JPH08153819A - ボールグリッドアレイ型半導体パッケージの製造方法 - Google Patents

ボールグリッドアレイ型半導体パッケージの製造方法

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JPH08153819A
JPH08153819A JP6294147A JP29414794A JPH08153819A JP H08153819 A JPH08153819 A JP H08153819A JP 6294147 A JP6294147 A JP 6294147A JP 29414794 A JP29414794 A JP 29414794A JP H08153819 A JPH08153819 A JP H08153819A
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JP
Japan
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separating
grid array
ball grid
product
pattern
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JP6294147A
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English (en)
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Junichiro Shimizu
淳一郎 清水
Hidemitsu Ibuki
秀光 伊吹
Atsushi Suzuki
篤志 鈴木
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Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation

Landscapes

  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高密度実装化に伴うBGAの信頼性の向上 【構成】 プリント樹脂基板1の上下両面及びスルーホ
ール2内に銅メッキ層3を施し、全ての回路パターンと
接続する共通電極7を含む3個分のBGAを構成する回
路パターンを形成し、上下面にアクリル系のドライフイ
ルム4をラミネートし、回路パターン面にNi−Auメ
ッキ層を形成した後、パターン分離は完成BGAの製品
分離ライン10に沿って、その四隅に連結部10aを残
す如くルーター加工で長穴19を設け、上面にICチッ
プをワイヤーボンディング実装し、封止樹脂でトランス
ファーモールドし、下面に半田バンプを形成後、製品分
離工程で前記連結部10aを分離し、単個抜きしてBG
Aを製造する。 【効果】 多数個取りの回路基板の所定面積にパッド数
の増加を可能にし、製品分離の際に、クラック及びパッ
ドの密着剥がれが発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置のパッケージ
の製造方法に関するもので、更に詳しくはワイヤーボン
ディング実装したボールグリッドアレイ型半導体パッケ
ージの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ICチップの高密度実装に伴い、
多数の電極を有する樹脂封止型半導体装置が開発されて
いる。その代表的なものとしては、PGA(ピングリッ
ドアレイ)がある。PGAは回路基板の一方の面にIC
チップを搭載して樹脂で封止し、他方の面にはICチッ
プと接続した複数のピンを配置した構造をしている。P
GAはマザーボードに対して着脱可能であるという利点
があるものの、ピンがあるので大型となり小型化が難し
いという問題があった。
【0003】そこで、このPGAに代わる小型の樹脂封
止半導体装置として、BGA(ボールグリッドアレイ)
が開発されている。一般的なBGAの製造方法を図に基
づいて説明する。
【0004】図4は従来のBGAの製造工程を示す部分
拡大断面図である。図5は2個取りのBGAの製造工程
を示す平面図である。図4(a)及び図5(a)におい
て、1は略四角形のガラスエポキシ樹脂等よりなる上下
両面に銅箔張りした短冊状のプリント樹脂基板で、該プ
リント樹脂基板1には複数のスルーホール2が切削ドリ
ル等の手段により加工される。前記スルーホール2の壁
面を含む基板面を洗浄した後、前記基板の全表面に無電
解メッキ及び電解メッキにより銅メッキ層3を形成す
る。該銅メッキ層3は前記スルーホール2内まで施され
る。
【0005】更に、図4(b)及び図5(b)におい
て、メッキレジストをラミネートし、露光現像してパタ
ーンマスクを形成するマスクドライフイルムラミネート
工程を施した後、通常の回路基板エッチング液を用いて
パターンエッチングを行うことにより、少なくとも全て
の回路パターンと接続する共通電極を含む2個分のBG
Aを構成する回路パターンを形成するパターニング工程
を行う。回路パターン形成後、前記プリント樹脂基板1
の上下両面に感光性樹脂皮膜を施こした後、エッチング
により共通電極及びICチップ、ボンディングワイヤ、
半田バンプの各接続部を除くようにアクリル系のドライ
フイルム4を形成するレジストドライフイルムラミネー
ト工程を行う。図をわかりやすくするため図5(b)〜
(d)ではドライフイルム4を省略する。
【0006】プリント樹脂基板1の上面側にはICチッ
プのダイパターン5、ワイヤーボンディング用の接続電
極6、及び全ての回路パターンと接続される共通電極7
を形成し、下面側には半田バンプを形成するパッド電極
8をマトリックス状に形成する。なお、前記接続電極6
とパッド電極8とを電気的に接続するためのリード電極
とはスルーホール2を介して接続されている。
【0007】図4(c)において、前記プリント樹脂基
板1の上下両面の露出している電極の銅メッキ層3の表
面に、前記共通電極7を利用してNi−Auメッキ工程
を施し、Ni−Auメッキ層9を形成する。
【0008】次に、図5(c)に示すように、2個のB
GAのそれぞれの製品分離ライン10の四隅に、後述す
るプレス抜きして製品分離を行う際にクラックの発生を
防止するための穴11を設ける穴明け加工を行う。
【0009】次に、図5(d)に示すように、単品の際
に不要となる共通電極7をプレス抜きにより、長穴12
を明けてすべての回路パターンと分離するパターン分離
加工を行う。
【0010】次に、図4(d)において、前記ダイパタ
ーン5にICチップ13を搭載し、該ICチップ13と
前記電極とをボンディングワイヤ14で接続した後、該
ICチップ13及びボンディングワイヤ14を熱硬化性
の封止樹脂15でトランスファーモールドにより樹脂封
止することにより、前記ICチップ13の遮光と保護を
行う。また前記プリント樹脂基板1の下面側の半田付け
可能なパッドには図示しないマザ−ボ−ド基板のパタ−
ン導通される半田バンプ16が形成される。
【0011】次に、図6(a)に示すように、以上によ
り2個分のBGAを前記四隅に配設した穴11の位置で
製品分離ライン10に沿ってプレス加工によって製品の
分離を行うが、その際、単品となるBGAのプリント樹
脂基板1の外周部を金型17で押さえて、単個抜きして
