JP3678561B2

JP3678561B2 - 熱膨張／収縮キャリアテープ及びテーピング方法

Info

Publication number: JP3678561B2
Application number: JP29625697A
Authority: JP
Inventors: 信一小島
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-10-13
Filing date: 1997-10-13
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2017-10-13
Also published as: JPH11115963A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体部品を輸送、保管及び実装するのに有用な帯状のキャリアテープに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）パッケージやＣＳＰ（チップサイズパッケージ）など、側面にリードがなく、基板裏面にハンダボールを持つ半導体部品を固定するキャリアテープとして、基板裏面のハンダボールが形成されていない外周部を２方向又は４方向から支える形状のものが、例えば特開平８−１１９３０号公報に開示されている。
【０００３】
図１（Ａ）に、そのようなキャリアテープを用いてＢＧＡパッケージを収納した状態の断面図を示す。キャリアテ−プ１の収納部２の側壁４に載置棚６が設けられ、ＢＧＡパッケージ８のボール１０が形成されている面のボール１０が形成されていない外周部のみがキャリアテ−プ１の載置棚６に接触するようにして、ＢＧＡパッケージ８が収納部２に収納されている。ＢＧＡパッケージ８上面を押えつけてＢＧＡパッケージ８をキャリアテ−プ１に固定するカバーテープ１２がキャリアテ−プに接着されている。このようにして、ハンダボールを汚染、損傷させることなく、ＢＧＡパッケージなど、その基板裏面にハンダボールを持つ半導体部品を固定するが、図１（Ｂ）に示すように、その基板裏面にハンダボール１０がぎりぎりまで形成されているようなＢＧＡパッケージ８ａを固定する場合、ハンダボール１０が載置棚６に接触してしまうという欠点がある。
【０００４】
また、ＱＦＰ（クワッドフラットパッケージ）やＳＯＰ（スモールアウトラインパッケージ）など、パッケージ側面にリードをもつ半導体部品を固定するキャリアテ−プとして、例えばキャリアテ−プの半導体部品を収納する収納部の底面の一部を持ち上げて台を形成し、半導体部品の裏面がその台に接触するようにして半導体部品を収納部に収納し、半導体部品上面をカバーテープにより押さえつけて半導体部品を固定するキャリアテ−プがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のキャリアテ−プに半導体部品を固定するには、カバーテープが必要である。カバーテープは、半導体部品をキャリアテ−プに収納した後、シールコテによりキャリアテ−プに熱圧着されるが、熱圧着後にキャリアテ−プからカバーテープを剥がすと、そのキャリアテ−プはカバーテープの粘着剤による汚れなどにより再利用することができず、また、そのカバーテープも接着力の低下や汚れなどにより再利用することができない。また、例えば２０００個の収納部をもつ帯状のキャリアテ−プにカバーテープを熱圧着するとき、１本のキャリアテ−プを１本のカバーテープによりテーピングするために、カバーテープの残りの長さを管理する残長管理を行なっており、カバーテープの残りの長さがそのキャリアテープの長さに対して短いと、そのカバーテープは使用せずに、廃棄している。
【０００６】
カバーテープの熱圧着後には、カバーテープの剥離によるキャリアテ−プの収納部内での半導体部品の振動を防ぐために、圧着強度管理が必要であり、所定の圧着強度範囲を下回る場合は、カバーテープを剥がし、そのキャリアテープのすべての収納部から半導体部品を取り出し、別のキャリアテープに再収納をしなければならない。また、熱圧着後に不良部品を発見した場合も、その不良部品を収納するキャリアテープのすべての収納部から正常な半導体部品を取り出し、別のキャリアテープに再収納をしなければならない。また、カバーテープを熱圧着するキャリアテ−プ装置のシールコテのメンテナンスが必要である。このように、カバーテープを使用したキャリアテ−プへの半導体部品の固定には、多くの工程が必要であると同時に無駄な包装費用がかかる。
