JPH08316365A - Method and system for producing semiconductor - Google Patents

Method and system for producing semiconductor

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JPH08316365A
JPH08316365A JP7121296A JP12129695A JPH08316365A JP H08316365 A JPH08316365 A JP H08316365A JP 7121296 A JP7121296 A JP 7121296A JP 12129695 A JP12129695 A JP 12129695A JP H08316365 A JPH08316365 A JP H08316365A
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JP
Japan
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solder ball
semiconductor device
electrode portion
solder
semiconductor
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JP7121296A
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Japanese (ja)
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Yasuki Tsutsumi
安己 堤
Hiroshi Kuroda
宏 黒田
Akihiro Hida
昭博 飛田
Masayuki Shirai
優之 白井
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To bond solder balls surely to a semiconductor device in a short time without requiring any flux or reflow furnace. CONSTITUTION: A semiconductor device 1 is mounted on a stage 7 and the image thereof is picked up by means of a camera 13. Based on the data thus picked up, a recognizing section 14 adjusts the position of the stage 7 finely through a stage moving motor 9. Subsequently, a jig 10 sucking a solder ball Bb at the suction part 10a thereof is moved downward to be superposed on a pad 2b of the semiconductor device 1. The jig 10 is then subjected to ultrasonic vibration by means of an ultrasonic oscillator while applying a constant load thus bonding the solder ball Bb to the pad 2b. With such system, coating work of flux, bonding work in reflow furnace and cleaning work of flux are eliminated resulting in the reduction of cost and the shortening of work time.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造方法および
装置に関し、特に、半導体装置における半田ボールの接
合に適用して有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing method and device, and more particularly to a technique effective when applied to joining solder balls in a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明者が検討したところによれば、球
形の半田、すなわち、半田ボールが接合材料として用い
られる半導体装置としては、BGA(Ball Gri
d Array)形の半導体装置がある。
2. Description of the Related Art According to a study conducted by the present inventor, a BGA (Ball Gri) is used as a semiconductor device in which spherical solder, that is, a solder ball is used as a bonding material.
There is a d array) type semiconductor device.

【0003】このBGA形の半導体装置は、プリント配
線基板の裏面に半田ボールをアレイ状に並べ、リードの
代わりとしている。
In this BGA type semiconductor device, solder balls are arranged in an array on the back surface of a printed wiring board to replace the leads.

【0004】このBGA形の半導体装置における半田ボ
ールは、プリント配線基板の裏面における半田ボールを
接続する金メッキが施されたパッド部分に予めフラック
スを塗布し、半田ボールをアレイ状に並べるマスクなど
の治具を用いて半田ボールをプリント基板裏面の金メッ
キ部分に整列させ、リフロー炉を通すことにより接合さ
せている。
The solder balls in this BGA type semiconductor device are treated with a mask or the like for arranging the solder balls in an array by previously applying flux to the gold-plated pad portions for connecting the solder balls on the back surface of the printed wiring board. The solder balls are aligned with the gold-plated portion on the back surface of the printed circuit board using a tool, and are joined by passing through a reflow oven.

【0005】なお、この種の表面実装形の半導体装置に
ついて詳しく記載されている例としては、工業調査会、
平成6年9月1日発行、「電子材料」9月号(第33巻
第9号)、P37〜P43があり、この文献には、P
CB基板を利用したプラスチックBGAにおける特徴と
特性についてが記載されている。
Incidentally, examples of the surface mounting type semiconductor device described in detail are:
Issued September 1, 1994, "Electronic Materials" September issue (Vol. 33, No. 9), P37-P43.
The features and characteristics of a plastic BGA using a CB substrate are described.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なBGA形の半導体装置における半田ボールの接合技術
では、次のような問題点があることが本発明者により見
い出された。
However, the present inventor has found that the solder ball joining technique in the above BGA type semiconductor device has the following problems.

