JPH11251475A - バンプグリッドアレイ半導体パッケ―ジ及びその製造方法 - Google Patents

バンプグリッドアレイ半導体パッケ―ジ及びその製造方法

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JPH11251475A
JPH11251475A JP10370327A JP37032798A JPH11251475A JP H11251475 A JPH11251475 A JP H11251475A JP 10370327 A JP10370327 A JP 10370327A JP 37032798 A JP37032798 A JP 37032798A JP H11251475 A JPH11251475 A JP H11251475A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バンプグリッドアレーパッケージ及びその
製造方法を提供する。 【解決手段】 金属フレームに多数のバンプと、バン
プを支持するブリッジを形成し、バンプに液状ハンダを
塗布し、パターンが形成された半導体基板に対してバン
プがパターンの位置にくるようにフレームを整合配置
し、バンプをパターンにハンダ付けした後バンプとブリ
ッジの連結部を破断してバンプをフレームから分離す
る。これにより、フレームを用いて一度に多数のバンプ
をパターンに付着することができる。また、基板に対し
てフレームを容易に整合できるだけでなくバンプがフレ
ームに支持された状態でハンダ付けにより付着されるの
で、バンプの整合不良や、離脱の恐れがなくなり、製造
工程が単純化し、半導体パッケージの信頼性が高めるこ
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】本発明は半導体パッケージに
係り、特にボールグリッドアレイパッケージを改善した
バンプグリッドアレイパッケージ(BGAP;Bump
Grid Array Package)及びその製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】通常の半導体パッケージは、パッドまた
は基板の上面に半導体チップを装着し、前記基板の下面
に外部回路基板と電気的に接続する接続手段を備えた形
態で、樹脂などを使用して半導体チップをモールディン
グすることにより製造される。
【0003】図1は半導体パッケージの一種のボールグ
リッドアレイパッケージ10を示す図である。図面を参
照すれば、前記パッケージ10の基板13の上面に、接
着剤12により半導体チップ11が付着されている。前
記基板13の上面及び下面にはパターン14、14aが
各々形成されており、これらパターン14、14aは基
板13を貫通するように形成された貫通孔(16)を通
して電気的に接続されている。また、前記上面パターン
14はボンディングワイヤー15により半導体チップ1
1とワイヤーボンディングされ、前記下面パターン14
aにはハンダボール17が備えられている。
【0004】また、前記半導体チップ11及びボンディ
ングワイヤー15を保護するためにエポキシ樹脂18を
使用して半導体チップ11とボンディングワイヤー15
をモールディングする。この際、前記エポキシ樹脂18
が基板13の上面で過度に広がらないように前記基板1
3の所定位置にはダム19が形成される。
【0005】前記ボールグリッドアレイパッケージ10
の組立において、0.75mm以下の直径を有する前記
ハンダボール17は基板13の下面パターン14a上に
置かれた後、高温でハンダ付けすることでパターン14
aに接着される。
【0006】しかし、前記ハンダボール17接着のため
にハンダボール17をパターン14a上に位置整合させ
て配置しようとする時、ハンダボール17が動く可能性
が高く、ハンダボール17の整合不良、隣接ハンダボー
ルとの接合によるダブルボールの発生及びハンダボール
の離脱などの問題点が発生することがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点を
解決するためになされたものであって、円筒形または断
面形状が一定のバンプと、これを支持するフレームを用
いることにより安定に半導体パッケージを製造する方法
及びその方法により製造された半導体パッケージを提供
することをその目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明によれば、(a)多数のバンプと前記バンプ
を連結して支持するブリッジを金属フレームに形成する
段階と、(b)前記バンプに液状ハンダを塗布する段階
と、(c)パターンが形成された半導体基板に対して前
記バンプが前記パターンの位置にくるように前記フレー
ムを配置させる段階と、(d)前記バンプを前記パター
ンにハンダ付けする段階と、(e)前記バンプとブリッ
ジの連結部を破断して前記バンプを前記フレームから分
離する段階とを含むことを特徴とする半導体パッケージ
の製造方法が提供される。
【0009】或る実施例では、前記段階(a)が、前記
金属フレームに感光物質を塗布する段階と、前記バンプ
とブリッジに対応するパターンが形成されたマスクを用
いて前記金属フレームを露光する段階と、前記金属フレ
ームを現像する段階と、前記金属フレームをエッチング
