JP2006229106A - Semiconductor device mounting method, mounting device, and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
【課題】回路基板5の裏面に後から実装する半導体ベアチップ加圧時の反りを矯正し、半導体ベアチップの破壊を防止し、位置合せ認識時の認識不良及び誤認識を防止すること。
【解決手段】回路基板5の少なくとも1箇所以上を基板矯正ツール12と基板矯正ガイド13で挟み込み、押圧して回路基板5の矯正を行いながら、半導体ベアチップ押圧ツール14にて押圧し、加熱加圧を行うことにより、後から実装する半導体ベアチップの破壊防止、認識不良及び誤認識の防止が可能となる。
【選択図】図3An object of the present invention is to correct a warp when a semiconductor bare chip to be mounted later on a back surface of a circuit board 5 is pressed, prevent destruction of the semiconductor bare chip, and prevent recognition failure and misrecognition during alignment recognition.
At least one part of a circuit board is sandwiched between a substrate correction tool and a substrate correction guide and pressed with a semiconductor bare chip pressing tool while correcting the circuit substrate, and heated and pressed. By performing the above, it becomes possible to prevent destruction of a semiconductor bare chip to be mounted later, and prevent recognition failure and erroneous recognition.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、回路基板の片面もしくは両面の半導体ベアチップ取り付け面に半導体ベアチップがフリップチップ方法にて接続され、上記半導体ベアチップ取り付け面に対向する半導体ベアチップに形成された電極と回路基板上の電極とが電気的に接続される半導体装置の実装方法と実装装置および半導体装置に関するものである。 In the present invention, a semiconductor bare chip is connected to a semiconductor bare chip mounting surface on one or both sides of a circuit board by a flip chip method, and an electrode formed on the semiconductor bare chip facing the semiconductor bare chip mounting surface and an electrode on the circuit board are The present invention relates to a mounting method, a mounting apparatus, and a semiconductor device for electrically connected semiconductor devices.
電子回路基板は、あらゆる製品に使用されるようになり、かつ携帯機器の増加から、回路基板の半導体ベアチップをパッケージでなく裸のまま搭載するフリップチップ実装方法が求められている。さらに電子部品の高集積実装化に伴い、回路基板の両面に半導体ベアチップを実装する必要性が高まっている。 Electronic circuit boards are used in various products, and with the increase in portable devices, there is a demand for a flip chip mounting method in which a semiconductor bare chip on a circuit board is mounted as it is, not in a package. Furthermore, with the high integration mounting of electronic components, the need to mount semiconductor bare chips on both sides of a circuit board is increasing.
従来の電子機器の回路基板に半導体ベアチップを接合する方法について、以下に説明する。図1に示されるように、絶縁性の樹脂のシートもしくはペーストを半導体素子の実装における封止材として使用する半導体素子の実装工法が提案されている。 A method for bonding a semiconductor bare chip to a circuit board of a conventional electronic device will be described below. As shown in FIG. 1, there has been proposed a semiconductor element mounting method using an insulating resin sheet or paste as a sealing material for mounting a semiconductor element.
図1(a)において、半導体ベアチップ1上バンプは、半導体ベアチップ1のパッド2上に直径25μmのAu線を用いてワイヤボンディング装置に付属するキャピラリ4によりバンプ3として形成される。あるいは、複数の半導体素子から構成されるウエハと呼ばれるシリコン結晶板にメッキを施してバンプを形成する場合もある。
In FIG. 1A, bumps on the
図1(b)において、回路基板5に封止シート6を半導体素子実装領域に置き、貼り付けツール7を用いて加熱、加圧を行って貼り付けた。この時の加熱は封止シート6が硬化反応を起こさず、かつ、封止シート6の軟化を起こさせ、回路基板5への貼り付けを容易にする温度が必要であり、通常60〜100℃で行う。ペーストの場合は回路基板5へ塗布する。
In FIG. 1 (b), the
図1(c)において、回路基板5上の基板電極8と半導体素子1に形成したバンプ3が接するように位置合わせして実装ヘッド9によりマウントする。
In FIG. 1C, the
図1(d)において、回路基板5上にマウントした半導体素子1の裏面から圧着ツール10を用いて加圧、加熱を行い、封止シート6樹脂硬化反応を起こさせる。
In FIG.1 (d), it pressurizes and heats using the crimping | compression-
以上の工程を行うことにより、半導体素子の実装を短時間に、かつ、容易に行うことができるようになり、以上の実装工法と関連している封止シート6に導電粒子を混入させた異方性導電フィルムを用いた工法はACF工法として広く実用されるようになってきた(例えば、特許文献1参照)。
By performing the above steps, the semiconductor element can be mounted in a short time and easily, and the conductive sheet is mixed into the
両面に半導体ベアチップを実装する場合、上記貼り付け方法により回路基板5の表面に封止シート6を貼り付け、半導体素子1を位置合わせしてマウントする。その後圧着ツール10を用いて加圧、加熱を行い、封止シート6の樹脂硬化反応を起こさせる。さらにここまでの工程を繰り返し、一つの回路基板内に複数個、特にその回路基板の両面に半導体ベアチップを実装することが求められている。
しかしながら、前記従来の半導体ベアチップを回路基板の片面に複数個もしくは両面に複数個実装するためには、以下のような問題点がある。 However, in order to mount a plurality of the conventional semiconductor bare chips on one side or both sides of the circuit board, there are the following problems.
