(57)【要約】【課題】半導体チップとパッケージ基板間のアンダーフィルの充填においてボイドの発生を低コストで回避する。【解決手段】先端吐出部１４が有するノズル１４１をフリップチップ接続された半導体チップ２１とパッケージ基板２３との間に挿入して、半導体チップ２１とパッケージ基板２３との間でノズル１４１からアンダーフィルを吐出させることで、アンダーフィルを充填する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フリップチップ接続された半導体チップとパッケージ基板との間にアンダーフィルを充填するアンダーフィル吐出装置において、
平坦部を有しアンダーフィルを吐出するノズルを先端に有する先端吐出部と、
前記先端吐出部を移動させる駆動部と、
前記駆動部の動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記駆動部を制御することで、前記先端吐出部が有する前記ノズルをフリップチップ接続された前記半導体チップと前記パッケージ基板との間に挿入して、前記半導体チップと前記パッケージ基板との間で前記ノズルからアンダーフィルを吐出させることを特徴とするアンダーフィル吐出装置。
【請求項２】
前記ノズルが有する平坦部の厚みは、１５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のアンダーフィル吐出装置。
【請求項３】
前記ノズルは、前記平坦部と前記駆動部との間に湾曲部を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載のアンダーフィル吐出装置。
【請求項４】
前記ノズルは、アンダーフィルを吐出可能な開口を複数有することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のアンダーフィル吐出装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記駆動部を制御することで、前記先端吐出部が有する前記ノズルをフリップチップ接続された前記半導体チップと前記パッケージ基板との間で移動させながら、前記ノズルからアンダーフィルを吐出させることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のアンダーフィル吐出装置。
【請求項６】
前記制御部は、アンダーフィルの吐出量を前記ノズルの移動途中で変化させることを特徴とする請求項５記載のアンダーフィル吐出装置。
【請求項７】
前記先端吐出部を複数有し、
前記複数の先端吐出部は、請求項１から請求項４記載のアンダーフィル吐出装置が備える先端吐出部のうちいずれか１種類、または、複数種類の組合せから成ることを特徴とするアンダーフィル吐出装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記駆動部を制御することで、前記複数の先端吐出部が有する前記ノズルのうち少なくとも１つのノズルをフリップチップ接続された前記半導体チップと前記パッケージ基板との間で移動させながら、当該移動させているノズルからアンダーフィルを吐出させることを特徴とする請求項７記載のアンダーフィル吐出装置。
【請求項９】
前記制御部は、アンダーフィルの吐出量を当該移動させているノズルの移動途中で変化させることを特徴とする請求項８記載のアンダーフィル吐出装置。
【請求項１０】
平坦部を有しアンダーフィルを吐出するノズルを先端に有する先端吐出部と、前記先端吐出部を移動させる駆動部と、制御部とを備え、フリップチップ接続された半導体チップとパッケージ基板との間にアンダーフィルを充填するアンダーフィル吐出装置のアンダーフィル吐出方法において、
前記制御部が、前記駆動部を制御することで、前記先端吐出部が有する前記ノズルをフリップチップ接続された前記半導体チップと前記パッケージ基板との間に挿入して、前記半導体チップと前記パッケージ基板との間で前記ノズルからアンダーフィルを吐出させるステッップを備えることを特徴とするアンダーフィル吐出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハンダバンプを用いた半導体チップとパッケージ基板との接続の信頼性を高めるために半導体チップとパッケージ基板との間に充填されるアンダーフィルを吐出するアンダーフィル吐出装置及びアンダーフィル吐出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
端子数の多い半導体チップとパッケージ基板との接続の形態の１つとして、フリップチップ接続がある。
フリップチップ接続では、半導体チップの再配線層側表面に設けられた端子電極に、微小なハンダの突起（ハンダバンプ）を設け、半導体チップを逆さま（Ｆｌｉｐ−Ｃｈｉｐ）にし、ハンダバンプをパッケージ基板表面の端子電極位置に合わせて半導体チップを置き、加熱することで半導体チップとパッケージ基板との端子電極間をハンダ接続する。
