(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップ(7)を実装する基板(2)に半田ボール保持孔(5)が穿設され、該半田ボール保持孔(5)の開口部(9)に半田ボール(10)が形成されたＢＧＡ型電子部品の製造方法において、
前記半田ボール保持孔(5)を、前記半導体チップ(7)を実装するためのチップ実装面(3)から前記半田ボール(10)が形成されるボール形成面(4)に向けて拡径するようにテーパー状に形成する工程と、
隣接する前記半田ボール保持孔(5,5)の間に、前記ボール形成面(4)への半田(20)の付着を防止するためのレジスト層(24)を形成する工程と、
前記ボール形成面(4)に、各前記半田ボール保持孔(5)に印刷したペースト状の半田(20)が繋がった状態に前記半田(20)をスクリーン印刷し、前記半田(20)を溶融することにより、前記レジスト層(24)で溶融半田を分離して前記半田ボール保持孔(5)の前記開口部(9)に前記半田ボール(10)を形成する工程と
を含むことを特徴とするＢＧＡ型電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＢＧＡ型電子部品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＢＧＡ型電子部品54は、以下の工程により半田ボールを形成していた( 図10参照) 。
【０００３】
（１）まず、半導体チップを実装する基板50に円筒状の半田ボール保持孔51を穿設しておく。
【０００４】
（２）次に、予め球状に形成した半田ボール52を吸着具53で吸着し、半田ボール保持孔51の開口部に半田ボール52を載置する。
【０００５】
（３）次に、リフロー炉を用いて半田ボール52を溶融し、半田ボール保持孔51の開口部に半田ボール52を溶着して、基板50の下部に半田ボール52を形成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のＢＧＡ型電子部品の半田ボール形成方法にあっては、円筒状の半田ボール保持孔の開口部に半田ボールを載置していたため、半田ボールのサイズ( 直径) が所定のサイズよりも大きい場合には、半田ボール保持孔の開口部に載置した半田ボールが不安定な状態になり、基板をリフロー炉に移送する際の振動によって半田ボールが半田ボール保持孔の開口部から脱落してしまい( 図10参照) 、基板の下部に所定数の半田ボールを形成することができず、ＢＧＡ型電子部品の製造歩留まりの低減を招いていた。
【０００７】
また、吸着具を用いて半田ボールを吸着する際や、吸着した半田ボールを半田ボール保持孔の開口部に載置する際にも、吸着具から半田ボールが脱落してしまうことがあり、基板の下部に所定数の半田ボールを形成することができないおそれがあった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１に記載の本発明では、半導体チップを実装する基板に半田ボール保持孔が穿設され、該半田ボール保持孔の開口部に半田ボールが形成されたＢＧＡ型電子部品の製造方法において、前記半田ボール保持孔を、前記半導体チップを実装するためのチップ実装面から前記半田ボールが形成されるボール形成面に向けて拡径するようにテーパー状に形成する工程と、隣接する前記半田ボール保持孔の間に、前記ボール形成面への半田の付着を防止するためのレジスト層を形成する工程と、前記ボール形成面に、各前記半田ボール保持孔に印刷したペースト状の半田が繋がった状態に前記半田をスクリーン印刷し、前記半田を溶融することにより、前記レジスト層で溶融半田を分離して前記半田ボール保持孔の前記開口部に前記半田ボールを形成する工程を含むこととした。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係るＢＧＡ型電子部品は、半導体チップを実装する基板に半田ボール保持孔を穿設し、同半田ボール保持孔の開口部に半田ボールを形成したものである。
【００１３】
しかも、半田ボール保持孔を、半導体チップを実装するためのチップ実装面から半田ボールを形成するためのボール形成面に向けて拡径したテーパー状に形成したものである。
