(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体装置のサイズ、電極間ピッチ、半導体装置の反りに影響されること無く、適切なフラックス量を安定して供給する。【解決手段】半導体装置７へのフラックス転写方法は、先端にフラックス２を付着できる転写ピン５を持つフラックス転写ヘッド３内に、気体もしくは液体１０を薄いゴム材で袋状に閉じ込める構成の弾性体８を有し、この弾性体により転写ピンの上下動を制御し、半導体装置の電極部６にフラックス転写を行うこと。半導体装置へのフラックス転写方法では、半導体装置の反り等により、電極部が水平でない場合においても、上記弾性体により均等にフラックス転写できること。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端にフラックスを付着できる転写ピンを持つフラックス転写ヘッド内に薄いゴム材で気体もしくは液体を袋状に閉じ込める構成の弾性体を有し、この弾性体により転写ピンの上下動を制御し、半導体装置の電極部にフラックス転写を行うことを特徴とする、半導体装置へのフラックス転写方法。
【請求項２】
前記半導体装置へのフラックス転写圧力を、転写ヘッド内に薄いゴム材で気体もしくは液体を袋状に閉じ込める構成の弾性体により、任意に変更できることを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置へのフラックス転写方法。
【請求項３】
前記半導体装置の反り等により、電極部が水平でない場合においても、転写ヘッド内に薄いゴム材で気体もしくは液体を袋状に閉じ込める構成の弾性体により、均等にフラックス転写できることを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置へのフラックス転写方法。
【請求項４】
前記転写ヘッド内に薄いゴム材で気体もしくは液体を袋状に閉じ込める構成の弾性体は、材質に溶剤に強いエチレン・プロピレンゴム材を使用し、かつ内部気圧もしくは液圧調整を任意に行えることを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置へのフラックス転写方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、および半導体装置の製造方法に関し、特に、複数のボール電極が二次元的に配列されたＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）型の半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＢＧＡパッケージにおけるはんだボール搭載時のフラックス塗布方法は、例えば図１０のように半導体装置７の電極６に、メタルマスク１１を用いて液状フラックス２をスキージ１２にて印刷、塗布された液状フラックス２上にボールを搭載し、リフロー炉等で加熱し、半導体装置電極６にはんだボールを接合させるものである。フラックス塗布方法として、先端にフラックスを付着させることが可能なピンを持つ転写ヘッドを用いた、ピン転写方法も実用化されている。ピン転写でのフラックス転写方法であるが、図６（ａ）のように、ステージ１上にあらかじめレベリングされた液状フラックス２に、転写ヘッド３を下降させ転写ピン５先端に液状フラックス２を付着させる。このとき転写ヘッド３内の弾性体４により、ピン５に掛かる負荷を軽減させている。
【０００３】
図６（ｂ）のように、液状フラックス２を付着させた転写ヘッド３を半導体装置７の電極６上に移動させ、位置合せを実施後、転写ヘッド３を下降させ、転写ヘッド３のピン５を半導体装置７の電極６に接触させる事により、液状フラックス２を電極６に転写させる。
【０００４】
このとき転写ヘッド３内の弾性体４により、ピン５及び半導体装置７に掛かる負荷を軽減させている。
【０００５】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００１−３５８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら従来方法では、フラックス印刷時に半導体装置の反り、半導体装置の電極ランドサイズ等の影響により印刷不良が発生し、はんだボール搭載不良が発生していた。又、フラックスの張力により、フラックス印刷用のメタルマスクに半導体装置が張り付く等のマシントラブルの発生要因となっている。
【０００７】
