JP2013165230A - 吸着コレット及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の半導体チップ14上に、X方向において第1の半導体チップ14からはみ出すように第2の半導体チップ21を接着する吸着コレット60であって、第2の半導体チップ21の角部21Eを吸着する第1の部分63を第1の弾性体67で構成し、第2の半導体チップ21の角部21Eを吸着する部分以外の第2の部分64を第1の弾性体67よりも硬い第2の弾性体68で構成する。
【選択図】図10
Description
上段の半導体チップは、ダイボンディング用コレットにより下段の半導体チップ上に搭載される。
コレット先端部は、コレット本体の平坦な端面の外周部に配置されている。このため、コレット先端部の内側には、コレット本体の平坦な端面を露出する空間が形成されている。
弾性体からなる吸着面を有するダイボンディング用コレットにより、薄板化された上段の半導体チップを下段の半導体チップからオーバーハングするように積層する際、第2の半導体チップのオーバーハング量が大きいと、下段の半導体チップと重ならない部分で弾性体が反発する。
さらに、上段の半導体チップの裏面に、接着部材であるDAF(Die Attached Film)が配置されている場合には、上段の半導体チップのオーバーハング部が沿った状態で配線基板に接着される恐れもあった。
図1は、本発明の第1実施の形態に係る半導体装置の平面図である。図2は、図1に示す半導体装置のA−A線方向の断面図であり、図3は、図1に示す半導体装置のB−B線方向の断面図である。
配線基板11は、絶縁基材31と、第1の接続パッド32と、第2の接続パッド33と、第1の外部接続パッド35(ランド)と、第2の外部接続パッド36(ランド)と、配線パターン38,39と、第1のソルダーレジスト41と、第2のソルダーレジスト42と、を有する。
配線パターン39は、絶縁基材31に内設されており、一端が第2の接続パッド33と接続され、他端が第2の外部接続パッド36と接続されている。これにより、配線パターン39は、第2の接続パッド33と第2の外部接続パッド36とを電気的に接続している。
また、第2のソルダーレジスト42は、第1及び第2の外部接続パッド35,36を露出するように、絶縁基材31の他面31bに設けられている。
第2の外部接続端子12Bは、第2の外部接続パッド36の下面に設けられている。これにより、第2の外部接続端子12Bは、第2の外部接続パッド36を介して、第2の接続パッド33と電気的に接続されている。
上記第1及び第2の外部接続端子12A,12Bとしては、例えば、はんだボールを用いることができる。
半導体基板45は、矩形とされた基板である。半導体基板45としては、例えば、単結晶シリコン基板を用いることができる。
第1の電極パッド48は、回路素子層46の表面46aのうち、短辺14A側に位置する部分と、短辺14B側に位置する部分と、にそれぞれ列状に配置されている。つまり、第1の半導体チップ14は、複数の第1の電極パッド48よりなり、かつ対向配置された2列の電極パッド群を有する。
第1の接着部材15は、配線基板11上に第1の半導体チップ14を貼り付けるための部材である。第1の接着部材15としては、例えば、DAF(Die Attached Film)を用いることができる。
半導体基板51は、矩形とされた基板である。半導体基板51としては、例えば、単結晶シリコン基板を用いることができる。
第2の電極パッド54は、回路素子層52の表面52aのうち、短辺21A側に位置する部分と、短辺21B側に位置する部分と、にそれぞれ列状に配置されている。つまり、第2の半導体チップ21は、複数の第2の電極パッド54よりなり、かつ対向配置された2列の電極パッド群を有する。
第2の接着部材22のうち、第1の半導体チップ14を構成する回路素子層46の表面46aと接触する部分が、第1の半導体チップ14と第2の半導体チップ21とを接着することに寄与している。
