半導体パッケージの製造方法
【課題】ボイド（気泡）の発生の抑制と、半導体パッケージの大型化の防止とを実現することが可能な半導体パッケージの製造方法を提供する。
【解決手段】配線基板の一方の面にシート状の樹脂を介して半導体チップが搭載された半導体パッケージの製造方法であって、前記配線基板１０の一方の面に対向する面から前記配線基板の一方の面側に突起する突起部を有する保持治具２７の前記突起部側に、前記シート状の樹脂２５を保持する保持工程と、前記シート状の樹脂の、前記保持治具で保持されて突起状に変形した部分の先端を前記配線基板の一方の面の平坦部に接触させ押圧する押圧工程と、前記保持治具による前記シート状の樹脂の保持を解除し、前記シート状の樹脂を前記配線基板の一方の面に仮固定する仮固定工程と、を有する。
【解決手段】配線基板の一方の面にシート状の樹脂を介して半導体チップが搭載された半導体パッケージの製造方法であって、前記配線基板１０の一方の面に対向する面から前記配線基板の一方の面側に突起する突起部を有する保持治具２７の前記突起部側に、前記シート状の樹脂２５を保持する保持工程と、前記シート状の樹脂の、前記保持治具で保持されて突起状に変形した部分の先端を前記配線基板の一方の面の平坦部に接触させ押圧する押圧工程と、前記保持治具による前記シート状の樹脂の保持を解除し、前記シート状の樹脂を前記配線基板の一方の面に仮固定する仮固定工程と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板上に半導体チップを搭載した半導体パッケージの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、配線基板上にフリップチップ実装により半導体チップを搭載した半導体パッケージが知られている。このような半導体パッケージにおいて、配線基板と半導体チップとの接続信頼性の向上等を目的として、配線基板の半導体チップ搭載面と半導体チップとの間にアンダーフィル樹脂を充填する場合がある。
【０００３】
以下、図面を参照しながら、従来の半導体パッケージについて説明する。始めに、従来の半導体パッケージの構造について説明する。図１は、従来の半導体パッケージを部分的に例示する断面図である。図１を参照するに、半導体パッケージ３００は、配線基板１００と、半導体チップ２００と、アンダーフィル樹脂２５０とを有する。
【０００４】
配線基板１００は、配線層１２０と、プレソルダ１４０と、ソルダーレジスト層１５０とを有する。ソルダーレジスト層１５０は、配線層１２０を覆うように形成されている。ソルダーレジスト層１５０は、配線層１２０の一部を露出する開口部１５０ｘを有する。開口部１５０ｘ内に露出する配線層１２０上にはプレソルダ１４０が形成されている。
【０００５】
半導体チップ２００は、本体２１０と、バンプ２２０とを有する。本体２１０は、シリコン等からなる薄板化された半導体基板（図示せず）上に半導体集積回路（図示せず）等が形成されたものである。本体２１０には、バンプ２２０が形成されている。バンプ２２０は、半導体集積回路（図示せず）と電気的に接続されている。
【０００６】
半導体パッケージ３００において、配線基板１００の配線層１２０と半導体チップ２００のバンプ２２０とは、プレソルダ１４０を介して電気的に接続されている。配線基板１００の半導体チップ搭載面と半導体チップ２００との間には、アンダーフィル樹脂２５０が充填されている。
【０００７】
続いて、従来の半導体パッケージの製造方法について説明する。図２〜図４は、従来の半導体パッケージの製造工程を例示する図である。図２〜図４において、図１に示す半導体パッケージ３００と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。図２〜図４を参照しながら、従来の半導体パッケージ３００の製造方法について説明する。
【０００８】
始めに、図２に示す工程では、配線基板１００及び半導体チップ２００を用意し、配線基板１００のプレソルダ１４０が形成されている側（半導体チップ搭載面）と半導体チップ２００のバンプ２２０が形成されている側とを対向させて、プレソルダ１４０とバンプ２２０とが対応する位置に来るように配置する。
【０００９】
次いで、図３に示す工程では、プレソルダ１４０を例えば２３０℃に加熱し、はんだを溶融させることにより、配線基板１００の配線層１２０と半導体チップ２００のバンプ２２０とをプレソルダ１４０を介して電気的に接続する。次いで、図４に示す工程では、ノズル５００を用いて、アンダーフィル樹脂２５０ａを半導体チップ２００の側面より塗布する。なお、アンダーフィル樹脂２５０ａは、硬化してアンダーフィル樹脂２５０となる液状の材料である。
【００１０】
ここで、配線基板１００の半導体チップ搭載面と半導体チップ２００の半導体チップ搭載面と対向する面の間隔は１００μｍ程度であるため、液状の材料であるアンダーフィル樹脂２５０ａは毛細管現象により、配線基板１００の半導体チップ搭載面と半導体チップ２００との間に充填される。その後、アンダーフィル樹脂２５０ａは、硬化してアンダーフィル樹脂２５０となる。このようにして、図１に示す半導体パッケージ３００が製造される。
【００１１】
図１〜図４では、液状の材料であるアンダーフィル樹脂２５０ａを毛細管現象により、配線基板１００の半導体チップ搭載面と半導体チップ２００との間に充填する例を示したが、アンダーフィル樹脂２５０としてシート状の樹脂材料を用いても構わない。その場合には、配線基板上にシート状の樹脂材料を貼り付けておき、その後シート状の樹脂材料上の所定の位置に半導体チップを配置し、半導体チップを押圧後加熱しプレソルダを溶融することにより配線基板の配線層と半導体チップのバンプとをプレソルダを介して電気的に接続することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−２８６３０２号公報
【特許文献２】特開２００４−２２９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、半導体パッケージ３００において、配線基板１００の半導体チップ搭載面と半導体チップ２００の半導体チップ搭載面と対向する面の間隔は極めて狭いので、液状の材料であるアンダーフィル樹脂２５０ａが毛細管現象により配線基板１００の半導体チップ搭載面と半導体チップ２００との間に入り込む際に、完全に充填されずボイド（気泡）が発生するという問題があった。
【００１４】
又、配線基板１００の半導体チップ搭載面と半導体チップ２００との間にアンダーフィル樹脂２５０を充填されるためには、図４に示す工程において、液状の材料であるアンダーフィル樹脂２５０ａを十分に塗布する必要がある。しかし、液状の材料であるアンダーフィル樹脂２５０ａの塗布量が多くなるとアンダーフィル樹脂２５０が不要な箇所にまで広がり面積が大きくなるため、半導体パッケージ３００が大型化するという問題があった。
【００１５】
又、シート状の樹脂材料を用いる場合には、シート状の樹脂材料を貼り付ける際に気泡を巻き込むため、ボイド（気泡）が発生するという問題があった。更に、シート状の樹脂材料を貼り付ける際の位置ずれの影響を防止すべく大きめの材料を用いるため、シート状の樹脂材料の面積が必要以上に大きくなり、半導体パッケージが大型化するという問題があった。
【００１６】
上記の点に鑑みて、ボイド（気泡）の発生の抑制と、半導体パッケージの大型化の防止とを実現することが可能な半導体パッケージの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本半導体パッケージの製造方法は、配線基板の一方の面にシート状の樹脂を介して半導体チップが搭載された半導体パッケージの製造方法であって、前記配線基板の一方の面に対向する面から前記配線基板の一方の面側に突起する突起部を有する保持治具の前記突起部側に、前記シート状の樹脂を保持する保持工程と、前記シート状の樹脂の、前記保持治具で保持されて突起状に変形した部分の先端を前記配線基板の一方の面の平坦部に接触させ押圧する押圧工程と、前記保持治具による前記シート状の樹脂の保持を解除し、前記シート状の樹脂を前記配線基板の一方の面に仮固定する仮固定工程と、を有することを要件とする。
【発明の効果】
【００１８】
開示の技術によれば、ボイド（気泡）の発生の抑制と、半導体パッケージの大型化の防止とを実現することが可能な半導体パッケージの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来の半導体パッケージを部分的に例示する断面図である。
【図２】従来の半導体パッケージの製造工程を例示する図（その１）である。
【図３】従来の半導体パッケージの製造工程を例示する図（その２）である。
【図４】従来の半導体パッケージの製造工程を例示する図（その３）である。
【図５】第１の実施の形態に係る半導体パッケージを例示する断面図である。
【図６】第１の実施の形態に係る半導体パッケージの製造工程を例示する図（その１）である。
【図７】第１の実施の形態に係る半導体パッケージの製造工程を例示する図（その２）である。
【図８】第１の実施の形態に係る半導体パッケージの製造工程を例示する図（その３）である。
【図９】第１の実施の形態に係る半導体パッケージの製造工程を例示する図（その４）である。
【図１０】第１の実施の形態に係る半導体パッケージの製造工程を例示する図（その５）である。
【図１１】第１の実施の形態に係る半導体パッケージの製造工程を例示する図（その６）である。
【図１２】第１の実施の形態に係る吸着保持治具を例示する図である。
【図１３】比較例として周知の吸着保持治具を例示する図である。
【図１４】第２の実施の形態に係る吸着保持治具を例示する図である。
【図１５】第３の実施の形態に係る吸着保持治具を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。
【００２１】
〈第１の実施の形態〉
［第１の実施の形態に係る半導体パッケージの構造］
始めに、第１の実施の形態に係る半導体パッケージの構造について説明する。図５は、第１の実施の形態に係る半導体パッケージを例示する断面図である。図５を参照するに、第１の実施の形態に係る半導体パッケージ３０は、配線基板１０Ａと、半導体チップ２０と、アンダーフィル樹脂２５とを有する。
【００２２】
配線基板１０Ａは、絶縁層１１と、第１配線層１２と、第２配線層１３と、プレソルダ１４と、第１ソルダーレジスト層１５と、第２ソルダーレジスト層１６とを有する。絶縁層１１の一方の面には第１配線層１２が形成され、更に第１配線層１２を覆うように第１ソルダーレジスト層１５が形成されている。第１ソルダーレジスト層１５は、第１配線層１２の一部を露出する開口部１５ｘを有する。開口部１５ｘ内に露出する第１配線層１２上にはプレソルダ１４が形成されている。
