(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バンプによる接続端子が形成された半導体デバイスを回路基板上に実装する半導体デバイスの実装方法において、前記バンプが形成されたバンプ形成面を上向きにして供給された半導体デバイスをそのバンプ形成面を反転吸着用ツールによって吸着保持し、反転吸着用ツールの１８０度回転により半導体デバイスのバンプ形成面の反対側の平坦面が上向きになるようにし、この半導体デバイスの平坦面を実装用ツールによって吸着保持し、この実装用ツールを導電性樹脂の塗布位置に移動させ、実装用ツールの下降動作により導電性樹脂膜にバンプを接触させてバンプに導電性樹脂を転写させ、次いで実装用ツールを絶縁性樹脂の塗布位置に移動させてバンプ形成面に絶縁性樹脂を塗布した後、実装用ツールを回路基板上の実装位置に移動させ、半導体デバイスのバンプが配線電極に一致するように回路基板上に装着してバンプと配線電極とを導電性樹脂で導通接続すると共に、前記絶縁性樹脂により半導体デバイスを回路基板に固定することを特徴とする半導体デバイスの実装方法。
【請求項２】
絶縁性樹脂を複数点に塗布する請求項１記載の半導体デバイスの実装方法。
【請求項３】
バンプによる接続端子が形成された半導体デバイスを回路基板上に実装する半導体デバイスの実装装置において、前記バンプが形成されたバンプ形成面を上向きにして供給された半導体デバイスのバンプ形成面を吸着保持し、１８０度回転により半導体デバイスのバンプ形成面の反対側の平坦面が上向きになるように反転させる反転吸着ツールと、この半導体デバイスの平坦面を吸着保持して反転吸着ツールから半導体デバイスを受け取り、導電性樹脂の転写位置、絶縁性樹脂の塗布位置及び回路基板への装着位置に順次移動して、バンプに導電性樹脂が転写され、バンプ形成面に絶縁性樹脂が塗布された半導体デバイスを回路基板上の配線電極にバンプが一致するように実装する実装用ツールと、転写位置に導電性樹脂の塗膜を配して転写位置に移動した実装用ツールの下降動作により塗膜に接触したバンプに導電性樹脂を転写する転写ステージと、塗布位置に移動した実装用ツールが吸着保持した半導体デバイスのバンプ形成面に絶縁性樹脂を塗布する塗布装置とを具備してなることを特徴とする半導体デバイスの実装装置。
【請求項４】
塗布装置は、その配設位置を平面移動させ、停止した複数点で絶縁性樹脂をバンプ形成面に塗布する請求項３記載の半導体デバイスの実装装置。
【請求項５】
塗布装置は、絶縁性樹脂を吐出するニードルの先端に残存した絶縁性樹脂を除去する残存樹脂除去手段が設けられてなる請求項３記載の半導体デバイスの実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バンプが形成された半導体デバイスを回路基板に装着する半導体デバイスの実装方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
バンプが形成された半導体デバイスの回路基板への装着は、バンプを回路基板上に形成された接続電極に接合すると共に、半導体デバイスを絶縁性樹脂により回路基板に固定する。
【０００３】
従来技術における半導体デバイスの回路基板への実装方法及び装置について図４、図５を参照して説明する。
【０００４】
まず、回路基板８に対して図４に示すように、半導体デバイスが装着される位置に絶縁性樹脂５が塗布装置１５によって塗布される。一方、半導体デバイス１は、図５（ａ）に示すように、トレー１８上にバンプ４が形成されたバンプ形成面を上向きにした状態に供給され、反転用ツール１０は下降動作によりその円周上に複数に配置された反転吸着ノズル１０ａによって半導体デバイス１のバンプ形成面を吸着保持する。反転用ツール１０は反転吸着ノズル１０ａを間欠回転させ、１８０度回転したとき図５（ｂ）に示すようにバンプ形成面は下向きとなる。この半導体デバイス１に対して実装用ツール７を移動させ、その実装吸着ノズル７ａにより半導体デバイス１の平坦面を吸着保持し、半導体デバイス１の受け渡しを行う。図５（ｃ）に示すように、半導体デバイス１を保持した実装用ツール７は回路基板８上の装着位置に移動し、下降動作によりバンプ４を回路基板８上に形成された接続電極１９に当接させる。回路基板８上には絶縁性樹脂５が塗布されているので、図５（ｄ）に示すように、装着された半導体デバイス１は絶縁性樹脂５によって回路基板８に固定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術において、回路基板８に絶縁性樹脂５を塗布する工程を実装工程に併せて設ける必要があり、設備及び工程が増加する問題点があった。
