超音波フリップチップ実装の製造方法
【課題】 半導体チップのバンプを狭ピッチとした場合でも位置ズレなどの不良を防止でき、高密度化した実装を高い信頼性で行うことができる超音波フリップチップ実装の製造方法を提供すること
【解決手段】 搬送路の回路基板２に対して、まずプラズマ照射により洗浄し（ｓ１）、半導体チップ１を搭載させる（ｓ２）。搭載アライメントにはバンプ１１および端子２１を認識マークとし、バンプ１１の並び列両端と端子２１の並び列両端との両者を整合させるように調節する。次に超音波振動を加えてバンプ１１の接合を行い（ｓ３）、半導体チップ１の搭載状態を検査し（ｓ４）、バンプ部位へチップコート樹脂３の塗布を行い（ｓ５）、次にその硬化を行い（ｓ６）、充填状態を検査し（ｓ７）、気泡の状態，搭載状態，ダメージ状態を検査し（ｓ８）、電気的な接続を検査し（ｓ９）、実装を完了する。
【解決手段】 搬送路の回路基板２に対して、まずプラズマ照射により洗浄し（ｓ１）、半導体チップ１を搭載させる（ｓ２）。搭載アライメントにはバンプ１１および端子２１を認識マークとし、バンプ１１の並び列両端と端子２１の並び列両端との両者を整合させるように調節する。次に超音波振動を加えてバンプ１１の接合を行い（ｓ３）、半導体チップ１の搭載状態を検査し（ｓ４）、バンプ部位へチップコート樹脂３の塗布を行い（ｓ５）、次にその硬化を行い（ｓ６）、充填状態を検査し（ｓ７）、気泡の状態，搭載状態，ダメージ状態を検査し（ｓ８）、電気的な接続を検査し（ｓ９）、実装を完了する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップのフリップチップ実装を超音波接合により行う超音波フリップチップ実装の製造方法に関するもので、より具体的には、超音波接合によるフリップチップ実装のための各工程について製造条件の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の薄型，軽量，高機能化により、これを構成する電子部品について高密度実装の要求がある。そうした中で、半導体チップ（ベアチップ）を回路基板に直接実装するフリップチップ実装の技術が注目になっており、フリップチップ実装について各種の工法が提案されている。
【０００３】
フリップチップ実装は、半導体チップに設けたバンプを回路基板の端子へ対面させて接合を行うが、バンプの電気接続には超音波振動により金属接合を得る工法、はんだバンプによりはんだぬれを得る工法、異方性導電膜（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）により物理的接触を得る工法などがある。
【０００４】
各工法を比較すると、一長一短はあるものの超音波振動による工法が高密度実装の要求にメリットが多いと言える。つまり、はんだバンプによる工法では、回路基板の温度は錫メッキ端子では４００℃から５００℃程度が必要であり、金端子では６００℃程度の高温にする必要がある。その点、超音波振動による工法では１５０℃以下の低温度でよく温度劣化，工程の温度管理などの面で有利になる。また、ＡＣＦによる工法では温度は２００℃程度で済むが、バンプを狭ピッチとした微細パターンの接合では、端子間がショートする不良が発生し、コストと時間もかかる。
【０００５】
超音波振動による工法では、まず回路基板をステージ上に吸着させて固定し、半導体チップに超音波振動を加えるとともに、所定の荷重を加えて接合を行う。このとき、超音波振動による接合の加速性を促進し、各部材のばらつき等の諸条件を吸収するため、回路基板を吸着させたステージおよび半導体チップを吸着させたヘッドには調温機能を持たせている。この条件下で半導体チップに超音波振動を加えると、回路基板の端子は金メッキ部分が再結晶化しながらバンプへ食い込んでいき、金属接合が完了する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、そうした超音波振動による工法では以下に示すような問題がある。
【０００７】
電子機器の開発が、いわゆるドッグイヤーと呼ばれるように極めて早く進められることから、高密度実装の要求レベルが急速に高くなってきており、半導体チップのバンプをより狭ピッチにすることが進められている。しかし、バンプが狭ピッチであると回路基板へ搭載した際に位置ズレを起こす不良があり、歩留まりが悪化することから改善策が求められている。
【０００８】
バンプのピッチが比較的に広い設定では、例えば４０μｍ以上のピッチであれば、回路基板の認識マークと半導体チップの認識マークとの両者の認識により整合，位置合わせを行うことができ、搭載を完了できる。しかし、４０μｍピッチ以下となると、位置ズレが発生する問題がある。すなわち、４０μｍ以下のピッチになると、回路基板の認識マークと端子との間の寸法バラツキに加えて、回路基板のエッチング仕上がりの公差、および半導体チップに設けたバンプの公差、さらにバンプと端子との総合的なピッチの差異など、寸法公差がより厳しくなる要因があり、バンプと端子との間で位置ズレを起こす問題が生じる。
【０００９】
この発明は上記した課題を解決するもので、その目的は、半導体チップのバンプを狭ピッチとした場合でも位置ズレなどの不良を防止でき、高密度化した実装を高い信頼性で行うことができる超音波フリップチップ実装の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するために、本発明に係る超音波フリップチップ実装の製造方法は、半導体チップのフリップチップ実装を超音波接合により行う製造方法であって、大気圧或いは減圧においてプラズマ照射により洗浄を行うプラズマ洗浄工程と、半導体チップを回路基板へ搭載させて半導体チップのバンプと回路基板の端子とのアライメントを行う搭載アライメント工程と、超音波振動を加えてバンプの接合を行う超音波接合工程と、半導体チップの搭載状態を検査する搭載後検査工程と、半導体チップと回路基板との隙間へ充填させるためチップコート樹脂の塗布を行うチップコート樹脂塗布工程と、チップコート樹脂の硬化を行うチップコート樹脂硬化工程と、チップコート樹脂の充填状態を検査する第１外観検査工程と、チップコート樹脂の気泡の状態，半導体チップの搭載状態，バンプと端子とのダメージ状態を検査する第２外観検査工程と、バンプと端子との電気的な接続を検査する電気検査工程とを順次に行い、搭載アライメント工程はバンプおよび端子を認識マークとし、バンプの並び列両端と端子の並び列両端との両者を整合させるように調節を行う（請求項１）。
【００１１】
また、プラズマ洗浄工程は、放電電極から清浄エアや窒素Ａｒあるいは窒素，酸素の混合ガスなどの活性種ガスを吹きつけつつプラズマ照射を行う照射方式を用い、放電電極の先端は回路基板との間隔を０．５ｍｍ以上から１．５ｍｍ以下とし、活性種ガスの流量は１０リットル／ｍｉｎ以上から６０リットル／ｍｉｎ以下とし、プラズマ照射の線速度は２００ｍｍ／ｍｉｎ以上から５００ｍｍ／ｍｉｎ以下とする設定を採る（請求項２）。
【００１２】
また、超音波接合工程は、回路基板を載せるステージの温度は４０℃以上から８０℃以下とし、超音波振動を行うヘッドの温度は８０℃以上から４００℃以下とし、ヘッドの超音波振動振幅値は０．５μｍ以上から４．０μｍ以下とし、超音波振動時間は０．３ｓｅｃ以上から１．３ｓｅｃ以下とし、超音波振動を開始するまでの０．２ｓｅｃ以上から０．５ｓｃｃ以下の間はヘッドにより１０Ｎ以上から７０Ｎ以下の圧力のみを加えて定圧力時間とし、当該定圧力時間が経過した後に、１バンプ当たり０．０５Ｎから０．５Ｎとなる増加率でリニアに増加させ、このとき圧力増加とともに超音波振動を開始し、当該超音波振動の停止時には圧力の加圧も同時に停止させる（請求項３）。
【００１３】
また、チップコート樹脂塗布工程はニードル付きシリンジによる塗布作業を２回行い、第１の塗布作業ではニードルの直径はφ０．２以上からφ０．４以下とし、ステージ温度は８０℃以上から１００℃以下とし、ニードル付きシリンジによる塗布線速度は２０ｍｍ／ｓｅｃ以上から４０ｍｍ／ｓｅｃ以下とし、塗布圧力は２００ｋｐａ以上から４００ｋｐａ以下として作業し、第２の塗布作業ではニードルの直径はφ０．２以上からφ０．４以下とし、ステージ温度は９０℃以上から１１０℃以下とし、ニードル付きシリンジによる塗布線速度は４０ｍｍ／ｓｅｃ以上から６０ｍｍ／ｓｅｃ以下とし、塗布圧力は１００ｋｐａ以上から３００ｋｐａ以下として作業する（請求項４）。
【００１４】
また、チップコート樹脂硬化工程は仮硬化作業に続いて本硬化作業を行い、仮硬化作業では温度は１８０℃以上から２２０℃以下とし、仮硬化時間は２０ｓｅｃ以上から２００ｓｅｃ以下とし、塗布した前記チップコート樹脂の表面にタック性を持たせて仮硬化状態とし、リールに巻き取った後に、続く本硬化作業では温度は１５０℃以上から１８０℃以下とし、本硬化時間は４５分から１２０分として作業する（請求項５）。
【００１５】
また、チップコート樹脂硬化工程は連続炉に通す加熱作業を行い、非接触の場合非接触とする間隔は０．２ｍｍ以上から１．０ｍｍ以下とし、加熱温度は１６０℃以上から２００℃以下とし、加熱時間は１５分以上から６０分以下として作業する（請求項６）。もちろん、接触して加熱してもよい。
【００１６】
また、第１外観検査工程は、実体顕微鏡にミラー反転機能を備えて接眼レンズにより肉眼で検査を行い（請求項７）、第２外観検査工程は、金属顕微鏡にミラー反転機能を備えて接眼レンズにより肉眼で検査を行う（請求項８）。
【００１７】
また、第１外観検査工程およびあるいは第２外観検査工程は、ＣＣＤカメラおよびビデオモニタを備えて撮像画像を画像処理することにより検査を行う（請求項９）。
【００１８】
また、電気検査工程は、回路基板に設けたアウタリードの入力側端子および出力側端子へプローブをそれぞれコンタクトさせ、入力側端子について電気的なショート状態あるいはオープン状態の検出を行い、そして入力側端子へ駆動電圧を加えて、出力側端子について電流値による電気的なショート状態あるいはオープン状態の検出を行い、さらに出力側端子の全てに対して電流値，電圧値を検出することによりログデータの集計を行う（請求項１０）。
【００１９】
また、プラズマ洗浄工程と、搭載アライメント工程と、超音波接合工程と、搭載後検査工程と、チップコート樹脂塗布工程と、チップコート樹脂硬化工程と、第１外観検査工程と、第２外観検査工程と、電気検査工程とは、インライン式に連続化して処理を行うこともよく（請求項１１）、あるいはまたバッチ式に独立化して処理を行うこともよい（請求項１２）。
【００２０】
また、第１外観検査工程およびあるいは第２外観検査工程およびあるいは電気検査工程において、回路基板の供給はリール供給あるいはシート供給あるいは個別供給により供給し、各検査工程はインライン式に連続化して処理を行い、あるいはバッチ式に独立化して処理を行うこともよい（請求項１３）。
【００２１】
したがって本発明では、搭載アライメント工程において、半導体チップのバンプおよび回路基板の端子の並び列そのものを認識マークとし、バンプの並び列両端と端子の並び列両端との両者を整合させるように調節するので、位置合わせを適正に行うことができ、搭載位置の精度を高く得ることができる。必要に応じてアライメントマークを用いてもよい。
【００２２】
また、プラズマ洗浄工程と、搭載アライメント工程と、超音波接合工程と、搭載後検査工程と、チップコート樹脂塗布工程と、チップコート樹脂硬化工程と、第１外観検査工程と、第２外観検査工程と、電気検査工程との各工程はそれぞれ適切な製造条件により行う構成になっているので、各工程をそれぞれ最適条件により行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る超音波フリップチップ実装の製造方法では、搭載アライメント工程において、半導体チップのバンプの並び列両端と、回路基板の端子の並び列両端との両者を整合させるように調節するので、位置合わせを適正に行うことができ、搭載位置の精度を高く得ることができる。したがって、半導体チップのバンプを狭ピッチとした場合でも位置ズレなどの不良を防止でき、その結果、高密度化した実装を高い信頼性で行うことができる。
【００２４】
