の電極パッド6と配線基板3の接続パッド7を電気的に接続した後に、封止樹脂8で半導体チップ2を封止する。そして最後に配線基板3の他面側に、接続配線9と接続するように半田ボール10を設置することにより、従来の半導体装置1が形成される。
また、現在は、図2に示すような、枠部11とモールド部12を有する1枚の大きな配線母基板3aに、多数の製品形成部13を格子状に配列して、その製品形成部13中のチップ搭載部14に半導体チップ2を一括製造するMAP(モールドアレイプロセス)方式が知られている。この方法は従来の製造方法と比べて製造効率やコスト面で有利であるため、現在のBGA型またはLGA型半導体装置の製造方法の主流となっている。
また、半導体チップ2を配線基板3の所定の位置に接着するために、あらかじめDAF4を配線基板3に搭載する方法も各種開発されている。たとえば、まず図3(a)に示すように、枠部11の一面側にダイシングテープ15を貼りわたし、その一面側にウェハ2aを搭載する。次いで図3(b)に示すように、ダイシングブレード20によりウェハ2aを分断し、半導体チップ2を形成する。次いで図3(c)に示すように、半導体チップ2に対応する大きさに切断したDAF4を配線基板のチップ搭載部に1箇所毎に設置し、次いで図3(d)に示すように、コレット21を用いてそのDAF4上に半導体チップ2を搭載する。
また、ウェハ2aとDAF4を同時に切断する方法も知られている。まず図4(a)に示すように、枠部11の一面側にダイシングテープ15とDAF4を貼りわたし、その一面側にウェハ2aを搭載する。次いで図4(b)に示すように、DAF4とウェハ2aを一緒に切断し、次いで図4(c)に示すように、半導体チップ2をDAF4に積層した状態で配線基板3に搭載する。
また、これに類似する方法として、ウェハの一面側を覆うようにDAFとウェハ保持材をこの順に形成し、次いでウェハの他面側からウェハとDAFを一緒に切断する方法が知られている(特許文献1)。
またその他の方法としては、切断した配線基板上に半導体チップを一括搭載する方法が知られている。まず切断した配線基板を配列し、さらにその上に切断したDAFを貼着する。次いで複数の半導体チップを支持材上に配列させるとともに、支持材を伸張させて半導体チップの配列位置を広げる。これにより、配線基板の配列位置に合わせて、配線基板上への半導体チップの一括搭載を行う(特許文献2)。
その他には、転写ローラーを用いて、切断したDAFを半導体チップ上に搭載する方法が知られている。これは、まず転写ローラーの転写面にDAFを貼着し、次いで転写ローラーを型に押しつけて転動させて、DAFを半導体チップの配列パターンに応じて切断する。そして転写ローラーを半導体ウェハの裏面側で転動させることにより、半導体ウェハにDAFを順次貼着する(特許文献3)。
しかし、近年の半導体パッケージの薄型化に伴い、DAFも薄型化が進むとともに反りが出やすくなってきている。そのため、図3に示したように、半導体チップの大きさに合わせて切断したDAFを配線基板に貼付する方法では、DAFと配線基板が密着しにくく、隙間が生じやすくなる。
また、DAFと配線基板との間に隙間が生じることにより、この後の工程において封止樹脂で封止し加熱処理を行なう際、その隙間から気泡が発生しやすくなる。そのため、半導体チップに割れが発生しやすくなり、品質不良の半導体装置が増加してしまう。
また、図4に示した製造方法では、DAFをウェハ全体から枠部にまで広範囲で貼着するため、不良チップや周辺部など無駄な部分にもDAFを貼着することになる。これによりDAF材の費用が増加し、それに伴い製造原価の上昇を招いてしまう。
また、DAFと配線基板との間に隙間が生じることにより、この後の工程において封止樹脂で封止し加熱処理を行なう際、その隙間から気泡が発生しやすくなる。そのため、半導体チップに割れが発生しやすくなり、品質不良の半導体装置が増加してしまう。
また、図4に示した製造方法では、DAFをウェハ全体から枠部にまで広範囲で貼着するため、不良チップや周辺部など無駄な部分にもDAFを貼着することになる。これによりDAF材の費用が増加し、それに伴い製造原価の上昇を招いてしまう。
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、
ダイアタッチフィルムを介して半導体チップを配線基板のチップ搭載部に貼着する貼着工程を有する半導体装置の製法であり、前記DAFに対して剥離性を有する支持テープの一面上に、前記半導体チップの前記配線基板に対する貼着面に対応する大きさを有する複数のDAFを仮貼着する第一工程と、複数の前記チップ搭載部を有する前記配線基板に前記支持テープの一面側を重ね合わせることにより、前記DAFを前記配線基板の各前記チップ搭載部に一括して転写する第二工程と、前記支持テープを剥離した後に、前記各DAF上に前記半導体チップを貼着する第三工程と、を具備してなることを特徴とする。
ダイアタッチフィルムを介して半導体チップを配線基板のチップ搭載部に貼着する貼着工程を有する半導体装置の製法であり、前記DAFに対して剥離性を有する支持テープの一面上に、前記半導体チップの前記配線基板に対する貼着面に対応する大きさを有する複数のDAFを仮貼着する第一工程と、複数の前記チップ搭載部を有する前記配線基板に前記支持テープの一面側を重ね合わせることにより、前記DAFを前記配線基板の各前記チップ搭載部に一括して転写する第二工程と、前記支持テープを剥離した後に、前記各DAF上に前記半導体チップを貼着する第三工程と、を具備してなることを特徴とする。
