JPH04367241A - 実装装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子などの実装
装置及び光学画像を電気信号に変換するイメージセンサ
などの半導体装置の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高密度の多端子、狭ピッチの半導
体装置の実装を目的として、光あるいは熱硬化型の絶縁
樹脂により導体配線を有する回路基板の電極と半導体素
子上のバンプ電極とを接触させ固定する実装方法が特開
平２−４４７４２号公報などにより提案されている。ま
た最近では、半導体素子のバンプ電極はＡｕなどのメッ
キにより形成するため高価であることからバンプを用い
ない実装方法も提案されている。

【０００３】以下図面を参照しながら、上記した従来の
バンプを用いない構造の半導体素子の実装方法の一例に
ついて説明する。

【０００４】図３（ａ）、（ｂ）は、従来の実装装置に
よりイメージセンサを製造する場合の正面断面図と側面
断面図を示すものであり、二つの半導体素子よりなって
いる。図３において、１は透光性基板、２は透光性基板
の表面上に形成された回路導体層の電極である。３は半
導体素子として用いたイメージセンサチップ、４は半導
体イメージセンサチップ３に設けられている電極で、透
光性基板上の電極２と電気的接続をする。１２は半導体
イメージセンサチップ３に設けられている受光素子、５
は半導体イメージセンサチップ３を透光性基板１に固定
するための透光性紫外線硬化型絶縁樹脂である。９は透
光性基板を保持するステージ、１０は紫外線照射光源で
、１１は半導体イメージセンサチップ３を直接加圧する
加圧器である。

【０００５】以上のように構成されたイメージセンサの
製造方法を、以下に説明する。まず、回路導体層とその
電極２を形成した透光性基板１上に、一つ目の半導体イ
メージセンサチップ３を実装する所定の位置にアクリレ
ート系の透光性紫外線硬化型絶縁樹脂５をスタンピング
法などにより所定量塗布する。次に、吸着器で一つ目の
半導体イメージセンサチップ３の電極４を形成した反対
側の裏面を真空吸着し、透光性基板１上の所定の位置に
移動する。更に同様の方法で、二つ目の半導体イメージ
センサチップ３を透光性基板１上の所定の位置に移動す
る。その後、二つの半導体イメージセンサチップ３を同
時に二つの加圧器１１により圧力を加えながら、透光性
紫外線硬化型絶縁樹脂５を介した半導体イメージセンサ
チップ３の電極４と回路導体層の電極２とを接合させて
電気的導通をとる。その状態で、紫外線照射光源１０に
より紫外線光を照射して透光性紫外線硬化型絶縁樹脂５
の硬化を行い全ての半導体イメージセンサチップ３の固
定を行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな方法では、加圧量が一定であるため、低加圧時には
回路導体層の電極の高さが均一でなければ回路導体層の
電極と半導体イメージセンサチップの電極が接合されに
くく、電気的導通が取れにくくなるという問題点を有し
ており、また高加圧時には、半導体イメージセンサチッ
プと加圧ヘッドの衝突時の衝撃力による振動が大きいた
め、半導体イメージセンサチップが所定の位置からずれ
たり、回路導体層の電極の高さにばらつきがあっても半
導体イメージセンサチップの電極が回路導体層の電極を
平坦にしながら接合するので電気的導通は取れるが、高
加圧状態で透光性紫外線硬化型絶縁樹脂を硬化するため
、高温高湿状態では透光性紫外線硬化型絶縁樹脂及び半
導体イメージセンサチップの応力により透過性紫外線硬
化型絶縁樹脂と半導体イメージセンサチップが剥離し、
接合している電極が離れ、電気的導通が取れなくなるう
という問題を有していた。

【０００７】本発明は上記問題点に鑑み、二つ以上の複
数個の半導体素子を使用して半導体装置を製造する場合
、半導体イメージセンサチップの位置がずれることなく
、回路導体層の電極の高さにばらつきがあっても電気的
導通を取ることができ、また高温高湿状態においても電
気的導通を取ることができる実装装置を提供するもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の実装装置は、二つ以上の素子を加圧する素
子の数以上の加圧器と、素子に接して加圧器からの圧力
を素子に伝える加圧ヘッドと、素子を実装する基板を保
持するステージと、光照射光源とを備えており、素子を
加圧した状態で素子に与える加圧量を調節する機構を設
け、加圧ヘッドが低圧力で素子を加圧した状態で、加圧
器により加圧ヘッドを介して高圧力で素子を加圧し、そ
の後加圧器の圧力を低くし光照射により光硬化樹脂を硬
化し複数個同時に素子を基板に固定することを特徴とす
るものである。

