JP3956174B2 - 半導体パッケージ用チップ支持基板の製造法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体パッケージ用チップ支持基板の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体の集積度が向上することにより入出力端子数が増加している。このため多くの入出力端子数を有する半導体パッケージが必要になった。同時に、電子機器の小型化に伴って半導体パッケージサイズの更なる小型化の要求が強くなってきた。このような半導体パッケージの多ピン化かつ小型化への要求に対応するものとして、例えば半導体チップとほぼ同等サイズの、いわゆるチップサイズパッケージ(CSP;Chip Scale/Size Package)がある。これは、半導体チップの周辺部でなく、実装領域内に外部配線基板との接続部を有するパッケージである。
【0003】
前記チップサイズパッケージのように小型化を要求される半導体パッケージにおいて、チップとチップ支持用絶縁基板とを接着するために、フィルム状の絶縁性接着材が主に使用されている。前記フィルム状の絶縁性接着材をチップ支持用絶縁基板へ装着したものの製造法としては、予め塗工機によりシート状に形成して乾燥工程をへて供給されるフィルムを、個片に切り分けて位置合わせを行った後、前記チップ支持用絶縁性基板へ熱圧着時により装着する方法があった。
【0004】
さらに、タクトタイムの短縮を目的とした、基板にワニスを塗布する装置により転写用の離型フィルムに、ワニス状態の前記絶縁性接着材を塗布したものを乾燥してから、前記離型フィルムから前記チップ支持用絶縁性基板へ前記絶縁性接着材を転写する方法がある。前記離型フィルムから前記チップ支持用絶縁性基板へ前記絶縁性接着材を転写するとき、熱圧着による転写が一般的に行われており、さらに熱圧着のなかでもプレス等による面圧着が多用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前記転写用の離型フィルムから前記チップ支持用絶縁性基板へ前記絶縁性接着材を転写する方法において、プレス等による面圧着の熱圧着を行った場合、前記チップ支持用絶縁基板平面において、圧力ばらつきを生じやすく、前記基板平面に圧力ばらつきを生じたまま熱圧着を行うと、前記チップ支持用絶縁性基板へ前記絶縁性接着材を転写した後、前記チップ支持用絶縁性基板平面内において、前記絶縁性接着材の接着強度にばらつきを生じてしまう。
【0006】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決するため本発明は、
A.絶縁性支持基板の一表面に半導体チップ搭載部を有する配線が二以上、
前記配線の半導体チップ搭載部に半導体チップを搭載した時、前記半導体チップ下面部と、前記配線の端面と、前記絶縁性支持基板の前記表面とで、空隙が形成されるように配置されて形成されており、
B.前記配線の半導体チップ搭載部を含めて半導体チップが搭載される半導体チップ搭載領域部に、絶縁性フィルム状接着材を貼付ける半導体パッケージ用チップ支持基板の製造法であって、
イ.予め前記絶縁性フィルム状接着材を塗布した離型フィルムの前記絶縁性フィルム状接着材を塗布した面と、前記半導体パッケージ用チップ支持基板の半導体チップ搭載部を有する配線が形成された面とを重ね合わせる工程、
ロ.工程イの重ね合わせ体を、平行に配置された2本の加熱ロールの間隔に挿入し圧着する工程、
ハ.前記圧着を、前記半導体パッケージ用チップ支持基板の配線が形成された箇所を圧着するときの圧着力に対し、前記半導体パッケージ用チップ支持基板の前記空隙の箇所を圧着するときの圧着力を小とする、圧着力調整工程を備えることを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
第1図は、本発明の1実施例を示す概略図である。1は投入待ち製品一時置場であり、2は製品投入機構であり、そして3は搬送系(1)である。前記投入待ち製品一時置場は、カセット方式やリール方式等が用いられる。
【0008】
前記投入待ち製品一時置場がカセット方式の場合は、投入する製品である基板やフィルム等を積み重ねて置く。この場合は、前記2の製品投入機構は真空引きにより製品を吸着したり、つめに製品を挟み込む等の方法により、前記1の製品一時置場から3の搬送系(1)へ製品を移動する。3の搬送系(1)は製品搬送中に製品がずれないようにピンやスプロケット等が設けられている。2の製品投入機構から3の搬送系(1)への受渡は、製品に設けられた位置認識用の穴と3の搬送系に設けられたピン或いはスプロケットとの位置関係を光学センサ等で認識して、2の製品投入機構か3の搬送系(1)のどちらかの速度を調整することにより、前記製品に設けられた位置認識用の穴と、3の搬送系に設けられたピン或いはスプロケットとの位置合わせを行う。位置合わせが完了後、2の製品投入機構と3の搬送系(1)との速度を同一にして、製品を2の製品投入機構から3の搬送系(1)へ移す。
