JP2008159893A

JP2008159893A - 半導体装置の製造方法及びそれに用いられる収納用治具

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Publication number: JP2008159893A
Application number: JP2006347723A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Takada; 要介高田
Original assignee: Renesas Technology Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp
Priority date: 2006-12-25
Filing date: 2006-12-25
Publication date: 2008-07-10

Abstract

【課題】半導体装置の歩留り及び品質を向上を図る。
【解決手段】収納用治具１０において、複数のポケット部１５は上下２段の段差状に形成されており、上段部は半導体装置１００を平面で保持する棚受部１６となっており、下段部は半導体装置を斜面で保持するテーパ受部１７となっている。このため、半導体装置が公差の範囲内において所定の大きさ以上の場合には棚受部１６で保持し、所定の大きさより小さい場合にはテーパ受部１７で保持できる。これにより、半導体装置１００をできるだけ保持面積の広い棚受部１６で保持して裏面１０６のソルダーレジストの剥離を防ぐことができる。また、半導体装置の大きさが小さい場合には横ズレを起こさないようにテーパ受部１７で保持するため、ＢＧＡのボール端子１０３が段差の壁面に当たり破損することがなくなる。従って、製品の歩留り及び製品の品質を向上させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体製造技術に関し、特に、トレイ又はテープを用いた半導体装置及び半導体チップの収納技術に適用して有効な技術に関する。

半導体装置を収納するトレイにおいて、ＢＧＡ等の半導体装置を収納する第１の収納部が、半導体装置を収納した場合に当該半導体装置の周囲に配置される第１の壁面を有し、第１の壁面が、半導体装置のパッケージの縁部を支持するが、配線用端子との接触は避けるような傾斜角度をもって傾斜されている第１の壁面部分を有する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３１５７２３号公報（図４）

半導体装置として、ボールグリッドアレイ型パッケージ（以下、ＢＧＡと示す）やランドグリッドアレイ型パッケージ（以下、ＬＧＡと示す）と呼ばれるものがある。

前記ＢＧＡは、図２０及び図２１に示すＢＧＡ１００のように、半導体チップ１０１が搭載された基板１０２の裏面１０６にボール端子１０３を有しており、半導体チップ１０１とボール端子１０３とをワイヤ１０４等で電気的に接続し、レジン部１０５で封止したものである。

また、前記ＬＧＡは、図２２及び図２３に示すＬＧＡ２００のように、半導体チップ２０１が搭載された基板２０２の裏面２０６に平面端子２０３を有しており、半導体チップ２０１と平面端子２０３とをワイヤ２０４等で電気的に接続し、レジン部２０５で封止したものである。

また、半導体装置の製造過程において前記ＢＧＡやＬＧＡ等の半導体装置や半導体チップ（以下、双方をまとめて半導体装置等と示す）を搬送する際には、当該半導体装置等が破損しないように、半導体装置等を収納する複数のポケット部を有する専用の収納用治具に収納して搬送している。

本発明者は、このような半導体装置等を収納する収納用治具のポケット部について検討するに当たり、次に示すような比較例を挙げて検討した。例えば、図２４の比較例に示すように、収納用治具１１０のポケット部１１１が半導体装置等（ここではＢＧＡ１００）の裏面１０６側の周縁部のうち対向する１組の端部１０７，１０７付近又は裏面１０６側の周縁部の端部１０７，１０７，１０７，１０７付近全てを下側から棚受部１１２で平面的に保持し、半導体装置等の中心部分は保持しないように穴又は凹部１１３となっている、所謂棚受構造のものが挙げられる。

また図２６の比較例に示すように、収納用治具１２０のポケット部１２１が半導体装置等（ここではＢＧＡ１００）の裏面１０６側の周縁部のうち対向する１組の端部１０７，１０７又は前記周縁部の端部１０７，１０７，１０７，１０７全てを下方が狭くなる斜面（テーパ面）からなるテーパ受部１２２で保持し、その結果、半導体装置等の中心部分は保持しない構造となる、所謂テーパ受構造のものも挙げられる（特許文献１参照）。

前記した半導体装置等の収納用治具のうち、図２４の比較例に示した棚受構造の収納用治具１１０は、半導体装置等を棚受部１１２で平面的に保持するため、半導体装置等を安定した状態で保持することができる。しかしながら、収納用治具に収納されるそれぞれの半導体装置等の大きさは公差の範囲内で大小の差がある。そのため、大きめに製造された半導体装置等は、図２４の比較例に示すＢＧＡ１００のように棚受部１１２の幅ギリギリに収まり、搬送時の揺れや振動に対してもほとんど動かない状態で保持される一方、小さめに製造された半導体装置等は、図２５の比較例に示すように棚受部１１２の壁面１１４とＢＧＡ１００Ａの端部１０７との間に隙間が生じ、搬送時の揺れや振動によって横ズレを起こす状態で保持されることになる。

このため、特にＢＧＡ１００Ａのように裏面１０６にボール端子１０３が配置されている半導体装置では、揺れや振動によってＢＧＡ１００Ａが横ズレを起こした際に、例えば図２５のＳ部分のように当該ボール端子１０３が収納用治具１１０の凹部１１３の壁面１１５に接触し、最悪の場合にはボール端子１０３が破損してしまうことがある。このような不具合は、ＢＧＡと同様に裏面にボール端子が配置されているチップサイズパッケージ（以下、ＣＳＰと示す）と呼ばれる半導体装置やウェハレベルＣＳＰ（ウェハプロセスパッケージともいう。以下、ＷＰＰと示す。）と呼ばれる半導体装置でも生じるものである。

また、ＬＧＡ２００のように裏面２０６に平面端子２０３が配置されている半導体装置では、揺れや振動によってＬＧＡ２００が横ズレを起こした際に、平面端子２０３が棚受部１１２と擦れることで平面端子２０３に傷が付いたり、最悪の場合、平面端子２０３が破損したりすることがある。

