JP2002026188A - Manufacturing method for ball grid array semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method for ball grid array semiconductor device

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JP2002026188A
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semiconductor device
ball
solder
manufacturing
grid array
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Toshiyuki Sugai
敏幸 菅井
Hiroshi Matsuda
浩 松田
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NEC Yamagata Ltd
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NEC Yamagata Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure the flatness of solder balls, even if warpages are generated in printed wiring boards which are respectively mounted with a semiconductor chip. SOLUTION: Chips 2 are respectively mounted on printed wiring boards 1, and after wires 3 have been bonded on the chips 2 and the boards 1, the chips 2 are sealed with each resin 4. A semiconductor device is turned over and is mounted between guides 5a of a metal semiconductor device tray 5 having the guides 5a so as to be able to just drop the semiconductor device in the guides 5a (e). Solder balls 7 which are used as external electrodes are placed at a stroke on solder lands on the rears of the boards 1 (f). A molding die 6, having hemispherical-type recessed parts 6a, is placed on the semiconductor device at the positions corresponding to the mounted positions, which are located on the solder lands of the balls 7. The balls 7 placed in the first process are pressurized, while a temperature of 230 deg.C or thereabouts is applied to the balls 7 for fixing the balls 7 on the solder lands (g).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ボールグリッドア
レイ(ball grid array:以下、BGAと記す)型半導体
装置の製造方法に関し、特にボール下面の平坦性をよく
する製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a ball grid array (BGA) type semiconductor device, and more particularly to a method for improving the flatness of a lower surface of a ball.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置が用いられる電子機器が小型
化・薄型化されたことにより、また半導体装置が多ピン
化されたことにより、半導体装置がBGA構造で提供さ
れる場合が多くなってきている。図7は、特開平9−2
2961号公報にて開示された従来のBGA型半導体装
置の断面図である。図7に示されるように、樹脂基板1
01b、表面配線101c、裏面配線101d、内層配
線101eを有し、基板を貫通して配線間を接続するス
ルーホール101aが形成された印刷配線基板101の
表面は、半導体チップ102が搭載される領域と表面配
線101cのワイヤボンディング領域を除いて、ソルダ
レジスト105により覆われている。印刷配線基板10
1上のダイパッド上に半導体チップ102をダイボンド
した後、半導体チップの電極パッドと表面配線101c
間をボンディングワイヤ103にて接続する。半導体チ
ップ102およびボンディングワイヤはトランスファモ
ールド法により封止樹脂104にて封止される。また、
印刷配線基板101の裏面配線101dの半田ランド上
には外部端子となる半田ボール107が固着される。
2. Description of the Related Art Due to the miniaturization and thinning of electronic devices in which semiconductor devices are used and the increase in the number of pins of semiconductor devices, semiconductor devices are often provided in a BGA structure. I have. FIG.
1 is a cross-sectional view of a conventional BGA type semiconductor device disclosed in Japanese Patent No. 2961. As shown in FIG.
01b, a front wiring 101c, a back wiring 101d, and an inner wiring 101e. A surface of the printed wiring board 101 in which a through hole 101a penetrating through the substrate and connecting the wirings is formed is a region where the semiconductor chip 102 is mounted. Except for the wire bonding region of the surface wiring 101c and the surface wiring 101c, it is covered with the solder resist 105. Printed wiring board 10
After the semiconductor chip 102 is die-bonded on the die pad on the semiconductor chip 102, the electrode pads of the semiconductor chip and the surface wiring 101c are formed.
The connection is made by a bonding wire 103. The semiconductor chip 102 and the bonding wires are sealed with a sealing resin 104 by a transfer molding method. Also,
Solder balls 107 serving as external terminals are fixed on the solder lands of the back wiring 101d of the printed wiring board 101.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のBGA
型半導体装置では、樹脂基板と封止樹脂との熱膨張係数
が異なることにより、半導体装置に反りが生じやすい。
そのため、半田ボール下面の平坦性が悪化して、製品の
最終測定試験の際にテストソケットとの接触不良を起こ
したり、図8に示されるように、BGA型半導体装置を
実装基板110上に搭載する際に、一部の半田ボールが
実装基板から浮き上がって、接続不良を起こしたりす
る。本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解決
することであって、その目的は、第1に、例え基板に反
りが生じるとがあってもその反りを吸収して半田ボール
下面の平坦性を維持できるようにすることであり、第2
に、基板処理を吸収するための処理が半田ボールの接触
事故を発生させることなく実行できるようにすることで
ある。
The above-mentioned conventional BGA
In the type semiconductor device, the semiconductor device is likely to be warped due to a difference in thermal expansion coefficient between the resin substrate and the sealing resin.
As a result, the flatness of the lower surface of the solder ball deteriorates, causing a contact failure with the test socket at the time of the final measurement test of the product, or mounting the BGA type semiconductor device on the mounting substrate 110 as shown in FIG. In such a case, some of the solder balls float up from the mounting board, causing a connection failure. An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art. The object of the present invention is, firstly, even if the substrate is warped, the warpage is absorbed and the lower surface of the solder ball is absorbed. Is to be able to maintain flatness.
Another object of the present invention is to enable a process for absorbing a substrate process to be performed without causing a solder ball contact accident.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明によれば、(1)絶縁性基板の表面に半導体
チップの電極と接続されるパッドが、その裏面に半田ラ
ンドが形成されその間が配線およびスルーホールによっ
て接続されている印刷配線基板上に、半導体チップを搭
載しその電極を前記パッドに接続する工程と、(2)前
記半導体チップを樹脂封止する工程と、(3)前記半田
ランドに導電性ボールを仮止めする工程と、(4)前記
導電性ボールが当接する位置に凹部が形成されたボール
成形板を前記導電性ボールに当接させ、加熱・加圧して
前記導電性ボールの先端部の平坦性を高める工程と、を
有することを特徴とするボールグリッドアレイ型半導体
装置の製造方法、が提供される。
According to the present invention, there is provided, according to the present invention, (1) a pad connected to an electrode of a semiconductor chip on a surface of an insulating substrate and a solder land formed on a back surface thereof. A step of mounting a semiconductor chip on a printed wiring board and connecting the electrodes to the pads on the printed wiring board connected therebetween by wiring and through holes; (2) a step of resin-sealing the semiconductor chip; And (4) temporarily contacting the conductive land with the conductive ball, and (4) contacting the conductive ball with a ball forming plate having a recess formed at a position where the conductive ball is in contact with the conductive ball, and applying heat and pressure. Improving the flatness of the tip of the conductive ball.