すなわち、圧着ツールにより加熱するため、前もって片面の他の箇所もしくは両面に樹脂の封止シートを貼り付けておくと、基板の他の箇所もしくは裏面にまで熱が伝わり、樹脂封止シートが反応してしまい、裏面の半導体素子が実装できない。そのため、1箇所目の圧着を完了後、他の箇所もしくは裏面の樹脂封止シートを貼り付け、マウントし、圧着するため実装タクトが長くなってしまう。 In other words, in order to heat with a crimping tool, if a resin sealing sheet is attached in advance to the other part or both sides of one side, heat is transmitted to the other part or the back side of the substrate, and the resin sealing sheet reacts. Therefore, the semiconductor element on the back surface cannot be mounted. For this reason, after completion of crimping at the first location, a mounting tact becomes long because a resin sealing sheet at another location or the back surface is attached, mounted, and crimped.
さらに、従来の技術で一箇所づつ実装する場合、1箇所目の圧着を完了した際に樹脂封止シートもしくはペーストの硬化収縮により回路基板および半導体素子に反りが発生し、他の箇所もしくは裏面に実装する際その反りにより圧着の荷重が先に実装した半導体ベアチップに集中し、その半導体ベアチップを破壊したり、実装装置による位置合わせ認識時に反りを有する基板を認識するために、認識不良および誤認識を発生する場合がある。 Furthermore, when mounting one by one with the conventional technology, the warping of the circuit board and the semiconductor element occurs due to the curing shrinkage of the resin sealing sheet or paste when the first crimping is completed, and other parts or the back surface When mounting, the load of crimping is concentrated on the semiconductor bare chip that was previously mounted, and the semiconductor bare chip is destroyed, or the substrate with the warp is recognized during alignment recognition by the mounting device. May occur.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、圧着回数の減少による実装タクトの短縮が可能で、回路基板および半導体素子に反りが発生せず、これらの位置合わせ認識時に認識不良および誤認識の発生を低減することが可能となる半導体装置の実装方法と実装装置、およびこのような実装方法と実装装置により製造される半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and can reduce the mounting tact by reducing the number of times of crimping, does not cause warping of the circuit board and the semiconductor element, and recognizes misrecognition and misrecognition when recognizing these alignments. An object of the present invention is to provide a mounting method and mounting apparatus for a semiconductor device, and a semiconductor device manufactured by such a mounting method and mounting apparatus.
上記課題を解決するために、本発明の半導体装置の実装方法は第1の半導体ベアチップが実装された回路基板の一方の面に対する他方の面の前記第1の半導体ベアチップと対向する位置に第2の半導体ベアチップを実装するに際し、前記回路基板の他方の面の前記第2の半導体ベアチップ周辺の前記回路基板を、前記第2の半導体ベアチップを押圧するツールとは別のツールを用いて少なくとも1箇所以上押圧しながら、前記第2の半導体ベアチップを前記回路基板に搭載する工程、もしくは搭載された前記第2の半導体ベアチップと前記回路基板の間に介在する熱硬化性樹脂を熱により硬化する工程を有するものである。 In order to solve the above-described problem, a semiconductor device mounting method according to the present invention is configured such that the second surface of the circuit board on which the first semiconductor bare chip is mounted is positioned at a position facing the first semiconductor bare chip on the other surface. When mounting the semiconductor bare chip, at least one place of the circuit board around the second semiconductor bare chip on the other surface of the circuit board is used by using a tool different from the tool for pressing the second semiconductor bare chip. The step of mounting the second semiconductor bare chip on the circuit board while pressing the above, or the step of curing the thermosetting resin interposed between the mounted second semiconductor bare chip and the circuit board by heat. I have it.
また、回路基板の片面に搭載された複数個の半導体ベアチップを同時に押圧し前記半導体ベアチップに形成された突起電極バンプを前記回路基板に形成された電極上で変形させ、同時に前記回路基板との間に介在する熱硬化性樹脂を熱により硬化させる工程を有し、前記複数個の半導体ベアチップの厚みバラツキが±10μm以内に管理されていることを特徴とするものである。 Further, a plurality of semiconductor bare chips mounted on one side of the circuit board are simultaneously pressed to deform the protruding electrode bumps formed on the semiconductor bare chip on the electrodes formed on the circuit board, and at the same time between the circuit boards And a thickness variation of the plurality of semiconductor bare chips is controlled within ± 10 μm.
また、本発明の半導体装置の実装装置は、上記半導体装置の実装方法における各工程を実施するための各手段を有し、さらに本発明の半導体装置は上記半導体装置の実装方法により製造されるものであることを特徴とする。 The semiconductor device mounting apparatus of the present invention has means for performing each step in the semiconductor device mounting method, and the semiconductor device of the present invention is manufactured by the semiconductor device mounting method. It is characterized by being.
