Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2013165230A - 吸着コレット及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

吸着コレット及び半導体装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2013165230A
JP2013165230A JP2012028576A JP2012028576A JP2013165230A JP 2013165230 A JP2013165230 A JP 2013165230A JP 2012028576 A JP2012028576 A JP 2012028576A JP 2012028576 A JP2012028576 A JP 2012028576A JP 2013165230 A JP2013165230 A JP 2013165230A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor chip
elastic body
collet
suction
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012028576A
Other languages
English (en)
Inventor
Fuyuki Ito
冬樹 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Micron Memory Japan Ltd
Original Assignee
Elpida Memory Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elpida Memory Inc filed Critical Elpida Memory Inc
Priority to JP2012028576A priority Critical patent/JP2013165230A/ja
Publication of JP2013165230A publication Critical patent/JP2013165230A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/93Batch processes
    • H01L24/95Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L24/97Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32135Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/32145Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144Gold (Au) as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/93Batch processes
    • H01L2224/95Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L2224/97Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/04All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
    • H01L2225/065All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/06503Stacked arrangements of devices
    • H01L2225/06555Geometry of the stack, e.g. form of the devices, geometry to facilitate stacking
    • H01L2225/06562Geometry of the stack, e.g. form of the devices, geometry to facilitate stacking at least one device in the stack being rotated or offset
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025Semiconducting materials
    • H01L2924/10251Elemental semiconductors, i.e. Group IV
    • H01L2924/10253Silicon [Si]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/153Connection portion
    • H01L2924/1531Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15311Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Die Bonding (AREA)

Abstract

【課題】本発明は、ダイシングテープからピックアップする際に半導体チップを良好に吸着可能で、半導体チップのオーバーハング部における反りや撓みの発生を抑制して、半導体チップの破損を抑制可能な吸着コレット及び半導体装置の製造方法を提供することを課題とする。
【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

本発明は、吸着コレット及び半導体装置の製造方法に関する。
特許文献1には、ベース基板(配線基板)に搭載された下段の半導体チップから上段の半導体チップがオーバーハングするように積層されたMCP(Multi Chip Package)型の半導体装置が開示されている。
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。
また、特許文献2には、両端面に開口する吸引孔を有する弾性体の一方の開口に真空源が接続され、他方の開口により半導体チップを吸着、搬送する吸着コレットにおいて、半導体チップと接するコレット先端部の硬度をコレット本体の硬度よりも高くすることが開示されている。
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。
特開2001−217383号公報 特開2005−86047号公報
ところで、近年、携帯機器の小型・薄型化により、携帯機器に搭載される半導体装置の構成要素である半導体チップの薄厚化が望まれている。
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。
これにより、上段の半導体チップに反りが発生し、配線基板と接触することで、上段の半導体チップにチップクラックが発生する恐れがあった。
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。
また、特許文献2に記載の吸着コレットを用いた場合、硬度の高い先端部の内側には空間が形成されているため、下段の半導体チップに対してオーバーハングするように上段の半導体チップをダイボンディングする際、コレット先端部により上段の半導体チップに曲げ応力が発生し、上段の半導体チップにチップクラックが発生する恐れがあった。
