(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープ基材上に導体配線が形成されたフレキシブル基板を搭載する加熱ステージと、
半導体チップを保持し上記加熱ステージ上の上記フレキシブル基板に搭載させる加熱ツールとを備え、上記加熱ツールにより上記半導体チップの外部接続部と上記フレキシブル基板の半導体チップ搭載領域の電極部とを位置合わせして、熱圧着させる半導体実装装置において、
上記フレキシブル基板を上記加熱ステージに固定させる固定部材を備えており、
上記固定部材には、その内部に、フレキシブル基板の半導体チップ搭載領域に向けてエアを噴出するエア噴出機構が設けられていることを特徴とする半導体実装装置。
【請求項２】
上記エア噴出機構は、５〜１００℃のエアを噴出させることを特徴とする請求項１に記載の半導体実装装置。
【請求項３】
上記エア噴出機構は、１００〜２５０℃のエアを噴出させることを特徴とする請求項１に記載の半導体実装装置。
【請求項４】
固定部材は、上記エア噴出機構からのエア噴出により空気圧にて、上記フレキシブル基板を上記加熱ステージに固定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体実装装置。
【請求項５】
上記エア噴出機構は複数の噴出口を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体実装装置。
【請求項６】
上記固定部材は複数設けられており、当該複数の固定部材のそれぞれに、上記エア噴出機構が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体実装装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体実装装置を用いて、上記半導体実装装置の加熱ステージ上のフレキシブル基板の半導体チップ搭載領域の電極部に、半導体チップの外部接続部を位置合わせして、上記半導体実装装置の加熱ツールにより熱圧着して、上記半導体チップを上記フレキシブル基板に実装させる半導体実装方法において、
上記半導体チップを上記フレキシブル基板の半導体チップ搭載領域に搭載する前に、上記半導体実装装置の加熱ステージにて熱せられたフレキシブル基板の電極部が形成された半導体チップ搭載領域に向けて、上記半導体実装装置のエア噴出機構によりエアを噴出する工程を含むことを特徴とする半導体実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップをフレキシブル基板に実装させるための、半導体実装装置および半導体実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な電子機器に搭載・内蔵される半導体装置には、例えば、ＴＣＰ（Tape Carrier Package）やＣＯＦ（Chip on film）等のフレキシブル（可撓性）基板を利用する実装技術が用いられ、実装の高密度化を図ると共に、薄型化、軽量化を実現している。
【０００３】
上記フレキシブル基板は、ポリイミド等から形成されるテープ基材、および、その上に形成される導体配線などから構成される。導体配線は、Ｃｕ等を用いてフォトエッチング等を行い形成される。この導体配線の最表面には搭載部品等がはんだ付けされている場合もある。また、導体配線にＣｕが用いられる場合には、導体配線の劣化を防ぐために、導体配線の表面にＳｎやＡｕ等が被覆されることもある。また、フレキシブル基板における導体配線が形成されている面には、該導体配線を保護することを目的として、外部回路との接続部分を除いた領域にソルダレジストが形成されている。
【０００４】
一方、通常、フレキシブル基板は、半導体チップを実装するＴＣＰやＣＯＦの作製工程において長尺のテープ状となっている。これにより、各作製工程で用いられる生産装置にフレキシブル基板を続けて順次送ることが可能となるので、モジュールの形成を流れ作業によって効率的に行うことができる。また、フレキシブル基板がテープ状であるため、フレキシブル基板の供給と回収とをリールに巻取ることで行うことができる。よって、長尺のテープ状のフレキシブル基板は、半導体装置の大量生産に有利となっている。
【０００５】
