(57)【要約】【課題】  十分な信頼性を有する半導体装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】  半導体チップ１５が接合される基板１３のマウントベッド１１上で、且つ半導体チップ１５のサイズより広い領域に、複数の接着剤粒１６を離間して塗布する工程と、半導体チップ１５を接着剤粒１６上に載置して接着剤粒１６を連結し、接着剤層１４を介して半導体チップ１５をマウントベッド１１に接合する工程と、基板１３のインナーリード１２にワイヤ１７を介して半導体チップ１５を電気的に接続する工程とを具備する。マウントベッド１１の全面に均一に接着剤粒１６を塗布しておくことにより、半導体チップ１５のマウント位置のばらつきによる接合不良を防止する。【選択図】  図１
2007200947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップが接合される基板のマウントベッド上で、且つ前記半導体チップサイズより広い領域に、複数の接着剤粒を離間して塗布する工程と、
前記接着剤粒上に半導体チップを載置し、前記接着剤粒を連結して前記半導体チップを前記マウントベッドに接合する工程と、
前記基板の接続端子に、接続導体を介して前記半導体チップを電気的に接続する工程と
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記接着剤粒が市松状、または格子状に塗布されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記接着剤粒の単位面積あたりの塗布量が、前記マウントベッドの面内で等しいことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
マウントベッドと接続端子とを有する基板と、
前記マウントベッド上に、接着剤層を介して接合された半導体チップと、
前記マウントベッド上に、前記半導体チップを取り囲むように離間して配置された複数の接着剤粒と、
前記接続端子に、前記半導体チップを電気的に接続する接続導体と
を具備することを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
前記基板がリードフレーム、または配線基板であることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置においては、基板のマウントベッドに半導体チップサイズに合わせた領域に適量のペースト状の接着剤を塗布し、接着剤上に半導体チップを載置することにより、接着剤を介して半導体チップを基板に接合していた。  
そして、ワイヤボンディングにより半導体チップを基板の接続端子に電気的に接続し、基板を含む半導体チップ全体を樹脂でモールドしていた。
【０００３】
然しながら、接着剤の塗布量が多すぎると半導体チップを載置する位置がずれた場合に、半導体チップとマウントベッドの間からはみ出した過剰な接着剤が半導体チップの側面から上面に這い上がる現象が生じる。  
これにより、半導体チップとモールド樹脂との密着性が低下し、ハンダ付け工程等での熱応力によりモールド樹脂にクラックが生じる等の問題がある。
【０００４】
一方、接着剤の塗布量が少なすぎると半導体チップを載置する位置がずれた場合に、半導体チップの裏面と接着剤の濡れ性が不足し、半導体チップと基板の間に隙間が生じる問題がある。  
これにより、半導体チップと基板の密着性が低下し、ハンダ付け工程等での熱応力によりモールド樹脂にクラックが生じる等の問題がある。
【０００５】
これに対して、接着剤を基板に疎密部を設けて塗布し、半導体チップを基板に接合した半導体装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
特許文献１に開示された半導体装置は、複数の配線が設けられたテープ基板と、テープ基板の主面上に配置された半導体チップと、テープ基板と半導体チップとの間に配置された接着部材と、半導体チップのパッドとテープ基板の接続端子とを接続するワイヤと、半導体チップを樹脂封止して形成された封止部と、テープ基板に設けられた複数のバンプ電極とを具備している。
【０００７】
接着部材のうち、半導体チップの裏面の外周部に対応して配置された外側接着部材の単位面積当たりの密度が、その内側領域に配置された内側接着部材の密度より大きいことにより、チップ裏面においてベントホール周辺の複数の内側接着部材間に隙間を確保し、発ガスによるテープ基板の破壊を防止している。
【０００８】
然しながら、特許文献１に開示された半導体装置は、半導体チップが載置される領域にのみ接着部材を塗布しているので、半導体チップを載置する位置がずれると半導体チップへの接着部材の這い上がりや、半導体チップと基板との間に隙間が生じる等の問題については何ら開示していない。
