JP5070868B2 - 半導体チップの実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、基材と半導体チップとをはんだ接合してなる半導体チップの実装方法に関する。

従来より、リードフレームや配線基板などの基材に対して、ＩＣチップなどの半導体チップをはんだ付けする実装方法は、一般に、これら基材および半導体チップの両方もしくは、これらのいずれか一方に、溶融状態にあるはんだを配置した後、この溶融状態のはんだを介して、当該基材と半導体チップとを重ね合わせ、続いて、はんだを固化することにより行われる。

ここで、溶融状態のはんだの表面の酸化を防止するために、一般には、はんだ付け装置における基材の搬送部をケースで覆ったトンネル構造としており、その中にＨ２やＮ２などに代表される不活性ガスや還元性ガスなどの非酸化性ガスを供給することにより、非酸化性雰囲気中にて、はんだ付けを行うようにしている。

しかし、はんだ付け装置の構造上、具体的には、はんだ供給手段やダイマウント用のコレットなどを配置するための窓が上記トンネルに設けられているため、当該トンネル内の完全に酸素を除去することができない。そのため、実装前に、はんだの表面が酸化して酸化膜が形成されてしまうため、半導体チップの電極に対してはんだが濡れず、隙間やボイドが発生するという問題があった。

このような問題に対して、従来では、はんだ付け装置を、完全に酸素の混入を防ぐような特殊な構造にしたものが提案されているが（特許文献１参照）、装置が大掛かりなものになってしまい、装置コストが高くなる。
特開平４−３２６７３９号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、基材と半導体チップとをはんだ接合してなる半導体チップの実装方法において、実装時に、溶融した状態のはんだの表面に酸化膜が発生したとしても、はんだ濡れ性を確保できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、基材（２０）と半導体チップ（１０）とを重ね合わせる前に、溶融状態のはんだ（３０）の表面から当該はんだが酸化してなる酸化膜（３１）を除去する酸化膜除去工程を備え、酸化膜除去工程における酸化膜（３１）の除去は、溶融状態のはんだ（３０）の表面に、治具（１５３）を押し当てて当該治具（１５３）により酸化膜（３１）を破壊することで行うものであり、この治具（１５３）は、溶融状態のはんだ（３０）の表面に押し当てられる部位が、針状に尖った針部（１５２）を構成しており、この針部（１５２）を溶融状態のはんだ（３０）の表面に突き刺すものであり、この針部（１５２）はポリテトラフルオロエチレンよりなることを特徴とする。

それによれば、基材（２０）と半導体チップ（１０）とを重ね合わせる前に、溶融状態のはんだ（３０）の表面から酸化膜（３１）が除去されるため、実装時に溶融した状態のはんだ（３０）の表面に酸化膜（３１）が発生したとしても、はんだ濡れ性を確保することができる。また、平坦面を押し当てる場合に比べ、酸化膜を破壊しやすい。

また、上記請求項１の実装方法においては、溶融状態のはんだ（３０）の配置は、基材（２０）および半導体チップ（１０）の両方もしくはいずれか一方に対して行われるが、基材（２０）のみに、溶融状態のはんだ（３０）を配置した後、この基材（２０）のはんだ（３０）に対して酸化膜除去工程を行い、続いて、基材（２０）と半導体チップ（１０）との重ね合わせを行うようにしてもよい（後述の図４〜図５等参照）。

また、半導体チップ（１０）のみに、溶融状態のはんだ（３０）を配置した後、この半導体チップ（１０）のはんだ（３０）に対して酸化膜除去工程を行い、続いて、基材（２０）と半導体チップ（１０）との重ね合わせを行うようにしてもよい（後述の図７等参照）。

さらには、基材（２０）および半導体チップ（１０）の両方に、溶融状態のはんだ（３０）を配置した後、それぞれの側のはんだ（３０）に対して酸化膜除去工程を行い、続いて、基材（２０）と半導体チップ（１０）との重ね合わせを行うようにしてもよい（後述の図１０等参照）。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。また、以下の実施形態のうち、第３実施形態、第５実施形態、第６実施形態、および第８〜第１０実施形態は、本発明の参考例として挙げたものである。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体チップ１０の基材２０への実装構造の概略的な断面構成を示す図である。

