JPH1167795A - 半導体チップ搭載装置及び半導体チップ搭載方法並びに半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体チップ搭載工程において各種半導体チ
ップを搭載する場合にもコレットを交換する必要が無
く、コレットを配線基板に固定するための熱硬化性樹脂
がコレットのチップ吸着面に付着するのを防止でき、且
つ一つのコレットで複数の外形サイズが異なる半導体チ
ップを配線基板に搭載することができる半導体チップ搭
載装置及び半導体チップ搭載方法並びに半導体装置を提
供する。 【解決手段】 半導体チップ搭載装置のコレットのチッ
プ吸着面に、小なるチップ吸着領域とこれを包含する大
なるチップ吸着領域とを有し、小なるチップ吸着領域は
小なる半導体チップの外形に対してほぼ相似形小なる外
形を有し、小なるチップ吸着領域の外周に小なる半導体
チップの外形に対してほぼ相似形大なる外縁の溝部を有
し、大なる吸着領域は大なる半導体チップの外形に対し
てほぼ相似形小なる外縁を有してなる溝部を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップの搭
載技術に係るものであり、特に半導体チップを配線基板
等に搭載する半導体チップの半導体チップ搭載装置及び
半導体チップ搭載方法並びに前記半導体チップ搭載方法
により得られる半導体チップを有してなる半導体装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体チップを配線基板上に搭載する際
には半導体チップ搭載装置が用いられており、その構成
要素の一つとして、半導体チップと直接接触するコレッ
トと呼ばれる治具がある。このコレットは、コレットの
半導体チップを吸着する面に半導体チップを吸着し、配
線基板の半導体チップ搭載部上に運搬した後に半導体チ
ップを搭載するために用いられる。図６には、従来のコ
レットの一例の外観図を示す。また、図７（ａ）には、
図６に示した従来のコレットの縦断面図、図７（ｂ）に
はコレットの半導体チップ吸着面の平面図をそれぞれ示
す。コレット１のチップ吸着面２の中心には、チップ吸
着孔５が開孔されており、このチップ吸着孔５にはバキ
ューム装置（図示せず）が接続されている。

【０００３】図８（ａ）には、図６及び図７に示したコ
レットを用いた半導体チップ搭載工程の半導体チップの
搭載が完了した時の断面図を示す。このコレットを含む
半導体チップ搭載装置を用いた配線基板への半導体チッ
プ搭載工程の例を以下に説明する。まず、予め適量の熱
硬化性樹脂７を配線基板６の半導体チップ搭載部に塗布
しておく。次に、チップ吸着孔５に接続しているバキュ
ーム装置（図示せず）の吸引力により半導体チップ４を
チップ吸着面２に吸着させて、コレット１と共に配線基
板６の半導体チップ搭載部上に運搬する。吸着している
半導体チップ４を配線基板６の半導体チップ搭載部上で
正確に搭載位置を合わせる。続いて、半導体チップ４と
配線基板６との距離が近づくように半導体チップ搭載装
置を動作させ、コレット１に吸着している半導体チップ
４を配線基板６の半導体チップ搭載部に予め塗布してあ
る半導体チップ４を固定するための熱硬化性樹脂７に対
して、パッド（電極）８と突起バンプ９とが電気的に接
続するまで押しつける。その後、熱硬化性樹脂７を加熱
して硬化させ、半導体チップ４を固定し搭載が完了す
る。コレット１は熱伝導性の高い部材により構成されて
おり、熱硬化性樹脂７を硬化するために加熱する場合に
は、例えば、別に設けた加熱手段（図示せず）により発
生した熱を、コレット１及び半導体チップ４を介して伝
導させる手段が採られている。この場合に加えられる熱
は熱硬化性樹脂７を十分に硬化させることができ、且つ
半導体チップ４の信頼性に悪影響を与えない温度であ
る。

【０００４】従来、この半導体チップ搭載装置のコレッ
ト１のチップ吸着面２の大きさは、図８（ａ）に示すよ
うに、搭載する半導体チップ４の外形サイズよりもわず
かに小さいものとしている。これは位置合わせした半導
体チップ４を配線基板６の半導体チップ搭載部に予め塗
布してある熱硬化性樹脂７上に押しつける際に、半導体
チップ４の周囲にはみ出す熱硬化性樹脂７がチップ吸着
面２に付着しないようにするためである。はみ出した熱
硬化性樹脂７はフィレットと呼ばれる。半導体チップ４
を確実に固定するために、半導体チップ４をコレット１
と共に半導体チップ搭載部の熱硬化性樹脂７に押し付け
た時にはみ出す熱硬化性樹脂７で、０．２〜０．５ｍｍ
程度の高さのフィレットが形成されるように、予め塗布
する熱硬化性樹脂７の量を調整しておく。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述の通り半導体チッ
プ搭載装置に用いられているコレットは、半導体チップ
の外形サイズに応じてチップ吸着面の形状及びサイズが
決定されている。ところで、一つの配線基板には複数の
半導体チップを搭載する場合が多く、一般的にこれら各
半導体チップの外形サイズはそれぞれ異なる。そのため
に、前記従来の半導体チップ搭載装置を用いて半導体チ
ップを配線基板に搭載した場合には以下の問題点が生じ
ていた。