して前記バンプ及びブリッジを形成する段階とを含む。
【0010】或る実施例では、前記バンプと連結するブ
リッジの端部にノッチを形成する段階をさらに含む。
【0011】別の実施例では、前記バンプと連結するブ
リッジの端部に破断部が形成されるように、ブリッジの
端部をハーフエッチングする段階をさらに含まれる。
【0012】本発明の他の態様によれば、基板と、前記
基板の上面に装着された半導体チップと、前記半導体チ
ップと電気的に接続するように前記基板の上面に形成さ
れた第1パターンと、前記基板を貫通する貫通孔を通し
て前記第1パターンと電気的に接続するように、前記基
板の下面に形成された第2パターンと、前記第2パター
ンに付着された円筒形、または断面の形状が一定のバン
プとを含む半導体パッケージが提供される。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、添付された図面に基づき本
発明の実施例を詳細に説明する。
【0014】図2は本発明によるバンプグリッドアレイ
パッケージ20を示す図である。
【0015】図面を参照すれば、半導体チップ21が接
着剤22により基板23面に面に取着され、前記基板2
3の上面及び下面には、それぞれパターン24a、24
bが形成される。前記上面パターン24aは前記半導体
チップ21とボンディングワイヤー25により電気的に
接続される。前記下面パターン24bは、基板23を貫
通して形成された多数の貫通孔26を通して上面パター
ン24aと電気的に接続される。
【0016】また、前記半導体チップ21及びボンディ
ングワイヤー25を保護するためにエポキシ樹脂28を
使用して半導体チップ21及びボンディングワイヤー2
5をモールディングする。この際、前記エポキシ樹脂2
8が基板23の上面で過度に広がらないように前記基板
23の所定位置にはダム29が形成されている。
【0017】本発明によれば、前記下面パターン24b
には多数の円筒形バンプ31が付着されている。前記バ
ンプ31の形状は製造しやすい円筒形であることが望ま
しいが、その形状は円筒形に限定されるものではなく、
バンプ31の断面形状が一定なものであればよい。即
ち、各バンプ31の形状及び大きさが同一に形成されて
いればよい。
【0018】以下、前記バンプ31の取着方法を説明す
る。
【0019】前記バンプ31は図3及び図4に示すよう
に、金属フレーム40に形成される。即ち、多数のバン
プ31が、フレーム40と一体に形成されたブリッジ3
2に連結されて支持されている。前記フレーム40には
バンプ31取着時の位置整合のためのガイドスロット4
0aとガイドホール40bが各々形成されている。前記
フレーム40はハンダ付けが容易になされるように熱伝
導性に優れた銅よりなることが望ましい。
【0020】前記フレーム40にバンプ31を形成させ
る方法を説明すると、まず酸またはアルカリ溶液を用い
てフレーム40の表面にある異物を除去する脱脂作業を
行った後、前記フレーム40の表面に感光物質のフォト
レジストを塗布する。
【0021】次いで、前記バンプ31とそのバンプ31
を連結するブリッジ32に対応するパターンが形成され
たマスクを用いてフレーム40の上下面を露光する。露
光工程が終了した後、フォトレジストを現像してからフ
レーム40をエッチングする。
【0022】前述したような工程によりフレーム40に
は多数の円筒形バンプ31と、これらバンプ31に連結
されて、それを支持するブリッジ32が形成される。望
ましくは、前記バンプ31とブリッジ32の連結部には
ノッチ33が形成されるが、これは後述するようにバン
プ31が基板23の下面パターン24bに取着された
後、ブリッジ32から離れやすくするためである。そし
て、前述したように前記バンプ31の形状は円筒形に限
定されず、断面形状が一定に形成されたものならよい。
また、前記ノッチ33は、前述したようにバンプ31及
びブリッジ32を形成するための1次エッチング処理の
後に別の2次エッチング処理を行うことにより形成し得
る。
【0023】前記バンプ31とブリッジ32の分離を易
くするために、前記ノッチ33の他に、図5に示された
ようにブリッジ32の端部全体をハーフエッチングする
ことで破断部34aを形成することができる。
【0024】また、図6及び図7に各々示すようにブリ
ッジ32の端部中央または一端をハーフエッチングして
破断部34b、34cを形成させることもできる。
【0025】以下、バンプ31形成が完了したフレーム
40を使用して前記バンプ31を基板23の下面パター
ン24bに取着する方法を説明する。
【0026】バンプ31が形成されたフレーム40はハ
ンダ付けの前に、先に図8に示すように、液状ハンダS
が盛られためっき槽51に浸けられて液状ハンダSが付
けられる。この際、前記バンプ31及びブリッジ32の
両方に液状ハンダSを付ける場合、ブリッジ32に付け
られた液状ハンダSが表面張力により固まってバンプ3
1に付けられた液状ハンダSの量が不均一になる。
【0027】従って、このような問題を防止するために
ブリッジ32を除いたバンプ31のみを液状ハンダSに
浸けてバンプ31の一部のみに液状ハンダSを付ける。
【0028】次いで、バンプ31に液状ハンダSが塗布
されたフレーム40は、図9に示すように基板23の下
面に配置され、前記バンプ31が下面パターン24bに
