(57)【要約】【課題】半導体チップのボンディングパッドとダイパッドに形成したリードフレームとの間をワイヤボンディングすることなく電気的に接続する。【解決手段】ダイパッド１上に半導体チップ３をダイボンディングし、半導体チップ３の周囲の側面に外周面を傾斜平坦面とした絶縁体７を形成し、ダイパッド１に形成したリードフレーム５と半導体チップ３に形成したボンディングパッド８との間にインクジェット印刷装置等の液滴吐出手段で導電性液状材料を吐出して薄膜状の配線パターン９を形成する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイパッド上に半導体チップを装着した後に、当該半導体チップの非装着面に形成されたボンディングパッドと前記ダイパッド上に形成されたリードフレームとの間を電気的に接続するようにした半導体装置において、
前記半導体チップの非装着面と前記ダイパッド上のリードフレームとの間を連接するパターン形成用平坦面を形成し、該パターン形成用平坦面に、液滴吐出手段で吐出した導電性液状材料で前記ボンディングパッド及びリードフレーム間を接続する配線パターンを形成するようにしたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記パターン形成用平坦面は、ダイパッド上に前記半導体チップの周囲を覆うように形成した絶縁層の外周角錐面で構成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
ダイパッド上に半導体チップを装着した後に、当該半導体チップの非装着面に形成されたボンディングパッドと前記ダイパッド上に形成されたリードフレームとの間を電気的に接続するようにした半導体装置において、
前記ダイパッドの半導体チップ装着領域に形成した前記半導体チップをそのボンディングパッドと当該ダイパッド上のリードフレームとが同一高さとなるように収納した半導体チップ収納凹部と、前記半導体チップの側面とこれに対向する半導体チップ収納凹部の側壁との間に充填された上面がダイパッド及び半導体チップの上面と面一となる絶縁層と、液滴吐出手段で吐出した導電性液状材料で前記絶縁層の上面を通って前記ボンディングパッド及びリードフレーム間を接続する配線パターンとを備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
前記液滴吐出手段は、前記半導体チップのボンディングパッド及びダイパッドのリードフレームとの位置関係を撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像した画像情報に基づいて互いに接続するボンディングパッド及びリードフレームを特定して、両者間を接続する描画パターンを設定する描画パターン設定手段と、該描画パターン設定手段で設定された描画パターンに基づいて導電性液状材料を吐出制御して配線パターンを描画する配線パターン描画手段とを備えていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記前記液滴吐出手段は、３次元方向に移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の回路基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイパッド上に半導体チップを装着した後に、当該半導体チップの非装着面に形成されたボンディングパッドと前記ダイパッド上に形成された配線パターンとの間を電気的に接続するようにした半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回路基板としては、基体上に、インクジェット装置を用いて、平均粒子径が１００ｎｍ以下の金属微粒子を水または有機溶剤中に分散させた金属微粒子インクにより、回路パターンを描画し、次いで該基板を熱もしくは光線により処理して前記回路パターンに含まれる重合体又は海面活性剤を分解揮散させて所望の膜厚の導体パターンを形成するようにした配線パターンの形成方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１３４８７８号公報（第１頁〜第４頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、回路基板の表面や基板に形成した透孔内周面にインクジェット装置を用いて導体パターンを形成するようにしているだけで、半導体チップに形成されたボンディングパッドとダイパッド上に形成された配線パターンとを接続するインクジェット装置を用いて導体パターンを形成するという技術思想はなく、ボンディングパッドと配線パターンとの接続はボンディングワイヤを使用したワイヤボンディングに頼らざるを得ないというのが実情である。
そこで、本発明は、上記従来例の課題に着目してなされたものであり、半導体チップに形成されたボンディングパッドとダイパッド上に形成された配線パターンを液滴吐出手段による導電性液状材料の吐出により容易に形成することができる半導体装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明に係る半導体装置は、ダイパッド上に半導体チップを装着した後に、当該半導体チップの非装着面に形成されたボンディングパッドと前記ダイパッド上に形成されたリードフレームとの間を電気的に接続するようにした半導体装置において、前記半導体チップの非装着面と前記ダイパッド上のリードフレームとの間を連接するパターン形成用平坦面を形成し、該パターン形成用平坦面に、液滴吐出手段で吐出した導電性液状材料で前記ボンディングパッド及びリードフレーム間を接続する配線パターンを形成するようにしたことを特徴としている。