【0005】また、上記の課題を解決するため、本発明
によれば、(1′)絶縁性基板の表面に半導体チップの
電極と接続されるパッドが、その裏面に半田ランドが形
成されその間が配線およびスルーホールによって接続さ
れている印刷配線基板上に、半導体チップを搭載しその
電極を前記パッドに接続する工程と、(2′)前記半導
体チップを樹脂封止する工程と、(3′)前記半田ラン
ドに対応する位置に形成された凹部内に導電性ボールが
配置されたボール成形板上に、前記導電性ボール上に前
記半田ランドが位置するように前記印刷配線基板を配置
する工程と、(4′)加熱・加圧して前記導電性ボール
の先端部の平坦性を高める工程と、を有することを特徴
とするボールグリッドアレイ型半導体装置の製造方法、
が提供される。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (1 ') a pad connected to an electrode of a semiconductor chip is formed on a surface of an insulating substrate, and a solder land is formed on a back surface thereof. Mounting a semiconductor chip on a printed wiring board connected by wiring and through holes and connecting the electrodes to the pads; (2 ') resin sealing the semiconductor chip; and (3') A step of arranging the printed wiring board so that the solder lands are located on the conductive balls on a ball forming plate in which conductive balls are arranged in recesses formed at positions corresponding to the solder lands; and (4 ') a step of increasing the flatness of the tip portion of the conductive ball by heating and pressurizing, the method of manufacturing a ball grid array type semiconductor device,
Is provided.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て実施例に則して説明する。 [第1の実施例]図1(a)〜図2(g)は、本発明の
第1の実施例を示す工程順の断面図である。まず、図1
(a)に示すように、基板表面にダイパッドと表面配
線、基板裏面に一部領域が半田ランドになされた裏面配
線、基板内部に内層配線を有しそれらを接続するスルー
ホール(いずれも図示なし)が形成されている印刷配線
基板1のダイパッド上に、Agペーストを数十ミクロン
の厚さに塗布し、その上に半導体チツプ2を載せ、18
0℃程度の熱処理を行って半導体チップ2を固定する。
この印刷配線基板上には、複数の半導体チップを搭載で
きるように、マトリックス状に複数(例えば、4×20
=80)組のパターンが形成されている。但し、ライン
状に半導体チップを搭載するように印刷配線基板を形成
することもできる。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to examples. [First Embodiment] FIGS. 1A to 2G are cross-sectional views in the order of steps showing a first embodiment of the present invention. First, FIG.
As shown in (a), a die pad and a front surface wiring are provided on the surface of the substrate, a back surface wiring in which a partial area is formed as a solder land on the back surface of the substrate, and a through hole for connecting and connecting the inner layer wiring inside the substrate. ) Is formed on the die pad of the printed wiring board 1 by applying an Ag paste to a thickness of several tens of microns, and the semiconductor chip 2 is placed on the Ag paste.
The semiconductor chip 2 is fixed by performing a heat treatment at about 0 ° C.
On this printed wiring board, a plurality (for example, 4 × 20) is arranged in a matrix so that a plurality of semiconductor chips can be mounted.
= 80) sets of patterns are formed. However, the printed wiring board can be formed so that the semiconductor chips are mounted in a line.

