JP3408473B2 - 半田ボールマウンタおよび半導体装置 - Google Patents

半田ボールマウンタおよび半導体装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半田ボールマウンタ
および半導体装置に係わり、特にBGA(Ball G
rid Arrey)型半導体装置を製造する半田ボー
ルマウンタおよびBGA型半導体装置の製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体チップを外部の回路等と接続する
際に、外部リードを用いる構造はリード間の間隔やリー
ドの長さ等により全体の縮小化に制約を生じるので、半
導体チップの電極とそれぞれ電気的に接続する半田ボー
ルを基板上にマトリックス状に配列したBGA型半導体
装置が広く用いられてきた。
【0003】尚、本明細書、図面でいう半田ボールと
は、必ずしも球状のものではなくとも搭載・接続可能な
粒状のものを示し、また、半田とは、一般的に用いられ
る狭義の半田材でなくとも高温リフローにより鑞付け可
能な材料全般を示す。
【0004】図5は従来技術の半田ボールマウンタを示
す概略図であり、(A−1)が半田ボール搭載前の平面
図、(B−1)が半田ボール搭載前の側面図、(A−
2)が半田ボール搭載後の平面図、(B−2)が半田ボ
ール搭載後の側面図である。
【0005】絶縁基板のBGAパッケージ基板41の下
面に複数の半導体チップ12が固着され、この半導体チ
ップ12はそれぞれ封止樹脂13により被覆されてい
る。また、BGAパッケージ基板41の上面にそれぞれ
の半導体チップ12に対応して、半導体チップの所定箇
所とそれぞれ電気的に接続した複数の電極パッド14が
形成されている。
【0006】送られてきたこのBGAパッケージ基板4
1はフラックス塗布部において電極パッド14上にフラ
ックスを塗布する。
【0007】次に、半田ボール搭載部において、それぞ
れの半導体チップごとに外部端子となる半田ボール42
を真空吸着により搭載する。
【0008】次に、画像処理部において搭載した半田ボ
ールの状態を検査する。その後、熱処理部(図示省略)
において熱処理(リフロー)をして半田ボール42を電
極パッド14に溶着する。
【0009】図6を参照して、半田ボール搭載部につい
て説明する。トレー43に多数の半田ボール42が収納
されており、真空吸着器44を近づけ真空制御系45に
より真空室46を真空にして、下壁に設けられた開口に
半田ボール42を吸着して、上昇させ、電極パッド14
上で真空室を大気圧にすることにより、半田ボール42
を裁置する。また、下壁に設けられた開口数およびその
間隔は一個の半導体チップの複数の電極パッド14と一
致させてある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来技術では、多数の半田ボールを個々の状態で真空
で吸着するから、吸着しきれない半田ボールが生じ、こ
のために組立不良となる不都合が発生することがあっ
た。
【0011】また、吸着が困難となるために、マインイ
ンデックスを早くすることができず、このために製造コ
ストが高くなったり、ボールマウンタの価格が高くなる
不都合が生じた。
【0012】さらに、半田ボールマウンタに送られてき
たBGAパッケージ基板上の電極パッドの配列位置がそ
のまま外部端子となる半田ボールの配列位置となるため
に、半田ボールマウンタにおいて外部端子の配列位置の
異なる複数種類の半導体装置にすることができず、少量
多品種の半導体生産に不向きであった。
【0013】したがって本発明の目的は、上記した従来
技術の不都合を除去した半田ボールマウンタを提供する
ことである。
【0014】本発明の他の目的は、本発明の半田ボール
マウンタにより得ることができる有効な半導体装置を提
供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、絶縁テ
ープの一方の主面側に複数の第1の半田ボールを形成し
他方の主面側に前記第1の半田ボールとそれぞれ電気的
接続した複数の第2の半田ボールを形成したテープ構造
体を用意し、絶縁基板の複数の電極パッド上に前記テー
