(57)【要約】【課題】従来の圧着装置を用いた熱硬化性樹脂ペーストによる半導体ベアチップ実装では、半導体ベアチップの外周辺中央付近に集中して樹脂ペーストが１．０ｍｍ程度はみ出すため、それより内側に周辺部品を搭載することができず、モジュール部品の小型化の弊害となっていた。本発明では樹脂ペーストのはみ出しを最小限に抑えることを目的としている。【解決手段】本発明の圧着装置では、半導体ベアチップ２の外周辺中央付近に位置する部分が低温部１ｂとなった圧着ツール１を用いることにより、半導体ベアチップ２に熱と圧力を加えた時に、半導体ベアチップ２の外周辺中央付近では温度上昇が少なく、樹脂ペースト３も加熱される部分に比べて粘度が高くなり、流動が抑制されて、はみ出しが減少し、従来よりも半導体ベアチップ２に近接して周辺部品を搭載できるようになり、モジュール部品の更なる小型化が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性の樹脂ペーストを介して基板上にマウントされた矩形状の半導体ベアチップを、圧着ツールを用いて加熱、加圧することにより、前記基板上に固定する圧着装置において、圧着ツールの加圧面の半導体ベアチップ中央及び角部に位置する部分を加熱部とし、半導体ベアチップの外周辺の中央付近に位置する部分を、前記加熱よりも低温の低温部とした圧着装置。
【請求項２】
加熱部と低温部間には、断熱材を介在させたことを特徴とする請求項１記載の圧着装置。
【請求項３】
圧着ツールの低温部分にガスを吹きつけることを特徴とする請求項２記載の圧着装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２または請求項３の圧着装置を用いて、半導体ベアチップを基板上に固定した後、熱処理を加えることにより、樹脂ペーストを完全硬化させることを特徴とする半導体ベアチップの実装方法。
【請求項５】
熱処理は、リフロー炉を用いて行うことを特徴とする請求項４記載の半導体ベアチップの実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱硬化性の樹脂ペーストにより、半導体ベアチップを実装する際に用いる圧着装置及び半導体ベアチップの実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱硬化性の樹脂ペーストを用いた半導体ベアチップ実装では、樹脂ペーストを介して、プリント基板上にマウントした半導体ベアチップを圧着装置によって、プリント基板方向に押し付け、同時に熱を加えることにより、半導体ベアチップをプリント基板上に固定している。
【０００３】
従来、この種の圧着装置での圧着ツールは、熱が半導体ベアチップ全域に加われば良いため、単純な角型部材のような構造をしている。
【０００４】
図５は従来の熱硬化性の樹脂ペーストを用いた半導体ベアチップ実装の工程図を示すものである。まず、図５（ａ）に示すように、プリント基板１５において、半導体ベアチップ実装領域の中央部に位置する箇所に、ディスペンサーのノズル１６を介して、熱硬化性の樹脂ペースト１３を塗布する。次に、図５（ｂ）に示すように、バンプ１７（電極、通常はＡｕを使用）を形成した半導体ベアチップ１２を、樹脂ペースト１３を押し広げながらプリント基板１５の所望の位置にマウントする。最後に、図５（ｃ）に示すように、圧着装置の圧着ツール１１を用いて、圧力を加えることにより、バンプ１７とプリント基板１５の電極回路１８を接続するが、同時に、圧着ツール１１から熱を加えることにより、液状の樹脂ペースト１３が硬化し、接続を維持した状態で半導体ベアチップ１２を固定する（これに関連する技術として特許文献１がある）。
【特許文献１】特開２０００−３４０６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図６のように、圧着ツール１１全面で半導体ベアチップ１２に熱と圧力を加えた時、押し広げられる樹脂ペースト１３は、図７に示されるように、半導体ベアチップ１２の外周辺中央付近に集中して流れやすくなる。つまり矩形状の半導体ベアチップには中心から四つのコーナ部までの距離の方が、中心から外周辺中央までの距離より長く、よって短い方へと流れやすく、この結果としてこの外周辺中央部へと集中してしまうのである。このような半導体ベアチップ１２からの樹脂ペースト１３のはみ出し量は、結果的に１．０ｍｍ程度にまで及ぶため、それより内側に周辺部品を搭載することができず、モジュール部品の小型化の弊害となっていた。
【０００６】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、半導体ベアチップ周辺の樹脂ペーストのはみ出しを最小限に抑えることのできる圧着装置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】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明は、圧着ツールの加圧面の半導体ベアチップ中央及び角部に位置する部分が加熱部、半導体ベアチップの外周辺中央付近をそれよりも低温の低温部とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の圧着装置における圧着ツールでは、半導体ベアチップの外周辺中央付近に位置する部分が直ちに加熱されない構造を有しているので、半導体ベアチップに熱と圧力を加えた時に、半導体ベアチップの外周辺中央付近では温度上昇が少なく、樹脂ペーストも加熱される部分に比べて粘度が高くなり、流動が抑制されて、この結果として、はみ出しが減少する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における圧着装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施の形態１における圧着装置の圧着ツール構造とその圧着ツールを用いて半導体ベアチップを加圧した状態を示す斜視図である。
