(57)【要約】【課題】  画像認識による視角的な検査を的確に行うことができると共に、ボイドの発生を防止して高い信頼性を有する半導体装置およびその製造方法を実現する。【解決手段】  本発明の半導体装置の製造方法は、半導体チップ２上に、鉛フリー半田からなる半田ボール３を形成する工程と、半田ボール３の電気的特性を検査する工程と、検査工程の後に半田ボール３を再成型する工程とを有している。また、本発明の半導体装置１は、半導体チップ２と、該半導体チップ２上に設けられた半田ボール３とを備え、回路基板と電気的に接続されるものであり、半田ボール３が鉛フリー半田からなっていると共に、半田ボール再成型により、回路基板と電気的に接続する部分が平面である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体上に、無鉛半田からなる接続端子を形成する端子形成工程と、
上記接続端子の電気的特性を検査する検査工程と、
上記検査工程の後に接続端子を再成型する再成型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。
【請求項２】
上記再成型工程は、接続端子の一部を平面状に研磨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。
【請求項３】
上記再成型工程は、接続端子の表面全体を研磨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。
【請求項４】
上記再成型工程は、接続端子を加熱して半田を溶融した後に、加熱を停止して半田を凝固させ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。
【請求項５】
上記検査工程は、接続端子の側面に検査装置を接触させることにより行われることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
半導体と、該半導体上に設けられた接続端子とを備え、他の電子部品と電気的に接続される半導体装置において、
上記接続端子は、無鉛半田からなっていると共に、他の電子部品と電気的に接続する部分が平面であることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
半導体と、該半導体上に設けられた接続端子とを備え、他の電子部品と電気的に接続される半導体装置において、
上記接続端子は、無鉛半田からなっていると共に、半球状に設けられていることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体およびその製造方法に関するものである。より詳しくは、鉛フリー半田を使用したＢＧＡ(Ball Grid Array)タイプの半導体装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の軽量化、小型化に伴い、半導体装置の高密度化、薄型化への要求がますます高まっている。これらの要求に対応して、ＢＧＡタイプの半導体装置が広く用いられるようになっている。
【０００３】
これらＢＧＡタイプの半導体装置は、外部接続端子として半球状の半田ボールが設けられている。上記半導体装置は、半田ボールをリフローすることにより回路基板に実装される。すなわち、リフロー装置において半導体装置を加熱し、溶融した半田ボールと回路基板上の半田ペーストとを接続することによって、半導体装置が回路基板に実装されるようになっている。
【０００４】
ところが、半田ボールを回路基板に実装する際には、半田ペーストに含有されているフラックス等の溶剤が気化することによって、リフロー処理後の半田ボール内に空気孔（ボイド）が発生することがある。ボイドが存在した状態における半導体装置は、落下や衝撃が加わることによって、ボイドからクラックが発生してしまい、品質の低下を招くこととなる。このため、半導体装置と回路基板とをリフロー実装する場合であってもボイドの発生を防止する技術が開示されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００５】
また、上記半導体装置を回路基板に実装する前には、半導体装置に設けられた半田ボールが適切に設けられているか否かを調べるために電気的特性が検査される。この検査は、半導体装置の全ての半田ボールに対して、先の尖った検査用ピンを接触させることによって行われる。
【０００６】
