JPH1174314A - はんだ付装置、はんだ付方法およびそれらを用いて製造された半導体装置 - Google Patents
はんだ付装置、はんだ付方法およびそれらを用いて製造された半導体装置Info
- Publication number
- JPH1174314A JPH1174314A JP9232535A JP23253597A JPH1174314A JP H1174314 A JPH1174314 A JP H1174314A JP 9232535 A JP9232535 A JP 9232535A JP 23253597 A JP23253597 A JP 23253597A JP H1174314 A JPH1174314 A JP H1174314A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- members
- soldering
- solder material
- solder
- semiconductor device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/012—Soldering with the use of hot gas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K3/00—Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
- B23K3/04—Heating appliances
- B23K3/047—Heating appliances electric
- B23K3/0473—Heating appliances electric using Joule effect at the place of contact between a rod and the soldering tip
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
- B23K2101/40—Semiconductor devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73253—Bump and layer connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
- H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
- H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
- H01L2224/7525—Means for applying energy, e.g. heating means
- H01L2224/753—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
- H01L2224/75301—Bonding head
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01079—Gold [Au]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/013—Alloys
- H01L2924/0132—Binary Alloys
- H01L2924/01322—Eutectic Alloys, i.e. obtained by a liquid transforming into two solid phases
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/153—Connection portion
- H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
- H01L2924/15311—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16195—Flat cap [not enclosing an internal cavity]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 フラックス材を用いることなくはんだ付がで
きるはんだ付装置、はんだ付方法およびそれらを用いて
製造された半導体装置を提供する。 【解決手段】 はんだ材を用いて電気的に接続される2
つの部材のうち一方の部材を支持するボンディングツー
ル1aおよび他方の部材を支持するボンディングステー
ジ1bからなり、2つの部材を圧接させる圧接手段と、
はんだ材に熱を供給する加熱手段と、はんだ材に還元ガ
スを供給する還元ガス供給手段である還元ガス供給管2
と、還元ガスを前記2つの部材の周囲に充満させる還元
ボックス3とを含んでなる。
きるはんだ付装置、はんだ付方法およびそれらを用いて
製造された半導体装置を提供する。 【解決手段】 はんだ材を用いて電気的に接続される2
つの部材のうち一方の部材を支持するボンディングツー
ル1aおよび他方の部材を支持するボンディングステー
ジ1bからなり、2つの部材を圧接させる圧接手段と、
はんだ材に熱を供給する加熱手段と、はんだ材に還元ガ
スを供給する還元ガス供給手段である還元ガス供給管2
と、還元ガスを前記2つの部材の周囲に充満させる還元
ボックス3とを含んでなる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、はんだ材を用いて
2つの部材を電気的に接続するためのはんだ付装置、は
んだ付方法およびそれらを用いて製造された半導体装置
に関する。さらに詳しくは、フラックス材を使用するこ
となくはんだ付けすることが可能なはんだ付装置、はん
だ付方法およびそれらを用いて製造された半導体装置に
関する。
