专利名称：半导体装置及其制造方法及装置、电路基板和电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体装置及其制造方法、半导体装置的制造装置、电路基板和电子装置。
随着近年来的电子装置的小型化，要求适合于高密度安装的半导体装置的封装体。为了适应这种情况，开发了BGA(球状栅格阵列)及CSP(芯片比例/尺寸封装)那样的表面安装型封装体。在表面安装型封装体中，在形成了布线图形的基板上以倒装方式(face down)安装半导体芯片。
在现有的表面安装型封装体的制造方法中，为了进行布线图形与半导体芯片的电极的位置重合，使用了光学系统。即，使光学系统配置在半导体芯片的具有电极的面与基板的具有布线图形的面之间，利用摄像机拍摄两者的面以掌握位置，从而进行定位。按照这样做，由于光学系统是复杂的，故容易产生误差，导致安装精度的下降。
本发明解决该问题，其目的在于提供使安装精度提高的半导体装置的制造方法、利用该方法制造的半导体装置、半导体装置的制造装置、电路基板和电子装置。
(1)与本发明有关的半导体装置的制造方法是连接在光透过性的基板的一个面上形成了布线图形的柔性基板与在半导体元件上形成的电极的半导体装置的制造方法，在与形成上述半导体元件的一侧不同的一侧配置检测装置，利用上述检测装置检测上述电极和上述布线图形中至少一方的位置，导电性地连接上述布线图形与上述电极。
(2)在该制造方法中，也可利用上述检测装置从与上述柔性基板中的形成了上述布线图形的面相对的一侧的面起检测上述布线图形和上述电极的位置。
按照这样做，由于使用光透过性的基板，故可从柔性基板的背面透过地观察来识别布线图形。由此，即使使视线朝向同一或平行的方向来进行识别，也可使布线图形和电极朝向面对面的方向或与其平行的方向。而且，结束识别后，只通过使柔性基板和半导体元件互相平行移动，就能进行倒装键合。其结果，不使用复杂的光学系统就能提高安装精度。
(3)在该制造方法中，上述柔性基板可以是不使用粘接剂的在上述基板上形成了上述布线图形的2层柔性基板。
由于一般被使用的粘接剂妨碍光的透过，故通过使用这样的不使用粘接剂的2层柔性基板，可从柔性基板的背面来识别布线图形。
(4)在该半导体装置的制造方法中，上述布线图形可以利用溅射法在上述基板上形成。
这样，通过利用溅射法在基板上形成布线图形，从背面进行的布线图形的识别变得容易。
(5)在该半导体装置的制造方法中，上述基板可以由聚乙烯对苯二甲酸盐来形成。
聚乙烯对苯二甲酸盐是具有光透过性的材料的例子。
(6)在该半导体装置的制造方法中，上述检测装置由摄像机构成，利用摄像机检测上述布线图形的位置和上述电极的位置，上述摄像机可以在拍摄了形成了上述布线图形的上述柔性基板和形成了上述电极的上述半导体元件中的某一方之后，进行另一方的拍摄。
(7)在该半导体装置的制造方法中，上述摄像机可平行地移动来拍摄上述布线图形或上述电极。
(8)与本发明有关的半导体装置利用上述方法来制造。
(9)与本发明有关的半导体装置是包含具有在基板上形成的布线图形的柔性基板和半导体元件的半导体装置，上述基板具有光透过特性，将在上述基板上形成的布线图形与在上述半导体元件上形成的电极导电性地连接起来而构成。
(10)该半导体装置可以倒装方式来键合上述半导体元件以便与上述布线图形连接来构成。
(11)与本发明有关的半导体装置的制造装置具有运送柔性基板的第1运送装置；运送半导体元件的第2运送装置；以及进行位置检测用的检测装置，上述检测装置被配置在与配置上述半导体元件的一侧不同的一侧，检测在上述柔性基板上形成的布线图形的位置或在上述半导体元件上形成的电极的位置。
(12)在与本发明有关的电路基板上安装了上述半导体装置。
(13)与本发明有关的电子装置具有上述电路基板。
图1(A)～图1(C)是说明与应用了本发明的实施例有关的半导体装置的制造方法的图。
图2是示出作为柔性基板的例子的载带的图。
图3是示出应用了本发明的实施例的变形例的图。
图4是示出安装了与本实施例有关的半导体装置的电路基板的图。