【０００３】
そして、フリップチップ接続されたハンダバンプの保護、半導体チップの動作時の発熱と半導体チップとパッケージ基板の熱膨張係数の差分とに起因する剪断応力及び反り発生の抑制を目的に、半導体チップとパッケージ基板との間のハンダバンプの隙間にアンダーフィルと呼ばれる熱硬化性樹脂を充填し、硬化させる。これにより、ハンダバンプの破断及び端子電極との剥離を防止し、長期間の使用での信頼性を確保することが常套手段となっている。
【０００４】
ところで、この手段では、硬化させたアンダーフィルの内部にボイドと呼ばれる気泡が残ると、主に温度上昇に伴う気体の膨張で、半導体チップとパッケージ基板の接続を剥離させる方向に応力が働き、長期信頼性が著しく低下する。また最悪の場合、半導体チップが割れたり、突然パッケージ基板から剥がれ飛ぶこともあり得る。このボイドは、半導体チップとパッケージ基板との間にアンダーフィルを充填するとき、アンダーフィルの広がり方にむらがある場合に発生しやすい。
【０００５】
半導体チップとパッケージ基板との間のハンダバンプの隙間の高さは、ハンダバンプのサイズで決まり、一般的には数１０μｍから２００μｍの範囲である。さらに端子数が多い半導体チップでは、ハンダバンプが非常にたくさんあり、この数１０μｍから２００μｍの隙間に多数のハンダバンプが支柱として存在する状態となっている。
そこで、一般的なアンダーフィルの充填方法では、半導体チップとパッケージ基板との間の外側、つまり、半導体チップの側端付近でアンダーフィルを吐出し、毛細管現象により、アンダーフィルをハンダバンプの隙間に浸透させる。このとき、ハンダバンプの配置にむらがあると、浸透速度に差が生じ、浸透速度が遅い部分にボイドが発生する。
【０００６】
つまり、フルバンプ配置（具体的な配置の様子は図３（ａ）を用いて後述する）のように隙間内でのバンプ密度が一定であれば、アンダーフィル吐出後に各方向に同じ速度でアンダーフィルが広がり、ボイドが発生しにくい。一方で例えば、外周バンプ配置（具体的な配置の様子は図３（ｂ）を用いて後述する）のように中央部にハンダバンプが無く、中央部の外周にハンダバンプが存在する場合、ハンダバンプが密集している半導体チップの外縁付近での浸透速度が速く、中央部での浸透速度が遅くなるため、半導体チップ中央直下に大きなボイドが発生しやすい。
【０００７】
この対策として、以下に示すような手法（１）〜（５）が採られているが、それぞれに課題がある。
（１）アンダーフィルの粘性を高めることで、浸透速度差を無くす。
［問題点］特定の半導体チップにだけ使用するアンダーフィル材が必要で、生産数が少ない場合でも、最低購入量で購入する必要があり、単価が上がる。また、粘性を変更すると、硬化後の接続強度及び信頼性に影響する。
（２）アンダーフィルの注入位置を注入中に移動する。
［問題点］必ずしも各部分における浸透速度差の解消を保証できるとは限らず、ボイド発生回避が確実ではない。
（３）ハンダバンプ付き半導体チップにアンダーフィルを先に塗布（先塗布）してからパッケージ基板に乗せ、ハンダ接続する。
［問題点］先塗布のための専用装置が必要で、コストがかかる。また、ハンダバンプが半導体チップ表面に接続されている位置の外周部の窪みに空気が残り、必ずしもボイドが取りきれない。
（４）アンダーフィル充填後に減圧装置に入れ、アンダーフィルの中に残った空気をアンダーフィルの外に出す。
［問題点］減圧のための専用装置、冶具が必要となり、コストがかかる。
（５）パッケージ基板に穴を開け、半導体チップ直下からアンダーフィルを吐出する（例えば特許文献１参照）。
［問題点］穴開けのための専用装置が必要となり、コストがかかる。また、穴の位置によりパッケージ基板の設計に制約が生じる。さらに、パッケージ基板の製造費が上昇する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−２７０４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のように、ハンダバンプを用いた半導体チップとパッケージ基板との接続の信頼性確保に必要なアンダーフィルの充填において、ハンダバンプの配置によってはボイドが発生し、接続の信頼性の低下を招く。また、これらの対策として従来行われている手法（１）〜（５）では、ボイド発生の回避が完全ではないので完全な解決策とはならないうえ、専用装置、専用冶具、パッケージ基板の設計制約及び追加加工等により大幅なコスト上昇を招く。ひいては半導体装置を実装した基板、およびその基板を組み込んだ装置の信頼性低下、コスト上昇を招く。