プ構造体ごとに搭載する半田ボールマウンタにある。
【0016】この半田ボールマウンタにおいて、前記搭
載の前にフラックス塗布を行うことが好ましい。さら
に、前記搭載の後に搭載の状態を検査する画像処理を行
うことが好ましい。
【0017】またこの半田ボールマウンタにおいて、前
記テープ構造体は連続テープ構造体を個々の半導体チッ
プに対応して切断した個片テープ構造体であることがで
きる。
【0018】さらにこの半田ボールマウンタにおいて、
前記テープ構造体は、開口を有する前記絶縁テープと、
前記開口の箇所に設けられた導電体板と、前記導電体板
の両面にそれぞれ設けられ前記第1および第2の半田ボ
ールを具備して構成されていることが好ましい。また、
前記第1の半田ボールとそれに接続する前記第2の半田
ボールは平面形状において互いに同じ箇所に位置してい
ることができる。あるいは、前記第1の半田ボールとそ
れに接続する前記第2の半田ボールは平面形状において
互いに異なる箇所に位置していることができる。
【0019】本発明の他の特徴は、絶縁基板と、前記絶
縁基板の一主面側に固着された半導体チップと、前記絶
縁基板の他主面に形成され前記半導体チップの所定の箇
所とそれぞれ電気的に接続された複数の電極パッドと、
複数の前記電極パッドのそれぞれに接続した複数の第1
の半田ボールと、複数の開口を形成した絶縁テープと、
前記開口を通してそれぞれの前記第1の半田ボールと電
気的接続した複数の第2の半田ボールとを具備し、前記
第2の半田ボールを外部端子とした半導体装置にある。
【0020】この半導体装置において、前記開口を閉塞
するように選択的に導電体板が前記絶縁テープに被着し
て設けられ、前記導電体板の一方の面に前記第1の半田
ボールが被着形成され、他方の面に前記第2の半田ボー
ルが被着形成されていることが好ましい。
【0021】またこの半導体装置において、たがいに電
気的に接続した前記第1及び第2の半田ボールの対の全
てにおいて、前記第1及び第2の半田ボールが平面形状
において互いに同じ箇所に位置していることができる。
あるいは、たがいに電気的に接続した前記第1及び第2
の半田ボールの対のうちに、前記第1の半田ボールとそ
れに接続する前記第2の半田ボールは平面形状において
互いに異なる箇所に位置している対を有することができ
る。
【0022】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明を説明
する。
【0023】図1は本発明の実施の形態の半田ボールマ
ウンタを示す概略図であり、(A−1)が個片化された
テープ構造体搭載前の平面図、(B−1)が個片化され
たテープ構造体搭載前の側面図、(A−2)が個片化さ
れたテープ構造体搭載後の平面図、(B−2)が個片化
されたテープ構造体搭載後の側面図である。
【0024】ガラスエポキシ板等の絶縁基板によるBG
Aパッケージ基板11の一方に主面(図で下面)に複数
(図では10個)の半導体チップ12が固着され、この
半導体チップ12はそれぞれ例えばエポキシ樹脂による
封止樹脂13により側面、底面が被覆され保護されてい
る。
【0025】また、BGAパッケージ基板11の他方の
主面(図で上面)にそれぞれの半導体チップ12に対応
して、半導体チップの所定箇所とそれぞれ電気的に接続
した複数(図では1個の半導体チップにつき5個)の電
極パッド14が形成されている。
【0026】送られてきたこのBGAパッケージ基板1
1はフラックス塗布部において電極パッド14上にフラ
ックスを塗布する。この場合、電極パッド14上に選択
的に塗布を行ってもよいし、全体的に塗布を行ってもよ
い。
【0027】次に、テープ切断・搭載部において、それ
ぞれの半導体チップ上の個片化されたテープ搭載箇所1
8に個片化されたテープ構造体20を搭載する。
【0028】テープ切断・搭載部は図2も参照して、テ
ープ構造体は、ポリイミドテープ17の一方の主面(図
で下面)に電極パッドと接続する下半田ボール15が形
成され、他方の主面(図の上面)に外部端子となる上半
田ボール16が形成され、下半田ボール15と上半田ボ
ール16が銅配線板21(図3)により電気的に接続さ
れている。
