JP2005162307A

JP2005162307A - 半導体装置用トレイ

Info

Publication number: JP2005162307A
Application number: JP2003407457A
Authority: JP
Inventors: Shigetoyo Kawakami; 滋豊川上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2003-12-05
Publication date: 2005-06-23

Abstract

【課題】ＢＧＡやＬＧＡのようなパッケージ裏面に配線用端子を有する半導体装置を収納するトレイであって、治工具を使用することなく半導体装置の表裏反転を実現できる。
【解決手段】パッケージ裏面に配線用端子１３を有する半導体装置１０を収納する製品収納部を有する半導体装置用トレイであって、製品収納部より外側の周辺部分に少なくとも一組の凸部２と凹部３を設けた。これにより、凸部２と凹部３を利用することでトレイ同士を重ね合わせ、半導体装置１０をハンドリングさせることなく表裏反転させることができる。このため、半導体装置１０を収納したまま難なくパッケージ裏面を検査することができる。また、トレイは表裏反転させても表面状態が同じであり、半導体装置自体が反転しているだけなので、自動搬送系の設備への適用が可能である。
【選択図】図４

Description

この発明は、半導体装置、特にボールグリッドアレイやランドグリッドアレイタイプのようにパッケージ裏面に配線用端子を有する半導体装置を収納し、パッケージの表裏反転を簡単に出来、裏面検査を容易にするための半導体装置用トレイに関する。

半導体装置のパッケージタイプとしてボールグリッドアレイ（以下「ＢＧＡ」という）やランドグリッドアレイタイプ（以下「ＬＧＡ」という）と称されるものがある。前者は図５のように配線用端子形状が球形、端子厚みが数百ミクロンを形成し、後者は図６のように配線用端子が円形、数ミクロン〜数十ミクロンを形成し厚みとしてはＢＧＡと比べるとかなり薄い。これらはいずれもＱＦＰ，ＳＯＰに比べパッケージの面積あたりに対して数多くの配線用端子を配列できる利点がある。

一般にＢＧＡタイプの半導体装置、ＬＧＡタイプの半導体装置はパッケージサイズに適合したポケット部を形成して収納している。収納後は搬送、出荷及び試験などが行われる。ＢＧＡ及びＬＧＡタイプの半導体装置のパッケージ裏面を検査する方法としては様々あるがその中で金属顕微鏡を用いた方法がある。従来の技術では配線用端子の裏面検査を行う場合、トレイ裏面にも製品収納部を形成された半導体装置を収納するトレイを用いるか、もしくは半導体装置収納済みのトレイとあらかじめ用意しておいた同一形状のトレイの表面同士を重ね合わせて、治具などを用いて表裏反転させ半導体装置を裏面にする方法などがある。図７および図８は従来の半導体装置用トレイの一例を示している。トレイ本体１のポケット部６に配線用端子逃げ部５および半導体装置保持用平坦部４が形成され、半導体装置１０を収納可能としている。
特開平７−１７５９３号公報

配線用端子を表裏反転させる方法としては主にアーム状の治工具を用いて表裏反転させるか、トレイ裏面部に半導体装置が収納出来るポケット部を形成するか、あるいは半導体装置をあらかじめ収納されたトレイと半導体装置が収納されていない空トレイの表面同士を合わせてクリップやテープ類などを巻きつけ、固定し表裏反転させる方法などがある。前記半導体装置を主にアーム状の治工具を用いて表裏反転させる場合は配線用端子部分を接触して装着せざるを得なく、変形、損傷、汚染する可能性がある。前記トレイ裏面部に半導体装置が収納出来るポケット部を形成する場合は外形規正をしている設備については対応が不可能となる。なぜならトレイは積み重ねて使用することがほとんどでありその場合、外周部は２段構造にしなければならず、表面と裏面の外形が同じ寸法とは成りえない。従って外形規正をしている自動搬送系の設備への適用は非常に難しい。前記半導体装置をあらかじめ収納されたトレイと半導体装置が収納されていない空トレイの表面同士を合わせてクリップやテープ類などを巻きつける場合は、トレイ表裏反転させる為の専用治具を作るか、粘着性のテープ材を用いる必要がある。但し前記専用治具を作成する場合はプラスチック材料のクリップなどでは専用に準備することから金型を作成しなければならず投資をする必要がある。前記粘着性のテープ材を用いる場合にはトレイ自体に粘着材が転写してしまい、トレイ自体汚染してしまう恐れがある。更に使用したテープはゴミとして処理しなければならないため無駄である。またトレイ自体に規正する部分が無い為、作業性としても簡単に確実に実行出来ない。