この場合、検査用ピンの接触により半田ボールの表面に傷・へこみ・欠損等を発生させることがある。このため、これら傷・へこみ・欠損等を発生させることなく電気的特性を検査する構成が開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００７】
なお、一般に、上記半田ボールに用いられる半田としては、作業性および製品の信頼性の点から錫・鉛共晶半田と呼ばれる、鉛を多く含有する半田が広く使用されてきた。ところが、このような鉛を含有する半田を使用した回路基板を含む使用済の電気・電子製品が廃棄物として屋外に放置されたり、埋立処分されたりすると、廃棄物から溶け出した鉛によって地下水が汚染されて飲料水に混入し、人体に悪影響を及ぼす恐れがあるという問題がある。このことから、鉛を含有する半田を使用した回路基板を含む使用済の電気・電子製品は、鉛を含む汚染水が漏出しないように管理された管理型処分場に埋立処分されている。
【０００８】
環境汚染をより一層防止するためには、使用済の電気・電子製品を解体（分解）および分別し、回路基板を取り出した後、回路基板から鉛を分離回収することが考えられる。しかしながら、鉛の分離回収は、手間がかかると共に、回収コストが新しい鉛を購入する価格と比べてかなり高いため実現は困難である。
【０００９】
そこで、近年、環境汚染をより確実に防止すると共に、リサイクルを容易にするため、錫・鉛共晶半田から、鉛を含有しない半田（無鉛半田、鉛フリー半田）への切替えが行われている。これに伴い、ＢＧＡタイプの半導体装置に設けられた半田ボールにも鉛フリーの半田が使用されている。
【特許文献１】特開２００３−９２４６５号公報（平成１５年(2003)３月２８日公開）
【特許文献２】特開平１１−２７４２２６号公報（平成１１年(1999)１０月８日公開）
【特許文献３】特開平１１−２６６０７３号公報（平成１１年(1999)９月２８日公開）
【特許文献４】特開平９−２２９２９号公報（平成９年(1997)１月２１日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の錫・鉛共晶半田を用いた半田ボールの場合には、半田ボールの表面に酸化膜等の絶縁被膜が形成されることは少ない。このため、電気的特性の検査を、検査用ピンを用いて行った場合であっても半田ボール表面に傷が発生することは少ない。従って、特許文献４に記載の構成を用いて電気的特性を検査することも可能になる。
【００１１】
これに対して、鉛フリー半田を用いた半田ボールの場合には、半田ボールの表面に酸化膜等の絶縁被膜が形成されていることが多い。これは、鉛フリー半田には鉛が含有されていないので錫の含有割合が多くなり、半田ボールの表面が酸化しやすくなっているためと考えられる。
【００１２】
このため、鉛フリー半田を用いた半田ボールの場合には、特許文献４に記載の構成とした場合であっても、半田ボール表面には絶縁被膜があり、検査用ピンと半田ボールとの良好な電気的接続を得ることができない場合がある。すなわち、鉛フリー半田を用いた場合には、特許文献４の構成を用いて電気的特性を検査することは困難である。
【００１３】
従って、鉛フリー半田を用いた場合の電気的特性の検査は、検査用ピンを用いて絶縁被膜を削り取り、半田ボールと検査用ピンとの電気的な接続を確保して行う必要がある。このため、電気的特性の検査用ピンの先は鋭角になっている。
【００１４】
検査用ピンの先を鋭角にして、半田ボール表面の絶縁被膜を削り取る場合には、半田ボールと検査用ピンとの電気的接続を可能にするものの、検査用ピンの先で絶縁被膜より内側の半田ボール自体をも傷つけてしまうことは避けられない。また、電気的特性の検査は、検査用ピンを複数回半田ボールに接触させることによって行われるため、接触の度に傷をつけてしまうこととなる。従って、検査後の半田ボールの表面には傷が多く発生してしまう。
【００１５】
このように、半田ボール表面に傷が多く発生してしまうと、以下に示す問題点を招来する。
【００１６】
半導体装置に設けられた半田ボールの電気的特性の検査が終了した後には、全ての半田ボールが適切に設けられているか否かを視覚的に検査する。この検査は、画像認識装置を用いて、半田ボール側から半導体装置を見ることにより行われる。画像認識の結果、全ての半田ボールが適切に配置されていると共に、変形または異物の混入等の不具合が確認されない場合に合格となる。
【００１７】
しかしながら、上述のように、電気的特性の検査は、半田ボールの表面を傷つけることによって行われる。半田ボール表面に傷があると、画像認識による視覚的な検査の際に、半田ボールの形成が正常に行われていないと判断され、不合格とされてしまう場合がある。すなわち、半導体装置は正常に製造されていた場合であっても、視覚的な検査の段階で誤った判断をしてしまう場合があるという問題点を有する。