【0007】次に、図1(b)に示すように、半導体チ
ップの電極パッドと印刷配線基板の表面配線間をAu細
線であるボンディングワイヤ3にて接続する。次に、図
1(c)に示すように、トランスファモールド法等によ
り、半導体チップ上を封止樹脂4にて覆い、150〜1
80℃程度の熱処理によって樹脂を硬化させ、半導体チ
ツプ2およびボンディングワイヤ3を樹脂封止する。次
に、図1(d)に示すように、ダイサーにより、封止樹
脂4および印刷配線基板1を切断し、個々の半導体装置
に分離する。次に、図2(e)に示すように、半導体装
置を丁度落とし込めるようなガイド5aを有する金属製
の半導体装置トレー5のガイド5a間に、半導体装置を
裏返しにして装着する。図2(e)以降の図では図1の
半導体装置が拡大して示されており、基板を貫通して形
成されたスルーホール1aが示されている。
Next, as shown in FIG. 1B, the electrode pads of the semiconductor chip and the surface wiring of the printed wiring board are connected by bonding wires 3 which are Au thin wires. Next, as shown in FIG. 1C, the semiconductor chip is covered with a sealing resin 4 by a transfer molding method or the like.
The resin is cured by a heat treatment of about 80 ° C., and the semiconductor chip 2 and the bonding wires 3 are sealed with the resin. Next, as shown in FIG. 1D, the sealing resin 4 and the printed wiring board 1 are cut by a dicer and separated into individual semiconductor devices. Next, as shown in FIG. 2E, the semiconductor device is turned upside down between the guides 5a of the metal semiconductor device tray 5 having the guides 5a for dropping the semiconductor device. 2E and subsequent figures, the semiconductor device of FIG. 1 is shown in an enlarged manner, and a through hole 1a formed through the substrate is shown.

【0008】次に、図2(f)に示すように、外部電極
となる半田ボール7を、基板裏面の半田ランド上に一挙
に載せる。次に、図2(g)に示すように、半田ボール
7の搭載位置に対応した位置に半球形型の凹部6aを有
する成形金型6を、半導体装置上に載せる。ここで、成
形金型6の表面にはクロムめっき等の半田濡れ性の低い
材料の被膜が施されている。そして、図2(f)の工程
にて載せた半田ボール7を半田ランドに固定するために
230℃程度の温度を加えつつ加圧する。その際、図2
(g)に示されるように、成形金型が最初の半田ボール
7に接触してから約50ミクロン程度成形金型6を矢印
方向に押し下げる。これにより、最も高い位置にあった
半田ボールの下面〔本明細書においては半田ボールの下
面とはBGA型半導体装置を実装基板に実装する際に実
装基板上の配線に接触する面をいう。図2(g)に示す
状態では半田ボールの下面が上になっている〕が押し潰
されることになり、半田ボール下面の平坦性が確保され
る。
Next, as shown in FIG. 2 (f), solder balls 7 serving as external electrodes are mounted on the solder lands on the back surface of the substrate at once. Next, as shown in FIG. 2G, a molding die 6 having a hemispherical concave portion 6a at a position corresponding to the mounting position of the solder ball 7 is mounted on the semiconductor device. Here, a coating of a material having low solder wettability such as chrome plating is applied to the surface of the molding die 6. Then, pressure is applied while applying a temperature of about 230 ° C. in order to fix the solder balls 7 placed in the step of FIG. At that time, FIG.
As shown in (g), after the molding die contacts the first solder ball 7, the molding die 6 is pushed down in the direction of the arrow by about 50 microns. Accordingly, the lower surface of the solder ball at the highest position [in this specification, the lower surface of the solder ball refers to the surface that contacts the wiring on the mounting board when the BGA type semiconductor device is mounted on the mounting board. In the state shown in FIG. 2 (g), the lower surface of the solder ball is on the upper side), and the flatness of the lower surface of the solder ball is secured.