【０００６】図８（ｂ）にはコレットの吸着面より小さ
なサイズの半導体チップを吸着させた場合の半導体チッ
プ搭載工程の断面図を示す。この場合のコレットは図８
（ａ）に示したものと同じである。このように、半導体
チップ４”の大きさに対応していないチップ吸着面２を
有するコレット１を使用したまま半導体チップ４”の搭
載を続けると、はみ出した熱硬化性樹脂７は図示したよ
うにフィレットを形成せず、チップ吸着面２に付着す
る。熱硬化性樹脂７がチップ吸着面２に付着すると、吸
着した半導体チップ４”を良好に脱着できなくなる恐れ
が生じる。

【０００７】また、このコレット１を繰り返し使用する
うちに、チップ吸着面２に付着した熱硬化性樹脂７が硬
化し残存して、チップ吸着面２が平坦ではなくなる。こ
のチップ吸着面２が平坦ではないコレット１を使用する
と、半導体チップ４”の搭載工程においてコレット１に
吸着している半導体チップ４”と配線基板６との平行度
が保てなくなり、電気的な接続が確実に行われない恐れ
があり、半導体チップ４”を搭載した配線基板６の信頼
度が低下する。

【０００８】さらに、コレット１のチップ吸着面２と吸
着している半導体チップ４”との間に付着硬化した熱硬
化性樹脂７に基づく隙間が生じ、バキューム装置による
吸引時に空気漏れが生じ、半導体チップ４”を安定して
保持できなくなる。そのために配線基板６の半導体チッ
プ搭載部に位置合わせを正確に行うことができなくな
る。

【０００９】あるいは、熱硬化性樹脂７を加熱硬化する
工程において、コレット１からの熱伝達が十分且つ均一
に行われず、半導体チップ４”の配線基板６への固定が
良好に行われない。

【００１０】上記の問題を回避するには、熱硬化性樹脂
を半導体チップの周囲にはみ出ないように、塗布する熱
硬化性樹脂の量を少なくする手段が考えられる。しか
し、熱硬化性樹脂の量を少なくするとフィレットが形成
されず、十分に固定できない。

【００１１】そこで、これらの問題を解消するために、
外形サイズの異なる複数の半導体チップを一つの配線基
板に連続して搭載する際には、異なる半導体チップの外
形サイズに応じ複数のコレットを準備し、外形サイズの
異なる半導体チップを搭載する度にコレットを交換して
いた。これらの各コレットのチップ吸着面は、前述の例
と同様に異なる複数の各半導体チップのそれぞれの外形
サイズより若干小さくされていた。しかしながら、従来
のこの手段ではコレットの交換に要する時間のために半
導体チップ搭載に係る搭載タクトタイムが増加し、それ
に係る製造コストの上昇を招いていた。

【００１２】本発明が解決しようとする課題は、半導体
チップ搭載工程において各種半導体チップを搭載する場
合にもコレットを交換する必要が無く、コレットを配線
基板に固定するための熱硬化性樹脂がコレットのチップ
吸着面に付着するのを防止でき、且つ一つのコレットで
複数の外形サイズが異なる半導体チップを配線基板に搭
載することができる半導体チップ搭載装置及び半導体チ
ップ搭載方法並びに半導体装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は半導体チップ搭
載装置及び半導体チップ搭載方法並びにその半導体チッ
プ搭載方法により搭載された半導体チップを有してなる
半導体装置であり、前述の技術的課題を解決するために
以下のように構成されている。即ち、本発明の半導体チ
ップ搭載装置は、半導体チップ搭載装置のコレットのチ
ップ吸着面に、小なるチップ吸着領域とこれを包含する
大なるチップ吸着領域とを有し、小なるチップ吸着領域
は小なる半導体チップの外形に対してほぼ相似形小なる
外形を有し、小なるチップ吸着領域の外周に小なる半導
体チップの外形に対してほぼ相似形大なる外縁の溝部を
有し、大なる吸着領域は大なる半導体チップの外形に対
してほぼ相似形小なる外縁を有してなる溝部を有するこ
とを特徴とする。