【０００６】
この第１の発明では、ダイパッド上に装着した半導体チップのボンディングパッドを形成した非装着面と、ダイパッド上のリードフレームとの間にパターン形成用平坦面を形成し、このパターン形成用平坦面にインクジェット印刷装置等の液滴吐出手段で導電性液状材料を吐出して配線パターンを形成してボンディングパッドとリードフレームとの間を接続するので、ボンディングパッド及びリードフレーム間を接続する配線パターンを薄膜で高精度に形成することができ、配線パターンの電気的寄生成分（直列抵抗、寄生インダクタンス）を低減して回路特性を向上させることができると共に、従来のワイヤボンディングする場合のようにボンディングワイヤが半導体チップより上方に突出することがなく、半導体装置の厚みを薄くすることができる。また、ワイヤボンディングのように、ボンディングワイヤを使用することがないと共に、液滴吐出手段で高精度の配線パターンを形成することができるので、隣接するボンディングパッド間の間隔及び隣接するリードフレームのインナーリード部の間隔を狭めることができると共に、封止材を使用する場合に、ボンディングワイヤが接触することを考慮する必要もないので、成形金型に封止材を高速充填することができ、成形時間を短縮することができる。
【０００７】
また、第２の発明に係る半導体装置は、第１の発明において、前記パターン形成用平坦面は、ダイパッド上に前記半導体チップの周囲を覆うように形成した絶縁層の外周角錐面で構成されていることを特徴としている。
この第２の発明では、ダイパッド上に装着された半導体チップの周囲を覆うように絶縁層を形成し、この絶縁層の外周を角錐面に形成したので、この角錐面で、ダイパッドの上面と半導体チップの非装着面との間を平坦面で連接することができ、液滴吐出手段での導電性液状材料の吐出による配線パターンの形成を不連続部が生じることなく容易正確に行うことができる。
【０００８】
さらに、第３の発明に係る半導体装置は、ダイパッド上に半導体チップを装着した後に、当該半導体チップの非装着面に形成されたボンディングパッドと前記ダイパッド上に形成されたリードフレームとの間を電気的に接続するようにした半導体装置において、前記ダイパッドの半導体チップ装着領域に形成した前記半導体チップをそのボンディングパッドと当該ダイパッド上のリードフレームとが同一高さとなるように収納した半導体チップ収納凹部と、前記半導体チップの側面とこれに対向する半導体チップ収納凹部の側壁との間に充填された上面がダイパッド及び半導体チップの上面と面一となる絶縁層と、液滴吐出手段で吐出した導電性液状材料で前記絶縁層の上面を通って前記ボンディングパッド及びリードフレーム間を接続する配線パターンとを備えたことを特徴としている。
【０００９】
この第３の発明では、ダイパッドに半導体チップ収納凹部を形成し、この半導体チップ収納凹部内に半導体チップを収納してから収納した半導体チップの側面と半導体チップ収納凹部の側壁との間に絶縁層を充填し、この絶縁層で半導体チップの上面とダイパッドの上面とを面一に連接することができ、液滴吐出手段による導電性液状材料の吐出による配線パターンの形成を容易に行うことができる。しかも、半導体チップがダイパッド内に埋設されるので、半導体チップ及び配線パターンを覆う樹脂モールドの厚みを薄くすることができ、半導体装置の厚みを薄くすることができる。
【００１０】
さらにまた、第４の発明に係る半導体装置は、第１乃至第３の何れかの発明において、前記液滴吐出手段は、前記半導体チップのボンディングパッド及びダイパッドのリードフレームとの位置関係を撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像した画像情報に基づいて互いに接続するボンディングパッド及びリードフレームを特定して、両者間を接続する描画パターンを設定する描画パターン設定手段と、該描画パターン設定手段で設定された描画パターンに基づいて導電性液状材料を吐出制御して配線パターンを描画する配線パターン描画手段とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
この請求項４に係る発明では、ダイパッド上に半導体チップを装着した状態での撮像手段で、半導体チップのボンディングパッドとダイパッドのリードフレームとの位置関係を撮像し、その画像情報を解析して互い接続するボンディングパッドとリードフレームとを特定し、特定したボンディングパッド及びリードフレーム間に両者を接続する描画パターンを設定し、設定した描画パターンに基づいて配線パターン描画手段で導電性液状材料の吐出制御を行うことにより、半導体チップのボンディングパッドとダイパッドのリードフレームとを自動的に導電性液状材料で形成される配線パターンで接続することができる。
【００１２】
また、第５の発明は、第１乃至第４の何れかの発明において、前記液滴吐出手段が、３次元方向に移動可能に構成されていることを特徴としている。