【００１８】
また、図１０に示すように、半導体装置５０と回路基板５１とのリフロー実装を行う際に、半田ボール５２表面に傷の有る状態で行った場合には、半田ボール５２の傷と回路基板５１の半田ペーストとの間に空気が閉じ込められた空間５３ができる。このように、半田ボールの傷による空間がある場合には、例え特許文献１ないし３のようにボイドの発生を防止する構成を有する場合であっても、図１１に示すように、リフロー実装後にはこの空間に閉じ込められた空気に起因する空気孔（ボイド）５４が存在してしまうという問題点を有する。
【００１９】
ボイドが存在すると上述のように、半導体装置の品質の低下を招くこととなる。また、半田ボールの傷と半田ペーストとの間に空気を閉じ込めた状態でリフロー実装を行った場合には、リフロー熱で空気が膨張して水蒸気爆発が起こる可能性もある。この場合においては、隣接する半田ボールが短絡してしまい、品質の低下を招くどころか製品として使用不可能になってしまう。
【００２０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気的特性の検査後に半田ボールを再成型して半田ボール表面の傷を無くすことによって、画像認識による視角的な検査を的確に行うことができると共に、ボイドの発生を防止して高い信頼性を有する半導体装置およびその製造方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記課題を解決するために、半導体上に、無鉛半田からなる接続端子を形成する端子形成工程と、上記接続端子の電気的特性を検査する検査工程と、上記検査工程の後に接続端子を再成型する再成型工程とを有することを特徴としている。
【００２２】
上記の構成によれば、まず、半導体上に接続端子を形成する端子形成工程が行われる。半導体とは例えば半導体チップであり、接続端子はこの半導体と電気的に接続している。また、接続端子は他の電子部品と電気的に接続する端子でもあり、例えば半田ボールを挙げることができる。すなわち、半導体上の接続端子を介して、半導体と他の電子部品とを電気的に接続することが可能になる。他の電子部品とは例えば回路基板である。
【００２３】
接続端子を半導体上に形成した後には、接続端子の電気的特性を検査する検査工程が行われる。接続端子の電気的特性とは、入出力特性や静特性等である。電気的特性の検査は、接続端子に検査用部材を接触させ、電気的に導通させることにより行われる。接続端子は、無鉛半田からなっているため、その表面には絶縁被膜が形成されている。このため、電気的導通は、例えば、先端が鋭角な検査用部材を用いて接続端子の表面に存在する絶縁被膜を削り取ることにより実現できる。
【００２４】
そして、接続端子を再成型する再成型工程が行われる。再成型工程は、半導体上に形成した接続端子を再度成型し直すものである。検査工程の後に再成型工程を行うことにより、検査工程の際に発生した接続端子の傷をなくすことができる。
【００２５】
その結果、得られた半導体装置に対して行われる画像認識による視覚的な検査を的確に行うことが可能となる。また、半導体装置を他の電子部品と電気的に接続する際に、接続部分にボイドが発生することを防止でき、信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
【００２６】
本発明に係る半導体装置の製造方法では、上記再成型工程は、接続端子の一部を平面状に研磨することが好ましい。接続端子の一部とは、接続端子における他の電子部品と電気的に接続する部分である。上記接続端子における他の電子部品と接続する部分を平面状に研磨することにより、検査工程の際に発生した接続端子の傷をなくすことができる。その結果、視覚的な検査を的確に行うことが可能になると共に、信頼性の高い半導体装置を得ることができる（本製造方法にて得られた半導体装置を「１の半導体装置」と称する）。
【００２７】
本発明に係る半導体装置の製造方法では、上記再成型工程は、接続端子の表面全体を研磨することが好ましい。上記接続端子の表面全体を研磨することにより、検査工程の際に発生した接続端子の傷をなくすことができる。その結果、視覚的な検査を的確に行うことが可能になると共に、信頼性の高い半導体装置を得ることができる（本製造方法にて得られた半導体装置を「２の半導体装置」と称する）。
【００２８】