さらに、特許文献2に記載の吸着コレットを用いた場合、コレットの吸着面の周囲に硬度の高い材料を配置しているため、ダイシングテープから切断された半導体チップをピックアップする際に、薄型化された半導体チップ(例えば、厚さが50μm以下)を精度良くピックアップできない恐れもあった。
本発明の一観点によれば、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が提供される。
本発明の吸着コレットによれば、少なくとも第2の半導体チップの角部を吸着する部分を第2の弾性体よりも柔らかい第1の弾性体で構成することにより、ダイシングテープから第2の半導体チップをピックアップする際に、第2の半導体チップを良好に吸着することができる。
また、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を第1の弾性体よりも硬い第2の弾性体で構成することにより、第2の半導体チップのうち、第1の半導体チップからはみ出した部分(オーバーハング部)での反りや撓みの発生を抑制可能となるので、第2の半導体チップの破損(例えば、チップクラック)を抑制できる。
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1に示す半導体装置のA−A線方向の断面図である。 図1に示す半導体装置のB−B線方向の断面図である。 本発明の第1の実施の形態に係る吸着コレットの断面図、及びダイシングテープから第2の半導体チップをピックアップする際に使用するステージの断面図を示す図である。 図4に示す吸着コレットをC視した平面図である。 本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図(その1)である。 本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図(その2)である。 本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図(その3)である。 本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図(その4)である。 本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図(その5)である。 本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図(その6)である。 本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図(その7)である。 本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図(その8)である。 本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図(その9)である。 本発明の第1の実施の形態の第1変形例に係る吸着コレットの平面図である。 本発明の第1の実施の形態の第2変形例に係る吸着コレットの平面図である。 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1に示す半導本発明の第2の実施の形態に係る吸着コレットの平面図である。 本発明の第2の実施の形態に係る吸着コレットの平面図である。 本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図(その1)であり、具体的には、製造途中の半導体装置を示す断面図である。 本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図(その2)であり、具体的には、図20に続く、製造途中の半導体装置を示す断面図である。 本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図(その2)であり、具体的には、図21Aに示す構造体の平面図である。 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。 本発明の第3の実施の形態に係る吸着コレットの平面図である。 本発明の第3の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図であり、製造途中の半導体装置を示す断面図である。
以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施の形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の吸着コレット及び半導体装置の寸法関係とは異なる場合がある。
(第1の実施の形態)
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。
図1において、X方向は、第1の半導体チップ14に対して第2の半導体チップ21がはみ出す第1の方向(オーバーハングする方向)を示しており、Y方向は、X方向に直交する方向を示している。また、図1では、説明の便宜上、図2及び図3に示す封止樹脂26の図示を省略する。
図1〜図3を参照するに、第1の実施の形態の半導体装置10は、MCP(Multi Chip Package)型の半導体装置であり、配線基板11と、第1及び第2の外部接続端子12A,12Bと、第1の半導体チップ14と、第1の接着部材15と、第1の導電性ワイヤ17と、第2の半導体チップ21と、第2の接着部材22と、第2の導電性ワイヤ24と、封止樹脂26と、を有する。
配線基板11は、矩形とされており、X方向において対向配置された2つの辺11A,11Bと、Y方向において対向配置された2つの辺11C,11Dと、を有する。
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。
絶縁基材31は、板状とされており、平坦な面とされた一面31a及び他面31bを有する。絶縁基材31としては、例えば、厚さが0.2mmのガラスエポキシ基板を用いることができる。
第1の接続パッド32は、第1の半導体チップ14の実装領域の外側に位置する絶縁基材31の一面31aのうち、配線基板11の辺11A側に位置する部分と、配線基板11の辺11B側に位置する部分と、にそれぞれ列状に配置されている。これにより、配線基板11は、複数の第1の接続パッド32よりなり、かつ対向配置された2つの接続パッド群を有する。
第2の接続パッド33は、第2の半導体チップ21の実装領域の外側に位置する絶縁基材31の一面31aのうち、配線基板11の辺11C側に位置する部分と、配線基板11の辺11D側に位置する部分と、にそれぞれ列状に配置されている。これにより、配線基板11は、複数の第2の接続パッド33よりなり、かつ対向配置された2つの接続パッド群を有する。
第1及び第2の外部接続パッド35,36は、絶縁基材31の他面31bに所定の間隔で複数配置されている。
配線パターン38は、絶縁基材31に内設されており、一端が第1の接続パッド32と接続され、他端が第1の外部接続パッド35と接続されている。これにより、配線パターン38は、第1の接続パッド32と第1の外部接続パッド35とを電気的に接続している。
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。
第1のソルダーレジスト41は、第1及び第2の接続パッド32,33を露出するように、絶縁基材31の一面31aに設けられている。
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1の外部接続端子12Aは、第1の外部接続パッド35の下面に設けられている。これにより、第1の外部接続端子12Aは、第1の外部接続パッド35を介して、第1の接続パッド32と電気的に接続されている。
