説明

配線基板、半導体装置の製造方法及び装置

【課題】マルチチップモジュールを効率的に製造すること。
【解決手段】マルチチップモジュール10aは、1つの配線パターン領域2a内に実装される半導体チップ3L,3R同士の間隔Bに対し、隣接する配線パターン領域2a間における半導体チップ3L,3R同士の間隔Cを等しくしていることにより、製造時において、搬送ピッチを一定の間隔(間隔B=C)に設定すれば、全ての半導体チップ3L,3Rをテープ基板1Aの一巡の搬送で実装することが可能となる。したがって、マルチチップモジュールを効率的に製造することが可能となる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、配線基板、半導体装置の製造方法及び装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、TCP(Tape Career Package)等のフレキシブル配線基板を用いた半導体装置の分野では、実装用のフレキシブル配線基板を搬送しながら半導体チップ等の電子部品を実装し、モジュール化された複数の半導体装置を製造することが行われている。
このような半導体装置を製造する場合、例えば、配線パターン領域(パッケージ領域)が複数形成されたテープ基板をリール to リール(送出用リールから巻き取り用リールにテープ基板を搬送する手法)によって搬送しながら、テープ基板の表面上に形成された複数の配線パターン領域内に、半導体チップを順次実装している。
【0003】
そして、テープ基板上に半導体チップが実装された配線パターン領域が、後にそれぞれ切り離されて製品モジュールとされる。
ところで、近年、1つのモジュール内に複数の半導体チップが実装された、いわゆるマルチチップモジュールが利用されつつある。
マルチチップモジュールを用いることで、1つの半導体を高機能化する場合に比べ、低コストおよび低占有面積で製品の高機能化を図ることができるといった利点がある。
因みに、上述したマルチチップモジュールに関連した周知技術としては、例えば複数の半導体チップ間の高密度接続と電源補強とを両立した構造のもの(特許文献1参照)等が挙げられる
【特許文献1】特開2002−314033号公報(要約)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記従来の方法を用いた場合、マルチチップモジュールを効率的に製造することが困難であった。
即ち、従来の方法を用いてマルチチップモジュールを製造する場合、例えば、1つの配線パターン領域に2つの半導体チップC1,C2が実装されるものとすると、テープ基板をリール to リールによって搬送しながら、テープ基板上に形成された各配線パターン領域の全てに対し、まず、半導体チップC1を順次実装する。
【0005】
そして、一旦、テープ基板を巻き戻した後、続いて、テープ基板上に形成された各配線パターン領域の全てに対し、半導体チップC2を実装する。
このような手順とする主な理由は、テープ基板を搬送する場合、通常、搬送ピッチは一定に設定されており、1つのテープ基板をリールからリールへ搬送する間は、そのピッチを変更することが困難なためである。
そのため、マルチチップモジュールを製造する場合には、半導体チップの実装過程において、リールの巻き取り作業が必要になる等、作業効率が低下することとなっていた。
本発明の課題は、マルチチップモジュールを効率的に製造することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記技術的課題を解決するための第1の発明は、
所定間隔で配列された複数の配線パターン領域(例えば、図1の配線パターン領域2a)を有する配線基板(例えば、図1のテープ基板1A)であって、前記配線パターン領域それぞれには、電子部品(例えば、図1の半導体チップ3)が実装される複数の実装領域が第1の間隔(例えば、図1における間隔B)で形成されていると共に、隣接する前記配線パターン領域において隣り合っている前記実装領域間は第2の間隔(例えば、図1における間隔C)を有し、前記第1の間隔と第2の間隔の一方は、他方の自然数倍となっていることを特徴とする。
【0007】