製品を分離することによりBGA18が完成される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近市
場においてICチップの更なる高密度実装の要求に伴い
前述したBGAには、次のような問題点がある。即ち、
前記BGAの所定の面積の中でパッド数の増加が必至と
なり、そのために各パッドの互いの間隔を狭めると同時
に、パッド位置が基板外周に接近するため、図6(b)
に示す如く前記製品分離の際の金型で押さえる部分が僅
少になり、プレス抜きの負荷により切断面にクラックを
生じ、また外周部の半田ボールの密着剥がれ等BGAの
信頼性を損ねる致命的な問題があった。
【0013】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、高密度実装の要求を満たし、信
頼性の優れたボールグリッドアレイ型半導体パッケージ
の製造方法を提供するものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明におけるボールグリッドアレイ型半導体パッ
ケージの製造方法は、上下両面に銅箔層を形成したプリ
ント樹脂基板にスルーホールを形成した後、銅メッキを
施す工程と、少なくとも全ての回路パターンと接続され
る共通電極を含む複数個分のボールグリッドアレイを構
成する回路パターンを形成する回路パターン形成工程
と、前記プリント樹脂基板の上下両面に感光性樹脂皮膜
を施した後、エッチングにより少なくともICチップ、
ボンディングワイヤ及び半田バンプの各接続部を除くよ
うにドライフイルムを形成するドライフイルムラミネー
ト工程と、前記プリント樹脂基板上面側の少なくともI
Cチップ及びボンディングワイヤを接続するパターン
に、少なくとも金を含む金属メッキ層を施すメッキ工程
と、前記回路パターンと共通電極との接続を切り離すパ
ターン分離工程と、前記プリント樹脂基板の上面にIC
チップを搭載してワイヤーボンディングし、前記ICチ
ップをトランスファーモールドにより樹脂封止する工程
と、前記プリント樹脂基板の下面側にマザーボード接続
用の複数の半田バンプを形成する工程と、前記複数個の
ボールグリッドアレイを製品分離ラインに沿って分離す
る製品分離工程とよりなるボールグリッドアレイ型半導
体パッケージの製造方法において、前記パターン分離工
程は、一部にプリント樹脂基板と連結部を残す如く前記
製品分離ラインに沿って施される穴加工工程であり、前
記製品分離工程は、前記プリント樹脂基板との前記連結
部を切り離す工程であることを特徴とするものである。
【0015】また、前記製品分離ラインは、完成ボール
グリッドアレイの四辺に沿って形成されその四隅に連結
部を残す如く穴加工されたことを特徴とするものであ
る。
【0016】また、前記穴加工がルーター加工であるこ
とを特徴とするものである。
【0017】
【作用】従って、本発明により得られるボールグリッド
アレイ型半導体パッケージの製造方法において、前述し
たように、Ni−Auメッキ工程後に行った、従来の製
品分離のための穴明け加工は止めて、パターン分離工程
は製品分離ラインに沿ってルーター加工(エンドミル加
工)で四隅を残してカットする。また製品分離工程は、
前記四隅の連結部をプレス抜き等の切り離し手段で分離
する。前記連結部は狭いためプレス抜きの負荷もないの
で、切断面にクラック及び基板外周部近傍の半田ボール
の密着剥がれの発生することもなく、信頼性の優れたB
GAの製造が可能である。
【0018】
【実施例】以下図面に基づいて好適な実施例を説明す
る。図1、図2及び図3は本発明の実施例で、図1は回
路基板の部分拡大平面図である。図2は2個取りのBG
Aの製造工程を示す平面図である。図3は完成BGAの
断面図である。図において、従来技術と同一部材は同一
符号で示す。
【0019】図1〜図3において、プリント樹脂基板1
にスルーホール2を形成後の銅メッキ層3を施す工程、
全ての回路パターンと接続される共通電極7を含む2個
のBGAを構成する回路パターンを形成する回路パター
ン成形工程、前記プリント樹脂基板1の上下両面に感光
性樹脂皮膜を施した後、エッチングにより、共通電極7
及びICチップ13、ボイディングワイヤ14、半田バ
ンプ16の各接続部を除くようにドライフイルム4を形
成するドライフイルムラミネート工程、前記共通電極7
を利用して前記プリント樹脂基板1の上下両面の露出し
ている電極の銅メッキ層3の表面に、Ni−Auメッキ
層9を形成する工程は従来技術と同様である。
【0020】次に、図2に示すように、前記共通電極7
と回路パターンとを分離するパターン分離工程は、製品
分離ライン10の四辺に沿ってその四隅にプリント樹脂
基板1と連結する連結部10aを残すように、ルーター
加工により長穴19を穴明けする。
【0021】次に、従来技術と同様に、基板洗浄及び基
板検査を行った後、基板上面にICチップ13の搭載、
ワイヤーボンディング及びトランスファーモールドによ
り樹脂封止し、基板下面に半田バンプ16を形成する。
【0022】次に、製品分離工程は、前記四隅に残した
連結部10aは狭隘なため、プレス抜き等の切り離し手
段で余分な負荷をかけることなく極めて容易に分離する
ことができ、一個分のBGA18が得られる。そのた
め、切断面にクラック及び基板外周部近傍の半田ボール
の密着剥がれの発生することもなく、高密度実装に対応
する信頼性の優れたBGAを製造することができる。
【0023】上述の如く、本実施例の特徴とするところ
は、高密度実装にの要求に伴い、多数個取りで、しか
も、回路基板の所定の面積の中で半田バンプの数を増大
するために、製品分離ラインの近くまで半田バンプを形
成することが可能である。従来の製品分離のための穴明
け加工を省き、パターン分離工程は製品分離ラインの四
辺に沿って、四隅に連結部を残すようにルーター加工に
よる長穴を明け、基板の外周部の押さえる面積が僅少で
も、前記四隅の連結部をプレス抜き等の切り離し手段で
容易に製品分離を行うことができる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
市場が要求する高密度実装化及び、生産性を考慮した多
数個取りのBGAの製造に対応して、それらの要求を満
足して、製品分離加工の際のクラック及び半田バンプの
密着剥がれが生ずることがなく、信頼性の優れたボール
グリッドアレイ型半導体パッケージの製造方法を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係わるボールグリッドアレイ
型半導体パッケージ平面図である。
【図2】図1のボールグリッドアレイ型半導体パッケー
ジの製造工程を示す平面図である。
【図3】図1の完成ボールグリッドアレイ型半導体パッ
ケージの断面図である。
【図4】従来技術のボールグリッドアレイ型半導体パッ
ケージの製造工程を示す部分拡大断面図である。
【図5】図4のボールグリッドアレイ型半導体パッケー
ジの製造工程を示す平面図である。
【図6】図4の完成ボールグリッドアレイ型半導体パッ
ケージの製品分離を説明する断面図である。
【符号の説明】
1 プリント樹脂基板 2 スルーホール 3 銅メッキ層 4 ドライフイルム 5 ダイパターン 6 接続電極 7 共通電極 8 封止樹脂 9 半田バンプ 10 製品分離ライン 10a 連結部 11 穴 12 長穴 13 ICチップ 18 完成BGA

