JPH07312399A - ボールグリッドアレイの製造方法 - Google Patents

ボールグリッドアレイの製造方法

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JPH07312399A
JPH07312399A JP10379694A JP10379694A JPH07312399A JP H07312399 A JPH07312399 A JP H07312399A JP 10379694 A JP10379694 A JP 10379694A JP 10379694 A JP10379694 A JP 10379694A JP H07312399 A JPH07312399 A JP H07312399A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ＢＧＡパッケージの製造工程とは独立して、予
め絶縁フィルム上に連続的に半田ペースト、または半田
ボールを形成させることで、ボールグリッドアレイの製
造工程を短縮させることができ、ＢＧＡパッケージを安
価にすることができるボールグリッドアレイの製造方法
の提供。 【構成】ボールグリッドアレイ基板の半田ボール形成用
ランドに電気的に接続する半田ボールが形成されたボー
ルグリッドアレイを製造するに際し、長尺の連続的な絶
縁フィルムの、前記ボールグリッドアレイ基板の半田ボ
ール形成用ランドに対応する位置にスルーホールを開孔
し、このスルーホール毎に、前記絶縁フィルムの一方の
面にランドパッドと、他方の面にボールランドとを、前
記スルーホールを介して電気的に接続するよう形成し、
この絶縁フィルムのボールランドに半田ペーストを印刷
した後、この半田ペーストを溶融して半田ボールを形成
し、予め半田ボールキャリアを製造しておくことによ
り、上記目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ボールグリッドアレイ
（以下、ＢＧＡと記述する）の製造方法に関し、詳しく
は、ＢＧＡパッケージの基板上に形成する半田ボール
群、即ち、ボールグリッドアレイの製造方法、さらに
は、これをＴＡＢテープキャリアに応用し、ＴＡＢテー
プキャリアの銅箔パターン上に形成するボールグリッド
アレイの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在では、多数の外部端子を有する半導
体素子（以下、ＬＳＩチップと記述する）に対応するパ
ッケージとして、あるいは、従来より用いられているＱ
ＦＰに取って代わる次世代のパッケージとして、ＢＧＡ
パッケージが注目を浴びている。これはＢＧＡ基板の下
面に、外部接続端子となる半田ボールを碁盤目状に配列
できるため、ＱＦＰの外周端子引出法に比べて端子数を
多く取れることや、ＢＧＡパッケージ内での配線長を短
くできるため、電気的特性が良くなる等の特徴を持つた
めである。
【０００３】このＢＧＡパッケージの基本的な構成を、
図９、図１０および図１１を用いて説明する。図９は、
ＢＧＡパッケージの一例の模式図、図１０は、このＢＧ
Ａパッケージの一例の部分拡大図、そして、図１１は、
ＢＧＡパッケージの基板の下面に形成された半田ボール
の一例の平面図である。
【０００４】まず、図９に示すように、このＢＧＡパッ
ケージ５２は、ＢＧＡ基板３４と、このＢＧＡ基板３４
の上面中央部に載置されたＬＳＩチップ４８と、これら
のＢＧＡ基板３４とＬＳＩチップ４８とを互いに電気的
に接続するためのボンディングワイヤ５４と、このＢＧ
Ａ基板３４の上面を封止するためのモールド樹脂５６
と、このＢＧＡ基板３４の下面に形成された半田ボール
（ボールグリッドアレイ）３２とから構成されている。
【０００５】ここで、図１０に示すように、通常、ＢＧ
Ａ基板３４は多層基板であって、その上面には複数個の
ランドパッド５８が形成され、これらの各ランドパッド
５８とＬＳＩチップ４８の各端子とは、ボンディングワ
イヤ５４により、互いに電気的に接続され、ＢＧＡ基板
３４の上面は、モールド樹脂５６により封止されてい
る。一方、ＢＧＡ基板３４の下面には、その上面に形成
されたランドパッド５８に対応する個数の半田ボール形
成用ランド３６が形成され、これらのランドパッド５８
と半田ボール形成用ランド３６とは、スルーホール６０
により互いに電気的に接続されている。また、図１１に
示すように、ＢＧＡ基板３４の下面に形成されたそれぞ
れの半田ボール形成用ランド３６上には、半田ボール３
２が碁盤目のように形成され、ボールグリッドアレイ３
２を構成している。なお、この半田ボール３２の直径は
通常０．５〜０．７ｍｍ、半田ボール間のピッチは１．