2つの部材を電気的に接続するためのはんだ付装置、は
んだ付方法およびそれらを用いて製造された半導体装置
に関する。さらに詳しくは、フラックス材を使用するこ
となくはんだ付けすることが可能なはんだ付装置、はん
だ付方法およびそれらを用いて製造された半導体装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体装置は、BGA(Ball Gri
d Array)基板と、該BGA基板上に配置される半導体
チップと、該半導体チップにおいて発生した熱を外部に
放散するヒートスプレッダーと、前記BGA基板および
ヒートスプレッダー間に所定の間隔を設けかつ両者を接
合するためのリングとからなる。
d Array)基板と、該BGA基板上に配置される半導体
チップと、該半導体チップにおいて発生した熱を外部に
放散するヒートスプレッダーと、前記BGA基板および
ヒートスプレッダー間に所定の間隔を設けかつ両者を接
合するためのリングとからなる。
【0003】図4は、従来の半導体装置の一例を示す一
部切欠斜視説明図である。図4において、11はBGA
基板、12は半導体チップ、13はヒートスプレッダ
ー、14はリング、15ははんだバンプ、16ははんだ
ボールを示す。
部切欠斜視説明図である。図4において、11はBGA
基板、12は半導体チップ、13はヒートスプレッダ
ー、14はリング、15ははんだバンプ、16ははんだ
ボールを示す。
【0004】BGA基板11には複数の配線(図示せ
ず)が設けられており、各配線は半導体装置の外部電極
(図示せず)に電気的に接続されている。はんだバンプ
15は、はんだ材からなり、半導体チップ12に含まれ
る電極(図示せず)とBGA基板に設けられた複数の配
線の一端部とを電気的に接続する。また、はんだボール
16は、はんだ材からなり、半導体装置の外部電極に電
気的に接続される。
ず)が設けられており、各配線は半導体装置の外部電極
(図示せず)に電気的に接続されている。はんだバンプ
15は、はんだ材からなり、半導体チップ12に含まれ
る電極(図示せず)とBGA基板に設けられた複数の配
線の一端部とを電気的に接続する。また、はんだボール
16は、はんだ材からなり、半導体装置の外部電極に電
気的に接続される。
【0005】リング14は、板状の部材の中央に開口部
が設けられたものである。前記開口部の形状は半導体チ
ップ12の形状に応じて定める。ヒートスプレッダー1
3の形状はBGA基板11の形状と同様の薄板状であ
る。また、半導体チップ12およびヒートスプレッダー
13、BGA基板11およびリング14、ならびにヒー
トスプレッダー13およびリング14は接着剤を用いて
接着される。半導体チップ12およびヒートスプレッダ
ー13を接着する接着剤は、高放熱性を有する、たとえ
ばシリコーン系またはエポキシ系の接着剤である。一
方、BGA基板11およびリング14、ならびにヒート
スプレッダーおよびリング14を接着する接着剤は、た
とえばテープ状に成形された熱硬化型または熱可塑型接
着剤である。
が設けられたものである。前記開口部の形状は半導体チ
ップ12の形状に応じて定める。ヒートスプレッダー1
3の形状はBGA基板11の形状と同様の薄板状であ
る。また、半導体チップ12およびヒートスプレッダー
13、BGA基板11およびリング14、ならびにヒー
トスプレッダー13およびリング14は接着剤を用いて
接着される。半導体チップ12およびヒートスプレッダ
ー13を接着する接着剤は、高放熱性を有する、たとえ
ばシリコーン系またはエポキシ系の接着剤である。一
方、BGA基板11およびリング14、ならびにヒート
スプレッダーおよびリング14を接着する接着剤は、た
とえばテープ状に成形された熱硬化型または熱可塑型接
着剤である。
【0006】つぎに、半導体装置の製法について説明す
る。図5および図6は、従来の半導体装置の製法の一例
を示す工程断面説明図である。図5および図6におい
て、図4と同一の箇所は同じ符号を用いて示した。な
お、15aは、半導体チップ12に含まれる電極(図示
せず)に電気的に接続された第1のはんだバンプ、15
bは、BGA基板11に設けられた複数の配線の一端部
(図示せず)に電気的に接続された第2のはんだバンプ
を示す。17aは、BGA基板11およびリング14、
ならびにヒートスプレッダー13およびリング14を接
着する接着剤からなる第1の接着層、17bは、半導体
チップ12およびヒートスプレッダー13を接着する接
着剤からなる第2の接着層を示す。
る。図5および図6は、従来の半導体装置の製法の一例
を示す工程断面説明図である。図5および図6におい
て、図4と同一の箇所は同じ符号を用いて示した。な
お、15aは、半導体チップ12に含まれる電極(図示
せず)に電気的に接続された第1のはんだバンプ、15
bは、BGA基板11に設けられた複数の配線の一端部
(図示せず)に電気的に接続された第2のはんだバンプ
を示す。17aは、BGA基板11およびリング14、
ならびにヒートスプレッダー13およびリング14を接
着する接着剤からなる第1の接着層、17bは、半導体
チップ12およびヒートスプレッダー13を接着する接
着剤からなる第2の接着層を示す。
【0007】まず、半導体チップ12に含まれる電極上
に第1のはんだバンプ15aを設け、同様に、BGA基
板11の複数の配線の一端部上に第2のはんだバンプ1
5bを設ける(図5(a)参照)。ついで、BGA基板
11表面のうち第2のはんだバンプ15bが形成された
領域にフラックス材を塗布する。BGA基板11上に半
導体チップ12を載置し、第1のはんだバンプ15aお
よび第2のはんだバンプ15bを接触させた状態で、B
GA基板11および半導体チップ12を熱処理炉(いわ
ゆるリフロー炉)内に投入する。その結果、第1のはん
だバンプ15aおよび第2のはんだバンプ15bが溶
け、互いに接触していた第1のはんだバンプ15aおよ