このような、フレキシブル基板に半導体チップを実装するには、図３、４に示すような半導体実装装置１０が使用される。従来の半導体実装装置１０では、加熱ステージ２上にフレキシブル基板６が順次送られてくると、フレキシブル基板６を加熱ステージ２に真空吸着し、さらにクランプ３０によってフレキシブル基板６を押さえ込む。そして、加熱ツール４に保持された半導体チップ５のバンプとフレキシブル基板６の半導体チップ搭載領域の電極部（インナーリード）とを位置合わせして熱圧着させる。
【０００６】
このような従来の半導体実装装置には、半導体チップとフレキシブル基板との接着を良好に行う為に、半導体チップをフレキシブル基板に実装した直後に、冷却用エアをテープ面に当て急冷却するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−７１６０８号公報（２００４年３月４日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の半導体実装装置では、フレキシブル基板への半導体チップ実装時、連続的に半導体チップの実装を行うと、加熱ツールおよび加熱ステージの熱により、クランプの温度が上昇していく。そのクランプの温度がフレキシブル基板に伝わり、フレキシブル基板のテープ基材（例えば、ポリイミド）が熱膨張するため、フレキシブル基板上の半導体チップ搭載領域における電極部（導体配線のうち半導体チップのバンプと接合する部分、接続ポイント）が、本来あるべき位置よりずれることがある。また、テープ基材上の導体配線のパターン形状が異なると、テープ基材の膨張率する量が異なる。そのため、製品によって、接続ポイントが本来の位置よりずれて配線されてしまうものがあり、半導体チップのバンプとの接続がうまくいかないことがある。
【０００８】
これらの「ずれ」は、半導体装置としての信頼性が低下する原因となっている。
【０００９】
なお、特許文献１では、テープ基材の導体配線と半導体チップの電極との接合部を冷却するためにエアを噴出しているが、接合前のテープを冷やすという発想はない。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、このようなフレキシブル基板上の半導体チップ搭載領域における電極部のズレをなくして、確実にフレキシブル基板の半導体チップ搭載領域における電極部と半導体チップの外部接続部とを接合させ、信頼性の高い半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る半導体実装装置は、上記課題を解決するために、テープ基材上に導体配線が形成されたフレキシブル基板を搭載する加熱ステージと、保持した半導体チップを上記加熱ステージ上の上記フレキシブル基板に搭載させる加熱ツールとを備え、上記加熱ツールにより上記半導体チップの外部接続部と上記フレキシブル基板上の半導体チップ搭載領域の電極部とを位置合わせして熱圧着させる半導体製造装置において、上記フレキシブル基板を上記加熱ステージに固定させる固定部材を備えており、上記固定部材には、その内部に、フレキシブル基板上の半導体チップ搭載領域に向けてエアを噴出するエア噴出機構が設けられていることを特徴としている。
【００１２】
上記構成によると、固定部材の内部に設けられたエア噴出機構により、フレキシブル基板の半導体チップ搭載領域に向けてエアを噴出する。ここで、上記エア噴出機構により、加熱ステージより低い温度のエアを半導体チップ搭載領域に向かって噴出させると、フレキシブル基板のテープ基材の熱膨張を抑制することができ、フレキシブル基板上の半導体チップ搭載領域における電極部が熱膨張により本来あるべき位置からずれることを防ぐことができる。なお、この電極部は、上記導体配線の一部からなっている。半導体チップの外部接続部をフレキシブル基板に接合させる前に、上記のように、半導体チップ搭載領域にエアを噴出して冷却しておくことで、その後の、半導体チップの外部接続部とチップ搭載領の電極部との接合時に、チップ搭載領の電極部と半導体チップの外部接続部とを、接合位置がずれることなく、確実に接合させることができる。
【００１３】