半導体チップ１０は、この種の分野において一般的に採用される半導体チップである。限定するものではないが、たとえば、半導体チップ１０は、一般的なＩＣチップであり、シリコン半導体などよりなる矩形板状の半導体チップに、公知の半導体プロセスによって集積回路が形成されたものとして構成されている。

基材２０としては、半導体チップ１０をはんだ付けにて実装できるものであれば、特に限定するものではないが、たとえばリードフレーム、ヒートシンク、セラミック基板、プリント基板、バスバーなどが挙げられる。さらに、基材２０としては、半導体チップであってもよい。

そして、半導体チップ１０は、基材２０の上に搭載され、はんだ３０を介してはんだ付けされている。このはんだ３０としては、一般的に用いられる共晶はんだ、鉛フリーはんだなどが挙げられる。

そして、このはんだ３０を介して、半導体チップ１０と基材２０とは、機械的・電気的に接続されている。具体的には、たとえば、半導体チップ１０は、そのはんだ付け面に図示しない電極を有したものであり、当該電極と基材２０とが、はんだ３０を介して接合されている。

次に、このような半導体チップ１０の実装構造を形成するための実装方法について述べる。図２は、本実施形態の実装方法に用いられるはんだダイボンド装置の模式的な構成を示す図である。

このはんだダイボンド装置は一般的なものと同様の基本構成を有している。図２に示されるように、はんだダイボンド装置においては、ヒータ１００を囲むようにトンネル１１０が設けられ、トンネル１１０内にはベルトコンベアなどよりなる移送手段１２０が設けられている。

そして、この移送手段１２０により、図２中の左から右に向かって、ヒータ１００上をワークＷが移動していき、はんだ供給、酸化膜除去、ダイマウント、および冷却の各工程が、順次行われるようになっている。

トンネル１１０の中は、はんだ３０が酸化しないように、Ｎ２＋Ｈ２などの還元性ガスで満たされている。また、トンネル１１０には、この種の一般的なはんだダイボンド装置と同様に、はんだ供給用のはんだ供給手段１３０やダイマウント用のコレット１４０、さらには後述する酸化膜除去手段１５０を配置するための図示しない窓が設けられ、この窓を介して、これら手段１３０、１４０、１５０がトンネル１１０内にて駆動できるようになっている。

本実施形態の実装方法では、このようなはんだダイボンド装置を用いて、はんだ供給、酸化膜除去、ダイマウント、および冷却の各工程が順次行われるが、このうち酸化膜除去工程については、後述することとして、まず、はんだ供給、ダイマウント、および冷却の各工程について説明する。

最初に、はんだ供給工程では、ワークＷとしての加熱された基材２０上に、はんだ供給手段１３０によって、糸はんだの状態ではんだ３０を供給する。ここで、ヒータ１００によって、基材２０がはんだ３０の融点以上に加熱されることにより、このはんだ３０は溶融し、基材２０上に溶融状態のはんだ３０が配置されることとなる。

その後、ダイマウント工程では、溶融状態のはんだ３０を介して基材２０と半導体チップ１０とを重ね合わせる。具体的には、コレット１４０によって、加熱された半導体チップ１０を溶融状態のはんだ３０の上から搭載する。このとき、必要に応じて、コレット１４０によってスクラブを加える。

その後、冷却工程では、ヒータ１００によるワークＷの加熱を停止し、溶融状態のはんだ３０を固化する。それにより、基材２０と半導体チップ１０とがはんだ接合され、半導体チップ１０の実装が完了する。

ここで、上記したはんだダイボンド装置では、トンネル１１０内は還元性ガスの雰囲気であるが、上記したはんだ３０や半導体チップ１０を搭載するための窓があるため、酸素がまったくない状態にすることはむずかしい。そのため、はんだ接合が完了する前、具体的には、はんだ３０が固化する前に、溶融状態のはんだ３０の表面が酸化する。

