JP2011108948A - 粘着材供給装置及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板の接続パッドの配置高さがばらついている場合であっても、全ての接続パッドにフラックスを安定して供給できると共に、狭ピッチの接続パッドに容易に対応できる粘着材供給装置を提供する。
【解決手段】シリコン基板部10と、シリコン基板部10の下面側に突出して設けられたシリコン転写ピン12と、シリコン転写ピン12の付け根部又は先端部に設けられて、上下方向に収縮する弾性樹脂層14とを含む。ディスペンス方式の粘着材供給装置のシリコンノズルの付け根部又は先端部に弾性樹脂層を設けてもよい。
【選択図】図4

Description

本発明は粘着材供給装置及びその製造方法に係り、さらに詳しくは、フラックスやはんだペーストなどの粘着材を各種電子部品の接続パッドに供給する粘着材供給装置及びその製造方法に関する。
従来、BGA(Ball Grid Array)型の半導体パッケージやWLP(Wafer Level Package)などの各種電子部品では、外部接続端子としてはんだボールから形成されるはんだバンプが使用されることが多い。
電子部品の配線基板の接続パッドにフラックスなどの粘着材を供給し、その粘着材にはんだホールを付着させ、加熱・溶融することによりはんだバンプが得られる。
BGA型の半導体パッケージやWLPでは、比較的大きなはんだボール(径:0.2〜0.7μm程度)が使用される。これに対して、半導体チップがフリップチップ接続される配線基板では、比較的小さなはんだボール(径:0.2μm以下)が使用される。
粘着材の供給方式としては、印刷法、ドッティングピン(転写ピン)を使用する転写方式、ディスペンサ吐出法、インクジェット法などがある。
特許文献1〜4には、基板の電極にフラックスを転写方式によって供給するフラックス転写装置が開示されている。
さらに詳しくは、特許文献1には、スタンプピンのフラックス付着端部の反対側端部とピン保持部との間隙に弾性変形属性を有するクッションシート(スポンジゴム)を介入させることが記載されている。
また、特許文献2には、転写プランジャと協働する緩衝部材(コイルバネ)を設けることにより、ワークを損傷させることなく確実にフラックスを転写させることが記載されている。
また、特許文献3には、転写ヘッドの基体部に弾性体(バネやゴム)よりなる平行化機構を備えることにより、基板の平行度が悪い場合であっても均一にフラックスを塗布できるようにしたことが記載されている。
さらに、特許文献4には、フラックス転写プレートがシリコン基板からなり、突起は異方性エッチングにより形成することが記載されている。
特開平8−266980号公報 特開2003−142813号公報 特許第3540901号公報 特開2001−135925号公報
後述する関連技術で説明するように、多数の転写ヘッドの先端部にフラックスを付着させ、配線基板の多数の接続パッドにフラックスを同時に転写する方法がある。この方法において、配線基板の多数の接続パッドの中で高さが低くなって配置される接続パッドでは、転写ヘッドの先端が接続パッドに到達しないため、フラックスを上手く供給できない問題がある。
また、半導体チップを配線基板にフリップチップ接続する場合は、配線基板の接続パッドが狭ピッチ化(200μm以下)されて配置される。従来技術のステンレスなどから形成される転写ヘッドでは狭ピッチ化が困難であり、半導体チップのフリップチップ接続に容易に対応できない問題がある。
本発明は以上の課題を鑑みて創作されたものであり、基板の接続パッドの配置高さがばらついている場合であっても、全ての接続パッドに粘着材を安定して供給できると共に、狭ピッチの接続パッドに容易に対応できる粘着材供給装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は粘着材供給装置に係り、シリコン基板部と、前記シリコン基板部の下面側に突出して設けられたシリコン転写ピンと、前記シリコン転写ピンの付け根部に設けられて、上下方向に収縮する弾性樹脂層とを有することを特徴とする。
本発明の粘着材供給装置は、転写方式によってフラックスなどの粘着材を基板の接続パッドに供給するものであり、シリコン基板部の下面側にシリコン転写ピンが突出して設けられている。さらに、シリコン転写ピンの付け根部に上下方向に収縮する弾性樹脂層が設けられている。弾性樹脂層はシリコン転写ピンの付け根部からシリコン基板部の下面全体に形成されていてもよい。
本発明の粘着材供給装置では、シリコン転写ピンの先端部に粘着材を付着させ、基板の接続パッドにシリコン転写ピンを当接させることにより、複数の接続パッドに粘着材が同時に転写される。このとき、基板の接続パッドの配置高さがばらついている場合、粘着材供給装置を基板側に押圧することにより、配置高さの高い接続パッドに当接したシリコン転写ピンに連結された弾性樹脂層が収縮する。これにより、配置高さの低い接続パッドにもシリコン転写ピンを当接させることができる。
このように、接続パッドの配置高さがばらついている場合であっても、全ての接続パッドに均一に粘着材を転写することができる。従って、はんだバンプを形成する場合、各接続パッドにはんだボールが安定して仮固定されるので、はんだボールが移動して特大はんだバンプが形成されたり、はんだバンプが形成されない接続パッドが発生したりする不具合が解消される。
また、本発明の粘着材供給装置は、フォトリソグラフィや異方性ドライエッチングなどのウェハプロセスによってシリコンウェハが微細加工されて製造される。従って、シリコン転写ピンを200μm以下の狭小ピッチで形成することができる。このため、半導体チップをフリップチップ接続する配線基板などの狭小ピッチの接続パッドに容易に対応することができる。
上記した発明において、弾性樹脂層をシリコン転写ピンの先端部に設けてもよい。この態様においても同様な効果を奏する。
また、上記課題を解決するため、本発明は粘着材供給装置に係り、厚み方向に貫通する供給穴を備えたシリコン基板部と、前記シリコン基板部の下面側に突出して設けられ、前記供給穴に連通する吐出穴を内部に備えたシリコンノズルと、前記シリコンノズルの付け根部に設けられて前記供給穴及び前記吐出穴に連通する開口部を内部に備え、上下方向に収縮する弾性樹脂層とを有することを特徴とする。
本発明の粘着材供給装置は、ディスペンス方式によってフラックスなどの粘着材を基板の接続パッドに供給するものであり、シリコン基板部に供給穴が設けられ、シリコン基板部の下面側に、供給穴に連通する吐出穴を内部に備えたシリコンノズルが突出して設けられている。
さらに、シリコンノズルの付け根部に上下方向に収縮する弾性樹脂層が設けられていている。弾性樹脂層はシリコンノズルの付け根部からシリコン基板部の下面全体に設けられていてもよい。
本発明の粘着材供給装置では、シリコン基板部の供給穴、弾性樹脂層の開口部及びシリコンノズルの吐出穴を通ってフラックスなどの粘着材が基板の複数の接続パッドに同時に供給される。
前述した発明と同様に、基板の接続パッドの配置高さがばらついている場合であっても、シリコンノズルに連結された弾性樹脂層の収縮機能によって、全ての接続パッドに安定して粘着材を供給することができる。また、同様に、シリコンウェハを微細加工して製造されるので、シリコンノズルのピッチや吐出穴の径を狭小化することができる。
