(57)【要約】【課題】リフロー工程でのフラックスの飛散エリアを十分に縮小できるリフロー装置及び半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係るリフロー装置は、フレキシブルテープ３上に素子５を実装する際、前記素子５と前記フレキシブルテープ３とを半田ペースト６によって接合するためのリフロー装置であって、前記半田ペースト６を加熱して溶融させる本ヒート用ステージ２と、前記本ヒート用ステージ２によって前記半田ペースト６を加熱する際に前記素子５及び前記半田ペースト６を覆うフラックス飛散防止治具４と、を具備することを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に素子を実装する際、前記素子と前記基板とを半田ペーストによって接合するためのリフロー装置であって、
前記半田ペーストを加熱して溶融させる加熱機構と、
前記加熱機構によって前記半田ペーストを加熱する際に前記素子及び前記半田ペーストを覆うフラックス飛散防止治具と、
を具備することを特徴とするリフロー装置。
【請求項２】
請求項１において、前記基板がフレキシブルテープであり、前記加熱機構が前記フレキシブルテープを下から加熱するヒートステージであり、
前記フレキシブルテープ上に前記半田ペーストを介して搭載された前記素子の上方で、前記フラックス飛散防止治具を上下に移動させる移動機構をさらに具備することを特徴とするリフロー装置。
【請求項３】
請求項２において、前記フレキシブルテープ上の前記素子が前記ヒートステージ上に位置するように前記フレキシブルテープを移動させ、前記移動機構により前記フラックス飛散防止治具を下降させることにより前記フレキシブルテープ上の前記素子を前記フラックス飛散防止治具によって覆い、前記ヒートステージを上昇させることにより前記フレキシブルテープの下面に前記ヒートステージを接触させるような動作を制御する制御部をさらに具備することを特徴とするリフロー装置。
【請求項４】
基板上に半田ペーストを塗布し、前記半田ペースト上に素子を搭載し、前記半田ペーストを加熱して溶融させることにより前記素子と前記基板とを前記半田ペーストによって接合させるリフロー工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記半田ペーストを溶融する際に前記素子及び前記半田ペーストをフラックス飛散防止治具によって覆うことを特徴とする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、リフロー装置及び半導体装置の製造方法に係わり、特に、リフロー工程でのフラックスの飛散数をゼロに抑えることができるリフロー装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＣＭ(テープキャリアモジュール)製品（素子付け製品）を作製する際には、フレキシブルテープに素子等の部品をリフロー半田付けによって実装する工程が行われる。このリフロー工程では、半田ペーストが塗布されたフレキシブルテープを加熱していくと、半田ペーストに含まれている溶剤が突沸して、フラックスの一部や２０μｍ〜４０μｍの小粒径の半田が、半田付け箇所の周囲に飛散することがある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このフラックスの飛散数が多いと外観不良等が発生することになる。このような不良の発生の有無を、リフロー工程後にオペレータが顕微鏡でＴＣＭ製品の外観を観察することによって確認している。
【０００４】
上記のような不良の発生を抑えるために、リフロー条件や半田材料（粒子、フラックス）を変更するという対策をとることでフラックスの飛散エリアを縮小しようとしていた。
【特許文献１】特許第３８９７７１５号公報（段落０００２〜０００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の対策では、フラックスの飛散エリアを十分に縮小することができなかった。
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、リフロー工程でのフラックスの飛散エリアを十分に縮小できるリフロー装置及び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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係るリフロー装置は、基板上に素子を実装する際、前記素子と前記基板とを半田ペーストによって接合するためのリフロー装置であって、
前記半田ペーストを加熱して溶融させる加熱機構と、
前記加熱機構によって前記半田ペーストを加熱する際に前記素子及び前記半田ペーストを覆うフラックス飛散防止治具と、
を具備することを特徴とする。
【０００７】
上記本発明に係るリフロー装置によれば、基板上の半田ペーストを溶融する時に、フラックス飛散防止治具によって前記基板上の素子及び前記半田ペーストを覆っている。このため、半田ペーストが溶融されて突沸してフラックスの一部が飛散しても、飛散エリアをフラックス飛散防止治具内に縮小することができる。
【０００８】
また、本発明に係るリフロー装置において、前記基板がフレキシブルテープであり、前記加熱機構が前記フレキシブルテープを下から加熱するヒートステージであり、前記フレキシブルテープ上に前記半田ペーストを介して搭載された前記素子の上方で、前記フラックス飛散防止治具を上下に移動させる移動機構をさらに具備することも可能である。