【００２３】
絶縁層１１の他方の面には第２配線層１３が形成され、更に第２配線層１３を覆うように第２ソルダーレジスト層１６が形成されている。第２ソルダーレジスト層１６は、第２配線層１３の一部を露出する開口部１６ｘを有する。第１配線層１２と第２配線層１３とは、絶縁層１１を貫通するビアホール１１ｘを介して電気的に接続されている。
【００２４】
絶縁層１１の材料としては、例えばエポキシ系の樹脂等を用いることができる。第１配線層１２及び第２配線層１３の材料としては、例えばＣｕ等を用いることができる。プレソルダ１４の材料としては、例えばＰｂを含む合金、ＳｎとＣｕの合金、ＳｎとＡｇの合金、ＳｎとＡｇとＣｕの合金等を用いることができる。第１ソルダーレジスト層１５及び第２ソルダーレジスト層１６の材料としては、例えば感光性樹脂組成物等を用いることができる。なお、第１配線層１２とプレソルダ１４との間に、例えばＡｕ層や、Ｎｉ層／Ｐｄ層／Ａｕ層をこの順番で積層したＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ層等を形成しても構わない。
【００２５】
半導体チップ２０は、本体２１と、バンプ２２とを有する。本体２１は、シリコン等からなる薄板化された半導体基板（図示せず）上に半導体集積回路（図示せず）等が形成されたものである。本体２１には、バンプ２２が形成されている。バンプ２２は、半導体集積回路（図示せず）と電気的に接続されている。バンプ２２としては、例えばＡｕバンプ等を用いることができる。又、バンプ２２は、はんだバンプやＣｕのポストであっても構わない。
【００２６】
半導体パッケージ３０において、配線基板１０Ａの第１配線層１２と半導体チップ２０のバンプ２２は、プレソルダ１４を介して電気的に接続されている。配線基板１０Ａの半導体チップ搭載面と半導体チップ２０との間には、アンダーフィル樹脂２５が充填されている。アンダーフィル樹脂２５の材料としては、例えば熱硬化性のエポキシ系樹脂等を用いることができる。アンダーフィル樹脂２５は、平面視において半導体チップ２０と略同形状であり、半導体チップ２０の外形からはほとんどはみ出していない。
【００２７】
このように、第１の実施の形態に係る半導体パッケージ３０において、アンダーフィル樹脂２５は平面視において半導体チップ２０と略同形状であり、半導体パッケージ３０の大型化が抑制されている。又、半導体パッケージ３０は以下に説明する製造工程で製造され、アンダーフィル樹脂２５と配線基板１０Ａの半導体チップ搭載面との間のボイド（気泡）の発生が抑制されている。以上が、第１の実施の形態に係る半導体パッケージ３０の構造である。
【００２８】
［第１の実施の形態に係る半導体パッケージの製造方法］
続いて、第１の実施の形態に係る半導体パッケージの製造方法について説明する。図６〜図１１は、第１の実施の形態に係る半導体パッケージの製造工程を例示する図である。図６〜図１１において、図５に示す半導体パッケージ３０と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。なお、図６〜図１１において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。又、各平面図においては、各断面図との対応関係を明確にするために、各断面図に対応するハッチングが描かれている場合がある。
【００２９】
始めに、図６に示す工程では、集合配線基板１０を用意する。集合配線基板１０は、図５に示す配線基板１０Ａが４枚集合化された基板である。Ｃはダイシングブレード等が集合配線基板１０を切断する位置（以下、「基板切断位置Ｃ」とする）を示している。なお、集合配線基板１０において、配線基板１０Ａが集合化される枚数は４枚には限定されない（単品の配線基板１０Ａを用いてもよい）。
【００３０】
次いで、図７に示す工程では、アンダーフィル樹脂２５を突起部を有する吸着保持治具２７により吸着保持し、周知の方法でアライメントをして、集合配線基板１０の所定の部分の上方に配置する。所定の部分とは、後述する図１０に示す工程で、半導体チップ２０を搭載する部分である。なお、図７（ａ）において、吸着保持治具２７は省略されている。
【００３１】
アンダーフィル樹脂２５は、個片化されたシート状の樹脂である。アンダーフィル樹脂２５の大きさ（平面視）は、搭載する半導体チップ２０の大きさ（平面視）に対応し、例えば平面視数ｍｍ角とすることができる。アンダーフィル樹脂２５の厚さは、例えば３０μｍとすることができる。
【００３２】
アンダーフィル樹脂２５の材料としては、例えば熱硬化性のエポキシ系樹脂等を用いることができる。アンダーフィル樹脂２５は、室温（〜３０℃程度）では表面がさらっとしており押しても接着性を有しないが、４０℃程度まで加熱すると粘着性を発現し表面がべたべたした状態となり、押すと接着性を有するようになる。又、アンダーフィル樹脂２５は、室温（〜３０℃程度）では半硬化状態で所定の粘度（柔らかさ）を有するが、粘度は温度の上昇とともに低下する。
【００３３】
ここで、半導体パッケージ３０の製造工程の説明を離れ、図１２を参照しながら吸着保持治具２７について説明する。図１２は、第１の実施の形態に係る吸着保持治具を例示する図である。図１２において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図１２を参照するに、吸着保持治具２７は、発熱体（ヒータ）２７ａと、複数の吸気孔２７ｘと、吸気機構（図示せず）と、電源（図示せず）と、可動機構（図示せず）等を有する。又、２７ｙは吸着保持治具２７の突起部を、２７ｚは突起部２７ｙの上面を示している。上面２７ｚは、例えば凸状の湾曲面とされている。
【００３４】
吸着保持治具２７は、複数の吸気孔２７ｘを介して吸気機構（図示せず）から負圧を作用させることにより、吸着保持治具２７の突起部２７ｙ側の面にアンダーフィル樹脂２５を吸着保持することができる。アンダーフィル樹脂２５は柔軟性を有するため、アンダーフィル樹脂２５が吸着保持治具２７に吸着保持されると、アンダーフィル樹脂２５の突起部２７ｙ近傍は突起状に変形する。一方、吸着保持治具２７の外縁部は平坦であるため、アンダーフィル樹脂２５の吸着保持治具２７の外縁部に吸着保持される部分は、集合配線基板１０の半導体チップ搭載面と略平行となる。アンダーフィル樹脂２５が吸着保持治具２７に吸着保持された状態で吸着保持治具２７を集合配線基板１０に近づけることにより、アンダーフィル樹脂２５の突起状に変形した部分の先端のみを集合配線基板１０に接触させることができる。
【００３５】
発熱体２７ａは、電源（図示せず）から電圧を印加されると発熱し、アンダーフィル樹脂２５を所定の温度に加熱することができる。吸着保持治具２７は、可動機構（図示せず）により所定の方向に動くことができる。
【００３６】
吸着保持治具２７は、熱伝導率の高い材料から構成されている。吸着保持治具２７の材料としては、例えばＡｌＮ等のセラミックスやＣｕ等の金属を用いることができる。突起部２７ｙの高さＨ１は、アンダーフィル樹脂２５の厚さに対応して決定され、例えば３０〜５０μｍとすることができる。上面２７ｚの大きさは、例えば平面視１ｍｍ角とすることができる。
【００３７】
なお、吸着保持治具２７において、吸気孔２７ｘは、突起部２７ｙを除く領域の任意の位置に任意の個数設けて構わない。又、突起部２７ｙは、必ずしも１個である必要はなく、複数個設けても構わない。つまり、任意の個数の突起部２７ｙを、集合配線基板１０の段差（例えば、第１ソルダーレジスト層１５の開口部１５ｘ）のない部分に対応した位置に設けることができる。
【００３８】
又、発熱体２７ａは、突起部２７ｙ近傍のみに設けることが好ましい。突起部２７ｙの上面２７ｚの部分のアンダーフィル樹脂２５を集合配線基板１０に仮固定するので、上面２７ｚ近傍のみを加熱し、アンダーフィル樹脂２５の上面２７ｚに接触する部分のみが粘着性を有するようにするためである。
【００３９】
半導体パッケージ３０の製造工程の説明に戻り、次いで、図８に示す工程では、吸着保持治具２７の一方の面にアンダーフィル樹脂２５を吸着保持した状態で発熱体２７ａに電源（図示せず）から電圧を印加して発熱させ、アンダーフィル樹脂２５を所定の温度に加熱する。図８に示す工程における所定の温度とは、アンダーフィル樹脂２５が粘着性を発現する温度である。温度が高すぎるとアンダーフィル樹脂２５の粘着性が低下してしまうので、所定の温度は、例えば４０℃とすることができる。
【００４０】
その後、可動機構（図示せず）により吸着保持治具２７を矢印Ｄの方向（集合配線基板１０に近づく方向）に移動させる。吸着保持治具２７に吸着保持されたアンダーフィル樹脂２５の突起部２７ｙ近傍は突起状に変形しているので、アンダーフィル樹脂２５の突起状に変形した部分の先端が集合配線基板１０に接触する。以降、アンダーフィル樹脂２５の突起状に変形した部分の先端の集合配線基板１０に接触する部分を、仮固定部２５ａと称する場合がある。
【００４１】
次いで、仮固定部２５ａを集合配線基板１０に弱い圧力で押圧する。所定の温度に加熱されたアンダーフィル樹脂２５は粘着性を発現しているため、アンダーフィル樹脂２５は仮固定部２５ａの部分で集合配線基板１０に熱圧着される。図８に示す工程における弱い圧力とは、仮固定はできるが、仮固定痕が残らない程度の圧力であり、０．０１ＭＰａ〜０．１ＭＰａ程度とすることが好ましい。その後、吸着保持治具２７によるアンダーフィル樹脂２５の吸着保持を解除し、可動機構（図示せず）により吸着保持治具２７を矢印Ｅの方向（集合配線基板１０から離れる方向）に移動させる。これにより、アンダーフィル樹脂２５は仮固定部２５ａの部分で集合配線基板１０に仮固定される。
【００４２】
なお、集合配線基板１０は、第１ソルダーレジスト層１５の開口部１５ｘ等により段差を有する。図８に示す工程において、仮固定は、集合配線基板１０の段差のない平坦部で行う必要がある。すなわち、図８に示す工程では、仮固定部２５ａを集合配線基板１０の平坦部に接触させ押圧する必要がある。集合配線基板１０の段差のある領域で仮固定を行うと、仮固定部２５ａが気泡を巻き込み、仮固定部２５ａと集合配線基板１０との間にボイド（気泡）が発生する虞があるからである。仮固定部２５ａを集合配線基板１０の平坦部に接触させためには、突起部２７ｙの上面２７ｚの大きさは、ある程度小さくする必要があり、前述のように例えば平面視１ｍｍ角とすることができる。
【００４３】