これにより、封止樹脂26は、第1及び第2の半導体チップ14,21と、第1及び第2の導電性ワイヤ17,24と、を封止している。封止樹脂26の上面26aは、平坦な面とされている。封止樹脂26としては、例えば、モールド樹脂を用いることができる。
吸着コレット本体61は、平坦な面で、かつ図1に示す第2の半導体チップ21の外形よりも大きな矩形とされた弾性体配置面61aを有する。
第1の弾性体67は、少なくとも第2の半導体チップ21の4つの角部21Eを吸着する第1の吸着面67aを有する。第1の吸着面67aは、平坦な面とされている。第1の弾性体67は、後述する第2の弾性体68よりも柔らかいゴム(例えば、ショア硬度がA60程度)で構成されている。
第2の部分64は、第1の弾性体67よりも硬い第2の弾性体68で構成されている。第2の弾性体68としては、例えば、ゴムを用いることができる。第1の弾性体67のショア硬度がA60の場合、第2の弾性体68のショア硬度は、例えば、A80程度とすることができる。
このように、隙間が形成されないように、第1及び第2の弾性体67,68を接触させて配置すると共に、第1及び第2の吸着面67a,68aを同一平面上に配置することにより、第2の半導体チップ21が傾斜することなく、第1及び第2の吸着面67a,68aと対向する第2の半導体チップ21の面をしっかりと吸着できる。
このように、チップ吸着面60aの外形を、第2の半導体チップ21の外形よりも大きくすることで、吸着コレット60により、第2の半導体チップ21の吸着面全体をしっかりと吸着できる。
ステージ75は、ステージ本体77と、第1の吸着部78と、第1の突き上げ部材81と、第2の突き上げ部材82と、第2の吸着部84と、第3の吸着部85と、を有する。
突き上げ部材収容部77Aは、第1及び第2の突き上げ部材81,82を収容するための空間であり、ステージ本体77の中央部に設けられている。第1の吸着部78は、ステージ本体77に複数設けられており、ステージ本体77の上面77aから露出されている。
第2の突き上げ部材82は、図4に示す状態(ステージ本体77の上面77aに対して突き上げ面82aが面一とされた状態)から上方に移動可能な構成とされている。第2の突き上げ部材82が上方に移動した際、突き上げ面82aは、ダイシングテープ95を介して、第2の半導体チップ21を突き上げることで、第2の半導体チップ21の外周部に位置するダイシングテープ95を剥がす。
第3の吸着部85は、第1の突き上げ部材81と第2の突き上げ部材82との間に設けられている。第1の吸着部85は、図示していない真空装置と接続されており、ダイシングテープ95を介して、第2の半導体チップ21のうち、外周部よりも内側に位置する部分を吸着する。
図6〜図14は、図2に示す半導体チップ10の切断面に対応する断面図である。このため、図6〜図14では、図3に示す第1の導電性ワイヤ17、第1の接続パッド32、第1の外部接続パッド35、配線パターン38、及び第1の電極パッド48を図示することが困難なため、これらの図示を省略する。
始めに、図6に示す工程では、ダイシングラインEにより区画された複数の配線基板形成領域Fを有した絶縁基材91(例えば、厚さが0.2mmのガラスエポキシ基板)を準備する。絶縁基材91は、後述する図14に示す工程において、個片化されることで、複数の絶縁基材31(図2及び図3参照)となる。つまり、絶縁基材91は、複数の絶縁基材31の母材となる基材である。
ダイシングテープ95としては、ダイシングテープ本体97上に接着層98が配置されたものを用い、ダイシングテープ本体97の裏面側(接着層98が形成されていない側)をステージ本体77の上面77a及び突き上げ面81a,82aと接触させる。
また、図8に示す工程において、第1及び第2の突き上げ部材81,82を上方に移動させる際、回路素子層52の表面52aが吸着コレット60に吸着されないように、第1及び第2の突き上げ部材81,82の高さ方向の移動量(この場合の移動量は、図8に示すステージ本体77の上面77aと第2の突き上げ部材82の突き上げ面82aとの高さの差)を調整する。
