(57)【要約】【課題】半導体チップを基板に搭載し、はんだ付けするマウント装置において、はんだ供給部とチップ搭載部とを一体化したときに、チップ搭載部からはんだ供給部への熱伝導を抑制するとともに、これら両稼働部の基板や基板上の部品への衝突を防止する。【解決手段】はんだ供給部１０は、その先端部１１からはんだ４を基板２の一面に供給するものであり、チップ搭載部２０は、その先端部２１に半導体チップ１を保持して基板２の一面に半導体チップ１を搭載するものであり、これら両稼働部１０、２０は、断熱性を有する断熱材を介して隣り合って設けられて基板２の一面に平行方向に一体に移動するとともに、これら両稼働部１０、２０は基板２の一面に垂直方向に互いに独立して移動するようになっている。【選択図】図１
2011003580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップ（１）を基板（２）の一面にはんだ付けする半導体チップのマウント装置であって、
基板（２）の一面にはんだ（４）を供給するはんだ供給部（１０）と、半導体チップ（１）を保持しつつ前記基板（２）の一面に供給された前記はんだ（４）の上に前記半導体チップ（１）を搭載するチップ搭載部（２０）と、を備えるマウント装置において、
前記はんだ供給部（１０）は、その先端部（１１）を前記基板（２）の一面に対向して配置させた状態で、当該先端部（１１）から前記はんだ（４）を前記基板（２）の一面に供給するものとして構成されたものであり、
前記チップ搭載部（２０）は、その先端部（２１）に前記半導体チップ（１）を保持しつつ、前記半導体チップ（１）を前記基板（２）の一面に対向させ、前記基板（２）の一面に向かって降下させることによって、前記半導体チップ（１）の搭載を行うものであり、
前記はんだ供給部（１０）と前記チップ搭載部（２０）とは、隣り合って設けられるとともに、これら両部（１０、２０）の間には、断熱性を有する断熱材（３０）が介在しており、
前記はんだ供給部（１０）および前記チップ搭載部（２０）は前記基板（２）の一面に平行方向に一体に移動するとともに、これら両部（１０、２０）は前記基板（２）の一面に垂直方向に互いに独立して移動するようになっており、
前記チップ搭載部（２０）の先端部（２１）に前記半導体チップ（１）を保持した状態で、前記はんだ供給部（１０）によって前記基板（２）の一面に前記はんだ（４）を供給した後、
前記はんだ供給部（１０）および前記チップ搭載部（２０）を一体に移動させて、前記はんだ（４）の上に前記半導体チップ（１）を位置させ、前記チップ搭載部（２０）による前記半導体チップ（１）の搭載を行うことを特徴とするマウント装置。
【請求項２】
はんだ供給部（１０）は、その内部から先端部（１１）まで前記はんだ（４）が通る内孔（１２）を有しており、
この内孔（１２）の内面には、前記はんだ（４）との接触面積を低減するための凹凸部（１２ａ）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のマウント装置。
【請求項３】
前記はんだ供給部（１０）による前記はんだ（４）の供給を行った後、前記はんだ供給部（１０）および前記チップ搭載部（２０）を、前記基板（２）の一面に平行方向にて直線的に一体に移動させることにより、
前記はんだ（４）の上に前記半導体チップ（１）を位置させるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のマウント装置。
【請求項４】
前記はんだ供給部（１０）による前記はんだ（４）の供給を行った後、前記はんだ供給部（１０）および前記チップ搭載部（２０）を、前記基板（２）の一面と垂直方向の軸を中心として前記基板（２）の一面に平行方向にて回転させることにより、
前記はんだ（４）の上に前記半導体チップ（１）を位置させるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のマウント装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つに記載のマウント装置を用いて、半導体チップ（１）を基板（２）の一面にはんだ付けしてなる半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、
前記チップ搭載部（２０）の先端部（２１）に前記半導体チップ（１）を保持した状態で、前記はんだ供給部（１０）によって前記基板（２）の一面に前記はんだ（４）を供給した後、
前記はんだ供給部（１０）および前記チップ搭載部（２０）を一体に移動させて、前記はんだ（４）の上に前記半導体チップ（１）を位置させ、前記チップ搭載部（２０）による前記半導体チップ（１）の搭載を行うようにした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、半導体チップを基板に搭載し、はんだ付けするマウント装置、およびそのようなマウント装置を用いて、半導体チップを基板にはんだ付けする半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の半導体装置の一般的な製造方法としては、はんだ供給部によって、基板の一面にはんだを供給した後、はんだ供給部とは別のチップ搭載部まで基板を搬送し、当該チップ搭載部によって、はんだの上に半導体チップを搭載し、はんだを固化してはんだ付けを行っていた。
