JPH09219416A - 半導体装置の製造方法及び製造装置 - Google Patents

半導体装置の製造方法及び製造装置

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JPH09219416A
JPH09219416A JP2438396A JP2438396A JPH09219416A JP H09219416 A JPH09219416 A JP H09219416A JP 2438396 A JP2438396 A JP 2438396A JP 2438396 A JP2438396 A JP 2438396A JP H09219416 A JPH09219416 A JP H09219416A
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substrate
solder
pin
die
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JP2438396A
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Terushi Inoue
昭史 井上
Koushirou Takeda
光資郎 武田
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Original Assignee
Yamaha Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板上に付着させるハンダの量が微小であっ
ても、その量のばらつきを防止することができると共
に、ハンダによる半導体素子と基板の回路との間の接続
不良を防止することができる半導体装置の製造方法及び
製造装置を提供する。 【解決手段】ハンダシート6をダイ5上に載置した後、
パンチピン3をハンダシート6に向けて下降させること
により、微小ハンダ粒を打ち抜き、この微小ハンダ粒を
ダイ5のパンチ穴5a内に配置されている押しピン4上
に落下させる。その後、ハンダシート6をダイ5上から
取り除き、パンチピン3とダイ5との間に基板7を配置
する。そして、パンチ穴5aに配置されている押しピン
4を基板7に向けて上昇させることにより、前記微小ハ
ンダ粒を押しピン4で下方から押し上げ、この微小ハン
ダ粒を基板7の下面に圧接させて付着させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一定の体積及び形
状のハンダ粒を基板上の所定位置に付着させて、このハ
ンダ粒を利用して前記基板の端子と前記基板に搭載され
る半導体素子の端子とを電気的に接続する半導体装置の
製造方法及び製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、回路が印刷されている基板上にベ
アチップを搭載したり、セラミック基板等の硬質基板と
フレキシブル基板とを接合して半導体装置を製造する場
合において、双方に形成されている回路を電気的に接続
する方法として、マスクを使用して接続する方法及びワ
イヤボンディングにより接続する方法等がある。
【0003】マスクを使用して接続する方法において
は、先ず、回路が形成された基板上に、複数個の貫通孔
が設けられたマスクを載置し、このマスク上からハンダ
微粉とバインダとを混合したインクを塗り付ける。これ
により、基板上の所定位置に貫通孔を介してハンダを付
着させることができる。その後、この基板上にベアチッ
プを搭載し、前記ハンダを利用して基板の回路とベアチ
ップの回路とを電気的に接続している。
【0004】一方、ワイヤボンディングによる方法にお
いては、先ず、回路が形成されている基板上にIC(集
積回路)を接着する。その後、前記基板の端子とICの
端子とをワイヤで接続することにより、前記基板の回路
とICの回路とを電気的に接続している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マスク
を使用する方法では、ハンダ微粉とバインダとが均等に
混合されたインクを製造し、このようなインクをマスク
上から塗り付けても、基板上においてハンダを付着させ
る位置が小さく、マスクの貫通孔の大きさが微小である
場合には、前記貫通孔を介して基板上に付着されるハン
ダ微粉の数にばらつきが生じ、基板の回路とベアチップ
の回路との間で接続不良が発生しやすくなってしまう。