び第2のはんだバンプ15bが一体となる。図5では、
第1のはんだバンプおよび第2のはんだバンプが一体に
なったものをはんだバンプ15として示している。前記
はんだバンプ15により、半導体チップ12に含まれる
電極とBGA基板11の複数の配線とが電気的に接続さ
れる(図5(b)参照)。さらに、フラックス材の洗浄
を行ったのち、第1の接着層17aによりBGA基板1
1にリング14を接着する(図5(c)参照)。つぎ
に、半導体チップ12上表面に接着剤を塗布して第2の
接着層17bを設け(図6(a)参照)、リング14上
表面に接着剤を塗布して第1の接着層17aを設けたの
ち、半導体チップ12およびリング14上にヒートスプ
レッダー13を載せ、半導体チップ12およびリング1
4にヒートスプレッダー13を接着する(図6(b)参
照)。最後に、BGA基板11の複数の配線の他の端部
に接続された半導体装置の外部電極上にはんだボール1
6を設け、半導体装置をうる(図6(c)参照)。
に第1のはんだバンプ15aを設け、同様に、BGA基
板11の複数の配線の一端部上に第2のはんだバンプ1
5bを設ける(図5(a)参照)。ついで、BGA基板
11表面のうち第2のはんだバンプ15bが形成された
領域にフラックス材を塗布する。BGA基板11上に半
導体チップ12を載置し、第1のはんだバンプ15aお
よび第2のはんだバンプ15bを接触させた状態で、B
GA基板11および半導体チップ12を熱処理炉(いわ
ゆるリフロー炉)内に投入する。その結果、第1のはん
だバンプ15aおよび第2のはんだバンプ15bが溶
け、互いに接触していた第1のはんだバンプ15aおよ
び第2のはんだバンプ15bが一体となる。図5では、
第1のはんだバンプおよび第2のはんだバンプが一体に
なったものをはんだバンプ15として示している。前記
はんだバンプ15により、半導体チップ12に含まれる
電極とBGA基板11の複数の配線とが電気的に接続さ
れる(図5(b)参照)。さらに、フラックス材の洗浄
を行ったのち、第1の接着層17aによりBGA基板1
1にリング14を接着する(図5(c)参照)。つぎ
に、半導体チップ12上表面に接着剤を塗布して第2の
接着層17bを設け(図6(a)参照)、リング14上
表面に接着剤を塗布して第1の接着層17aを設けたの
ち、半導体チップ12およびリング14上にヒートスプ
レッダー13を載せ、半導体チップ12およびリング1
4にヒートスプレッダー13を接着する(図6(b)参
照)。最後に、BGA基板11の複数の配線の他の端部
に接続された半導体装置の外部電極上にはんだボール1
6を設け、半導体装置をうる(図6(c)参照)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置は、
BGA基板の複数の配線と半導体装置の外部電極とをよ
り確実にはんだ付するためにフラックス材を用いる。は
んだ付ののち、該フラックス材が半導体装置内に残存す
ると、フラックス材によって半導体素子など半導体装置
の構成部材が侵される。したがって、たとえばアセトン
またはイソプロピルアルコールなどの洗浄材を用いてフ
ラックス材を完全に除去する必要がある。しかし、半導
体チップとBGA基板間のギャップが狭いためフラック
スを半導体装置から完全に除去するのは困難である。そ
の結果、半導体装置を製造するための工程数が多くなる
にもかかわらず、高い信頼性をうるのは困難であった。
BGA基板の複数の配線と半導体装置の外部電極とをよ
り確実にはんだ付するためにフラックス材を用いる。は
んだ付ののち、該フラックス材が半導体装置内に残存す
ると、フラックス材によって半導体素子など半導体装置
の構成部材が侵される。したがって、たとえばアセトン
またはイソプロピルアルコールなどの洗浄材を用いてフ
ラックス材を完全に除去する必要がある。しかし、半導
体チップとBGA基板間のギャップが狭いためフラック
スを半導体装置から完全に除去するのは困難である。そ
の結果、半導体装置を製造するための工程数が多くなる
にもかかわらず、高い信頼性をうるのは困難であった。
【0009】本発明はかかる問題を解決し、フラックス
材を用いることなくはんだ付ができるはんだ付装置、は
んだ付方法およびそれらを用いて製造された半導体装置
を提供することを目的とする。
材を用いることなくはんだ付ができるはんだ付装置、は
んだ付方法およびそれらを用いて製造された半導体装置
を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
はんだ付装置は、はんだ材を用いて電気的に接続される
2つの部材のうち一方の部材を支持するボンディングツ
ールおよび他方の部材を支持するボンディングステージ
からなり、2つの部材を圧接させる圧接手段と、はんだ
材に熱を供給する加熱手段と、はんだ材に還元ガスを供
給する還元ガス供給手段と、還元ガスを前記2つの部材
の周囲に充満させる還元ボックスとを含んでなるもので
ある。
はんだ付装置は、はんだ材を用いて電気的に接続される
2つの部材のうち一方の部材を支持するボンディングツ
ールおよび他方の部材を支持するボンディングステージ
からなり、2つの部材を圧接させる圧接手段と、はんだ
材に熱を供給する加熱手段と、はんだ材に還元ガスを供
給する還元ガス供給手段と、還元ガスを前記2つの部材
の周囲に充満させる還元ボックスとを含んでなるもので
ある。
【0011】また、本発明の請求項2記載のはんだ付装
置は、前記還元ガスがチッ素ガスと水素ガスとを含むガ
スである。
置は、前記還元ガスがチッ素ガスと水素ガスとを含むガ
スである。
【0012】また、本発明の請求項3記載のはんだ付装
置は、前記2つの部材を圧接させる際のボンディングツ
ールおよびボンディングステージ間の圧力が0.5〜1
0kgf/cm2である。
置は、前記2つの部材を圧接させる際のボンディングツ
ールおよびボンディングステージ間の圧力が0.5〜1
0kgf/cm2である。
