(57)【要約】【課題】実装時にボンディングツールに液状封止樹脂が付着しない樹脂量で効率よく広範囲に封止樹脂を塗布し、絶縁性テープ基材上の露出したリード配線を液状封止樹脂で被覆しなければならない課題がある。【解決手段】テープ基材２２上に液状封止樹脂１８を塗布する塗布ノズル１３の形状を  横方向に広い構成とする。この場合、塗布ノズルの形状またはその先端の形状が長方  形としたり、塗布ノズル先端の長方形部分を複数の矩形で構成することで、液状樹脂  の吐出を滑らかに行うことができる。また、テープ基材２２上に塗布した液状封止樹  脂１８を塗りひろげたいエリアの形状規制枠内でエアーブローで吹き付け、液状封止  樹脂を規制枠の形に吹きることもできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を基板に接続、実装する際に前記基板上に封止樹脂を塗布する塗布ノズルを有する半導体製造装置であって、前記塗布ノズルの開口形状が横方向に広い構成であることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
塗布ノズルの開口形状が長方形である請求項１記載の半導体製造装置。
【請求項３】
塗布ノズルの開口に前記開口を複数に分割する仕切りを設けている請求項１または請求項２記載の半導体製造装置。
【請求項４】
半導体素子を基板に接続、実装する際に前記基板上に封止樹脂を塗布する塗布手段と、前記基板の前記封止樹脂を囲むように配置される形状規制の枠と、前記封止樹脂にエアーを吹きつけて前記枠の形状に前記封止樹脂を塗り広げるエアーブローとを備えた半導体製造装置。
【請求項５】
基板上に封止樹脂を塗布して半導体素子を前記基板に接続、実装する際に使用する半導体製造装置であって、前記封止樹脂を減圧環境下で前記基板に塗布するための減圧室を有することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項６】
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５記載の半導体製造装置を用い、前記半導体素子を前記基板上に接続、実装する半導体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネルディスプレイに用いられる、半導体素子を搭載したテープキャリアパッケージの製造装置および製造方法に関し、特に、半導体素子を基板に接続、実装を安定して行うことができる半導体製造装置および製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブルな基材を利用したテープキャリアパッケージは、フラットパネルディスプレイの駆動用ドライバーパッケージとして主に使用されている。
【０００３】
従来、図９および図１０に示すようにテープキャリアパッケージのテープ基材２２は、ポリイミド基材２１に引き回し配線２４が形成され、入出力の外部端子以外は、ソルダーレジスト１９が塗布され、引き回し配線２４はコートされている。２７はボンディングステージ、３１はリード配線である。
【０００４】
フレキシブルな基材を使用したパッケージモジュールの一つとしてＣＯＦ（Chip  On  Film ）がある。液状の封止樹脂１８を絶縁性テープ基材２２上に先塗りし、半導体素子１１（以下チップと記載）上の電極パッド１６（以下バンプと記載）と絶縁性テープ基材２２上のリード配線３１を接続すると同時に、先塗りした液状封止樹脂１８を硬化させる方法を用いる。この時、ボンディングステージ２７は、加熱されている。液状の封止樹脂１８を先塗りする方法では、絶縁性テープ基材２２上のリード配線３１とチップ１１上のバンプ１６の接合と同時に先塗りされた液状の封止樹脂１８が同時に硬化され、接合後、アンダーフィル充填等を行い本硬化する場合と比較し、タクトが非常に短く、生産性が高い製造方法である。
【０００５】
絶縁性テープ基材２２の材料としては、ポリイミド基材２１がよく使用されている。以下に、液状の封止樹脂１８を先塗りするＣＯＦの製造方法について説明を行う。
【０００６】