転写ヘッドを用いたフラックスピン転写方法においても、半導体装置の反りの影響により、フラックス転写時に図７に示す通り、半導体装置７の電極部６とフラックス転写ピン５が平行でない場合、転写ヘッド３を下降させても電極６に液状フラックス２が接触しない。転写ピン５を全ての電極６に接触させるためには、図８に示すように転写ヘッド３を押し込み、半導体装置７の電極６にフラックス転写ピン５を押し当てる必要がある。このような状態を継続する事により、弾性体４の劣化により、図９に示すように転写ピン５が平行に保たれなくなり、転写ピン５の上下動異常を発生させる。転写ピン５の上下動異常であるが、弾性体４はスポンジで構成されており、転写ピン５との接触面に薄いアルミ箔が張られている。半導体装置７の反りにより、転写ヘッド３の過度の下降を繰り返す事により、アルミ箔、弾性体４に転写ピン５の食い込みが発生し、転写ピン５の上下動異常発生の要因となっている。又、転写ピン５はある一定時間生産後、先端の洗浄を行うが、有機溶剤を用いての洗浄となるため、弾性体４に有機溶剤が染み込み、弾性体４の劣化の要因になっている。上記の内容により転写ピン５の上下動異常を発生させ、液状フラックス２付着不良、はんだボール付着等設備トラブル発生の要因となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の半導体装置へのフラックス転写方法は以下のような方法である。
【０００９】
すなわち本発明による半導体装置へのフラックス転写方法は、先端にフラックスを付着させる事が可能なピンを有した転写ヘッドで、転写ピンの上下動を内部に有した気体を薄い弾性体で袋状に閉じ込める構成、いわゆる自動車のエアーバッグ構造のようなもの（以下エアーバッグ構造弾性体と表記）により制御する事を特徴としている。エアーバッグ構造弾性体内部は気体にこだわらず、液体を注入しても同様の効果が得られる。
【００１０】
さらに、転写ヘッド内のエアーバッグ構造の弾性体は、内部の気圧もしくは液圧を任意に変更できる事を特徴としている。
【００１１】
本発明では、転写ヘッド内エアーバッグ構造弾性体の気圧もしくは液圧を調整する事により、半導体装置に反りがあっても、反りにそって転写ピンの追従が可能であり、フラックス転写が容易に出来る事を特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明の手段を用いることにより、半導体装置にフラックス転写時、半導体装置の反りの状態に関係なく、転写ピンに負荷を低減しつつ、かつ容易にフラックス転写を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
まず始めに半導体装置製造工程について、簡単に説明する。図１（ａ）はフリップチップ工程の説明図であり、シリコンチップＩの電極部にＳＢＢを施し、Ａｇペーストを転写されたバンプ電極部IIを、キャリアIVのキャリア電極IIIに位置合せを実施後、図１（ｂ）のようにシリコンチップＩとキャリアIVをフリップチップ接続する。その後図１（ｃ）のようにシリコンチップＩとキャリアIVの間にエポキシ樹脂VIを注入し、樹脂封止する。樹脂封止されたキャリア出力電極Ｖに図１（ｄ）のようにフラックスVIIを塗布し、図１（ｅ）のようにキャリア出力電極ＶにはんだボールVIIIを搭載する。搭載後、リフロー装置にてはんだボールを溶融させ、図１（ｆ）のようにキャリア出力電極Ｖと接続させる。以上の工程により、半導体装置が完成する。本発明は、製造工程図（図１（ｄ））についてのものである。引き続き本発明の実施形態の外観図について説明する。図２は本発明の実施形態の半導体装置へのフラックス転写方法の側面図である。図２（ａ）に示す通りステージ１にてあらかじめレベリングされた液状フラックス２を、転写ヘッド３を下降し転写ピン５に付着させ、図２（ｂ）に示すとおり半導体装置上面に移動させ、液状フラックス２を半導体装置７裏面電極６に転写することにより、安定したフラックスの供給が可能である。この転写時に半導体装置７及び転写ピン５に掛かる負荷は、エアーバッグ構造弾性体８により緩和される。エアーバッグ構造弾性体８内部の気圧もしくは液圧１０は、エアーバッグ構造弾性体８に直結されたエアージョイントもしくは液体用ノズル９のバルブを調整する事により、可変が可能であり本発明の最大の特徴となっている。本文での半導体装置はフリップチップ工法を用いたセラミック材を使用したものであるが、本発明では工法、インターポーザーの材質にこだわらず、装置裏面に電極を有した半導体装置においても有効である。また半導体装置裏面電極部の電極間ピッチについては、０．４ｍｍピッチから１．２６ｍｍピッチ間で有効であるが、０．４ｍｍピッチから０．６５ｍｍピッチの狭ピッチに対し、特に有効である。本発明で使用する液状フラックスについては、特に制約は無いが、水溶性かつ高粘度のものの方が望ましい。
【００１５】
（第２の実施形態）
