JPH11340253A - 半導体装置の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体チップの搭載不良を防止するのに有効な
半導体装置の製造方法および製造装置を提供する。 【解決手段】上記目的を達成するため、本発明は、エラ
ストマ等の接着部材（２０）の表面に形成される凹凸形
状に着目し、図１に示す構成を考え出した。即ち、凸部
（１６）を有する押圧部材（１４）を基板（１８）の裏
面側に配設し、接着部材（２０）を半導体チップ（２
２）に押し付ける。これにより、接着部材（２０）に加
わる圧力が接着部材（２０）の凹部に集中し、気泡の残
留が防止される。本発明の一実施例は、図３に示すよう
に、マウントツール（２６）の先端に金属球面（２８）
を形成し、該金属球面（２８）とダイアタッチステージ
（３８）とで、第１エラストマ（３２）および第２エラ
ストマ（３４）が塗布されたＴＡＢテープ（３０）を挟
持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法および製造装置に関し、特に、半導体チップの搭載
不良を防止するのに有効な半導体装置の製造方法および
製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＢＧＡ型半導体装置では、エラストマと
称される弾性樹脂を使用して、半導体チップをＴＡＢテ
ープ等のフレキシブル基板に搭載する。このエラストマ
は、通常、スクリーン印刷法によりＴＡＢテープ上に塗
布される。

【０００３】スクリーン印刷法によるエラストマの塗布
は以下に示す一連の工程で行われる。

【０００４】（１）エラストマの形状に応じた開口部を
有するマスクをＴＡＢテープの表面に載置する。

【０００５】（２）当該マスクの表面をスキージで摺動
しながら、該マスクの開口部に流動状のエラストマを充
填する。

【０００６】（３）ＴＡＢテープからマスクを除去す
る。

【０００７】（４）加熱処理によりエラストマを硬化さ
せる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
して塗布されたエラストマの表面は、周縁部が盛り上が
った形状となる。この盛り上がりは、スキージの摺動方
向に応じて発生し、半導体チップの搭載不良の原因とな
る。即ち、半導体チップを凹凸状の表面に載置すると、
当該半導体チップとエラストマとの間に気泡が残留し、
ポップコーン現象が発生する。 そこで、本発明は、半
導体チップの搭載不良を防止するのに有効な半導体装置
の製造方法および製造装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、先端に凸部（１６）を有す
る押圧部材（１４）と、前記押圧部材（１４）の下方に
配置され、半導体チップ（２２）を支持する半導体チッ
プ支持部材（２４）と、前記半導体チップ支持部材（２
４）により支持された半導体チップ（２２）と前記凸部
（１６）との間に接着部材（２０）が塗布された基板
（１８）を供給する基板供給手段（１２）と、前記押圧
部材（１４）を前記半導体チップ支持部材（２４）に向
かって移動させる押圧部材駆動手段（１０）とを具備す
ることを特徴とする。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、前記凸部（１６）は、湾曲形状であ
ることを特徴とする。

【００１１】また、請求項３記載の発明は、請求項１ま
たは請求項２記載の発明において、前記凸部（１６）
は、金属で形成され、その表面が鏡面であることを特徴
とする。

【００１２】また、請求項４記載の発明は、請求項１ま
たは請求項３記載の発明において、前記凸部（１６）
は、弾性体で形成されていることを特徴とする。

【００１３】また、請求項５記載の発明は、基板（１
８）の表面に塗布された接着部材（２０）に半導体チッ
プ（２２）を押圧して、該基板（１８）上に該半導体チ
ップ（２２）を搭載する半導体装置の製造方法におい
て、前記基板（１８）の前記接着部材（２０）が塗布さ
れた部分に前記半導体チップ（２２）を接触させる第１
の工程（Ｓ１０）と、先端に凸部（１６）を有する押圧
部材（１４）により前記基板（１８）の裏面から前記接
着部材（２０）を前記半導体チップ（２２）に押し付け
る第２の工程（Ｓ１２）とを具備することを特徴とす
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して詳細に説明する。