０〜１．５ｍｍに標準化されている。
【０００６】このＢＧＡパッケージ５２の製造に際し、
最大の難点になっているのはボールグリッドアレイ３
２、即ち、半田ボール３２の形成工程である。この半田
ボール３２の形成を多数個取りの基板において、プラス
チックモールド前に行うと、プラスチックモールド時の
射出成形熱や、例えば、温度約２００℃で１０時間にも
及ぶモールド後の硬化熱処理などによって、せっかく形
成された半田ボール３２が酸化し、プリント基板への組
み込みができなくなる。このため、半田ボール３２の形
成は、たとえ多数個取りの基板であっても、プラスチッ
クモールド後に、ＢＧＡパッケージ５２一個単位で行わ
れており、非常に能率が悪いという問題点がある。
【０００７】従来、この半田ボール３２の形成法として
は、振り込み法と呼ばれ、フラックスを用いて、ＢＧＡ
基板３４の下面に形成された半田ボール形成用ランド３
６上に球状半田ボールを接着しておき、その後、これを
リフロー炉に通して溶融し、ＢＧＡ基板３４の下面に半
田ボール３２を接合させる方法や、あるいは、半田ペー
ストをＢＧＡ基板３４の半田ボール形成用ランド３６上
に印刷し、その後、リフロー炉を通して半田ペーストを
溶融し、表面張力によって半田ボール３２を形成させる
方法などがある。
【０００８】しかしながら、これらの方法では、前述し
た理由によりＢＧＡ基板３４の下面に予め半田ボール３
２を形成させることができないので、モールド工程が終
了した後に、半田ボール３２の形成工程を行っていた。
このため、ＢＧＡパッケージ５２の製造工程が非能率的
となり、さらには、半田ボール３２を連続的に形成させ
ることもできず、結局、ＢＧＡパッケージ５２が高価な
ものとなるという問題点があった。また、ＢＧＡ基板３
４に形成される半田ボール３２の高さの要求基準は、
０．６ｍｍであるが、従来これに対して±０．１ｍｍの
形成誤差があり、形成された半田ボール３２の高さのば
らつきが大きく、ＢＧＡパッケージ５２の実装時に、Ｂ
ＧＡパッケージ５２とプリント基板との空間が均一にな
らないことがあるという問題点もあった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術に基づく種々の問題点をかえりみて、ＢＧＡパ
ッケージの製造工程とは独立して、予め長尺の絶縁フィ
ルム上に連続的に半田ペースト、または半田ボールを形
成させること、および、こうしてフィルムキャリアに形
成された半田ペーストまたは半田ボールをＢＧＡ基板に
簡単かつ低温で取り付けることにより、ボールグリッド
アレイの製造工程を短縮することができ、ＢＧＡパッケ
ージを安価にすることができるボールグリッドアレイの
製造方法を提供することにある。また、本発明の別の目
的は、ＢＧＡ基板で半田ボールを押さえるように形成す
ることで、ＢＧＡ基板の半田ボール形成用ランドに形成
される半田ボールの高さを均一にすることができるボー
ルグリッドアレイの製造方法を提供することにある。ま
た、本発明のさらに別の目的は、ＴＡＢテープキャリア
の外部接続手段としてボールグリッドアレイを適用し、
ＴＡＢテープキャリアに応用されたボールグリッドアレ
イの製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１態様は、ボールグリッドアレイ基板の
半田ボール形成用ランドに電気的に接続する半田ボール
が形成されたボールグリッドアレイを製造するに際し、
長尺の連続的な絶縁フィルムの、前記ボールグリッドア
レイ基板の半田ボール形成用ランドに対応する位置にス
ルーホールを開孔し、このスルーホール毎に、前記絶縁
フィルムの一方の面にランドパッドと、他方の面にボー
ルランドとを、前記スルーホールを介して電気的に接続
するよう形成し、この絶縁フィルムのボールランドに半
田ペーストを印刷した後、この半田ペーストを溶融して
半田ボールを形成し、予め半田ボールキャリアを製造し
ておくことを特徴とするボールグリッドアレイの製造方
法を提供するものである。
【００１１】ここで、さらに、前記ボールグリッドアレ
イ基板の半田ボール形成用ランドあるいは前記半田ボー
ルキャリアのランドパッドに導電性ペーストを印刷し
て、前記ボールグリッドアレイ基板の半田ボール形成用
ランドと、前記半田ボールキャリアのランドパッドとを
位置合わせして重ねた後、これらを加熱して前記導電性
ペーストを硬化させ、前記ボールグリッドアレイ基板の
半田ボール形成用ランドと、前記半田ボールキャリアの
ボールランドに形成された半田ボールとを電気的に接続
するのが好ましい。
【００１２】また、本発明の第２態様は、ボールグリッ
ドアレイ基板の半田ボール形成用ランドに直接接続する
