JPS62101040A - 半導体素子の接続法および装置 - Google Patents
半導体素子の接続法および装置Info
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- JPS62101040A JPS62101040A JP23976385A JP23976385A JPS62101040A JP S62101040 A JPS62101040 A JP S62101040A JP 23976385 A JP23976385 A JP 23976385A JP 23976385 A JP23976385 A JP 23976385A JP S62101040 A JPS62101040 A JP S62101040A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、大規模果、債回路（ＬＳＩ＞等の半導体素
子上の電極と基板上の電極とを金属バンプを介して一括
接続する半導体素子の接続法および装置に関する。
子上の電極と基板上の電極とを金属バンプを介して一括
接続する半導体素子の接続法および装置に関する。
この発明は、耐熱性の低いフレキシブル基板や、熱膨張
差に弱いガラス基板等の基板や液晶パネルのような高熱
にさらせない半完成品上の′電極に対して半田パンプ付
きの半導体素子をフェースダウン接合するに際し、非接
触にて熱線又は光線をスポット照射することにより、基
板等に対する熱的影響全除去すると共に、半田のりフロ
ーによる素子のセルフアライメント効果により、接合位
置補正を行なうようにしたものである。
差に弱いガラス基板等の基板や液晶パネルのような高熱
にさらせない半完成品上の′電極に対して半田パンプ付
きの半導体素子をフェースダウン接合するに際し、非接
触にて熱線又は光線をスポット照射することにより、基
板等に対する熱的影響全除去すると共に、半田のりフロ
ーによる素子のセルフアライメント効果により、接合位
置補正を行なうようにしたものである。
従来第２図（ａ）に示すように半田等の低融点金属バン
プ２を持つ半導体素子１全真空吸着コレット３で裏面よ
り吸涜し、該半田パンプ２とセラミック多層配線基板又
は耐熱性の樹脂積層基板である基板１５上に配設された
金属配線１１とを位置合わせして後、半導体素子１を基
板１５上に載置し搬送用金属プレート１２によυ本図矢
印の方向に送られる間にヒーター１４によって該基板下
方より加熱され、半田パンプが溶融接続せられるいわゆ
るリフロー接合法が知られていた。又、第２図（ｂ）に
示すように半導体素子１を予め基板１５上に配設された
金属配線１１上に位置合わせしておき。
プ２を持つ半導体素子１全真空吸着コレット３で裏面よ
り吸涜し、該半田パンプ２とセラミック多層配線基板又
は耐熱性の樹脂積層基板である基板１５上に配設された
金属配線１１とを位置合わせして後、半導体素子１を基
板１５上に載置し搬送用金属プレート１２によυ本図矢
印の方向に送られる間にヒーター１４によって該基板下
方より加熱され、半田パンプが溶融接続せられるいわゆ
るリフロー接合法が知られていた。又、第２図（ｂ）に
示すように半導体素子１を予め基板１５上に配設された
金属配線１１上に位置合わせしておき。
半導体素子１のバンプと反対面から電流を流すと抵抗発
熱するボンディングツール１６にょシ加熱加圧し半田パ
ンプヲ溶融接続する方法も行なわれていた。
熱するボンディングツール１６にょシ加熱加圧し半田パ
ンプヲ溶融接続する方法も行なわれていた。
しかし従来の方法では、第２図（ａ）の場合リフロー接
合である為、半導体素子１を載置する手前から基板１５
を予熱し載置後も１５〜２０秒、下から相当の温度（低
融点半田バンプの場合に基板部で２５０〜３００″Ｃ）
で加熱せねばならず基板にかなりの熱的ダメージを与え
るという欠点があった。従って本方法に用いられる基板
