JP2000022031A - 導電性ボールの実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＢＧＡ型半導体装置等の基板に、半田ボール等
の導電性ボールを正確かつ効率的に実装すること。 【解決手段】多数の電極50を設けた基板５上に、前記電
極50に対応する配置で、導電性ボール１よりも僅かに大
径の貫通孔２が形成された実装マスク３を載置し、次い
で、同実装マスク３上に多数の導電性ボール１を供給す
るとともに、スキージ４を移動させて同電性ボール１を
前記貫通孔２内に挿入し、かつ、導電性ボール１の貫通
孔２より露出した部分を前記スキージ４により押圧し
て、前記電極50と導電性ボール１とを接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、導電性ボールの
実装方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばＢＧＡ（ボール・グリッド
・アレイ）型半導体装置に半田ボール等の導電性ボール
を実装する場合は、図４に示すような吸着ノズルＮを用
いる方法が一般的に行われている。

【０００３】すなわち、基板100 を裏返して裏面が上向
きとなるようにしておき、多数の半田ボール200 を収容
した収容ケース（図示せず）内から吸着ノズルＮの先端
に半田ボール200 を吸着して取り出し、吸着した状態で
フラックス槽（図示せず）に移動して降ろし、半田ボー
ル200 にフラックスを付着させて引き上げ、さらに移動
して前記基板100 の所定個所（電極部）に載置し、次い
で、リフローして半田ボール200 を基板100 に溶着させ
るという工程を経ていた。

【０００４】なお、半田ボール200 にフラックスを付着
させるのは、後工程のリフロー時に半田を基板100 に溶
着させるためと、基板100 に載置したときに半田ボール
200が転がったりして位置ずれをおこさないようにする
ためであるが、近年では、図示するように、基板100 に
半田ボール200 を実装する電極部を凹部300 とし、より
確実に半田ボール200 を実装可能としたものが多い。な
お、図中、400 は電極である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来の吸着ノズルＮを用いる方法では、半田ボール200 を
吸着ノズルＮで確実に吸着できなかったり、吸着しても
吸着ノズルＮの移動量が多いために、引力に抗して吸着
されている半田ボール200 が落下してしまったり、ある
いは、吸着して基板100 上へ移送した半田ボール200 を
再び吸着ノズルＮで持ち帰ってしまったりして、半田ボ
ール200 を基板100 に移載できない実装ミスが発生しや
すいものであった。

【０００６】また、かかるミスがない場合でも、図４
(b) に示すように、半田ボール200 を基板100 上に移載
する際に、基板100 の凹部300 内に正確に載置できずに
ずれてしまったりするという欠点があった。

【０００７】しかも、吸着ノズルＮを使用する方法で
は、半田ボール200 を同時に実装できる数も自ずと制限
され、しかも、前述したように、吸着ノズルＮを移動さ
せながら、半田ボール200 の吸着→フラックス付着→半
田ボール200 移載という多くの工程が必要なために作業
効率が劣り、生産性の向上を妨げていた。

【０００８】このように、従来の半田ボール200 の実装
方法では製品歩留まりが悪く、しかも製造効率を向上さ
せることができないという大きな課題を残していた。

【０００９】本発明は、上記課題を解決することのでき
る導電性ボールの実装方法を提供することを目的として
いる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するために、請求項１記載の本発明では、多数の電極を
設けた基板上に、前記電極に対応する配置で、導電性ボ
ールよりも僅かに大径の貫通孔が形成された実装マスク
を載置し、次いで、同実装マスク上に多数の導電性ボー
ルを供給するとともに、スキージを移動させて同電性ボ
ールを前記貫通孔内に挿入し、かつ、導電性ボールの貫
通孔より露出した部分を前記スキージにより押圧して、
前記電極と導電性ボールとを接合することとした。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は、多数の電極を設けた基
板上に、前記電極に対応する配置で、導電性ボールより
も僅かに大径の貫通孔が形成された実装マスクを載置
し、次いで、同実装マスク上に多数の導電性ボールを供
給するとともに、スキージを移動させて同電性ボールを
前記貫通孔内に挿入し、かつ、導電性ボールの貫通孔よ
り露出した部分を前記スキージにより押圧して、前記電
極と導電性ボールとを接合するようにしたものである。

【００１２】貫通孔の深さとしては、導電性ボールを挿
入したときに、その頂部が僅かに露出する程度の深さと
することが好ましく、そのためには、実装マスクの厚み
を導電性ボールの直径よりも若干薄くしたものとするこ
とができる。

【００１３】あるいは、実装マスクを十分薄くしたもの
であっても、基板の電極形成部分を凹状に形成して、こ
の凹状電極形成部分と実装マスクの貫通孔とが合わさっ
て形成される凹所の深さが導電性ボールの直径よりも若
干小さくなるようにしておくことにより、貫通孔から導
電性ボールの頂部が僅かに露出するようにしたものでも
よい。

【００１４】すなわち、実装マスクを用いて導電性ボー
ルを貫通孔内に挿入したときに、同導電性ボールが電極
と接するようにスキージで押圧できる程度に導電性ボー
ルの頂部が露出しており、また、実装マスクを取り除い
たときに、基板を導電性ボールを介して実装基板に装着
できる程度に導電性ボールが露出していればよいのであ
る。