本構成によって、実装タクトの短縮が可能であり、また、回路基板および半導体素子に反りが発生せず、これらの位置合わせ認識時に認識不良および誤認識の発生を低減することができる。 With this configuration, the mounting tact time can be shortened, the circuit board and the semiconductor element are not warped, and the occurrence of recognition failure and misrecognition during the alignment recognition can be reduced.
以上のように、本発明によれば、両面に樹脂の封止シートを貼り付け、マウントし、同時に圧着するため圧着回数が減少し、実装タクトを短縮することができる。 As described above, according to the present invention, the resin sealing sheets are attached to both surfaces, mounted, and simultaneously pressed, so that the number of press bondings can be reduced and the mounting tact time can be shortened.
さらに、圧着前に裏面のマウントを行うため、裏面のマウント時に回路基板および半導体素子に反りが発生せず、実装装置による位置合わせ認識時に認識不良および誤認識を発生する可能性が低くなり、これらの効果により生産性の高い半導体素子実装を実現することができる。 Furthermore, since the back surface is mounted before crimping, the circuit board and the semiconductor element are not warped when the back surface is mounted, and the possibility of recognition failure and misrecognition at the time of alignment recognition by the mounting device is reduced. Due to the above effect, it is possible to realize a highly productive semiconductor element mounting.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図3は、本発明の実施の形態1における回路基板の片面に半導体ベアチップが実装された回路基板のもう一方の面に半導体ベアチップを実装する半導体装置の製造工程の概略図である。
(Embodiment 1)
FIG. 3 is a schematic diagram of a manufacturing process of a semiconductor device in which a semiconductor bare chip is mounted on the other surface of the circuit board in which the semiconductor bare chip is mounted on one surface of the circuit board in the first embodiment of the present invention.
図2に示す回路基板5の片面に半導体ベアチップ1が実装されていると、封止シート6もしくはペーストの硬化収縮により回路基板5および半導体ベアチップ1に反りが発生する。そこで図3(a)に示すように、回路基板5の少なくとも一箇所以上をシリンダ11を有する基板矯正ツール12と基板矯正ガイド13で挟み込み、押圧しながら回路基板5を矯正する。図3(b)に示すように、この回路基板5の矯正を行いながら、半導体ベアチップ押圧ツール14にて押圧し、加熱、加圧を行う。このことにより、回路基板5および半導体ベアチップ1に発生した反りにより、後から実装する半導体ベアチップを加圧する際に生じる半導体ベアチップの破壊の防止、および位置合わせ認識時の認識不良および誤認識の防止を可能とする半導体装置の実装方法が実現する。
When the semiconductor
(実施の形態2)
図4は、本発明の実施の形態2における回路基板の片面に半導体ベアチップが実装された回路基板のもう一方の面に半導体ベアチップを実装する半導体装置の製造工程の概略図である。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a schematic diagram of a manufacturing process of a semiconductor device in which a semiconductor bare chip is mounted on the other surface of the circuit board in which the semiconductor bare chip is mounted on one surface of the circuit board in
図2に示す回路基板5の片面に半導体ベアチップ1が実装されていると、封止シート6もしくはペーストの硬化収縮により回路基板5および半導体ベアチップ1に反りが発生する。そこで図4(a)に示すように、回路基板5の両面をプレート15およびプレート16で挟み込み、回路基板5を矯正する。この回路基板5の矯正を行いながら、半導体ベアチップ押圧ツール14にて押圧し、加熱、加圧を行う。このことにより、回路基板5および半導体ベアチップ1に発生した反りにより、後から実装する半導体ベアチップを加圧する際に生じる半導体ベアチップの破壊の防止、および位置合わせ認識時の認識不良および誤認識の防止を可能とする半導体装置の実装方法が実現する。
When the semiconductor
(実施の形態3)
図5(a)は、本発明の実施の形態3における回路基板5の片面に半導体ベアチップが実装され、回路基板5のもう一方の面に半導体ベアチップ1を実装した半導体装置の概略図である。図5(b)に示すように、シリンダ11を有する基板矯正ツール12と基板矯正ガイド13で矯正された回路基板5に半導体ベアチップを実装、もしくは図5(c)に示す回路基板5の両面をプレート15およびプレート16で挟み込み、回路基板5の矯正を行いながら半導体ベアチップ押圧ツール14にて加熱、加圧し実装すると、半導体ベアチップの破壊が防止され、回路基板5および両面の半導体ベアチップ1の反りは矯正しない場合より大幅に低減される。よって歩留まりが高く、反りの少ない半導体装置が得られる。