【００１１】
図１において、角柱状の圧着ツール１の中央及び四つの角部に位置する１ａは加熱部であり、外周辺中央付近に位置する１ｂは非加熱で、上記加熱部１ａよりは低温の低温部となっている。
【００１２】
以上のように構成された圧着ツールを用いて半導体ベアチップに熱を加える方法を説明する。
【００１３】
図２（ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態１における圧着ツールを用いて半導体ベアチップを加圧した状態を示す平面図及び断面図である。
【００１４】
図２に示すように、圧着ツール１で半導体ベアチップ２をプリント基板４上に押し付けている時は、半導体ベアチップ２の外周辺中央付近は、非加熱の低温部１ｂが接し、温度上昇が少ない状態となっていて、それ以外の部分は、加熱部１ａと接しており、所望の温度で加熱・加圧されている。
【００１５】
以上のように、半導体ベアチップ２の外周辺中央付近では温度上昇が少なく、その付近では樹脂ペースト３も加熱される半導体ベアチップ２の中央及び外周四つの角部に比べて粘度が高くなり、流動が抑制されて、はみ出しが減少する。
【００１６】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における圧着装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図３は本発明の実施の形態２における圧着装置の圧着ツールを圧着面側から見た分解図である。
【００１８】
図３に示すように、圧着ツール１の中央及び角部に位置する加熱部１ａと、低温部１ｂ間には１ｃの断熱材が介在させられた構成となっている。
【００１９】
以上のように、加熱部１ａで所望の温度に加熱しても、断熱材１ｃで仕切られている低温部１ｂは常に温度上昇が抑制されているため、実施の形態１の効果をさらに出し易くなる。
【００２０】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における圧着装置について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図４は本発明の実施の形態３における圧着装置の圧着ツール付近を圧着面側から見た平面図である。
【００２２】
図４に示すように、本実施の形態での圧着装置は、実施の形態２と同様の圧着ツール１を有し、さらに低温部１ｂを低温ガス４で冷却する構造を有している。
【００２３】
以上のように低温部１ｂを常に冷却しているため、低温部１ｂの温度上昇を確実に抑えることができ、実施の形態１の効果を確実に得ることができる。
【００２４】
（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４における半導体ベアチップの実装方法について、説明する。
【００２５】
実施の形態４は、実施の形態１〜３に示す圧着装置を用いて、半導体ベアチップ２をプリント基板４上に固定した後、熱処理を加えることにより、樹脂ペースト３を完全硬化させることを特徴としている。
【００２６】
一般的なモジュール部品は、半導体以外に、半田リフローにより実装される一般部品と混載して構成され、リフロー炉による加熱工程を通す場合が一般的なため、熱処理には、その工程と併用することで、効率化を図ることもできる。
【００２７】
熱が加わりにくく、半硬化状態になり易い半導体ベアチップ２の外周辺中央付近における樹脂ペースト３を、以上の工程を導入することにより、完全硬化することができ、信頼性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上のように、本発明にかかる圧着装置及び半導体ベアチップの実装方法は、樹脂ペーストのはみ出しが減少するため、従来よりも半導体ベアチップに近接して周辺部品の搭載が可能となるため、半導体とその他の電子部品を混載しても、より小型化でき、モジュール部品の製造等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１における圧着装置の圧着ツール構造とその圧着ツールを用いて半導体ベアチップを加圧した状態を示す斜視図
【図２】（ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態１における圧着ツールを用いて半導体ベアチップを加圧した状態を示す平面図及び断面図
【図３】本発明の実施の形態２における圧着装置の圧着ツールを圧着面側から見た分解平面図
【図４】本発明の実施の形態３における圧着装置の圧着ツール付近を圧着面側から見た平面図
【図５】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ従来の熱硬化性の樹脂ペーストを用いた半導体ベアチップ実装の工程を示す断面図
【図６】従来の圧着ツールの構造とその圧着ツールを用いて半導体ベアチップを加圧した状態を示す斜視図
【図７】（ａ）、（ｂ）は従来の圧着ツールを用いて半導体ベアチップを加圧した状態を示す平面図及び断面図
【符号の説明】
【００３０】
１  圧着ツール
１ａ  加熱部
１ｂ  低温部
１ｃ  断熱材
２  半導体ベアチップ
３  樹脂ペースト
４  プリント基板
【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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【図６】
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【図７】
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