JPH09213742A - 半導体装置の製造方法および製造装置 - Google Patents
半導体装置の製造方法および製造装置Info
- Publication number
- JPH09213742A JPH09213742A JP8015539A JP1553996A JPH09213742A JP H09213742 A JPH09213742 A JP H09213742A JP 8015539 A JP8015539 A JP 8015539A JP 1553996 A JP1553996 A JP 1553996A JP H09213742 A JPH09213742 A JP H09213742A
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- JP
- Japan
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- substrate
- ball
- surface plate
- jig
- hole
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/3465—Application of solder
- H05K3/3478—Application of solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＢＧＡパッケージにおける、パッケージ基板
に接合された半田ボール（接続突起）の頭の不揃いに起
因する実装不良の解消。 【解決手段】 表面が平滑に仕上げられている定盤４０
上の所定の位置に、位置決め治具３０を用いて半田ボー
ル２０を配列させる。治具の孔３１はパッケージ基板１
０の半田ボール接合箇所に対応する位置に設けられ、孔
の径はボールの径より小さく、且つ、孔に載せたボール
の頭が定盤に当接した状態でボールと孔の縁との間に僅
かな遊びがある大きさに作られる。その上にパッケージ
基板１０を、半田ペースト１１の印刷面を下向きに載せ
て加熱すれば、半田ボール２０はその頭が定盤に当接し
て揃ったままで基板１０に接合される。
に接合された半田ボール（接続突起）の頭の不揃いに起
因する実装不良の解消。 【解決手段】 表面が平滑に仕上げられている定盤４０
上の所定の位置に、位置決め治具３０を用いて半田ボー
ル２０を配列させる。治具の孔３１はパッケージ基板１
０の半田ボール接合箇所に対応する位置に設けられ、孔
の径はボールの径より小さく、且つ、孔に載せたボール
の頭が定盤に当接した状態でボールと孔の縁との間に僅
かな遊びがある大きさに作られる。その上にパッケージ
基板１０を、半田ペースト１１の印刷面を下向きに載せ
て加熱すれば、半田ボール２０はその頭が定盤に当接し
て揃ったままで基板１０に接合される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＬＳＩパッケージ，
特にＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケ
ージに関するものであり、ＢＧＡパッケージにおける実
装不良を解消するためパッケージ基板に接続突起（半田
ボール）を、その頭を揃えて接合する方法およびその装
置に関するものである。
特にＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）パッケ
ージに関するものであり、ＢＧＡパッケージにおける実
装不良を解消するためパッケージ基板に接続突起（半田
ボール）を、その頭を揃えて接合する方法およびその装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩパッケージには様々な形態がある
が、そのなかでもＢＧＡパッケージは高速・高消費電力
のＬＳＩに適し、また実装する際の不良率も、他の形態
のものよりは小さいとされている。しかし、以下に述べ
る理由である程度の実装不良が避けられず、一層の改良
が望まれていた。
が、そのなかでもＢＧＡパッケージは高速・高消費電力
のＬＳＩに適し、また実装する際の不良率も、他の形態
のものよりは小さいとされている。しかし、以下に述べ
る理由である程度の実装不良が避けられず、一層の改良
が望まれていた。
【０００３】ＢＧＡパッケージにおける基板の入出力部
に半田ボールを接合する際、従来は図２に示すように、
パッケージ基板１０の所定の位置に設けたパッドの上に
半田ペースト１１を印刷し、その面を上向きにしてパッ
ケージ基板を定置する。