【0009】ここで、半田ボールを押し付ける成形金型
6には半球形の凹部が形成されているため、半田ボール
が押し潰されても隣接する半田ボール同士が接触するこ
とはない。半田ボールの接触事故をより確実に防ぐに
は、印刷配線基板の半田ランドの周囲に50〜200μ
m厚の半田流れ止めを形成しておくのがよい。また、基
板裏面の半田ランドを除く領域全体を50〜200μm
厚のカバー膜にて覆うようにしても同様の効果が得られ
る。このようにして形成されたBGA型半導体装置で
は、半田ボール下面の平坦性が確保されているため、こ
の製品の測定試験の際にテストソケットが接触不良を起
こすことがなくなり、安定した測定が可能になる。ま
た、図6に示されるように、BGA型半導体装置を実装
基板10上に搭載する際に、半田ボール7が実装基板上
の配線(図示なし)に接触しなくなることが回避され、
信頼性の高い半田付けが可能になる。
Here, since the hemispherical concave portion is formed in the molding die 6 for pressing the solder balls, even when the solder balls are crushed, adjacent solder balls do not come into contact with each other. In order to prevent the contact accident of the solder ball more surely, 50-200μ around the solder land of the printed wiring board
It is preferable to form an m-thick solder flow stopper. Also, the entire area excluding the solder lands on the back surface of the substrate is 50 to 200 μm.
The same effect can be obtained by covering with a thick cover film. In the BGA type semiconductor device formed in this way, since the flatness of the lower surface of the solder ball is ensured, the test socket does not cause a contact failure during the measurement test of this product, and stable measurement is possible. become. Further, as shown in FIG. 6, when the BGA type semiconductor device is mounted on the mounting substrate 10, it is avoided that the solder ball 7 does not contact the wiring (not shown) on the mounting substrate,
Reliable soldering becomes possible.

【0010】[第2の実施例]図3(a)〜(d)は、
本発明の第2の実施例を示す工程順の断面図である。半
導体チップを印刷配線基板上に搭載し、樹脂封止を行う
までの工程は、第1の実施例と同様であるので、その説
明は省略する。図3(a)に示すように、樹脂封止済み
の半導体装置(の集団)を印刷配線基板1側が上になる
ように配置して、全ての半田ランド上に半田ボール7を
載せる。そして、230℃程度に加熱して半田ボールを
接着(仮止め)する。そして、図3(b)に示すよう
に、ダイサーを用いて個々の半導体装置に分離する。続
いて、図2(c)に示すように、半田ボールの取り付け
られた半導体装置(BGA型半導体装置)を半導体装置
トレー5のガイド5a間に装着する。次いで、図3
(d)に示されるように、半球形型の凹部6aを有する
成形金型6を半導体装置上に載せ、230℃程度の温度
を加えつつ加圧して、半田ボールの下面を平坦化する。
[Second Embodiment] FIGS. 3 (a) to 3 (d)
It is sectional drawing of a process order which shows the 2nd Example of this invention. The steps from mounting the semiconductor chip on the printed wiring board to performing resin sealing are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof will be omitted. As shown in FIG. 3 (a), a semiconductor device (group) resin-sealed is arranged so that the printed wiring board 1 side faces upward, and solder balls 7 are placed on all the solder lands. Then, the solder ball is bonded (temporarily fixed) by heating to about 230 ° C. Then, as shown in FIG. 3B, the semiconductor devices are separated into individual semiconductor devices using a dicer. Subsequently, as shown in FIG. 2C, the semiconductor device (BGA type semiconductor device) to which the solder balls are attached is mounted between the guides 5a of the semiconductor device tray 5. Then, FIG.
As shown in (d), a molding die 6 having a hemispherical concave portion 6a is placed on a semiconductor device and pressed while applying a temperature of about 230 ° C. to flatten the lower surface of the solder ball.