【０００９】

【作用】本発明は上記した方法とすることにより、半導
体イメージセンサチップの電極と回路導体層の電極とを
接合させて電気的導通を取る場合、加圧量の調節が可能
なことにより、回路導体層の電極の高さを均一にし、な
おかつ半導体イメージセンサチップに余分な力を加える
ことがないというものであり、このため半導体イメージ
センサチップの位置がずれたり、回路導体層の電極の高
さにばらつきがあると電気的導通が取れにくくなる、あ
るいは高温高湿状態では透光性紫外線硬化型絶縁樹脂及
び半導体イメージセンサチップの応力により透過性紫外
線硬化型絶縁樹脂と半導体イメージセンサチップが剥離
し、半導体イメージセンサチップの電極と回路導体層の
電極が離れ、電気的導通が取れなくなるという従来の問
題点を解決できるものである。

【００１０】

【実施例】以下図面を参照しながら、上記した本発明の
一実施例について説明する。また、従来と同一工程につ
いては図３も参照して説明する。

【００１１】図１は、本発明によりイメージセンサを製
造する場合の正面断面図を示すものである。図１におい
て、図３と同一部分には同一符号をつけている。

【００１２】図２は、本発明によりイメージセンサを製
造する場合、時間経過に対する半導体イメージセンサチ
ップに加えられる圧力量をグラフにまとめたものである
。

【００１３】図１において、１は透光性基板、２は透光
性基板の表面上に形成された回路導体層の電極である。 ３は半導体素子として用いたイメージセンサチップ、４
は半導体イメージセンサチップ３に設けられている電極
で、透光性基板上の電極２と電気的接続をする。５は半
導体イメージセンサチップ３を透光性基板１に固定する
ための透光性紫外線硬化型絶縁樹脂である。６は二つの
半導体イメージセンサチップ３の加圧器で、７は加圧器
６からの加圧量を半導体イメージセンサチップ３に伝え
る加圧ヘッドである。８は加圧ヘッド７に追従性を持た
せるためののゴムなどの弾性体である。９は透光性基板
を保持するステージ、１０は紫外線照射光源である。

【００１４】以上のように構成されたイメージセンサの
製造方法を以下に説明する。まず、半導体プロセスを用
いて単結晶シリコン基板（ウエハ）上に、フォトトラン
ジスタまたはフォトダイオードなどの受光素子１２とＣ
ＣＤやＭＯＳ、バイポーラＩＣなどのアクセス回路（図
示せず）を設けたものを製造する。各電極４については
、２層Ａｌ配線のプロセスを用い、スパッタリング法に
より数μｍ程度ウエハ表面より突出した構造になってい
る。その後、このウエハを高精度ダイシング技術により
切断し、半導体イメージセンサチップ３を作る。また、
コーニング社７０５９のガラス基板を透光性基板１とし
、この透光性基板１上に厚膜印刷などによって形成した
回路導体層と電極２を形成する。あるいは透光性基板１
として、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルエーテル
ケトン（ＰＥＥＫ）などの透明フィルム基板上に、銅な
どの金属を、蒸着法またはスパッタリング法を用いて形
成し、後にフォトリソ法などによって回路導体を形成し
てもよい。この透光性基板１上の所定の位置に、アクリ
レート系の透光性紫外線硬化型絶縁樹脂５をスタンピン
グ法やスクリーン印刷法などにより所定量塗布する。つ
ぎに、吸着器で一つ目の半導体イメージセンサチップ３
の電極４を形成した面の裏面を真空吸着し、透光性基板
１上の所定の位置に移動する。そして、透光性基板１上
に密着させて置く。更に同様の方法で、二つ目の半導体
イメージセンサチップ３を透光性基板１上に置く。その
後、二つの半導体イメージセンサチップ３を加圧ヘッド
７により低圧力で加圧し、個別の加圧器６により加圧ヘ
ッド７を介して半導体イメージセンサチップ３に同時に
高圧力を加え、透光性紫外線硬化型絶縁樹脂５を介した
半導体イメージセンサチップ３の電極と回路導体層の電
極を接合させ電気的導通を取る。次に加圧器６の圧力を
低くした状態で紫外線照射光源１０により紫外線光を照
射して透光性紫外線硬化型絶縁樹脂５の硬化を行い、二
つの半導体イメージセンサチップ３の固定を行う。