この第５の発明では、液滴吐出手段が３次元方向に移動可能に構成されているので、配線パターン形成面が傾斜面や曲率の大きい曲面である場合でも、液滴吐出手段と配線パターン形成面との間隔を一定に維持して導電性液状材料の吐出を行うことができ、回路パターンの形成精度を向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施形態を示す構成図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
図中、ＳＣは半導体装置であって、セラミック基板等で形成されたダイパッドを有する。このダイパッド１はその上面における方形の半導体チップ実装領域２に半導体チップ３を搭載する金属タブ４が形成されていると共に、金属タブ４の周囲に互いに絶縁された多数のリードフレーム５が放射状に形成されている。
また、ダイパッド１の金属タブ４に方形の半導体チップ３が導電性ペースト等の接着剤６で固定され、この半導体チップ３の周囲に、その側面を覆い且つ外周面が底面に行くに従い厚みが増加する傾斜平坦面とされた四角錐面７ａを有する絶縁体７が形成されている。
【００１４】
そして、半導体チップ３の非装着面となる上面に形成された多数のボンディングパッド８と、これに対応するダイパッド１のリードフレーム５との間が、液滴吐出手段としてのインクジェット印刷装置によって、導電性ペースト等の液状材料を吐出することにより、ボンディングパッド８、半導体チップ３の上側縁、絶縁体７の四角錐面７ａ及びダイパッド１の上面を通ってリードフレーム５に至る描画パターンで薄膜状の配線パターン９を形成し、形成した配線パターン９を例えば焼成して硬化させる。
【００１５】
そして、必要に応じて、半導体チップ３、配線パターン９及びリードフレーム５を樹脂、セラミック等の封止剤１０で覆うようにしている。
このような構成を有する半導体装置ＳＣは、図２に示すようにして製造される。すなわち、先ず、図２（ａ）に示すように、放射状のリードフレーム５及びタブ４を形成したダイパッド１を用意し、このダイパッド１上に図２（ｂ）に示すように、タブ４の上に導電性ペースト等の接着剤６で半導体チップ３をダイボンディングする。
【００１６】
次いで、図２（ｃ）に示すように、半導体チップ３の周囲の側面に四角錐面７ａを有する絶縁体７を形成することにより、四角錐面７ａで半導体チップ３の上面及びダイパッド１の上面間を段差なく連接してパターン形成用平坦面を形成する。
次いで、互いに接続するリードフレーム５とボンディングパッド８との間に、液滴吐出手段としてのインクジェット印刷装置を使用して、導電性液状材料を塗布することにより配線パターン９を形成し、その後所定温度で加熱焼成して配線パターン９を硬化させて図１に示す目的とする半導体装置ＳＣを得る。
【００１７】
ここで、ボンディングパッド８とリードフレーム５との間を電気的に接続する配線パターン９を描画するインクジェット印刷装置１１は、図３に示すように、デバイス製造装置Ｓに配設されている。
このデバイス製造装置Ｓは、基台１２の右端側に配設された液滴吐出手段としてのインクジェット印刷装置１１と、基台１２の左端側に配設された予備乾燥装置８０と、インクジェット印刷装置１１及び予備乾燥装置８０間で移動自在に配設され、半導体装置ＳＣを載置する半導体装置保持機構４０とを備えている。
【００１８】
インクジェット印刷装置１１は、基台１２の右端における前後端部に夫々配設された支柱１６Ａの上端間に橋架された水平支持板１６Ｂの左端面に配設されたリニアガイド６０を有する。このリニアガイド６０は上下方向に所定間隔を保って平行に配設された一対の案内レール６０Ａと、これら案内レール６０Ａに案内されると共に、図示しないリニアモータによって前後方向に移動されるスライダ６０Ｂとを有し、スライダ６０Ｂに導電ペースト等の液状材料の液滴を吐出する液滴吐出ヘッド２０が支持されている。
【００１９】
液滴吐出ヘッド２０は、揺動位置決め装置としてのモータ６２，６４，６６，６８を有している。モータ６２を作動すれば、液滴吐出ヘッド２０は、Ｚ軸に沿って上下動して位置決め可能である。このＺ軸はＸ軸とＹ軸に対して各々直交する方向（上下方向）である。モータ６４を作動すると、液滴吐出ヘッド２０は、Ｙ軸回りのβ方向に沿って揺動して位置決め可能である。
【００２０】
モータ６６を作動すると、液滴吐出ヘッド２０は、Ｘ軸回りのγ方向に揺動して位置決め可能である。モータ６８を作動すると、吐出ヘッド２０は、Ｚ軸回りのα方向に揺動して位置決め可能である。
すなわち、液滴吐出ヘッド２０はＸ軸方向（第１の方向）及びＺ軸方向に移動可能に支持されているとともに、α方向、β方向、γ方向に回動可能に支持されており、液滴吐出ヘッド２０の液滴吐出面２０Ｐは、後述するステージＳＴ側の半導体装置ＳＣに対して正確に位置あるいは姿勢をコントロールすることができる。なお、液滴吐出ヘッド２０の液状材料吐出面２０Ｐには液状材料を吐出する複数のノズルが設けられている。
【００２１】