また、プラズマ洗浄工程と、搭載アライメント工程と、超音波接合工程と、搭載後検査工程と、チップコート樹脂塗布工程と、チップコート樹脂硬化工程と、第１外観検査工程と、第２外観検査工程と、電気検査工程との各工程はそれぞれ最適条件により行うことができ、その結果、生産性の向上および歩留まりの向上が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１，図２は、本発明の好適な一実施の形態を示している。本実施形態において、超音波フリップチップ実装の製造ラインは、半導体チップ１のフリップチップ実装を超音波接合により行うようになっている。これには、大気圧においてプラズマ照射により洗浄を行う大気圧プラズマ洗浄工程ｓ１と、半導体チップ１を回路基板２へ搭載させて半導体チップ１のバンプ１１と回路基板２の端子２１とのアライメントを行う搭載アライメント工程ｓ２と、超音波振動を加えてバンプ１１の接合を行う超音波接合工程ｓ３と、半導体チップ１の搭載状態を検査する搭載後検査工程ｓ４と、半導体チップ１と回路基板２との隙間へ充填させるためチップコート樹脂３の塗布を行うチップコート樹脂塗布工程ｓ５と、チップコート樹脂３の硬化を行うチップコート樹脂硬化工程ｓ６と、チップコート樹脂３の充填状態を検査する第１外観検査工程ｓ７と、チップコート樹脂３の気泡の状態，半導体チップ１の搭載状態，バンプ１１と端子２１とのダメージ状態を検査する第２外観検査工程ｓ８と、バンプ１１と端子２１との電気的な接続を検査する電気検査工程ｓ９とを順次に行い、これらの各工程ｓ１〜ｓ９はそれぞれ適切な製造条件により行う構成になっている。プラズマ洗浄工程は直接式でもよい。また、本実施形態では、大気圧下で処理を行なう例を示しているが、減圧状態で行なってももちろん良い。
【００２６】
回路基板２には、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ），ガラス，ＦＲ４（Ｆｌａｍｅ Ｒｅｔａｒｄａｎｔ Ｔｙｐｅ ４），セラミックなどを想定しており、図１に示す製造ラインでは回路基板２はＦＰＣ基板になっている。この回路基板２はスタート側とエンド側とに配置したリール４，４へ巻き回してあり、スタート側リール４から繰り出してエンド側リール４に巻き取ることで当該製造ライン上を搬送させるようになっている。つまり、スタート側リール４から繰り出した回路基板２は、まず大気圧プラズマ洗浄工程ｓ１へ送り込み、続いて搭載アライメント工程ｓ２，超音波接合工程ｓ３，搭載後検査工程ｓ４，チップコート樹脂塗布工程ｓ５，チップコート樹脂硬化工程ｓ６，第１外観検査工程ｓ７，第２外観検査工程ｓ８，電気検査工程ｓ９を順次に経由してエンド側リール４に巻き取る。
【００２７】
（大気圧プラズマ洗浄工程ｓ１）
図３は大気圧プラズマ洗浄工程を示す側面図である。回路基板２の洗浄には、放電電極５から清浄エアや窒素Ａｒあるいは窒素，酸素の混合ガスなどの活性種ガスを吹きつけつつプラズマ照射を行う間接型照射方式を用いる。放電電極５の先端は回路基板２との間隔Ｇを０．５ｍｍ以上から１．５ｍｍ以下とし、活性種ガスの流量は１０リットル／ｍｉｎ以上から６０リットル／ｍｉｎ以下とし、プラズマ照射の線速度は２００ｍｍ／ｍｉｎ以上から５００ｍｍ／ｍｉｎ以下とする設定を採る。
【００２８】
放電電極５により発生したプラズマは、活性種ガスに押し出されて回路基板２の表面へ照射する。このとき、放電電極５の先端は所定に離間させ、回路基板２の表面がプラズマ放電の空間から所定に離れる設定により、回路基板２が受ける電気的ダメージを低減するようにしている。
【００２９】
回路基板２に対する放電電極５の間隔Ｇは適正範囲に設定する必要がある。つまり、間隔Ｇが０．５ｍｍ以下では狭すぎとなり、回路基板２上に微少な突起，異物が存在すると、そこへプラズマ照射が集中してアーク放電へ転移し、回路基板２に対して大きなダメージを与える可能性がある。逆に間隔Ｇが１．５ｍｍ以上では、プラズマ照射が十分に与えられないため、洗浄効果が極端に低下する問題が生じる。したがって、間隔Ｇは０．５ｍｍ以上から１．５ｍｍ以下に設定することが好ましく、より好ましくは１．０ｍｍが最適値でありプラズマ洗浄の効果を安定的に得ることができる。
【００３０】
活性種ガスの流量Ｌが少ないとき、例えば窒素ガスの流量Ｌが１０リットル／ｍｉｎ以下ではプラズマ照射が十分に与えられないため、洗浄効果が極端に低下するという問題が生じる。逆に流量Ｌが６０リットル／ｍｉｎ以上になると、洗浄効果は飽和することがわかっており、流量Ｌを過剰に増やす必要はない。したがって、窒素ガスの流量Ｌは１０リットル／ｍｉｎ以上から６０リットル／ｍｉｎ以下に設定することが好ましく、より好ましくは４０リットル／ｍｉｎが最適値でありプラズマ洗浄の効果を安定的に得ることができる。
【００３１】
回路基板２の搬送速度Ｓが低速であるとき、例えば搬送速度Ｓが２００ｍｍ／ｍｉｎ以下では洗浄効果は定点照射と同等に飽和することがわかっており、搬送速度Ｓをむやみと低くする必要はない。逆に搬送速度Ｓが５００ｍｍ／ｍｉｎ以上の場合、洗浄効果が極端に低下するという問題が生じる。したがって、搬送速度Ｓは２００ｍｍ／ｍｉｎ以上から５００ｍｍ／ｍｉｎ以下に設定することが好ましく、より好ましくは３００ｍｍ／ｍｉｎが最適値でありプラズマ洗浄の効果を安定的に得ることができる。
【００３２】
このように、大気圧においてプラズマ照射により洗浄を行うことでは、超音波接合工程において超音波接合の強度を安定化でき、チップコート樹脂塗布工程においてチップコート樹脂３の毛細管現象による流動性を向上でき、安定させることができる。
【００３３】
なお、プラズマ照射の方式は、ここでは活性種ガスによりプラズマを押し出す間接型照射の方式を採っているが、回路基板２を放電電極で挟み込む構成として直接にプラズマ照射を行う直接型照射の方式を採ることもよい。
【００３４】
（搭載アライメント工程ｓ２）
図４は搭載アライメント工程を示す側面図である。半導体チップ１はヘッド６へ吸着させ、バンプ１１側が下を向く姿勢とし、いわゆるフリップさせた状態に保持する。そして、回路基板２は裏側を吸着ステージ７に吸着させて保持し、半導体チップ１と回路基板２との間にはＣＣＤカメラ８を配置し、回路基板２の端子２１に対してバンプ１１の位置を所定に位置合わせする。この位置合わせには、半導体チップ１，回路基板２それぞれに認識マークを設けて両者を整合させることもよいが、半導体チップ１のバンプ１１および回路基板２の端子２１の並び列そのものを認識マークとして利用することもできる。つまり、バンプ１１および端子２１の並び列について、最も狭ピッチな部位における各々長辺側の最両端を認識マークとし、両者を整合させるように調節することで位置合わせが行える。
【００３５】
半導体チップ１のバンプ１１が３８μｍピッチのときは、Ｌ／Ｓは２３／１５μｍ、回路基板２の端子２１のトップ幅は１０μｍの関係にあり、搭載位置の精度は理論上は３σ＝６．５μｍが必要となる。ところが、バンプ１１，端子２１それぞれの仕上がり寸法を見ると、バンプ１１は１μｍ程度大きく、端子２１の幅は３μｍ程度大きく仕上がっていることが多い。したがって、搭載位置の精度は検証したところ、３σ＝５μｍ以下が最小限必要となる搭載のための能力となる。ここでＬ／ＳはＬｉｎｅ＆Ｓｐａｃｅの略で、Ｌはバンプ幅、Ｓはバンプ間スペースである。
【００３６】
以上のことから、４０μｍ以下の狭ピッチでの搭載には、半導体チップ１のバンプ１１と回路基板２の端子２１とをＣＣＤカメラ７により撮像し、画像認識により整合，位置合わせを行うことが好ましく、その結果、搭載位置の精度を高く得ることができる。
【００３７】
（超音波接合工程ｓ３）
図５は超音波接合工程を示す側面図である。この超音波接合工程では、まず図５（ａ）に示すように、超音波振動はまだ加えずに圧力だけを所定の時間加えて、続いて図５（ｂ）に示すように、圧力は所定に加えつつ超音波振動を起動して接合を行う。このとき、圧力の加圧と超音波振動の起動は、時間軸で見て図６に示すようなプロファイルで行うことになる。
【００３８】
バンプ１１と端子２１の表面には微少な凹凸があり、両者を単に突き合わせて接触させた状態では、超音波振動の伝達性が悪く良好な接合が行えない問題が起きる。そこで超音波振動による接合では、まずヘッド６側から圧力を加え（矢印ア）、第１設定圧力でこれを所定の時間保持する。あるいはまた第１設定圧力になるまでリニアに圧力を増していき、何れにしてもこの段階では超音波振動はまだ加えずに第１設定圧力だけを加える。この第１設定圧力は、ヘッド６（矢印ア）から半導体チップ１（矢印イ）へ伝達し、バンプ１１（矢印ウ）から端子２１へ伝わることになる。これにより、バンプ１１と端子２１との互いの表面の微妙な凹凸を緩和させてなじませることができ、接触面（界面）を良好な状態にする。
【００３９】
この第１設定圧力を保持する定圧時間が０．２ｓｅｃ以下では凹凸を緩和させることが不十分であり、バンプ１１と端子２１とが滑って位置ズレを起こし、さらにはバンプ１１と端子２１との界面の周辺に不要な力が加わり亀裂等のダメージが発生する。逆に定圧時間が０．５ｓｅｃ以上では位置ズレが飽和状態になり、このため定圧時間をむやみと長くする必要はない。したがって、定圧時間は０．２５ｓｅｃ以上から０．５ｓｅｃ以下に設定することが好ましく、より好ましくは０．４ｓｅｃが最適値と言える。定圧時間における圧力は、所定圧力へ向けてリニアに増加していけばよいが、ステップ状に段階的に増加していくこともよい。
【００４０】
また、保持する第１設定圧力は１０Ｎ以下ではバンプ１１と端子２１とが滑る問題がある。逆に第１設定圧力が７０Ｎ以上ではバンプ１１が変形してしまうことがある。したがって、第１設定圧力は３０Ｎ以上から７０Ｎ以下に設定することが好ましく、より好ましくは５０Ｎが最適値と言える。
【００４１】
次に到達荷重まで圧力をリニアに増加し、この圧力は図５（ｂ）に示すように、半導体チップ１（矢印イ）からバンプ１１（矢印ウ）を経て端子２１へ伝わり、このとき同時に超音波振動を起動し、超音波振動は所定率で振幅を増していき所定の時間でピーク振幅まで到達させる。したがって、超音波振動はヘッド６（矢印エ）から半導体チップ１（矢印オ）へ伝達し、バンプ１１（矢印カ）から端子２１との界面へ伝わることになる。
【００４２】
超音波振動は、所定の振幅値までの立ち上がり時間を０．１ｓｃｃから０．４ｓｅｃとし、到達した所定の振幅値を所定時間だけ加える。ここで注意点は、ヘッド６の表面に樹脂等によるコーティングを有した構成では、そのコーティング材が半導体チップ１の表面に転写してしまう問題があり、超音波振動の立ち上がり時間は長いほど転写が少ないことがわかっている。また、到達荷重まで圧力を増加させる方式は、所定の時間内にリニアに増加させる上記したような方式には限らない。
【００４３】
ヘッド６の超音波振動は所定時間の後に停止し、これと同時に圧力の加圧も停止させる。ここに、バンプ１１と端子２１との界面では超音波振動によりメッキ部分が再結晶化し、このため端子２１がバンプ１１に対して食い込んでいき、両者の接合が所定の強度で完了する。端子２１の食い込み量は最大でも０．５μｍとすることが適切であり、食い込み量が０．５μｍを超えた接合ではバンプ１１が変形を起こし、隣接する端子２１との接触が発生する。
【００４４】
この超音波振動による接合では接合部位の温度管理が重要となり、このため、半導体チップ１を吸着させるヘッド６の温度、および回路基板２を吸着させる吸着ステージ７の温度を適切に管理することになる。
【００４５】
ヘッド６の温度が８０℃以下では、接合が所定強度に達するまでの時間（接合時間）が長くなるという問題が生じる。逆にヘッド６の温度が４００℃以上では接合時間は飽和することがわかっており、ヘッド６の温度をむやみと上げる必要はない。したがって、ヘッド６の温度は８０℃以上から４００℃以下に設定することが好ましく、より好ましくは１８０℃が最適値であり超音波接合の効果を安定的に得ることができる。また、２５０℃から４００℃の高温領域では金と錫の超音波接合が行える。
【００４６】
吸着ステージ７の温度は、ヘッド６による加熱を保持することが目的であり、このため上限はヘッド６の温度以下となる。また下限は常温以上とすることがよい。したがって、吸着ステージ７の温度は４０℃以上から８０℃以下に設定することが好ましく、より好ましくは６０℃程度が最適値と言える。
【００４７】
