(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体素子をフリップ実装する回路実装基板の配線電極と半導体素子の電極パッドに形成した金属バンプとの接続不良を大幅に軽減することができる半導体装置の製造装置およびその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】半導体装置の製造装置であって、半導体素子をフリップ実装する回路実装基板１の配線電極２上に凹部１０を形成する加工手段と、前記凹部に導電性接着剤を塗布する塗布手段を含むことにより、回路実装基板の配線電極と半導体素子の電極パッドに形成した金属バンプとの接続不良を大幅に軽減することができる。【選択図】図１
2006310536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の製造装置であって、半導体素子をフリップ実装する回路実装基板の配線電極上に凹部を形成する加工手段と、前記凹部に導電性接着剤を塗布する塗布手段を含むことを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項２】
前記加工手段は、剛性且つ一定の強度を有する金属材料から構成される加工型材および前記加工型材を前記回路実装基板の配線電極上に押圧駆動する駆動手段により構成されてい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。
【請求項３】
前記加工手段に備えられた加工型材は、複数種の異なる形状のものが用意されており、交換可能な状態に構成されていることを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造装置。
【請求項４】
前記塗布手段は、導電性接着剤が保管される保管部および前記保管部より一定量の前記導電性接着剤を前記凹部に抽出塗布するための押圧部材により構成されてい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。
【請求項５】
半導体装置の製造方法であって、半導体素子を支持する回路実装基板の配線電極の上部に凹部を形成する工程と、一定量の導電性接着剤を前記凹部に塗布する工程をさらに含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造装置およびその製造方法、特に、トランジスタ等を構成する半導体素子をフリップチップ実装した小型薄型の半導体装置の製造装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、図面を参照しながら従来の半導体装置の製造装置およびその製造方法について説明する。
【０００３】
図４は一般的な半導体装置の一部の製造工程を示す説明図、図５は一般的な半導体装置の他の一部の製造工程を示す説明図である。
【０００４】
図４（ａ）に示すように従来の半導体装置は回路素子領域にパッドを形成したパッドオンエレメント（以下ＰＯＥという）構造やアクティブエリアパッド構造を有する半導体素子１１上の複数のアルミニュウム（ＡＬ）パッド電極部に金（Ａｕ）等の金属バンプ１２を形成し、平坦化した後、図４（ｂ）に示すように導電性接着剤５を塗布した転写台１７の上方に金属バンプ１２を下向きにして前記半導体素子１１を移動させ、降下させて金属バンプ１２の先端部に導電性接着剤５を塗布する。
【０００５】
次に、図４（ｃ）に示すように半導体回路実装基板１上に設けた複数の配線電極２上に、先端部に導電性接着剤５を塗布した金属バンプ１２を下向きにして半導体素子１１を移動させ、降下させて配線電極２と金属バンプ１２を電気的に接続し、液状のエポキシ系樹脂材等の絶縁性を有する樹脂材１３を充填して半導体装置として完成する。なお、半導体回路実装基板１の裏面側にある裏面ランド部１４には半田ボール１６が設けられると共に、内層配線ビア１５で上層面にある複数個の配線電極２と連結されている。
【０００６】
図５に示す例はエリアパッド構造のエリア内部接続の場合を示しており、図５（ａ）に示す半導体装置のエリア内部接続部１８ａ，１８ｂ，１８ｃは図５Ａ−Ａ線に沿う断面図である図５（ｂ）示すように配線電極２とバンプ１２とが導電性接着剤５を介して接続される構成になっている。
【特許文献１】特開平１１−１９５６７９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、このような構成では、高温高荷重（２３０℃／５０−６０ｇｆ／Ｂ）を同時に負荷させるフリップチップ実装プロセスとは異なりＰＯＥ構造やアクティブエリアパッド構造を有する半導体素子の回路特性へのダメージ影響には大きな問題はないものの、金属バンプへの導電性接着剤の塗布量が限定され、大量に塗布しようとしてもその構造上限界がある。また、導電性接着剤の塗布バラツキが大きく、図４（ｃ）および図５（ｂ）の破線楕円内に示すように、回路実装基板の反りやうねりに対して、金属バンプに付着した導電性接着剤と半導体回路実装基板上の複数の配線電極との接続性が悪く、また形成したバンプの位置ズレにより隣接する配線電極の端子間距離が狭くなり導電性接着剤と配線電極との接触ショートやリーク等が起こる。
【０００８】
さらに、信頼性試験による加速試験においては、短サイクル時間で電気的な接続特性不良が多発する状況であり、図５に示すエリアパッド構造のエリア内部接続部はむしろ、従来のペリフェラル部の構造でさえ接続特性に大きな課題が発生している状況であった。さらにまた、導電性接着剤の転写量を多くさせる取り組みとして、金属バンプの径や高さを大きくすることも試みられたが、半導体素子上のパッド間距離の狭ピッチ化に伴い導電性接着剤による隣接パッド間のショートやマイグレーション不良が多発する状況にあり、工場への製造導入はもちろん製品開発そのものが困難であるという問題があった。
【０００９】