【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、アンダーフィルの充填においてボイドの発生を回避でき、また、ボイドの発生を回避するために要するコスト上昇を大きく抑えることができるアンダーフィル吐出装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係るアンダーフィル吐出装置は、フリップチップ接続された半導体チップとパッケージ基板との間にアンダーフィルを充填するものであって、平坦部を有しアンダーフィルを吐出するノズルを先端に有する先端吐出部と、先端吐出部を移動させる駆動部と、駆動部の動作を制御する制御部とを備え、制御部は、駆動部を制御することで、先端吐出部が有するノズルをフリップチップ接続された半導体チップとパッケージ基板との間に挿入して、半導体チップとパッケージ基板との間でノズルからアンダーフィルを吐出させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、アンダーフィルの充填においてボイドの発生を回避することができるので、半導体チップとパッケージ基板との接続の信頼性を長期にわたり確保できる。また、そのために要するコスト上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１に係るアンダーフィル吐出装置の外観図である。
【図２】フリップチップ接続された半導体装置を示す側面図及び平面図である。
【図３】ハンダバンプの配置例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るアンダーフィル吐出装置がアンダーフィルを吐出し充填する様子を示す断面図及び平面図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係るアンダーフィル吐出装置がアンダーフィルを吐出し充填する様子を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係るアンダーフィル吐出装置がアンダーフィルを吐出し充填する様子を示す平面図である。
【図７】この発明の実施の形態４に係るアンダーフィル吐出装置がアンダーフィルを吐出し充填する様子を示す平面図である。
【図８】この発明の実施の形態５に係るアンダーフィル吐出装置がアンダーフィルを吐出し充填する様子を示す平面図である。
【図９】この発明の実施の形態６に係るアンダーフィル吐出装置がアンダーフィルを吐出し充填する様子を示す平面図である。
【図１０】この発明の実施の形態６に係るアンダーフィル吐出装置がアンダーフィルを吐出し充填する様子を示す平面図である。
【図１１】この発明の実施の形態１〜６に係るアンダーフィル吐出装置の理解を助けるための参考例となるアンダーフィル吐出装置が、アンダーフィルを吐出し充填する様子を示す側面図及び平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明に係るアンダーフィル吐出装置の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１に、この発明の実施の形態１に係るアンダーフィル吐出装置１の概略を、外観図として示す。アンダーフィル吐出装置１は、台１１と、台１１に取り付けられた本体部１２と、本体部１２に取り付けられたアーム部１３と、先端にノズル１４１を有しノズル接続部１４２を介してアーム部１３に取り付けられる先端吐出部１４とから構成される。
【００１５】
台１１に対して本体部１２は図１中Ａの方向に移動可能に取り付けられ、本体部１２に対してアーム部１３は図１中Ｂの方向に移動可能に取り付けられている。アンダーフィル吐出装置１は、台１１ごと図１中Ｃの方向に移動可能である。また、アーム部１３には、あらゆる方向に屈折可能な屈折部１３１が中間に設けられている。これらの構成により、先端吐出部１４を様々な方向に向けてノズル１４１の先端を様々な位置に移動させることが可能となっている。
【００１６】
台１１、本体部１２及びアーム部１３の移動、屈折部１３１の屈折等は、アンダーフィル吐出装置１に備えられたモータ等で構成される駆動部（不図示とするが、本体部１２、アーム部１３に適宜備えられている）の動作により実現される。また、駆動部の動作は、アンダーフィル吐出装置１に備えられた制御部（不図示）により制御される。
【００１７】
、
図２に、アンダーフィル吐出装置１がアンダーフィル充填の対象とする、フリップチップ接続された半導体装置２を示す。図２では、特にＦＣ−ＢＧＡ（Ｆｌｉｐ  Ｃｈｉｐ−Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）パッケージと呼ばれるタイプの、一般的な構造を示している。
図２（ａ）は、半導体装置２の側面図、図２（ｂ）は、半導体装置２の平面図である。