【0007】すなわち、半田ボールの接合が行われる前
工程としてプリント配線基板におけるパッド部に半田ぬ
れを良好にするためにフラックスの塗布が行われ、半田
リフロー炉を通して加熱により半田ボールの接合を行っ
た後、再度、フラックスを洗浄する洗浄工程が必要とな
り、コストの増加および作業時間が長くなるという問題
がある。
That is, as a pre-process for joining the solder balls, flux is applied to the pad portion of the printed wiring board to improve solder wetting, and the solder balls are joined by heating through a solder reflow furnace. After that, a cleaning step for cleaning the flux is required again, which causes a problem of increased cost and longer working time.

【0008】また、近年の半導体装置における多ピン化
に伴い半田ボールの間隔が微細ピッチとなり、フラック
スの残留による半田ボールなどの腐食や絶縁性の低下な
どが生じる恐れもある。
Further, with the increase in the number of pins in a semiconductor device in recent years, the spacing between solder balls becomes finer, and there is a risk that corrosion of the solder balls and the like or deterioration of insulation will occur due to residual flux.

【0009】本発明の目的は、フラックスを不要とし、
リフロー炉を用いることなく、半導体装置に半田ボール
を短時間で確実に接合することのできる半導体製造方法
および装置を提供することにある。
The object of the present invention is to eliminate the need for flux,
It is an object of the present invention to provide a semiconductor manufacturing method and device capable of reliably bonding a solder ball to a semiconductor device in a short time without using a reflow furnace.

【0010】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
Of the inventions disclosed in the present application, a representative one will be briefly described below.
It is as follows.

【0012】すなわち、本発明の半導体製造方法は、半
導体装置の電極部に半田ボールを加圧させながら超音波
エネルギを加えることにより半田ボールを電極部に接合
させるものである。
That is, the semiconductor manufacturing method of the present invention is to bond the solder ball to the electrode portion of the semiconductor device by applying ultrasonic energy while pressing the solder ball to the electrode portion.

【0013】また、本発明の半導体製造方法は、前記電
極部を加熱しながら半導体装置の電極部に半田ボールを
加圧し、超音波エネルギを加えて半田ボールを電極部に
接合させるものである。
In the semiconductor manufacturing method of the present invention, the solder ball is pressed against the electrode part of the semiconductor device while heating the electrode part, and ultrasonic energy is applied to bond the solder ball to the electrode part.

【0014】さらに、本発明の半導体製造装置は、半導
体装置を載置する載置手段と、半田ボールを保持する半
田ボール保持手段と、該半田ボール保持手段により保持
された半田ボールと載置手段に載置された半導体装置に
おける電極部とを重合させて荷重を加える半田ボール圧
着手段と、該半田ボール保持手段に超音波エネルギを加
える超音波発振手段とよりなるものである。
Further, in the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, the mounting means for mounting the semiconductor device, the solder ball holding means for holding the solder balls, the solder balls held by the solder ball holding means, and the mounting means. It is composed of a solder ball crimping means for superposing a load by superimposing an electrode portion of the semiconductor device placed on the substrate and an ultrasonic wave oscillating means for applying ultrasonic wave energy to the solder ball holding means.

【0015】また、本発明の半導体製造装置は、前記載
置手段に半導体装置の電極部を加熱する加熱手段を設け
たものである。
Further, in the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, the placing means is provided with heating means for heating the electrode portion of the semiconductor device.

【0016】さらに、本発明の半導体製造装置は、前記
半田ボール保持手段が、真空吸着機構よりなり、真空吸
着により半田ボールを保持するものである。
Further, in the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, the solder ball holding means comprises a vacuum suction mechanism and holds the solder balls by vacuum suction.

【0017】また、本発明の半導体製造装置は、前記載
置手段に載置された半導体装置の映像を撮影する撮影手
段と、撮影手段の映像データに基づいて半導体装置にお
ける電極部の位置を認識する認識手段と、該認識手段か
らの信号に基づいて半田ボールと電極部とが重合する位
置に半田ボール保持手段または載置手段の少なくとも一
方を移動させる移動手段とを設けたものである。
Further, the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention recognizes the position of the electrode section in the semiconductor device based on the image data of the image pickup device and the image pickup device for taking an image of the semiconductor device placed on the placing device. And a moving means for moving at least one of the solder ball holding means and the placing means to a position where the solder ball and the electrode portion overlap with each other based on a signal from the recognizing means.