本発明に係る半導体装置の製造方法では、上記再成型工程は、接続端子を加熱して半田を溶融した後に、加熱を停止して半田を凝固させることが好ましい。上記接続端子の半田を加熱溶融した後に凝固させているため、検査工程の際に発生した接続端子の傷をなくした状態で接続端子を再成型することができる。その結果、視覚的な検査を的確に行うことが可能になると共に、信頼性の高い半導体装置を得ることができる（本製造方法にて得られた半導体装置を「３の半導体装置」と称する）。
【００２９】
本発明に係る半導体装置の製造方法では、上記検査工程は、接続端子の側面に検査装置を接触させることにより行われることが好ましい。側面とは、接続端子における他の電子部品と接続しない部分である。上記検査装置の例えば検査用ピンを、接続端子の側面に接触させているため、接続端子の傷は、側面に発生することとなる。半田ボールの側面は、画像認識に用いられる部分ではないため、例え傷があったとしても視覚的な検査を的確に行うことは可能である。また、半田ボールの側面は、半導体装置を他の電子部品と電気的に接続する際に接する部分ではないため、例え傷があったとしても接続端子内にボイドが発生することを抑制できる。その結果、信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
【００３０】
本発明に係る半導体装置は、上記課題を解決するために、半導体と、該半導体上に設けられた接続端子とを備え、他の電子部品と電気的に接続される半導体装置において、上記接続端子は、無鉛半田からなっていると共に、他の電子部品と電気的に接続する部分が平面であることを特徴としている。この半導体装置は、例えば上記１の半導体装置である。
【００３１】
上記の構成によれば、半導体上に接続端子が設けられている。半導体とは例えば半導体チップであり、接続端子はこの半導体と電気的に接続している。接続端子は他の電子部品と電気的に接続する端子でもあり、例えば半田ボールを挙げることができる。
【００３２】
また、接続端子は、無鉛半田からなっていると共に他の電子部品と電気的に接続する部分が平面になっている。このため、接続端子は、他の電子部品と接続する部分に凹部等のない滑らかな状態になっている。
【００３３】
従って、画像認識による視覚的な検査を的確に行うことが可能となる。また、他の電子部品と電気的に接続する際に、接続部分にボイドが発生することを防止でき、信頼性の高い半導体装置とすることができる。
【００３４】
本発明に係る半導体装置は、上記課題を解決するために、半導体と、該半導体上に設けられた接続端子とを備え、他の電子部品と電気的に接続される半導体装置において、上記接続端子は、無鉛半田からなっていると共に、半球状に設けられていることを特徴としている。この半導体装置は、例えば上記２の半導体装置や３の半導体装置である。
【００３５】
上記の構成によれば、半導体上には接続端子が設けられている。半導体とは例えば半導体チップであり、接続端子はこの半導体と電気的に接続している。接続端子は他の電子部品と電気的に接続する端子でもあり、例えば半田ボールを挙げることができる。
【００３６】
また、接続端子は、無鉛半田からなっていると共に半球状に設けられている。半球状とは、球体の一部分を通る平面で分けた一方の状態を指すものであり、球体の中心を通る平面にて分割されたものには限定されない。すなわち、完全な球体ではなく、平面状の断面を有する球体をいう。また、本発明における半球状とは、その表面に凹部等のない滑らかな状態をも含む。
【００３７】
従って、上記接続端子は、その表面に凹部等がなく滑らかであるので、画像認識による視覚的な検査を的確に行うことが可能となる。また、他の電子部品と電気的に接続する際に、接続部分にボイドが発生することを防止でき、信頼性の高い半導体装置とすることができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、以上のように、半導体上に、無鉛半田からなる接続端子を形成する端子形成工程と、上記接続端子の電気的特性を検査する検査工程と、上記検査工程の後に接続端子を再成型する再成型工程とを有している。また、本発明に係る半導体装置は、以上のように、接続端子は、無鉛半田からなっていると共に、他の電子部品と電気的に接続する部分が平面である。また、本発明に係る半導体装置は、以上のように、接続端子は、無鉛半田からなっていると共に半球状に設けられている。
【００３９】
従って、画像認識による視覚的な検査を的確に行うことが可能になると共に、他の電子部品と電気的に接続する際に、接続部分にボイドが発生することを防止でき、信頼性の高い半導体装置とすることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
〔実施の形態１〕