位置される。このようなフレーム40及び基板23の配
置は、フレーム40に形成されたガイドスロット40a
及びガイドホール40bが所定の配置部材(図示せず)
と結合することでなされる。
【0029】基板23に対するフレーム40の配置が完
了すると、前記下面パターン24bにバンプ31を取着
すべく高温でハンダ付けを行う。
【0030】次いで、前記パターン24bにバンプ31
が完全に付着したら、ノッチ(図4の33)または破断
部(図5の34a)を破断させて、バンプ31をブリッ
ジ32から取外す。つまり、ブリッジ32及びフレーム
40は除去される。
【0031】
【発明の効果】本発明による半導体パッケージ及びその
製造方法によれば、多数のバンプがブリッジに連結され
たフレームを用いて一度に多数のバンプをパターンに同
時付着できる。また、基板に対してフレームを容易に整
合させることができるだけでなくバンプがフレームに支
持された状態でハンダ付けにより付着されるので、バン
プの整合不良や、離脱の問題が起こらない。従って、製
造工程が単純になり、不良率が減少し、かつ半導体パッ
ケージの信頼性が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のボールグリッドアレイパッケージを示す
断面図である。
【図2】本発明によるバンプグリッドアレイパッケージ
を示す断面図である。
【図3】本発明の半導体製造方法で用いられる、バンプ
が形成された金属フレームを示す平面図である。
【図4】図3のバンプ及びブリッジを示す斜視図であ
る。
【図5】バンプとブリッジとの連結部の一例を示す平面
図である。
【図6】バンプとブリッジとの連結部の一例を示す平面
図である。
【図7】バンプとブリッジとの連結部の一例を示す平面
図である。
【図8】本発明の半導体製造方法におけるバンプに液状
ハンダを塗布する工程を示す側面図である。
【図9】本発明の半導体製造方法によってバンプが取着
されたフレームを基板上に配置した状態を示す側断面図
である。
【符号の説明】
10、20 バンプグリッドアレイパッケージ 11、21 半導体チップ 12、22 接着剤 13、23 基板 14、24a 上面パターン 14a、24b 下面パターン 15、25 ボンディングワイヤ 17 ハンダボール 18、28 エポキシ樹脂 19、29 ダム 31 バンプ 32 ブリッジ 33 ノッチ 34a 破断部 40 フレーム 40a ガイドスロット 51 めっき槽 40b ガイドホール

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)多数のバンプと前記バンプを連
    結して支持するブリッジを金属フレームに形成する段階
    と、 (b)前記バンプに液状ハンダを塗布する段階と、 (c)パターンが形成された半導体基板に対して前記バ
    ンプが前記パターンの位置にくるように前記フレームを
    配置させる段階と、 (d)前記バンプを前記パターンにハンダ付けする段階
    と、 (e)前記バンプとブリッジの連結部を破断して前記バ
    ンプを前記フレームから分離する段階とを含むことを特
    徴とする半導体パッケージの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記段階(a)が、 前記金属フレームに感光物質を塗布する段階と、 前記バンプとブリッジに対応するパターンが形成された
    マスクを用いて前記金属フレームを露光する段階と、 前記金属フレームを現像する段階と、 前記金属フレームをエッチングして前記バンプ及びブリ
    ッジを形成する段階とを含むことを特徴とする請求項1
    に記載の半導体パッケージの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記バンプと連結するブリッジの端部
    にノッチを形成する段階をさらに含むことを特徴とする
    請求項1に記載の半導体パッケージの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記バンプと連結するブリッジの端部
    に破断部が形成されるように、ブリッジの端部をハーフ
    エッチングする段階をさらに含むことを特徴とする請求
    項1に記載の半導体パッケージの製造方法。
  5. 【請求項5】 前記段階(b)において、前記バンプ
    の一部にのみ液状ハンダを塗布することを特徴とする請
    求項1に記載の半導体パッケージの製造方法。
  6. 【請求項6】 基板と、 前記基板の上面に装着された半導体チップと、 前記半導体チップと電気的に接続するように前記基板の
    上面に形成された第1パターンと、 前記基板を貫通する貫通孔を通して前記第1パターンと
    電気的に接続するように、前記基板の下面に形成された
    第2パターンと、 前記第2パターンに付着された円筒形、または断面の形
    状が一定のバンプとを含む半導体パッケージ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015001620A (ja) * 2013-06-14 2015-01-05 大日本印刷株式会社 板バネフレーム部材

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