図８に示す工程は、大気雰囲気中で行っても真空雰囲気中で行ってもよいが、大気雰囲気中で行うことが好ましい。その第１の理由は、仮固定は集合配線基板１０の平坦部で行われるため、大気雰囲気中で行っても仮固定部２５ａが気泡を巻き込むことがなく、仮固定部２５ａと集合配線基板１０との間にボイド（気泡）が発生する虞がないからである。すなわち、仮固定をあえて真空雰囲気中で行う必要がないためである。又、第２の理由は、真空雰囲気中で行うためには大がかりな製造設備が必要になり、半導体パッケージの製造コストの上昇を招くからである。なお、大気雰囲気とは大気圧程度の圧力の雰囲気をいい、真空雰囲気とは大気圧よりも低い圧力に減圧された雰囲気をいう。
【００４４】
ここで、半導体パッケージ３０の製造工程の説明を離れ、比較例を用いて吸着保持治具２７の優位性について説明する。図１３は、比較例として周知の吸着保持治具を例示する図である。図１３において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。図１３を参照するに、吸着保持治具２８は、発熱体（ヒータ）２８ａと、複数の吸気孔２８ｘと、吸気機構（図示せず）と、電源（図示せず）と、可動機構（図示せず）等を有する。吸着保持治具２８の一方の面は湾曲している（以降、吸着保持治具２８の一方の面を湾曲面２８ｚとする）。
【００４５】
吸着保持治具２８の複数の吸気孔２８ｘを介して吸気機構（図示せず）から負圧を作用させることにより、吸着保持治具２８の湾曲面２８ｚにアンダーフィル樹脂２５を吸着保持することができる。又、発熱体２８ａは、電源（図示せず）から電圧を印加されると発熱し、アンダーフィル樹脂２５を所定の温度に加熱することができる。吸着保持治具２８は、可動機構（図示せず）により所定の方向に動くことができる。吸着保持治具２８が吸着保持治具２７と最も異なるのは、吸着保持治具２８は湾曲面２８ｚを有するが突起部２７ｙに相当する部分を有さない点である。
【００４６】
前述の図７及び図８の工程において、吸着保持治具２７に代えて吸着保持治具２８を用いると以下のような問題が生じる。すなわち、吸着保持治具２８のように突起部２７ｙに相当する部分を有さない治具を用いると、アンダーフィル樹脂２５を図８に示す仮固定部２５ａのように極めて狭い領域のみで集合配線基板１０に仮固定することができない。集合配線基板１０が段差のない平坦な基板であれば、広い領域で仮固定しても問題はないが、実際には集合配線基板１０は多数の段差を有し、平坦部は極めて狭い範囲に限定されるので、吸着保持治具２８を用いて集合配線基板１０の段差のない平坦部にアンダーフィル樹脂２５を仮固定することは困難である。その結果、集合配線基板１０の段差のある領域でアンダーフィル樹脂２５を仮固定することになるため、アンダーフィル樹脂２５が気泡を巻き込みアンダーフィル樹脂２５と集合配線基板１０の半導体チップ搭載面との間にボイド（気泡）が発生する。
【００４７】
又、アンダーフィル樹脂２５の位置決めは、所定の位置決め治具が集合配線基板１０に形成されたアライメントマークとアンダーフィル樹脂２５の外形の輪郭とを画像認識し、アライメントマークの位置に対してアンダーフィル樹脂２５の外形の輪郭の位置を調整することにより行われる。しかしながら、吸着保持治具２８を用いてアンダーフィル樹脂２５を集合配線基板１０に精度良く位置決めすることは困難である。
【００４８】
なぜなら、吸着保持治具２８を用いるとアンダーフィル樹脂２５は湾曲面２８ｚに反った状態で吸着保持されるため、アンダーフィル樹脂２５の側面部は集合配線基板１０の半導体チップ搭載面に対して垂直にならず、アンダーフィル樹脂２５の外形の輪郭を画像認識する精度が低下するからである。又、アンダーフィル樹脂２５が湾曲面２８ｚにずれた状態で吸着保持されると、アンダーフィル樹脂２５の外縁部の高さ方向の位置がずれ、画像認識時の焦点合わせが困難になるからである。
【００４９】
これに対して、吸着保持治具２７を用いてアンダーフィル樹脂２５を吸着保持する場合には、吸着保持治具２７の外縁部は平坦であるため、アンダーフィル樹脂２５の外縁部は反った状態で吸着保持されず、集合配線基板１０の半導体チップ搭載面と略平行に吸着保持される。その結果、上記のような問題は発生せず、アンダーフィル樹脂２５を集合配線基板１０に精度良く位置決めすることができる。
【００５０】
このように、吸着保持治具２８を用いて図７及び図８の工程を大気雰囲気中で行うと、アンダーフィル樹脂２５が気泡を巻き込みアンダーフィル樹脂２５と集合配線基板１０の半導体チップ搭載面との間にボイド（気泡）が発生する虞が高くなる。又、仮に吸着保持治具２８を用いて図７及び図８の工程を真空雰囲気中で行えば、アンダーフィル樹脂２５が気泡を巻き込みアンダーフィル樹脂２５と集合配線基板１０の半導体チップ搭載面との間にボイド（気泡）が発生することは防止できるが、真空雰囲気中で行うためには大がかりな製造設備が必要になるという問題を生じるし、位置決め精度が低下するという問題を解決することもできない。第１の実施の形態に係る吸着保持治具２７を用いることにより、アンダーフィル樹脂２５と集合配線基板１０の半導体チップ搭載面との間のボイド（気泡）の発生の抑制と、アンダーフィル樹脂２５の位置決め精度の向上とを同時に実現することができる。
【００５１】
半導体パッケージ３０の製造工程の説明に戻り、次いで、図９に示す工程では、アンダーフィル樹脂２５が仮固定されている集合配線基板１０を所定の温度の真空雰囲気中に入れ、所定の治具（図示せず）を用いて矢印Ｄの方向から所定の圧力で押圧し、アンダーフィル樹脂２５全体を集合配線基板１０に固定する。
【００５２】
図９に示す工程における所定の温度とは、アンダーフィル樹脂２５の粘度が十分に低くなるが、硬化はしない程度の温度であり、６０℃〜１００℃程度とすることが好ましく、例えば７５℃とすることができる。なお、所定の温度が低すぎると（例えば、４０℃）、アンダーフィル樹脂２５の粘度が低下しておらず（硬いので）、集合配線基板１０の段差（例えば、第１ソルダーレジスト層１５の開口部１５ｘ）を埋め込むことが困難となる。又、図９に示す工程における所定の圧力とは、アンダーフィル樹脂２５全体を集合配線基板１０に固定できる程度の圧力であり、図８に示す工程（仮固定の工程）における所定の圧力よりも高い０．１ＭＰａ〜１ＭＰａ程度とすることが好ましく、例えば０．１ＭＰａとすることができる。
【００５３】
なお、図９に示す工程は真空雰囲気中で行うため、アンダーフィル樹脂２５が気泡を巻き込みアンダーフィル樹脂２５と集合配線基板１０の半導体チップ搭載面との間にボイド（気泡）が発生することはない。
【００５４】
次いで、図１０に示す工程では、バンプ２２を有する半導体チップ２０を１つ用意し、周知の方法でアライメントをして、集合配線基板１０に固定されたアンダーフィル樹脂２５上に半導体チップ２０を配置する。半導体チップ２０は、バンプ２２が第１ソルダーレジスト層１５の開口部１５ｘ内に形成されたプレソルダ１４に対応する位置に来るように配置される。
【００５５】
その後、アンダーフィル樹脂２５上に半導体チップ２０が配置された集合配線基板１０を所定の温度雰囲気中に入れ、半導体チップ２０を所定の治具（図示せず）を用いて矢印Ｄの方向から所定の圧力で押圧する。図１０に示す工程における所定の温度とは、アンダーフィル樹脂２５の粘度が十分に低くなるが、硬化はしない程度の温度であり、６０℃〜１００℃程度とすることが好ましく、例えば７５℃とすることができる。図１０に示す工程における所定の圧力とは、バンプ２２がアンダーフィル樹脂２５を貫通しプレソルダ１４に接触できる程度の圧力であり、０．１ＭＰａ〜１０ＭＰａ程度とすることが好ましく、例えば１ＭＰａとすることができる。なお、図１０に示す工程は、大気雰囲気中で行っても真空雰囲気中で行っても構わない。
【００５６】
次いで、図１１に示す工程では、半導体チップ２０を図１０に示す工程における所定の圧力で押圧した状態で周辺温度を所定の温度に上昇させ、プレソルダ１４を溶融させると共に、アンダーフィル樹脂２５を硬化させる。図１１に示す工程における所定の温度とは、プレソルダ１４が溶融し、アンダーフィル樹脂２５が硬化する温度であり、例えば２５０℃とすることができる。又、所定の温度にする時間は、数十秒程度である。なお、図１１に示す工程は、大気雰囲気中で行っても真空雰囲気中で行っても構わない。
【００５７】
次いで、図９〜１１に示す工程を繰り返すことにより、集合配線基板１０に４個の半導体チップ２０が搭載される。その後、半導体チップ２０が搭載された集合配線基板１０をダイシングブレード等により基板切断位置Ｃに沿って切断することにより集合配線基板１０は個片化され、配線基板１０Ａに半導体チップ２０が搭載された半導体パッケージ３０が製造される。以上が、第１の実施の形態に係る半導体パッケージ３０の製造方法である。
【００５８】
第１の実施の形態によれば、突起部２７ｙを有する吸着保持治具２７でシート状の樹脂であるアンダーフィル樹脂２５を吸着保持し、吸着保持されたアンダーフィル樹脂２５の、吸着保持治具２７で吸着保持されて突起状に変形した部分（仮固定部２５ａ）の先端を集合配線基板１０の半導体チップ搭載面の平坦部に接触させ加熱及び押圧する。その後、吸着保持治具２７によるアンダーフィル樹脂２５の保持を解除し、アンダーフィル樹脂２５を集合配線基板１０に仮固定する。更に、アンダーフィル樹脂２５が仮固定されている集合配線基板１０を真空雰囲気中で加熱及び押圧してアンダーフィル樹脂２５全体を集合配線基板１０に固定する。その結果、アンダーフィル樹脂２５が気泡を巻き込むことがないため、アンダーフィル樹脂２５と集合配線基板１０の半導体チップ搭載面との間のボイド（気泡）の発生を抑制することができる。
【００５９】
又、吸着保持治具２７を用いてアンダーフィル樹脂２５を吸着保持する場合には、アンダーフィル樹脂２５の外縁部は反った状態で吸着保持されず、集合配線基板１０の半導体チップ搭載面と略平行に吸着保持されるため、アンダーフィル樹脂２５の外形の輪郭を画像認識する精度が低下せず、アンダーフィル樹脂２５を集合配線基板１０に精度良く位置決めすることができる。その結果、必要以上に大きな材料を使用する必要がなくなるため（アンダーフィル樹脂２５の集合配線基板１０の半導体チップ搭載面に対向する面の面積が小さくできるため）、半導体パッケージの大型化を防止することが可能となり、半導体パッケージの製造コストを低減することができる。
【００６０】
又、突起部２７ｙの高さによっては、突起部２７ｙ周辺のアンダーフィル樹脂２５が吸着保持治具２７に接触せず直接加熱されることがないため、アンダーフィル樹脂２５の突起部２７ｙと接触する箇所のみを加熱することができる。従って、アンダーフィル樹脂２５の不要箇所の温度が必要以上に高くなり、アンダーフィル樹脂２５の粘性が下がることで保持が困難になる問題を解決することができる。
【００６１】