上記した発明においても、弾性樹脂層をシリコンノズルの先端部に設けてもよい。この態様においても同様な効果を奏する。
以上説明したように、本発明では、基板の接続パッドの配置高さがばらついている場合であっても、全ての接続パッドに粘着材を安定して供給できると共に、狭ピッチの接続パッドに容易に対応できる。
図1(a)〜(c)は関連技術における配線基板の接続パッドにフラックスを転写する方法を示す断面図(その1)である。 図2(a)〜(d)は関連技術における配線基板の接続パッドにフラックスを転写する方法を示す断面図(その2)である。 図3(a)及び(b)は関連技術における配線基板の接続パッドにフラックスを転写する方法を示す断面図(その3)である。 図4(a)〜(d)は本発明の第1実施形態の粘着材供給装置を示す断面図である。 図5(a)〜(c)は図4(a)の粘着材供給装置の第1の製造方法を示す断面図である。 図6(a)〜(e)は図4(a)の粘着材供給装置の第2の製造方法を示す断面図である。 図7(a)〜(c)は図4(c)の粘着材供給装置の製造方法を示す断面図(その1)である。 図8(a)〜(c)は図4(c)の粘着材供給装置の製造方法を示す断面図(その2)である。 図9(a)〜(c)は図4(d)の粘着材供給装置の製造方法を示す断面図(その1)である。 図10(a)〜(c)は図4(d)の粘着材供給装置の製造方法を示す断面図(その2)である。 図11(a)〜(c)は本発明の第1実施形態の粘着材供給装置を使用して配線基板の接続パッドにフラックスを転写し、はんだバンプを形成する方法を示す断面図(その1)である。 図12(a)〜(c)は本発明の第1実施形態の粘着材供給装置を使用して配線基板の接続パッドにフラックスを転写し、はんだバンプを形成する方法を示す断面図(その2)である。 図13(a)及び(b)は本発明の第1実施形態の粘着材供給装置を使用して配線基板の接続パッドにフラックスを転写し、はんだバンプを形成する方法を示す断面図(その3)である。 図14(a)〜(c)は本発明の第1実施形態の粘着材供給装置を使用して配線基板の接続パッドにフラックスを転写し、はんだバンプを形成する方法を示す断面図(その4)である。 図15(a)〜(d)は本発明の第2実施形態の粘着材供給装置を示す断面図である。 図16(a)〜(c)は図15(a)の粘着材供給装置の第1の製造方法を示す断面図である。 図17(a)〜(e)は図15(a)の粘着材供給装置の第2の製造方法を示す断面図である。 図18(a)〜(e)は図15(d)の粘着材供給装置の製造方法を示す断面図(その1)である。 図19(a)〜(d)は図15(d)の粘着材供給装置の製造方法を示す断面図(その2)である。 図20(a)及び(b)は本発明の第2実施形態の粘着材供給装置を使用して配線基板の接続パッドにフラックスを供給し、はんだバンプを形成する方法を示す断面図(その1)である。 図21(a)〜(c)は本発明の第2実施形態の粘着材供給装置を使用して配線基板の接続パッドにフラックスを供給し、はんだバンプを形成する方法を示す断面図(その2)である。
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
(関連技術)
本発明の実施形態を説明する前に、本発明に関連する関連技術の問題点について説明する。図1〜図3は関連技術における配線基板の接続パッドにフラックスを転写する方法を示す断面図である。
図1(a)に示すように、まず、フラックス120が収容されたフラックス容器100と、基板220及びその下に突出して設けられた転写ピン240から構成されるフラックス転写装置200とを用意する。
そして、図1(a)及び(b)に示すように、フラックス転写装置200の転写ピン240の先端部をフラックス容器100内のフラックス120に浸漬させた後に、フラックス転写装置200を上側に持ち上げる。これにより、フラックス転写装置200の転写ピン240の先端部にフラックス120が付着する。
次いで、図1(c)に示すように、フラックスが塗布される配線基板300を用意する。配線基板300には、最上にソルダレジスト320が形成され、その開口部320a内に接続パッドC1、C2が露出して設けられている。
特に配線基板300として有機絶縁基板を使用する場合は、接続パッドの配置高さがばらついて形成される場合が多い。図1(c)の例では、中央部の接続パッドC1が他の接続パッドC2より配置高さが低くなっている。
接続パッドC1,C2の配置高さがばらつく原因としては、層間絶縁層のグローバル段差や接続パッドC1,C1をめっきで形成する際の厚みのばらつきがある。あるいは、直下にビアホールが配置される接続パッドでは、接続パッドがビアホール内に完全に埋め込まれない場合に、接続パッドがビアホール内に沈み込んで配置されるからである。
そして、図1(c)及び図2(a)に示すように、フラックス転写装置200を配線基板300の上に移動させ、先端部にフラックス120が付着した転写ピン240を配線基板300の接続パッドC1,C2に当接させてフラックス120を転写する。
このとき、図2(a)に示すように、フラックス転写装置200の転写ピン240の突出長さは同一に設定されているため、配線基板300の配置高さの高い接続パッドC2に転写ピン240が当接するとしても、配置高さの低い接続パッドC1には転写ピン240が到達しないことになる。
その結果、図2(b)に示すように、配置高さの高い接続パッドC2にはフラックス120が供給されるが、配置高さが低い接続パッドC1にはフラックス120が供給されない事態が発生する。
次いで、図2(c)に示すように、配線基板300の接続パッドC1,C2に対応する吸引口400aを備えたボール供給治具400を用意し、その吸引口400aにはんだボール500を吸引させる。さらに、ボール供給治具400を配線基板300の上に配置し、吸引を開放して、接続パッドC1,C2の上にはんだボール500を配置する。
このとき、図2(d)に示すように、フラックス120が供給されない接続パッドC1上に配置されるはんだボール500は、フラックス120で仮固定されないため、配線基板300をハンドリングする際の振動や傾斜などによって接続パッドC1から外れて外側に容易に移動してしまう。
移動したはんだボール500はフラックス120で仮固定された正常のはんだボール500の近傍に移動することが多い。
次いで、図3(a)に示すように、加熱処理よってはんだボール500をリフローさせることによりはんだバンプ520,520aを得る。さらに、図3(b)に示すように、はんだバンプ520,520aの周囲に残ったフラックス120を洗浄して除去する。
図3(b)に示すように、フラックス120が供給されない接続パッドC1から移動したはんだボール500が、フラックス120に仮固定されたはんだボール500と一緒にリフローするため、他のはんだバンプ520より特大のはんだバンプ520aが形成されてしまう。
図3(b)のような特大のはんだバンプ520aが形成されると、半導体チップを配線基板300にフリップチップ接続する際に信頼性よく実装することは困難である。しかも、配置位置が低い接続パッドC1にははんだバンプが形成されないので、半導体チップを配線基板300に正確に電気接続することは困難である。
また、前述した配線基板300の接続パッドC1,C2に半導体チップがフリップチップ接続される場合は、接続パッドC1,C2のピッチは200μm以下に狭ピッチ化されている。関連技術では、フラックス転写装置200は、ステンレスやPEEK(ポリエーテル・エーテル・ケトン)などから形成されるため、半導体チップのフリップチップ接続の技術に合わせて転写ピン240を狭ピッチで形成することは困難である。