(Embodiment 3)
FIG. 5A is a schematic diagram of a semiconductor device in which a semiconductor bare chip is mounted on one side of a
(実施の形態4)
図6は、本発明の実施の形態4における回路基板の片面に半導体ベアチップが実装された回路基板のもう一方の面に半導体ベアチップを実装する半導体装置の実装装置の概略図である。図2に示す回路基板5の片面に半導体ベアチップ1が実装されていると、封止シート6もしくはペーストの硬化収縮により回路基板5および半導体ベアチップ1に反りが発生する。そこで図6に示すように、回路基板5の少なくとも一箇所以上をシリンダ11を有する基板矯正ツール12と基板矯正ガイド13で挟み込み、押圧して回路基板5の矯正を行いながら、半導体ベアチップ押圧ツール14にて押圧し、加熱、加圧を行う。このことにより、回路基板5および半導体ベアチップ1に発生した反りにより、後から実装する半導体ベアチップを加圧する際に生じる半導体ベアチップの破壊の防止、および位置合わせ認識時の認識不良および誤認識の防止を可能とした歩留まりの高い半導体装置の実装装置を得ることができる。
(Embodiment 4)
FIG. 6 is a schematic diagram of a semiconductor device mounting apparatus for mounting a semiconductor bare chip on the other surface of the circuit board in which the semiconductor bare chip is mounted on one side of the circuit board according to the fourth embodiment of the present invention. When the semiconductor
(実施の形態5)
図7は、本発明の実施の形態5における回路基板の片面に半導体ベアチップが実装された回路基板のもう一方の面に半導体ベアチップを実装する半導体装置の製造装置の概略図である。図2に示す回路基板5の片面に半導体ベアチップ1が実装されていると、封止シート6もしくはペーストの硬化収縮により回路基板5および半導体ベアチップ1に反りが発生する。そこで図7に示すように、回路基板5の両面をプレート15およびプレート16で挟み込み、回路基板5の矯正を行いながら半導体ベアチップ押圧ツール14にて押圧し、加熱、加圧を行う。このことにより、回路基板5および半導体ベアチップ1に発生した反りにより、後から実装する半導体ベアチップを加圧する際に生じる半導体ベアチップの破壊の防止、および位置合わせ認識時の認識不良および誤認識の防止を可能とした歩留まりの高い半導体装置の実装装置を得ることができる。
(Embodiment 5)
FIG. 7 is a schematic diagram of a semiconductor device manufacturing apparatus for mounting a semiconductor bare chip on the other surface of the circuit board on which the semiconductor bare chip is mounted on one side of the circuit board in
(実施の形態6)
図8は、本発明の実施の形態6における回路基板の片面に半導体ベアチップが実装された回路基板のもう一方の面に半導体ベアチップを実装する半導体装置の実装工程の概略図である。図2に示す回路基板5の片面に半導体ベアチップ1が実装されていると、封止シート6もしくはペーストの硬化収縮により回路基板5および半導体ベアチップ1に反りが発生する。そこで図8(a)に示すように、回路基板5の少なくとも一箇所以上をシリンダ11を有する基板矯正ツール12と基板矯正ガイド13で挟み込み、押圧して回路基板5の矯正を行いながら、半導体ベアチップ押圧ツール14にて押圧し、加熱、加圧を行う。
(Embodiment 6)
FIG. 8 is a schematic diagram of a semiconductor device mounting process for mounting a semiconductor bare chip on the other surface of the circuit board on which the semiconductor bare chip is mounted on one side of the circuit board in the sixth embodiment of the present invention. When the semiconductor
この際、図8(b)に示すように、バンプ3は基板電極8上で変形しながら、同時に封止シート6もしくはペーストは硬化する。このことにより、回路基板5および半導体ベアチップ1に発生した反りにより、後から実装する半導体ベアチップを加圧する際に生じる半導体ベアチップの破壊の防止、および位置合わせ認識時の認識不良および誤認識を防止し、かつ回路基板5の基板電極8の高さバラツキを吸収し、接続抵抗値が低く、30秒以下の短時間でバンプ3と基板電極8の電気的接続が得られ、歩留まりの高い半導体装置の実装方法が実現できる。
At this time, as shown in FIG. 8B, the
(実施の形態7)
図9は、本発明の実施の形態7における回路基板の片面に半導体ベアチップが実装された回路基板のもう一方の面に半導体ベアチップを実装する半導体装置の実装工程の概略図である。図2に示す回路基板5の片面に半導体ベアチップ1が実装されていると、封止シート6もしくはペーストの硬化収縮により回路基板5および半導体ベアチップ1に反りが発生する。そこで図9(a)に示すように、回路基板5の両面をプレート15およびプレート16で挟み込み、回路基板5の矯正を行いながら半導体ベアチップ押圧ツール14にて押圧し、加熱、加圧を行う。
(Embodiment 7)