本発明の第１の実施の形態について図１ないし図５に基づいて説明すると以下の通りである。
【００４１】
図１は、本実施の形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、本実施の形態に係る半導体装置１は、半導体チップ（半導体）２に半田ボール（接続端子）３が複数設けられた、いわゆるＢＧＡ(Ball Grid Array)タイプの構成を有している。半田ボール３は、半導体チップ２に固着された状態で設けられており、他の電子部品（図示せず）との電気的接続に用いられるものである。
【００４２】
半田ボール３には、鉛を含有しない半田（無鉛半田、以下「鉛フリー半田」と称する）が用いられている。この鉛フリー半田としては、例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系の鉛フリー半田を挙げることができる。
【００４３】
また、半導体チップ２としては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等の集積回路（ＬＳＩ:Large Scaled Integrated circuit）を挙げることができる。また、他の電子部品は、半導体装置１と電気的に接続されるものであれば特に限定されるものではないが、本発明では他の電子部品として回路基板（硬質基板やフレキシブル基板等）を例に挙げて説明する。
【００４４】
本実施の形態における半田ボール３は、回路基板と電気的に接続する部分が平面（フラット）になっている。この接続部分は、半導体装置１と回路基板との電気的接続の際に、半田ボール３が回路基板上の半田ペーストと接触する部分である。この半田ボール３における回路基板と接続する部分を平面に加工する詳細な方法は後述するが、研磨により行うことができる。
【００４５】
なお、半田ボール３とは、半導体チップ２に設けられる前の状態をいい、半導体チップ２に設けられた後には外部との接続端子（半田バンプ（bump））として機能するものであるが、本発明では説明の便宜上、半導体チップ２に設けられた後においても「半田ボール」の用語を使用することとする。
【００４６】
次に、上記半導体装置１を製造する方法の一例について説明する。まず、半導体チップ２上に半田ボール３を形成する（端子形成工程）。具体的には、まず半導体チップ２上に半球状の半田ボール３を搭載する。そして、半田ボール３を搭載した半導体チップ２をリフロー装置にかけて、例えば最大２４０℃〜２６０℃の温度にて加熱する。これにより、半田ボール３は溶融し、半導体チップ２に固着される。すなわち、図２に示すように、半導体チップ２上に半田ボール３が形成される。
【００４７】
なお、半田の活性を高めるために半田ボール３にフラックスを塗布してもよく、予め含有させていてもよい。フラックスを半田ボール３に塗布する場合には、塗布した後に上記と同様にして加熱し半田ボール３を固着させることにより半導体チップ２上に半田ボール３を形成することができる。また、予め半田ボール３に含有させる場合には、半導体チップ２上に半田ボール３を搭載した後に、上記と同様に加熱して半田ボール３を固着させることにより半導体チップ２上に半田ボール３を形成することができる。
【００４８】
また、端子形成工程は上記方法に限定されるものではなく、半導体チップ２上に半田ペーストを印刷後、リフロー（加熱）することによって半田ボール３を形成することも可能である。
【００４９】
具体的には、半導体チップ２上に所定のマスク穴を有するメタルマスクを配設して、半田ペーストの印刷を行う。これにより、半田ペーストがマスク穴に印刷される。印刷後、メタルマスクを取り除き、リフロー装置にかけて、例えば最大２４０℃〜２６０℃の温度にて加熱する。これにより、半田ペーストは、溶融した後に半球状に凝固することとなる。すなわち、半導体チップ２上に半田ボール３が形成される。
【００５０】
なお、後述の方法においても、前述の方法と同様に、半田の活性を高めるために半田ボール３にフラックスを塗布してもよい。また、半田に予めフラックスを含有させていてもよい。この場合も、上記と同様にして半導体チップ２上に半田ボール３を形成することができる。
【００５１】
次に、半田ボール３の電気的特性を検査する（検査工程）。検査する電気的特性とは、入出力特性や静特性等である。この電気的特性の検査は、図３（ａ）（ｂ）に示す検査装置４を用いて行われる。検査装置４は、上下運動する検査用ピン５を有している。
【００５２】
