JP3369082B2 - 半導体チップ実装方法及び実装装置 - Google Patents

半導体チップ実装方法及び実装装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体チップ実装方
法及び実装装置に関する。詳しくは、半導体チップ部品
を接着剤を挟んで基板に載置し加圧加熱治具により加圧
加熱して実装する場合、加圧加熱治具への接着剤の付着
を防止するためのテープを供給する時に生ずる不具合を
解決した半導体チップ実装方法及び実装装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体チップ部品(ベアチップ)を基板
上に直接実装するCOB(CHIPON BOARD)
技術には目的や用途に応じて種々の方式が提案されてお
り、その一つの方式としてフリップチップ実装方式があ
る。この実装方法は、半導体チップ部品と基板との間を
ワイヤを使用することなく、半導体チップ部品を直接基
板に搭載するものであり、ワイヤレスボンディング実装
方式とも呼ばれている。
【0003】従来のフリップチップ実装方式の実装工程
を図4および図5を用いて説明すると、先ず、図4
(a)に示すように、ボンディングツールのキャピラリ
1の中を通した金線(金ワイヤ)2の先端と放電用電極
3との間に高電圧を印加して放電させ、その放電エネル
ギにより図4(b)の如く金線2の先端を溶融させ、そ
の表面張力により金ボール4を形成する。
【0004】次に、図4(c)に示すように、半導体チ
ップ部品5の表面に形成されている電極パッド6に前記
キャピラリ1により金ボール4を押圧し、同時に超音波
振動を与えて図4(d)の如く金ボール4をパッド6に
圧着する。このとき、キャピラリ1の先端内面に形成さ
れた凹型により金ボール4を塑性変形させて図4(e)
に示すような大径部と小径部よりなる2段形状のバンプ
7を形成する。
【0005】次いで、図4(e)の如く、金線2をクラ
ンパー8によりクランプして上方に引張りバンプ7の上
方で金線2を切断する。このようにして各パッド6にバ
ンプ7を形成したのち、各バンプ7の高さにバラツキが
あるため、図4(f)に示すように、半導体チップ部品
5を裏返し、平面度の良いガラス板9に押圧して各バン
プ7の先端を塑性変形させて高さを揃える。
【0006】次いで、図5(g)の如く、平板上に数ミ
クロンの厚さに塗布した導電性ペースト10にバンプ7
を押し付けて図5(h)の如く、導電性ペースト10を
バンプ7に転写する。この導電性ペースト10は基板上
に半導体チップ部品5を実装した時に、バンプ7と基板
のパッドとの電気的な導通をより確実に行うものであ
り、エポキシ樹脂中に銀のフィラーを多数分散したもの
が使用される。
【0007】次いで、この導電性ペースト10を後工程
(樹脂接着工程)で流れ出さないように半硬化させる。
次いで、図5(i)の如く、半導体チップ部品5を搭載
する基板11の所定位置に熱硬化性の樹脂接着剤12を
盛り、基板11の表面に形成されている配線パターンに
接続されたパッド13に半導体チップ部品のバンプ7を
位置合わせして載置し、次いで、図5(j)の如く、半
導体チップ部品5の上から加圧加熱治具14により加圧
・加熱して樹脂接着剤12を硬化させ完成する。
【0008】この場合、樹脂接着剤12が半導体チップ
部品5により押し広げられた際、バンプ7に塗布されて
いる導電性ペースト10と基板11のパッド13との間
に入り込まないように、樹脂接着剤12はバンブ7に塗
布されている導電性ペースト10が基板11のパッド1
3に接するまではバンプ7に到達せず、その到達後に半
導体チップ部品5の端部に到達して該半導体チップ部品
5を密封するようになっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のフリップチ
ップ実装方式においては、図5(j)の如く、半導体チ
ップ部品5の上から加圧加熱治具14により加圧・加熱
して樹脂接着剤12を硬化させる時、樹脂接着材12が
加圧加熱治具14の方へ回り込み半導体チップ部品5に
加圧加熱治具14が接着してしまうことがある。このた
め、図6に示すように半導体チップ部品5と加圧加熱治
具14との間に接着剤貼り付き防止用のフィルム15を
挟んで加圧加熱し接着を防止している。なお、接着剤貼
り付き防止用フィルム15は供給リール16から巻き取
りリール17の間に設けた2個のローラ18,18′間
に張り渡されている。
【0010】ところが、フィルム15が2個のローラ1
8,18′間に緊張して掛け渡されていると加圧加熱治
具14の加圧にバラツキを生じ正確な加圧制御ができな
くなるという問題がある。このためフィルム15をたる
ませると、フィルム15が基板11上に載置された半導
