(57)【要約】【課題】ペーストによる素子の接続信頼が向上されたディスペンサおよびそれを用いた半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】本発明のディスペンサ１０は、容器部分１５を有するシリンジ１６と、シリンジ１６の先端部分に取り付けられて、容器部分１５と連通する内部空間３２を備えたノズル１８とを備えている。そして、ノズル１８の内部空間３２は、四角形状の開口部の開口径が外側に向かって増大する形状を呈している。従って、ディスペンサ１０を用いてペーストを塗布すると、半導体素子が載置される領域に対して効率よくペーストが塗布される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装面にディスペンサからペーストを塗布する工程と、
前記ペーストに半導体素子を載置することにより、前記実装面に前記半導体素子を固着する工程と、を具備し、
前記ペーストを塗布する工程では、四角形形状の開口部を先端に備えたディスペンサから、前記ペーストを前記実装面に塗布し、
前記実装面に塗布される前記ペーストの形状を、前記半導体素子よりも面積が大きい略四角形状とすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
塗布された前記ペーストの４隅付近にて、前記ペーストを局所的に隆起させることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
塗布された前記ペーストの厚みを、前記半導体素子の厚みの１／３以下とすることを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
内部にペーストが充填される容器部分を有するシリンジと、
前記シリンジの先端に取り付けられて、前記容器部分と連通する内部空間を有するノズルとを備え、
前記ノズルの前記内部空間は、四角形形状の開口部の開口径が外側に向かって増大する形状であることを特徴とするディスペンサ。
【請求項５】
前記ノズルの開口部は、前記ペーストを介して実装される半導体素子よりも面積が大きいことを特徴とする請求項４記載のディスペンサ。
【請求項６】
前記ノズルの内壁の角部に、前記開口部まで連続する溝を設けることを特徴とする請求項５記載のディスペンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法およびディスペンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程は、一枚の半導体ウェハの表面に所望の素子を組み込む前工程と、半導体ウェハを分割して得られた半導体素子をパッケージングする後工程とに大別される。そして、後工程に含まれる工程の一つに実装面に半導体素子を実装する実装工程がある。
【０００３】
図５の各図を参照して、この実装工程を説明する（特許文献１）。
【０００４】
図５（Ａ）を参照して、先ず、実装面であるアイランド１０２の上面にペースト１０６を塗布する。ペースト１０６は、エポキシ樹脂等を主材料とする導電性又は絶縁性の固着材であり、液状または半固形状の状態で、ノズル１００からアイランド１０２の上面に供給される。ノズル１００としては、アイランド１０２の上面の複数のポイントに対して同時にペースト１０６を供給するマルチノズルと、１つの点に対してペースト１０６を供給するシングルノズルがある。ここでは、実装される半導体素子は例えば小型のディスクリート型トランジスタであるため、円筒状のシングルノズル１００が採用されている。また、ノズル１００は、ペースト１０６を供給するシリンジに接続されている。
【０００５】
図５（Ｂ）を参照して、次に、ペースト１０６を固着材として半導体素子１０４をアイランド１０２の上面に固着する。ここでは、コレット１０８にて半導体素子１０４を吸着し、半導体素子１０４の上面端部をコレット１０８の内部の傾斜面に接触させている。半導体素子１０４をペースト１０６の上面に載置して、ペースト１０６を加熱硬化させることで、半導体素子１０４はアイランド１０２の上面に実装される。
【０００６】
図５（Ｃ）は上記工程により実装された半導体素子１０４を示す平面図である。ここでは、リード１１０Ａ、１１０Ｃの一端がアイランド１０２に接近し、このアイランド１０２の上面に半導体素子１０４が実装されている。
【特許文献１】特開２００３−６８７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記したノズル１００を備えたペーストのディスペンサでは、ペーストが好適に塗布されない問題があった。
【０００８】