【０００３】
しかしながら、上記従来の一般的な方法では、はんだ供給部とチップ搭載部とが、別々の機構で動作するために、両稼働部間にて基板を搬送させる必要があり、はんだ供給からチップ搭載までに時間を要し、拡散時間の超過や拡散状態の不均一状態による、はんだ接合強度の低下が発生していた。
【０００４】
また、はんだ表面が酸化することで、ボイドの発生やチップ不濡れの問題も発生していた。そして、この表面酸化を防止することを目的として、たとえばＨ２＋Ｎ２雰囲気のガスを搬送部の全体に流す必要があり、それゆえ、ランニングコストの増加や装置及びガスの管理が難しいといった問題があった。
【０００５】
また、はんだ供給部とチップ搭載部とが別々の機構で作動するために、チップ搭載時にはんだ中央部とチップの搭載位置とがずれるという問題もあった。
【０００６】
また、従来の基板の加熱方法は、基板を搬送するレールをヒータによって加熱することで行われており、そのため、基板側に加わる熱履歴は、当該搬送による影響を受けやすく、基板を抑えるための保持具や、熱を安定させるための工夫を必要としていた。しかし、基板のサイズや形状によっては十分な熱が伝わらず、はんだ塗布状態がばらつき、搭載されるチップの傾きが発生するという問題があった。
【０００７】
さらには、マウント装置全体において、はんだ供給部とチップ搭載部との間を搬送させるための構造を必要とするために、装置サイズが大型化するという問題もあった。
【０００８】
一方で、従来より、はんだ供給部（ディスペンサ）とチップ搭載部（ボンディングツール）とが基部に取り付けられて一体となった一体型のマウント装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００９】
このものによれば、はんだ供給部とチップ搭載部との間の基板の搬送が不要となり、当該搬送による接合強度の低下、はんだ表面の酸化、不十分な熱履歴、チップ搭載時のチップ位置ずれ、装置サイズの大型化といった上記問題が防止されると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−１４８３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記特許文献１のような、はんだ供給部とチップ搭載部とを一体化したマウント装置においては、次のような問題が生じる。
【００１２】
まず、チップ搭載部については、半導体チップをはんだ上に搭載する際に、半導体チップ裏面のはんだの濡れ性を向上させるために、加熱する必要がある。一方で、はんだ供給部については、はんだ材の酸化を防止するために、加熱を極力抑制する必要がある。
【００１３】
そして、これら両稼働部が一体型となる構造上、はんだ供給部とチップ搭載部は、互いに接近した状態で設置されることになり、チップ搭載部からはんだ供給部への熱伝導を抑制する工夫が必要となる。
【００１４】
また、上記特許文献１においては、はんだ供給部とチップ搭載部とが基部に取り付けられた構造になっており、この場合、これら各稼働部の基板の一面に垂直方向への動き、すなわちＺ軸方向への動きが基部によって固定されてしまう。そのために、基板の一面上における両稼働部の高さを別々に調節することが困難になる。そして、この高さ調節ができない場合、はんだ供給時もしくはチップ搭載時に、どちらかの稼働部が基板や基板上の部品に衝突してしまう危険性がある。
【００１５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、半導体チップを基板に搭載し、はんだ付けするマウント装置において、はんだ供給部とチップ搭載部とを一体化したときに、チップ搭載部からはんだ供給部への熱伝導を抑制するとともに、これら両稼働部の基板や基板上の部品への衝突を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、次のような特徴点を有するマウント装置を提供する。
【００１７】
・はんだ供給部（１０）は、その先端部（１１）を基板（２）の一面に対向して配置させた状態で、当該先端部（１１）からはんだ（４）を基板（２）の一面に供給するものとして構成されたものであること。
【００１８】
・チップ搭載部（２０）は、その先端部（２１）に半導体チップ（１）を保持しつつ、半導体チップ（１）を基板（２）の一面に対向させ、基板（２）の一面に向かって降下させることによって、半導体チップ（１）の搭載を行うものであること。
【００１９】
・はんだ供給部（１０）とチップ搭載部（２０）とは、隣り合って設けられるとともに、これら両部（１０、２０）の間には、断熱性を有する断熱材（３０）が介在していること。
【００２０】