【００１４】また、本発明の半導体チップ搭載装置は、
半導体チップ搭載装置のコレットのチップ吸着面にチッ
プ吸着領域を有し、Ｎ番目（Ｎは２以上の整数）に大き
いチップ吸着領域は（Ｎ−１）番目に大きいチップ吸着
領域に包含され、Ｎ番目に大きいチップ吸着領域はＮ番
目に大きい半導体チップの外形に対してほぼ相似形小な
る外形を有し、その外周にＮ番目に大きい半導体チップ
の外形に対してほぼ相似形大なる外縁を有してなるＮ番
目の溝部を有し、且つチップ吸着面が一番大きい半導体
チップの外形に対してほぼ相似形小なる外形を有するこ
とを特徴とする。

【００１５】本発明の半導体チップ搭載装置は、前述し
た必須の構成要素からなる。しかし、その構成要素が具
体的に以下のような場合であっても成立する。その具体
的要素とは、Ｎ番目に大きい溝部が、Ｎ番目に大きいチ
ップ吸着領域内に吸着するＮ番目に大きい半導体チップ
の外縁を基準として、半導体チップの外縁から溝部の内
縁又は外縁までの距離が、それぞれ０．２ｍｍ〜１．５
ｍｍの範囲内にあるように形成されてなることを特徴と
する。

【００１６】また、本発明の半導体チップ搭載装置で
は、１番目に大きいチップ吸着領域の外形サイズが、対
応する半導体チップの外縁よりも０．２ｍｍ〜１．５ｍ
ｍの範囲内で小さく、且つほぼ相似形であることを特徴
とする。

【００１７】本発明の他の必須の構成要素は、半導体チ
ップ搭載装置のコレットのチップ吸着面に、溝部により
分割された複数の吸着領域面を有し、単数又は複数の吸
着領域面により構成されるチップ吸着領域は吸着する半
導体チップの外形に対してほぼ相似形小なる外形を有
し、チップ吸着領域の外周には吸着する半導体チップが
チップ吸着面範囲内に存在する外形部分に対してほぼ相
似形大なる外縁を有してなる溝部を有することを特徴と
する。

【００１８】また、本発明の半導体チップ搭載装置で
は、溝部が、チップ吸着領域に吸着する半導体チップの
外縁を基準として、半導体チップの外縁から溝部の内縁
又は外縁までの距離が、それぞれ０．２ｍｍ〜１．５ｍ
ｍの範囲内にあるように形成されてなることを特徴とす
る。

【００１９】さらに、本発明の半導体チップ搭載装置で
は、コレットのチップ吸着面の外形が、吸着する各半導
体チップのコレットのチップ吸着面での吸着方向及び位
置を揃え重ねて得られる多角形の最外郭に対応して形成
され、チップ吸着面の外形サイズが多角形の最外郭の外
縁よりも０．２ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内で小さいこと
を特徴とする。

【００２０】さらに、溝部の深さが０．５ｍｍ以上であ
ることを特徴とする。

【００２１】このように構成された本発明の半導体チッ
プ搭載装置は、前述の通りコレットのチップ吸着面に溝
を有する。この溝はチップ吸着面に吸着した半導体チッ
プがチップ吸着面の外形よりも小さい場合に、半導体チ
ップの外形に対してほぼ相似形で小なるように形成され
る。つまり、コレットのチップ吸着面に設けた溝の範囲
内に、吸着する半導体チップの外縁が必ず収まるように
溝を設けておくということである。即ち、コレットのチ
ップ吸着面の上に半導体チップを置いた状態を想定する
と、半導体チップの周囲に所定の深さ及び幅を有する、
半導体チップを取り囲む外堀状の凹部を有することにな
る。この溝は、前記半導体チップ搭載工程において、半
導体チップ搭載部に予め塗布した熱硬化性樹脂に押し付
ける際に、半導体チップの周囲よりはみ出す熱硬化性樹
脂をこれとのチップ吸着面に付着しないようにし、熱硬
化させた後の熱硬化性樹脂が半導体チップの周囲にフィ
レットを適切に形成できる。

【００２２】コレットのチップ吸着面に吸着する２つ以
上の複数個の半導体チップに対して、チップ吸着面に熱
硬化性樹脂付着防止のための溝を設ける対応が可能であ
る。但し、形成する溝の寸法等により制限されうる。形
成する溝の形状は、半導体チップの形状に対応させて入
れ子状（同心形状）とできる場合はもとより、入れ子状
に形成できない場合にも対応できる。溝を入れ子状に形
成できない場合には、チップ吸着面が溝により複数に分
割されており、単数もしくは溝部を含んだ複数の分割さ
れた吸着領域面が各半導体チップの吸着面となる。半導
体チップをコレットのチップ吸着面に吸着した状態で、
前述の場合と同様に、コレットのチップ吸着面部分に設
けた溝の範囲内に、吸着する半導体チップの外縁が必ず
収まるように溝を設けておく。