【特許文献１】特開２００３−３０３９２３号公報（５頁、図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、十分な信頼性を有する半導体装置およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様の半導体装置の製造方法は、半導体チップが接合される基板のマウントベッド上で、且つ前記半導体チップサイズより広い領域に、複数の接着剤粒を離間して塗布する工程と、前記接着剤粒上に半導体チップを載置し、前記接着剤粒を連結して前記半導体チップを前記マウントベッドに接合する工程と、前記基板の接続端子に、接続導体を介して前記半導体チップを電気的に接続する工程とを具備することを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の一態様の半導体装置は、マウントベッドと接続端子とを有する基板と、前記マウントベッド上に接着剤層を介して接合された半導体チップと、前記マウントベッド上に前記半導体チップを取り囲むように離間して配置された複数の接着剤粒と、前記接続端子に前記半導体チップを電気的に接続する接続導体とを具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、十分な信頼性を有する半導体装置およびその製造方法が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１４】
本発明の実施例に係る半導体装置について、図１を参照して説明する。図１は本発明の実施例に係る半導体装置の構成を示す図で、図１（ａ）はその平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向に眺めた断面図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施例の半導体装置１０は、マウントベッド１１とインナーリード（接続端子）１２を有するリードフレーム（基板）１３と、マウントベッド１１上に接着剤層１４を介して接合された半導体チップ１５と、マウントベッド１１上に半導体チップ１５を取り囲むように配置された複数の接着剤粒１６と、インナーリード１２の一端に半導体チップ１５を電気的に接続するワイヤ（接続導体）１７と、インナーリード１２の他端を側面から外部に導出してこれら全体を気密封止する樹脂１８とを具備している。
【００１６】
接着剤粒１６は、半導体チップ１５を取り囲むようにマウントベッド１１の全面に市松状に配置されている。接着剤粒１６のサイズと各接着剤粒１６の離間距離とはほぼ等しく、単位面積当たりの接着剤の量がマウントベッド１１の面内でほぼ等しくなるように配置されている。
【００１７】
次に、半導体装置１０の製造方法について、図２乃至図８を用いて詳しく説明する。  
図２は半導体チップ１５をリードフレーム１３のマウントベッド１１に接合するダイボンディング装置の概略構成を示すブロック図、図３はマウントベッド１１にペースト状の接着剤を塗布する多点式ノズルを示す図で、図３（ａ）はその側面図、図３（ｂ）はその底面図、図４乃至図８は半導体装置１０の製造工程を順に示す図で、図４（ａ）乃至図８（ａ）はその平面図、図４（ｂ）乃至図８（ｂ）は図４（ａ）乃至図８（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向に眺めた断面図である。
【００１８】
図２に示すように、ダイボンディング装置３０は、半導体部品を供給する半導体部品供給部３１と、半導体部品が接合される基板を供給する基板供給部３２と、基板のマウントベッドにペースト状の接着剤を塗布する接着剤塗布部３３と、基板に塗布された接着剤上に半導体部品を載置する半導体部品載置部３４と、接着剤をキュアして半導体部品を基板に接合するボンディング部３５と、半導体部品が接合された基板を収納する基板収納部３６とを有している。
【００１９】
更に、半導体部品を順次１個ずつ吸着して搬送する移載ヘッド（図示せず）を備えた半導体部品ピックアップ部３７と、基板と半導体部品の位置合せをおこなう位置合せ部３８とを有している。
【００２０】
半導体部品供給部１１は、マガジンに収納された半導体チップ１５をローダーにより半導体部品ピックアップ部３７に供給する。  
半導体チップ１５は半導体部品ピックアップ部３７の移載ヘッドにより取り出され、移載ヘッドに保持されて搬送路３９、例えば搬送レールに沿って半導体部品載置部３４に搬送される。
【００２１】
基板供給部３２は、同じくマガジンに収納されたリードフレーム１３をローダーにより接着剤塗布部３３に供給する。  
供給されたリードフレーム１３のマウントベッド１１には接着剤塗布部３３によりペースト状の接着剤が塗布され、接着剤が塗布されたリードフレーム１３は搬送路４０、例えばベルトコンベアに沿って半導体部品載置部３４に搬送される。
【００２２】
図３に示すように、ペースト状の接着剤を塗布するディスペンサ（図示せず）は先端に複数の吐出孔５０を備えた多点式ノズル５１を有している。この多点式ノズル５１は、接着剤を点配置として塗布したい場合に好適であり、塗布したい位置に対応して予め複数の吐出孔５０が設けられている。
【００２３】
多点式ノズル５１の各吐出孔５０はマウントベッド１１のサイズとほぼ等しい領域に、例えば塗布された接着剤のサイズと各接着剤の離間距離がほぼ等しくなるように市松状に配列されている。
【００２４】
複数の吐出孔５０を有する多点式ノズル５１により、リードフレーム１３のマウントベッド１１の全面に接着剤粒１６が一括して塗布される。
【００２５】
ここで、本明細書では、全面とはマウントベッド１１上に半導体チップ１５が載置可能な領域を意味している。