【0011】[第3の実施例]図4(a)〜(d)は、
本発明の第3の実施例を示す工程順の断面図である。本
実施例においても、半導体チップを樹脂封止し、ダイサ
ーにより個々の半導体装置に分離するまでの工程は、第
1の実施例の場合と同様であるので、個々の半導体装置
に分離した状態を図4(a)に示し、そこまでの工程の
詳細な説明は省略する。次に、図4(b)に示すよう
に、印刷配線基板の半田ランドに対応した位置に半球形
型の凹部を有する成形金型8を用意し、その凹部内に半
導体装置の外部電極となる半田ボール7を配置する。次
に、図4(c)に示されるように、半導体装置が丁度は
まり込む形状のガイド9aを有し、かつ真空吸着手段を
有する半導体装置保持具9により、分割された半導体装
置を真空吸着し、印刷配線基板上の半田ランドと成形金
型8上の半田ボール7との位置合わせを行う。その後、
半導体装置保持具9を降下させ、印刷配線基板の半田ラ
ンドを半田ボール7に接触させる。そして、230℃程
度に加熱しつつ、最初に半田ランドが半田ボール7に接
触してからさらに半導体装置保持具9を50ミクロン程
度押し下げて、半田ボール7を半田ランドに接着すると
ともに半田ボール下面の平坦化を図る。その後、図4
(d)に示されるように、BGA型半導体装置を吸着・
保持した半導体装置保持具9を上昇させる。
[Third Embodiment] FIGS. 4 (a) to 4 (d)
It is sectional drawing of a process order which shows the 3rd Example of this invention. Also in the present embodiment, the steps from resin sealing of the semiconductor chip to separation into individual semiconductor devices by the dicer are the same as those in the first embodiment. FIG. 4A shows a detailed description of the steps up to that point. Next, as shown in FIG. 4B, a molding die 8 having a hemispherical concave portion at a position corresponding to the solder land on the printed wiring board is prepared, and the concave portion serves as an external electrode of the semiconductor device. The solder balls 7 are arranged. Next, as shown in FIG. 4C, the divided semiconductor devices are vacuum-sucked by a semiconductor device holder 9 having a guide 9a in which the semiconductor device just fits and having vacuum suction means. Then, the solder lands on the printed wiring board and the solder balls 7 on the molding die 8 are aligned. afterwards,
The semiconductor device holder 9 is lowered to bring the solder lands of the printed wiring board into contact with the solder balls 7. Then, while being heated to about 230 ° C., the solder land first contacts the solder ball 7, and then the semiconductor device holder 9 is further pushed down by about 50 μm, thereby bonding the solder ball 7 to the solder land and the lower surface of the solder ball. Plan for flattening. Then, FIG.
As shown in (d), the BGA type semiconductor device is sucked
The held semiconductor device holder 9 is raised.

【0012】[第4の実施例]図5(a)〜(c)は、
本発明の第4の実施例を示す工程順の断面図である。本
実施例においても、半導体チップを樹脂封止し、ダイサ
ーにより個々の半導体装置に分離するまでの工程は、第
1の実施例の場合と同様であるので、これらの工程の図
示およびその詳細な説明は省略する。図5(a)に示す
ように、半導体装置が丁度はまり込む形状のガイド8a
を有し、かつ印刷配線基板の半田ランドに対応した位置
に半球形型の凹部を有する成形金型8を用意し、その凹
部内に外部電極となる半田ボール7を配置する。続い
て、図5(b)に示されるように、真空吸着手段を有す
る半導体装置保持具9により、分割された半導体装置を
真空吸着し、その半導体装置を成型金型8上に搬送す
る。そして、真空吸着を解除して半導体装置を成型金型
8の凹所内に落とし込む。続いて、図5(c)に示され
るように、230℃程度に加熱しつつ、押圧板11によ
り半導体装置を押圧して、半田ボール7を半田ランドに
接着するとともに半田ボール下面の平坦化を図る。
[Fourth Embodiment] FIGS. 5A to 5C show a fourth embodiment.
It is sectional drawing of a process order which shows the 4th Example of this invention. Also in this embodiment, the steps from sealing the semiconductor chip with a resin and separating the semiconductor chips into individual semiconductor devices by a dicer are the same as those in the first embodiment. Description is omitted. As shown in FIG. 5A, a guide 8a having a shape in which the semiconductor device is just fitted.
And a molding die 8 having a hemispherical concave portion at a position corresponding to the solder land of the printed wiring board, and a solder ball 7 serving as an external electrode is arranged in the concave portion. Subsequently, as shown in FIG. 5B, the divided semiconductor devices are vacuum-sucked by a semiconductor device holder 9 having vacuum suction means, and the semiconductor devices are transferred onto a molding die 8. Then, the vacuum suction is released and the semiconductor device is dropped into the recess of the molding die 8. Subsequently, as shown in FIG. 5C, the semiconductor device is pressed by the pressing plate 11 while being heated to about 230 ° C., so that the solder ball 7 is bonded to the solder land and the lower surface of the solder ball is flattened. Aim.

