JP3119582B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the production cost and simplify the production control by applying a mounting material having a film thickness of a specified range to a heat sink by the screen printing to allow various types of semiconductor chips to be mounted. SOLUTION: The process of manufacturing a semiconductor device having a heat sink 1 comprises screen-printing a mounting material of 50-300μm thick to the heat sink 1. The frame 2 of a jig is e.g. laid on the heat sink 1, a squeegee 3 is moved in the direction of arrow mark 4 to apply the mounting material 5 e.g. Ag paste on the heat sink 1 by the screen printing in a shape determined by the inner vol. of the frame 2. The frame 2 is removed to form a mounting material film of 50-300μm thick; the thickness of 50μm or more is required for teliably fixing the semiconductor chip to the heat sink while that of 300μm or less is needed to adapt to various types of semiconductor chips.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に係わり、特にヒートシンクを有する半導体装置の製
造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device having a heat sink.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4及び図5を参照して従来技術を説明
する。
2. Description of the Related Art The prior art will be described with reference to FIGS.

【0003】まず図4に示すように、それぞれの半導体
チップの大きさに合った幅Wを有するマウント用テープ
26、例えば金テープを台21上の切断下金型22上に
載置し、切断上金型23を矢印24に示すように下降さ
せてマウント用テープ26の部分25を切断しマウント
用テープ個片25を得る。またこのように切断加工を行
うから、またテープ製造の精度上からテープを薄くする
ことが出来ず、、マウント用テープ26は500μm以
上の厚さが必要である。
First, as shown in FIG. 4, a mounting tape 26 having a width W corresponding to the size of each semiconductor chip, for example, a gold tape is placed on a lower cutting die 22 on a base 21 and cut. The upper mold 23 is lowered as shown by the arrow 24 to cut the portion 25 of the mounting tape 26 to obtain a mounting tape piece 25. Further, since the cutting process is performed in this manner, and the tape cannot be thinned due to the accuracy of tape production, the mounting tape 26 needs to have a thickness of 500 μm or more.

【0004】一方、図5(A)に示すように、ヒートシ
ンク1を内部リードパターン12を形成し外部リード1
3を配設した積層セラミック11に固着し、全体をヒー
タブロック27上に載置する。
On the other hand, as shown in FIG. 5A, a heat sink 1 is formed with an internal lead pattern 12 and an external lead 1.
3 is fixed to the laminated ceramic 11 provided, and the whole is placed on the heater block 27.

【0005】次に、図4により得られたマウント用テー
プ個片25を移送治工具(図示省略)で移送し、矢印2
8に示すように下降し(図5(B))、ヒートシンク1
上に載置する(図5(C))。
Next, the mounting tape piece 25 obtained in FIG. 4 is transferred by a transfer jig (not shown),
8 (FIG. 5B), and the heat sink 1
It is placed on top (FIG. 5C).

【0006】次に、半導体チップ7を移送治工具(図示
省略)で移送し、矢印29に示すように下降し(図5
(D))、ヒートシンク1上のマウント用テープ個片2
5上に載置し溶融状態のマウント用テープ個片25上で
半導体チップ7を、矢印30で示すように、治工具(図
示省略)で押しつけながら左右振動させてスクラブする
(図5(E))。
Next, the semiconductor chip 7 is transferred by a transfer jig (not shown) and descends as shown by an arrow 29 (FIG. 5).
(D)), mounting tape piece 2 on heat sink 1
The semiconductor chip 7 is rubbed left and right while being pressed by a jig (not shown) as shown by an arrow 30 on the mounting tape piece 25 placed on the melted mounting tape piece 25 and scrubbed (FIG. 5E). ).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来技術
では、半導体チップの大きさ毎に異なる幅のテープを用
意しなければならないから、製造管理が煩雑になり、マ
ウントテープ材料費用が高くなるという問題を有する。
However, in the prior art, since a tape having a different width must be prepared for each size of the semiconductor chip, the production management becomes complicated and the cost of the mounting tape material increases. Have.

【0008】このように多種の幅のテープを必要とする
理由は、大きな半導体チップの場合に細い幅のテープを
用いると接着に必要な量のマウント材(ろう材)が得ら
れず、不完全の接着になってしまうからであり、一方、
太い幅のテープを用意して多品種の半導体チップ(大小
さまざまな半導体チップ)に共用しようとすると、加熱
してマウント材を溶かした後に半導体チップを押しつけ
てスクラブする際に、余ったマウント材が半導体チップ
の上にはい上がり、半導体チップ(半導体装置)の動作
不良が発生する場合を生じるからである。
[0008] The reason why tapes of various widths are required as described above is that if a tape having a narrow width is used for a large semiconductor chip, a mount material (brazing material) required for bonding cannot be obtained, and the tape is incomplete. On the other hand,
If you prepare a wide tape and try to share it with many types of semiconductor chips (large and small semiconductor chips), the excess mounting material will be lost when the semiconductor chip is pressed and scrubbed after heating and melting the mounting material. This is because the semiconductor chip (semiconductor device) may go up on the semiconductor chip and cause a malfunction of the semiconductor chip (semiconductor device).