には耐熱性が必要で、セラミック基板や、１れに耐熱性
の樹脂積層基板が使用されるがこれとて基板の熱変形の
危険がある為小面積のものに限られる。又、従来の第２
図（ｂ）の場合には、上記の欠点である基板の耐熱性を
不要にする為半導体素子１ｔ−基板１５に載置して後、
半導体素手の裏面からのみボンディングシールで加熱し
ている訳であるが、熱の伝達性を確保する為数百グラム
以内の加圧力を加えており半導体素子１を基板１５に載
置した時のバンプ２及び金属配線１１の位置関係のまま
接合されてしまうという欠点がある。（ａ）の場合は半
導体素子１に力が加わっていない為半田パンプが加熱溶
融し半田の表面張力で半導体素子１は正確な位置に移動
し接合されるので位置ずれの問題は少ない。
合である為、半導体素子１を載置する手前から基板１５
を予熱し載置後も１５〜２０秒、下から相当の温度（低
融点半田バンプの場合に基板部で２５０〜３００″Ｃ）
で加熱せねばならず基板にかなりの熱的ダメージを与え
るという欠点があった。従って本方法に用いられる基板
には耐熱性が必要で、セラミック基板や、１れに耐熱性
の樹脂積層基板が使用されるがこれとて基板の熱変形の
危険がある為小面積のものに限られる。又、従来の第２
図（ｂ）の場合には、上記の欠点である基板の耐熱性を
不要にする為半導体素子１ｔ−基板１５に載置して後、
半導体素手の裏面からのみボンディングシールで加熱し
ている訳であるが、熱の伝達性を確保する為数百グラム
以内の加圧力を加えており半導体素子１を基板１５に載
置した時のバンプ２及び金属配線１１の位置関係のまま
接合されてしまうという欠点がある。（ａ）の場合は半
導体素子１に力が加わっていない為半田パンプが加熱溶
融し半田の表面張力で半導体素子１は正確な位置に移動
し接合されるので位置ずれの問題は少ない。
又、（ｂ）の場合は半導体素子１０基板１５上へと載置
と、ツールによる加熱接合は同一場所で行なわれないと
位置ずれが生じゃすぐ、接合作業のサイクルタイＡ ｔ
４ ％ ２図（ａ）Ｋ比べ長くｆｉる（約２倍）という
欠点もある。
と、ツールによる加熱接合は同一場所で行なわれないと
位置ずれが生じゃすぐ、接合作業のサイクルタイＡ ｔ
４ ％ ２図（ａ）Ｋ比べ長くｆｉる（約２倍）という
欠点もある。
そこでこの発明は従来のこのような欠点を解決する為、
基板に与える熱的影響力が小さく基板の材質、大きさｔ
問わず、又半導体素子の基板に対する接合位置精度も高
いバンプ付き半導体素子の一括接続方法および装ａ！全
提供することを目的としている。
基板に与える熱的影響力が小さく基板の材質、大きさｔ
問わず、又半導体素子の基板に対する接合位置精度も高
いバンプ付き半導体素子の一括接続方法および装ａ！全
提供することを目的としている。
上記問題点を解決する為にこの発明（グ、半田バンプを
設は九半導体素子ケ、バンプ側の面を下にして基板上の
金属配線と位置合せして載置し、半導体素子の金属バン
プを設けた面と反対面に赤外線の如き熱線、又はレーザ
ーの如き光線をスポット照射することによって半田パン
プを溶融せしめ接続するようにした。
設は九半導体素子ケ、バンプ側の面を下にして基板上の
金属配線と位置合せして載置し、半導体素子の金属バン
プを設けた面と反対面に赤外線の如き熱線、又はレーザ
ーの如き光線をスポット照射することによって半田パン
プを溶融せしめ接続するようにした。
上記のような方法で半田パンプを溶融させ接続させると
、赤外線ビームＦｉ集元機構又はシャッターによって、
レーザービームは元ファイバーとレンズによってスポッ
ト的に半導体素子の裏面にのみ当てることが可能な為基
板を直接加熱することはなく、半田バンプ俗融接合に必
要な熱だけが接合部からの伝達で、又は半導体素子面か
らのふく射で、少々の熱が基板の微小面に伝えられるだ
けなので基板への熱的影響が少なく、色々な基板材質へ
の半田バンプによる一括接続ができるようになる・又、
熱の影響が局部的である為大面積基板への半田パ〉・ブ