【0018】[0018]

【作用】上記した本発明の半導体製造方法によれば、半
導体装置の電極部に半田ボールを加圧させながら超音波
エネルギを加えることにより確実に半田ボールを電極部
に接合させることができる。
According to the above-described semiconductor manufacturing method of the present invention, the solder ball can be reliably bonded to the electrode portion by applying ultrasonic energy while pressing the solder ball to the electrode portion of the semiconductor device.

【0019】また、上記した本発明の半導体製造方法に
よれば、前記電極部を加熱しながら半導体装置の電極部
に半田ボールを加圧し、超音波エネルギを加えることに
よって、より確実に半田ボールを電極部に接合させるこ
とができる。
Further, according to the above-described semiconductor manufacturing method of the present invention, the solder balls are pressed to the electrode portions of the semiconductor device while heating the electrode portions, and ultrasonic energy is applied to the solder balls more reliably. It can be bonded to the electrode part.

【0020】さらに、上記した本発明の半導体製造装置
によれば、載置手段に載置された半導体装置の電極部と
半田ボール保持手段に保持された半田ボールとを半田ボ
ール圧着手段が重合しながら荷重を加え、超音波発振手
段が該半田ボール保持手段に超音波エネルギを加えるこ
とにより半田ボールと電極部とを確実に接合することが
できる。
Further, according to the above semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, the solder ball pressure bonding means polymerizes the electrode portion of the semiconductor device mounted on the mounting means and the solder ball held by the solder ball holding means. While applying a load while the ultrasonic wave oscillating means applies ultrasonic energy to the solder ball holding means, the solder ball and the electrode portion can be reliably bonded.

【0021】また、上記した本発明の半導体製造装置に
よれば、該載置手段に設けられた加熱手段により、載置
手段に載置されている半導体装置の電極部を加熱しなが
ら荷重および超音波エネルギを加えることにより、より
確実に効率よく半田ボールと電極部とを接合することが
できる。
Further, according to the above-described semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, the heating means provided in the placing means heats the electrode portion of the semiconductor device placed on the placing means while applying the load and the load. By applying the sonic energy, it is possible to more reliably and efficiently bond the solder ball and the electrode portion.

【0022】さらに、上記した本発明の半導体製造装置
によれば、半田ボールを真空吸着機構の真空吸着により
保持することで、半田ボールを傷めることなく確実に保
持および搬送することができる。
Further, according to the above-described semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, since the solder balls are held by the vacuum suction of the vacuum suction mechanism, the solder balls can be securely held and transported without being damaged.

【0023】また、上記した本発明の半導体製造装置に
よれば、載置手段に載置された半導体装置を撮影手段に
より撮影し、認識手段が該撮影手段の映像データに基づ
いて半導体装置における電極部の位置を認識して、移動
手段を駆動させて半田ボールと電極部とが重合する位置
に半田ボール保持手段または載置手段の少なくとも一方
を移動させるので、半田ボールと電極部との接合時にお
けるずれをなくすことができる。
Further, according to the above-described semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, the semiconductor device mounted on the mounting means is photographed by the photographing means, and the recognizing means makes an electrode in the semiconductor device based on the image data of the photographing means. At the time of joining the solder ball and the electrode portion, since the position of the solder ball is recognized and the moving means is driven to move at least one of the solder ball holding means and the placing means to a position where the solder ball and the electrode portion overlap. The deviation in can be eliminated.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0025】図1は、本発明の一実施例によるBGA形
の半導体装置に半田ボールを接合する半田ボール接合装
置の説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a solder ball joining apparatus for joining a solder ball to a BGA type semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【0026】本実施例において、BGA形の半導体装置
1は、たとえば、ガラスエポキシ製のプリント配線基板
2の表面の中央部に半導体チップ3が所定の接着材によ
り接着固定されている。
In the present embodiment, in the BGA type semiconductor device 1, for example, a semiconductor chip 3 is bonded and fixed to a central portion of the surface of a printed wiring board 2 made of glass epoxy with a predetermined adhesive material.