半田ボールが形成されたボールグリッドアレイを製造す
るに際し、長尺の連続的な絶縁フィルムの、前記ボール
グリッドアレイ基板の半田ボール形成用ランドに対応す
る位置に、直接あるいは剥離性ランドを形成した後、半
田ペーストを印刷して、予め半田ペーストキャリアを製
造しておくことを特徴とするボールグリッドアレイの製
造方法を提供するものである。
【００１３】ここで、さらに、前記半田ペーストキャリ
アに印刷された半田ペーストと、前記ボールグリッドア
レイ基板の半田ボール形成用ランドとを位置合わせし
て、前記半田ペーストキャリアに印刷された半田ペース
ト上に前記ボールグリッドアレイ基板を載置した後、前
記半田ペーストを溶融して、半田ボールを前記ボールグ
リッドアレイ基板の半田ボール形成用ランドに転写し、
形成するのが好ましい。
【００１４】さらに、本発明の第３態様は、ＴＡＢテー
プキャリアに、配線パターンと、この配線パターンに接
続された半田ボール形成用ランドを形成し、このＴＡＢ
テープキャリアの半田ボール形成用ランドに半田ペース
トを印刷した後、前記半田ペーストを溶融して、半田ボ
ールを形成させることを特徴とするボールグリッドアレ
イの製造方法を提供するものである。
【００１５】
【発明の作用】本発明の第１態様のボールグリッドアレ
イの製造方法は、ＢＧＡパッケージの製造工程とは独立
して、長尺の絶縁フィルムの一方の面から電気的に接続
できるように、この絶縁フィルムの他方の面に、ＢＧＡ
基板の半田ボール形成用ランドに接合するための半田ボ
ールを、予め連続的に形成させて半田ボールキャリアを
製造しておくものである。また、ＢＧＡ基板を樹脂封止
した後に、このＢＧＡ基板の半田ボール形成用ランド
と、所定長に切断された半田ボールキャリアのランドパ
ッドとを位置合わせして、絶縁フィルムごとこれらを電
気的に接続させることで、半田ボールの連続的な形成
と、酸化防止とを可能とし、ボールグリッドアレイの製
造工程を短縮させることができ、ＢＧＡパッケージを安
価にすることができる。
【００１６】また、本発明の第２態様のボールグリッド
アレイの製造方法は、同様に、ＢＧＡパッケージの製造
工程とは独立して、長尺の絶縁フィルムに半田ペースト
を印刷したものを予め連続的に形成させて半田ペースト
キャリアを製造しておくものである。また、ＢＧＡ基板
を樹脂封止した後に、半田ペーストキャリアの半田ペー
スト上にＢＧＡ基板を位置合わせして載置し、この半田
ペーストを溶融して絶縁フィルムから半田を剥離させ、
ＢＧＡ基板の半田ボール形成用ランドに半田ボールを転
写して形成させるものである。従って、半田ボールを形
成させる際に、この半田ボールをＢＧＡ基板で押さえる
ようにするので、特にステンレス板などによって、剥離
性ランドを形成したものでは、形成された半田ボールは
平坦性に優れ、ボールグリッドアレイの高さを均一に形
成することができる。
【００１７】さらに、本発明の第３態様のボールグリッ
ドアレイの製造方法は、ＴＡＢテープキャリアの外部接
続手段としてボールグリッドアレイを適用したもので、
長尺の絶縁フィルムに配線パターンと、これに接続され
た半田ボール形成用ランドとを形成させ、この半田ボー
ル形成用ランドに連続的に半田ペーストを印刷して、溶
融させることで、ＴＡＢテープキャリアに連続的に半田
ボールを形成させるものである。本態様では、ＴＡＢテ
ープキャリアの製造に用いられるフォトファブリケーシ
ョンプロセスにより、微細パターンを形成させることが
でき、従来よりも小型化、薄型化させることができる。
【００１８】
【実施例】以下に、添付の図面に示す好適実施例に基づ
いて、本発明のボールグリッドアレイの製造方法を詳細
に説明する。
【００１９】図１は、本発明の第１態様のボールグリッ
ドアレイの製造方法を適用する半田ボール製造装置の一
実施例の模式図である。同図に示す半田ボール製造装置
２０は、長尺の連続的な（帯状の）ポリイミド等のプラ
スチック絶縁フィルム１０が巻き取られている送り出し
リール２２と、この送り出しリール２２から引き出され
た絶縁フィルム１０の、後述するボールランド上に半田
ペーストを印刷する印刷機２４と、この半田ペーストを
溶融して、絶縁フィルム１０のボールランド上に半田ボ
ールを形成させるリフロー炉２６と、この半田ボールが
形成された半田ボールキャリア３８を巻き取る巻き取り
リール２８とから構成されている。
【００２０】ここで図２（ａ）および（ｂ）に、上述す
る絶縁フィルムに形成された導体パターンの一実施例の
横断面図および平面図を示す。同図（ａ）および（ｂ）
に示すように、絶縁フィルム１０の上面にはランドパッ
ド１２が形成され、このランドパッド１２は、絶縁フィ
ルム１０に開孔されたスルーホール１４内に形成された