【0013】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨を変更しない範囲内において適宜の変更が可
能なものである。例えば、実施例では成型金型の凹部は
半球形であったが、底部が平面、突起状もしくは丸みを
有する円筒形などであってもよい。また、実施例では、
半田ボール成型板(成型金型)や半導体装置トレーは金
属製であったが、石英ガラスやセラミックス製であって
もよい。また、半田ボール成型板(成型金型)にヒータ
を埋め込むようにしてもよい。また、実施例では、半導
体チップをダイパッド上に搭載しその電極をワイヤボン
ディング方式で接続していたが、この方式に代えフリッ
プチップ方式で半導体チップを印刷配線基板上に搭載す
るようにしてもよい。
While the preferred embodiment has been described,
The present invention is not limited to these examples, and can be appropriately changed without changing the gist of the present invention. For example, in the embodiment, the concave portion of the molding die has a hemispherical shape, but may have a flat bottom surface, a protruding shape or a rounded cylindrical shape. In the embodiment,
Although the solder ball molding plate (molding mold) and the semiconductor device tray are made of metal, they may be made of quartz glass or ceramics. Further, a heater may be embedded in a solder ball molding plate (molding die). In the embodiment, the semiconductor chip is mounted on the die pad and its electrodes are connected by the wire bonding method. Instead of this method, the semiconductor chip may be mounted on the printed wiring board by the flip chip method. .

【0014】[0014]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、凹部を
有するボール成形板によって、BGA型半導体装置の半
田ボールを成形するものであるので、半田ボール下面の
平坦性を向上させることができる。したがって、本発明
によれば、最終製品試験の際にテストソケットが接触不
良を起こしてしまったりあるいは実装基板上への実装の
際に接続不良を起こしたりすることを防止することが可
能になる。そして、本発明によれば、ボール成形板に
は、ボールがはまる凹部が形成されているため、ボール
下面の平坦化作業の際にボール同士が接触する事故を防
ぐことができる。さらに、印刷配線基板の半田ランドの
周囲に半田流れ止めを形成しておくことにより、半田ボ
ールの接触をより確実に防止することができる。
As described above, according to the present invention, since the solder balls of the BGA type semiconductor device are formed by the ball forming plate having the concave portions, the flatness of the lower surface of the solder balls can be improved. . Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent a test socket from causing a contact failure at the time of a final product test or a connection failure at the time of mounting on a mounting board. Further, according to the present invention, since the concave portion in which the ball fits is formed in the ball forming plate, it is possible to prevent the balls from coming into contact with each other at the time of flattening the lower surface of the ball. Further, by forming the solder flow stopper around the solder land of the printed wiring board, the contact of the solder ball can be more reliably prevented.

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

【図1】 本発明の第1の実施例の工程順の断面図(そ
の1)。
FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of the present invention in the order of steps (part 1).

【図2】 本発明の第1の実施例の工程順の断面図(そ
の2)。
FIG. 2 is a sectional view of a first embodiment of the present invention in the order of steps (part 2).

【図3】 本発明の第2の実施例の工程順の断面図。FIG. 3 is a sectional view of a second embodiment of the present invention in the order of steps.

【図4】 本発明の第3の実施例の工程順の断面図。FIG. 4 is a sectional view of a third embodiment of the present invention in the order of steps.