【０００７】
そこで本発明は、カバーテープが不要で、再利用することができるキャリアテ−プを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によるキャリアテ−プの一態様は、パッケージの側面にはリードがなく、その裏面にハンダバンプが形成された半導体部品をその裏面を下側にした状態で収納するための凹部による収納部が成形されたキャリアテープにおいて、加熱又は冷却により可逆的に膨張し、冷却又は加熱により膨張以前の状態に戻る材料から作成されており、その収納部はキャリアテープ膨張時の開口部の寸法が半導体部品の最大寸法より大きく、その内部底面の寸法が半導体部品の最大寸法より小さく、膨張前のキャリアテープの開口部の寸法が半導体部品の最大寸法より大きく、かつキャリアテープ膨張時の開口部の寸法より小さく、その内部底面の寸法がキャリアテープ膨張時の内部底面の寸法より小さく、対向する側壁が等しい傾斜をもち、前記対向する側壁により半導体部品を側面から挟み込み、かつ、半導体部品の裏面とこの収納部の底面との間に隙間をもった状態で半導体部品を固定し、前記開口部をカバーテープで被うことなく前記半導体部品を収納するものである。
【０００９】
本発明によるキャリアテープを用いたテーピング方法は、上記のキャリアテ−プを膨張させ、開口部から収納部内に半導体部品をその裏面を下側にした状態で挿入し、収納部の対向する側壁の距離が半導体部品の最大寸法と同じである位置に半導体部品を設置後、キャリアテ−プを膨張以前の状態に戻し、側壁により半導体部品を側面から挾み込んで半導体部品の裏面と収納部の底面との間に隙間をもった状態で半導体部品を固定し、開口部をカバーテープで被うことなく半導体部品を収納部内に収納するものである。
【００１０】
加熱又は冷却されることによりキャリアテ−プは膨張し、キャリアテ−プに成形された収納部の開口部の寸法は半導体部品の最大寸法より大きい寸法をもつ。そのときの収納部の内部底面は半導体部品の最大寸法より小さい寸法である。収納部の対向する側壁の距離は開口部の寸法から内部底面の寸法であり、その間には半導体部品の最大寸法が存在する。半導体部品は対向する側壁の距離が半導体部品の最大寸法と同じである位置に収納される。
【００１１】
冷却又は加熱されることによりキャリアテ−プは膨張以前の状態に戻り、キャリアテ−プに成形された収納部の開口部の寸法は半導体部品の最大寸法より大きく、かつ膨張時の開口部の寸法より小さくなり、収納部の内部底面の寸法は膨張時の内部底面の寸法より小さくなる。このとき、半導体部品は収納部の側壁により側面から挾み込まれて固定される。キャリアテープは、膨張後に冷却又は加熱されたとき、完全に膨張以前の状態に戻らないものも含む。
【００１２】
本発明によるキャリアテ−プの他の態様は、キャリアテープ膨張時の収納部の対向する側壁の距離が半導体部品の最大寸法と同じである位置の側壁に凹部が設けられているものでる。キャリアテ−プ膨張時、半導体部品はキャリアテ−プの収納部の対向する側壁の距離が半導体部品の最大寸法と同じである位置に設けられた凹部にその基板裏面外周部を嵌め込んで収納される。キャリアテ−プが膨張以前の状態に戻るとき、半導体部品は収納部の側壁に設けられた凹部により側面から挾み込まれて固定される。これにより、半導体部品を安定して固定することができる。
【００１３】
【実施例】
図２は、一実施例を表し、（Ａ）はキャリアテ−プが膨張している状態での断面図、（Ｂ）はキャリアテ−プの膨張以前の元の状態での断面図、（Ｃ）は元の状態のキャリアテ−プが基板裏面全体にボールが形成されたＢＧＡパッケージを固定している状態での断面図を表す。加熱により可逆的に膨張し、冷却により膨張以前の元の状態に戻る材料からなるキャリアテ−プ１４に、ＢＧＡパッケージ１６を収納する凹部からなるポケット２０が複数個成形されている。ＢＧＡパッケージ１６は、その基板裏面にボール１８が形成され最大寸法Ｗをもつ。
【００１４】
キャリアテ−プ１４が膨張した時（Ａ）、ポケット２０の開口部は寸法Ｗより大きい寸法Ｗ₁を持っており、その内部底面は寸法Ｗより小さい寸法Ｗ₂を持っている。ポケット２０の対向する側壁２２，２２の距離には寸法Ｗの位置が存在する。キャリアテ−プ１４が元の状態の時（Ｂ）、ポケット２０の開口部の寸法Ｗ₃は膨張時の寸法Ｗ₁より小さいが、寸法Ｗよりは大きく、その内部底面の寸法Ｗ₄は膨張時の寸法Ｗ₂よりさらに小さくなる。