導体層１５を介して、絶縁フィルム１０の下面に形成さ
れた引出し線１６の一端に接続され、さらに、絶縁フィ
ルム１０の下面に形成された引出し線１６の他端には、
ボールランド１８が形成されている。即ち、絶縁フィル
ム１０の上面に形成されたランドパッド１２と、絶縁フ
ィルム１０の下面に形成されたボールランド１８とは、
互いに電気的に接続されている。これらのランドパッド
１２、導体層１５、引出し線１６、ボールランド１８な
どの導体パターンは、例えば絶縁フィルム１０上に銅め
っき等によって銅箔層を形成し、この銅箔層をエッチン
グすることにより形成させることができる。
【００２１】このように構成される半田ボール製造装置
２０において、上述するように送り出しリール２２に
は、図２（ａ）および（ｂ）に示す導体パターンが形成
された絶縁フィルム１０が巻き取られている。この送り
出しリール２２から引き出された絶縁フィルム１０は、
まず、印刷機２４により、図３（ａ）に示すように、絶
縁フィルム１０のボールランド１８上に、微細半田粒、
フラックス成分および高分子粘結成分からなる半田ペー
スト３０が、印刷法により印刷される。そして、この半
田ペースト３０が印刷された絶縁フィルム１０は、リフ
ロー炉２６により、所定温度で所定時間、例えば２３０
℃で１５秒間加熱されると、半田ペースト３０が溶融
し、表面張力により、図３（ｂ）に示すように、絶縁フ
ィルム１０のボールランド１８上にアレイ状に半田ボー
ル（ボールグリッドアレイ）３２が形成され、この半田
ボールキャリア３８が巻き取りリール２８により巻き取
られる。なお、半田ペースト３０は溶融されて、そのフ
ラックスおよび高分子粘結成分は、ある程度揮発、ある
いは、半田ボール３２の周囲に多少残留して半田ボール
を形成するものである。
【００２２】従って、送り出しリール２２から引き出さ
れた絶縁フィルム１０が、印刷機２４およびリフロー炉
２６を経由して、半田ボールキャリア３８が巻き取りリ
ール２８に巻き取られることにより、絶縁フィルム１０
のボールランド１８上に、半田ボール３２を連続的に形
成させて、半田ボールキャリア３８を作製することがで
きる。なお、送り出しリール２２から引き出される絶縁
フィルム１０は、そのボールランド１８を上面として水
平に搬送されるのが好ましいが、これとは逆に、ボール
ランド１８を下面として水平に搬送されても良い。
【００２３】続いて図４に、上述する本発明の第１態様
のボールグリッドアレイの製造方法を適用して製造され
た半田ボールキャリアと、ＢＧＡ基板の半田ボール形成
用ランドとを電気的に接続させる工程の一実施例の正面
模式図を示す。同図において、ＢＧＡ基板３４の上面は
既に樹脂封止され、その下面には、半田ボール３２を形
成するための半田ボール形成用ランド３６が形成されて
いる。一方、半田ボールキャリア３８は、上述する印刷
法により、ボールランド１８上に半田ボール３２が形成
された半田ボールキャリア３８を、ＢＧＡパッケージ１
個分の長さに切断したもので、絶縁フィルム１０の上面
には、半田ボール３２と電気的に接続されたランドパッ
ド１２が、ＢＧＡ基板３４の下面に形成された半田ボー
ル形成用ランド３６に応じた位置に形成されている。
【００２４】このように構成されたＢＧＡ基板３４と、
半田ボールキャリア３８とにおいて、ＢＧＡ基板３４の
下面に形成された半田ボール形成用ランド３６に、同様
に印刷法により、銅微粉末を含むエポキシ系の導電性ペ
ーストを印刷し、ＢＧＡ基板３４の半田ボール形成用ラ
ンド３６と、半田ボールキャリア３８のランドパッド１
２とを位置合わせした後、所定温度で所定時間、例えば
１２０℃で１分間加熱することにより、この導電性ペー
ストを硬化させて、ＢＧＡ基板３４の半田ボール形成用
ランド３６と、半田ボールキャリア３８のランドパッド
１２とを電気的に接続させることができる。なお、上述
する導電性ペーストは、低温かつ短時間で硬化させるこ
とができるので、半田ボール３２を溶融・酸化させる心
配は全くない。なお、上述する導電性ペースト３０は、
予め製造された半田ボールキャリア３８のランドパッド
１２に印刷しても良い。
【００２５】続いて図５に、本発明の第２態様のボール
グリッドアレイの製造方法の接続工程の一実施例の正面
模式図を示す。同図において、ＢＧＡ基板３４の上面は
既に樹脂封止され、その下面には、半田ボール３２を形
成するための半田ボール形成用ランド３６が形成されて
いる。また、導体パターンが形成されていない長尺の絶
縁フィルム１０上には、上述する印刷法により、ＢＧＡ
基板３４の半田ボール形成用ランド３６に応じた位置に
半田ペースト３０が連続的に印刷され、半田ペーストキ
ャリア３９を構成している。