【００１５】（発明の概要）上記目的を達成するため、
本発明は、エラストマ等の接着部材２０の表面に形成さ
れる凹凸形状に着目し、図１に示す構成を考え出した。
即ち、凸部１６を有する押圧部材１４を基板１８の裏面
側に配設し、接着部材２０を半導体チップ２２に押し付
ける。これにより、接着部材２０に加わる圧力が接着部
材２０の凹部に集中し、気泡の残留が防止される。

【００１６】（第１の形態）図１は、本発明の第１の形
態に係る半導体装置の製造装置の構成を示す概念図であ
る。以下、当該装置の構成を要素ごとに説明する。

【００１７】半導体チップ２２は、半導体装置の機能部
となる要素であり、基板１８に搭載されて半導体装置を
構成する。

【００１８】基板１８は、半導体チップ２２を搭載する
土台となる部材である。この基板１８には、必要に応じ
て配線パターンが形成される。本発明の実施に好適な基
板１８としては、ＴＡＢテープ等のフレキシブル基板が
好ましい。

【００１９】接着部材２０は、半導体チップ２２を基板
１８に固着する部材であり、主としてエラストマ等の熱
硬化性樹脂が使用される。

【００２０】押圧部材１４は、基板１８の裏面を押圧す
る部材である。この押圧部材１４は、先端に凸部１６を
有し、基板１８の裏面に対して局部的な圧力が加わるよ
うに構成される。これは、接着部材２０の凹部分に圧力
を集中させることにより、気泡を外部に押し出す作用を
想定したものである。該凸部１６は、レンズ状、半球状
等の湾曲形状を有することが好ましい。より好ましく
は、前期湾曲形状の曲率を接着部材２０に発生した凹凸
形状の曲率に対応させる。凸部１６は、圧力を有効に伝
達できる材料であれば、金属、プラスチック、木材等の
いずれの材料を用いて形成してもよい。好ましくは、金
属で凸部１６を形成し、その表面に鏡面加工を施してお
く。これにより、凸部１６の湾曲表面が滑らかとなり、
好適な圧力分布で基板１８の裏面が押圧される。また、
好ましくは、凸部１６をゴムや硬化樹脂等の弾性体で形
成する。これにより、基板１８との接触がソフトにな
り、基板１８に与えるダメージを軽減させるとともに、
圧力が凸部１６の頂点に集中しすぎる傾向が緩和され
る。この押圧部材１４は、接着部材２０のくぼんだ位置
に凸部１６がくるように配置される。通常、スクリーン
印刷によって塗布された接着部材２０は、周縁部に盛り
上がりが発生するため、凸部１６は、接着部材２０の中
央付近に配置すればよい。

【００２１】押圧部材駆動手段１０は、押圧部材１４を
上下に移動させる手段である。当該押圧部材駆動手段１
０は、半導体チップ２２の搭載時には、基板１８の押圧
に十分な駆動力を供給して押圧部材１４を下降させ、半
導体チップの搭載終了後には、押圧部材１４を速やかに
所定位置まで上昇させる。好ましくは、接着部材２０の
凹凸形状に応じて、押圧部材１４を左右方向にも移動さ
せるように構成する。この押圧部材駆動手段１０の動力
供給により、半導体チップ２２が接着部材２０に固着さ
れる。

【００２２】半導体チップ支持部材２４は、半導体チッ
プ２２を下方から支持する部材である。この半導体チッ
プ支持部材２４は、押圧部材１４の下方、即ち、押圧部
材１４に対向して配置される。好ましくは、押圧部材１
４の中心軸上に半導体チップ２２の中心を配置する。ま
た、この半導体チップ支持部材２４に、駆動手段を接続
して、半導体チップの搭載時に上昇させるように構成し
てもよい。