これに対し、前記したテーパ受構造の収納用治具１２０を用いれば、図２６の比較例に示すＢＧＡ１００のように大きめに製造された半導体装置等でも、図２７の比較例に示すＢＧＡ１００Ａのように小さめに製造された半導体装置等でも同様に、テーパ面からなるテーパ受部１２２で揺れや振動によって動かないように保持することができる。すなわち、半導体装置等の公差の範囲内の大小の差に関わらず、ボール端子１０３が収納用治具１２０の壁面等に接触しないようにＢＧＡ１００，１００Ａを保持することができるのである。しかしながら、前記したテーパ受構造の収納用治具１２０では、ＢＧＡ１００，１００Ａを保持するためにテーパ受部１２２と接触しているＢＧＡ１００，１００Ａの部位が裏面１０６側の端部１０７のみである。このため、ＢＧＡ１００，１００Ａに対して局所的に大きな負荷が掛かることになり、ＢＧＡ１００，１００Ａの基板１０２の裏面１０６に設けられたソルダーレジスト等の剥離を引き起こす場合がある。このような不具合は、ＬＧＡやＣＳＰ、ＷＰＰでも同様に生じるものである。

このようなことから、前記したような収納用治具を用いて半導体装置等の収納・搬送を行った場合、製品の歩留まりが悪くなり、製品の品質が悪化するという問題が生じる。

本発明の目的は、製品の歩留りを向上させることができる技術を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、製品の品質を向上させることができる技術を提供することにある。

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。

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。

すなわち、本発明は、複数のポケット部がそれぞれ上下２段の段差状に形成され、前記段差の上段部が半導体装置の基板の裏面又は半導体チップの主面を平面で保持する棚受部となっており、前記段差の下段部が半導体装置の基板又は半導体チップを斜面で保持するテーパ受部となっている収納用治具を準備する工程と、前記収納用治具の前記複数のポケット部に対して前記半導体装置又は前記半導体チップを収納する工程とを有し、前記半導体装置又は前記半導体チップを収納する工程において、前記半導体装置の基板又は半導体チップの主面が所定の大きさ以上の場合には、前記収納用治具における前記上段部の棚受部で前記半導体装置の基板又は半導体チップの主面を保持し、前記半導体装置の基板又は半導体チップの主面が所定の大きさより小さい場合には、前記収納用治具における前記下段部のテーパ受部で前記半導体装置の基板又は半導体チップを保持するものである。

また、本発明は、それぞれに半導体装置を収納可能な複数のポケット部を有した収納用治具であって、前記複数のポケット部はそれぞれ上下２段の段差状に形成されており、前記段差の上段部は半導体装置の基板の裏面を平面で保持する棚受部となっており、前記段差の下段部は半導体装置の基板を斜面で保持するテーパ受部となっているものである。

本願におい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。

収納用治具において、複数のポケット部はそれぞれ上下２段の段差状に形成されており、前記段差の上段部は半導体装置の基板の裏面を平面で保持する棚受部となっており、前記段差の下段部は半導体装置の基板を斜面で保持するテーパ受部となっていることにより、基板が所定の大きさ以上の場合には、前記上段部の棚受部で基板を保持し、基板が所定の大きさより小さい場合には、前記下段部のテーパ受部で基板を保持することができる。これにより、半導体装置の基板をできるだけ保持面積の広い棚受部で保持して半導体装置の基板の裏面のソルダーレジストの剥離を防ぐことができる。また、半導体装置の基板の大きさが小さい場合には横ズレを起こさないようにテーパ受部で基板を保持するため、基板が棚受部に保持された状態で横ズレを起こして、例えばＢＧＡのボール端子が段差の壁面に当たり破損したり、ＬＧＡの平面端子に横ズレによる傷が付くようなことがなくなる。したがって、製品の歩留りを向上させることができると共に、製品の品質を向上させることができる。

以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。

また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の半導体装置の収納で用いられる収納用治具の構造の一例を示す平面図、図２は図１に示す収納用治具のＡ部の構造を示す拡大部分平面図、図３は図２に示す収納用治具のポケット部に大きめの半導体装置を収納した場合におけるＢ−Ｂ線に沿って切断した構造を示す部分断面図、図４は図２に示す収納用治具のポケット部に小さめの半導体装置を収納した場合におけるＣ−Ｃ線に沿って切断した構造を示す部分断面図、図５は収納用治具に半導体装置を収納した後の梱包工程の手順を示す図、図６は本発明の実施の形態１の変形例の収納用治具の構造を示す平面図、図７は図６に示す収納用治具のＤ部の構造を示す拡大部分平面図、図８は図７に示す収納用治具のポケット部に大きめの半導体装置を収納した場合におけるＥ−Ｅ線に沿って切断した構造を示す部分断面図、図９は図７に示す収納用治具のポケット部に小さめの半導体装置を収納した場合におけるＦ−Ｆ線に沿って切断した構造を示す部分断面図である。

本実施の形態は、半導体装置の中で特にＢＧＡ１００，１００Ａ等の基板１０２を有する半導体装置を収納する収納用治具であるトレイ１０と、このトレイ１０を用いた半導体装置の製造方法について説明するものである。なお、ＢＧＡ１００，１００Ａについては発明が解決しようとする課題の説明中に記載したものと同じであるので再度の説明を省略する。

まず、トレイ１０の構造について説明すると、図１に示すように、トレイ１０は、ＢＧＡ１００，１００Ａを収納する凹部である複数のポケット部１５が格子状に配列されたトレイ本体部１１と、その外周部に設けられた枠部１２とを有している。また、図２及び図３に示すように、複数のポケット部１５はそれぞれ上下２段の段差状に形成されており、段差の上段部はＢＧＡ１００の基板１０２の裏面１０６を平面１６ａで保持する棚受部１６となっており、段差の下段部は図４に示すようにＢＧＡ１００Ａの基板１０２を斜面で保持するテーパ受部１７となっている。

前記ポケット部１５についてさらに詳しく説明する。図２に示すように、トレイ１０には、その底面１３に対して複数のブロック部１４が一定の間隔を空けて格子状に並んでいる。格子状に並んだ前記ブロック部１４において、同じ列のブロック部１４は同じ向きに並んでいる。また、異なる列同士では１列おきに同じ向きに並ぶようになっており、隣り合う列同士ではその上からみた向きが９０°方向を変えた状態となっている。さらに、１列おきにブロック部１４が同じ位置に並ぶように配置されており、隣り合う列同士のブロック部１４では前列のブロック部１４とブロック部１４のちょうど中間に次列のブロック部１４が位置するようになっている。