【0006】一方、ワイヤボンディングによる方法で
は、ICの端子と基板の端子とをワイヤで接続する際
に、前記ワイヤの一端部を前記基板の端子に固定するハ
ンダの量がばらついていたり、前記ハンダの付着位置が
不正確であると、前記ICと前記基板との間で接続不良
が発生する場合がある。
【0007】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、基板上に付着させるハンダの量が微小であ
っても、その量のばらつきを防止することができると共
に、ハンダによる半導体素子と基板の回路との間の接続
不良を防止することができる半導体装置の製造方法及び
製造装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
の製造方法は、パンチ穴が設けられこのパンチ穴内に押
しピンが配設されたダイにハンダシートを供給する第1
工程と、パンチピンにより前記ハンダシートを打ち抜い
てハンダ粒を前記パンチ穴内に装入する第2工程と、基
板を前記ダイに供給する第3工程と、前記押しピンを前
進させて前記ハンダ粒を前記基板に圧接させて付着させ
る第4工程と、を有することを特徴とする。また、前記
パンチピンは前記ダイの上方に配置することができ、前
記パンチピンにより打ち抜かれたハンダ粒をその直下の
パンチ穴内に落下させるようにすることができる。更
に、前記基板に付着したハンダ粒を利用して前記基板の
端子と基板上に搭載される半導体素子の端子とを電気的
に接続することができる。
【0009】本発明に係る半導体装置の製造装置は、パ
ンチ穴が設けられたダイと、前記パンチ穴内に配置され
た進出退避可能な押しピンと、前記パンチ穴と対向する
位置に配置されたパンチピンと、前記ダイの前記パンチ
穴と前記パンチピンとが対向する位置にハンダシート又
は基板を供給する供給手段とを有し、前記パンチピンは
前記ダイに供給されたハンダシートを打ち抜いてハンダ
粒を前記パンチ穴に装入し、前記押しピンは前記パンチ
穴内のハンダ粒を押し出して前記ダイに供給された基板
に圧接させるものであることを特徴とする。
【0010】本発明方法においては、先ずパンチ穴が設
けられたダイにハンダシートを供給する(第1工程)。
次いで、パンチピンにより前記ハンダシートを打ち抜
き、得られたハンダ粒を前記パンチ穴内に装入する(第
2工程)。そして、基板を前記ダイに供給し(第3工
程)、前記パンチ穴内に配設された押しピンを前進させ
て前記ハンダ粒を前記基板に圧接させて付着させる(第
4工程)。このように、ハンダシートを打ち抜くことに
よりハンダ粒を形成しているので、上述の工程を繰り返
しても一定の体積及び形状のハンダ粒を形成することが
でき、また前記押しピンを前進させて前記ハンダ粒を前
記基板に圧接させるので、前記基板の所定位置に正確に
前記ハンダ粒を付着させることができる。
【0011】また、前記パンチピンをダイの上方に配置
し、前記パンチピンにより打ち抜かれたハンダ粒を、そ
の直下のパンチ穴に落下させることにより、前記ハンダ
粒を前記パンチ穴内に容易に装入することができる。こ
のため、装置及び工程の簡素化を図ることができる。
【0012】更に、前述のようにして前記基板に付着さ
せたハンダ粒を利用して、前記基板の端子と、基板上に
搭載される半導体素子の端子とを電気的に接続すること
により、接続不良がない良質の半導体装置を製造するこ
とができる。
【0013】本発明装置においては、パンチピンでハン
ダシートを打ち抜くことによりハンダ粒を形成するの
で、一定体積及び形状のハンダ粒を形成することができ
る。また、前記パンチピンがダイのパンチ穴と対向する
位置に配置されているので、前記パンチピンで打ち抜い
たハンダ粒を容易に前記パンチ穴内に装入することがで
きる。更に、供給手段により基板をダイの所定位置に供
給し、この位置でハンダ粒を基板に付着させるので、ハ
ンダ粒を前記基板の所望の位置に高精度で付着させるこ
とができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
添付の図面を参照して具体的に説明する。図1は、本発
明の第1の実施例に係る半導体装置の製造装置を示す図
である。この図1に示すように、製造装置10は固定設
置されたコの字型のコラム8を有し、このコラム8の上
部8aの側面にはパンチピン駆動ユニット1がそのパン
チピン3の進出方向を下方にして設けられ、一方コラム
8の下部8bの側面には押しピン駆動ユニット2がその
