(57)【要約】      （修正有）【課題】紫外線硬化樹脂が適用される半導体デバイスに、特定波長以外の紫外光、可視光、赤外光の放射が行われないようにして、半導体デバイスの温度が上がらないようにする。【解決手段】紫外線放射ランプを紫外線発光ダイオード１に代える。これにより紫外線を照射される紫外線硬化樹脂および該紫外線硬化樹脂を適用される半導体デバイスが硬化に必要な波長だけを受け、温度の上昇が少なくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線発光ダイオード、もしくは紫外線放射半導体レーザにより、接着剤、樹脂、もしくは封止樹脂を硬化することを特徴とする紫外線放射機構
【請求項２】
接着剤、樹脂、もしくは封止樹脂硬化用の紫外線放射機構として、紫外線発光ダイオード、もしくは紫外線放射半導体レーザを備えている事を特徴とする半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置
【請求項３】
請求項２に記載の半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置において、貼り合せ、封止、またはテーピング前に紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することを特徴とする半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置
【請求項４】
請求項２に記載の半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置において、貼り合せ、封止、またはテーピング後に紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することを特徴とする半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置
【請求項５】
請求項１、２、３、４に記載の紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置において、紫外線発光ダイオード、もしくは紫外線放射半導体レーザを冷却する冷却機構を備えている事を特徴とする紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置
【請求項６】
請求項５に記載の紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置において、該紫外線発光ダイオード、もしくは紫外線放射半導体レーザを冷却する冷却機構が水を冷媒として使う事を特徴とする紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置
【請求項７】
請求項５に記載の紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置において、該紫外線発光ダイオード、もしくは紫外線放射半導体レーザを冷却する冷却機構が空気を冷媒として使う事を特徴とする紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置
【請求項８】
請求項５、６、７に記載の紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置において、該紫外線発光ダイオード、もしくは紫外線放射半導体レーザを冷却する冷却機構としてペルチェ素子を備えている事を特徴とする紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置
【請求項９】
請求項５、６、７、８に記載の紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置において、該紫外線発光ダイオード、もしくは紫外線放射半導体レーザを冷却する冷却機構としてヒートパイプを備えている事を特徴とする紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置
【請求項１０】
請求項５から９に記載の紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置において、該紫外線発光ダイオード、もしくは紫外線放射半導体レーザを冷却する冷却機構と紫外線発光ダイオード、もしくは紫外線放射半導体レーザの間の熱伝達物質として、インジュウム、接着剤、カーボンや金属の含まれる接着剤、熱伝達シートのいずれかを使う事を特徴とする紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置
【請求項１１】
請求項１から１０に記載の紫外線が光（可視光または赤外線）であり、紫外線硬化樹脂が光硬化樹脂であり、紫外線放射機構が光放射機構であり、紫外線発光ダイオードが光発光ダイオードであり、紫外線放射半導体レーザが光放射レーザであることを特徴とする紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置