【0027】また、このプリント配線基板2における半
導体チップ3の周辺部近傍には、接続部となるパッド2
aが設けられ、このパッド2aと半導体チップ3に形成
された電極部とがボンディングワイヤ4により接続され
ている。
In the vicinity of the peripheral portion of the semiconductor chip 3 on the printed wiring board 2, the pad 2 serving as a connecting portion is formed.
a is provided, and the pad 2a and the electrode portion formed on the semiconductor chip 3 are connected by the bonding wire 4.

【0028】さらに、プリント配線基板2の裏面にも接
続部となるパッド(電極部)2bがアレイ状に設けら
れ、各々のパッド2aは所定のパッド2bとプリント配
線基板2に施された配線により電気的に接続されてい
る。
Further, pads (electrode portions) 2b serving as connecting portions are also provided in an array on the back surface of the printed wiring board 2, and each pad 2a is formed by a predetermined pad 2b and wiring provided on the printed wiring board 2. It is electrically connected.

【0029】そして、これらパッド2bには、リードの
代わりとなる後述する半田ボールが接続されることにな
る。
Solder balls, which will be described later, are connected to these pads 2b in place of the leads.

【0030】また、プリント配線基板2に搭載された半
導体チップ3は、たとえば、モールド樹脂によって封止
され、パッケージ5が形成されている。
The semiconductor chip 3 mounted on the printed wiring board 2 is sealed with, for example, a mold resin to form a package 5.

【0031】次に、このBGA形の半導体装置1におけ
るプリント配線基板2のパッド2bに半田ボールをアレ
イ状に並べて供給し、接合する半導体製造装置である半
田ボール接合装置6は、下方に半導体装置1を載置する
ステージ(載置手段)7が設けられ、このステージ7に
は半導体装置1のパッケージ5を真空引きにより吸着固
定する真空吸着配管8が設けられている。
Next, the solder ball joining device 6 which is a semiconductor manufacturing device for arranging and supplying solder balls to the pads 2b of the printed wiring board 2 in the BGA type semiconductor device 1 in an array form and joining the solder balls is located below the semiconductor device. A stage (mounting means) 7 for mounting 1 is provided, and a vacuum suction pipe 8 for suction-fixing the package 5 of the semiconductor device 1 by vacuuming is provided on the stage 7.

【0032】また、ステージ7には、X(横)方向、Y
(縦)方向およびθ(回転)方向にそれぞれ移動を行う
ステージ移動用モータ(移動手段)9が設けられ、その
ステージ7の上方には、半田ボール吸着治具(半田ボー
ル保持手段)10が設けられている。
The stage 7 has a Y (horizontal) direction and a Y direction.
A stage moving motor (moving means) 9 for moving in the (vertical) direction and the θ (rotation) direction is provided, and a solder ball suction jig (solder ball holding means) 10 is provided above the stage 7. Has been.

【0033】この半田ボール吸着治具10の底面には、
半球形状の穴からなる吸着部10aが半導体装置1にお
けるパッド2bと同じ間隔によりアレイ状に設けられ、
それぞれの吸着部10aには半導体装置1に供給される
半田ボールBbが吸着されるように真空配管10bと接
続されている。
On the bottom surface of the solder ball suction jig 10,
The suction portions 10a formed of hemispherical holes are provided in an array at the same intervals as the pads 2b in the semiconductor device 1,
Each suction portion 10a is connected to a vacuum pipe 10b so that the solder balls Bb supplied to the semiconductor device 1 are sucked.

【0034】また、この真空配管10bは真空ポンプV
Pに接続されており、これら吸着部10a、真空配管1
0bならびに真空ポンプVPによって、真空吸着機構V
Mが構成されている。
The vacuum pipe 10b is connected to the vacuum pump V.
It is connected to P and these suction parts 10a and vacuum piping 1
0b and vacuum pump VP, vacuum suction mechanism V
M is configured.