半導体装置２では、半導体チップ２１の再配線層側表面に設けられた端子電極に、ハンダバンプ２２を設け、半導体チップ２１を逆さま（Ｆｌｉｐ−Ｃｈｉｐ）にし、ハンダバンプ２２をパッケージ基板２３表面の端子電極位置に合わせて半導体チップ２１を置き、加熱することで、半導体チップ２１とパッケージ基板２３との端子電極間がハンダ接続されている。
【００１８】
、
アンダーフィル吐出装置１は、このようにフリップチップ接続された半導体チップ２１とパッケージ基板２３との間のハンダバンプ２２の隙間に、アンダーフィルを充填する。
なお、パッケージ基板２３の、ハンダバンプ２２で接続された表面と反対側の表面には、ハンダバンプ２２よりサイズの大きいハンダボール２４が設けられており、このハンダボール２４により、半導体装置２は、プリント配線板（不図示）に実装される。
【００１９】
図３に、ハンダバンプ２２の配置例を示す。図中の点線Ｆは、半導体チップ２１の外縁を示す。図３（ａ）はバンプ密度が一定なフルバンプ配置を、図３（ｂ）は半導体チップ２１の外縁付近でハンダバンプ２２が密集しており、中央部にはハンダバンプ２２が無い外周バンプ配置を、図３（ｃ）はハンダバンプ２２が無い部分が十字を成す十字スリットバンプ配置を、それぞれ示している。
【００２０】
図４に、アンダーフィル吐出装置１が、フリップチップ接続された半導体チップ２１とパッケージ基板２３との間にアンダーフィルを吐出し充填する様子を示す。図中の点線Ｒは、先端吐出部１４の移動経路であり、矢印Ｐはアンダーフィルが浸透する主な経路である。矢印Ｐの長さの差は、相対的な浸透速度の差を示す。また、ハンダバンプ２２の配置は、外周バンプ配置を例とした。
図４（ａ）は、図４（ｂ）に示すＣ−Ｃ線に沿った断面を図中Ｄ方向から見たときの断面図である。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）の平面図であるが、半導体チップ２１は透視してその外縁のみを点線Ｆで示す。
【００２１】
ここで、アンダーフィル吐出装置１の先端に設けられたノズル１４１について詳細を説明する。
ノズル１４１は、自身よりもさらに太いノズル接続部１４２に直線的に接続されている。アンダーフィルは、ノズル１４１の先端の開口から吐出される。
ノズル１４１は、その全体が平坦部１４１ａとなっている。平坦部１４１ａは、その全ての部位が同一平面上に属するものであり、図４に示すような真っ直ぐな円筒の他に、一平面上で分岐した円筒、一平面上で湾曲した円筒等であってよい。また、その断面の形状は円形に限らず、例えば四角形等でもよい。
ノズル１４１（平坦部１４１ａ）は、ハンダバンプ２２により確保された半導体チップ２１とパッケージ基板２３との間に挿入する必要があるため、その厚みの寸法は、一般的なハンダバンプの高さより小さくなくてはならない。このため、最大でも１５０μｍ程度（約１５０μｍ以下）、ハンダバンプ形状によっては１００μｍ以下にする必要がある。
【００２２】
続いて、アンダーフィル吐出装置１が行うアンダーフィル充填動作について説明する。
ノズル１４１を有する先端吐出部１４は、アンダーフィル充填動作開始前、半導体チップ２１とパッケージ基板２３より離れた位置に通常ある（図４では上空）。
外部からアンダーフィル吐出装置１の制御部に動作開始命令が入力されるなどしてアンダーフィル充填動作が開始されると、アンダーフィル吐出装置１の制御部は駆動部の動作を制御して、先端吐出部１４を移動させる。具体的には、先端吐出部１４を、ノズル１４１（平坦部１４１ａ）全ての部位が属する一平面が、半導体チップ２１とパッケージ基板２３と平行になるように、かつ、ノズル１４１先端が、半導体チップ２１とパッケージ基板２３の間のハンダバンプ２２がない部分に対向するように、移動させる。
【００２３】
なお、先端吐出部１４をこの状態へ移動できるのであれば、先端吐出部１４の移動経路は図示したものに限らない。図４では一例として、ノズル１４１（平坦部１４１ａ）全ての部位が属する一平面を半導体チップ２１とパッケージ基板２３と平行にしたまま、ノズル１４１をパッケージ基板２３の表面近くに移動させ、ノズル１４１の水平高さを保ったまま、回転、移動したときの移動経路を示している。
【００２４】
またこの移動制御は、例えばアンダーフィル充填対象の半導体装置２が設置される位置情報及びハンダバンプ２２の配置情報を、アンダーフィル吐出装置１の制御部に予め入力しておくこと、または、既存の物体認識センサ等をアンダーフィル吐出装置１に設け、該センサからの信号に基づき制御部が半導体装置２の位置及びハンダバンプ２２の配置を認識すること等により実現できる。
【００２５】
次に、アンダーフィル吐出装置１の制御部は駆動部の動作を制御して、先端吐出部１４をノズル１４１の延伸方向に移動させ、ハンダバンプ２２が無いところから、ノズル１４１を半導体チップ２１とパッケージ基板２３との間に挿入する。この際、ノズル１４１以外の先端吐出部１４の部位であるノズル接続部１４２、つまりノズル１４１より太い部分がパッケージ基板２３と干渉しないように挿入量を制御する。