本発明は図5に示すように、切断したダイアタッチフィルム(DAF)を支持テープに配置した状態で、支持テープを配線基板上に重ね合せる。これにより、DAFを配線基板の各チップ搭載部に一括搭載することができる。また、この方法によれば、あらかじめDAFを切断してから配線基板に搭載するため、DAFの無駄な利用が発生しない。そのためDAF材の費用が低減し、半導体装置を安価に製造することが可能となる。
また、ローラー等の圧着用冶具により、支持テープを介してDAFを配線基板に押圧することにより、DAFを配線基板に密着させることができる。これにより、DAFと配線基板との間に隙間を発生させずに仮貼着することが可能となる。
また、その後に配線基板とともにDAFを加熱して硬化させることにより、配線基板とDAFとを強力に固着させることができる。
これらにより、その後の工程においてDAFと配線基板との間の気泡の発生を防ぐことができ、半導体チップの割れ等の不良発生を防止することができる。そのため、高品質の半導体装置を製造することが可能となる。
また、その後に配線基板とともにDAFを加熱して硬化させることにより、配線基板とDAFとを強力に固着させることができる。
これらにより、その後の工程においてDAFと配線基板との間の気泡の発生を防ぐことができ、半導体チップの割れ等の不良発生を防止することができる。そのため、高品質の半導体装置を製造することが可能となる。
[第1の実施形態]
以下、本発明の第1の実施形態である半導体装置1の製造方法について、図面を参照して説明する。ここで、図5(a)〜(e)は第1の実施形態の製造方法を示す平面工程図および断面工程図であり、図6(a)、(b)は、これらの工程で用いる支持テープを示す平面図、図6(c)はその断面図である。なお、記載していない工程は一般的なBGA型半導体装置の製造工程と同様であり、本説明では省略する。
以下、本発明の第1の実施形態である半導体装置1の製造方法について、図面を参照して説明する。ここで、図5(a)〜(e)は第1の実施形態の製造方法を示す平面工程図および断面工程図であり、図6(a)、(b)は、これらの工程で用いる支持テープを示す平面図、図6(c)はその断面図である。なお、記載していない工程は一般的なBGA型半導体装置の製造工程と同様であり、本説明では省略する。
本実施形態は、DAF104を支持テープ122に仮貼着する工程(第一工程)と、配線基板103のチップ搭載部114上にDAF104を一括搭載する工程と、DAF104をチップ搭載部114上に転写する工程(第二工程)と、DAF104に半導体チップ102を圧着固定する工程と、DAF104および半導体チップ102を加熱する工程(第三工程)と、から概略構成されている。以下、それぞれの工程について詳細を説明する。
<第一工程(DAF104を支持テープ122に貼着する工程)>
まず始めに、図5(a)に示すように、たとえばロール形状で納品された未切断のDAF素材からなるDAFロール104aを、図示しないカッティング装置により後述する半導体チップ102に対応した大きさに切断する。これによりDAF104は、配線基板103の半導体チップ102の貼着面(チップ搭載部114)にも対応する大きさとなる。
まず始めに、図5(a)に示すように、たとえばロール形状で納品された未切断のDAF素材からなるDAFロール104aを、図示しないカッティング装置により後述する半導体チップ102に対応した大きさに切断する。これによりDAF104は、配線基板103の半導体チップ102の貼着面(チップ搭載部114)にも対応する大きさとなる。
次いで、DAF104を、たとえば吸着コレット121等の搬送冶具により、支持テープ122の一面側に貼着する。
このとき、支持テープ122には、たとえば大昌電子製マジックレジンのような、DAF104に対して弱粘着性および剥離性を有し、かつ、耐熱性を持つ素材からなる搬送用テープを用いることが好ましい。また、支持テープ122とDAF104との接着力は、後述する配線基板103とDAF104との接着力よりも弱いものとする。
また、支持テープ122の素材としては、再利用可能なものであることがより好ましい。半導体装置1の製造費用低減を更に大きくすることができるためである。
このとき、支持テープ122には、たとえば大昌電子製マジックレジンのような、DAF104に対して弱粘着性および剥離性を有し、かつ、耐熱性を持つ素材からなる搬送用テープを用いることが好ましい。また、支持テープ122とDAF104との接着力は、後述する配線基板103とDAF104との接着力よりも弱いものとする。
また、支持テープ122の素材としては、再利用可能なものであることがより好ましい。半導体装置1の製造費用低減を更に大きくすることができるためである。
図6(a)に、支持テープ122の一面側にDAF104を貼着した状態を示す。ここに示すように、DAF104は、支持テープ122の一面側に形成された第一のDAF配置部125a内に貼着する。この第一のDAF配置部125aは、図6(b)に示す配線基板103の第二のDAF配置部125bに対応した配置となっている。また、第一のDAF配置部125a内のDAF104の配置は、第二のDAF配置部125b内のチップ搭載部114の位置にそれぞれ対応している。
このような配置で支持テープ122にDAF104を貼着することにより、後述する工程において、DAF104をチップ搭載部114にそれぞれ転写することが可能となる。
このような配置で支持テープ122にDAF104を貼着することにより、後述する工程において、DAF104をチップ搭載部114にそれぞれ転写することが可能となる。
また、支持テープ122の一面側には位置決め用マーク126を記すことが好ましい。これにより、支持テープ122にDAF104を配置する作業、および、後述する支持テープ122とチップ搭載部114の位置合せの精度を向上することができるためである。