【0035】さらに、真空配管10bの所定の箇所に
は、真空配管10b内を大気圧にするための電磁弁10
cが設けられている。
Further, at a predetermined position of the vacuum pipe 10b, a solenoid valve 10 for making the inside of the vacuum pipe 10b atmospheric pressure is provided.
c is provided.

【0036】また、半田ボール吸着治具10には、超音
波振動を加えるための超音波発振装置(超音波発振手
段)11が設けられている。
Further, the solder ball suction jig 10 is provided with an ultrasonic oscillator (ultrasonic oscillator) 11 for applying ultrasonic vibration.

【0037】さらに、この半田ボール吸着治具10は、
移動用モータ(半田ボール圧着手段)12が設けられて
おり、この移動用モータ12によって半田ボール吸着治
具10がX方向、Y方向およびZ(上下)方向に移動で
きる構造となっている。
Further, the solder ball suction jig 10 is
A moving motor (solder ball crimping means) 12 is provided, and the moving motor 12 allows the solder ball suction jig 10 to move in the X direction, the Y direction, and the Z (vertical) direction.

【0038】また、ステージ7の近傍には、ステージ7
に載置された半導体装置1を撮影するCCDカメラなど
のカメラ(撮影手段)13が設けられており、このカメ
ラ13により撮影された撮影データは、カメラ13と接
続されている認識部(認識手段)14に入力される。
In the vicinity of the stage 7, the stage 7
A camera (photographing means) 13 such as a CCD camera for photographing the semiconductor device 1 mounted on the camera is provided, and the photographing data photographed by the camera 13 is recognized by a recognition unit (recognition means). ) 14 is input.

【0039】さらに、この半田ボール接合装置6におけ
る真空ポンプVP、超音波発振装置11、移動用モータ
12および認識部14などの全ての制御は制御部15に
より司られている。
Further, the control unit 15 controls all the controls of the vacuum pump VP, the ultrasonic oscillator 11, the moving motor 12, the recognition unit 14, and the like in the solder ball joining device 6.

【0040】次に、本実施例の作用について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

【0041】まず、ステージ7に半導体装置1を載置す
ると、制御部15が真空吸着配管8により半導体装置1
を吸着固定する。
First, when the semiconductor device 1 is placed on the stage 7, the controller 15 uses the vacuum suction pipe 8 to cause the semiconductor device 1 to move.
Is fixed by adsorption.

【0042】そして、制御部15が移動用モータ12を
駆動させて、半田ボール吸着治具10を回転さることに
よって多数の半田ボールBbが収納された升状の箱であ
る図示しない半田ボール供給部の上方に位置させる。
Then, the controller 15 drives the moving motor 12 to rotate the solder ball suction jig 10 so that a large number of solder balls Bb are accommodated in a box-shaped box (not shown). Position above.

【0043】次に、制御部15は、真空ポンプVPを駆
動させて吸着部10aを吸引させながら移動用モータ1
2により半田ボール吸着治具10を下方に移動させ、半
田ボールBbをそれぞれの吸着部10aに吸着させる。
Next, the control unit 15 drives the vacuum pump VP to suck the suction unit 10a while moving the motor 1 for movement.
The solder ball suction jig 10 is moved downward by 2 to attract the solder balls Bb to the respective suction portions 10a.

【0044】また、この半田ボール吸着治具10による
吸着時には、移動用モータ12により半田ボール吸着治
具10を揺するようにするとより確実に半田ボールBb
が吸着部10aに吸着されるようになる。
Further, when the solder ball suction jig 10 is sucked, if the solder ball suction jig 10 is shaken by the moving motor 12, the solder ball Bb can be more surely moved.
Will be adsorbed to the adsorption part 10a.

【0045】半田ボールBbを吸着した半田ボール吸着
治具10は、移動用モータ12を制御部15が制御する
ことによって、半導体装置1が載置されているステージ
7の上方に移動される。
The solder ball suction jig 10 that has sucked the solder balls Bb is moved above the stage 7 on which the semiconductor device 1 is mounted, by the control of the movement motor 12 by the controller 15.