液滴吐出ヘッド２０は、図４に示すように、ノズル２１１を有するノズルプレート２１０と、振動板２３０を有する圧力室基板２２０と、これらノズルプレート２１０と振動板２３０とを嵌めこんで支持する筐体２５０とを備えている。液滴吐出ヘッド２０の主要部構造は、図５の斜視図一部断面図に示すように、圧力室基板２２０をノズルプレート２１０と振動板２３０とで挟み込んだ構造を備える。ノズルプレート２１０には、圧力室基板２２０と貼り合わせられたときにキャビティ（圧力室）２２１に対応することとなる位置にノズル２１１が形成されている。圧力室基板２２０には、シリコン単結晶基板等をエッチングすることにより、各々が圧力室として機能可能にキャビティ２２１が複数設けられている。キャビティ２２１どうしの間は側壁（隔壁）２２２で分離されている。各キャビティ２２１は供給口２２４を介して共通の流路であるリザーバ２２３に繋がっている。振動板２３０は、例えば熱酸化膜等により構成される。振動板２３０には液状材料タンク口２３１が設けられ、不図示のタンク（流動体収容部）からパイプ（流路）を通して任意の液状材料を供給可能に構成されている。振動板２３０上のキャビティ２２１に相当する位置には圧電体素子２４０が形成されている。圧電体素子２４０はＰＺＴ素子等の圧電性セラミックスの結晶を上部電極および下部電極（図示せず）で挟んだ構造を備える。圧電体素子２４０は後述する制御装置ＣＯＮＴから供給される吐出信号に対応して体積変化を発生可能に構成されている。
【００２２】
液滴吐出ヘッド２０から液状材料の液滴を吐出するには、まず、後述する制御装置ＣＯＮＴが液状材料を吐出させるための吐出信号を液滴吐出ヘッド２０に供給する。液状材料は液滴吐出ヘッド２０のキャビティ２２１に流入しており、吐出信号が供給された吐出ヘッド２０では、その圧電体素子２４０がその上部電極と下部電極との間に加えられた電圧により体積変化を生ずる。この体積変化は振動板２３０を変形させ、キャビティ２２１の体積を変化させる。この結果、そのキャビティ２２１のノズル穴２１１から液状材料の液滴が吐出される。液状材料が吐出されたキャビティ２２１には吐出によって減った液状材料が新たにタンクから供給される。
【００２３】
なお、上記液滴吐出ヘッド２０は圧電体素子に体積変化を生じさせて液状材料を吐出させる構成であったが、発熱体により液状材料に熱を加えその膨張によって液滴を吐出させるようなヘッド構成であってもよい。
ここで、図３には液滴吐出ヘッド２０が１つだけ図示されているが、インクジェット装置１１には複数の液滴吐出ヘッド２０が設けられており、これら複数の液滴吐出ヘッド２０のそれぞれから異種又は同種の液状材料が吐出されるようになっている。
【００２４】
また、符号２２は、液滴吐出ヘッド２０の液状材料吐出面２０Ｐにキャップを取り付けて乾燥を防止するクリーニングユニットであり、符号２４は、液滴吐出ヘッド２０の液状材料吐出面２０Ｐをクリーニングするクリーニングユニットである。
また、予備乾燥装置８０には加熱されたガスを半導体装置ＳＣに対して供給するためのガス供給部８１が設けられており、このガス供給部８１がステージＳＴに支持されている基板Ｐに対して対向する位置に設けられている。さらに、予備乾燥装置８０は、支柱８２Ａ，８２Ａと、支柱８２Ａ，８２Ａに固定された水平支持板８２Ｂとを有している。ガス供給部８１は水平支持板８２Ｂに移動装置（移動装置）８３を介して支持されている。移動装置８３は、例えばエアシリンダによって構成されており、ガス供給部８１をＺ軸方向に上下動可能に支持している。ガス供給部８１はＸ軸方向を長手方向としており、下方（−Ｚ軸方向）に向くガス供給用ノズルを前記長手方向に沿って複数備えている。したがって、ガス供給部８１からのガスは下方に向けて放出される。
【００２５】
ガス供給部８１のガス供給用ノズルには不図示のガス供給源が、ゴム等の可撓性を有する配管（流路）を介して接続されている。ガス供給源には加熱装置が設けられており、ガス供給源からは加熱装置で所定の温度に加熱されたガスがガス供給部８１に供給される。加熱装置は制御装置ＣＯＮＴにより制御されるようになっており、ガス供給部８１のガス供給用ノズルからは、加熱装置で所定の温度に加熱されたガスがステージＳＴに支持されている半導体装置ＳＣに吹き付けられるように構成されている。
【００２６】
半導体装置保持機構４０は基台１２の上に設置されており、Ｙ軸方向に沿って位置決めされている。この半導体装置保持機構４０は、例えばリニアモータによって構成され、基台１２上にＹ軸方向に延長して配設された前後一対のガイドレール４２Ａ、４２Ａと、このガイドレール４２Ａに案内され且つ図示しないリニアモータによってＹ軸方向に移動されるスライダ４２Ｂとを有するリニアガイド４２を備えている。また、スライダ４２ＢはＺ軸回り（θｚ）用のモータ４４を備えている。このモータ４４は、例えばダイレクトドライブモータであり、モータ４４のロータはステージＳＴに固定されている。これにより、モータ４４に通電することでロータとステージＳＴとは、θｚ方向に沿って回転してステージＳＴをインデックス（回転割り出し）することができる。すなわち、半導体装置保持機構４０は、ステージＳＴをＹ軸方向（第１の方向）及びθｚ方向に移動可能である。
【００２７】
ステージＳＴはダイパッド１上に半導体チップ３をダイボンディングした半導体装置ＳＣを保持し、所定の位置に位置決めするものである。また、ステージＳＴは吸着保持装置５０を有しており、吸着保持装置５０が作動することにより、ステージＳＴの穴４６Ａを通して半導体装置ＳＣをステージＳＴの上に吸着して保持する。
【００２８】
半導体装置保持機構４０のガイドレール４２Ａは、予備乾燥装置８０のガス供給部８１下方まで延びており、半導体装置ＳＣを支持するステージＳＴはガス供給部８１の下方まで移動可能に設けられている。したがって、ステージＳＴにより基板Ｐをガス供給部８１の下方まで移動することにより、ガス供給部８１からのガスは基板Ｐに対して上方から（真上から）当たるようになっている。