【００２６】
複数の吐出孔５０を有する多点式ノズル５１を備えたダイボンディング装置３０により、半導体チップ１５がリードフレーム１３のマウントベッド１１に接合される。
【００２７】
具体的には、図４に示すように、始にマウントベッド１１とインナーリード１２を有するリードフレーム１３を用意する。マウントベッド１１は吊りピン（図示せず）によってフレーム（図示せず）に保持されている。
【００２８】
次に、図５に示すように、複数の吐出孔５０を有する多点式ノズル５１により、例えば導電性エポキシ樹脂を主成分とするペースト状の接着剤を市松状にマウントベッド１１の全面に接着剤粒１６が一括して塗布される。
【００２９】
塗布された接着剤粒１６のサイズは、接合する半導体チップ１５の厚さおよび接着剤層１４の厚さ、あるいは接着剤をキュアする条件に応じて適宜選択することができる。  
例えば、接着剤粒１６のサイズは半導体チップ１５の厚さの１／２を越えない程度、接着剤粒１６の離間距離は接着剤粒１６のサイズと同程度が適当である。
【００３０】
次に、図６に示すように、半導体チップ１５をマウントベッド１１の接着剤粒１６上に載置する。半導体チップ１５が載置される位置は予め位置合せ３８により所定の位置に制御されるが、マウントベッド１１上のいずれの位置に載置されても半導体チップ１５と接着剤粒１６の位置関係は同一になる。即ち、半導体チップ１５の裏面と接触する接着剤粒１６の数は同一である。
【００３１】
次に、図７に示すように、半導体チップ１５を押圧して接着剤粒１６を潰すことにより、接着剤粒１６を連結し、連結された接着剤粒１６からなる接着剤層１４を介してマウントベッド１１に半導体チップ１５を接合する。
【００３２】
次に、図８に示すように、インナーリード１２の一端１２ａと半導体チップ１５にワイヤ１７をボンディングすることにより、インナーリード１２に半導体チップ１５を電気的に接続する。
【００３３】
次に、インナーリード１２の他端１２ｂを側面から外部に導出してこれら全体を樹脂１８でモールドすることにより、図１に示す半導体装置１０が完成する。
【００３４】
図９乃至図１１は、半導体チップ１５とマウントベッド１１の接合状態を従来例と比較して示す図で、図９が本実施例の場合、図１０および図１１が従来例１および従来例２の場合である。  
図９（ａ）乃至図１１（ａ）はマウントベッドに接着剤が塗布された状態を示す図、図９（ｂ）乃至図１１（ｂ）は半導体チップが所定の接合位置に正しく接合された状態を示す図、図９（ｃ）乃至図１１（ｃ）は半導体チップが所定の接合位置からずれて接合された状態を示す図である。
【００３５】
図９に示すように、本実施例ではマウントベッド１１の全面に接着剤粒１６が均一に塗布されているので、半導体チップ１５が所定の接合位置５５に正しく載置された場合でも、半導体チップ１５が所定の接合位置５５からＸ軸方向にΔＸ１、Ｙ軸方向にΔＹ１だけずれて載置された場合でも、半導体チップ１５の裏面全体に均一に接着剤が行き渡り接着剤との濡れ性が確保されるので、常に同じ状態で接合することができる。
【００３６】
即ち、半導体チップ１５の側面から上面への接着剤の這い上がり現象が生じることが無く、且つ半導体チップ１５とマウントベッド１１の間に隙間が生じることが無い。
【００３７】
微細な吐出口５０を有する多点式ノズル５１により、ペースト状の接着剤の塗布量は必要最小限に制御することが容易である。
【００３８】
従って、半導体チップ１５を薄くて、且つ均一な接着剤層１４を介してマウントベッド１１に接合することが可能である。
【００３９】
図１０に示すように、従来例１では、マウントベッド６０の接合位置６１の中央部に単一の吐出口を有するノズル（図示せず）によりペースト状の接着剤６２が塗布されている。
【００４０】
半導体チップ６３が所定の接合位置６１に正しく載置された場合には、接着剤６２が半導体チップ６３の裏面に均等に接触するので、半導体チップ６３への接着剤６２ａの這い上がり現象が生じることが無く、且つ半導体チップ６３とマウントベッド６０の間に隙間が生じない。
【００４１】
一方、半導体チップ６３が所定の接合位置６１からＸ軸方向へΔＸ２だけずれて載置された場合には、接着剤６２と半導体チップ６３の裏面の接触が不均一になるので、半導体チップ６３の一端側の接着剤６２ｂが過剰になって盛り上がり、半導体チップ６３への接着剤の這い上がり現象が生じる。
【００４２】
その結果、半導体チップ６３とモールド樹脂（図示せず）との間の密着性が悪化し、熱応力によるモールド樹脂にクラックが生じる恐れが高まる。
【００４３】
図１１に示すように、従来例２では、マウントベッド７０の接合位置７１の中央部に５つの吐出口を有するノズル（図示せず）によりペースト状の接着剤７２が塗布されている。
【００４４】
半導体チップ７３が所定の接合位置７１に正しく載置された場合には、接着剤７２が半導体チップ７３の裏面に均等に接触するので、半導体チップ７３への接着剤７２ａの這い上がり現象が生じることが無く、且つ半導体チップ７３とマウントベッド７０の間に隙間が生じない。
【００４５】
一方、半導体チップ７３が所定の接合位置７１からＸ軸方向へΔＸ３だけずれて載置された場合には、接着剤７２と半導体チップ７３の裏面の接触が不均一になるので、半導体チップ７３の一端側の接着剤７２ｂが不足して濡れ性が確保できず、半導体チップ７３とマウントベッド７０との間に隙間が生じる。
