JPS63252432A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はフェースダウンボンディングにより半導体チッ
プを配線基板に実装する半導体装置の製造方法に関する
。

〔従来の技術〕

従来から、半導体チップをバンプなどを介してＩＣパッ
ケージや多層構造の配線基板（以下、「配線基板」とい
う。）にフェースダウンボンディングする実装方法が知
られている。この方法は、半導体チップと配線基板との
間の接続にワイヤポンディングを必要としないので、半
導体装置の製造工程を大幅に簡易化でき、しかも高密度
に半導体チップを実装できるという長所をもっている。

そして従来から、かかる半導体チップのフェースダウン
ボンディングは、半導体チップあるいは配線基板のいず
れか一方にバンプを設けたのち、コレットにより半導体
チップそれ自体を真空チＶツクすることなどにより吸着
し、配線基板上の所定位置に搬送し、その侵、半導体チ
ップを配線基板上に押さえつけながら加熱し、あるいは
溶接するなどにより行なっていた。

第２図はかかる従来方法によりフェースダウンボンディ
ングをした状態の側面図である。図示の通り、半導体チ
ップがバンプ５を介して配線基板４に固設されている。

・ン′ （発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら上記の製造方法によると、次のような問題
点がめった。

第１に、フェースダウンボンディングによれば、半導体
デツプ自体は配線基板に直接的にはダイボンディングな
どされないので、チップでの発生熱量は有効に放熱され
難い。このため、半導体チップの熱抵抗が大きくなり大
電力用途には不向きであるという問題点があった。

第２に、フェースダウンボンディングに際しては、ホン
ディング装置としてのコレットが直接に半導体チップを
吸着して搬送し、配線基板上に実装するので、半導体チ
ップには多大な機械的応力が加わる。このため、半導体
チップを薄クシて材料消費量の削減を図ることなどが困
難であるという問題点がめった。

そしてこれらの制約から、従来の製造方法によれば、幾
多の長所を有する実装方法も、実用上の制約から広範囲
な半導体装置の製造には適用できず、限られた小電力用
途もしくは簡易な用途に限られていた。

そこで本発明は、上記従来技術の有していた問題点を解
消し、広く大電力用途にも供しうる半導体装置を、フェ
ースダウンボンディングの長所を生かして製造すること
のできる方法を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、半導体チップのフ
ェースダウンボンディング面の反対面にヒートシンクを
密着させたのち、ヒートシンクが密着した半導体チップ
のフェースダウンボンディング面を配線基板面にボンデ
ィングさせることを特徴とするものである。

（作用） 本発明によれば、以上のように半導体装置を製造するの
で、半導体チップにはヒートシンクを固着させることが
でき、ヒートシンクは実装されたのち半導体チップから
発生する熱を有効に放散させる作用をなす。また、フェ
ースダウンボンディングに先がけて半導体チップにはヒ
ートシンクが詩烏されるので、ヒートシンクは半導体チ
ップの機械的強度を補強する。ざらに、半導体チップに
連設されるじ一トシンクは、コレットにより吸着されて
半導体チップを搬送可能とし、コレットによる機械的応
力が半導体チップに直接的に加わらないように作用する
。その結果、コレットは半導体チップを間接的に吸着で
き、正確に位置決めして配線基板上に実装することがで
きる。ざらにまた、半導体チップ上に固設されたヒート
シンクはコレットの構造上の制約を受けることなく容易
に吸着可能とするので、半導体チップを配線基板上に高
密度に装着できるように作用する。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は実施例の工程の推移を説明する断面図である。

まず、コレット１は半導体チップ２のフェースダウンボ
ンディング面を吸着してヒートシンク３の直上に搬送し
く第１図（Ａ＞参照）、次いでフェースダウンボンディ
ング面の反対面をヒートシンク３上に位置決めして載置
する（第１図（Ｂ）参照）。このとき、半導体チップ２
のヒートシンク３との接触面には、例えば必らかしめ公
知の金・スズ合金を被覆しておく。その後、適宜に所定
の温度に加熱し、半導体チップ２とヒートシンク３とを
溶着する。