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。
第1の半導体チップ14は、矩形とされおり、薄板化されたチップ(例えば、厚さが50μm以下)である。第1の半導体チップ14は、Y方向において対向する短辺14A,14Bと、X方向において対向する長辺14C,14Dと、半導体基板45と、回路素子層46と、第1の電極パッド48と、を有する。
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。
回路素子層46は、半導体基板45の表面45aに設けられている。回路素子層46は、多層配線構造とされており、図示していない回路素子(例えば、トランジスタ素子等)を有する。
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、第1の半導体チップ14を構成する半導体基板45の裏面45bと配線基板11を構成する第1のソルダーレジスト41の上面41aとの間に設けられている。
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。
第1の導電性ワイヤ17は、その一端が第1の接続パッド32と接続されており、他端が第1の電極パッド48と接続されている。つまり、第1の半導体チップ14は、配線基板11に対してワイヤボンディング接続されている。第1の導電性ワイヤ17としては、例えば、Auワイヤを用いることができる。
第2の半導体チップ21は、矩形とされおり、薄板化されたチップ(例えば、厚さが50μm以下)である。第2の半導体チップ21は、X方向において対向配置された短辺21A,21Bと、Y方向において対向配置された長辺21C,21Dと、4つの角部21Eと、半導体基板51と、回路素子層52と、第2の電極パッド54と、を有する。
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。
回路素子層52は、半導体基板51の表面51aに設けられている。回路素子層52は、多層配線構造とされており、図示していない回路素子(例えば、トランジスタ素子等)を有する。
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。
上記構成とされた第2の半導体チップ21は、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とが直交し、かつ第1の半導体チップ14の長辺14C,14D側(言い換えれば、X方向における第1の半導体チップ14の両側)に第2の半導体チップ21の一部がはみ出す(オーバーハングする)ように、第1の半導体チップ14上に配置されている。
第2の接着部材22は、第2の半導体チップ21を構成する半導体基板51の裏面51bを覆うように設けられている。
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。
第2の接着部材22は、第1の半導体チップ14上に第2の半導体チップ21を貼り付けるための部材である。第2の接着部材22としては、例えば、DAF(Die Attached Film)を用いることができる。
第2の導電性ワイヤ24は、その一端が第2の接続パッド33と接続されており、他端が第2の電極パッド54と接続されている。つまり、第2の半導体チップ21は、第1の半導体チップ14に対してワイヤボンディング接続されている。第2の導電性ワイヤ24としては、例えば、Auワイヤを用いることができる。
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、を覆うように、第1のソルダーレジスト41の上面41aに設けられている。
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。
図4は、本発明の第1の実施の形態に係る吸着コレットの断面図、及びダイシングテープから第2の半導体チップをピックアップする際に使用するステージの断面図を示す図である。なお、図4では、後述する図7に示すダイシングテープ95及び第2の半導体チップ21の図示を省略する
図5は、図4に示す吸着コレットをC視した平面図である。図5において、図4と同一構成部分には同一符号を付す。また、図4に示す吸着コレット60の断面図は、図5に示す吸着コレット60のD−D線断面に対応する図である。
ここで、図4及び図5を参照して、第1の実施の形態の半導体装置10を製造する際に使用する吸着コレット60の構成について説明する。
吸着コレット60は、後述する図7に示すダイシングテープ95上に配置され、かつ個片化された第2の半導体チップ21をピックアップすると共に、配線基板11上に搭載された第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(後述する図10参照。)。
吸着コレット60は、吸着コレット本体61と、第1の部分63と、第2の部分64と、第1の吸着孔71と、第2の吸着孔72と、を有する。
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の部分63は、少なくとも第2の半導体チップ21の4つの角部21Eを吸着する部分である。第1の部分63は、第2の半導体チップ21の短辺21A,21B側を吸着する部分の幅が長辺21C,21D側を吸着する部分の幅よりも広くなるような枠形状とされている。
第1の部分63は、枠形状とされ、弾性体配置面61aに接着された第1の弾性体67で構成されている。これにより、第1の弾性体67は、その中央部に矩形とされた貫通部67Aを有する。また、貫通部67Aは、弾性体配置面61aの一部を露出している。
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。
このように、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の部分63を第2の弾性体68よりも柔らかい第1の弾性体67で構成することにより、吸着コレット60を用いて、ダイシングテープ95から個片化された第2の半導体チップ21をピックアップする際に、第2の半導体チップ21を良好に吸着することができる。
第2の部分64は、第1の半導体チップ14と対向するチップ対向部分65を含み、X方向における幅Wがチップ対向部分65のX方向における幅Wよりも広くなるように構成されている。
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。
第2の弾性体68は、第1の弾性体67と同じ厚さであると共に、貫通部67Aに対応した形状とされている。第2の弾性体68は、第2の半導体チップ21の一部を吸着する第2の吸着面68aを有する。第2の弾性体68は、貫通部67Aに収容され、かつ貫通部67Aが露出する弾性体配置面61aに接着されている。
このように、チップ対向部分65よりもX方向における幅が広く、かつ第2の半導体チップ21の一部を吸着する第2の部分68を、第2の半導体チップ21の角部21Eを吸着する第1の弾性体67よりも硬い第2の弾性体68で構成することにより、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の両側からはみ出すように第2の半導体チップ21を接着した際、第2の半導体チップ21のうち、第1の半導体チップ14からはみ出した部分(オーバーハング部)での反りや撓みの発生を抑制可能となるので、第2の半導体チップ21の破損(例えば、チップクラック)を抑制できる。
第2の弾性体68は、第1の弾性体67との間に隙間が形成されないように、第1の弾性体67と接触するように配置されている。また、第1及び第2の吸着面67a,68aは、同一平面上に配置されている。