【0029】図1、図2において奥の方から(図の上方
から)、半田ボール15,16形成済みの半田ボール形
成連続テープ構造体19が供給され、搭載直前で個片の
半田ボール形成テープ構造体20に切断され、個片に切
断されたテープ構造体20は真空吸着機構(図示省略)
によりテープ搭載箇所18に搭載する。
【0030】このように、一個の半導体チップごとに一
個の半田ボール形成テープ構造体20の吸着であるか
ら、吸着不良の発生を極めて低くすることが可能であ
る。
【0031】また従来技術の個々の半田ボールの吸着は
困難なために一回の動作に10秒程度必要でありマシン
インデックスを早くできなっかったが、本発明の実施の
形態による装置では一回の動作を2秒以下の高速で行う
ことができる。したがって製造コストを廉価にすること
ができる。また、本発明による半田ボール15,16形
成済みの半田ボール形成連続テープ構造体19は半田ボ
ールマウンタとは別の装置で製造して供給するから、従
来は半田ボールマウンタに高精度を要求していたが、本
発明の半田ボールマウンタにはその必要がなく、マウン
タの価格が低くなり、かつ、マウンタの稼働率が向上す
る。
【0032】このようなテープ切断・搭載部で個片化さ
れたテープ構造体20を搭載したあと、画像処理部にお
いて搭載した状態を検査する。その後、熱処理部(図示
省略)において熱処理(リフロー)をして下半田ボール
15と電極パッド14に溶着する。
【0033】図3は半田ボール形成のテープ構造体を拡
大してそれぞれ示す断面図である。ポリイミドテープ1
7に開口が形成され、この開口を閉塞するように形状形
成された銅配線板21が被着され、この銅配線板の両面
にそれぞれ下半田ボール15および上半田ボール16を
選択的に被着することにより、たがいに電気的に接続し
た上下半田ボール15、16を形成している。
【0034】図3(A)は上下半田ボール15、16の
位置が一致した同軸型であり、電極パッド14と外部端
子となる上半田ボール16の位置が一致した半導体装置
が得られる。
【0035】図3(B)は銅配線板21を開口よりも図
で左方向に引き出すことにより、上下半田ボール15、
16の位置を変更した位置変更型であり、電極パッド1
4と外部端子となる上半田ボール16の位置を変更した
半導体装置が得られる。
【0036】図1の後、BGAパッケージ基板11を切
断することにより、図4に示す半導体装置が得られる。
図4(A)は上下半田ボール対の全てが同軸型の半導体
装置である。図4(B)は一部の上下半田ボール対(図
で中央および右側の対)が位置変更型の半導体装置であ
る。尚、図4(A)、(B)において、上下半田ボール
15、16間の電気的接続状態を実線で示してある。
【0037】このように本発明によれば、BGAパッケ
ージ基板上の電極パッドの配列位置が同じものから、外
部端子の配列位置の異なる複数種類の半導体装置を得る
ことができる。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、一
個の半導体チップごとの一個の半田ボール形成テープ構
造体の搭載であるから、搭載不良の発生を極めて低くす
ることが可能となる。
【0039】また、一個の半導体チップごとの一個の半
田ボール形成テープ構造体の搭載であるから、高速の搭
載を可能にしこれにより製造コストを廉価にすることが
できる。
【0040】さらに、個々の半田ボールの搭載ではない
から、高精度の必要がなくマウンタの価格を低くするこ
とができる。
【0041】さらに絶縁基板上の電極パッド上に外部端
子となる半田ボールを直接形成するのではなく、上下に
半田パッドを設けたテープ構造体を用いているから、同
一の電極パッド配列から、種々の外部端子配列の半導体
装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の半田ボールマウンタの概
略を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態の半田ボール形成テープ構
造体の個片に切断前後を示す平面図(A)および側面図
(B)である。
【図3】本発明の実施の形態の半田ボール形成のテープ
構造体を拡大してそれぞれ示す断面図である。