そして、図２に示すように、トレイ１０の底面１３のある点からみて前後左右に配置された４つのブロック部１４，１４，１４，１４によって１つのポケット部１５を形成している。当該ポケット部１５における各ブロック部１４はポケット部１５の中心部に向いた面がそれぞれ２段構造になっている。そのうち、図３及び図４に示すように、上段部はそれぞれ略同一平面上に一定面積の略方形状の平面１６ａを有しており、これが棚受部１６となっている。また、下段部は前記棚受部１６の平面１６ａの端部から底面１３に向けてそれぞれポケット部１５の内側に所定の同じ角度で傾斜した面、所謂テーパ面１７ａを有しており、これがテーパ受部１７となっている。

なお、各ポケット部１５における底面１３の大きさ及びテーパ受部１７の傾斜角度は、図４に示すように、ＢＧＡの公差の範囲内で最も小さく形成されたＢＧＡ１００Ａであってもボール端子１０３を底面１３に着けることなくテーパ受部１７で保持されるように形成されている。

また、棚受部１６の平面１６ａの面積（棚受部１６の外側の壁面１６ｂからテーパ面１７ａまでの距離等）は、公差の範囲内でのＢＧＡ１００の端部１０７からボール端子１０３までの距離を考慮して棚受部１６に基板１０２の裏面１０６が保持された状態のＢＧＡ１００が横ズレした際にボール端子１０３が棚受部１６の下のテーパ受部１７のテーパ面１７ａに接触しないように形成されている。すなわち、ＢＧＡが棚受部１６で横ズレした際にボール端子１０３がテーパ面１７ａに接触してしまうような大きさになったら、図４に示すように、当該ＢＧＡ１００Ａはテーパ受部１７で保持されるように形成されている。

具体的に、代表値１０ｍｍ角のＢＧＡ１００で公差が±０．１５ｍｍ（すなわち、ＢＧＡ１００の１辺の長さは９．８５〜１０．１５ｍｍ）、ボール端子１０３の配置範囲が９．４ｍｍ角である場合について、ＢＧＡ１００とポケット部１５の各部の大きさの関係を説明する。この場合、ＢＧＡ１００の端部１０７からボール端子１０３の最外位置までの距離は、０．２２５〜０．３７５ｍｍとなる。

このとき、ポケット部１５において対向する棚受部１６の壁面１６ｂ同士の距離は１０．２２±０．０５ｍｍ（１０．１７〜１０．２７ｍｍ）となる。これは、ポケット部１５が最も小さく形成され（対向する棚受部１６の壁面１６ｂ同士の距離が１０．１７ｍｍ）、ＢＧＡ１００が最も大きく形成された（１０．１５ｍｍ角）場合でも、ＢＧＡ１００の各端部１０７と棚受部１６の各壁面１６ｂとの間に０．０１ｍｍずつのクリアランスを保つための設定である。

また、対向するテーパ受部１７のテーパ面１７ａの上端同士の距離は９．８７±０．０５ｍｍ（９．８２〜９．９２ｍｍ）となる。この設定であると、対向する棚受部１６の壁面１６ｂ同士の距離が最大の場合（１０．２７ｍｍ）、棚受部１６の平面１６ａにおける外側の壁面１６ｂからテーパ面１７ａまでの距離は、０．１７５〜０．２２５ｍｍとなる。また、対向する棚受部１６の壁面１６ｂ同士の距離が最小の場合（１０．１７ｍｍ）、棚受部１６の平面１６ａにおける外側の壁面１６ｂからテーパ面１７ａまでの距離は、０．１２５〜０．１７５ｍｍとなる。対向するテーパ受部１７のテーパ面１７ａの上端同士の距離をこのように設定しておくことで、棚受部１６の平面１６ａにおける外側の壁面１６ｂからテーパ面１７ａまでの距離が０．１２５〜０．２２５ｍｍの範囲となり、ＢＧＡ１００の端部１０７からボール端子１０３の最外位置までの距離（０．２２５〜０．３７５ｍｍ）よりも短くなる。これにより、当該ポケット部１５の棚受部１６で保持されたＢＧＡ１００が横ズレした場合でも、ボール端子１０３がテーパ面１７ａに接触する前にＢＧＡ１００の端部１０７が棚受部１６の壁面１６ｂに当接することになり、ボール端子１０３を破損させることがなくなる。

以上のように、収納するＢＧＡ１００，１００Ａに対してポケット部１５の各部の長さを設定しておくことで、ボール端子１０３を破損させることなくＢＧＡ１００をポケット部１５の棚受部１６に保持することができる。なお、ＢＧＡの基板の１辺の長さがテーパ受部１７のテーパ面１７ａの上端同士の距離より短い場合には、当該ＢＧＡ１００Ａはテーパ受部１７で保持されることになる。

また、トレイ１０（収納用治具）は、例えば、帯電防止が可能なＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）樹脂などによって形成されていることが好ましい。

本実施の形態のトレイ１０（収納用治具）では、複数のポケット部１５がそれぞれ、上段部は棚受部１６、下段部はテーパ受部１７の上下２段の段差状に形成されていることにより、ＢＧＡ１００（半導体装置）の基板１０２が公差の範囲内において所定の大きさ以上の場合には棚受部１６で基板１０２を保持し、ＢＧＡ１００Ａの基板１０２が所定の大きさより小さい場合にはテーパ受部１７で基板１０２を保持することができる。これにより、ＢＧＡ１００をできるだけ保持面積の広い棚受部１６で保持してＢＧＡ１００の基板１０２の裏面１０６のソルダーレジストの剥離を防ぐことができる。また、ＢＧＡの大きさが小さい場合には横ズレを起こさないようにテーパ受部１７でＢＧＡ１００Ａの基板１０２を保持するため、ＢＧＡが棚受部１６に保持された状態で横ズレを起こして、例えばＢＧＡ１００，１００Ａのボール端子１０３が段差の壁面に当たり破損したり、ＬＧＡ２００の平面端子２０３に横ズレによる傷が付くようなことがなくなる。したがって、製品の歩留りを向上させることができると共に、製品の品質を向上させることができる。