に半田ボールを接合する際、従来は図２に示すように、
パッケージ基板１０の所定の位置に設けたパッドの上に
半田ペースト１１を印刷し、その面を上向きにしてパッ
ケージ基板を定置する。
【０００４】次にこの基板の上に平板状の位置決め治具
３０を載せる。この治具には、半田ボール２０が楽に通
る大きさの孔３１が、基板１０の半田ボール接合箇所に
対応する位置に設けられている。なお治具の周辺部の縁
３２は、基板と治具との位置合わせのためのものであ
る。次いで孔３１に半田ボール２０を挿入してリフロー
すれば、基板上の所定の位置に半田ボールが接合されて
ＢＧＡパッケージが出来上がる訳である。
３０を載せる。この治具には、半田ボール２０が楽に通
る大きさの孔３１が、基板１０の半田ボール接合箇所に
対応する位置に設けられている。なお治具の周辺部の縁
３２は、基板と治具との位置合わせのためのものであ
る。次いで孔３１に半田ボール２０を挿入してリフロー
すれば、基板上の所定の位置に半田ボールが接合されて
ＢＧＡパッケージが出来上がる訳である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このＢＧＡパッケージ
をプリント基板に実装する際には、全ての半田ボールが
プリント基板上のそれぞれの電極に確実に半田付けされ
る必要があり、そのためにはパッケージ基板に接合され
た半田ボールの頭が全て揃っていることが望ましく、仮
に不揃いでもそのバラツキが許容範囲内（ボールの頭と
プリント基板との間に生じる隙間が溶融した半田で充填
可能な狭さ）でなければならない。しかしこれは、図２
の工程を基本とする従来の方法では容易なことではなか
った。
をプリント基板に実装する際には、全ての半田ボールが
プリント基板上のそれぞれの電極に確実に半田付けされ
る必要があり、そのためにはパッケージ基板に接合され
た半田ボールの頭が全て揃っていることが望ましく、仮
に不揃いでもそのバラツキが許容範囲内（ボールの頭と
プリント基板との間に生じる隙間が溶融した半田で充填
可能な狭さ）でなければならない。しかしこれは、図２
の工程を基本とする従来の方法では容易なことではなか
った。
【０００６】即ち図２の工程から得られたＢＧＡパッケ
ージを例示する図３において、半田ボールの頭が揃うと
いうことは、全てのボールが直線５０で示される仮想平
面に接することである。この仮想平面はまた、現実には
実装する相手部材のプリント基板などを意味する。
ージを例示する図３において、半田ボールの頭が揃うと
いうことは、全てのボールが直線５０で示される仮想平
面に接することである。この仮想平面はまた、現実には
実装する相手部材のプリント基板などを意味する。
【０００７】一方、図２から明らかなように従来の方法
ではパッケージ基板の上にボールを載せてハンダ付けす
るので、パッケージ基板の底面からボールの頭までの距
離は個々のボールの直径およびパッケージ基板に印刷さ
れた半田ペースト１１の量のバラツキ，パッケージ基板
の板厚および基板自体の反りや歪みの如何等の要因の総
和に左右されるため、ボール個々の頭の高さが不揃いに
なる。その結果図３の曲線（曲面）５１に示すように、
仮想平面５０に対して個々のボール毎に異なる大きさの
偏差５２（この値が大きいほど面としての平坦度が劣る
ことになる）を生じることは避けられない。
ではパッケージ基板の上にボールを載せてハンダ付けす
るので、パッケージ基板の底面からボールの頭までの距
離は個々のボールの直径およびパッケージ基板に印刷さ
れた半田ペースト１１の量のバラツキ，パッケージ基板
の板厚および基板自体の反りや歪みの如何等の要因の総
和に左右されるため、ボール個々の頭の高さが不揃いに
なる。その結果図３の曲線（曲面）５１に示すように、
仮想平面５０に対して個々のボール毎に異なる大きさの
偏差５２（この値が大きいほど面としての平坦度が劣る
ことになる）を生じることは避けられない。
【０００８】そして、この偏差が前述の許容範囲を超え
た箇所では、ボールとプリント基板との半田付け（電気
的接続）がなされないことになる。これが実装不良を生
じる原因の一つであり、製品歩留まりの上で大きな問題
になっていた。
た箇所では、ボールとプリント基板との半田付け（電気
的接続）がなされないことになる。これが実装不良を生
じる原因の一つであり、製品歩留まりの上で大きな問題
になっていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、図２の従来方
式を上下転倒させてみるという逆転の発想に基づいて従
