JP2005294447A - フラックス転写装置及びそれを用いたｂｇａ基板を有する半導体装置の製造装置、並びにフラックス転写方法及びそれを用いたｂｇａ基板を有する半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フラックスを製品基板上に正確に転写でき且つ転写に掛かる製造コストを低下させるフラックス転写装置及びそれを用いたＢＧＡ基板を有する半導体装置の製造装置、並びにフラックス転写方法及びそれを用いたＢＧＡ基板を有する半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】製品基板６と同一種類のダミー基板１と、ダミー基板１上に前記製品を構成する基板上に配列される複数の電極７と同様に配列された複数の電極２と、複数の電極２上にそれぞれ形成されフラックス８が付着してフラックス８を保持するピン３と、を有するフラックス転写装置。
【選択図】図６

Description

本発明は、フラックス転写装置及びそれを用いたＢＧＡ基板を有する半導体装置の製造装置、並びにフラックス転写方法及びそれを用いたＢＧＡ基板を有する半導体装置の製造方法に関する。

従来、ＢＧＡ基板を用いた半導体装置の組立工程中の半田ボール付け工程においては、フラックスを基板に転写させるためのフラックス転写治具を用いている。

図７（ａ）〜図７（ｊ）は、従来例に係る特許文献１に開示されたＢＧＡ基板を用いた半導体装置の製造工程中の半田ボール付け工程等を説明するための工程図である。

図７（ａ）〜図７（ｊ）を参照すると、特許文献１には、半導体チップ、フィルムキャリア、あるいは基板３１の電極パッド３２に、フラックス２２を転写装置により転写する方法であって、転写装置を構成する転写基板（転写治具）１１は電極パッド３２に対応する突起１２を有し、転写基板１１の突起１２をフラックス浴２１に浸して、フラックス２２を突起１２に付着させ、しかる後、転写基板１１の突起１２と電極パッド３２の位置を合わせながら突起１２を電極パッド３２上に降下させて電極パッド３２上にフラックス２４を転写し、別に、電極パッド３２の配列に対応した孔４２を有する配列基板４１を用いて孔４２を介して半田ボール５１を吸引保持し、半田ボール５１と電極パッド３２の位置を合わせながら配列基板４１を基板３１上に降下させて半田ボール５１を電極パッド３２上のフラックス２４上に転写し、熱処理及び洗浄を行って基板３１の電極パッド３２と接合した半田バンプ５２を形成する方法が開示されている。

特に、突起１２は、高精度な金属加工によって形成されている。

特開平９−８２７１９（請求項１、図１）

特許文献１の転写基板４１は、これが非常に精密な部品であることから高価であり、また半田ボールの数、サイズ、ピッチなどに応じて一品一葉で製作する必要があり、すなわち、半導体装置の各品種ごとに作る必要があり、半導体装置の製造コストを引き上げる大きな問題となっている。特に、突起１２の加工には高精度が要求されるため、これが製造コストを引き上げる大きな要因となっている。

本発明の目的は、フラックスを製品基板上に正確に転写でき且つ転写にかかる製造コストを低下させるフラックス転写装置及びそれを用いたＢＧＡ基板を有する半導体装置の製造装置、並びにフラックス転写方法及びそれを用いたＢＧＡ基板を有する半導体装置の製造方法を提供することである。

本発明は、第１の視点において、製品を構成する基板と同一種類のダミー基板と、前記ダミー基板上に前記製品を構成する基板上に配列される複数の電極と同様に配列された複数の電極と、前記複数の電極上にそれぞれ形成されフラックスが付着して該フラックスを保持するフラックス保持手段と、を有することを特徴とするフラックス転写装置を提供する。