・はんだ供給部（１０）およびチップ搭載部（２０）は基板（２）の一面に平行方向に一体に移動するとともに、これら両部（１０、２０）は基板（２）の一面に垂直方向に互いに独立して移動するようになっていること。
【００２１】
・チップ搭載部（２０）の先端部（２１）に半導体チップ（１）を保持した状態で、はんだ供給部（１０）によって基板（２）の一面にはんだ（４）を供給した後、はんだ供給部（１０）およびチップ搭載部（２０）を一体に移動させて、はんだ（４）の上に半導体チップ（１）を位置させ、チップ搭載部（２０）による半導体チップ（１）の搭載を行うこと。本発明のマウント装置はこれらの点を特徴としている。
【００２２】
それによれば、はんだ供給部（１０）およびチップ搭載部（２０）は基板（２）の一面に平行方向に一体に移動するようになっているから、はんだ供給部（１０）によって基板（２）の一面にはんだ（４）を供給した後、これら両部（１０、２０）を一体に移動させて、当該はんだ（４）の上まで、半導体チップ（１）を保持したチップ搭載部（２０）を位置させれば、半導体チップ（１）を適切に搭載できる。
【００２３】
そして、隣り合って一体化して設けられたはんだ供給部（１０）とチップ搭載部（２０）との間に断熱材（３０）が介在しており、また、はんだ供給部（１０）およびチップ搭載部（２０）は基板（２）の一面に垂直方向に互いに独立して移動するようになっているから、はんだ供給部（１０）の先端部（１１）とチップ搭載部（２０）の先端部（２１）とを相対的に位置変化させることができる。
【００２４】
それゆえ、本発明によれば、はんだ供給部（１０）とチップ搭載部（２０）とを一体化したときに、チップ搭載部（２０）からはんだ供給部（１０）への熱伝導を抑制するとともに、これら両稼働部（１０、２０）の基板（２）や基板（２）上の部品への衝突を防止することができる。
【００２５】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のマウント装置において、はんだ供給部（１０）は、その内部から先端部（１１）まではんだ（４）が通る内孔（１２）を有しており、この内孔（１２）の内面には、はんだ（４）との接触面積を低減するための凹凸部（１２ａ）が設けられていることを特徴としている。
【００２６】
それによれば、はんだ（４）がはんだ供給部（１０）の内部に詰まるのを防止でき、また、この凹凸部（１２ａ）とはんだ（４）との隙間に、はんだ（４）の酸化防止用のガスを通すことができる。
【００２７】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載のマウント装置において、はんだ供給部（１０）によるはんだ（４）の供給を行った後、はんだ供給部（１０）およびチップ搭載部（２０）を、基板（２）の一面に平行方向にて直線的に一体に移動させることにより、はんだ（４）の上に半導体チップ（１）を位置させるようにしたことを特徴としており、両部（１０、２０）の一体的な移動を適切に行える。
【００２８】
また、請求項４に記載の発明のように、請求項１または２に記載のマウント装置において、はんだ供給部（１０）によるはんだ（４）の供給を行った後、はんだ供給部（１０）およびチップ搭載部（２０）を、基板（２）の一面と垂直方向の軸を中心として基板（２）の一面に平行方向にて回転させることにより、はんだ（４）の上に半導体チップ（１）を位置させるようにしてもよい。この場合も、両部（１０、２０）の一体的な移動を適切に行える。
【００２９】
また、請求項５に記載の発明によれば、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のマウント装置を用いて、半導体チップ（１）を基板（２）の一面にはんだ付けしてなる半導体装置を製造する半導体装置の製造方法であって、チップ搭載部（２０）の先端部（２１）に半導体チップ（１）を保持した状態で、はんだ供給部（１０）によって基板（２）の一面にはんだ（４）を供給した後、はんだ供給部（１０）およびチップ搭載部（２０）を一体に移動させて、はんだ（４）の上に半導体チップ（１）を位置させ、チップ搭載部（２０）による半導体チップ（１）の搭載を行うようにした半導体装置の製造方法が提供される。
【００３０】
本発明の製造方法によっても、上記マウント装置による効果が発揮され、はんだ供給部（１０）とチップ搭載部（２０）とを一体化したときに、チップ搭載部（２０）からはんだ供給部（１０）への熱伝導を抑制するとともに、これら両部（１０、２０）の基板（２）への衝突を防止することができる。
【００３１】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態に係るマウント装置の概略断面図であり、（ｂ）は、同マウント装置の先端部の概略平面図である。
【図２】従来の一般的なマウント装置を用いて本発明者が試作した比較例としての製造方法を示す工程図である。
【図３】本実施形態のマウント装置による半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図４】耐久試験による接合強度の低下を調査した結果を示すグラフである。