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、第１の実施の形態とは異なる吸着保持治具を用いる例を示す。第２の実施の形態において、半導体パッケージの構造や製造工程は第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００６２】
図１４は、第２の実施の形態に係る吸着保持治具を例示する図である。図１４において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ線に沿う断面図である。図１４を参照するに、吸着保持治具３７は、第１部材３７ａと、第２部材３７ｂと、
発熱体（ヒータ）３７ｃと、複数の吸気孔３７ｘと、吸気機構（図示せず）と、電源（図示せず）と、可動機構（図示せず）等を有する。又、３７ｙは吸着保持治具３７の突起部を、３７ｚは突起部３７ｙの上面を示している。上面３７ｚは、例えば凸状の湾曲面とされている。
【００６３】
吸着保持治具３７は、複数の吸気孔３７ｘを介して吸気機構（図示せず）から負圧を作用させることにより、吸着保持治具３７の突起部３７ｙ側の面にアンダーフィル樹脂２５を吸着保持することができる。吸着保持治具３７は、可動機構（図示せず）により所定の方向に動くことができる。
【００６４】
又、発熱体３７ｃは、電源（図示せず）から電圧を印加されると発熱し、アンダーフィル樹脂２５を所定の温度に加熱することができるが、発熱体３７ｃは、第１部材３７ａ中にのみ設けられているため、アンダーフィル樹脂２５の突起部３７ｙ近傍に接触している部分のみを選択的に加熱することができる。
【００６５】
吸着保持治具３７を構成する第１部材３７ａは、熱伝導率の高い材料から構成されている。第１部材３７ａの材料としては、例えばＡｌＮ等のセラミックスやＣｕ等の金属を用いることができる。吸着保持治具３７を構成する第２部材３７ｂは、断熱性の良い材料（第１部材３７ａの材料より熱伝導率の低い材料）から構成されている。第２部材３７ｂの材料としては、例えばガラスやアクリル樹脂等を用いることができる。突起部３７ｙの高さＨ２は、アンダーフィル樹脂２５の厚さに対応して決定され、例えば３０〜５０μｍとすることができる。上面３７ｚの大きさは、例えば平面視１ｍｍ角とすることができる。
【００６６】
なお、吸着保持治具３７において、吸気孔３７ｘは、突起部３７ｙを除く領域の任意の位置に任意の個数設けて構わない。又、突起部３７ｙは、必ずしも１個である必要はなく、複数個設けても構わない。つまり、任意の個数の突起部３７ｙを、集合配線基板１０の段差（例えば、第１ソルダーレジスト層１５の開口部１５ｘ）のない部分に対応した位置に設けることができる。
【００６７】
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に以下の効果を奏する。すなわち、吸着保持治具３７は熱伝導率の高い材料から構成されている第１部材３７ａ及び断熱性の良い材料（第１部材３７ａの材料より熱伝導率の低い材料）から構成されている第２部材３７ｂを有し、突起部３７ｙ及び発熱体３７ｃは第１部材３７ａに設けられている。その結果、アンダーフィル樹脂２５の突起部３７ｙ近傍のみを加熱し、アンダーフィル樹脂２５の上面３７ｚに接触する部分のみが粘着性を有するようにすることができる。その結果、安定した仮固定を実現することができる。
【００６８】
〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態では、第１の実施の形態及び第２の実施の形態とは異なる吸着保持治具を用いる例を示す。第３の実施の形態において、半導体パッケージの構造や製造工程は第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００６９】
図１５は、第３の実施の形態に係る吸着保持治具を例示する図である。図１５において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ線に沿う断面図である。図１５を参照するに、吸着保持治具４７は、治具本体４７ａと、断熱材４７ｂと、発熱体（ヒータ）４７ｃと、複数の吸気孔４７ｘと、吸気機構（図示せず）と、電源（図示せず）と、可動機構（図示せず）等を有する。又、４７ｙは吸着保持治具４７の突起部を、４７ｚは突起部４７ｙの上面を示している。上面４７ｚは、例えば凸状の湾曲面とされている。
【００７０】
吸着保持治具４７は、複数の吸気孔４７ｘを介して吸気機構（図示せず）から負圧を作用させることにより、吸着保持治具４７の断熱材４７ｂの一方の面及び突起部４７ｙにアンダーフィル樹脂２５を吸着保持することができる。吸着保持治具４７は、可動機構（図示せず）により所定の方向に動くことができる。
【００７１】
又、発熱体４７ｃは、電源（図示せず）から電圧を印加されると発熱し、アンダーフィル樹脂２５を所定の温度に加熱することができるが、吸着保持治具４７は突起部４７ｙを除いて断熱材４７ｂに覆われているため、アンダーフィル樹脂２５の突起部４７ｙ近傍に接触している部分のみを選択的に加熱することができる。
【００７２】
治具本体４７ａは、熱伝導率の高い材料から構成されている。治具本体４７ａの材料としては、例えばＡｌＮ等のセラミックスやＣｕ等の金属を用いることができる。断熱材４７ｂは、断熱性の良い材料（治具本体４７ａの材料よりも熱伝導率の低い材料）から構成されている。断熱材４７ｂの材料としては、例えばガラスやアクリル樹脂等を用いることができる。突起部４７ｙの高さＨ３は、アンダーフィル樹脂２５の厚さに対応して決定され、例えば３０〜５０μｍとすることができる。上面４７ｚの大きさは、例えば平面視１ｍｍ角とすることができる。
【００７３】
なお、吸着保持治具４７において、吸気孔４７ｘは、突起部４７ｙを除く領域の任意の位置に任意の個数設けて構わない。又、突起部４７ｙは、必ずしも１個である必要はなく、複数個設けても構わない。つまり、任意の個数の突起部４７ｙを、集合配線基板１０の段差（例えば、第１ソルダーレジスト層１５の開口部１５ｘ）のない部分に対応した位置に設けることができる。
【００７４】
第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に以下の効果を奏する。すなわち、吸着保持治具４７には断熱材４７ｂが設けられているので、突起部４７ｙ近傍のみに設けることが可能な小型の発熱体が入手困難で吸着保持治具４７全体を発熱させるような大型の発熱体を使用する場合にも、アンダーフィル樹脂２５の突起部４７ｙ近傍のみを加熱し、アンダーフィル樹脂２５の上面４７ｚに接触する部分のみが粘着性を有するようにすることができる。その結果、安定した仮固定を実現することができる。
【００７５】
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００７６】
例えば、上述の実施の形態では、本発明を２つの配線層を有する配線基板に半導体チップを搭載した半導体パッケージに適用する例を示した。しかし、本発明は、これに限定されることなく、様々な配線基板を有する半導体パッケージに適用することができる。一例を挙げれば、基板の片面のみに配線層が形成された片面（一層）配線基板、ビルドアップ工法により製造されたコア部を備える多層配線基板、ビルドアップ工法により製造されたコアレスの多層配線基板、スルービアで各配線層を接続する貫通多層配線基板、ＩＶＨ（Interstitial Via Hole）で特定の配線層を接続するＩＶＨ多層配線基板等の様々な配線基板を有する半導体パッケージである。
【符号の説明】
【００７７】
１０ 集合配線基板
１０Ａ 配線基板
１１ 絶縁層
１１ｘ ビアホール
１２ 第１配線層
１３ 第２配線層
１４ プレソルダ
１５ 第１ソルダーレジスト層
１５ｘ 開口部
１６ 第２ソルダーレジスト層
２０ 半導体チップ
２１ 本体
２２ バンプ
２５ アンダーフィル樹脂
２５ａ 仮固定部
２７、３７、４７ 吸着保持治具
２７ａ、３７ｃ、４７ｃ 発熱体
２７ｘ、３７ｘ、４７ｘ 吸気孔
２７ｙ、３７ｙ、４７ｙ 突起部
２７ｚ、３７ｚ、４７ｚ 突起部の上面
３０ 半導体パッケージ
３７ａ 第１部材
３７ｂ 第２部材
４７ａ 治具本体
４７ｂ 断熱材
Ｃ 基板切断位置
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３ 高さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板上に半導体チップを搭載した半導体パッケージの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、配線基板上にフリップチップ実装により半導体チップを搭載した半導体パッケージが知られている。このような半導体パッケージにおいて、配線基板と半導体チップとの接続信頼性の向上等を目的として、配線基板の半導体チップ搭載面と半導体チップとの間にアンダーフィル樹脂を充填する場合がある。
【０００３】
以下、図面を参照しながら、従来の半導体パッケージについて説明する。始めに、従来の半導体パッケージの構造について説明する。図１は、従来の半導体パッケージを部分的に例示する断面図である。図１を参照するに、半導体パッケージ３００は、配線基板１００と、半導体チップ２００と、アンダーフィル樹脂２５０とを有する。
【０００４】
配線基板１００は、配線層１２０と、プレソルダ１４０と、ソルダーレジスト層１５０とを有する。ソルダーレジスト層１５０は、配線層１２０を覆うように形成されている。ソルダーレジスト層１５０は、配線層１２０の一部を露出する開口部１５０ｘを有する。開口部１５０ｘ内に露出する配線層１２０上にはプレソルダ１４０が形成されている。
【０００５】
半導体チップ２００は、本体２１０と、バンプ２２０とを有する。本体２１０は、シリコン等からなる薄板化された半導体基板（図示せず）上に半導体集積回路（図示せず）等が形成されたものである。本体２１０には、バンプ２２０が形成されている。バンプ２２０は、半導体集積回路（図示せず）と電気的に接続されている。
【０００６】
半導体パッケージ３００において、配線基板１００の配線層１２０と半導体チップ２００のバンプ２２０とは、プレソルダ１４０を介して電気的に接続されている。配線基板１００の半導体チップ搭載面と半導体チップ２００との間には、アンダーフィル樹脂２５０が充填されている。
【０００７】
続いて、従来の半導体パッケージの製造方法について説明する。図２〜図４は、従来の半導体パッケージの製造工程を例示する図である。図２〜図４において、図１に示す半導体パッケージ３００と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。図２〜図４を参照しながら、従来の半導体パッケージ３００の製造方法について説明する。