【0046】そして、カメラ13によりステージ7上の
半導体装置1を撮影し、この撮影データに基づいて認識
部14が半導体装置1におけるパッド2bの位置を認識
し、ステージ7の上方に位置する半田ボール吸着治具1
0に吸着されている個々の半田ボールBbと半導体装置
1におけるそれぞれのパッド2bとが確実に重合するよ
うに制御部15が信号を出力し、ステージ移動用モータ
9によりステージ7の位置を微調整する。
Then, the semiconductor device 1 on the stage 7 is photographed by the camera 13, the recognition unit 14 recognizes the position of the pad 2b in the semiconductor device 1 based on the photographed data, and the solder ball positioned above the stage 7 is recognized. Adsorption jig 1
The control unit 15 outputs a signal so that the individual solder balls Bb adsorbed on 0 and the respective pads 2b of the semiconductor device 1 are reliably overlapped with each other, and the stage moving motor 9 finely adjusts the position of the stage 7. To do.

【0047】次に、制御部15が移動用モータ12を駆
動させ、吸着部10aに吸着している半田ボールBbと
半導体装置1におけるパッド2bとが重合するように下
方に移動させる。
Next, the control unit 15 drives the moving motor 12 to move it downward so that the solder balls Bb adsorbed on the adsorbing unit 10a and the pads 2b of the semiconductor device 1 are overlapped with each other.

【0048】半田ボールBbとパッド2bとが重合する
と、制御部15は超音波発振装置11により半田ボール
吸着治具10を超音波振動させ、パッド2bに半田ボー
ルBbを接合させる。また、半田ボールBbとパッド2
bとが重合した後も、一定の荷重が加えられるように制
御部15は移動用モータ12を駆動させる。
When the solder ball Bb and the pad 2b are polymerized, the control section 15 ultrasonically vibrates the solder ball suction jig 10 by the ultrasonic oscillator 11 to bond the solder ball Bb to the pad 2b. Also, the solder ball Bb and the pad 2
The control unit 15 drives the moving motor 12 so that a constant load is applied even after the b and b are polymerized.

【0049】よって、半田ボールBbは、荷重と超音波
エネルギが加えられながらパッド2bに接合されること
になる。
Therefore, the solder ball Bb is bonded to the pad 2b while applying load and ultrasonic energy.

【0050】そして、所定の時間の荷重と超音波エネル
ギによる半田ボールBbの接合が終了すると、制御部1
5は、電磁弁10cを開いて真空配管10b内の圧力を
大気圧と同じにし、半田ボールBbと吸着部10aとを
離れやすくさせながら移動用モータ12を駆動させて、
半田ボール吸着治具を上方に移動させる。
Then, when the joining of the solder balls Bb by the load for a predetermined time and the ultrasonic energy is completed, the controller 1
In No. 5, the solenoid valve 10c is opened to make the pressure in the vacuum pipe 10b equal to the atmospheric pressure, and the movement motor 12 is driven while the solder ball Bb and the suction portion 10a are easily separated.
Move the solder ball suction jig upward.

【0051】それにより、本実施例によれば、半田ボー
ル接合装置6が荷重と超音波エネルギを加えながらパッ
ド2bに半田ボールBbを確実に接合させるので、リフ
ロー炉を用いた接合、フラックスの塗布ならびにフラッ
クス洗浄作業が不要となり、コストの低減および作業時
間の短縮を行うことができる。
As a result, according to the present embodiment, the solder ball joining device 6 surely joins the solder balls Bb to the pads 2b while applying load and ultrasonic energy. Therefore, joining using a reflow furnace and application of flux. In addition, the flux cleaning work becomes unnecessary, and the cost and the working time can be shortened.

【0052】また、フラックスを使用しないので、フラ
ックスの残留による半田ボールなどの腐食や絶縁性の低
下などがなくなり、半導体装置1の信頼性を向上でき
る。
Further, since no flux is used, the corrosion of solder balls and the like and the deterioration of the insulation due to the residual flux are eliminated, and the reliability of the semiconductor device 1 can be improved.