このはんだ３０の酸化膜は、具体的には、はんだ３０を構成するＳｎなどが酸化してなる酸化物を主成分とするものであるが、このような酸化膜は、半導体チップ１０の電極と反応しないためボイドや不濡れの部分となる。具体的には、図３に示されるように、はんだ３０中に隙間Ｓが存在し、はんだ接合性の低下を招く。そこで、本実施形態の実装方法では、この酸化膜を除去するために、上記した酸化膜除去工程を行うのである。

すなわち、本実施形態の実装方法では、上記した実装方法において、さらに、基材２０と半導体チップ１０とを重ね合わせる前に、つまり、はんだ供給工程とダイマウント工程との間に、溶融状態のはんだ３０の表面から酸化膜を除去する酸化膜除去工程を行う。

本実施形態では、図２に示されるはんだダイボンド装置において、はんだ供給工程を行う部分とダイマウント工程を行う部分との間に、さらに本実施形態独自の構成として、酸化膜除去手段１５０を設けており、この酸化膜除去手段１５０によって酸化膜除去工程を行うものである。

図４は、この酸化膜除去手段１５０の詳細構成を示す概略断面図である。ここでは、酸化膜除去手段１５０は、可動部１５１と、この可動部１５１の先端に取り付けられ針状に尖っている針部１５２とにより構成された治具１５３である。この治具１５３は、上記したはんだ供給手段１３０やコレット１４０と同様に、図示しないトンネル１１０の窓を介してトンネル１１０内にて駆動可能となっている。

この治具１５３における可動部１５１は、図示しない電動モータなどにより駆動される。また、針部１５２は、セラミック、樹脂あるいは金属などのうち、はんだ３０に反応しない素材、たとえばポリテトラフルオロエチレンなどにより形成された針状のものである。なお、本実施形態の治具１５３においては、針部１５２と可動部１５１とは別体であって互いに接合されたものでもよいが、これら両者１５１、１５２が一体に成形されていてもよい。

そして、酸化膜除去工程では、ダイマウントの前に、ワークＷにおける溶融状態のはんだ３０、すなわち、基材２０上に供給された溶融状態のはんだ３０の表面に、治具１５３の針部１５２を押し当て、当該針部１５２を酸化膜３１に突き刺す。

そして、この状態で可動部１５１を左右に動かして、溶融状態のはんだ３０を攪拌し、酸化膜３１を破壊する。なお、この可動部１５１の動きは、上記した電動モータなどにより行ってもよいが、たとえば可動部１５１を超音波振動子として構成することによって高周波振動としても実現することができる。

このようにして、溶融状態のはんだ３０を攪拌することにより、酸化膜３１が破れて、溶融状態のはんだ３０の流動性により、はんだ３０の周辺部に押しやられるため、溶融状態のはんだ３０の表面から酸化膜３１が除去される。

これらの酸化膜除去工程の動作は、上記トンネル１１０内にて行われる（図２参照）。つまり、はんだ供給工程後のワークＷが、移送手段１２０によって酸化膜除去手段１５０の直下まで運ばれ、そこで、一旦停止して上記酸化膜除去を行う。その後、ワークＷは、トンネル１１０内を移送手段１２０によってコレット１４０の直下まで運ばれ、ダイマウント工程に供され、その後、冷却工程の位置まで運ばれ、はんだ固化が行われる。

こうして、本実施形態では、はんだ供給工程による基材２０への溶融状態のはんだ３０の配置、酸化膜除去工程による酸化膜３１の除去、ダイマウント工程による基材２０と半導体チップ１０との重ね合わせ、冷却工程によるはんだ３０の固化を順次行い、上記図１に示した半導体チップ１０の実装構造が完成する。

ところで、上記した本実施形態の実装方法によれば、基材２０と半導体チップ１０とを重ね合わせる前に、溶融状態のはんだ３０の表面から酸化膜３１が除去されるため、実装時に溶融した状態のはんだ３０の表面に酸化膜３１が発生したとしても、はんだ濡れ性を確保することができる。

そして、はんだ濡れ性を損なうことなく、はんだ付けを行えるため、上記図３に示したような、固化後のはんだ３０中に隙間Ｓが存在するのを防止でき、はんだ接合性の低下を極力防止することが可能となる。

（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係る半導体チップ１０の実装方法の要部を示す図であり、酸化膜除去工程を示す工程図である。