【0013】また、本発明の請求項4記載のはんだ付装
置は、前記還元ボックス内の温度が高くとも350℃で
ある。
置は、前記還元ボックス内の温度が高くとも350℃で
ある。
【0014】また、本発明の請求項5記載のはんだ付装
置は、前記還元ガスの流量が多くとも20l/min
(リットル毎分)である。
置は、前記還元ガスの流量が多くとも20l/min
(リットル毎分)である。
【0015】本発明の請求項6記載のはんだ付装置は、
はんだ材を用いて電気的に接続される2つの部材のうち
一方の部材を支持するボンディングツールおよび他方の
部材を支持するボンディングステージからなり、2つの
部材を圧接させる圧接手段と、はんだ材に熱を供給する
加熱手段と、はんだ材に還元ガスを供給する還元ガス供
給手段と、還元ガスを前記2つの部材の周囲に充満させ
る還元ボックスとを含んでなるはんだ付装置であって、
前記2つの部材表面にはんだ材からなる複数のはんだバ
ンプがそれぞれ形成されたのち、2つの部材が電気的に
接続されるばあいにおいて、複数のはんだバンプの高さ
を均一にする手段をさらに備えるものである。
はんだ材を用いて電気的に接続される2つの部材のうち
一方の部材を支持するボンディングツールおよび他方の
部材を支持するボンディングステージからなり、2つの
部材を圧接させる圧接手段と、はんだ材に熱を供給する
加熱手段と、はんだ材に還元ガスを供給する還元ガス供
給手段と、還元ガスを前記2つの部材の周囲に充満させ
る還元ボックスとを含んでなるはんだ付装置であって、
前記2つの部材表面にはんだ材からなる複数のはんだバ
ンプがそれぞれ形成されたのち、2つの部材が電気的に
接続されるばあいにおいて、複数のはんだバンプの高さ
を均一にする手段をさらに備えるものである。
【0016】本発明の請求項7記載のはんだ付方法は、
はんだ材を用いて2つの部材を電気的に接続するはんだ
付方法であって、前記2つの部材のそれぞれの所定の箇
所にはんだ材を配置する工程と、還元ガスおよびはんだ
材の融点以上の温度の熱が供給されうる還元ボックスに
2つの部材を投入する工程と、前記2つの部材を圧接さ
せて2つの部材を電気的に接続する工程とからなるもの
である。
はんだ材を用いて2つの部材を電気的に接続するはんだ
付方法であって、前記2つの部材のそれぞれの所定の箇
所にはんだ材を配置する工程と、還元ガスおよびはんだ
材の融点以上の温度の熱が供給されうる還元ボックスに
2つの部材を投入する工程と、前記2つの部材を圧接さ
せて2つの部材を電気的に接続する工程とからなるもの
である。
【0017】また、本発明の請求項8記載のはんだ付方
法は、前記2つの部材を圧接させる際の2つの部材間の
圧力が0.5〜10kgf/cm2である。
法は、前記2つの部材を圧接させる際の2つの部材間の
圧力が0.5〜10kgf/cm2である。
【0018】また、本発明の請求項9記載のはんだ付方
法は、前記温度が高くとも350℃である。
法は、前記温度が高くとも350℃である。
【0019】また、本発明の請求項10記載のはんだ付
方法は、前記還元ガスの流量が多くとも20l/min
である。
方法は、前記還元ガスの流量が多くとも20l/min
である。
【0020】本発明の請求項11記載のはんだ付方法
は、はんだ材を用いて2つの部材を電気的に接続するは
んだ付方法であって、前記2つの部材のそれぞれの所定
の箇所にはんだ材からなる複数のばんだバンプを配置す
る工程と、還元ガスおよびはんだ材の融点以上の温度の
熱が供給されうる還元ボックスに2つの部材を投入する
工程と、前記複数のばんだバンプの高さを均一にする工
程と、前記2つの部材を圧接させて2つの部材を電気的
に接続する工程とからなるものである。
は、はんだ材を用いて2つの部材を電気的に接続するは
んだ付方法であって、前記2つの部材のそれぞれの所定
の箇所にはんだ材からなる複数のばんだバンプを配置す
る工程と、還元ガスおよびはんだ材の融点以上の温度の
熱が供給されうる還元ボックスに2つの部材を投入する
工程と、前記複数のばんだバンプの高さを均一にする工
程と、前記2つの部材を圧接させて2つの部材を電気的
に接続する工程とからなるものである。
【0021】本発明の請求項12記載の半導体装置は、
複数の配線が設けられたBGA基板と、はんだ材を用い
て前記複数の配線にそれぞれ接続される複数の電極を有
する半導体チップとを含んでなる半導体装置であって、
製造工程中にフラックス材が使用されることなく、前記
請求項1記載のはんだ付装置を用いて製造されるもので
ある。
複数の配線が設けられたBGA基板と、はんだ材を用い
て前記複数の配線にそれぞれ接続される複数の電極を有
する半導体チップとを含んでなる半導体装置であって、
製造工程中にフラックス材が使用されることなく、前記
請求項1記載のはんだ付装置を用いて製造されるもので
ある。
【0022】また、本発明の請求項13記載の半導体装
置は、前記はんだ材の材料が、前記はんだ材の材料が、
スズ、銀、亜鉛、チタン、アンチモン、金および鉛のう
ちの少なくとも2つからなる合金である。
置は、前記はんだ材の材料が、前記はんだ材の材料が、
スズ、銀、亜鉛、チタン、アンチモン、金および鉛のう
ちの少なくとも2つからなる合金である。
【0023】本発明の請求項14記載の半導体装置は、
複数の配線が設けられたBGA基板と、はんだ材を用い
て前記複数の配線にそれぞれ接続される複数の電極を有
する半導体チップとを含んでなる半導体装置であって、
製造工程中にフラックス材が使用されることなく、前記
請求項7記載のはんだ付方法を用いて製造されるもので
ある。
複数の配線が設けられたBGA基板と、はんだ材を用い
て前記複数の配線にそれぞれ接続される複数の電極を有
する半導体チップとを含んでなる半導体装置であって、
製造工程中にフラックス材が使用されることなく、前記
請求項7記載のはんだ付方法を用いて製造されるもので
ある。
【0024】また、本発明の請求項15記載の半導体装