【０００９】
また、本発明に係るリフロー装置において、前記フレキシブルテープ上の前記素子が前記ヒートステージ上に位置するように前記フレキシブルテープを移動させ、前記移動機構により前記フラックス飛散防止治具を下降させることにより前記フレキシブルテープ上の前記素子を前記フラックス飛散防止治具によって覆い、前記ヒートステージを上昇させることにより前記フレキシブルテープの下面に前記ヒートステージを接触させるような動作を制御する制御部をさらに具備することも可能である。
【００１０】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、基板上に半田ペーストを塗布し、前記半田ペースト上に素子を搭載し、前記半田ペーストを加熱して溶融させることにより前記素子と前記基板とを前記半田ペーストによって接合させるリフロー工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記半田ペーストを溶融する際に前記素子及び前記半田ペーストをフラックス飛散防止治具によって覆うことを特徴とする。
【００１１】
上記本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、基板上の半田ペーストを溶融する際に、フラックス飛散防止治具によって前記基板上の素子及び前記半田ペーストを覆うため、半田ペーストが溶融されて突沸してフラックスの一部が飛散しても、飛散エリアをフラックス飛散防止治具内に縮小することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の実施の形態によるリフロー装置によってリフロー工程を行う方法を模式的に示す断面図である。図２は、図１（Ｅ）に示すリフロー装置の平面図である。図３は、表面実装基板（例えばフレキシブルテープ）に素子を実装する工程の流れを示す図である。
【００１３】
本実施の形態によるフレキシブルテープ上に素子を実装する工程について図３を参照しつつ説明する。
【００１４】
フレキシブルテープが第１のリールに巻き回されており、第１のリールから送られたフレキシブルテープが第２のリールによって巻き取られるようになっている。第１のリールと第２のリールとの間で送られるフレキシブルテープ上に、図３に示す半田ペーストを塗布する工程（Ｓ１）と、フレキシブルテープ上に塗布された半田ペーストにバンプ等の電極を載置して素子を搭載する工程（Ｓ２）と、フレキシブルテープ上の半田ペーストを加熱するリフロー工程（Ｓ３）とを行うようになっている。
【００１５】
次に、リフロー装置について図１及び図２を参照しつつ詳細に説明する。
図１（Ａ）に示すリフロー装置は本ヒート用ステージ２を有し、この本ヒート用ステージ２は、フレキシブルテープ３上の半田ペースト６を例えば２５５℃に加熱して溶融させるものである。
【００１６】
本ヒート用ステージ２の隣にはプレヒート用ステージ１が配置されており、このプレヒート用ステージ１は、フレキシブルテープ３上の半田ペースト６を２００℃に加熱するものである。プレヒート用ステージ１の隣には、このプレヒート用ステージ１とほぼ同様の構成で形成された複数段のプレヒート用ステージ（図示せず）が配置されている。複数段のプレヒート用ステージそれぞれは、フレキシブルテープ３上の半田ペースト６を１１０℃〜１９０℃に段階的に加熱するものである。
【００１７】
複数段のプレヒート用ステージ、プレヒート用ステージ１及び本ヒート用ステージ２の上に、前記第１のリールから前記第２のリールへ送られるフレキシブルテープ３が配置されている。このフレキシブルテープ３上には素子５が半田ペースト６を介して搭載されている。尚、図１では、フレキシブルテープ３上に一つの素子５が搭載された状態を示しているが、通常はフレキシブルテープ３上には複数の素子５が横方向に並べて配置されている。
【００１８】
本ヒート用ステージ２のプレヒート用ステージ１とは逆側の隣には冷却ステージ（図示せず）が配置されており、この冷却ステージは、フレキシブルテープ３上の溶融された半田ペースト６を冷却して凝固させるものである。
【００１９】
図１及び図２に示すように、本ヒート用ステージ２の上には鉄製のフラックス飛散防止治具４が配置されている。このフラックス飛散防止治具４は、上下移動機構（図示せず）によって上下に移動可能とされている。フラックス飛散防止治具４は、図１（Ｅ）及び図２に示すように、素子５の全体を覆うことができるような構造となっている。前記上下移動機構によるフラックス飛散防止治具４の後述する移動方向とタイミング、フレキシブルテープ３の移動方向とタイミング、本ヒート用ステージ２の移動方向とタイミングは、制御部（図示せず）によって制御されるようになっている。
【００２０】
フラックス飛散防止治具４は、図１に示すように断面がコ字形を有し、図２に示す一方の端部４ａ及び他方の端部４ｂの少なくとも一方が開口されていることが好ましい。その理由は、オペレータが開口されている側から素子を観察することができるためである。
【００２１】
尚、本実施の形態では、フラックス飛散防止治具４を前記上下移動機構によって上下移動させる構造としているが、上下移動機構の代わりに、オペレータが手動でフラックス飛散防止治具４の上下移動を行っても良い。
【００２２】
次に、リフロー工程（Ｓ３）について、図１及び図２を参照しつつ詳細に説明する。