図５に示されるように、本実施形態の酸化膜除去工程も、酸化膜除去手段１５０としての治具１５３を用いるが、上記第１実施形態では治具１５３における針部１５２が１本であったのに対し、本実施形態では針部１５２を複数本としている。

そして、この場合も、攪拌の方法は、モータなどで機械的に動かしても、超音波を印加して高周波で振動させるものでもよい。これにより、本実施形態の酸化膜除去工程においても、溶融状態のはんだ３０を攪拌することにより、酸化膜３１が破れて、溶融状態のはんだ３０の表面から酸化膜３１が除去される。

こうして、本実施形態によっても、基材２０に溶融状態のはんだ３０を配置した後、酸化膜除去工程を行い、続いて、ダイマウント工程によって、基材２０と半導体チップ１０との重ね合わせを行い、その後は、冷却工程を行うことで、上記図１に示したものと同様の実装構造が完成する。

そして、本実施形態の実装方法によっても、上記第１実施形態と同様に、実装時に溶融した状態のはんだ３０の表面に酸化膜３１が発生したとしても、はんだ濡れ性を確保することができる。また、針部１５２を複数本としたことにより、１本の場合に比べて、本実施形態では、酸化膜３１の破壊が容易になることが期待される。

（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態に係る半導体チップ１０の実装方法の要部を示す図であり、酸化膜除去工程を示す工程図である。図６に示されるように、本実施形態の酸化膜除去工程も、酸化膜除去手段１５０としての治具１５３を用いるが、本実施形態では治具１５３における針部を省略している。

つまり、本実施形態の治具１５３は上記各実施形態に示した可動部に相当する部分により構成されるとともに、その先端部を平坦面としたものである。この治具１５３は、セラミック、樹脂、金属などにより構成されるが、特に先端面は、はんだ３０に濡れない素材より構成したものである。

そして、この場合、酸化膜除去工程では、治具１５３の平坦な先端面を溶融状態のはんだ３０の表面、すなわち、酸化膜３１に押し当て、この状態で、治具１５３を、モータや超音波などで駆動する。そうすることで、本実施形態においても、溶融状態のはんだ３０が攪拌され、酸化膜３１が破れて、溶融状態のはんだ３０の表面から酸化膜３１が除去される。

こうして、本実施形態によっても、はんだ供給工程の後、酸化膜除去工程を行い、続いて、ダイマウント工程を行った後、冷却工程を行うことで、上記図１に示したものと同様の実装構造が完成する。

そして、本実施形態の実装方法によっても、上記第１実施形態と同様に、実装時に溶融した状態のはんだ３０の表面に酸化膜３１が発生したとしても、はんだ濡れ性を確保することができる。

なお、本実施形態および上記第１、第２実施形態では、酸化膜除去工程において、治具１５３を溶融したはんだ３０の表面に押し当てて攪拌したが、左右への攪拌などは行わずに押し当てるのみに止めてもよい。この場合も、溶融状態のはんだ３０の流動性によって、酸化膜３１が破れるため、その除去が可能となる。

（第４実施形態）
上記第１〜第３実施形態では、基材２０に溶融状態のはんだ３０を配置した後、酸化膜除去工程を行い、続いて、基材２０と半導体チップ１０との重ね合わせを行っていたが、基材２０側ではなく反対に、半導体チップ１０に溶融状態のはんだ３０を配置した後、酸化膜除去工程を行い、続いて、基材２０と半導体チップ１０との重ね合わせを行うようにしてもよい。

図７は、本発明の第４実施形態に係る半導体チップ１０の実装方法の要部を示す図であり、同図（ａ）は酸化膜除去工程を示す工程図、同図（ｂ）はダイマウント工程を示す工程図である。

この場合、半導体チップ１０への溶融状態のはんだ３０の配置は、たとえば、上記図２に示したはんだダイボンド装置において、基材２０の移送手段１２０と並列に、半導体チップ１０に対してはんだ供給および酸化膜除去を行うための移送手段を、上記トンネル１１０内に備えたものを用いればよい。