押しピン4の進出方向を上方に向けて設けられている。
このパンチピン駆動ユニット1は、駆動装置11と、こ
の駆動装置11に連結されている昇降ロッド12と、こ
のロッド12の下端に設けられたパンチピン3とから構
成されている。従って、パンチピン3は駆動装置11に
より下方に進出し、上方に退避するようになっている。
また、押しピン駆動ユニット2は、駆動装置21と、こ
の駆動装置21に連結されている昇降ロッド22と、こ
のロッド22の上端に設けられた押しピン4とから構成
されている。従って、押しピン4は駆動装置21により
上方に進出し、下方に退避するようになっている。ま
た、コラム8の下部8bの上面には、ダイホルダ9が設
けられており、このダイホルダ9の端部上面に貫通孔か
らなるパンチ穴5aを有するダイ5が固定されている
(図2参照)。ダイ5はそのパンチ穴5aがパンチピン
3の直下であって一直線に位置するように配置されてお
り、パンチピン3が下方に進出すると、このパンチピン
3がパンチ穴5a内に若干進入するようになっている。
このパンチピン3の直径とパンチ穴5aの直径とは、ほ
ぼ同一で、パンチ穴5aの直径の方が若干大きい。ま
た、パンチ穴5a内には押しピン4の上部が挿入されて
おり、押しピン4が上方に進出すると、パンチ穴5aか
ら若干上方に突出するようになっている。なお、パンチ
ピン3及び押しピン4の横断面の直径は、例えば約50
μm〜100μmである。
【0015】一方、パンチピン3とパンチ穴5aとが対
向する位置には、適宜の供給手段(図示せず)により、
ハンダシート6と基板7とが選択的に供給される。ハン
ダシート6及び基板7の停止位置は、前記供給手段によ
り制御される。
【0016】次に、このように構成された製造装置10
の動作について説明する。図2は、ハンダシートから微
小ハンダ粒を打ち抜く方法を工程順に示す模式的断面図
である。この図2(a)に示すように、先ず、ダイ5の
上面に厚さが例えば約30〜60μmのハンダシート6
を載置する。このとき、前記供給手段により、ハンダシ
ート6をX−Y方向に移動させ、ダイ5の上面の所定位
置に載置する。なお、コラム8をX−Y方向に移動する
台(図示せず)上に設置し、ハンダシート6を固定して
おり、コラム8をX−Y方向に移動させることによりハ
ンダシート6の下面にダイ5を位置させてもよい。
【0017】ハンダシート6をダイ5上の所定位置に載
置した後、パンチピン駆動ユニット1の駆動装置11に
より、パンチピン3をハンダシート6に向けて高速で垂
直に下降させる。そうすると、図2(b)に示すよう
に、パンチピン3はその先端でハンダシート6を剪断
し、パンチピン3の横断面の直径と略同様の直径を有す
る微小ハンダ粒6aを打ち抜く。そして、この打ち抜か
れた微小ハンダ粒6aをダイ5のパンチ穴5a内に配置
されている押しピン4上に落下させる。その後、パンチ
ピン3は、図2(c)に示すように、上方へ退避する。
【0018】このように、本実施例においては、打抜加
工と同様にして微小ハンダ粒6aを形成しているため、
同一のハンダシート6からその体積及び形状が一定な複
数個の微小ハンダ粒6aを形成することができる。ま
た、パンチピン3の直径及びダイ5のパンチ穴5aの大
きさを変更することにより、容易に微小ハンダ粒6aの
形状を変更することもできる。
【0019】次いで、ハンダシート6を前記供給手段に
よりダイ5上から取り除き、その替わりに、図3(a)
に示すように、パンチピン3とダイ5との間に基板7を
配置する。図3は、微小ハンダ粒6aを基板7の表面に
付着させる方法を工程順に示す模式的断面図である。こ
の図3(a)に示すように基板7を配置する場合には、
前記供給手段により微小ハンダ粒6aを付着すべき基板
7上の位置が押しピン4の直上に位置するようにして、
基板7をパンチピン3とダイ5との間に停止させる。な
お、コラム8を移動させることにより、固定された基板
7におけるハンダを付着すべき位置の直下にパンチ穴5
aが位置するように、ダイ5を位置させてもよい。
【0020】その後、ダイ5の下方からパンチ穴5a内
に配置されている押しピン4を基板7に向けて上昇させ
る。このとき、図3(b)に示すように、押しピン4上
の微小ハンダ粒6aを押しピン4で下方から押し上げ、
この微小ハンダ粒6aを基板7の下面に圧接させる。な
お、このとき、押しピン4によって微小ハンダ粒6aを
基板7に適度の力で圧接すると共に、加熱装置(図示せ
ず)により予め基板7を適宜の温度に制御しておくこと