图5是示出具备安装了与本实施例有关的半导体装置的电路基板的电子装置的图。
以下参照
本发明的优选实施例。
图1(A)～图1(C)是说明与应用了本发明的实施例有关的半导体装置的制造方法的图。在本实施例中，如图1(A)中所示，准备柔性基板10。柔性基板10包含基底基板12和布线图形14。
基板12例如由有机类或树脂类的材料构成，具有柔性。此外，基板12具有光透过性，只要是透过可见光的材料，则透射率是多少也没有关系。只要具有柔性和光透过性，就不限定基板12的材料。作为光透射率高的材料，可举出聚乙烯对苯二甲酸盐(PET)。或者，也可使用聚酰亚胺树脂。由于使用了聚酰亚胺树脂的基板12被着色，故其厚度最好在75μm以下，更为理想是在50μm以下。此外，作为基板12的材料，也可使用PES(聚醚砜)或PEEK(聚醚醚酮)等耐热的工程塑料膜。由于这些材料或是透明的、或是即使被着色其颜色也很浅，故在厚度方面大多没有问题。
在基板12的一个面上形成布线图形14。再有，虽然除了在基板12的一个面上形成的布线图形14之外，也可在另一个面上形成布线图形，但在该另一个面上形成的布线图形不是本发明必须的构成必要条件。
布线图形14可利用溅射法等在基板12上覆盖铜等的导电性的膜，对其进行刻蚀来形成。在该情况下，在基板12上直接形成布线图形14，成为不介入粘接剂的2层基板。一般来说，粘接剂具有遮光性。如果使用柔性基板10，由于不介入遮光性的粘接剂，故可透过光透过性的基板12来观察，从背面来识别布线图形14。详细地说，可从与基板12中的形成了布线图形14的面相对的一侧的面起，透过基板12用内眼来识别布线图形14。在选择了聚酰亚胺树脂作为基板12的情况下，由于基板12被着色，进一步提高了来自与布线图形14的形成面相反的面的图形识别性，故在本形态中希望是用溅射法在上述的2层基板、特别是在聚酰亚胺树脂上形成了铜等的类型。在此，如果用光透射率高的PET等形成基板12，则由于布线图形14的识别更为容易，故也可选择带有粘接剂的3层基板。
在基板12上形成了通孔18，布线图形14通过通孔18上。即，形成为使布线图形14跨越通孔18上。而且布线图形14通过通孔18能连接到与基板12中的形成了布线图形14的面相对的一侧的面上。这样，可在与基板12中的形成了布线图形14的面相对的一侧的面上形成与布线图形14导电性地连接的外部电极34(参照图1(C))。再有，也可在通孔18的内表面上电镀金或铜等的导电材料。
在布线图形14上形成了接合区(1and)16，使与半导体元件30的电极32的接合变得容易。再有，也可在接合区16上形成凸点。
如以上所说明的那样，可使用长方形的基板作为柔性基板10，也可使用图2中示出的载带20。载带20由长方形或带状的基板22和在基板22的至少一个面上形成的布线图形24构成，被卷在图中未示出的卷轴上准备好。在基板22的在宽度方向的两端部上沿长度方向连续地形成了扣齿孔(sprocket hole)26。在卷取或引出载带20时，扣齿孔26与链轮104(参照图1(A))啮合。
在本实施例中使用的制造装置具有运送柔性基板10的链轮104等的第1运送装置；运送半导体元件30的吸附工具102等的第2运送装置；以及进行位置检测用的摄像机100等的检测装置。
在本实施例中，如图1(A)中所示那样来配置上述柔性基板10和半导体元件30。在图1(A)中，在柔性基板10中的形成了布线图形14的面与半导体元件30中的形成了电极32的面处于相对的方向，在沿面平行地移动时，朝向可面对面的方向。换言之，与柔性基板10中的形成了布线图形14的面相对的一侧的面与半导体元件30中的形成了电极32的面朝向相同的方向，同时在平面视图中以不重叠的方式错开。
此外，用图中未示出的滑动装置来保持柔性基板10和半导体元件30，使其能分别沿形成了布线图形14的面或形成了电极32的面平行地移动。
在图1(A)中，摄像机100对于与柔性基板10中的形成了布线图形14的面相对的一侧的面与半导体元件30中的形成了电极32的面处于能面对面的方向，实际上与某一个面相对地配置了摄像机100。即，在与柔性基板10中的形成了布线图形14的面相对的一侧的面上配置了摄像机100。或者，在半导体元件30中的形成了电极32的面上配置了摄像机100。再有，固定了摄像机100的位置。