例えばヘッド温度を１８０℃と設定した本発明の場合、以下の式より吸着ステージの温度設計が出来る。すなわち、ＦＰＣ、ＩＣの部材により膨張係数は異なるため、それぞれに於いて個別な条件設定となる。一例としてＦＰＣの膨張係数が１６ｐｐｍ／℃、ＩＣの膨張係数が３．５ｐｐｍ／℃の部材でヘッド温度、吸着ステージ温度の試算例を示す。
【００４８】
試算では、ヘッド温度１８０℃で実装を行う場合の最適なステージ温度は５８℃と算出でき（接合後の保管を常温（２５℃）で行なう）、装置での設定値は６０℃とすることが出来る。ヘッド温度を２００℃に設定すれば、ステージ温度は６８℃となるが、部材へのダメージを低減するため、実装状態の観察も含め１８０℃の低いヘッド設定とする。
【００４９】
αchip（Ｔhead−Ｔ０）＝αFPC（Ｔstage−Ｔ０）
Ｔstage＝αFPC（Ｔhead−Ｔ０）＋Ｔ０
Ｔhead：ヘッド温度
Ｔstage：ステージ温度
Ｔ０：接合後保管温度
αchip：チップ熱膨張率
αFPC：ＦＰＣ熱膨張率
【００５０】
（搭載後検査工程ｓ４）
超音波振動による接合を完了した後は、バンプ１１と端子２１との接合状況を顕微鏡９により観察し、所定の位置に接合されているか否かを検査する。顕微鏡９には被写界深度の深いレンズ、例えば７００倍から１０００倍程度のレンズを使った金属顕微鏡を用い、そしてＣＣＤカメラ８およびビデオモニタ８１を備えて、モニタ画像により目視検査が容易に行える構成を採る。また、ビデオモニタ８１は画像処理装置８２と接続し、撮像画像を画像処理することにより検査を行うこともできる。
【００５１】
バンプ１１と端子２１との接合状況は、図７（ａ）に示すように、バンプ１１に対してインナリードの端子２１が略中央に位置しているのであれば正常な搭載状態と言える。
【００５２】
本発明では前述したように、バンプ１１のピッチは４０μｍ以下を想定しており、図７（ｂ）に示すように、バンプ１１と端子２１との間で位置ズレがあった場合は、続く工程では不良品を製造することになるため、超音波接合工程の直後に、その接合状況の検査を行うことは極めて有効となり、位置ズレに関する情報を製造ラインにリアルタイムにフィードバックすることができ、不良率を低減できる。
【００５３】
（チップコート樹脂塗布工程ｓ５）
図８（ａ），（ｂ）および図９（ａ），（ｂ）はチップコート樹脂塗布工程を示す側面図である。
【００５４】
チップコート樹脂塗布工程では、回路基板２はその裏面をヒータステージ１２に吸着させて固定し、上方からニードル付きシリンジ１３を所定位置にセットする。ヒータステージ１２には吸着機能を備えており、チップコート樹脂３の塗布は２回行う方式を採っている。これは気泡の発生を防止し、半導体チップ１と回路基板２との隙間に対してチップコート樹脂３の充填を良好に行うため、２回の塗布作業を行うようにしている。塗布したチップコート樹脂３は、毛細管現象により半導体チップ１と回路基板２との隙間を流動し、その隙間全域に行き渡ることで当該接合部位を腐食等から保護する封止剤となる。
【００５５】
１回目の塗布作業ｓ５１は、図８（ａ）に示すように半導体チップ１の一方の長辺側からシリンジ１３により行う。このとき、回路基板２にはヒータステージ１２により所定の温度を加えるとともに、シリンジ１３へも付設したヒータ１４により所定の温度を加え、先端のニードル１５からチップコート樹脂３を塗布した後にも回路基板２へは一定の時間以上の加熱をさらに加える。
【００５６】
チップコート樹脂３の塗布では、ヒータステージ１２の温度，シリンジ１３の塗布線速度および塗布圧力により気泡の発生が異なることがわかっている。
【００５７】
ヒータステージ１２の温度が８０℃以下ではチップコート樹脂３の流動性が低くて時間がかかり、気泡の抱き込みが発生する。逆にヒータステージ１２の温度が１００℃以上ではチップコート樹脂３の流動性が高くなり、今度は流動速度の差異による気泡の抱き込みが発生する。したがって、１回目の塗布作業ではヒータステージ１２の温度は８０℃以上から１００℃以下に設定することが好ましく、より好ましくは８５℃が最適値であり安定した塗布が行える。
【００５８】
ニードル付きシリンジ１３の塗布線速度は２０ｍｍ／ｓｅｃ以下ではコーナ部分にチップコート樹脂３の滞留が発生し、逆に塗布線速度が４０ｍｍ／ｓｅｃ以上ではチップコート樹脂３が少ない部分が発生する。したがって、１回目の塗布作業ではシリンジ１３の塗布線速度は２０ｍｍ／ｓｃｃ以上から４０ｍｍ／ｓｅｃ以下に設定することが好ましく、より好ましくは３０ｍｍ／ｓｃｃが最適値であり安定した塗布が行える。
【００５９】
塗布圧力は２００ｋｐａ以下ではチップコート樹脂３が少ない部分が発生し、逆に塗布圧力が４００ｋｐａ以上ではチップコート樹脂３が多すぎる部分が発生する。したがって、１回目の塗布作業では塗布圧力は２００ｋｐａ以上から４００ｋｐａ以下に設定することが好ましく、より好ましくは３００ｋｐａが最適値であり安定した塗布が行える。
【００６０】
ニードル１５の直径はφ０．２以下ではチップコート樹脂３が目詰まりする現象が発生し、逆に直径がφ０．４以上ではチップコート樹脂３がたれる現象が発生する。したがって、１回目の塗布作業ではニードル１５の直径はφ０．２以上からφ０．４以下に設定することが好ましく、より好ましくはφ０．３が最適値であり安定した塗布が行える。
【００６１】
１回目の塗布作業ｓ５１により塗布したチップコート樹脂３は、図８（ｂ）に示すように、毛細管現象により時間とともに反対側の長辺側および隣接する短辺側へ流動して拡散し、気泡を追い出す作用となる。このため、１回目の塗布作業から２回目の塗布作業を開始するまでの時間管理が重要となり、気泡発生の防止に大きく影響する。この流動，拡散に係る時間は、半導体チップ１と対面する直下の回路基板２のパターン形状およびバンプ１１の配列ピッチにより差異があるものの８ｓｃｃ以下では流動，拡散が不十分になることがわかっている。そこで、流動，拡散に係る時間として待機は８ｓｅｃが最適値であり、１回目の塗布作業を行ったヒータステージ１２上で待機を行い、その際はヒータステージ１２により温度を８５℃に保つようにしている。これにより、毛細管現像による流動を加速させることができ、気泡の追い出しを十分に行うことができる。
【００６２】
次に、２回目の塗布作業ｓ５２は、図９（ａ）に示すように半導体チップ１の他方の長辺側からシリンジ１３により行う。このとき、回路基板２にはヒータステージ１２により所定の温度を加えるとともに、シリンジ１３へも付設したヒータ１４により所定の温度を加え、先端のニードル１５からチップコート樹脂３を塗布した後にも回路基板２へは一定の時間以上の加熱をさらに加える。
【００６３】
２回目の塗布作業ｓ５２においては、ヒータステージ１２の温度が９５℃以下ではチップコート樹脂３の流動性が低く時間がかかり、フィレットが形成できない現象が発生する。逆にヒータステージ１２の温度が１０５℃以上ではチップコート樹脂３の流動性が高くなり、やはりフィレットが形成できない現象が発生する。したがって、２回目の塗布作業ｓ５２ではヒータステージ１２の温度は９５℃以上から１０５℃以下に設定することが好ましく、より好ましくは９８℃が最適値であり安定した塗布が行える。
【００６４】
ニードル付きシリンジ１３の塗布線速度は４０ｍｍ／ｓｅｃ以下ではコーナ部分にチップコート樹脂３の滞留が発生し、逆に塗布線速度が６０ｍｍ／ｓｅｃ以上ではチップコート樹脂３が少ない部分が発生する。したがって、２回目の塗布作業ではシリンジ１３の塗布線速度は４０ｍｍ／ｓｃｃ以上から６０ｍｍ／ｓｅｃ以下に設定することが好ましく、より好ましくは５０ｍｍ／ｓｃｃが最適値であり安定した塗布が行える。
【００６５】
塗布圧力は１００ｋｐａ以下ではチップコート樹脂３が少ない部分が発生し、逆に塗布圧力が３００ｋｐａ以上ではチップコート樹脂３が多すぎる部分が発生する。したがって、１回目の塗布作業では塗布圧力は１００ｋｐａ以上から３００ｋｐａ以下に設定することが好ましく、より好ましくは１７０ｋｐａが最適値であり安定した塗布が行える。
【００６６】
ニードル１５の直径はφ０．２以下ではチップコート樹脂３が目詰まりする現象が発生し、逆に直径がφ０．４以上ではチップコート樹脂３がたれる現象が発生する。したがって、１回目の塗布作業ではニードル１５の直径はφ０．２以上からφ０．４以下に設定することが好ましく、より好ましくはφ０．３が最適値であり安定した塗布が行える。
【００６７】
このように、チップコート樹脂３の塗布は半導体チップ１の長辺両側それぞれについて行い、合計２回の作業により充填することから、気泡の抱き込みを防止でき、フィレットの形成も安定に行うことができる。
【００６８】
（チップコート樹脂硬化工程ｓ６）
図１０はチップコート樹脂硬化工程を示す側面図である。チップコート樹脂３の熱硬化には、搬送路の上下にヒータ１６，１６をそれぞれ備えて、それらヒータ１６，１６は回路基板２の表側の半導体チップ１と、裏側の回路パターンとは所定の間隔ｄを設定して接触させない配置とし、所定時間の加熱を行うために、いわゆる連続炉の構成を採っている。この場合、半導体チップ１，回路基板２にはヒータ１６，１６が接触しないので、硬化途中における位置ズレを防止でき、接合部位の破損事故を防ぐことができる。
【００６９】
チップコート樹脂硬化工程は、まず仮硬化作業を行い、次に本硬化作業を行う２段階の工程としている。しかし、何れか一方のみを作業することでもよい。
【００７０】
仮硬化作業において、ヒータ１６，１６の温度が１８０℃以下ではチップコート樹脂３の表面にタック性を得ることができなく、逆にヒータ１６，１６の温度が２２０℃以上ではチップコート樹脂３が急加熱による昇華を起こすことがわかっている。したがって、仮硬化作業ではヒータ１６，１６の温度は１８０℃以上から２２０℃以下に設定することが好ましく、より好ましくは２００℃が最適値であり安定した仮硬化が行える。
【００７１】
仮硬化の時間は１０ｓｅｃ以下ではタック性を得ることができなく、逆に仮硬化の時間が４０ｓｃｃ以上ではタック性が飽和することがわかっている。したがって、仮硬化の時間は１０ｓｃｃ以上から４０ｓｃ以下に設定することが好ましく、より好ましくは３０ｓｃｃが最適値であり安定した仮硬化が行える。
【００７２】
この仮硬化作業により、チップコート樹脂３の表面にタック性を持たせることができ、製造ラインの搬送距離を短くすることができ、リール４への巻き取りが行える状態にできる。
【００７３】
回路基板２は仮硬化作業においてリール４へ巻き取るので、次にそのリール４に対して本硬化作業を行う。この本硬化作業において、ヒータの温度はチップコート樹脂３の特性により１５０℃以上から１８０℃以下に設定することが好ましく、より好ましくは１６０℃が最適値であり安定した本硬化が行える。本硬化の時間はリール４の熱伝導率で決まり、好ましくは６０分が最適値と言える。
【００７４】
上記した仮硬化作業は行わずに、本硬化作業のみをインラインにより行うこともよい。このとき、チップコート樹脂３は未硬化の状態で搬送を行うため、本硬化作業はやはり非接触により加熱することになり、非接触とする所定の間隔ｄは、距離が小さいほど熱伝導が高くなる。間隔ｄが０．２ｍｍ以下では回路基板２の部分変形に接触してしまうことがあり、逆に間隔ｄが１ｍｍ以上では熱伝導が悪くなることがわかっている。したがって、間隔ｄは０．５ｍｍが最適値と言える。
【００７５】
インラインの本硬化作業において、ヒータ１６，１６の温度はチップコート樹脂３の特性，熱伝導率で決まり、１８０℃程度に設定することが好ましい。同様に、本硬化の時間はチップコート樹脂３の特性，熱伝導率から検討すると３０分程度に設定することが好ましい。
【００７６】
（第１外観検査工程ｓ７）
チップコート樹脂３の硬化を完了した後は、そのチップコート樹脂３の外観を実体顕微鏡９１により観察し、その充填状態、つまりチップコー卜樹脂３の充填が所定の範囲に行われているか否かを検査する。
【００７７】
実体顕微鏡９１にはミラー反転機能を備えて接眼レンズにより肉眼で検査を行う構成とし、さらにＣＣＤカメラ８およびビデオモニタ８１を備えて、モニタ画像により目視検査が容易に行える構成を採る。また、ビデオモニタ８１は画像処理装置８２と接続し、撮像画像を画像処理することにより検査を行うこともできる。
【００７８】
（第２外観検査工程ｓ８）
次に、チップコート樹脂３の内部について金属顕微鏡９２により観察し、チップコート樹脂３の気泡の状態，半導体チップ１の搭載状態，バンプ１１と端子２１とのダメージ状態を検査する。すなわち検査は、半導体チップ１の接合側領域について、許容値以上の気泡が有るか否か、バンプ１１の変形が有るか否か、端子２１の変形が有るか否かの判定を行う。
