JP4005077B2 - 半導体装置の製造方法及び粘性液体の塗膜方法 - Google Patents
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Description
この方式は、ワイヤ・ボンディング方式に比して、配線の長さが短いため電気特性に優れ、高速化や高密度化に対応できるというメリットを有する。また、半導体チップの真下にもピンを二次元的に配置できるため数千ピンという多ピン化が容易、といった特長を備えている。
フラックスは、粘性液体であり後述する半田ボール等を固定してバンプを正確な位置に形成するための役割を担うものである。フラックスを塗膜する際に用いられるマスク101は、図4(a)に示すように、フラックス103がマスク101主面の垂直方向に通過可能なメッシュ状の開口部101aを備えている。フラックス103を塗布する半導体チップ102の主面上には、直径数100μm程度の任意の数の電極102aが形成せしめられている。
次に、図4(b)に示すように、半導体チップ102の電極102aの露出表面に印刷スクリーン用のマスク101を用いてフラックス103を塗布する。具体的には、マスク101のメッシュ状の開口部101a以外の領域の一端部に塗布したフラックス103をスキージ104を用いて塗布する。スキージ104の先端部を任意の角度及び任意の圧力にて当接するようにマスクに対して水平方向に任意のスピードでマスク101の他端部まで移動せしめる。これにより、フラックス103が、メッシュ状の開口部101aを通じて半導体チップ102上に塗布される。
続いて、ボールマウンタ107を用いて、フラックス103上に半田ボール106を仮固定する(図4(d)参照)。用いられる半田ボール106の直径は、電極102aの直径と略同一のものを用いる。
フラックスの塗膜膜厚が適量膜厚より厚い場合には、図5(a)に示すようにフラックスの厚みに起因して半田ボール106と電極102aとの接触ができない場合がある。そのため、リフロー中に半田ボール106が位置ずれして隣り合う半田と接触して(図5(a)参照)バンプのブリッジが発生し(図5(b)の半田バンプ108a参照)、ショートしてしまう場合があった。また、フラックスの量が多いことに起因してリフロー後も電極の間隙等にフラックスが残留してしまう場合がある。この場合、洗浄時間を多く設定する必要が生じてしまう。さらに、洗浄によってもフラックスが除去しきれない場合には、樹脂封入の妨げになる。
ただし、粘性の高いフラックスを基体上に塗膜する場合においては、膜厚を制御するという以前に、薄く塗膜すること自体が技術的に困難であった。
また、上記特許文献2の技術においては、ローラやゴム版の経時的磨耗によりフラックスの塗膜膜厚が経時的に変化してしまう。また、装置が大掛かりなものとなってしまう。
マスク1は、柔軟性のある材料からなり、図1に示すように、半導体チップ2上に粘性液体たるフラックス3を塗布したい領域と略同一形状のメッシュ上の開口部1aを備えている。このメッシュ状の開口部1aにおいて、後述するフラックス3がマスク1の垂直方向を通過することができる。フラックスは、粘性液体により構成され、後述する半田ボール等を正確な位置に固定せしめるための役割を担う。
まず、図3(a)に示すように、常温にてフレキシブルな第1の被覆部材15aと第2の被覆部材15bと粘性液体13を用意する。そして、第1の被覆部材15aと第2の被覆部材15bをそれぞれ矢印A、A'方向に移動させて、図3(b)に示すように、粘性液体13を第1の被覆部材15aと第2の被覆部材15bとで挟み込むようにして密着させる。
次に、図3(c)に示すように、粘性液体13から第1の被覆部材15a及び第2の被覆部材15bをそれぞれ矢印B、B'方向に同時に剥離する。被覆部材としてフレキシブルなものであって、かつ粘性液体を構成する分子の分子間結合力よりも粘性液体を構成する分子との結合力がより強いものを用いているので、第1の被覆部材15a及び第2の被覆部材15bに粘性液体13の一部が同一量付着(それぞれ、粘性液体13a、粘性液体13b)した状態で剥離される。これらの被覆部材に付着する粘性液体の付着量は、被覆部材と粘性液体の種類により決定する。そして、粘性液体13の被覆部材剥離後の塗膜膜厚は、初期の塗膜膜厚から第1の被覆部材15a及び第2の被覆部材15bに付着している粘性液体の塗膜膜厚を差し引いた値(図3(c)中の粘性液体13c)となる。
これを応用することにより予め適切な厚みより厚く基体上に塗布し、粘性液体に被覆部材を密着させて、被覆部材を剥離することにより粘性液体の厚みを減少させ、所望の膜厚を有する粘性液体の塗膜を得ることができる。この方法によれば、従来形成が困難であった粘性液体の薄膜の塗膜を形成する際に特に有用である。
1a メッシュ状の開口部
2 半導体チップ
2a 電極
3、13 フラックス
4 スキージ
5 被覆部材
6 半田ボール
7 ボールマウンタ
8 バンプ
15a 第1の被覆部材
15b 第2の被覆部材
Claims (11)
- 半導体装置の基体の主面上に粘性液体を塗布し、
該粘性液体上に、該粘性液体を構成する分子の分子間結合力よりも該粘性液体を構成する分子との結合力が強いフレキシブルな被覆部材を被覆して密着させ、
該被覆部材を前記半導体装置の前記基体の主面上に塗布された前記粘性液体の一部とともに剥離する半導体装置の製造方法。 - 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
上記被覆部材の剥離方向は、上記基体の主面に対して略水平方向であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法において、
上記粘性液体はフラックスであることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項3に記載の半導体装置の製造方法において、
上記被覆部材を上記フラックスの一部とともに剥離した後に、該フラックスが塗膜されている上記基体面上にバンプを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記半導体装置は半導体チップであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記粘性液体の粘度は、250Pa・sから350Pa・sであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 基体上に粘性液体を塗膜する粘性液体の塗膜方法であって、
該基体の主面上に該粘性液体を塗布し、
該粘性液体上に該粘性液体を構成する分子の分子間結合力よりも該粘性液体を構成する分子との結合力が強いフレキシブルな被覆部材を被覆して密着させ、
該被覆部材を前記基体上に塗布された該粘性液体の一部とともに剥離する粘性液体の塗膜方法。 - 前記半導体装置は半導体チップであることを特徴とする請求項7に記載の粘性液体の塗膜方法。
- 前記粘性液体の粘度は、250Pa・sから350Pa・sであることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の粘性液体の塗膜方法。
- 請求項1記載の半導体装置の製造方法であって、
前記粘性液体を塗布する領域と同一形状のメッシュ状の開口部を備えるマスクを前記半導体装置の基体の主面上に載置するステップと、
前記半導体装置の基体の主面に前記マスクを通して前記粘性液体を塗布するステップと、
前記マスクを前記半導体装置の基体の主面から離間するステップと、
被覆部材を前記粘性液体が塗布された前記半導体装置の基体の主面に被覆して密着させるステップと、
前記被覆部材を任意の方向に任意のスピードで剥離するステップと、
を有する半導体装置の製造方法。 - 前記半導体装置は、半導体チップであって、
当該半導体チップは、当該半導体チップの電極の間に複数の開口部を有し、
前記マスクの開口部が、前記半導体チップの前記電極の間の複数の前記開口部が形成される領域に亘って形成されており、
前記粘性液体を塗布するステップは、
前記半導体チップの前記電極の間の複数の前記開口部及び前記開口部の間を覆うように前記粘性液体を塗布する、ことを特徴とする請求項10に記載の半導体装置の製造方法。
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