置は、前記はんだ材の材料が、スズ、銀、亜鉛、チタ
ン、アンチモン、金および鉛のうちの少なくとも2つか
らなる合金である。
置は、前記はんだ材の材料が、スズ、銀、亜鉛、チタ
ン、アンチモン、金および鉛のうちの少なくとも2つか
らなる合金である。
【0025】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明のはんだ付装置、
はんだ付方法およびそれらを用いて製造された半導体装
置の実施の形態について説明する。
はんだ付方法およびそれらを用いて製造された半導体装
置の実施の形態について説明する。
【0026】実施の形態1.図面を参照しつつ、本発明
のはんだ付装置、はんだ付方法およびそれらを用いて製
造された半導体装置の実施の形態1について説明する。
のはんだ付装置、はんだ付方法およびそれらを用いて製
造された半導体装置の実施の形態1について説明する。
【0027】図1は、本発明のはんだ付装置の一実施の
形態を示す斜視説明図である。図1において、1aはボ
ンディングツール、1bはボンディングステージ、2
は、はんだ材に還元ガスを供給する還元ガス供給手段で
ある還元ガス供給管、3は還元ガスが充満した還元ボッ
クス、4は、還元ボックス3内のガスを排出するガス排
出管を示す。なお、還元ガス供給管2の図示されていな
い方の端部は、たとえばガスボンベなどのガス源に接続
されている。また、ガス排出管4の図示されていない方
の端部には酸素濃度計が接続されており、常に還元ボッ
クス3内の酸素濃度を測定することができる。前記酸素
濃度計としては、酸素濃度を0〜10000ppmの範
囲で測定できるものが使用されうる。図2は、図1のA
−A線断面説明図である。図2において、図1および図
5と同一の箇所は同じ符号を示す。図1および図2にお
いて、矢印B1、矢印B2および矢印B3で示される方
向はそれぞれガスの流れる方向を示す。
形態を示す斜視説明図である。図1において、1aはボ
ンディングツール、1bはボンディングステージ、2
は、はんだ材に還元ガスを供給する還元ガス供給手段で
ある還元ガス供給管、3は還元ガスが充満した還元ボッ
クス、4は、還元ボックス3内のガスを排出するガス排
出管を示す。なお、還元ガス供給管2の図示されていな
い方の端部は、たとえばガスボンベなどのガス源に接続
されている。また、ガス排出管4の図示されていない方
の端部には酸素濃度計が接続されており、常に還元ボッ
クス3内の酸素濃度を測定することができる。前記酸素
濃度計としては、酸素濃度を0〜10000ppmの範
囲で測定できるものが使用されうる。図2は、図1のA
−A線断面説明図である。図2において、図1および図
5と同一の箇所は同じ符号を示す。図1および図2にお
いて、矢印B1、矢印B2および矢印B3で示される方
向はそれぞれガスの流れる方向を示す。
【0028】前記ボンディングツール1aおよびボンデ
ィングステージ1bは半導体チップ12をBGA基板1
1に圧接させる圧接手段であり、ボンディングツール1
aは半導体チップ12を支持する部材であり、ボンディ
ングステージ1bはBGA基板11を支持する部材であ
る。さらに、ボンディングツール1aは、はんだ材に熱
を供給する加熱手段(図示せず)である、たとえば熱ヒ
ーターなどを備える。
ィングステージ1bは半導体チップ12をBGA基板1
1に圧接させる圧接手段であり、ボンディングツール1
aは半導体チップ12を支持する部材であり、ボンディ
ングステージ1bはBGA基板11を支持する部材であ
る。さらに、ボンディングツール1aは、はんだ材に熱
を供給する加熱手段(図示せず)である、たとえば熱ヒ
ーターなどを備える。
【0029】つぎに、前記はんだ付装置を用いてBGA
基板11に半導体チップ12をはんだ付けする方法につ
いて説明する。まず、従来の半導体装置の製法と同様
に、半導体チップ12およびBGA基板11の所定の箇
所に、第1のはんだバンプ15aおよび第2のはんだバ
ンプ15bを設ける。ついで、前記ボンディングツール
1aに半導体チップ12を固定し、ボンディングステー
ジ1bにBGA基板11を固定する(図2参照)。最後
に、還元ボックス3内に半導体チップ12およびBGA
基板11を投入し、第1のはんだバンプ15aおよび第
2のはんだバンプ15bに熱と還元ガスとを供給すると
ともに、ボンディングツール1aで半導体チップ12を
BGA基板11に押し付けることによりはんだ付が完了
する。
基板11に半導体チップ12をはんだ付けする方法につ
いて説明する。まず、従来の半導体装置の製法と同様
に、半導体チップ12およびBGA基板11の所定の箇
所に、第1のはんだバンプ15aおよび第2のはんだバ
ンプ15bを設ける。ついで、前記ボンディングツール
1aに半導体チップ12を固定し、ボンディングステー
ジ1bにBGA基板11を固定する(図2参照)。最後
に、還元ボックス3内に半導体チップ12およびBGA
基板11を投入し、第1のはんだバンプ15aおよび第
2のはんだバンプ15bに熱と還元ガスとを供給すると
ともに、ボンディングツール1aで半導体チップ12を
BGA基板11に押し付けることによりはんだ付が完了
する。
【0030】前記ボンディングツール1aに半導体チッ
プ12を固定する方法およびボンディングステージ1b
にBGA基板11を固定する方法の一例としては、真空
吸着を用いた方法がある。
プ12を固定する方法およびボンディングステージ1b
にBGA基板11を固定する方法の一例としては、真空
吸着を用いた方法がある。
【0031】還元ボックス3内の温度は前記加熱手段に
より調整される。さらに、還元ボックス3内は還元ガス
で満たされている。なお、還元ボックス3にはボンディ
ングツール1aを挿入するための開口部が設けられてい
るため、還元ボックス3内に外気を取り入れることがで
きる。還元ボックス3内の酸素濃度は、ガス排出管4か
ら排出されたガスに含まれる酸素の量をモニタリングす
ることにより知ることができる。
