TWI246751B - IC package, inspection method of IC package mounting body, repairing method of IC package mounting body, and inspection pin for IC package mounting body - Google Patents

Description

1246751 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種將一般半導體晶圓安裝於基板等所 用的外裝的I c封裝，安裝此種IC封裝的IC封裝安裝體 的檢查方法，IC封裝安裝體的檢修方法，以及在此種檢 查所用的1C封裝安裝體檢查用梢，特別是關於一種適用 於減低安裝不良的I c封裝，I C封裝安裝體的檢查方法， 1C封裝體的檢修方法，以及1C封裝安裝體檢查用梢。 【先前技術】 在I C封裝，例如在 B G A封裝（b a 11 g r i d a r r a y封 裝）等，經由設於I C封裝側的焊球使得I C封裝被安裝於 其他基板（二電氣式，機械式地被連接）。在該安裝，例 如將焊糊塗布於基板側的所定位置，於對應的位置定位安 裝I c封裝之後，將此使甩適用於平坦化熱處理爐的各工 程° 在此種安裝中，作爲電氣式，機械式地達接的不良模 態，與型上，有使得焊球彼此間藉由焊料作成短路的所謂 錫焊橋接，及焊球對於基板側的未被連接或止於不完全的 所謂未錫焊不良。作爲將這些不良可能利用於檢修的方 法，有如下述專利文獻1記載者。在該揭示內容，爲了檢 修欲再熔融焊料，利用著設於IC封裝的插入基板的通 孔。該通孔是位於焊球的正上方者，亦即，也是作爲電氣 式層間連接的通孔。 -5- (2) 1246751 專利文獻1 :日本特開2 Ο Ο 3 — 3 3 8 5 8 8號公報。 在開示於上述專利文獻的技術中，有關於檢修之前的 接不良檢測，惟未言及直接檢測這些。亦即，僅言及作爲 安裝的半導體裝置的功能不良，或作爲該安裝體所使用的 成品的不方便。在現狀，一般欲直接檢測錫焊橋接等，必 須使用線裝置未確認連接狀態。又，在錫焊橋接與未錫焊 不良，作爲發生頻度以鍚焊橋接者顯著地較高。 【發明內容】 本發明是考慮上述事項創作者，其目的是在於提供一 種將一般半導體晶圓安裝於基板等所用的外裝的1C封 裝，安裝此種IC封裝的IC封裝安裝體的檢查方法，IC 封裝安裝體的檢修方法，以及在此種檢查所用的I C封裝 安裝體檢查用梢中，容易地檢測連接不良且可減低其不良 的IC封裝，I C封裝安裝體的檢查方法，IC封裝安裝體的 檢修方法，以及IC封裝安裝體檢查用梢。 爲了解決上述課題，本發明的1C封裝，其特爲具 備：插入基板，及格子狀地配設於上述插入基板的面的外 部連接用凸塊電極；上述插入基板在上述格子狀地配設的 外部連接用凸塊電極彼此間的至少一位置具有貫通孔。亦 即，藉由在插入基板具有此種貫通孔，成爲可將在外部連 接用凸塊電極彼此間發生電氣式短路的錫焊橋接等的不良 部位由其上方直接觀看。因此，藉由利用該貫通孔，可容 易地檢或檢修不良部位。 -6 - (3) 1246751 又，本發明的IC封裝安裝體的檢查方法，屬於在格 子狀地配設於外部連接用凸塊電極彼此間的至少一位置具 有設有貫通孔的插入基板的IC封裝藉由位於上述外部連 接用凸塊電極的焊球安裝於基板的安裝體，其特徵爲具 備：在上述貫通孔插具有兩個導電梢的檢查用梢的工程， 及調查插入於上述貫通孔的上述檢查梢的上述兩個導電梢 間的導電狀態的工程。