また、転写法以外のフラックス供給方法としては、印刷法、インクジェット法、ディスペンス吐出法がある。しかしながら、印刷法では、ソルダレジストの厚みのばらつきなどによってソルダレジストの表面にフラックスのにじみが発生するため、同様に、はんだボールがソルダレジスト上を移動し、特大のはんだバンプが形成されやすい。
また、インクジェット法では、低粘度のフラックスしかノズルから吐出させることができないため、200μm以下の狭ピッチの接続パッドに信頼性よく塗布することは困難である。
また、ディスペンス吐出法では、多数のノズルの先端を接続パッドに当接させる必要があるため、前述した転写ピンを使用する方法と同様に、配置高さの低い接続パッドにフラックスが供給されない問題が発生する。
以下に説明する本発明の実施形態の粘着材供給装置は前述した不具合を解消することができる。
(第1の実施の形態)
図4は本発明の第1実施形態の粘着材供給装置を示す断面図、図5〜図10は同じく粘着材供給装置の製造方法を示す断面図、図11〜図14は同じく粘着材供給装置を使用して配線基板の接続パッドにフラックスを転写し、はんだバンプを形成する方法を示す断面図である。
第1実施形態では、転写ピンを備えた転写方式の粘着材供給装置について説明する。図4(a)に示すように、第1実施形態の第1の粘着材供給装置1aは、シリコン基板部10とその下面に突出して設けられた複数のシリコン転写ピン12と、シリコン転写ピン12の先端部にそれぞれ連結して設けられた弾性樹脂層14とによって構成される。
シリコン基板部10とシリコン転写ピン12は一体的に繋がって形成されており、シリコンウェハが加工されて得られる。
例えば、シリコン基板部10の厚みは400μm程度であり、シリコン転写ピン12の突出長さは100μm程度である。
弾性樹脂層14としては、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン・ポリイミド樹脂、又はゴム系樹脂などが好適に使用される。弾性樹脂層14は、そのような感光性樹脂がパターン化された後に硬化して得られる。
シリコーン樹脂を使用する場合は、弾性樹脂層14の厚みは20μm程度に設定される。また、ポリイミド樹脂又はエポキシ樹脂を使用する場合は、弾性樹脂層14の厚みは50〜100μm程度に設定される。
弾性樹脂層14は押圧されることで上下方向(垂直方向)に収縮するため、弾性樹脂層14を含むシリコン転写ピン12の突出長さを短くすることができる。弾性樹脂層14の収縮量は、材料や厚みよって異なるが、例えば2〜10μmである。
後述するように、第1の粘着材供給装置1aでは、複数のシリコン転写ヘッド12の先端側の弾性樹脂層14にフラックスを付着させ、そのフラックスが配線基板の複数の接続パッドに同時に転写される。本実施形態では、粘着材としてフラックスを例示するが、はんだペーストなどの各種の導電性粘着材を使用することができる。
図4(a)の部分拡大断面図に示すように、弾性樹脂層14の表面が粗化面Aとなっていることが好ましい。弾性樹脂層14の表面をアルゴンプラズマなどで処理することより、粗化面Aを得ることができる。
弾性樹脂層14の表面を粗化面Aとすることにより、フラックスの濡れ性がよくなり、安定してフラックスを付着させることができる。シリコン転写ピン12はフラックスの濡れ性が比較的悪い材料のシリコンから形成されるため、主に先端の弾性樹脂層14にフラックスが付着する。
なお、弾性樹脂層14のフラックスの濡れ性が問題にならない場合は、粗化面Aとせずに平滑面としてもよい。
図4(b)には、第2の粘着材供給装置1bが示されている。図4(a)の第1の粘着材供給装置1aにおいて、シリコン転写ピン12の形状は任意に設定することができ、図4(b)に示すように、下側になるにつれて径が小さくなる円錐型のシリコン転写ピン12を採用してもよい。あるいは、シリコン転写ピン12の形状としては、円柱状の他に四角柱などの多角柱状を採用してもよい。他の粘着材供給装置においても同様である。
図4(c)には、第3の粘着材供給装置1cが示されている。図4(c)に示すように、第3の粘着材供給装置1cは、シリコン基板部10と、その下面に島状にパターン化されて設けられた弾性樹脂層14と、弾性樹脂層14の下側に突出して設けられたシリコン転写ピン12と、シリコン転写ピン12の先端部に設けられたシリコン酸化層16とによって構成される。
つまり、シリコン転写ピン12の付け根部に弾性樹脂層14が連結して設けられており、シリコン転写ピン12は弾性樹脂層14によってシリコン基板部10に取り付けられている。前述したように、シリコンはフラックスの濡れ性が比較的悪いため、シリコン転写ピン12の先端部にフラックスの濡れ性のよいシリコン酸化層16が設けられている。
シリコン転写ピン12のフラックスの濡れ性が問題にならない場合は、シリコン酸化層16を省略し、シリコン転写ピン12自体にフラックスを付着させてもよい。
図4(d)には、第4の粘着材供給装置1dが示されている。図4(d)に示すように、第4の粘着材供給装置1dは、シリコン基板部10と、その下面全体に設けられた弾性樹脂層14と、弾性樹脂層14の下側に突出して設けられたシリコン転写ピン12と、シリコン転写ピン12の先端部に設けられたシリコン酸化層16とによって構成される。
つまり、弾性樹脂層14は、シリコン転写ピン12の付け根部からシリコン基板部10の下面全体に設けられており、シリコン転写ピン12は弾性樹脂層14によってシリコン基板部10に取り付けられている。
第4の粘着材供給装置1dにおいても、シリコン転写ピン12のフラックスの濡れ性が問題にならない場合は、シリコン酸化層16を省略してもよい。
以上説明した本実施形態の粘着材供給装置1a〜1dでは、配線基板の接続パッドにシリコン転写ピン12を押圧して弾性樹脂層14を収縮させることにより、接続パッドの配置高さのばらつきを吸収するようにしている。
シリコン転写ピン12の先端部に弾性樹脂層14を設ける形態(図4(a)及び(b))では、接続パッドの凹凸面に弾性樹脂層14が直接接触して変形するので、長期に使用すると、弾性樹脂層14が剥がれ落ちて異物になったりするおそれがある。このような観点から、シリコン転写ピン12の付け根部に弾性樹脂層14を設ける形態(図4(c)及び(d))方が長期にわたって弾性樹脂層14の信頼性を確保できるため好ましい。
次に、上記した第1〜第4の粘着材供給装置1a〜1dの製造方法について説明する。
(第1実施形態の第1、第2の粘着材供給装置1a,1bの第1の製造方法)
最初に、図4(a)の第1の粘着材供給装置1aの第1の製造方法について説明する。
図5(a)に示すように、まず、厚みが500μm程度のシリコンウェハ10aを用意する。そして、シリコンウェハ10aの一方の面に感光性樹脂を形成し、露光・現像を行ってパターン化した後に加熱処理を行って硬化させることにより弾性樹脂層14を得る。感光性樹脂としては、前述したようなシリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、又はエポキシ樹脂などが使用され、樹脂シートを使用してもよいし、液状樹脂を使用してもよい。