【００２９】
さらに、インクジェット印刷装置１１と予備乾燥装置８０との中間位置には、半導体装置保持機構４０に保持されたダイパッド１上に形成された絶縁体７の形状及び半導体チップ３のボンディングパッド８とダイパッド１のリードフレーム５との位置関係を測定する撮像手段としての形状測定機構１００が配設されている。この形状測定機構１００も基台１２の前後端部にそれぞれ配設された一対の支柱１０２と、これら支柱１０２の上端間に橋架された水平支持板１０４と、水平支持板１０４の半導体装置保持機構４０のステージＳＴに保持された半導体装置ＳＣを上方から撮像するＣＣＤカメラ１０６と、後端側の支柱１０２におけるステージＳＴ上に保持された半導体装置ＳＣを後方から撮像するＣＣＤカメラ１０８とを備えている。
【００３０】
そして、図６に示すように、ＣＣＤカメラ１０６及び１０８で検出した画像情報ＰＩＶ  及びＰＩＨ が制御装置ＣＯＮＴに入力されると共に、インクジェット印刷装置１１の各駆動モータに設けられたエンコーダ及びスライダ６０Ｂの位置を検出するリニアスケールで構成されるヘッド位置座標検出部１１０で検出される液滴吐出ヘッド２０の位置座標データ及び半導体装置保持機構４０のスライダ４２Ｂの位置を検出するリニアスケールで構成される基板位置座標検出部１１２で検出される基板位置座標が制御装置ＣＯＮＴに入力され、さらに、半導体チップ３のボンディングパッド８及びダイパッド１のリードフレーム５の設計位置情報とこれら間を接続する配線パターン情報を登録する設計情報登録部１１４から出力される設計位置情報、配線パターン情報も制御装置ＣＯＮＴに入力される。
【００３１】
この制御装置ＣＯＮＴでは、入力される画像情報ＰＩＶ  及びＰＩＨ 、半導体装置ＳＣ及び液滴吐出ヘッド２０の位置座標データ、設計位置情報、配線パターン描画情報に基づいてインクジェット印刷装置１１の移動動作や、液滴吐出ヘッド２０の液状材料の吐出動作や、加熱ガス供給部８１のガス供給動作、スライダ６０Ｂの移動動作、半導体装置保持機構４０の移動動作、予備乾燥装置８０の動作、形状測定機構１００の測定動作を制御する。
【００３２】
この制御装置ＣＯＮＴによる制御処理は、半導体装置保持機構４０のステージＳＴに前述した図２（ｃ）に示すように、ダイパッド１上に半導体チップ３の搭載を完了した状態の半導体装置ＳＣを載置してから図示しない始動スイッチをオン状態とすることにより、実行開始され、図７に示すように、先ず、ステップＳ１で、半導体装置保持機構４０の吸着保持装置５０を吸着状態に制御して半導体装置ＳＣをステージＳＴに真空吸着保持し、次いでステップＳ２に移行して、半導体装置保持機構４０のステージＳＴに保持している半導体装置ＳＣを形状測定機構１００のＣＣＤカメラ１０６及び１０８と対向する形状測定位置となるようにスライダ４２Ｂを移動制御する。
次いで、ステップＳ３に移行して、形状測定機構１００を作動させてＣＣＤカメラ１０６及び１０８からの画像情報ＰＩｖ及びＰＩｈを読込み、次いでステップＳ４に移行して、読込んだ画像情報ＰＩｖ及びＰＩｈに基づいて絶縁体７の四角錐面７ａの形状データを算出すると共に、リードフレーム５及びボンディングパッド８の位置座標を算出してからステップＳ５に移行する。
【００３３】
このステップＳ５では、リードフレーム５及びボンディングパッド８の位置座標データに基づいて設定位置情報を参照して、互いに接続すべきリードフレーム５及びボンディングパッド８を特定し、絶縁体７における四角錐面７ａの形状データに基づいてボンディングパッド８及びリードフレーム５間を、絶縁体７の四角錐面７ａを通って接続する配線パターンを形成するための配線パターン描画情報を設定すると共に、配線パターンを形成するために導電性ペースト等の液状材料を吐出する液滴吐出ヘッド２０の姿勢制御情報及びスライダ６０Ｂの移動制御情報及び半導体装置保持機構４０におけるスライダ４２Ｂの移動制御情報を作成してからステップＳ６に移行する。
【００３４】
このステップＳ６では、半導体装置保持機構４０のスライダ４２Ｂを移動制御して、半導体装置ＳＣを保持したステージＳＴを、現在の測定位置から右方のインクジェット印刷装置１１の液滴吐出ヘッド２０に対向するパターン描画位置の制御原点へ移動させてからステップＳ７に移行する。
このステップＳ７では、前述したステップＳ４で算出した液滴吐出ヘッド２０の姿勢制御情報、スライダ６０Ｂの移動制御情報と、半導体装置保持機構４０におけるスライダ４２Ｂの移動制御情報とを読出し、これらに基づいてインクジェット印刷装置１１のスライダ６０Ｂを移動制御すると共に、半導体装置保持機構４０のスライダ４２Ｂを移動制御し、さらにインクジェット印刷装置のモータ６２、６４、６６、６８を制御して液滴吐出ヘッド２０の姿勢とダイパッド１の上面、絶縁体７の四角錐面７ａ及び半導体チップ３の上面に対する間隔とを自動制御し、液滴吐出ヘッド２０の移動に伴って液滴吐出ヘッド２０での液状材料の液滴吐出動作を開始させる。
【００３５】
次いで、ステップＳ８に移行して、配線パターン９の形成が全て終了したか否かを判定する。この判定は、インクジェット印刷装置１１の液滴吐出ヘッド２０が配線パターンの最終位置座標に達したか否かによって判定し、液滴吐出ヘッド２０が配線パターンの最終位置座標に達していない場合には配線パターンの形成中であると判断して前記ステップＳ７に戻り、液滴吐出ヘッド２０が配線パターンの最終位置座標に達した場合には、配線パターン９の形成が全て終了したものと判断してステップＳ９に移行する。