【図５】半導体チップの接合面におけるはんだの濡れ性を調査した結果を示すグラフである。
【図６】チップのズレ量のばらつきを調査した結果を示すグラフである。
【図７】本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るマウント装置の概略断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係るマウント装置の概略断面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係るマウント装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００３４】
（第１実施形態）
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る半導体チップ１のマウント装置Ｓ１の概略断面構成を示す図であり、図１（ｂ）は、同マウント装置Ｓ１の先端部の概略平面構成を示す図である。なお、図１（ａ）は、マウント装置Ｓ１により、基板２の導体３上にはんだ４を供給している状態を示している。
【００３５】
本実施形態のマウント装置Ｓ１は、半導体チップ１を基板２の一面にはんだ付けするものであり、具体的には、基板２の一面上の導体３の上に、はんだ４を供給し、その上に半導体チップ１を搭載して、はんだ付けを行うものである。
【００３６】
ここで、半導体チップ１としては、一般的なシリコン半導体などよりなるＩＣチップなどが挙げられる。典型的には、半導体チップ１は矩形板状のものである。また、基板２としては、特に限定されるものではないが、プリント基板やセラミック基板などが挙げられ、また、単層基板でも多層基板でもよい。さらには、基板２としてはリードフレームなどであってもよい。
【００３７】
基板２の一面上の導体３としては、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｗ、Ｍｏなどの導体材料よりなる膜が挙げられる。このような導体３は、メッキやペーストの塗布・硬化などにより形成されるものである。
【００３８】
そして、本実施形態のマウント装置Ｓ１は、基板２の一面上の導体３上にはんだ４を供給するはんだ供給部１０と、半導体チップ１を保持しつつ基板２の一面に供給されたはんだ４の上に半導体チップ１を搭載するチップ搭載部２０と、を備え、これら両稼働部１０、２０が一体化されたものである。
【００３９】
これらはんだ供給部１０、チップ搭載部２０の個々の構成は、従来の一般的なものと同様のものにできる。本実施形態では、はんだ供給部１０は、はんだ４として糸状はんだやはんだボールを供給するものであり、その先端部１１を基板２の一面に対向して配置させた状態で、当該先端部１１から、たとえば糸状のはんだ４を基板２の一面に供給するノズルとして構成されている。
【００４０】
具体的には、はんだ供給部１０は柱状をなし、その内部には軸方向に延びて貫通する貫通孔１２を有している。そして、この貫通孔１２に糸状のはんだ４を通し、先端部１１からはんだ４が送り出されるようになっている。このように貫通孔１２は、はんだ供給部１０の内部から先端部１１まで、はんだ供給部１０の軸方向に延びて、はんだが通る内孔１２として構成されている。
【００４１】
また、この貫通孔１２の孔形状は一般的な円形でもよいが、ここでは、図１（ｂ）に示されるように、本実施形態独自の構成として、貫通孔１２の内面に更に凹凸部１２ａが形成されたものとなっている。ここでは、この凹凸部１２ａは、貫通孔１２の内面に、はんだ供給部１０の軸方向（図１（ｂ）の紙面垂直方向）に延びる溝を複数設けることによって形成されている。
【００４２】
この凹凸部１２ａは、貫通孔１２の内面とはんだ４との接触面積を低減するためのものである。また、この凹凸部１２ａにより、貫通孔１２の内部にはんだ４が通っている状態にて、はんだ４と貫通孔１２の内面との間に隙間が形成される。
【００４３】
また、これも本実施形態独自の構成として、はんだ供給部１０には、貫通孔１２を通るはんだ４の酸化を防止するために、窒素と水素の混合ガス（Ｎ２＋Ｈ２）などの還元性ガスを貫通孔１２内部に流通させるための出入り口１３、１４が設けられている。具体的には、還元性ガスのボンベなどからポンプによって送られる当該還元性ガスが、入口１３から貫通孔１２を流れ出口１４から出ていく、というように流れる。
【００４４】
このように、本実施形態のはんだ供給部１０によれば、このような凹凸部１２ａを設けた貫通孔１２とすることにより、はんだ４が、はんだ供給部１０の内部に詰まるのを防止でき、また、この凹凸部１２ａとはんだ４との隙間に、はんだ４の酸化防止用のガスを通すことができる。
【００４５】
また、チップ搭載部２０は、その先端部２１に半導体チップ１を保持しつつ、半導体チップ１を基板２の一面に対向させ、基板２の一面に向かって降下させることにより、半導体チップ１の搭載を行うものである。
【００４６】