【0009】
また、前記投入待ち製品一時置場はリール方式にすることもできる。この場合は、予めキャリアテープ等に製品である基板を挟み込んでおき、前記キャリアテープをリールにセットして、キャリアテープを引き出していく。この方式では、3の搬送系(1)はスプロケット付きベルト伝達方式であり、リールから引き出された前記キャリアテープから製品である基板を受け取る。このとき、2の製品投入機構は、前記キャリアテープをセットしたリールの回転運動と、前記スプロケット付きベルト伝達方式の搬送系(1)の回転運動との同期をとるため歯車機構が用いられる。
4はロール部である。ロール部の詳細については後述する。
【0010】
5は搬送系(2)、6は製品取出し機構、7は完成品一時置場である。前記4のロール部で熱圧着された製品は、5の搬送系(2)により搬送され、6の製品取出し機構によりラインから取出されて、7の完成品一時置場へ収納される。
前記7の完成品一時置場としてはカセット方式やリール方式などがあり、前記5の搬送系(2)と6の製品取出し機構は、前記7の完成品一時置場の方式に応じて、以下のように構成することができる。
【0011】
前記7の完成品一時置場がカセット方式の場合、前記6の製品取出し機構は、真空引きにより製品を吸着したり、つめに製品を挟み込む等の方法により、前記5の搬送系(2)から前記7の完成品一時置場へ製品を移動する。前記7の完成品一時置場では製品積み重ねて収納される。
【0012】
一方、7の完成品一時置場がリール方式の場合、前記5の搬送系(2)はスプロケット付きベルト伝達方式であり、前記6の製品取出し機構は、前記5の搬送系(2)のスプロケット付きベルト伝達の回転運動と前記7の完成品一時置場のリールの回転運動との同期をとるために、歯車機構が用いられる。
7の完成品一時置場のリールへ完成品を挟み込むためのキャリアテープを巻き取る。前記キャリアテープを供給するため、7の完成品一時置場のリールとは別にリールが設けられている。
【0013】
第2図は、第1図中の4のロール部についての説明図である。
4aは加熱ロール(1)であり、4bは加熱ロール(2)である。加熱ロールの表面にはフッ素樹脂コーティングが施されている。前記加熱ロールの本体の材質としてステンレス鋼、真鍮等の金属材料の他、加熱ロール表面にコーティングされているフッ素樹脂を使用することもできる。
4cは圧力センサである。圧力センサとしては、ロードセル、ピエゾ圧力変換素子等が用いられる。
4dはロールギャップ調節用アクチュエーターである。前記アクチュエーターとしては、エアシリンダ、油圧シリンダ、CDサーボモータ等が用いられる。
【0014】
4cの圧力センサによる測定データ信号を4dのロールギャップ調節用アクチュエータ駆動用のコントローラに取り込み、前記アクチュエータを駆動させて、4aの加熱ロール(1)と4bの加熱ロール(2)とのギャップを適正な値に調整する。一方で、圧着させようとしている製品の回路パターンの座標データを予めロールギャップ調節用アクチュエータ駆動用のコントローラに記憶させておいて、製品が前記加熱ロール(1)及び加熱ロール(2)に差しかかった時点で、前記の回路パターンの座標データにしたがって、ギャップの調節を行うことも可能である。
【0015】
8は離型フィルムであり、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン等をそれぞれ単独でフィルムを構成する場合、或いは、これらの材料のいずれかを組み合わせて積層した構成のフィルム等がある。9は半導体パッケージ用基板であり、材質は有機材料、無機材料、金属材料等があり、熱圧着を行おうとする面に回路が設けてある場合でも、回路が設けていない場合でもよい。
【0016】
【実施例】
前掲の第1図、第2図および第3図を用いて、本発明による半導体パッケージ用チップ支持基板の製造法の1実施例について説明する。1の投入待ち製品一時置場はカセット方式であり、離型フィルム用と半導体パッケージ用チップ支持基板用とがそれぞれ設置されている。
【0017】
2の製品投入機構はエア吸着方式であり、1の投入待ち製品一時置場同様、離型フィルム用と半導体パッケージ用チップ支持基板用とが設けられている。3の搬送系(1)への投入方法は以下のように行う。
第一に、半導体パッケージ用チップ支持基板を投入待ち製品一時置場から2の製品投入機構により、3の搬送系の上方へ移動させて、半導体パッケージ用チップ支持基板に設けられた位置認識用の穴と、3の搬送系(1)のスプロケットとの位置関係を2の製品投入機構に設けられた光学センサで読み取り、2の製品投入機構の移動速度を変化させることにより、位置認識用の穴とスプロケットとの位置合わせを行う。
第二に、離型フィルムを2の製品投入機構により、3の搬送系(1)の上方へ移動させて、上記の操作により既に3の搬送系(1)に移された半導体パッケージ用チップ支持基板と、前記離型フィルムとの位置合わせを行う。このときも、半導体パッケージ用チップ支持基板と離型フィルム双方に設けられた位置認識用の穴との位置関係を、2の製品投入機構に設けられた光学センサで読み取り、2の製品投入機構の移動速度を変化させることにより、半導体パッケージ用チップ支持基板と離型フィルムの位置合わせを行う。