【０００８】
始めに、図２に示す工程では、配線基板１００及び半導体チップ２００を用意し、配線基板１００のプレソルダ１４０が形成されている側（半導体チップ搭載面）と半導体チップ２００のバンプ２２０が形成されている側とを対向させて、プレソルダ１４０とバンプ２２０とが対応する位置に来るように配置する。
【０００９】
次いで、図３に示す工程では、プレソルダ１４０を例えば２３０℃に加熱し、はんだを溶融させることにより、配線基板１００の配線層１２０と半導体チップ２００のバンプ２２０とをプレソルダ１４０を介して電気的に接続する。次いで、図４に示す工程では、ノズル５００を用いて、アンダーフィル樹脂２５０ａを半導体チップ２００の側面より塗布する。なお、アンダーフィル樹脂２５０ａは、硬化してアンダーフィル樹脂２５０となる液状の材料である。
【００１０】
ここで、配線基板１００の半導体チップ搭載面と半導体チップ２００の半導体チップ搭載面と対向する面の間隔は１００μｍ程度であるため、液状の材料であるアンダーフィル樹脂２５０ａは毛細管現象により、配線基板１００の半導体チップ搭載面と半導体チップ２００との間に充填される。その後、アンダーフィル樹脂２５０ａは、硬化してアンダーフィル樹脂２５０となる。このようにして、図１に示す半導体パッケージ３００が製造される。
【００１１】
図１〜図４では、液状の材料であるアンダーフィル樹脂２５０ａを毛細管現象により、配線基板１００の半導体チップ搭載面と半導体チップ２００との間に充填する例を示したが、アンダーフィル樹脂２５０としてシート状の樹脂材料を用いても構わない。その場合には、配線基板上にシート状の樹脂材料を貼り付けておき、その後シート状の樹脂材料上の所定の位置に半導体チップを配置し、半導体チップを押圧後加熱しプレソルダを溶融することにより配線基板の配線層と半導体チップのバンプとをプレソルダを介して電気的に接続することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−２８６３０２号公報
【特許文献２】特開２００４−２２９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、半導体パッケージ３００において、配線基板１００の半導体チップ搭載面と半導体チップ２００の半導体チップ搭載面と対向する面の間隔は極めて狭いので、液状の材料であるアンダーフィル樹脂２５０ａが毛細管現象により配線基板１００の半導体チップ搭載面と半導体チップ２００との間に入り込む際に、完全に充填されずボイド（気泡）が発生するという問題があった。
【００１４】
又、配線基板１００の半導体チップ搭載面と半導体チップ２００との間にアンダーフィル樹脂２５０を充填されるためには、図４に示す工程において、液状の材料であるアンダーフィル樹脂２５０ａを十分に塗布する必要がある。しかし、液状の材料であるアンダーフィル樹脂２５０ａの塗布量が多くなるとアンダーフィル樹脂２５０が不要な箇所にまで広がり面積が大きくなるため、半導体パッケージ３００が大型化するという問題があった。
【００１５】
又、シート状の樹脂材料を用いる場合には、シート状の樹脂材料を貼り付ける際に気泡を巻き込むため、ボイド（気泡）が発生するという問題があった。更に、シート状の樹脂材料を貼り付ける際の位置ずれの影響を防止すべく大きめの材料を用いるため、シート状の樹脂材料の面積が必要以上に大きくなり、半導体パッケージが大型化するという問題があった。
【００１６】
上記の点に鑑みて、ボイド（気泡）の発生の抑制と、半導体パッケージの大型化の防止とを実現することが可能な半導体パッケージの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本半導体パッケージの製造方法は、配線基板の一方の面にシート状の樹脂を介して半導体チップが搭載された半導体パッケージの製造方法であって、前記配線基板の一方の面に対向する面から前記配線基板の一方の面側に突起する突起部を有する保持治具の前記突起部側に、前記シート状の樹脂を保持する保持工程と、前記シート状の樹脂の、前記保持治具で保持されて突起状に変形した部分の先端を前記配線基板の一方の面の平坦部に接触させ押圧する押圧工程と、前記保持治具による前記シート状の樹脂の保持を解除し、前記シート状の樹脂を前記配線基板の一方の面に仮固定する仮固定工程と、を有することを要件とする。
【発明の効果】
【００１８】
開示の技術によれば、ボイド（気泡）の発生の抑制と、半導体パッケージの大型化の防止とを実現することが可能な半導体パッケージの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来の半導体パッケージを部分的に例示する断面図である。
【図２】従来の半導体パッケージの製造工程を例示する図（その１）である。
【図３】従来の半導体パッケージの製造工程を例示する図（その２）である。
【図４】従来の半導体パッケージの製造工程を例示する図（その３）である。
【図５】第１の実施の形態に係る半導体パッケージを例示する断面図である。
【図６】第１の実施の形態に係る半導体パッケージの製造工程を例示する図（その１）である。
【図７】第１の実施の形態に係る半導体パッケージの製造工程を例示する図（その２）である。
【図８】第１の実施の形態に係る半導体パッケージの製造工程を例示する図（その３）である。
【図９】第１の実施の形態に係る半導体パッケージの製造工程を例示する図（その４）である。
【図１０】第１の実施の形態に係る半導体パッケージの製造工程を例示する図（その５）である。
【図１１】第１の実施の形態に係る半導体パッケージの製造工程を例示する図（その６）である。
【図１２】第１の実施の形態に係る吸着保持治具を例示する図である。
【図１３】比較例として周知の吸着保持治具を例示する図である。
【図１４】第２の実施の形態に係る吸着保持治具を例示する図である。
【図１５】第３の実施の形態に係る吸着保持治具を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。
【００２１】
〈第１の実施の形態〉
［第１の実施の形態に係る半導体パッケージの構造］
始めに、第１の実施の形態に係る半導体パッケージの構造について説明する。図５は、第１の実施の形態に係る半導体パッケージを例示する断面図である。図５を参照するに、第１の実施の形態に係る半導体パッケージ３０は、配線基板１０Ａと、半導体チップ２０と、アンダーフィル樹脂２５とを有する。
【００２２】
配線基板１０Ａは、絶縁層１１と、第１配線層１２と、第２配線層１３と、プレソルダ１４と、第１ソルダーレジスト層１５と、第２ソルダーレジスト層１６とを有する。絶縁層１１の一方の面には第１配線層１２が形成され、更に第１配線層１２を覆うように第１ソルダーレジスト層１５が形成されている。第１ソルダーレジスト層１５は、第１配線層１２の一部を露出する開口部１５ｘを有する。開口部１５ｘ内に露出する第１配線層１２上にはプレソルダ１４が形成されている。
【００２３】
絶縁層１１の他方の面には第２配線層１３が形成され、更に第２配線層１３を覆うように第２ソルダーレジスト層１６が形成されている。第２ソルダーレジスト層１６は、第２配線層１３の一部を露出する開口部１６ｘを有する。第１配線層１２と第２配線層１３とは、絶縁層１１を貫通するビアホール１１ｘを介して電気的に接続されている。
【００２４】
絶縁層１１の材料としては、例えばエポキシ系の樹脂等を用いることができる。第１配線層１２及び第２配線層１３の材料としては、例えばＣｕ等を用いることができる。プレソルダ１４の材料としては、例えばＰｂを含む合金、ＳｎとＣｕの合金、ＳｎとＡｇの合金、ＳｎとＡｇとＣｕの合金等を用いることができる。第１ソルダーレジスト層１５及び第２ソルダーレジスト層１６の材料としては、例えば感光性樹脂組成物等を用いることができる。なお、第１配線層１２とプレソルダ１４との間に、例えばＡｕ層や、Ｎｉ層／Ｐｄ層／Ａｕ層をこの順番で積層したＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ層等を形成しても構わない。
【００２５】
半導体チップ２０は、本体２１と、バンプ２２とを有する。本体２１は、シリコン等からなる薄板化された半導体基板（図示せず）上に半導体集積回路（図示せず）等が形成されたものである。本体２１には、バンプ２２が形成されている。バンプ２２は、半導体集積回路（図示せず）と電気的に接続されている。バンプ２２としては、例えばＡｕバンプ等を用いることができる。又、バンプ２２は、はんだバンプやＣｕのポストであっても構わない。
【００２６】
半導体パッケージ３０において、配線基板１０Ａの第１配線層１２と半導体チップ２０のバンプ２２は、プレソルダ１４を介して電気的に接続されている。配線基板１０Ａの半導体チップ搭載面と半導体チップ２０との間には、アンダーフィル樹脂２５が充填されている。アンダーフィル樹脂２５の材料としては、例えば熱硬化性のエポキシ系樹脂等を用いることができる。アンダーフィル樹脂２５は、平面視において半導体チップ２０と略同形状であり、半導体チップ２０の外形からはほとんどはみ出していない。
【００２７】
このように、第１の実施の形態に係る半導体パッケージ３０において、アンダーフィル樹脂２５は平面視において半導体チップ２０と略同形状であり、半導体パッケージ３０の大型化が抑制されている。又、半導体パッケージ３０は以下に説明する製造工程で製造され、アンダーフィル樹脂２５と配線基板１０Ａの半導体チップ搭載面との間のボイド（気泡）の発生が抑制されている。以上が、第１の実施の形態に係る半導体パッケージ３０の構造である。
【００２８】
［第１の実施の形態に係る半導体パッケージの製造方法］
続いて、第１の実施の形態に係る半導体パッケージの製造方法について説明する。図６〜図１１は、第１の実施の形態に係る半導体パッケージの製造工程を例示する図である。図６〜図１１において、図５に示す半導体パッケージ３０と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。なお、図６〜図１１において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。又、各平面図においては、各断面図との対応関係を明確にするために、各断面図に対応するハッチングが描かれている場合がある。
【００２９】
