(57)【要約】【課題】半田ボールの仮固定を確実に行うとともに、リフローによる溶着を確実に行えるようにする。【解決手段】樹脂モールドされる半導体チップを設けた基板の裏面に有底凹部を形成し、同有底凹部に半田ボールを着設してバンプを形成したＢＧＡ型半導体装置において、前記有底凹部は半田ボールの載置部分の周りに設けた溝とし、この溝に半田ボールに塗布したフラックスを噛み込ませて半田ボールを安定保持させるとともに、リフロー時には半田ボールが溶融した溶融半田を溝内に流入させるようにした。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂モールドされる半導体チップを設けた基板の裏面に有底凹部を形成し、同有底凹部に半田ボールを着設してバンプを形成したＢＧＡ型半導体装置において、
前記有底凹部は半田ボールの載置部分の周りに設けた溝とし、この溝に半田ボールに塗布したフラックスを噛み込ませて半田ボールを安定保持させるとともに、リフロー時には半田ボールが溶融した溶融半田を溝内に流入させるようにしたことを特徴とするＢＧＡ型半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＢＧＡ型半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＢＧＡ型半導体装置の基板裏面には、外部端子となる半田バンプが形成されており、かかる半田バンプを形成する作業は、従来、以下の手順によるものであった。
【０００３】
すなわち、図８に示すように、基板に形成されたボールパターンに対応するように多数の吸着ノズルを配列したボール吸着装置100に半田ボール200を吸着し（図８（ａ））、次いで半田ボール200の下部にフラックス300を塗布し（図８（ｂ））、次いで基板400上のボールパターンに半田ボール200を移載してフラックス300による仮固定の後（図８（ｃ）、（ｄ））、リフローすることにより半田ボール200を溶着固定してバンプを形成していた（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【特許文献１】特開平８−３３０４７３号公報
【特許文献２】特開平８−９７３２５号公報
【特許文献３】特開平９ー５１０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記した作業では、基板400に移載された半田ボール200はリフローするまではフラックス300の粘性に頼った仮固定なので、安定性が悪くボールずれが発生しやすいという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明では、樹脂モールドされる半導体チップを設けた基板の裏面に有底凹部を形成し、同有底凹部に半田ボールを着設してバンプを形成したＢＧＡ型半導体装置において、前記有底凹部は半田ボールの載置部分の周りに設けた溝とし、この溝に半田ボールに塗布したフラックスを噛み込ませて半田ボールを安定保持させるとともに、リフロー時には半田ボールが溶融した溶融半田を溝内に流入させるようにした。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、樹脂モールドされる半導体チップを設けた基板の裏面に有底凹部を形成し、同有底凹部に半田ボールを着設してバンプを形成したＢＧＡ型半導体装置において、前記有底凹部は半田ボールの載置部分の周りに設けた溝とし、この溝に半田ボールに塗布したフラックスを噛み込ませて半田ボールを安定保持させるとともに、リフロー時には半田ボールが溶融した溶融半田を溝内に流入させることにより、半田ボールに塗布したフラックスが溝に流入し、半田ボールと絶縁基板との間でフラックスの粘性により半田ボールを保持する力がより増強され、半田ボールの仮固定が確実となる。また、リフローにより半田ボールが溶融するとその溶融半田が溝内に流入し埋め尽くすことによって確実に溶着させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、樹脂モールドされる半導体チップを設けた基板の裏面に有底凹部を形成し、同有底凹部に半田ボールを溶着してバンプを形成したＢＧＡ型半導体装置に係るものである。
【０００８】
すなわち、ＢＧＡ型半導体装置の基板は、スルーホールを形成したガラスエポキシ樹脂等からなり、表面に設けた半導体チップと、裏面に設けたバンプ（接続用突起）とを前記スルーホールで接続している。
【０００９】
かかるバンプを形成するために、半田ボールを基板の裏面に形成したボールパターンに溶着するものであるが、この溶着するに際し、本発明では、予め基板裏面に有底凹部を形成し、同有底凹部に半田ボールを移載して安定した状態で保持し、その後リフローして溶着するようにしている。
【００１０】
したがって、ボールずれを生起するおそれがなくなり半田ボールの溶着を確実に行えるとともに、リフローしてバンプを形成した場合にバンプ高さが一定するので品質が向上し、ＢＧＡ型半導体装置としての実装精度を向上させることができ、製品としての歩留まりが向上する。
【００１１】
また、上記有底凹部内に半田ボールを載置した状態で、同凹部と半田ボールとの間に空隙が形成されるような凹部形状とすると、半田ボールに塗布したフラックスが空隙内に流入し、半田ボールと基板との間でフラックスが半田ボールをその粘性によって保持する力が増し、半田ボールの仮固定が確実となるとともに、リフローにより半田ボールが溶融するとその溶融半田が空隙内に流入し埋め尽くすことによって確実に溶着させることができる。
【００１２】
しかも、溶融半田の流出がなくなるので、隣接する半田ボールとブリッジしたりするおそれもなくなる。
【００１３】
なお、かかる有底凹部を形成したことにより、例えばフラックスを半田ボールに塗布するのではなく、有底凹部内に塗着することもでき、半田ボールの下部表面に塗布するよりもフラックス量が全体的に一定となり、安定した半田ボールの仮固定が可能となる。この場合、フラックス量を適切な量で供給することができるので、リフロー後にフラックスが基板上に残る率も低減し、リフロー後の洗浄作業を能率的に行える。