【請求項１２】
請求項１から１０に記載の紫外線の強度ピーク範囲が４００ｎｍから２５０ｎｍにあることを特徴とする半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置
【請求項１３】
請求項１から１２の紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置をつかい作られたことを特徴とする半導体デバイス
【請求項１４】
樹脂封止用の樹脂をテープ上に塗布し半導体デバイスをテープに押し付ける、または、半導体デバイスに封止用樹脂を塗布してテープに押し付けることを特徴とする半導体テーピング装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置にかかわり、特に、紫外線硬化樹脂を使用する半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置において、紫外線硬化接着剤を硬化させる紫外線照射機構にかかわる。
【背景技術】
【０００２】従来の紫外線硬化樹脂使用半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置の紫外線照射機構では、紫外線照射ランプが使われている。紫外線照射ランプは超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプおよび、これらに水銀を添加したランプが使われ、連続光、もしくはフラッシュ光となる強い紫外光を紫外線硬化樹脂に照射して樹脂を硬化させていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】しかし、紫外線照射ランプは、紫外線だけでなく可視光や赤外線が放射されるため、紫外硬化樹脂および紫外硬化樹脂が適用される半導体素子が可視光や赤外光により熱を持ち、半導体が膨張した状態で紫外硬化樹脂が固まり、冷却の過程で熱膨張係数の差から半導体デバイスと紫外硬化樹脂が剥がれたり、半導体デバイスに応力がかかって、半導体デバイスが破壊されたりすると言う問題がある。【０００４】ここで開示する技術は、この半導体デバイスや紫外線硬化樹脂が放射熱を受けると言う問題を解決することを可能にするものである。とくに、本発明の目的は、紫外線硬化樹脂や半導体デバイスが熱を受けず紫外線硬化樹脂を固めることのできる紫外線照射機構を使用する半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】本発明はかかる課題を克服する為になされたものである。【０００６】すなわち、紫外線放射ランプとことなり、紫外線発光ダイオードや紫外線放射半導体レーザは、紫外光以外は放射しないことに着目し、かかる課題を解決した。【０００７】すなわち、請求項１に記載の発明においては次のような構成とした。【０００８】すなわち、紫外線発光ダイオード、もしくは紫外線放射半導体レーザにより、接着剤、樹脂、もしくは封止樹脂を硬化する紫外線放射機構を備える構成とした。【０００９】このようにすると、紫外線硬化樹脂の硬化に必要な特定波長付近の紫外線だけを照射できるので、紫外線硬化樹脂や紫外線硬化樹脂が熱を持たないので好ましい。【００１０】また、請求項２に記載の発明においては次のような構成とした。【００１１】接着剤、樹脂、もしくは封止樹脂硬化用の紫外線放射機構として、紫外線発光ダイオード、もしくは紫外線放射半導体レーザを備えている半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置を備える構成とした。【００１２】このようにすると、紫外線硬化樹脂の硬化に必要な特定波長付近の紫外線だけを照射できるので、紫外線硬化樹脂や紫外線硬化樹脂を適用される半導体デバイスが熱を持たないので好ましい。【００１３】また、請求項３に記載の発明においては次のような構成とした。【００１４】すなわち、請求項２に記載の半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置において、貼り合せ、封止、またはテーピング前に紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置を備える構成とした。【００１５】このようにすると、半導体デバイスの陰になる部分にも紫外線がとどき、その部分の紫外線硬化樹脂も硬化するので好ましい。【００１６】また、請求項４に記載の発明においては次のような構成とした。