【0009】また従来技術では、上から機械的に半導体
チップ押さえて半導体チップを左右に振動させるスクラ
ブ工程を必要とするから、このスクラブ工程でゴミが発
生し半導体チップ(半導体装置)の動作不良を起こすと
いう問題を有する。
Further, in the prior art, a scrub process of mechanically pressing down the semiconductor chip from above and vibrating the semiconductor chip to the left and right is required. In this scrub process, dust is generated, and malfunction of the semiconductor chip (semiconductor device) is reduced. Have the problem of getting up.

【0010】このようにマウント材がテープの場合にス
クラブが必要な理由は、テープを切断してヒートシンク
上に載置した時に切断工程に起因して皺が寄ったり曲が
ったり、あるいは位置合わせ精度も良くないので半導体
チップに対してずれたりする場合があるから、マウント
材を溶かしたあとで半導体チップで押しつけ左右に振動
させるスクラブ工程により半導体チップの下に均一にマ
ウント材を形成しなければならないからである。
The reason why the scrub is necessary when the mounting material is a tape as described above is that the tape is cut and placed on a heat sink, wrinkles or bends occur due to the cutting process, or alignment accuracy is reduced. Because it is not good, it may deviate from the semiconductor chip, so the mounting material must be formed uniformly under the semiconductor chip by a scrub process in which the mounting material is melted and then pressed with the semiconductor chip and vibrated to the left and right It is.

【0011】したがって本発明の目的は、上記不都合を
伴うことなく多品種の半導体チップのマウントを可能に
する半導体装置の製造方法を提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device which enables mounting of various types of semiconductor chips without the above-mentioned disadvantages.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、ヒート
シンクを有する半導体装置の製造方法において、ヒート
シンクにスクリーン印刷により、膜厚50μm〜300
μmのマウント材を塗布形成する半導体装置の製造方法
にある。
A feature of the present invention is that in a method of manufacturing a semiconductor device having a heat sink, a film thickness of 50 μm to 300 μm is formed on the heat sink by screen printing.
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which a mount material of μm is applied and formed.

【0013】本発明の他の特徴は、ヒートシンクにスク
リーン印刷によりマウント材を塗布形成する工程と、前
記マウント材を塗布形成したヒートシンクに外部リード
ピンおよび内部リードパターンを有する積層セラミック
を接着する工程と、前記ヒートシンク上の前記マウント
材に半導体チップを接着する工程とを有する半導体装置
の製造方法にある。
Another feature of the present invention is that a step of applying a mount material to the heat sink by screen printing, a step of bonding a multilayer ceramic having external lead pins and internal lead patterns to the heat sink to which the mount material is applied and formed, Bonding a semiconductor chip to the mounting material on the heat sink.

【0014】このような本発明によればマウント材をヒ
ートシンクにスクリーン印刷により塗布するから、上記
不都合を伴うことなく多品種の半導体チップをマウント
するためのマウント材の載置法およびゴミ発生をスクラ
ブを省略することが可能なマウント法が得られる。
According to the present invention, since the mounting material is applied to the heat sink by screen printing, the mounting method of the mounting material for mounting various kinds of semiconductor chips without the above-mentioned disadvantages and the generation of dust are scrubbed. Can be obtained.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明を説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】まず図1(A)に示すように、ヒートシン
ク1上に治工具の枠2を載置し、スキージ3を矢印4の
方向に移動させることにより、枠2の内容積により定め
られた形状にマウント材5、例えば銀ペーストをヒート
シンク1上にスクリーン印刷により塗布する。
First, as shown in FIG. 1 (A), a jig / tool frame 2 is placed on a heat sink 1 and a squeegee 3 is moved in a direction of an arrow 4 to determine the inner volume of the frame 2. A mounting material 5, for example, a silver paste, is applied on the heat sink 1 by screen printing.

【0017】次に図1(B)に示すように枠2を除去す
る。図1(B)の状態におけるマウント材5の膜厚は5
0μm〜300μmである。
Next, the frame 2 is removed as shown in FIG. The thickness of the mounting material 5 in the state of FIG.
It is 0 μm to 300 μm.

【0018】すなわち半導体チップをヒートシンクに確
実に固定するためには50μm以上の膜厚を必要とする
からである。
That is, a film thickness of 50 μm or more is required to securely fix the semiconductor chip to the heat sink.