【００１５】
次に動作について説明する。テーピング装置に設けられた加熱手段によりキャリアテ−プ１４に熱を加え、膨張させ（Ａ）、ポケット２０の開口部からＢＧＡパッケージ１６をポケット２０に入れる。ＢＧＡパッケージ１６は、ポケット２０内部の対向する側壁２２，２２の距離が寸法Ｗの位置で止まる。このとき、ボール１８はどこにも接触していない。キャリアテ−プ装置に設けられた冷却手段又は自然冷却によりキャリアテ−プ１４を冷却し、膨張以前の元の状態に戻す（Ｂ）。これにより、ポケット２０の開口部は寸法Ｗ₁から寸法Ｗ₃に収縮し、その内部底面は寸法Ｗ₂から寸法Ｗ₄に収縮する。そして、キャリアテ−プ１４が膨張しているときに寸法Ｗであった位置の側壁２２，２２の距離は寸法Ｗより小さくなり、ポケット２０の側壁２２によりＢＧＡパッケージ１６を側面方向から挾んでポケット２０に固定する。
【００１６】
このように、同実施例ではＢＧＡパッケージ１６を側面方向から挾んでポケット２０に固定するので、カバーテープを用いずに、ボール１８の傷や欠け、変形を生じることなくＢＧＡパッケージ１６を固定することができる。同実施例では、カバーテープを用いないので、カバーテープを熱圧着する工程及びその管理をすべて省略することができる。また、キャリアテ−プにはカバーテープを熱圧着した際の汚れなどが付着しないので、キャリアテ−プをそのまま再利用することができる。
【００１７】
さらに、（Ｃ）に示すように、同実施例では半導体部品を側面方向から挾んでポケット２０に固定するので、基板裏面のぎりぎりまでボール１８が形成されたＢＧＡパッケージ１６ａも、カバーテープを用いることなく、ボール１８の傷や欠け、変形を生じることなく固定することができる。開口部及び内部底面の寸法は、キャリアテープの温度により変化するので、実施例で示したものに限定されるものではない。
【００１８】
図３は、他の実施例を表し、（Ａ）はポケットの側壁に窪みによる凹部が設けられたキャリアテ−プが膨張している状態での断面図、（Ｂ）は（Ａ）のキャリアテ−プの膨張以前の元の状態での断面図、（Ｃ）はポケットの側壁に屈曲による凹部が設けられたキャリアテ−プが膨張している状態での断面図、（Ｄ）は（Ｃ）のキャリアテ−プの膨張以前の元の状態での断面図である。
【００１９】
（Ａ）において、熱を加えることにより可逆的に膨張する材料からなるキャリアテ−プ１４ａにＢＧＡパッケージ１６を収納するポケット２０ａが成形されている。そのポケット２０ａの側壁２２ａには、対向する側壁２２ａ，２２ａの距離がＢＧＡパッケージの最大寸法と同じである位置に、４面の側壁２２ａを伝って１周するように窪みによる凹部２４ａが形成されている。その凹部２４ａにＢＧＡパッケージ１６のボールが形成された基板裏面の外周が嵌め込まれるようにして、ポケット２０ａにＢＧＡパッケージ１６が入れられている。（Ａ）におけるキャリアテ−プ１４ａは、加熱されて膨張している状態であり、冷却されることによってキャリアテ−プ１４ａは矢印の方向に元の状態に戻り、（Ｂ）の状態になる。ＢＧＡパッケージ１６は、側壁２２ａにより側面方向から挾み込まれ、凹部２４ａ位置で固定される。
【００２０】
（Ｃ）においても、熱を加えることにより可逆的に膨張する材料からなるキャリアテ−プ１４ｂにＢＧＡパッケージ１６を収納するポケット２０ｂが成形されている。そのポケット２０ｂの側壁２２ｂには、対向する側壁２２ｂ，２２ｂの距離がＢＧＡパッケージの最大寸法と同じになる位置に、４面の側壁２２ｂを伝って１周するように屈曲による凹部２４ｂが形成されている。その凹部２４ｂにＢＧＡパッケージ１６のボールが形成された基板裏面の外周部が嵌め込めれるようにして、ポケット２０ｂにＢＧＡパッケージ１６が入れられている。（Ｃ）におけるキャリアテ−プ１４ａは加熱されて膨張している状態であり、冷却されることによってキャリアテ−プ１４ｂは矢印の方向に元の状態に戻り、（Ｄ）の状態になる。ＢＧＡパッケージ１６は、側壁２２ｂにより側面方向から挾み込まれ、凹部２４ｂ位置で固定される。
【００２１】
このようにポケットの側壁に凹部を設けることにより、カバーテープを用いることなく、ＢＧＡパッケージをキャリアテ−プに安定して固定することができる。また、凹部により、ＢＧＡパッケージは、キャリアテ−プのどのポケットにおいてもポケット内底面から同じ高さの位置に固定される。また、ＢＧＡパッケージがポケット内で傾いて固定されることを防止できる。その結果、ＢＧＡパッケージをチャックにより吸着して取り出す操作が容易になり、正確に取り出すことができる。