本発明は、第２の視点において、前記フラックス転写装置を用いることを特徴とするＢＧＡ基板を有する半導体装置の製造装置を提供する。

本発明は、第３の視点において、製品を構成する基板と同一種類のダミー基板と、前記ダミー基板上に前記製品を構成する基板上に配列される複数の電極と同様に配列された複数の電極と、前記複数の電極上にそれぞれ形成されフラックスが付着して該フラックスを保持するフラックス保持手段と、を有するフラックス転写治具を用いたフラックス転写方法であって、前記フラックス保持手段の先端をフラックス浴に浸漬して該先端にフラックスを付着させる工程と、前記ダミー基板の前記フラックス保持手段に保持された前記フラックスを前記製品を構成する基板側の前記電極に転写する工程と、を含む、ことを特徴とするフラックス転写方法を提供する。

本発明は、第４の視点において、前記フラックス転写方法を用いることを特徴とするＢＧＡ基板を有する半導体装置の製造方法を提供する。

本発明は、第５の視点において、半田ボールを搭載しようとするＢＧＡ基板の電極にフラックスを転写させる際、製品を構成する基板と同一種類のダミー基板の電極上にワイヤボンディング法によりバンプ又はピンを形成し、前記バンプ又は前記ピンを介して前記製品を構成する基板上の電極にフラックスを転写することを特徴とするＢＧＡ基板用のフラックス転写装置を提供する。

本発明は、第６の視点において、半田ボールを搭載しようとするＢＧＡ基板の電極にフラックスを転写させる際、製品を構成する基板と同一種類のダミー基板の電極上にワイヤボンディング法によりバンプ又はピンを形成し、前記バンプ又は前記ピンを介して前記製品を構成する基板上の電極にフラックスを転写することを特徴とするＢＧＡ基板用のフラックス転写方法を提供する。

本発明の効果を説明する。
（１）製品基板を転写用のダミー基板として兼用ないし転用し、製品基板と同様に電極が配列されているダミー基板を転写治具として用いることにより、新たに転写用の基板を設計する必要がなくされる。
（２）本発明のダミー基板は、その製作方法が簡便であるため、低コストでの製作が可能であり、ＢＧＡ基板及びそれを用いた半導体装置の製造コストを低減させる。
（３）製品基板を転写用のダミー基板として兼用ないし転用することにより、製品基板とダミー基板では電極の位置が同じであるため、フラックスを製品基板上に正確に転写することができる。
（４）特に、ワイヤボンディング法により、ダミー基板上の電極にピン、突起又はワイヤを取り付けることにより、簡便、高精度かつ安価に転写治具ないし転写装置を作製することができる。

本発明の好ましい実施の形態によれば、前記フラックス保持手段が、前記電極上に形成されたピンであり、好ましくは、前記ピンがロウ接により前記電極に取り付けられている。

本発明の好ましい実施の形態によれば、前記フラックス保持手段が、前記電極上に形成されたバンプ状の突起であり、好ましくは、前記突起がワイヤボンディング法により前記電極に取り付けられている。

本発明の好ましい実施の形態によれば、前記フラックス保持手段が、前記電極上に形成されたワイヤであり、好ましくは、前記ワイヤがワイヤボンディング法により前記電極に取り付けられている。

本発明の好ましい実施の形態によれば、前記ワイヤがメッキ、さらに好ましくは、硬質の金属によりメッキされている。

本発明の好ましい実施の形態によれば、前記製品を構成する基板が半導体装置のＢＧＡ基板、例えば、半導体チップを搭載するＢＧＡ基板である。

本発明をより詳しく説述するため、添付図面を参照して、本発明の一実施例を以下に説明する。

図１は、本発明の一実施例に係るＢＧＡ基板用のフラックス転写装置のダミー基板の平面図である。図２は、図１の正面図である。

図１及び図２を参照すると、本発明の一実施例に係るフラックス転写装置は、製品を構成する基板（製品基板、半田ボールを搭載しようとする半導体装置のＢＧＡ基板）と同一種類ないし同様のダミー基板１を有する。