具体的には、シングルのノズル１００によりアイランド１０２の上面にペースト１０６が塗布されると、ペースト１０６が必要以上に厚くなる。このことから、図５（Ｂ）に示す形状のコレット１０８を用いて半導体素子１０４を輸送すると、盛り上がったペースト１０６にコレット１０８が接触してしまい、結果的にコレット１０８がペースト１０６により汚染されてしまう問題が発生する。
【０００９】
更に、図５（Ａ）を参照すると、概略的には円筒形状のノズル１００を用いてペースト１０６が塗布されている。このことから、図５（Ｃ）を参照して、アイランド１０２の上面にも円形にペースト１０６が塗布されることとなり、四角形状の半導体素子１０４の端部までペースト１０６が行き渡らなくなる。このことから、半導体素子１０４の角部に於いて、半導体素子１０４とアイランド１０２との間に間隙が存在することとなり、半導体素子１０４とアイランド１０２との接続信頼性が低下する。
【００１０】
本発明は上記した問題を鑑みて成され、本発明の目的は、ペーストによる素子の接続信頼が向上されたディスペンサおよびそれを用いた半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の半導体装置の製造方法は、実装面にディスペンサからペーストを塗布する工程と、前記ペーストに半導体素子を載置することにより、前記実装面に前記半導体素子を固着する工程と、を具備し、前記ペーストを塗布する工程では、四角形形状の開口部を先端に備えたディスペンサから、前記ペーストを前記実装面に塗布し、前記実装面に塗布される前記ペーストの形状を、前記半導体素子よりも面積が大きい略四角形状とすることを特徴とする。
【００１２】
本発明のディスペンサは、内部にペーストが充填される容器部分を有するシリンジと、前記シリンジの先端に取り付けられて、前記容器部分と連通する内部空間を有するノズルとを備え、前記ノズルの前記内部空間は、四角形形状の開口部の開口径が外側に向かって増大する形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ディスペンサのノズルの開口部が四角形形状を呈しているので、実装面に塗布されるペーストの平面的形状が、半導体素子と同様の四角形形状となる。従って、ペーストが塗布された領域の内部に半導体素子が収納されて、半導体素子の端部がペーストからはみ出す不具合が解消される。また、従来と比較すると、ペーストが薄く実装面に塗布されるので、半導体素子の実装工程にて、半導体素子を輸送するコレットへのペーストの付着が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１を参照して、本実施の形態のディスペンサ１０の構成を説明する。図１（Ａ）はディスペンサ１０を全体的に示す図であり、図１（Ｂ）はノズルとシリンジの断面図であり、図１（Ｃ）−図１（Ｆ）はノズル１８を示す図である。
【００１５】
図１（Ａ）を参照して、ディスペンサ１０は、支持部１２と、アーム１４を介して移動可能に支持部に備えられたシリンジ１６と、シリンジ１６の下端に接続するノズル１８とを備えた構成となっている。
【００１６】
シリンジ１６は、アーム１４を介して支持部１２に固定されることにより、上下方向および左右方向に移動可能な状態で支持されている。即ち、ディスペンサ１０からペーストが実装面２０に塗布されるときはノズル１８を実装面２０まで下降させて、ペーストの塗布が終了した後はノズル１８を上昇させるが、このノズルの昇降はアーム１４によって行われる。
【００１７】
図１（Ｂ）を参照して、シリンジ１６の容器部分１５と、ノズル１８の内部空間３２とは連通している。従って、シリンジ１６の容器部分１５にペースト３４に液状のペースト３４を充填し、ペースト３４に対して圧力を加えると、シリンジ１６の内部に位置するペースト３４は、ノズル１８の内部空間３２に供給される。この圧力は、シリンジ１６に内蔵されたプランジャーにより与えられる。
【００１８】
図１（Ｃ）から図１（Ｆ）を参照して、ノズル１８の形状を説明する。図１（Ｃ）はノズル１８を示す斜視図であり、図１（Ｄ）はノズル１８の断面図であり、図１（Ｅ）は図１（Ｃ）に示すノズル１８を下方から見た図であり、図１（Ｆ）は図１（Ｅ）と同じ視点で他の形態のノズル１８を示す図である。
【００１９】
本実施の形態のノズル１８は、実装面の１つのポイントに対してペーストを供給するシングルのノズルである。図１（Ｃ）および図１（Ｄ）を参照すると、ノズル１８は、内部に連通孔２６が設けられた連通部２２と、連通孔２６と連通した内部空間３２を備えた吐出部２４とを備えた構成となっている。
【００２０】
