(57)【要約】【課題】ペースト量の調整が容易であり、しかもペーストの載置位置からの位置ずれをなくすようにする。【解決手段】リードフレーム４のパッド面５に半導体素子７を搭載する工程におけるペースト１を塗布する工程に、ペースト１を内蔵するカプセル２を使用し、このカプセル２の成分を、ペースト１と同じ基材で形成し、常温では溶解せず、また多少の弾力性を持っているものとする。さらにカプセル２の形状は、半球形状あるいは一部に平面部を有した形状であって、多少の振動ではリードフレーム４におけるパッド面５の載置部から転がらずに、安定して載置することができる形状とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームのパッド面に半導体素子を搭載する工程において、前記リードフレームのパッド部にペーストを塗布する工程と、半導体素子をペーストが塗布されたリードフレームのパッド面に搭載する工程を備えた半導体装置の製造方法であって、
前記ペーストを塗布する工程において、一部に平面部を有する形状にて形成された熱溶解タイプのカプセルにペーストを封じ込めて供給することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記カプセルの形状が半球形状であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記ペーストを塗布する工程の前に前記リードフレームのパッド面を加熱させる工程と、前記カプセルを載置すると同時に前記カプセルを溶解させる工程とを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の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、リードフレームのパッド面に半導体素子を搭載する半導体製造装置に適用される半導体装置の製造方法に係り、特にペースト塗布方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体製造装置において、リードフレームのパッド面に半導体素子を搭載するため、事前にパッド面にペーストを塗布する工程には、ディスペンス（吐出器）、あるいはスタンプで転写する方法が多く用いられており、また、ペーストをカプセルに封じ込めてパッド面に載置する方法も用いられている（特許文献１参照）。
【０００３】
図４はディスペンス方法の説明図、図５はスタンプ方法の説明図、図６，図７はカプセル方法の説明図である。
【０００４】
図４に示すディスペンス方法は、図４（ａ）に示すように、ディスペンス５１に入れられたペースト１をニードル５２からリードフレーム４の半導体素子を搭載するパッド面５に吐出し（図４（ｂ））、その上に半導体素子７を搭載して接着させる（図４（ｃ））。
【０００５】
図５に示すスタンプ方法では、図５（ａ）に示すように、ペースト１が充填された容器５３に、スタンプ５４を降下させ、スタンプ５４の先端をペースト１に付け（図５（ｂ））、該ペースト１をリードフレーム４の半導体素子を搭載するパッド面５に転写し、これに半導体素子７を搭載させる（図５（ｃ））。
【０００６】
図６，図７に示すカプセル方法は、図６に示す断面円形のカプセル５５に封じ込めたペースト１を、図７（ａ）に示すように、ペースト搭載用ノズル５６の先端から順次送り出して、リードフレーム４の半導体素子を搭載するパッド面５に押し付けて載置し、次に熱風あるいは赤外線５７などによりカプセル５５を加熱し（図７（ｂ））、ペースト１を接着させるようにして（図７（ｃ））、その上に半導体素子７を搭載し接着させる（図７（ｄ））。
【０００７】
以上のようなペースト塗布方法を行うことにより、リードフレームパッド部にペースト塗布をすることができる。
【０００８】
近年、半導体製品は半導体集積回路の微細化・高機能化に伴い、更なるチップ搭載工程の高精度化が求められており、ペースト塗布状態の高品質化が重要視されている。
【特許文献１】特開平４−１５４１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のペースト方法である前記ディスペンス方法，スタンプ方法は、吐出量および転写量の調整が煩わしく、ディスペンス方法の場合においては、シリンジ内のペーストの残量を確認することが困難である（内壁にペーストが付着しているため）。
【００１０】
また、シリンジを暫く停止状態にしておくと、ニードルの先端からペーストが垂れ、半導体素子、あるいはリードフレームを汚してしまう。スタンプ方式も暫く設備を停止させておくと、容器のペーストの水分が蒸発によってペーストの性質が変わってしまい、スタンプ先端を汚してしまう。
【００１１】
一方、ペーストの利用率に着目すると、ディスペンス方法では、シリンジ内壁に付着したペーストを完全に吐出することができず、吐出されないものは廃棄されることになる。スタンピング方法については、一旦、容器へ移したペーストを回収することは困難であり、両方法共に経済的な面において問題がある。
【００１２】