以上の操作を経て離型フィルムと半導体パッケージ用チップ支持基板は、重ね合わさった状態で3の搬送系(1)により、4のロール部へ送られる。
【0018】
加熱ロール(1)および加熱ロール(2)の直径はともに80mm、表面にフッ素樹脂コーティングを施したSUS304製である。加熱ロール(1)および加熱ロール(2)の回転数は0.24rpm(接線方向の速さは1mm/s)である。2本の加熱ロールの間隙に、離型フィルム(8)(厚さ:100μm)と半導体用チップ支持基板(9)とが位置を合わせて重ねた状態で挿入する。4cの圧力センサにより加熱ロールにかかる圧力を測定しながらギャップ調整を行い、要求するロール圧力のプロファイルにより熱圧着作業を実現できる。
【0019】
第3図に、前記離型フィルム(8)と半導体用チップ支持基板(9)とを重ねた状態のワークを2本の加熱ロールの間隙に挿入して、熱圧着を行ったときのパッケージ1個分に相当する長さについてのロールの圧力のプロファイルを示す。
【0020】
前記4のロール部で熱圧着された製品は、5の搬送系(2)により搬送され、6の製品取出し機構によりラインから取出されて、7の完成品一時置場へ収納される。
前記7の完成品一時置場はカセット方式であり、前記6の製品取出し機構は真空引きにより製品を吸着することにより、前記5の搬送系(2)から前記7の完成品一時置場へ製品を移動する。前記7の完成品一時置場では、製品を積み重ねて収納される。
【0021】
【発明の効果】
A.絶縁性支持基板の一表面に半導体チップ搭載部を有する配線が二以上、
前記配線の半導体チップ搭載部に半導体チップを搭載した時、前記半導体チップ下面部と、前記配線の端面と、前記絶縁性支持基板の前記表面とで、空隙が形成されるように配置されており、
B.前記配線の半導体チップ搭載部を含めて半導体チップが搭載される半導体チップ搭載領域部に、絶縁性フィルム状接着材を貼付ける半導体パッケージ用チップ支持基板の製造法であって、
イ.予め前記絶縁性フィルム状接着材を塗布した離型フィルムの前記絶縁性フィルム状接着材を塗布した面と、前記半導体パッケージ用チップ支持基板半導体チップ搭載部を有する配線が形成された面とを重ね合わせる工程、
ロ.工程イの重ね合わせ体を、平行に配置された2本の加熱ロールの間隙に挿入し圧着する工程、
ハ.前記圧着を、前記半導体パッケージ用チップ支持基板の配線が形成された箇所を圧着するときの圧着力に対し、前記半導体パッケージ用チップ支持基板の前記空隙の箇所を圧着するときの圧着力を小とする、圧着力調整工程を備えることを特徴とする半導体パッケージ用チップ支持基板の製造法により、前記チップ支持用絶縁性基板へ前記絶縁性接着材を転写した後、前記チップ支持用絶縁性基板平面内において前記絶縁性接着材の接着強度が均一となり、パッケージ信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す正面図。
【図2】図1に示す4のロール部についての拡大正面図。
【図3】圧力ロールの送り量とロール圧力の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
1 投入待ち製品一時置場
2 製品投入機構
3 搬送系(1)
4 ロール部
4a 加熱ロール(1)
4b 加熱ロール(2)
4c 圧力センサ
4d ロールギャップ調節用アクチュエータ
5 搬送系(2)
6 製品取出し機構
7 完成品一時置場
8 離型フィルム
9 半導体パッケージ用フィルム支持基板
Claims (1)
- A.絶縁性支持基板の一表面に半導体チップ搭載部を有する配線が二以上、前記配線の半導体チップ搭載部に半導体チップを搭載した時、前記半導体チップ下面部と、前記配線の端面と、前記絶縁性支持基板の前記表面とで、空隙が形成されるように配置されて形成されており、
B.前記配線の半導体チップ搭載部を含めて半導体チップが搭載される半導体チップ搭載領域部に、絶縁性フィルム状接着材を貼付ける半導体パッケージ用チップ支持基板の製造法であって、
イ.予め前記絶縁性フィルム状接着材を塗布した離型フィルムの前記絶縁性フィルム状接着材を塗布した面と、前記半導体パッケージ用チップ支持基板の半導体チップ搭載部を有する配線が形成された面とを重ね合わせる工程、
ロ.工程イの重ね合わせ体を、平行に配置された2本の加熱ロールの間隔に挿入し圧着する工程、
ハ.前記圧着を、前記半導体パッケージ用チップ支持基板の配線が形成された箇所を圧着するときの圧着力に対し、前記半導体パッケージ用チップ支持基板の前記空隙の箇所を圧着するときの圧着力を小とする、圧着力調整工程を備えることを特徴とする半導体パッケージ用チップ支持基板の製造法。
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