【００２３】設ける溝の幅は、チップ吸着面領域に吸着
している半導体チップの外縁を基準として、半導体チッ
プの外縁から溝の内縁又は外縁までの距離を±０．２〜
１．５ｍｍの範囲内で有するように設ける。また、溝の
深さは、０．５ｍｍ以上とする。入れ子状に溝を形成で
きない場合には、チップ吸着面領域の範囲内において、
半導体チップの外縁部分と相似形の溝を前記外形サイズ
で設ける。

【００２４】チップ吸着面の外形は、チップ吸着面の面
積を最も大きくすることができる一つの半導体チップに
対応して形成され、その外形サイズは対応する半導体チ
ップの外縁よりも０．２ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内で小
さく、且つほぼ相似形である。

【００２５】あるいは、前記のようにチップ吸着面に吸
着した際に半導体チップの一部がチップ吸着面より突出
するような場合には、チップ吸着面の面積を最も大きく
することができる一つの半導体チップに着目することも
可能である。この場合、搭載する外形サイズの異なる複
数の半導体チップの搭載方向及び位置を揃えて、各半導
体チップ輪郭を重ね合わせて得られる多角形の最外郭の
輪郭に対応して形成されてなる。この場合にも、前記チ
ップ吸着面の外形サイズが、対応する複数の半導体チッ
プにより形成される多角形の最外郭の外縁よりも０．２
ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内で小さく、且つほぼ相似形で
ある。

【００２６】本発明の半導体チップ搭載方法は、熱硬化
性樹脂を硬化させて半導体チップを配線基板に搭載する
半導体チップの搭載方法において、半導体チップの周囲
からはみ出す熱硬化性樹脂をコレットのチップ吸着面に
設けた溝部に退避させることを特徴とする。

【００２７】本発明の半導体装置は、熱硬化性樹脂を硬
化させて半導体チップを配線基板に搭載する半導体チッ
プの搭載方法により得られる半導体チップを有してなる
半導体装置において、半導体チップの周囲からはみ出す
熱硬化性樹脂をコレットのチップ吸着面に設けた溝部に
退避させる半導体チップ搭載方法により得られる半導体
チップを有してなることを特徴とする半導体装置。

【００２８】本発明の半導体チップ搭載方法は、前述の
ように半導体チップ搭載工程中に半導体チップの周囲か
らはみ出す熱硬化性樹脂を、コレットのチップ吸着面に
付着させないように、コレットのチップ吸着面に設けた
溝部に退避させる。また、本発明の半導体装置は、前記
半導体チップ搭載方法により配線基板に搭載される半導
体チップを有する。この半導体チップ搭載方法により、
チップ吸着面に異物となる熱硬化性樹脂を付着させず、
生産性が向上する。また、この半導体チップ搭載方法に
より得られる半導体装置は、確実に半導体チップが搭載
され、歩留まりが高く信頼性の高い半導体装置となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の半導体チップ搭載
装置及び半導体チップ搭載方法並びに半導体装置の実施
の形態を、図を用いて説明する。図２には、本発明の半
導体チップ搭載装置に用いるコレットの外観図を示す。
また、図３（ａ）には図２に示した本発明のコレットの
断面図を、図３（ｂ）には前記コレットのチップ吸着面
の平面図をそれぞれ示す。図２及び図３に示すように、
コレット１のチップ吸着面２には、樹脂付着防止溝３が
形成されている。この樹脂付着防止溝３の形状は、配線
基板に搭載する複数の異なる外形サイズの半導体チップ
に対応している。

【００３０】以下に異なる大きさの二つの正方形の半導
体チップを、一つのコレットで配線基板に搭載する場合
のコレット及びそのチップ吸着面について説明する。コ
レット１のチップ吸着面２自体の大きさは、搭載する二
つの正方形の半導体チップのうち大きな半導体チップの
外形サイズにより決定される。この場合、従来のコレッ
トと同様に最大の半導体チップの大きさと比べて図３
（ａ）中のコレット寸法ｃは若干小さくする。

【００３１】コレット１のチップ吸着面２に形成する樹
脂付着防止溝３の形状は、搭載する二つの正方形の半導
体チップのうち小さな半導体チップの外形サイズにより
決定される。この場合の小さな半導体チップはコレット
１のチップ吸着面２の外形よりも小さい。図３（ａ）中
の寸法ａは小さな半導体チップより小さく、且つ寸法ｂ
は大きくなるようにする。チップ吸着孔をチップ吸着面
の中心に設けた場合、半導体チップもそれに併せてチッ
プ吸着面の中心に位置させて吸着するため、設ける溝も
中心合わせして吸着した状態の半導体チップに対応させ
て設ける。このように形成して溝の範囲内にチップが収
まる。