【００４６】
その結果、半導体チップ７３の密着性が悪化し、熱応力によりモールド樹脂（図示せず）にクラックが生じる恐れが高まる。
【００４７】
以上説明したように、本実施例によれば、マウントベッド１１の全面に接着剤粒１６を均一に塗布しているので、半導体チップ１５が載置される位置がばらついても、半導体チップ１５と接着剤粒１６の位置関係、即ち半導体チップ１５のマウント面に接触する接着剤量が常に同じである。
【００４８】
その結果、半導体チップ１５を薄く、且つ均一な接着剤層１４を介してマウントベッド１１に接合することができる。従って、十分な信頼性を有する半導体装置およびその製造方法が得られる。
【００４９】
更に、ノズルはマウンドベッドのサイズに合せて１つあれば良いので、接合する半導体チップのサイズに合せて複数のノズルを用意する必要がない。  
その結果、ノズルの交換や調整などのむだな時間や費用が削減され、半導体装置の生産性を向上させることができる。
【００５０】
ここでは、接着剤粒１６を市松状にマウントベッド１１の全面に塗布した場合について説明したが、図１２に示すように、接着剤粒１６を格子状に塗布しても構わない。
【００５１】
また、接着剤粒１６のサイズが等しい場合について説明したが、単位面積あたりの塗布量が一定であれば良く、異なるサイズの接着剤粒を組み合せても同じ効果を得ることができる。
【００５２】
更に、基板がリードフレームである場合について説明したが、例えば配線パターンが形成された配線基板であっても構わない。  
配線基板としては、例えばガラスエポキシ材を基材としたプリント配線板（ガラエポ基板）が適している。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施例に係る半導体装置の構造を示す図で、図１（ａ）はその平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向に眺めた断面図。
【図２】本発明の実施例に係るダイボンディング装置の構成を示す図。
【図３】本発明の実施例に係る接着剤を塗布するノズルを示す図で、図３（ａ）はその側面図、図３（ｂ）はその底面図。
【図４】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程を順に示す図で、図４（ａ）はその平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向に眺めた断面図。
【図５】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程を順に示す図で、図５（ａ）はその平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向に眺めた断面図。
【図６】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程を順に示す図で、図６（ａ）はその平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向に眺めた断面図。
【図７】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程を順に示す図で、図７（ａ）はその平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向に眺めた断面図。
【図８】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程を順に示す図で、図８（ａ）はその平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向に眺めた断面図。
【図９】本発明の実施例に係る半導体装置の接合位置と接合状態との関係を示す図。
【図１０】従来例１に係る半導体装置の接合位置と接合状態との関係を示す図。
【図１１】従来例２に係る半導体装置の接合位置と接合状態との関係を示す図。
【図１２】本発明の実施例に係る接着剤粒が格子状に塗布されたマウントベッドを示す図。
【符号の説明】
【００５４】
１０  半導体装置
１１、６０、７０  マウントベッド
１２  インナーリード（接続端子）
１３  リードフレーム（基板）
１４  接着剤層
１５、６３、７３  半導体チップ
１６  接着剤粒
１７  ワイヤ（接続導体）
１８  樹脂
３０  ダイボンディング装置
３１  半導体部品供給部
３２  基板供給部
３３  接着剤塗布部
３４  半導体部品載置部
３５  ボンディング部
３６  基板収納部
３７  半導体部品ピックアップ部
３８  位置合せ部
３９、４０  搬送路
５０  吐出口
５１  多点式ノズル
５５、６１、７１  接合位置
６４  這い上がり
６２、７２  接着剤
７４  隙間
【図１】
2007200947.tif 000003
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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