半導体装置の製造方法
【課題】
金バンプを備えたＬＥＤ素子を粘着シート上に配列させ、この粘着シートを集合基板に重ね、ＬＥＤ素子群を同時にフリップチップ実装する際、加圧加熱ヘッドを使うと接続状態が安定しなかった。
【解決手段】
金バンプ３４，３５を備えたＬＥＤ素子１３を粘着シート８１上に配列させる（ａ）。この粘着シート８１を集合基板８４に重ねる（ｃ）。この集合基板８４を上板８７と下板８８を備える加圧治具８９に収納する（ｄ）。この加圧治具８９をベルト炉９５で加熱する。すなわち加圧治具８９ごと集合基板８４やＬＥＤ素子１３を加熱すると接合部の温度が安定し接続状態が改善する。
金バンプを備えたＬＥＤ素子を粘着シート上に配列させ、この粘着シートを集合基板に重ね、ＬＥＤ素子群を同時にフリップチップ実装する際、加圧加熱ヘッドを使うと接続状態が安定しなかった。
【解決手段】
金バンプ３４，３５を備えたＬＥＤ素子１３を粘着シート８１上に配列させる（ａ）。この粘着シート８１を集合基板８４に重ねる（ｃ）。この集合基板８４を上板８７と下板８８を備える加圧治具８９に収納する（ｄ）。この加圧治具８９をベルト炉９５で加熱する。すなわち加圧治具８９ごと集合基板８４やＬＥＤ素子１３を加熱すると接合部の温度が安定し接続状態が改善する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘着シート上に半導体素子を配列し、その半導体素子を個別の基板領域が多数個分含まれる集合基板にフリップチップ実装する半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハーから切り出された状態の半導体素子は、ふつうリードフレームや小型の回路基板に実装し、さらに樹脂をモールドして部品化する（以下、部品化したものを半導体装置と呼ぶ）。部品化により信頼性が保たれ取り扱い易くされた半導体装置は、様々な電子部品が実装されるマザー基板にとり付けられる。
【０００３】
また、このような半導体装置の製造方法としては、生産効率を上げるためしばしば一括実装方式が採用される。一括実装方式では、個別の回路基板領域を多数個分含む集合基板（樹脂やセラミック基板、リードフレームなど）に複数の半導体素子を実装し、樹脂モールドなどの追加工を行なってから、最後に集合基板を分割し個別の半導体装置を得ている。
【０００４】
一括実装方式には様々のやり方があり、これらのなかに粘着シートを使う方法がある。これは、粘着シート上に半導体素子を配列し、この粘着シートを裏返して集合基板に重ね、半導体素子を集合基板上に再配置して実装する方法である。例えば特許文献１の３頁左上欄６〜１１行には「すなわち半導体ウェハーをスクライブし半導体ペレット（半導体素子）に分割し、次いで粘着シートへの転写をくり返して縦、横所定の間隔になるように半導体ペレット相互を整列することによつて、一基板（集合基板）に所定の間隔で設けた複数個のマウント固定部（回路基板領域）に同時に多数のペレットをマウント（実装）できるものである。」と記載されている｛（）は用語の対比関係を明確にするため挿入した｝。
【０００５】
特許文献１の実施例では、半導体素子の電極と集合基板の電極とをワイアーボンディングで接続することが例示されている（３頁右下欄１２〜１４行）。これに対し放熱性の向上や実装コスト低減のため、集合基板の電極と半導体素子の電極とを向かいあわせ直接的に接続するフリプチップ実装を採用することがある。粘着シートを使い、且つフリップチップ実装を採用した一括実装方式としては、例えば特許文献２がある。特許文献２の段落（００１５）〜（００１８）及び図１には、バンプ３ａを上向きにしてＬＥＤ素子３を粘着シート２１上に貼り付け、次にバンプ３ａにペースト半田２７を付着させ、最後にＬＥＤ素子３と集合基板１１の接続電極とを接触させ、このままリフローさせてＬＥＤ素子をボンディングする方法が記載されている。
【０００６】
一般に半導体素子は、素子毎に厚みがばらついており、さらに粘着シートに付着したりすれば完全に水平な状態を維持できることはない。粘着シートを集合基板に重ねたまま集合基板を加熱する特許文献２の接合方法は、ペースト半田２７の溶融時に働く表面張力で厚みのばらつきや素子の傾きを吸収しているものと考えられる。しかしながら確実に厚さのばらつきや素子の傾きを補償するには、半導体素子を加圧しながら加熱して接合させることが好ましい。例えば、特許文献３の請求項１には、テープにマウントされたＩＣチップ（半導体素子）を一個づつベース（集合基板）にフリップチップ状態で仮固定し、一括して加熱及び加圧を行なう方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５７−５２１４３号公報 （３頁左上欄６〜１１行）
【特許文献２】特開２００３−２４３７２０号公報 （段落（００１５）〜（００１８）、図１）
【特許文献３】特開２００７−２７５４９号公報 （請求項１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本願発明者は、金バンプを備えたＬＥＤ素子を粘着シート上に配列し、この粘着シートを集合基板に重ね、粘着シートの上からヘッドでＬＥＤ素子を加圧しながら集合基板を加熱してＬＥＤ素子のフリップチップ実装を試みた。ところがこのやり方では接続強度が一枚の集合基板におけるＬＥＤ素子同士間でさえ一定にならなかった。このさい半導体素子毎に高さや傾きがばらつくことに対応するため、接合部を溶融させた後も加圧したまま集合基板を保持し接合部の温度を降下させた。このような機能を備える製造装置は、短時間でヘッド及び台を加熱及び冷却できるようになっているが、構造や制御機能が複雑になり高価になるという課題がある。さらにパルス状の加熱冷却では、半導体素子と粘着シートとが積層した複合系の集合基板に対し接合部の温度管理が難しくなり接続が安定しにくいという課題がある。
【０００９】
そこで本発明は、この課題に鑑みてなされたものであり、粘着シートを使う一括実装方式において、簡単な製造装置でありながら半導体素子を集合基板に安定してフリップチップ実装できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以記目的を達成するため本発明の半導体装置の製造方法は、複数の半導体素子をフリップチップ実装した集合基板を個別の基板領域に分割して半導体装置を製造する半導体装置の製造方法において、前記複数の半導体素子が前記集合基板上の前記個別の基板領域に対応する配置となるように前記半導体素子を粘着シート上に付着し、前記半導体素子の電極と前記集合基板の電極とが向かいあうようにして前記粘着シートを前記集合基板に重ね、上板と下板とを備える加圧治具に該集合基板を収納する収納工程と、該加圧治具の上板と下板で該集合基板を加圧しながら該加圧治具を加熱する加熱工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