なお、トレイ１０は、積層可能なものでもある。すなわち、図示はしないが、トレイ１０を積層した際には、上層側のトレイ１０が下層側のトレイ１０の上蓋の役目を果たす構造となっている。さらに、トレイ１０を積層して複数の半導体装置を多段に収納して搬送など行う場合、半導体装置がポケット部１５内で振動したりガタつかないように例えば柔軟なシート状等の層間材（図示省略）を介在させることが好ましい。

次に、本実施の形態のＢＧＡ１００（半導体装置）の製造方法について説明する。まず、図１〜図４に示すような、複数のポケット部１５がそれぞれ上下２段の段差状に形成され、段差の上段部がＢＧＡ１００の基板１０２の裏面１０６を平面１６ａで保持する棚受部１６となっており、段差の下段部がＢＧＡ１００Ａの基板１０２を斜面（テーパ面１７ａ）で保持するテーパ受部１７となっているトレイ１０（収納用治具）を準備する。

そして、各工程を経て形成されたＢＧＡ１００をトレイ１０の各ポケット部１５に収納する。この際、ＢＧＡの基板１０２が公差の範囲内において所定の大きさ以上の場合には、上段部の棚受部１６でＢＧＡ１００の基板１０２の裏面１０６を保持し、ＢＧＡの基板１０２が公差の範囲内において所定の大きさより小さい場合には、下段部のテーパ受部１７でＢＧＡ１００Ａの基板１０２を保持する。

その後、図５（ａ）に示すように、複数のトレイ１０を多段に積層してバンド６１を掛け、当該積層したトレイ１０、乾燥剤６２、湿度インジケータ６３を防湿袋６４に入れて封止する。それから、図５（ｂ）に示すように防湿袋６４の所定位置に内装ラベル６５を貼って内装箱６６に入れ、図５（ｃ）に示すように、内装箱６６の所定位置にも内装ラベル６７を貼ってテープ６８で止める。そして、これを外箱に入れて梱包して搬送するものである。

なお、複数のトレイ１０を多段に積層する際に、トレイ１０間に層間材（図示省略）を介在させて積層させるのが好ましい。これにより、ＢＧＡ１００（半導体装置）の搬送時であっても、全ての段のポケット部１５に対してこれらポケット部１５に収納された半導体装置１００の振動やガタつきを抑制または防ぐことができる。その結果、搬送時に、半導体装置１００が破損したり損傷したりすることを防止できる。

本実施の形態のトレイ１０（収納用治具）およびそれを用いたＢＧＡ１００（半導体装置）の製造方法によれば、複数のポケット部１５はそれぞれ上下２段の段差状に形成されており、段差の上段部は半導体装置１００の基板１０２の裏面１０６を平面１６ａで保持する棚受部１６となっており、段差の下段部は半導体装置１００Ａの基板１０２を斜面で保持するテーパ受部１７となっている。この結果、半導体装置１００の基板１０２が公差の範囲内において所定の大きさ以上の場合には、上段部の棚受部１６で半導体装置１００の基板１０２の裏面１０６を保持し、半導体装置の基板１０２が公差の範囲内において所定の大きさより小さい場合には、下段部のテーパ受部１７で半導体装置１００Ａの基板１０２を保持することができる。これにより、半導体装置１００の基板１０２をできるだけ保持面積の広い棚受部１６で保持して半導体装置１００の基板１０２の裏面１０６のソルダーレジストの剥離を防ぐことができる。また、半導体装置の基板１０２の大きさが小さい場合には横ズレを起こさないようにテーパ受部１７で半導体装置１００Ａの基板１０２を保持するため、半導体装置１００Ａの基板１０２が棚受部１６に保持された状態で横ズレを起こして、例えばＢＧＡ１００，１００Ａのボール端子１０３が段差の壁面に当たり破損したり、ＬＧＡ２００の平面端子２０３に横ズレによる傷が付くようなことがなくなる。

したがって、製品の歩留りを向上させることができると共に、製品の品質を向上させることができる。

次に、本実施の形態の変形例の収納用治具（トレイ）について説明する。

図６は変形例の収納用治具であるトレイ２０を示すものである。トレイ２０は、トレイ１０と同様に、トレイ本体部２１と枠部２２とを有しており、トレイ本体部２１には、格子状に配列された複数のポケット部２５が形成されている。また、図７及び図８に示すように、複数のポケット部２５はそれぞれ上下２段の段差状に形成されており、段差の上段部はＢＧＡ１００の基板１０２の裏面１０６を平面２６ａで保持する棚受部２６となっており、段差の下段部は図９に示すようにＢＧＡ１００Ａの基板１０２を斜面で保持するテーパ受部２７となっている。

図７に示すように、変形例のポケット部２５はその周りを隙間なく壁部２４に囲まれており、当該ポケット部２５における各壁部２４はポケット部２５の中心部に向いた面がそれぞれ２段構造になっている。そのうち、図８及び図９に示すように、上段部はそれぞれ略同一平面上に一定面積の略方形状の平面２６ａを有しており、これが棚受部２６となっている。また、下段部は前記棚受部２６の平面２６ａの端部から底面２３に向けてそれぞれポケット部２５の内側に所定の同じ角度で傾斜した面、所謂テーパ面２７ａを有しており、これがテーパ受部２７となっている。その他の構成及びこのトレイ２０を用いた半導体装置の製造方法、当該変形例における作用効果については、前記したトレイ１０の記載と同様であるので、省略する。

（実施の形態２）
図１０は本発明の実施の形態２の半導体装置の収納で用いられる収納用テープと収納用リールの構造の一例を示す斜視図、図１１は図１０に示す収納用テープのＧ部の構造を示す拡大部分平面図、図１２は図１１に示す収納用テープのポケット部に大きめの半導体装置を収納した場合におけるＨ−Ｈ線に沿って切断した構造を示す部分断面図、図１３は図１１に示す収納用テープのポケット部に小さめの半導体装置を収納した場合におけるＩ−Ｉ線に沿って切断した構造を示す部分断面図、図１４は収納用テープに半導体装置を収納した後の梱包工程の手順を示す図である。