したがって、この発明の目的は、ＢＧＡやＬＧＡのようなパッケージ下面に配線用端子を有する半導体装置を収納するトレイであっても直接半導体装置に接触することや治工具を使用することなく半導体装置を表裏反転出来る半導体装置用トレイを提供することである。

上記課題を解決するためにこの発明の請求項１記載の半導体装置用トレイは、パッケージ裏面に配線用端子を有する半導体装置を収納する製品収納部を有する半導体装置用トレイであって、前記製品収納部より外側の周辺部分に少なくとも一組の嵌合可能な凸部と凹部を設けた。

請求項２記載の半導体装置用トレイは、請求項１記載の半導体装置用トレイにおいて、前記一組の凸部と凹部がトレイ中心線に関して対称に配置されるように、前記凸部の中心からトレイ端部までの距離と前記凹部の中心からトレイ端部までの距離とがともに同一寸法になっている。

請求項３記載の半導体装置用トレイは、パッケージ裏面に配線用端子を有する半導体装置を収納する製品収納部が表面に形成された複数のトレイからなり、前記製品収納部より外側の周辺部分に少なくとも一組の凸部と凹部を設け、前記凹部は前記凸部よりも大きく、一方のトレイの前記凸部と他方のトレイの前記凹部を嵌合することで、前記トレイの表面同士を重ね合わせる状態にできるようにした。

請求項４記載の半導体装置用トレイは、請求項３記載の半導体装置用トレイにおいて、前記製品収納部に半導体装置を収納したトレイと、半導体装置を収納していないトレイとをトレイの表面同士を重ね合わせる状態にして表裏反転することで、配線用端子を前記製品収納部に接触させることなく、前記半導体装置の表裏反転を可能とした。

請求項５記載の半導体装置用トレイは、請求項４記載の半導体装置用トレイにおいて、前記半導体装置を収納していないトレイが蓋の役割を果たしながら、表裏反転することで前記半導体装置を収納する役割を果たす。

この発明の請求項１記載の半導体装置用トレイによれば、製品収納部より外側の周辺部分に少なくとも一組の嵌合可能な凸部と凹部を設けたので、凸部と凹部を利用することでトレイ同士を重ね合わせ、半導体装置をハンドリングさせることなく表裏反転させることができる。このため、半導体装置を収納したまま難なくパッケージ裏面を検査することができる。また、トレイは表裏反転させても表面状態が同じであり、半導体装置自体が反転しているだけなので、自動搬送系の設備への適用が可能である。

請求項２では、一組の凸部と凹部がトレイ中心線に関して対称に配置されるように、凸部の中心からトレイ端部までの距離と凹部の中心からトレイ端部までの距離とがともに同一寸法になっているので、トレイ同士を重ね合わせた際、一方のトレイの凸部と他方のトレイの凹部が嵌合可能となる。このため、トレイを表裏反転させても位置決めした状態を保持できる。

この発明の請求項３記載の半導体装置用トレイによれば、パッケージ裏面に配線用端子を有する半導体装置を収納する製品収納部が表面に形成された複数のトレイからなり、製品収納部より外側の周辺部分に少なくとも一組の凸部と凹部を設け、凹部は凸部よりも大きく、一方のトレイの凸部と他方のトレイの凹部を嵌合することで、トレイの表面同士を重ね合わせる状態にできるようにしたので、半導体装置をハンドリングさせることなく表裏反転させることができ、半導体装置を収納したまま難なくパッケージ裏面を検査することができる。この際、重ね合わせる相互のトレイの凸部と凹部が嵌合可能となるため、トレイを表裏反転させても位置決めした状態を保持できる。また、トレイは表裏反転させても表面状態が同じであり、半導体装置自体が反転しているだけなので、自動搬送系の設備への適用が可能である。

請求項４では、製品収納部に半導体装置を収納したトレイと、半導体装置を収納していないトレイとをトレイの表面同士を重ね合わせる状態にして表裏反転することで、配線用端子を製品収納部に接触させることなく、半導体装置の表裏反転を可能としたので、パッケージ下面に存在する配線用端子にダメージを加えずに治工具を使用することなく簡単、確実に半導体装置を表裏反転することができる。端子部分を直接接触しないことから破損、変形、汚染を防止することができる。

請求項５では、半導体装置を収納していないトレイが蓋の役割を果たしながら、表裏反転することで半導体装置を収納する役割を果たすので、治工具を準備することなく簡単、確実に半導体装置を表裏反転することができる。