【０００６】
また、回路基板８に絶縁性樹脂５を塗布してから半導体デバイス１が装着されるまでに時間経過があり、絶縁性樹脂５に広がりが生じて必要外の部位にまで付着することや、吸湿により接着強度が低下してしまう問題点があった。
【０００７】
本発明が目的とするところは、絶縁性樹脂の塗布を実装工程中に取り込んで工数及び設備の削減を図ると共に、絶縁性樹脂の劣化を防止する半導体デバイスの実装方法及びその装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願の第１発明は、バンプによる接続端子が形成された半導体デバイスを回路基板上に実装する半導体デバイスの実装方法において、前記バンプが形成されたバンプ形成面を上向きにして供給された半導体デバイスのバンプ形成面を反転吸着用ツールによって吸着保持し、反転吸着用ツールの１８０度回転により半導体デバイスのバンプ形成面の反対側の平坦面が上向きになるようにし、この半導体デバイスの平坦面を実装用ツールによって吸着保持し、この実装用ツールを導電性樹脂の塗布位置に移動させ、実装用ツールの下降動作により導電性樹脂膜にバンプを接触させてバンプに導電性樹脂を転写させ、次いで実装用ツールを絶縁性樹脂の塗布位置に移動させてバンプ形成面に絶縁性樹脂を塗布した後、実装用ツールを回路基板上の実装位置に移動させ、半導体デバイスのバンプが配線電極に一致するように回路基板上に装着してバンプと配線電極とを導電性樹脂で導通接続すると共に、前記絶縁性樹脂により半導体デバイスを回路基板に固定することを特徴とするもので、実装用ツールの下降動作によりバンプに導電性樹脂を転写させるのに次いで、絶縁性樹脂は実装用ツールが実装位置に移動する前の塗布位置で塗布されるので塗布後の時間経過が少なく、塗布された絶縁性樹脂の広がりや劣化が防止される。また、絶縁性樹脂の塗布及び導電性樹脂の転写を実装工程中に取り込んでいるので、工数及び設備の削減を図ることができる。
【００１０】
上記実装方法において、絶縁性樹脂を複数点に塗布することにより、比較的大型の半導体デバイスであっても固定強度を向上させることができる。
【００１１】
また、本願の第２発明は、バンプによる接続端子が形成された半導体デバイスを回路基板上に装着する半導体デバイスの実装装置において、前記バンプが形成されたバンプ形成面を上向きにして供給された半導体デバイスのバンプ形成面を吸着保持し、１８０度回転により半導体デバイスのバンプ形成面の反対側の平坦面が上向きになるように反転させる反転吸着ツールと、この半導体デバイスの平坦面を吸着保持して反転吸着ツールから半導体デバイスを受け取り、絶縁性樹脂の塗布位置及び回路基板への装着位置に移動して、バンプ形成面に絶縁性樹脂が塗布された半導体デバイスを回路基板上の配線電極にバンプが一致するように実装する実装用ツールと、塗布位置に移動した実装用ツールが吸着保持した半導体デバイスのバンプ形成面に絶縁性樹脂を塗布する塗布装置とを具備してなることを特徴とするもので、絶縁性樹脂は実装用ツールが実装位置に移動する直前に塗布装置により塗布されるので塗布後の時間経過が少なく、塗布された絶縁性樹脂の広がりや劣化が防止される。また、絶縁性樹脂の塗布及び導電性樹脂の転写を実装工程中に取り込んでいるので、工数及び設備の削減を図ることができる。
【００１３】
上記構成において、塗布装置は、その配設位置を平面移動させ、停止した複数点で絶縁性樹脂をバンプ形成面に塗布することができる。半導体デバイスが比較的大型のものである場合や塗布位置を変更する場合に有効となる。
【００１４】