<第二工程>
第二工程はさらに、配線基板103のチップ搭載部114上にDAF104を一括搭載する工程と、DAF104をチップ搭載部114上に転写する工程とから構成されている。以下、それぞれについて詳細を説明する。
第二工程はさらに、配線基板103のチップ搭載部114上にDAF104を一括搭載する工程と、DAF104をチップ搭載部114上に転写する工程とから構成されている。以下、それぞれについて詳細を説明する。
(チップ搭載部114上にDAF104を一括搭載する工程)
まず、図5(b)に示すように、チップ搭載部114上にDAF104を一括搭載する。始めに、第一の製造装置130を準備する。本実施形態で用いる第一の製造装置130はステージ状で、第一の搭載用冶具130aおよびヒーター123により構成されている。
まず、図5(b)に示すように、チップ搭載部114上にDAF104を一括搭載する。始めに、第一の製造装置130を準備する。本実施形態で用いる第一の製造装置130はステージ状で、第一の搭載用冶具130aおよびヒーター123により構成されている。
第二の搭載用冶具130bはヒーター123が設けられたステージ状の構成であり、配線基板103の載置部を有している。これにより、第二の搭載用冶具130b上に配線基板103を配置できる構成となっている。
また、第一の製造装置130には図示しない重ね合せ手段が設けられており、DAF104を仮貼着した支持テープ122を、載置部上の配線基板103に重ね合わせることができる構成となっている。また、支持テープ122を重ね合わせた後に、その支持テープ122の長手方向に沿って配線基板103に順次押し付ける、たとえばローラー124からなる押付冶具が構成されている。
また、第一の製造装置130には図示しない重ね合せ手段が設けられており、DAF104を仮貼着した支持テープ122を、載置部上の配線基板103に重ね合わせることができる構成となっている。また、支持テープ122を重ね合わせた後に、その支持テープ122の長手方向に沿って配線基板103に順次押し付ける、たとえばローラー124からなる押付冶具が構成されている。
次いで、第一の製造装置130の載置部上に配線基板103を配置する。次いで、支持テープ122の第一のDAF配置部125aと、配線基板103の第二のDAF配置部125bの位置を合わせ、DAF104を支持テープ122で保持したまま、一面側を下に向けて一括搭載する。これにより、DAF104はチップ搭載部114上にそれぞれ搭載され、配線基板103に仮貼着された状態となる。このとき、配線基板103をヒーター123によりあらかじめ加熱しておくことが望ましい。
なお、このとき支持テープ122および配線基板103は図示しない部分でそれぞれ保持されている。そのため、支持テープ122は、配線基板103一枚毎に切断する必要はなく、連続したテープ形状のままで作業を行うことが可能である。
なお、このとき支持テープ122および配線基板103は図示しない部分でそれぞれ保持されている。そのため、支持テープ122は、配線基板103一枚毎に切断する必要はなく、連続したテープ形状のままで作業を行うことが可能である。
(DAF104をチップ搭載部114上に転写する工程)
次いで、図5(c)に示すように、DAF104をチップ搭載部114上に転写する。まず始めに、支持テープ122の上方(他面側)に、たとえばローラー124からなる圧着用冶具を配置する。次いでローラー124を支持テープ122上に降下させ、支持テープ122を介してDAF104および配線基板103を支持テープ122の他面側より押圧する。
次いで、ローラー124を押圧した状態のまま、支持テープ122をその長手方向に沿って順次配線基板103に押し付けていく。なお、図中の矢印はローラー124の移動方向を示す。このとき用いる圧着用冶具はローラー124に限られず、スキージ状の冶具、押圧部分が順次移動するように動作するプレス状冶具など、押圧部分を移動できる機構の冶具であれば他のものを用いても構わない。
次いで、図5(c)に示すように、DAF104をチップ搭載部114上に転写する。まず始めに、支持テープ122の上方(他面側)に、たとえばローラー124からなる圧着用冶具を配置する。次いでローラー124を支持テープ122上に降下させ、支持テープ122を介してDAF104および配線基板103を支持テープ122の他面側より押圧する。
次いで、ローラー124を押圧した状態のまま、支持テープ122をその長手方向に沿って順次配線基板103に押し付けていく。なお、図中の矢印はローラー124の移動方向を示す。このとき用いる圧着用冶具はローラー124に限られず、スキージ状の冶具、押圧部分が順次移動するように動作するプレス状冶具など、押圧部分を移動できる機構の冶具であれば他のものを用いても構わない。
このように、支持テープ122を介してDAF104を配線基板103に押圧することにより、DAF104は配線基板103の各チップ搭載部114上に貼着される。このとき、DAF104が反った形状であっても、配線基板103に押圧されることにより互いに密着し、隙間の発生を防ぐことができる。
次いで図5(d)に示すように、ヒーター123により、配線基板103およびDAF104を加熱する。図中の矢印は熱の伝わる方向を示す。これによりDAF104は硬化し、更に強く配線基板103上のチップ搭載部114に固着する。
その後、支持テープ122をDAF104から引き剥がす。このとき、支持テープ122とDAF104との接着力は、配線基板103とDAF104との接着力よりも弱く構成されていることにより、DAF104は剥離されずに配線基板103上に残った状態となる。