此爲可適用於安裝有上述IC封裝 的安裝體不良檢查方法，在貫通孔插入具有兩個導電梢的 檢查用梢，調整該檢查梢的兩個導電梢間的導通狀態，來 調桿錫焊橋接的存在。在該檢查若導電梢間爲導通狀態可 判斷爲不良。 又，本發明的1C封裝安裝體的檢修方法，屬於在格 子狀地配設於外部連接用凸塊電極彼此間的至少一位置具 有設有貫通孔的插入基板的IC封裝藉由位於上述外部連 接用凸塊電極的焊球安裝於基板的安裝體，其特徵爲具 備：在上述貫通孔插入耐熱性管的工程，及在插入於上述 貫通孔的上述耐熱性管的內部送進熱空氣的工程。此爲可 適用於安裝上述1C封裝的安裝體的檢修方法。在貫通孔 插入耐熱性管，並在該耐熱性管的內部送進熱空氣，就可 熔融，消減錫焊橋接，或是解決未錫焊不良狀態，成爲僅 在本來位置有在焊錫之狀態。 又，本發明的1C封裝安裝體的檢修方法，屬於在格 子狀地配設於外部連接用凸塊電極彼此間的至少一位置具 有設有貫通孔的插入基板的IC封裝藉由位於上述外部連 (4) 1246751 接用凸塊電極的焊球安裝於基板的安裝體，其特徵爲具 備：在上述貫通孔插入耐熱性管的工程，及經由插入於上 述貫通孔的上述耐熱性管的內部將熔融焊錫送進至上述焊 球的位置的工程。此爲可適用於安裝上述I C封裝的安裝 體的其他檢修方法。在貫通孔插入耐熱性管，經由該耐熱 性管內部將熔融焊錫送進至焊球的位置，以解決未錫焊不 良。在此也可以倂用上述的檢修方法。亦即送進熔融錫之 後送進熱空氣的順序。 又，本發明的1C封裝安裝體檢查用梢，其特徵爲具 備：位於互相大約平行的位置的兩個導電梢，及分別固定 上述兩個導電梢的一側，且軸方向平行於上述兩個導電梢 的長度方向的圓柱形狀支柱部。此爲可使用在安裝有上述 1C封裝的安裝體的不良檢查的檢查用梢。 依照本發明，在將一般半導體晶圓安裝於基板等所用 的外裝的1C封裝，安裝此種1C封裝的1C封裝安裝體的 檢查方法，I c封裝安裝體的檢修方法，以及在此種檢查 所用的1C封裝安裝體檢查周梢中，容易地檢測連接不安 商可減低其不良。 [實施方式】 本發明的實施例是參照圖式加以說明，惟這些圖式是 爲了僅圖解的目的所提供，任何圖式並不限定發明者。 作爲本發明的實施形態，上述貫通孔的位置是位在依 上述外部連接用凸塊電極的格的縱線上或橫線上。格子的 (5) 1246751 縱線上或橫線上，是作爲鄰接的焊球間距離較短而容易作 成錫焊，因此用以對應於此者。 又，在此，上述貫通孔是可作成至少設於上述插入基 板的四隅附近的各該上述外部連接用凸塊電極間。插入基 板的四隅附近，是因各種要因與其他部分相比較錫焊橋接 等的不良發生頻度最高。如此對應於此者。 又，上述貫通孔可作爲分別設在各該上述插入基板的 四隅近旁的上述外部連接用凸軌的3 X 3格子的各該上述外 部連接用凸軌間。具體地特定對應錫焊橋接等的不良發生特 別高的部位。 又，上述貫通孔是可作成至少設於上述插入基板的各 邊附近的上述外部連接凸塊電極間。插入基板的各邊附近 是對於四隅附近，是對於四隅附近使得錫焊橋接等不良發 生頻度較高，如此對應於此者。 又，上述貫通孔是可作爲分別設於上述插入基板的各 邊附近的上述外部連接凸塊電極的最外一列的上述外部連 接用凸瑰電極間。具體地特定對應於錫焊橋接等的不良發 &特別高部位。 又，作爲實施態樣，上述貫通孔是可作爲具有0 · 5 m m 以下的直徑。此爲鑑於作爲1C封裝的格子節距。現狀大 都馬1 .27mm或1 .Omm的情形所設定的尺寸。