このような構成によれば、1つの配線パターン領域内に実装される電子部品同士の間隔と、隣接する配線パターン領域間における電子部品の間隔とについて、一方が他方の自然数倍という関係となっているため、製造時において、配線基板の搬送ピッチをいずれか小さい方の間隔に設定すれば、単純な搬送動作によって、配線基板を一巡だけ搬送することで全ての電子部品を実装することが可能となる。
したがって、マルチチップモジュールを効率的に製造することが可能となる。
尚、ここでの配線基板としては、TCPの他、COF(Chip On Film)或いはTAB(Tape Automated Bonding)と言った各種技術を適用したものが対象となる。
【0008】
第2の発明は、
前記第1の間隔と第2の間隔とが等しい間隔とされていることを特徴とする。
このような構成によれば、複数の配線パターン領域間における電子部品の実装領域の間隔が、同一の配線パターン領域における電子部品の実装領域間の間隔と同一であるため、配線基板全体の実装領域について、単純な搬送動作および実装動作によって、電子部品を実装することができる。
【0009】
第3の発明は、
所定間隔で配列された複数の配線パターン領域を有する配線基板に対し、電子部品を実装して半導体装置を製造するための半導体装置の製造方法であって、前記配線パターン領域それぞれに、電子部品が実装される複数の実装領域が第1の間隔で形成されていると共に、隣接する前記配線パターン領域において隣り合っている前記実装領域間は第2の間隔を有し、前記第1の間隔と第2の間隔の一方は、他方の自然数倍となっている配線基板に対し、電子部品1つを配線パターン領域内の実装領域に実装する第1の工程と、前記配線基板を前記第1及び第2の間隔のうち、小さい方の間隔に等しいピッチだけ搬送する第2の工程と、前記第1の工程において電子部品が実装された配線パターン領域内の他方の実装領域に電子部品を実装する第3の工程と、前記配線基板を前記ピッチだけ搬送する第4の工程と、前記第1及び第2の工程において電子部品が実装された配線パターン領域に隣接する配線パターン領域内に電子部品を実装する第5の工程と、を含むことを特徴とする。
【0010】
このような方法によれば、1つの配線パターン領域内に実装される電子部品同士の間隔と、隣接する配線パターン領域間における電子部品の間隔とについて、一方が他方の自然数倍という関係となっているため、製造時において、配線基板の搬送ピッチをいずれか小さい方の間隔に設定すれば、単純な搬送動作によって、配線基板を一巡だけ搬送することで全ての電子部品を実装することが可能となる。
したがって、マルチチップモジュールを効率的に製造することが可能となる。
【0011】
第4の発明は、
前記第1の間隔と第2の間隔とが等しい間隔とされていることを特徴とする。
このような方法によれば、複数の配線パターン領域間における電子部品の実装領域の間隔が、同一の配線パターン領域における電子部品の実装領域間の間隔と同一であるため、配線基板全体の実装領域について、単純な搬送動作および実装動作によって、電子部品を実装することができる。
【0012】
第5の発明は、
前記配線基板が前記ピッチだけ搬送された後、電子部品の実装予定位置に電子部品の実装領域が存在するか否かを判定し、電子部品の実装予定位置に電子部品の実装領域が存在する場合、電子部品の実装に移行し、電子部品の実装予定位置に電子部品の実装領域が存在しない場合、前記配線基板を前記ピッチだけ搬送させる工程を含むことを特徴とする。
このような方法によれば、配線基板の搬送を単純なものとしつつ、電子部品を必要な位置にのみ実装することができるため、マルチチップモジュールを効率的に製造することができる。
【0013】
第6の発明は、
所定間隔で配列された複数の配線パターン領域を有する配線基板に対し、電子部品を実装して半導体装置を製造する半導体装置の製造装置であって、前記配線パターン領域それぞれに、電子部品が実装される複数の実装領域が第1の間隔で形成されていると共に、隣接する前記配線パターン領域において隣り合っている前記実装領域間は第2の間隔を有し、前記第1の間隔と第2の間隔の一方は、他方の自然数倍となっている配線基板を、前記第1及び第2の間隔のうち、小さい方の間隔に等しいピッチずつ搬送する搬送手段(例えば、図2の制御部110及び駆動部140)と、前記搬送手段によって搬送された前記配線基板の実装領域に対し、電子部品を実装する実装手段(例えば、図2の制御部110及び実装部130)と、を備えることを特徴とする。