以上により、配線基板103のチップ搭載部114上にDAF104が転写される。また、このときの状態を図6(c)に示す。
その後、支持テープ122をDAF104から引き剥がす。このとき、支持テープ122とDAF104との接着力は、配線基板103とDAF104との接着力よりも弱く構成されていることにより、DAF104は剥離されずに配線基板103上に残った状態となる。
以上により、配線基板103のチップ搭載部114上にDAF104が転写される。また、このときの状態を図6(c)に示す。
<第三工程>
第三工程はさらに、DAF104に半導体チップ102を圧着固定する工程と、DAF104および半導体チップ102を加熱する工程とから構成されている。以下、それぞれについて詳細を説明する。
第三工程はさらに、DAF104に半導体チップ102を圧着固定する工程と、DAF104および半導体チップ102を加熱する工程とから構成されている。以下、それぞれについて詳細を説明する。
(DAF104に半導体チップ102を圧着固定する工程)
まず、図5(e)に示すように、ダイボンディング装置の吸着コレット121により半導体チップ102を保持し、DAF104上(他面側)に半導体チップ102を搭載する。この際、半導体チップ102上から圧力を加えることにより、半導体チップ102はDAF104に圧着固定される。
まず、図5(e)に示すように、ダイボンディング装置の吸着コレット121により半導体チップ102を保持し、DAF104上(他面側)に半導体チップ102を搭載する。この際、半導体チップ102上から圧力を加えることにより、半導体チップ102はDAF104に圧着固定される。
(DAF104および半導体チップ102を加熱する工程)
半導体チップ102を全てのDAF104に順次圧着固定した後、ヒーター123により配線基板103、DAF104の加熱を行う。これによりDAF104と半導体チップ102は完全に固着する。
半導体チップ102を全てのDAF104に順次圧着固定した後、ヒーター123により配線基板103、DAF104の加熱を行う。これによりDAF104と半導体チップ102は完全に固着する。
これ以降の工程は一般的なBGA型半導体装置の製造作業と同様であり、ワイヤボンディングを行った後に、図6(b)に示す製品形成部113全体を封止樹脂により一括封止し、次いで、図示しない半田ボールを搭載する。その後、配線基板3を切断個片化することにより、図1に示すような半導体装置1が得られる。
本実施形態の半導体装置1の製造方法により、反った形状のDAF104であっても配線基板103に密着させることができる。そのため、DAF104と配線基板103との間の隙間の発生を防ぐことができ、その後の工程においてDAF104と配線基板103との間から気泡が発生することを防ぐことができる。
また、配線基板103とDAF104をヒーター123により加熱する工程を設けることによりDAF104が熱硬化し、配線基板103に強く固着する。そのため、DAF104から支持テープ122を剥がしやすくなり、DAF104の剥離を防ぐことができる。そのため、半導体チップ102の割れ等の不良発生を防止することができ、高品質の半導体装置1を製造することが可能となる。
また、配線基板103とDAF104をヒーター123により加熱する工程を設けることによりDAF104が熱硬化し、配線基板103に強く固着する。そのため、DAF104から支持テープ122を剥がしやすくなり、DAF104の剥離を防ぐことができる。そのため、半導体チップ102の割れ等の不良発生を防止することができ、高品質の半導体装置1を製造することが可能となる。
また、DAF104をあらかじめチップ搭載部114に対応した大きさに切断してから、チップ搭載部114に一括搭載するため、従来技術のようなDAF104の無駄が生じない。そのため、DAF材の費用を低減することができ、半導体装置1を安価に製造することが可能となる。
[第2の実施形態]
以下、本発明の第2の実施形態である半導体装置1の製造方法について、図面を参照して説明する。ここで、図7(a)、(b)は第2の実施形態の製造方法を示す断面工程図である。なお、第1の実施形態と同様の工程についてはその詳細を省略する。
以下、本発明の第2の実施形態である半導体装置1の製造方法について、図面を参照して説明する。ここで、図7(a)、(b)は第2の実施形態の製造方法を示す断面工程図である。なお、第1の実施形態と同様の工程についてはその詳細を省略する。
本実施形態は、DAF104を支持テープ122に貼着する工程と、配線基板103のチップ搭載部114上にDAF104を一括搭載する工程と、DAF104をチップ搭載部114上に転写する工程と、DAF104に半導体チップ102を圧着固定する工程と、DAF104および半導体チップ102を加熱する工程と、から概略構成されている。
第2の実施形態は、DAF104をチップ搭載部114上に転写する工程において、支持テープ122と配線基板103との間の第二の気密空間160bを減圧することによって配線基板103とDAF104とを密着させる点が、第1の実施形態と異なる部分である。そのため、チップ搭載部114上にDAF104を一括搭載する工程より前の工程は第1の実施形態と同様であり、その説明を省略する。
以下、チップ搭載部114上にDAF104を一括搭載する工程以降の工程について、その詳細を説明する。
以下、チップ搭載部114上にDAF104を一括搭載する工程以降の工程について、その詳細を説明する。
<チップ搭載部114上にDAF104を一括搭載する工程>