また、カプセル方法では、特許文献１に記載されているように、球状の弾力性を持ったペーストを封じ込めたカプセル５５を使用している。カプセル５５を載置する工程では、ペースト搭載用ノズル５６を使用し、リードフレーム４の上方からカプセル５５をパッド面５へ押し当て、次にカプセル溶解工程も、前工程で載置されたカプセル５５をリードフレーム４の上方から熱，赤外線などによりカプセル５５を目標として加熱させている。
【００１３】
すなわち、カプセル搭載工程とカプセル溶解工程は別工程であって、同時に行うことはできない。つまり、カプセル搭載工程においてカプセル５５を載置し、載置されたカプセル５５からペースト搭載用ノズル５６を移動させる直後から、カプセル溶解工程において載置されたカプセル５５を溶解させるまでは、リードフレームのパッド面５に載置されたカプセル５５は、粘着剤などで固定されておらず、球状のカプセル５５を載置しているのみとなる。
【００１４】
したがって、カプセル５５をパッド面５に載置する際、ペースト搭載用ノズル５６がカプセル５５をパッド面５に押し当てているため、押し当てていたペースト搭載用ノズル５６を移動させると、弾力性を持ったカプセル５５は反発力を発生し、これによって接着固定されていないカプセル５５は弾けてしまい、カプセル載置位置ずれ５８が発生することがある（図７（ｂ）〜（ｄ）参照）。
【００１５】
このように、従来のペースト塗布において、刻々と変化している塗布最適条件を合わせ込み、高精度，高品質のペースト塗布精度を安定して継続させることは、長年の経験と勘が必要で大きな課題となっていた。
【００１６】
本発明の目的は、前記従来の課題を解決し、ペースト量の調整が容易で、しかもペーストの載置位置からの位置ずれをなくすようにした半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を解決するために、本発明に係る半導体装置の製造方法におけるペースト塗布方法は、ペーストを小さなカプセルに封じ込め、特にカプセルは、半球形状もしくは平面部を有した形状で転がらずに安定して載置できる形状にて構成され、カプセルの平面部を底面としてリードフレームのパッド面へ載置することができ、かつカプセルを溶解させるために、カプセル載置前に、リードフレームのパッド面をリードフレームの下方から熱，赤外線などにより加熱することにより、ペーストを封じ込めたカプセルを載置すると同時にカプセルを溶解できることを特徴とするものであって、このような方法によって、カプセルの高載置精度と、安定した塗れ広がり性を保つことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、ペーストを半球形状もしくは平面部を有した形状で転がらずに安定して載置できる形状で構成されたカプセルに封じ込めて使用し、またペーストを封じ込めたカプセルを載置する前に、リードフレームのパッド面を事前に加熱することにより、カプセルを載置すると同時にカプセルを溶解することができるなど、ペーストを封じ込めたカプセルの高搭載精度，安定した塗れ広がり性を保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の半導体装置の製造方法の実施形態について、以下、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は本発明の実施形態に使用するペーストの封じ込められたカプセルの断面図であって、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は正面断面図である。図２は本実施形態を説明するために工程順に示した塗布方法を示す説明図、図３は本実施形態を説明するための半導体製造装置の構成図である。
【００２１】
図３において、本実施形態における半導体製造装置は、リードフレームローダ部１０１、投入マガジンローダ部１０２、ペースト塗布部１０３、ダイスボンド部１０４、エキスパンド部１０５、リードフレーム収納部１０６で構成されている。
【００２２】
リードフレーム投入のために、リードフレームを投入するリードフレームローダ部１０１と、リードフレームをマガジンに挿入してマガジンを投入する投入マガジンローダ部１０２とを備え、用途に応じて選択することができる機構になっている。
【００２３】
リードフレームローダ部１０１もしくは投入マガジンローダ部１０２から搬送されたリードフレームは、ペースト塗布部１０３にてリードフレームのパッド面に半導体チップを接着させるペーストを塗布する。ニードルの先端より塗出するペースト量の調整は、ニードルに取り付けられたペーストが収納されているシリンジ容器に対する圧力と時間とにより調整する。
【００２４】
次に、ダイスボンド部１０４にてリードフレームのパッド面にエキスパンド部１０５で準備された半導体素子を、治具（コレット）によりピックアップしてパッドに搭載する。半導体素子をパッドに搭載する際に、予め塗布されたペーストの塗れ広がりを良くするため、治具（コレット）により半導体素子を前後左右にスクラブ（振動）させる。その後、加熱してペーストの硬化を行い、パッドと半導体素子の接合を強固にする。そして半導体素子を搭載したリードフレームを、リードフレーム収納部１０６の収納マガジンに収納する。
【００２５】
以上が本実施形態における主要な工程のダイボンド工程である。