この発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態の半導体装置用トレイの平面図、図２および図３は本発明の実施形態において平面上での表裏反転前後の半導体装置における収納イメージを示す平面図、図４は本発明の実施形態において半導体装置がトレイに収納された状態の断面図である。

図１等に示すように、ＢＧＡやＬＧＡのようなパッケージ下面に配線用端子を有する半導体装置１０を収納するトレイであって、製品収納部より外側の周辺部分に少なくとも一組の凸部２と凹部３を有しこれらを利用することにより半導体装置１０にダメージを与えることなく表裏反転を可能とする。反転前が図２の状態であり、その時半導体装置１０はパッケージ表面１１が上向きになる。反転後が図３の状態であり、その時の半導体装置１０はパッケージ裏面１２が上向きになり配線用端子１３が確認出来る。

半導体装置１０の製品収納部は平坦に形成されたトレイ本体１の上部から下部へ窪みを施したポケット部６と呼ばれるものを格子状に形成している。ＢＧＡなどの半導体装置用トレイはポケット部６に収納され、配線用端子１３との接触を避けるため、ポケット部６は半導体装置保持用平坦部４と配線用端子逃げ部５を構成している。半導体装置１０を収納する時には、図４（ｂ）に示すように、パッケージ裏面１２を半導体装置保持用平坦部４の４ヶ所のコーナで受け、配線用端子１３は配線用端子逃げ部５に納まり、トレイに直接触しない構造となっている。

次に半導体装置の表裏反転方法について説明する。図４（ｂ）に示すように、半導体装置１０を収納したトレイ１−ａを平面上に置き、図４（ｃ）に示すように、あらかじめ用意しておいた空トレイ１−ｂの凹部３と凸部２を、前記半導体装置１０を収納したトレイ１−ａの凸部２と凹部３に挿入させる。この時、トレイ１−ｂは蓋としての役割をすることになる。そうすることによって図４（ｄ）のように半導体装置収納済みトレイ１−ａと空トレイ１−ｂの表面同士が重なり合うことになり、各トレイの凹部３と凸部２は嵌合されることで連結状態となる。そこで難なく表裏反転が可能となるわけで動作した時の半導体装置１０は前記凹部３と凸部２が連結状態となっている為、たとえトレイを表裏反転させても規正が働く。

トレイを表裏反転させると図４（ｅ）のように重なり合っているトレイの表面同士が動く事無く半導体装置１０はポケット部６内に入り、トレイを表裏反転させてもトレイ同士は重なりあった状態のままなので、半導体装置１０は図４（ｆ）の矢印の方向へ自然落下され、端子面１３が上を向いて蓋の役割をしていた空トレイ１−ｂに収納される。従って、半導体装置１０の表裏反転が実現される。この状態で、１−ａが空トレイとなる。図４（ｇ）に示すように、空トレイ１−ａを取り外し、図４（ｈ）の半導体装置収納済み状態で次工程へ搬送され、裏面検査などを行う。

ここで、半導体装置１０を表裏反転させたあとの図４（ｇ）において、上記のように１−ａのトレイは空トレイとなり、次回表裏反転させる時に蓋としての役割を果たすことが出来る。さらにもう一度半導体装置１０を表裏反転させたい場合は前記作業を繰り返せばよい。また、半導体装置１０は今度、端子方向の自然落下となる訳だが、配線用端子逃げ部５を構成しておけば、半導体装置保持用平坦部４に自然落下する為、配線用端子１３にダメージを与えることなく表裏反転が実現出来る。

また、凸部２と凹部３の寸法関係について説明する。縦、横の寸法については凹部３の許容値最小寸法に対して凸部２の最大寸法の差が０ｍｍ以上でなければならない。但し、凹部３に対して凸部２の寸法が極端に小さいと嵌合状態にならず、たとえ表裏反転してもトレイ自体に規正が係らない為、重ね合わせたトレイにずれが生じ、半導体装置１０の自然落下が実現できない可能性がある。従って凹部３から凸部２の差の適正な寸法は０ｍｍに近いほうが望ましい。また高さ寸法については凸部寸法＝凹部寸法であってはならない。半導体装置用トレイは主に導電性樹脂を用い、インジェクション成型方式をとることが多い、これらの特徴としてはトレイ成型後もしばらく樹脂の収縮は進行し、必ず反りが発生する。反りは樹脂の材質によって異なるが最大でおよそ１ｍｍ程度は発生する。それを考慮すると凹部寸法−凸部寸法＝１ｍｍ以上が望ましく、凹部、凸部の目的は凹部に凸部を挿入し嵌合状態を実現させることが最大の目的である為、凹部３の部分は極端なことを言えば貫通孔でもよい。