【図5】 本発明の第4の実施例の工程順の断面図。FIG. 5 is a sectional view of a fourth embodiment of the present invention in the order of steps.

【図6】 本発明の効果を説明するための断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the effect of the present invention.

【図7】 従来のBGA型半導体装置の断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional BGA type semiconductor device.

【図8】 従来例の問題点を説明するための断面図。FIG. 8 is a sectional view for explaining a problem of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、101 印刷配線基板 1a、101a スルーホール 2、102 半導体チツプ 3、103 ボンディングワイヤ 4、104 封止樹脂 5 半導体装置トレー 5a ガイド 6 成形金型 6a 凹部 7、107 半田ボール 8 成形金型 8a ガイド 9 半導体装置保持具 9a ガイド 10、110 実装基板 11 押圧板 101b 樹脂基板 101c 表面配線 101d 裏面配線 101e 内層配線 105 ソルダレジスト DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 101 Printed wiring board 1a, 101a Through hole 2, 102 Semiconductor chip 3, 103 Bonding wire 4, 104 Sealing resin 5 Semiconductor device tray 5a Guide 6 Mold 6a Concave 7, 107 Solder ball 8 Mold 8a Guide Reference Signs List 9 semiconductor device holder 9a guide 10, 110 mounting substrate 11 pressing plate 101b resin substrate 101c front surface wiring 101d back surface wiring 101e inner layer wiring 105 solder resist

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B23K 101:42 H01L 21/92 604F Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) // B23K 101: 42 H01L 21/92 604F