亦即，連接 於外部連接用凸塊電極的焊球直徑也大約1 . 2 7 m m或 1 · 0 m m，若貫通孔直徑超過〇 · 5 m m，則符合該粗細的檢查 用捎不容易通過焊球間。 -9- (6) 1246751 又，作爲實施形態，上述貫通孔是可作成在內壁面未 有導電層。與作爲電氣式地層間連接的通孔不相同地設置 作爲貫通孔者。 根據以上，在以下一面參照圖式一面說明本發明的實 施形態。第1 A圖及第1B圖是分別表示本發明的一實施 形態的I C封裝的構成的立體圖及剖視圖。第1 B圖是表示 圖示於第1 A圖中的A — A a斷面的箭視方向圖。該IC封 裝1 〇是被稱爲功能作爲半導體裝置的外裝的所謂B G A封 裝者。 如圖示地，該1C封裝1 0是具有插入物（插入基板） 1 1，而在插入物1 1的一面縱橫格子狀地安裝有焊球1 2。 焊球1 2是分別設在設於插入物1 1的一面的外部連接用凸 塊電極1 4上。插入物1 1是用以提供未圖示的半導體晶片 上的端子（襯墊）與外部連接用凸塊電極1 4的電氣式連 接圖案的基材。 又，在插入物1 1，於外部連接用凸塊電極1 4彼此間 的位置，依部位設有貫通孔1 3。有關於貫通孔1 3的整體 性配置，在以下所示的實施髟態再說明具體例子。貫通孔 13是在其內表面具有或未具有導電層部可以。在內表面 具有導電層的情形，是成爲所謂用以電氣或地層間連接的 通孔。 插入物1 1是作爲材質，可使用陶瓷或樹脂。外部連 接用凸塊電極 1 4的配置節距是大都使用1 .27mm或 1 .Omm，惟窄小節距者（細節距BGA )都可以。外部連接 -10- (7) 1246751 用凸塊電極1 4的配置節距與焊球1 2的直徑，是作爲其關 係。焊球1 2的直徑大都作成配置節距的一半左右的情 形。配置節距爲1 . 2 7 m m，1 . 〇 m m的情形，各該焊球1 2的 直徑是〇 · 6 4 m m，0 . 5 m m左右。設置貫通孔1 3的理由是在 焊球1 2間可發生的錫焊橋接的檢測及其檢修。所以，貫 通孔1 3的直徑是作爲0.6 4 m m以下或〇 . 5 m ηα以下較適 當。 又，在此說明作爲半導體裝置的I C封裝而安裝有火旱 球12者，惟未安裝焊球12的形態者（land grid array : L G A )也可以。在L G A中。例如在配線基板側事先安裝 焊球而可安裝（電氣式，機械式連接）。 第2A圖，第2B圖是以斷面表示本發明的一實施形 態的I C封裝安裝體的檢查方法及檢修方法的過程的x 圖。該實施形態是表示作爲安裝不良產生錫焊橋接時ό勺Μ 查及其檢修。在第2Α圖’弟2Β圖，第2C圖中，與表示 於第1 Α圖，第1 B圖者相同相當者賦於相同符號。其部 分的説明是被省略。依桌2 A圖’第2 B圖，第2 C圖的順 序進行工程。 第2A圖是表示將經1C封裝化的半導體裝置安裝於 配線基板2 1上的狀態。半導體裝置的各焊球1 2是電氣式 機械式地被連接地設在配線基板2 1上的凸塊電極2 2。如 周知地，此種連接是如在配線基板2 1的所定位置塗佈焊 糊，而在對應位置定位安裝經1C封裝化的半導體裝置之 後，將此經所謂適用於平坦化熱處理室的各工程而可得 -11 - (8) 1246751 到。在此’作成錫焊橋接1 2 a產生在一部分的焊球12 間。 然後’如第2 B圖所示地，利用各貫通孔1 3來調查有 無錫焊橋接。