すなわち、請求項２に記載の半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置において、貼り合せ、封止、またはテーピング後に紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置を備える構成とした。【００１７】このようにすると、半導体デバイスを紫外線硬化樹脂に貼り付けた後、紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を固めるので、半導体デバイスの貼り付け時に、すでに樹脂が固まっている、もしくは樹脂がかなり固まってしまっていると言う問題がないので好ましい。【００１８】また、請求項５に記載の発明においては次のような構成とした。【００１９】すなわち、請求項１、２、３、４に記載の紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置において、紫外線発光ダイオード、もしくは紫外線放射半導体レーザを冷却する冷却機構を備えている紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置を備える構成とした。【００２０】このようにすると、紫外線発光ダイオードや紫外線放射半導体レーザが発熱して破壊されるのを防げるので好ましい。【００２１】また、請求項６に記載の発明においては次のような構成とした。【００２２】すなわち、請求項５に記載の紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置において、該紫外線発光ダイオード、もしくは紫外線放射半導体レーザを冷却する冷却機構が水を冷媒として使う紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置を備える構成とした。【００２３】このようにすると、安価で熱伝達率の高い水により、紫外線発光ダイオードや紫外線放射半導体レーザが冷却されるので好ましい。【００２４】また、請求項７に記載の発明においては次のような構成とした。【００２５】すなわち、請求項５に記載の紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置において、該紫外線発光ダイオード、もしくは紫外線放射半導体レーザを冷却する冷却機構が空気を冷媒として使う紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置を備える構成とした。【００２６】このようにすると、例えば、ファンにより紫外線発光ダイオードや紫外線放射半導体レーザに送風するだけで紫外線発光ダイオードや紫外線放射半導体レーザが冷却されるので好ましい。【００２７】また、請求項８に記載の発明においては次のような構成とした。【００２８】すなわち、請求項５、６、７に記載の紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置において、該紫外線発光ダイオード、もしくは紫外線放射半導体レーザを冷却する冷却機構としてペルチェ素子を備えている紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置を備える構成とした。【００２９】このようにすると、ペルチェ素子の紫外線発光ダイオードや紫外線放射半導体レーザの側が冷却され、ペルチェ素子の反対側が高い温度になり、紫外線発光ダイオードや紫外線放射半導体レーザが冷却されるだけでなく、ペルチェ素子の反対側がより高い温度になり放熱効率が上がるので好ましい。【００３０】また、請求項９に記載の発明においては次のような構成とした。【００３１】すなわち、請求項５、６、７、８に記載の紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置において、該紫外線発光ダイオード、もしくは紫外線放射半導体レーザを冷却する冷却機構としてヒートパイプを備えている紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置を備える構成とした。【００３２】このようにすると、ヒートパイプ内の媒体が蒸発液化を繰返し、紫外線発光ダイオード、もしくは紫外線放射半導体レーザに水配管や、送風機の配線、ペルチェ素子の配線を設けなくても冷却できるので好ましい。【００３３】また、請求項１０に記載の発明においては次のような構成とした。【００３４】すなわち、請求項５から９に記載の紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置において、該紫外線発光ダイオード、もしくは紫外線放射半導体レーザを冷却する冷却機構と紫外線発光ダイオード、もしくは紫外線放射半導体レーザの間の熱伝達物質として、インジュウム、接着剤、カーボンや金属の含まれる接着剤、熱伝達シートのいずれかを使う紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置を備える構成とした。【００３５】このようにすると、該紫外線発光ダイオード、もしくは紫外線放射半導体レーザと冷却機構の間の熱伝達率が向上するので好ましい。【００３６】また、請求項１１に記載の発明においては次のような構成とした。【００３７】すなわち、請求項１から１０に記載の紫外線が光（可視光または赤外線）であり、紫外線硬化樹脂が光硬化樹脂であり、紫外線放射機構が光放射機構であり、紫外線発光ダイオードが光発光ダイオードであり、紫外線放射半導体レーザが光放射レーザである紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置を備える構成とした。