【0014】
このような構成によれば、1つの配線パターン領域内に実装される電子部品同士の間隔と、隣接する配線パターン領域間における電子部品の間隔とについて、一方が他方の自然数倍という関係となっているため、製造装置は、配線基板の搬送ピッチをいずれか小さい方の間隔に設定すれば、単純な搬送動作によって、配線基板を一巡だけ搬送することで全ての電子部品を実装することが可能となる。
したがって、マルチチップモジュールを効率的に製造することが可能となる。
【0015】
第7の発明は、
前記搬送手段によって搬送された前記配線基板において、電子部品の実装予定位置に電子部品の実装領域が存在するか否かを判定し、電子部品の実装予定位置に電子部品の実装領域が存在する場合、電子部品の実装に移行し、電子部品の実装予定位置に電子部品の実装領域が存在しない場合、前記配線基板を前記ピッチだけ搬送させる判定手段をさらに備えることを特徴とする。
このような構成によれば、配線基板の搬送を単純なものとしつつ、電子部品を必要な位置にのみ実装することができるため、マルチチップモジュールを効率的に製造することができる。
このように、本発明によれば、マルチチップモジュールを効率的に製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、図を参照して本発明に係る配線基板、半導体装置の製造方法及び装置の実施形態を説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明を適用した実施形態1に係るマルチチップモジュール10aの概略構成を示した平面図である。
このマルチチップモジュール10aは、製品モジュールに切り離される前の、リールに巻き取られることが可能なテープ基板1A上に形成される。また、マルチチップモジュール10aは、テープ基板1A表面に配設された配線パターン領域2a内で、複数の半導体チップ3を、均等な第1の間隔Bでテープ基板の巻き取り方向に沿うように実装して構成される。
【0017】
但し、テープ基板1A上において、配線パターン領域2aは、テープ基板1Aの巻き取り方向に沿って複数個が所定の間隔(B+C)で配列されている。
尚、ここでは配線パターン領域2a内に半導体チップ3が2個ずつ実装されるものとし、図1中、配線パターン領域2a内の左側に実装されるものを半導体チップ3L、右側に実装されるものを半導体チップ3Rと称する。
各半導体チップ3については、同一の配線パターン領域2a内において、半導体チップ3L,3Rが間隔Bで実装される。
【0018】
また、各配線パターン領域2a内の右側の半導体チップ3Rと、その配線パターン領域2aの右側に隣接する配線パターン領域2a内の左側の半導体チップ3Lとの間隔Cが、上記の間隔Bと等しくされている。
さらに、テープ基板1Aは、各半導体チップ3の実装後に各配線パターン領域毎に所望のモジュール形状に切断されても良いし、配線パターン領域2a間の切断対象位置(図1のE−E線上)で切り離されても良い。
これにより、各配線パターン領域2aが分離され、それぞれマルチチップモジュール10a単体とされる。
【0019】
このマルチチップモジュール10aの場合、1つの配線パターン領域2a内に実装される半導体チップ3L,3R同士の間隔Bに対し、隣接する配線パターン領域2a間における半導体チップ3L,3R同士の間隔Cを等しくしていることにより、製造時において、搬送ピッチを一定の間隔(間隔B=C)に設定すれば、リールの巻き戻しを要することなく、全ての半導体チップ3L,3Rをテープ基板1Aの一巡の搬送で実装することが可能となる。
尚、図1に示すテープ基板1Aは、上下端に形成されている搬送用ピッチ穴4に搬送用の歯車における歯が掛けられ、搬送用ピッチ穴4のピッチAを最低のピッチとして搬送制御が行われても良い。
次に、マルチチップモジュール10aを製造するための製造装置について説明する。
【0020】
(構成)
図2は、本実施形態に係るマルチチップモジュール10aの製造装置100を示す概略構成図である。
図2において、マルチチップモジュール10aの製造装置100は、制御部110と、カメラ120と、実装部130と、駆動部140とを備えている。