【0019】一方、多品種の半導体チップに対応するた
めに300μm以下の膜厚にする必要がある。すなわち
実質的にそのヒートシンク上に搭載することが出来る異
なる大きさの半導体チップのうち最も大きな半導体チッ
プに合わせた範囲にマウント材を塗布する。すると、小
さい半導体チップをマウントする場合には、マウント材
が半導体チップの外側にはみだしてしまう。この場合、
マウント材の厚さが300μmを越えると、マウント材
を加熱して半導体チップを置き、半導体チップを押さえ
てマウントする時に、従来の問題点のように、はみ出し
た部分のマウント材が半導体チップの端からはい上がり
その表面にあがってしまう。したがって300μm以下
にする必要がある。
On the other hand, the film thickness needs to be 300 μm or less in order to correspond to various kinds of semiconductor chips. That is, the mounting material is applied to a range corresponding to the largest semiconductor chip among semiconductor chips of different sizes that can be mounted on the heat sink substantially. Then, when mounting a small semiconductor chip, the mounting material protrudes outside the semiconductor chip. in this case,
When the thickness of the mounting material exceeds 300 μm, the mounting material is heated, the semiconductor chip is placed, and when the semiconductor chip is pressed down and mounted, as in the conventional problem, the protruding portion of the mounting material has the edge of the semiconductor chip. It rises up and rises to the surface. Therefore, the thickness needs to be 300 μm or less.

【0020】先に説明したように従来技術はテープを用
いていたから500μm以下にすることが出来なかっ
た。
As described above, since the conventional technology uses a tape, it cannot be reduced to 500 μm or less.

【0021】次に図2(A)に示すように、外部リード
ピン13と内部リードパターン12を設けた積層セラミ
ック11をヒートシンク1にヒータブロック6上でガラ
ス系樹脂(図示省略)を介在した熱圧着により張りつけ
る。
Next, as shown in FIG. 2A, the laminated ceramic 11 provided with the external lead pins 13 and the internal lead patterns 12 is thermocompression-bonded to the heat sink 1 on the heater block 6 with a glass-based resin (not shown) interposed. Attach by

【0022】次に図2(B)に示すように、160℃、
1分間加熱した状態のマウント材5上に半導体チップ7
を移送治工具(図示省略)で移送し、マウント材5に接
着するように、矢印8に示すように、下降させる。
Next, as shown in FIG.
The semiconductor chip 7 is mounted on the mounting material 5 heated for one minute.
Is transferred by a transfer jig (not shown), and is lowered as indicated by an arrow 8 so as to adhere to the mount member 5.

【0023】次に図2(C)に示すように、半導体チッ
プ7をマウント材5に、矢印9に示すように、垂直方向
のみに治工具(図示省略)で押しつける。
Next, as shown in FIG. 2 (C), the semiconductor chip 7 is pressed against the mounting material 5 in a vertical direction only by a jig (not shown) as shown by an arrow 9.

【0024】先に説明した理由により従来技術では左右
振動であるスクラブが必要であったが、本発明のマウン
ト材は、皺が寄ったり曲がったりするものではなく均一
な膜厚で所定の平坦表面を有するものであり、また所定
の位置にスクリーン印刷することが出来るものであるか
ら、スクラブを行う必要はない。
In the prior art, a scrub having left and right vibrations was required for the reason described above. However, the mounting material of the present invention does not wrinkle or bend, but has a uniform thickness and a predetermined flat surface. It is not necessary to carry out scrubbing, since it can be screen-printed at a predetermined position.

【0025】図3は本発明の実施の形態により得られた
ピングリッドアレイ型半導体装置を示す図であり、
(A)は上面図、(B)は(A)のA−A部の断面図で
ある。なお図3においてマウント材の図示は省略してあ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a pin grid array type semiconductor device obtained according to the embodiment of the present invention.
(A) is a top view, and (B) is a cross-sectional view taken along the line AA of (A). In FIG. 3, illustration of the mounting material is omitted.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したよう本発明によれば、この
塗布方法によりいろいろな大きさの半導体チップに対応
した、マウント材形成のヒートシンクを製造することが
でき、同じ形状にマウント材を形成した多数のヒートシ
ンクを用意しておき、たがいに異なる大きさの所定の半
導体チップを上記同一のタイプのそれぞれのヒートシン
クに搭載接着することが出来るから、さらに外部リード
ピンの配列や内部リード配線が異なる積層セラミックを
上記同一のタイプのそれぞれのヒートシンクに接着する
ことが出来るから、製造コストを低廉化し、製造管理を
簡素化することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to manufacture a heat sink having a mount material corresponding to semiconductor chips of various sizes by this coating method, and to form the mount material in the same shape. Since a large number of heat sinks are prepared and predetermined semiconductor chips of different sizes can be mounted and adhered to the respective heat sinks of the same type, a multilayer ceramic having a different arrangement of external lead pins and a different internal lead wiring. Can be bonded to each of the above-mentioned heat sinks of the same type, so that the manufacturing cost can be reduced and the manufacturing management can be simplified.