【００２６】
次に、ノズル１４１の先端が半導体チップ２１とパッケージ基板２３との間の、ハンダバンプ２２が無い適切な位置に達したところで、アンダーフィル吐出装置１の制御部は駆動部の動作を制御して、先端吐出部１４の位置を固定する。
そして、制御部は、ノズル１４１の先端の開口からアンダーフィルを吐出させる。これは例えば、アンダーフィルをノズル１４１の先端へと送出するポンプ（不図示）の動作を制御部が制御すること等により行われる。
吐出されたアンダーフィルは、まずハンダバンプ２２が無い四角形の領域Ｅ（ハンダバンプ２２の配置によっては円形等の形状も当然ありうる）で広がり、半導体チップ２１外縁付近のハンダバンプ２２が密集する領域に達し、そしてハンダバンプ２２間に浸透する。
【００２７】
以上の動作により、アンダーフィルはまず浸透速度が遅いハンダバンプ２２が無い領域Ｅに広がり、次にハンダバンプ２２が密集する浸透速度が速い領域に広がるので、半導体チップ２１とパッケージ基板２３の隙間全体にアンダーフィルが浸透し、ボイドの発生を抑えることができる。
【００２８】
一方、この発明のアンダーフィル吐出装置１とは異なり、ノズル１４１を半導体チップ２１とパッケージ基板２３の間に挿入してアンダーフィルを吐出するものではないアンダーフィル吐出装置を、この発明の理解を助けるための参考例として以下に説明する。
図１１（ａ）に、参考例のアンダーフィル吐出装置が、フリップチップ接続された半導体チップ２１とパッケージ基板２３との間にアンダーフィルを充填する様子を側面図で、図１１（ｂ）に、外周バンプ配置でのアンダーフィルの様子を半導体チップ２１を透視した平面図で、図１１（ｃ）に、十字スリットバンプ配置でのアンダーフィルの様子を、半導体チップ２１を透視した平面図で、それぞれ示す。
【００２９】
図１１（ａ）に示すように、参考例のアンダーフィル吐出装置は、半導体チップ２１とパッケージ基板２３の間の高さよりも全体的に大径の先端吐出部１５を有している。この先端吐出部１５は、この発明の先端吐出部１４からノズル１４１を除いたもの、つまり、ノズル接続部１４２に相当する。
参考例のアンダーフィル吐出装置は、図１１（ａ）に示すように、半導体チップ２１とパッケージ基板２３との間の外側、つまり、半導体チップ２１の側端付近で先端吐出部１５からアンダーフィルを吐出する。吐出されたアンダーフィルは、毛細管現象により、半導体チップ２１とパッケージ基板２３との間のハンダバンプ２２の隙間へと浸透する。
【００３０】
図１１（ｂ），（ｃ）では、アンダーフィルの吐出位置からアンダーフィルが浸透する様子を上図、硬化したアンダーフィルの状態を下図に示している。
図１１（ｂ）の外周バンプ配置の場合、吐出されたアンダーフィルは、ハンダバンプ２２が密集しており浸透速度が速い半導体チップ２１の外縁付近でまず広がる。そして次に、中央部に広がることになるが、中央部は浸透速度が遅く、アンダーフィルが中央部の全体まで浸透しにくい。したがって、中央部つまり半導体チップ２１中央直下に大きなボイド３が発生しやすい。
【００３１】
また同様に、図１１（ｃ）の十字スリットバンプ配置の場合、吐出されたアンダーフィルは、ハンダバンプ２２が密集した領域でまず広がり、次にハンダバンプが無い十字状の部分である十字スリットで広がることになるが、十字スリットではアンダーフィルの浸透速度が遅く、十字スリット全体まで浸透しにくい。したがって、十字スリットの中心付近の他、該中心から４方向に伸びているスリット部分の途中にもボイド３が発生しやすい。
【００３２】
これに対し、この発明のアンダーフィル吐出装置１によれば、上記の通り半導体チップ２１とパッケージ基板２３の隙間全体にアンダーフィルが浸透するので、ボイドの発生を抑えることができる。
なお、図４では、外周バンプ配置の場合を対象に、アンダーフィルを充填する様子について示したが、図３に示す他のバンプ配置等、様々なバンプ配置で接続されている半導体チップ２１とパッケージ基板２３に対して実施の形態１のアンダーフィル吐出装置１を適用することができる。
【００３３】
また、先端吐出部１４またはノズル１４１を着脱可能としてもよい。この場合、ハンダバンプ２２の配置に応じて、最適な先端吐出部１４またはノズル１４１に交換して使用することができる。
【００３４】
以上のように、この発明の実施の形態１に係るアンダーフィル吐出装置１によれば、フリップチップ接続された半導体チップ２１とパッケージ基板２３の間にノズル１４１を挿入して、アンダーフィルの浸透速度が遅い位置にてアンダーフィルの吐出を行う。このため、半導体チップ２１とパッケージ基板２３の間全体にアンダーフィルが広がり、アンダーフィルの充填においてボイドの発生を回避することができ、半導体チップ２１とパッケージ基板２３との接続の信頼性が長期にわたり確保された半導体装置２を得ることができる。