転写治具となるダミー基板１上には、前記製品を構成する基板上に配列される複数の電極と同様に複数の電極２が配列されている。

さらに、本発明の一実施例に係るフラックス転写装置は、予め、複数の電極２上にそれぞれ形成されフラックスが付着して該フラックスを保持するフラックス保持手段を有する。

フラックス保持手段には、図３〜図５に示すようなピン、突起又はワイヤ等を適用することができる。

図３は、図１に示したダミー基板にピンを取り付けた様子を示す図である。

図３を参照すると、ダミー基板１上の電極２にピン３が取り付けられている。ピン３は、ロウ接により電極２に取り付けることができる。ピン３は、取付時、電極２上に自己整列する。

図４は、図１に示したダミー基板にバンプ状の突起、すなわち、ボンディングボールを取り付けた様子を示す図である。

図４を参照すると、ダミー基板１上の電極２にボンディングボール（ボールバンプ）４が取り付けられている。ボンディングボール４は、半導体装置の製造において、チップ電極と外部配線のインナリードを電気的に接続するために用いられるワイヤボンディング法を応用したボールボンディング法により電極２に取り付けることができる。例えば、ワイヤ先端が溶製されてなるＡｕ等の金属ボールを、加熱された電極２に拡散作用と超音波振動等による摩擦作用によって、接合する。ボンディングボール４は、取付時、電極２上に自己整列する。

図５は、図１に示したダミー基板にワイヤを取り付けた様子を示す図である。

図５を参照すると、ダミー基板１上の電極２にボンディングワイヤ５が取り付けられている。ボンディングワイヤ５は、半導体装置の製造において、チップ電極と外部配線のインナリードを電気的に接続するために用いられるワイヤボンディング法により電極２に取り付けることができる。例えば、Ａｕ、ＡＬ又はＡｌ−Ｓｉ等のワイヤを電極２に、超音波併用熱圧着法（ボールボンディング法）により、或いは超音波法（ウェッジボンディング法）により、接合する。ボンディングワイヤ５は、取付時、電極２上に自己整列する。

好ましくは、ボンディングワイヤ５をさらに、硬質金属によりめっきする。

図３に示したピン３が形成されたダミー基板１を、フラックス転写治具として利用する、フラックス転写方法について説明する。

図６は、本発明の一実施例に係るフラックス転写方法を説明するための図である。

図６を参照すると、ダミー基板１をフラックス浴中に降下させて、ピン３の先端にフラックス８を付着及び保持させ、次に、ダミー基板１を製品基板６上に移動して降下させ、ピン３に保持されたフラックス８を、製品基板６上の電極７に転写する。

なお、製品基板６上の電極７に転写されたフラックス８上に、半田ボールを転写し半田バンプを形成する方法については、例えば、図７に示したような公知の方法を用いることができる。

本発明は、ＢＧＡ基板等を有する半導体装置の製造に好適に適用される。

本発明の一実施例に係るＢＧＡ基板用のフラックス転写装置のダミー基板の平面図である。 図１の正面図である。 図１に示したダミー基板にピンを取り付けた様子を示す図である。 図１に示したダミー基板にバンプ状の突起を取り付けた様子を示す図である。 図１に示したダミー基板にワイヤを取り付けた様子を示す図である。 本発明の一実施例に係るフラックス転写方法を説明するための図である。 （ａ）〜（ｊ）は、従来例に係る特許文献１に開示されたＢＧＡ基板を用いた半導体装置の製造工程中の半田ボール付け工程等を説明するための工程図である。

符号の説明

１ ダミー基板
２ 電極（ダミー基板上の電極）
３ ピン（フラックス保持手段）
４ ボンディングボール（フラックス保持手段）
５ ボンディングワイヤ（フラックス保持手段）
６ 製品基板
７ 電極（製品基板上の電極）
８ フラックス

Claims (24)