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。
また、第1及び第2の吸着面67a,68aにより構成されるチップ吸着面60a(第2の半導体チップ21を吸着する面)の外形は、第2の半導体チップ21の外形よりも大きな矩形とされている。
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。
第1の吸着孔71は、第1の弾性体67の角部(第2の半導体チップ21の角部21Eと対向する部分)を貫通するように設けられており、第1の吸着面67aから露出されている。第1の吸着孔71は、図示していない真空装置と接続されている。第1の吸着孔71は、吸着コレット60が第2の半導体チップ21を吸着した際、第2の半導体チップ21の角部21Eを吸着する。
第2の吸着孔72は、第1の吸着孔71間に位置する第2の弾性体68を貫通するように設けられており、第2の吸着面68aから露出されている。第2の吸着孔72は、図示していない真空装置と接続されている。第2の吸着孔72は、吸着コレット60が第2の半導体チップ21を吸着した際、主に第2の半導体チップ21のうち、第1の半導体チップ14と対向する部分を吸着する。
第1の実施の形態の吸着コレットによれば、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の部分63を第2の弾性体68よりも柔らかい第1の弾性体67で構成することにより、吸着コレット60を用いて、ダイシングテープ95から個片化された第2の半導体チップ21をピックアップする際に、第2の半導体チップ21を良好に吸着することができる。
また、チップ対向部分65を含み、チップ対向部分65のX方向における幅WよりもX方向の幅Wが広く、かつ第2の半導体チップ21の一部を吸着する第2の部分68を第1の弾性体67よりも硬い第2の弾性体68で構成することにより、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の両側からはみ出すように第2の半導体チップ21を接着した際、第2の半導体チップ21のうち、第1の半導体チップ14からはみ出した部分(オーバーハング部)での反りや撓みの発生を抑制可能となるので、第2の半導体チップ21の破損(例えば、チップクラック)を抑制できる。
次に、図4を参照して、ダイシングテープ95から第2の半導体チップ21をピックアップする際に使用するステージ75の構成について説明する。
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。
ステージ本体77は、平坦な上面77aと、突き上げ部材収容部77Aと、を有する。ステージ本体77の上面77aには、複数の個片化された第2の半導体チップ21が接着されたダイシングテープ95が載置される(後述する図7参照)。
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1の突き上げ部材81は、突き上げ部材収容部77Aの中央部に配置されている。第1の突き上げ部材81の形状は、例えば、四角柱とすることができる。第1の突き上げ部材81は、第2の半導体チップ21が接着されたダイシングテープ95が載置される平坦な突き上げ面81aを有する。
第1の突き上げ部材81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81a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1の突き上げ部材81が上方に移動することで、突き上げ面81aは、ダイシングテープ95を介して、第2の半導体チップ21の中央部を突き上げる。
第2の突き上げ部材82は、第1の突き上げ部材81とステージ本体77との間に位置する突き上げ部材収容部77Aに収容されている。第2の突き上げ部材82は、第1の突き上げ部材81及びステージ本体77から離間すると共に、第2の半導体チップ21のうち、外周部よりも内側でかつ、中央部よりも外側に位置する部分を突き上げることが可能な位置に配置されている。
第2の突き上げ部材82は、第2の半導体チップ21が接着されたダイシングテープ95が載置される平坦な突き上げ面82aを有する。
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2の吸着部84は、ステージ本体77と第2の突き上げ部材82との間に設けられている。第2の吸着部84は、図示していない真空装置と接続されており、ダイシングテープを介して、第2の半導体チップ21の外周部を吸着する。
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、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。図6〜図14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。
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。
次に、図6〜図14を参照して、図4に示す吸着コレット60及びステージ75を使用した第1の実施の形態の半導体装置10の製造方法について説明する。
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。
次いで、周知の手法により、各配線基板形成領域Fに、図示していない第1の接続パッド32(図3参照)と、第2の接続パッド33と、図示していない第1の外部接続パッド35(図3参照)と、第2の外部接続パッド36と、図示していない配線パターン38(図3参照)と、配線パターン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、を形成する。
これにより、各配線基板形成領域Fに配線基板11が形成された配線母基板93が形成される。この段階では、複数の配線基板11は、連結されており、個片化されていない。
次いで、第1の接着部材15(例えば、DAF)を介して、配線基板11の中央に位置する第1のソルダーレジスト41の上面41aに、予め準備した第1の半導体チップ14を接着(搭載)する。このとき、第1の電極パッド48(図示せず)が上面側となるように、第1の半導体チップ14を接着する。また、第1の半導体チップ14は、各配線基板11に対して1つ接着する。
次いで、ワイヤボンディング装置(図示せず)を用いて、第1の電極パッド48と第1の接続パッド32とを接続する図示していない第1の導電性ワイヤ17(例えば、Auワイヤ)を形成する。これにより、第1の半導体チップ14と配線基板11とがワイヤボンディング接続される。
次いで、図7に示す工程では、同一平面上に配置されたステージ本体77の上面77a及び突き上げ面81a,82aに、第2の接着部材22を介して、個片化された複数の第2の半導体チップ21が貼り付けられたダイシングテープ95を載置し、第1〜第3の吸着部78,84,85によりダイシングテープ95を吸着する。
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、接着層98上に配置された第2の接着部材22は、ウエハ状とされた第2の半導体チップ21(言い換えれば、単結晶シリコンウエハに形成された複数の第2の半導体チップ21)を個片化する際に、切断されて個片化される。このため、各第2の半導体チップ21を構成する半導体基板51の裏面51bには、個片化された第2の接着部材22が形成される。
次いで、第1の弾性体67により構成された第1の部分63により、少なくとも第2の半導体チップ21の4つの角部21Eを吸着可能なように、第2の半導体チップ21の回路素子層52の上面52aの上方に吸着コレット60を移動させる。