【００３８】このようにすると、光硬化樹脂を使用でき、プロセスの選択範囲が広がるだけでなく、紫外線発光ダイオードや紫外線放射半導体レーザより安価な、光発光ダイオードや光放射レーザを使えるので好ましい。【００３９】また、請求項１２に記載の発明においては次のような構成とした。【００４０】すなわち、請求項１から１０に記載の紫外線の強度ピーク範囲が４００ｎｍから２５０ｎｍにある半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置を備える構成とした。【００４１】このようにすると、紫外線硬化樹脂が固まる紫外線の波長域の付近のみを照射できるので好ましい。【００４２】また、請求項１３に記載の発明においては次のような構成とした。【００４３】すなわち、請求項１から１２の紫外線放射機構、半導体封止装置、半導体テーピング装置、半導体貼り合せ装置をつかい作られた半導体デバイスを備える構成とした。【００４４】このようにすると、半導体デバイスや紫外線硬化樹脂の温度が上昇せず、残留応力の少ない、したがって故障率の少ない半導体デバイスがえられるので好ましい。【００４５】また、請求項１４に記載の発明においては次のような構成とした。【００４６】すなわち、樹脂封止用の樹脂をテープ上に塗布し半導体デバイスをテープに押し付ける、または、半導体デバイスに封止用樹脂を塗布してテープに押し付ける半導体テーピング装置を備える構成とした。【００４７】このようにすると、半導体テーピング装置のテープに半導体デバイスを収納する時、同時に半導体を樹脂封止できるので好ましい。
【発明の効果】
【００４８】上述した構成にすることにより、紫外線硬化型接着剤を硬化する紫外光源として、紫外線発光ダイオード、もしくは紫外線放射半導体レーザとすることにより、半導体デバイスが熱を受けて変形したり、応力により紫外線硬化樹脂と剥離したりすることを防げるという効果を有する。【００４９】また、冷却により、紫外線発光ダイオードや紫外線放射半導体レーザが熱を持たず、赤外線を出さないので、半導体デバイスや紫外線硬化型接着剤が赤外線を受け温度が上昇すると言う問題を避けられると言う効果を有する。【００５０】さらに、紫外線発光ダイオードや紫外線放射半導体レーザでは、特定の紫外線を選べるので、硬化に有効な波長のみを紫外線硬化接着剤にあてる事ができる。これにより、半導体デバイスや紫外線硬化樹脂が紫外線により化学反応を起こし劣化することを避けられると言う効果を有する。【００５１】また、半導体テーピング装置においては、テーピング時に封止が行われるので、封止用の装置が不用になるという利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。【００５３】図１は、第１の実施例で、本発明の好ましい実施態様にかかる紫外線発光ダイオード機構（紫外線放射機構）７を模式図として示したものである。図１において、１は紫外線発光ダイオード、２はインジュウム層、３はペルチェ素子である。４は熱伝導性シート、５はヒートパイプ、６は送風機である。【００５４】熱を放出する紫外線発光ダイオード１は、常温で柔軟性と密着性に優れたインジュウム層２を介して、ペルチェ素子３に繋がっている。１ａは紫外線発光ダイオード１の入出力線で、３ａはペルチェ素子３の入出力線であり、ペルチェ素子３は入出力線３ａから供給される電力により、紫外線発光ダイオード１を冷却し、その熱を熱伝導性シート４に放出する。熱伝導度の良い熱伝導性シート４は、この熱をヒートパイプ５に流し、ヒートパイプ５の内部の熱媒体は、蒸発と液化を繰り返して熱を熱伝導性シート４から外部へと効率よく伝える。ヒートパイプ５は送風機６から送られる風により冷却される。【００５５】ヒートパイプ５は冷却水配管で置き換える事が出来るし、たんに銅製の棒であっても良い。また、ペルチェ素子３を省くこともできる。また、インジュウムや熱伝導性シートにかえて、樹脂接着剤、カーボンや金属の含まれる接着剤でもよく、鉛や錫箔を何枚か重ねたものでも良い。【００５６】ヒートパイプ５の表面積を増やすため、ヒートパイプに襞を多数設けることは良く知られている。【００５７】図２は第２の実施例で、半導体デバイスの配線が出ていない側を封止する場合の一例である。上から下へと半導体デバイスを封止する手順を示している。一番上の図において、８は基板である。上から二番目の図は、該基板８の上に、紫外線硬化樹脂９をノズル１０から流し込む様子を示している。【００５８】上から三番目の図は、紫外線硬化樹脂９が流し込まれた後、該紫外線硬化樹脂９に紫外線発光ダイオード機構７により紫外線１２を照射している図である。【００５９】紫外線照射後、移載機１３により、移載中半導体デバイス１４は紫外線の照射された紫外線硬化樹脂９の上に移載され、押し付けられ、固定される。【００６０】１５はこのようにして既に基板に固定された、半導体デバイスである。この図では、紫外線照射は、基板８の全面に塗布された紫外線硬化樹脂９の全面に一度に照射されている。しかし、次の方式も可能である。