他方、フレキシブル基板上の半導体チップ搭載領域における電極部が、本来あるべき位置よりずれて配線されている場合に、上記エア噴出機構により、加熱ステージより高い温度のエアを半導体チップ搭載領域に向かって噴出させると、フレキシブル基板のテープ基材を熱膨張させて、フレキシブル基板上の半導体チップ搭載領域における電極部を本来あるべき位置に戻すことができる。半導体チップの外部接続部をフレキシブル基板に接合させる前に、上記のように、半導体チップ搭載領域にエアを噴出して加熱しておくことで、その後の、半導体チップの外部接続部とチップ搭載領の電極部との接合時に、チップ搭載領の電極部と半導体チップの外部接続部とを、接合位置がずれることなく、確実に接合させることができる。
【００１４】
以上のことから、上記構成により、接合位置がずれることなく、確実にフレキシブル基板の半導体チップ搭載領域における電極部と半導体チップの外部接続端子とを接合させることができ、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【００１５】
さらに、エア噴出によりフレキシブル基板上の異物を除去することができる。
【００１６】
ここで、エアを噴出して冷却してテープ基材の熱膨張を防ぐ場合には、例えば、エア噴出機構は、５〜１００℃のエアを噴出させるのがよい。エアとしては、空気の他にＮ２等の気体でもよい。また、エアを噴出して加熱してテープ基材を熱膨張させる場合には、例えば、エア噴出機構は、１００〜２５０℃のエアを噴出させるのがよい。
【００１７】
また、本発明に係る半導体実装装置では、上記構成に加え、上記固定部材は、上記エア噴出機構からのエア噴出による空気圧にて、上記フレキシブル基板を上記加熱ステージに固定してもよい。
【００１８】
上記構成によると、固定部材の圧力にてフレキシブル基板を加熱ステージに固定するとき、及び固定解除するときには必要とされる固定部材の移動をしなくてよいため、固定部材を移動させる機構が不必要になり、その分のコストを削減できる。
【００１９】
また、本発明に係る半導体実装装置では、上記構成に加え、上記エア噴出機構は複数の噴出口を有しているのが好ましい。エアシャワーが噴出すようにエア噴出機構に複数の噴出口が設けられていると、半導体チップ搭載領域全体にまんべんなくエアを噴射でき、エアによりフレキシブル基板を冷却する場合には、効果的に熱膨張を防ぐことができる。あるいは、エアによりフレキシブル基板を加熱する場合には、効果的に熱膨張をさせることができる。
【００２０】
また、本発明に係る半導体実装装置では、上記構成に加え、上記固定部材は複数設けられており、当該複数の固定部材のそれぞれに、上記エア噴出機構が設けられているのが好ましい。エア噴出機構が全ての固定部材に設けられていることで、半導体チップ搭載領域全体にまんべんなくエアを噴射でき、エアによりフレキシブル基板を冷却する場合には、効果的に熱膨張を防ぐことができる。あるいは、エアによりフレキシブル基板を加熱する場合には、効果的に熱膨張をさせることができる。
【００２１】
本発明に係る半導体実装方法は、上記課題を解決するために、加熱ステージ上のフレキシブル基板の半導体チップ搭載領域の電極部に、半導体チップの外部接続部を位置合わせして熱圧着して、上記半導体チップを上記フレキシブル基板に実装させる半導体実装方法において、上記半導体チップを上記フレキシブル基板の半導体チップ搭載領域に搭載する前に、上記加熱ステージにて熱せられたフレキシブル基板の電極部が形成された半導体チップ搭載領域に向けてエアを噴出する工程を含むことを特徴としている。
【００２２】
上記方法によると、上記半導体実装装置と同様の効果を奏し、確実にフレキシブル基板の半導体チップ搭載領域における電極部と半導体チップの外部接続端子とを接合させることができ、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る半導体実装装置は、以上のように、上記フレキシブル基板を上記加熱ステージに固定させる固定部材を備えており、上記固定部材には、その内部に、フレキシブル基板の半導体チップ搭載領域に向けてエアを噴出するエア噴出機構が設けられている。
【００２４】
上記構成によると、固定部材の内部に設けられたエア噴出機構により、フレキシブル基板の半導体チップ搭載領域に向けてエアを噴出する。ここで、上記エア噴出機構により、加熱ステージより低い温度のエアを半導体チップ搭載領域に向かって噴出させると、フレキシブル基板のテープ基材の熱膨張を抑制することができ、フレキシブル基板上の半導体チップ搭載領域における電極部が熱膨張により本来あるべき位置からずれることを防ぐことができる。半導体チップの外部接続部をフレキシブル基板に接合させる前に、上記のように、半導体チップ搭載領域にエアを噴出して冷却しておくことで、その後の、半導体チップの外部接続部とチップ搭載領の電極部との接合時に、チップ搭載領の電極部と半導体チップの外部接続部とを、接合位置がずれることなく、確実に接合させることができる。