体チップ部品5に接触し、該半導体チップ部品5を移動
させ、所定の位置に実装できなくなるという問題が生ず
る。
【0011】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、半導
体チップ部品をフリップチップ実装方式で基板に実装す
る時、接着剤貼り付き防止用フィルムを用いても、加圧
加熱治具の加圧制御及び正確な位置決めに影響のない半
導体チップ実装方法及び実装装置を実現することを目的
とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の発明
の半導体チップ実装方法は、パッド上にバンプが形成さ
れた半導体チップを、基板との間に充填された樹脂接着
剤を介して、加圧加熱治具にて加圧・加熱して基板に搭
載する半導体チップ実装方法において、前記加圧加熱治
具と半導体チップとの間に接着剤貼りつき防止用のフィ
ルムを供給する場合、バックアッププレート上にテンシ
ョンを弛めたフィルムを受け、そのフィルムを加圧加熱
治具で吸着保持し、この吸着保持されたフィルムを介し
て半導体チップを基板にボンデイングすることを特徴と
する。この構成を採ることにより、接着剤貼りつき防止
用のフィルムを弛めたため加圧加熱治具の加圧力に影響
を与えず、また弛めたフィルムはバックアッププレート
で受けるため半導体チップ部品には接触せず、その位置
を乱すことはない。
【0013】本発明の請求項2の発明の半導体チップ実
装装置は、パッド上にバンプが形成された半導体チップ
を、基板との間に充填された樹脂接着剤を介して、加圧
加熱治具にて加圧・加熱するフリップチップ方式にて基
板に搭載する場合に加圧加熱治具と半導体チップとの間
に接着剤貼りつき防止用のフィルムを挟む半導体チップ
実装装置であって、加圧加熱治具に真空吸着手段を設け
ると共に、該加圧加熱治具の下方に接着剤貼りつき防止
用のフィルムを支持する手段と、該フィルムの張力を緩
める手段と、該フィルムを下方より支持および退避可能
なバックアッププレートとを設けてなることを特徴とす
る。この構成をとることにより、請求項1と同様な効果
を得ることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は本発明の半導体チップ実装
装置の実施の形態を半導体チップ部品および該半導体チ
ップ部品を実装する基板と共に示す図である。同図にお
いて、20は半導体チップ部品、21は該半導体チップ
部品を搭載する基板、22は該基板を載置するステージ
である。
【0015】また、23は半導体チップ部品を加圧・加
熱する加圧加熱治具であり、真空吸着用の孔23aが設
けられ、該孔23aはパイプ24および電磁切り換え弁
25を介して真空ポンプ26に接続されている。また2
7は接着剤貼りつき防止用のフィルムであり、2個のロ
ーラ28,28′により加圧加熱治具23の下方に張り
渡されたている。29はそのフィルム供給リール、30
は巻取リール、31は巻取リール駆動モータである。
【0016】また、32はバックアッププレートであ
り、エアシリンダ又は油圧シリンダ等の移動手段(図は
エアシリンダ33)に支持され、該エアシリンダ33の
エア供給パイプ33a,33bは電磁切り換え弁34を
通り圧縮空気ポンプ35に接続されている。また、前記
電磁切り換え弁25,34および巻取リール駆動モータ
31は制御装置36に電気的に接続されている。
【0017】このように構成された半導体チップ実装装
置を用いた本発明の半導体チップ実装方法を図2および
図3を用いて説明する。先ず、図2(a)はステージ2
2の上に基板21が載置され、その上にに樹脂接着剤を
介して所定の位置に半導体チップ部品20が載置された
初期の状態である。この状態から図2(b)の如く、制
御装置36はエアシリンダ33を作動させてバックアッ
ププレート32を半導体チップ部品20の上方に移動さ
せる。
【0018】次いで、図2(c)の如く、巻取リール駆
動モータ31を逆転(巻き取りと反対方向)させ、接着
剤貼りつき防止用のフィルム27を弛ませる。この弛ま
せられたフィルム27は同図の如く、バックアッププレ
ート32に受け止められ半導体チップ部品20には接触
しない。従って、半導体チップ部品20はフィルム27
により移動させられることはない。
【0019】次いで、図3(d)の如く、加圧加熱治具
23をバックアッププレート32まで降下させ、同時に
電磁切り換え弁25を切り換えてフィルム27を吸着す
る。次いで、図3(e)の如く、エアシリンダ33を作
動させてバックアッププレート32を退避させる。次い
で、図3(f)の如く、加圧加熱治具23を半導体チッ
プ部品20に接触するまで降下させ、フィルム27を介