【００７９】
金属顕微鏡９２にはミラー反転機能を備えて接眼レンズにより肉眼で検査を行う構成とし、さらにＣＣＤカメラ８およびビデオモニタ８１を備えて、モニタ画像により目視検査が容易に行える構成を採る。また、ビデオモニタ８１は画像処理装置８２と接続し、撮像画像を画像処理することにより検査を行うこともできる。
【００８０】
（電気検査工程ｓ９）
図１１は電気検査工程を示す側面図である。
【００８１】
超音波接合による接合部位は、最終的には電気的な状態について検査を行う必要がある。これには通電テストでの検出を行い、搭載済の半導体チップ１へ電圧を加えて駆動し、入力，出力の電気信号を検査することにしている。
【００８２】
電気検査を行うには、図１１に示すように、回路基板２に設けたアウタリードの入力側端子２１および出力側端子２１へプローブ１７をそれぞれコンタクトさせ、入力側端子２１について電気的なショート状態あるいはオープン状態の検出を行う。
【００８３】
次に、入力側端子２１へ駆動電圧を加えて、出力側端子２１について電流値による電気的なショート状態あるいはオープン状態の検出を行い、さらに出力側端子２１の全てに対して電流値，電圧値を検出することによりログデータの集計を行う。
【００８４】
プローブ１７は、ピン１８がスプリングによって相手側へ圧力を加えるような構造を有するピンタイプのものとし、したがって、アウタリードの端子２１の並び面の微少な凹凸を吸収でき、端子２１の並び列全てに対して良好なコンタクトが行えるようになっている。このプローブ１７のセットアップは、まずＣＣＤカメラで回路基板２の端子２１を撮像し、画像処理によりピン１８の並び列について位置調整を行い、ピン位置の調整が完了したプローブ１７を回路基板２へ向けて対面させ、ピン１８の並び列をアウタリードの端子２１の並び列へコンタクトさせる。
【００８５】
以上の各工程は独立したバッジ式に分割し、それらを順次に実行する構成にすることもよいが、生産性を上げるには一連の製造工程はインライン化することが好ましい。
【００８６】
製造工程は、生産する回路基板２の仕様に応じて構成を変更することになるが、一般的にはガラス基板，ＦＲ４基板，セラミック基板といった個別基板には、バッチ式による構成とすることが好ましく、ＦＰＣ基板のようにリール形態のものにはインラインによる構成とすることが好ましい。
【００８７】
以上説明したように、本発明では搭載アライメント工程ｓ２において、半導体チップ１のバンプ１１および回路基板２の端子２１の並び列そのものを認識マークとし、バンプ１１の並び列両端と端子２１の並び列両端との両者を整合させるように調節するので、位置合わせを適正に行うことができ、搭載位置の精度を高く得ることができる。したがって、半導体チップ１のバンプ１１を狭ピッチとした場合でも位置ズレなどの不良を防止でき、その結果、高密度化した実装を高い信頼性で行うことができる。
【００８８】
また、大気圧プラズマ洗浄工程ｓ１と、搭載アライメント工程ｓ２と、超音波接合工程ｓ３と、搭載後検査工程ｓ４と、チップコート樹脂塗布工程ｓ５と、チップコート樹脂硬化工程ｓ６と、第１外観検査工程ｓ７と、第２外観検査工程ｓ８と、電気検査工程ｓ９との各工程ｓ１〜ｓ９はそれぞれ適切な製造条件により行う構成になっているので、各工程をそれぞれ最適条件により行うことができ、生産性の向上および歩留まりの向上が行える。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明に係る超音波フリップチップ実装の製造ラインを示す側面図である。
【図２】図１に示す製造ラインにおける工程を順に示すフローチャートである。
【図３】大気圧プラズマ洗浄工程を示す側面図である。
【図４】搭載アライメント工程を示す側面図である。
【図５】超音波接合工程を示す側面図であり、（ａ）は超音波振動はまだ加えずに圧力だけを加えている状態を示し、（ｂ）は圧力を加えつつ超音波振動を加えている状態を示している。
【図６】超音波接合工程における圧力および超音波振動の動作手順を示すプロファイル図である。
【図７】搭載後検査工程における接合部位の検査を説明する拡大図であり、（ａ）は位置ズレがない正常な搭載状態、（ｂ）は位置ズレを起こした搭載状態を示している。
【図８】チップコート樹脂塗布工程の１回目の塗布作業を示す側面図であり、（ａ）はシリンジによる塗布途中の状態、（ｂ）はチップコート樹脂の流動，拡散途中の状態を示している。
【図９】チップコート樹脂塗布工程の２回目の塗布作業を示す側面図であり、（ａ）はシリンジによる塗布途中の状態、（ｂ）はチップコート樹脂の流動，拡散が完了した状態を示している。
【図１０】チップコート樹脂硬化工程を示す側面図である。
【図１１】電気検査工程を示す側面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１ 半導体チップ
１１ バンプ
２ 回路基板
２１ 端子
３ チップコート樹脂
４ リール
５ 放電電極
６ ヘッド
７ 吸着ステージ
８ ＣＣＤカメラ
８１ ビデオモニタ
８２ 画像処理装置
９ 顕微鏡
９１ 実体顕微鏡
９２ 金属顕微鏡
１２ ヒータステージ
１３ ニードル付きシリンジ
１４，１６ ヒータ
１５ ニードル
１７ プローブ
１８ ピン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップのフリップチップ実装を超音波接合により行う超音波フリップチップ実装の製造方法に関するもので、より具体的には、超音波接合によるフリップチップ実装のための各工程について製造条件の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の薄型，軽量，高機能化により、これを構成する電子部品について高密度実装の要求がある。そうした中で、半導体チップ（ベアチップ）を回路基板に直接実装するフリップチップ実装の技術が注目になっており、フリップチップ実装について各種の工法が提案されている。
【０００３】
フリップチップ実装は、半導体チップに設けたバンプを回路基板の端子へ対面させて接合を行うが、バンプの電気接続には超音波振動により金属接合を得る工法、はんだバンプによりはんだぬれを得る工法、異方性導電膜（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）により物理的接触を得る工法などがある。
【０００４】
各工法を比較すると、一長一短はあるものの超音波振動による工法が高密度実装の要求にメリットが多いと言える。つまり、はんだバンプによる工法では、回路基板の温度は錫メッキ端子では４００℃から５００℃程度が必要であり、金端子では６００℃程度の高温にする必要がある。その点、超音波振動による工法では１５０℃以下の低温度でよく温度劣化，工程の温度管理などの面で有利になる。また、ＡＣＦによる工法では温度は２００℃程度で済むが、バンプを狭ピッチとした微細パターンの接合では、端子間がショートする不良が発生し、コストと時間もかかる。
【０００５】
超音波振動による工法では、まず回路基板をステージ上に吸着させて固定し、半導体チップに超音波振動を加えるとともに、所定の荷重を加えて接合を行う。このとき、超音波振動による接合の加速性を促進し、各部材のばらつき等の諸条件を吸収するため、回路基板を吸着させたステージおよび半導体チップを吸着させたヘッドには調温機能を持たせている。この条件下で半導体チップに超音波振動を加えると、回路基板の端子は金メッキ部分が再結晶化しながらバンプへ食い込んでいき、金属接合が完了する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、そうした超音波振動による工法では以下に示すような問題がある。
【０００７】
電子機器の開発が、いわゆるドッグイヤーと呼ばれるように極めて早く進められることから、高密度実装の要求レベルが急速に高くなってきており、半導体チップのバンプをより狭ピッチにすることが進められている。しかし、バンプが狭ピッチであると回路基板へ搭載した際に位置ズレを起こす不良があり、歩留まりが悪化することから改善策が求められている。
【０００８】
バンプのピッチが比較的に広い設定では、例えば４０μｍ以上のピッチであれば、回路基板の認識マークと半導体チップの認識マークとの両者の認識により整合，位置合わせを行うことができ、搭載を完了できる。しかし、４０μｍピッチ以下となると、位置ズレが発生する問題がある。すなわち、４０μｍ以下のピッチになると、回路基板の認識マークと端子との間の寸法バラツキに加えて、回路基板のエッチング仕上がりの公差、および半導体チップに設けたバンプの公差、さらにバンプと端子との総合的なピッチの差異など、寸法公差がより厳しくなる要因があり、バンプと端子との間で位置ズレを起こす問題が生じる。
【０００９】
この発明は上記した課題を解決するもので、その目的は、半導体チップのバンプを狭ピッチとした場合でも位置ズレなどの不良を防止でき、高密度化した実装を高い信頼性で行うことができる超音波フリップチップ実装の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するために、本発明に係る超音波フリップチップ実装の製造方法は、半導体チップのフリップチップ実装を超音波接合により行う製造方法であって、大気圧或いは減圧においてプラズマ照射により洗浄を行うプラズマ洗浄工程と、半導体チップを回路基板へ搭載させて半導体チップのバンプと回路基板の端子とのアライメントを行う搭載アライメント工程と、超音波振動を加えてバンプの接合を行う超音波接合工程と、半導体チップの搭載状態を検査する搭載後検査工程と、半導体チップと回路基板との隙間へ充填させるためチップコート樹脂の塗布を行うチップコート樹脂塗布工程と、チップコート樹脂の硬化を行うチップコート樹脂硬化工程と、チップコート樹脂の充填状態を検査する第１外観検査工程と、チップコート樹脂の気泡の状態，半導体チップの搭載状態，バンプと端子とのダメージ状態を検査する第２外観検査工程と、バンプと端子との電気的な接続を検査する電気検査工程とを順次に行い、搭載アライメント工程はバンプおよび端子を認識マークとし、バンプの並び列両端と端子の並び列両端との両者を整合させるように調節を行う（請求項１）。
【００１１】
また、プラズマ洗浄工程は、放電電極から清浄エアや窒素Ａｒあるいは窒素，酸素の混合ガスなどの活性種ガスを吹きつけつつプラズマ照射を行う照射方式を用い、放電電極の先端は回路基板との間隔を０．５ｍｍ以上から１．５ｍｍ以下とし、活性種ガスの流量は１０リットル／ｍｉｎ以上から６０リットル／ｍｉｎ以下とし、プラズマ照射の線速度は２００ｍｍ／ｍｉｎ以上から５００ｍｍ／ｍｉｎ以下とする設定を採る（請求項２）。
【００１２】
また、超音波接合工程は、回路基板を載せるステージの温度は４０℃以上から８０℃以下とし、超音波振動を行うヘッドの温度は８０℃以上から４００℃以下とし、ヘッドの超音波振動振幅値は０．５μｍ以上から４．０μｍ以下とし、超音波振動時間は０．３ｓｅｃ以上から１．３ｓｅｃ以下とし、超音波振動を開始するまでの０．２ｓｅｃ以上から０．５ｓｃｃ以下の間はヘッドにより１０Ｎ以上から７０Ｎ以下の圧力のみを加えて定圧力時間とし、当該定圧力時間が経過した後に、１バンプ当たり０．０５Ｎから０．５Ｎとなる増加率でリニアに増加させ、このとき圧力増加とともに超音波振動を開始し、当該超音波振動の停止時には圧力の加圧も同時に停止させる（請求項３）。
【００１３】
また、チップコート樹脂塗布工程はニードル付きシリンジによる塗布作業を２回行い、第１の塗布作業ではニードルの直径はφ０．２以上からφ０．４以下とし、ステージ温度は８０℃以上から１００℃以下とし、ニードル付きシリンジによる塗布線速度は２０ｍｍ／ｓｅｃ以上から４０ｍｍ／ｓｅｃ以下とし、塗布圧力は２００ｋｐａ以上から４００ｋｐａ以下として作業し、第２の塗布作業ではニードルの直径はφ０．２以上からφ０．４以下とし、ステージ温度は９０℃以上から１１０℃以下とし、ニードル付きシリンジによる塗布線速度は４０ｍｍ／ｓｅｃ以上から６０ｍｍ／ｓｅｃ以下とし、塗布圧力は１００ｋｐａ以上から３００ｋｐａ以下として作業する（請求項４）。
【００１４】