前記半導体素子がＬＥＤ素子であっても良い。
【００１２】
前記半導体素子が電解メッキ法により形成された金バンプを備え、前記加熱工程において金錫共晶結合により前記半導体素子と前記集合基板の電極とが接合することが好ましい。
【００１３】
前記加熱工程において前記加圧治具が加熱装置内を移動しながら加熱されることが好ましい。
【００１４】
前記収納工程において前記上板または前記下板と前記集合基板との間に緩衝シートを備えても良い。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように本発明の製造方法は、粘着シートを積層した集合基板を加圧治具に挟み込み、加圧治具を加熱するだけである。すなわち加圧治具と加熱装置とが分離しているため製造装置全体としては著しく簡単なものとなる。さらに加圧治具ごと粘着シートを積層した集合基板を加熱するので接合部の温度がゆっくり上昇し、同様に加熱を止めると接合部の温度がゆっくり下降するので、接合部の温度管理が容易になり接続（フリップチップ実
装）が安定する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の製造方法で得られるＬＥＤ装置の斜視図。
【図２】図１のＬＥＤ装置の分解斜視図。
【図３】図２で示したＬＥＤ素子をバンプ面から見た平面図。
【図４】図２で示したＬＥＤ素子と回路基板の接合前の断面図。
【図５】図２で示したＬＥＤ素子と回路基板の接合後の断面図。
【図６】図４のＢで囲んだ領域の拡大図。
【図７】図５のＣで囲んだ領域の拡大図。
【図８】第１実施形態の収納工程の説明図。
【図９】第１実施形態で使用する集合基板の一部分を示す平面図。
【図１０】第１実施形態で使用する加圧治具の分解斜視図。
【図１１】第１実施形態の加熱工程の説明図。
【図１２】第２実施形態の収納工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施形態）
【００１８】
以下、添付図面１〜１１を参照しながら、本発明の第１実施形態について詳細に説明する。なお図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また説明のため部材の縮尺は適宜変更している。
【００１９】
先ず図１〜７によりＬＥＤ装置（半導体装置）と回路基板（基板領域）及びこれらの接合について説明する。
【００２０】
図１により本実施形態の製造方法で得られるＬＥＤ装置の外観を説明する。図１はこのＬＥＤ装置の斜視図である。ＬＥＤ装置１０は回路基板１２の上に蛍光体を含有した樹脂層１１が積層している。
【００２１】
図２により図１のＬＥＤ装置１０に実装されるＬＥＤ素子（半導体素子）の実装状況を概説する。図２は図１のＬＥＤ装置１０から樹脂層１１を取り去った状態のＬＥＤ装置２０の分解斜視図である。回路基板１２の板材１６上には＋電極１５と−電極１４が形成されている。さらにその上にＬＥＤ素子１３がフリップチップ実装されている。このＬＥＤ素子１３のｐ電極（図示せず）とｎ電極（図示せず）はそれぞれ回路基板１２の＋電極１５と−電極１４に接続している。
【００２２】
図３によりＬＥＤ素子１３の電極面を説明する。図３はＬＥＤ素子１３を電極面側から眺めた平面図である。サファイア基板３１の内側には半導体層３６があり、半導体層３６にはｐ型半導体領域３２とｎ型半導体領域３３がある。ｐ型半導体層領域３２の内側にはバンプ３４があり、同様にｎ型半導体層領域３３の内側にはバンプ３５がある。バンプ３４とバンプ３５はそれぞれＬＥＤ素子１３のｐ電極とｎ電極に相当する。
【００２３】
図４によりＬＥＤ素子１３と回路基板１２の断面を説明する。図４は、図２及び図３のＡ−Ａ線に沿う接合前の断面図である。なお本実施形態の製造方法は複数のＬＥＤ素子１３を集合基板にフリップチップ実装するものであるから、個別のＬＥＤ素子１３を個別の回路基板１２に実装することはない。あくまでも図４は説明のため便宜的に個別のＬＥＤ素子１３と回路基板１２を近接させたものである。またＬＥＤ素子１３のバンプ３５と回路基板１２のスルーホール電極１４ａ，１５ａ（図４で説明する）を同時に図示するため、図２及び図３においてＡ−Ａ線を屈曲させた。
【００２４】
まずＬＥＤ素子１３側から説明する。サファイア基板３１の下面に形成された半導体層３６にバンプ３４，３５が付着している。サファイア基板３１は厚さが１００〜１５０μｍ、半導体層３６は厚さが５μｍ程度、バンプ３４，３５は厚さが１０〜１５μｍである。半導体層３６はｎ型半導体層（図示せず）とｐ型半導体層（図示せず）とが積層したものである。図２のｐ型半導領域３２は半導体領域３６の凸部に相当し、ｎ型半導体領域３３は半導体層３６の段差部に相当する。段差部は段差が１μｍ程度であり、ｐ型半導体層の一部を削ってｎ型半導体層を露出させている。また発光層（図示せず）は、ｎ型半導体層とｐ型半導体層の境界部にあり、平面的には概ねｐ型半導体領域３２に等しい。
【００２５】
次に回路基板１２側を説明する。板材１６の上面に＋電極１５と−電極１４、下面にはマザー基板の電極と接続するための出力電極１５ｂ，１４ｂが形成されている。＋電極１５と出力電極１５ｂ，−電極１４と出力電極１４ｂはそれぞれスルーホール電極１５ａ，１４ａで接続している。板材１６は厚さが３００μｍでＢＴレジン（三菱瓦斯化学の商標名であり、ビスマレイミドトリアジン樹脂等からなる熱硬化性樹脂）からなる。＋及び−電極１５，１４と出力電極１５ｂ，１４ｂは銅上にニッケルを積層した銅箔である。スルーホール電極１５ａ，１４ａは直径が２００μｍで銅が充填されている。
【００２６】
図５は、図２及び図３のＡ−Ａ線に沿うＬＥＤ装置２０の接合後の断面図である。図４では段差に対応してバンプ３４とバンプ３５の底面の位置が１μｍ程度違っていた。しかしながら接合工程において加圧しながら加熱するため、図４のように接合後はそれぞれバンプ３４，３５の底面の高さが揃う。
【００２７】