吐出部２４の内部空間３２は、概略的に四角錐の形状を呈している。即ち、内部空間３２の開口部２１は正方形等の四角形状であり、外側（紙面上では下方）の方が開口径が広がっている。開口部２１が四角形状であることにより、内部空間３２から供給されるペーストの形状が半導体素子と同様の四角形形状となり、半導体が載置される領域の全域に対して不足無くペーストを供給することが可能となる。また、内部空間が四角錐の如き形状を呈していることにより、内部空間３２を通過するペーストの移動がスムーズになる利点がある。更に、吐出部２４の内壁は平滑な面であり、このことによってもペーストの流動が良好となる。
【００２１】
更に、開口部２１の平面的な大きさは、ノズル１８から供給されるペーストを介して実装される半導体素子よりも大きく形成される。このことにより、半導体素子が載置される全領域に対して、ノズル１８からペーストを供給することが可能となる。
【００２２】
図１（Ｆ）を参照して、ノズル１８の内壁２８の４つの角部を研削加工して溝３０が設けられている。この溝３０は、連通孔２６から内部空間３２の端部（図１（Ｄ）に示す吐出部２４の下端）まで連続して形成されている。このことにより、溝３０を経由してペーストが優先的に流動し、結果的に半導体素子の角部に対応する部分に十分な量のペーストを塗布することができる。
【００２３】
更に、ノズル１８の内壁２８に溝３０を設けた場合は、図１（Ｃ）に示すように、吐出部２４の下端の４隅に、溝３０の一部を構成する切欠き状の部位が形成される。この様に、突出部２４の４隅まで溝３０を設けることにより、ノズル１８の角部に対応する実装面２０に、十分な量のペースト３４を供給することができる。
【００２４】
図２から図４を参照して、次に、上記した構成のディスペンサ１０を使用した半導体装置の製造方法を説明する。
【００２５】
図２を参照して、先ず、実装面であるアイランド４０の上面にペースト３４を塗布する。図２（Ａ）を参照すると、ノズル１８の内部空間３２にはペースト３４が充填されている。このペースト３４は、液状の熱硬化性樹脂が主材料であり、銀ペースト等の導電性粉末が添加された導電性ペーストでも良いし、エポキシ樹脂を主材料とする絶縁性ペーストでも良い。ノズル１８の内部空間３２へのペースト３４の充填は、図１（Ｂ）に示したシリンジ１６に加圧することで行われる。
【００２６】
図２（Ｂ）を参照して、ノズル１８の下方をアイランド４０に接近させて、アイランド４０の上面にペースト３４を接触させる。ノズル１８の移動は、図１（Ａ）に示したディスペンサ１０のアーム１４によって制御されている。そして、図２（Ｃ）に示すように、ノズル１８をアイランド４０の上面から離間させると、ノズル１８の内部空間３２に収納されていたペースト３４は、アイランド４０の上面に塗布される。上記したように、ノズル１８の内部空間３２は四角錐型の形状を呈しているため、ペースト３４が高粘度であっても、ペースト３４は内部空間３２から容易にアイランド４０の上面に供給される。更に、ノズル１８の内部空間３２に面する内壁は平滑面であるため、このことによってもペースト３４の流動が容易となる。
【００２７】
図２（Ｄ）を参照すると、ここでは、アイランド４０、リード４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃが用意されており、四角形状のアイランド４０の上面にペースト３４が塗布されている。図１（Ｃ）−図１（Ｆ）に示したように、ノズル１８の下端に設けた開口部２１は四角形形状であるため、アイランド４０の上面に塗布されたペースト３４も四角形形状となる。更に、ノズル１８の下端の開口部２１は、実装される半導体素子よりも大きく設定される。従って、半導体素子が載置される予定の領域Ａよりも広いスペースにペースト３４は塗布される。
【００２８】
更に、本実施の形態では、四角錐形状の内部空間３２に充填されたペースト３４がアイランド４０の上面に塗布されるので、広い領域に対して比較的少量のペースト３４が供給されることとなり、ペースト３４が薄く塗布される。図２（Ｃ）を参照して、アイランド４０の上面に塗布されるペースト３４の厚みは、実装される半導体素子の厚みの１／３以下が好適である。例えば、実装される半導体素子の厚みが１５０μｍの場合は、ペースト３４の厚みは５０μｍ以下が好ましい。この様ペースト３４の厚みを薄くすることで、半導体素子を輸送するコレットへのペースト３４の付着が抑制される。
【００２９】