ここでは、チップ搭載部２０は柱状をなし、一般的なものと同様に、その先端部２１に真空吸引によって半導体チップ１を密着させて保持するとともに、吸引を停止して半導体チップ１を離脱させるものとしている。ここで、半導体チップ１が密着する部位である先端部２１は、角錐形状とされており、任意の平面サイズの半導体チップ１を吸引して密着させることが可能となっている。
【００４７】
具体的には、図１（ｂ）に示されるように、チップ搭載部２０の先端部２１に吸引穴２２が設けられ、図示しない真空ポンプなどにより、この吸引穴２２から吸引を行うことで半導体チップ１が、当該先端部２１に密着して保持されるようになっている。
【００４８】
また、チップ搭載部２０は、一般のものと同様、半導体チップ１を加熱するために、たとえば図示しない通電式のヒータなどによりチップ搭載部２０自身が加熱されるようになっている。
【００４９】
これら両稼働部１０、２０は、たとえばステンレスなどの金属などよりなる。そして、本実施形態独自の構成として、図１に示されるように、当該両稼働部１０、２０は、断熱性を有する断熱性材料、たとえばアルミナなどのセラミックよりなる断熱材３０を介して隣り合って配置されている。
【００５０】
これにより、両稼働部１０、２０の間の熱伝導が実質的に防止されたものとなっている。そのため、半導体チップ１を加熱するためにチップ搭載部２０が加熱されたときでも、その熱はチップ搭載部２０からはんだ供給部１０へほとんど伝導されないものとされている。
【００５１】
そして、はんだ供給部１０およびチップ搭載部２０は基板２の一面に平行方向に一体に移動できるとともに、当該両稼働部１０、２０は基板２の一面に垂直方向に互いに独立して移動するようになっている。
【００５２】
具体的には、当該両稼働部１０、２０は、図示しない電気式のアクチュエータなどに保持されて、当該アクチュエータによって、上記した同方向への一体的な移動と、各部１０、２０毎の独立した移動とが可能とされている。このようなことは、たとえば種々のアクチュエータを組み合わせることで容易に実現される。
【００５３】
また、両稼働部１０、２０の基板２の一面に垂直方向における独立移動を可能とするために、断熱材３０は両稼働部１０、２０のどちらか一方に接触して固定され、他方については摺動可能に接触している。たとえば、本実施形態の場合、断熱材３０をチップ搭載部２０の側面に接着などにより接合して固定し、はんだ供給部１０の側面に対しては断熱材３０を固定せずに接触させた構成とすればよい。
【００５４】
次に、本実施形態のマウント装置を用いた半導体装置の製造方法について、述べるが、その前に、比較例として、従来の一般的な製造方法に基づいて本発明者が試作した比較例としての製造方法について、図２を参照して述べておく。
【００５５】
この比較例のマウント装置は、はんだ供給部Ｊ１とチップ搭載部Ｊ２とが別体の構成である。まず、図２（ａ）に示されるように、はんだ供給部Ｊ１によって、基板２の導体３の上に糸状のはんだ４を供給する。
【００５６】
次に、図２（ｂ）に示されるように、はんだ４が供給された基板２をレールなどによって別位置まで移動させ、そこで、チップ搭載部Ｊ２により半導体チップ１をはんだ４上に搭載する。そして、はんだ４を固化させることにより、図２（ｃ）に示されるように、はんだ付けが完了し、半導体チップ１が基板２にはんだ付けされてなる半導体装置ができあがる。
【００５７】
次に、図３を参照して、本実施形態のマウント装置Ｓ１を用いた製造方法について述べる。図３は、本実施形態のマウント装置Ｓ１による半導体装置の製造方法を示す工程図であり、図１（ａ）に対応した断面にて装置Ｓ１およびワークの状態を示している。なお、図３では、はんだ供給部１０におけるはんだの酸化防止用ガスの出入り口１３、１４は省略してある。
【００５８】
本実施形態の製造方法においては、まず、基板２を手動もしくは自動運転により、ロードし、一定の箇所に保持する。保持された基板２はヒータ等の熱源より加熱される。また、マウント装置Ｓ１を、半導体チップ１が置かれている場所まで移動させ、チップ搭載部２０の先端部２１に半導体チップ１を真空吸着する。
【００５９】
そして、図３（ａ）に示されるように、チップ搭載部２０の先端部２１に半導体チップ１を保持した状態で、両稼働部１０、２０を一体的に基板２まで移動し、はんだ供給部１０の先端部１１を基板２の一面上の導体３に対向させる。
【００６０】
このとき、チップ搭載部２０の先端部２１よりも、はんだ供給部１０の先端部１１の方が基板２に近くなるように、基板２の一面と垂直方向に両稼働部１０、２０を独立して移動させる（図３（ａ）参照）。そして、この先端部１１、２１の位置関係を維持しつつ、はんだ供給部１０の先端部１１からはんだ４を送り出し、基板２の導体３上にはんだ４を供給する。
【００６１】
次に、図３（ｂ）に示されるように、基板２は動かさずに固定したまま、はんだ供給部１０およびチップ搭載部２０を一体に移動させて、供給されたはんだ４の上に半導体チップ１を位置させる。
【００６２】