また、塗布装置は、絶縁性樹脂を吐出するニードルの先端に残存した絶縁性樹脂を除去する残存樹脂除去手段を設けることにより残存した絶縁性樹脂が除去されるので、半導体デバイスに一定量を安定して塗布することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について、その参考例と共に説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。尚、従来技術と共通する要素には同一の符号を付し、本発明の特徴を明らかにする。
【００１６】
図１は、本発明の参考例に係る半導体デバイスの実装方法を適用した装置構成を示すもので、（ａ）〜（ｅ）に至る実装工程の途上に絶縁性樹脂の塗布工程（ｃ）を設けたことを特徴とするものである。
【００１７】
図１（ａ）において、半導体デバイス１はトレイ１８上にバンプが形成されたバンプ形成面を上向きにした状態に配列して供給される。複数の反転吸着ノズル１０ａを円周上に等間隔に配設した反転用ツール１０は、下向き位置にある反転吸着ノズル１０ａによりトレイ１８上から半導体デバイス１のバンプ形成面を吸着する。反転用ツール１０は間欠回転により半導体デバイス１を吸着保持した反転吸着ノズル１０ａを１８０度回転させたとき、図１（ｂ）に示すように、半導体デバイス１を吸着保持した反転吸着ノズル１０ａは上方位置に移動し、半導体デバイス１はバンプ形成面の反対側の面（平坦面）が上向きとなる。
【００１８】
図１（ｂ）に示すように、反転用ツール１０の上方に実装用ツール７を移動させ、その実装吸着ノズル７ａにより半導体デバイス１の平坦面を吸着し、半導体デバイス１の受け渡しを行う。これによって半導体デバイス１はバンプ形成面が下向きの状態となる。
【００１９】
半導体デバイス１を吸着保持した実装用ツール７は、図１（ｃ）に示すように、回路基板８上の実装位置に移動させる途上に配設された塗布位置に停止する。塗布位置には絶縁性樹脂５の塗布装置３が配置されており、塗布装置３は実装用ツール７の移動に対応させて、そのニードル３ａから適量の絶縁性樹脂５を吐出させる。実装用ツール７は下降動作により半導体デバイス１の中央に絶縁性樹脂５を付着させた後、上昇する。
【００２０】
図１（ｄ）に示すように、実装用ツール７を回路基板８上の所定位置に移動させ、下降動作により半導体デバイス１を回路基板８上に装着する。図１（ｅ）に示すように、バンプ４は回路基板８上に形成された配線電極１９に圧接し、半導体デバイス１は絶縁性樹脂５の接着により回路基板８に固定される。
【００２１】
上記構成のように、絶縁性樹脂５は実装用ツール７による実装動作の直前において塗布されるので、絶縁性樹脂５の塗布から半導体デバイス１の実装までの時間経過が少なく、塗布された絶縁性樹脂５が広がったり劣化することが防止される。また、実装工程中に塗布動作が設けられるので、実装用ツール７の移動動作で対応でき、別途に塗布工程を設ける設備や工程の増加をなくすことができる。
【００２２】
次に、本発明の実施形態に係る半導体デバイス１の実装方法及び装置を図２を参照して説明する。
【００２３】
図２（ａ）において、半導体デバイス１はトレイ１８上にバンプが形成されたバンプ形成面を上向きにした状態に配列して供給される。複数の反転吸着ノズル１０ａを円周上に等間隔に配設した反転用ツール１０は、下向き位置にある反転吸着ノズル１０ａによりトレイ１８上から半導体デバイス１のバンプ形成面を吸着する。反転用ツール１０は間欠回転により半導体デバイス１を吸着保持した反転吸着ノズル１０ａを１８０度回転させたとき、図２（ｂ）に示すように、半導体デバイス１を吸着保持した反転吸着ノズル１０ａは上方位置に移動し、半導体デバイス１はバンプ形成面の反対側の面（平坦面）が上向きとなる。
【００２４】
図２（ｂ）に示すように、反転用ツール１０の上方に実装用ツール７を移動させ、その実装吸着ノズル７ａにより半導体デバイス１の平坦面を吸着し、半導体デバイス１の受け渡しを行う。これによって半導体デバイス１はバンプ形成面が下向きの状態となる。
【００２５】