【００２６】このように構成されたＢＧＡ基板３４と、
半田ペーストキャリア３９の半田ペースト３０とを位置
合わせして、この半田ペーストキャリア３９上にＢＧＡ
基板３４を載置し、リフロー炉により、所定温度で所定
時間、例えば２３０℃で１５秒間加熱することにより、
導体パターンが形成されていない絶縁フィルム１０と半
田とは接合しないので、ＢＧＡ基板３４の半田ボール形
成用ランド３６上に半田ボール３２を転写し、接合して
形成することができる。なお、この方法により形成され
た半田ボール３２は、ＢＧＡ基板３４の荷重により、半
田ボール３２が若干沈み込み、その底面も若干平坦にさ
れたものとなり、半田ボール３２の高さを均一に調整す
ることができるので好ましい。
【００２７】従来、形成された半田ボール３２の高さが
均一にならないのは、半田ペースト３０の印刷時におけ
る目付半田量のばらつきや、リフロー炉により半田ペー
スト３０を加熱して、表面張力を利用して半田ボール３
２を形成していることに依るものである。しかしなが
ら、本発明の第２態様のボールグリッドアレイの製造方
法では、表面張力により球状になろうとする半田ボール
３２を、ＢＧＡ基板３４の荷重により押さえているの
で、半田ボール３２の底面を平坦にすることができ、半
田ボール３２全体、即ち、ボールグリッドアレイ３２と
しての高さを均一にすることができる。
【００２８】なお、図６に示すように、絶縁フィルム１
０上に直接半田ペースト３０を印刷する代わりに、絶縁
フィルム１０上に、例えば、半田ボール３２と接合しな
い剥離性を有する金属、例えばステンレス板などを耐熱
性接着剤などで貼り付けて、あるいはコート、めっきな
どして、これをエッチングすることにより、剥離性ラン
ド４０を全面もしくは部分的に形成させて、この剥離性
ランド４０上に半田ペースト３０を印刷しても良い。ま
た、リフロー炉で加熱した後に絶縁フィルム１０が多少
硬化するが、ステンレス板を耐熱性接着剤などで貼り付
けたままの状態で、このステンレス板の上に半田ペース
ト３０を印刷すれば、より簡単である。なお、半田ボー
ル３２を形成した後に、このステンレス板を添付してお
き、ＢＧＡパッケージの保存・搬送の際に、形成された
半田ボール３２の底面の平坦性を保つために使用しても
良い。
【００２９】続いて図７に、本発明の第３態様のボール
グリッドアレイの製造方法を適用するＴＡＢテープキャ
リアへのボールグリッドアレイの適用例の一実施例の断
面模式図を示す。同図に示すＴＡＢテープキャリア４２
は、長尺の絶縁フィルム１０と、この絶縁フィルム１０
上に形成された、インナーリード４４および半田ボール
形成用ランド４６を含む銅箔パターンと、この銅箔パタ
ーンの半田ボール形成用ランド４６上に形成されたボー
ルグリッドアレイ３２とから構成されている。図７にお
いては、長尺の絶縁フィルム１０に開孔されたデバイス
ホールにＬＳＩチップ４８を載置し、このＬＳＩチップ
４８の各外部端子と各インナーリード４４とを電気的に
接続し、ポッティング封止レジン５０を用いてＬＳＩチ
ップ４８を封止した後に、銅箔パターンの半田ボール形
成用ランド４６上に、上述する印刷法により連続的に半
田ペーストを印刷し、これをリフロー炉により加熱して
ボールグリッドアレイ３２を形成させるものである。
【００３０】この方法の特徴は、ＴＡＢ技術を生かすた
めに、ＬＳＩチップ４８とインナーリード４４との接続
にワイヤボンディングを用いておらず、例えば半田など
を用いて接続していることや、ＬＳＩチップ４８を封止
するために、モールド封止レジンの替わりにポッティン
グ封止レジン５０を用いるので薄型、小型にすることが
できることなどである。なお、ＬＳＩチップ４８を連結
する前にボールグリッドアレイ３２を形成させても良い
が、ポッティング封止レジン５０のキュア工程、例えば
温度１２０〜１５０℃で５〜６時間、およびＬＳＩのバ
ーイン試験、例えば温度１５０℃で８時間などにおい
て、有機性のガスが発生し、半田ボール３２が汚染され
るので、ＬＳＩチップ４８を連結後にボールグリッドア
レイ３２を形成させるのが好ましい。
【００３１】（実施例１）まず、幅方向両側に４．７５
ｍｍピッチで搬送用のスプロケットホールが開孔され
た、厚さ０．１２５ｍｍ、幅３５ｍｍのポリイミドフィ
ルム１０を用いて、図２に示した絶縁フィルム１０を作
成した。このポリイミドフィルム１０において、ＢＧＡ
基板３４のボール形成用ランド３６に相当する位置に、
ＢＧＡ基板３４のボール形成用ランド３６に相当する数
のスルーホール１４を開孔させた。そして、このポリイ
ミドフィルム１０に開孔されたスルーホール１４の内壁
を含むポリイミドフィルム１０の全面に銅めっきを施