1. 製品を構成する基板と同一種類のダミー基板と、
   前記ダミー基板上に前記製品を構成する基板上に配列される複数の電極と同様に配列された複数の電極と、
   前記複数の電極上にそれぞれ形成されフラックスが付着して該フラックスを保持するフラックス保持手段と、
   を有することを特徴とするフラックス転写装置。
2. 前記フラックス保持手段が、前記電極上に取り付けられたピンであることを特徴とする請求項１記載のフラックス転写装置。
3. 前記ピンが、ロウ接により取り付けられたことを特徴とする請求項２記載のフラックス転写装置。
4. 前記フラックス保持手段が、前記電極上に取り付けられたバンプ状の突起であることを特徴とする請求項１記載のフラックス転写装置。
5. 前記バンプ状の突起がワイヤボンディング法により取り付けられたことを特徴とする請求項４記載のフラックス転写装置。
6. 前記フラックス保持手段が、前記電極上に取り付けられたワイヤであることを特徴とする請求項１記載のフラックス転写装置。
7. 前記ワイヤがワイヤボンディング法により取り付けられたことを特徴とする請求項６記載のフラックス転写装置。
8. 前記ワイヤがメッキされていることを特徴とする請求項６又は７記載のフラックス転写装置。
9. 前記製品を構成する基板が半導体装置のＢＧＡ基板であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一記載のフラックス転写装置。
10. 請求項９記載のフラックス転写装置を用いることを特徴とするＢＧＡ基板を有する半導体装置の製造装置。
11. 製品を構成する基板と同一種類のダミー基板と、前記ダミー基板上に前記製品を構成する基板上に配列される複数の電極と同様に配列された複数の電極と、前記複数の電極上にそれぞれ形成されフラックスが付着して該フラックスを保持するフラックス保持手段と、を有するフラックス転写治具を用いたフラックス転写方法であって、
    前記フラックス保持手段の先端をフラックス浴に浸漬して該先端にフラックスを付着させる工程と、
    前記ダミー基板の前記フラックス保持手段に保持された前記フラックスを前記製品を構成する基板側の前記電極に転写する工程と、
    を含む、ことを特徴とするフラックス転写方法。
12. 前記フラックス保持手段が、前記電極上に取り付けられたピンであることを特徴とする請求項１１記載のフラックス転写方法。
13. 前記ピンが、ロウ接により取り付けられたことを特徴とする請求項１２記載のフラックス転写方法。
14. 前記フラックス保持手段が、前記電極上に取り付けられたバンプ状の突起であることを特徴とする請求項１１記載のフラックス転写方法。
15. 前記バンプ状の突起がワイヤボンディング法により取り付けられたことを特徴とする請求項１４記載のフラックス転写方法。
16. 前記フラックス保持手段が、前記電極上に取り付けられたワイヤであることを特徴とする請求項１１記載のフラックス転写方法。
17. 前記ワイヤがワイヤボンディング法により取り付けられたことを特徴とする請求項１６記載のフラックス転写方法。
18. 前記ワイヤがメッキされていることを特徴とする請求項１６又は１７記載のフラックス転写方法。
19. 前記製品を構成する基板が半導体装置のＢＧＡ基板であることを特徴とする請求項１１〜１８のいずれか一記載のフラックス転写方法。
20. 請求項１９記載のフラックス転写方法を用いることを特徴とするＢＧＡ基板を有する半導体装置の製造方法。
21. 半田ボールを搭載しようとするＢＧＡ基板の電極にフラックスを転写させる際、製品を構成する基板と同一種類のダミー基板の電極上にワイヤボンディング法によりバンプ又はピンを形成し、前記バンプ又は前記ピンを介して前記製品を構成する基板上の電極にフラックスを転写することを特徴とするＢＧＡ基板用のフラックス転写装置。
22. 前記バンプ又は前記ピンがめっきされていることを特徴とする請求項２１記載のＢＧＡ基板用のフラックス転写装置。
23. 半田ボールを搭載しようとするＢＧＡ基板の電極にフラックスを転写させる際、製品を構成する基板と同一種類のダミー基板の電極上にワイヤボンディング法によりバンプ又はピンを形成し、前記バンプ又は前記ピンを介して前記製品を構成する基板上の電極にフラックスを転写することを特徴とするＢＧＡ基板用のフラックス転写方法。
24. 前記バンプ又は前記ピンに硬質の金属がめっきされていることを特徴とする請求項２３記載のＢＧＡ基板用のフラックス転写方法。

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