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (1)絶縁性基板の表面に半導体チップ
の電極と接続されるパッドが、その裏面に半田ランドが
形成されその間が配線およびスルーホールによって接続
されている印刷配線基板上に、半導体チップを搭載しそ
の電極を前記パッドに接続する工程と、 (2)前記半導体チップを樹脂封止する工程と、 (3)前記半田ランドに導電性ボールを配置する工程
と、 (4)前記導電性ボールが当接する位置に凹部が形成さ
れたボール成形板を、前記凹部内に前記導電性ボールが
入るように、前記印刷配線基板に対向させて配置し、加
熱・加圧して前記導電性ボールの先端部の平坦性を高め
る工程と、を有することを特徴とするボールグリッドア
レイ型半導体装置の製造方法。
(1) A pad connected to an electrode of a semiconductor chip is formed on a surface of an insulating substrate, and a solder land is formed on a back surface of the pad. Mounting a semiconductor chip and connecting its electrodes to the pads; (2) resin sealing the semiconductor chip; (3) arranging conductive balls on the solder lands; A ball forming plate having a concave portion formed at a position where the conductive ball is in contact with the printed wiring board is arranged so that the conductive ball enters the concave portion. A method of manufacturing a ball grid array type semiconductor device, comprising: a step of improving the flatness of a tip portion of a ball.
【請求項2】 (1′)絶縁性基板の表面に半導体チッ
プの電極と接続されるパッドが、その裏面に半田ランド
が形成されその間が配線およびスルーホールによって接
続されている印刷配線基板上に、半導体チップを搭載し
その電極を前記パッドに接続する工程と、 (2′)前記半導体チップを樹脂封止する工程と、 (3′)前記半田ランドに対応する位置に形成された凹
部内に導電性ボールが配置されたボール成形板上に、前
記導電性ボール上に前記半田ランドが位置するように前
記印刷配線基板を配置する工程と、 (4′)加熱・加圧して前記導電性ボールの先端部の平
坦性を高める工程と、を有することを特徴とするボール
グリッドアレイ型半導体装置の製造方法。
(1 ') A pad connected to an electrode of a semiconductor chip is formed on a surface of an insulating substrate, and a solder land is formed on a back surface of the pad, and a pad is formed on a printed wiring board connected between the land and a wiring. Mounting a semiconductor chip and connecting its electrodes to the pads; (2 ') sealing the semiconductor chip with a resin; and (3') mounting the semiconductor chip in a recess formed at a position corresponding to the solder land. Disposing the printed wiring board on the ball forming plate on which the conductive balls are disposed so that the solder lands are located on the conductive balls; and (4 ') heating and pressurizing the conductive balls. Improving the flatness of the tip of the semiconductor device.
【請求項3】 前記第(2)の工程は、加熱処理を含み
導電性ボールを前記半田ランド上に接着する工程である
ことを特徴とする請求項1記載のボールグリッドアレイ
型半導体装置の製造方法。
3. The manufacturing method of a ball grid array type semiconductor device according to claim 1, wherein said step (2) includes a step of bonding a conductive ball onto said solder land by heat treatment. Method.
【請求項4】 前記印刷配線基板には、マトリックス状
またはライン状に複数の半導体チップを搭載できるよう
に、複数単位の配線パターンが形成されており、前記第
(2)の工程の後前記第(3)の工程に先立って、また
は、前記第(2′)の工程の後前記第(3′)の工程に
先立って、若しくは、前記第(3)の工程の後前記第
(4)の工程に先立って、個々の半導体装置に切り分け
る工程が付加されることを特徴とする請求項1、2また
は3記載のボールグリッドアレイ型半導体装置の製造方
法。
4. A plurality of wiring patterns are formed on the printed wiring board so that a plurality of semiconductor chips can be mounted in a matrix or a line, and after the step (2), the plurality of wiring patterns are formed. Prior to the step (3), after the step (2 '), prior to the step (3'), or after the step (3), the step (4) 4. The method of manufacturing a ball grid array type semiconductor device according to claim 1, wherein a step of dividing the individual semiconductor devices is added prior to the step.
【請求項5】 前記半田ランドの周囲には、膜厚が50
μm以上200μm以下の半田流れ止めが形成されてい
ることを特徴とする請求項1または2記載のボールグリ
ッドアレイ型半導体装置の製造方法。
5. A film having a thickness of 50 around the solder land.
3. The method for manufacturing a ball grid array type semiconductor device according to claim 1, wherein a solder flow stopper having a thickness of at least 200 [mu] m is formed.
【請求項6】 前記印刷配線基板の裏面には前記半田ラ
ンドの形成領域を除いて、膜厚が50μm以上200μ
m以下の絶縁性被膜が形成されていることを特徴とする
請求項1または2記載のボールグリッドアレイ型半導体
装置の製造方法。
6. The printed wiring board has a thickness of 50 μm or more and 200 μm or less on the back surface except for the solder land formation region.
3. The method of manufacturing a ball grid array type semiconductor device according to claim 1, wherein an insulating film having a thickness of not more than m is formed.
【請求項7】 前記絶縁性基板が樹脂基板であることを
特徴とする請求項1または2記載のボールグリッドアレ
イ型半導体装置の製造方法。
7. The method for manufacturing a ball grid array type semiconductor device according to claim 1, wherein said insulating substrate is a resin substrate.
【請求項8】 前記導電性ボールが半田ボールであるこ
とを特徴とする請求項1または2記載のボールグリッド
アレイ型半導体装置の製造方法。
8. The method of manufacturing a ball grid array type semiconductor device according to claim 1, wherein said conductive balls are solder balls.
【請求項9】 前記ボール成形板が金属製であることを
特徴とする請求項1または2記載のボールグリッドアレ
イ型半導体装置の製造方法。
9. The method for manufacturing a ball grid array type semiconductor device according to claim 1, wherein said ball forming plate is made of metal.
【請求項10】 前記ボール成形板の表面には難半田付
着性の被膜が形成されていることを特徴とする請求項9
記載のボールグリッドアレイ型半導体装置の製造方法。
10. The ball-formed board is provided with a solder-resistant coating on the surface thereof.
The manufacturing method of the ball grid array type semiconductor device described in the above.
【請求項11】 前記ボール成形板に形成された凹部の
形状は、半球形、円筒形、底面が丸みのある円筒形の中
の何れかであることを特徴とする請求項1または2記載
のボールグリッドアレイ型半導体装置の製造方法。
11. The method according to claim 1, wherein the shape of the concave portion formed in the ball forming plate is any one of a hemispherical shape, a cylindrical shape, and a cylindrical shape having a rounded bottom surface. A method for manufacturing a ball grid array type semiconductor device.
【請求項12】 前記ボール成形板内にヒータが埋設さ
れていることを特徴とする請求項1または2記載のボー
ルグリッドアレイ型半導体装置の製造方法。
12. The method for manufacturing a ball grid array type semiconductor device according to claim 1, wherein a heater is buried in the ball forming plate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014192383A (en) * 2013-03-27 2014-10-06 Fujitsu Ltd Electronic component and method of manufacturing electronic device

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