具體上，使用具有位於互相地大約平行的兩 個導電梢3 1 a，3 1 b ’及將此些的單一側分別固定旦軸方 向朝導電梢3 1 a，3 1 b的長度方向平行的圓柱形狀的支持 部3 1c的1C封裝安裝體檢查用梢，並將該梢插入在各貫 通孔1 3。導電梢3 1 a，3 1 b是電氣式地經由導線構件3 2 被連接於測試器（未圖示）。利用調查導電梢3 1 a ’ 3 1 b 間的導通就可檢測錫焊橋接2 1 a的形成。亦即，若未導通 則可能導電梢3 1 a，3 1 b的先端是未達到配線基板2 1而未 發生錫焊橋接。若導通則可能導電梢3 1 a，3 1 b接觸到錫 焊橋接2 1 a。 又，如第2 C圖所示地，代替檢查用梢，將用以供給 熱空氣的耐熱性管4 1插入在錫焊橋接1 2 a被檢測的貫通 孔1 3。耐熱性管4 1是經由熱空氣供給構件4 2被連接於 熱空氣供給源（未圖示）。耐熱性管41是如金屬或陶瓷 所構成的管，具有可插入在貫通孔1 3程度的直徑。將而寸 熱性管4 1插入在貫通孔1 3之後’從熱空氣供給源供給熱 空氣〇熱空氣是如300C至4〇〇C程度的溫度。由此’錫 焊橋接1 2 a被熔融，而可消滅此。亦即，利用熱空氣當錫 焊橋接1 2 a被熔融’則藉由對於插入物1 1側的凸塊電極 1 4及配線基板側的凸塊電極2 2的焊錫的潮濕性及熔融焊 錫的表面張力使得橋接被分離。 -12- (9) 1246751 又，表示於第2 C圖的熱空氣的供給工程之後再進行 表示於第2 B的導通檢查工程也可確認錫焊橋接1 2 b的消 滅。在以上說明的1C封裝安裝體的檢查方法，欲調查連 接狀態並不需要如線裝置的大型裝置，而可實行簡單又確 實的檢查。又，不僅檢查貫通孔1 3，也可活用在檢修。 第3A圖，第3B圖，第3C圖是以斷面表示本發明的 其他實施形態的1C封裝安裝體的檢修方法的過程的工程 圖。該實施形態是表示作爲安裝不良對應於產生未錫焊不 良的情形。在第3 A圖，第3 B圖，第3 C圖中，與表示於 第1A圖，第1B圖，第2A圖，第2B圖者相同相當者賦 予相同符號。省略該部分的說明。依第 3 A圖，第 3 B 圖，第3 C圖的順序進行工程。 第3A圖是表示將經1C封裝化的半導體裝置安裝於 配線基板2 1上的狀態。半導體裝置的各焊球1 2是電氣 式，機械式地連接於設在配線基板2 1上的凸塊電極2 2。 在此，作成在一部分焊球1 2產生未錫焊不良的焊球12b 者。 以下，如第3B圖所示垵，將用以悮給熔融焊錫53的 耐熱性管5 1插入在產生未錫焊不良的焊球1 2b的附近的 貫通孔1 3。耐熱性管5 1是被連接於熔融焊錫供給部（未 圖示）。耐熱性管5 1是如金屬或陶瓷所構成的管，具有 可插入在貫通孔3 1程度的直徑。當將耐熱性管1 3插入到 貫通孔1 3，則將熔融焊錫5 3從熔融焊錫供給源送進焊球 1 2 b附近◦由此，在插入物1 1側的凸軸1 4及配線基板側 -13- (10) 1246751 的凸塊電極2 2發楠焊錫潮濕性且在熔融焊錫5 3具有表面 張力，因此可將未錫焊不良的焊球1 20b改善成正常連g 狀態。 表示於第3 B圖的工程後，如第3 C圖所示地作成進 行供給熱空氣也可以。第3 C圖的工程是與參照第2 c圖 所說明的工程相同。藉由表示於第3 C圖的熱空氣的供給 工程，更發揮對於插入物1 1側的凸塊電極1 9及配線基板 側的凸塊電極2 2的焊錫潮濕性及熔融焊錫的表面張力， 而可將被解除未錫焊不良的焊球1 2 b a更整理作成形狀。 在以上說明的1C封裝安裝體的檢修方法，利用貫通孔！ 3 可進行檢修未錫焊不良。 以下，有關於IC封裝的貫通孔1 3的整體配置參照第 4圖主弟6圖δ兌明具體性例卞。