FIG. 9 is a schematic diagram of a semiconductor device mounting process for mounting a semiconductor bare chip on the other side of the circuit board on which the semiconductor bare chip is mounted on one side of the circuit board in the seventh embodiment of the present invention. When the semiconductor
この際、図9(b)に示すように、バンプ3は基板電極8上で変形しながら、同時に封止シート6もしくはペーストは硬化する。このことにより、回路基板5および半導体ベアチップ1に発生した反りにより、後から実装する半導体ベアチップを加圧する際に生じる半導体ベアチップの破壊の防止、および位置合わせ認識時の認識不良および誤認識を防止し、かつ回路基板5の基板電極8の高さバラツキを吸収し、接続抵抗値が低く、30秒以下の短時間でバンプ3と基板電極8の電気的接続が得られ、歩留まりの高い半導体装置の実装方法が実現できる。
At this time, as shown in FIG. 9B, the
(実施の形態8)
図10(a)は、本発明の実施の形態8における回路基板5の片面に半導体ベアチップ1が実装され、回路基板5のもう一方の面に半導体ベアチップ1を実装した半導体装置の概略図である。図10(b)に示すように、シリンダ11を有する基板矯正ツール12と基板矯正ガイド13で矯正された回路基板5に半導体ベアチップを実装、もしくは図10(c)に示す回路基板5の両面をプレート15およびプレート16で挟み込み、回路基板5の矯正を行いながら半導体ベアチップ押圧ツール14にて加熱、加圧し実装すると、半導体ベアチップの破壊が防止され、回路基板5および両面の半導体ベアチップ1の反りは矯正しない場合より大幅に低減される。
(Embodiment 8)
FIG. 10A is a schematic diagram of a semiconductor device in which the semiconductor
さらに、図10(b)に示すように、バンプ3は基板電極8上で変形しながら、同時に封止シート6もしくはペーストは硬化する。よって回路基板5の基板電極8の高さバラツキを吸収し、接続抵抗値が低く、30秒以下の短時間でバンプ3と基板電極8の電気的接続が得られ、歩留まりが高く、反りの少ない半導体装置が得られる。
Further, as shown in FIG. 10 (b), the
(実施の形態9)
図11は、本発明の実施の形態9における回路基板の片面に半導体ベアチップが実装された回路基板5のもう一方の面に半導体ベアチップを実装する半導体装置の製造装置の概略図である。図2に示す回路基板5の片面に半導体ベアチップ1が実装されていると、封止シート6もしくはペーストの硬化収縮により回路基板5および半導体ベアチップ1に反りが発生する。そこで図11(a)に示すように、回路基板5の少なくとも一箇所以上をシリンダ11を有する基板矯正ツール12と基板矯正ガイド13で挟み込み、押圧して回路基板5の矯正を行いながら、半導体ベアチップ押圧ツール14にて押圧し、加熱、加圧を行う。
(Embodiment 9)
FIG. 11 is a schematic diagram of a semiconductor device manufacturing apparatus in which a semiconductor bare chip is mounted on the other surface of the
この際、図11(b)に示すように、バンプ3は基板電極8上で変形しながら、同時に封止シート6もしくはペーストは硬化する。このことにより、回路基板5および半導体ベアチップ1に発生した反りにより、後から実装する半導体ベアチップを加圧する際に生じる半導体ベアチップの破壊の防止、および位置合わせ認識時の認識不良および誤認識を防止し、かつ回路基板5の基板電極8の高さバラツキを吸収し、接続抵抗値が低く、30秒以下の短時間でバンプ3と基板電極8の電気的接続が得られ、歩留まりの高い半導体装置の実装装置が得られる。
At this time, as shown in FIG. 11 (b), the
(実施の形態10)
図12は、本発明の実施の形態10における回路基板の片面に半導体ベアチップが実装された回路基板5のもう一方の面に半導体ベアチップを実装する半導体装置の製造装置の概略図である。図2に示す回路基板5の片面に半導体ベアチップ1が実装されていると、封止シート6もしくはペーストの硬化収縮により回路基板5および半導体ベアチップ1に反りが発生する。そこで図12(a)に示すように、回路基板5の両面をプレート15およびプレート16で挟み込み、回路基板5の矯正を行いながら半導体ベアチップ押圧ツール14にて押圧し、加熱、加圧を行う。
(Embodiment 10)
FIG. 12 is a schematic diagram of a semiconductor device manufacturing apparatus in which a semiconductor bare chip is mounted on the other surface of the
この際、図12(b)に示すように、バンプ3は基板電極8上で変形しながら、同時に封止シート6もしくはペーストは硬化する。このことにより、回路基板5および半導体ベアチップ1に発生した反りにより、後から実装する半導体ベアチップを加圧する際に生じる半導体ベアチップの破壊の防止、および位置合わせ認識時の認識不良および誤認識を防止し、かつ回路基板5の基板電極8の高さバラツキを吸収し、接続抵抗値が低く、30秒以下の短時間でバンプ3と基板電極8の電気的接続が得られ、歩留まりの高い半導体装置の実装装置が得られる。
At this time, as shown in FIG. 12B, the
(実施の形態11)
図13は、本発明の実施の形態11における、2チップ以上の半導体ベアチップ17および18を回路基板5に実装する半導体装置の製造工程の概略図である。2チップ以上の半導体ベアチップを回路基板5の片面に搭載し、半導体ベアチップ押圧ツール14にて押圧し、加熱、加圧を行う。この際、図13(b)に示すように、バンプ3は基板電極8上で変形しながら、同時に封止シート6もしくはペーストは硬化する。このとき用いる半導体ベアチップ17および18は、その厚みバラツキが±10μm以下、好適には±5μm以下に管理されていることが望ましい。