在此，即使将摄像机100配置在与柔性基板10中的形成了布线图形14的面相对的一侧，如上所述，由于柔性基板10的基板12具有光透过性，故也能透过基板12对布线图形14进行拍摄。
摄像机100拍摄布线图形14和电极32中的进入视野的一方。由此，识别其位置。再有，在拍摄柔性基板10时，具体地说，检测装置(例如摄像机100)识别成为布线图形14中的与电极32接合的接合部的接合区16的位置。详细地说，在存储装置中预先存储布线图形14的形状、接合区16的形状和在布线图形14上的位置等基础信息。然后，透过基板12拍摄布线图形14，根据基础信息和用摄像机100拍摄而得到的布线图形14的图像信息来识别接合区16的位置。再者，在要求精密的位置重合精度的情况下，也可在与布线图形相同的工艺中预先设置与接合区分开的专用的位置重合标记(mark)，透过基板12拍摄位置重合标记，以其作为位置基准来算出接合区的位置。该识别也可利用运算处理装置来进行，在存储装置中存储被识别的位置的数据。
这样，如果识别了布线图形14和电极32中的一方的位置，则平行地移动成为该识别对象的柔性基板10和半导体元件30中的一方，使另一方进入摄像机100的视野。然后，以同样的方式识别布线图形14和电极32中的另一方的位置。再有，在平行地移动柔性基板10和半导体元件30时，通过预先存储该移动方向和移动距离，也能在以后有效地利用布线图形14和电极32的位置的数据。
这样，由于能识别成为布线图形14中的与电极32接合的接合部的接合区16和电极32的位置，故其次进行两者的位置重合(参照图1(B))。再者，在进行了位置重合之后，可透过基板12来确认电极32与接合区16的位置是否已重合，在作为图像确认了可靠的位置重合之后，进入下一个接合工序，这是本发明的大的特征。
按照以上的工序，在固定摄像机100的原有状态下，尽管不使用复杂的光学系统，但可简单地进行成为布线图形14中的与电极32接合的接合部的接合区16和电极32的位置重合。
其次，如图1(B)中所示，以倒装方式来键合接合区16与电极32。在本实施例中，使用通用的联动键合方式的键合器，从与柔性基板10中的形成了布线图形14的面相对的一侧起将键合工具200向半导体元件30的方向按压。
再有，如图2中所示，在将载带20作为柔性基板10使用时，也可在对于作为多个单元的半导体装置进行了位置重合之后，连续地进行图1(B)中所示的工序。
这样，如果将接合区16与电极32接合起来，则如图1(C)中所示，在布线图形14上通过通孔18以球状设置凸点，形成外部电极34。然后，沿半导体元件30的外形或以任意形状冲切柔性基板10，可得到半导体装置36。
这样，按照本实施例，使用通用的键合器，可简单地将朝向面对面方向的接合区16与电极32接合起来。
以上关于使用自动识别位置重合装置(工序)的例子进行了叙述，但本发明也适用于手动位置重合装置(人用显示器观察摄像机图像进行位置重合的装置)，这成为另一个大的优点。由此，即使不使用高价的设备，也能用简单的装置进行高精度的接合。
再有，本发明不限定于上述实施例，可进行各种变形。例如，可进行图3中示出的工序，来代替图1(A)中示出的工序。即，在图1(A)中，固定摄像机100的位置，柔性基板10和半导体元件30平行地移动，但在图3中，平行地移动摄像机200，固定了柔性基板10和半导体元件30的位置。由此，也可达到与上述实施例相同的效果。再有，在图3中，柔性基板10和半导体元件30在摄像机200进行摄像时固定了位置，但最好能在进行倒装安装时平行地移动，如图1(B)中所示，进行位置重合。
在上述的例子中，全部以CSP(芯片尺寸/比例封装)结构的制造为例进行了叙述，但与本发明有关的方法不限于此，也可用于使用具有光透过性的基板的FD(倒装)结构的全部的安装、例如用于COF(在柔性基板上的芯片)结构。在该情况下，在半导体元件与基板的连接工序中，也有一些要点。
