(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚のプレート間に半導体素子を挟んで荷重を加えて前記半導体素子上に形成された複数の突起電極の高さを均一化するに際し、
前記半導体素子の突起電極を形成していない面と前記プレートのうち一方のプレート間に弾性変形する材料を介装し、
この状態で前記荷重を加えて突起電極の高さをレベリングする
半導体素子の突起電極のレベリング方法。
【請求項２】
２枚のプレート間に半導体素子を挟んで荷重を加えて前記半導体素子上に形成された複数の突起電極の高さを均一化するに際し、
前記プレート間を通過するテープ状の弾性変形する材料の上に、複数の半導体素子を配列し、
前記荷重を加えて突起電極の高さのレベリングを実施する度に前記半導体素子を移送して、次の半導体素子を前記プレートの間に位置させて突起電極の高さをレベリングすることを繰り返す
半導体素子の突起電極のレベリング方法。
【請求項３】
弾性変形する材料を粘着性のある材料とした請求項１または請求項２に記載の半導体素子の突起電極のレベリング方法。  
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子の組立プロセスにおける半導体素子の突起電極のレベリング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体素子の実装方法は高密度化になり、最も高密度に実装が実現できるフリップチップ実装工法が多く利用されている。
【０００３】
半導体素子の突起電極と基板の配線電極等とを直接に接続するフリップチップ実装工法の場合、半導体素子の突起電極の高さが揃っていないと、基板の配線電極に半導体素子の突起電極が接触していない部位が発生し、接触不良等による問題が生じるため、従来から半導体素子の突起電極の高さを高精度に揃える必要がある。
【０００４】
従来においての半導体素子の突起電極のレベリング方法は、図７に示すように、平行により近く調整された２枚のレベリングプレートの間に半導体素子２の突起電極１を形成している面２ｂを上側にしてレベリングプレート（下側）４上に載置して、レベリングプレート（上側）３で半導体素子２の突起電極１を挟み込み、荷重を加えることにより、突起電極１の先端をつぶして高さを均一化するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来の半導体素子の突起電極のレベリング方法では、レベリングプレート（上側）３および（下側）４との平行度の状態によって、レベリングされる複数の突起電極１の高さの精度が左右されている。具体的には、レベリングプレート（上側）３とおよび（下側）４との平行度の調整は、約４μｍ程度までが限界であり、この平行度の状態で突起電極１の高さをレベリングするため、前記の平行度のずれがそのまま反映して、複数の突起電極１の高さのばらつきは、約４μｍ程度となり、複数の突起電極１のレベリング高さがばらつく問題がある。
【０００６】
また、半導体素子サイズが大きくなるにつれて、使用するレベリングプレートも大きくなり、レベリングプレートの加工精度が悪くなることにより、レベリングプレートの加工精度の悪さと前記レベリングプレート３、４の平行度により複数の突起電極１のレベリング高さがばらつく問題がある。
【０００７】
また、半導体素子２下に異物等が存在する場合は、異物等により半導体素子２が傾いた状態で半導体素子２の突起電極１のレベリングを実施するため、複数の突起電極１のレベリング高さがばらつく問題がある。
【０００８】
本発明は、半導体素子の突起電極のレベリング高さを高精度に均一化する半導体素子の突起電極のレベリング方法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】
本発明の半導体素子の突起電極のレベリング方法は、２枚のプレート間に半導体素子を挟んで荷重を加えて前記半導体素子上に形成された複数の突起電極の高さを均一化するに際し、前記半導体素子の突起電極を形成していない面と前記プレートのうち一方のプレート間に弾性変形する材料を介装し、この状態で前記荷重を加えて突起電極の高さをレベリングするものである。
【００１０】