まず、図９に示すように、チップ１１上のバンプ１６と絶縁性テープ基材１１上に形成されたリード配線３１を接続する部分に塗布ノズル２６により液状の封止樹脂１８を絶縁性テープ基材２２上に先塗りする。チップ１１上のバンプ１６と絶縁性テープ基材２２上のリード配線３１が接続できるよう位置合わせが行われ（図１０（ａ））、チップ１１を吸着したボンディングツール２８により加熱、加圧され熱圧着によりバンプ１６とリード配線３１が接合される（図１０（ｂ）、（ｃ））。加熱されたボンディングツール２８は、同時に液状の封止樹脂１８を硬化させる。バンプ１６は主にＡｕで形成され、リード配線３１は、ＣｕにＳｎメッキ、あるいはＣｕにＮｉ／Ａｕメッキで形成されており金属接合が形成される。チップ１１やリード配線３１を外部力や湿気、汚染物などの悪い環境から電気的、物理的に保護するための封止樹脂１８は、ボンディングツール２８の加熱により硬化される。硬化が不足の場合は、絶縁性テープ基材２２とチップ１１の接合後、本硬化が行われる。
【０００７】
なお、封止樹脂の塗布ノズル２６は図１１に示すように円柱形で先端が丸くなっている。
【特許文献１】特開平１１−３１２６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上の様に、フレキシブルな基材を利用したテープキャリアパッケージであるＣＯＦは、液状封止樹脂を先塗りして絶縁性テープ基材とチップを接続、実装する場合、先塗りされた液状の封止樹脂は絶縁性テープ基材上のリード配線の露出した範囲に塗布しなければならない。
【０００９】
しかし、チップ上のバンプと絶縁性テープ基材上のリード配線を接合させるために露出しているリード配線はチップサイズより大きなエリアとなっており、液状の封止樹脂によってリード配線の露出部を被覆しようとすると、液状封止樹脂の塗布量が増え、チップと絶縁性テープ基材の接合時にボンディングツール２８に液状封止樹脂１８が付着するという課題がある。
【００１０】
また、先塗りする液状封止樹脂量を少なくすると液状封止樹脂１８の充填が不十分になり、絶縁性テープ基材上のリード配線が露出する。つまり、液状封止樹脂を先塗りして絶縁性テープ基材とチップを接続、実装するＣＯＦでは、少量の樹脂量、ここでは接続、実装時にボンディングツールに液状封止樹脂が付着しない樹脂量で、効率よく広範囲に封止樹脂を塗布し、絶縁性テープ基材上の露出したリード配線を液状封止樹脂で被覆しなければならない課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の半導体製造装置は、半導体素子を基板に接続、実装する際に前記基板上に封止樹脂を塗布する塗布ノズルを有する半導体製造装置であって、前記塗布ノズルの開口形状が横方向に広い構成であることを特徴とするものである。
【００１２】
上記構成において、塗布ノズルの開口形状が長方形である。
【００１３】
上記構成において、塗布ノズルの開口に前記開口を複数に分割する仕切りを設けている。
【００１４】
この発明の半導体製造装置は、半導体素子を基板に接続、実装する際に前記基板上に封止樹脂を塗布する塗布手段と、前記基板の前記封止樹脂を囲むように配置される形状規制の枠と、前記封止樹脂にエアーを吹きつけて前記枠の形状に前記封止樹脂を塗れ広げるエアーブローとを備えたものである。
【００１５】
この発明の半導体製造装置は、基板上に封止樹脂を塗布して半導体素子を前記基板に接続、実装する際に使用する半導体製造装置であって、前記封止樹脂を減圧環境下で前記基板に塗布するための減圧室を有することを特徴とするものである。
【００１６】
この発明の半導体製造方法は、上記半導体製造装置を用いて、半導体素子を基板上に接続、実装するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の半導体製造装置によれば、例えば半導体素子を搭載したテープキャリアパッケージの場合、従来、先端が丸く、円柱形をしたノズル２６を利用し、描画のパターンを工夫することで、液状封止樹脂を薄く広いエリアに塗り拡げていたことに対し、基板上に液状封止樹脂を塗布する際、塗布ノズル形状を横方向に広い構成とし、また、塗布ノズル形状、先端形状が長方形となることで少量の液状封止樹脂で薄く、広いエリアに封止樹脂を塗布することができる。塗布ノズル先端の長方形部分は、複数の矩形、複数の丸型、あるいは、複数の仕切りで構成することで、液状樹脂の流動をスムーズにすることが可能で、液状樹脂の吐出を滑らかに行うことができる。また、チップサイズと同等の塗布が少量の液状樹脂で行うことができる。
【００１８】
別の本発明の半導体製造装置によれば、基板上に塗布した液状封止樹脂を濡れひろげたいエリアの形状規制枠を作製し、基板に押し当て、基板上に塗布した液状封止樹脂をエアーブローで吹き付け、液状封止樹脂を規制枠の形に吹きひろげる。液状封止樹脂は、吹きひろげることで薄く、広いエリアに広げることができる。