【００２３】基板供給手段１２は、接着部材２０が塗布
された基板１８を押圧部材１４と半導体チップ２２との
間に供給する手段である。基板１８の供給形態は、当該
基板１８がテープ状である場合には、供給リールと巻き
取りリールで構成する。テープ状でない場合には、搬送
ベルト等の搬送手段を用いて構成すればよい。この場合
には、基板１８を搬送ベルトごと押圧する。

【００２４】以上のように構成される本発明の第１の形
態によれば、接着部材２０の凹凸形状に応じて押圧力を
集中させることができるため、半導体チップ搭載時にお
ける気泡の残留防止を図ることが可能となる。

【００２５】また、金属で凸部１６を形成し、その表面
に鏡面加工を施せば、凸部１６の湾曲表面が滑らかとな
るため、好適な圧力分布で基板１８の裏面を押圧するこ
とができる。

【００２６】また、凸部１６を弾性体で形成すれば、基
板１８との接触がソフトになるため、基板１８に与える
ダメージを軽減させるとともに、圧力が凸部１６の頂点
に集中しすぎる傾向を緩和することができる。

【００２７】（第２の形態）図２は、本発明の第２の形
態に係る半導体装置の製造方法の実行手順を示す工程図
である。この第２の形態に係る方法は、図１に示したよ
うな装置を用いて実施される。以下、図１および図２を
使用して、この第２の形態の構成を各工程ごとに説明す
る。

【００２８】第１の工程Ｓ１０は、半導体チップ２２を
接着部材２０に接触させる工程である。半導体チップ２
２の接触は、図１に示すように、押圧部材１４によって
基板１８を半導体チップ２２に向かって移動させること
によって行ってもよいし、半導体チップ支持基板１８を
上昇させて、半導体チップ２２を基板１８に向かって移
動させることによって行ってもよい。

【００２９】第２の工程Ｓ１２は、押圧部材１４を使用
して、接着部材２０を半導体チップ２２に押し付ける工
程である。この第２の工程Ｓ１２では、基板１８の裏面
に接触させた凸部１６からの圧力を接着部材２０のくぼ
みに集中させることが重要である。このため、凸部１６
と基板１８の裏面との接触位置は、接着部材２０のくぼ
みに対応させることが好ましいが、前述したように、通
常は、接着部材２０の中央部で凸部１６と基板１８とを
接触させれば十分である。

【００３０】このように、本発明の第２の形態でも、接
着部材２０の凹凸形状に応じて押圧力を集中させること
ができるため、半導体チップ搭載時における気泡の残留
防止を図ることが可能となる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面を参照し
て詳細に説明する。

【００３２】（実施例の要約）本発明の一実施例は、図
３に示すように、マウントツール２６の先端に金属球面
２８を形成し、該金属球面２８とダイアタッチステージ
３８とで、第１エラストマ３２および第２エラストマ３
４が塗布されたＴＡＢテープ３０を挟持する。

【００３３】（第１の実施例）図３は、本発明に係る半
導体製造装置の第１の実施例を示す側面図である。ま
ず、同図に示す半導体製造装置の構造を説明する。

【００３４】マウントツール２６とダイアタッチステー
ジ３８は、ＴＡＢテープ３０を通過させるのに十分な間
隔を隔てて、それぞれ対向する位置に配設される。マウ
ントツール２６の先端には、表面に鏡面仕上げが施され
た金属球面２８が形成される。一方、ダイアタッチステ
ージ３８の先端は平坦な形状で形成され、その表面に半
導体チップ２２が載置される。

【００３５】マウントツール２６とダイアタッチステー
ジ３８は、図示しない駆動手段に接続されており、上下
動可能となっている。

【００３６】マウントツール２６とダイアタッチステー
ジ３８の間には、第１エラストマ３２および第２エラス
トマ３４が塗布されたＴＡＢテープ３０が配置される。
第１エラストマ３２および第２エラストマ３４は、いず
れもスクリーン印刷法によってＴＡＢテープ３０の表面
に塗布されたものである。ここで、第１エラストマ３２
は、ＴＡＢテープ３０と密着性がよい樹脂で構成され、
第２エラストマ３４は、半導体チップ２２との密着性が
よい樹脂で構成されている。尚、これらのエラストマ
は、１層でもよい。