【００１５】上記のようにして、イメージセンサを製造
する。このイメージセンサについては、透光性基板１及
び透光性紫外線硬化型絶縁樹脂５を通して光情報を受光
素子１２が検知し、これを電気信号に変換するようにな
っている。

【００１６】透光性紫外線硬化型絶縁樹脂５としては、
ウレタンアクリレート系あるいはエポキシアクリレート
系透光性紫外線硬化型絶縁樹脂が、接着性、感度の点か
ら好適である。

【００１７】以上のように本実施例によれば、透光性基
板１上に形成された回路導体層の電極２と半導体イメー
ジセンサチップ３上に形成された電極４とを接合させて
固定する工程に於て、三段階で半導体イメージセンサチ
ップ３を加圧することできることにより、半導体イメー
ジセンサチップ３の位置ずれを起こすことなく、回路導
体層の電極２の高さを均一にすることができるため電極
間の電気的導通を取ることができ、なおかつ高温高湿状
態においても電極間の電気的導通を取ることができる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明は、二つ以上の半導
体素子を光硬化型絶縁樹脂を介して透光性基板に加圧し
た状態で光硬化型絶縁樹脂に光照射光源より光照射して
、透光性基板上に形成された回路導体層の電極と半導体
素子上に形成された電極とを接合させて固定する場合、
装置に加圧量を調整することができる機構を設けたこと
により、半導体イメージセンサチップの位置ずれを起こ
すことなく、回路導体層の電極の高さのばらつきを均一
にすることができるため、電極間の電気的導通を確率よ
く取ることができ、また透光性紫外線硬化型絶縁樹脂の
硬化後、高温高湿状態においても透光性紫外線硬化型絶
縁樹脂と半導体イメージセンサチップが剥離することが
ないため、回路導体層の電極と半導体イメージセンサチ
ップの電極は離れず、電極間の電気的導通を確率よく取
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における実装装置により
イメージセンサの正面図である。

【図２】本発明の第１の実施例における実装装置により
イメージセンサを製造する場合の時間経過に対する半導
体イメージセンサチップに加えられる圧力量をグラフ化
した特性図である。

【図３】（ａ）従来の実装装置によるイメージセンサの
正面断面図である。 （ｂ）従来の実装装置によるイメージセンサの側面断面
図である。

【符号の説明】

１　　透光性基板 ２　　回路導体層の電極 ３　　イメージセンサチップ ４　　イメージセンサチップの電極 ５　　透光性紫外線硬化型絶縁樹脂 ６　　加圧器 ７　　加圧ヘッド ８　　弾性体 ９　　ステージ １０　　紫外線照射光源 １１　　加圧器 １２　　受光素子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　二つ以上の素子を加圧する素子の数以
   上の加圧器と、前記素子に接して前記加圧器からの圧力
   を前記素子に伝える前記加圧器と同数の加圧ヘッドと、
   前記素子を実装する基板を保持するステージと、光照射
   光源とを備えた実装装置に於て、前記素子を加圧した状
   態で前記素子に与える加圧量を調節する機構を設けたこ
   とを特徴とする実装装置。
2. 【請求項２】　　加圧量を調節する機構に於て、三段階
   に加圧量を調節することが可能なことを特徴とする請求
   項１記載の実装装置。
3. 【請求項３】　　二つ以上の半導体素子と、回路導体層
   を形成した透光性基板と、光硬化型絶縁樹脂とを備え、
   前記半導体素子を前記光硬化型絶縁樹脂を介して前記透
   光性基板に加圧器により加圧ヘッドを介して加圧し、光
   照射により前記光硬化型絶縁樹脂を硬化して前記透光性
   基板上に形成された前記回路導体層の電極と前記半導体
   素子上に形成された電極とを接合させて固定する工程に
   於て、前記加圧ヘッドが低圧力で前記素子に接した状態
   で前記加圧器が前記加圧ヘッドを介して前記素子に高圧
   力を加え、その後前記加圧器の圧力を前記高圧力より低
   く設定し光照射により前記光硬化型絶縁樹脂を硬化して
   、前記半導体素子を個別に複数個同時に加圧固定するこ
   とを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】　　半導体素子がイメージセンサであるこ
   とを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方法。