さらに、図5(b)に示すように、パターン化された弾性樹脂層14をマスクにしてシリコンウェハ10aを厚みの途中まで異方性ドライエッチング(RIEなど)によって加工する。シリコンウェハ10aのエッチング深さは100μm程度に設定される。その後に、弾性樹脂層14の表面をアルゴンプラズマで処理することにより粗化面A(図4(a))を得る。
これにより、シリコンウェハ10aの下側に、先端部に弾性樹脂層14が設けられたシリコン転写ピン12が突出して形成される。その後に、必要に応じてシリコンウェハ10aを切断することにより、前述した図4(a)の粘着材供給装置1aが得られる。
図4(b)の第2の粘着材供給装置1bを製造する場合は、シリコンウェハ10aをエッチングする際に、ドライエッチング又はウェットエッチングに基づいて傾斜がつくようにエッチングすればよい。
なお、図5(a)において、シリコンウェハ10aの下面又は両面にシリコン酸化層を形成しておき、弾性樹脂層14をマスクにしてシリコン酸化層をエッチングした後に、シリコンウェハ10aをエッチングしてもよい。これにより、シリコン酸化層がハードマスクとして機能するので、より微細な径で突出長さの長いシリコン転写ピン12を精度よく形成することができる。
この方法を採用する場合は、図5(c)に示すように、弾性樹脂層14とシリコン転写ピン12との間にシリコン酸化層16が設けられる。
本実施形態の粘着材供給装置1aは、フォトリソグラフィや異方性ドライエッチングなどのウェハプロセスによってシリコンウェハ10aを微細加工して得られる。従って、200μm以下(20μm以上)の狭ピッチのシリコン転写ピン12を容易に形成することができる。以下に説明する他の製造方法においても同様である。
(第1実施形態の第1、第2の粘着材供給装置1a,1bの第2の製造方法)
前述した第1、第2の粘着材供給装置1a,1bの第1の製造方法の代わりに、以下に示す第2の製造方法を使用してもよい。
図6(a)に示すように、まず、シリコンウェハ10aの一方の面にレジスト18をフトリソフラフィでパターン化して形成する。次いで、図6(b)に示すように、レジスト18をマスクにしてシリコンウェハ10aを異方性ドライエッチングによって厚みの途中まで加工することにより、シリコン転写ピン12を得る。その後に、図6(c)に示すように、レジスト18を除去する。
続いて、図6(d)に示すように、シリコンウェハ10aのシリコン転写ピン12側の面に感光性の樹脂シート14aを貼り付ける。さらに、図6(e)に示すように、感光性の樹脂シート14aに対して露光・現像を行うことにより、シリコン転写ピン12の先端部に樹脂シート14aをパターン化して残す。その後に、パターン化された樹脂シート14aを加熱処理して硬化させることにより弾性樹脂層14が得られる。
(第1実施形態の第3、第4の粘着材供給装置1c,1dの第1の製造方法)
次に、前述した図4(c)及び(d)の第3、第4の粘着材供給装置1c,1dの第1の製造方法について説明する。図7(a)に示すように、まず、下面にシリコン酸化層16が形成された第1シリコンウェハ10aを用意する。第1シリコンウェハ10aの厚みは100μm程度である。第1シリコンウェハ10aの上面にもシリコン酸化層が設けられていてもよい。
なお、前述した図4(c)及び(d)においてシリコン転写ピン12の先端部にシリコン酸化層16を形成しない場合は、シリコン酸化層が形成されていない第1シリコンウェハ10aが使用される。
そして、第1シリコンウェハ10aの上面に樹脂シート14aを配置する。樹脂シート14aとして前述したような樹脂材料が使用される。樹脂シート14aの代わりに、液状樹脂を使用してもよい。
さらに、図7(b)に示すように、樹脂シート14aの上に厚みが400μm程度の第2シリコンウェハ10bを配置し、真空雰囲気で加圧しながら加熱処理することにより、樹脂シート14aを硬化させて弾性樹脂層14を得る。
これにより、樹脂シート14aの硬化により第1シリコンウェハ10aの上に弾性樹脂層14によって第2シリコンウェハ10bが接着される。
次いで、図7(c)に示すように、第1シリコンウェハ10aの下面のシリコン酸化層16の上にレジスト18をフォトリソグラフィによってパターン化して形成する。
続いて、図8(a)に示すように、レジスト18をマスクにして、異方性ドライエッチングによりシリコン酸化層16をエッチングした後に、弾性樹脂層14が露出するまで第1シリコンウェハ10aを貫通加工することによりシリコン転写ピン12を形成する。
さらに、図8(b)に示すように、レジスト18を除去してシリコン酸化層16を露出させる。その後に、必要に応じて第2シリコンウェハ10b及び弾性樹脂層14を切断することにより、前述した図4(d)の第4の粘着材供給装置1dが得られる。
図8(c)に示すように、図8(a)の工程の後に、レジスト18をマスクにして第2シリコンウェハ10bが露出するまで弾性樹脂層14をさらにエッチングすることにより、前述した図4(c)の第3の粘着材供給装置1cが得られる。
(第1実施形態の第3、第4の粘着材供給装置1c,1dの第2の製造方法)
前述した第3、第4の粘着材供給装置1c,1dの第1の製造方法の代わりに、以下に示す第2の製造方法を使用してもよい。
図9(a)に示すように、第2シリコンウェハ10bの一方の面にレジスト18をフォトリソグラフィによってパターン化して形成した後に、レジスト18をマスクにして第2シリコンウェハ10bを厚みの途中まで異方性エッチングする。これにより、第2シリコンウェハ10bの下面側にシリコン転写ピン12が形成される。その後に、レジスト18が除去される。
次いで、図9(b)に示すように、第1シリコンウェハ10aの上に樹脂シート14aを配置し、樹脂シート14aの上に第2シリコンウェハ10aに設けられたシリコン転写ピン14を配置する。
さらに、真空雰囲気で加圧しながら加熱処理することにより、樹脂シート14aを硬化させて弾性樹脂層14を得る。これにより、第1シリコンウェハ10aの上に弾性樹脂層14によって第2シリコンウェハ10bに設けられたシリコン転写ピン14の先端部が接着する。
続いて、図9(c)に示すように、研磨又はエッチングにより第2シリコンウェハ10bの基板部の全体を厚み方向に加工することにより、複数のシリコン転写ピン12を分離させる。
これにより、第1シリコンウェハ10aの一方の面に弾性樹脂層14を介してシリコン転写ピン12が突出して設けられる。
さらに、フラックスの濡れ性を良好にするためにシリコン転写ピン12の先端部にシリコン酸化層を形成する場合は、次の工程を遂行する。図10(a)に示すように、シリコン転写ピン12を埋め込むようにレジスト18を弾性樹脂層14の上に形成し、フォトリソグラフィによってシリコン転写ピン12の上に開口部18xを形成する。
次いで、図10(b)に示すように、スパッタ法又はCVD法により、レジスト18上及びその開口部18x内に、シリコン酸化層16を形成する。その後に、レジストストリッパーによってレジスト18を剥離する。
これにより、図10(c)に示すように、レジスト18の上に形成されたシリコン酸化層16がレジスト18と一緒に除去され(リフトオフ)、シリコン転写ピン12の先端部のみにシリコン酸化層16が残される。
その後に、必要に応じて第1シリコンウェハ10a及び弾性樹脂層14を切断することにより、前述した図4(d)の第4の粘着材供給装置1dが得られる。また、図10(c)の工程の後に、シリコン転写ピン12(又はシリコン酸化層16)をマスクにして弾性樹脂層14をエッチングすることにより、前述した図4(c)の第3の粘着材供給装置1cが得られる。