また、チップコート樹脂硬化工程は仮硬化作業に続いて本硬化作業を行い、仮硬化作業では温度は１８０℃以上から２２０℃以下とし、仮硬化時間は２０ｓｅｃ以上から２００ｓｅｃ以下とし、塗布した前記チップコート樹脂の表面にタック性を持たせて仮硬化状態とし、リールに巻き取った後に、続く本硬化作業では温度は１５０℃以上から１８０℃以下とし、本硬化時間は４５分から１２０分として作業する（請求項５）。
【００１５】
また、チップコート樹脂硬化工程は連続炉に通す加熱作業を行い、非接触の場合非接触とする間隔は０．２ｍｍ以上から１．０ｍｍ以下とし、加熱温度は１６０℃以上から２００℃以下とし、加熱時間は１５分以上から６０分以下として作業する（請求項６）。もちろん、接触して加熱してもよい。
【００１６】
また、第１外観検査工程は、実体顕微鏡にミラー反転機能を備えて接眼レンズにより肉眼で検査を行い（請求項７）、第２外観検査工程は、金属顕微鏡にミラー反転機能を備えて接眼レンズにより肉眼で検査を行う（請求項８）。
【００１７】
また、第１外観検査工程およびあるいは第２外観検査工程は、ＣＣＤカメラおよびビデオモニタを備えて撮像画像を画像処理することにより検査を行う（請求項９）。
【００１８】
また、電気検査工程は、回路基板に設けたアウタリードの入力側端子および出力側端子へプローブをそれぞれコンタクトさせ、入力側端子について電気的なショート状態あるいはオープン状態の検出を行い、そして入力側端子へ駆動電圧を加えて、出力側端子について電流値による電気的なショート状態あるいはオープン状態の検出を行い、さらに出力側端子の全てに対して電流値，電圧値を検出することによりログデータの集計を行う（請求項１０）。
【００１９】
また、プラズマ洗浄工程と、搭載アライメント工程と、超音波接合工程と、搭載後検査工程と、チップコート樹脂塗布工程と、チップコート樹脂硬化工程と、第１外観検査工程と、第２外観検査工程と、電気検査工程とは、インライン式に連続化して処理を行うこともよく（請求項１１）、あるいはまたバッチ式に独立化して処理を行うこともよい（請求項１２）。
【００２０】
また、第１外観検査工程およびあるいは第２外観検査工程およびあるいは電気検査工程において、回路基板の供給はリール供給あるいはシート供給あるいは個別供給により供給し、各検査工程はインライン式に連続化して処理を行い、あるいはバッチ式に独立化して処理を行うこともよい（請求項１３）。
【００２１】
したがって本発明では、搭載アライメント工程において、半導体チップのバンプおよび回路基板の端子の並び列そのものを認識マークとし、バンプの並び列両端と端子の並び列両端との両者を整合させるように調節するので、位置合わせを適正に行うことができ、搭載位置の精度を高く得ることができる。必要に応じてアライメントマークを用いてもよい。
【００２２】
また、プラズマ洗浄工程と、搭載アライメント工程と、超音波接合工程と、搭載後検査工程と、チップコート樹脂塗布工程と、チップコート樹脂硬化工程と、第１外観検査工程と、第２外観検査工程と、電気検査工程との各工程はそれぞれ適切な製造条件により行う構成になっているので、各工程をそれぞれ最適条件により行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る超音波フリップチップ実装の製造方法では、搭載アライメント工程において、半導体チップのバンプの並び列両端と、回路基板の端子の並び列両端との両者を整合させるように調節するので、位置合わせを適正に行うことができ、搭載位置の精度を高く得ることができる。したがって、半導体チップのバンプを狭ピッチとした場合でも位置ズレなどの不良を防止でき、その結果、高密度化した実装を高い信頼性で行うことができる。
【００２４】
また、プラズマ洗浄工程と、搭載アライメント工程と、超音波接合工程と、搭載後検査工程と、チップコート樹脂塗布工程と、チップコート樹脂硬化工程と、第１外観検査工程と、第２外観検査工程と、電気検査工程との各工程はそれぞれ最適条件により行うことができ、その結果、生産性の向上および歩留まりの向上が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１，図２は、本発明の好適な一実施の形態を示している。本実施形態において、超音波フリップチップ実装の製造ラインは、半導体チップ１のフリップチップ実装を超音波接合により行うようになっている。これには、大気圧においてプラズマ照射により洗浄を行う大気圧プラズマ洗浄工程ｓ１と、半導体チップ１を回路基板２へ搭載させて半導体チップ１のバンプ１１と回路基板２の端子２１とのアライメントを行う搭載アライメント工程ｓ２と、超音波振動を加えてバンプ１１の接合を行う超音波接合工程ｓ３と、半導体チップ１の搭載状態を検査する搭載後検査工程ｓ４と、半導体チップ１と回路基板２との隙間へ充填させるためチップコート樹脂３の塗布を行うチップコート樹脂塗布工程ｓ５と、チップコート樹脂３の硬化を行うチップコート樹脂硬化工程ｓ６と、チップコート樹脂３の充填状態を検査する第１外観検査工程ｓ７と、チップコート樹脂３の気泡の状態，半導体チップ１の搭載状態，バンプ１１と端子２１とのダメージ状態を検査する第２外観検査工程ｓ８と、バンプ１１と端子２１との電気的な接続を検査する電気検査工程ｓ９とを順次に行い、これらの各工程ｓ１〜ｓ９はそれぞれ適切な製造条件により行う構成になっている。プラズマ洗浄工程は直接式でもよい。また、本実施形態では、大気圧下で処理を行なう例を示しているが、減圧状態で行なってももちろん良い。
【００２６】
回路基板２には、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ），ガラス，ＦＲ４（Ｆｌａｍｅ Ｒｅｔａｒｄａｎｔ Ｔｙｐｅ ４），セラミックなどを想定しており、図１に示す製造ラインでは回路基板２はＦＰＣ基板になっている。この回路基板２はスタート側とエンド側とに配置したリール４，４へ巻き回してあり、スタート側リール４から繰り出してエンド側リール４に巻き取ることで当該製造ライン上を搬送させるようになっている。つまり、スタート側リール４から繰り出した回路基板２は、まず大気圧プラズマ洗浄工程ｓ１へ送り込み、続いて搭載アライメント工程ｓ２，超音波接合工程ｓ３，搭載後検査工程ｓ４，チップコート樹脂塗布工程ｓ５，チップコート樹脂硬化工程ｓ６，第１外観検査工程ｓ７，第２外観検査工程ｓ８，電気検査工程ｓ９を順次に経由してエンド側リール４に巻き取る。
【００２７】
（大気圧プラズマ洗浄工程ｓ１）
図３は大気圧プラズマ洗浄工程を示す側面図である。回路基板２の洗浄には、放電電極５から清浄エアや窒素Ａｒあるいは窒素，酸素の混合ガスなどの活性種ガスを吹きつけつつプラズマ照射を行う間接型照射方式を用いる。放電電極５の先端は回路基板２との間隔Ｇを０．５ｍｍ以上から１．５ｍｍ以下とし、活性種ガスの流量は１０リットル／ｍｉｎ以上から６０リットル／ｍｉｎ以下とし、プラズマ照射の線速度は２００ｍｍ／ｍｉｎ以上から５００ｍｍ／ｍｉｎ以下とする設定を採る。
【００２８】
放電電極５により発生したプラズマは、活性種ガスに押し出されて回路基板２の表面へ照射する。このとき、放電電極５の先端は所定に離間させ、回路基板２の表面がプラズマ放電の空間から所定に離れる設定により、回路基板２が受ける電気的ダメージを低減するようにしている。
【００２９】
回路基板２に対する放電電極５の間隔Ｇは適正範囲に設定する必要がある。つまり、間隔Ｇが０．５ｍｍ以下では狭すぎとなり、回路基板２上に微少な突起，異物が存在すると、そこへプラズマ照射が集中してアーク放電へ転移し、回路基板２に対して大きなダメージを与える可能性がある。逆に間隔Ｇが１．５ｍｍ以上では、プラズマ照射が十分に与えられないため、洗浄効果が極端に低下する問題が生じる。したがって、間隔Ｇは０．５ｍｍ以上から１．５ｍｍ以下に設定することが好ましく、より好ましくは１．０ｍｍが最適値でありプラズマ洗浄の効果を安定的に得ることができる。
【００３０】
活性種ガスの流量Ｌが少ないとき、例えば窒素ガスの流量Ｌが１０リットル／ｍｉｎ以下ではプラズマ照射が十分に与えられないため、洗浄効果が極端に低下するという問題が生じる。逆に流量Ｌが６０リットル／ｍｉｎ以上になると、洗浄効果は飽和することがわかっており、流量Ｌを過剰に増やす必要はない。したがって、窒素ガスの流量Ｌは１０リットル／ｍｉｎ以上から６０リットル／ｍｉｎ以下に設定することが好ましく、より好ましくは４０リットル／ｍｉｎが最適値でありプラズマ洗浄の効果を安定的に得ることができる。
【００３１】
回路基板２の搬送速度Ｓが低速であるとき、例えば搬送速度Ｓが２００ｍｍ／ｍｉｎ以下では洗浄効果は定点照射と同等に飽和することがわかっており、搬送速度Ｓをむやみと低くする必要はない。逆に搬送速度Ｓが５００ｍｍ／ｍｉｎ以上の場合、洗浄効果が極端に低下するという問題が生じる。したがって、搬送速度Ｓは２００ｍｍ／ｍｉｎ以上から５００ｍｍ／ｍｉｎ以下に設定することが好ましく、より好ましくは３００ｍｍ／ｍｉｎが最適値でありプラズマ洗浄の効果を安定的に得ることができる。
【００３２】
このように、大気圧においてプラズマ照射により洗浄を行うことでは、超音波接合工程において超音波接合の強度を安定化でき、チップコート樹脂塗布工程においてチップコート樹脂３の毛細管現象による流動性を向上でき、安定させることができる。
【００３３】
なお、プラズマ照射の方式は、ここでは活性種ガスによりプラズマを押し出す間接型照射の方式を採っているが、回路基板２を放電電極で挟み込む構成として直接にプラズマ照射を行う直接型照射の方式を採ることもよい。
【００３４】
（搭載アライメント工程ｓ２）
図４は搭載アライメント工程を示す側面図である。半導体チップ１はヘッド６へ吸着させ、バンプ１１側が下を向く姿勢とし、いわゆるフリップさせた状態に保持する。そして、回路基板２は裏側を吸着ステージ７に吸着させて保持し、半導体チップ１と回路基板２との間にはＣＣＤカメラ８を配置し、回路基板２の端子２１に対してバンプ１１の位置を所定に位置合わせする。この位置合わせには、半導体チップ１，回路基板２それぞれに認識マークを設けて両者を整合させることもよいが、半導体チップ１のバンプ１１および回路基板２の端子２１の並び列そのものを認識マークとして利用することもできる。つまり、バンプ１１および端子２１の並び列について、最も狭ピッチな部位における各々長辺側の最両端を認識マークとし、両者を整合させるように調節することで位置合わせが行える。
【００３５】
半導体チップ１のバンプ１１が３８μｍピッチのときは、Ｌ／Ｓは２３／１５μｍ、回路基板２の端子２１のトップ幅は１０μｍの関係にあり、搭載位置の精度は理論上は３σ＝６．５μｍが必要となる。ところが、バンプ１１，端子２１それぞれの仕上がり寸法を見ると、バンプ１１は１μｍ程度大きく、端子２１の幅は３μｍ程度大きく仕上がっていることが多い。したがって、搭載位置の精度は検証したところ、３σ＝５μｍ以下が最小限必要となる搭載のための能力となる。ここでＬ／ＳはＬｉｎｅ＆Ｓｐａｃｅの略で、Ｌはバンプ幅、Ｓはバンプ間スペースである。
【００３６】
以上のことから、４０μｍ以下の狭ピッチでの搭載には、半導体チップ１のバンプ１１と回路基板２の端子２１とをＣＣＤカメラ７により撮像し、画像認識により整合，位置合わせを行うことが好ましく、その結果、搭載位置の精度を高く得ることができる。
【００３７】
（超音波接合工程ｓ３）
図５は超音波接合工程を示す側面図である。この超音波接合工程では、まず図５（ａ）に示すように、超音波振動はまだ加えずに圧力だけを所定の時間加えて、続いて図５（ｂ）に示すように、圧力は所定に加えつつ超音波振動を起動して接合を行う。このとき、圧力の加圧と超音波振動の起動は、時間軸で見て図６に示すようなプロファイルで行うことになる。
【００３８】
バンプ１１と端子２１の表面には微少な凹凸があり、両者を単に突き合わせて接触させた状態では、超音波振動の伝達性が悪く良好な接合が行えない問題が起きる。そこで超音波振動による接合では、まずヘッド６側から圧力を加え（矢印ア）、第１設定圧力でこれを所定の時間保持する。あるいはまた第１設定圧力になるまでリニアに圧力を増していき、何れにしてもこの段階では超音波振動はまだ加えずに第１設定圧力だけを加える。この第１設定圧力は、ヘッド６（矢印ア）から半導体チップ１（矢印イ）へ伝達し、バンプ１１（矢印ウ）から端子２１へ伝わることになる。これにより、バンプ１１と端子２１との互いの表面の微妙な凹凸を緩和させてなじませることができ、接触面（界面）を良好な状態にする。