本発明は上記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、半導体素子をフリップ実装する回路実装基板の配線電極と半導体素子の電極パッドに形成した金属バンプとの接続不良を大幅に軽減することができる半導体装置の製造装置および製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するために、本発明に係る半導体装置の製造装置は、半導体装置の製造装置に対して、半導体素子をフリップ実装する回路実装基板の配線電極上に凹部を形成する加工手段と、前記凹部に導電性接着剤を塗布する塗布手段を加えたものであり、また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体装置の製造方法における製造工程に、半導体素子を支持する回路実装基板の配線電極の上部に凹部を形成する工程と、定量化した導電性接着剤を前記凹部に塗布する工程を加えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、半導体素子上の複数の電極パッド上の金属バンプと配線電極とを導電性接着剤を介した形で確実に接続することが可能となり、隣接するパッド間の接触によるショート不良やマイグレーション不良等も防止することができ、高い接続信頼性を確保することができる半導体装置を提供することができるという効果を奏し、また、半導体回路実装基板の反りうねりを接続部分で大きく緩和吸収することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施の形態における半導体装置の製造装置の動作状態を示す概略構成図、図２は図１に示す装置で加工された半導体装置要部の加工状態の各例を示す断面図、図３は本発明の実施の形態における半導体装置の製造装置を用いて製造された半導体装置の構成を示す断面図である。
【００１４】
ここで、前記従来を示す図４，図５におい説明した構成部材に対応し、実質的に同等の機能を有するものには同一の符号を付してこれを示す。
【００１５】
図１において、１は多層回路実装基板、２は配線電極、３は所要の剛性や強度を有する金属材料から構成された加工型材で着脱可能に装着されており、配線電極２の表面に凹部を加工する加工手段の主要部を構成している。４は本体装置部、５は導電性接着剤、６は導電性接着剤５の保管部、７は押圧部材、８は本体装置の機構部、９はプランジャー装置、１０は配線電極２の表面に加工された凹部であり、これら導電性接着剤５の保管部６、押圧部材７、プランジャー装置９は凹部１０に導電性接着剤５を塗布する塗布手段を構成している。
【００１６】
図１（ａ）は配線電極２の表面に凹部１０を加工する前段階の状態を示しており、前記加工型材３を押圧駆動する駆動手段として機構部８が上方に設けられ、また、本体装置部４の内部には配線電極２に形成する凹部に塗布する半田或いは導電性ペースト等の導電性接着剤５が保管部６に保管されており、さらに、均一均等に前記導電性接着剤５を押圧する部材である押圧部材７を押動すべく、プランジャー装置９が上部で待機した状態で配線電極２の中央に位置合わせする状態を示している。
【００１７】
図１（ｂ）は回路実装基板１上の複数の配線電極２の上面中央部に加工型材３を機械的に押圧し、配線電極２に凹部１０を形成した後の状態を示している。
【００１８】
図１（ｃ）は配線電極２上に形成した凹部１０に塗布する半田或いは導電性ペースト等の導電性接着剤５を塗布する為、本体装置部４の内部にあるプランジャー装置９が機構部８により下降加圧し、押圧部材７を介して前記導電性接着剤５を均一均等に押圧し、配線電極２上の凹部１０に導電性接着剤５が注入塗布された後の状態を示している。
【００１９】
図２は加工型材３の各例を示し、その形状を適宜選択することにより、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すような凹部１０の形状が得られ、その内部に塗布される導電性接着剤５の形状もこれに従った形となる。
【００２０】
以上のような工程により配線電極２の中央部に凹部１０−ａ，１０−ｂ，１０−ｃが形成され、その内部に導電性接着剤５が塗布されることになる。換言すれば同一の機械装置により、配線電極２上への凹部１０の形成と、定量化した一定量の導電性接着剤５の塗布が同時に行われ、生産性の向上化を図ることができると同時に、このようにすると、図３に示すように、凹部１０を形成した配線電極２に注入塗布した半田或いは導電性接着剤５は半導体素子１１上の金属バンプ１２に押圧される際、多少位置ズレがあっても凹部１０が確実にこれを受容するので両者は確実に接続され、また、隣接電極間ショートも確実に防止される。その後、絶縁性を有する樹脂剤１３で接続部は保護されることになる。
【００２１】
以上のように本実施の形態によれば、金属バンプと配線電極とを導電性接着剤を介して確実に接続することが可能となり、隣接するパッド間の接触によるショート不良やマイグレーション不良等も防止することができ、高い接続信頼性を確保することができる半導体装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明に係わる半導体装置の製造装置およびその製造方法は、金属バンプと配線電極とを導電性接着剤を介して確実に接続することが可能となり、隣接するパッド間の接触によるショート不良やマイグレーション不良等も防止することができるという効果を有し、半導体装置の製造装置およびその製造方法、特に、トランジスタ等を構成する半導体素子をフリップチップ実装した小型薄型の半導体装置の製造装置およびその製造方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態における半導体装置の製造装置の動作状態を示す概略構成図
【図２】図１に示す装置で加工された半導体装置要部の加工状態の各例を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態における半導体装置の製造装置を用いて製造された半導体装置の構成を示す断面図
【図４】一般的な半導体装置の一部の製造工程を示す説明図
【図５】一般的な半導体装置の他の一部の製造工程を示す説明図
【符号の説明】
【００２４】
１  多層回路実装基板
２  配線電極
３  加工型材
４  本体装置部
５  導電性接着剤
６  保管部
７  押圧部材
８  機構部
９  プランジャー装置
１０  凹部
１１  半導体素子
１２  金属バンプ
１３  絶縁性を有する樹脂剤
１４  裏面ランド部
１５  配線ビア
１６  半田ボール
【図１】
2006310536.tif 000003
【図２】
2006310536.tif 000004
【図３】
2006310536.tif 000005
【図４】
2006310536.tif 000006
【図５】
2006310536.tif 000007