より調整される。さらに、還元ボックス3内は還元ガス
で満たされている。なお、還元ボックス3にはボンディ
ングツール1aを挿入するための開口部が設けられてい
るため、還元ボックス3内に外気を取り入れることがで
きる。還元ボックス3内の酸素濃度は、ガス排出管4か
ら排出されたガスに含まれる酸素の量をモニタリングす
ることにより知ることができる。
【0032】本実施の形態によれば、はんだ付の際に還
元ガスを用いることにより、還元ボックス内が所望の酸
素濃度になってからはんだ付できるので、はんだバンプ
の表面に酸化膜が発生することを防止できる。したがっ
て、フラックス材を使用する必要がない。その結果、従
来の半導体装置の製法では必要とされていたフラックス
材の除去に関わる工程を省略することができ、フラック
ス材を使用しないため、信頼性の高い半導体装置を製造
することができる。
元ガスを用いることにより、還元ボックス内が所望の酸
素濃度になってからはんだ付できるので、はんだバンプ
の表面に酸化膜が発生することを防止できる。したがっ
て、フラックス材を使用する必要がない。その結果、従
来の半導体装置の製法では必要とされていたフラックス
材の除去に関わる工程を省略することができ、フラック
ス材を使用しないため、信頼性の高い半導体装置を製造
することができる。
【0033】実施の形態2.つぎに、本発明のはんだ付
装置、はんだ付方法およびそれらを用いて製造された半
導体装置の実施の形態2について、図面を参照しつつ説
明する。
装置、はんだ付方法およびそれらを用いて製造された半
導体装置の実施の形態2について、図面を参照しつつ説
明する。
【0034】図3は、製造途中の本発明の半導体装置の
他の実施の形態を示す断面説明図である。図3におい
て、図2と同一の箇所については同じ符号を用いて示
す。
他の実施の形態を示す断面説明図である。図3におい
て、図2と同一の箇所については同じ符号を用いて示
す。
【0035】一般に、はんだ材を用いて第1のはんだバ
ンプおよび第2のはんだバンプをそれぞれ複数個形成す
るとき、第1のはんだバンプおよび第2のはんだバンプ
の大きさが不均一になる。そのため、第1のはんだバン
プおよび第2のはんだバンプの高さが不均一になる。し
たがって、従来の半導体装置の製造工程では、第1のは
んだバンプおよび第2のはんだバンプの表面をあらかじ
め平坦化(レベリング)したのち熱処理炉に投入するば
あいがある。
ンプおよび第2のはんだバンプをそれぞれ複数個形成す
るとき、第1のはんだバンプおよび第2のはんだバンプ
の大きさが不均一になる。そのため、第1のはんだバン
プおよび第2のはんだバンプの高さが不均一になる。し
たがって、従来の半導体装置の製造工程では、第1のは
んだバンプおよび第2のはんだバンプの表面をあらかじ
め平坦化(レベリング)したのち熱処理炉に投入するば
あいがある。
【0036】本実施の形態では、前記実施の形態1で示
されたはんだ付装置の還元ボックス内に、第1のはんだ
バンプ15aおよび第2のはんだバンプ15bの高さを
均一にする手段を設ける。たとえば、還元ボックス内に
板状の治具を設ける。第1のはんだバンプ15aおよび
第2のはんだバンプ15bの高さを均一にする方法の一
例としては、まず、第1のはんだバンプ15aおよび第
2のはんだバンプ15bがそれぞれ設けられた半導体チ
ップ12およびBGA基板11を還元ボックス内に投入
する。さらに、還元ボックス内の熱およびボンディング
ツールからの加熱により第1のはんだバンプ15aおよ
び第2のはんだバンプ15bが軟らかくなったときに、
ボンディングツールでレベリングするか、またはボンデ
ィングツールを利用して前記板状の治具に第1のはんだ
バンプ15aおよび第2のはんだバンプ15bを押し付
けてレベリングする。かかる方法により、図3(a)に
示されるように、第1のはんだバンプ15aおよび第2
のはんだバンプ15bの高さを均一にすることができ
る。したがって、はんだ付の際にすべての第1のはんだ
バンプ15aを第2のはんだバンプ15bに同時に接触
させることができる(図3(b)参照)。
されたはんだ付装置の還元ボックス内に、第1のはんだ
バンプ15aおよび第2のはんだバンプ15bの高さを
均一にする手段を設ける。たとえば、還元ボックス内に
板状の治具を設ける。第1のはんだバンプ15aおよび
第2のはんだバンプ15bの高さを均一にする方法の一
例としては、まず、第1のはんだバンプ15aおよび第
2のはんだバンプ15bがそれぞれ設けられた半導体チ
ップ12およびBGA基板11を還元ボックス内に投入
する。さらに、還元ボックス内の熱およびボンディング
ツールからの加熱により第1のはんだバンプ15aおよ
び第2のはんだバンプ15bが軟らかくなったときに、
ボンディングツールでレベリングするか、またはボンデ
ィングツールを利用して前記板状の治具に第1のはんだ
バンプ15aおよび第2のはんだバンプ15bを押し付
けてレベリングする。かかる方法により、図3(a)に
示されるように、第1のはんだバンプ15aおよび第2
のはんだバンプ15bの高さを均一にすることができ
る。したがって、はんだ付の際にすべての第1のはんだ
バンプ15aを第2のはんだバンプ15bに同時に接触
させることができる(図3(b)参照)。
【0037】本実施の形態では、還元ガスが供給された
還元ボックス内で第1のはんだバンプ15aおよび第2
のはんだバンプ15bの高さを均一化する。したがっ
て、均一化の際に第1のはんだバンプ15aおよび第2
のはんだバンプ15bの表面に酸化膜が発生することが
ない。その結果、BGA基板に設けられた複数の配線と
半導体チップに含まれる電極とを確実にはんだ付するこ
とができる。
還元ボックス内で第1のはんだバンプ15aおよび第2
のはんだバンプ15bの高さを均一化する。したがっ
て、均一化の際に第1のはんだバンプ15aおよび第2
のはんだバンプ15bの表面に酸化膜が発生することが