によって、微小ハンダ粒6aを基板7の下面に容易に付
着させることができる。その後、押しピン4を下方へ退
避させる。
【0021】以上のようにして、基板7の表面に微小ハ
ンダ粒6aを付着させることができ、他の微小ハンダ粒
を基板7の表面の他の位置に付着させる場合には、再
度、ハンダシート6をダイ5上に載置してパンチピン3
によって微小ハンダ粒を打ち抜き、上述した工程と同様
にして、微小ハンダ粒を基板7の表面の他の位置に付着
させる。
【0022】ところで、一般に、微細穴の形成に使用さ
れる打抜加工用の微細径のパンチピンは、超硬合金から
なり、高速で垂直に被加工物に当たらないと、折れてし
まう場合が多い。従って、本実施例におけるパンチピン
駆動ユニット1のパンチピン3も高速で垂直にハンダシ
ート6に衝突し、微小ハンダ粒6aを打ち抜く場合であ
っても、容易に折れることのない超硬合金等から製造さ
れることが好ましい。一方、押しピン4は低速で作動
し、微小ハンダ粒6aを基板7に圧接させて付着させる
ものであるため、圧接の際に横方向の力が作用しても、
折れることのない材料から製造されることが好ましい。
【0023】このように、パンチピン3と押しピン4と
は、異なる動作特性が要求されるものの、本実施例では
パンチピン3と押しピン4とを別体としているので、要
求される各特性に応じて最適の材料を使用することがで
きる。
【0024】また、パンチピン3の駆動と、押しピン4
の駆動とを夫々異なる駆動装置11及び21によって制
御しているため、製造装置10ではパンチピン3及び押
しピン4の機能に最適の制御が可能である。更に、微小
ハンダ粒6aの打ち抜き直後に、微小な閉じられた空間
であるパンチ穴5a内において、微小ハンダ粒6aがパ
ンチピン3の先端から押しピン4の先端に受け渡される
ため、パンチ穴5aの直上に微小ハンダ粒6aを付着す
べき所定位置が位置するように基板7を配置すると、確
実に基板7の所定位置に微小ハンダ粒6aを付着させる
ことができる。
【0025】このように、本実施例においては、各微小
ハンダ粒6aの量がばらつくことなく、一定量の微小ハ
ンダ粒6aを基板7上の所望の位置に正確に付着させる
ことができる。特に、この基板7上において下端部に端
子を有する半導体素子を搭載する場合には、前記半導体
素子の端子と基板7の端子とをばらつきがない微小ハン
ダ粒6aを利用して電気的に接続するため、接続不良が
ない良質の半導体装置を製造することができる。加え
て、前記半導体素子の端子と基板7の端子とを直接接続
することにより、ワイヤボンディングで接続する場合の
ように、平面上の2つの端子及びその間の一定領域を必
要とすることがなく、また端子のピッチ間隔が短くなる
ことによって接続作業性が低下してしまうこともない。
【0026】次に、本発明の第2の実施例として、パン
チピンと押しピンとの配置を上下逆にした場合、即ちダ
イの下方に、パンチピンをその進出方向を上方にして配
置し、パンチ穴内に押しピンをその進出方向を下方にし
て配置した場合の実施例について説明する。
【0027】図4は、パンチピン13を上方に進出させ
ることにより、ハンダシート6を剪断し微小ハンダ粒6
aを形成する方法を工程順に示す模式的断面図である。
この図4(a)に示すように、ダイ15には円錐台形の
パンチ穴15aが設けられており、このパンチ穴15a
内には下方に進出し、上方に退避する押しピン14が配
置されている。また、パンチ穴15aに対向する位置
に、上方に進出し、下方に退避するパンチピン13が配
置されている。
【0028】このようにパンチピン13、押しピン14
及びダイ15が配置された半導体装置の製造装置におい
て微小ハンダ粒を形成する場合には、図4(a)に示す
ように、ダイ15の下面にハンダシート6を配置する。
そして、パンチピン13をハンダシート6に向けて高速
で垂直に上昇させ、その先端でハンダシート6を剪断し
て打ち抜くことにより、パンチピン13の横断面の直径
と略同様の直径を有する微小ハンダ粒6aを形成する。
この微小ハンダ粒6aはパンチ穴15a内に装入され、
パンチ穴15aの直径が上部ほど小さくなっているた
め、微小ハンダ粒6aは一定距離押し上げられた後、パ
ンチ穴15aの周面に摩擦係止される。そして、パンチ
ピン13を下降させて退避させた後、上述した第1実施
例と同様にして、ダイ15の下方からハンダシート6を
取り除き、その替わりにパンチピン13とダイ15との
間に基板7を配置する。その後、押しピン14を下降さ