次いで、第1の半導体チップ14の長辺14C,14Dと第2の半導体チップ21の長辺21C,21Dとが直交(図1参照)し、かつ第1の半導体チップ14の長辺14C,14Dから第2の半導体チップ21の一部がX方向にはみ出す(言い換えれば、X方向において第1の半導体チップ14の両側にオーバーハングする)ように、第2の接着部材22を介して、第1の半導体チップ14上(具体的には、回路素子層46の表面46a)に第2の半導体チップ21を接着する。
なお、上記導電性ワイヤ24の形成は、全ての配線基板形成領域Fに配置された第2の電極パッド54及び第2の接続パッド33に対して行う。
第1及び第2の外部接続端子12A,12Bとしては、例えば、はんだボールを用いることができる。
言い換えれば、第2の弾性体68は、2つの第1の弾性体67に挟まれるように配置されている。
第2の部分68のX方向の幅W3は、チップ対向部分65のX方向における幅W1よりも広くなるように構成されている。
第2の部分68のX方向の幅のうち、最も狭い幅W4は、チップ対向部分65のX方向における幅W1よりも広くなるように構成されている。
図17は、本発明の第2実施の形態に係る半導体装置の平面図である。図18は、図1に示す半導体装置のG−G線方向の断面図である。図17及び図18において、第1の実施の形態の半導体装置10と同一構成部分には、同一符号を付す。また、図17では、説明の便宜上、図18に示す封止樹脂26の図示を省略する。
また、X方向に延在する第2の弾性体68の他方の側壁68Bは、回路素子層52の表面52aのうち、第2の半導体チップ21の長辺21Dの近傍に位置する面に形成される第2の接着部材121よりも内側に配置されている(図18及び後述する図21B参照)。
図20及び図21において、第1の実施の形態で説明した配線母基板93、第2の実施の形態の半導体装置120、及び吸着コレット130と同一構成部分には同一符号を付す。
始めに、第1の実施の形態で説明した図6に示す工程と同様な処理を行うことで、配線母基板93を構成する複数の配線基板11に対して第1の半導体チップ14がワイヤボンディング接続された構造体(図6に示す構造体)を形成する。
次いで、配線基板11に搭載された第1の半導体チップ14の上方に、第2の接着部材121が形成された第2の半導体チップ21をピックアップした吸着コレット130を移動させる。
図21A及び図21Bに示す工程では、複数の配線基板11に実装された全ての第1の半導体チップ14上に第2の半導体チップ21を搭載(接着)する。
図22は、本発明の第3の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。図22において、第1の実施の形態の半導体装置10と同一構成部分には同一符号を付す。
第1の半導体チップ142を構成する第1の電極パッド48は、導電性ワイヤ17を介して、第2の接続パッド32と電気的に接続されている。これにより、第1の半導体チップ142は、配線基板141に対してワイヤボンディング接続されている。
これにより、複数の第1の電極パッド48よりなる電極パッド群は、第2の接着部材22及び第2の半導体チップ21から露出されている。
図24に示す吸着コレット150の切断面は、図23に示す吸着コレット150のI−I線断面に対応している。また、図24に示す製造途中の半導体装置140の切断面は、図22に示す半導体装置140の切断面に対応している。
図24において、第3の実施の形態の半導体装置140、及び吸着コレット150と同一構成部分には同一符号を付す。
始めに、第1の実施の形態で説明した図6に示す工程と同様な処理を行うことで、ダイシングラインEにより区画された絶縁基材91の複数の配線基板形成領域Fに配線基板141を形成する。これにより、連結された複数の配線基板141よりなる配線母基板155が形成される。
その後、第1の電極パッド48と第1の接続パッド32とを接続する導電性ワイヤ17(例えば、Auワイヤ)を形成することで、第1の半導体チップ142と配線基板141とをワイヤボンディング接続する。
次いで、配線基板141に搭載された第1の半導体チップ142の上方に、第2の接着部材22が形成された第2の半導体チップ21をピックアップした吸着コレット150を移動させる。