来の問題点を一挙に解消したものであって、即ち本発明
は、表面が平坦で滑らかに仕上げられている定盤上の所
定の位置に半田ボールを配列させておき、その上にパッ
ケージ基板を半田ペーストの印刷面を下向きに載せ、そ
の状態で加熱してボールをパッケージ基板に半田付けす
ることを骨子とするものである。
式を上下転倒させてみるという逆転の発想に基づいて従
来の問題点を一挙に解消したものであって、即ち本発明
は、表面が平坦で滑らかに仕上げられている定盤上の所
定の位置に半田ボールを配列させておき、その上にパッ
ケージ基板を半田ペーストの印刷面を下向きに載せ、そ
の状態で加熱してボールをパッケージ基板に半田付けす
ることを骨子とするものである。
【００１０】
【発明の実態の形態】以下本発明を、その一実施例につ
いて詳細に説明する。図１において、４０は定盤で、そ
の表面は所要の精度で平坦に，且つ滑らかに仕上げられ
ている。半田ボール２０は直接この定盤の上に配列され
るが、その位置決めのため、平板状の位置決め治具３０
を用いる。この治具にはパッケージ基板１０の半田ボー
ル接合箇所に対応する位置に孔３１が設けられている
が、図２の従来方式における治具の場合とは次の点で異
なっている。
いて詳細に説明する。図１において、４０は定盤で、そ
の表面は所要の精度で平坦に，且つ滑らかに仕上げられ
ている。半田ボール２０は直接この定盤の上に配列され
るが、その位置決めのため、平板状の位置決め治具３０
を用いる。この治具にはパッケージ基板１０の半田ボー
ル接合箇所に対応する位置に孔３１が設けられている
が、図２の従来方式における治具の場合とは次の点で異
なっている。
【００１１】即ち本発明における治具３０は、孔３１の
形状が図示の如く直円筒状の場合はその板厚を半田ボー
ルの半径より小さく，孔３１の形状が漏斗状の場合は板
厚を半田ボールの直径より小さく作られ、また、孔３１
は半田ボールが通過できない大きさに、且つ、半田ボー
ルが定盤４０に接した状態で孔３１の縁または内面と半
田ボールとの間に僅かな遊びがある大きさに作られる。
形状が図示の如く直円筒状の場合はその板厚を半田ボー
ルの半径より小さく，孔３１の形状が漏斗状の場合は板
厚を半田ボールの直径より小さく作られ、また、孔３１
は半田ボールが通過できない大きさに、且つ、半田ボー
ルが定盤４０に接した状態で孔３１の縁または内面と半
田ボールとの間に僅かな遊びがある大きさに作られる。
【００１２】図１の例では位置決め治具３０が定盤４０
に密接し、孔３１の形状が直円筒状になっているが、治
具の板厚および孔の大きさが前記の条件を満たす限り、
治具と定盤との間に足を設けて治具のみを浮かせること
も可能であり、孔が直円筒状以外の形状でも差し支えな
い。なお定盤４０の周辺部の縁４１は基板と治具との位
置合わせのためのものであるが、これを治具に設けても
よく、別個の固定手段を用いてもよい。
に密接し、孔３１の形状が直円筒状になっているが、治
具の板厚および孔の大きさが前記の条件を満たす限り、
治具と定盤との間に足を設けて治具のみを浮かせること
も可能であり、孔が直円筒状以外の形状でも差し支えな
い。なお定盤４０の周辺部の縁４１は基板と治具との位
置合わせのためのものであるが、これを治具に設けても
よく、別個の固定手段を用いてもよい。
【００１３】作業の段取りは先ずこの治具の上に半田ボ
ールを整列させるが、それにはこの治具３０に多数の半
田ボールを載せて揺動するのが簡便で、所要数の半田ボ
ールが孔３１にそれぞれ納まり過剰のものは治具から落
ちる。この状態で治具３０を定盤４０に載せれば、全て
の半田ボールがその頭（図１では下側）を定盤４０に当
接させ、平坦に揃った状態で整列する。次いで、その上
にパッケージ基板１０を、半田ペースト印刷面を下向き
に載せて加熱すれば、半田ボールのパッケージ基板への
半田付けが完了する。
ールを整列させるが、それにはこの治具３０に多数の半
田ボールを載せて揺動するのが簡便で、所要数の半田ボ
ールが孔３１にそれぞれ納まり過剰のものは治具から落
ちる。この状態で治具３０を定盤４０に載せれば、全て
の半田ボールがその頭（図１では下側）を定盤４０に当
接させ、平坦に揃った状態で整列する。次いで、その上
にパッケージ基板１０を、半田ペースト印刷面を下向き
に載せて加熱すれば、半田ボールのパッケージ基板への
半田付けが完了する。
【００１４】この際、半田ボールの頭は定盤に倣って平
坦に揃っている半面、基板と個々の半田ボールとの間隔
には、前述の諸要因によるバラツキがある。しかし、基
板に印刷される半田ペーストの厚みは通常１５０μｍ前
後，半田付け後の基板と半田ボールとの間隔は平均３０