チップ搭載部114上にDAF104を一括搭載する工程はさらに、チャンバー(第二の製造装置)140を準備する工程と、チャンバー140内に支持テープ122およびDAF104を配置する工程と、から概略構成されている。以下、それぞれの工程について図7を用いて詳細を説明する。
チップ搭載部114上にDAF104を一括搭載する工程はさらに、チャンバー(第二の製造装置)140を準備する工程と、チャンバー140内に支持テープ122およびDAF104を配置する工程と、から概略構成されている。以下、それぞれの工程について図7を用いて詳細を説明する。
(チャンバー140を準備する工程)
まず始めに、チャンバー140を準備する。本実施形態で用いるチャンバー140は第二の搭載用冶具130bおよび蓋体140aにより構成されている。
第二の搭載用冶具130bはヒーター123が設けられたステージ状の構成であり、配線基板103の載置部を有している。これにより、第二の搭載用冶具130b上に配線基板103を配置できる構成となっている。
また、第二の搭載用冶具130b上を支持テープ122で覆い、その上に蓋体140aを配置することにより、蓋体140aと第二の搭載用冶具130bとで、支持テープ122を挟み込むことができる構成となっている。これにより、支持テープ122によってチャンバー140の内部空間は区分され、蓋体140aと支持テープ122の間に第一の気密空間160aが設けられ、また、支持テープ122と配線基板103との間には第二の気密空間160bが設けられる。
まず始めに、チャンバー140を準備する。本実施形態で用いるチャンバー140は第二の搭載用冶具130bおよび蓋体140aにより構成されている。
第二の搭載用冶具130bはヒーター123が設けられたステージ状の構成であり、配線基板103の載置部を有している。これにより、第二の搭載用冶具130b上に配線基板103を配置できる構成となっている。
また、第二の搭載用冶具130b上を支持テープ122で覆い、その上に蓋体140aを配置することにより、蓋体140aと第二の搭載用冶具130bとで、支持テープ122を挟み込むことができる構成となっている。これにより、支持テープ122によってチャンバー140の内部空間は区分され、蓋体140aと支持テープ122の間に第一の気密空間160aが設けられ、また、支持テープ122と配線基板103との間には第二の気密空間160bが設けられる。
また、チャンバー140の下部には、チャンバー140を貫通し、かつ第二の気密空間160bとチャンバー140外部とを連通する減圧孔144が設けられており、図示しない吸引ポンプが接続されている。また、チャンバー140の上面には、チャンバー140を貫通し、第一の気密空間160aとチャンバー140外部とを連通させる通気孔143が、それぞれ設けられている。
また、第二の搭載用冶具130bおよびヒーター123には、吸引孔142が複数設けられている。この吸引孔142は、第二の搭載用冶具130bとヒーター123を貫通する構成となっており、図示しない吸引ポンプが接続されている。これらは第二の気密空間160bを減圧する減圧手段として機能し、かつ、支持テープ122と配線基板103の重ね合せ手段として機能する。
また、第二の搭載用冶具130bおよびヒーター123には、吸引孔142が複数設けられている。この吸引孔142は、第二の搭載用冶具130bとヒーター123を貫通する構成となっており、図示しない吸引ポンプが接続されている。これらは第二の気密空間160bを減圧する減圧手段として機能し、かつ、支持テープ122と配線基板103の重ね合せ手段として機能する。
(支持テープ122およびDAF104を配置する工程)
次いで、図7(a)に示すように、チャンバー140内に支持テープ122およびDAF104を配置する。まず始めに、第二の搭載用冶具130b上の搭載部に配線基板103を配置し、これをヒーター123によりあらかじめ加熱しておく。
次いで、図7(a)に示すように、チャンバー140内に支持テープ122およびDAF104を配置する。まず始めに、第二の搭載用冶具130b上の搭載部に配線基板103を配置し、これをヒーター123によりあらかじめ加熱しておく。
次いで、第一のDAF配置部125aと第二のDAF配置部125bの位置を合わせ、DAF104を支持テープ122で保持したまま近づけ、配線基板103に接触しない程度に狭い間隔を空けた状態で保持する。これにより、配線基板103と支持テープ122はチャンバー140内に相互に対向して配置された状態となる。
このとき、吸引孔142は支持テープ122およびDAF104の下に、通気孔143は支持テープ122の上に、減圧孔144は支持テープ122より下方に位置する状態となる。
このとき、吸引孔142は支持テープ122およびDAF104の下に、通気孔143は支持テープ122の上に、減圧孔144は支持テープ122より下方に位置する状態となる。
次いで、蓋体140aと第二の搭載用冶具130bとで、支持テープ122を挟み込む。これにより支持テープ122の第一のDAF配置部125aの周囲全体と、第二の搭載用冶具130bとが密着し、支持テープ122と配線基板103との間に第二の気密空間160bが設けられた状態となる。
このとき、支持テープ122は気密性が高い素材を利用することが望ましいが、支持テープ122の気密性が不十分である場合は、支持テープ122の他面側を覆うように、たとえば気密性の高い素材からなるテープなど、ダイアフラムを別途設置してもよい。
<DAF104をチップ搭載部114上に転写する工程>
DAF104をチップ搭載部114上に転写する工程はさらに、DAF104を各チップ搭載部114に貼着する工程と、配線基板103およびDAF104を加熱する工程と、から構成されている。以下、それぞれについて詳細を説明する。