図６によりバンプ３４に係わる金属膜の積層構造を説明する。図６は図４のＢで囲んだ領域の拡大図である。半導体層３６は、ＧａＮ層６１、反射膜として機能する銀層（以下Ａｇ層と呼ぶ）６２、金層（以下Ａｕ層と呼ぶ）６３、保護膜６４を含んでいる。Ａｕ層６３を被覆する保護膜６４は一部が開口し、この開口部（周辺を含む）にバンプ３４が付着している。バンプ３４は、半導体素子３６側から下に向かって、ＵＢＭ（アンダーバンプメタル）層６５、金バンプ部６６、錫層（以下Ｓｎ層と呼ぶ）６７、Ａｕ層６８が積層している。ＵＢＭ層６５は、半導体層３６側から厚さが２００ｎｍのＴｉＷ層と厚さが１００ｎｍのＡｕ層が積層した２層構造をなしており、金バンプ部６６、Ｓｎ層６７、Ａｕ層６８を電解メッキ法で形成するためウェハー全面に形成されていた共通電極が残った部分である。金バンプ部６６は厚さが１０μｍ程度の厚膜であるのに対し、Ｓｎ層６７は厚さが１〜２μｍ、Ａｕ層６８は厚さが０．５〜１μｍの薄膜である。＋電極１５は、Ａｕ層７１側にＮｉ層を備えた厚さが１０〜２０μｍの銅箔７２と、厚さが５０ｎｍ程度のＡｕ層７１とからなっている。
【００２８】
図７で共晶接合を説明する。図７は図５のＣで囲んだ領域の拡大図である。バンプ３４と電極１５とを接触させ、加熱するとＳｎ層６７が約２３０℃で融解し始め、更に５０℃程度温度を上昇させるとＳｎ層６７に金バンプ部６６の底面及びＡｕ層６８，７１から金が溶け出す。加熱を止めるとＳｎ層６７及び金バンプ部６６の一部とＡｕ層６８，７１は融点が３００℃〜４２０℃のＡｕ−Ｓｎ共晶部７３となる。このように共晶接合は、２５０℃前後のリフロー温度では融解しないのでＬＥＤ装置１０をマザー基板に実装するさい有効である。
【００２９】
以上、本実施形態で製造するＬＥＤ装置１０と、その接合について説明してきた。ひき続き、図８〜図１１により本実施形態の製造方法に係わる事項を説明する。
【００３０】
図８により本実施形態の収納工程を説明する。図８は収納工程の説明図であり、（ａ）〜（ｄ）の４段階で示した。
【００３１】
（ａ）集合基板の電極（図示せず）と同じピッチでＬＥＤ素子１３を粘着シート８１上に配列する。まずピックアップ装置（図示せず）の真空吸着ノズル８３が容器（図示せず）に移動し、そこからＬＥＤ素子１３を一個取り上げる。次に真空吸着ノズル８３は粘着シート８１の所定位置に移動し、ＬＥＤ素子を粘着シートに付着する。このときＬＥＤ素子１３の電極面（バンプ３４，３５）は図の上側を向き、サファイア基板３１が粘着シート８１に付着する。この作業を繰り返すことによりＬＥＤ素子１３が粘着シート８１上に配列する。なお粘着シート８１は台（図示せず）の上で広げた状態で固定されており、周辺部には枠８２が備えられている。
【００３２】
（ｂ）次に粘着シート８１を裏返し集合基板８４に貼りつける。まず粘着シート８１を裏返し、断面が円の支柱８５に取り付けられた支持部８５ａに枠８２を乗せる。次に可動台８６上に搭載された集合基板８４と、粘着シート８１に付着したＬＥＤ素子１３との位置あわせを行なう。最後に可動台８６を上昇させ集合基板８４の周辺部で粘着シート８１と集合基板８４とを接着する。
【００３３】
（ｃ）接着後、粘着シート８１のうち集合基板８４の周辺からはみ出した部分を除去し、可動台から集合基板を取り外す。
【００３４】
（ｄ）粘着シート８１が接着した集合基板８４を、金属製の上板８７と下板８８からなる加圧治具８９に挟み込む。このとき上板８７は、自重で粘着シート８１が接着した集合基板８４を加圧する。
【００３５】
図９と図１０により、図８にあった集合基板と加圧治具について説明する。図９は集合基板８４の部分拡大図である。集合基板８４は点線で示した切断線９１により個々の回路基板１２（個別の基板領域）が区分けされる。各回路基板１２に相当する領域には＋電極１５と−電極１４が形成されている。同様に各領域には出力電極１５ｂ，１４ｂ（図示せず）とスルーホール電極１５ａ，１４ａ（図示せず）も形成されている。なお−電極１４の凸部にバンプ３５が接合する。また＋電極１５の上側中央部にバンプ３４が接続する。
【００３６】
図１０は加圧治具８９の分解斜視図である。上板８７は底面に凹部（図示せず）があり、左右の辺に位置出し用のピン８７ａ（１本のみ図示）を備えている。下板８８は上面にも凹部８８ｂがあり、左右の辺に位置出し用の穴８８ａを備えている。図８（ｄ）で示したように粘着シート８１が接着した集合基板８４は、上板８７の凹部と下板８８の凹部８８ｂで形成される空間に収納される。ここで上板８７は、中央部の厚さが約１ｃｍ、重量が約１ｋｇである。この上板８７の重量で加圧させるため、集合基板８４、ＬＥＤ素子１３、粘着シート８１とを積層した被加圧体の厚み（約６００μｍ）に対し収納用の室内の高さは２００μｍ程度小さくしている。
【００３７】
最後に図１１により加熱工程を説明する。図１１は加熱工程の説明図である。粘着シート８１が接着した集合基板８４を収納した加圧治具８９は、ベルトコンベア９６に搭載され、赤外線ヒーター（図示せず）を有するベルト炉９５に搬入され加熱される。ベルト炉内の温度を３５０℃程度に設定し、接合部の温度が３０秒程度の間２８０℃以上になるようにベルトコンベア９６の移動速度を調整する。ここで一枚の集合基板８４には５００個ほどのＬＥＤ素子１３が実装されているので、加圧治具８９は１個のＬＥＤ素子１３あたり１〜３ｇｗ程度加圧している。最後に加圧治具８９がベルト炉９５から出てきて加熱工程が終了する。加圧治具８９の温度が下がるとＬＥＤ素子１３の電極と回路基板１２の電極とが電気的にも機械的にも接合する。
【００３８】
接合が完了したら加圧治具から集合基板８４を取り出し粘着テープ８１を除去する。こ
の集合基板８４上に金型を使って蛍光体を含有する樹脂を積層し、最後に集合基板８４をダイシングして個別のＬＥＤ素子１０を得る。
【００３９】
なお加圧ヘッドを使って接合部の温度を２８０℃にする場合、実用的な条件としては回路基板に接するヘッド（又は台）を４００℃程度まで上昇させる必要がある。これに対しベルト炉９５は、加熱工程における最高温度を５０℃程度下げられ、さらに特別な冷却機構も持っていない。
【００４０】
本実施形態ではピックアップ装置を使い粘着シート８１上にＬＥＤ素子１３を一個ずつ配置し整列させていた。本発明はこの整列方法に限られるものはなく、例えば、集合基板の電極ピッチで開口部を有する金属枠にＬＥＤ素子を装填し一気に複数のＬＥＤ素子を粘着シートに付着する方法や、台の上に仮配列させた複数のＬＥＤ素子をナイフ状の板を使って集合基板の電極ピッチに合うようにｘ及びｙ方向を調整し一気に複数のＬＥＤ素子を粘着シートに付着する方法などであっても良い。