μｍ程度であり、しかも半田ペーストが半田ボールの上
に位置して溶融するので間隔のバラツキは問題なく吸収
され、各半田ボールと基板が確実に接合される。
坦に揃っている半面、基板と個々の半田ボールとの間隔
には、前述の諸要因によるバラツキがある。しかし、基
板に印刷される半田ペーストの厚みは通常１５０μｍ前
後，半田付け後の基板と半田ボールとの間隔は平均３０
μｍ程度であり、しかも半田ペーストが半田ボールの上
に位置して溶融するので間隔のバラツキは問題なく吸収
され、各半田ボールと基板が確実に接合される。
【００１５】また、万一接合しない半田ボールがあって
も、基板を取り出した後の治具上に残るので容易に発見
され、その時点で対策することができる。従ってこの方
法においては、不良のまま次工程に送られることは殆ど
ない。
も、基板を取り出した後の治具上に残るので容易に発見
され、その時点で対策することができる。従ってこの方
法においては、不良のまま次工程に送られることは殆ど
ない。
【００１６】次いで基板１０を持ち上げれば位置決め治
具３０は定盤４０の上に残り、完成したＢＧＡパッケー
ジが取り出される。この取り出し作業も、図２の従来方
式の場合は半田ボールと治具の孔３１とが嵌め合いにな
っているため、治具と基板の分離に細心の注意を要する
のに対して、本発明の場合には基板に接合された半田ボ
ールは治具の孔に乗っているに過ぎないので、容易に取
り出すことができる。また段取りに際して、図２の従来
方式では基板の上に半田ボールを並べる関係で基板の先
行準備を要するのに対して、本発明では基板と関係な
く、別のラインで段取りを進めることができる。
具３０は定盤４０の上に残り、完成したＢＧＡパッケー
ジが取り出される。この取り出し作業も、図２の従来方
式の場合は半田ボールと治具の孔３１とが嵌め合いにな
っているため、治具と基板の分離に細心の注意を要する
のに対して、本発明の場合には基板に接合された半田ボ
ールは治具の孔に乗っているに過ぎないので、容易に取
り出すことができる。また段取りに際して、図２の従来
方式では基板の上に半田ボールを並べる関係で基板の先
行準備を要するのに対して、本発明では基板と関係な
く、別のラインで段取りを進めることができる。
【００１７】この様にして得られたＢＧＡパッケージの
平坦度を調べたところ、図２の従来方式による製品の±
１００μｍ以下に対して、±５０μｍ以下と半減してい
た。この値は前述の許容範囲に余裕をもって収まる値で
あり、この結果、半田ボール（接続突起）の不揃いに起
因する実装不良をほぼ皆無とすることができた。
平坦度を調べたところ、図２の従来方式による製品の±
１００μｍ以下に対して、±５０μｍ以下と半減してい
た。この値は前述の許容範囲に余裕をもって収まる値で
あり、この結果、半田ボール（接続突起）の不揃いに起
因する実装不良をほぼ皆無とすることができた。
【００１８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明はＢＧＡパ
ッケージ等の半導体装置における接続突起の高さの不揃
いを解消して実装信頼性を高め、併せて段取り工程の合
理化，製品取り出しの容易さなど製造工程の効率化にも
寄与するものである。従って、本発明の実施による製品
の品質面，ならびに経済上の利益は極めて大きい。
ッケージ等の半導体装置における接続突起の高さの不揃
いを解消して実装信頼性を高め、併せて段取り工程の合
理化，製品取り出しの容易さなど製造工程の効率化にも
寄与するものである。従って、本発明の実施による製品
の品質面，ならびに経済上の利益は極めて大きい。
【図１】本発明の接合方法およびその装置を説明する図
面である。
面である。
【図２】従来の接合方法およびその装置を説明する図面
である。
である。
【図３】従来の方法における問題点を説明する図面であ
る。
る。
１０…パッケージ基板，１１…半田ペースト ２０…半田ボール（接続突起） ３０…位置合わせ治具，３１…孔，３２…縁 ４０…定盤，４１…縁 ５０…仮想平面，５１…仮想曲面
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体装置の基板上所定の位置にボール
状の接続突起をその頭を揃えて接合する方法において、
上面が平滑な定盤の上に基板の接続突起接合箇所に対応
する位置に孔を備えその板厚がボール状接続突起の径よ
り薄い平板状の位置決め治具を載せ、この治具の孔に載
せた接続突起の頭が定盤に当接した状態でその上に基板