【００３６】
このステップＳ９では、液滴吐出ヘッド２０を半導体チップ３の頂部より上方に離間した所定の退避位置に移動させ、次いでステップＳ１０に移行して、半導体装置保持機構４０のスライダ４２Ｂを移動制御して、インクジェット印刷装置１１で形成された配線パターン９が予備乾燥装置８０のガス供給部８１と対向する予備乾燥位置に移動させる。次いで、ステップＳ１１に移行して、ガス供給部８１から所定温度に加熱されたガスを配線パターン９に吹き付けて予備乾燥を行う。
【００３７】
次いで、ステップＳ１２に移行して、予備乾燥を完了する所定乾燥時間が経過したか否かを判定し、所定乾燥時間が経過していないときには所定乾燥時間が経過するまで待機し、所定乾燥時間が経過したときにはステップＳ１３に移行して、予備乾燥装置８０のガス供給部８１からのガスの吹き付けを停止させてからステップＳ１４に移行する。
【００３８】
このステップＳ１４では、半導体装置保持機構４０のスライダ４２Ｂを移動制御して、半導体装置ＳＣを保持したステージＳＴを所定の半導体装置着脱位置に移動させ、次いでステップＳ１５に移行して、吸着保持装置５０による半導体装置ＳＣの吸着保持状態を解除してから制御処理を終了する。
この図７の処理において、ステップＳ２〜Ｓ５の処理が描画パターン設定手段に対応し、ステップＳ６〜Ｓ８の処理が配線パターン描画手段に対応している。
【００３９】
したがって、前述した図２（ｃ）に示すように、ダイパッド１のタブ４上に半導体チップ３を固定し、この半導体チップ３の周囲に四角錐面７ａを有する絶縁体７を形成した状態の半導体装置ＳＣを、デバイス製造装置Ｓの半導体装置保持機構４０におけるステージＳＴに、これが半導体装置着脱位置にある状態で、半導体チップ３を上面側として載置してから図示しない始動スイッチをオン状態とする。
これにより、制御装置ＣＯＮＴで図６の制御処理が実行開始されることにより、先ず、半導体装置保持機構４０の吸着保持装置５０が作動されることにより、半導体装置ＳＣがステージＳＴ上に吸着保持される（ステップＳ１）。
【００４０】
この状態で、半導体装置保持機構４０のスライダ４２Ｂが形状測定位置に移動されることにより（ステップＳ２）、半導体装置ＳＣが形状測定装置１００のＣＣＤカメラ１０６及び１０８で上方及び側面から撮像され、これらＣＣＤカメラ１０６及び１０８の画像情報ＰＩｖ及びＰＩｈが制御装置に読込まれる（ステップＳ３）。  そして、読込んだ画像情報ＰＩｖ及びＰＩｈに基づいて画像認識処理を行うことにより、絶縁体７の四角錐面７ａの形状データを算出すると共に、ボンディングパッド８及びリードフレーム５の位置座標データを算出する（ステップＳ４）。
【００４１】
次いで、算出したボンディングパッド８及びリードフレーム５の位置座標データをもとに設計位置情報を参照することにより、互いに接続するボンディングパッド８とリードフレーム５の組を特定し、特定した各ボンディングパッド８とリードフレーム５との組毎に両者間を電気的に接続する配線パターンを形成するための配線パターン描画情報を絶縁体７の形状情報に基づいて設定すると共に、この配線パターン描画情報に基づいて液滴吐出ヘッド２０の姿勢制御情報、スライダ４２Ｂ及び６０Ｂの移動制御情報を設定する（ステップＳ５）。
【００４２】
このようにしてインクジェット印刷装置１１での液滴吐出ヘッド２０の姿勢制御情報及び移動制御情報の設定が完了すると、半導体装置保持機構４０のステージＳＴが液滴吐出ヘッド２０に対向するパターン描画位置の制御原点に移動され（ステップＳ６）、このパターン描画位置で、半導体装置保持機構４０のスライダ４２Ｂ及びインクジェット印刷装置１１のスライダ６０Ｂが移動制御情報に基づいて移動制御されると共に、モータ６２、６４、６６、６８が姿勢制御情報に基づいて制御されることにより、液滴吐出ヘッド２０の姿勢が被パターン形成面に対して略垂直となるように姿勢制御されながら配線パターン描画経路上を移動し、この状態で導電性ペースト等の液状材料の吐出を開始させることにより、例えばリードフレーム５側から配線パターン９が順次形成される（ステップＳ７）。
【００４３】
そして、液滴吐出ヘッド２０がボンディングパッド８の上部に達して全ての配線パターン９の形成が終了すると、液滴吐出ヘッド２０からの液状材料の吐出を停止させると共に、液滴吐出ヘッド２０を、その液滴吐出面２０Ｐが半導体チップ３の頂部より上方に所定距離だけ離間する退避位置に移動させてから（ステップＳ９）、半導体装置保持機構４０のステージＳＴを予備乾燥位置に移動させる（ステップＳ１０）。
【００４４】
この状態で、予備乾燥装置８０のガス供給部８１から所定温度に加熱したガスを形成した配線パターン９上に噴出させることにより（ステップＳ１３）、配線パターン９を予備乾燥し、この予備乾燥が所定時間に達すると、ガス供給部８１からのガスの噴出が停止され（ステップＳ１４）、半導体装置保持機構４０のステージＳＴが基板脱着位置に移動されてから（ステップＳ１４）、吸着保持装置５０の吸着保持が解除される（ステップＳ１５）。
【００４５】
この状態で、半導体装置保持機構４０のステージＳＴから半導体装置ＳＣを取り外し、新たな半導体装置ＳＣを載置してから上記の動作を繰り返して、絶縁体７の四角錐面７ａの表面を通ってボンディングパッド８及びリードフレーム５間を接続する配線パターン９を形成することを繰り返す。