次いで、図8に示す工程では、突き上げ面81a,82aを同一平面に配置させた状態で、第1及び第2の突き上げ部材81,82を上方に移動させることで、突き上げ面81a,82aにより、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。
これにより、第2の半導体チップ21の外周部に位置する第2の接着部材22に接着されたダイシングテープ95を剥離させる。
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2の突き上げ部材82を移動させることなく、第1の突き上げ部材81のみを上方に移動させることで、ダイシングテープ95を介して、突き上げ面81aにより第2の半導体チップ21の中央部を突き上げて、チップ吸着面60aにより回路素子層52の上面52a全体を吸着する。
これにより、第2の半導体チップ21の中央部よりも外側に位置する第2の接着部材22からダイシングテープ95を剥離すると共に、第1の弾性体67よりなる第1の部分63が第2の半導体チップ21の4つの角部21Eを吸着する。この段階において、吸着コレット60により、第2の半導体チップ21が吸着される。
次いで、図9に示す工程では、突き上げ面81aが突き上げ面82aに対して面一となるように、図8に示す第1の突き上げ部材81を下方に移動させる。これにより、第2の半導体チップ21の中央部に位置する第2の接着部材22に接着されたダイシングテープ95が剥離され、吸着コレット60により、第2の接着部材22と共に第2の半導体チップ21(言い換えれば、第2の接着部材22が形成された第2の半導体チップ21)がピックアップされる。
このように、ダイシングテープ95から第2の半導体チップ21をピックアップする際、第2の弾性体68よりも柔らかい第1の弾性体67で構成された第1の部分63により、第2の半導体チップ21の4つの角部21Eを吸着することで、第2の半導体チップ21を良好に吸着することができる。
次いで、図10に示す工程では、配線基板11上に搭載された第1の半導体チップ14上に、図9に示す第2の半導体チップ21をピックアップした吸着コレット60を移動さる。
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。
このように、チップ対向部分65を含み、チップ対向部分65のX方向における幅WよりもX方向の幅Wの広い第2の部分68が、第1の弾性体67よりも硬い第2の弾性体68で構成された吸着コレット60を用いて、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の両側からはみ出すように第2の半導体チップ21を直交させて接着することで、第2の半導体チップ21のうち、第1の半導体チップ14からはみ出した部分(オーバーハング部)での反りや撓みの発生を抑制可能となるので、第2の半導体チップ21の破損(例えば、チップクラック)を抑制できる。
なお、図10に示す工程では、配線母基板93に実装された全ての第1の半導体チップ14上に、1つの第2の半導体チップ21を接着する。
次いで、図11に示す工程では、ワイヤボンディング装置(図示せず)を用いて、同一の配線基板形成領域Fに位置する第2の電極パッド54及び第2の接続パッド33を接続する第2の導電性ワイヤ24(例えば、Auワイヤ)を形成する。これにより、第2の半導体チップ21と配線基板11とがワイヤボンディング接続される。
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。
次いで、図12に示す工程では、第1のソルダーレジスト41の上面41aに、複数の第1の半導体チップ14、第1の導電性ワイヤ17(図示せず)、複数の第2の半導体チップ21、及び第2の導電性ワイヤ24を一括封止し、かつ上面26aが平坦な面とされた封止樹脂26を形成する。具体的には、トランスファーモールド法により、封止樹脂26を形成する。
次いで、図13に示す工程では、第1の外部接続パッド35(図示せず)に第1の外部接続端子12A(図示せず)を配設すると共に、第2の外部接続パッド36に第2の外部接続端子12Bを配設する。これにより、複数の配線基板形成領域Fに、半導体装置10が製造される。この段階では、複数の半導体装置10は、連結されており、個片化されていない。
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。
次いで、図14に示す工程では、図示していないダイサーにより、ダイシングラインEに沿って図13に示す構造体を切断して、複数の半導体装置10を個片化する。これにより、第1の実施の形態の半導体装置10が複数製造される。
第1の実施の形態の半導体装置の製造方法によれば、ダイシングテープ95から第2の半導体チップ21をピックアップする際に、第2の弾性体68よりも柔らかい第1の弾性体67で構成された第1の部分63により、第2の半導体チップ21の4つの角部21Eを吸着することで、第2の半導体チップ21を良好に吸着することができる。
また、チップ対向部分65を含み、チップ対向部分65のX方向における幅WよりもX方向の幅Wの広い第2の部分68が第1の弾性体67よりも硬い第2の弾性体68で構成された吸着コレット60を用いて、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の両側からはみ出すように第2の半導体チップ21を直交させて接着することで、第2の半導体チップ21のうち、第1の半導体チップ14からはみ出した部分(オーバーハング部)での反りや撓みの発生を抑制可能となるので、第2の半導体チップ21の破損(例えば、チップクラック)を抑制できる。
図15は、本発明の第1の実施の形態の第1変形例に係る吸着コレットの平面図である。図15において、図5に示す第1の実施の形態の吸着コレット60と同一構成部分には、同一符号を付す。
図15を参照するに、第1の実施の形態の第1変形例に係る吸着コレット100は、第1の実施の形態の吸着コレット60に設けられた第1及び第2の部分63,64の替わりに第1及び第2の部分101,102を設けた以外は、吸着コレット60と同様に構成される。
吸着コレット100は、第1の弾性体67よりも硬い第2の弾性体68よりなり、かつY方向に延在する第2の部分102により、第1の弾性体67よりなる第1の部分101を2つに分離させた構成とされている。
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。
2つの第1の弾性体67には、それぞれ2つの第1の吸着孔71が設けられている。また、第2の弾性体68には、2つの第2の吸着孔72が設けられている。
第2の部分68のX方向の幅Wは、チップ対向部分65のX方向における幅Wよりも広くなるように構成されている。
このような構成とされた吸着コレット100は、第1の実施の形態の吸着コレット60と同様な効果を得ることができる。具体的には、吸着コレット100を用いて、ダイシングテープから個片化された第2の半導体チップ21をピックアップすることで、第2の半導体チップ21を良好に吸着できる。
また、吸着コレット100を用いて、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を接着することにより、第2の半導体チップ21のうち、第1の半導体チップ14からはみ出した部分(オーバーハング部)での反りや撓みの発生を抑制可能となるので、第2の半導体チップ21の破損(例えば、チップクラック)を抑制できる。
図16は、本発明の第1の実施の形態の第2変形例に係る吸着コレットの平面図である。図16において、図5に示す第1の実施の形態の吸着コレット60と同一構成部分には、同一符号を付す。