在此些圖中，與表不於第 1圖者相同相當者賦予相同符號。該部分的說明是若未特 別增加則加以省略。 第4圖是表示本發明的又一實施形態的IC封裝的構 成的俯視圖。在該實施髟態的IC封裝1 〇 A，貫通孔1 3的 配置是在插入物 Η的四隅附近作成各1 2部位。更具體 地，在依焊球1 2 (外部連接用凸塊電極）的格子的縱線 上或橫線上，分別設在插入物1 1的各該四隅附近的焊球 1 2的3 X 3格子的焊球1 2間。 限定於插入物1 1的四隅附近未設置貫通孔1 3，乃該 領域與其他領域相比較，容易發生錫焊橋接等連接不良之 故，因而對應於此者。列舉作爲此種發生不良的原因，作 -14- (11) 1246751 爲其一原因’插入物11特別爲樹脂製的情形，有發生彎 曲的情形’在安裝工程時，與須安裝的配線基板之距離的 意思上乃爲受彎曲的影響最大的領域。又，在插入物11 的中間領域，在安裝工程時，從四方依均等焊球1 2彼此 間所致的影響及於各焊球1 2，惟在各邊附近，沒有來自 其一方的影響，又在四隅附近沒有四方之中來自三方的影 響，特別是平衡會崩塡。 又，也可考量將貫通孔1 3設在格子的面心，惟焊球 1 2的錫焊橋接是這些間之距離愈短容易產生之故，因而 設焊球1 2所致的格子的縱線上或橫線上者較佳。又，在 此表示端子數爲1 2 X 1 2的1 4 4端子的IC封裝1 〇 A的例 子，惟當然端子數是此數以外也可以（在以下將予以說 明，第5圖，第6圖的情形均相同）。任何情形’須配置 貫通孔13的對象格子是作成3x 3以外，作成2x 2，4x 4，一等也可以。 第5圖是表示本發明的另一實施形態的1C封裝的構 成的俯視圖。在該實施形態的1C封裝1 〇B中，貫通孔1 3 的配置是作成插入物1 1的焊球1 2的各邊附近的各該焊球 1 2間。更具體地，焊球1 2 (外部連接用凸塊電極）所致 的格子的縱線上或橫線上’設在焊球1 2的最外一列的各 該焊球1 2間。 選擇此些貫通孔1 3的配置的理由是如上所述地’各 邊附近容易發生錫焊橋接等連接不良。又，作爲更變形 例。並不是僅將最外一列作爲配置貫通孔1 3的對象’而 -15- (12) 1246751 將其對象也可考量作爲兩列，三列……等。又，未將所有 各邊的長度方向作爲配置貫通孔1 3的對象，各邊中央附 近也可考量省略配置貫通孔1 3。該理由也如上所述。 第6圖是表示本發明的另一實施形態的IC封裝的構 成的俯視圖。該實施形態的1C封裝1 0C是作爲貫通孔1 3 的配置，作成相加表示於第4圖的實施形態的配置與表示 於第5圖的實施形態的配置者。因此，可重疊地得到其效 果。作爲該情形的變形例。可通當地參照第4圖及第5圖 分別說明的變形例如加以構成。 【圖式簡單說明】 第1 A圖及第1 B圖是分別表示本發明的一實施形態 的1C封裝的構成的立體圖及剖視圖。 第2A圖，第2B圖，第2C圖是表不將本發明的一實 施形態的1C封裝安裝體的檢查方法及檢修方法的過程以 斷面所示的工程圖。 第3 A圖，第3圖，第3 C圖是表示將本發明的其他 實施形態的I C封裝安裝體的檢修方法的過程以斷靣所示 的工程圖。 第4圖是表示本發明的其他實施形態的IC封裝的構 成的俯視圖。 第5圖是表示本發明的又一實施形態的I C封裝的構 成的俯視圖。 第6圖是表示本發明的另一實施形態的IC封裝的構 -16- (13) 1246751 成的俯視圖。 【主要元件符號說明】