なお、半導体装置保持機構４０のステージＳＴから取り外した予備乾燥が終了した半導体装置ＳＣは、所定温度まで加熱する加熱炉に装入されて所定時間焼成され、これにより液状材料が固化され、必要に応じて半導体チップ３、配線パターン９及びリードフレーム５を樹脂、セラミック等の封止材１０で覆うことにより、目的とする半導体装置ＳＣが形成される。
【００４６】
このように、上記第１の実施形態によれば、ダイパッド１上に半導体チップ３を搭載し、この半導体チップ３の周囲に四角錐面７ａを有する絶縁体７を配置して配線パターン形成用平坦面を形成した後に、インクジェット印刷装置１１の液滴吐出ヘッド２０で導電性の液状材料を吐出することにより、ダイパッド１のリードフレーム５と半導体チップ３のボンディングパッド８とを電気的に接続する配線パターン９を形成するようにしたので、薄膜の配線パターンを高精度で形成することができ、配線パターン９の電気的寄生成分（直列抵抗、寄生インダクタンス）を低減させて回路特性の向上させることができる。また、従来のワイヤボンディングのようにボンディングワイヤを必要としないので、半導体チップ３の上面に占有スペースを必要とすることがなく、半導体装置の厚みを薄くすることができると共に、隣接するボンディングパッド間の間隔及び隣接する配線パターン間の間隔を狭めることができ、半導体チップの小型化を図ることができる。さらに、封止材で半導体チップ、配線パターンを覆う場合には、ボンディングワイヤが接触することを考慮する必要もないので、成形金型に樹脂等を高速充填することができ、封止材の成形時間を短縮することができる。
【００４７】
また、配線パターン９を形成するインクジェット印刷装置１１の液滴吐出ヘッド２０が３次元方向に移動可能に構成されているので、導電性ペースト等の液状材料を吐出する吐出方向と配線パターン形成面とを略直角とした状態を保ちながら配線パターン形成面と一定間隔を維持して液状材料を塗布することができ、配線パターンの膜厚を一定として高精度の配線パターンを形成することができる。
【００４８】
なお、上記第１の実施形態においては、デバイス製造装置Ｓを、半導体装置保持機構４０がＹ軸方向に、インクジェット印刷装置１１がＸ軸方向に夫々移動自在に配設する構成とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、半導体装置保持機構４０で半導体装置ＳＣをＸ軸及びＹ軸方向に移動可能に保持する構成とすることもでき、この場合には、インクジェット印刷装置１１では液滴吐出ヘッド２０の姿勢を制御するモータ６２，６４，６６，６８のみを設ければよい。逆に、半導体装置保持機構４０を固定配置し、インクジェット印刷装置１１、予備乾燥装置８０及び形状測定装置１００を半導体装置ＳＣに対して移動可能に配設するようにしてもよい。
【００４９】
また、上記第１の実施形態においては、デバイス製造装置Ｓに形状測定装置１００を配置した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、デバイス製造装置Ｓとは別個に配設するようにしてもよい。
次に、本発明の第２の実施形態を図８について説明する。
この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態のように、配線パターンを傾斜面に形成する場合に代えて、配線パターンを水平な平坦面に形成するようにしたものである。
【００５０】
すなわち、第２の実施形態では、図８（ａ）に示すように、ダイパッド１の半導体チップ載置領域２にエッチング等によって半導体チップ３を収納可能な半導体チップ３の外径寸法より大きな内径寸法の半導体チップ収納凹部３００を形成する。ここで、半導体チップ収納凹部３００の深さは、後述する金属タブ３０１の厚みに半導体チップ３の厚みを加えた深さとされ、半導体チップ収納凹部３００に後述するように半導体チップ３を収納した状態で、半導体チップ３の上面がダイパッド１の上面と面一となるように選定されている。
【００５１】
次いで、図８（ｂ）に示すように、半導体チップ収納凹部３００の底部にその側壁との間に所定間隔を開けてダイボンディング用のグランドに接続された金属タブ３０１を配設し、この金属タブ３０１上に導電性ペースト等の接着剤で半導体チップ３を接着固定する。この状態では、半導体チップ３の上面がダイパッド１の上面と面一となる。
【００５２】
次いで、図８（ｃ）に示すように、半導体チップ３及び金属タブ３０１と半導体チップ収納凹部３００の側壁との間に絶縁体３０２をその上面が半導体チップ３の上面及びダイパッド１の上面と面一となるように埋め込み、半導体チップ３のボンディングパッド８とダイパッド１のリードフレーム５との間に平坦な配線パターン形成面を形成する。
【００５３】
次いで、前述したデバイス製造装置Ｓを使用して、半導体チップ３のボンディングパッド８とダイパッド１のリードフレーム５との位置関係を計測して、互いに接続するボンディングパッド８とリードフレーム５とを特定し、特定したボンディングパッド８とリードフレーム５との間を接続する配線パターンのパターン描画情報を設定し、設定したパターン描画情報に基づいてインクジェット印刷装置１１のスライダ６０Ｂ及び半導体装置保持機構４０のスライダ４２Ｂを移動制御すると共に、液滴吐出ヘッド２０での導電性液状材料の吐出を制御することにより、図８（ｄ）に示すように、ボンディングパッド８及びリードフレーム５間に配線パターン３０３を形成し、その後配線パターン３０３を予備乾燥した後に、加熱焼成して固化させる。