による接続もできる。又、赤外線ビーム又ｂレーザービ
ームという高エネルギー密度の非接触加熱なので半田が
溶融する際の半田の表面張力による半導体素子の接続位
置補正も行なわれ接合位置種度も良くすることができる
のである。
、赤外線ビームＦｉ集元機構又はシャッターによって、
レーザービームは元ファイバーとレンズによってスポッ
ト的に半導体素子の裏面にのみ当てることが可能な為基
板を直接加熱することはなく、半田バンプ俗融接合に必
要な熱だけが接合部からの伝達で、又は半導体素子面か
らのふく射で、少々の熱が基板の微小面に伝えられるだ
けなので基板への熱的影響が少なく、色々な基板材質へ
の半田バンプによる一括接続ができるようになる・又、
熱の影響が局部的である為大面積基板への半田パ〉・ブ
による接続もできる。又、赤外線ビーム又ｂレーザービ
ームという高エネルギー密度の非接触加熱なので半田が
溶融する際の半田の表面張力による半導体素子の接続位
置補正も行なわれ接合位置種度も良くすることができる
のである。
父、非接触加熱手段とじてレーザー光線？用いる場合、
光ファイバーを光伝送路として用い光分岐装置にて複数
の元ビームとして複数の半導体素子裏面に同時に照射で
きるので、接合サイクルタイムの短縮もはかれる。
光ファイバーを光伝送路として用い光分岐装置にて複数
の元ビームとして複数の半導体素子裏面に同時に照射で
きるので、接合サイクルタイムの短縮もはかれる。
以下にこの発明の実施例ケ図面にもとづいて説明する。
第１図（ａ）において、半導体素子１は真空吸着コレッ
ト５に１って半田バンプ２と金属配線パターン５を位置
合わせして厚さくＬｌｓｍのポリイミドフレキシブル基
板４上に載置される。次にフレキシブル基板４は図中矢
印の方向に送られ、熱線（赤外線）照射装置６の下で該
装置より照射される赤外１線７により半導体素子１の裏
面にのみスポットピー、ムを受けて加熱される。赤外線
ビーム７σマスク８によりて半導体素子の形状に沿って
照射されるように調整される為、フレキシブル基板４及
びフレキシブル基板の接着剤層９に直接当シ熱的ダメー
ジを与えることはない。この為フレキシブル基板は最薄
でＣＬＯ２５〜０．０５ｍ厚でも可能である。
ト５に１って半田バンプ２と金属配線パターン５を位置
合わせして厚さくＬｌｓｍのポリイミドフレキシブル基
板４上に載置される。次にフレキシブル基板４は図中矢
印の方向に送られ、熱線（赤外線）照射装置６の下で該
装置より照射される赤外１線７により半導体素子１の裏
面にのみスポットピー、ムを受けて加熱される。赤外線
ビーム７σマスク８によりて半導体素子の形状に沿って
照射されるように調整される為、フレキシブル基板４及
びフレキシブル基板の接着剤層９に直接当シ熱的ダメー
ジを与えることはない。この為フレキシブル基板は最薄
でＣＬＯ２５〜０．０５ｍ厚でも可能である。
父、他の実地例として第１図（ｂ） ＋説明すると。
加熱手段としてレーザー装置ｉｉ６’ｉ用い１元ファイ
バー８“により半導体素子１の上刃に導きレンズ８″に
より半導体素子の裏面にスポット的に照射すると第１図
（ａ）と同様の熱的効果が得られる。
バー８“により半導体素子１の上刃に導きレンズ８″に
より半導体素子の裏面にスポット的に照射すると第１図
（ａ）と同様の熱的効果が得られる。
又、この原図（ｂ） Ｋ示すようにレーザー装置に光分
岐装置ａ／Ｗ付加すれば複数の半導体素子裏面に同１辱
にレーザービーム７／を照射することができ。
岐装置ａ／Ｗ付加すれば複数の半導体素子裏面に同１辱
にレーザービーム７／を照射することができ。
接合サイクルタイムの短縮と、高価なレーザー装置の有
効活用が可能となる。分岐数に４分岐以上も可能であり
、各ファイバーから出る元エネルギーは均質で温度分布
もフラットな為良い接合品質も得られる。
効活用が可能となる。分岐数に４分岐以上も可能であり
、各ファイバーから出る元エネルギーは均質で温度分布
