JPH11102993A - Bga半導体パッケージの製造方法 - Google Patents

Bga半導体パッケージの製造方法

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JPH11102993A
JPH11102993A JP10212467A JP21246798A JPH11102993A JP H11102993 A JPH11102993 A JP H11102993A JP 10212467 A JP10212467 A JP 10212467A JP 21246798 A JP21246798 A JP 21246798A JP H11102993 A JPH11102993 A JP H11102993A
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JP
Japan
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bump
lead
frame
semiconductor package
melting point
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JP10212467A
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Eishun Kin
榮俊 金
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Hanwha Aerospace Co Ltd
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Samsung Aerospace Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 リードの端部に形成されるバンプを製造す
る方法が改善されたBGA半導体パッケージの製造方法
を提供する。 【解決手段】 リードフレームのリード11に形成さ
れるバンプ11aの位置に対応するように複数個のホー
ルが形成され、バンプ20の材料より高い溶融点を持っ
た材料からなるバンプ成形枠を準備する段階と、バンプ
成形枠のホール20aにバンプ材料を充填する段階と、
リードの所定部がバンプ材料の上面に置かれるようにバ
ンプ成形枠上にリードを整列させる段階と、バンプ成形
枠を加熱しバンプ材料を溶融させる段階と、溶融された
バンプ材料をリードの所定部と接触させ接合されるよう
にすることでバンプを形成させる段階とを含む。これに
より、材料の浪費を防止でき、微細ピッチを持ったリー
ドに対してもバンプを形成させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はBGA(ball
grid array)半導体パッケージの製造方法に
係り、より詳細にはリードの端部に形成されるバンプ
(bump)を製造する方法が改善されたBGA半導体
パッケージの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】通常的に半導体パッケージはその構造や
機能によってCOB(chip onboard)パッ
ケージ、LOC(lead on chip)パッケー
ジ、BGAパッケージなど多様に区分される。特に、B
GA半導体パッケージは半導体リードフレームのリード
と外部基板の端子間にソルダボールを介在させ、半導体
チップと外部回路を相互電気的に接続させる。
【0003】このようなBGA半導体パッケージのリー
ドフレームは、普通三菱ガスケミカル社のBT樹脂を使
用して作られる。この場合、リードフレームはエッチン
グ方法により製造され、前記リードフレームに形成され
た貫通孔を通じ電気的接続がなされる。しかし、前記B
T樹脂は高分子樹脂であるから電気的、熱的安定性が低
くて半導体チップ及び周辺回路から発生された熱によっ
てたわみ、剥離、クラックなどの変形が発生する。
【0004】最近、富士通社で開発した微細ピッチ半導
体パッケージに採用されたリードフレームはその上面及
び下面が半エッチングされることで製造される。すなわ
ち、リードの端部を除いた残り部分のリードフレームを
半エッチングすることでソルダボールが接合されるバン
プをリードと一体で形成させる。ここで、前記リードフ
レームは金属性素材であるから良好な導電性と熱伝導性
をもち熱を効果的に放出できるが、半エッチング後に余
る残留応力により変形が発生しやすい。また、エッチン
グにより製作されるので微細ピッチを持ったリードフレ
ームの製作が難しく、オーバーエッチングされる危険も
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記のような
問題点を解決するために、リードの端部に形成されるバ
ンプをエッチングによらず溶融接合により簡単に製造で
きるBGA半導体パッケージの製造方法を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記のような目的を達成
するため本発明のBGA半導体パッケージの製造方法
は、(a)リードフレームのリードに形成されるバンプ
の位置に対応するように複数個のホールが形成され、前
記バンプの材料より高い溶融点を持った材料でなされた
バンプ成形枠を準備する段階と、(b)前記バンプ成形
枠のホールに前記バンプ材料を埋込む段階と、(c)前
記リードの所定部が前記バンプ材料の上面に置かれるよ
う前記バンプ成形枠上に前記リードを整列させる段階
と、(d)前記バンプ成形枠を加熱し前記バンプ材料を
溶融させる段階と、(e)前記溶融されたバンプ材料を
前記リードの所定部と接触して接合させることによりバ
ンプを形成させる段階とを含む。
【0007】また、前記バンプ成形枠の加熱温度は前記
バンプ材料の溶融点より高く、前記バンプ成形枠の溶融