【００２５】
他方、フレキシブル基板上の半導体チップ搭載領域における電極部が、本来あるべき位置よりずれて配線されている場合に、上記エア噴出機構により、加熱ステージより高い温度のエアを半導体チップ搭載領域に向かって噴出させると、フレキシブル基板のテープ基材を熱膨張させて、フレキシブル基板上の半導体チップ搭載領域における電極部を本来あるべき位置に戻すことができる。半導体チップの外部接続部をフレキシブル基板に接合させる前に、上記のように、半導体チップ搭載領域にエアを噴出して加熱しておくことで、その後の、半導体チップの外部接続部とチップ搭載領の電極部との接合時に、チップ搭載領の電極部と半導体チップの外部接続部とを、接合位置がずれることなく、確実に接合させることができる。
【００２６】
以上のことから、上記構成により、接合位置がずれることなく、確実にフレキシブル基板の半導体チップ搭載領域における電極部と半導体チップの外部接続端子とを接合させることができ、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の実施の一形態について図１および２に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２８】
（半導体実装装置の構成）
図１は、本実施形態の半導体実装装置１の概略断面図であり、フレキシブル基板６に半導体チップ５を搭載する前の状態を表している。図１に示すように、半導体実装装置１は、下から熱を与える加熱ステージ２、および上から熱と圧力を与える加熱ツール４とを備えている。さらに、フレキシブル基板６を加熱ステージ２に固定させるクランプ（固定部材）３を備えている。このクランプ３には、下記で詳細を述べるが、半導体チップ５搭載前のフレキシブル基板６上のチップ搭載領域（半導体チップ搭載領域）に向かってエアを噴出させるエア噴出口３ａが設けられている。
【００２９】
加熱ステージ２の上面（圧接面）と、加熱ツール４の下面（圧接面）とは、平行となっており、互いに対面している。
【００３０】
加熱ステージ２および加熱ツール４は、半導体チップ５をフレキシブル基板６に熱圧着させるものである。図示しない移動機構により、加熱ステージ２上の定位置にフレキシブル基板６のチップ搭載領域がくるように、フレキシブル基板６が配置される。配置されたフレキシブル基板６の下から、加熱ステージ２が上昇しフレキシブル基板６を真空吸着させる。また、加熱ツール４は、真空吸着した半導体チップ５を、バンプを下にして、加熱ステージ２に真空吸着したフレキシブル基板６のチップ搭載領域の真上にくるよう位置合わせして配置させる。そして、加熱ツール４を加熱ステージ２に向かって降下させて加圧して圧着させる。本実施形態では、加熱ステージ２は上昇し、かつ加熱ツール４は下降するが、他方が移動しないような構成であってもよい。
【００３１】
ここで、加熱ステージ２および加熱ツール４とは、それぞれ加熱手段としてヒータを内蔵しており（図示せず）、フレキシブル基板６および半導体チップ５を加熱することが可能となっている。この加熱により、半導体チップ５のバンプ（外部接続端子）とフレキシブル基板６のチップ搭載領域におけるインナーリード（電極部）とを熱圧着させる。なお、ヒータを制御することにより、加熱ステージ２および加熱ツール４の表面温度は調整される。本実施形態では、加熱ステージ２は約１００℃、加熱ツール４は約４００℃に制御されるが、この数値に限定はされない。
【００３２】
加熱ステージ２には、真空溝７が設けられており、フレキシブル基板６を加熱ステージ２に固定するために使用される。真空溝７は、加熱ステージ２の圧接面からステージを通り抜けて設けられ、コンプレッサ等（図示せず）に繋がっている。このコンプレッサ等によって、真空溝７内の空気が吸引され、真空溝７内部は真空に近い状態となり、フレキシブル基板６は、加熱ステージ２上に真空吸着され固定される。また、加熱ツール４にも真空孔が設けられており、上記と同様に、半導体チップ５は、加熱ツールに真空吸着され固定される。