【００１９】
さらに別の本発明の半導体製造装置によれば、半導体素子を基板に接続、実装する工程において、液状封止樹脂を減圧環境下で前記基板に塗布し、半導体素子と基板を接続、実装のためボンディングを行う。ボンディングが減圧下で行われるため、液状樹脂の張力は低下し、ボンディングツールに樹脂が付着することを防止することができる。  
【００２０】
また基板上に薄く、広く濡れ広げられた液状封止樹脂は、半導体素子と基板上のリード配線を接続、実装する時、ボンディングツールに付着することなく安定したボンディングを行うことができる。
【００２１】
本発明の半導体製造方法によれば、上記と同様の効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の第１実施形態の半導体製造装置のおよび製造方法を図１から図３を参照して説明する。
【００２３】
絶縁性のテープ基材２２は、ポリイミド基材２１を下支えとしてポリイミド基材２１の表面に引き回し配線２４、バンプ付きリード配線２３が形成されている。引き回し配線２４の外部入出力端子と接続する配線箇所と、バンプ付きリード配線２３と、チップ１１上のアルミパッド１２がバンプ付きリード配線２３に接続する配線箇所以外は、ソルダーレジスト１９で覆われている（図１（ａ））。
【００２４】
液状封止樹脂１８はテープ基材２２に塗布ノズルを使用して先塗りされる（図１（ｂ））。ここで、塗布ノズルは図３に示すように、図３（ａ）の塗布先端横長塗布ノズル１３または図３（ｂ）の先端長方形塗布ノズル１４、を使用する。塗布ノズル１３は先端が横方向に広い形状、例えば開口形状または筒状の断面形状が楕円または長円形状であり、塗布ノズル１４は開口形状または筒状の断面形状が長方形である。塗布を安定にするため、さらには、チップサイズと同等の形状に一括してスムーズに塗布するために、先端複数分割仕切り構造ノズル１５を用いる（図３（ｃ））。このノズル１５は複数分割の仕切り構成例えば複数の矩形または丸形で仕切られた構成になっている。
【００２５】
以上のノズルを描画することでテープ基材２２上に液状封止樹脂１８が塗布される。塗布された液状封止樹脂１８は、十分に薄く、広いエリアに塗布されている（図１（ｃ））。
【００２６】
液状封止樹脂１８が先塗りされたテープ基材２２は、加熱されたボンディングステージ２７上に置かれ、ボンディングツール２８に搭載されたチップ１１上のアルミパッド１２とバンプ付きリード配線２３が位置合わせされる（図２（ａ））。
【００２７】
超音波熱圧着により接続が行われると同時に加熱されたボンディングツール２８により液状封止樹脂１８が硬化される（図２（ｂ））。
【００２８】
液状封止樹脂は、ボンディング時の熱硬化が不十分な場合は、その後、本硬化炉で加熱され本硬化が行われる。あるいは、第２のボンディングにより加熱され本硬化が行われる（図２（ｃ））。
【００２９】
次に、本発明の第２実施形態の半導体製造装置および製造方法を図４から図６を参照して説明する。
【００３０】
絶縁性のテープ基材２２は、ポリイミド基材２１を下支えとしてポリイミド基材２１の表面に引き回し配線２４、およびバンプ付きリード配線２３が形成されている。引き回し配線２４の外部入出力端子と接続する配線箇所と、バンプ付きリード配線２３と、チップ１１上のアルミパッド１２がバンプ付きリード配線２３に接続する配線箇所以外は、ソルダーレジスト１９で覆われている（図４（ａ））。
【００３１】
テープ基材２２に液状封止樹脂１８が塗布ノズル２６を使用し先塗りされる（図４（ｂ））。
【００３２】
液状封止樹脂１８は、塗布ノズル２６により描画され塗り拡げられる（図４（ｂ））。
【００３３】
テープ基材２２に塗布形状規制枠２９が押し当てられ、液状封止樹脂１８が拡がるエリアが規制される。そして、封止樹脂ブローノズル２５により、エアーが吹き付けられ、液状封止樹脂は十分に薄く広いエリアに塗布される。塗布形状規制枠２９は、テフロン（Ｒ）等の材料が使用される（図５（ａ））。
【００３４】
テープ基材２２上の液状封止樹脂１８は十分に薄く塗り拡げられているので安定したボンディングを行うことができる（図５（ｂ））。
【００３５】
液状封止樹脂１８が先塗りされたテープ基材２２は、加熱されたボンディングステージ２７上に置かれ、ボンディングツール２８に搭載されたチップ１１上のアルミパッド１２とバンプ付きリード配線２３が位置合わせされる（図６（ａ））。