本実施の形態は、半導体装置の中で特にＢＧＡ１００，１００Ａ等の基板１０２を有する半導体装置を収納する収納用テープ及び収納用リールであるキャリアテープ３０及びリール３９と、このキャリアテープ３０及びリール３９を用いた半導体装置の製造方法について説明するものである。なお、ＢＧＡ１００，１００Ａについては発明が解決しようとする課題の説明中に記載したものと同じであるので再度の説明を省略する。また、キャリアテープ３０及びリール３９についても前記した実施の形態１と同様の構成については説明を省略する。

まず、キャリアテープ３０及びリール３９（テープ＆リール）の構造について説明する。図１０に示すように、テープ＆リールは、ＢＧＡ１００，１００Ａを収納する凹部である複数のポケット部３５がエンボス加工により形成されて１列に配列されたキャリアテープ３０と、ＢＧＡ１００，１００Ａを収納したキャリアテープ３０のポケット部３５を上側から被覆するカバーテープ７１（図１４に図示）、キャリアテープ３０を巻き取って収納するリール３９とを有している。なお、キャリアテープ３０は、ポリプロピレン等のプラスチック又は紙で構成されており、キャリアテープ３０の端部付近には図１１に示すような送り穴３１（スプロケットホール）が一定の間隔で設けられている。また、図１１及び図１２に示すように、複数のポケット部３５はそれぞれ上下２段の段差状に形成されており、段差の上段部はＢＧＡ１００の基板１０２の裏面１０６を平面３６ａで保持する棚受部３６となっており、段差の下段部は図１３に示すようにＢＧＡ１００Ａの基板１０２を斜面で保持するテーパ受部３７となっている。

前記ポケット部３５についてさらに詳しく説明する。図１１に示すように、キャリアテープ３０には、エンボス加工により形成された凹部であるポケット部３５が、一定の間隔を空けて１列に並んでいる。当該ポケット部３５では、その中心部に向いた面がそれぞれ２段構造になっている。そのうち、図１２及び図１３に示すように、上段部はそれぞれ略同一平面上に一定面積の略方形状の平面３６ａを有しており、これが棚受部３６となっている。また、下段部は前記棚受部３６の平面３６ａの端部から底面３３に向けてそれぞれポケット部３５の内側に所定の同じ角度で傾斜した面、所謂テーパ面３７ａを有しており、これがテーパ受部３７となっている。

なお、各ポケット部３５における底面３３の大きさ及びテーパ受部３７の傾斜角度は、図１３に示すように、ＢＧＡの公差の範囲内で最も小さく形成されたＢＧＡ１００Ａであってもボール端子１０３を底面３３に着けることなくテーパ受部３７で保持されるように形成されている。

また、棚受部３６の平面３６ａの面積（棚受部３６の外側の壁面３６ｂからテーパ面３７ａまでの距離等）は、公差の範囲内でのＢＧＡ１００の端部１０７からボール端子１０３までの距離を考慮して棚受部３６に基板１０２の裏面１０６が保持された状態のＢＧＡ１００が横ズレした際にボール端子１０３が棚受部３６の下のテーパ受部３７のテーパ面３７ａに接触しないように形成されている。すなわち、ＢＧＡが棚受部３６で横ズレした際にボール端子１０３がテーパ面３７ａに接触してしまうような大きさになったら、図１３に示すように、当該ＢＧＡ１００Ａはテーパ受部３７で保持されるように形成されている。

本実施の形態のキャリアテープ３０（収納用テープ）では、複数のポケット部３５がそれぞれ上段部は棚受部３６、下段部はテーパ受部３７の上下２段の段差状に形成されているため、ＢＧＡ１００（半導体装置）の基板１０２が公差の範囲内において所定の大きさ以上の場合には棚受部３６で基板１０２を保持し、基板１０２が所定の大きさより小さい場合にはテーパ受部３７でＢＧＡ１００Ａの基板１０２を保持することができる。これにより、ＢＧＡ１００をできるだけ保持面積の広い棚受部３６で保持してＢＧＡ１００の基板１０２の裏面１０６のソルダーレジストの剥離を防ぐことができる。また、ＢＧＡの大きさが小さい場合には横ズレを起こさないようにテーパ受部３７でＢＧＡ１００Ａの基板１０２を保持するため、ＢＧＡが棚受部３６に保持された状態で横ズレを起こして、例えばＢＧＡ１００，１００Ａのボール端子１０３が段差の壁面に当たり破損したり、ＬＧＡ２００の平面端子２０３に横ズレによる傷が付くようなことがなくなる。したがって、製品の歩留りを向上させることができると共に、製品の品質を向上させることができる。

次に、本実施の形態のＢＧＡ１００（半導体装置）の製造方法について説明する。まず、図１０〜図１３に示すような、１列に配置された複数のポケット部３５がそれぞれ上下２段の段差状に形成され、段差の上段部がＢＧＡの基板１０２の裏面１０６を平面３６ａで保持する棚受部３６となっており、段差の下段部がＢＧＡの基板１０２を斜面（テーパ面３７ａ）で保持するテーパ受部３７となっているキャリアテープ３０（収納用テープ）、カバーテープ７１、これらを収納するリール３９（収納用リール）を準備する。

そして、各工程を経て形成されたＢＧＡ１００をキャリアテープ３０の各ポケット部３５に収納する。この際、ＢＧＡの基板１０２が公差の範囲内において所定の大きさ以上の場合には、上段部の棚受部３６でＢＧＡ１００の基板１０２の裏面１０６を保持し、ＢＧＡの基板１０２が公差の範囲内において所定の大きさより小さい場合には、下段部のテーパ受部３７でＢＧＡ１００Ａの基板１０２を保持する。