【００３９】
この第１設定圧力を保持する定圧時間が０．２ｓｅｃ以下では凹凸を緩和させることが不十分であり、バンプ１１と端子２１とが滑って位置ズレを起こし、さらにはバンプ１１と端子２１との界面の周辺に不要な力が加わり亀裂等のダメージが発生する。逆に定圧時間が０．５ｓｅｃ以上では位置ズレが飽和状態になり、このため定圧時間をむやみと長くする必要はない。したがって、定圧時間は０．２５ｓｅｃ以上から０．５ｓｅｃ以下に設定することが好ましく、より好ましくは０．４ｓｅｃが最適値と言える。定圧時間における圧力は、所定圧力へ向けてリニアに増加していけばよいが、ステップ状に段階的に増加していくこともよい。
【００４０】
また、保持する第１設定圧力は１０Ｎ以下ではバンプ１１と端子２１とが滑る問題がある。逆に第１設定圧力が７０Ｎ以上ではバンプ１１が変形してしまうことがある。したがって、第１設定圧力は３０Ｎ以上から７０Ｎ以下に設定することが好ましく、より好ましくは５０Ｎが最適値と言える。
【００４１】
次に到達荷重まで圧力をリニアに増加し、この圧力は図５（ｂ）に示すように、半導体チップ１（矢印イ）からバンプ１１（矢印ウ）を経て端子２１へ伝わり、このとき同時に超音波振動を起動し、超音波振動は所定率で振幅を増していき所定の時間でピーク振幅まで到達させる。したがって、超音波振動はヘッド６（矢印エ）から半導体チップ１（矢印オ）へ伝達し、バンプ１１（矢印カ）から端子２１との界面へ伝わることになる。
【００４２】
超音波振動は、所定の振幅値までの立ち上がり時間を０．１ｓｃｃから０．４ｓｅｃとし、到達した所定の振幅値を所定時間だけ加える。ここで注意点は、ヘッド６の表面に樹脂等によるコーティングを有した構成では、そのコーティング材が半導体チップ１の表面に転写してしまう問題があり、超音波振動の立ち上がり時間は長いほど転写が少ないことがわかっている。また、到達荷重まで圧力を増加させる方式は、所定の時間内にリニアに増加させる上記したような方式には限らない。
【００４３】
ヘッド６の超音波振動は所定時間の後に停止し、これと同時に圧力の加圧も停止させる。ここに、バンプ１１と端子２１との界面では超音波振動によりメッキ部分が再結晶化し、このため端子２１がバンプ１１に対して食い込んでいき、両者の接合が所定の強度で完了する。端子２１の食い込み量は最大でも０．５μｍとすることが適切であり、食い込み量が０．５μｍを超えた接合ではバンプ１１が変形を起こし、隣接する端子２１との接触が発生する。
【００４４】
この超音波振動による接合では接合部位の温度管理が重要となり、このため、半導体チップ１を吸着させるヘッド６の温度、および回路基板２を吸着させる吸着ステージ７の温度を適切に管理することになる。
【００４５】
ヘッド６の温度が８０℃以下では、接合が所定強度に達するまでの時間（接合時間）が長くなるという問題が生じる。逆にヘッド６の温度が４００℃以上では接合時間は飽和することがわかっており、ヘッド６の温度をむやみと上げる必要はない。したがって、ヘッド６の温度は８０℃以上から４００℃以下に設定することが好ましく、より好ましくは１８０℃が最適値であり超音波接合の効果を安定的に得ることができる。また、２５０℃から４００℃の高温領域では金と錫の超音波接合が行える。
【００４６】
吸着ステージ７の温度は、ヘッド６による加熱を保持することが目的であり、このため上限はヘッド６の温度以下となる。また下限は常温以上とすることがよい。したがって、吸着ステージ７の温度は４０℃以上から８０℃以下に設定することが好ましく、より好ましくは６０℃程度が最適値と言える。
【００４７】
例えばヘッド温度を１８０℃と設定した本発明の場合、以下の式より吸着ステージの温度設計が出来る。すなわち、ＦＰＣ、ＩＣの部材により膨張係数は異なるため、それぞれに於いて個別な条件設定となる。一例としてＦＰＣの膨張係数が１６ｐｐｍ／℃、ＩＣの膨張係数が３．５ｐｐｍ／℃の部材でヘッド温度、吸着ステージ温度の試算例を示す。
【００４８】
試算では、ヘッド温度１８０℃で実装を行う場合の最適なステージ温度は５８℃と算出でき（接合後の保管を常温（２５℃）で行なう）、装置での設定値は６０℃とすることが出来る。ヘッド温度を２００℃に設定すれば、ステージ温度は６８℃となるが、部材へのダメージを低減するため、実装状態の観察も含め１８０℃の低いヘッド設定とする。
【００４９】
αchip（Ｔhead−Ｔ０）＝αFPC（Ｔstage−Ｔ０）
Ｔstage＝αFPC（Ｔhead−Ｔ０）＋Ｔ０
Ｔhead：ヘッド温度
Ｔstage：ステージ温度
Ｔ０：接合後保管温度
αchip：チップ熱膨張率
αFPC：ＦＰＣ熱膨張率
【００５０】
（搭載後検査工程ｓ４）
超音波振動による接合を完了した後は、バンプ１１と端子２１との接合状況を顕微鏡９により観察し、所定の位置に接合されているか否かを検査する。顕微鏡９には被写界深度の深いレンズ、例えば７００倍から１０００倍程度のレンズを使った金属顕微鏡を用い、そしてＣＣＤカメラ８およびビデオモニタ８１を備えて、モニタ画像により目視検査が容易に行える構成を採る。また、ビデオモニタ８１は画像処理装置８２と接続し、撮像画像を画像処理することにより検査を行うこともできる。
【００５１】
バンプ１１と端子２１との接合状況は、図７（ａ）に示すように、バンプ１１に対してインナリードの端子２１が略中央に位置しているのであれば正常な搭載状態と言える。
【００５２】
本発明では前述したように、バンプ１１のピッチは４０μｍ以下を想定しており、図７（ｂ）に示すように、バンプ１１と端子２１との間で位置ズレがあった場合は、続く工程では不良品を製造することになるため、超音波接合工程の直後に、その接合状況の検査を行うことは極めて有効となり、位置ズレに関する情報を製造ラインにリアルタイムにフィードバックすることができ、不良率を低減できる。
【００５３】
（チップコート樹脂塗布工程ｓ５）
図８（ａ），（ｂ）および図９（ａ），（ｂ）はチップコート樹脂塗布工程を示す側面図である。
【００５４】
チップコート樹脂塗布工程では、回路基板２はその裏面をヒータステージ１２に吸着させて固定し、上方からニードル付きシリンジ１３を所定位置にセットする。ヒータステージ１２には吸着機能を備えており、チップコート樹脂３の塗布は２回行う方式を採っている。これは気泡の発生を防止し、半導体チップ１と回路基板２との隙間に対してチップコート樹脂３の充填を良好に行うため、２回の塗布作業を行うようにしている。塗布したチップコート樹脂３は、毛細管現象により半導体チップ１と回路基板２との隙間を流動し、その隙間全域に行き渡ることで当該接合部位を腐食等から保護する封止剤となる。
【００５５】
１回目の塗布作業ｓ５１は、図８（ａ）に示すように半導体チップ１の一方の長辺側からシリンジ１３により行う。このとき、回路基板２にはヒータステージ１２により所定の温度を加えるとともに、シリンジ１３へも付設したヒータ１４により所定の温度を加え、先端のニードル１５からチップコート樹脂３を塗布した後にも回路基板２へは一定の時間以上の加熱をさらに加える。
【００５６】
チップコート樹脂３の塗布では、ヒータステージ１２の温度，シリンジ１３の塗布線速度および塗布圧力により気泡の発生が異なることがわかっている。
【００５７】
ヒータステージ１２の温度が８０℃以下ではチップコート樹脂３の流動性が低くて時間がかかり、気泡の抱き込みが発生する。逆にヒータステージ１２の温度が１００℃以上ではチップコート樹脂３の流動性が高くなり、今度は流動速度の差異による気泡の抱き込みが発生する。したがって、１回目の塗布作業ではヒータステージ１２の温度は８０℃以上から１００℃以下に設定することが好ましく、より好ましくは８５℃が最適値であり安定した塗布が行える。
【００５８】
ニードル付きシリンジ１３の塗布線速度は２０ｍｍ／ｓｅｃ以下ではコーナ部分にチップコート樹脂３の滞留が発生し、逆に塗布線速度が４０ｍｍ／ｓｅｃ以上ではチップコート樹脂３が少ない部分が発生する。したがって、１回目の塗布作業ではシリンジ１３の塗布線速度は２０ｍｍ／ｓｃｃ以上から４０ｍｍ／ｓｅｃ以下に設定することが好ましく、より好ましくは３０ｍｍ／ｓｃｃが最適値であり安定した塗布が行える。
【００５９】
塗布圧力は２００ｋｐａ以下ではチップコート樹脂３が少ない部分が発生し、逆に塗布圧力が４００ｋｐａ以上ではチップコート樹脂３が多すぎる部分が発生する。したがって、１回目の塗布作業では塗布圧力は２００ｋｐａ以上から４００ｋｐａ以下に設定することが好ましく、より好ましくは３００ｋｐａが最適値であり安定した塗布が行える。
【００６０】
ニードル１５の直径はφ０．２以下ではチップコート樹脂３が目詰まりする現象が発生し、逆に直径がφ０．４以上ではチップコート樹脂３がたれる現象が発生する。したがって、１回目の塗布作業ではニードル１５の直径はφ０．２以上からφ０．４以下に設定することが好ましく、より好ましくはφ０．３が最適値であり安定した塗布が行える。
【００６１】
１回目の塗布作業ｓ５１により塗布したチップコート樹脂３は、図８（ｂ）に示すように、毛細管現象により時間とともに反対側の長辺側および隣接する短辺側へ流動して拡散し、気泡を追い出す作用となる。このため、１回目の塗布作業から２回目の塗布作業を開始するまでの時間管理が重要となり、気泡発生の防止に大きく影響する。この流動，拡散に係る時間は、半導体チップ１と対面する直下の回路基板２のパターン形状およびバンプ１１の配列ピッチにより差異があるものの８ｓｃｃ以下では流動，拡散が不十分になることがわかっている。そこで、流動，拡散に係る時間として待機は８ｓｅｃが最適値であり、１回目の塗布作業を行ったヒータステージ１２上で待機を行い、その際はヒータステージ１２により温度を８５℃に保つようにしている。これにより、毛細管現像による流動を加速させることができ、気泡の追い出しを十分に行うことができる。
【００６２】
次に、２回目の塗布作業ｓ５２は、図９（ａ）に示すように半導体チップ１の他方の長辺側からシリンジ１３により行う。このとき、回路基板２にはヒータステージ１２により所定の温度を加えるとともに、シリンジ１３へも付設したヒータ１４により所定の温度を加え、先端のニードル１５からチップコート樹脂３を塗布した後にも回路基板２へは一定の時間以上の加熱をさらに加える。
【００６３】
２回目の塗布作業ｓ５２においては、ヒータステージ１２の温度が９５℃以下ではチップコート樹脂３の流動性が低く時間がかかり、フィレットが形成できない現象が発生する。逆にヒータステージ１２の温度が１０５℃以上ではチップコート樹脂３の流動性が高くなり、やはりフィレットが形成できない現象が発生する。したがって、２回目の塗布作業ｓ５２ではヒータステージ１２の温度は９５℃以上から１０５℃以下に設定することが好ましく、より好ましくは９８℃が最適値であり安定した塗布が行える。
【００６４】
ニードル付きシリンジ１３の塗布線速度は４０ｍｍ／ｓｅｃ以下ではコーナ部分にチップコート樹脂３の滞留が発生し、逆に塗布線速度が６０ｍｍ／ｓｅｃ以上ではチップコート樹脂３が少ない部分が発生する。したがって、２回目の塗布作業ではシリンジ１３の塗布線速度は４０ｍｍ／ｓｃｃ以上から６０ｍｍ／ｓｅｃ以下に設定することが好ましく、より好ましくは５０ｍｍ／ｓｃｃが最適値であり安定した塗布が行える。
【００６５】
塗布圧力は１００ｋｐａ以下ではチップコート樹脂３が少ない部分が発生し、逆に塗布圧力が３００ｋｐａ以上ではチップコート樹脂３が多すぎる部分が発生する。したがって、１回目の塗布作業では塗布圧力は１００ｋｐａ以上から３００ｋｐａ以下に設定することが好ましく、より好ましくは１７０ｋｐａが最適値であり安定した塗布が行える。
【００６６】
ニードル１５の直径はφ０．２以下ではチップコート樹脂３が目詰まりする現象が発生し、逆に直径がφ０．４以上ではチップコート樹脂３がたれる現象が発生する。したがって、１回目の塗布作業ではニードル１５の直径はφ０．２以上からφ０．４以下に設定することが好ましく、より好ましくはφ０．３が最適値であり安定した塗布が行える。
【００６７】
このように、チップコート樹脂３の塗布は半導体チップ１の長辺両側それぞれについて行い、合計２回の作業により充填することから、気泡の抱き込みを防止でき、フィレットの形成も安定に行うことができる。
【００６８】
（チップコート樹脂硬化工程ｓ６）