し、その後、ホトケミカルエッチング法により、それぞ
れのスルーホール１４部分において、ポリイミドフィル
ム１０の上面にランドパッド１２と、同様に、その下面
に引出し線１６の先端に接続されたボールランド１８と
を形成させた。
【００３２】次に、図１に示した半田ボールの製造装置
を用いて、半田ボールキャリア３８を作成した。印刷機
２４により、ポリイミドフィルム１０のボールランド１
８上に印刷された半田ペースト３０は、６０Ｓｎ−Ｐｂ
からなる３０〜４０μｍ程度の微細半田粒と、フラック
ス成分と、高分子粘結成分とから構成したもので、ポリ
イミドフィルム１０上に印刷された半田ペースト３０の
高さは３００μｍ程度であった。また、リフロー炉２６
による半田ペースト３０のリフロー条件は、予熱温度１
５０℃で３０秒間加熱した後、リフロー温度２３０℃で
１０秒間加熱するものとした。また、ポリイミドフィル
ム１０の搬送には、このポリイミドフィルム１０の幅方
向両側に開孔されたスプロケットホールを用いた。送り
出しリール２２から引き出されたポリイミドフィルム１
０は、印刷機２４により連続的に半田ペースト３０が印
刷され、また、リフロー炉２６により半田ボール３２が
形成され、さらに、この半田ボールキャリア３８を巻き
取りリール２８へ巻き取ることで、半田ボールキャリア
を連続的に作成することができた。
【００３３】なお、本実施例におけるボールグリッドア
レイ３２の形状は、外形３１×３１ｍｍ、半田ボール数
４００個で、図８に示したように、半田ボール間のピッ
チ１．５ｍｍ、半田ボール直径１．０ｍｍ、目標高さ
０．６ｍｍであった。また、実施例５を除いて、これ以
後の実施例２〜４においても、これと同一形状のボール
グリッドアレイ３２を試作した。
【００３４】（実施例２）実施例１において作成した半
田ボールキャリア３８を用いて、図４に示したように、
ＢＧＡ基板３４の半田ボール形成用ランド３６に、この
半田ボールキャリア３８を接合させた。まず、半田ボー
ルキャリア３８をＢＧＡ基板３４に合わせて所定長に切
断した。次いで、ＢＧＡ基板３４の半田ボール形成用ラ
ンド３６に、銅の微粉末を含むエポキシ系の導電性ペー
ストを印刷し、半田ボール３２が形成された半田ボール
キャリア３８のランドパッド１２と、ＢＧＡ基板３４の
半田ボール形成用ランド３６とを導電性ペーストを介し
て連結した。その後、温度１２０℃で１分間加熱して硬
化させ、ＢＧＡ基板３４の半田ボール形成用ランド３６
に、ポリイミドフィルム１０を介して半田ボール３２を
接合した。この時、半田ボールキャリア３８に形成され
た半田ボール３２は、溶融も酸化もしていなかった。
【００３５】（実施例３）図５に示した方法を用いて、
半田ボール３２をＢＧＡ基板上に直接に形成させた。即
ち、厚さ１２５μｍ、幅３５ｍｍの銅パターンを持たな
いポリイミドフィルム１０に半田ペースト３０を直接に
連続的に印刷して、半田ペーストキャリア３９を作製し
ておき、この半田ペースト３０が印刷された半田ペース
トキャリア３９の上に、樹脂封止されたＢＧＡ基板３４
を位置合わせして搭載した後、リフロー炉により加熱し
た。銅パターンを持たないポリイミドフィルム１０には
半田が付かないので、リフロー炉により加熱すると、半
田ボール３２はＢＧＡ基板３４の半田ボール形成用ラン
ド３６側に形成されていた。但し、この半田ボール３２
は、樹脂封止されたＢＧＡ基板３４の荷重により、若干
沈み込み、半田ボール３２の底面も若干平坦になってい
た。また、リフロー炉内において、半田ペーストキャリ
ア３９は平坦な板の上を滑って通過するために、平坦度
の高い半田ボール形成が得られ、従来０．６±０．１ｍ
ｍであった半田ボール３２の高さのばらつきを、本発明
では０．６±０．０５ｍｍに抑えることができた。
【００３６】（実施例４）図６に示した方法を用いて、
半田ボール３２をＢＧＡ基板３４上に直接に形成させ
た。まず、ポリイミドフィルム１０上にステンレス板を
耐熱性接着剤で貼り付け、エッチングにより剥離性ラン
ド４０を形成させた。これ以後は、実施例３と同様に試
作した。この剥離性ランド４０は、ステンレスのパッド
となっており、半田は全く付かなかった。また、実施例
３で試作したボールグリッドアレイ３２よりも、さらに
高い平坦度が得られ、半田ボール３２の高さを０．６±
０．０３ｍｍのばらつきで形成させることができた。
【００３７】（実施例５）本発明のボールグリッドアレ
イの製造方法を用いて、図７に示したＴＡＢテープキャ
リアを試作した。長尺のＴＡＢテープキャリア（絶縁フ
ィルム）４２に開孔されたデバイスホールにＬＳＩチッ
プ４８を載置して、樹脂封止した後、このＴＡＢテープ
キャリア４２上に形成された銅箔パターンの半田ボール