【００３７】ＴＡＢテープ３０の表面には、複数の半導
体装置が連続して製造できるように、予め複数のエラス
トマが塗布されており、ＴＡＢテープ３０は、同図の左
から右に向かって移動可能となっている。

【００３８】次に、上記のように構成される半導体製造
装置の動作例を説明する。

【００３９】まず、ＴＡＢテープ３０を水平方向に移動
させて、第１エラストマ３２および第２エラストマ３４
が塗布された部分をマウントツール２６の直下に配置す
る。このとき、第１エラストマ３２および第２エラスト
マ３４の中心が金属球面２８の頂上の真下に位置するよ
うに配置する。

【００４０】次に、半導体チップ２２が載置されたダイ
アタッチステージ３８を上昇させて、該半導体チップ２
２と第２エラストマ３４とを接触させる。

【００４１】続いて、マウントツール２６を下降させ
て、金属球面２８の頂上でＴＡＢテープ３０の裏面を押
圧する。そして、そのままマウントツール２６をさらに
下降させて、ＴＡＢテープ３０ごと第２エラストマ３４
を半導体チップ２２に押しつける。

【００４２】半導体チップ２２が第２エラストマ３４に
十分密着した後、マウントツール２６とダイアタッチス
テージ３８をＴＡＢテープ３０から離す。そして、ダイ
アタッチステージ３８に、次の半導体チップ２２を載置
し、ＴＡＢテープ３０を右方向に移動させて、当該次の
半導体チップ２２の搭載を行う。

【００４３】以上のような動作を繰り返し、連続して半
導体チップ２２をＴＡＢテープ３０に搭載してゆく。

【００４４】（第２の実施例）図４は、本発明に係る半
導体製造装置の第２の実施例を示す側面図である。同図
に示す半導体製造装置の構成では、マウントツール２６
の先端に樹脂球面４０が形成される。この樹脂球面４０
は、ゴムのような弾力性のある樹脂で形成される。ま
た、マウントツール２６は左右方向にも移動可能となっ
ている。そして、ＴＡＢテープ３０には第３エラストマ
４２が塗布される。その他の構成は、前述した第１の実
施例と同じである。尚、エラストマは、第１の実施例の
ように、２層であってもよい。

【００４５】以下、この第２の実施例に係る半導体製造
装置の動作例を説明する。

【００４６】まず、ＴＡＢテープ３０を水平方向に移動
させて、第３エラストマ４２が塗布された部分をマウン
トツール２６の直下に配置する。このときは、第３エラ
ストマ４２の中心が樹脂球面４０の頂上の真下に位置す
るように配置する。

【００４７】次に、マウントツール２６を水平方向に移
動させて、樹脂球面４０の頂上を第３エラストマ４２の
盛り上がった部分と平坦な部分との境目に配置する。こ
の境目となる位置が予測できる場合には、予めマウント
ツール２６をダイアタッチステージ３８から水平方向に
ずらして配設しておいてもよい。

【００４８】次に、半導体チップ２２が載置されたダイ
アタッチステージ３８を上昇させて、該半導体チップ２
２と第２エラストマ３４とを接触させる。

【００４９】続いて、マウントツール２６を下降させ
て、樹脂球面４０の頂上でＴＡＢテープ３０の裏面を押
圧する。そして、そのままマウントツール２６をさらに
下降させて、ＴＡＢテープ３０ごと第３エラストマ４２
を半導体チップ２２に押しつける。