【００２６】
また、図示はしていないが半導体装置が完成するまでのステップは、リードフレームはパッド部とリード部とフレーム枠からなり、半導体素子の電極部とリードフレームのリード部とを金属細線などにより電気的に接続し、リードの一部，パッド部，半導体素子，金属細線を封止樹脂で覆う、最後にフレーム枠から半導体装置単体を分離させることにより半導体装置が完成される。
【００２７】
図１（ａ），（ｂ）に本実施形態にて使用するカプセルの構成を示したが、本実施形態において使用するカプセル２の成分は、ダイボンディングペーストと同じ基材で形成されており、常温では溶解しない特性があり、また多少の弾力性を持っている。カプセル２の形状は、半球形状、あるいは一部に平面部を有した形状であって、転がらずに安定して載置できる形状で構成されており、平面部が底部に存在する場合、多少の振動ではカプセル２の載置位置からの位置ずれは生じない形状になっている。また、カプセル２は、転がらずに安定して載置できる形状であればよい。
【００２８】
ダイボンディングペースト１の材料は、例えばエポキシ樹脂をベースにＡｇ粉を混入したものであり、常温状態ではペースト状であるものである。また、カプセル２の外周部分の性状は、常温状態では半固形状態であって、常温下では弾力性のある状態を維持しているものである。例えば材質はエポキシ系樹脂，フェノール樹脂，ＢＭＩ樹脂などから構成される。カプセル部は、常温では溶解しないが、１００℃を超えると溶解が始まる。
【００２９】
ペースト塗布部１０３は、図２（ａ）に示すペースト１を封じ込めた構成のカプセル２を収納するカプセル充填容器８と容器先端のペースト搭載用ノズル３とを備え、さらにリードフレーム４側には、パッド部加熱部６が設置されているものである。
【００３０】
次に本実施形態における塗布方法を説明する。
【００３１】
まず、図２（ａ）に示すように、カプセルを載置するリードフレーム４のパッド面５をパッド面加熱部６により、リードフレーム４の下方からカプセル２が溶解する温度まで加熱する。図示しないが、このパッド面加熱部６は、パッド面５の温度を段階的に温度制御するために、図３に示すペースト塗布部１０３の前段階もしくは後段階に設けられる。
【００３２】
次に、ペースト塗布部１０３のペースト搭載用ノズル３からカプセル２を送り出し、事前に加熱されたリードフレーム４のパッド面５に載置する。
【００３３】
このときカプセル２は、図２（ｂ）に示すように、パッド面５に載置すると同時に、カプセル２におけるパッド面５に接触している面、すなわち、事前に加熱されたパッド面５からの熱伝導により溶解を始める。ペースト搭載用ノズル３はカプセル２の裏面が溶解するまで、すなわち、カプセル２の載置位置が安定するまでカプセル２をペースト搭載用ノズル３で加圧し、かつペースト搭載用ノズル３の規制によりカプセル２を保持し続ける。次に、カプセル２の裏面がパッド面５からの熱伝導により溶解し、ペースト位置ずれがなくなった時点でペースト搭載用ノズル３を上昇させ、パッド面５へ載置したカプセル２をすべて溶解する。
【００３４】
そして、カプセル２がすべて溶解し、ペースト状態になった時点で、図３に示すダイスボンド部１０４にて、治具（コレット）によって半導体素子７を載置する。
【００３５】
以上の方法により、本実施形態では、ペースト１を封じ込めたカプセル２の高搭載精度，安定した塗れ広がり性を保つことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、所望の塗布量，塗布形状および塗布位置精度を容易に確保することが要求される半導体装置の製造方法におけるペースト塗布方法に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に使用するペーストの封じ込められたカプセルの断面図であって、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は正面断面図
【図２】（ａ）〜（ｃ）は本実施形態を説明するために工程順に示した塗布方法を示す説明図
【図３】本実施形態を説明するための半導体製造装置の構成図
【図４】（ａ）〜（ｃ）は従来技術であるディスペンスを使用したディスペンス塗布方法の説明図
【図５】（ａ）〜（ｃ）は従来技術であるスタンプを使用したスタンピング塗布方法の説明図
【図６】従来技術であるカプセル塗布方法に用いられるカプセルの断面図
【図７】（ａ）〜（ｄ）は従来技術であるカプセルを使用したカプセル塗布方法の説明図
【符号の説明】
【００３８】
１  ペースト
２  カプセル
３  ペースト搭載用ノズル
４  リードフレーム
５  リードフレームのパッド面
６  パッド面加熱部
７  半導体素子
８  カプセル充填容器
１０１  リードフレームローダ部
１０２  投入マガジンローダ部
１０３  ペースト塗布部
１０４  ダイスボンド部
１０５  エキスパンド部
１０６  リードフレーム収納部
【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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