を、その半田ペースト付着面を下向きに重ねて加熱する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 半導体装置の基板上所定の位置にボール
状の接続突起をその頭を揃えて接合する装置において、
上面が平滑な定盤と、接続突起を載せてこの定盤上の所
定の位置に配列させる孔開き平板状の位置決め治具と、
この位置決め治具と接続突起の上に半田ペースト付着面
を下に向けて重ねた基板との横ずれを防止する拘束手段
とからなり、位置決め治具に設けた孔はボール状の接続
突起の頭が定盤に当接する大きさであり、定盤で頭の揃
った接続突起を半田ペーストにより基板に接合するよう
構成されたことを特徴とする、半導体装置の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8015539A JPH09213742A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 半導体装置の製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8015539A JPH09213742A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 半導体装置の製造方法および製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09213742A true JPH09213742A (ja) | 1997-08-15 |
Family
ID=11891609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8015539A Pending JPH09213742A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 半導体装置の製造方法および製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09213742A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990051221A (ko) * | 1997-12-19 | 1999-07-05 | 김영환 | 볼 그리드 어레이 패키지의 솔더 볼 형성방법 |
| WO2011161514A3 (en) * | 2010-05-03 | 2012-03-15 | A. Raymond Et Cie | Pick and bond method for attachment of adhesive element to substrate |
-
1996
- 1996-01-31 JP JP8015539A patent/JPH09213742A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990051221A (ko) * | 1997-12-19 | 1999-07-05 | 김영환 | 볼 그리드 어레이 패키지의 솔더 볼 형성방법 |
| WO2011161514A3 (en) * | 2010-05-03 | 2012-03-15 | A. Raymond Et Cie | Pick and bond method for attachment of adhesive element to substrate |
| CN103069177A (zh) * | 2010-05-03 | 2013-04-24 | 阿雷蒙公司 | 将粘合剂元件连接至基板的拾取和粘结方法 |
| CN103080568A (zh) * | 2010-05-03 | 2013-05-01 | 阿雷蒙公司 | 用于向基板移送粘合剂元件的拾取和粘结的方法及装置 |
| US20130112351A1 (en) * | 2010-05-03 | 2013-05-09 | A. Raymond Et Cie | Pick And Bond Method For Attachment Of Adhesive Element To Substrate |
| US9266689B2 (en) * | 2010-05-03 | 2016-02-23 | A. Raymond Et Cie | Pick and bond method for attachment of adhesive element to substrate |
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