ここでは、はんだ供給部１０によるはんだ４の供給を行った後、はんだ供給部１０およびチップ搭載部２０を、図３（ｂ）中の破線矢印に示されるように、基板２の一面に平行方向にて直線的に同一方向に同時に移動させることにより、はんだ４の上に半導体チップ１を位置させるようにしている。
【００６３】
また、図３（ｂ）に示されるように、このとき、チップ搭載部２０の先端部２１の方が、はんだ供給部１０の先端部１１よりも基板２に近くなるように、基板２の一面と垂直方向に両稼働部１０、２０を独立して移動させる。そして、この先端部１１、２１の位置関係を維持しつつ、マウント装置Ｓ１を基板２側へ下降させ、チップ搭載部２０によって半導体チップ１の搭載を行う。
【００６４】
その後は、本製造方法においても、はんだ４を固化させることにより、図３（ｃ）に示されるように、はんだ付けが完了し、半導体チップ１が基板２にはんだ付けされてなる半導体装置ができあがる。
【００６５】
このように、本実施形態のマウント装置Ｓ１によれば、はんだ供給部１０およびチップ搭載部２０は基板２の一面に平行方向に一体に移動するようになっているから、はんだ供給部１０によって基板２の一面にはんだ４を供給した後、これら両稼働部１０、２０を一体に移動させて、はんだ４の上まで、半導体チップ１を保持したチップ搭載部２０を位置させれば、半導体チップ１を適切に搭載できる。
【００６６】
そして、隣り合って一体化して設けられたはんだ供給部１０とチップ搭載部２０との間に断熱材３０が介在しているから、チップ搭載部２０からはんだ供給部１０への熱伝導を抑制することができる。
【００６７】
また、はんだ供給部１０およびチップ搭載部２０は基板２の一面に垂直方向に互いに独立して移動するようになっているから、はんだ供給部１０の先端部１１とチップ搭載部２０の先端部２１とを相対的に位置変化させることができ、両稼働部１０、２０の基板２や基板２上の部品への衝突を防止することができる。
【００６８】
たとえば、上記図３の例では、はんだ供給のときには、チップ搭載部２０の先端部２１の方を、はんだ供給部１０の先端部１１よりも基板２から遠ざけた位置とし、チップ搭載のときには、はんだ供給部１０の先端部１１の方を、チップ搭載部２０の先端部２１よりも基板２から遠ざけた位置としている。このように、当該両稼働部１０、２０のうち直接動作に関与していない方の先端部を基板２から遠ざけることで、隣の別部品などへの不要な接触を防止する。
【００６９】
なお、基板２上の狙いの作業位置の近辺に、特に別部品や基板２の凹凸などが存在せず、マウント装置Ｓ１と基板２または当該別部品との不要な接触の恐れがない場合には、上記したように、両稼働部１０、２０の先端部１１、２１の位置を相対的に変えることを行うことなく、半田供給やチップ搭載を行ってもよい。
【００７０】
また、本実施形態によれば、上記マウント装置Ｓ１を用いて、半導体チップ１を基板２の一面にはんだ付けしてなる半導体装置を製造する半導体装置の製造方法として、チップ搭載部２０の先端部２１に半導体チップ１を保持した状態で、はんだ供給部１０によって基板２の一面にはんだ４を供給した後、はんだ供給部１０およびチップ搭載部２０を一体に移動させて、はんだ４の上に半導体チップ１を位置させ、チップ搭載部２０による半導体チップ１の搭載を行う製造方法が提供される。
【００７１】
この製造方法によっても、上記マウント装置Ｓ１による効果が発揮され、はんだ供給部１０とチップ搭載部２０とを一体化したときに、チップ搭載部２０からはんだ供給部１０への熱伝導を抑制するとともに、これら両稼働部１０、２０の基板２への衝突を防止することができる。
【００７２】
次に、この本実施形態の効果について、上記図２に示した比較例の製造方法と比較して述べる。
【００７３】
上記図２に示した比較例の方法では、上述したように、はんだ供給部Ｊ１とチップ搭載部Ｊ２との間の基板１の搬送を必要とするため、その搬送による接合強度の低下、はんだ４表面の酸化、不十分な熱履歴、チップ搭載時の半導体チップ１の位置ずれ、装置サイズの大型化といった各種の問題が発生しやすい。
【００７４】
それに対して、本実施形態では、上記両稼働部１０、２０が断熱された状態で一体化されたものであって、上記したような一体的な移動および独立した移動が可能とされたものである。それゆえ、本実施形態のマウント装置Ｓ１では、基板２の搬送機構が不要な装置構成とされており、これによる効果も大きい。
【００７５】
まず、本実施形態では、半導体チップ１の搭載時に基板２を動かす必要がないために、基板２を固定できる。そのため、基板２への熱履歴が安定し、はんだ４の塗布量が安定する。また、基板２を固定しておけば、部分的な熱を加えることができるので、基板２が大型化した場合や、熱を伝えにくい基板に対しても、対応しやすい装置設計が可能となる。
【００７６】
さらに、従来では、基板２の搬送部全体に流していた上記酸化防止用のガスについても、本実施形態では、上述のように、はんだ供給部１０や基板２上にのみ局所的に流せばよいので、当該ガスの使用量の低減につながる。
【００７７】
また、従来では、搬送機構が装置スペースの大半を占めていたが、本実施形態では、当該搬送機構が不要になるため、省スペース化も可能となり、コンパクトで少量多品種に適した装置が可能となる。