また、この半導体装置２をプリント配線基板に実装することで、プリント配線基板に組み込まれた回路動作の信頼性も確保できる。
さらに、この半導体装置２を実装したプリント配線基板を用いて構成される通信装置、計算機等の各種装置の信頼性も確保できる。
【００３５】
また、この発明の実施の形態１に係るアンダーフィル吐出装置１において、一般的なアンダーフィル吐出装置から変更する必要があるのは先端吐出部１４のみであるので、手法（１）〜（５）のような従来のボイド回避手法に比べて、低コストでボイドの発生を回避することができる。
【００３６】
実施の形態２．
図５に、本発明の実施の形態２に係るアンダーフィル吐出装置１が、フリップチップ接続された半導体チップ２１とパッケージ基板２３との間にアンダーフィルを吐出し充填する様子を断面図で示す。
実施の形態２に係るアンダーフィル吐出装置１は、ノズルにおいて、実施の形態１で示したアンダーフィル吐出装置１と異なる。なお、ノズル以外の構成は、実施の形態１で示したアンダーフィル吐出装置１と同じである。
【００３７】
実施の形態２のノズル１４３は、先端側に平坦部１４１ａを有するとともに、平坦部１４１ａの駆動部側（駆動部は不図示であるが、本体部１２、アーム部１３に適宜備えられている）に湾曲部１４１ｂを有し、湾曲部１４１ｂはノズル接続部１４２に湾曲して接続する。
湾曲部１４１ｂは、平坦部１４１ａ全ての部位が属する一平面に対して、この一平面の上方または下方のどちらか一方のみに湾曲するものである。図５では、半導体チップ２１とパッケージ基板２３との間にノズル１４３が挿入されるとき、図中の点線Ｈで示す該一平面（半導体チップ２１及びパッケージ基板２３に平行な平面となる）の上方に湾曲している。
【００３８】
実施の形態１で示したノズル１４１は、湾曲部１４１ｂを有さず平坦部１４１ａのみを有し、自身よりも太いノズル接続部１４２と直線的に接続されていた。このため、パッケージ基板２３が半導体チップ２１より広い場合、その広さに応じてノズル１４１の長さを長くしなければ、パッケージ基板２３表面にノズル接続部１４２が接触してしまい、半導体チップ２１とパッケージ基板２３の間にノズル１４１を挿入できなくなる。
しかし、ノズル１４１は非常に細いため、長すぎると先端吐出部１４の移動時にノズル１４１先端の振動が収まるまで時間を要し、あるいは振動しないように低速で移動させる必要が生じ、作業効率が低下する恐れがある。
【００３９】
このため、実施の形態２のノズル１４３は、平坦部１４１ａと、平坦部１４１ａの駆動部側に湾曲部１４１ｂとを有することとした。このようにすることで、半導体チップ２１とパッケージ基板２３の間へのノズル１４３の挿入時、実施の形態２の先端吐出部１４のノズル接続部１４２には、パッケージ基板２３表面と干渉する部分が存在しない。従って、ノズル１４３を長くすることなく、ノズル１４３より太いノズル接続部１４２とパッケージ基板２３表面とが接触するのを避けることができる。
なお、様々なバンプ配置で接続されている半導体チップ２１とパッケージ基板２３に対して、実施の形態２のアンダーフィル吐出装置１を適用することができる。
【００４０】
以上のように、この発明の実施の形態２に係るアンダーフィル吐出装置１によれば、パッケージ基板２３のサイズによらず、実施の形態１と同様の効果が得られる。
また、実施の形態１のアンダーフィル吐出装置１と比較すると、特にパッケージ基板２３のサイズが広い場合の、アンダーフィル充填の作業効率を上げることができる。
【００４１】
実施の形態３． 
図６に、本発明の実施の形態３に係るアンダーフィル吐出装置１が、フリップチップ接続された半導体チップ２１とパッケージ基板２３との間にアンダーフィルを吐出し充填する様子を、半導体チップ２１を透視した平面図で示す。
実施の形態３に係るアンダーフィル吐出装置１が備えるノズル１４４は、実施の形態１，２で示したノズル１４１，１４３に、更に開口を追加したものである。なお、ノズル１４４以外の構成は、実施の形態１，２で示したアンダーフィル吐出装置１と同じである。
実施の形態３のノズル１４４は、先端の開口に加え、側面にも開口１４４ｃを有しており、アンダーフィルが吐出される開口を複数有している。
【００４２】
ノズル１４４が複数の開口を有することにより、ハンダバンプ２２が無い四角形の領域Ｅ（ハンダバンプ２２の配置によっては円形等の形状も当然ありうる）のより広範囲で、アンダーフィルの充填が同時に可能となり、より確実にボイドの発生を抑えることができる。
なお、図６では、外周バンプ配置の場合を対象に、アンダーフィルを充填する様子について示したが、図３に示す他のバンプ配置等、様々なバンプ配置で接続されている半導体チップ２１とパッケージ基板２３に対して実施の形態３のアンダーフィル吐出装置１を適用することができる。
【００４３】