図16を参照するに、第1の実施の形態の第2変形例に係る吸着コレット110は、第1の実施の形態の吸着コレット60に設けられた第1及び第2の部分63,64の替わりに第1及び第2の部分111,112を設けた以外は、吸着コレット60と同様に構成される。
吸着コレット110は、第1の弾性体67よりなり、かつ三角形とされた第1の部分111を4つの角部に配置し、4つの第1の部分111と接触するように、他の部分に第2の弾性体68よりなる第2の部分が配置された構成とされている。
第1の弾性体67には、第1の吸着孔71の一部が設けられている。また、第2の弾性体68には、第1の吸着孔71の一部、及び2つの第2の吸着孔72が設けられている。
第2の部分68のX方向の幅のうち、最も狭い幅Wは、チップ対向部分65のX方向における幅Wよりも広くなるように構成されている。
このような構成とされた吸着コレット110は、第1の実施の形態の吸着コレット60と同様な効果を得ることができる。具体的には、吸着コレット110を用いて、ダイシングテープ95から個片化された第2の半導体チップ21をピックアップすることで、第2の半導体チップ21を良好に吸着できる。
また、吸着コレット110を用いて、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を接着することにより、第2の半導体チップ21のうち、第1の半導体チップ14からはみ出した部分(オーバーハング部)での反りや撓みの発生を抑制可能となるので、第2の半導体チップ21の破損(例えば、チップクラック)を抑制できる。
(第2の実施の形態)
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。
図17及び図18を参照するに、第2の実施の形態の半導体装置120は、MCP型の半導体装置であり、第1の実施の形態の半導体装置10を構成する第2の接着部材22(DAF)の替わりに、FOW(Film On Wire)よりなる第2の接着部材121を設けた以外は、半導体装置10と同様に構成される。
FOWは、DAFと比較して柔らかい材料である。そのため、第1の半導体チップ14上に第2の接着部材121であるFOWを介して、第2の半導体チップ21を搭載(接着)すると、長辺21C,21Dを構成する第2の半導体チップ21の側壁、及び該側壁の近傍に位置する回路素子層52の表面52aに、第2の接着部材121が回り込む。
図19は、本発明の第2の実施の形態に係る吸着コレットの平面図である。図19において、第1の実施の形態の第1変形例に係る吸着コレット100(図15参照)と同一構成部分には同一符号を付す。
ここで、図19を参照して、第2の実施の形態の半導体装置120を製造する際に使用する吸着コレット130の構成について説明する。
吸着コレット130は、第2の部分131を構成する第2の弾性体68のY方向の幅Wを、第2の半導体チップ21のY方向の幅Wよりも狭くすると共に、第2の弾性体68の幅Wと同じになるように吸着コレット本体61(図示せず)のY方向の幅を狭くすることで、Y方向から第2の弾性体68を挟み込む一対の切り欠き部132を設けたこと以外は、第1の実施の形態の第1変形例に係る吸着コレット100と同様に構成される。
これにより、X方向に延在する第2の弾性体68の一方の側壁68A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21C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)。
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は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。図20は、製造途中の半導体装置120を示す断面図である。図21Aは、図20に続く、製造途中の半導体装置120を示す断面図であり、図21Bは、図21Aに示す構造体の平面図である。
図20及び図21Aに示す吸着コレット130の切断面は、図19に示す吸着コレット130のH−H線断面に対応している。また、図20及び図21Aに示す製造途中の半導体装置120の切断面は、図18に示す半導体装置120の切断面に対応している。
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。
次に、主に図20及び図21を参照して、図19に示す吸着コレット130を使用した第2の実施の形態の半導体装置120の製造方法について説明する。
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、図20に示す工程では、吸着コレット130を用いて、第1の実施の形態で説明した図7〜図9に示す工程と同様な処理を行うことで、ダイシングテープ95から第2の接着部材121を有し、かつ個片化された第2の半導体チップ21をピックアップする。
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。
次いで、図21A及び図21Bに示す工程では、第1の半導体チップ14の長辺14C,14D(図示せず)と第2の半導体チップ21の長辺21C,21Dとが直交し、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(オーバーハングする)ように、第2の接着部材121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。
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。
このとき、先に説明したように、第2の接着部材121を構成するFOWがDAFと比較して柔らかい材料であるため、吸着コレット130により、第1の半導体チップ14上に第2の接着部材121であるFOWを介して、第2の半導体チップ21を搭載すると、長辺21C,21Dを構成する第2の半導体チップ21の側壁、及び該側壁の近傍に位置する回路素子層52の表面52aに第2の接着部材121が回り込む。
しかしながら、第2の実施の形態の吸着コレット130は、第2の接着部材121が回り込む領域に切り欠き部132を有するため、第2の接着部材121の吸着コレット130への付着を抑制できる。
その後、第1の実施の形態で説明した図11〜図14に示す工程の処理を順次行うことで、図17及び図18に示す第2の半導体装置120が製造される。
第2の実施の形態の吸着コレットによれば、Y方向における第2の弾性体68の幅WをY方向における第2の半導体チップ21の幅Wよりも小さくして、Y方向から第2の弾性体68を挟み込む一対の切り欠き部132を設けることで、吸着コレット130により、第1の半導体チップ14上に第2の半導体チップ21を搭載した際、吸着コレット130に、回路素子層52の表面52aにはみ出した第2の接着部材121が付着することを抑制できる。
また、第2の実施の形態の吸着コレット130は、第1の実施の形態の吸着コレット60と同様効果を得ることができる。具体的には、吸着コレット130を用いて、ダイシングテープ95から個片化された第2の半導体チップ21をピックアップすることで、第2の半導体チップ21を良好に吸着できる。
また、吸着コレット130を用いて、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を接着することにより、第2の半導体チップ21のうち、第1の半導体チップ14からはみ出した部分(オーバーハング部)での反りや撓みの発生を抑制可能となるので、第2の半導体チップ21の破損(例えば、チップクラック)を抑制できる。