【００１４】
そのため、予め形成した半田ボールのサイズ( 直径) に多少のばらつきがあっても、テーパー状の半田ボール保持孔で半田ボールを安定な状態で保持することができ、従って、基板をリフロー炉に移送する際に基板に振動が生じても、半田ボールが半田ボール保持孔の開口部から脱落してしまうことがなく、半田ボールの欠落を防止することができて、ＢＧＡ型電子部品の製造歩留まりを向上させることができるものである。
【００１５】
特に、隣接する半田ボール保持孔間に、ボール形成面への半田の付着を防止するためのレジスト層を形成することによって、ＢＧＡ型電子部品を回路基板に実装する際に、レジスト層によって半田の付着が防止され、隣接する半田ボールが導通してしまう半田ブリッジが生ずるのを防止することができるものである。
【００１６】
また、本発明に係るＢＧＡ型電子部品の製造方法は、基板に、半導体チップを実装するためのチップ実装面から半田ボールを形成するためのボール形成面に向けて拡径したテーパー状の半田ボール保持孔を穿設し、同半田ボール保持孔の開口部にペースト状の半田をスクリーン印刷し、その後、同半田を溶融することによって半田ボール保持孔の開口部に半田ボールを形成することとしたものである。
【００１７】
そのため、ペースト状の半田を半田ボール保持孔のテーパー状の内周面に沿って奥まで挿入することができ、半田ボール保持孔の内部を半田で充填することができ、これによって、半田ボール保持孔の開口部において半田ボールを強固に保持することができるものである。
【００１８】
しかも、スクリーン印刷時に、半田ボール保持孔に充填されたペースト状の半田の内部に空隙が生じていても、半田の溶融時に、半田の内部の空隙が気泡となって半田ボール保持孔のテーパー状の内周面に沿って開口部から外部に排出されることとなり、気泡の破裂によって生じる導通不良を未然に防止することができるものである。
【００１９】
特に、隣接する半田ボール保持孔間に、ボール形成面への半田の付着を防止するためのレジスト層を形成した後に、半田ボール保持孔の開口部にペースト状の半田をスクリーン印刷することにより、半田の溶融時に、レジスト層によって半田の付着が防止され、半田ブリッジが生ずるのを防止することができるものである。
【００２０】
【実施例】
以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１及び図２は、本発明に係るＢＧＡ型電子部品１を示した図であり、ＢＧＡ型電子部品１は、基板２の上面部をチップ実装面３とする一方、基板２の下面部をボール形成面４とし、基板２にチップ実装面３とボール形成面４とを連通する複数の半田ボール保持孔５を穿設するとともに、同半田ボール保持孔５の内周面にメッキを施してホール電極６を形成し、更には、チップ実装面３の略中央位置に半導体チップ７を接着し、同半導体チップ７の電極端子８とホール電極６とを導通する一方、ボール形成面４に設けられた半田ボール保持孔５の開口部９に半田ボール10を形成している。図中、11は配線パターン、12はボンディングワイヤー、13はモールド樹脂である。
【００２２】
ＢＧＡ型電子部品１は、次のようにして製造している。
【００２３】
まず、基板２の所定位置に半田ボール保持孔５を穿設する。
【００２４】
半田ボール保持孔５は、チップ実装面３からボール形成面４へ向けて拡径させた略円錐状の形状とし、内周面にホール電極６を形成するとともに、チップ実装面３の開口部14に同心円状の配線用ランド15を形成する一方、ボール形成面４の開口部９に同心円状の半田ボール形成用ランド16を形成している( 図７及び図８参照) 。
【００２５】
基板２のボール形成面４には、隣接する半田ボール保持孔５の間に、半田20の付着を防止するためのレジスト層24を形成している（図７及び図８参照）。
【００２６】
次に、基板２のチップ実装面３に半導体チップ７を接着し、ワイヤーボンディングを施すことによって半導体チップ７の電極端子８と配線パターン11とを接続し、その後、半導体チップ７の周辺部分をモールド樹脂で封止する( 図７及び図８参照) 。
【００２７】