【００４１】
本実施形態における半導体素子はＬＥＤ素子１３であった。半導体素子としては、他にトランジスターやＩＣなどがあり、本実施形態と同様な方法で回路基板上に半導体素子を備える半導体装置を得ることができる。本実施形態ではＬＥＤ装置１０が熱伝導率の小さいサファイア基板３１を備え、さらに接合部がサファイア基板３１と樹脂からなる回路基板１２に挟まれている。このように半導体素子の中で接合部の周りに熱伝導性の悪い部材があるＬＥＤ素子では、本実施形態のように全体的に比較的ゆっくりと加熱及び冷却がなされると、接合部の温度が安定し、その結果として良好な接合品質が得られるという本発明の効果が大きく現れる。
【００４２】
本実施形態における半導体素子（ＬＥＤ素子１３）は金バンプを備えていた。しかしながら本発明の製造方法においてバンプの主たる材料は金に限定されない。例えば、バンプ全体を半田で形成しても良いし、銅やアルミニウムからなるバンプの接合部に半田など比較的低温で融解する金属（または合金）をコートしたものでも良い。このような材料を使うと加熱時に接合部が溶融し冷却により電極同士が接合するので、本発明の一括実装方式では簡単な製造装置でありながら緩やかな温度の上昇と降下により安定した接合品質が達成される。
【００４３】
このなかでとくに電解メッキ法で形成する金バンプは、その形成過程においてホトリソグラフィ法を使うので、バンプの平面形状を比較的任意に設定できる。本実施形態では発熱量の多い領域（発光層）に接するバンプ３４の面積を大きくし、熱を回路基板１２側に効率よく伝えられるようにしていた。このように目的に応じてバンプが様々な平面形状とっても、加熱及び冷却時に接合部の温度が管理し易いと共晶接合の品質が安定化し、さらに放熱特性の改善などの目的達成と同時に前述の金バンプによる金錫共晶接合のメリットも享受できる。
【００４４】
本実施形態の加熱工程では加熱装置としてベルト炉９５を使用していた。しかしながら本発明の加熱工程で使用する加熱装置はベルト炉に限定されない。本発明の加熱工程では、半導体素子と粘着シートが積層した集合基板を加圧治具ごと加熱できればよい。たとえば集合基板を収納した加圧治具が一定の数量に達したら、これらをまとめて熱風オーブンで加熱し、ひきつづき加圧治具を熱風オーブンから引き出し冷却しても良い。いろいろな加熱装置があるなかで、とくに本実施形態ので用いたベルト炉９５のように加圧治具８９が加熱装置内を移動しながら加熱される方式は、連続的な製造が可能となるから製造ラインの自動化に適している。
（第２実施形態）
【００４５】
以下、添付図面１２を参照しながら、本発明の第２実施形態について詳細に説明する。なお、ＬＥＤ素子１３、粘着シート８１、集合基板８４は第１実施形態と同一であり、粘着シート８１が接着した集合基板８４を製作する工程も第１実施形態（図８（ａ）から（ｃ））と同一なので重複する説明は省略する。
【００４６】
図１２により本実施形態の収納工程を説明する。図１２は加圧治具９９に集合基板８４を収納した状態の説明図であり、図８（ｄ）に対応する。図１２において、粘着シート８１が接着した集合基板８４の上部を緩衝材としてテフロン（登録商標）からなる緩衝シート１００が覆っており、これらを金属製の上板９７と下板９８からなる加圧治具９９に挟み込んでいる。この状態で上板９７が自重で、粘着シート８１が接着した集合基板８４を加圧している。なお加圧が不足する場合は上板９７上に重りを乗せてもよい。
【００４７】
粘着シート８１に付着したＬＥＤ素子１３は、素子毎にサファイア基板３１の厚さや他の部材の高さ（厚さ）が一定であるとは限らない。このばらつきの一部分はバンプ３４，３５が溶融して変形することで吸収できるが、さらに第１実施形態では粘着シート８１の弾性もこれらのばらつきの影響を緩和（緩衝）している。粘着シート８１だけでは緩衝作用が不足する場合、第２実施形態のように緩衝シート１００を追加すれば接合が安定化する。また集合基板８４の下に緩衝シートを挿入しても良く、この場合は主に集合基板８４や下板９８の非平坦性の影響を吸収する。同様に集合基板８４の上下に緩衝シートを挿入しても良い。
【符号の説明】
【００４８】
１０，２０…ＬＥＤ装置、１１…樹脂層、１２…回路基板（個別の基板領域）、１３…ＬＥＤ素子（半導体素子）、１４…−電極、１４ａ，１５ａ…スルーホール電極、１４ｂ，１５ｂ…出力電極、１５…＋電極、１６…板材、３１…サファイア基板、３２…ｐ型半導体領域、３３…ｎ型半導体領域、３４，３５…バンプ、３６…半導体層、６１…ＧａＮ層、６２…Ａｇ層、６３，６８，７１…Ａｕ層、６４…保護膜、６５…ＵＢＭ（アンダーバンプメタル）層、６６…金バンプ部、６７…Ｓｎ層、７２…銅箔、７３…Ａｕ−Ｓｎ共晶部、８１…粘着シート、８２…枠、８３…真空吸着ノズル、８４…集合基板、８５…支柱、８５ａ…支持部、８６…可動台、８７，９７…上板、８７ａ…ピン、８８，９８…下板、８８ａ…穴、８８ｂ…凹部、８９，９９…加圧治具、９１…切断線、９５…ベルト炉（加熱装置）、９６…ベルトコンベア、１００…緩衝シート。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘着シート上に半導体素子を配列し、その半導体素子を個別の基板領域が多数個分含まれる集合基板にフリップチップ実装する半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハーから切り出された状態の半導体素子は、ふつうリードフレームや小型の回路基板に実装し、さらに樹脂をモールドして部品化する（以下、部品化したものを半導体装置と呼ぶ）。部品化により信頼性が保たれ取り扱い易くされた半導体装置は、様々な電子部品が実装されるマザー基板にとり付けられる。
【０００３】
また、このような半導体装置の製造方法としては、生産効率を上げるためしばしば一括実装方式が採用される。一括実装方式では、個別の回路基板領域を多数個分含む集合基板（樹脂やセラミック基板、リードフレームなど）に複数の半導体素子を実装し、樹脂モールドなどの追加工を行なってから、最後に集合基板を分割し個別の半導体装置を得ている。
【０００４】