さらに、第2の実施の形態の半導体装置120の製造方法によれば、第1の実施の形態 の半導体装置10の製造方法と同様な効果を得ることができる。
(第3の実施の形態)
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。
図22を参照するに、第3の実施の形態の半導体装置140は、MCP型の半導体装置であり、第1の実施の形態の半導体装置10に設けられた配線基板11及び第1の半導体チップ14の替わりに、配線基板141及び第1の半導体チップ142を設けた以外は、半導体装置10と同様に構成される。
配線基板141は、配線基板11を構成する対向配置された2列の接続パッド群(複数の第1の接続パッド32により構成された接続パッド群)のうち、1列の該接続パッド群を構成要素から除いたこと以外は、配線基板11と同様に構成される。
第1の半導体チップ142は、第1の半導体チップ14を構成する対向配置された2列の電極パッド群(複数の第1の電極パッド48により構成された電極パッド群)のうち、1列の該電極パッド群を構成要素から除いたこと以外は、第1の半導体チップ14と同様に構成される。
第1の半導体チップ142は、第1の接着部材15を介して、配線基板141を構成する第1のソルダーレジスト41の上面41aに接着されている。
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。
第2の半導体チップ21は、第1の電極パッド48(1列の電極パッド群)が配置された短辺142Aとは反対側に位置する第1の半導体チップ142の短辺142B側にのみにはみ出すように(言い換えれば、X方向において第1の半導体チップ142の片側のみ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上に接着されている。
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23は、本発明の第3の実施の形態に係る吸着コレットの平面図である。図23において、第1の実施の形態の第1変形例に係る吸着コレット100(図15参照)と同一構成部分には同一符号を付す。
ここで、図23を参照して、第3の実施の形態の半導体装置140を製造する際に使用する吸着コレット130の構成について説明する。
吸着コレット140は、第1の実施の形態の第1変形例に係る吸着コレット100を構成する2つの第1の部分101(第1の弾性体67で構成された部分)のX方向の幅を異ならせたこと以外は、吸着コレット100と同様に構成される。
具体的には、吸着コレット140では、第2の半導体チップ21の角部21Eうち、第1の半導体チップ142の辺142Bからオーバーハングする部分を吸着する一方の第1の部分101のX方向の幅が、他方の第1の部分101(オーバーハングしない側の第2の半導体チップ21の角部21Eを吸着する部分)のX方向の幅よりも狭くなるように構成されている。
このため、他方の第1の部分101には、第1の吸着孔71は設けられておらず、該第1の吸着孔71は、他方の第1の部分101と接触する第2の部分102(第2の弾性体68で構成された部分)に設けられている。言い換えれば、第2の部分102には、第1及び第2の吸着孔71,72がそれぞれ2つ設けられている。
また、後述する図24に示すように、第2の部分102は、第1の半導体チップ142と対向するチップ対向部分152を含み、X方向においてチップ対向部分152の外側に位置する端部102Aを有する。
図24は、本発明の第3の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図であり、製造途中の半導体装置を示す断面図である。
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。
次に、主に図24を参照して、図23に示す吸着コレット150を使用した第3の実施の形態の半導体装置140の製造方法について説明する。
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。
次いで、複数の配線基板141の第1のソルダーレジスト41の上面41aに、それぞれ1つの第1の半導体チップ142を接着(搭載)する。
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、図24に示す工程では、吸着コレット150を用いて、第1の実施の形態で説明した図7〜図9に示す工程と同様な処理を行うことで、ダイシングテープ95から第2の接着部材22を有し、かつ個片化された第2の半導体チップ21をピックアップする。
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。
次いで、第1の半導体チップ142の長手方向と第2の半導体チップ21の長手方向が一致し、かつ第1の半導体チップ142の一方の短辺142B側から第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142の片側のみ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141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。
このとき、第2の弾性体68よりも柔らかい第1の弾性体67(第1の部分101)により、第2の半導体チップ21のうち、第1の半導体チップ141からはみ出した部分(オーバーハング部)が吸着されるため、第2の半導体チップ21のオーバーハング部における反りや撓みの発生を抑制可能となるので、第2の半導体チップ21の破損(例えば、チップクラック)を抑制できる。
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。
その後、第1の実施の形態で説明した図11〜図14に示す工程の処理を順次行うことで、図22に示す第3の半導体装置140が製造される。
第3の実施の形態の吸着コレットによれば、第2の半導体チップ21の角部21Eうち、第1の半導体チップ142の辺142Bからオーバーハングする部分を吸着する一方の第1の部分101のX方向の幅を、他方の第1の部分101(オーバーハングしない側の第2の半導体チップ21の角部21Eを吸着する部分)のX方向の幅よりも狭くなるように構成することにより、第2の半導体チップ21のオーバーハング部における反りや撓みの発生を抑制可能となるので、第2の半導体チップ21の破損(例えば、チップクラック)を抑制できる。
また、吸着コレット150を用いて、ダイシングテープ95から個片化された第2の半導体チップ21をピックアップすることで、第2の半導体チップ21を良好に吸着できる。
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、第1〜第3の実施の形態の半導体装置10,120,140では、2つの半導体チップを積み重ねて実装した場合を例に挙げて説明したが、第2の半導体チップ21上に、さらに半導体チップを積み重ねてもよい。つまり、半導体装置10,120,140を構成する半導体チップの積層数は、3段以上でもよい。
本発明は、吸着コレット及び半導体装置の製造方法に適用可能である。