【００７８】
さらに、上記図２に示した比較例の方法と、本実施形態のマウント装置Ｓ１による製造方法とで、より具体的に比較検討を行い、本実施形態の効果を調査した結果を示す。
【００７９】
本実施形態では、上記したような一体型の構造としたことの利点により、はんだ供給とほぼ同時に半導体チップ１を実装するので、はんだ４と導体３との拡散時間を短縮でき、過剰拡散による接合強度の低下を抑制できるという効果がある。
【００８０】
図４は、耐久試験による接合強度の低下を調査した結果を示すグラフである。耐久試験としては、上記比較例および本第１実施形態の各方法で作製したはんだ付け後のサンプルを、１００℃〜２００℃の高温に放置し、放置時間（耐久時間）に対するはんだ接合部の接合強度を、引っ張り強度（単位：ｋｇｆ）として求めた。
【００８１】
図４に示されるように、初期においては、比較例と本実施形態とで接合強度の差異は小さい。しかし、耐久時間が増加するにつれて、その差異が大きくなっていき、本実施形態は比較例に比べて接合強度の低下が小さいことが確認された。このように、はんだ４の拡散を抑制することで、耐久試験による強度が従来と比較して向上しているという効果が得られた。
【００８２】
また、本実施形態によれば、はんだ供給してからチップ搭載までの時間を短縮できるから、はんだ４の表面酸化によるボイドの発生を抑制することができ、はんだ４に表面酸化膜が生成されることによる半導体チップ１の接合面の不濡れが解消される。
【００８３】
図５は、半導体チップ１の接合面におけるはんだ４の濡れ性を調査した結果を示すグラフである。ここで、濡れ量（単位：μｍ）は、半導体チップ１の接合面において、ある一点からはんだ４が広がる距離として定義されるもので、この濡れ量が大きいほど、はんだ濡れ性が良好であることになる。
【００８４】
図５に示されるように、本実施形態によれば、従来と比較して、半導体チップ１の接合面へのはんだ４の濡れ性が向上し、従来では、半導体チップ１の端部にて発生が顕著であったはんだ４の不濡れが大幅に改善されることが確認された。
【００８５】
さらに、本マウント装置Ｓ１のような両部１０、２０が一体型である構造の利点としては、基板２を固定したまま、はんだ供給部１０とチップ搭載部２０との位置を入れ替えればよいので、搬送を行う上記比較例の場合と比べて、供給されたはんだ４上に、精度よく半導体チップ１を搭載することが容易となる。つまり、はんだ４と半導体チップ１との位置ずれが大幅に低減される。
【００８６】
図６は、はんだ４と半導体チップ１との位置ずれ、つまりチップのズレ量（単位：μｍ）のばらつきを調査した結果を示すグラフである。このズレ量は、はんだ４のある一点に対する半導体チップ１の位置ズレを表したものである。図６に示されるように、本実施形態によれば、従来と比較して、半導体チップ１のズレ量のばらつきが低減できることが確認された。
【００８７】
（第２実施形態）
図７は、本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を断面的に示す工程図である。本実施形態は、上記第１実施形態に比べて、マウント装置Ｓ１における両稼働部１０、２０の位置を入れ替える際の動きが相違するものであり、ここでは、その相違点を中心に述べることとする。
【００８８】
図７に示されるように、本実施形態では、はんだ供給部１０によるはんだ４の供給を行った後、基板２は動かさずに、その位置を固定したまま、はんだ供給部１０およびチップ搭載部２０を、図７（ｂ）中の円弧状矢印に示されるように、基板２の一面と垂直方向の軸を中心として基板２の一面に平行方向にて一体に回転させる。
【００８９】
ここでは、当該回転前のはんだ供給部１０の位置までチップ搭載部２０を移動させる。つまり、当該回転前と当該回転後とでは、当該回転の軸を境として、はんだ供給部１０とチップ搭載部２０との位置が入れ替わるように、両稼働部１０、２０を回転させる。それにより、基板２の一面上にてはんだ４の上に半導体チップ１を位置させるようにする。
【００９０】
このように、両稼働部１０、２０の一体移動によるはんだ４上の両稼働部１０、２０の位置の入れ替えが、上記第１実施形態では、基板２の一面に平行な直線方向への移動によるものであったが、本実施形態では回転によるものとしている。そして、この場合も、上記第１実施形態と同様に、チップの位置ズレの低減などの効果が得られる。
【００９１】
（第３実施形態）
図８は、本発明の第３実施形態に係る半導体チップ１のマウント装置の概略断面構成を示す図である。本実施形態は、上記第１実施形態のマウント装置に比べて、はんだ供給部１０に対して、はんだ供給量を一定にする機構１００、１０１を設けたことが相違するものであり、ここでは、その相違点を中心に述べることとする。
【００９２】
図８に示されるように、当該機構としては、まず、はんだ供給部１０の先端部１１とは反対側の端部に、はんだ４を事前にカットするカッター１００を設ける。そして、はんだ供給部１０の先端部１１には、カットされたはんだ４が落ちないように、シャッター１０１を設ける。