点よりは低い。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の望ましい実施例にともな
う方法により製造されたBGA半導体パッケージが図1
に示されている。
【0009】図面を参照し本発明にともなうBGA半導
体パッケージの製造方法を説明する。リードフレームの
リード11は薄板型であり所定のパターンでエッチング
される。ここで、前記リード11は銅合金または鉄−ニ
ッケル合金などのような金属性素材でなる。
【0010】本発明によれば、前記リードフレーム製作
時エッチングによりバンプ11aがリード11と一体で
形成されない。前記バンプ11aは別途に用意され溶融
接合により前記リード11の端部に接合される。
【0011】すなわち、前記バンプ11aは図2に示さ
れたバンプ成形枠20により別途に製作される。前記バ
ンプ成形枠20には多数のホール20aが形成されてい
るので、このホール20aの深さ及び直径は形成される
バンプ11aの深さ及び直径に対応するようなってい
る。
【0012】次に、バンプ成形枠20のホール20aに
は図3Aに示されたようにバンプ材料が充填される。こ
の時、ホール20aに充填されたバンプ材料の上面は大
体前記バンプ成形枠20の上面より突き出た形態であ
る。
【0013】続いて、前記バンプ成形枠20を加熱し前
記バンプ材料を溶融させる。この時、前記バンプ成形枠
20の溶融点は前記バンプ材料の溶融点よりはるかに高
い。即ち、前記バンプ成形枠20は溶融点が800℃以
上の合金、例えば鋼よりなり、前記バンプ材料はこれよ
り低い溶融点を有する合金、例えば鉛−錫合金よりなる
ことが望ましい。
【0014】より詳細には、バンプ材料は前記バンプ1
1aの下部に付着されるソルダボール16、例えば3
7:63の重さの組成比を有する鉛−錫合金よりさらに
高い溶融点を有するように重さの組成比を別にする鉛−
錫合金よりなる。また、バンプ材料の溶融点は前記リー
ド11に用いられる銅の溶融点よりは低くするべきであ
り、ワイヤーボンディング温度よりは高くするべきであ
る。これに従うバンプ材料の温度範囲は概略240℃乃
至300℃程度であり、鉛と錫の重さの組成比は94:
6乃至86:14程度である。上記の温度範囲より溶融
点が低ければワイヤーボンディング時の通常的なボンデ
ィング温度が230℃であるので、バンプ11aが形成
されにくく、溶融点が300℃以上になると不必要に加
熱しなければならない。
【0015】このように前記バンプ成形枠20の加熱温
度がバンプ成形枠20の溶融点より低いため、前記バン
プ材料の溶融点以上になるように加熱すると、溶融点の
低いバンプ材料のみ溶融される。バンプ材料が液体状態
になると表面張力により前記バンプ成形枠20の上面で
球状に変化する。
【0016】この状態で、図3Bに示されたように、前
記バンプ成形枠20上にリードフレームのリード11が
整列される。この時、前記リード11に形成された基準
ホール11bに前記バンプ成形枠20に形成された基準
ピン21が挿入されるようにリード11を整列させるこ
とによって、リード11の端部が溶融されたバンプ11
a上に置かれるようにする。前記バンプ成形枠20を加
熱する前に前記リード11を整列させることが望まし
い。また、前記バンプ成形枠20のホール20aは整列
されるリード11に対するバンプ11aの形成位置に対
応するように形成される。
【0017】従って、溶融されたバンプ材料が前記リー
ド11の端部に接触され接着されることによってバンプ
11a(図1参照)が形成される。この時、常温状態の
リード11に溶融状態のバンプ材料が接触されれば、バ
ンプ材料の熱は前記リード11側に急速に伝達されるこ
とによって前記バンプ11aは冷却され収縮する。従っ
て、前記バンプ成形枠20は継続的に高温状態に維持さ
れるので、前記バンプ11aは前記バンプ成形枠20の
ホール20aから容易に分離できる。
【0018】再び図1を参照すれば、前記過程によりそ
の端部にバンプ11aが形成されたリード11上部には
接着部材12によって半導体チップ13が付着される。
また、前記半導体チップ13はワイヤー14によってリ
ード11とボンディングされる。続いて、前記リード1
1及び半導体チップ13などは前記バンプ11aの下段
部が露出されるように樹脂15により密封されることで
半導体パッケージが完成される。
【0019】完成された半導体パッケージのバンプ11
aと印刷回路基板10の端子間にソルダボール16を介
在させ相互接続させることによって前記半導体パッケー
ジは印刷回路基板10に組立ることができる。
【0020】
【発明の効果】本発明のBGA半導体パッケージの製造
方法によれば、半エッチングでなく別途製作されたバン
プをリードに溶融接合させるので製造工程が簡単でエッ
チングにより消耗される材料の浪費を防止することがで
きる。また、前記バンプ成形枠に形成されたホールの深
さ及び直径を任意に調節することによって微細ピッチを
持ったリードに対してもバンプを形成させることができ
る。
【0021】本発明は図面に示された一実施例に基づき
説明したが、これは例示的なことにすぎなく、本技術分
野の通常の知識を持った者ならばこれより多様な変形及
び均等な他の実施例が可能である点を理解されたい。従
って、本発明の真の権利範囲は特許請求の範囲により定
められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にともなうBGA半導体パッケージを概
略に示した断面図である。
【図2】本発明の方法にともなうバンプ成形枠を示した
斜視図である。
【図3】A並びにBよりなり、それぞれAは図2のバン
プ成形枠にバンプ材料が充填された状態を示した概略断
面図であり、BはAのバンプ材料が溶融された状態を示
した概略断面図である。
【符号の説明】
11 リード 11a バンプ 11b 基準ホール 20 バンプ成形枠 20a ホール 21 基準ピン