10,120,140…半導体装置、11,141…配線基板、11A,11B,11C,11D…辺、12A…第1の外部接続端子、12B…第2の外部接続端子、14,142…第1の半導体チップ、14A,14B,21A,21B,142A,142B…短辺、14C,14D,21C,21D…長辺、15…第1の接着部材、17…第1の導電性ワイヤ、21,121…第2の半導体チップ、21E…角部、22…第2の接着部材、24…第2の導電性ワイヤ、26…封止樹脂、26a,41a,77a…上面、31,91…絶縁基材、31a…一面、31b…他面、32…第1の接続パッド、33…第2の接続パッド、35…第1の外部接続パッド、36…第2の外部接続パッド、38,39…配線パターン、41…第1のソルダーレジスト、42…第2のソルダーレジスト、45,51…半導体基板、45a,46a,51a,52a…表面、45b,51b…裏面、46,52…回路素子層、48…第1の電極パッド、54…第2の電極パッド、60,100,110,130,150…吸着コレット、60a…チップ吸着面、61…コレット本体、61a…弾性体配置面、63,101,111…第1の部分、64,102,112,131…第2の部分、65,152…チップ対向部分、67…第1の弾性体、67a…第1の吸着面、67A…貫通部、68…第2の弾性体、68a…第2の吸着面、68A,68B…側壁、71…第1の吸着孔、72…第2の吸着孔、75…ステージ、77…ステージ本体、77A…突き上げ部材収容部、78…第1の吸着部、81…第1の突き上げ部材、81a,82a…突き上げ面、82…第2の突き上げ部材、84…第2の吸着部、85…第3の吸着部、93,155…配線母基板、95…ダイシングテープ、97…ダイシングテープ本体、98…接着層、102A…端部、E…ダイシングライン、F…配線基板形成領域、W,W,W,W,W,W…幅

Claims (10)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
JP2012028576A 2012-02-13 2012-02-13 吸着コレット及び半導体装置の製造方法 Pending JP2013165230A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012028576A JP2013165230A (ja) 2012-02-13 2012-02-13 吸着コレット及び半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012028576A JP2013165230A (ja) 2012-02-13 2012-02-13 吸着コレット及び半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013165230A true JP2013165230A (ja) 2013-08-22

Family

ID=49176398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012028576A Pending JP2013165230A (ja) 2012-02-13 2012-02-13 吸着コレット及び半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013165230A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019054209A (ja) * 2017-09-19 2019-04-04 ファスフォードテクノロジ株式会社 半導体製造装置、半導体装置の製造方法およびコレット
JP2020027851A (ja) * 2018-08-10 2020-02-20 キヤノンマシナリー株式会社 ボンディング装置、ダイボンダ、及びボンディング方法
JP2022103047A (ja) * 2020-12-25 2022-07-07 梭特科技股▲分▼有限公司 衝撃力がない角又は側辺で接触するダイボンディング方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019054209A (ja) * 2017-09-19 2019-04-04 ファスフォードテクノロジ株式会社 半導体製造装置、半導体装置の製造方法およびコレット
JP2020027851A (ja) * 2018-08-10 2020-02-20 キヤノンマシナリー株式会社 ボンディング装置、ダイボンダ、及びボンディング方法
JP7170458B2 (ja) 2018-08-10 2022-11-14 キヤノンマシナリー株式会社 ボンディング装置、ダイボンダ、及びボンディング方法
JP2022103047A (ja) * 2020-12-25 2022-07-07 梭特科技股▲分▼有限公司 衝撃力がない角又は側辺で接触するダイボンディング方法
JP7193600B2 (ja) 2020-12-25 2022-12-20 梭特科技股▲分▼有限公司 衝撃力がない角又は側辺で接触するダイボンディング方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101075241B1 (ko) 유전체 부재에 단자를 구비하는 마이크로전자 패키지
US8314344B2 (en) Wiring board and manufacturing method of the same
JP2007311378A (ja) 半導体装置の製造方法および半導体装置
JP2007273782A (ja) 半導体装置の製造方法
KR20020078931A (ko) 반도체패키지용 캐리어프레임 및 이를 이용한반도체패키지와 그 제조 방법
JP2010147070A (ja) 半導体装置
JP2013115190A (ja) 半導体装置の製造方法
KR102600106B1 (ko) 반도체 패키지의 제조 방법
US20120299199A1 (en) Stacked wafer level package having a reduced size
JP2015050384A (ja) 半導体装置
JP2012164951A (ja) 半導体チップの剥離装置、及び半導体チップの剥離方法
KR20150131130A (ko) 반도체 장치 및 그 제조 방법
JP2013165230A (ja) 吸着コレット及び半導体装置の製造方法
KR101123805B1 (ko) 스택 패키지 및 그 제조방법
JP4497304B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2012059829A (ja) 半導体チップの剥離装置、ダイボンディング装置、半導体チップの剥離方法、半導体装置の製造方法
JP2009060004A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2016063002A (ja) 半導体装置およびその製造方法
KR20060017294A (ko) 소형화된 반도체 집적회로 패키지 및 이에 사용되는인쇄회로기판
TWI848655B (zh) 封裝結構及其製作方法
JP2012009746A (ja) 半導体装置の製造方法及び半導体装置
JP2006190834A (ja) 半導体パッケージ及びフレキシブルサーキット基板
KR102035145B1 (ko) 패키지 커팅 방법
JP2013149744A (ja) 半導体装置
JP2013172069A (ja) 半導体装置及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20130731

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20130801

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130905

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20131108

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20131220