なお、図４に示すように、鉛フリー半田からなる半田ボール３の表面には、絶縁被膜６が形成されていることが多い。このため、検査工程では、検査用ピン５を上下運動させて、検査用ピン５先端を半田ボール３に接触させ、半田ボール３表面の絶縁被膜６を削り取るようになっている。従って、検査用ピン５の先端は鋭角になっている。具体的には、検査用ピン５の先端は、絶縁被膜６を削り取ることができる程度の角度になっている。
【００５３】
半田ボール３表面の絶縁被膜６が削り取られると、半田ボール３は絶縁被膜６の無い部分にて検査用ピン５と接触して電気的に接続される。これにより、半田ボール３と検査用ピン５とが電気的に導通し、電気的特性が検査される。電気的特性の検査は、各特性毎に検査用ピン５を半田ボール３に接触させる必要があるため、検査用ピン５と半田ボール３との接触は複数回行われる。このため、図５に示すように、半田ボール３の表面には、検査用ピン５にて絶縁被膜６を削り取る際に生じる半田ボール傷７が複数発生する。
【００５４】
そこで、本発明では、検査工程の後に半田ボール３表面の再成型を行う（再成型工程）。本実施の形態における再成型工程は、検査工程の際に傷が発生した半田ボール３表面を研磨することにより行われる。
【００５５】
上記研磨は、半田ボール３表面に発生した半田ボール傷７を除去するように行えばよく、その方法については特に限定されるものではない。例えば、半田ボール３を研磨することができる研磨具を用いて行うことができる。この研磨具としては、例えばシート状のやすりを用いることができる。
【００５６】
研磨は、半田ボール３における回路基板と接続する部分、すなわち半田ボール３の傷７がある部分を研磨具でこすることによって行われる。具体的には、半田ボール３の傷７がある部分を、やすり等を用いて基板平面と水平方向にこすることによって行われる。そして、研磨は最も深い傷がなくなる程度まで行われる。研磨後は画像認識により半田ボール３に問題がないかを確認してもよい。これにより、図１に示すように、表面に傷がなく、回路基板と接続する部分が平面である半田ボール３を有する半導体装置１が製造される。半田ボール３における回路基板と接続する部分が平面であるため、画像認識による視覚的な検査を的確に行うことが可能となる。なお、図１や図５では半田ボール３表面に形成された絶縁被膜６は省略されている。
【００５７】
上記半導体装置１を回路基板に実装する場合には、リフロー実装にて行うことができる。すなわち、半導体装置１と回路基板とを所定の位置に合わせて、リフロー装置にて加熱することにより、半導体チップ２上の半田ボール３と回路基板上の半田ペーストとが溶融・凝固し、半導体装置１が回路基板に実装される。この際、半田ボール３の表面には傷がないため、接続部分にボイドは発生せず高い信頼性を有する半導体装置となる。
【００５８】
〔実施の形態２〕
本発明の第２の実施の形態について図６に基づいて説明すると以下の通りである。図６は、本実施の形態における半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【００５９】
本実施の形態に係る半導体装置８においても、実施の形態１と同様に、半導体チップ（半導体）２に半田ボール（接続端子）９が複数設けられた、いわゆるＢＧＡタイプの構成を有している。半田ボール９は、半導体チップ２に固着した状態で設けられており、他の電子部品（図示せず）との電気的接続に用いられる。半田ボール９には、鉛フリー半田（無鉛半田）が用いられている。また、半導体チップ２や他の電子部品に関しても実施の形態１と同様である。
【００６０】
本実施の形態における半田ボール９は、半球状に設けられている。半球状とは、球体の一部分を通る平面で分けた一方の状態を指すものであり、球体の中心を通る平面にて分割されたものには限定されない。すなわち、完全な球体ではなく平面状の断面を有し、この断面で半導体チップ２に対して固着した状態である。また、半球状とは、その表面に傷等による凹部のない滑らかな状態をも含む。すなわち、本実施の形態における半田ボール９は、後述する電気的特性の検査を経たものであるにも関わらず、その表面に傷等の凹部のない半球状に設けられたものである。
【００６１】
次に、半導体装置８を製造する方法の一例について説明する。本実施の形態における半導体装置８の製造方法は、まず、半導体チップ２上に半田ボール９を形成し（端子形成工程）、半田ボール９の電気的特性を検査する（検査工程）。そして、検査工程の後に半田ボール９表面の再成型を行う（再成型工程）ものである。
【００６２】
なお、本実施の形態に係る端子形成工程および検査工程は、上記実施の形態１と同様にして行われる。すなわち、実施の形態１と比較して再成型工程が異なるのみである。このため、本実施の形態では、再成型工程について説明する。