そして、この場合、溶融状態のはんだ３０が供給された半導体チップ１０を、上記トンネル１１０内でヒータ１００に搭載して加熱しながら、酸化膜除去手段１５０としての治具１５３を用いて、上記した基材２０の場合と同様に、酸化膜３１の除去を行う（図７（ａ）参照）。

次に、本実施形態では、上記トンネル１１０内にて、酸化膜３１が除去された半導体チップ１０を、ひっくり返してコレット１４０で拾い上げ、はんだ３０を介して基材２０に重ね合わせる（図７（ｂ）参照）。その後は、上記同様に、冷却工程を行うことで、上記図１に示したものと同様の実装構造が完成する。

そして、本実施形態の実装方法によっても、上記第１実施形態と同様に、実装時に溶融した状態のはんだ３０の表面に酸化膜３１が発生したとしても、はんだ濡れ性を確保することができる。

（第５実施形態）
図８は、本発明の第５実施形態に係る半導体チップ１０の実装方法の要部を示す図であり、酸化膜除去工程を示す工程図である。

上記各実施形態では、酸化膜除去工程は、酸化膜除去手段１５０としての治具１５３を用いて機械的に酸化膜３１を破壊することで行っていたが、本実施形態の酸化膜除去工程は、酸化膜除去手段１５０として還元剤１５５を用い、酸化膜３１を化学的に除去するようにしている。

図８に示されるように、本実施形態の酸化膜除去手段１５０は、還元剤供給手段としてのディスペンサ１５４と、このディスペンサ１５４から滴下される還元剤１５５とにより構成される。ディスペンサ１５４は、上記各実施形態における酸化膜除去手段１５０と同様に、上記窓を介して上記トンネル１１０内に配置されるものである。

ここで、還元剤１５５は、はんだ３０の酸化膜３１を還元する物質よりなるもので、当該酸化膜３１に接触したときに酸化膜３１と酸化還元反応などの化学反応を行って酸化膜３１を還元するものである。具体的に、このような還元剤１５５として、ジシクロペンタジエンやエイコサンなどの炭化水素、あるいは、一般的なはんだに用いられるフラックスなどが挙げられる。

本実施形態によっても、はんだ供給工程の後、酸化膜除去工程を行うが、ここでは、図８に示されるように、基材２０上の溶融状態のはんだ３０の表面に、ディスペンサ１５４を介して還元剤１５５を滴下して供給する。それにより、還元剤１５５の還元作用によって酸化膜３１が還元され、はんだ３０の表面から酸化膜３１が除去される。

その後は、上記同様に、ダイマウント工程、冷却工程を行うことで、上記図１に示したものと同様の実装構造が完成する。そして、本実施形態の実装方法によっても、基材２０と半導体チップ１０とを重ね合わせる前に、溶融状態のはんだ３０の表面から酸化膜３１が還元されて除去されるため、実装時に溶融した状態のはんだ３０の表面に酸化膜３１が発生したとしても、はんだ濡れ性を確保することができる。

（第６実施形態）
図９は、本発明の第６実施形態に係る半導体チップ１０の実装方法の要部を示す図であり、酸化膜除去工程を示す工程図である。本実施形態は、上記第５実施形態と同様に、酸化膜除去工程において、酸化膜除去手段１５０として還元剤１５５を用い、酸化膜３１を化学的に除去するものである。

ここで、上記第５実施形態では、液体の還元剤１５５を滴下して供給していたが、本実施形態では、ガスとしての還元剤１５５を吹き付けて供給するものである。図９に示されるように、本実施形態の酸化膜除去手段１５０は、還元剤１５５を供給する還元剤供給手段としてディスペンサではなく、ノズル１５６を採用している。

そして、本実施形態の酸化膜除去手段１５０においては、このノズル１５６から還元性ガスとしての還元剤１５５が、溶融状態のはんだ３０の表面に吹き付けられるようになっている。この還元性ガスとしては、水素プラズマや水素ラジカルなどが挙げられ、その発生方法としては、一般に知られているアークプラズマ、ＤＣプラズマ、ホットワイヤ法などが挙げられる。

これ以外は、本実施形態は上記第５実施形態と同様であり、はんだ供給工程、酸化膜除去工程、ダイマウント工程、冷却工程を行うことで、上記図１に示したものと同様の実装構造を完成することができる。