(第1実施形態の粘着材供給装置を使用して配線基板にフラックスを転写する方法)
第1実施形態では、前述した図4(c)の第3の粘着材供給装置1cを例に挙げて配線基板の接続パッドにフラックスを転写し、はんだバンプを形成する方法について説明する。
図11(a)に示すように、まず、フラックス22が収容されたフラックス容器20と、前述した図4(c)の第3の粘着材供給装置1cとを用意する。そして、粘着材供給装置1cのシリコン転写ピン12の先端部をフラックス容器20内のフラックス22に浸漬させる。
続いて、図11(b)に示すように、粘着材供給装置1cをフラックス容器20から持ち上げることにより、粘着材供給装置1cの転写ピン12の先端部(シリコン酸化層16)にフラックス22が付着した状態となる。
本実施形態の粘着材供給装置1cは、シリコン転写ピン12の先端部にフラックスの濡れ性のよいシリコン酸化層16が形成されているので、複数のシリコン転写ピン12においてその先端部のみにばらつきの少ない適量のフラックス22を付着させることができる。さらには、シリコン転写ピン12のクリーニング頻度を減らすことができる効果もある。
次いで、図11(c)に示すような配線基板30を用意する。配線基板30では、第1絶縁層40の下面に外部接続端子が接続される端子用接続パッドC2が形成されている。
第1絶縁層40の下面には、端子用接続パッドC2を露出させる開口部44aが設けられたソルダレジスト44が形成されている。第1絶縁層40には端子用接続パッドC2に接続される第1ビアホールVH1が形成されている。
さらに、第1絶縁層40の上には第1ビアホールVH1(ビア導体)を介して端子用接続パッドC2に電気接続される内部配線層32が形成されている。また、内部配線層32の上には第2絶縁層42が形成されている。第2絶縁層42には内部配線層32に接続される第2ビアホールVH2が形成されている。
さらに、第2絶縁層42の上には、半導体チップをフリップチップ接続するための第1、第2チップ用接続パッドC1A,C1Bが形成されている。第1、第2チップ用接続パッドC1A,C1Bは第2ビアホールVH2(ビア導体)を介して内部配線層32に接続されている。第2絶縁層42の上には第1、第2接続パッドC1A,C1Bの上に開口部46aが設けられたソルダレジスト46が形成されている。
第1、第2チップ用接続パッドC1A,C1Bは、半導体チップの接続電極に対応しており、そのピッチが200μm以下に狭ピッチ化されている。
関連技術で説明したように、特に配線基板30として有機絶縁基板を使用する場合は、接続パッドの配置高さがばらついて形成される場合が多い。接続パッドの配置高さがばらつく要因としては、層間絶縁層のグローバル段差、接続パッドの膜厚ばらつき、あるいは接続パッドのビアホール内への沈み込みなどがある。
図11(c)の配線基板30では、中央部の第1チップ用接続パッドC1Aが両側の第2チップ用接続パッドC1Bより配置高さが低くなっている例が模式的に示されている。第1、第2チップ用接続パッドC1A,C1Bの配置高さのばらつきは、例えば2〜10μm程度である。
そして、粘着材供給装置1cのフラックス22が付着したシリコン転写ピン12を配線基板30の第1、第2接続パッドC1A,C1Bに位置合わせする。
粘着材供給装置1cのシリコン転写ピン12は、配線基板30の第1、第2チップ用接続パッドC1A,C1Bに対応して設けられている。前述したように、本実施形態の粘着材供給装置1cはシリコンウェハを微細加工して製造されるので、半導体チップの接続電極のピッチに合わせて狭ピッチ化することができる。
さらに、図12(a)に示すように、粘着材供給装置1cのシリコン転写ピン12を下側に下げて配線基板30の第1、第2チップ用接続パッドC1A,C1Bの直上に配置する。図12(a)には、粘着材供給装置1cのシリコン転写ピン12が配線基板30の配置高さの高い第2チップ接続パッドC1Bに当接した様子が描かれている。
このとき、配線基板30の中央部の第1チップ用接続パッドC1Aは両側の第2チップ用接続パッドC1Bより配置高さが低くなっており、粘着材供給装置1cの各シリコン転写ピン12の突出長さは同一である。従って、この時点では、配線基板30の両側の第2チップ用接続パッドC1Bにはシリコン転写ピン12が到達するものの、配置高さの低い第1チップ接続パッドC1Aにはシリコン転写ピン12は到達しない。
続いて、図12(b)に示すように、粘着材供給装置1cを配線基板30側に押圧することにより、第2チップ用接続パッドC1Bに当接したシリコン転写ピン12をさらに下側に押し込む。このとき、シリコン転写ピン12の付け根部に設けられた弾性樹脂層14が収縮することによって、弾性樹脂層14を含むシリコン転写ピン12の突出長さが実質的に短くなる。
従って、配置高さが低い第1チップ用接続パッドC1Aの上方に配置されたシリコン転写ピン12は、他のシリコン転写ピン12が短くなった分だけ下側に移動することができる。これにより、配置高さが低い第1チップ用接続パッドC1Aにもシリコン転写ピン12が到達して当接するようになる。
そして、シリコン転写ピン12の先端部(シリコン酸化層16)に付着したフラックス22が配線基板30の第1、第2チップ用接続パッドC1A,C1Bに転写される。その後に、粘着材供給装置1cが配線基板30から上側に持ち上げられる。
このように、本実施形態の第3の粘着材供給装置1cは、収縮によってシリコン転写ピン12の突出長さを短くする弾性樹脂層14を備えている。従って、図12(c)に示すように、配線基板30の第1、第2チップ用接続パッドC1A,C1Bの配置高さがばらついている場合であっても、そのばらつきを吸収することができ、全てのチップ用接続パッドC1A,C1Bに均一にフラックス22を転写によって供給することができる。
なお、前述した図4(d)の第4の粘着材供給装置1dを使用する場合は、シリコン基板部10の下面全体に弾性樹脂層14が設けられているので、シリコン転写ピン12の軸方向から傾いた斜め方向にも弾性樹脂層14が収縮することができる。従って、配線基板30が多少傾いて配置されている場合であっても、配線基板30の傾きを吸収して接続パッドに安定してフラックスを転写することができる。
次いで、図13(a)に示すように、配線基板30の第1、第2チップ用接続パッドC1A,C1Bに対応する吸引口50aを備えたボール供給治具50を用意し、その吸引口50aにはんだボール60aを吸引させる。さらに、ボール供給治具50を配線基板30の上に配置し、吸引を開放することにより、第1、第2チップ用接続パッドC1A,C1Bの上にはんだボール60aを配置する。
このとき、配線基板30の第1、第2チップ用接続パッドC1A,C1Bの配置高さがばらついているとしても、それらにフラックス22が安定して供給されている。これにより、図13(b)に示すように、第1、第2チップ用接続パッドC1A,C1Bにはんだボール60aがそれぞれ安定して仮固定される。
従って、配線基板30をハンドリングする際の振動や傾斜などによってはんだボール60aが第1、第2チップ用接続パッドC1A,C1Bから外れて外側に移動するおそれがなくなる。
次いで、図14(a)に示すように、加熱処理よってはんだボール60aをリフローさせることにより、第1、第2チップ用接続パッドC1A,C1Bに接続されるはんだバンプ60を得る。さらに、図14(b)に示すように、はんだバンプ60の周囲に残ったフラックス22を洗浄して除去する。