して半導体チップ部品20を加圧・加熱する。加圧加熱
治具23による加圧・加熱が終了すれば、加圧加熱治具
23を上昇させ、同時に巻取リール駆動モータ31を正
転させフィルム27を巻き取る。これにより図2(a)
の状態に復帰する。
【0020】このように作用する本実施の形態の半導体
チップ実装方法及び装置は、接着剤貼りつき防止用のフ
ィルム27により半導体チップ部品20と加圧加熱治具
23との接着剤による接着を防止し、且つ接着剤貼りつ
き防止用のフィルム27の張力を弛めることにより加圧
加熱治具23の加圧力のバラツキを防止でき、さらにフ
ィルム27の弛みをバックアッププレート32で受ける
ため、該フィルムの接触による半導体チップ部品20の
移動を防止することができる。
【0021】
【発明の効果】本発明の半導体チップ実装方法及び実装
装置に依れば、半導体チップ部品をフリップチップ実装
方式で、且つ接着剤貼り付き防止用フィルムを用いて基
板に実装する時、接着剤貼り付き防止用フィルムの張力
を弛めることにより、加圧加熱治具23の加圧力のバラ
ツキを防止可能とし、且つ弛めたフィルムをバックアッ
ププレートで受けることにより、該フィルムの接触によ
る半導体チップ部品20の移動を防止し正確な位置に実
装でき、実装品質の向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体チップ実装装置の実施の形態を
半導体チップ部品および該半導体チップ部品を実装する
基板と共に示す図である。
【図2】本発明の半導体チップ実装装置の実施の形態を
用いた本発明の半導体チップ実装方法を説明するための
図である。
【図3】本発明の半導体チップ実装装置の実施の形態を
用いた本発明の半導体チップ実装方法を説明するための
図である。
【図4】従来のフリップチップ実装方式の実装工程を説
明するための図である。
【図5】従来のフリップチップ実装方式の実装工程を説
明するための図である。
【図6】発明が解決しようとする課題を説明するための
図である。
【符号の説明】
20…半導体チップ部品 21…基板 22…ステージ 23…加圧加熱治具 24…パイプ 25,34…電磁切り換え弁 26…真空ポンプ 27…フィルム 28,28′…ローラ 29…フィルム供給リール 30…フィルム巻取リール 31…巻取リール駆動モータ 32…バックアッププレート 33…エアシリンダ 35…圧縮空気ポンプ 36…制御装置
フロントページの続き (72)発明者 石川 直樹 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1 番1号 富士通株式会社内 (72)発明者 江本 哲 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1 番1号 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−256316(JP,A) 特開 平4−171949(JP,A) 特開 平6−61307(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/52 H01L 21/60

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パッド上にバンプが形成された半導体チ
    ップを、基板との間に充填された樹脂接着剤を介して、
    加圧加熱治具にて加圧・加熱して基板に搭載する半導体
    チップ実装方法において、 前記加圧加熱治具と半導体チップとの間に接着剤貼りつ
    き防止用のフィルムを供給する場合、バックアッププレ
    ート上にテンションを弛めたフィルムを受け、そのフィ
    ルムを加圧加熱治具で吸着保持し、この吸着保持された
    フィルムを介して半導体チップを基板にボンデイングす
    ることを特徴とする半導体チップ実装方法。
  2. 【請求項2】 パッド上にバンプが形成された半導体チ
    ップを、基板との間に充填された樹脂接着剤を介して、
    加圧加熱治具にて加圧・加熱するフリップチップ方式に
    て基板に搭載する場合に加圧加熱治具と半導体チップと
    の間に接着剤貼りつき防止用のフィルムを挟む半導体チ
    ップ実装装置であって、 加圧加熱治具に真空吸着手段を設けると共に、該加圧加
    熱治具の下方に接着剤貼りつき防止用のフィルムを支持
    する手段と、該フィルムの張力を緩める手段と、該フィ
    ルムを下方より支持および退避可能なバックアッププレ
    ートとを設けてなることを特徴とする半導体チップ実装
    装置。
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