この本発明の半導体素子の突起電極のレベリング方法によると、半導体素子の複数の突起電極のレベリング高さを高精度に均一化することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の方法は、２枚のプレート間に半導体素子を挟んで荷重を加えて前記半導体素子上に形成された複数の突起電極の高さを均一化するに際し、前記半導体素子の突起電極を形成していない面と前記プレートのうち一方のプレート間に弾性変形する材料を介装し、この状態で前記荷重を加えて突起電極の高さをレベリングする半導体素子の突起電極のレベリング方法としたものであり、半導体素子の突起電極を形成していない面と前記プレートのうち一方のプレート間に弾性変形する材料を介装したことにより、半導体素子の突起電極を形成している面と前記面に接するプレートとがより平行になるように弾性変形する材料によって平行度のずれを吸収して、複数の半導体素子の突起電極のレベリング高さを高精度に均一化することができる。また、半導体素子下に異物等が存在して半導体素子が傾いている場合でも、弾性変形する材料により半導体素子の傾きを低減して、半導体素子の突起電極のレベリング高さを高精度に均一化することができる。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の方法は、２枚のプレート間に半導体素子を挟んで荷重を加えて前記半導体素子上に形成された複数の突起電極の高さを均一化するに際し、前記プレート間を通過するテープ状の弾性変形する材料の上に、複数の半導体素子を配列し、前記荷重を加えて突起電極の高さのレベリングを実施する度に前記半導体素子を移送して、次の半導体素子を前記プレートの間に位置させて突起電極の高さをレベリングすることを繰り返す半導体素子の突起電極のレベリング方法としたものであり、２つのプレート間を通過するテープ状の弾性変形する材料の上に複数の半導体素子を配列して、荷重を加えて突起電極の高さのレベリングを複数の半導体素子に対して順次実施するので、前記と同様の効果を有するとともに、複数の半導体素子の突起電極の高さのレベリングを効率よく実施することができる。
【００１３】
本発明の請求項３に記載の方法は、弾性変形する材料を粘着性のある材料とした請求項１または請求項２に記載の半導体素子の突起電極のレベリング方法としたものであり、半導体素子の複数の突起電極の高さのレベリングするに際して、弾性変形する材料の粘着性によって半導体素子をより固定することができ、半導体素子の突起電極を形成している面と前記面に接するプレートとがより平行になるように粘着性のある弾性変形する材料によって平行度のずれを吸収して、複数の半導体素子の突起電極のレベリング高さを高精度に均一化することができる。また、弾性変形する材料をテープ状にして複数の半導体素子を移送するに際して、弾性変形する材料の粘着性によって半導体素子を固定した状態で移送することができる。
【００１８】
以下、本発明の半導体素子の突起電極のレベリング方法の具体的な実施の形態に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１に示すように、レベリングプレート（上側）３とレベリングプレート（下側）４との間に半導体素子２を挟んで荷重を加えて半導体素子２上に形成された複数の突起電極１の高さを均一化するに際して、半導体素子２の突起電極１を形成していない面２ａとレベリングプレート（下側）４との間に弾性変形する材料５、例えば、ポリイミドシートを介装して、この状態で前記荷重を加えて突起電極１の先端をつぶして、複数の突起電極１の高さを均一にレベリングする半導体素子の突起電極のレベリング方法である。
【００１９】
弾性変形する材料５の厚みは、薄すぎれば平行度がとれるまでに弾性変形する材料５が変形しなくなり、厚すぎれば荷重を加えたときに弾性変形する材料５に半導体素子２が沈んで十分に荷重を加えられないので、例えば１０μｍから３０μｍとした。
【００２０】
弾性変形する材料５として他には、ウレタンゴム、シリコーンゴム等がある。なお、半導体素子２上に形成された複数の突起電極１の高さは、通常約４５μｍ程度に形成されている。
【００２１】
レベリングプレート（上側）３とレベリングプレート（下側）４の平行度が約４μｍ程度に平行に調整された状態で突起電極１の高さをレベリングした場合でも、弾性変形する材料５により半導体素子２の突起電極１を形成している面２ｂとレベリングプレート（上側）３とがより平行になるように、弾性変形する材料５により平行度のずれを吸収して、複数の突起電極１の高さのばらつきは約２μｍ程度となる。
【００２２】
半導体素子２下に異物等が存在して半導体素子２が傾いている場合、弾性変形する材料５により異物等による半導体素子２の傾きを低減することができる。