本実施形態では、全ての第1、第2チップ用接続パッドC1A,C1Bにフラックス22が安定して供給されてはんだボール60aが仮固定されるので、関連技術と違って、特大はんだバンプが形成されたり、はんだバンプが形成されない接続パッドが発生したりする不具合が解消される。
次いで、図14(c)に示すように、半導体チップ62を用意し、半導体チップ62の接続電極を配線基板30のはんだバンプ60にフリップチップ接続する。これにより、半導体チップ62はバンプ電極64によって配線基板30に電気接続される。
その後に、半導体チップ62の下側の隙間にアンダーフィル樹脂66が充填される。さらに、必要に応じて配線基板30の端子用接続パッドC2に外部接続端子(不図示)が設けられる。
以上のように、本実施形態では、配線基板30に歩留りよくはんだバンプ60が形成されるので、半導体チップ62を信頼性よくフリップチップ接続することができる。
なお、第1実施形態では、第3の粘着材供給装置1c(図4(c))を使用する例を説明したが、第1、第2、第4の粘着材供給装置1a,1b,1d(図4(a),(b),(d))を使用する場合も同様な効果を奏する。
また、フラックス22を供給するワークとして配線基板30を例示したが、トランジスタが形成されたシリコンウェハの接続パッドなどの狭小ピッチの接続パッドを有する各種の電子部品に適用することができる。
(第2の実施の形態)
図15は本発明の第2実施形態の粘着材供給装置を示す断面図、図16〜図19は同じく粘着材供給装置の製造方法を示す断面図、図20及び図21は同じく粘着材供給装置を使用して配線基板の接続パッドにフラックスを供給し、はんだバンプを形成する方法を示す断面図である。
第2実施形態では、ノズルを備えたディスペンス方式の粘着材供給装置について説明する。
図15(a)に示すように、第2実施形態の第1の粘着材供給装置2aは、厚み方向に貫通する供給穴10xを備えたシリコン基板部10と、シリコン基板部10の下面側に突出して設けられて供給穴10xに連通する吐出穴13xを内部に備えた複数のシリコンノズル13と、シリコンノズル13の先端にそれぞれ連結して設けられて吐出穴13xに連通する開口部14xを内部に備えた弾性樹脂層14とによって構成される。
弾性樹脂層14は、第1実施形態と同様に、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン・ポリイミド樹脂、又はゴム系樹脂などから形成される。
例えば、シリコン基板部10の厚みは200〜400μmであり、シリコンノズル13の突出長さは30μm程度である。シリコンノズル13の外径は50μm程度であり、その内径(吐出穴13xの径)は20μm程度である。また、シリコン基板部10の供給穴10xの径は50μm程度であり、シリコンノズル13の吐出穴13xの径より大きく設定されている。
第2実施形態の第1の粘着材供給装置2aでは、配線基板の複数の接続パッドにシリコンノズル13をそれぞれ当接させ、シリコン基板部10の供給穴10x、シリコンノズル13の吐出穴13x及び弾性樹脂層14の開口部14xを通って吐出するフラックスが配線基板の複数の接続パッドに同時に塗布される。
第1実施形態と同様に、弾性樹脂層14の収縮機能によって、配線基板の接続パッドの配置高さがばらついている場合であっても、全ての接続パッドに安定してフラックスを供給することができる。
図15(b)には、第2実施形態の第2の粘着材供給装置2bが示されている。図15(b)に示すように、図15(a)の第1の粘着材供給装置2aにおいて、下側になるにつれて径が小さくなる円錐型のシリコンノズル13を採用してもよい。
あるいは、円柱状の他に、四角柱などの多角柱状のシリコンノズルを採用してもよい。図15(b)の例では、シリコン基板部10の供給穴10xの径はシリコンノズル13の吐出穴13xの径と同一に設定されている。
図15(a)及び(b)の第1、第2の粘着材供給装置2a,2bにおいて、弾性樹脂層14の開口部14xを含む表面が粗化面となっていることが好ましい。弾性樹脂層14の表面を粗化面とすることにより、フラックスの濡れ性がよくなり、よりスムーズにフラックスを付着させることができる。
図15(c)には、第2実施形態の第3の粘着材供給装置2cが示されている。図15(c)に示すように、第3の粘着材供給装置2cは、供給穴10xを備えたシリコン基板部10と、シリコン基板部10の下面に設けられて供給穴10xに連通する開口部14xを内部に備えたリング状の弾性樹脂層14と、開口部14xに連通する吐出穴13xを内部に備えたシリコンノズル13とによって構成される。
つまり、シリコンノズル13の付け根部に弾性樹脂層14が連結されて設けられており、シリコンノズル13の付け根部が弾性樹脂層14によってシリコン基板部10に取り付けられている。
図15(d)には、第2実施形態の第4の粘着材供給装置2dが示されている。図15(d)に示すように、第4の粘着材供給装置2dは、供給穴10xが設けられたシリコン基板部10と、その下面全体に設けられて供給穴10xに対応する部分に開口部14xを備えた弾性樹脂層14と、弾性樹脂層14の下側に突出して設けられて開口部13xに連通する吐出穴13xを備えたシリコンノズル13とによって構成される。
つまり、弾性樹脂層14は、シリコンノズル13の付け根部からシリコン基板部10の下面全体に設けられており、シリコンノズル13は弾性樹脂層14によってシリコン基板部10に取り付けられている。
第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、弾性樹脂部14をシリコンノズル13の先端部に設ける形態(図15(a)及び(b))より、付け根部に設ける形態(図15(c)及び(d))の方が、長期にわたって弾性樹脂層14の信頼性を確保できるという観点から好ましい。
次に、上記した第1〜第4の粘着材供給装置2a〜2dの製造方法について説明する。
(第2実施形態の第1、第2の粘着材供給装置2a,2bの第1の製造方法)
最初に、前述した図15(a)及び(b)の第1、第2の粘着材供給装置2a,2bの第1の製造方法について説明する。図16(a)に示すように、まず、厚みが200〜500μmのシリコンウェハ10aを用意する。
そして、シリコンウェハ10aの上面側に図15(a)の供給穴10xに対応する開口部14xを備えた第1樹脂シート14aを形成する。さらに、シリコンウェハ10aの下面側に図15(a)のシリコンノズル13に対応する部分に第2樹脂シート14bをパターン化して形成する。樹脂シート14a,14bは感光性樹脂から形成され、露光・現像によってパターン化される。
さらに、パターン化された樹脂シート14a,14bを加熱処理して硬化させることにより、シリコンウェハ10aの両面側の樹脂シート14a,14bを弾性樹脂層14とする。樹脂シート14a,14bの代わりに、液状樹脂から弾性樹脂層14を形成してもよい。
つまり、第1樹脂シート14a(弾性樹脂層14)はシリコン基板部10の供給穴10xを形成するためのマスクとして機能し、第2樹脂シート14b(弾性樹脂層14)はシリコン基板部10とシリコンノズル13を形成するためのマスクとして機能する。
続いて、図16(b)に示すように、シリコンウェハ10aの両面側に形成された弾性樹脂層14をマスクして異方性ドライエッチングによりシリコンウェハ10aを両面側からそれぞれ加工する。