制御部110は、製造装置100全体を制御するものであり、カメラ120によって入力される画像を認識し、テープ基板1A上における半導体チップ3の実装領域を検出したり、実装部130に対して、検出した実装領域への半導体チップ3の実装を指示したり、駆動部140に対してリールの回転を指示したりする。
【0021】
カメラ120は、CCD(Charge Coupled Devices)あるいはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)を用いた撮像装置であり、リール間で搬送されるテープ基板1Aのうち、実装部130によって半導体チップ3を実装しようとする位置(実装予定位置)の画像を撮影する。そして、カメラ120は、撮影した画像データを制御部110に出力する。
実装部130は、制御部110の指示に従って、テープ基板1Aに実装するための半導体チップ3が複数格納された供給トレーから、移送用アームによって半導体チップ3をピックアップし、その半導体チップ3をテープ基板1Aにおける配線パターン領域2aの実装領域に実装する。
【0022】
駆動部140は、制御部110の指示に従って、不図示のモータを駆動することにより、送出用および巻き取り用のリールを回転させ、一定のピッチ(間隔B=C)でテープ基板1Aを搬送する。
このとき、駆動部140は、テープ基板1Aに対し、図1中の上端および下端に形成された搬送用ピッチ穴4に歯車の歯を掛けて搬送すると共に、搬送用ピッチAを最低のピッチとして搬送制御する。
尚、テープ基板1Aは、製造装置100によって半導体チップ3の実装が完了した後、各配線パターン領域毎に所望のモジュール形状に切断されても良いし、配線パターン領域2a間の切断対象位置(図1のE−E線上)で切り離されても良い。
この手順は、半導体チップ3の実装を行う製造装置100と同一の装置によって行うこと、および、後段の手順において、他の装置を用いて行うことのいずれも可能である。
【0023】
(動作)
次に、マルチチップモジュール10aの製造装置100の動作を説明する。
製造装置100の稼動にあたり、テープ基板1Aが巻回された送出用リールがセットされ、テープ基板1Aの先端が、巻き取り用リールに連結される。
このとき、テープ基板1Aは、図1に示す構造を有しており、半導体チップ3の実装領域は、等間隔に形成されている。
また、製造装置100においては、テープ基板1Aの搬送ピッチがオペレータによって設定される。
そして、製造装置100の稼動が開始されると、まず、カメラ120が、実装予定位置におけるテープ基板1Aの画像を撮影し、制御部110に画像データを出力する。
【0024】
制御部110は、カメラ120によって撮影された画像データを基に、テープ基板1Aの実装領域が存在しているか否かを認識し、実装領域が存在していると判定した場合、実装部130に対し、半導体チップ3の実装を指示する。すると、実装部130が、半導体チップ3をテープ基板2aの配線パターン領域2aに実装する。
一方、制御部110は、画像を認識した結果、実装領域が存在していないと判定した場合、駆動部140に対し、リールを回転させて搬送ピッチ分だけテープ基板1Aを搬送させる指示を行う。
また、同様に、実装部130において、半導体チップ3がテープ基板2aの配線パターン領域2aに実装された場合、それに続いて、制御部110は、駆動部140に対し、リールを回転させて搬送ピッチ分だけテープ基板1Aを搬送させる指示を行う。
【0025】
制御部110によって、リールを回転させて搬送ピッチ分だけテープ基板1Aを搬送させる指示が行われると、駆動部140は、モータに対し所定電流を印加し、リールを回転させて搬送ピッチ分だけテープ基板1Aを搬送する。
このような動作を繰り返すことにより、製造装置100は、テープ基板1A全体の配線パターン領域2aに対し、半導体チップ3を2つずつ実装する。
また、テープ基板1A全体の配線パターン領域2aに対し、半導体チップ3が実装された後、配線パターン領域2a間の切断対象位置でテープ基板1Aを切断し、マルチチップモジュール10aが製造される。
上述のような製造装置100とすることにより、配線パターン領域に1つの半導体チップが実装されたテープ基板を製造する既存の製造装置に対し、大規模な機構の変更を加えることなく、マルチチップモジュールを効率的に製造可能な装置を実現することができる。