【0053】さらに、本実施例では、荷重と超音波エネ
ルギを加えながらパッド2bに半田ボールBbを接合さ
せているが、たとえば、図2に示すように、ステージ7
の所定の位置にヒータ(加熱手段)16および可変安定
化電源などの電源17を設けてステージ7が一定の温度
に加熱されるように制御部15が電源17を制御しなが
ら荷重と超音波エネルギを加えることにより、より短時
間で確実に半田ボールBbの接合を行うことができる。
Further, in this embodiment, the solder ball Bb is bonded to the pad 2b while applying load and ultrasonic energy. For example, as shown in FIG.
A heater (heating means) 16 and a power source 17 such as a variable stabilizing power source are provided at a predetermined position of the control unit 15 while controlling the power source 17 so that the stage 7 is heated to a constant temperature. By adding B, the solder balls Bb can be reliably joined in a shorter time.

【0054】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。
Although the present invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

【0055】たとえば、前記実施例では、モールド樹脂
によりパッケージが形成されたBGA形の半導体装置で
あったが、セラミックによりパッケージが形成されたB
GA形の半導体装置やMCC(Micro Carri
er for LSI Chips)形の半導体装置な
ど半田ボールによる接合が行われる半導体装置に用いる
ことにより短時間で確実に半田ボールBbの接合を行う
ことができる。
For example, although the BGA type semiconductor device in which the package is formed of the mold resin is used in the above embodiment, the BGA type semiconductor device in which the package is formed of ceramic is used.
GA type semiconductor devices and MCC (Micro Carri)
When used in a semiconductor device such as an er for LSI Chips type semiconductor device in which solder balls are bonded, the solder balls Bb can be bonded reliably in a short time.

【0056】[0056]

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in this application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0057】(1)本発明によれば、半導体装置の電極
部に半田ボールを加圧させながら超音波エネルギを加え
て確実に半田ボールを電極部に接合させることにより、
リフロー炉における接合、フラックスの塗布およびフラ
ックス洗浄が不要となり、作業時間の短縮およびコスト
の低減を行うことができ、フラックスの残留による半田
ボールなどの腐食や絶縁性の低下などをなくすことがで
きる。
(1) According to the present invention, ultrasonic energy is applied to the electrode portion of the semiconductor device while pressing the solder ball to the electrode portion to surely bond the solder ball to the electrode portion.
This eliminates the need for joining in the reflow furnace, application of flux and cleaning of flux, which can shorten working time and cost, and can prevent corrosion of solder balls and the like and deterioration of insulation due to residual flux.

【0058】(2)また、本発明では、電極部の加熱を
行い、半田ボールを半導体装置の電極部に重合させて荷
重を加え、超音波エネルギを加えて接合させることによ
って、作業時間をより短縮することができる。
(2) Further, in the present invention, the working time is further improved by heating the electrode part, superposing the solder ball on the electrode part of the semiconductor device, applying a load, and applying ultrasonic energy for bonding. It can be shortened.

【0059】(3)さらに、本発明においては、上記
(1)、(2)により、半導体装置の信頼性を向上でき
る。
(3) Further, in the present invention, the reliability of the semiconductor device can be improved by the above (1) and (2).

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例によるBGA形の半導体装置
に半田ボールを接合する半田ボール接合装置の説明図で
ある。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a solder ball joining device for joining a solder ball to a BGA type semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例によるBGA形の半導体装
置に半田ボールを接合する半田ボール接合装置の説明図
である。
FIG. 2 is an explanatory view of a solder ball joining apparatus for joining solder balls to a BGA type semiconductor device according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体装置 2 プリント配線基板 2a パッド 2b パッド(電極部) 3 半導体チップ 4 ボンディングワイヤ 5 パッケージ 6 半田ボール接合装置 7 ステージ(載置手段) 8 真空吸着配管 9 ステージ移動用モータ(移動手段) 10 半田ボール吸着治具(半田ボール保持手段) 10a 吸着部 10b 真空配管 10c 電磁弁 11 超音波発振装置(超音波発振手段) 12 移動用モータ(半田ボール圧着手段) 13 カメラ(撮影手段) 14 認識部(認識手段) 15 制御部 16 ヒータ(加熱手段) 17 電源 Bb 半田ボール VP 真空ポンプ VM 真空吸着機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor device 2 Printed wiring board 2a Pad 2b Pad (electrode part) 3 Semiconductor chip 4 Bonding wire 5 Package 6 Solder ball joining device 7 Stage (mounting means) 8 Vacuum suction pipe 9 Stage moving motor (moving means) 10 Solder Ball adsorption jig (solder ball holding means) 10a Adsorption part 10b Vacuum piping 10c Solenoid valve 11 Ultrasonic oscillation device (ultrasonic oscillation means) 12 Moving motor (solder ball crimping means) 13 Camera (imaging means) 14 Recognition part ( Recognition unit) 15 Control unit 16 Heater (heating unit) 17 Power supply Bb Solder ball VP Vacuum pump VM Vacuum suction mechanism