(Embodiment 11)
FIG. 13 is a schematic diagram of a manufacturing process of a semiconductor device in which two or more semiconductor
さらに、図13(b)に示すように、同一ウエハ19内の半導体ベアチップを用いれば、その厚みバラツキはほぼ一定に管理される。この場合、同一ウエハ19内であれば、任意の場所の半導体ベアチップ17および18もしくはそれ以上を用いればよい。この半導体ベアチップの厚みバラツキが管理されていることにより、各半導体ベアチップでバンプ3は確実に基板電極8上で変形しながら、同時に封止シート6もしくはペーストは硬化し、良好な電気的接続が得られ、かつ同時に複数個の半導体ベアチップの実装を完了し、生産時間を少なくとも2倍以上短縮することにつながる半導体装置の実装方法が実現できる。
Further, as shown in FIG. 13B, if the semiconductor bare chip in the
(実施の形態12)
図14(a)は、本発明の実施の形態12における、4チップ以上の半導体ベアチップ20、21、22、および23を回路基板5に実装する半導体装置の製造工程の概略図である。4チップ以上の半導体ベアチップを回路基板5の両面に搭載し、半導体ベアチップ押圧ツール14にて押圧し、加熱、加圧を行う。この際、図14(a)に示すように、バンプ3は基板電極8上で変形しながら、同時に封止シート6もしくはペーストは硬化する。このとき用いる半導体ベアチップは、その厚みバラツキが±10μm以下、好適には±5μm以下に管理されていることが望ましい。
(Embodiment 12)
FIG. 14A is a schematic diagram of a manufacturing process of a semiconductor device in which four or more semiconductor
さらに、図14(b)に示すように、同一ウエハ24内の半導体ベアチップを用いれば、その厚みバラツキはほぼ一定に管理される。この場合、同一ウエハ24内であれば、任意の場所の半導体ベアチップ19、20、21および22もしくはそれ以上を用いればよい。この半導体ベアチップの厚みバラツキが管理されていることにより、各半導体ベアチップでバンプ3は確実に基板電極8上で変形しながら、同時に封止シート6もしくはペーストは硬化し、良好な電気的接続が得られ、かつ同時に複数個の半導体ベアチップの実装を完了し、生産時間を少なくとも4倍以上短縮することにつながる半導体装置の実装方法が実現できる。
Furthermore, as shown in FIG. 14B, if semiconductor bare chips in the
(実施の形態13)
図15(a)は、本発明の実施の形態13における回路基板25の片面に半導体ベアチップ1が実装され、回路基板5のもう一方の面に半導体ベアチップ1を実装した半導体装置の概略図である。メモリ用途の半導体ベアチップ26及び27に形成されたバンプ3は基板電極8上で変形しながら、同時に封止シート6もしくはペーストは硬化して接合している。
(Embodiment 13)
FIG. 15A is a schematic diagram of a semiconductor device in which the semiconductor
図15(b)に示すように、このメモリ用半導体ベアチップ26およびメモリ用半導体ベアチップのデータライン部のパッドレイアウトを、回路基板25の両面で面対称にすることにより、この半導体装置の回路基板25の電極は両面で同じ配置になっており、その回路基板25の両面の電極はスルーホール28で結ばれ、回路基板25内でデータライン28を共通化している。このことにより、基板内部の配線を半減しデータ転送を速めることが可能となる半導体装置を得ることができる。
As shown in FIG. 15B, the pad layout of the memory semiconductor
(実施の形態14)
図16(a)は、本発明の実施の形態14における回路基板の両面に半導体ベアチップを実装する実装工法の概略図である。
(Embodiment 14)
FIG. 16A is a schematic diagram of a mounting method for mounting a semiconductor bare chip on both surfaces of a circuit board in
図16(b)の回路基板29に、封止シート30を半導体素子実装領域に置き、貼り付けツール31を用いて加熱、加圧を行って貼り付ける。この時の加熱は封止シート30が硬化反応を起こさず、かつ、封止シートの軟化を起こさせ、回路基板29への貼り付けを容易にする温度が必要であり、通常60〜100℃で行う。表面貼り付け後、裏面の貼り付けを同様に行う。
The sealing
図16(c)において、回路基板29上の基板電極32と半導体ベアチップ33および半導体ベアチップ34に形成したバンプ電極35が接するように位置合わせして、実装ヘッド36により片面づつ両面にマウントする。
In FIG. 16 (c), the
図16(d)において、回路基板29の両面にマウントした半導体ベアチップ33および半導体ベアチップ34に対し、下方は断熱性の高いガラスもしくは石英からなるステージ38を配置し、上方から加熱可能な圧着ツール37を用いて加圧する。この圧着工程において両面に熱及び加圧力が加わり、基板電極32上でバンプ電極35が変形しながら同時に樹脂シートが硬化し、電気的接合を行う。このことにより、両面同時に圧着を行うことで圧着工程の時間短縮が可能な半導体装置の実装装置が得られる。
In FIG. 16D, with respect to the semiconductor
(実施の形態15)
図17(a)は、本発明の実施の形態15における回路基板の両面に半導体ベアチップを実装する実装工法の概略図である。
(Embodiment 15)
FIG. 17A is a schematic diagram of a mounting method for mounting semiconductor bare chips on both surfaces of a circuit board in