【００６３】
再成型工程では、半田ボール９表面に発生した傷１０を除去するために、半田ボール９表面全体を研磨する。その方法は特に限定されるものではないが、例えばサンドブラスト法等のブラスト材を半田ボール９に衝突させることによって研磨する方法を用いることができる。
【００６４】
上記研磨により、傷１０のある部分も含めて半田ボール９表面の全体が研磨される。この研磨は、半田ボール９表面の傷がなくなる程度まで行われる。研磨後は画像認識により研磨に問題がないか確認をしてもよい。これにより、表面に傷のない半球状の半田ボール９を有する半導体装置８が製造される。従って、画像認識による視覚的な検査を的確に行うことが可能となる。
【００６５】
また、半導体装置８の回路基板への実装は、実施の形態１と同様にして行うことができる。本実施の形態においても、接続部分にボイドは発生せず高い信頼性を有する半導体装置となる。
【００６６】
なお、再成型工程では、半田ボール９表面全体を研磨しているため、研磨により再成型後の半田ボール９の径は小さくなる。従って、端子形成工程では、再成型後の半田ボール９が所定の大きさとなる程度の径にて半田ボール９を形成することが好ましい。
【００６７】
また、半導体チップ２に用いられる基板材もブラスト材により研磨されるため、半田ボール９面側から半田ボール９以外の箇所に保護シートをあらかじめ貼付してもよい。
【００６８】
〔実施の形態３〕
本発明の第３の実施の形態について図７および図８に基づいて説明すると以下の通りである。図７は、本実施の形態における半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【００６９】
本実施の形態に係る半導体装置１１においても、実施の形態１と同様に、半導体チップ２（半導体）に半田ボール（接続端子）１２が複数設けられた、いわゆるＢＧＡタイプの構成を有している。半田ボール１２は、半導体チップ２に固着した状態で設けられており、他の電子部品（図示せず）との電気的接続に用いられる。半田ボール１２には、鉛フリー半田（無鉛半田）が用いられている。また、半導体チップ２や他の電子部品に関しても実施の形態１と同様である。
【００７０】
本実施の形態における半田ボール１２は、実施の形態２と同様に半球状に設けられている。半球状とは、球体の一部分を通る平面で分けた一方の状態を指すものであり、球体の中心を通る平面にて分割されたものには限定されない。すなわち、完全な球体ではなく平面状の断面を有し、この断面で半導体チップ２に対して固着した状態である。また、半球状とは、その表面に傷等による凹部のない滑らかな状態をも含む。すなわち、本実施の形態における半田ボール１２は、後述する電気的特性の検査を経たものであるにも関わらず、その表面に傷等の凹部のない半球状に設けられたものである。
【００７１】
次に、半導体装置１１を製造する方法の一例について説明する。本実施の形態における半導体装置１１の製造方法は、まず、半導体チップ２上に半田ボール１２を形成し（端子形成工程）、半田ボール１２の電気的特性を検査する（検査工程）。そして、検査工程の後に半田ボール１２表面の再成型を行う（再成型工程）ものである。
【００７２】
なお、本実施の形態に係る端子形成工程および検査工程は、上記実施の形態１および２と同様にして行われる。すなわち、実施の形態１および２と比較して再成型工程が異なるのみである。このため、本実施の形態では、再成型工程について説明する。
【００７３】
再成型工程では、図８に示すように、まず、半導体チップ２上に形成された半田ボール１２を加熱する。これにより半田ボール１２が溶融する。加熱する方法は、半田ボール１２を溶融させることができる方法であればよく、特に限定されるものではないが、例えば半田ボール１２に対して直接高温熱を照射する方法を挙げることができる。なお、図８では半田ボール１２表面に形成された絶縁被膜は省略されている。
【００７４】
そして、半田ボール１２を溶融させた後に加熱を停止する。これにより、半田ボール１２は冷却されて凝固する。この場合、例えば溶融した半田ボール１２を鉛直方向下向きの状態で加熱・凝固させると、表面張力により半球状となって凝固し、良好な半田ボール状態となる。すなわち、表面に傷を有する半田ボール１２は、再成型工程によって表面に傷のない半田ボール１２に再ボール化されることとなる。画像認識を用い再成型に問題が無いか確認してもよい。これにより、表面に傷のない半球状の半田ボール１２を有する半導体装置１１が製造される。従って、画像認識による視覚的な検査を的確に行うことが可能となる。
【００７５】