【0027】また本発明によれば、スクラブを省略する
ことが出来るから、ゴミの発生を防止することが出来
る。
Further, according to the present invention, since the scrub can be omitted, generation of dust can be prevented.

【0028】また本発明によれば、品種に合わせてテー
プを製造し切断するということがないから、テープの製
造コストや切断装置のコストが不要となり、この点から
も半導体装置の製造コストを低廉化することが出来る。
Further, according to the present invention, there is no need to manufacture and cut a tape in accordance with the product type, so that the manufacturing cost of the tape and the cost of the cutting device are not required, and the manufacturing cost of the semiconductor device is also reduced. Can be

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態を製造工程順に示した図で
ある。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【図2】図1の続きの工程を順に示した図である。FIG. 2 is a view sequentially showing steps subsequent to FIG. 1;

【図3】本発明の実施の形態の半導体装置の製造方法で
得られた半導体装置を示した図であり、(A)は上面
図、(B)は(A)のA−A部の断面図である。
3A and 3B are diagrams showing a semiconductor device obtained by the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a top view and FIG. 3B is a cross section taken along the line AA in FIG. FIG.

【図4】従来技術の一工程を示した図である。FIG. 4 is a view showing one step of a conventional technique.

【図5】従来技術を製造工程順に示した図である。FIG. 5 is a diagram showing a conventional technique in a manufacturing process order.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ヒートシンク 2 治工具の枠 3 スキージ 4 スキージの移動方向 5 マウント材 6 ヒータブロック 7 半導体チップ 8 半導体チップの移動方向 9 半導体チップを押しつける方向 11 積層セラミック 12 内部リードパターン 13 外部リードピン 21 台 22 切断下金型 23 切断上金型 24 切断上金型の移動方向 25 マウント用テープ個片 26 マウント用テープ 27 ヒータブロック 28 マウント用テープ個片の移動方向 29 半導体チップの移動方向 30 半導体チップのスクラブ方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat sink 2 Jig tool frame 3 Squeegee 4 Squeegee moving direction 5 Mounting material 6 Heater block 7 Semiconductor chip 8 Semiconductor chip moving direction 9 Direction of pressing semiconductor chip 11 Multilayer ceramic 12 Internal lead pattern 13 External lead pins 21 bases 22 Under cut Mold 23 Cutting upper mold 24 Cutting upper mold moving direction 25 Mounting tape piece 26 Mounting tape 27 Heater block 28 Mounting tape piece moving direction 29 Semiconductor chip moving direction 30 Semiconductor chip scrub direction

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−163044(JP,A) 特開 昭63−268288(JP,A) 特開 平2−205392(JP,A) 実開 昭56−162666(JP,U) 実開 昭63−164222(JP,U)Continuation of the front page (56) References JP-A-4-163044 (JP, A) JP-A-63-268288 (JP, A) JP-A-2-205392 (JP, A) Jpn. , U) Actual opening 63-164222 (JP, U)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ヒートシンクを有する半導体装置の製造
方法において、ヒートシンクに治工具枠およびスキージ
を用いたスクリーン印刷により、膜厚50μm〜300
μmのマウント材を塗布形成することを特徴とする半導
体装置の製造方法。
In a method of manufacturing a semiconductor device having a heat sink, a jig tool frame and a squeegee are provided on the heat sink.
The film thickness is 50 μm to 300 μm by screen printing using
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising applying and forming a μm mount material.
【請求項2】 ヒートシンクに治工具枠およびスキージ
を用いたスクリーン印刷によりマウント材を塗布形成す
る工程と、前記マウント材を塗布形成したヒートシンク
に外部リードピンおよび内部リードパターンを有する積
層セラミックを接着する工程と、前記ヒートシンク上の
前記マウント材に半導体チップを接着する工程とを有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A jig / tool frame and a squeegee are provided on a heat sink.
Applying a mounting material by screen printing using a ceramic material, bonding a multilayer ceramic having external lead pins and internal lead patterns to a heat sink to which the mounting material is applied, and a semiconductor chip to the mounting material on the heat sink. Bonding a semiconductor device to the semiconductor device.
【請求項3】 前記スクリーン印刷により塗布形成した
状態の前記マウント材の膜厚は50μm〜300μmで
あることを特徴とする請求項2記載の半導体装置の製造
方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the thickness of the mount material applied and formed by the screen printing is 50 μm to 300 μm.
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