図17(b)の回路基板29に、封止シート30を半導体素子実装領域に置き、貼り付けツール31を用いて加熱、加圧を行って貼り付ける。この時の加熱は封止シート30が硬化反応を起こさず、かつ、封止シートの軟化を起こさせ、回路基板29への貼り付けを容易にする温度が必要であり、通常60〜100℃で行う。表面貼り付け後、裏面の貼り付けを同様に行う。
The sealing
図17(c)において、回路基板29上の基板電極32と半導体ベアチップ33および半導体ベアチップ34に形成したバンプ電極35が接するように位置合わせして、実装ヘッド36により片面づつ両面にマウントする。
In FIG. 17 (c), the
図17(d)において、回路基板29の両面にマウントした半導体ベアチップ33および半導体ベアチップ34に対し、下方は加熱可能なステージ39を配置し、上方から加熱可能な圧着ツール37を用いて加圧する。この圧着工程において両面に熱及び加圧力が加わり、基板電極32上でバンプ電極35が変形しながら同時に封止シートが硬化し、電気的接合を行う。回路基板の両面から加熱することにより、両面に均一に熱が伝わる。このことにより、両面同時に圧着を行うことで圧着工程の時間が短縮し、半導体装置の反りが少なくかつ接合信頼性の高い半導体装置の製造が可能な半導体実装装置が得られる。
In FIG. 17D, a
(実施の形態16)
図18(a)は、本発明の実施の形態16における回路基板の両面に半導体ベアチップを実装する実装工法の概略図である。
(Embodiment 16)
FIG. 18A is a schematic diagram of a mounting method for mounting a semiconductor bare chip on both surfaces of a circuit board in
図18(b)の回路基板29に、封止シート30を半導体素子実装領域に置き、貼り付けツール31を用いて加熱、加圧を行って貼り付ける。この時の加熱は封止シート30が硬化反応を起こさず、かつ、封止シートの軟化を起こさせ、回路基板29への貼り付けを容易にする温度が必要であり、通常60〜100℃で行う。表面貼り付け後、裏面の貼り付けを同様に行う。
The sealing
図18(c)において、回路基板29上の基板電極32と半導体ベアチップ33および半導体ベアチップ34に形成したバンプ電極35が接するように位置合わせして、実装ヘッド36により片面づつ両面にマウントする。
In FIG. 18C, the
図18(d)において、回路基板29の両面にマウントした半導体ベアチップ33および半導体ベアチップ34に対し、下方はセラミックスヒータまたはパルスヒータで加熱可能なステージ40を配置し、上方から加熱可能な圧着ツール37を用いて加圧する。この圧着工程において両面に熱及び加圧力が加わり、基板電極32上でバンプ電極35が変形しながら同時に封止シートが硬化し、電気的接合を行う。回路基板の両面から加熱することにより、両面に均一に熱が伝わる。さらに、回路基板をステージ上に配置する際は、ステージにセラミックスヒータまたはパルスヒータを用いているために加熱しないことが可能であり、回路基板をステージ上に配置する間の封止シートの反応を抑制することができる。このことにより、両面同時に圧着を行うことで圧着工程の時間が短縮し、半導体装置の反りが少なくかつ接合信頼性の高い半導体装置の製造が可能な半導体実装装置が得られる。
In FIG. 18D, with respect to the semiconductor
(実施の形態17)
図19(a)は、本発明の実施の形態17における回路基板の両面に半導体ベアチップを実装する実装工法の概略図である。
(Embodiment 17)
FIG. 19A is a schematic diagram of a mounting method for mounting semiconductor bare chips on both surfaces of a circuit board in
図19(b)の回路基板29に、封止シート30を半導体素子実装領域に置き、貼り付けツール31を用いて加熱、加圧を行って貼り付ける。この時の加熱は封止シート30が硬化反応を起こさず、かつ、封止シートの軟化を起こさせ、回路基板29への貼り付けを容易にする温度が必要であり、通常60〜100℃で行う。表面貼り付け後、裏面の貼り付けを同様に行う。
A sealing
図19(c)において、回路基板29上の基板電極32と半導体ベアチップ33および半導体ベアチップ34に形成したバンプ電極35が接するように位置合わせして、実装ヘッド36により片面づつ両面にマウントする。
In FIG. 19 (c), the
図19(d)において、回路基板29の両面にマウントした半導体ベアチップ33および半導体ベアチップ34に対し、下方はセラミックスヒータまたはパルスヒータで加熱可能なステージ40を配置し、上方からはセラミックスヒータまたはパルスヒータで加熱可能な圧着ツール41を用いて加圧する。この圧着工程において両面に熱及び加圧力が加わり、基板電極32上でバンプ電極35が変形しながら同時に封止シートが硬化し、電気的接合を行う。回路基板の両面から加熱することにより、両面に均一に熱が伝わる。さらに、回路基板をステージ上に配置する際は、ステージにセラミックスヒータまたはパルスヒータを用いているために加熱しないことが可能であり、回路基板をステージ上に配置する間の封止シートの反応を抑制することができる。圧着ツールにセラミックスヒータまたはパルスヒータを用いているために加圧と同時に圧着ツールを昇温することができる。加熱された状態の圧着ツールを用いると、この半導体装置を加熱するまでの間に輻射熱を受け、封止シートの反応が始まってしまうが、セラミックスヒータまたはパルスヒータを用いた圧着ツールで加圧すると、輻射熱による封止シートの反応を抑制することができる。このことにより、両面同時に圧着を行うことで圧着工程の時間が短縮し、半導体装置の反りが少なくかつ接合信頼性の高い半導体装置の製造が可能な半導体実装装置が得られる。
In FIG. 19D, a
(実施の形態18)
図20(a)は、本発明の実施の形態18における回路基板の両面に半導体ベアチップを実装する実装工法の概略図である。
(Embodiment 18)
FIG. 20A is a schematic diagram of a mounting method for mounting a semiconductor bare chip on both surfaces of a circuit board according to the eighteenth embodiment of the present invention.