フロントページの続き (72)発明者 白井 優之 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内Front Page Continuation (72) Inventor, Yoshiyuki Shirai 2326 Imai, Ome City, Tokyo Inside Hitachi, Ltd. Device Development Center

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体装置の電極部に半田ボールを加圧
させながら超音波エネルギを加えることにより前記半田
ボールを前記電極部に接合させることを特徴とする半導
体製造方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor, wherein the solder ball is bonded to the electrode portion by applying ultrasonic energy while applying pressure to the electrode portion of the semiconductor device.
【請求項2】 請求項1記載の半導体製造方法におい
て、前記電極部を加熱することにより前記半田ボールを
前記電極部に接合させることを特徴とする半導体製造方
法。
2. The semiconductor manufacturing method according to claim 1, wherein the solder ball is bonded to the electrode portion by heating the electrode portion.
【請求項3】 半導体装置を載置する載置手段と、半田
ボールを保持する半田ボール保持手段と、前記半田ボー
ル保持手段により保持された前記半田ボールと前記載置
手段に載置された前記半導体装置における電極部とを重
合させて荷重を加える半田ボール圧着手段と、前記半田
ボール保持手段に超音波エネルギを加える超音波発振手
段とよりなることを特徴とする半導体製造装置。
3. A mounting means for mounting a semiconductor device, a solder ball holding means for holding a solder ball, the solder ball held by the solder ball holding means, and the solder placed on the mounting means. A semiconductor manufacturing apparatus comprising: a solder ball crimping means for superposing a load by superimposing an electrode portion in a semiconductor device and an ultrasonic wave oscillating means for applying ultrasonic wave energy to the solder ball holding means.
【請求項4】 請求項3記載の半導体製造装置におい
て、前記載置手段に、前記半導体装置の電極部を加熱す
る加熱手段を設けたことを特徴とする半導体製造装置。
4. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 3, wherein the placing means is provided with heating means for heating the electrode portion of the semiconductor device.
【請求項5】 請求項3または4記載の半導体製造装置
において、前記半田ボール保持手段が、真空吸着機構よ
りなり、真空吸着により前記半田ボールを保持すること
を特徴とする半導体製造装置。
5. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 3, wherein the solder ball holding means comprises a vacuum suction mechanism, and holds the solder ball by vacuum suction.
【請求項6】 請求項3,4または5記載の半導体製造
装置において、前記載置手段に載置された前記半導体装
置の映像を撮影する撮影手段と、前記撮影手段の映像デ
ータに基づいて前記半導体装置における前記電極部の位
置を認識する認識手段と、前記認識手段からの信号に基
づいて前記半田ボールと前記電極部とが重合する位置に
前記半田ボール保持手段または前記載置手段の少なくと
も一方を移動させる移動手段とを設けたことを特徴とす
る半導体製造装置。
6. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 3, 4 or 5, wherein the photographing means for photographing the image of the semiconductor device placed on the placing means, and the image data of the image taking means are used for the photographing. Recognition means for recognizing the position of the electrode portion in the semiconductor device, and at least one of the solder ball holding means or the placement means at the position where the solder ball and the electrode portion are superposed on the basis of a signal from the recognition means. And a moving means for moving the semiconductor.
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