DAF104をチップ搭載部114上に転写する工程はさらに、DAF104を各チップ搭載部114に貼着する工程と、配線基板103およびDAF104を加熱する工程と、から構成されている。以下、それぞれについて詳細を説明する。
(DAF104を各チップ搭載部114に貼着する工程)
まず始めに、図示しない減圧用ポンプを減圧孔144および吸引孔142に接続して支持テープ122と配線基板103との間の第二の気密空間160b内の気体を吸引する。これにより第二の気密空間160bは減圧される。このとき、配線基板103は複数の吸引孔142内が減圧されることにより、吸引孔142に吸着保持される。
また、このときの減圧条件は、減圧量を大きくして真空に近づけるほど配線基板103とDAF104の隙間が無くなり密着性が良好になるが、外気の吸引に時間を要するために作業時間が長くなる。そのため、適切な減圧条件を設定することが望ましい。
まず始めに、図示しない減圧用ポンプを減圧孔144および吸引孔142に接続して支持テープ122と配線基板103との間の第二の気密空間160b内の気体を吸引する。これにより第二の気密空間160bは減圧される。このとき、配線基板103は複数の吸引孔142内が減圧されることにより、吸引孔142に吸着保持される。
また、このときの減圧条件は、減圧量を大きくして真空に近づけるほど配線基板103とDAF104の隙間が無くなり密着性が良好になるが、外気の吸引に時間を要するために作業時間が長くなる。そのため、適切な減圧条件を設定することが望ましい。
また、これと同時に、通気孔143からチャンバー140内部の第一の気密空間160aへ外気を導入し、第一の気密空間160a内を加圧することが望ましい。図中の矢印は外気の流れを示す。このとき、通気孔143からの加圧条件は、減圧条件に対応するように適切な条件で設定すればよく、外気と通気させるだけでもよい。
これにより、支持テープ122と蓋体140aの間の第一の気密空間160aは、支持テープ122と配線基板103との間の第二の気密空間160bよりも高圧となり、DAF104および配線基板103は、支持テープ122を介して支持テープ122の上方(他面側)全体から押圧される。
このように、支持テープ122を介してDAF104および配線基板103を押圧することにより、DAF104は配線基板103の各チップ搭載部114上に重ね合わせられる。このときの状態を図7(b)に示す。これにより、DAF104が反った形状であっても、配線基板103に押圧されることにより互いに密着し、隙間の発生を防ぐことができる。
(配線基板103およびDAF104を加熱する工程)
次いで、ヒーター123により、配線基板103およびDAF104を加熱した状態を維持する。これによりDAF104は硬化し、更に強く配線基板103上のチップ搭載部114に固着した状態となる。そして減圧状態を終了して支持テープ122の押圧を解除した後、支持テープ122をDAF104から引き剥がす。このとき、支持テープ122とDAF104との接着力は、配線基板103とDAF104との接着力よりも弱く構成されていることにより、DAF104は剥離されずに配線基板103上に残った状態となる。
この後、ダイボンディング作業等を行うことにより半導体装置1を製造するが、これらは一般的なBGA型半導体装置の製造工程と同様であるため、本説明では省略する。
次いで、ヒーター123により、配線基板103およびDAF104を加熱した状態を維持する。これによりDAF104は硬化し、更に強く配線基板103上のチップ搭載部114に固着した状態となる。そして減圧状態を終了して支持テープ122の押圧を解除した後、支持テープ122をDAF104から引き剥がす。このとき、支持テープ122とDAF104との接着力は、配線基板103とDAF104との接着力よりも弱く構成されていることにより、DAF104は剥離されずに配線基板103上に残った状態となる。
この後、ダイボンディング作業等を行うことにより半導体装置1を製造するが、これらは一般的なBGA型半導体装置の製造工程と同様であるため、本説明では省略する。
本実施形態の半導体装置1の製造方法によれば、支持テープ122と配線基板103との間の第二の気密空間160bを減圧することにより、反った形状のDAF104であっても配線基板103に密着させることができる。これにより、第1の実施形態のように、ローラー124等による物理的な押圧が加わらず、配線基板103全体を均一に密着させることが可能となる。そのため、第1の実施形態と比較して、DAF104の割れや位置ズレが発生しにくく、不良発生を防止することができる。
[第3の実施形態]
以下、本発明の第3の実施形態である半導体装置1の製造方法について、図面を参照して説明する。ここで、図8は第3の実施形態の製造方法を示す断面工程図である。なお、第1の実施形態もしくは第2の実施形態と同様の工程についてはその詳細を省略する。
以下、本発明の第3の実施形態である半導体装置1の製造方法について、図面を参照して説明する。ここで、図8は第3の実施形態の製造方法を示す断面工程図である。なお、第1の実施形態もしくは第2の実施形態と同様の工程についてはその詳細を省略する。
本実施形態は、DAF104を支持テープ122に貼着する工程と、配線基板103のチップ搭載部114上にDAF104を一括搭載する工程と、DAF104をチップ搭載部114上に転写する工程と、DAF104に半導体チップ102を圧着固定する工程と、DAF104および半導体チップ102を加熱する工程と、から概略構成されている。