始めに、図６に示す工程では、集合配線基板１０を用意する。集合配線基板１０は、図５に示す配線基板１０Ａが４枚集合化された基板である。Ｃはダイシングブレード等が集合配線基板１０を切断する位置（以下、「基板切断位置Ｃ」とする）を示している。なお、集合配線基板１０において、配線基板１０Ａが集合化される枚数は４枚には限定されない（単品の配線基板１０Ａを用いてもよい）。
【００３０】
次いで、図７に示す工程では、アンダーフィル樹脂２５を突起部を有する吸着保持治具２７により吸着保持し、周知の方法でアライメントをして、集合配線基板１０の所定の部分の上方に配置する。所定の部分とは、後述する図１０に示す工程で、半導体チップ２０を搭載する部分である。なお、図７（ａ）において、吸着保持治具２７は省略されている。
【００３１】
アンダーフィル樹脂２５は、個片化されたシート状の樹脂である。アンダーフィル樹脂２５の大きさ（平面視）は、搭載する半導体チップ２０の大きさ（平面視）に対応し、例えば平面視数ｍｍ角とすることができる。アンダーフィル樹脂２５の厚さは、例えば３０μｍとすることができる。
【００３２】
アンダーフィル樹脂２５の材料としては、例えば熱硬化性のエポキシ系樹脂等を用いることができる。アンダーフィル樹脂２５は、室温（〜３０℃程度）では表面がさらっとしており押しても接着性を有しないが、４０℃程度まで加熱すると粘着性を発現し表面がべたべたした状態となり、押すと接着性を有するようになる。又、アンダーフィル樹脂２５は、室温（〜３０℃程度）では半硬化状態で所定の粘度（柔らかさ）を有するが、粘度は温度の上昇とともに低下する。
【００３３】
ここで、半導体パッケージ３０の製造工程の説明を離れ、図１２を参照しながら吸着保持治具２７について説明する。図１２は、第１の実施の形態に係る吸着保持治具を例示する図である。図１２において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図１２を参照するに、吸着保持治具２７は、発熱体（ヒータ）２７ａと、複数の吸気孔２７ｘと、吸気機構（図示せず）と、電源（図示せず）と、可動機構（図示せず）等を有する。又、２７ｙは吸着保持治具２７の突起部を、２７ｚは突起部２７ｙの上面を示している。上面２７ｚは、例えば凸状の湾曲面とされている。
【００３４】
吸着保持治具２７は、複数の吸気孔２７ｘを介して吸気機構（図示せず）から負圧を作用させることにより、吸着保持治具２７の突起部２７ｙ側の面にアンダーフィル樹脂２５を吸着保持することができる。アンダーフィル樹脂２５は柔軟性を有するため、アンダーフィル樹脂２５が吸着保持治具２７に吸着保持されると、アンダーフィル樹脂２５の突起部２７ｙ近傍は突起状に変形する。一方、吸着保持治具２７の外縁部は平坦であるため、アンダーフィル樹脂２５の吸着保持治具２７の外縁部に吸着保持される部分は、集合配線基板１０の半導体チップ搭載面と略平行となる。アンダーフィル樹脂２５が吸着保持治具２７に吸着保持された状態で吸着保持治具２７を集合配線基板１０に近づけることにより、アンダーフィル樹脂２５の突起状に変形した部分の先端のみを集合配線基板１０に接触させることができる。
【００３５】
発熱体２７ａは、電源（図示せず）から電圧を印加されると発熱し、アンダーフィル樹脂２５を所定の温度に加熱することができる。吸着保持治具２７は、可動機構（図示せず）により所定の方向に動くことができる。
【００３６】
吸着保持治具２７は、熱伝導率の高い材料から構成されている。吸着保持治具２７の材料としては、例えばＡｌＮ等のセラミックスやＣｕ等の金属を用いることができる。突起部２７ｙの高さＨ１は、アンダーフィル樹脂２５の厚さに対応して決定され、例えば３０〜５０μｍとすることができる。上面２７ｚの大きさは、例えば平面視１ｍｍ角とすることができる。
【００３７】
なお、吸着保持治具２７において、吸気孔２７ｘは、突起部２７ｙを除く領域の任意の位置に任意の個数設けて構わない。又、突起部２７ｙは、必ずしも１個である必要はなく、複数個設けても構わない。つまり、任意の個数の突起部２７ｙを、集合配線基板１０の段差（例えば、第１ソルダーレジスト層１５の開口部１５ｘ）のない部分に対応した位置に設けることができる。
【００３８】
又、発熱体２７ａは、突起部２７ｙ近傍のみに設けることが好ましい。突起部２７ｙの上面２７ｚの部分のアンダーフィル樹脂２５を集合配線基板１０に仮固定するので、上面２７ｚ近傍のみを加熱し、アンダーフィル樹脂２５の上面２７ｚに接触する部分のみが粘着性を有するようにするためである。
【００３９】
半導体パッケージ３０の製造工程の説明に戻り、次いで、図８に示す工程では、吸着保持治具２７の一方の面にアンダーフィル樹脂２５を吸着保持した状態で発熱体２７ａに電源（図示せず）から電圧を印加して発熱させ、アンダーフィル樹脂２５を所定の温度に加熱する。図８に示す工程における所定の温度とは、アンダーフィル樹脂２５が粘着性を発現する温度である。温度が高すぎるとアンダーフィル樹脂２５の粘着性が低下してしまうので、所定の温度は、例えば４０℃とすることができる。
【００４０】
その後、可動機構（図示せず）により吸着保持治具２７を矢印Ｄの方向（集合配線基板１０に近づく方向）に移動させる。吸着保持治具２７に吸着保持されたアンダーフィル樹脂２５の突起部２７ｙ近傍は突起状に変形しているので、アンダーフィル樹脂２５の突起状に変形した部分の先端が集合配線基板１０に接触する。以降、アンダーフィル樹脂２５の突起状に変形した部分の先端の集合配線基板１０に接触する部分を、仮固定部２５ａと称する場合がある。
【００４１】
次いで、仮固定部２５ａを集合配線基板１０に弱い圧力で押圧する。所定の温度に加熱されたアンダーフィル樹脂２５は粘着性を発現しているため、アンダーフィル樹脂２５は仮固定部２５ａの部分で集合配線基板１０に熱圧着される。図８に示す工程における弱い圧力とは、仮固定はできるが、仮固定痕が残らない程度の圧力であり、０．０１ＭＰａ〜０．１ＭＰａ程度とすることが好ましい。その後、吸着保持治具２７によるアンダーフィル樹脂２５の吸着保持を解除し、可動機構（図示せず）により吸着保持治具２７を矢印Ｅの方向（集合配線基板１０から離れる方向）に移動させる。これにより、アンダーフィル樹脂２５は仮固定部２５ａの部分で集合配線基板１０に仮固定される。
【００４２】
なお、集合配線基板１０は、第１ソルダーレジスト層１５の開口部１５ｘ等により段差を有する。図８に示す工程において、仮固定は、集合配線基板１０の段差のない平坦部で行う必要がある。すなわち、図８に示す工程では、仮固定部２５ａを集合配線基板１０の平坦部に接触させ押圧する必要がある。集合配線基板１０の段差のある領域で仮固定を行うと、仮固定部２５ａが気泡を巻き込み、仮固定部２５ａと集合配線基板１０との間にボイド（気泡）が発生する虞があるからである。仮固定部２５ａを集合配線基板１０の平坦部に接触させためには、突起部２７ｙの上面２７ｚの大きさは、ある程度小さくする必要があり、前述のように例えば平面視１ｍｍ角とすることができる。
【００４３】
図８に示す工程は、大気雰囲気中で行っても真空雰囲気中で行ってもよいが、大気雰囲気中で行うことが好ましい。その第１の理由は、仮固定は集合配線基板１０の平坦部で行われるため、大気雰囲気中で行っても仮固定部２５ａが気泡を巻き込むことがなく、仮固定部２５ａと集合配線基板１０との間にボイド（気泡）が発生する虞がないからである。すなわち、仮固定をあえて真空雰囲気中で行う必要がないためである。又、第２の理由は、真空雰囲気中で行うためには大がかりな製造設備が必要になり、半導体パッケージの製造コストの上昇を招くからである。なお、大気雰囲気とは大気圧程度の圧力の雰囲気をいい、真空雰囲気とは大気圧よりも低い圧力に減圧された雰囲気をいう。
【００４４】
ここで、半導体パッケージ３０の製造工程の説明を離れ、比較例を用いて吸着保持治具２７の優位性について説明する。図１３は、比較例として周知の吸着保持治具を例示する図である。図１３において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。図１３を参照するに、吸着保持治具２８は、発熱体（ヒータ）２８ａと、複数の吸気孔２８ｘと、吸気機構（図示せず）と、電源（図示せず）と、可動機構（図示せず）等を有する。吸着保持治具２８の一方の面は湾曲している（以降、吸着保持治具２８の一方の面を湾曲面２８ｚとする）。
【００４５】
吸着保持治具２８の複数の吸気孔２８ｘを介して吸気機構（図示せず）から負圧を作用させることにより、吸着保持治具２８の湾曲面２８ｚにアンダーフィル樹脂２５を吸着保持することができる。又、発熱体２８ａは、電源（図示せず）から電圧を印加されると発熱し、アンダーフィル樹脂２５を所定の温度に加熱することができる。吸着保持治具２８は、可動機構（図示せず）により所定の方向に動くことができる。吸着保持治具２８が吸着保持治具２７と最も異なるのは、吸着保持治具２８は湾曲面２８ｚを有するが突起部２７ｙに相当する部分を有さない点である。
【００４６】
前述の図７及び図８の工程において、吸着保持治具２７に代えて吸着保持治具２８を用いると以下のような問題が生じる。すなわち、吸着保持治具２８のように突起部２７ｙに相当する部分を有さない治具を用いると、アンダーフィル樹脂２５を図８に示す仮固定部２５ａのように極めて狭い領域のみで集合配線基板１０に仮固定することができない。集合配線基板１０が段差のない平坦な基板であれば、広い領域で仮固定しても問題はないが、実際には集合配線基板１０は多数の段差を有し、平坦部は極めて狭い範囲に限定されるので、吸着保持治具２８を用いて集合配線基板１０の段差のない平坦部にアンダーフィル樹脂２５を仮固定することは困難である。その結果、集合配線基板１０の段差のある領域でアンダーフィル樹脂２５を仮固定することになるため、アンダーフィル樹脂２５が気泡を巻き込みアンダーフィル樹脂２５と集合配線基板１０の半導体チップ搭載面との間にボイド（気泡）が発生する。
【００４７】
又、アンダーフィル樹脂２５の位置決めは、所定の位置決め治具が集合配線基板１０に形成されたアライメントマークとアンダーフィル樹脂２５の外形の輪郭とを画像認識し、アライメントマークの位置に対してアンダーフィル樹脂２５の外形の輪郭の位置を調整することにより行われる。しかしながら、吸着保持治具２８を用いてアンダーフィル樹脂２５を集合配線基板１０に精度良く位置決めすることは困難である。
【００４８】
なぜなら、吸着保持治具２８を用いるとアンダーフィル樹脂２５は湾曲面２８ｚに反った状態で吸着保持されるため、アンダーフィル樹脂２５の側面部は集合配線基板１０の半導体チップ搭載面に対して垂直にならず、アンダーフィル樹脂２５の外形の輪郭を画像認識する精度が低下するからである。又、アンダーフィル樹脂２５が湾曲面２８ｚにずれた状態で吸着保持されると、アンダーフィル樹脂２５の外縁部の高さ方向の位置がずれ、画像認識時の焦点合わせが困難になるからである。