【００１５】また、上記基板の電極には、予めフラック
ス等を塗布しておき、貫通孔に挿入された導電性ボール
を保持可能にして、スキージで導電性ボールを押圧して
しっかりと保持するようにしておく。

【００１６】なお、このときに、スキージの下端部で実
装マスクと摺接する部分を曲面にしておけば、導電性ボ
ールの貫通孔より露出した部分を押圧しやすくできる。

【００１７】以上説明してきたように、本方法によれ
ば、簡単な方法で導電性ボールを基板上の所定個所に確
実に保持させることができ、その後、実装マスクを取り
外しても導電性ボールの位置ずれなどがなく、リフロー
工程等を経て確実に実装することができる。

【００１８】したがって、装置が簡単で実装方法も容易
となり、かつ、導電性ボールの搭載ミスが大幅に減少す
るとともに、導電性ボールの実装エリアを広くとること
ができるので実装効率が著しく向上するという効果を奏
する。

【００１９】さらに、基板の導電性ボール取付部に対応
する複数種類の実装マスクを用意することで、多種類の
基板への対応もきわめて容易となる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
具体的に説明する。なお、本実施例では導電性ボールを
半田ボールとして説明する。

【００２１】図１に第１実施例に係る導電性ボールの実
装方法に用いる導電性ボール実装装置（以下、「実装装
置」とする）Ａを示す。

【００２２】図示するように、実装装置Ａは、導電性ボ
ールである半田ボール１よりも僅かに大径の貫通孔２が
形成された実装マスク３と、同実装マスク３上に供給さ
れた多数の半田ボール１を均して前記貫通孔２内に挿入
するスキージ４とを具備している。

【００２３】５は半田ボール１が実装される基板として
のＢＧＡ型半導体装置のパッケージであり、裏面に電極
50が形成されている。

【００２４】電極50はパッケージ５に樹脂モールドされ
たＩＣチップ（図示せず）と導通しており、パッケージ
５の裏面に形成した凹部51内に設けられている。

【００２５】そして、電極50上に予めフラックス６を塗
布しておき、実装マスク３の貫通孔２を介して電極50上
に搭載される半田ボール１が確実に保持されるようにし
ている。なお、フラックス６に代えて、適宜接着用の導
電性ペーストを用いることもできる。

【００２６】そして、実装マスク３に形成した貫通孔２
を、パッケージ５に配置形成された電極50と対応するよ
うに配置形成するとともに、実装マスク３の厚みｔを半
田ボール１の直径よりも若干薄く形成し、貫通孔２の深
さを、半田ボール１が挿入されたときに、その頂部10が
僅かに露出する程度の深さとしている。

【００２７】本実施例に係る導電性ボールの実装方法で
は、上記実装装置Ａを用いて、パッケージ５に設けられ
た多数の電極50それぞれに半田ボール１を同時に搭載す
ることができる。

【００２８】すなわち、上記パッケージ５を裏返して裏
面を上にした状態とし、その上に、貫通孔２と電極50と
がそれぞれ対応するように実装マスク３を位置決め載置
した後、実装マスク３上に多数の半田ボール１を供給
し、スキージ４を移動させながら半田ボール１を均し
て、個々の貫通孔２内に半田ボール１をそれぞれ挿入す
るものである。

【００２９】また、半田ボール１の貫通孔２より露出し
た部分、すなわち頂部10をスキージ４により押圧して、
半田ボール１をフラックス６に確実に保持させることに
より電極50と半田ボール１とを接合している。なお、半
田ボール１の頂部10を押圧しやすくするために、本実施
例におけるスキージ４は、実装マスク３に摺接する下端
一側部分40が曲面状に形成されている。

【００３０】上記したようにしてパッケージ５に搭載さ
れた半田ボール１は、実装マスク３をパッケージ５上か
ら取り除いても、凹所51内にしっかりと保持されている
ので位置ずれを起こすことがなく、後の工程でリフロー
することにより確実に実装される。

【００３１】このように、本実施例では、簡単な方法で
半田ボール１をパッケージ５の電極50上に確実に搭載・
保持することができ、その後のリフロー工程等を経て確
実に実装することができる。

【００３２】したがって、半田ボール１の実装に用いる
装置の構成が簡単で、かつ実装方法も容易となり、しか
も、半田ボール１の搭載ミスが大幅に減少し、さらに、
半田ボール１の実装エリアを広くとることができるので
実装効率が著しく向上する。

【００３３】また、異なったパッケージ５に対応する場
合でも、電極50の数及びその配置に対応した複数種類の
実装マスク３を用意しておけば、その対応もきわめて容
易となる。

【００３４】さらに、本実施例でが単一のパッケージ５
を図示しているが、パッケージ５を一つのリードフレー
ム（図示せず）に多数連続形成し、このリードフレーム
に形成された全てのパッケージ５の各電極50に、半田ボ
ール１を同時に搭載することもできる。