【００１４】
以下、添付図に基づいて、本発明の実施例を説明する。
【００１５】
図１に一実施形態のＢＧＡ型半導体装置１を示している。
【００１６】
ＢＧＡ型半導体装置１は、ガラスエポキシ樹脂等からなる絶縁基板２の表面に半導体チップ３をＡｇペースト４を介して固着し、同半導体チップ３の上面に設けたバンプと絶縁基板２の表面に形成したインナーリード５とをボンディングワイヤ６により接続するとともに、半導体チップ３を熱硬化性を有するモールド樹脂７により封止し、さらに、絶縁基板２の裏面に、複数の半田バンプ８を固着している。９はレジスト膜、10はスルーホールである。
【００１７】
前記半田バンプ８は、従来技術の欄で説明した手順によって半田ボール80をリフローして溶着したものであるが、かかるＢＧＡ型半導体装置１において、本発明の要旨となるのは、上記絶縁基板２の裏面に有底凹部20を形成し、同有底凹部20に半田ボール80を着設して半田バンプ８を形成したことにある。
【００１８】
有底凹部20としては、図２に示すように、底部21を碗状としたものや、図３に示すように、底部21を平坦に形成したもの、またその変形例として、図４に示すように、平坦な底部21から上方に向けて拡開したテーパ側面22を有する形状としたもの等とすることができる。図中、81はフラックスである。
【００１９】
いずれにしても、かかる有底凹部20に半田ボール80を移載すると、半田ボール80が転がったりするおそれがなく、しかも、半田ボール80と絶縁基板２間においてフラックス81が半田ボール80の下部をその粘性でしっかりと保持することができ、安定した状態を維持することができ、ボールずれを生起するおそれがなくなる。
【００２０】
したがって、その後リフローすると半田ボール80の溶融半田が有底凹部２内に流入し、半田ボール80は絶縁基板２に確実に溶着してバンプを形成することになるので、バンプの欠けやバンプ高さの不揃いといった不具合を生起するおそれがなく、さらに、リフローしてバンプを形成した場合にバンプ高さが一定するので品質が向上し、ＢＧＡ型半導体装置１の実装精度を向上させることができるので、不良品の発生が低減されて歩留まりが向上する。
【００２１】
特に、図３及び図４に示したように、有底凹部20を、同凹部20内に半田ボール80を載置した状態で、半田ボール80との間に空隙Ｑが形成される形状とするとよい。
【００２２】
かかる形状とすることにより、半田ボール80に塗布したフラックス81が空隙Ｑに流入し、半田ボール80と絶縁基板２との間でフラックス81の粘性により半田ボール80を保持する力が増し、半田ボール80の仮固定が確実となるとともに、リフローにより半田ボール80が溶融するとその溶融半田が空隙Ｑ内に流入し埋め尽くすことによって確実に溶着させることができる。
【００２３】
ところで、上記してきた実施例における有底凹部20は、図５に示すように、矩形形状等のように、平面視で異形形状とすることが好ましく、同有底凹部20の隅部と半田ボール80との間に間隙20'が形成されるので、リフロー時にフラックス81が蒸発しやすく、フラックス81を除去するための洗浄が容易かつ能率的に行える。
【００２４】
本発明では、図６に示すように、有底凹部20を溝状に形成しているものである。
【００２５】
これは、半田ボール80の載置部分の周りに、有底凹部20として平面視ロ字状に溝23を設けたものであり、この場合、フラックス81が溝23内に噛み込み、平たく流れることがないのでその粘性によるボール保持力が高まり、半田ボール80の安定保持が可能となる。
【００２６】
さらに、リフロー時にあっては、この場合も溶融半田が溝23内に流入し埋め尽くすことによって確実に溶着させることができるとともに、溶融半田が溝23内に流入するので半田が確実に絶縁基板２と接合し、さらに、半田の周辺への流出がなく、隣接するバンプ同士がブリッジしたりするおそれもなくなる。また、前述したように、リフロー時にフラックス81が蒸発しやすく、フラックス81を除去するためのリフロー後の洗浄が容易かつ能率的に行える。
【００２７】
なお、溝23をロ字状に代えてリング状としたり、あるいは不連続の複数の溝23を設けても構わない。
【００２８】
このように、絶縁基板２上に上述した有底凹部20を形成したことにより、半田ボール80を絶縁基板２上に載置する工程において、フラックス81を半田ボール80の下部に塗布する代わりに、図７に示すように、有底凹部20内にフラックス81を塗着して半田ボール80を仮固定することもできる。
【００２９】
この場合、フラックス81の量を一定化することができるので、半田ボール80の安定した仮固定を行える。
【００３０】
また、フラックス81の量を適切な量で供給することができるので、リフロー後にフラックス81が絶縁基板２上に残る率も低減し、リフロー後に行っている洗浄作業が容易で、かつ能率的となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施例に係るＢＧＡ型半導体装置の説明図である。
【図２】絶縁基板の裏面に設けた有底凹部の一形態を示す説明図である。
【図３】絶縁基板の裏面に設けた有底凹部の一形態を示す説明図である。
【図４】絶縁基板の裏面に設けた有底凹部の一形態を示す説明図である。
【図５】平面視で異形形状とした有底凹部の説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る有底凹部の説明図である。
【図７】有底凹部にフラックスを塗着した状態を示す説明図である。
【図８】従来のＢＧＡ型半導体装置における半田ボール載置工程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  ＢＧＡ型半導体装置
２  絶縁基板
20  有底凹部
23  溝
80  半田ボール
81  フラックス
Ｑ  空隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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