なお、本実施形態および上記第５実施形態においては、基材２０に溶融状態のはんだ３０を配置した後、酸化膜除去工程、ダイマウント工程を行っていたが、これら還元剤１５５を用いた場合でも、半導体チップ１０に溶融状態のはんだ３０を配置した後、酸化膜除去工程、ダイマウント工程を行ってもよい。この場合も、上記した還元剤１５５の供給方法を採用して、同様に実行可能であることは言うまでもない。

（第７実施形態）
図１０は、本発明の第７実施形態に係る半導体チップ１０の実装方法の要部を示す図であり、ダイマウント工程を示す工程図である。

上記第１〜第６実施形態では、基材２０および半導体チップ１０のいずれか一方のみに溶融状態のはんだ３０を配置した後、酸化膜除去工程、ダイマウント工程を行っていたが、図１０に示されるように、基材２０および半導体チップ１０の両方に溶融状態のはんだ３０を配置した後、酸化膜除去工程、ダイマウント工程を行ってもよい。

この場合、基材２０および半導体チップ１０の両方に設けられた溶融状態のはんだ３０に対して上記の治具１５３による酸化膜除去を行うか、もしくは、当該両方の溶融状態のはんだ３０に対して上記の還元剤１５５による酸化膜除去を行った後、図１０に示されるように、ダイマウント工程を行う。

その後、冷却工程を行えば、本実施形態によっても上記したものと同様の実装構造が形成される。そして、本実施形態の実装方法によっても、実装時に溶融した状態のはんだ３０の表面に酸化膜３１が発生したとしても、はんだ濡れ性を確保することができる。

（第８実施形態）
図１１は、本発明の第８実施形態に係る半導体チップ１０の実装方法の要部を示す図であり、本実施形態における酸化膜除去工程を示す工程図である。

本実施形態の実装方法は、上記図２に示したはんだダイボンド装置において、上記した酸化膜除去手段を省略したもの、すなわち、一般的な構成のものを用いて行うことが可能である。

すなわち、本実装方法は、図１１に示されるように、はんだ供給工程によって、基材２０に溶融状態のはんだ３０を配置した後、ダイマウント工程によって、この溶融状態のはんだ３０を介して半導体チップ１０を重ね合わせる。このとき、本実施形態では、あらかじめ、半導体チップ１０のうち基材２０側の溶融状態のはんだ３０に接する部位に、上記した還元剤と同様の還元剤１５５を配置しておく。

そして、ダイマウント工程では、この半導体チップ１０を用いて、溶融状態のはんだ３０を介した基材２０および半導体チップ１０の重ね合わせを行う。それによれば、基材２０と半導体チップ１０とを重ね合わせていくときに、はんだ３０の表面に存在する酸化膜３１と還元剤１５５が接触する。

すると、還元剤１５５の還元作用によって酸化膜３１が還元されて除去されるため、重ね合わせの完了後は、酸化膜３１が除去された状態で基材２０と半導体チップ１０とが、溶融状態のはんだ３０を介して接触する。

その後は、冷却工程を行い、はんだ３０を固化させれば、本実施形態によっても、上記したものと同様の半導体チップ１０の実装構造ができあがる。こうして、本実施形態においても、実装時に溶融した状態のはんだ３０の表面に酸化膜３１が発生したとしても、はんだ濡れ性を確保することができる。

ここで、図１２は、本第８実施形態における半導体チップ１０への還元剤１５５の配置方法の一例としての滴下法を示す工程図である。図１２に示されるように、台２００の上に支持した半導体チップ１０に対して、上記第５実施形態（上記図８参照）と同様のディスペンサ１５４を用いて、還元剤１５５を滴下すればよい。

また、図１３は、本第８実施形態における半導体チップ１０への還元剤１５５の配置方法のもう一つの例としてのディップ法を示す工程図である。図１３に示されるように、コレット１４０で支持した半導体チップ１０の表面を、容器３００に入れた還元剤１５５に浸けることにより、還元剤１５５の配置を行ってもよい。