その後、図１４（ａ）に示すように、キャリアテープ３０をカバーテープ７１で被覆し、被覆されたキャリアテープ３０をリール３９に巻き取る。それから、図１４（ｂ）に示すように、キャリアテープ３０を巻き取ったリール３９にリールバンド７２を取り付け、図１４（ｃ）に示すように、内装ラベル７３を貼ったリール３９、乾燥剤７４、湿度インジケータ７５を防湿袋７６に入れて封止する。それから、図１４（ｄ）に示すように防湿袋７６の所定位置に内装ラベル７７を貼って内装箱７８に入れ、図１４（ｅ）に示すように、内装箱７８の所定位置にも内装ラベル７９を貼ってテープ８０で止める。そして、これを外箱に入れて梱包して搬送するものである。

本実施の形態のキャリアテープ３０（収納用テープ）およびそれを用いたＢＧＡ１００（半導体装置）の製造方法によれば、複数のポケット部３５はそれぞれ上下２段の段差状に形成されており、段差の上段部は半導体装置１００の基板１０２の裏面１０６を平面３６ａで保持する棚受部３６となっており、段差の下段部は半導体装置１００Ａの基板１０２を斜面で保持するテーパ受部３７となっている。この結果、半導体装置１００の基板１０２が公差の範囲内において所定の大きさ以上の場合には、上段部の棚受部３６で半導体装置１００の基板１０２を保持し、半導体装置の基板１０２が公差の範囲内において所定の大きさより小さい場合には、下段部のテーパ受部３７で半導体装置１００Ａの基板１０２を保持することができる。これにより、半導体装置１００の基板１０２をできるだけ保持面積の広い棚受部３６で保持して半導体装置１００の基板１０２の裏面１０６のソルダーレジストの剥離を防ぐことができる。また、半導体装置の基板１０２の大きさが小さい場合には横ズレを起こさないようにテーパ受部３７で半導体装置１００Ａの基板１０２を保持するため、半導体装置１００Ａの基板１０２が棚受部３６に保持された状態で横ズレを起こして、例えばＢＧＡ１００，１００Ａのボール端子１０３が段差の壁面に当たり破損したり、ＬＧＡ２００の平面端子２０３に横ズレによる傷が付くようなことがなくなる。

（実施の形態３）
図１５は本発明の実施の形態３の半導体チップの収納で用いられる収納用治具の構造の一例を示す平面図、図１６は図１５に示す収納用治具のＪ部の構造を示す拡大部分平面図、図１７は図１６に示す収納用治具のポケット部に大きめの半導体チップを収納した場合におけるＫ−Ｋ線に沿って切断した構造を示す部分断面図、図１８は図１６に示す収納用治具のポケット部に小さめの半導体チップを収納した場合におけるＬ−Ｌ線に沿って切断した構造を示す部分断面図、図１９は収納用治具に半導体チップを収納した後の梱包工程の手順を示す図である。

本実施の形態は、半導体チップ３００，３００Ａを収納する収納用治具であるチップトレイ４０と、このチップトレイ４０を用いた半導体チップの収納方法について説明するものである。なお、チップトレイ４０について前記した実施の形態１及び２と同様の構成については説明を省略する。また、半導体チップについては種々のものがあるが、本実施形態では図１７及び図１８に概略的に示すような、主面３０６側にボール端子３０３を備えるＷＰＰ等の半導体チップ３００，３００Ａを用いて説明する。

まず、チップトレイ４０の構造について説明すると、図１５に示すように、チップトレイ４０は、半導体チップ３００，３００Ａを収納する凹部である複数のポケット部４５が格子状に配列されたチップトレイ本体部４１と、その外周部に設けられた枠部４２とを有している。また、図１６及び図１７に示すように、複数のポケット部４５はそれぞれ上下２段の段差状に形成されており、段差の上段部は半導体チップ３００の主面３０６を平面４６ａで保持する棚受部４６となっており、段差の下段部は図１８に示すように半導体チップ３００Ａを斜面で保持するテーパ受部４７となっている。

前記ポケット部４５についてさらに詳しく説明する。図１６に示すように、チップトレイ４０のポケット部４５はその周りを隙間なく壁部４４に囲まれており、当該ポケット部４５における各壁部４４はポケット部４５の中心部に向いた面がそれぞれ２段構造になっている。そのうち、図１７及び図１８に示すように、上段部はそれぞれ略同一平面上に一定面積の略方形状の平面４６ａを有しており、これが棚受部４６となっている。また、下段部は前記棚受部４６の平面４６ａの端部から底面４３に向けてそれぞれポケット部４５の内側に所定の同じ角度で傾斜した面、所謂テーパ面４７ａを有しており、これがテーパ受部４７となっている。

なお、各ポケット部４５における底面４３の大きさ及びテーパ受部４７の傾斜角度は、図１８に示すように、半導体チップの公差の範囲内で最も小さく形成された半導体チップ３００Ａであってもボール端子３０３を底面４３に着けることなくテーパ受部４７で保持されるように形成されている。

また、棚受部４６の平面４６ａの面積（棚受部４６の外側の壁面４６ｂからテーパ面４７ａまでの距離等）は、公差の範囲内での半導体チップ３００の端部３０７からボール端子３０３までの距離を考慮して棚受部４６に主面３０６が保持された状態の半導体チップ３００が横ズレした際にボール端子３０３が棚受部４６の下のテーパ受部４７のテーパ面４７ａに接触しないように形成されている。すなわち、半導体チップが棚受部４６で横ズレした際にボール端子３０３がテーパ面４７ａに接触してしまうような大きさになったら、図１８に示すように、当該半導体チップ３００Ａはテーパ受部４７で保持されるように形成されている。

また、チップトレイ４０（収納用治具）は、例えば、帯電防止が可能なＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）樹脂などによって形成されていることが好ましい。

本実施の形態のチップトレイ４０（収納用治具）では、複数のポケット部４５がそれぞれ上段部は棚受部４６、下段部はテーパ受部４７の上下２段の段差状に形成されているため、半導体チップ３００（半導体装置）の主面３０６が公差の範囲内において所定の大きさ以上の場合には棚受部４６で主面３０６を保持し、主面３０６が所定の大きさより小さい場合にはテーパ受部４７で半導体チップ３００Ａを保持することができる。これにより、半導体チップ３００をできるだけ保持面積の広い棚受部４６で安定して保持することができる。また、半導体チップの大きさが小さい場合には横ズレを起こさないようにテーパ受部４７で半導体チップ３００Ａを保持するため、半導体チップが棚受部４６に保持された状態で横ズレを起こして、例えば半導体チップ３００，３００Ａのボール端子３０３が段差の壁面に当たり破損するようなことがなくなる。したがって、製品の歩留りを向上させることができると共に、製品の品質を向上させることができる。