もフラットな為良い接合品質も得られる。
これらの熱線又は光線照射による接合スデージの下には
フレキシブル基板に熱的影響を与えない程度（１００〜
１２０’Ｃ）に予熱するヒータ１０を設けても良い。接
合は高密反エネルギーの赤外線ビーム又はレーザービー
ムを用いている為数秒で半田バンプが溶融完了する。又
、非接触加熱である：１．＞、半田浴融１（よる半田表
面張力の作用で半導体素子の接合位置は正確な位置に補
正される。
フレキシブル基板に熱的影響を与えない程度（１００〜
１２０’Ｃ）に予熱するヒータ１０を設けても良い。接
合は高密反エネルギーの赤外線ビーム又はレーザービー
ムを用いている為数秒で半田バンプが溶融完了する。又
、非接触加熱である：１．＞、半田浴融１（よる半田表
面張力の作用で半導体素子の接合位置は正確な位置に補
正される。
この位置補正の働きを第４図によって補足すると。
一点鎖線で表わした半導体素子２８と半田バンプ２９が
基板上へ載置した状態とすると遠赤外線ビームによる加
熱浴融により、芙線で表わした本板上の接合部パターン
２６のほぼ中央に溶融半田バンプ２７が移動し、半導体
素子２５が位置出しされる。
基板上へ載置した状態とすると遠赤外線ビームによる加
熱浴融により、芙線で表わした本板上の接合部パターン
２６のほぼ中央に溶融半田バンプ２７が移動し、半導体
素子２５が位置出しされる。
次に第３図によって他の実施例を説明すると。
液晶パネル２０のガラス基板上に半田バンプ２の付いた
半導体素子１七載覆し赤外線ビーム又（・ゴレーザービ
ーム２１により半導体素子１の裏面により加熱接合する
。この場合も予熱ヒーター２２により液晶（Ｃ影響を与
えない程度（６０°Ｃ位）の熱？パネル下面より加えれ
ば接合の安定に寄与させることができる。このようにス
ポット的に半導体素子及び半田バンプにのみ高密度の熱
紮加えるので、液晶パネルには実装の熱的影響が及ばな
い。
半導体素子１七載覆し赤外線ビーム又（・ゴレーザービ
ーム２１により半導体素子１の裏面により加熱接合する
。この場合も予熱ヒーター２２により液晶（Ｃ影響を与
えない程度（６０°Ｃ位）の熱？パネル下面より加えれ
ば接合の安定に寄与させることができる。このようにス
ポット的に半導体素子及び半田バンプにのみ高密度の熱
紮加えるので、液晶パネルには実装の熱的影響が及ばな
い。
又１局所的に加えられｔ熱でガラスが破損することもな
い。
い。
この発明は以上説明した工うに、赤外線ビーム又はレー
ザービーム等をスポット的に半導体素子の裏面にのみ当
てて加熱接合するようにしている為− （１）基板への熱的影響が少なく、耐熱性の低いフレキ
シブル基板及び熱膨張差に弱いガラス基板等の種々の基
板や液晶パネルの様な高熱にさらせない半完成品上の電
極に対する半田バンプにより一括接＠を可能にし半導体
装の小型化、合理化に顕著な効果があり。
ザービーム等をスポット的に半導体素子の裏面にのみ当
てて加熱接合するようにしている為− （１）基板への熱的影響が少なく、耐熱性の低いフレキ
シブル基板及び熱膨張差に弱いガラス基板等の種々の基
板や液晶パネルの様な高熱にさらせない半完成品上の電
極に対する半田バンプにより一括接＠を可能にし半導体
装の小型化、合理化に顕著な効果があり。
（２）非接触加熱である為半田浴融時の表面張力による
半導体素子の接続位置補正が行なわれる為接続バンプの
高密度化が容易になる効果がある。
半導体素子の接続位置補正が行なわれる為接続バンプの
高密度化が容易になる効果がある。
（３） 又、９にレーザー光線を用いた場合１元分岐
装置により複数重Ｃ７同時に処理できる為、従来に比べ
て接合サイクルタイムの短縮、処理能力の飛躍的拡大を
はかれる。
装置により複数重Ｃ７同時に処理できる為、従来に比べ
て接合サイクルタイムの短縮、処理能力の飛躍的拡大を
はかれる。
第１図（ａ） ＋ （１））はこの発明にかかる半導体
素子の接続法お工び装置を説明する断面図、第２図（ａ