図３（ａ）のように、半導体装置７に反りがある場合、転写ヘッド３の転写ピン５が半導体装置７の電極６と平行でない場合、転写ヘッド３を下降させても、半導体装置７の電極６に液状フラックス２が接触しない。転写ピン５を全ての電極６に接触させる為には、図４に示すように、転写ヘッド３を押し込み、半導体装置７の電極６に転写ピン５を押し付ける必要がある。このとき半導体装置７及び転写ピン５に掛かる負荷は、エアーバッグ構造弾性体８内の気圧もしくは液圧１０により吸収される。半導体装置の反りの大きさは、−５００μｍから＋５００μｍの間であることが望ましい。又、半導体装置７の反りがある程度一定の場合、図３（ｂ）に示すようにあらかじめ転写ピン５を、半導体装置７の反りに合せ、転写ピン５の個々の長さを変更しておくことも可能である。上記反りのある半導体装置７に液状フラックス２を転写後、図５のように半導体装置７に反りの無い場合、転写ヘッド３内のエアーバッグ構造弾性体８内の気圧もしくは液圧１０により、転写ピン５は平行に保たれている為、問題なく対応する事が可能である。
【００１６】
（第３の実施形態）
前記反りのある半導体装置７にフラックス転写を続けた場合、従来のフラックス転写方法では、図９に示すように転写ヘッド３内、弾性体４の疲労により転写ピン５が平行に保たれなくなり、反りの無い半導体装置７へのフラックス転写が難しくなってくる事がある。本発明では図４に示すように転写ヘッド３内のエアーバッグ構造弾性体８が圧縮される事により半導体装置７の反りに対応し、転写後転写ヘッド３が上昇したときにエアーバッグ構造弾性体８内の気圧もしくは液圧１０により、図５に示す通り、転写ピン５は平行に保たれ、反りの無い半導体装置７への転写についても問題なく対応する事が出来る。
【００１７】
（第４の実施形態）
本発明の特徴である転写ヘッド３内エアーバッグ構造弾性体８について説明する。本エアーバッグ構造弾性体８は、溶剤に強いエチレン・プロピレンゴムを材料としている為、転写ピンの洗浄等のメンテナンスに対して、強い耐久性を有している。図６（ａ）に示す従来の転写ヘッド３内の弾性体４は、スポンジ材で構成されており、転写ピン５との接触面にアルミ箔が張られている為、過度の負荷、有機溶剤による転写ピン５の洗浄等により劣化しやすく、その点も本発明では改善されている点である。又、エアーバッグ構造弾性体８内への気体もしくは液体の注入については、エアーバッグ構造弾性体８に直結されたエアージョイントもしくは液体用ノズル９より注入し、バルブにて内部気圧もしくは注入量により液圧１０の調整を行う。この時の気圧もしくは液圧１０は半導体装置７の反りの状態により任意に設定できるが、半導体装置電極部への負荷を考えた場合、１０ｇｆ／ｍｍ2〜２０ｇｆ／ｍｍ2に設定することが望ましい。又、エアーバッグ構造弾性体８の材質は、エチレン・プロピレンゴム以外にも、ブチルゴム、シリコーンゴム等の溶剤に強い材料を用いる事が望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明の半導体装置へのフラックス転写方法は、半導体装置製造ボール付け工程において、半導体装置の大きさ、種類に関係なく有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】半導体装置製造工程説明図
【図２】本発明の半導体装置へのフラックス転写方法の側面図
【図３】本発明の半導体装置へのフラックス転写課題の側面図
【図４】本発明の半導体装置へのフラックス転写課題への対応側面図
【図５】本発明の半導体装置へのフラックス転写課題解決方法の側面図
【図６】従来のフラックスピン転写方法の側面図
【図７】従来のフラックスピン転写課題の側面図
【図８】従来のフラックスピン転写課題への対応側面図
【図９】従来のフラックスピン転写方法の問題点の側面図
【図１０】従来のフラックス印刷方法の側面図
【符号の説明】
【００２０】
(a)  フリップチップ工程１
(b)  フリップチップ工程２
(c)  封止工程
(d)  フラックス印刷工程
(e)  はんだボール搭載工程
(f)  半導体装置完成品
Ｉ  シリコンチップ
II  バンプ電極部
III  キャリア電極
IV  キャリア
Ｖ  キャリア出力電極
VI  エポキシ樹脂
VII  フラックス
VIII  はんだボール
１  ステージ
２  液状フラックス
３  転写ヘッド
４  弾性体
５  転写ピン
６  半導体装置電極
７  半導体装置
８  エアーバッグ構造弾性体
９  エアージョイントもしくは液体用ノズル
１０  気圧もしくは液圧
１１  メタルマスク
１２  スキージ
【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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【図８】
2005251830.tif 000010
【図９】
2005251830.tif 000011
【図１０】
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