このとき、例えば、下部に厚みが30μm程度のシリコン部が残るようにシリコンウェハ10aの上面側から厚みの途中までシリコンウェハ10aがエッチングされる。さらに、シリコンウェ10aの下面側から深さが30μm程度までシリコンウェハ10aがエッチングされる。
これにより、シリコンウェハ10aが薄型化されてシリコン基板部10とシリコンノズル13が得られる。これと同時に、上下からのエッチング溝が繋がることにより、シリコンウェハ10aの供給穴10xとシリコンノズル13の吐出穴13xが連通して形成される。
その後に、図16(c)に示すように、シリコンウェハ10aの上面側の弾性樹脂層14を除去する。さらに、必要に応じてシリコンウェハ10aを切断することにより、前述した図15(a)の粘着材供給装置2aが得られる。
なお、シリコンウェハ10aの上面側の弾性樹脂層14を除去せずに残して粘着材供給装置としてもよい(図16(b)の構造)。
また、前述した図15(b)の粘着材供給装置2bを製造する場合は、シリコンウェハ10aをその上面又は下面側からエッチングで貫通加工することにより、供給穴10xと吐出穴13xを同時に形成する。その後に、シリコンウェハ10aの下面側から厚みの途中まで斜め方向にエッチングすることにより、シリコンノズル13とシリコン基板部10を形成する。さらに、シリコンノズル13の先端部に樹脂シートをパターン化することにより弾性樹脂層14を形成する。
(第2実施形態の第1、第2の粘着材供給装置2a,2bの第2の製造方法)
前述した第1、第2の粘着材供給装置2a,2bの第1の製造方法の代わりに、以下に示す第2の製造方法を使用してもよい。
図17(a)に示すように、シリコンウェハ10aを用意し、その上面側に図15(a)の供給穴10xに対応する開口部18xを備えた第1レジスト18aをフォトリソグラフィによってパターン化して形成する。さらに、シリコンウェハ10aの下面側に図15(a)のシリコンノズル13に対応する部分に第2レジスト18bをフォトリソグラフィによってパターン化して形成する。
続いて、図17(b)に示すように、シリコンウェハ10aの両面側に形成された第1、第2レジスト18a,18bをマスクして異方性ドライエッチングによりシリコンウェハ10aを両面側からそれぞれ加工する。
これにより、上記した図16(b)と同様に、シリコンウェハ10aが薄型化されてシリコン基板部10とシリコンノズル13が得られる共に、シリコン基板部10の供給穴10xとシリコンノズル13の吐出穴13xが連通して形成される。
その後に、図17(c)に示すように、シリコンウェハ10aの両面側の第1、第2レジスト18a,18bを除去する。
さらに、図17(d)に示すように、シリコンウェハ10aの下面側に形成されたシリコンノズル13の先端部に感光性の樹脂シート14aを貼り付ける。
続いて、図17(e)に示すように、樹脂シート14aに対して露光・現像を行った後に、加熱処理によって硬化させる。これにより、シリコンノズル13の吐出穴13xに連通する開口部14xが設けられた弾性樹脂層14がシリコンノズル13の先端部に形成される。
さらに、必要に応じてシリコンウェハ10aを切断することにより、図15(a)の第1の粘着材供給装置2aが得られる。
(第2実施形態の第2、第3の粘着材供給装置2c,2dの製造方法)
次に、前述した図15(c)及び(d)の第2、第3の粘着材供給装置2c,2dの製造方法について説明する。
図18(a)に示すように、まず、厚みが200〜400μmの第1シリコンウェハ10aの上面に、図15(c)の供給穴10xに対応する開口部18xが設けられたレジスト18をフォトリソグラフィによってパターン化して形成する。
次いで、図18(b)に示すように、異方性ドライエッチングにより、レジスト18の開口部18xを通して第1シリコンウェハ10aを貫通加工することにより供給口10xを形成する。その後に、図18(c)に示すように、レジスト18を除去する。
続いて、図18(d)に示すように、第1シリコンウェハ10aの下面に感光性の樹脂シート14aを貼り付ける。さらに、図18(e)に示すように、樹脂シート14aを露光・現像することにより、供給口10xに対応する開口部14xを形成する。さらに、加熱処理することにより、樹脂シート14aを硬化させて弾性樹脂層14とする。樹脂シート14aの代わりに、液状樹脂から弾性樹脂層14を形成してもよい。
次いで、図19(a)に示すように、樹脂シート14aの下面に厚みが30μm程度の第2シリコンウェハ10bを貼り付ける。さらに、図19(b)に示すように、第2シリコンウェハ10bの下面にシリコンノズル13に対応する部分にレジスト18をフォトリソグラフィによってパターン化して形成する。
続いて、図19(c)に示すように、レジスト18をマスクにして異方性ドライエッチングにより第1シリコンウェハ10bを弾性樹脂層14が露出するまで貫通加工する。これにより、弾性樹脂層14の開口部14xに連通する吐出穴13xが内部に設けられたシリコンノズル13が弾性樹脂層14の下面側に突出して形成される。
さらに、図19(d)に示すように、レジスト18を除去する。その後に、必要に応じて第1シリコンウェハ10a及び弾性樹脂層14を切断することにより、前述した図15(d)の第4の粘着材供給装置2dが得られる。
なお、図19(d)の工程の後に、シリコンノズル13をマスクにして弾性樹脂層14をエッチングすることにより、前述した図15(c)の第3の粘着材供給装置2cが得られる。
(第2実施形態の粘着材供給装置を使用して配線基板にフラックスを供給する方法)
本実施形態では、前述した図15(c)の粘着材供給装置2cを例に挙げて配線基板の接続パッドにフラックスを供給し、はんだバンプを形成する方法について説明する。
図20(a)に示すように、まず、内部に収容部72が設けられた枠状支持部材70を用意する。そして、前述した図15(c)の粘着材供給装置2cを枠状支持部材70の収容部72に配置する。枠状支持部材70の下部には保持部74が内側に突出して設けられており、粘着材供給装置2cのシリコン基板部10の周縁部が保持部74に係止されて固定される。
そして、枠状支持部材70の下部から粘着材供給装置2cのシリコンノズル13が下側に突出して配置される。
枠状支持部材70の高さは粘着材供給装置2cのシリコン基板部10の高さより高く設定されており、枠状支持部材70の収容部72内の粘着材供給装置2cの上の空間にフラックス22が収容される。
さらに、枠状支持部材70に、フラックス22を下側に押圧するための押圧部材76が組み込まれる。図20(a)では、枠状支持部材70に収容されたフラックス22が押圧部材76で押圧されることで粘着材供給装置2cの供給穴10xからシリコンノズル13内に充填され、その先端面にフラックス22が吐出した状態となっている。
そして、前述した第1実施形態の図11(c)と同一の配線基板30を用意する。さらに、図20(b)に示すように、枠状支持部材70に配置された粘着材供給装置2cのシリコンノズル13を配線基板30の第1、第2チップ用接続パッドC1A,C1Bの直上に配置する。
このとき、第1実施形態と同様に、配線基板30の第1チップ用接続パッドC1Aは他の第2チップ用接続パッドC1Bより配置高さが低くなっているので、第1チップ用接続パッドC1Aには粘着材供給装置2cのシリコンノズル13が到達しないことになる。