以上のことから、半導体素子２の突起電極１を形成していない面２ａとレベリングプレート（下側）４との間に弾性変形する材料５を介装して、この状態で荷重を加えて複数の突起電極１の高さをレベリングすることにより、複数の突起電極１の高さを高精度に均一化することができる。
【００２３】
また、半導体素子下に異物等が存在して半導体素子が傾いている場合でも、弾性変形する材料により異物等による半導体素子の傾きが低減して、半導体素子の突起電極のレベリング高さを高精度に均一化することができる。
【００２４】
実施の形態１において、弾性変形する材料５としてウレタンゴム、シリコーンゴム等を使用した場合でも、前記と同様の効果を有する。
実施の形態１において、弾性変形する材料５を粘着性のある材料、例えばアクリル系粘着材、シリコーン系粘着材とした場合でも、前記と同様の効果を有し、弾性変形する材料５の粘着性により半導体素子２をより固定することができる。
【００２５】
（実施の形態２）
図２に示すように、レベリングプレート（上側）３および（下側）４との間に半導体素子２を挟んで荷重を加えて半導体素子２上に形成された複数の突起電極１の高さを均一化するに際して、レベリングプレート（上側）３および（下側）４との間を通過する連続したテープ６上に弾性変形する材料５、例えば、ポリイミドシートを配設して、前記弾性変形する材料５の上に複数の半導体素子２を配列して、前記荷重を加えて複数の突起電極１の高さのレベリングを実施する度に半導体素子２を左から右へ移送して、次の半導体素子２をレベリングプレート（上側）３および（下側）４の間に位置させて突起電極１の高さをレベリングすることを繰り返す半導体素子の突起電極のレベリング方法である。
【００２６】
弾性変形する材料５として他には、ウレタンゴム、シリコーンゴム等がある。以上のことにより、実施の形態１と同様の効果を有するとともに、複数の半導体素子の突起電極の高さのレベリングを効率よく実施することができる。
【００２７】
また、実施の形態２において、テープ６を用いないでテープ状にした弾性変形する材料５を用いた場合、前記と同様の効果を有する。
また、実施の形態２において、テープ６を用いないでテープ状にした弾性変形する材料５を粘着性のある材料、例えばアクリル系粘着材、シリコーン系粘着材とした場合、前記と同様の効果を有し、弾性変形する材料の粘着性によって半導体素子をより固定して移送することができる。
【００２８】
（実施の形態３）
図３に示すように、レベリングプレート（上側）３およびレベリングプレート（下側）４との間に半導体素子２を挟んで荷重を加えて半導体素子２上に形成された複数の突起電極１の高さを均一化するに際し、複数の突起電極１の間に前記荷重により発生する重心２ｅからの垂線２ｃと突起電極１を形成していない面２ａとの交点の位置（以下、重心位置２ｄと呼ぶ）またはその近接位置がレベリングプレート（下側）４の半球状の突起部７上に当接するように載置し、この状態で前記荷重を加えて突起電極１の高さをレベリングする半導体素子の突起電極のレベリング方法である。
【００２９】
半導体素子２の重心位置２ｄは、（数１）に従い、複数の突起電極１間に荷重により発生する重心２ｅ（それぞれの突起電極１の距離×力の総和が０となる点）を求めて、この重心２ｅを突起電極１が形成していない面２ａに対向させた位置として求めることができる。図４に示すような半導体素子２の複数の突起電極１が非対象に配置されている場合でも、同様に重心位置２ｄを求めることができる。
【００３０】
【数１】
0003690903.tif 000002
ここに
ｎは、突起電極１の総数
Ｌｎは、複数の突起電極１の間に荷重により発生する重心２ｅから各突起電極１までの距離
Ｆｎは、各突起電極１にかかる力
半導体素子２の重心位置２ｄが半球状の突起部７上になるように位置決めする手段は、例えば、半導体素子２を吸着ノズルで吸い上げた後、図５に示すように、位置決め治具８ａと位置決め治具８ｂとの間に半導体素子２を挟み込み、吸着ノズルを外す。その状態で移動させて半球状の突起部７上になるように位置決めするものがある。前記位置決めする手段の位置決め精度は±５０μｍ程度であるので、半球状の突起部７上に半導体素子２の重心位置２ｄを当接して載置したときと同様の効果を有する許容範囲（約±１００μｍ以内）を十分にカバーできるものである。
【００３１】
半球状の突起部７の材質としては、例えば、超硬ＳＵＳ、Ｔｉ合金等があり、半球状の突起部７の高さは、例えば２０μｍ以上１００μｍ以下とした。