第3の実施形態で用いるチャンバー(第三の製造装置)140は、第2の実施形態で用いたチャンバー140に重ね合せ手段としてローラー124が加わった構成となっている。そのため、DAF104をチップ搭載部114上に転写する工程において、支持テープ122と配線基板103との間の第二の気密空間160bを減圧するとともに、たとえばローラー124からなる押付冶具を用いて配線基板103の各チップ搭載部114上に押圧する点が、第2の実施形態と異なる部分となる。
そのため、DAF104をチップ搭載部114上に転写する工程より前の工程は第2の実施形態と同様であり、その説明を省略する。以下、DAF104をチップ搭載部114上に転写する工程についてのみ、図8を用いてその詳細を説明する。
そのため、DAF104をチップ搭載部114上に転写する工程より前の工程は第2の実施形態と同様であり、その説明を省略する。以下、DAF104をチップ搭載部114上に転写する工程についてのみ、図8を用いてその詳細を説明する。
<DAF104をチップ搭載部114上に転写する工程>
DAF104をチップ搭載部114上に転写する工程はさらに、DAF104を各チップ搭載部114に貼着する工程と、ローラー124を押圧する工程と、配線基板103およびDAF104を加熱する工程と、から構成されている。以下、それぞれについて詳細を説明する。
DAF104をチップ搭載部114上に転写する工程はさらに、DAF104を各チップ搭載部114に貼着する工程と、ローラー124を押圧する工程と、配線基板103およびDAF104を加熱する工程と、から構成されている。以下、それぞれについて詳細を説明する。
(DAF104を各チップ搭載部114に貼着する工程)
まず始めに、図示しない減圧用ポンプを減圧孔144および吸引孔142に接続してチャンバー140内部の外気を吸引する。これにより、支持テープ122と配線基板103との間の第二の気密空間160bが減圧される。
これにより、支持テープ122と蓋体140aの間の別の一画の第一の気密空間160aは、支持テープ122と配線基板103との間の第二の気密空間160bよりも高圧となり、DAF104および配線基板103は、支持テープ122を介して支持テープ122の上方全体から押圧される。
このときの減圧の設定は、第2の実施形態での減圧の設定より弱くしてもよく、支持テープ122とチップ搭載部114の位置合せができる程度の強さであればかまわない。
まず始めに、図示しない減圧用ポンプを減圧孔144および吸引孔142に接続してチャンバー140内部の外気を吸引する。これにより、支持テープ122と配線基板103との間の第二の気密空間160bが減圧される。
これにより、支持テープ122と蓋体140aの間の別の一画の第一の気密空間160aは、支持テープ122と配線基板103との間の第二の気密空間160bよりも高圧となり、DAF104および配線基板103は、支持テープ122を介して支持テープ122の上方全体から押圧される。
このときの減圧の設定は、第2の実施形態での減圧の設定より弱くしてもよく、支持テープ122とチップ搭載部114の位置合せができる程度の強さであればかまわない。
(ローラー124を押圧する工程)
次いで、支持テープ122と配線基板103との間の第二の気密空間160bの減圧状態を維持したまま、支持テープ122の上方(他面側)から圧着用冶具、たとえばローラー124を押圧する。次いで、ローラー124を押圧した状態のまま、支持テープ122をその長手方向に沿って順次配線基板103に押し付けていく。なお、図中の矢印はローラー124の移動方向を示す。
次いで、支持テープ122と配線基板103との間の第二の気密空間160bの減圧状態を維持したまま、支持テープ122の上方(他面側)から圧着用冶具、たとえばローラー124を押圧する。次いで、ローラー124を押圧した状態のまま、支持テープ122をその長手方向に沿って順次配線基板103に押し付けていく。なお、図中の矢印はローラー124の移動方向を示す。
(配線基板103およびDAF104を加熱する工程)
次いで、ヒーター123により、配線基板103およびDAF104を加熱した状態を維持する。これによりDAF104は硬化し、更に強く配線基板103上のチップ搭載部114に固着した状態となる。そして減圧状態を終了して支持テープ122の押圧を解除した後、支持テープ122をDAF104から引き剥がす。このとき、支持テープ122とDAF104との接着力は、配線基板103とDAF104との接着力よりも弱く構成されていることにより、DAF104は剥離されずに配線基板103上に残った状態となる。この後、ダイボンディング作業等を行うことにより半導体装置1を製造するが、これらは一般的なBGA型半導体装置の製造工程と同様であるため、本説明では省略する。
次いで、ヒーター123により、配線基板103およびDAF104を加熱した状態を維持する。これによりDAF104は硬化し、更に強く配線基板103上のチップ搭載部114に固着した状態となる。そして減圧状態を終了して支持テープ122の押圧を解除した後、支持テープ122をDAF104から引き剥がす。このとき、支持テープ122とDAF104との接着力は、配線基板103とDAF104との接着力よりも弱く構成されていることにより、DAF104は剥離されずに配線基板103上に残った状態となる。この後、ダイボンディング作業等を行うことにより半導体装置1を製造するが、これらは一般的なBGA型半導体装置の製造工程と同様であるため、本説明では省略する。
本実施形態の半導体装置1の製造方法によれば、支持テープ122と配線基板103との間の第二の気密空間160bを減圧することにより、DAF104と配線基板103の仮貼着を行う。そして、その後にローラー124による押圧を行うことにより、DAF104と配線基板103との密着性を、第1の実施形態よりも向上することができる。