【００３２】このコレット１を用いて半導体チップを搭
載する工程で、小さな半導体チップを搭載する場合に
は、半導体チップを熱硬化性樹脂に押しつけた時に半導
体チップの周囲にはみ出る熱硬化性樹脂が樹脂付着防止
溝３に退避され、良好にフィレットが形成される。この
ようにして熱硬化性樹脂がチップ吸着面２に付着するの
を防止できる。また、コレット１のチップ吸着面２より
大きな半導体チップを搭載する場合には、チップ吸着面
２の外形サイズが半導体チップよりも若干小さいため、
コレットの外周にフィレットが形成される。

【００３３】搭載する二つの半導体チップの形状及び外
形サイズは前記正方形の例のように相似形でなくとも良
い。一般に、配線基板に搭載する半導体チップの形状
は、数ｍｍから数十ｍｍ程度の大きさの正方形又は長方
形である。そのため搭載する半導体チップが必ずしも全
て相似形のもののみで構成されるとは限らない。図４
（ａ）には図３（ｂ）に示したものと異なるコレットの
チップ吸着面の平面図を示す。この場合に搭載する半導
体チップは、大きな半導体チップが正方形、小さな半導
体チップが長方形である場合を示している。図示したよ
うに、形成する樹脂付着防止溝はそれぞれの半導体チッ
プの形状に対応して形成されている。前述の正方形の半
導体チップの場合と同様に、形成する溝の外縁はチップ
吸着面に吸着している半導体チップの外縁よりも大き
く、且つ形成する溝の内縁はチップ吸着面に吸着してい
る半導体チップの外形よりも小さい。また、チップ吸着
面全体の外形サイズは大きな半導体チップの外形とほぼ
相似形であり、且つ若干小さい。

【００３４】また、搭載する半導体チップが三つ以上の
複数となっても良い。図４（ｂ）には、さらに他のコレ
ットのチップ吸着面の平面図を示す。この場合では、入
れ子状に形成されている。１番目に大きい半導体チップ
に対応して設けられたチップ吸着領域（最も外側の斜線
領域）は、２番目に大きい半導体チップ及び３番目に大
きい半導体チップ（即ち最小の半導体チップ）の吸着領
域を包含する。各吸着領域の境界に存在する溝は入れ子
状になっており、各溝の内縁及び外縁の外形サイズは対
応する半導体チップの外形に対してほぼ相似形である。
チップ吸着面全体の外形サイズは１番目に大きい半導体
チップの外形とほぼ相似形であり、且つ若干小さい。こ
のように形状及び外形サイズが全て異なる半導体チップ
を搭載する場合にも、それぞれに対応した樹脂付着防止
溝を設けることができる。

【００３５】さらに、搭載する半導体チップの形状によ
っては、必ずしも樹脂付着防止溝がチップ吸着面領域に
閉じた形状で形成されない。図５には形状及び外形サイ
ズが異なり、且つ入れ子状の樹脂付着防止溝を形成する
ことができない場合の実施の形態を示す。図５（ａ）に
は形状及び外形サイズが異なる三つの半導体チップの平
面図を示す。それぞれの形状は、半導体チップ１０ａは
正方形であり、半導体チップ１０ｂは半導体チップ１０
ａと縦幅が同じで横幅が小さい長方形、半導体チップ１
０ｃは半導体チップ１０ａよりも横幅が小さく縦幅が大
きい長方形である。この場合、コレットのチップ吸着面
に形成する樹脂付着防止溝は図３及び図４に示したよう
な入れ子状の溝を形成することができない。

【００３６】図５（ｂ）には、図５（ａ）に示した半導
体チップ１０ａ及び１０ｂの二つを吸着するコレットの
チップ吸着面を示す。なお、吸着時の半導体チップの外
形は点線で示してある。この場合、コレットのチップ吸
着面は、半導体チップ１０ａより若干小さい外形サイズ
を有する正方形である。樹脂付着防止溝３は長方形の半
導体チップ１０ｂのチップ吸着面領域に存在する半導体
チップの外縁部分に対応させて形成する。

【００３７】また、図５（ｃ）には、図５（ａ）に示し
た半導体チップ１０ａ及び１０ｃの二つを吸着するコレ
ットのチップ吸着面を示す。この場合は、十字型のチッ
プ吸着面となる。このチップ吸着面の決定は以下の通り
である。まず、異なる半導体チップ１０ａ及び１０ｂの
配線基板への搭載方向を揃えて、且つ各半導体チップの
中心も合わせてこれら二つの半導体チップの輪郭により
形成される多角形を得る。次に、その多角形の最外郭を
基準に若干小さいサイズであり、ほぼ相似形のチップ吸
着面を有するコレットを形成する。チップ吸着面に形成
する溝は、チップ吸着面領域に存在する半導体チップの
外縁部分に対応させて形成する。このように、チップ吸
着面のチップと接触する面積がチップ吸着孔の面積より
も大きければ良好に吸着が行われる。