せることにより、パンチ穴15a内に係止されていた微
小ハンダ粒6aを基板7上に圧接させて付着させる。
【0029】このように、ハンダシート6を下方から打
ち抜くことにより微小ハンダ粒6aを形成する場合であ
っても、上述した第1実施例と同様に、基板7の所望の
位置に一定量の微小ハンダ粒6aを付着させることがで
きる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明方法によれ
ば、ハンダシートを打ち抜いてハンダ粒を形成している
から、所定の工程を複数回繰り返しても一定の体積及び
形状のハンダ粒を形成することができ、また押しピンを
前進させて前記ハンダ粒を基板に圧接させるから、前記
基板の所定位置に正確に前記ハンダ粒を付着させること
ができる。また、パンチピンをダイの上方に配置した場
合は、パンチピンにより打ち抜かれたハンダ粒をその直
下のパンチ穴に落下させることにより、前記ハンダ粒を
前記パンチ穴内に容易に装入することができ、装置及び
工程を簡素化することができる。更に、本発明によれ
ば、前記ハンダ粒が付着された基板に前記ハンダ粒を利
用して半導体素子の端子と前記基板の端子とを電気的に
接続して半導体素子を搭載できるので、接続不良がない
良質の半導体装置を製造することができる。
【0031】本発明装置によれば、パンチピンでハンダ
シートを打ち抜くことによりハンダ粒を形成するから、
一定体積及び形状のハンダ粒を形成することができる。
また、前記ハンダ粒を基板の所望の位置に高精度で付着
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る半導体装置の製造装置を
示す図である。
【図2】ハンダシートを打ち抜いてハンダ粒を形成する
方法を工程順に示す模式的断面図である。
【図3】ハンダ粒を基板上に付着させる方法を工程順に
示す模式的断面図である。
【図4】ハンダシートを下から上へ打ち抜くことにより
微小ハンダ粒を形成する方法を工程順に示す模式的断面
図である。
【符号の説明】
1;パンチピン駆動ユニット、2;押しピン駆動ユニッ
ト、3,13;パンチピン、4,14;押しピン、5,
15;ダイ、5a,15a;パンチ穴、6;ハンダシー
ト、6a;微小ハンダ粒、6b;抜き穴、7;基板、
8;コラム、8a;コラム上部、8b;コラム下部、
9;ダイホルダ、10;半導体装置の製造装置、11,
21;駆動装置、12,22;ロッド

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パンチ穴が設けられこのパンチ穴内に押
    しピンが配設されたダイにハンダシートを供給する第1
    工程と、パンチピンにより前記ハンダシートを打ち抜い
    てハンダ粒を前記パンチ穴内に装入する第2工程と、基
    板を前記ダイに供給する第3工程と、前記押しピンを前
    進させて前記ハンダ粒を前記基板に圧接させて付着させ
    る第4工程と、を有することを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
  2. 【請求項2】 前記パンチピンは前記ダイの上方に配置
    されており、前記パンチピンにより打ち抜かれたハンダ
    粒はその直下のパンチ穴内に落下することを特徴とする
    請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記基板に付着したハンダ粒を利用して
    前記基板の端子と基板上に搭載される半導体素子の端子
    とを電気的に接続することを特徴とする請求項1又は2
    に記載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 パンチ穴が設けられたダイと、前記パン
    チ穴内に配置された進出退避可能な押しピンと、前記パ
    ンチ穴と対向する位置に配置されたパンチピンと、前記
    ダイの前記パンチ穴と前記パンチピンとが対向する位置
    にハンダシート又は基板を供給する供給手段とを有し、
    前記パンチピンは前記ダイに供給されたハンダシートを
    打ち抜いてハンダ粒を前記パンチ穴に装入し、前記押し
    ピンは前記パンチ穴内のハンダ粒を押し出して前記ダイ
    に供給された基板に圧接させるものであることを特徴と
    する半導体装置の製造装置。
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