図１０はチップコート樹脂硬化工程を示す側面図である。チップコート樹脂３の熱硬化には、搬送路の上下にヒータ１６，１６をそれぞれ備えて、それらヒータ１６，１６は回路基板２の表側の半導体チップ１と、裏側の回路パターンとは所定の間隔ｄを設定して接触させない配置とし、所定時間の加熱を行うために、いわゆる連続炉の構成を採っている。この場合、半導体チップ１，回路基板２にはヒータ１６，１６が接触しないので、硬化途中における位置ズレを防止でき、接合部位の破損事故を防ぐことができる。
【００６９】
チップコート樹脂硬化工程は、まず仮硬化作業を行い、次に本硬化作業を行う２段階の工程としている。しかし、何れか一方のみを作業することでもよい。
【００７０】
仮硬化作業において、ヒータ１６，１６の温度が１８０℃以下ではチップコート樹脂３の表面にタック性を得ることができなく、逆にヒータ１６，１６の温度が２２０℃以上ではチップコート樹脂３が急加熱による昇華を起こすことがわかっている。したがって、仮硬化作業ではヒータ１６，１６の温度は１８０℃以上から２２０℃以下に設定することが好ましく、より好ましくは２００℃が最適値であり安定した仮硬化が行える。
【００７１】
仮硬化の時間は１０ｓｅｃ以下ではタック性を得ることができなく、逆に仮硬化の時間が４０ｓｃｃ以上ではタック性が飽和することがわかっている。したがって、仮硬化の時間は１０ｓｃｃ以上から４０ｓｃ以下に設定することが好ましく、より好ましくは３０ｓｃｃが最適値であり安定した仮硬化が行える。
【００７２】
この仮硬化作業により、チップコート樹脂３の表面にタック性を持たせることができ、製造ラインの搬送距離を短くすることができ、リール４への巻き取りが行える状態にできる。
【００７３】
回路基板２は仮硬化作業においてリール４へ巻き取るので、次にそのリール４に対して本硬化作業を行う。この本硬化作業において、ヒータの温度はチップコート樹脂３の特性により１５０℃以上から１８０℃以下に設定することが好ましく、より好ましくは１６０℃が最適値であり安定した本硬化が行える。本硬化の時間はリール４の熱伝導率で決まり、好ましくは６０分が最適値と言える。
【００７４】
上記した仮硬化作業は行わずに、本硬化作業のみをインラインにより行うこともよい。このとき、チップコート樹脂３は未硬化の状態で搬送を行うため、本硬化作業はやはり非接触により加熱することになり、非接触とする所定の間隔ｄは、距離が小さいほど熱伝導が高くなる。間隔ｄが０．２ｍｍ以下では回路基板２の部分変形に接触してしまうことがあり、逆に間隔ｄが１ｍｍ以上では熱伝導が悪くなることがわかっている。したがって、間隔ｄは０．５ｍｍが最適値と言える。
【００７５】
インラインの本硬化作業において、ヒータ１６，１６の温度はチップコート樹脂３の特性，熱伝導率で決まり、１８０℃程度に設定することが好ましい。同様に、本硬化の時間はチップコート樹脂３の特性，熱伝導率から検討すると３０分程度に設定することが好ましい。
【００７６】
（第１外観検査工程ｓ７）
チップコート樹脂３の硬化を完了した後は、そのチップコート樹脂３の外観を実体顕微鏡９１により観察し、その充填状態、つまりチップコー卜樹脂３の充填が所定の範囲に行われているか否かを検査する。
【００７７】
実体顕微鏡９１にはミラー反転機能を備えて接眼レンズにより肉眼で検査を行う構成とし、さらにＣＣＤカメラ８およびビデオモニタ８１を備えて、モニタ画像により目視検査が容易に行える構成を採る。また、ビデオモニタ８１は画像処理装置８２と接続し、撮像画像を画像処理することにより検査を行うこともできる。
【００７８】
（第２外観検査工程ｓ８）
次に、チップコート樹脂３の内部について金属顕微鏡９２により観察し、チップコート樹脂３の気泡の状態，半導体チップ１の搭載状態，バンプ１１と端子２１とのダメージ状態を検査する。すなわち検査は、半導体チップ１の接合側領域について、許容値以上の気泡が有るか否か、バンプ１１の変形が有るか否か、端子２１の変形が有るか否かの判定を行う。
【００７９】
金属顕微鏡９２にはミラー反転機能を備えて接眼レンズにより肉眼で検査を行う構成とし、さらにＣＣＤカメラ８およびビデオモニタ８１を備えて、モニタ画像により目視検査が容易に行える構成を採る。また、ビデオモニタ８１は画像処理装置８２と接続し、撮像画像を画像処理することにより検査を行うこともできる。
【００８０】
（電気検査工程ｓ９）
図１１は電気検査工程を示す側面図である。
【００８１】
超音波接合による接合部位は、最終的には電気的な状態について検査を行う必要がある。これには通電テストでの検出を行い、搭載済の半導体チップ１へ電圧を加えて駆動し、入力，出力の電気信号を検査することにしている。
【００８２】
電気検査を行うには、図１１に示すように、回路基板２に設けたアウタリードの入力側端子２１および出力側端子２１へプローブ１７をそれぞれコンタクトさせ、入力側端子２１について電気的なショート状態あるいはオープン状態の検出を行う。
【００８３】
次に、入力側端子２１へ駆動電圧を加えて、出力側端子２１について電流値による電気的なショート状態あるいはオープン状態の検出を行い、さらに出力側端子２１の全てに対して電流値，電圧値を検出することによりログデータの集計を行う。
【００８４】
プローブ１７は、ピン１８がスプリングによって相手側へ圧力を加えるような構造を有するピンタイプのものとし、したがって、アウタリードの端子２１の並び面の微少な凹凸を吸収でき、端子２１の並び列全てに対して良好なコンタクトが行えるようになっている。このプローブ１７のセットアップは、まずＣＣＤカメラで回路基板２の端子２１を撮像し、画像処理によりピン１８の並び列について位置調整を行い、ピン位置の調整が完了したプローブ１７を回路基板２へ向けて対面させ、ピン１８の並び列をアウタリードの端子２１の並び列へコンタクトさせる。
【００８５】
以上の各工程は独立したバッジ式に分割し、それらを順次に実行する構成にすることもよいが、生産性を上げるには一連の製造工程はインライン化することが好ましい。
【００８６】
製造工程は、生産する回路基板２の仕様に応じて構成を変更することになるが、一般的にはガラス基板，ＦＲ４基板，セラミック基板といった個別基板には、バッチ式による構成とすることが好ましく、ＦＰＣ基板のようにリール形態のものにはインラインによる構成とすることが好ましい。
【００８７】
以上説明したように、本発明では搭載アライメント工程ｓ２において、半導体チップ１のバンプ１１および回路基板２の端子２１の並び列そのものを認識マークとし、バンプ１１の並び列両端と端子２１の並び列両端との両者を整合させるように調節するので、位置合わせを適正に行うことができ、搭載位置の精度を高く得ることができる。したがって、半導体チップ１のバンプ１１を狭ピッチとした場合でも位置ズレなどの不良を防止でき、その結果、高密度化した実装を高い信頼性で行うことができる。
【００８８】
また、大気圧プラズマ洗浄工程ｓ１と、搭載アライメント工程ｓ２と、超音波接合工程ｓ３と、搭載後検査工程ｓ４と、チップコート樹脂塗布工程ｓ５と、チップコート樹脂硬化工程ｓ６と、第１外観検査工程ｓ７と、第２外観検査工程ｓ８と、電気検査工程ｓ９との各工程ｓ１〜ｓ９はそれぞれ適切な製造条件により行う構成になっているので、各工程をそれぞれ最適条件により行うことができ、生産性の向上および歩留まりの向上が行える。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明に係る超音波フリップチップ実装の製造ラインを示す側面図である。
【図２】図１に示す製造ラインにおける工程を順に示すフローチャートである。
【図３】大気圧プラズマ洗浄工程を示す側面図である。
【図４】搭載アライメント工程を示す側面図である。
【図５】超音波接合工程を示す側面図であり、（ａ）は超音波振動はまだ加えずに圧力だけを加えている状態を示し、（ｂ）は圧力を加えつつ超音波振動を加えている状態を示している。
【図６】超音波接合工程における圧力および超音波振動の動作手順を示すプロファイル図である。
【図７】搭載後検査工程における接合部位の検査を説明する拡大図であり、（ａ）は位置ズレがない正常な搭載状態、（ｂ）は位置ズレを起こした搭載状態を示している。
【図８】チップコート樹脂塗布工程の１回目の塗布作業を示す側面図であり、（ａ）はシリンジによる塗布途中の状態、（ｂ）はチップコート樹脂の流動，拡散途中の状態を示している。
【図９】チップコート樹脂塗布工程の２回目の塗布作業を示す側面図であり、（ａ）はシリンジによる塗布途中の状態、（ｂ）はチップコート樹脂の流動，拡散が完了した状態を示している。
【図１０】チップコート樹脂硬化工程を示す側面図である。
【図１１】電気検査工程を示す側面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１ 半導体チップ
１１ バンプ
２ 回路基板
２１ 端子
３ チップコート樹脂
４ リール
５ 放電電極
６ ヘッド
７ 吸着ステージ
８ ＣＣＤカメラ
８１ ビデオモニタ
８２ 画像処理装置
９ 顕微鏡
９１ 実体顕微鏡
９２ 金属顕微鏡
１２ ヒータステージ
１３ ニードル付きシリンジ
１４，１６ ヒータ
１５ ニードル
１７ プローブ
１８ ピン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップのフリップチップ実装を超音波接合により行う超音波フリップチップ実装の製造方法であって、
大気圧或いは減圧においてプラズマ照射により洗浄を行うプラズマ洗浄工程と、前記半導体チップを回路基板へ搭載させて前記半導体チップのバンプと前記回路基板の端子とのアライメントを行う搭載アライメント工程と、超音波振動を加えて前記バンプの接合を行う超音波接合工程と、前記半導体チップの搭載状態を検査する搭載後検査工程と、前記半導体チップと前記回路基板との隙間へ充填させるためチップコート樹脂の塗布を行うチップコート樹脂塗布工程と、前記チップコート樹脂の硬化を行うチップコート樹脂硬化工程と、前記チップコート樹脂の充填状態を検査する第１外観検査工程と、前記チップコート樹脂の気泡の状態，前記半導体チップの搭載状態，前記バンプと前記端子とのダメージ状態を検査する第２外観検査工程と、前記バンプと前記端子との電気的な接続を検査する電気検査工程とを順次に行い、
前記搭載アライメント工程は前記バンプおよび前記端子を認識マークとし、前記バンプの並び列両端と前記端子の並び列両端との両者を整合させるように調節することを特徴とする超音波フリップチップ実装の製造方法。
【請求項２】
前記プラズマ洗浄工程は、放電電極から清浄エアやＡｒ（アルゴン），窒素あるいは窒素，酸素の混合ガスなどの活性種ガスを吹きつけつつプラズマ照射を行う照射方式を用い、前記放電電極の先端は前記回路基板との間隔を０．５ｍｍ以上から１．５ｍｍ以下とし、前記活性種ガスの流量は１０リットル／ｍｉｎ以上から６０リットル／ｍｉｎ以下とし、前記プラズマ照射の線速度は２００ｍｍ／ｍｉｎ以上から５００ｍｍ／ｍｉｎ以下とすることを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項３】
前記超音波接合工程は、前記回路基板を載せるステージの温度は４０℃以上から８０℃以下とし、超音波振動を行うヘッドの温度は８０℃以上から４００℃以下とし、前記ヘッドの超音波振動振幅値は０．５μｍ以上から４．０μｍ以下とし、超音波振動時間は０．３ｓｅｃ以上から１．３ｓｅｃ以下とし、超音波振動を開始するまでの０．２ｓｅｃ以上から０．５ｓｃｃ以下の間は前記ヘッドにより１０Ｎ以上から７０Ｎ以下の圧力のみを加えて定圧力時間とし、当該定圧力時間が経過した後に、前記半導体チップの１バンプ当たり０．０５Ｎから０．５Ｎとなる増加率でリニアに増加させ、このとき圧力増加とともに超音波振動を開始し、当該超音波振動の停止時には圧力の加圧も同時に停止させることを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項４】