10，10A，10B，1 0C 11 12 12a 12b 1 2ba 13 14 2 1 22 3 1 a，3 1 b 3 1c 3 2 4 1 42 5 1 52 IC封裝 插入基板（插入物） 焊球 錫焊橋接 未錫焊不良的焊球 被解除未錫焊不良的焊球 貫通孔 外部連接用凸塊電極 配線基板 半導體裝置安裝用凸塊電極 導電梢 支持部 導線構件 耐熱性管 熱空氣侯給搆件 耐熱性管 熔融焊錫供給構件 熔融焊錫

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Claims (1)

1. (1) 1246751 十、申請專利範圍 1 · 一種1C封裝，其特徵爲具備：插入基板，及 格子狀地配設於上述插入基板的面的外部連接用凸塊 電極； 上述插入基板在格子狀地配設的外部連接用凸塊電極 彼此間的至少一位置具有貫通孔。 2. 如申請專利範圍第1項所述的IC封裝，其中’上 述貫通孔的位置，位於上述外部連接用凸塊電極所致的格 子的縱線上或橫線上。 3. 如申請專利範圍第2項所述的IC封裝，其中，上 述貫通孔至少設置於上述插入基板的各該四隅附近的上述 外部連接用凸塊電極間。 4. 如申請專利範圍第3項所述的1C封裝，其中，上 述貫通孔分別設置於上述插入基板的各該四隅附近的上述 外部連接用凸塊電極的3 X 3格子的上述外部連接用凸塊 電極間。 5 .如申請專利範圍第2項所述的IC封裝，其中，上 述貫通孔至少設置於上述插入基板的各邊附近的上述外部 連接用凸塊電極間。· 6 ·如申請專利範圍第5項所述的IC封裝，其中，上 述貫通孔分別設置於上述插入基板的各邊附近的上述外部 連接用凸塊電極的最外一列的上述外部連接用凸塊電極 間。 7.如申請專利範圍第6項所述的IC封裝，其中，上 -18- (2) 1246751 述貫通孔分別設置於上述插入基板的各該四隅附近的上述 外部連接用凸塊電極的最外一列的上述外部連接用凸塊電 極間。 8. 如申請專利範圍第1項所述的IC封裝，其中，上 述貫通孔具有〇 . 5 mm以下的直徑。 9. 如申請專利範圍第1項所述的IC封裝，其中，上 述貫通孔是於其內壁面未具有導電層。 10. —種IC封裝安裝體的檢查方法，屬於在格子狀 地配設於外部連接用凸塊電極彼此間的至少一位置具有設 有貫通孔的插入基板的IC封裝藉由位於上述外部連接用 凸塊電極的.焊球安裝於基板的安裝體，其特徵爲具備： 在上述貫通孔插具有兩個導電梢的檢查用梢的工程， 及調查插入於上述貫通孔的上述檢查梢的上述兩個導電梢 間的導電狀態的工程。 11. 一種IC封裝安裝體的檢查方法，屬於在格子狀 地配設於外部連接用凸塊電極彼此間的至少一位置具有設 有貫通孔的插入基板的IC封裝藉由位於上述外部連接用 凸塊電極的焊球安裝於基板的安裝體，其特徵爲具備： 在上述貫通孔插入耐熱性管的工程，及 在插入於上述貫通孔的上述耐熱性管的內部送進熱空 氣的工程。 1 2 . —種I C封裝安裝體的檢查方法，屬於在格子狀地 配設於外部連接用凸塊電極彼此間的至少一位置具有設有 貫通孔的插入基板的IC封裝藉由位於上述外部連接用凸 -19- 1246751 (3) 塊電極的焊球安裝於基板的安裝體，其特徵爲具備： 在上述貫通孔插入耐熱性管的工程，及 經由插入於上述貫通孔的上述耐熱性管的內部將熔融 焊錫送進至上述焊球的位置的工程。 13. —種1C封裝安裝體檢查用梢，其特徵爲具備： 位於互相大約平行的位置的兩個導電梢，及 分別固定上述兩個導電梢的一側，且軸方向平行於上 述兩個導電梢的長度方向的圓柱形狀支柱部。