ない。その結果、BGA基板に設けられた複数の配線と
半導体チップに含まれる電極とを確実にはんだ付するこ
とができる。
【0038】また、はんだ付時のボンディングツールお
よびボンディングステージ間の圧力が0.5〜10kg
f/cm2であることが好ましい。
よびボンディングステージ間の圧力が0.5〜10kg
f/cm2であることが好ましい。
【0039】さらに、前記還元ボックス内の温度が高く
とも350℃であることが好ましい。
とも350℃であることが好ましい。
【0040】また、前記還元ガスの流量が多くとも20
l/minであることが好ましい。
l/minであることが好ましい。
【0041】また、前記はんだ材の材料として、スズ、
銀、亜鉛、チタン、アンチモン、金および鉛のうちの少
なくとも2つからなる合金を用いることができる。はん
だ付の材料の一具体例としては、鉛を97重%、スズを
3重%を含む高温はんだがあり、第1のはんだバンプを
形成するときに用いうる。なお、高温はんだを用いたば
あい、高温はんだは比較的やわらかいので、はんだバン
プにかかるストレスを緩和できる。また、共晶はんだを
第1のはんだバンプおよび第2のはんだバンプを形成す
るときに用いてもよい。なお、前記共晶はんだを用いた
ばあい、比較的離点が低いので、BGA基板に与える熱
ストレスを小さくできる。
銀、亜鉛、チタン、アンチモン、金および鉛のうちの少
なくとも2つからなる合金を用いることができる。はん
だ付の材料の一具体例としては、鉛を97重%、スズを
3重%を含む高温はんだがあり、第1のはんだバンプを
形成するときに用いうる。なお、高温はんだを用いたば
あい、高温はんだは比較的やわらかいので、はんだバン
プにかかるストレスを緩和できる。また、共晶はんだを
第1のはんだバンプおよび第2のはんだバンプを形成す
るときに用いてもよい。なお、前記共晶はんだを用いた
ばあい、比較的離点が低いので、BGA基板に与える熱
ストレスを小さくできる。
【0042】なお、実施の形態1および実施の形態2で
は、半導体装置の一例としてヒートスプレッダーおよび
リングを含んでなる半導体装置が用いられたが、半導体
装置がヒートスプレッダーおよびリングを含まない半導
体装置であっても同様の効果がえられる。
は、半導体装置の一例としてヒートスプレッダーおよび
リングを含んでなる半導体装置が用いられたが、半導体
装置がヒートスプレッダーおよびリングを含まない半導
体装置であっても同様の効果がえられる。
【0043】
【発明の効果】本発明の請求項1記載のはんだ付装置
は、はんだ材を用いて電気的に接続される2つの部材の
うち一方の部材を支持するボンディングツールおよび他
方の部材を支持するボンディングステージからなり、2
つの部材を圧接させる圧接手段と、はんだ材に熱を供給
する加熱手段と、はんだ材に還元ガスを供給する還元ガ
ス供給手段と、還元ガスを前記2つの部材の周囲に充満
させる還元ボックスとを含んでなるものであるので、フ
ラックス材を用いることなくはんだ付ができるので、残
存したフラックス材により製品がおかされる危険をなく
し、洗浄工程をなくして製造コストを低減できる。
は、はんだ材を用いて電気的に接続される2つの部材の
うち一方の部材を支持するボンディングツールおよび他
方の部材を支持するボンディングステージからなり、2
つの部材を圧接させる圧接手段と、はんだ材に熱を供給
する加熱手段と、はんだ材に還元ガスを供給する還元ガ
ス供給手段と、還元ガスを前記2つの部材の周囲に充満
させる還元ボックスとを含んでなるものであるので、フ
ラックス材を用いることなくはんだ付ができるので、残
存したフラックス材により製品がおかされる危険をなく
し、洗浄工程をなくして製造コストを低減できる。
【0044】また、本発明の請求項2記載のはんだ付装
置は、前記還元ガスがチッ素ガスと水素ガスとを含むガ
スであるので、酸化膜の発生を防止でき、フラックス材
を用いずにはんだ付を行なうことができる。
置は、前記還元ガスがチッ素ガスと水素ガスとを含むガ
スであるので、酸化膜の発生を防止でき、フラックス材
を用いずにはんだ付を行なうことができる。
【0045】また、本発明の請求項3記載のはんだ付装
置は、前記2つの部材を圧接させる際のボンディングツ
ールおよびボンディングステージ間の圧力が0.5〜1
0kgf/cm2であるので、はんだバンプのレベリン
グおよびはんだ付時のはんだバンプ間の高さの制御を容
易に行なうことができる。
置は、前記2つの部材を圧接させる際のボンディングツ
ールおよびボンディングステージ間の圧力が0.5〜1
0kgf/cm2であるので、はんだバンプのレベリン
グおよびはんだ付時のはんだバンプ間の高さの制御を容
易に行なうことができる。
【0046】また、本発明の請求項4記載のはんだ付装
置は、前記還元ボックス内の温度が高くとも350℃で
あるので、はんだ材の融点またはそれ以下の温度ではん
だ付を行なうことができる。
置は、前記還元ボックス内の温度が高くとも350℃で
あるので、はんだ材の融点またはそれ以下の温度ではん
だ付を行なうことができる。
【0047】また、本発明の請求項5記載のはんだ付装
置は、前記還元ガスの流量が多くとも20l/min
(リットル毎分)であるので、はんだ材の表面で酸化膜
が発生することを防止できる。
置は、前記還元ガスの流量が多くとも20l/min
(リットル毎分)であるので、はんだ材の表面で酸化膜
が発生することを防止できる。
【0048】本発明の請求項6記載のはんだ付装置は、
はんだ材を用いて電気的に接続される2つの部材のうち
一方の部材を支持するボンディングツールおよび他方の
部材を支持するボンディングステージからなり、2つの
部材を圧接させる圧接手段と、はんだ材に熱を供給する
加熱手段と、はんだ材に還元ガスを供給する還元ガス供
給手段と、還元ガスを前記2つの部材の周囲に充満させ
る還元ボックスとを含んでなるはんだ付装置であって、
前記2つの部材表面にはんだ材からなる複数のはんだバ