一括実装方式には様々のやり方があり、これらのなかに粘着シートを使う方法がある。これは、粘着シート上に半導体素子を配列し、この粘着シートを裏返して集合基板に重ね、半導体素子を集合基板上に再配置して実装する方法である。例えば特許文献１の３頁左上欄６〜１１行には「すなわち半導体ウェハーをスクライブし半導体ペレット（半導体素子）に分割し、次いで粘着シートへの転写をくり返して縦、横所定の間隔になるように半導体ペレット相互を整列することによつて、一基板（集合基板）に所定の間隔で設けた複数個のマウント固定部（回路基板領域）に同時に多数のペレットをマウント（実装）できるものである。」と記載されている｛（）は用語の対比関係を明確にするため挿入した｝。
【０００５】
特許文献１の実施例では、半導体素子の電極と集合基板の電極とをワイアーボンディングで接続することが例示されている（３頁右下欄１２〜１４行）。これに対し放熱性の向上や実装コスト低減のため、集合基板の電極と半導体素子の電極とを向かいあわせ直接的に接続するフリプチップ実装を採用することがある。粘着シートを使い、且つフリップチップ実装を採用した一括実装方式としては、例えば特許文献２がある。特許文献２の段落（００１５）〜（００１８）及び図１には、バンプ３ａを上向きにしてＬＥＤ素子３を粘着シート２１上に貼り付け、次にバンプ３ａにペースト半田２７を付着させ、最後にＬＥＤ素子３と集合基板１１の接続電極とを接触させ、このままリフローさせてＬＥＤ素子をボンディングする方法が記載されている。
【０００６】
一般に半導体素子は、素子毎に厚みがばらついており、さらに粘着シートに付着したりすれば完全に水平な状態を維持できることはない。粘着シートを集合基板に重ねたまま集合基板を加熱する特許文献２の接合方法は、ペースト半田２７の溶融時に働く表面張力で厚みのばらつきや素子の傾きを吸収しているものと考えられる。しかしながら確実に厚さのばらつきや素子の傾きを補償するには、半導体素子を加圧しながら加熱して接合させることが好ましい。例えば、特許文献３の請求項１には、テープにマウントされたＩＣチップ（半導体素子）を一個づつベース（集合基板）にフリップチップ状態で仮固定し、一括して加熱及び加圧を行なう方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５７−５２１４３号公報 （３頁左上欄６〜１１行）
【特許文献２】特開２００３−２４３７２０号公報 （段落（００１５）〜（００１８）、図１）
【特許文献３】特開２００７−２７５４９号公報 （請求項１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本願発明者は、金バンプを備えたＬＥＤ素子を粘着シート上に配列し、この粘着シートを集合基板に重ね、粘着シートの上からヘッドでＬＥＤ素子を加圧しながら集合基板を加熱してＬＥＤ素子のフリップチップ実装を試みた。ところがこのやり方では接続強度が一枚の集合基板におけるＬＥＤ素子同士間でさえ一定にならなかった。このさい半導体素子毎に高さや傾きがばらつくことに対応するため、接合部を溶融させた後も加圧したまま集合基板を保持し接合部の温度を降下させた。このような機能を備える製造装置は、短時間でヘッド及び台を加熱及び冷却できるようになっているが、構造や制御機能が複雑になり高価になるという課題がある。さらにパルス状の加熱冷却では、半導体素子と粘着シートとが積層した複合系の集合基板に対し接合部の温度管理が難しくなり接続が安定しにくいという課題がある。
【０００９】
そこで本発明は、この課題に鑑みてなされたものであり、粘着シートを使う一括実装方式において、簡単な製造装置でありながら半導体素子を集合基板に安定してフリップチップ実装できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以記目的を達成するため本発明の半導体装置の製造方法は、複数の半導体素子をフリップチップ実装した集合基板を個別の基板領域に分割して半導体装置を製造する半導体装置の製造方法において、前記複数の半導体素子が前記集合基板上の前記個別の基板領域に対応する配置となるように前記半導体素子を粘着シート上に付着し、前記半導体素子の電極と前記集合基板の電極とが向かいあうようにして前記粘着シートを前記集合基板に重ね、上板と下板とを備える加圧治具に該集合基板を収納する収納工程と、該加圧治具の上板と下板で該集合基板を加圧しながら該加圧治具を加熱する加熱工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
前記半導体素子がＬＥＤ素子であっても良い。
【００１２】
前記半導体素子が電解メッキ法により形成された金バンプを備え、前記加熱工程において金錫共晶結合により前記半導体素子と前記集合基板の電極とが接合することが好ましい。
【００１３】
前記加熱工程において前記加圧治具が加熱装置内を移動しながら加熱されることが好ましい。
【００１４】
前記収納工程において前記上板または前記下板と前記集合基板との間に緩衝シートを備えても良い。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように本発明の製造方法は、粘着シートを積層した集合基板を加圧治具に挟み込み、加圧治具を加熱するだけである。すなわち加圧治具と加熱装置とが分離しているため製造装置全体としては著しく簡単なものとなる。さらに加圧治具ごと粘着シートを積層した集合基板を加熱するので接合部の温度がゆっくり上昇し、同様に加熱を止めると接合部の温度がゆっくり下降するので、接合部の温度管理が容易になり接続（フリップチップ実
装）が安定する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の製造方法で得られるＬＥＤ装置の斜視図。
【図２】図１のＬＥＤ装置の分解斜視図。
【図３】図２で示したＬＥＤ素子をバンプ面から見た平面図。
【図４】図２で示したＬＥＤ素子と回路基板の接合前の断面図。
【図５】図２で示したＬＥＤ素子と回路基板の接合後の断面図。
【図６】図４のＢで囲んだ領域の拡大図。
【図７】図５のＣで囲んだ領域の拡大図。
【図８】第１実施形態の収納工程の説明図。
【図９】第１実施形態で使用する集合基板の一部分を示す平面図。
【図１０】第１実施形態で使用する加圧治具の分解斜視図。
【図１１】第１実施形態の加熱工程の説明図。
【図１２】第２実施形態の収納工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施形態）
【００１８】