【００９３】
ここでは、シャッター１０１によってはんだ供給部１０の先端部１１における貫通孔１２の開口部を閉塞した状態で、当該先端部１１とは反対側の端部における貫通孔１２の開口部から、当該貫通孔１２の内部に糸状のはんだ４を送り込み、その後、上記先端部１１とは反対側の端部にて、カッター１００で、はんだ４をカットする。
【００９４】
そして、シャッター１０１は、はんだ供給部１０の先端部１１における貫通孔１２の開口部を開閉可能に移動するものであり、はんだ４の供給時には、シャッター１０１を移動させて当該開口部を開けることにより、はんだ４を基板２の導体３上に供給する。たとえば、これらカッター１００やシャッター１０１は、図示しない電気式のアクチュエータなどにより駆動される。
【００９５】
このように、本実施形態の上記機構１００、１０１によれば、一回の供給で供給されるはんだ４の長さを一定にできるので、はんだ供給量を常に一定の量に保つことができる。そのため、供給時のはんだ塗付量が安定し、半導体チップ１の搭載位置や搭載後の高さのばらつきを低減することが可能となる。
【００９６】
（第４実施形態）
図９は、本発明の第４実施形態に係る半導体チップ１のマウント装置の概略断面構成を示す図である。本実施形態は、上記第１実施形態のマウント装置に比べて、はんだ供給部１０を傾斜させた配置としたことが相違するものであり、ここでは、その相違点を中心に述べることとする。
【００９７】
上記各実施形態では、はんだ供給部１０におけるはんだ４の送り出しの角度は、基板２の一面に対して実質垂直であったが、本実施形態では、図９に示されるように、当該角度を、基板２の一面に対して傾斜させている。
【００９８】
具体的には、柱状のはんだ供給部１０の先端部１１側がチップ搭載部２０に近く、当該先端部１１とは反対側がチップ搭載部２０から遠くなるように、はんだ供給部１０を傾斜させる。
【００９９】
それにより、上記垂直の場合よりも半導体チップ１に近い位置にはんだ４を供給することが可能となり、はんだ供給からチップ搭載までの時間を、さらに短縮することが可能である。
【０１００】
なお、上記第１実施形態では、断熱材３０をチップ搭載部２０の側面に接着固定し、はんだ供給部１０の側面に対しては断熱材３０を固定せずに摺動可能に接触させたが、本実施形態では、これとは逆に、断熱材３０をチップ搭載部２０の側面に摺動可能に接触させるとともに、基板２の一面と垂直に延びるはんだ供給部１０の側面に対しては断熱材３０を接着固定した構成とすればよい。それにより、本実施形態において、両稼働部１０、２０の基板２の一面に垂直方向における独立移動が可能となる。
【０１０１】
（第５実施形態）
図１０は、本発明の第５実施形態に係る半導体チップ１のマウント装置の概略断面構成を示す図である。
【０１０２】
はんだ供給部１０は、糸状はんだ、はんだボール、はんだ箔等の、様々な種類のはんだ材を扱うことが可能な構造に変更することが可能である。上記各実施形態では、糸状はんだ、または、はんだボールとしてのはんだ４に対応したはんだ供給部１０の例を示したが、図１０に示される例では、はんだ箔としてのはんだ４に対応したはんだ供給部１０の例を示している。
【０１０３】
この場合、はんだ箔としてのはんだ４は、はんだ供給部１０の先端部１１に、吸着形式により保持され、基板２の一面の導体３上に搭載される。
【０１０４】
なお、この場合、はんだ供給部によるはんだ４の保持、離脱は、チップ搭載部２０の場合と同様に真空ポンプなどにより行える。こうして、はんだ箔としてのはんだ４の供給が行われた後は、上記各実施形態と同様に、チップ搭載部２０による半導体チップ１の搭載が可能である。
【０１０５】
（他の実施形態）
なお、はんだ供給部１０のはんだ４の供給方法、および、チップ搭載部２０の半導体チップ１の保持方法については、上記した糸はんだの送り出しや吸着などに限定されるものではなく、その他、一般的に用いられている各種の方法が採用可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１      半導体チップ
２      基板
４      はんだ
１０    はんだ供給部
１１    はんだ供給部の先端部
１２    内孔
１２ａ  凹凸部
２０    チップ搭載部
２１    チップ搭載部の先端部
３０    断熱材
【図１】
2011003580.tif 000003
【図２】
2011003580.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011003580.tif 000006
【図５】
2011003580.tif 000007
【図６】
2011003580.tif 000008
【図７】
2011003580.tif 000009
【図８】
2011003580.tif 000010
【図９】
2011003580.tif 000011
【図１０】
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