【００３３】
クランプ３は、フレキシブル基板６を加熱ステージ２に固定させる部材である。以下で説明するが、フレキシブル基板６のチップ搭載領域が加熱ステージ２上に配置される前は、加熱ステージ２とは接しない状態で加熱ステージ２上に配置されており、チップ搭載領域が加熱ステージ２の定位置に配置されると、下降して、フレキシブル基板６を加熱ステージ２に押さえつけて固定する。さらに、クランプ３はその内部に設けられたエア噴出機構により、半導体チップ５実装前のフレキシブル基板６上のチップ搭載領域に向かってエアを噴き出す。
【００３４】
クランプ３の材料は、熱を持ちにくい材料、例えば、ステンレス、サス、セラミック等が望ましい。または、熱を持っても冷めやすい材料、例えば、アルミ、モリブデン等が望ましい。
【００３５】
クランプ３の内部には空洞が開いており、エアが流れるようになっている。エアとしては、空気の他にＮ２等の気体でもよい。この空洞は、エアをクランプ３の空洞に送る、例えばコンプレッサ等の送風機構に繋がっている。また、空洞に送るエアの温度を変化させる、例えば、電熱線、ヒートポンプ等の温度変換機構が設けられていてもよい。
【００３６】
エア噴出機構は、図２に示すように、エアが、半導体チップ５実装前のフレキシブル基板６上のチップ搭載領域に向かって噴き出すようになっていればよい。よって、エア噴出機構におけるエア噴出口３ａの噴出面での断面形状は、特にチップ搭載領域全体にエアがあたる形状、例えば丸型、楕円等が望ましい。また、エア噴出口３ａから噴出されるエアの圧力は、例えば、０．０５〜１．０ＭＰａが好ましい。本実施形態では、上記空洞とエア噴出口３ａとから、エア噴出機構が構成されている。
【００３７】
ここで、フレキシブル基板６の構成について説明する。フレキシブル基板６は、テープ基材（フィルム基材）、該テープ基材上にフォトエッチング等で形成される導体配線、および、導体配線パターン上を被覆するソルダレジストなどから構成される。フレキシブル基板６は、半導体チップを搭載させるチップ搭載領域を有しており、上記導体配線の一部が、チップ搭載領域で半導体チップのバンプと接合する電極となっている。
【００３８】
テープ基材は、絶縁性を有するとともに、その表面に導体配線を形成できるものであればよい。具体的には、テープ基材としては、ポリイミドやポリエステル等の絶縁フィルムが用いられる。導体配線は、導電性を有していればよく、Ｃｕ等が好適に用いられ、フォトエッチング等によって配線パターンとして形成される。導体配線の表面には、導体配線の劣化を防ぐために、ＳｎやＡｕ等が被覆されている場合もある。また、フレキシブル基板６の導体配線が形成されている面には、該導体配線を保護することを目的として、半導体チップ搭載領域の電極といった外部回路との接続部分、を除いた領域にソルダレジストが形成されている。
【００３９】
また、フレキシブル基板６は、長尺テープ状となっている。つまり、長尺テープ状のテープ基材上に、複数の導体配線パターンが形成されており、半導体チップ５が実装され、モジュール（半導体装置）が完成した段階で、各モジュール単位でテープ基材が切断される。図２に示すように、上記テープ基材の両側縁には、送り孔６ａが所定の間隔で形成されており、この送り孔６ａに搬送用スプロケット（図示せず）をかませることによって、フレキシブル基板６は長手方向に移動する。よって、長尺テープ状のフレキシブル基板６は、順次、加熱ステージ２に送られ、半導体チップ５が実装される。
【００４０】
このようにフレキシブル基板６に、半導体チップ５を連続的に実装していくと、加熱ツール４および加熱ステージ２の熱によりクランプ３の温度が上昇していく。そのクランプ３の温度がテープに伝わり、テープ基材が熱膨張する。また、テープ基材上の導体配線のパターン形状が異なると、テープ基材の膨張率する量が異なる。そのため、フレキシブル基板６の製品によって、接続ポイントが本来の位置よりずれて配線されてしまうものがあり、半導体チップのバンプとの接続がうまくいかないことがある。
【００４１】
しかしがら、本実施形態では、クランプ３内部に設けられたエア噴出機構により、フレキシブル基板のチップ搭載領域に向けてエアを噴出することで、上記「ずれ」を解消することができる。具体的には、エア噴出機構により、加熱ステージより低い温度のエアをチップ搭載領域に向かって噴出すると、フレキシブル基板のテープ基材の熱膨張を抑制することができ、フレキシブル基板６上のチップ搭載領域における電極部が熱膨張により本来あるべき位置からずれることを防ぐことができる。