形成用ランド４６上に、同様に印刷法により連続的に半
田ペースト３０を印刷し、これをリフロー炉により加熱
してボールグリッドアレイ３２を形成させた。ＴＡＢの
フォトパブリケーションプロセスにより微細な銅箔パタ
ーンの形成が可能なため、ＴＡＢテープキャリア４２上
に形成されたボールグリッドアレイ３２は、半田ボール
間のピッチ１．０ｍｍ、半田ボール直径０．６ｍｍ、半
田ボール高さ０．５ｍｍに形成することができ、実施例
１〜４と比較して小型のボールグリッドアレイ形状とす
ることができた。
【００３８】
【発明の効果】以上詳細に説明した様に、本発明の第１
態様のボールグリッドアレイの製造方法は、ＢＧＡパッ
ケージの製造工程とは独立して、長尺の絶縁フィルムに
予め連続的に半田ボールを形成して、半田ボールキャリ
アを製造しておくものである。さらに、樹脂封止された
ＢＧＡ基板と、この半田ボールキャリアとを、絶縁フィ
ルムごと電気的に接続するものである。従って、本発明
の第１態様のボールグリッドアレイの製造方法によれ
ば、半田ボールの連続的な形成と、酸化防止とを可能と
し、ボールグリッドアレイの製造工程を短縮させること
ができ、ＢＧＡパッケージを安価にすることができる。
【００３９】また、本発明の第２態様のボールグリッド
アレイの製造方法は、同様に、ＢＧＡパッケージの製造
工程とは独立して、長尺の絶縁フィルムに半田ペースト
を予め連続的に印刷して、半田ペーストキャリアを製造
しておくものである。さらに、樹脂封止されたＢＧＡ基
板を、半田ペーストキャリアの上に位置合わせして載置
し、この半田ペーストを溶融して絶縁フィルムから半田
を剥離させ、ＢＧＡ基板の半田ボール形成用ランドに半
田ボールを転写して形成させるものである。従って、本
発明の第２態様のボールグリッドアレイの製造方法によ
れば、半田ボールを形成させる際に、この半田ボールを
ＢＧＡ基板で押さえるようにするので、形成された半田
ボールは平坦性に優れ、ボールグリッドアレイの高さを
均一に形成することができる。
【００４０】また、本発明の第３態様のボールグリッド
アレイの製造方法は、ＴＡＢテープキャリアの外部接続
手段としてボールグリッドアレイを適用したもので、長
尺の絶縁フィルムに配線パターンと、これに接続された
半田ボール形成用ランドとを形成させ、この半田ボール
形成用ランドに連続的に半田ペーストを印刷して、溶融
させることで、ＴＡＢテープキャリアに連続的に半田ボ
ールを形成させるものである。従って、本発明の第３態
様のボールグリッドアレイの製造方法によれば、ＴＡＢ
テープキャリアの製造に用いられるフォトファブリケー
ションプロセスにより、微細パターンを形成させること
ができ、従来よりも小型化、薄型化させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１態様のボールグリッドアレイの
製造方法を適用する半田ボール製造装置の一実施例の模
式図である。
【図２】 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明のボ
ールグリッドアレイの製造方法において、絶縁フィルム
に形成された導体パターンの一実施例の横断面図および
平面図である。
【図３】 （ａ）は本発明のボールグリッドアレイの製
造方法において、半田ボール形成用ランド上に半田ペー
ストが印刷された絶縁フィルムの一実施例の模式図、
（ｂ）は本発明のボールグリッドアレイの製造方法にお
いて、半田ボール形成用ランド上に半田ボールが形成さ
れた絶縁フィルムの一実施例の模式図である。
【図４】 本発明の第１態様のボールグリッドアレイの
製造方法を適用して製造された半田ボールキャリアと、
ＢＧＡ基板の半田ボール形成用ランドとを電気的に接続
させる一実施例となる模式図である。
【図５】 本発明の第２態様のボールグリッドアレイの
製造方法の一実施例となる模式図である。
【図６】 剥離性ランドが形成された絶縁フィルム上に
印刷された半田ペーストを、ＢＧＡ基板の下面に形成さ
れた半田ボール形成用ランド上に半田ボールとして形成
させる本発明のボールグリッドアレイの製造方法の別の
実施例となる模式図である。
【図７】 本発明の第３態様のボールグリッドアレイの
製造方法を適用するＴＡＢテープキャリアの一実施例と
なる模式図である。
【図８】 本発明の実施例１〜４において形成された半
田ボールの形状を示す模式図である。
【図９】 ＢＧＡパッケージの一例の模式図である。
【図１０】 ＢＧＡパッケージの一例の部分拡大図であ
る。
【図１１】 ＢＧＡ基板の下面に形成されたボールグリ
ッドアレイ（半田ボール）の一例の平面図である。