前記チップコート樹脂塗布工程はニードル付きシリンジによる塗布作業を２回行い、第１の塗布作業では前記ニードルの直径はφ０．２以上からφ０．４以下とし、ステージ温度は８０℃以上から１００℃以下とし、前記ニードル付きシリンジによる塗布線速度は２０ｍｍ／ｓｅｃ以上から４０ｍｍ／ｓｅｃ以下とし、塗布圧力は２００ｋｐａ以上から４００ｋｐａ以下として作業し、第２の塗布作業では前記ニードルの直径はφ０．２以上からφ０．４以下とし、ステージ温度は９０℃以上から１１０℃以下とし、前記ニードル付きシリンジによる塗布線速度は４０ｍｍ／ｓｅｃ以上から６０ｍｍ／ｓｅｃ以下とし、塗布圧力は１００ｋｐａ以上から３００ｋｐａ以下として作業することを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項５】
前記チップコート樹脂硬化工程は仮硬化作業に続いて本硬化作業を行い、仮硬化作業では温度は１８０℃以上から２２０℃以下とし、仮硬化時間は２０ｓｅｃ以上から２００ｓｅｃ以下とし、塗布した前記チップコート樹脂の表面にタック性を持たせて仮硬化状態とし、リールに巻き取った後に、続く本硬化作業では温度は１５０℃以上から１８０℃以下とし、本硬化時間は４５分から１２０分として作業することを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項６】
前記チップコート樹脂硬化工程は連続炉に通す加熱作業を行い、非接触の場合非接触とする間隔は０．２ｍｍ以上から１．０ｍｍ以下とし、加熱温度は１６０℃以上から２００℃以下とし、加熱時間は１５分以上から６０分以下として作業することを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項７】
前記第１外観検査工程は、実体顕微鏡にミラー反転機能を備えて接眼レンズにより肉眼で検査を行うことを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項８】
前記第２外観検査工程は、金属顕微鏡にミラー反転機能を備えて接眼レンズにより肉眼で検査を行うことを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項９】
前記第１外観検査工程およびあるいは前記第２外観検査工程は、ＣＣＤカメラおよびビデオモニタを備えて撮像画像を画像処理することにより検査を行うことを特徴とする請求項７あるいは８の何れかに記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項１０】
前記電気検査工程は、前記回路基板に設けたアウタリードの入力側端子および出力側端子へプローブをそれぞれコンタクトさせ、前記入力側端子について電気的なショート状態あるいはオープン状態の検出を行い、そして前記入力側端子へ駆動電圧を加えて、前記出力側端子について電流値による電気的なショート状態あるいはオープン状態の検出を行い、さらに前記出力側端子の全てに対して電流値，電圧値を検出することによりログデータの集計を行うことを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項１１】
前記プラズマ洗浄工程と、前記搭載アライメント工程と、前記超音波接合工程と、前記搭載後検査工程と、前記チップコート樹脂塗布工程と、前記チップコート樹脂硬化工程と、前記第１外観検査工程と、前記第２外観検査工程と、前記電気検査工程とは、インライン式に連続化して処理を行うことを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項１２】
前記プラズマ洗浄工程と、前記搭載アライメント工程と、前記超音波接合工程と、前記搭載後検査工程と、前記チップコート樹脂塗布工程と、前記チップコート樹脂硬化工程と、前記第１外観検査工程と、前記第２外観検査工程と、前記電気検査工程とは、バッチ式に独立化して処理を行うことを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項１３】
前記第１外観検査工程およびあるいは前記第２外観検査工程およびあるいは前記電気検査工程において、
前記回路基板の供給はＦＰＣのようなリール供給あるいはシート供給あるいは個別基板供給により供給し、前記各検査工程はインライン式に連続化して処理を行い、あるいはバッチ式に独立化して処理を行うことを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項１】
半導体チップのフリップチップ実装を超音波接合により行う超音波フリップチップ実装の製造方法であって、
大気圧或いは減圧においてプラズマ照射により洗浄を行うプラズマ洗浄工程と、前記半導体チップを回路基板へ搭載させて前記半導体チップのバンプと前記回路基板の端子とのアライメントを行う搭載アライメント工程と、超音波振動を加えて前記バンプの接合を行う超音波接合工程と、前記半導体チップの搭載状態を検査する搭載後検査工程と、前記半導体チップと前記回路基板との隙間へ充填させるためチップコート樹脂の塗布を行うチップコート樹脂塗布工程と、前記チップコート樹脂の硬化を行うチップコート樹脂硬化工程と、前記チップコート樹脂の充填状態を検査する第１外観検査工程と、前記チップコート樹脂の気泡の状態，前記半導体チップの搭載状態，前記バンプと前記端子とのダメージ状態を検査する第２外観検査工程と、前記バンプと前記端子との電気的な接続を検査する電気検査工程とを順次に行い、
前記搭載アライメント工程は前記バンプおよび前記端子を認識マークとし、前記バンプの並び列両端と前記端子の並び列両端との両者を整合させるように調節することを特徴とする超音波フリップチップ実装の製造方法。
【請求項２】
前記プラズマ洗浄工程は、放電電極から清浄エアやＡｒ（アルゴン），窒素あるいは窒素，酸素の混合ガスなどの活性種ガスを吹きつけつつプラズマ照射を行う照射方式を用い、前記放電電極の先端は前記回路基板との間隔を０．５ｍｍ以上から１．５ｍｍ以下とし、前記活性種ガスの流量は１０リットル／ｍｉｎ以上から６０リットル／ｍｉｎ以下とし、前記プラズマ照射の線速度は２００ｍｍ／ｍｉｎ以上から５００ｍｍ／ｍｉｎ以下とすることを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項３】
前記超音波接合工程は、前記回路基板を載せるステージの温度は４０℃以上から８０℃以下とし、超音波振動を行うヘッドの温度は８０℃以上から４００℃以下とし、前記ヘッドの超音波振動振幅値は０．５μｍ以上から４．０μｍ以下とし、超音波振動時間は０．３ｓｅｃ以上から１．３ｓｅｃ以下とし、超音波振動を開始するまでの０．２ｓｅｃ以上から０．５ｓｃｃ以下の間は前記ヘッドにより１０Ｎ以上から７０Ｎ以下の圧力のみを加えて定圧力時間とし、当該定圧力時間が経過した後に、前記半導体チップの１バンプ当たり０．０５Ｎから０．５Ｎとなる増加率でリニアに増加させ、このとき圧力増加とともに超音波振動を開始し、当該超音波振動の停止時には圧力の加圧も同時に停止させることを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項４】
前記チップコート樹脂塗布工程はニードル付きシリンジによる塗布作業を２回行い、第１の塗布作業では前記ニードルの直径はφ０．２以上からφ０．４以下とし、ステージ温度は８０℃以上から１００℃以下とし、前記ニードル付きシリンジによる塗布線速度は２０ｍｍ／ｓｅｃ以上から４０ｍｍ／ｓｅｃ以下とし、塗布圧力は２００ｋｐａ以上から４００ｋｐａ以下として作業し、第２の塗布作業では前記ニードルの直径はφ０．２以上からφ０．４以下とし、ステージ温度は９０℃以上から１１０℃以下とし、前記ニードル付きシリンジによる塗布線速度は４０ｍｍ／ｓｅｃ以上から６０ｍｍ／ｓｅｃ以下とし、塗布圧力は１００ｋｐａ以上から３００ｋｐａ以下として作業することを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項５】
前記チップコート樹脂硬化工程は仮硬化作業に続いて本硬化作業を行い、仮硬化作業では温度は１８０℃以上から２２０℃以下とし、仮硬化時間は２０ｓｅｃ以上から２００ｓｅｃ以下とし、塗布した前記チップコート樹脂の表面にタック性を持たせて仮硬化状態とし、リールに巻き取った後に、続く本硬化作業では温度は１５０℃以上から１８０℃以下とし、本硬化時間は４５分から１２０分として作業することを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項６】
前記チップコート樹脂硬化工程は連続炉に通す加熱作業を行い、非接触の場合非接触とする間隔は０．２ｍｍ以上から１．０ｍｍ以下とし、加熱温度は１６０℃以上から２００℃以下とし、加熱時間は１５分以上から６０分以下として作業することを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項７】
前記第１外観検査工程は、実体顕微鏡にミラー反転機能を備えて接眼レンズにより肉眼で検査を行うことを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項８】
前記第２外観検査工程は、金属顕微鏡にミラー反転機能を備えて接眼レンズにより肉眼で検査を行うことを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項９】
前記第１外観検査工程およびあるいは前記第２外観検査工程は、ＣＣＤカメラおよびビデオモニタを備えて撮像画像を画像処理することにより検査を行うことを特徴とする請求項７あるいは８の何れかに記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項１０】
前記電気検査工程は、前記回路基板に設けたアウタリードの入力側端子および出力側端子へプローブをそれぞれコンタクトさせ、前記入力側端子について電気的なショート状態あるいはオープン状態の検出を行い、そして前記入力側端子へ駆動電圧を加えて、前記出力側端子について電流値による電気的なショート状態あるいはオープン状態の検出を行い、さらに前記出力側端子の全てに対して電流値，電圧値を検出することによりログデータの集計を行うことを特徴とする請求項１に記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項１１】
前記プラズマ洗浄工程と、前記搭載アライメント工程と、前記超音波接合工程と、前記搭載後検査工程と、前記チップコート樹脂塗布工程と、前記チップコート樹脂硬化工程と、前記第１外観検査工程と、前記第２外観検査工程と、前記電気検査工程とは、インライン式に連続化して処理を行うことを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項１２】
前記プラズマ洗浄工程と、前記搭載アライメント工程と、前記超音波接合工程と、前記搭載後検査工程と、前記チップコート樹脂塗布工程と、前記チップコート樹脂硬化工程と、前記第１外観検査工程と、前記第２外観検査工程と、前記電気検査工程とは、バッチ式に独立化して処理を行うことを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載のフリップチップ実装の製造方法。
【請求項１３】
前記第１外観検査工程およびあるいは前記第２外観検査工程およびあるいは前記電気検査工程において、
前記回路基板の供給はＦＰＣのようなリール供給あるいはシート供給あるいは個別基板供給により供給し、前記各検査工程はインライン式に連続化して処理を行い、あるいはバッチ式に独立化して処理を行うことを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載のフリップチップ実装の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１３０６３６（Ｐ２００８−１３０６３６Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１１１３０（Ｐ２００６−３１１１３０）
【出願日】平成１８年１１月１７日（２００６．１１．１７）
【出願人】（３０１０６４９６５）株式会社シンテックス (1)
【出願人】（５０６３８５９８８）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１７日（２００６．１１．１７）
【出願人】（３０１０６４９６５）株式会社シンテックス (1)
【出願人】（５０６３８５９８８）
【Ｆターム（参考）】
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