【００３６】
超音波熱圧着により接続が行われると同時に加熱されたボンディングツール２８により液状封止樹脂１８が硬化される（図６（ｂ））。
【００３７】
液状封止樹脂１８は、ボンディング時の熱硬化が不十分な場合は、その後、本硬化炉で加熱され本硬化が行われる。あるいは、第２のボンディングにより加熱され本硬化が行われる（図６（ｃ））。
【００３８】
次に、本発明の第３実施形態の半導体製造装置および製造方法を図７および図８を参照して説明する。
【００３９】
絶縁性のテープ基材２２は、ポリイミド基材２１を下支えとしてポリイミド基材２１の表面に引き回し配線２４、およびバンプ付きリード配線２３が形成されている。引き回し配線２４の外部入出力端子と接続する配線箇所と、バンプ付きリード配線２３と、チップ１１上のアルミパッド１２がバンプ付きリード配線２３に接続する配線箇所以外は、ソルダーレジスト１９で覆われている（図７（ａ））。
【００４０】
テープ基材２２に液状封止樹脂１８が塗布ノズル２６を使用し先塗りされる（図７（ｂ））。
【００４１】
液状封止樹脂１８が先塗りされたテープ基材２２は、加熱されたボンディングステージ２７上に置かれ、ボンディングツール２８に搭載されたチップ１１上のアルミパッド１２とボンディングステージ２７上のバンプ付きリード配線２３が位置合わせされる。以上は、減圧ボックス１７の中で行われる（図７（ｃ）、図８（ａ））。
【００４２】
超音波熱圧着により接続が行われると同時に加熱されたボンディングツール２８により液状封止樹脂１８が硬化される。減圧環境下でのボンディングにより、液状封止樹脂１８は、ボンディングツール２８に付着することなく、安定したボンディングが得られる（図８（ｂ））。
【００４３】
液状封止樹脂は、ボンディング時の熱硬化が不十分な場合は、その後、本硬化炉で加熱され本硬化が行われる。あるいは、第２のボンディングにより加熱され本硬化が行われる（図８（ｃ））。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明にかかる半導体製造装置および製造方法は、広範囲に封止樹脂を塗布することができ、ボンディングツールに封止樹脂が付着することなく安定したボンディングが得られる等の効果を有し、低コスト化したテープキャリアパッケージが必要な通信装置、ディスプレイデバイス、携帯情報端末等に用いられるテープキャリアパッケージの安定した製造を行う半導体製造装置および製造方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１実施形態の半導体装置の製造を示す工程図である。
【図２】図１に続く工程図である。
【図３】塗布ノズルの各種を示す側面図であり、それぞれ筒状の先端の開口部の形状を示す端面図を併記する。
【図４】本発明の第２実施形態半導体装置の製造を示す工程図である。
【図５】図４に続く工程図である。
【図６】図５に続く工程図である。
【図７】本発明の第３実施形態の半導体装置の製造を示す工程図である。
【図８】図７に続く工程図である。
【図９】従来の半導体装置の製造を示す工程図である。
【図１０】図９に続く工程図である。
【図１１】従来の塗布ノズルを示す側面図であり、筒状の先端の開口部の形状を示す端面図を併記する。
【符号の説明】
【００４６】
１１  半導体素子（チップ）
１２  アルミパッド
１３  先端横長塗布ノズル
１４  先端長方形塗布ノズル
１５  先端複数分割仕切り構造ノズル
１６  電極パッド（バンプ）
１７  減圧ボックス
１８  液状封止樹脂
１９  ソルダーレジスト
２１  ポリイミド基材
２２  テープ基材
２３  バンプ付きリード配線
２４  引き回し配線
２５  封止樹脂ブローノズル
２６  従来塗布ノズル
２７  ボンディングステージ
２８  ボンディングツール
２９  塗布形状規制枠
３１  リード配線
【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】
2005123322.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005123322.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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