【符号の説明】 １０ 絶縁フィルム １２ ランドパッド １４ スルーホール １６ 引出し線 １５ 導体層１８ ボールランド ２０ 半田ボール製造装置 ２２ 送り出しリール ２４ 印刷機 ２６ リフロー炉 ２８ 巻き取りリール ３０ 半田ペースト ３２ 半田ボール（ボールグリッドアレイ） ３４ ＢＧＡ基板 ３６ 半田ボール形成用ランド ３８ 半田ボールキャリア ３９ 半田ペーストキャリア ４０ 剥離性ランド ４２ ＴＡＢテープキャリア ４４ インナーリード ４６ 半田ボール形成用ランド ４８ 半導体素子（ＬＳＩチップ） ５０ ポッティング封止レジン ５２ ＢＧＡパッケージ ５４ ボンディングワイヤ ５６ モールド樹脂 ５８ ランドパッド ６０ スルーホール

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ボールグリッドアレイ基板の半田ボール形
    成用ランドに電気的に接続する半田ボールが形成された
    ボールグリッドアレイを製造するに際し、 長尺の連続的な絶縁フィルムの、前記ボールグリッドア
    レイ基板の半田ボール形成用ランドに対応する位置にス
    ルーホールを開孔し、 このスルーホール毎に、前記絶縁フィルムの一方の面に
    ランドパッドと、他方の面にボールランドとを、前記ス
    ルーホールを介して電気的に接続するよう形成し、 この絶縁フィルムのボールランドに半田ペーストを印刷
    した後、この半田ペーストを溶融して半田ボールを形成
    し、予め半田ボールキャリアを製造しておくことを特徴
    とするボールグリッドアレイの製造方法。
  2. 【請求項２】請求項２に記載のボールグリッドアレイの
    製造方法であって、 さらに、前記ボールグリッドアレイ基板の半田ボール形
    成用ランドあるいは前記半田ボールキャリアのランドパ
    ッドに導電性ペーストを印刷して、 前記ボールグリッドアレイ基板の半田ボール形成用ラン
    ドと、前記半田ボールキャリアのランドパッドとを位置
    合わせして重ねた後、 これらを加熱して前記導電性ペーストを硬化させ、前記
    ボールグリッドアレイ基板の半田ボール形成用ランド
    と、前記半田ボールキャリアのボールランドに形成され
    た半田ボールとを電気的に接続することを特徴とするボ
    ールグリッドアレイの製造方法。
  3. 【請求項３】ボールグリッドアレイ基板の半田ボール形
    成用ランドに直接接続する半田ボールが形成されたボー
    ルグリッドアレイを製造するに際し、 長尺の連続的な絶縁フィルムの、前記ボールグリッドア
    レイ基板の半田ボール形成用ランドに対応する位置に、
    直接あるいは剥離性ランドを形成した後、半田ペースト
    を印刷して、 予め半田ペーストキャリアを製造しておくことを特徴と
    するボールグリッドアレイの製造方法。
  4. 【請求項４】請求項４に記載のボールグリッドアレイの
    製造方法であって、 さらに、前記半田ペーストキャリアに印刷された半田ペ
    ーストと、前記ボールグリッドアレイ基板の半田ボール
    形成用ランドとを位置合わせして、前記半田ペーストキ
    ャリアに印刷された半田ペースト上に前記ボールグリッ
    ドアレイ基板を載置した後、 前記半田ペーストを溶融して、半田ボールを前記ボール
    グリッドアレイ基板の半田ボール形成用ランドに転写
    し、形成することを特徴とするボールグリッドアレイの
    製造方法。
  5. 【請求項５】ＴＡＢテープキャリアに、配線パターン
    と、この配線パターンに接続された半田ボール形成用ラ
    ンドを形成し、 このＴＡＢテープキャリアの半田ボール形成用ランドに
    半田ペーストを印刷した後、 前記半田ペーストを溶融して、半田ボールを形成させる
    ことを特徴とするボールグリッドアレイの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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SG79258A1 (en) * 1999-06-05 2001-03-20 Inst Of Microelectronics Forming solder bumps on semiconductor chips
EP1207727A3 (en) * 2000-11-16 2003-08-13 International Business Machines Corporation Compliant laminate connector

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