以下、添付図面１〜１１を参照しながら、本発明の第１実施形態について詳細に説明する。なお図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また説明のため部材の縮尺は適宜変更している。
【００１９】
先ず図１〜７によりＬＥＤ装置（半導体装置）と回路基板（基板領域）及びこれらの接合について説明する。
【００２０】
図１により本実施形態の製造方法で得られるＬＥＤ装置の外観を説明する。図１はこのＬＥＤ装置の斜視図である。ＬＥＤ装置１０は回路基板１２の上に蛍光体を含有した樹脂層１１が積層している。
【００２１】
図２により図１のＬＥＤ装置１０に実装されるＬＥＤ素子（半導体素子）の実装状況を概説する。図２は図１のＬＥＤ装置１０から樹脂層１１を取り去った状態のＬＥＤ装置２０の分解斜視図である。回路基板１２の板材１６上には＋電極１５と−電極１４が形成されている。さらにその上にＬＥＤ素子１３がフリップチップ実装されている。このＬＥＤ素子１３のｐ電極（図示せず）とｎ電極（図示せず）はそれぞれ回路基板１２の＋電極１５と−電極１４に接続している。
【００２２】
図３によりＬＥＤ素子１３の電極面を説明する。図３はＬＥＤ素子１３を電極面側から眺めた平面図である。サファイア基板３１の内側には半導体層３６があり、半導体層３６にはｐ型半導体領域３２とｎ型半導体領域３３がある。ｐ型半導体層領域３２の内側にはバンプ３４があり、同様にｎ型半導体層領域３３の内側にはバンプ３５がある。バンプ３４とバンプ３５はそれぞれＬＥＤ素子１３のｐ電極とｎ電極に相当する。
【００２３】
図４によりＬＥＤ素子１３と回路基板１２の断面を説明する。図４は、図２及び図３のＡ−Ａ線に沿う接合前の断面図である。なお本実施形態の製造方法は複数のＬＥＤ素子１３を集合基板にフリップチップ実装するものであるから、個別のＬＥＤ素子１３を個別の回路基板１２に実装することはない。あくまでも図４は説明のため便宜的に個別のＬＥＤ素子１３と回路基板１２を近接させたものである。またＬＥＤ素子１３のバンプ３５と回路基板１２のスルーホール電極１４ａ，１５ａ（図４で説明する）を同時に図示するため、図２及び図３においてＡ−Ａ線を屈曲させた。
【００２４】
まずＬＥＤ素子１３側から説明する。サファイア基板３１の下面に形成された半導体層３６にバンプ３４，３５が付着している。サファイア基板３１は厚さが１００〜１５０μｍ、半導体層３６は厚さが５μｍ程度、バンプ３４，３５は厚さが１０〜１５μｍである。半導体層３６はｎ型半導体層（図示せず）とｐ型半導体層（図示せず）とが積層したものである。図２のｐ型半導領域３２は半導体領域３６の凸部に相当し、ｎ型半導体領域３３は半導体層３６の段差部に相当する。段差部は段差が１μｍ程度であり、ｐ型半導体層の一部を削ってｎ型半導体層を露出させている。また発光層（図示せず）は、ｎ型半導体層とｐ型半導体層の境界部にあり、平面的には概ねｐ型半導体領域３２に等しい。
【００２５】
次に回路基板１２側を説明する。板材１６の上面に＋電極１５と−電極１４、下面にはマザー基板の電極と接続するための出力電極１５ｂ，１４ｂが形成されている。＋電極１５と出力電極１５ｂ，−電極１４と出力電極１４ｂはそれぞれスルーホール電極１５ａ，１４ａで接続している。板材１６は厚さが３００μｍでＢＴレジン（三菱瓦斯化学の商標名であり、ビスマレイミドトリアジン樹脂等からなる熱硬化性樹脂）からなる。＋及び−電極１５，１４と出力電極１５ｂ，１４ｂは銅上にニッケルを積層した銅箔である。スルーホール電極１５ａ，１４ａは直径が２００μｍで銅が充填されている。
【００２６】
図５は、図２及び図３のＡ−Ａ線に沿うＬＥＤ装置２０の接合後の断面図である。図４では段差に対応してバンプ３４とバンプ３５の底面の位置が１μｍ程度違っていた。しかしながら接合工程において加圧しながら加熱するため、図４のように接合後はそれぞれバンプ３４，３５の底面の高さが揃う。
【００２７】
図６によりバンプ３４に係わる金属膜の積層構造を説明する。図６は図４のＢで囲んだ領域の拡大図である。半導体層３６は、ＧａＮ層６１、反射膜として機能する銀層（以下Ａｇ層と呼ぶ）６２、金層（以下Ａｕ層と呼ぶ）６３、保護膜６４を含んでいる。Ａｕ層６３を被覆する保護膜６４は一部が開口し、この開口部（周辺を含む）にバンプ３４が付着している。バンプ３４は、半導体素子３６側から下に向かって、ＵＢＭ（アンダーバンプメタル）層６５、金バンプ部６６、錫層（以下Ｓｎ層と呼ぶ）６７、Ａｕ層６８が積層している。ＵＢＭ層６５は、半導体層３６側から厚さが２００ｎｍのＴｉＷ層と厚さが１００ｎｍのＡｕ層が積層した２層構造をなしており、金バンプ部６６、Ｓｎ層６７、Ａｕ層６８を電解メッキ法で形成するためウェハー全面に形成されていた共通電極が残った部分である。金バンプ部６６は厚さが１０μｍ程度の厚膜であるのに対し、Ｓｎ層６７は厚さが１〜２μｍ、Ａｕ層６８は厚さが０．５〜１μｍの薄膜である。＋電極１５は、Ａｕ層７１側にＮｉ層を備えた厚さが１０〜２０μｍの銅箔７２と、厚さが５０ｎｍ程度のＡｕ層７１とからなっている。
【００２８】
図７で共晶接合を説明する。図７は図５のＣで囲んだ領域の拡大図である。バンプ３４と電極１５とを接触させ、加熱するとＳｎ層６７が約２３０℃で融解し始め、更に５０℃程度温度を上昇させるとＳｎ層６７に金バンプ部６６の底面及びＡｕ層６８，７１から金が溶け出す。加熱を止めるとＳｎ層６７及び金バンプ部６６の一部とＡｕ層６８，７１は融点が３００℃〜４２０℃のＡｕ−Ｓｎ共晶部７３となる。このように共晶接合は、２５０℃前後のリフロー温度では融解しないのでＬＥＤ装置１０をマザー基板に実装するさい有効である。
【００２９】
以上、本実施形態で製造するＬＥＤ装置１０と、その接合について説明してきた。ひき続き、図８〜図１１により本実施形態の製造方法に係わる事項を説明する。
【００３０】
図８により本実施形態の収納工程を説明する。図８は収納工程の説明図であり、（ａ）〜（ｄ）の４段階で示した。
【００３１】
（ａ）集合基板の電極（図示せず）と同じピッチでＬＥＤ素子１３を粘着シート８１上に配列する。まずピックアップ装置（図示せず）の真空吸着ノズル８３が容器（図示せず）に移動し、そこからＬＥＤ素子１３を一個取り上げる。次に真空吸着ノズル８３は粘着シート８１の所定位置に移動し、ＬＥＤ素子を粘着シートに付着する。このときＬＥＤ素子１３の電極面（バンプ３４，３５）は図の上側を向き、サファイア基板３１が粘着シート８１に付着する。この作業を繰り返すことによりＬＥＤ素子１３が粘着シート８１上に配列する。なお粘着シート８１は台（図示せず）の上で広げた状態で固定されており、周辺部には枠８２が備えられている。