【００３５】この場合は、実装マスク３をリードフレー
ムに合わせた大きさとし、個々のパッケージ５に配置形
成された電極50に対応するように貫通孔２を配置してお
けばよい。

【００３６】なお、基板としてのパッケージ５はガラス
エポキシ樹脂等からなる板状もの、ポリミイド樹脂等か
らなるフィルム状もの、いずれであってもよい。

【００３７】次に、第２実施例として、図２に示すよう
な実装マスク３を使用することもできる。なお、図２で
使用した符号は、第１実施例と同一構成要素については
同一符号を用いた。

【００３８】本実施例における実装マスク３の特徴とな
るのは、貫通孔２の形状にあり、図示するように、貫通
孔２の断面形状を裾拡がりの略台形形状とし、半田ボー
ル１の押圧終了後に実装マスク３をパッケージ５上から
取り除く際に、半田ボール１が貫通孔２の内周壁に接触
し、実装マスク３とともに上方へ浮上がったりすること
を防止している。

【００３９】すなわち、貫通孔２は下方にいくにつれて
拡開しているので、実装マスク３を上方へ引き上げると
きに、半田ボール１と貫通孔２の内周壁とは漸次離隔す
ることになって、半田ボール１に触れることなく実装マ
スク３を取り除くことができるものである。なお、他の
構成は第１実施例と同様なので、ここでの説明は省略す
る。

【００４０】次に、第３実施例として、図３に示したも
のを説明する。なお、本実施例においても、図３で使用
した符号は、第１実施例と同一構成要素については同一
符号を用いた。

【００４１】ここでは、実装マスク３の厚みｔを十分薄
くするとともに、パッケージ５に設けた凹部51の深さＴ
を大きくし、この深さＴと実装マスク３の厚みｔ（すな
わち貫通孔２の深さ）とを合わせた寸法が、半田ボール
１の直径よりも若干小さくなるようにして、貫通孔２か
ら半田ボール１の頂部10が僅かに露出するようにしてい
る。

【００４２】さらに、本実施例では、電極50を凹部51の
内周壁部分に形成して、凹部51内に半田ボール１を嵌入
可能としている。

【００４３】かかる構成によっても、実装マスク３とス
キージ４を用いて半田ボール１を貫通孔２内に挿入し、
かつ、押圧して、半田ボール１を電極50と接合すること
が可能である。

【００４４】また、この場合、凹部51の幅を半田ボール
１に合わせて決定すれば、凹部51内にフラックス６やそ
の他のペーストを特に塗布しておかなくても、嵌合によ
って接合することができる。

【００４５】以上、第１〜第３実施例を通して本発明を
説明したが、本発明は上記の各実施例に限定されるもの
ではない。例えば、基板をＢＧＡ型半導体装置のパッケ
ージ５とし、導電性ボールを半田ボール１として説明し
たが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００４６】

【発明の効果】本発明では、多数の電極を設けた基板上
に、前記電極に対応する配置で、導電性ボールよりも僅
かに大径の貫通孔が形成された実装マスクを載置し、次
いで、同実装マスク上に多数の導電性ボールを供給する
とともに、スキージを移動させて同電性ボールを前記貫
通孔内に挿入し、かつ、導電性ボールの貫通孔より露出
した部分を前記スキージにより押圧して、前記電極と導
電性ボールとを接合することとしたので、以下の効果を
奏する。

【００４７】装置が簡単で、かつ容易な方法によって
確実な導電性ボールの実装が行える。

【００４８】導電性ボールの実装ミスが著しく減少
し、製品歩留まりが向上する。

【００４９】多数の導電性ボールを一括して広いエリ
アに搭載することができるので製造効率が向上する。

【００５０】機械的に位置決めするので、複雑な実装
位置認識装置などが不要となり、上記の効果ともあい
まって大きくコストダウンが図れる。

【００５１】従来の吸着ノズルのような動作精度が求
められる装置が不要となり、装置の簡略化が図れる。

【００５２】実装マスクを多種類用意しておけば、ワ
ンタッチ交換で多品種に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る導電性ボールの実装方法に用いる
実装装置の説明図である。

【図２】同導電性ボールの実装方法に用いる実装装置の
第２実施例の説明図である。

【図３】同導電性ボールの実装方法に用いる実装装置の
第３実施例の説明図である。

【図４】従来の導電性ボールの実装方法の説明図であ
る。

【符号の説明】

Ａ 導電性ボール実装装置 １ 半田ボール（導電性ボール） ２ 貫通孔 ３ 実装マスク ４ スキージ ５ パッケージ（基板） 50 電極 51 凹部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数の電極を設けた基板上に、前記電極に
   対応する配置で、導電性ボールよりも僅かに大径の貫通
   孔が形成された実装マスクを載置し、次いで、同実装マ
   スク上に多数の導電性ボールを供給するとともに、スキ
   ージを移動させて同電性ボールを前記貫通孔内に挿入
   し、かつ、導電性ボールの貫通孔より露出した部分を前
   記スキージにより押圧して、前記電極と導電性ボールと
   を接合することを特徴とする導電性ボールの実装方法。