【００３８】溝の形状は、必ずしも半導体チップのチッ
プ吸着面領域と重なる半導体チップの外縁に対して、正
確に相似形である必要はない。チップ吸着面の面積は限
られているため、形成する溝の幅等も限定される場合が
ある。そのため、半導体チップの周囲にはみ出す熱硬化
性樹脂が退避できる程度の幅の溝が形成されていれば十
分であり、半導体チップのチップ吸着面領域と重なる半
導体チップの外縁に対して、ほぼ相似形であればよい。

【００３９】

【実施例】本発明の半導体チップ搭載装置を用いた配線
基板への半導体チップ搭載方法並びにその半導体チップ
搭載方法により得られる半導体チップを有する半導体装
置の一実施例について説明する。本実施例では、搭載す
る二つの半導体チップの形状が同じ正方形であり、外形
サイズが異なる場合について説明する。図１には本発明
の半導体チップの搭載装置を用いた、半導体チップ搭載
工程のコレット部分の断面図を示す。尚、コレットは熱
硬化性樹脂を硬化するために加える熱を伝導できる金属
やセラミックス等の材質により形成する。

【００４０】まず、コレット外形よりも小さな外形サイ
ズの半導体チップを配線基板に搭載する場合の実施例を
示す。図１（ａ）には小さな半導体チップを配線基板に
搭載する工程のコレット部分の断面図を示す。まず、コ
レット１の中心と半導体チップ４の中心との位置合わせ
を行い、図３（ｂ）に示すチップ吸着面２の斜線部イの
部分に半導体チップ４の熱硬化性樹脂に押し付ける面と
反対の面を接触させ、チップ吸着孔５に接続しているバ
キューム装置（図示せず）により吸引して半導体チップ
４の吸着を行う。この際、図３（ａ）及び（ｂ）におけ
るチップ吸着面２の斜線部イの寸法ａは、半導体チップ
４の外形よりも０．２〜１．５ｍｍ程度小さくなるよう
に形成されている。また樹脂付着防止溝３の寸法ｂは、
半導体チップ４の外形よりも０．２〜１．５ｍｍ大きく
なるように形成されている。

【００４１】熱硬化性樹脂には様々な種類のものがあ
り、それぞれ粘度や熱硬化温度が異なる。これら各種熱
硬化性樹脂を適正量塗布して、半導体チップの押しつけ
実験を行ったところ、半導体チップの周囲にはみ出す熱
硬化性樹脂の量及びフィレットの高さから少なくとも半
導体チップの外形サイズ±０．２ｍｍ以上の幅を有する
空間、即ち樹脂付着防止溝が必要であることが分かっ
た。より好ましくは、半導体チップの外形サイズ±０．
５ｍｍ以上の幅を有する樹脂付着防止溝であることが望
ましい。また、適正量の熱硬化性樹脂が塗布してあれ
ば、±１．５ｍｍを超える幅の溝は不要であり、面積が
限られているチップ吸着面に、特に複数の樹脂付着防止
溝を設ける必要がある場合にも良好に行うことができ
る。樹脂付着防止溝の深さについては、前記同様の実験
により得られた、形成されるフィレット高さの結果よ
り、少なくとも０．５ｍｍ以上必要である。

【００４２】チップ吸着面２に半導体チップ４を吸着
後、配線基板６上の半導体チップ搭載部に運搬し、半導
体チップ搭載部と半導体チップ４とを正確に位置合わせ
する。この段階では半導体チップ４と配線基板６とは接
していない。位置合わせ後、配線基板６のチップ搭載部
に予め塗布しておいた熱硬化性樹脂７に、コレット１の
チップ吸着面２に吸着している半導体チップ４を押しつ
けるとともに加熱を行い、熱硬化性樹脂７の硬化を行
う。この際に半導体チップ４の周囲からはみ出した熱硬
化性樹脂７は、樹脂付着防止溝３に退避され良好にフィ
レットを形成する。また、チップ吸着面２に熱硬化性樹
脂７が付着することがない。加熱により熱硬化性樹脂７
が硬化して、半導体チップ４は配線基板６へ固定される
とともに、配線基板６のパッド（電極）８と半導体チッ
プに予め形成されていた突起バンプ９との接続が完了す
る。

【００４３】次に、コレット外形よりも大きな外形サイ
ズの半導体チップを配線基板に搭載する場合の実施例を
示す。図１（ｂ）には大きな半導体チップを配線基板に
搭載する工程のコレット部分の断面図を示す。なお、コ
レット部分は図１（ａ）に示したものと同一である。小
さな半導体チップを搭載する場合と同様に、まず、コレ
ット１中心と半導体チップ４’中心とを位置合わせす
る。次に、図３（ｂ）に示す斜線部イ及びロの部分に半
導体チップ４’の裏面を接触させ、チップ吸着孔５に接
続しているバキューム装置（図示せず）により吸引して
半導体チップ４’を吸着させる。この際、図３（ｂ）に
おけるチップ吸着面２の外形寸法ｃは、半導体チップの
サイズよりも０．２〜１．５ｍｍ小さくなるようにされ
ている。この０．２〜１．５ｍｍという範囲限定は、前
記樹脂付着防止溝の場合と同様の理由による。