図３（Ａ）の断面図および図３（Ｂ）の平面図を参照して、本実施の形態では、ペースト３４の４隅付近を部分的に上方に突出させた凸部３６が形成されている。具体的には、図１（Ｆ）を参照して説明したように、ノズル１８の内部の角部を下端に到るまで研削加工して溝３０が形成されている。従って、ノズル１８からペースト３４をアイランドに供給すると、液状のペースト３４は溝３０に沿って優先的に流動し、結果的にペースト３４の角部に大量のペースト３４が供給されて隆起することで凸部３６が形成される。
【００３０】
図３（Ｂ）を参照すると、四角形状のペースト３４のコーナーに４つの凸部３６が形成されており、これは半導体素子が載置される領域Ａの角部にも対応している。この様にペースト３４の角部に凸部３６を設けることで、実装される半導体素子の角部の下方に十分な量のペースト３４が供給される。
【００３１】
図４（Ａ）および図４（Ｂ）を参照して、次に、ペースト３４を介して半導体素子４４を載置する。具体的には、コレット３８の吸引力により半導体素子４４を吸着して輸送し、半導体素子４４の裏面をペースト３４の上面に接触させる。コレット３８の下端は、半導体素子４４の上面に接触する。ここで、コレットの形状としては、図５（Ｂ）に示す形状が採用されても良い。半導体素子４４としては、バイポーラ型トランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等のディスクリート型のトランジスタでも良いし、ＩＣでも良い。また、半導体素子４４の裏面に電極が設けられた場合は、導電性のペースト３４が採用され、半導体素子４４の裏面に電極が備えられない場合は、絶縁性のペースト３４が採用される。
【００３２】
また、上記したように、ペースト３４の４隅には凸部３６が位置している。従って、半導体素子４４をペースト３４の上面に載置すると、凸部３６を構成するペースト３４が半導体素子４４の隅部の下方に十分に行き渡り、半導体素子４４の裏面全域にペースト３４が付着する。このことから、ペースト３４を介した半導体素子４４とアイランド４０との接続信頼性が向上される。
【００３３】
更に、半導体素子４４の裏面とペースト３４との間に介在するエアを外部に放出させるために、半導体素子４４の裏面をペースト３４に接触させた後に、コレット３８を紙面上に左右方向に複数回移動させても良い。
【００３４】
半導体素子４４のペースト３４への載置が終了した後は、ペースト３４を加熱して硬化させる。
【００３５】
図４（Ｃ）を参照して、半導体素子４４の固着が終了した後は、半導体素子４４の上面の電極とリード４２Ｂ、４２Ｃとを金属細線４６により接続する。更に、アイランド４０、半導体素子４４、金属細線４６、リードの一部を封止樹脂４８により封止する。
【００３６】
上記工程により、半導体素子が樹脂封止された半導体装置が製造される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明のディスペンサを示す図であり、（Ａ）はディスペンサ全体を示す図であり、（Ｂ）はシリンジとノズルとを示す断面図であり、（Ｃ）−（Ｆ）はノズルを示す図である。
【図２】本発明の半導体装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）−（Ｃ）は断面図であり、（Ｄ）は平面図である。
【図３】本発明の半導体装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【図４】本発明の半導体装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は平面図である。
【図５】従来の半導体装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は平面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０      ディスペンサ
１２      支持部
１４      アーム
１５      容器部分
１６      シリンジ
１８      ノズル
２０      実装面
２１      開口部
２２      連通部
２４      吐出部
２６      連通孔
２８      内壁
３０      溝
３２      内部空間
３４      ペースト
３６      凸部
３８      コレット
４０      アイランド
４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ      リード
４４      半導体素子
４６      金属細線
４８      封止樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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