【００４２】
他方、フレキシブル基板６のチップ搭載領域における電極部が、本来あるべき位置よりずれて配線されている場合に、エア噴出機構により、加熱ステージ２より高い温度のエアをチップ搭載領域に向かって噴出させると、フレキシブル基板６のテープ基材を熱膨張させて、フレキシブル基板６上のチップ搭載領域における電極部を本来あるべき位置に戻すことができる。
【００４３】
ここで、図２に示すように、エア噴出機構は複数の噴出口を有しているのが好ましい。エアシャワーが噴出すようにエア噴出機構に複数の噴出口が設けられていると、チップ搭載領域全体にまんべんなくエアを噴射できる。さらに、図２に示すように、クランプ３は、ここでは２つ設けられており、それぞれに、上記エア噴出機構が設けられているのが好ましい。エア噴出機構が全てのクランプに設けられていることで、チップ搭載領域全体にまんべんなくエアを噴射できる。
【００４４】
なお、本実施形態では、クランプ３をフレキシブル基板６に接触させて圧力により、フレキシブル基板６を加熱ステージに固定するようになっているが、クランプ３をフレキシブル基板６に接触させずに、クランプ３から噴出されるエアにより固定するようになっていてもよい。この場合、クランプ３の圧力にてフレキシブル基板を加熱ステージ２に固定するとき、及び固定解除するときには必要とされるクランプ３の移動をする必要がなくなるため、クランプ３を移動させる機構が不必要になり、その分のコストを削減できる。
【００４５】
また、クランプ３から噴出されるエアによりフレキシブル基板６を固定する場合にエア噴出口３ａから噴出されるエアの圧力は、テープ基材の硬度により異なるが、例えば、上記冷却時や加熱時に噴出するエアの圧力と同程度である０．０５〜１．０ＭＰａが望ましい。ただし、この数値に限定はされない。
【００４６】
（半導体チップ実装方法）
次に半導体実装装置１を用いて半導体チップをフレキシブル基板６に実装する半導体実装方法について説明する。ここでは、加熱ツール４の表面温度は約４００℃、加熱ステージ２の表面温度は約１００℃として制御されているものとする。もちろんこれらの温度は単なる一例である。
【００４７】
初めに配置工程が行われる。配置工程では、フレキシブル基板６のチップ搭載領域が加熱ステージ２上の定位置にくるように、また、半導体チップが、チップ搭載領域の真上に置合わせされた状態で配置される。この配置工程が行われる間にエア噴出工程が行われる。
【００４８】
具体的に説明すると、まず、フレキシブル基板６のチップ搭載領域が加熱ステージ２上の定位置にくるよう配置される。ここでは、フレキシブル基板６の長手方向、言い換えれば、フレキシブル基板６の搬送方向での位置合わせは、フレキシブル基板６を搬送するための図示しない搬送用スプロケットによって行うが、他の方法を用いてもよい。フレキシブル基板６は、加熱ステージ２上に、導体配線が形成されている面を加熱ツール４側、すなわち上側にして、加熱ステージ２の圧接面と平行になるように配置される。
【００４９】
そして、エアによりチップ搭載領域に向けてエアを噴出するエア噴出工程が行われる。エア噴出工程では、クランプ３のエア噴出機構により、加熱ステージ２より低い温度のエア、ここでは５〜１００℃のエア、をチップ搭載領域に向かって噴出させる。このようにエア噴出による冷却が行われると、フレキシブル基板６のテープ基材の熱膨張を抑制でき、フレキシブル基板６上のチップ搭載領域における電極部が熱膨張により本来あるべき位置からずれることを防ぐことができる。
【００５０】
次に、加熱ステージ２が上昇しフレキシブル基板６を下から支え、そして、加熱ステージ２の真空溝７に繋がっているコンプレッサを稼動させることで、フレキシブル基板６は、加熱ステージ２に真空吸着される。さらに、クランプ３がフレキシブル基板６の上側から下降して、フレキシブル基板６に接触して押さえつける。加熱ステージ２をフレキシブル基板６に接するよう搬送するには、また、クランプ３をフレキシブル基板６に接するよう搬送するには、例えばロボットアーム等が用いられる。
【００５１】