【００４４】続いて、前記小さな半導体チップの搭載工
程と同様に、チップ吸着面２に吸着した半導体チップ
４’を配線基板６上の半導体チップ搭載部に運搬し、半
導体チップ搭載部と半導体チップ４’とを正確に位置合
わせする。位置合わせ後、配線基板６のチップ搭載部に
予め塗布しておいた熱硬化性樹脂７に、コレット１のチ
ップ吸着面２に吸着している半導体チップ４’を押しつ
けるとともに加熱を行い、熱硬化性樹脂７の硬化を行
う。この際に半導体チップ４の周囲からはみ出した熱硬
化性樹脂７は、チップ吸着面２の外部に退避され良好に
フィレットを形成する。また、チップ吸着面２に熱硬化
性樹脂７が付着することがない。加熱により熱硬化性樹
脂７が硬化して、半導体チップ４’は配線基板６へ固定
されるとともに、配線基板６のパッド（電極）８と半導
体チップに予め形成されていた突起バンプ９との接続が
完了する。

【００４５】本発明によれば、熱硬化性樹脂を硬化させ
て半導体チップを配線基板に搭載する場合に、半導体チ
ップの周囲からはみ出す熱硬化性樹脂をコレットのチッ
プ吸着面に設けた溝に退避させることにより、チップ吸
着面に熱硬化性樹脂が付着しない。そのため、チップ吸
着面に付着する熱硬化性樹脂が原因となる半導体チップ
の搭載不良を生じさせることが無いため、配線基板に搭
載して得られる半導体チップを有してなる半導体装置は
信頼性の高いものとなる。

【００４６】また、熱硬化性樹脂が付着するのを防止す
るために、従来は大きな半導体チップを搭載した後、小
さな半導体チップを搭載する場合に各半導体チップの外
形サイズに対応させたコレットに交換する必要があった
ものを、交換が不要もしくは交換回数を最小限に留める
ことができ、一つ又は従来と比べて少数のコレットで半
導体チップの搭載を行うことができる。以上から、製造
工程において半導体チップ搭載に係る搭載タクトタイム
を短縮でき、半導体チップを有してなる半導体装置を製
造するコストが低下する。

【００４７】前記のように半導体チップの形状及び外形
サイズ共に異なる場合及び搭載する半導体チップが三つ
以上である場合等においても、適切な樹脂付着防止溝を
コレットのチップ吸着面に設けておくことで同様の効果
を得ることができる。

【００４８】

【発明の効果】本発明は以上記載したように構成されて
いるため、以下に記す優れた効果を奏する。本発明の半
導体チップ搭載装置においては、異なる外形サイズを有
する複数の半導体チップを配線基板に搭載する際に、チ
ップ吸着面に設けた樹脂付着防止溝により熱硬化性樹脂
を退避させチップ吸着面に付着するのを防止することが
できる。従来は熱硬化性樹脂がチップ吸着面に付着しな
いように、搭載する異なる外形サイズの半導体チップ毎
にチップ吸着面の大きさを変える必要があり、それを実
現するためにコレットを交換していたものを、一つもし
くは従来と比べて少数のコレットで搭載することができ
る。そのため、異なる外形サイズを有する複数の半導体
チップを配線基板に搭載する際に必要とされていたコレ
ット交換に係る時間を削減でき、搭載タクトタイムを大
幅に短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の半導体チップの搭載装置を用いた、
半導体チップ搭載工程のコレット部分の断面を示す図で
ある。

【図２】 本発明の半導体チップ搭載装置に用いるコレ
ットの外観を示す図である。

【図３】 本発明の半導体チップ搭載装置に用いるコレ
ットを示す図であり、図３（ａ）には図２に示した本発
明のコレットの断面図を、図３（ｂ）には前記コレット
のチップ吸着面の平面図をそれぞれ示す。

【図４】 コレットのチップ吸着面の平面図を示す図で
ある。

【図５】 形状及び外形サイズが異なり、且つ入れ子状
の樹脂付着防止溝を形成することができない場合を説明
するための図であり、図５（ａ）には形状及び外形サイ
ズが異なる三つの半導体チップの平面図を示す。また、
図５（ｂ）及び図５（ｃ）には、図５（ａ）に示した三
つの半導体チップから選択した異なる二つの半導体チッ
プを吸着するコレットのチップ吸着面をそれぞれ示す。

【図６】 従来のコレットの一例の外観を示す図であ
る。

【図７】 従来のコレットを示す図であり、図７（ａ）
には図６に示した従来のコレットの縦断面図を、図７
（ｂ）にはコレットの半導体チップ吸着面の平面図をそ
れぞれ示す。