【0026】
(マルチチップモジュール10aの製造方法)
本実施形態に係るマルチチップモジュール10aの製造方法は、以下の工程を含んでいる。
(1)テープ基板1Aの巻き取り方向に沿って複数の配線パターン領域2aが所定の間隔(B+C)で配列されていると共に、1つの配線パターン領域2a内において、半導体チップ3の実装領域が間隔Bで形成され、かつ、隣接する配線パターン領域2aにおいて隣り合っている実装領域の間隔Cと間隔Bとが等しくされているテープ基板1Aに対し、まず、1つの半導体チップ3を配線パターン領域2a内の実装領域に実装する。
(2)テープ基板1Aを間隔B(=間隔C)だけ搬送し、(1)において半導体チップ3が実装された配線パターン領域2a内における他方の半導体チップ3を実装する。
(3)テープ基板1Aをさらに間隔B(=間隔C)だけ搬送し、隣接する配線パターン領域2a内に実装する。
【0027】
(4)上記(1)〜(3)の手順を適宜繰り返し、テープ基板1A全ての配線パターン領域2a内における半導体チップ3が、テープ基板1Aのリールからリールへの一回の搬送によって実装される。
(5)テープ基板1Aの配線パターン領域2a間における切断対象位置において、配線パターン領域2aを切り離し、各配線パターン領域2aがマルチチップモジュール10a単体とされる。
このような手法によれば、同一の搬送ピッチで全ての半導体チップ3をテープ基板1Aに実装することができるため、実装過程においてテープ基板1Aを巻き戻す必要がなく、マルチチップモジュールを効率的に製造することが可能となる。
【0028】
(応用例1)
実施形態1において、テープ基板1Aにおける各半導体チップ3の実装領域は、各配線パターン領域2a内の右側の半導体チップ3Rと、その配線パターン領域2aの右側に隣接する配線パターン領域2a内の左側の半導体チップ3Lとの間隔Cが、同一の配線パターン領域2a内における半導体チップ3の間隔Bと等しくなるよう形成するものとして説明したが、これとは異なる形態とすることが可能である。
即ち、テープ基板1Aにおける各半導体チップ3の実装領域を、各配線パターン領域2a内の右側の半導体チップ3Rと、その配線パターン領域2aの右側に隣接する配線パターン領域2a内の左側の半導体チップ3Lとの間隔Cが、同一の配線パターン領域2a内における半導体チップ3の間隔Bの正の整数倍とすることが可能である。
【0029】
この場合、マルチチップモジュール10aの製造装置100に備えられているカメラ120がテープ基板1Aの実装予定位置の画像を撮影することにより、実装領域が存在していない位置には半導体チップ3が実装されないよう制御される。
そのため、テープ基板1Aの搬送ピッチを、同一の配線パターン領域2a内における半導体チップ3の間隔Bとしても、全ての実装領域について、適確に半導体チップ3が実装されることとなる。
また、テープ基板1A上における半導体チップ3の間隔B,Cについて、上記とは反対に、間隔Bが間隔Cの正の整数倍である場合にも、テープ基板1Aの搬送ピッチをCとすることにより、同様に全ての実装領域について、適確に半導体チップ3が実装されることとなる。
【0030】
即ち、テープ基板1Aにおいて、同一の配線パターン領域2a内における半導体チップ3の間隔Bと、隣接する配線パターン領域2aにおいて隣り合っている半導体チップ3の間隔Cとについて、一方が他方の正の整数倍になっている場合、より小さい間隔の方にテープ基板1Aの搬送ピッチを設定することができる。
このときにも、搬送機構の動作は搬送ピッチが一定で簡単なものとしたまま、カメラによる実装領域の検出機能を用いることにより、実装領域がない位置への半導体チップ3の実装を回避しつつ、全ての実装領域について、適確に半導体チップ3が実装されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明を適用した実施形態1に係るマルチチップモジュール10aの概略構成を示した平面図である。
【図2】実施形態1に係るマルチチップモジュール10aの製造装置100を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【0032】