【００５０】半導体チップ２２が第３エラストマ４２に
十分密着した後、マウントツール２６とダイアタッチス
テージ３８をＴＡＢテープ３０から離す。そして、ダイ
アタッチステージ３８に、次の半導体チップ２２を載置
し、ＴＡＢテープ３０を右方向に移動させて、当該次の
半導体チップ２２の搭載を行う。

【００５１】以上のような動作を繰り返し、連続して半
導体チップ２２をＴＡＢテープ３０に搭載してゆく。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体チップの搭載不良を防止するのに有効な半導体装
置の製造方法および製造装置を提供することができる。

【００５３】また、本発明の第１の形態によれば、接着
部材２０の凹凸形状に応じて押圧力を集中させることが
できるため、半導体チップ搭載時における気泡の残留防
止を図ることが可能となる。

【００５４】また、金属で凸部１６を形成し、その表面
に鏡面加工を施せば、凸部１６の湾曲表面が滑らかとな
るため、好適な圧力分布で基板１８の裏面を押圧するこ
とができる。

【００５５】また、凸部１６を弾性体で形成すれば、基
板１８との接触がソフトになるため、基板１８に与える
ダメージを軽減させるとともに、圧力が凸部１６の頂点
に集中しすぎる傾向を緩和することができる。

【００５６】また、本発明の第２の形態でも、接着部材
２０の凹凸形状に応じて押圧力を集中させることができ
るため、半導体チップ搭載時における気泡の残留防止を
図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の形態に係る半導体装置の製造装
置の構成を示す概念図である。

【図２】本発明の第２の形態に係る半導体装置の製造方
法の実行手順を示す工程図である。

【図３】本発明に係る半導体製造装置の第１の実施例を
示す側面図である。

【図４】本発明に係る半導体製造装置の第２の実施例を
示す側面図である。

【符号の説明】

１０…押圧部材駆動手段、１２…基板供給手段、１４…
押圧部材、１６…凸部、１８…基板、２０…接着部材、
２２…半導体チップ、２４…半導体チップ支持部材、２
６…マウントツール、２８…金属球面、３０…ＴＡＢテ
ープ、３２…第１エラストマ、３４…第２エラストマ、
３８…ダイアタッチステージ、４０…樹脂球面、４２…
第３エラストマ、Ｓ１０…第１の工程、Ｓ１２…第２の
工程

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に凸部（１６）を有する押圧部材
   （１４）と、 前記押圧部材（１４）の下方に配置され、半導体チップ
   （２２）を支持する半導体チップ支持部材（２４）と、 前記半導体チップ支持部材（２４）により支持された半
   導体チップ（２２）と前記凸部（１６）との間に接着部
   材（２０）が塗布された基板（１８）を供給する基板供
   給手段（１２）と、 前記押圧部材（１４）を前記半導体チップ支持部材（２
   ４）に向かって移動させる押圧部材駆動手段（１０）と
   を具備することを特徴とする半導体装置の製造装置。
2. 【請求項２】 前記凸部（１６）は、 湾曲形状であることを特徴とする請求項１記載の半導体
   装置の製造装置。
3. 【請求項３】 前記凸部（１６）は、 金属で形成され、その表面が鏡面であることを特徴とす
   る請求項１または請求項２記載の半導体装置の製造装
   置。
4. 【請求項４】 前記凸部（１６）は、 弾性体で形成されていることを特徴とする請求項１また
   は請求項３記載の半導体装置の製造装置。
5. 【請求項５】 基板（１８）の表面に塗布された接着部
   材（２０）に半導体チップ（２２）を押圧して、該基板
   （１８）上に該半導体チップ（２２）を搭載する半導体
   装置の製造方法において、 前記基板（１８）の前記接着部材（２０）が塗布された
   部分に前記半導体チップ（２２）を接触させる第１の工
   程（Ｓ１０）と、 先端に凸部（１６）を有する押圧部材（１４）により前
   記基板（１８）の裏面から前記接着部材（２０）を前記
   半導体チップ（２２）に押し付ける第２の工程（Ｓ１
   ２）とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方
   法。