【００６１】すなわち、次に押し付けられる移載中半導体デバイス１４の置かれる位置にあたる、紫外線硬化樹脂９の上にだけに順に紫外線を照射していくこともできる。【００６２】このように１回１回照射すれば、紫外線発光ダイオード機構７の数を減らす事が出来るだけでなく、最初と最後の半導体デバイスの封止特性が変わる事がない。しかし、紫外線照射から紫外線硬化樹脂が固まるまでの時間が長い、カチオン型の紫外線硬化接着剤では、一度に基板全面に照射したり、全面でなくても複数の半導体デバイス封止位置に一度に紫外線を照射したりすることも可能である。【００６３】図３は第３の実施例で、リード１６の出ている半導体デバイス１７に紫外線硬化型接着剤を使う場合を示している。上から二つ目の図は、ノズル１０から紫外線硬化型接着剤を半導体デバイス１７の全面を覆うように塗布する様子を示している。１８は、半導体デバイス１７の全面を覆う紫外線硬化型樹脂である。【００６４】下の図は、このようにして紫外線硬化型樹脂１８で半導体デバイス１７の全面を覆った後、紫外線１２を照射している様子を示している。【００６５】図４は、半導体デバイスのテーピング装置における実施例を示している。一番上の図において、１９は半導体テーピング装置の一部を示し、テープ２２に作られた枠２１にノズル１０から紫外線硬化樹脂９を流し込む状態である。【００６６】上から二番目の図は、流し込まれた紫外線硬化樹脂９に、紫外線発光ダイオード機構７から紫外光を照射する様子を示している。【００６７】一番下の図は、紫外線を照射された紫外線硬化樹脂の上に移載機２０を使い移載途中の半導体デバイス１４をしめしている。【００６８】いずれの場合も、紫外線発光ダイオード機構７は、冷却された紫外線発光ダイオードを使い特定波長付近の紫外線を放射しているので、半導体デバイスや紫外線硬化樹脂が高温になることはなく、半導体デバイスが熱により故障する危険は小さい。【００６９】なお、このテープ２２の枠２１に樹脂封止された半導体デバイス１５は、テープ２２の枠２１から剥される時、紫外線硬化樹脂９と一緒に枠２１から剥され、紫外線硬化樹脂９は半導体デバイス１５の封止樹脂としての役割を果たすと言う点で、普通の半導体テーピング装置とは異なる。【００７０】このような、紫外線硬化樹脂を使う半導体テーピング装置においては、紫外線源として紫外線発光ダイオードや紫外線照射半導体レーザを使わず、紫外線放射ランプでも、現行の樹脂封止を使わない半導体テーピング装置よりも利点がある。【００７１】さらにいえば、紫外線硬化樹脂でなく、熱硬化樹脂や超音波硬化樹脂、自然放置硬化樹脂など、あらゆる硬化樹脂をつかっても従来の半導体テーピング装置よりもコスト低下の点で好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】ここで開示した、紫外線発光ダイオードを使い、紫外線硬化樹脂を硬化させる方式では、熱による半導体の故障がないだけでなく、熱による膨張が無い為、ランプによる紫外線照射で温度が上がり、常温に戻った時、残留応力が生まれて半導体デバイスがダメージを受けたりすることはない。【００７３】また、熱膨張が無い為、熱膨張により半導体デバイスと基板や紫外線硬化樹脂の間の位置ずれが起こらず、精度よく位置合せができ、熱膨張による位置合せ不良で不良品が出る事がない。【００７４】このため、不良品の低下、コストの低減が見込める。さらに、ランプと異なり、半導体デバイスの寿命は長いので、紫外線光量の劣化がすくなく、安定した紫外線量を確保できると言う利点もある。紫外線発光ダイオードは、これからますます価格の低下も見込め、工業的に紫外線発光ダイオードを使い半導体デバイスに紫外線硬化樹脂を使う分野が広がるものと期待されている。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施例を示す紫外線発光ダイオード機構（紫外線照射機構）の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す半導体樹脂封止装置の操作手順をしめす図である。
【図３】本発明の第３の実施例を示す個別半導体を１個１個封止する半導体樹脂封止装置の操作手順をしめす図である。
【図４】本発明の第４の実施例を示す半導体テーピング装置の操作手順をしめす図である。
【符号の説明】
【００７６】１  紫外線発光ダイオード
１ａ  紫外線発光ダイオード１の入出力線
２  インジュウム層
３  ペルチェ素子
３ａ  ペルチェ素子３の入出力線
４  熱伝導性シート
５  ヒートパイプ
６  送風機
７  紫外線発光ダイオード機構（紫外線放射機構）
８  基板
９  紫外線硬化樹脂
１０  ノズル
１２  紫外線
１３  移載機
１４  移載中半導体デバイス
１５  半導体デバイス
１６  リード
１７  半導体デバイス
１８  紫外線硬化型樹脂
１９  半導体テーピング装置
２０  移載機
２１  枠
２２  テープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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