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上下両面に銅箔層を形成したプリント樹
    脂基板にスルーホールを形成した後、銅メッキを施す工
    程と、少なくとも全ての回路パターンと接続される共通
    電極を含む複数個分のボールグリッドアレイを構成する
    回路パターンを形成する回路パターン形成工程と、前記
    プリント樹脂基板の上下両面に感光性樹脂皮膜を施した
    後、エッチングにより少なくともICチップ、ボンディ
    ングワイヤ及び半田バンプの各接続部を除くようにドラ
    イフイルムを形成するドライフイルムラミネート工程
    と、前記プリント樹脂基板上面側の少なくともICチッ
    プ及びボンディングワイヤを接続するパターンに、少な
    くとも金を含む金属メッキ層を施すメッキ工程と、前記
    回路パターンと共通電極との接続を切り離すパターン分
    離工程と、前記プリント樹脂基板の上面にICチップを
    搭載してワイヤーボンディングし、前記ICチップをト
    ランスファーモールドにより樹脂封止する工程と、前記
    プリント樹脂基板の下面側にマザーボード接続用の複数
    の半田バンプを形成する工程と、前記複数個のボールグ
    リッドアレイを製品分離ラインに沿って分離する製品分
    離工程とよりなるボールグリッドアレイ型半導体パッケ
    ージの製造方法において、前記パターン分離工程は、一
    部にプリント樹脂基板と連結部を残す如く前記製品分離
    ラインに沿って施される穴加工工程であり、前記製品分
    離工程は、前記プリント樹脂基板との前記連結部を切り
    離す工程であることを特徴とするボールグリッドアレイ
    型半導体パッケージの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記製品分離ラインは、完成ボールグリ
    ッドアレイの四辺に沿って形成され、その四隅に連結部
    を残す如く穴加工されたことを特徴とする請求項1記載
    のボールグリッドアレイ型半導体パッケージの製造方
    法。
  3. 【請求項3】 前記穴加工はルーター加工であることを
    特徴とする請求項1記載のボールグリッドアレイ型半導
    体パッケージの製造方法。
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