まず、図１（Ａ）に示すように、前記複数段のプレヒート用ステージによってフレキシブルテープ３上の半田ペースト６を１１０℃〜１９０℃の温度に段階的に予備加熱する。この際、前記複数段のプレヒート用ステージの各段で一定時間（例えば２５秒程度）停止させながら半田ペースト６の温度を段階的に上昇させる。
【００２３】
次いで、フレキシブルテープ３を前記第２のリール側へ送ることにより、フレキシブルテープ３上の素子５をプレヒート用ステージ１上に位置させる。そして、フレキシブルテープ３を一定時間（例えば２５秒程度）停止させることにより、半田ペースト６の温度を２００℃に予備加熱する。
【００２４】
次に、図１（Ｂ）に示すように、本ヒート用ステージ２を移動機構（図示せず）によって下方に移動させ、本ヒート用ステージ２をフレキシブルテープ３から離間させる。
【００２５】
次に、図１（Ｃ）に示すように、フレキシブルテープ３を前記第２のリール側へ送ることにより、フレキシブルテープ３上の素子５を本ヒート用ステージ２上に位置させる。
【００２６】
次に、図１（Ｄ）に示すように、フラックス飛散防止治具４を下降させ、フラックス飛散防止治具４とフレキシブルテープ３の表面を接触させることにより、フレキシブルテープ３上の素子５を全体的にフラックス飛散防止治具４によって覆う。
【００２７】
次に、図１（Ｅ）に示すように、本ヒート用ステージ２を前記移動機構によって上方に移動させ、本ヒート用ステージ２をフレキシブルテープ３の下面に接触させる。これにより、本ヒート用ステージ２からの熱がフレキシブルテープ３を通して半田ペースト６に伝えられ、フレキシブルテープ３上の半田ペースト６が溶融される。この時にフラックスが飛散するが、フラックス飛散防止治具４によってフラックスの飛散エリアをフラックス飛散防止治具４で囲まれたエリアに抑えることができる。
【００２８】
次いで、フラックス飛散防止治具４を前記移動機構によって上方に移動させ、フレキシブルテープ３を前記第２のリール側へ送ることにより、フレキシブルテープ３上の素子５を前記冷却ステージ上に位置させる。これにより、フレキシブルテープ３上の溶融された半田ペースト６が冷却されて凝固される。
【００２９】
上記実施の形態によれば、図１（Ｅ）に示す工程でフレキシブルテープ３上の半田ペースト６を溶融する時に、フラックス飛散防止治具４によってフレキシブルテープ３上の素子５を覆っている。このため、半田ペースト６が溶融されて突沸してフラックスの一部が飛散しても、飛散エリアをフラックス飛散防止治具４内に縮小することができる。
【００３０】
また、上記実施の形態では、フラックス飛散防止治具４によってフラックスの飛散エリアを確実に縮小できる。このため、リフロー工程後にオペレータが顕微鏡で製品の外観を観察することによってフラックスの飛散状況を検査する工程を省略することも可能である。これにより、検査工程のコストを削減することができる。
【００３１】
本発明の他の実施の形態による半導体装置の製造方法は、図１（Ａ）〜（Ｅ）に示す工程を具備するものである。つまり、この半導体装置の製造方法は、フレキシブルテープ３上に半田ペースト６を塗布し、この半田ペースト６上に素子５を搭載し、半田ペースト６を加熱して溶融させることにより素子５とフレキシブルテープ３とを半田ペースト６によって接合させるリフロー工程を有する製造方法であって、半田ペースト６を溶融する際に素子５及び半田ペースト６をフラックス飛散防止治具４によって覆うものである。
【００３２】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、鉄製のフラックス飛散防止治具４を用いているが、リフロー工程の温度に耐える材質であれば、鉄以外の他の材質を用いることも可能である。
【００３３】
また、上記実施の形態では、素子５を実装する基板としてフレキシブルテープ３を用いているが、これに限定されるものではなく、表面に素子を実装する表面実装基板であれば、フレキシブルテープ３以外の他の基板を用いることも可能である。
【００３４】
また、上記実施の形態では、フラックス飛散防止治具４をフラックスの飛散エリアを縮小するための治具として用いているが、これに限定されるものではなく、フラックス飛散防止治具４をフレキシブルテープ３の曲がりを矯正する治具として用いることも可能である。
【００３５】
また、上記実施の形態では、フレキシブルテープ３の下にヒート用ステージを配置してフレキシブルテープ３の下から加熱するリフロー装置に本発明を適用しているが、加熱方法はこれに限定されるものではなく、他の加熱方法のリフロー装置に本発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の実施の形態によるリフロー装置によってリフロー工程を行う方法を模式的に示す断面図。
【図２】図１（Ｅ）に示すリフロー装置の平面図。
【図３】表面実装基板に素子を実装する工程の流れを示す図。
【符号の説明】
【００３７】
１…プレヒート用ステージ、２…本ヒート用ステージ、３…フレキシブルテープ、４…フラックス飛散防止治具、４ａ…フラックス飛散防止治具の一方の端部、４ｂ…フラックス飛散防止治具の他方の端部、５…素子、６…半田ペースト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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