【００４９】
これに対して、吸着保持治具２７を用いてアンダーフィル樹脂２５を吸着保持する場合には、吸着保持治具２７の外縁部は平坦であるため、アンダーフィル樹脂２５の外縁部は反った状態で吸着保持されず、集合配線基板１０の半導体チップ搭載面と略平行に吸着保持される。その結果、上記のような問題は発生せず、アンダーフィル樹脂２５を集合配線基板１０に精度良く位置決めすることができる。
【００５０】
このように、吸着保持治具２８を用いて図７及び図８の工程を大気雰囲気中で行うと、アンダーフィル樹脂２５が気泡を巻き込みアンダーフィル樹脂２５と集合配線基板１０の半導体チップ搭載面との間にボイド（気泡）が発生する虞が高くなる。又、仮に吸着保持治具２８を用いて図７及び図８の工程を真空雰囲気中で行えば、アンダーフィル樹脂２５が気泡を巻き込みアンダーフィル樹脂２５と集合配線基板１０の半導体チップ搭載面との間にボイド（気泡）が発生することは防止できるが、真空雰囲気中で行うためには大がかりな製造設備が必要になるという問題を生じるし、位置決め精度が低下するという問題を解決することもできない。第１の実施の形態に係る吸着保持治具２７を用いることにより、アンダーフィル樹脂２５と集合配線基板１０の半導体チップ搭載面との間のボイド（気泡）の発生の抑制と、アンダーフィル樹脂２５の位置決め精度の向上とを同時に実現することができる。
【００５１】
半導体パッケージ３０の製造工程の説明に戻り、次いで、図９に示す工程では、アンダーフィル樹脂２５が仮固定されている集合配線基板１０を所定の温度の真空雰囲気中に入れ、所定の治具（図示せず）を用いて矢印Ｄの方向から所定の圧力で押圧し、アンダーフィル樹脂２５全体を集合配線基板１０に固定する。
【００５２】
図９に示す工程における所定の温度とは、アンダーフィル樹脂２５の粘度が十分に低くなるが、硬化はしない程度の温度であり、６０℃〜１００℃程度とすることが好ましく、例えば７５℃とすることができる。なお、所定の温度が低すぎると（例えば、４０℃）、アンダーフィル樹脂２５の粘度が低下しておらず（硬いので）、集合配線基板１０の段差（例えば、第１ソルダーレジスト層１５の開口部１５ｘ）を埋め込むことが困難となる。又、図９に示す工程における所定の圧力とは、アンダーフィル樹脂２５全体を集合配線基板１０に固定できる程度の圧力であり、図８に示す工程（仮固定の工程）における所定の圧力よりも高い０．１ＭＰａ〜１ＭＰａ程度とすることが好ましく、例えば０．１ＭＰａとすることができる。
【００５３】
なお、図９に示す工程は真空雰囲気中で行うため、アンダーフィル樹脂２５が気泡を巻き込みアンダーフィル樹脂２５と集合配線基板１０の半導体チップ搭載面との間にボイド（気泡）が発生することはない。
【００５４】
次いで、図１０に示す工程では、バンプ２２を有する半導体チップ２０を１つ用意し、周知の方法でアライメントをして、集合配線基板１０に固定されたアンダーフィル樹脂２５上に半導体チップ２０を配置する。半導体チップ２０は、バンプ２２が第１ソルダーレジスト層１５の開口部１５ｘ内に形成されたプレソルダ１４に対応する位置に来るように配置される。
【００５５】
その後、アンダーフィル樹脂２５上に半導体チップ２０が配置された集合配線基板１０を所定の温度雰囲気中に入れ、半導体チップ２０を所定の治具（図示せず）を用いて矢印Ｄの方向から所定の圧力で押圧する。図１０に示す工程における所定の温度とは、アンダーフィル樹脂２５の粘度が十分に低くなるが、硬化はしない程度の温度であり、６０℃〜１００℃程度とすることが好ましく、例えば７５℃とすることができる。図１０に示す工程における所定の圧力とは、バンプ２２がアンダーフィル樹脂２５を貫通しプレソルダ１４に接触できる程度の圧力であり、０．１ＭＰａ〜１０ＭＰａ程度とすることが好ましく、例えば１ＭＰａとすることができる。なお、図１０に示す工程は、大気雰囲気中で行っても真空雰囲気中で行っても構わない。
【００５６】
次いで、図１１に示す工程では、半導体チップ２０を図１０に示す工程における所定の圧力で押圧した状態で周辺温度を所定の温度に上昇させ、プレソルダ１４を溶融させると共に、アンダーフィル樹脂２５を硬化させる。図１１に示す工程における所定の温度とは、プレソルダ１４が溶融し、アンダーフィル樹脂２５が硬化する温度であり、例えば２５０℃とすることができる。又、所定の温度にする時間は、数十秒程度である。なお、図１１に示す工程は、大気雰囲気中で行っても真空雰囲気中で行っても構わない。
【００５７】
次いで、図９〜１１に示す工程を繰り返すことにより、集合配線基板１０に４個の半導体チップ２０が搭載される。その後、半導体チップ２０が搭載された集合配線基板１０をダイシングブレード等により基板切断位置Ｃに沿って切断することにより集合配線基板１０は個片化され、配線基板１０Ａに半導体チップ２０が搭載された半導体パッケージ３０が製造される。以上が、第１の実施の形態に係る半導体パッケージ３０の製造方法である。
【００５８】
第１の実施の形態によれば、突起部２７ｙを有する吸着保持治具２７でシート状の樹脂であるアンダーフィル樹脂２５を吸着保持し、吸着保持されたアンダーフィル樹脂２５の、吸着保持治具２７で吸着保持されて突起状に変形した部分（仮固定部２５ａ）の先端を集合配線基板１０の半導体チップ搭載面の平坦部に接触させ加熱及び押圧する。その後、吸着保持治具２７によるアンダーフィル樹脂２５の保持を解除し、アンダーフィル樹脂２５を集合配線基板１０に仮固定する。更に、アンダーフィル樹脂２５が仮固定されている集合配線基板１０を真空雰囲気中で加熱及び押圧してアンダーフィル樹脂２５全体を集合配線基板１０に固定する。その結果、アンダーフィル樹脂２５が気泡を巻き込むことがないため、アンダーフィル樹脂２５と集合配線基板１０の半導体チップ搭載面との間のボイド（気泡）の発生を抑制することができる。
【００５９】
又、吸着保持治具２７を用いてアンダーフィル樹脂２５を吸着保持する場合には、アンダーフィル樹脂２５の外縁部は反った状態で吸着保持されず、集合配線基板１０の半導体チップ搭載面と略平行に吸着保持されるため、アンダーフィル樹脂２５の外形の輪郭を画像認識する精度が低下せず、アンダーフィル樹脂２５を集合配線基板１０に精度良く位置決めすることができる。その結果、必要以上に大きな材料を使用する必要がなくなるため（アンダーフィル樹脂２５の集合配線基板１０の半導体チップ搭載面に対向する面の面積が小さくできるため）、半導体パッケージの大型化を防止することが可能となり、半導体パッケージの製造コストを低減することができる。
【００６０】
又、突起部２７ｙの高さによっては、突起部２７ｙ周辺のアンダーフィル樹脂２５が吸着保持治具２７に接触せず直接加熱されることがないため、アンダーフィル樹脂２５の突起部２７ｙと接触する箇所のみを加熱することができる。従って、アンダーフィル樹脂２５の不要箇所の温度が必要以上に高くなり、アンダーフィル樹脂２５の粘性が下がることで保持が困難になる問題を解決することができる。
【００６１】
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、第１の実施の形態とは異なる吸着保持治具を用いる例を示す。第２の実施の形態において、半導体パッケージの構造や製造工程は第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００６２】
図１４は、第２の実施の形態に係る吸着保持治具を例示する図である。図１４において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ線に沿う断面図である。図１４を参照するに、吸着保持治具３７は、第１部材３７ａと、第２部材３７ｂと、
発熱体（ヒータ）３７ｃと、複数の吸気孔３７ｘと、吸気機構（図示せず）と、電源（図示せず）と、可動機構（図示せず）等を有する。又、３７ｙは吸着保持治具３７の突起部を、３７ｚは突起部３７ｙの上面を示している。上面３７ｚは、例えば凸状の湾曲面とされている。
【００６３】
吸着保持治具３７は、複数の吸気孔３７ｘを介して吸気機構（図示せず）から負圧を作用させることにより、吸着保持治具３７の突起部３７ｙ側の面にアンダーフィル樹脂２５を吸着保持することができる。吸着保持治具３７は、可動機構（図示せず）により所定の方向に動くことができる。
【００６４】
又、発熱体３７ｃは、電源（図示せず）から電圧を印加されると発熱し、アンダーフィル樹脂２５を所定の温度に加熱することができるが、発熱体３７ｃは、第１部材３７ａ中にのみ設けられているため、アンダーフィル樹脂２５の突起部３７ｙ近傍に接触している部分のみを選択的に加熱することができる。
【００６５】
吸着保持治具３７を構成する第１部材３７ａは、熱伝導率の高い材料から構成されている。第１部材３７ａの材料としては、例えばＡｌＮ等のセラミックスやＣｕ等の金属を用いることができる。吸着保持治具３７を構成する第２部材３７ｂは、断熱性の良い材料（第１部材３７ａの材料より熱伝導率の低い材料）から構成されている。第２部材３７ｂの材料としては、例えばガラスやアクリル樹脂等を用いることができる。突起部３７ｙの高さＨ２は、アンダーフィル樹脂２５の厚さに対応して決定され、例えば３０〜５０μｍとすることができる。上面３７ｚの大きさは、例えば平面視１ｍｍ角とすることができる。
【００６６】
なお、吸着保持治具３７において、吸気孔３７ｘは、突起部３７ｙを除く領域の任意の位置に任意の個数設けて構わない。又、突起部３７ｙは、必ずしも１個である必要はなく、複数個設けても構わない。つまり、任意の個数の突起部３７ｙを、集合配線基板１０の段差（例えば、第１ソルダーレジスト層１５の開口部１５ｘ）のない部分に対応した位置に設けることができる。
【００６７】
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に以下の効果を奏する。すなわち、吸着保持治具３７は熱伝導率の高い材料から構成されている第１部材３７ａ及び断熱性の良い材料（第１部材３７ａの材料より熱伝導率の低い材料）から構成されている第２部材３７ｂを有し、突起部３７ｙ及び発熱体３７ｃは第１部材３７ａに設けられている。その結果、アンダーフィル樹脂２５の突起部３７ｙ近傍のみを加熱し、アンダーフィル樹脂２５の上面３７ｚに接触する部分のみが粘着性を有するようにすることができる。その結果、安定した仮固定を実現することができる。
【００６８】
〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態では、第１の実施の形態及び第２の実施の形態とは異なる吸着保持治具を用いる例を示す。第３の実施の形態において、半導体パッケージの構造や製造工程は第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００６９】