在图4中示出安装了利用与上述实施例有关的方法制造的半导体装置1100的电路基板1000。一般来说，使用例如玻璃环氧基板等的有机类基板作为电路基板1000。在电路基板1000上形成了例如由铜构成的布线图形，以便成为所希望的电路。然后，通过以机械方式连接布线图形与半导体装置1100的外部电极，可谋求这两者的电导通。
再有，由于半导体装置1100可使安装面积小到用裸芯片进行安装的面积，故如果将该电路基板1000使用于电子装置，则可谋求电子装置本身的小型化。此外，在同一面积内可确保更多的空间，故也可谋求高功能化。
而且，作为具备该电路基板1000的电子装置，在图5中示出了笔记本型个人计算机1200。
再有，上述的实施例是将本发明应用于半导体装置的例子，但只要是与半导体装置同样地需要多个外部端子的面安装用的电子部件，则无论是有源元件还是无源元件，都可应用本发明。作为电子元件，例如有电阻器、电容器、线圈、振荡器、滤波器、温度传感器、热敏电阻、变阻器、电位器或熔断器等。
权利要求
1.一种半导体装置的制造方法，该方法是连接在光透过性的基板的一个面上形成了布线图形的柔性基板与在半导体元件上形成的电极的半导体装置的制造方法，其特征在于在与形成上述半导体元件的一侧不同的一侧配置检测装置，利用上述检测装置检测上述电极和上述布线图形中至少一方的位置，导电性地连接上述布线图形与上述电极。
2.如权利要求1中所述的半导体装置的制造方法，其特征在于利用上述检测装置从与上述柔性基板中的形成了上述布线图形的面相对的一侧的面起，检测上述布线图形和上述电极的位置。
3.如权利要求1中所述的半导体装置的制造方法，其特征在于上述柔性基板是不使用粘接剂的在上述基板上形成了上述布线图形的2层柔性基板。
4.如权利要求3中所述的半导体装置的制造方法，其特征在于利用溅射法在上述基板上形成上述布线图形。
5.如权利要求1中所述的半导体装置的制造方法，其特征在于上述基板由聚乙烯对苯二甲酸盐来形成。
6.如权利要求1～5的任一项中所述的半导体装置的制造方法，其特征在于上述检测装置由摄像机构成，利用摄像机检测上述布线图形的位置和上述电极的位置，上述摄像机在拍摄了形成了上述布线图形的上述柔性基板和形成了上述电极的上述半导体元件中的某一方之后，进行另一方的拍摄。
7.如权利要求6中所述的半导体装置的制造方法，其特征在于上述摄像机平行地移动来拍摄上述布线图形或上述电极。
8.一种半导体装置，其特征在于利用如权利要求1中所述的方法来制造。
9.一种半导体装置，该装置是包含具有在基板上形成的布线图形的柔性基板和半导体元件的半导体装置，其特征在于上述基板具有光透过特性，将在上述基板上形成的布线图形与在上述半导体元件上形成的电极导电性地连接起来而构成。
10.如权利要求9中所述的半导体装置，其特征在于以倒装方式来键合上述半导体元件以便与上述布线图形连接来构成。
11.一种半导体装置的制造装置，具有运送柔性基板的第1运送装置；运送半导体元件的第2运送装置；以及进行位置检测用的检测装置，其特征在于上述检测装置被配置在与配置上述半导体元件的一侧不同的一侧，检测在上述柔性基板上形成的布线图形的位置或在上述半导体元件上形成的电极的位置。
12.一种电路基板，其特征在于安装了如权利要求9或权利要求10中所述的半导体装置。
13.一种电子装置，其特征在于具有如权利要求12中所述的电路基板。
全文摘要
提供一种使安装精度提高的半导体装置的制造方法、利用该方法制造的半导体装置、半导体装置的制造装置、电路基板和电子装置。上述制造方法包括:准备柔性基板10的工序;从与柔性基板10中的形成了布线图形14的面相对的一侧的面透过基板12来识别布线图形14的位置的工序;使视线朝向与布线图形14的识别相同的方向来识别半导体元件30中的电极32的位置的工序;以及使布线图形14与电极32的位置重合并以倒装方式将半导体元件30键合到柔性基板10上的工序。
文档编号H01L23/498GK1244034SQ9911188
公开日2000年2月9日 申请日期1999年8月2日 优先权日1998年7月31日
发明者桥元伸晃 申请人:精工爱普生株式会社