次に製品収納部より外側の周辺部分に形成された凹部３及び凸部２の位置関係について説明する。図１等に示すように、一組の凸部２と凹部３がトレイ中心線に関して対称に配置される。そのため、トレイ端部から形成された凹部３の中心までの距離とトレイ端部から形成された凸部２の中心までの距離は同一寸法でなければならない。トレイの表裏反転する前で半導体装置収納済みの状態を図２と仮定し、左上側と右下側を凸部２、右上側と左下側を凹部３とした場合、これらの凸部２と凹部３は、半導体装置を表裏反転させるための空トレイを１８０°表裏反転させると半導体装置収納済みトレイとの比較で対称方向になる。この時、上記のように同一寸法であれば、半導体装置収納済みトレイの左上側と右下側を凸部２に対して空トレイは左上側と右下側が凹部３となり、半導体装置収納済みトレイの右上側と左下側を凹部３に対して空トレイは右上側と左下側が凸部２となり双方のトレイの連結状態が可能となる。これにより、図４（ｃ）に示すように、半導体装置収納済みトレイ１−ａに対して空トレイ１−ｂが蓋としての役割を果たし、表裏反転させたあとは半導体装置１０を収納することが出来る。

以上述べたように空トレイが蓋としての役割を果たして、そのトレイ自体に規正が係る仕組みとなっている為、治工具を準備することなく簡単に確実に半導体装置を表裏反転することが出来る。

本発明にかかる半導体装置用トレイは、半導体装置をハンドリングさせることなく表裏反転させることができ、半導体装置を収納したまま難なくパッケージ裏面を検査することができる等の効果を有し、特にボールグリッドアレイやランドグリッドアレイタイプのようにパッケージ裏面に配線用端子を有する半導体装置を収納する半導体装置用トレイとして有用である。

本発明の実施形態の半導体装置用トレイの平面図である。本発明の実施形態の半導体装置用トレイに表面を上にして半導体装置を収納した状態の平面図である。本発明の実施形態の半導体装置用トレイに裏面を上にして半導体装置を収納した状態の平面図である。本発明の実施形態の半導体装置用トレイに半導体装置を収納し表裏反転させたフローを示し、（ａ）はトレイ断面図、（ｂ）〜（ｄ）は半導体装置反転前、（ｅ）〜（ｈ）は半導体装置反転後の状態を示す断面図である。（ａ）はパッケージ下面に配線用端子を有するＢＧＡと呼ばれる半導体装置の側面図、（ｂ）は底面図である。（ａ）はパッケージ下面に配線用端子を有するＬＧＡと呼ばれる半導体装置の側面図、（ｂ）は底面図である。従来の半導体装置用トレイの平面図である。従来の半導体装置用トレイに半導体装置を収納した状態を示す断面図である。

符号の説明

１トレイ本体
２トレイ連結用凸部
３トレイ連結用凹部
４半導体装置保持用平坦部
５配線用端子逃げ部
６ポケット部
１０半導体装置
１１パッケージ表面
１２パッケージ裏面
１３ボール配線用端子
１４フラット配線用端子
１５パッケージ側面

Claims

パッケージ裏面に配線用端子を有する半導体装置を収納する製品収納部を有する半導体装置用トレイであって、前記製品収納部より外側の周辺部分に少なくとも一組の嵌合可能な凸部と凹部を設けたことを特徴とする半導体装置用トレイ。
前記一組の凸部と凹部がトレイ中心線に関して対称に配置されるように、前記凸部の中心からトレイ端部までの距離と前記凹部の中心からトレイ端部までの距離とがともに同一寸法になっている請求項１記載の半導体装置用トレイ。
パッケージ裏面に配線用端子を有する半導体装置を収納する製品収納部が表面に形成された複数のトレイからなり、前記製品収納部より外側の周辺部分に少なくとも一組の凸部と凹部を設け、前記凹部は前記凸部よりも大きく、一方のトレイの前記凸部と他方のトレイの前記凹部を嵌合することで、前記トレイの表面同士を重ね合わせる状態にできるようにしたことを特徴とする半導体装置用トレイ。
前記製品収納部に半導体装置を収納したトレイと、半導体装置を収納していないトレイとをトレイの表面同士を重ね合わせる状態にして表裏反転することで、配線用端子を前記製品収納部に接触させることなく、前記半導体装置の表裏反転を可能とした請求項３記載の半導体装置用トレイ。
前記半導体装置を収納していないトレイが蓋の役割を果たしながら、表裏反転することで前記半導体装置を収納する役割を果たす請求項４記載の半導体装置用トレイ。