しかしながら、第1実施形態と同様に、粘着材供給装置2cのシリコンノズル13の付け根部には上下方向に収縮する弾性樹脂層14が設けられている。そして、図20(b)に示すように、粘着材供給装置2cのシリコンノズル13を配置位置が高い第2チップ用接続パッドC1Bに当接させた後に、粘着材供給装置2cをさらに下側に押圧する。
これにより、第2チップ用接続パッドC1Bに当接するシリコンノズル13の付け根部の弾性樹脂層14が収縮することにより、そのシリコンノズル13の突出長さが実質的に短くなる。その結果、配置高さの低い第1チップ用接続パッドC1Aにもシリコンノズル13が到達して当接する。
これにより、図21(a)に示すように、第1実施形態と同様に、配線基板30の第1、第2チップ用接続パッドC1A,C1Bの配置高さがばらついている場合であっても、全てのチップ用接続パッドC1A,C1Bに安定してフラックス22を供給することができる。
次いで、図21(b)に示すように、第1実施形態と同様な方法により、第1、第2チップ用接続パッドC1A,C1Bの上にはんだボール60aを配置し、加熱処理によってはんだボール60aをリフローさせることにより第1、第2チップ用接続パッドC1A,C1Bに接続されるはんだバンプ60を得る。さらに、はんだバンプ60の周囲に残ったフラックス22を洗浄して除去する。
その後に、図21(c)に示すように、第1実施形態と同様に、半導体チップ62の接続電極を配線基板30のはんだバンプ60にフリップチップ接続することにより、半導体チップ62をバンプ電極64によって配線基板30に電気接続する。さらに、半導体チップ62の下側の隙間にアンダーフィル樹脂66を充填する。
第2実施形態においても、配線基板30の全てのチップ用接続パッドC1A,C1Bにフラックス22が安定して供給されてはんだボール60aが仮固定される。このため、関連技術と違って、特大はんだバンプが形成されたり、はんだバンプが形成されない接続パッドが発生したりする不具合が解消される。
これにより、半導体チップ62を信頼性よく配線基板30にフリップチップ接続することができる。
1a〜1d…第1〜第4の粘着材供給装置(第1実施形態)、2a〜2d…第1〜第4の粘着材供給装置(第2実施形態)10…シリコン基板部、10a,10b…シリコンウェハ、10x…供給穴、12…シリコン転写ピン、13…シリコンノズル、13x…吐出穴、14…弾性樹脂層、14a…樹脂シート、16…シリコン酸化層、18,18a,18b…レジスト、14x,18x,44a,46a…開口部、20…フラックス容器、22…フラックス、30…配線基板、32…内部配線層、40,42…絶縁層、44,46…ソルダレジスト、50…ボール供給治具、50a…吸引口、60a…はんだボール、60…はんだバンプ、62…半導体チップ、64…バンプ電極、66…アンダーフィル樹脂、70…枠状支持部材、72…収容部、74…保持部、76…押圧部材、C1A…第1チップ用接続パッド、C1B…第2チップ用接続パッド、C2…端子用接続パッド、VH1,VH2…ビアホール。

Claims (12)

  1. シリコン基板部と、
    前記シリコン基板部の下面側に突出して設けられたシリコン転写ピンと、
    前記シリコン転写ピンの付け根部に設けられて、上下方向に収縮する弾性樹脂層とを有することを特徴とする粘着材供給装置。
  2. シリコン基板部と、
    前記シリコン基板部の下面側に突出して設けられたシリコン転写ピンと、
    前記シリコン転写ピンの先端部に設けられて、上下方向に収縮する弾性樹脂層とを有することを特徴とする粘着材供給装置。
  3. 前記シリコン転写ピンの先端部にシリコン酸化層が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の粘着材供給装置。
  4. 前記弾性樹脂層は、前記シリコン転写ピンの前記付け根部から前記シリコン基板部の下面全体に設けられていることを特徴とする請求項1又は3に記載の粘着材供給装置。
  5. 厚み方向に貫通する供給穴を備えたシリコン基板部と、
    前記シリコン基板部の下面側に突出して設けられ、前記供給穴に連通する吐出穴を内部に備えたシリコンノズルと、
    前記シリコンノズルの付け根部に設けられて前記供給穴及び前記吐出穴に連通する開口部を内部に備え、上下方向に収縮する弾性樹脂層とを有することを特徴とする粘着材供給装置。
  6. 厚み方向に貫通する供給穴を備えたシリコン基板部と、
    前記シリコン基板部の下面側に突出して設けられ、前記供給穴に連通する吐出穴を内部に備えたシリコンノズルと、
    前記シリコンノズルの先端部に設けられて前記吐出穴に連通する開口部を内部に備え、上下方向に収縮する弾性樹脂層とを有することを特徴とする粘着材供給装置。
  7. 前記弾性樹脂層は、前記シリコンノズルの付け根部から前記シリコン基板部の下面全体に設けられていることを特徴とする請求項5に記載の粘着材供給装置。
  8. 前記弾性樹脂層は、表面が粗化面となっていることを特徴とする請求項2又は6に記載の粘着材供給装置。
  9. シリコンウェハの一方の面に感光性樹脂をパターン化して形成する工程と、
    前記感光性樹脂をマスクにして前記シリコンウェハを厚みの途中までエッチングすることにより、前記シリコンウェハから突出して設けられて、先端部に前記感光性樹脂からなる弾性樹脂層が形成されたシリコン転写ピンを形成する工程と有することを特徴とする粘着材供給装置の製造方法。
  10. 少なくとも下面側にシリコン酸化層が形成された第1シリコンウェハの上に、弾性樹脂層を介して第2シリコンウェハが貼り付けられた構造を作成する工程と、
    前記第1シリコンウェハの下面側から前記シリコン酸化層及び前記第1シリコンウェハを貫通加工してパターン化することにより、前記弾性樹脂層から突出して設けられて、先端部に前記シリコン酸化層が設けられたシリコン転写ピンを得る工程とを有することを特徴とする粘着材供給装置の製造方法。
  11. シリコンウェハの一方の面に供給穴を形成するためのマスクとして機能する第1感光性樹脂をパターン化して形成すると共に、シリコンウェハの他方の面に前記供給穴に連通するシリコンノズルを形成するためのマスクとして機能する第2感光性樹脂をパターン化して形成する工程と、
    前記シリコンウェハの両面側から前記第1感光性樹脂及び第2感光性樹脂をマスクにして前記シリコンウェハをそれぞれエッチングすることにより、厚み方向に貫通する前記供給穴を備えたシリコン基板部と、前記供給穴に連通する吐出穴を備えて、前記シリコン基板部から突出して設けられた前記シリコンノズルを得る工程とを有し、
    前記シリコンノズルの先端部に残された前記第2感光性樹脂が弾性樹脂層として機能することを特徴とする粘着材供給装置の製造方法。
  12. 第1シリコンウェハを厚み方向に貫通加工することにより、供給穴を形成する工程と、
    前記第1シリコンウェハの一方の面に前記供給穴に連通する開口部が設けられた弾性樹脂層を形成する工程と、
    前記弾性樹脂層の露出面に第2シリコンウェハを貼り付ける工程と、
    前記第2シリコンウェハをその露出面から厚み方向に貫通加工してパターン化することにより、前記弾性樹脂層の前記開口部に連通する吐出穴を内部に備えたシリコンノズルを前記弾性樹脂層から突出させて形成する工程とを有することを特徴とする粘着材供給装置の製造方法。
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