なお、本実装方法では、還元剤１５５を滴下やディップなどの塗布方法によって配置し、塗布後は、還元剤１５５が配置された半導体チップ１０を、当該還元剤１５５側が下になるようにひっくり返して実装を行うため、実装前に還元剤１５５の流れを防止するべく、還元剤１５５は、ある程度の粘度を有するものが好ましい。

（第９実施形態）
図１４は、本発明の第９実施形態に係る半導体チップ１０の実装方法の要部を示す図である。本実装方法は、上記第８実施形態と同様に、半導体チップ１０に還元剤１５５を配置した後、ダイマウント工程を行い、基材２０および半導体チップ１０の重ね合わせ中に酸化膜３１を除去するものである。

本実施形態では、半導体チップ１０への還元剤１５５の配置方法を提供するもので、その配置方法が図１４に示されている。半導体チップ１０は、一般のものと同様に、半導体ウェハ１０ａを、ダイシングブレード５００によってカットして切断することにより形成される。

このダイシングカットは、一般の方法と同様に、半導体ウェハ１０ａの一面にダイシングテープ４００を貼り付けたものを、ダイシングテープ４００を下側にしてカット台６００の上に載せ、この状態でカットを行うものである。ここで、半導体ウェハ１０ａの一面は、最終的に半導体チップ１０におけるはんだ付け面となる。

本実施形態では、このダイシングテープ４００の粘着剤４１０中に、上記還元剤１５５を供給しておく。この粘着剤４１０はポリイミドなどの樹脂よりなるが、その中に、上記した還元剤１５５を混合すればよい。なお、図１４では還元剤１５５は示されていない。

そして、ダイシングカット後は、個片化された半導体チップ１０を、ダイシングテープ４００から剥がして拾い上げるが、このとき、還元剤１５５は、粘着剤４１０とともに半導体チップ１０に付着する。そのため、半導体チップ１０としては還元剤１５５が配置された状態となる。

そして、この還元剤１５５が付着した半導体チップ１０を用いて、マウント工程を行い、続いて冷却工程を行うことにより、本実施形態によっても、上記した実装構造が形成される。

（第１０実施形態）
図１５は、本発明の第１０実施形態に係る半導体チップ１０の実装方法の要部を示す図である。本実装方法も、上記第８実施形態に示した実装方法において、図１５に示されるような半導体チップ１０への還元剤１５５の配置方法を提供するものである。

上記還元剤１５５は液状である場合、スピンコート法による膜形成が可能である。そのため、図１５に示されるように、回転する半導体チップ１０に対して、ディスペンサ１５４から還元剤１５５を滴下するというスピンコート法を行い、還元剤１５５の配置を行ってもよい。なお、この場合、半導体チップ１０に代えて、上記した半導体ウェハ１０ａに対して同様のスピンコートによる還元剤１５５の配置を行ってもよい。

ここで、本実施形態および上記第８実施形態に示されている半導体チップ１０への還元剤１５５の配置方法は、半導体チップ１０だけでなく、還元剤１５５を基材２０に配置する場合にも適用可能であることはいうまでもない。

つまり、上記第８実施形態および本実施形態では、基材２０に溶融状態のはんだ３０を配置するとともに半導体チップ１０に還元剤１５５を配置した後、基材２０と半導体チップ１０とを重ね合わせたが、これとは逆に、半導体チップ１０に溶融状態のはんだ３０を配置するとともに基材２０に還元剤１５５を配置した後、基材２０と半導体チップ１０とを重ね合わせるようにしてもよい。この場合も、上記第８実施形態にて述べたものと同様の効果が期待できる。

（他の実施形態）
なお、酸化膜除去手段である治具１５３としては、上記したような針部１５２を有するもの（上記図４、図５参照）や、酸化膜３１に当てられる先端面が平坦なもの（上記図６参照）に限定されるものではない。酸化膜３１に押し当てられて当該酸化膜３１を破壊できるものであれば、当該治具１５３の先端部は、たとえば凸状の曲面などであってもかまわない。

また、溶融状態のはんだ３０の表面への還元剤１５５の供給方法、および、半導体チップ１０や基材２０のうち溶融状態のはんだ３０に接する部位への還元剤１５５の供給方法は、上記した滴下、ディップ、塗布などの方法に限定されるものではない。