）。 （ｂ）は従来の半導体素子の接続法を説明する断面図。 第３図はこの発明にかかる実施例の断面図、第４図はこ
の発明にかかる実施例の補足説明の平面図である。 １・・・半導体素子 ２・・・半田バンプ ４・・・フレキシブル基板 ６・・・熱線照射装置 ６′・・・レーザー元線照射装置 ８・・・マスク ２０・・・液晶パネル 以上
素子の接続法お工び装置を説明する断面図、第２図（ａ
）。 （ｂ）は従来の半導体素子の接続法を説明する断面図。 第３図はこの発明にかかる実施例の断面図、第４図はこ
の発明にかかる実施例の補足説明の平面図である。 １・・・半導体素子 ２・・・半田バンプ ４・・・フレキシブル基板 ６・・・熱線照射装置 ６′・・・レーザー元線照射装置 ８・・・マスク ２０・・・液晶パネル 以上
Claims (4)
- （１）予め金属バンプを配設した半導体素子を、予め金
属配線を配設した基板上に、該バンプと該金属配線とを
位置合わせして載置し、該半導体素子の該金属バンプを
配設したる面と反対面に熱線又は光線をスポット照射す
ることによつて金属バンプを溶融せしめ接続することを
特徴とする半導体素子の接続法。 - （２）前記基板が液晶表示装置の一部を構成するガラス
基板であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の半導体素子の接続法。 - （３）金属バンプを有する半導体素子を基板上に位置決
め載置する手段と、加熱手段とからなる半導体素子の接
続装置において、該加熱手段が熱線又は光線の照射装置
と、該照射装置と半導体素子との間に介在されたマスク
、光ファイバー等による、照射量位置等の規制装置とを
備えたことを特徴とする半導体素子の接続装置。 - （４）加熱手段としての熱線又は光線照射装置がレーガ
ー装置であり、光路上に分岐装置を設けることにより同
時に複数の半導体素子裏面をスポット照射することを特
徴とする特許請求の範囲第３項記載の半導体素子の接続
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23976385A JPS62101040A (ja) | 1985-10-26 | 1985-10-26 | 半導体素子の接続法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23976385A JPS62101040A (ja) | 1985-10-26 | 1985-10-26 | 半導体素子の接続法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62101040A true JPS62101040A (ja) | 1987-05-11 |
Family
ID=17049551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23976385A Pending JPS62101040A (ja) | 1985-10-26 | 1985-10-26 | 半導体素子の接続法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62101040A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH026055A (ja) * | 1988-06-13 | 1990-01-10 | Agency Of Ind Science & Technol | プリント回路基板とシリコンチップのはんだ付方法 |
| JPH02303043A (ja) * | 1989-04-26 | 1990-12-17 | Commiss Energ Atom | 電気部品を接続する方法 |
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