次に、図３(a) に示すように、ボール形成面４の上部に印刷版17を載置し、同印刷版17のスクリーン18の上面でスキージ19を走査することによって、半田ボール保持孔５の開口部９にペースト状の半田20をスクリーン印刷する。図中、21は版枠である。
【００２８】
その際に、印刷版17として、図４又は図５に示すように、スクリーン18に、複数の半田ボール保持孔５を臨む大型のスリット22を形成したものを用いた場合には、図３(b) に示すように、断面視で各半田ボール保持孔５に印刷した半田20が繋がった状態となる。
【００２９】
一方、印刷版17として、図６に示すように、スクリーン18に、各半田ボール保持孔５に対応した円形状のスリット23を形成したものを用いた場合には、図３(c) に示すように、断面視で各半田ボール保持孔５に印刷した半田20が離れた状態となる。
【００３０】
次に、基板２にスクリーン印刷したペースト状の半田20をリフロー炉で溶融することにより、図３(d) に示すように、半田ボール保持孔５の開口部９に半田ボール10を形成する。
【００３１】
その際に、図３(b) に示すように、断面視で各半田ボール保持孔５に印刷した半田20が繋がった状態となっていても、半田20の溶融時に、溶融半田の表面張力の作用によって溶融半田が分離して、図３(d) に示すように、各半田ボール保持孔５の開口部９に半田ボール10がそれぞれ形成される。
【００３２】
本実施例では、半田ボール保持孔５を、チップ実装面３からボール形成面４に向けて拡径したテーパー状に形成しているため、半田ボール保持孔５の開口部９に半田20をスクリーン印刷する際に、ペースト状の半田20が半田ボール保持孔５のテーパー状の内周面に沿って奥まで挿入することができ、半田ボール保持孔５の内部を半田20で充填することができ、これによって、半田ボール保持孔５の開口部９において半田ボール10を強固に保持することができる。
【００３３】
しかも、スクリーン印刷時に、半田ボール保持孔５に充填されたペースト状の半田20の内部に空隙が生じていても、半田20の溶融時に、半田20の内部の空隙が気泡となって半田ボール保持孔５のテーパー状の内周面に沿って開口部９から外部に排出されることとなり、気泡の破裂によって生じる導通不良を未然に防止することができる。
【００３４】
また、隣接する半田ボール保持孔５の間にレジスト層24を形成しているため、半田20の溶融時に、レジスト層24によって半田20の付着が防止され、隣接する半田ボール10が導通してしまう半田ブリッジが生ずるのを防止することができる。特に、図３(b) に示すように、断面視で各半田ボール保持孔５に印刷した半田20が繋がった状態となっていても、半田20の溶融時に、レジスト層24によって溶融半田を分離することができ、半田ブリッジの発生を防止することができる。これは、ＢＧＡ型電子部品１の製造時のみならず、ＢＧＡ型電子部品１を回路基板に実装する際においても同様である。
【００３５】
また、本実施例では、スクリーン印刷によって半田ボール10を形成しているため、従来のように半田ボール10の吸着ミスによって半田ボール10が欠落してしまうといった不具合が生じることがないとともに、印刷版17のスクリーン18を変更することによって、半田ボール10のサイズ( 径や高さ) や間隔を容易に調節することができる。
【００３６】
すなわち、スクリーン18に比較的大径の円形状のスリット23を形成することによって、基板２に比較的大径の半田ボール10を形成することができ、一方、スクリーン18に比較的小径の円形状のスリット23を形成することによって、基板２に比較的小径の半田ボール10を形成することができる。
【００３７】
また、図９(a) に示すように、スクリーン18の板厚を薄くすることによって、半田ボール保持孔５の開口部に比較的少量の半田20が印刷されることとなり、半田ボール10の高さを低くすることができ、一方、スクリーン18の板厚を厚くすることによって、半田ボール保持孔５の開口部９に比較的大量の半田20が印刷されることとなり、半田ボール10の高さを高くすることができる。
【００３８】