以上のように、この発明の実施の形態３に係るアンダーフィル吐出装置１によれば、実施の形態１と同様の効果が得られるうえ、より確実にボイドの発生を抑えることができる。
【００４４】
実施の形態４． 
図７に、本発明の実施の形態４に係るアンダーフィル吐出装置１が、フリップチップ接続された半導体チップ２１とパッケージ基板２３との間にアンダーフィルを吐出し充填する様子を、半導体チップ２１を透視した平面図で示す。
図７において、実施の形態４に係るアンダーフィル吐出装置１では、半導体チップ２１とパッケージ基板２３との間に挿入したノズル１４１を、その間から引き抜く方向（ノズル１４１の延伸方向と逆方向）に移動させながら、アンダーフィルを吐出するように制御部が制御する。
【００４５】
このように制御することにより、ノズル１４１から吐出されたアンダーフィルが、ハンダバンプ２２が無い四角形の領域Ｅ（ハンダバンプ２２の配置によっては円形等の形状も
当然ありうる）の外縁に位置するハンダバンプ２２それぞれに小さな時間差で到達するので、より確実にボイドの発生を抑えることができる。
また、移動中にノズル１４１の移動速度を変えるように制御してもよい。例えば、ハンダバンプ２２が無い領域の中心付近では移動速度を落として、移動距離当たりのアンダーフィルの吐出量が中心付近で多くなるようにすることで、該領域の外縁に位置するハンダバンプ２２それぞれにさらに小さな時間差で到達するので、より確実にボイドの発生を抑えることができる。
【００４６】
なお、アンダーフィル吐出中のノズル１４１の移動方向は、ノズル１４１の延伸方向と逆方向に限らず、ノズル１４１の延伸方向としてもよい。
また、図７にはノズル１４１を使用したものを示したが、当然ノズル１４３，１４４を使用しても構わない。
また、図７では、外周バンプ配置の場合を対象に、アンダーフィルを充填する様子について示したが、図３に示す他のバンプ配置等、様々なバンプ配置で接続されている半導体チップ２１とパッケージ基板２３に対して実施の形態４のアンダーフィル吐出装置１を適用することができる。
【００４７】
以上のように、この発明の実施の形態４に係るアンダーフィル吐出装置１によれば、実施の形態１と同様の効果が得られるうえ、より確実にボイドの発生を抑えることができる。
【００４８】
実施の形態５．
図８に、本発明の実施の形態５に係るアンダーフィル吐出装置１が、フリップチップ接続された半導体チップ２１とパッケージ基板２３との間にアンダーフィルを吐出し充填する様子を、半導体チップ２１を透視した平面図で示す。
図８において、実施の形態５に係るアンダーフィル吐出装置１では、半導体チップ２１とパッケージ基板２３との間に挿入したノズル１４１が、ノズル１４１の延伸方向と逆方向に移動しながらアンダーフィルを吐出するとともに、その吐出量が移動中に変化するように、制御部で制御する。具体的には、アンダーフィルの吐出開始直後及びアンダーフィルの吐出終了直前よりも、その途中で吐出量が多くなるよう制御部が制御する。
【００４９】
このように制御することにより、ノズル１４１の移動速度が一定になるよう制御部で制御していても、ハンダバンプ２２が無い四角形の領域Ｅ（ハンダバンプ２２の配置によっては円形等の形状も当然ありうる）の中心付近でより多くのアンダーフィルを吐出でき、ノズル１４１から吐出されたアンダーフィルが、該領域の外縁に位置するハンダバンプ２２それぞれに小さな時間差で到達するので、より確実にボイドの発生を抑えることができる。
【００５０】
なお、アンダーフィル吐出中のノズル１４１の移動方向は、ノズル１４１の延伸方向と逆方向に限らず、ノズル１４１の延伸方向としてもよい。
また、図８にはノズル１４１を使用したものを示したが、当然ノズル１４３，１４４を使用しても構わない。
また、図８では、外周バンプ配置の場合を対象に、アンダーフィルを充填する様子について示したが、図３に示す他のバンプ配置等、様々なバンプ配置で接続されている半導体チップ２１とパッケージ基板２３に対して実施の形態５のアンダーフィル吐出装置１を適用することができる。
【００５１】
以上のように、この発明の実施の形態５に係るアンダーフィル吐出装置１によれば、実施の形態１と同様の効果が得られるうえ、より確実にボイドの発生を抑えることができる。
【００５２】
実施の形態６．
図９及び図１０に、本発明の実施の形態６に係るアンダーフィル吐出装置１が、フリップチップ接続された半導体チップ２１とパッケージ基板２３との間にアンダーフィルを吐出し充填する様子を、半導体チップ２１を透視した平面図で示す。
実施の形態６に係るアンダーフィル吐出装置１は、先端吐出部１４を複数備えている点で、実施の形態１〜５で示したアンダーフィル吐出装置１と異なる。また、図示は省略するが、複数の先端吐出部１４それぞれが取り付けられるアーム部１３も複数備えられる。なお、それ以外の構成は、実施の形態１〜５で示したアンダーフィル吐出装置１と同じである。