なお、チップトレイ４０は、積層可能なものでもある。すなわち、図示はしないが、チップトレイ４０を積層した際には、上層側のチップトレイ４０が下層側のチップトレイ４０の上蓋の役目を果たす構造となっている。さらに、チップトレイ４０を積層して複数の半導体チップを多段に収納して搬送など行う場合、半導体チップがポケット部４５内で振動したりガタつかないように例えば柔軟なシート状等の層間材（図示省略）を介在させることが好ましい。

次に、本実施の形態の半導体チップ３００の収納方法について説明する。まず、図１５〜図１８に示すような、複数のポケット部４５がそれぞれ上下２段の段差状に形成され、段差の上段部が半導体チップ３００の主面３０６を平面４６ａで保持する棚受部４６となっており、段差の下段部が半導体チップ３００Ａを斜面（テーパ面４７ａ）で保持するテーパ受部４７となっているチップトレイ４０（収納用治具）を準備する。

そして、各工程を経て形成された半導体チップ３００をチップトレイ４０の各ポケット部４５に収納する。この際、半導体チップの主面３０６が公差の範囲内において所定の大きさ以上の場合には、上段部の棚受部４６で半導体チップ３００の主面３０６を保持し、半導体チップの主面３０６が公差の範囲内において所定の大きさより小さい場合には、下段部のテーパ受部４７で半導体チップ３００Ａを保持する。

その後、図１９（ａ）に示すように、複数のチップトレイ４０を多段に積層してバンド９１を掛け、当該積層したチップトレイ４０をシート９２に載置して内装ラベル９３を貼り、ウレタンマット９４で上下から挟む。それから、内装箱９５に入れ、図１９（ｂ）に示すように、内装箱９５の所定位置にも内装ラベル９６を貼ってバンド９７を掛ける。そして、これを外箱に入れて梱包して搬送するものである。

なお、複数のチップトレイ４０を多段に積層する際に、チップトレイ４０間に層間材（図示省略）を介在させて積層させるのが好ましい。これにより、半導体チップ３００（半導体装置）の搬送時であっても、全ての段のポケット部４５に対してこれらポケット部４５に収納された半導体チップ３００の振動やガタつきを抑制または防ぐことができる。その結果、搬送時に、半導体チップ３００が破損したり損傷したりすることを防止できる。

本実施の形態のチップトレイ４０（収納用治具）およびそれを用いた半導体チップ３００（半導体装置）の製造方法によれば、複数のポケット部４５はそれぞれ上下２段の段差状に形成されており、段差の上段部は半導体チップ３００の主面３０６を平面４６ａで保持する棚受部４６となっており、段差の下段部は半導体チップ３００Ａを斜面で保持するテーパ受部４７となっている。この結果、半導体チップ３００の主面３０６が公差の範囲内において所定の大きさ以上の場合には、上段部の棚受部４６で半導体チップ３００の主面３０６を保持し、半導体チップの主面３０６が公差の範囲内において所定の大きさより小さい場合には、下段部のテーパ受部４７で半導体チップ３００Ａを保持することができる。これにより、半導体チップ３００の主面３０６をできるだけ保持面積の広い棚受部で安定して保持することができる。また、半導体チップの主面３０６の大きさが小さい場合には横ズレを起こさないようにテーパ受部４７で半導体チップ３００Ａを保持するため、半導体チップ３００Ａの主面３０６が棚受部４６に保持された状態で横ズレを起こして、例えば半導体チップ３００，３００Ａのボール端子３０３が段差の壁面に当たり破損するようなことがなくなる。

以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態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言うまでもない。

例えば、前記実施の形態１〜３では、収納用治具が積層可能なものの場合について説明したが、前記収納用治具は、各ポケット部が棚受部とテーパ受部を有する２段構造になっていれば、積層できない単層構造型のものであってもよい。

さらに、積層可能な収納用治具であっても、あるいは積層することができない単層構造型の収納用治具であっても、搬送時や収納時などに、最上層に配置される収納用治具の上側に専用の蓋を配置してもよい。

本発明は、トレイ又はテープを用いた半導体装置の製造方法及び収納用治具に好適である。

本発明の実施の形態１の半導体装置の収納で用いられる収納用治具の構造の一例を示す平面図である。図１に示す収納用治具のＡ部の構造を示す拡大部分平面図である。図２に示す収納用治具のポケット部に大きめの半導体装置を収納した場合におけるＢ−Ｂ線に沿って切断した構造を示す部分断面図である。図２に示す収納用治具のポケット部に小さめの半導体装置を収納した場合におけるＣ−Ｃ線に沿って切断した構造を示す部分断面図である。収納用治具に半導体装置を収納した後の梱包工程の手順を示す図である。本発明の実施の形態１の変形例の収納用治具の構造を示す平面図である。図６に示す収納用治具のＤ部の構造を示す拡大部分平面図である。図７に示す収納用治具のポケット部に大きめの半導体装置を収納した場合におけるＥ−Ｅ線に沿って切断した構造を示す部分断面図である。図７に示す収納用治具のポケット部に小さめの半導体装置を収納した場合におけるＦ−Ｆ線に沿って切断した構造を示す部分断面図である。本発明の実施の形態２の半導体装置の収納で用いられる収納用テープと収納用リールの構造の一例を示す斜視図である。図１０に示す収納用テープのＧ部の構造を示す拡大部分平面図である。図１１に示す収納用テープのポケット部に大きめの半導体装置を収納した場合におけるＨ−Ｈ線に沿って切断した構造を示す部分断面図である。図１１に示す収納用テープのポケット部に小さめの半導体装置を収納した場合におけるＩ−Ｉ線に沿って切断した構造を示す部分断面図である。収納用テープに半導体装置を収納した後の梱包工程の手順を示す図である。本発明の実施の形態３の半導体チップの収納で用いられる収納用治具の構造の一例を示す平面図である。図１５に示す収納用治具のＪ部の構造を示す拡大部分平面図である。図１６に示す収納用治具のポケット部に大きめの半導体チップを収納した場合におけるＫ−Ｋ線に沿って切断した構造を示す部分断面図である。図１６に示す収納用治具のポケット部に小さめの半導体チップを収納した場合におけるＬ−Ｌ線に沿って切断した構造を示す部分断面図である。収納用治具に半導体チップを収納した後の梱包工程の手順を示す図である。ＢＧＡの構造を示す断面図である。ＢＧＡの構造を示す裏面図である。ＬＧＡの構造を示す断面図である。ＬＧＡの構造を示す裏面図である。比較例の棚受構造の収納用治具のポケット部に大きめの半導体装置を収納した場合の構造を示す断面図である。比較例の棚受構造の収納用治具のポケット部に小さめの半導体装置を収納した場合の構造を示す断面図である。比較例のテーパ受構造の収納用治具のポケット部に大きめの半導体装置を収納した場合の構造を示す断面図である。比較例のテーパ受構造の収納用治具のポケット部に小さめの半導体装置を収納した場合の構造を示す断面図である。