また、スクリーン18に形成するスリット23の間隔を狭めることにより、半田ボール10の間隔を狭めることができ、一方、スリット23の間隔を広げることにより、半田ボール10の間隔を広げることができる。
【００３９】
このように、印刷版17のスクリーン18を変更することによって、半田ボール10のサイズ( 径や高さ) や間隔を容易に調節することができるので、種々のＢＧＡ型電子部品１を製造するに当たって、スクリーン18を取り替えるだけでよく、その他の製造設備をそのまま利用することができ、従って、多種多様のＢＧＡ型電子部品１を容易かつ安価に製造することができる。
【００４０】
本実施例においては、スクリーン印刷によって半田ボール10を形成しているが、従来と同様に、ボール保持孔５の開口部９に予め球状に形成した半田ボール10を載置し、その後、同半田ボール10を溶融してボール保持孔５の開口部９に半田ボール10を溶着することもできる。
【００４１】
その場合には、半田ボール保持孔５が、チップ実装面３からボール形成面４に向けて拡径したテーパー状に形成されているため、予め形成した半田ボール10のサイズ( 直径) に多少のばらつきがあっても、テーパー状の半田ボール保持孔５で半田ボール10を安定な状態で保持することができ、従って、基板２をリフロー炉に移送する際に基板２に振動が生じても、半田ボール10が半田ボール保持孔５の開口部９から脱落してしまうことがなく、半田ボール10の欠落を防止することができて、ＢＧＡ型電子部品１の製造歩留まりを向上させることができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００４３】
（１）請求項１に記載の本発明では、半田ボール保持孔を、半導体チップを実装するためのチップ実装面から半田ボールを形成するためのボール形成面に向けて拡径したテーパー状に形成しているため、スクリーン印刷によって半田ボールを形成する場合には、ペースト状の半田を半田ボール保持孔のテーパー状の内周面に沿って奥まで挿入することができ、半田ボール保持孔の内部を半田で充填することができ、これによって、半田ボール保持孔の開口部において半田ボールを強固に保持することができる。
【００４４】
しかも、スクリーン印刷時に、半田ボール保持孔に充填されたペースト状の半田の内部に空隙が生じていても、半田の溶融時に、半田の内部の空隙が気泡となって半田ボール保持孔のテーパー状の内周面に沿って開口部から外部に排出されることとなり、気泡の破裂によって生じる導通不良を未然に防止することができる。
【００４６】
さらに、隣接する半田ボール保持孔間に、ボール形成面への半田の付着を防止するためのレジスト層を形成しているため、ＢＧＡ型電子部品を回路基板に実装する際に、レジスト層によって半田の付着が防止され、隣接する半田ボールが導通してしまう半田ブリッジが生ずるのを防止することができる。
【００４７】
特に、スクリーン印刷によって半田ボールを形成する場合には、半田の溶融時に、レジスト層によって半田の付着が防止され、半田ブリッジが生ずるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＢＧＡ電子部品を示す斜視図( チップ装着面側) 。
【図２】本発明に係るＢＧＡ電子部品を示す斜視図( ボール形成面) 。
【図３】本発明に係るＢＧＡ型電子部品の製造方法を示す説明図。
【図４】スクリーンを示す斜視図。
【図５】他のスクリーンを示す斜視図。
【図６】他のスクリーンを示す斜視図。
【図７】ＢＧＡ電子部品の拡大断面図。
【図８】ＢＧＡ電子部品の拡大断面図。
【図９】スクリーンの板厚による半田ボールの高さの違いを示す説明図。
【図１０】従来のＢＧＡ電子部品の製造方法を示す説明図。
【符号の説明】
１  ＢＧＡ型電子部品
２  基板
３  チップ実装面
４  ボール形成面
５  ボール保持孔
７  半導体チップ
９  開口部
10  半田ボール
17  印刷版
18  スクリーン
20  半田
22,23   スリット
24  レジスト層
【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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