【００３２】
（ｂ）次に粘着シート８１を裏返し集合基板８４に貼りつける。まず粘着シート８１を裏返し、断面が円の支柱８５に取り付けられた支持部８５ａに枠８２を乗せる。次に可動台８６上に搭載された集合基板８４と、粘着シート８１に付着したＬＥＤ素子１３との位置あわせを行なう。最後に可動台８６を上昇させ集合基板８４の周辺部で粘着シート８１と集合基板８４とを接着する。
【００３３】
（ｃ）接着後、粘着シート８１のうち集合基板８４の周辺からはみ出した部分を除去し、可動台から集合基板を取り外す。
【００３４】
（ｄ）粘着シート８１が接着した集合基板８４を、金属製の上板８７と下板８８からなる加圧治具８９に挟み込む。このとき上板８７は、自重で粘着シート８１が接着した集合基板８４を加圧する。
【００３５】
図９と図１０により、図８にあった集合基板と加圧治具について説明する。図９は集合基板８４の部分拡大図である。集合基板８４は点線で示した切断線９１により個々の回路基板１２（個別の基板領域）が区分けされる。各回路基板１２に相当する領域には＋電極１５と−電極１４が形成されている。同様に各領域には出力電極１５ｂ，１４ｂ（図示せず）とスルーホール電極１５ａ，１４ａ（図示せず）も形成されている。なお−電極１４の凸部にバンプ３５が接合する。また＋電極１５の上側中央部にバンプ３４が接続する。
【００３６】
図１０は加圧治具８９の分解斜視図である。上板８７は底面に凹部（図示せず）があり、左右の辺に位置出し用のピン８７ａ（１本のみ図示）を備えている。下板８８は上面にも凹部８８ｂがあり、左右の辺に位置出し用の穴８８ａを備えている。図８（ｄ）で示したように粘着シート８１が接着した集合基板８４は、上板８７の凹部と下板８８の凹部８８ｂで形成される空間に収納される。ここで上板８７は、中央部の厚さが約１ｃｍ、重量が約１ｋｇである。この上板８７の重量で加圧させるため、集合基板８４、ＬＥＤ素子１３、粘着シート８１とを積層した被加圧体の厚み（約６００μｍ）に対し収納用の室内の高さは２００μｍ程度小さくしている。
【００３７】
最後に図１１により加熱工程を説明する。図１１は加熱工程の説明図である。粘着シート８１が接着した集合基板８４を収納した加圧治具８９は、ベルトコンベア９６に搭載され、赤外線ヒーター（図示せず）を有するベルト炉９５に搬入され加熱される。ベルト炉内の温度を３５０℃程度に設定し、接合部の温度が３０秒程度の間２８０℃以上になるようにベルトコンベア９６の移動速度を調整する。ここで一枚の集合基板８４には５００個ほどのＬＥＤ素子１３が実装されているので、加圧治具８９は１個のＬＥＤ素子１３あたり１〜３ｇｗ程度加圧している。最後に加圧治具８９がベルト炉９５から出てきて加熱工程が終了する。加圧治具８９の温度が下がるとＬＥＤ素子１３の電極と回路基板１２の電極とが電気的にも機械的にも接合する。
【００３８】
接合が完了したら加圧治具から集合基板８４を取り出し粘着テープ８１を除去する。こ
の集合基板８４上に金型を使って蛍光体を含有する樹脂を積層し、最後に集合基板８４をダイシングして個別のＬＥＤ素子１０を得る。
【００３９】
なお加圧ヘッドを使って接合部の温度を２８０℃にする場合、実用的な条件としては回路基板に接するヘッド（又は台）を４００℃程度まで上昇させる必要がある。これに対しベルト炉９５は、加熱工程における最高温度を５０℃程度下げられ、さらに特別な冷却機構も持っていない。
【００４０】
本実施形態ではピックアップ装置を使い粘着シート８１上にＬＥＤ素子１３を一個ずつ配置し整列させていた。本発明はこの整列方法に限られるものはなく、例えば、集合基板の電極ピッチで開口部を有する金属枠にＬＥＤ素子を装填し一気に複数のＬＥＤ素子を粘着シートに付着する方法や、台の上に仮配列させた複数のＬＥＤ素子をナイフ状の板を使って集合基板の電極ピッチに合うようにｘ及びｙ方向を調整し一気に複数のＬＥＤ素子を粘着シートに付着する方法などであっても良い。
【００４１】
本実施形態における半導体素子はＬＥＤ素子１３であった。半導体素子としては、他にトランジスターやＩＣなどがあり、本実施形態と同様な方法で回路基板上に半導体素子を備える半導体装置を得ることができる。本実施形態ではＬＥＤ装置１０が熱伝導率の小さいサファイア基板３１を備え、さらに接合部がサファイア基板３１と樹脂からなる回路基板１２に挟まれている。このように半導体素子の中で接合部の周りに熱伝導性の悪い部材があるＬＥＤ素子では、本実施形態のように全体的に比較的ゆっくりと加熱及び冷却がなされると、接合部の温度が安定し、その結果として良好な接合品質が得られるという本発明の効果が大きく現れる。
【００４２】
本実施形態における半導体素子（ＬＥＤ素子１３）は金バンプを備えていた。しかしながら本発明の製造方法においてバンプの主たる材料は金に限定されない。例えば、バンプ全体を半田で形成しても良いし、銅やアルミニウムからなるバンプの接合部に半田など比較的低温で融解する金属（または合金）をコートしたものでも良い。このような材料を使うと加熱時に接合部が溶融し冷却により電極同士が接合するので、本発明の一括実装方式では簡単な製造装置でありながら緩やかな温度の上昇と降下により安定した接合品質が達成される。
【００４３】
このなかでとくに電解メッキ法で形成する金バンプは、その形成過程においてホトリソグラフィ法を使うので、バンプの平面形状を比較的任意に設定できる。本実施形態では発熱量の多い領域（発光層）に接するバンプ３４の面積を大きくし、熱を回路基板１２側に効率よく伝えられるようにしていた。このように目的に応じてバンプが様々な平面形状とっても、加熱及び冷却時に接合部の温度が管理し易いと共晶接合の品質が安定化し、さらに放熱特性の改善などの目的達成と同時に前述の金バンプによる金錫共晶接合のメリットも享受できる。
【００４４】
本実施形態の加熱工程では加熱装置としてベルト炉９５を使用していた。しかしながら本発明の加熱工程で使用する加熱装置はベルト炉に限定されない。本発明の加熱工程では、半導体素子と粘着シートが積層した集合基板を加圧治具ごと加熱できればよい。たとえば集合基板を収納した加圧治具が一定の数量に達したら、これらをまとめて熱風オーブンで加熱し、ひきつづき加圧治具を熱風オーブンから引き出し冷却しても良い。いろいろな加熱装置があるなかで、とくに本実施形態ので用いたベルト炉９５のように加圧治具８９が加熱装置内を移動しながら加熱される方式は、連続的な製造が可能となるから製造ラインの自動化に適している。