また、上記各実施形態に示した図では、ダイマウント工程において、基材２０を天地方向の下側に配置し、その上からはんだ３０を介して、半導体チップ１０を重ね合わせるようにしていたが、これとは反対に、可能ならば、半導体チップ２０を下側に位置させ、その上からはんだ３０を介して、基材２０を重ねるようにしてもよい。

また、半導体チップの実装構造としては、１個の基材２０に対して、複数個の半導体チップ１０がはんだ３０を介して接合されたものであってもよい。さらには、１個の基材２０と１個の半導体チップ１０との間のはんだ３０による接合部が複数個あるものであってもよい。

本発明の第１実施形態に係る半導体チップの実装構造の概略断面図である。 上記第１実施形態の実装方法に用いられるはんだダイボンド装置の模式的な構成を示す図である。 はんだ中に隙間が存在する比較例の図である。 上記第１実施形態における酸化膜除去手段の詳細構成を示す概略断面図である。 本発明の第２実施形態に係る半導体チップの実装方法の要部を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る半導体チップの実装方法の要部を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る半導体チップの実装方法の要部を示す図である。 本発明の第５実施形態に係る半導体チップの実装方法の要部を示す図である。 本発明の第６実施形態に係る半導体チップの実装方法の要部を示す図である。 本発明の第７実施形態に係る半導体チップの実装方法の要部を示す図である。 本発明の第８実施形態に係る半導体チップの実装方法の要部を示す図である。 上記第８実施形態における半導体チップへの還元剤の配置方法の一例を示す工程図である。 上記第８実施形態における半導体チップへの還元剤の配置方法のもう一つの例を示す工程図である。 本発明の第９実施形態に係る半導体チップの実装方法の要部を示す図である。 本発明の第１０実施形態に係る半導体チップの実装方法の要部を示す図である。

符号の説明

１０…半導体チップ、１０ａ…半導体ウェハ、２０…基材、
３０…はんだ、３１…酸化膜、１５２…針部、１５３…治具、１５５…還元剤、
４００…ダイシングテープ、４１０…ダイシングテープの粘着剤。

Claims (4)

1. 基材（２０）および半導体チップ（１０）の両方もしくはいずれか一方に、溶融状態のはんだ（３０）を配置した後、前記溶融状態のはんだ（３０）を介して前記基材（２０）と前記半導体チップ（１０）とを重ね合わせ、続いて前記溶融状態のはんだ（３０）を固化することにより、前記基材（２０）と前記半導体チップ（１０）とをはんだ接合してなる半導体チップの実装方法において、
   前記基材（２０）と前記半導体チップ（１０）とを重ね合わせる前に、前記溶融状態のはんだ（３０）の表面から当該はんだが酸化してなる酸化膜（３１）を除去する酸化膜除去工程を備え、
   前記酸化膜除去工程における前記酸化膜（３１）の除去は、前記溶融状態のはんだ（３０）の表面に、治具（１５３）を押し当てて当該治具（１５３）により前記酸化膜（３１）を破壊することで行うものであり、
   前記治具（１５３）は、前記溶融状態のはんだ（３０）の表面に押し当てられる部位が、針状に尖った針部（１５２）を構成しており、この針部（１５２）を前記溶融状態のはんだ（３０）の表面に突き刺すものであり、
   前記針部（１５２）はポリテトラフルオロエチレンよりなることを特徴とする半導体チップの実装方法。
2. 前記基材（２０）のみに前記溶融状態のはんだ（３０）を配置した後、前記酸化膜除去工程を行い、続いて、前記基材（２０）と前記半導体チップ（１０）との重ね合わせを行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体チップの実装方法。
3. 前記半導体チップ（１０）のみに前記溶融状態のはんだ（３０）を配置した後、前記酸化膜除去工程を行い、続いて、前記基材（２０）と前記半導体チップ（１０）との重ね合わせを行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体チップの実装方法。
4. 前記基材（２０）および前記半導体チップ（１０）の両方に前記溶融状態のはんだ（３０）を配置した後、前記酸化膜除去工程を行い、続いて、前記基材（２０）と前記半導体チップ（１０）との重ね合わせを行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体チップの実装方法。

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