また、半導体装置１１の回路基板への実装は、実施の形態１および２と同様にして行うことができる。本実施の形態においても、接続部分にボイドは発生せず高い信頼性を有する半導体装置となる。
【００７６】
なお、上記実施の形態１ないし３では、検査工程にて用いる検査装置として図３（ａ）（ｂ）に示す検査装置４に限定されるものではなく、例えば図９（ａ）（ｂ）に示す検査装置１３を用いることもできる。図９（ａ）（ｂ）に示す検査装置１３は、検査用ピン１４の先端（半田ボール表面に接触する部分）が、胴体部分から分岐して互いに離れる方向に延びた形状を有している。すなわち、検査用ピン１４は、上下運動する方向にて半田ボールと接触するのではなく、上下運動する方向に対して斜め方向または直角方向にて半田ボールと接触する。
【００７７】
従って、図９（ａ）（ｂ）に示す検査装置１３を用いた場合には、検査用ピン１４の先端は半田ボールの側面に接触する。側面とは、半導体装置と回路基板との電気的接続の際に、半田ボールにおける回路基板上の半田ペーストとは接触しない部分である。このため、検査工程の際に発生する傷は、半田ボールの側面に発生することとなる。すなわち、画像認識に用いる部分や他の電子部品と接触する部分には傷が発生しない。
【００７８】
上記検査装置１３を用いた場合には、検査工程で半田ボールに傷が発生するものの、その傷は側面にあるため、半導体装置の視覚的な検査を行うことは可能である。また、検査工程の後に半導体装置と回路基板とをリフロー実装した場合であっても、接続部分にボイドが発生することを抑制できる。このため、信頼性の高い半導体装置を得ることはできる。ただし、上記検査装置１３を用いた場合であっても、検査工程の後に再成型工程を行うことで、より確実に信頼性の高い半導体装置を得ることができることは言うまでもない。
【００７９】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上のように、本発明に係る半導体装置の製造方法を用いることによって、得られる半導体装置は、視覚的な検査を的確に行うことが可能であると共に、信頼性を高いものとすることができる。従って、本発明は、半導体装置を製造・使用する産業分野や、各種の電子・電気機器やその部品を製造する産業分野に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の一形態を示すものであり、半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の一形態を示すものであり、端子形成工程後の半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の一形態を示すものであり、（ａ）（ｂ）は検査工程の概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の一形態を示すものであり、検査工程前の半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の一形態を示すものであり、検査工程後の半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態を示すものであり、半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図７】本発明のさらに他の実施の形態を示すものであり、半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図８】図７に示す半導体装置における、再成型工程の概略構成を示す断面図である。
【図９】本発明の実施の一形態を示すものであり、（ａ）（ｂ）は検査工程の概略構成を示す断面図である。
【図１０】従来の半導体装置における、回路基板との実装工程の概略構成を示す断面図である。
【図１１】従来の半導体装置における、回路基板との実装工程の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１・８・１１    半導体装置
２              半導体チップ（半導体）
３・９・１２    半田ボール（接続端子）
４・１３        検査装置
５・１４        検査用ピン
６              絶縁被膜
７・１０        半田ボールの傷
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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