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)リードフレームのリードに形成
    されるバンプの位置に対応するように複数個のホールが
    形成され、前記バンプの材料より高い溶融点を持った材
    料からなるバンプ成形枠を準備する段階と、 (b)前記バンプ成形枠のホールに前記バンプ材料を埋
    込む段階と、 (c)前記リードの所定部が前記バンプ材料の上面に置
    かれるように前記バンプ成形枠上に前記リードを整列さ
    せる段階と、 (d)前記バンプ成形枠を加熱し前記バンプ材料を溶融
    させる段階と、 (e)前記溶融されたバンプ材料を前記リードの所定部
    と接触して接合させることによりバンプを形成させる段
    階とを含むBGA半導体パッケージの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記段階(c)で、前記リードに形成
    された基準ホールに前記バンプ成形枠のピンが挿入され
    るように前記リードが整列されることを特徴とする請求
    項1に記載のBGA半導体パッケージの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記段階(d)で、前記バンプ成形枠の
    加熱温度は前記バンプ材料の溶融点より高く、前記バン
    プ成形枠の溶融点よりは低いことをことを特徴とする請
    求項1に記載のBGA半導体パッケージの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記バンプ成形枠は溶融点が800℃
    以上の材料であることを特徴とする請求項3に記載のB
    GA半導体パッケージの製造方法。
  5. 【請求項5】 前記バンプ材料は溶融点が300℃以
    下の材料で形成されることを特徴とする請求項3に記載
    のBGA半導体パッケージの製造方法。
  6. 【請求項6】 前記バンプ材料は鉛−錫合金であるこ
    とを特徴とする請求項5に記載のBGA半導体パッケー
    ジの製造方法。
  7. 【請求項7】 前記鉛−錫合金は溶融される温度の範
    囲が240℃乃至300℃になるように重さの組成比が
    94:6乃至86:14であることを特徴とする請求項
    6に記載のBGA半導体パッケージの製造方法。
JP10212467A 1997-08-18 1998-07-28 Bga半導体パッケージの製造方法 Pending JPH11102993A (ja)

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TW (1) TW383438B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010141175A (ja) * 2008-12-12 2010-06-24 Toyota Motor Corp 半導体装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010141175A (ja) * 2008-12-12 2010-06-24 Toyota Motor Corp 半導体装置

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TW383438B (en) 2000-03-01
KR100250145B1 (ko) 2000-03-15
KR19990016614A (ko) 1999-03-15

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