【００２２】
図４はさらに他の実施例を表す。（Ａ）はキャリアテ−プの裏面を表す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ'線位置での断面図である。ＢＧＡパッケージ１６を収納する凹部からなるポケット２０が成形されたキャリアテ−プ１４ｃの裏面のポケット側壁角部に、ポケット底面６の対角線方向に三角形の支持部材２８が形成されている。３1はキャリアテープを走行させるためにキャリアテープの長手方向に等間隔に開けられたスプロケット穴である。キャリアテ−プ１４ｃを膨張させる場合、支持部材２８はポケット側壁の膨張を抑え、主としてポケット底面２６が膨張する。その結果、収納時のＢＧＡパッケージ１６の変位を抑え、ＢＧＡパッケージ１６をポケット底面から同じ高さに固定することができ、ＢＧＡパッケージを正確に取り出すことができる。
【００２３】
以上の実施例ではキャリアテ−プの材料として加熱又は冷却により可逆的に膨張するものを用いたが、加熱又は冷却により可逆的に収縮する材料を用いてもよい。半導体部品としてＢＧＡパッケージを実施例に用いたが、パッケージの側面にリードがない半導体部品であればＢＧＡパッケージに限られるものではない。また、ポケット側壁に形成される凹部の形状は、実施例として示した形状に限られるものではない。
【００２４】
本発明においては、キャリアテ−プは加熱もしくは冷却により可逆的に膨張する材料、又は加熱もしくは膨張により可逆的に収縮する材料から作成されているので、テーピング装置によってキャリアテ−プを加熱又は冷却することにより半導体装置を収納したり取り出したりすることができる。例えばキャリアテ−プを加熱することにより半導体装置を収納したり取り出したりする場合、テーピング装置にドライヤなどの温風送風機構を備えて温風をあてることにより収納又は取出しが可能になる。また、従来のテーピング装置にはカバーテープの熱圧着を容易にするためにヒータ付きのレールを備えているものがあり、そのようなテーピング装置の場合、レール自体の温度を高温にすることにより半導体装置を収納したり取り出したりすることが可能になる。その結果、従来のテーピング装置に備えられているカバーテープの位置を決めて熱圧着するシールコテやカバーテ−プを外して巻く機構を省略することができる。このように、テーピング装置は、従来のテーピング装置に温風送風機構を備えたり、キャリアテ−プを送るレール自体を高温にすることにより本発明によるキャリアテ−プに対応することができるので、テーピング装置の改造費やテーピング装置自体のコストを安価にすることができる。
【００２５】
本発明で利用する熱膨張、収縮特性をもつキャリアテープ材料は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフテレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）など、従来のキャリアテ−プ材料と同じ主成分を用い、添加剤を選択することにより、所望の特性をもつものを得ることができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によるキャリアテ−プの一態様は、加熱又は冷却により可逆的に膨張し、冷却又は加熱により膨張以前の状態に戻る材料から作成されており、パッケージの側面にはリードがなく、その裏面にハンダバンプが形成された半導体部品をその裏面を下側にした状態で収納するための凹部によるポケットはキャリアテープ膨張時の開口部の寸法がその半導体部品の最大寸法より大きく、その内部底面の寸法がその半導体部品の最大寸法より小さく、膨張以前のキャリアテープの開口部の寸法がその半導体部品の最大寸法より大きく、かつキャリアテープ膨張時の開口部の寸法より小さく、その内部底面の寸法がキャリアテープ膨張時の内部底面の寸法より小さく、対向する側壁が等しい傾斜をもち、対向する側壁により半導体部品を側面から挟み込み、半導体部品の裏面とこの収納部の底面との間に隙間をもった状態で半導体部品を固定するものである。そして、そのキャリアテープを用いたテーピング方法は、上記のキャリアテ−プを膨張させ、開口部からポケット内に半導体部品をその裏面を下側にした状態で挿入し、ポケットの対向する側壁の距離が半導体部品の最大寸法と同じである位置にその半導体部品を設置後、キャリアテ−プを膨張以前の状態に戻し、側壁により半導体部品を側面から挾み込んで半導体部品の裏面と収納部の底面との間に隙間をもった状態で半導体部品をポケットに固定する。そのため、半導体部品をカバーテープを用いることなく収納でき、その結果、カバーテープを熱圧着した際の汚れなどが付着せず、キャリアテ−プを再利用できる。