他方、半導体チップ５は、加熱ツール４に真空吸着され、フレキシブル基板のチップ搭載領域と向き合うように、バンプを下側にしてフレキシブル基板６のチップ搭載領域の真上にくるように配置される。加熱ツール４を加熱ステージ２上に搬送するには、例えばロボットアーム等が用いられる。なお、加熱ツール４の真空孔に繋がったコンプレッサを稼働させることによって、半導体チップが加熱ツール４に真空吸着され、固定される。
【００５２】
半導体チップ５とフレキシブル基板６とを熱圧着する熱圧着工程の前に、上記のようなエア噴出工程で、チップ搭載領域にエアを噴出して冷却しておくことで、その後の、熱圧着工程で、フレキシブル基板のチップ搭載領の電極部と半導体チップ５のバンプとを、接合位置がずれることなく、確実に接合させることができる。
【００５３】
次に、熱圧着工程について説明する。上記のエア噴出工程でエアを噴出したまま、つまりフレキシブル基板６のチップ搭載領域を冷却したまま、加熱ツール４を下降させる。そして、加熱ツール４および加熱ステージ２で、半導体チップ５とフレキシブル基板６とを、上下から挟むことによって加圧および加熱する。これにより、半導体チップ５のバンプとフレキシブル基板６のチップ搭載領域の電極とを熱圧着させる。
【００５４】
熱圧着工程後に、加熱ツール４内の真空孔の真空状態を解除することで半導体チップ５の吸着を解除し、加熱ツール４を上昇させ、さらに、半導体チップ５とフレキシブル基板６とに与えていた圧力を解除する。また、クランプ３も上昇させる。さらに、真空溝７の真空状態を解除することによって、フレキシブル基板６と加熱ステージ２との吸着状態も解除する。その後、次に半導体チップ５を接着すべきフレキシブル基板６上のチップ搭載領域が、加熱ステージ２上の定位置くるように、フレキシブル基板６を搬送させる。そして、上記と同様にして、半導体実装装置１により、次の半導体チップの実装が行われる。なお、エアをチップ搭載領域に向かってまんべんなく噴出するため、エア噴出は、少なくとも加熱ステージ二上昇の前から加熱ツール４を上昇させるときまで行うのがよい。それ以上の期間行っていてもよい。また、クランプ３が上昇している状態でエアを噴出させていてもよい。
【００５５】
また、テープ基材上の導体配線のパターン形状が異なると、テープ基材の膨張率する量が異なる。そのため、製品によって、フレキシブル基板上のチップ搭載領域における電極部が本来のあるべき位置よりずれて配線されてしまうもある。このようなフレキシブル基板を用いる場合には、上記エア噴出工程で、クランプ３のエア噴出機構により、加熱ステージ２より高い温度のエア、例えば１００〜２００℃のエア、をチップ搭載領域に向かって噴出させるとよい。このようにエアによる加熱が行われると、フレキシブル基板６のテープ基材を熱膨張させて、フレキシブル基板６上のチップ搭載領域における電極部を本来あるべき位置に戻すことができる。このように、熱圧着工程の前に、エア噴出工程でチップ搭載領域にエアを噴出して加熱しておくと、その後の熱圧着工程で、フレキシブル基板のチップ搭載領の電極部と半導体チップ５のバンプとを、接合位置がずれることなく確実に接合させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
電子機器等に搭載・内蔵される半導体装置に利用可能であり、民生用エレクトロニクス製品から、産業用エレクトロニクス製品、電子部品等に幅広く適用することができる。例えば、携帯用通信端末、パーソナルコンピュータ、家電製品、医療機器、ゲーム機器等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本実施の一形態の半導体実装装置の断面図である。
【図２】図１の半導体実装装置の加熱ステージおよびクランプを上から見た際の平面図である。
【図３】従来の半導体実装装置の断面図である。
【図４】従来の半導体実装装置の加熱ステージおよびクランプを上から見た際の平面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１    半導体実装装置
２    加熱ステージ
３    クランプ（固定部材）
３ａ  エア噴出口
４    加熱ツール
５    半導体チップ
６    フレキシブル基板
【図１】
0004340703.tif 000002
【図２】
0004340703.tif 000003
【図３】
0004340703.tif 000004
【図４】
0004340703.tif 000005