【００５４】
次いで、必要に応じて、図８（ｅ）に示すように、半導体チップ３、配線パターン３０３及びリードフレーム５のインナーリード部５ａを樹脂、セラミック等の封止材３０４で覆って目的とする半導体装置ＳＣを得る。
この第２の実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様に、配線パターン３０３の電気的寄生成分（直列抵抗、寄生インダクタンス）を低減させて回路特性の向上させることができる。
また、半導体チップ３がダイパッド１に形成された半導体チップ収納凹部３００内に収納されて、その上面とダイパッド１の上面とが面一とされ、しかも、半導体チップ３の側面と半導体チップ収納凹部３００の側壁との間に絶縁体３０２が埋め込まれて、その上面が半導体チップ３の上面とダイパッド１の上面と面一に形成されて半導体チップ３のボンディングパッド８とダイパッド１のリードフレーム５との間が傾斜のない平坦な配線パターン形成面となるので、インクジェット印刷装置１１のような液滴吐出手段をＸＹ平面の２次元方向に移動させるだけでよいと共に、液滴吐出ヘッド２０の姿勢も一定姿勢でよく、液滴吐出手段の制御を容易に行うことができると共に、配線パターン３０３を膜厚が一定となるようにより正確に形成できるという効果が得られる。このため、液滴吐出手段の構成を簡易化することができ、半導体装置ＳＣの製造ラインのコストを低減することができる。
【００５５】
なお、上記第２の実施形態においては、半導体チップ収納凹部３００内に半導体チップ３をその上面がダイパッド１の上面と面一となるように収納した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、半導体チップ３を半導体チップ収納凹部３００内にその上面がダイパッド１の上面より上方又は下方となるように収納し、ダイパッド１の上面との間に生じる段差を絶縁体３０２の上面を傾斜平坦面とすることにより解消するようにしてもよい。
また、上記第１及び第２の実施形態においては、液滴吐出ヘッド２０で導電性ペースト等の加熱焼成により硬化する液状材料を吐出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、紫外線等を照射することにより硬化し導電性を有する光硬化型樹脂材を適用することもできる。
【００５６】
さらに、上記第１及び第２の実施形態においては、半導体チップ３のボンディングパッド８とダイパッド１のリードフレーム５との間を液滴吐出手段によって形成する配線パターン９，３０３で接続する場合について説明したが、これに限定されるもではなく、半導体チップ３、配線パターン９及びリードフレーム５を封止材１０で覆う場合には、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、封止材３０４の表面を裁頭四角錐等の裁頭多角錐状に形成し、この封止材３０４の表面に配線パターン３２０や抵抗素子３２１、インダクタ３２２、誘電体３２３を挟む上下電極３２４，３２５で構成されるコンデンサ３２６等の受動素子を前述した図３〜５に示すデバイス製造装置Ｓのインクジェット装置１１を使用して導電性の液状材料を塗布することにより形成するようにしてもよく、この場合には、配線パターンや回路パターンを形成する自由度を向上させることができると共に、実装スペースの有効活用を行うことができ、さらに高密度実装が可能となり、モジュール基板の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】第１の実施形態の回路基板の製造手順を示す図である。
【図３】回路パターンを形成するためのデバイス製造装置を示す斜視図である。
【図４】液滴吐出ヘッドの分解斜視図である。
【図５】液滴吐出ヘッドの一部の拡大斜視図である。
【図６】制御回路構成を示すブロック図である。
【図７】制御装置の制御処理手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態における製造手順を示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
ＳＣ…半導体装置、１…ダイパッド、２…半導体チップ実装領域、３…半導体チップ、４…金属タブ、５…リードフレーム、５ａ…インナーリード部、７…絶縁体、７ａ…四角錐面、８…ボンディングパッド、９…配線パターン、１０…封止材、Ｓ…デバイス製造装置、１１…インクジェット印刷装置、２０…液滴吐出ヘッド、４０…半導体装置保持機構、ＳＴ…ステージ、５０…吸着保持装置、８０…予備加熱装置、１００…形状測定装置、１０６，１０８…ＣＣＤカメラ、１１０…ヘッド位置座標検出部、１１２…基板位置座標検出部、１１４…配線パターン登録部、ＣＯＮＴ…制御装置、３００…半導体チップ収納凹部、３０１…金属タブ、３０２…絶縁体、３０３…配線パターン、３０４…封止材、３２０…配線パターン、３２１…抵抗素子、３２２…インダクタ、３２６…コンデンサ
【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】
2005050911.tif 000010
【図９】
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