1A テープ基板、2a 配線パターン領域、3,3L,3R 半導体チップ、4 搬送用ピッチ穴、10a マルチチップモジュール、100 製造装置、110 制御部、120 カメラ、130 実装部、140 駆動部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定間隔で配列された複数の配線パターン領域を有する配線基板であって、
前記配線パターン領域それぞれには、電子部品が実装される複数の実装領域が第1の間隔で形成されていると共に、隣接する前記配線パターン領域において隣り合っている前記実装領域間は第2の間隔を有し、前記第1の間隔と第2の間隔の一方は、他方の自然数倍となっていることを特徴とする配線基板。
【請求項2】
前記第1の間隔と第2の間隔とが等しい間隔とされていることを特徴とする請求項1記載の配線基板。
【請求項3】
所定間隔で配列された複数の配線パターン領域を有する配線基板に対し、電子部品を実装して半導体装置を製造するための半導体装置の製造方法であって、
前記配線パターン領域それぞれに、電子部品が実装される複数の実装領域が第1の間隔で形成されていると共に、隣接する前記配線パターン領域において隣り合っている前記実装領域間は第2の間隔を有し、前記第1の間隔と第2の間隔の一方は、他方の自然数倍となっている配線基板に対し、電子部品1つを配線パターン領域内の実装領域に実装する第1の工程と、
前記配線基板を前記第1及び第2の間隔のうち、小さい方の間隔に等しいピッチだけ搬送する第2の工程と、
前記第1の工程において電子部品が実装された配線パターン領域内の他方の実装領域に電子部品を実装する第3の工程と、
前記配線基板を前記ピッチだけ搬送する第4の工程と、
前記第1及び第2の工程において電子部品が実装された配線パターン領域に隣接する配線パターン領域内に電子部品を実装する第5の工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項4】
前記第1の間隔と第2の間隔とが等しい間隔とされていることを特徴とする請求項3記載の半導体装置の製造方法。
【請求項5】
前記配線基板が前記ピッチだけ搬送された後、電子部品の実装予定位置に電子部品の実装領域が存在するか否かを判定し、電子部品の実装予定位置に電子部品の実装領域が存在する場合、電子部品の実装に移行し、電子部品の実装予定位置に電子部品の実装領域が存在しない場合、前記配線基板を前記ピッチだけ搬送させる工程を含むことを特徴とする請求項3又は4に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項6】
所定間隔で配列された複数の配線パターン領域を有する配線基板に対し、電子部品を実装して半導体装置を製造する半導体装置の製造装置であって、
前記配線パターン領域それぞれに、電子部品が実装される複数の実装領域が第1の間隔で形成されていると共に、隣接する前記配線パターン領域において隣り合っている前記実装領域間は第2の間隔を有し、前記第1の間隔と第2の間隔の一方は、他方の自然数倍となっている配線基板を、前記第1及び第2の間隔のうち、小さい方の間隔に等しいピッチずつ搬送する搬送手段と、
前記搬送手段によって搬送された前記配線基板の実装領域に対し、電子部品を実装する実装手段と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項7】
前記搬送手段によって搬送された前記配線基板において、電子部品の実装予定位置に電子部品の実装領域が存在するか否かを判定し、電子部品の実装予定位置に電子部品の実装領域が存在する場合、電子部品の実装に移行し、電子部品の実装予定位置に電子部品の実装領域が存在しない場合、前記配線基板を前記ピッチだけ搬送させる判定手段をさらに備えることを特徴とする半導体装置の製造装置。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2009−302135(P2009−302135A)
【公開日】平成21年12月24日(2009.12.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−151918(P2008−151918)
【出願日】平成20年6月10日(2008.6.10)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】