次いで、コレット１　（１’　）は半導体チップ２が密
着しているヒートシンク３の反対面を吸着しく第１図（
Ｃ）参照）、配線基板上の所定の位置に位置決めして搬
送する。その後、コレット１（１′）はヒートシンク３
を吸着したまま、吸着面の反対面にある半導体チップ２
のフェースダウンボンディング面を配線基板４上のハン
ダバンプ５に接触させ（第１図（Ｄ）参照）、適宜に所
定の温度に加熱するなどにより、半導体チップ２のフェ
ースダウンボンディング面と配線基板４とをバンプ５を
介して接続する。

次に、上記製造工程の作用を説明する。

以上の工程において、最初に行われる半導体チップ２の
コレット１による吸着は、半導体チップ２の厚みに応じ
て、その吸着力を適宜調整する。

これにより、半導体チップ２には温度の機械的歪を加え
たりすることがない（第１図（Ａ）参照）。

その後、ヒートシンク３と半導体チップ２との溶着に際
しては、半導体チップ２のフェースダウンボンディング
面はコレット１の内側に向いていて、外部からの接触な
どから保護される（第１図（Ｂ））。そしてこの工程に
より、半導体チップ２にはヒートシンク４が密着され、
半導体装置の完成後には、半導体チップ２で発生する熱
はヒートシンク３によって良好に雰囲気中に放散される
ことになる。

次いで、半導体チップ２が密着されていないヒートシン
ク３の面がコレット１　（１’　　）により吸着される
。この工程では、ヒートシンク３の吸着に先がけて、半
導体チップ２を固着したヒートシンク３を上下反転して
もよく、おるいは従前に使用されていたコレット１と別
なコレット１　（１’　　）を用いてもよい。そして、
このヒートシンク３の吸着段階では、コレット１　（１
’　）はヒートシンク３を安定して吸着する必要があり
、しかもヒートシンク３は充分な機械的強度を有してい
るので、コレット１　（１’　　）はヒートシンク３を
強く吸着してコレット１　（１’　　＞からヒートシン
ク３が離脱しないようにする（第１図（Ｃ））。

その後、半導体チップ２のフェースダウンボンディング
面が配線基板４上に載置されるが、この工程では半導体
チップ２にはヒートシンク３の荷重が加わるので、あえ
て押圧を加える必要がないのが通常である。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の
変形が可能である。

上記実施例の説明では、バンプ構造によるフェースダウ
ンボンディングを例示したが、これに限られることなく
、タブ構造によるフェースダウンボンディングによるこ
ともできる。また本発明は、半導体チップの実装のみで
なく、例えばチップ抵抗や他の発熱をともなう電子部品
の実装にも適用できる。

ざらに、ヒートシンクの半導体チップへの固設は、半導
体チップを配線基板上にフェースダウンボンディングす
る迄は密着としておき、フェースダウンボンディングに
際して同時に溶着させるようにすることができる。ざら
にまた、コレットによるヒートシンクの吸着は、マニュ
ピレータにより機械的に付着することによって行なうよ
うにしてもよい。

（発明の効果〕 以上、詳細に説明した通り本発明によれば、ヒートシン
クにフェースダウンボンディング面の反対面を密着した
のち、コレットはヒートシンクを吸着して配線基板面に
半導体チップをフェースダウンボンディングするように
したので、半導体チップの発熱はヒートシンクにより有
効に放散され、半導体チップの熱抵抗が格段に低下する
。これにより、大電力消費にも充分耐えることのできる
半導体装置を製造することができる。さらに、半導体チ
ップはヒートシンクを介してコレットにより搬送され配
線基板上に配設されるので、半導体チップには不要な機
械的応力が加わらない。しだかって、本発明によれば信
頼性に豊んだ広範囲の用途に供しうる半導体装置を、容
易に製造できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する工程図、第２図は従来
方法の説明図である。 １．１′・・・コレット、２・・・半導体チップ、３・
・・ヒートシンク、４・・・配線基板、５・・・バンプ
。 特許出願人　　　住友電気工業株式会社出願人代理人　
　良否用　　芳　　樹 （Ａ）　　　　　　　　　　　　（Ｂ）実施 第 １図 第　　２　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、半導体チップのフェースダウンボンディング面の反
   対面にヒートシンクを密着させる第１の工程と、前記ヒ
   ートシンクが密着した半導体チップのフェースダウンボ
   ンディング面を配線基板面にボンディングさせる第２の
   工程とを備える半導体装置の製造方法。