図20(b)の回路基板29に、封止シート30を半導体素子実装領域に置き、貼り付けツール31を用いて加熱、加圧を行って貼り付ける。この時の加熱は封止シート30が硬化反応を起こさず、かつ、封止シートの軟化を起こさせ、回路基板29への貼り付けを容易にする温度が必要であり、通常60〜100℃で行う。表面貼り付け後、裏面の貼り付けを同様に行う。
A sealing
図20(c)において、回路基板29上の基板電極32と半導体ベアチップ33および半導体ベアチップ34に形成したバンプ電極35が接するように位置合わせして、実装ヘッド36により片面づつ両面にマウントする。
In FIG. 20 (c), the
図20(d)において、回路基板29の両面にマウントした半導体ベアチップ33および半導体ベアチップ34に対し、下方はコンスタントヒータで加熱可能なステージ42を配置し、上方からはコンスタントヒータで加熱可能な圧着ツール43を用いて加圧する。この圧着工程において両面に熱及び加圧力が加わり、基板電極32上でバンプ電極35が変形しながら同時に封止シートが硬化し、電気的接合を行う。回路基板の両面から加熱することにより、両面に均一に熱が伝わる。さらに、圧着ツールとステージにセラミックスヒータまたはパルスヒータを用いる場合より、昇温、降温に時間がかからず、かつ温度が一定に保たれているため、一度圧着ツールとステージの平行度を出せば、その平行度は安定して保たれ続けた状態で圧着を繰り返すことができる。このことにより、両面同時に圧着を行うことで圧着工程の時間が短縮し、半導体装置の反りが少なくかつ接合信頼性の高い半導体装置の製造が可能な半導体実装装置が得られる。
In FIG. 20 (d), with respect to the semiconductor
(実施の形態19)
図21(a)は、本発明の実施の形態19における回路基板の両面に半導体ベアチップを実装する実装工法の概略図である。
(Embodiment 19)
FIG. 21A is a schematic diagram of a mounting method for mounting semiconductor bare chips on both surfaces of a circuit board in
図21(b)の回路基板29に、封止シート30を半導体素子実装領域に置き、貼り付けツール31を用いて加熱、加圧を行って。この時の加熱は封止シート30が硬化反応を起こさず、かつ、封止シートの軟化を起こさせ、回路基板29への貼り付けを容易にする温度が必要であり、通常60〜100℃で行う。表面貼り付け後、裏面の貼り付けを同様に行う。
A sealing
図21(c)において、回路基板29上の基板電極32と半導体ベアチップ33および半導体ベアチップ34に形成したバンプ電極35が接するように位置合わせして、実装ヘッド36により片面づつ両面にマウントする。
In FIG. 21 (c), the
図21(d)において、回路基板29の両面にマウントした半導体ベアチップ33および半導体ベアチップ34に対し、上方及び下方の両方から加熱可能な圧着ツール44を用いて加圧する。この圧着工程において両面から熱及び加圧力が加わり、基板電極32上でバンプ電極35が変形しながら同時に封止シートが硬化し、電気的接合を行う。回路基板の両面から加圧加熱することにより、両面に均一に加圧力と熱が伝わる。このことにより、両面同時に圧着を行うことで圧着工程の時間が短縮し、半導体装置の反りが少なく、両面での接合状態がほぼ等しくなり、接合信頼性の高い半導体装置の製造が可能な半導体実装装置が得られる。
In FIG. 21D, the semiconductor
本発明の半導体装置の実装方法と実装装置、およびこれにより製造される半導体装置においては、圧着回数の減少による実装タクトの短縮が可能で、回路基板および半導体素子に反りが発生せず、これらの位置合わせ認識時に認識不良および誤認識の発生を低減することが可能となり、様々なタイプの半導体素子の回路基板への実装に汎用的に適用できる。 In the semiconductor device mounting method and the mounting device of the present invention, and the semiconductor device manufactured thereby, the mounting tact can be shortened by reducing the number of times of crimping, and the circuit board and the semiconductor element are not warped. It is possible to reduce the occurrence of recognition failure and misrecognition at the time of alignment recognition, and it can be generally applied to mounting various types of semiconductor elements on a circuit board.
1、17、18、20、21、22、23、26、27、33、34 半導体ベアチップ
2 パッド
3 バンプ
5、25、29 回路基板
6、30 封止シート
7、31 貼り付けツール
8、32 基板電極
9、36 実装ヘッド
10、37、41、43、44 圧着ツール
11 シリンダ
12 基板矯正ツール
13 基板矯正ガイド
14 半導体ベアチップ押圧ツール
15、16 プレート
35 バンプ電極
38、39、40、42 ステージ
1, 17, 18, 20, 21, 22, 23, 26, 27, 33, 34 Semiconductor
Claims (19)
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- 2005-02-21 JP JP2005043701A patent/JP2006229106A/en active Pending
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