【００２７】
本発明のキャリアテ−プの他の態様は、キャリアテープ膨張時のポケットの対向する側壁の距離が半導体部品の最大寸法と同一である位置の側壁に凹部が設けられており、キャリアテ−プ収縮時、半導体部品をポケットの側壁に設けられた凹部により側面から挾み込んで固定するので、カバーテープを用いることなく半導体部品を収納でき、キャリアテ−プを再利用でき、かつ、半導体部品を安定して固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は従来のキャリアテ−プの一例がＢＧＡパッケージを収納した状態での断面図、（Ｂ）は他のＢＧＡパッケージを収納時の同従来例の断面図である。
【図２】一実施例を表し、（Ａ）はキャリアテ−プが膨張している状態での断面図、（Ｂ）はキャリアテ−プの膨張以前の元の状態での断面図、（Ｃ）はキャリアテ−プが膨張以前の元の状態でＢＧＡパッケージを固定している状態での断面図を表す。
【図３】他の実施例を表し、（Ａ）はポケットの側壁に窪みによる凹部が設けられたキャリアテ−プが膨張している状態での断面図、（Ｂ）は（Ａ）のキャリアテ−プの元の状態での断面図、（Ｃ）はポケットの側壁に屈曲による凹部が設けられたキャリアテ−プが膨張している状態での断面図、（Ｄ）は（Ｃ）のキャリアテ−プの元の状態での断面図である。
【図４】さらに他の実施例を表し、（Ａ）はキャリアテ−プの裏面を表す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ'線位置での断面図である。
【符号の説明】
１４キャリアテ−プ
１６，１６ａＢＧＡパッケージ
１８ボール
２０ポケット
２２側壁

Claims

パッケージの側面にはリードがなく、その裏面にハンダバンプが形成された半導体部品をその裏面を下側にした状態で収納するための凹部による収納部が成形されたキャリアテープにおいて、
加熱又は冷却により可逆的に膨張し、冷却又は加熱により膨張以前の状態に戻る材料から作成されており、
前記収納部はキャリアテープ膨張時の開口部の寸法が前記半導体部品の最大寸法より大きく、その内部底面の寸法が前記半導体部品の最大寸法より小さく、膨張前のキャリアテープの開口部の寸法が前記半導体部品の最大寸法より大きく、かつキャリアテープ膨張時の開口部の寸法より小さく、その内部底面の寸法がキャリアテープ膨張時の内部底面の寸法より小さく、対向する側壁が等しい傾斜をもち、前記対向する側壁により前記半導体部品を側面から挟み込み、かつ、前記半導体部品の裏面とこの収納部の底面との間に隙間をもった状態で前記半導体部品を固定し、前記開口部をカバーテープで被うことなく前記半導体部品を収納することを特徴とするキャリアテープ。
キャリアテープ膨張時の前記収納部の対向する側壁の距離が前記半導体部品の最大寸法と同じである位置の前記側壁に凹部が設けられている請求項１に記載のキャリアテープ。
パッケージの側面にはリードがなく、その裏面にハンダバンプが形成された半導体部品をキャリアテープに収納するテーピング方法において、加熱又は冷却により可逆的に膨張し、冷却又は加熱により膨張以前の状態に戻る材料から作成されており、凹部による収納部はキャリアテープ膨張時の開口部の寸法が前記半導体部品の最大寸法より大きく、その内部底面の寸法が前記半導体部品の最大寸法より小さく、膨張前のキャリアテープの開口部の寸法が前記半導体部品の最大寸法より大きく、かつキャリアテープ膨張時の開口部の寸法より小さく、その内部底面の寸法がキャリアテープ膨張時の内部底面の寸法より小さく、対向する側壁が等しい傾斜をもっているキャリアテープを用いて、
前記キャリアテ−プを膨張させ、前記開口部から前記収納部内に前記半導体部品をその裏面を下側にした状態で挿入し、前記収納部の対向する側壁の距離が前記半導体部品の最大寸法と同じである位置に前記半導体部品を設置後、前記キャリアテ−プを膨張以前の状態に戻し、前記側壁により前記半導体部品を側面から挾み込んで前記半導体部品の裏面と前記収納部の底面との間に隙間をもった状態で前記半導体部品を固定し、前記開口部をカバーテープで被うことなく前記半導体部品を前記収納部内に収納することを特徴とするテーピング方法。