なお、上記第2の半導体チップ21は、複数の配線基板11に実装された全ての第1の半導体チップ142上に搭載する。
Claims (10)
- 配線基板上に搭載された第1の半導体チップ上に、第1の方向において該第1の半導体チップからはみ出すように第2の半導体チップを接着する吸着コレットであって、
少なくとも前記第2の半導体チップの角部を吸着する部分が、第1の弾性体で構成され、
前記第2の半導体チップの角部を吸着する部分以外の他の部分が、前記第1の弾性体よりも硬い第2の弾性体で構成されていることを特徴とする吸着コレット。 - 配線基板上に搭載された第1の半導体チップ上に、第1の方向において該第1の半導体チップからはみ出すように第2の半導体チップを接着する吸着コレットであって、
少なくとも前記第2の半導体チップの角部を吸着する第1の部分が、第1の弾性体で構成され、
前記第1の半導体チップと対向するチップ対向部分を含み、前記第1の方向における端部が前記チップ対向部分の外側に位置する第2の部分が、前記第1の弾性体よりも硬い第2の弾性体で構成されていることを特徴とする吸着コレット。 - 前記第2の弾性体は、前記第1の弾性体との間に隙間が形成されないように、前記第1の弾性体と接触させて配置することを特徴とする請求項1または2記載の吸着コレット。
- 前記第1の弾性体は、少なくとも前記第2の半導体チップの角部を吸着する第1の吸着面を有し、
前記第2の弾性体は、前記第2の半導体チップの一部を吸着する第2の吸着面を有し、
前記第1及び第2の吸着面を同一平面上に配置したことを特徴とする請求項1ないし3のうち、いずれか1項記載の吸着コレット。 - 前記第1及び第2の弾性体に、それぞれ吸着孔を設けたことを特徴とする請求項1ないし4のうち、いずれか1項記載の吸着コレット。
- 前記第1及び第2の吸着面により構成されるチップ吸着面の外形を、前記第2の半導体チップの外形よりも大きくしたことを特徴とする請求項4または5記載の吸着コレット。
- 前記第1の方向と直交する第2の方向における前記第2の弾性体の幅を、前記第2の方向における前記第2の半導体チップの幅よりも小さくすることで、前記第2の方向から前記第2の弾性体の挟み込む一対の切り欠き部を設けたことを特徴とする請求項1、3ないし6のうち、いずれか1項記載の吸着コレット。
- 少なくとも第2の半導体チップの角部を吸着する部分が第1の弾性体で構成され、かつ前記第2の半導体チップの角部を吸着する部分以外の他の部分が、前記第1の弾性体よりも硬い第2の弾性体で構成された吸着コレットにより、前記第2の半導体チップを吸着し、配線基板上に搭載された前記第1の半導体チップ上に、前記第1の方向において前記第1の半導体チップの両側からはみ出すように前記第2の半導体チップを接着する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 少なくとも第2の半導体チップの角部を吸着する第1の部分が第1の弾性体で構成され、かつ前記第2の半導体チップの下段に配置された第1の半導体チップと対向するチップ対向部分を含み、第1の方向における端部が前記チップ対向部分の外側に位置する第2の部分が前記第1の弾性体よりも硬い第2の弾性体で構成された吸着コレットにより、前記第2の半導体チップを吸着し、配線基板上に搭載された前記第1の半導体チップ上に、前記第1の方向において前記第1の半導体チップの片側からはみ出すように前記第2の半導体チップを接着する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 前記第2の半導体チップを接着する工程の前に、前記吸着コレットにより、接着部材を介してダイシングテープに貼り付けられ、かつ前記接着部材と共に前記第2の半導体チップをピックアップする工程、を含み、
前記第2の半導体チップを接着する工程では、前記接着部材により、前記第1の半導体チップ上に前記第2の半導体チップを接着することを特徴とする請求項8または9記載の半導体装置の製造方法。
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