半導体デバイス１を吸着保持した実装用ツール７は、図２（ｃ）に示すように、転写ステージ１１上に移動し、下降動作により半導体デバイス１のバンプ４を転写ステージ１１上に膜形成された導電性樹脂６に接触させる。導電性樹脂６は転写ステージ１１上に数μｍ〜数１０μｍの厚みに膜形成されている。いま、バンプ４の高さが４５μｍであるとき、この先端から２０μｍの高さ位置まで導電性樹脂６を転写する。従って、このときの膜厚は２０μｍにしておくと、２０μｍの転写高さが得られる。
【００２６】
次いで、実装用ツール７は図２（ｄ）に示すように塗布位置に移動し、塗布位置に配設された絶縁性樹脂５の塗布装置３上に下降する。塗布装置３は実装用ツール７の移動に対応させて、そのニードル３ａから適量の絶縁性樹脂５を吐出させる。実装用ツール７は下降動作により半導体デバイス１の中央に絶縁性樹脂５を付着させた後、上昇する。
【００２７】
図２（ｅ）に示すように、実装用ツール７を回路基板８上の所定位置に移動させ、下降動作により半導体デバイス１を回路基板８上に装着する。図２（ｆ）に示すように、バンプ４は回路基板８上に形成された配線電極１９に圧接すると共に、先端に転写された導電性樹脂６により配線電極１９に導電接続される。また、半導体デバイス１は絶縁性樹脂５の接着により回路基板８に固定される。
【００２８】
上記構成のように、絶縁性樹脂５は実装用ツール７による実装動作の直前において塗布されるので、絶縁性樹脂５の塗布から半導体デバイス１の実装までの時間経過が少なく、塗布された絶縁性樹脂５が広がったり劣化することが防止される。また、実装工程中に塗布動作が設けられるので、実装用ツール７の移動動作で対応でき、別途に塗布工程を設ける設備や工程の増加をなくすことができる。
【００２９】
上記第１及び第２の各実施形態の構成において、塗布装置３はＸＹロボット上に搭載してＸ−Ｙ平面上の移動を可能とすることができ、半導体デバイス１に対して複数点に絶縁性樹脂５を塗布して回路基板８への接合強度を向上させることができる。半導体デバイス１が比較的大型のものであるときには複数点での接合が有効である。また、塗布装置３の移動は、絶縁性樹脂５の塗布位置を変更するときにも有効である。
【００３０】
また、図３に示すように、塗布装置３のニードル３ａに回転スキージ１４を設けた円形プレート１３を取付け、絶縁性樹脂５の塗布が終わった後、円形プレート１３を回転軸Ｐで回転させ、ニードル３ａの先端に残存した絶縁性樹脂５を回転スキージ１４により掻き取る。この処理動作により絶縁性樹脂５の塗布量を一定に保つことができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明の通り本発明によれば、半導体デバイスを回路基板に固定する絶縁性樹脂を半導体デバイス側に塗布するように設定することで、半導体デバイスの実装工程中に絶縁性樹脂の塗布工程を配置することができ、回路基板に実装する直前に、実装用ツールの下降動作によりバンプに導電性樹脂を転写させるのに次いで、絶縁性樹脂が半導体デバイスに塗布されるので、時間経過による絶縁性樹脂の広がりや劣化が防止される。また、塗布工程は実装工程中に含まれるので絶縁性樹脂を回路基板に塗布するために設けられていた設備や工程を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例に係る半導体デバイスの実装順序を（ａ）〜（ｅ）の順に示す説明図。
【図２】本発明の実施形態に係る半導体デバイスの実装順序を（ａ）〜（ｆ）の順に示す説明図。
【図３】塗布装置の別態様を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。
【図４】従来の絶縁性樹脂の塗布工程を（ａ）（ｂ）の順に示す説明図。
【図５】従来の半導体デバイスの実装工程を（ａ）〜（ｄ）の順に示す説明図。
【符号の説明】
１ 半導体デバイス
３ 塗布装置
４ バンプ
５ 絶縁性樹脂
６ 導電性樹脂
７ 実装用ツール
８ 回路基板
１０ 反転用ツール
【図１】
0004278807.tif 000002
【図２】
0004278807.tif 000003
【図３】
0004278807.tif 000004
【図４】
0004278807.tif 000005
【図５】
0004278807.tif 000006