以上のことから、半導体素子２の重心位置２ｄまたはその近接位置が半球状の突起部７上に当接するように載置し、この状態で荷重を加えることにより、レベリングプレート（上側）３の傾きに併せて半導体素子２の突起電極１を形成している面２ｂがより平行になり、複数の突起電極１に均一の荷重を加えることができ、複数の突起電極１の高さを高精度に均一化することができる。
【００３２】
また、実施の形態３において、半球状の突起部は半球状以外の形状でも、点または小さい面積で支持することのできる突起部であれば同様の効果を有する。
また、実施の形態３において、半導体素子２の形状が、例えば正方形または長方形であって、図６（ａ）に示すように、半導体素子２の突起電極１を形成している面２ｂの各コーナー２ｆを結ぶ線の交点１０ａ（突起電極１を形成している面の中心）を求める。この交点１０ａに対して点対称となる位置に各突起電極１が配置されている場合は、交点１０ａからの垂線１１と突起電極１を形成していない面２ａとの交点９ａまたはその近接位置が突起部上に当接するように載置して荷重を加えることにより、同様の効果を有する。
【００３３】
また、実施の形態３において、半導体素子２の形状が、例えば長方形または正方形であって、図６（ｂ）に示すように、半導体素子２の突起電極１を形成している面２ｂの各突起電極１を結ぶ線の交点１０ｂ（複数の突起電極１で囲まれた面の中心）を求める。交点１０ｂに対して点対称となる位置に各突起電極１が配置されていて、半導体素子２の突起電極１を形成している面２ｂの各コーナー２ｆを結ぶ線の交点１０ａと交点１０ｂとが一致しない場合は、この交点１０ｂからの垂線１１と突起電極１を形成していない面２ａとの交点９ｂまたはその近接位置が突起部上に当接するように載置して荷重を加えることにより、同様の効果を有する。
【００３４】
【発明の効果】
半導体素子の突起電極を形成していない面と前記プレートのうち一方のプレートとの間に弾性変形する材料を介装した状態で荷重を加えて突起電極の高さをレベリングすることにより、半導体素子の突起電極を形成している面と前記面に接するプレートとがより平行になるように弾性変形する材料によって平行度のずれを吸収して、複数の半導体素子の突起電極のレベリング高さを高精度に均一化することができる。
【００３５】
また、半導体素子下に異物等が存在して半導体素子が傾いている場合でも、弾性変形する材料により異物等による半導体素子の傾きを低減して、半導体素子の突起電極のレベリング高さを高精度に均一化することができる。
【００３６】
また、粘着性のある弾性変形する材料を、連続したテープ上に設け、その上に半導体素子を粘着させ、テープを移動させることにより、効率よく半導体素子上の突起電極をレベリングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の半導体素子の突起電極のレベリング状態の側面図
【図２】本発明の実施の形態２の半導体素子の突起電極のレベリング状態の側面図
【図３】本発明の実施の形態３の半導体素子の突起電極のレベリング状態の側面図
【図４】同実施の形態３の重心位置を求めるための説明図
【図５】同実施の形態３における半導体素子の位置決め手段の例を示す図
【図６】同実施の形態３における中心位置の例を示す図
【図７】従来においての半導体素子の突起電極のレベリング状態の側面図
【符号の説明】
１          突起電極
２          半導体素子
２ａ        半導体素子の突起電極を形成していない面
２ｂ        半導体素子の突起電極を形成している面
２ｃ        垂線
２ｄ        重心位置
２ｅ        複数の突起電極の間に荷重により発生する重心
２ｆ        半導体素子のコーナー部
３          レベリングプレート（上側）
４          レベリングプレート（下側）
５          弾性変形する材料
６          テープ
７          球状の突起部
８ａ        位置決め治具
８ｂ        位置決め治具
９ａ、９ｂ  突起電極を形成していない面の交点
１０ａ      突起電極を形成している面の中心
１０ｂ      突起電極で囲まれた面の中心
１１        垂線
【図１】
0003690903.tif 000003
【図２】
0003690903.tif 000004
【図３】
0003690903.tif 000005
【図４】
0003690903.tif 000006
【図５】
0003690903.tif 000007
【図６】
0003690903.tif 000008
【図７】
0003690903.tif 000009