（第２実施形態）
【００４５】
以下、添付図面１２を参照しながら、本発明の第２実施形態について詳細に説明する。なお、ＬＥＤ素子１３、粘着シート８１、集合基板８４は第１実施形態と同一であり、粘着シート８１が接着した集合基板８４を製作する工程も第１実施形態（図８（ａ）から（ｃ））と同一なので重複する説明は省略する。
【００４６】
図１２により本実施形態の収納工程を説明する。図１２は加圧治具９９に集合基板８４を収納した状態の説明図であり、図８（ｄ）に対応する。図１２において、粘着シート８１が接着した集合基板８４の上部を緩衝材としてテフロン（登録商標）からなる緩衝シート１００が覆っており、これらを金属製の上板９７と下板９８からなる加圧治具９９に挟み込んでいる。この状態で上板９７が自重で、粘着シート８１が接着した集合基板８４を加圧している。なお加圧が不足する場合は上板９７上に重りを乗せてもよい。
【００４７】
粘着シート８１に付着したＬＥＤ素子１３は、素子毎にサファイア基板３１の厚さや他の部材の高さ（厚さ）が一定であるとは限らない。このばらつきの一部分はバンプ３４，３５が溶融して変形することで吸収できるが、さらに第１実施形態では粘着シート８１の弾性もこれらのばらつきの影響を緩和（緩衝）している。粘着シート８１だけでは緩衝作用が不足する場合、第２実施形態のように緩衝シート１００を追加すれば接合が安定化する。また集合基板８４の下に緩衝シートを挿入しても良く、この場合は主に集合基板８４や下板９８の非平坦性の影響を吸収する。同様に集合基板８４の上下に緩衝シートを挿入しても良い。
【符号の説明】
【００４８】
１０，２０…ＬＥＤ装置、１１…樹脂層、１２…回路基板（個別の基板領域）、１３…ＬＥＤ素子（半導体素子）、１４…−電極、１４ａ，１５ａ…スルーホール電極、１４ｂ，１５ｂ…出力電極、１５…＋電極、１６…板材、３１…サファイア基板、３２…ｐ型半導体領域、３３…ｎ型半導体領域、３４，３５…バンプ、３６…半導体層、６１…ＧａＮ層、６２…Ａｇ層、６３，６８，７１…Ａｕ層、６４…保護膜、６５…ＵＢＭ（アンダーバンプメタル）層、６６…金バンプ部、６７…Ｓｎ層、７２…銅箔、７３…Ａｕ−Ｓｎ共晶部、８１…粘着シート、８２…枠、８３…真空吸着ノズル、８４…集合基板、８５…支柱、８５ａ…支持部、８６…可動台、８７，９７…上板、８７ａ…ピン、８８，９８…下板、８８ａ…穴、８８ｂ…凹部、８９，９９…加圧治具、９１…切断線、９５…ベルト炉（加熱装置）、９６…ベルトコンベア、１００…緩衝シート。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体素子をフリップチップ実装した集合基板を個別の基板領域に分割して半導体装置を製造する半導体装置の製造方法において、
前記複数の半導体素子が前記集合基板上の前記個別の基板領域に対応する配置となるように前記半導体素子を粘着シート上に付着し、
前記半導体素子の電極と前記集合基板の電極とが向かいあうようにして前記粘着シートを前記集合基板に重ね、
上板と下板とを備える加圧治具に該集合基板を収納する収納工程と、
該加圧治具の上板と下板で該集合基板を加圧しながら該加圧治具を加熱する加熱工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記半導体素子がＬＥＤ素子であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記半導体素子が電解メッキ法により形成された金バンプを備え、前記加熱工程において金錫共晶結合により前記半導体素子と前記集合基板の電極とが接合することを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記加熱工程において前記加圧治具が加熱装置内を移動しながら加熱されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記収納工程において前記上板または前記下板と前記集合基板との間に緩衝シートを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１】
複数の半導体素子をフリップチップ実装した集合基板を個別の基板領域に分割して半導体装置を製造する半導体装置の製造方法において、
前記複数の半導体素子が前記集合基板上の前記個別の基板領域に対応する配置となるように前記半導体素子を粘着シート上に付着し、
前記半導体素子の電極と前記集合基板の電極とが向かいあうようにして前記粘着シートを前記集合基板に重ね、
上板と下板とを備える加圧治具に該集合基板を収納する収納工程と、
該加圧治具の上板と下板で該集合基板を加圧しながら該加圧治具を加熱する加熱工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記半導体素子がＬＥＤ素子であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記半導体素子が電解メッキ法により形成された金バンプを備え、前記加熱工程において金錫共晶結合により前記半導体素子と前記集合基板の電極とが接合することを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記加熱工程において前記加圧治具が加熱装置内を移動しながら加熱されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記収納工程において前記上板または前記下板と前記集合基板との間に緩衝シートを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１５５１８６（Ｐ２０１１−１５５１８６Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６６２６（Ｐ２０１０−１６６２６）
【出願日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【出願人】（０００１３１４３０）シチズン電子株式会社 (798)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【出願人】（０００１３１４３０）シチズン電子株式会社 (798)
【Ｆターム（参考）】
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