【００５３】
図９において、実施の形態６に係るアンダーフィル吐出装置１は、先端吐出部１４を２つ備えている。
そして、この２つの先端吐出部１４がそれぞれ有するノズル１４１を、半導体チップ２１とパッケージ基板２３との間に挿入し、それぞれのノズル１４１の先端を、ハンダバンプ２２が無い四角形の領域Ｅ（ハンダバンプ２２の配置によっては円形等の形状も当然ありうる）の中心付近で接近及び相対させたうえで、アンダーフィルを吐出するよう制御部で制御する。
このとき、２つのノズル１４１から吐出されたアンダーフィルの流れが衝突し、２つのノズル１４１が相対しているハンダバンプ２２が無い領域の中心から同心円状に広がる。
【００５４】
これにより、ハンダバンプ２２が無い領域の中心付近に、ノズル１４１が１つしかない場合よりも多くのアンダーフィルを吐出できるとともに、２つのノズル１４１から吐出されたアンダーフィルが該領域の中心から同心円状に広がるので、該領域の外縁に位置するハンダバンプ２２それぞれに小さな時間差でアンダーフィルが到達し、より確実にボイドの発生を抑えることができる。
【００５５】
また、図１０において、実施の形態６に係るアンダーフィル吐出装置１は、先端吐出部１４を４つ備えている。なお、バンプ配置は十字スリットバンプ配置である。
そして、４方向に伸びる、ハンダバンプ２２が無い十字スリットに対し、各方向から１つずつ、４つの先端吐出部１４を、それぞれのノズル１４１の先端が十字スリットの中心付近に位置するまで半導体チップ２１とパッケージ基板２３との間に挿入し、４つのノズル１４１が各ノズル１４１自身の延伸方向と逆方向に移動しながら、アンダーフィルを吐出するよう、制御部で制御する。
【００５６】
これにより、アンダーフィルの浸透速度が遅い十字スリットにも、ハンダバンプ２２が密集している領域とほぼ同じ浸透速度でアンダーフィルを充填できる。
この結果、ハンダバンプ２２が無い十字スリットでのボイド発生をより確実に抑えることができる。
なお、図９及び図１０には全てノズル１４１を使用したものを示したが、当然ノズル１４３，１４４を使用しても構わない。また、使用する複数のノズルは、全て同じ種類のものであってもよいし、ノズル１４１，１４３，１４４を組み合わせてもよい。
【００５７】
また、複数備えた先端吐出部１４のうち、全ての先端吐出部１４が移動しながらアンダーフィルを吐出するよう制御部で制御してもよいし、一部の先端吐出部１４のみが移動しながらアンダーフィルを吐出するよう制御部で制御してもよい。
また、複数備えた先端吐出部１４のうち、全ての先端吐出部１４が移動しながら吐出量を変化させてアンダーフィルを吐出するよう制御部で制御してもよいし、一部の先端吐出部１４のみが移動しながら吐出量を変化させてアンダーフィルを吐出するよう制御部で制御してもよい。
また、図９及び図１０では、外周バンプ配置、十字スリットバンプ配置の場合を対象に、アンダーフィルを充填する様子について示したが、その他様々なバンプ配置で接続されている半導体チップ２１とパッケージ基板２３に対して実施の形態４のアンダーフィル吐出装置１を適用することができる。
【００５８】
以上のように、この発明の実施の形態６に係るアンダーフィル吐出装置１によれば、実施の形態１と同様の効果が得られるうえ、より確実にボイドの発生を抑えることができるとともに、ノズル１４１を複数使用することで、１つの場合と比較して、アンダーフィルの充填時間を短縮でき、半導体装置２の組み立てコスト、ひいては半導体装置２の単価の引き下げも可能である。
【００５９】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１  アンダーフィル吐出装置、２  半導体装置、３  ボイド、１１  台、１２  本体部、１３  アーム部、１４，１５  先端吐出部、２１  半導体チップ、２２  ハンダバンプ、２３  パッケージ基板、２４  ハンダボール、１３１  屈折部、１４１，１４３，１４４  ノズル、１４１ａ  平坦部、１４１ｂ  湾曲部、１４２  ノズル接続部、１４４ｃ  開口。
【図１】
2015103616.tif 000003
【図２】
2015103616.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015103616.tif 000006
【図５】
2015103616.tif 000007
【図６】
2015103616.tif 000008
【図７】
2015103616.tif 000009
【図８】
2015103616.tif 000010
【図９】
2015103616.tif 000011
【図１０】
2015103616.tif 000012
【図１１】
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