【図８】 図６及び図７に示したコレットを用いた半導
体チップ搭載工程の断面を示す図である。

【符号の説明】 １ コレット ２ チップ吸着面 ３ 樹脂付着防止溝 ４，４’，４” 半導体チップ ５ チップ吸着孔 ６ 配線基板 ７ 熱硬化性樹脂 ８ パッド ９ 突起バンプ １０ａ，１０ｂ，１０ｃ 半導体チップ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体チップ搭載装置のコレットのチッ
   プ吸着面に、小なるチップ吸着領域とこれを包含する大
   なるチップ吸着領域とを有し、小なるチップ吸着領域は
   小なる半導体チップの外形に対してほぼ相似形小なる外
   形を有し、小なるチップ吸着領域の外周に小なる半導体
   チップの外形に対してほぼ相似形大なる外縁の溝部を有
   し、大なる吸着領域は大なる半導体チップの外形に対し
   てほぼ相似形小なる外縁を有してなる溝部を有すること
   を特徴とする半導体チップ搭載装置。
2. 【請求項２】 半導体チップ搭載装置のコレットのチッ
   プ吸着面にチップ吸着領域を有し、Ｎ番目（Ｎは２以上
   の整数）に大きいチップ吸着領域は（Ｎ−１）番目に大
   きいチップ吸着領域に包含され、Ｎ番目に大きいチップ
   吸着領域はＮ番目に大きい半導体チップの外形に対して
   ほぼ相似形小なる外形を有し、その外周にＮ番目に大き
   い半導体チップの外形に対してほぼ相似形大なる外縁を
   有してなるＮ番目の溝部を有し、且つチップ吸着面が一
   番大きい半導体チップの外形に対してほぼ相似形小なる
   外形を有することを特徴とする半導体チップ搭載装置。
3. 【請求項３】 Ｎ番目に大きい溝部が、Ｎ番目に大きい
   チップ吸着領域内に吸着するＮ番目に大きい半導体チッ
   プの外縁を基準として、半導体チップの外縁から溝部の
   内縁又は外縁までの距離が、それぞれ０．２ｍｍ〜１．
   ５ｍｍの範囲内にあるように形成されてなる請求項２に
   記載の半導体チップ搭載装置。
4. 【請求項４】 １番目に大きいチップ吸着領域の外形サ
   イズが、対応する半導体チップの外縁よりも０．２ｍｍ
   〜１．５ｍｍの範囲内で小さく、且つほぼ相似形である
   請求項２又は請求項３に記載の半導体チップ搭載装置。
5. 【請求項５】 半導体チップ搭載装置のコレットのチッ
   プ吸着面に、溝部により分割された複数の吸着領域面を
   有し、単数又は複数の吸着領域面により構成されるチッ
   プ吸着領域は吸着する半導体チップの外形に対してほぼ
   相似形小なる外形を有し、チップ吸着領域の外周には吸
   着する半導体チップがチップ吸着面範囲内に存在する外
   形部分に対してほぼ相似形大なる外縁を有してなる溝部
   を有することを特徴とする半導体チップ搭載装置。
6. 【請求項６】 溝部が、チップ吸着領域に吸着する半導
   体チップの外縁を基準として、半導体チップの外縁から
   溝部の内縁又は外縁までの距離が、それぞれ０．２ｍｍ
   〜１．５ｍｍの範囲内にあるように形成されてなる請求
   項５に記載の半導体チップ搭載装置。
7. 【請求項７】 コレットのチップ吸着面の外形が、吸着
   する各半導体チップのコレットのチップ吸着面での吸着
   方向及び位置を揃え重ねて得られる多角形の最外郭に対
   応して形成され、チップ吸着面の外形サイズが多角形の
   最外郭の外縁よりも０．２ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内で
   小さい請求項５又は請求項６に記載の半導体チップ搭載
   装置。
8. 【請求項８】 溝部の深さが０．５ｍｍ以上である請求
   項２〜請求項７のいずれか一に記載の半導体チップ搭載
   装置。
9. 【請求項９】 熱硬化性樹脂を硬化させて半導体チップ
   を配線基板に搭載する半導体チップの搭載方法におい
   て、半導体チップの周囲からはみ出す熱硬化性樹脂をコ
   レットのチップ吸着面に設けた溝部に退避させることを
   特徴とする半導体チップ搭載方法。
10. 【請求項１０】 熱硬化性樹脂を硬化させて半導体チッ
    プを配線基板に搭載する半導体チップの搭載方法により
    得られる半導体チップを有してなる半導体装置におい
    て、半導体チップの周囲からはみ出す熱硬化性樹脂をコ
    レットのチップ吸着面に設けた溝部に退避させる半導体
    チップ搭載方法により得られる半導体チップを有してな
    ることを特徴とする半導体装置。