図１５は、第３の実施の形態に係る吸着保持治具を例示する図である。図１５において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ線に沿う断面図である。図１５を参照するに、吸着保持治具４７は、治具本体４７ａと、断熱材４７ｂと、発熱体（ヒータ）４７ｃと、複数の吸気孔４７ｘと、吸気機構（図示せず）と、電源（図示せず）と、可動機構（図示せず）等を有する。又、４７ｙは吸着保持治具４７の突起部を、４７ｚは突起部４７ｙの上面を示している。上面４７ｚは、例えば凸状の湾曲面とされている。
【００７０】
吸着保持治具４７は、複数の吸気孔４７ｘを介して吸気機構（図示せず）から負圧を作用させることにより、吸着保持治具４７の断熱材４７ｂの一方の面及び突起部４７ｙにアンダーフィル樹脂２５を吸着保持することができる。吸着保持治具４７は、可動機構（図示せず）により所定の方向に動くことができる。
【００７１】
又、発熱体４７ｃは、電源（図示せず）から電圧を印加されると発熱し、アンダーフィル樹脂２５を所定の温度に加熱することができるが、吸着保持治具４７は突起部４７ｙを除いて断熱材４７ｂに覆われているため、アンダーフィル樹脂２５の突起部４７ｙ近傍に接触している部分のみを選択的に加熱することができる。
【００７２】
治具本体４７ａは、熱伝導率の高い材料から構成されている。治具本体４７ａの材料としては、例えばＡｌＮ等のセラミックスやＣｕ等の金属を用いることができる。断熱材４７ｂは、断熱性の良い材料（治具本体４７ａの材料よりも熱伝導率の低い材料）から構成されている。断熱材４７ｂの材料としては、例えばガラスやアクリル樹脂等を用いることができる。突起部４７ｙの高さＨ３は、アンダーフィル樹脂２５の厚さに対応して決定され、例えば３０〜５０μｍとすることができる。上面４７ｚの大きさは、例えば平面視１ｍｍ角とすることができる。
【００７３】
なお、吸着保持治具４７において、吸気孔４７ｘは、突起部４７ｙを除く領域の任意の位置に任意の個数設けて構わない。又、突起部４７ｙは、必ずしも１個である必要はなく、複数個設けても構わない。つまり、任意の個数の突起部４７ｙを、集合配線基板１０の段差（例えば、第１ソルダーレジスト層１５の開口部１５ｘ）のない部分に対応した位置に設けることができる。
【００７４】
第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に以下の効果を奏する。すなわち、吸着保持治具４７には断熱材４７ｂが設けられているので、突起部４７ｙ近傍のみに設けることが可能な小型の発熱体が入手困難で吸着保持治具４７全体を発熱させるような大型の発熱体を使用する場合にも、アンダーフィル樹脂２５の突起部４７ｙ近傍のみを加熱し、アンダーフィル樹脂２５の上面４７ｚに接触する部分のみが粘着性を有するようにすることができる。その結果、安定した仮固定を実現することができる。
【００７５】
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００７６】
例えば、上述の実施の形態では、本発明を２つの配線層を有する配線基板に半導体チップを搭載した半導体パッケージに適用する例を示した。しかし、本発明は、これに限定されることなく、様々な配線基板を有する半導体パッケージに適用することができる。一例を挙げれば、基板の片面のみに配線層が形成された片面（一層）配線基板、ビルドアップ工法により製造されたコア部を備える多層配線基板、ビルドアップ工法により製造されたコアレスの多層配線基板、スルービアで各配線層を接続する貫通多層配線基板、ＩＶＨ（Interstitial Via Hole）で特定の配線層を接続するＩＶＨ多層配線基板等の様々な配線基板を有する半導体パッケージである。
【符号の説明】
【００７７】
１０ 集合配線基板
１０Ａ 配線基板
１１ 絶縁層
１１ｘ ビアホール
１２ 第１配線層
１３ 第２配線層
１４ プレソルダ
１５ 第１ソルダーレジスト層
１５ｘ 開口部
１６ 第２ソルダーレジスト層
２０ 半導体チップ
２１ 本体
２２ バンプ
２５ アンダーフィル樹脂
２５ａ 仮固定部
２７、３７、４７ 吸着保持治具
２７ａ、３７ｃ、４７ｃ 発熱体
２７ｘ、３７ｘ、４７ｘ 吸気孔
２７ｙ、３７ｙ、４７ｙ 突起部
２７ｚ、３７ｚ、４７ｚ 突起部の上面
３０ 半導体パッケージ
３７ａ 第１部材
３７ｂ 第２部材
４７ａ 治具本体
４７ｂ 断熱材
Ｃ 基板切断位置
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３ 高さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板の一方の面にシート状の樹脂を介して半導体チップが搭載された半導体パッケージの製造方法であって、
前記配線基板の一方の面に対向する面から前記配線基板の一方の面側に突起する突起部を有する保持治具の前記突起部側に、前記シート状の樹脂を保持する保持工程と、
前記シート状の樹脂の、前記保持治具で保持されて突起状に変形した部分の先端を前記配線基板の一方の面の平坦部に接触させ押圧する押圧工程と、
前記保持治具による前記シート状の樹脂の保持を解除し、前記シート状の樹脂を前記配線基板の一方の面に仮固定する仮固定工程と、を有する半導体パッケージの製造方法。
【請求項２】
前記押圧工程は、前記シート状の樹脂の少なくとも一部を所定の温度に加熱する工程を含み、
前記所定の温度は、前記シート状の樹脂が粘着性を発現する温度である請求項１記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項３】
前記保持工程において、前記シート状の樹脂の外縁部は、前記保持治具により前記配線基板の一方の面に対して略平行に保持されている請求項１又は２記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項４】
前記仮固定工程の後に、前記配線基板の一方の面に仮固定された前記シート状の樹脂を、真空雰囲気中で加熱及び押圧して前記配線基板の一方の面に固定する固定工程を更に有する請求項１乃至３の何れか一項記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項５】
前記固定工程で押圧する際の圧力は、前記押圧工程で押圧する際の圧力よりも高い請求項４記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項６】
前記保持治具は第１部材及び第２部材を有し、
前記突起部は前記第１部材に設けられ、
前記第１部材は、前記第２部材よりも熱伝導率の高い材料により構成されている請求項１乃至５の何れか一項記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項７】
前記保持治具の一部は断熱材に覆われており、少なくとも前記突起部は、前記断熱材から露出している請求項１乃至６の何れか一項記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項８】
前記保持治具は、複数個の前記突起部を有する請求項１乃至７の何れか一項記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項１】
配線基板の一方の面にシート状の樹脂を介して半導体チップが搭載された半導体パッケージの製造方法であって、
前記配線基板の一方の面に対向する面から前記配線基板の一方の面側に突起する突起部を有する保持治具の前記突起部側に、前記シート状の樹脂を保持する保持工程と、
前記シート状の樹脂の、前記保持治具で保持されて突起状に変形した部分の先端を前記配線基板の一方の面の平坦部に接触させ押圧する押圧工程と、
前記保持治具による前記シート状の樹脂の保持を解除し、前記シート状の樹脂を前記配線基板の一方の面に仮固定する仮固定工程と、を有する半導体パッケージの製造方法。
【請求項２】
前記押圧工程は、前記シート状の樹脂の少なくとも一部を所定の温度に加熱する工程を含み、
前記所定の温度は、前記シート状の樹脂が粘着性を発現する温度である請求項１記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項３】
前記保持工程において、前記シート状の樹脂の外縁部は、前記保持治具により前記配線基板の一方の面に対して略平行に保持されている請求項１又は２記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項４】
前記仮固定工程の後に、前記配線基板の一方の面に仮固定された前記シート状の樹脂を、真空雰囲気中で加熱及び押圧して前記配線基板の一方の面に固定する固定工程を更に有する請求項１乃至３の何れか一項記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項５】
前記固定工程で押圧する際の圧力は、前記押圧工程で押圧する際の圧力よりも高い請求項４記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項６】
前記保持治具は第１部材及び第２部材を有し、
前記突起部は前記第１部材に設けられ、
前記第１部材は、前記第２部材よりも熱伝導率の高い材料により構成されている請求項１乃至５の何れか一項記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項７】
前記保持治具の一部は断熱材に覆われており、少なくとも前記突起部は、前記断熱材から露出している請求項１乃至６の何れか一項記載の半導体パッケージの製造方法。
【請求項８】
前記保持治具は、複数個の前記突起部を有する請求項１乃至７の何れか一項記載の半導体パッケージの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−２５１６５２（Ｐ２０１０−２５１６５２Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０２００８（Ｐ２００９−１０２００８）
【出願日】平成２１年４月２０日（２００９．４．２０）
【出願人】（０００１９０６８８）新光電気工業株式会社 (1,516)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２０日（２００９．４．２０）
【出願人】（０００１９０６８８）新光電気工業株式会社 (1,516)
【Ｆターム（参考）】
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