符号の説明

１０トレイ（収納用治具）
１１トレイ本体部
１２枠部
１３底面
１４ブロック部
１５ポケット部
１６棚受部
１６ａ平面
１６ｂ壁面
１７テーパ受部
１７ａテーパ面（斜面）
２０トレイ（収納用治具）
２１トレイ本体部
２２枠部
２３底面
２４壁部
２５ポケット部
２６棚受部
２６ａ平面
２７テーパ受部
２７ａテーパ面（斜面）
３０キャリアテープ（収納用テープ）
３１送り穴（スプロケットホール）
３３底面
３５ポケット部
３６棚受部
３６ａ平面
３６ｂ壁面
３７テーパ受部
３７ａテーパ面（斜面）
３９リール
４０チップトレイ（収納用治具）
４１チップトレイ本体部
４２枠部
４３底面
４４壁部
４５ポケット部
４６棚受部
４６ａ平面
４６ｂ壁面
４７テーパ受部
４７ａテーパ面（斜面）
６１バンド
６２乾燥剤
６３湿度インジケータ
６４防湿袋
６５内装ラベル
６６内装箱
６７内装ラベル
６８テープ
７１カバーテープ
７２リールバンド
７３内装ラベル
７４乾燥剤
７５湿度インジケータ
７６防湿袋
７７内装ラベル
７８内装箱
７９内装ラベル
８０テープ
９１バンド
９２シート
９３内装ラベル
９４ウレタンマット
９５内装箱
９６内装ラベル
９７バンド
１００ＢＧＡ（半導体装置）
１００ＡＢＧＡ（半導体装置）
１０１半導体チップ
１０２基板
１０３ボール端子
１０４ワイヤ
１０５レジン部
１０６裏面
１０７端部
２００ＬＧＡ（半導体装置）
２０１半導体チップ
２０２基板
２０３平面端子
２０４ワイヤ
２０５レジン部
２０６裏面
３００半導体チップ（半導体装置）
３００Ａ半導体チップ（半導体装置）
３０３ボール端子
３０６主面
３０７端部

Claims

（ａ）複数のポケット部がそれぞれ上下２段の段差状に形成され、前記段差の上段部が半導体装置の基板の裏面を平面で保持する棚受部となっており、前記段差の下段部が半導体装置の基板を斜面で保持するテーパ受部となっている収納用治具を準備する工程と、
（ｂ）前記収納用治具の前記複数のポケット部に対して前記半導体装置を収納する工程とを有し、
前記（ｂ）の工程において、前記半導体装置の基板が所定の大きさ以上の場合には、前記収納用治具における前記上段部の棚受部で前記半導体装置の基板を保持し、前記半導体装置の基板が所定の大きさより小さい場合には、前記収納用治具における前記下段部のテーパ受部で前記半導体装置の基板を保持することを特徴とする半導体装置の製造方法。
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前記半導体装置がボールグリッドアレイ型パッケージであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
（ａ）複数のポケット部がそれぞれ上下２段の段差状に形成され、前記段差の上段部が半導体チップの主面を平面で保持する棚受部となっており、前記段差の下段部が半導体チップを斜面で保持するテーパ受部となっている収納用治具を準備する工程と、
（ｂ）前記収納用治具の前記複数のポケット部に対して前記半導体チップを収納する工程とを有し、
前記（ｂ）の工程において、前記半導体チップの主面が所定の大きさ以上の場合には、前記収納用治具における前記上段部の棚受部で前記半導体チップの主面を保持し、前記半導体チップの主面が所定の大きさより小さい場合には、前記収納用治具における前記下段部のテーパ受部で前記半導体チップを保持することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（ａ）１列に並んだ複数のポケット部がそれぞれ上下２段の段差状に形成され、前記段差の上段部が半導体装置の基板の裏面を平面で保持する棚受部となっており、前記段差の下段部が半導体装置の基板を斜面で保持するテーパ受部となっている収納用テープを準備する工程と、
（ｂ）前記収納用テープの前記複数のポケット部に対して前記半導体装置を収納し、当該半導体装置を収納したポケット部をカバーテープで被覆する工程と、
（ｃ）前記カバーテープで被覆した前記収納用テープをリールに巻き取る工程とを有し、
前記（ｂ）の工程において、前記半導体装置の基板が所定の大きさ以上の場合には、前記収納用テープにおける前記上段部の棚受部で前記半導体装置の基板を保持し、前記半導体装置の基板が所定の大きさより小さい場合には、前記収納用テープにおける前記下段部のテーパ受部で前記半導体装置の基板を保持することを特徴とする半導体装置の製造方法。
それぞれに半導体装置を収納可能な複数のポケット部を有した収納用治具であって、前記複数のポケット部はそれぞれ上下２段の段差状に形成されており、前記段差の上段部は半導体装置の基板の裏面を平面で保持する棚受部となっており、前記段差の下段部は半導体装置の基板を斜面で保持するテーパ受部となっていることを特徴とする収納用治具。