また、減圧の際に支持テープ122とチップ搭載部114の位置合せを行うため、減圧の設定を第2の実施形態よりも弱くすることができる。そのため、製造工程に要する時間を短縮することが可能となる。
また、減圧の際に支持テープ122とチップ搭載部114の位置合せを行うため、減圧の設定を第2の実施形態よりも弱くすることができる。そのため、製造工程に要する時間を短縮することが可能となる。
1…半導体装置、102…半導体チップ、103…配線基板、104…DAF、114…チップ搭載部、122…支持テープ、123…ヒーター、124…ローラー、130a…第一の搭載用冶具、130b…第二の搭載用冶具、140…チャンバー、140a…蓋体、143…通気孔、144…減圧孔、160a…第一の気密空間、160b…第二の気密空間
Claims (13)
- ダイアタッチフィルムを介して半導体チップを配線基板のチップ搭載部に貼着する貼着工程を有する半導体装置の製造製法であり、前記ダイアタッチフィルムに対して剥離性を有する支持テープの一面上に、前記半導体チップの前記配線基板に対する貼着面に対応する大きさを有する複数のダイアタッチフィルムを仮貼着する第一工程と、
複数の前記チップ搭載部を有する前記配線基板に前記支持テープの一面側を重ね合わせることにより、前記ダイアタッチフィルムを前記配線基板の各前記チップ搭載部に一括して転写する第二工程と、
前記支持テープを剥離した後に、前記各ダイアタッチフィルム上に前記半導体チップを貼着する第三工程と、を具備してなることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記第二工程において、前記支持テープの前記一面と反対側の他面側に押付冶具を配置し、前記押付冶具によって前記支持テープをその長手方向に沿って順次前記配線基板に押し付けることで、前記ダイアタッチフィルムを前記配線基板の前記各チップ搭載部に貼着することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記押付冶具がローラーであることを特徴とする、請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第二工程において前記配線基板と前記支持テープをチャンバー内に相互に対向して配置し、前記支持テープによって前記チャンバーの内部空間を区分することによって、前記支持テープと前記配線基板との間に気密空間を設け、前記気密空間を減圧することで、前記支持テープを前記配線基板側に重ね合せさせて前記ダイアタッチフィルムを前記各チップ搭載部に貼着することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記支持テープとして気密性を有するテープを用いることを特徴とする、請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記支持テープの前記他面側にダイアフラムを設置することにより前記気密空間を形成することを特徴とする、請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記チャンバーに、前記気密空間と前記チャンバー外部とを連通する減圧孔を設け、前記減圧孔から前記気密空間内の外気を排出して前記気密空間内を減圧するとともに、前記気密空間から遮断された前記チャンバー内の別の一画と前記チャンバー外部とを連通させる通気孔を設け、前記気密空間の減圧の際に前記通気孔から外気を導入することを特徴とする、請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記気密空間を減圧した後に、前記支持テープを前記配線基板側に付勢するように、前記支持テープの前記一面と反対側の他面側に押付冶具を配置し、前記押付冶具によって前記支持テープをその長手方向に沿って順次前記配線基板に押し付けることで、前記ダイアタッチフィルムを前記配線基板の前記各チップ搭載部に貼着することを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第二工程および前記第三工程において、前記配線基板を加熱することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記支持テープが、前記ダイアタッチフィルムに対して、前記配線基板と前記ダイアッチフィルムの接着力よりも弱い接着力を示すものであることを特徴とする、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 請求項1の前記第二工程において用いる製造装置であって、
前記配線基板の載置部を有する搭載用冶具と、
前記搭載用冶具に設けられたヒーターと、
前記ダイアタッチフィルムを仮貼着した前記支持テープを前記搭載用冶具上の前記配線基板に重ね合わせる重ね合せ手段と、を具備してなることを特徴とする半導体装置の製造装置。 - 前記重ね合せ手段が、前記支持テープの前記一面と反対側の他面側に配置され、前記支持テープをその長手方向に沿って前記配線基板に順次押し付ける押付冶具であることを特徴とする請求項11に記載の半導体装置の製造装置。
- 前記重ね合せ手段が、
前記搭載用冶具の前記搭載部を覆って前記搭載用冶具とともに前記チャンバーを構成する蓋体と、
前記チャンバーの内部空間を区分して前記載置部側の空間を気密空間とする前記支持テープと、
前記気密空間を減圧する減圧手段と、を具備してなることを特徴とする請求項11に記載の半導体装置の製造装置。
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