【図4】本発明の実施の形態の半導体装置をそれぞれ示
す側面図である。
【図5】従来技術の半田ボールマウンタの概略を示す図
である。
【図6】従来技術の半田ボール搭載を示す図である。
【符号の説明】
11 BGAパッケージ基板 12 半導体チップ 13 封止樹脂 14 電極パッド 15 下半田ボール 16 上半田ボール 17 ポリイミドテープ 18 テープ搭載箇所 19 個片に切断する前の半田ボール形成テープ構造
体 20 個片に切断された半田ボール形成テープ構造体 21 銅配線板 41 BGAパッケージ基板 42 半田ボール 43 トレー 44 真空吸着器 45 真空制御系 46 真空室

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁テープの一方の主面側に複数の第1
    の半田ボールを形成し他方の主面側に前記第1の半田ボ
    ールとそれぞれ電気的接続した複数の第2の半田ボール
    を形成したテープ構造体を用意し、絶縁基板の複数の電
    極パッド上に前記テープ構造体ごとに搭載することを特
    徴とする半田ボールマウンタ。
  2. 【請求項2】 前記搭載の前にフラックス塗布を行うこ
    とを特徴とする請求項1記載の半田ボールマウンタ。
  3. 【請求項3】 前記搭載の後に搭載の状態を検査する画
    像処理を行うことを特徴とする請求項1記載の半田ボー
    ルマウンタ。
  4. 【請求項4】 前記テープ構造体は連続テープ構造体を
    個々の半導体チップに対応して切断した個片テープ構造
    体であることを特徴とする請求項1記載の半田ボールマ
    ウンタ。
  5. 【請求項5】 前記テープ構造体は、開口を有する前記
    絶縁テープと、前記開口の箇所に設けられた導電体板
    と、前記導電体板の両面にそれぞれ設けられ前記第1お
    よび第2の半田ボールを具備して構成されていることを
    特徴とする請求項1記載の半田ボールマウンタ。
  6. 【請求項6】 前記第1の半田ボールとそれに接続する
    前記第2の半田ボールは平面形状において互いに同じ箇
    所に位置していることを特徴とする請求項1記載の半田
    ボールマウンタ。
  7. 【請求項7】 前記第1の半田ボールとそれに接続する
    前記第2の半田ボールは平面形状において互いに異なる
    箇所に位置していることを特徴とする請求項1記載の半
    田ボールマウンタ。
  8. 【請求項8】 絶縁基板と、前記絶縁基板の一主面側に
    固着された半導体チップと、前記絶縁基板の他主面に形
    成され前記半導体チップの所定の箇所とそれぞれ電気的
    に接続された複数の電極パッドと、複数の前記電極パッ
    ドのそれぞれに接続した複数の第1の半田ボールと、複
    数の開口を形成した絶縁テープと、前記開口を通してそ
    れぞれの前記第1の半田ボールと電気的接続した複数の
    第2の半田ボールとを具備し、前記第2の半田ボールを
    外部端子としたことを特徴とする半導体装置。
  9. 【請求項9】 前記開口を閉塞するように選択的に導電
    体板が前記絶縁テープに被着して設けられ、前記導電体
    板の一方の面に前記第1の半田ボールが被着形成され、
    他方の面に前記第2の半田ボールが被着形成されている
    ことを特徴とする請求項8記載の半導体装置。
  10. 【請求項10】 たがいに電気的に接続した前記第1及
    び第2の半田ボールの対の全てにおいて、前記第1及び
    第2の半田ボールが平面形状において互いに同じ箇所に
    位置していることを特徴とする請求項8記載の半導体装
    置。
  11. 【請求項11】 たがいに電気的に接続した前記第1及
    び第2の半田ボールの対のうちに、前記第1の半田ボー
    ルとそれに接続する前記第2の半田ボールは平面形状に
    おいて互いに異なる箇所に位置している対を有すること
    を特徴とする請求項8記載の半導体装置。
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