ンプがそれぞれ形成されたのち、2つの部材が電気的に
接続されるばあいにおいて、複数のはんだバンプの高さ
を均一にする手段をさらに備えるものであるので、はん
だバンプの高さを均一にするときにはんだバンプの表面
で酸化膜が発生することを防止できる。
はんだ材を用いて電気的に接続される2つの部材のうち
一方の部材を支持するボンディングツールおよび他方の
部材を支持するボンディングステージからなり、2つの
部材を圧接させる圧接手段と、はんだ材に熱を供給する
加熱手段と、はんだ材に還元ガスを供給する還元ガス供
給手段と、還元ガスを前記2つの部材の周囲に充満させ
る還元ボックスとを含んでなるはんだ付装置であって、
前記2つの部材表面にはんだ材からなる複数のはんだバ
ンプがそれぞれ形成されたのち、2つの部材が電気的に
接続されるばあいにおいて、複数のはんだバンプの高さ
を均一にする手段をさらに備えるものであるので、はん
だバンプの高さを均一にするときにはんだバンプの表面
で酸化膜が発生することを防止できる。
【0049】本発明の請求項7記載のはんだ付方法は、
はんだ材を用いて2つの部材を電気的に接続するはんだ
付方法であって、前記2つの部材のそれぞれの所定の箇
所にはんだ材を配置する工程と、還元ガスおよびはんだ
材の融点以上の温度の熱が供給されうる還元ボックスに
2つの部材を投入する工程と、前記2つの部材を圧接さ
せて2つの部材を電気的に接続する工程とからなるもの
であるので、フラックス材を用いることなくはんだ付が
できるので、残存したフラックス材により製品がおかさ
れる危険をなくし、洗浄工程をなくして製造コストを低
減できる。
はんだ材を用いて2つの部材を電気的に接続するはんだ
付方法であって、前記2つの部材のそれぞれの所定の箇
所にはんだ材を配置する工程と、還元ガスおよびはんだ
材の融点以上の温度の熱が供給されうる還元ボックスに
2つの部材を投入する工程と、前記2つの部材を圧接さ
せて2つの部材を電気的に接続する工程とからなるもの
であるので、フラックス材を用いることなくはんだ付が
できるので、残存したフラックス材により製品がおかさ
れる危険をなくし、洗浄工程をなくして製造コストを低
減できる。
【0050】また、本発明の請求項8記載のはんだ付方
法は、前記2つの部材を圧接させる際の2つの部材間の
圧力が0.5〜10kgf/cm2であるので、はんだ
バンプのレベリングおよびはんだ付時のはんだバンプ間
の高さの制御を容易に行なうことができる。
法は、前記2つの部材を圧接させる際の2つの部材間の
圧力が0.5〜10kgf/cm2であるので、はんだ
バンプのレベリングおよびはんだ付時のはんだバンプ間
の高さの制御を容易に行なうことができる。
【0051】また、本発明の請求項9記載のはんだ付方
法は、前記温度が高くとも350℃であるので、はんだ
材の融点またはそれ以下の温度ではんだ付を行なうこと
ができる。
法は、前記温度が高くとも350℃であるので、はんだ
材の融点またはそれ以下の温度ではんだ付を行なうこと
ができる。
【0052】また、本発明の請求項10記載のはんだ付
方法は、前記還元ガスの流量が多くとも20l/min
であるので、はんだ材の表面で酸化膜が発生することを
防止できる。
方法は、前記還元ガスの流量が多くとも20l/min
であるので、はんだ材の表面で酸化膜が発生することを
防止できる。
【0053】本発明の請求項11記載のはんだ付方法
は、はんだ材を用いて2つの部材を電気的に接続するは
んだ付方法であって、前記2つの部材のそれぞれの所定
の箇所にはんだ材からなる複数のばんだバンプを配置す
る工程と、還元ガスおよびはんだ材の融点以上の温度の
熱が供給されうる還元ボックスに2つの部材を投入する
工程と、前記複数のばんだバンプの高さを均一にする工
程と、前記2つの部材を圧接させて2つの部材を電気的
に接続する工程とからなるものであるので、はんだバン
プの高さを均一にするときにはんだバンプの表面で酸化
膜が発生することを防止できる。
は、はんだ材を用いて2つの部材を電気的に接続するは
んだ付方法であって、前記2つの部材のそれぞれの所定
の箇所にはんだ材からなる複数のばんだバンプを配置す
る工程と、還元ガスおよびはんだ材の融点以上の温度の
熱が供給されうる還元ボックスに2つの部材を投入する
工程と、前記複数のばんだバンプの高さを均一にする工
程と、前記2つの部材を圧接させて2つの部材を電気的
に接続する工程とからなるものであるので、はんだバン
プの高さを均一にするときにはんだバンプの表面で酸化
膜が発生することを防止できる。
【0054】本発明の請求項12記載の半導体装置は、
複数の配線が設けられたBGA基板と、はんだ材を用い
て前記複数の配線にそれぞれ接続される複数の電極を有
する半導体チップとを含んでなる半導体装置であって、
製造工程中にフラックス材が使用されることなく、前記
請求項1記載のはんだ付装置を用いて製造されるもので
あるので、フラックス材を用いることなくはんだ付がで
きるので、残存したフラックス材により製品がおかされ
る危険をなくし、洗浄工程をなくして製造コストを低減
できる。
複数の配線が設けられたBGA基板と、はんだ材を用い
て前記複数の配線にそれぞれ接続される複数の電極を有
する半導体チップとを含んでなる半導体装置であって、
製造工程中にフラックス材が使用されることなく、前記
請求項1記載のはんだ付装置を用いて製造されるもので
あるので、フラックス材を用いることなくはんだ付がで
きるので、残存したフラックス材により製品がおかされ
る危険をなくし、洗浄工程をなくして製造コストを低減
できる。
【0055】また、本発明の請求項13記載の半導体装
置は、前記はんだ材の材料が、スズ、銀、亜鉛、チタ
ン、アンチモン、金および鉛のうちの少なくとも2つか
らなる合金であるので、より確実に半導体素子およびB
GA基板間のはんだ付ができる。
置は、前記はんだ材の材料が、スズ、銀、亜鉛、チタ
ン、アンチモン、金および鉛のうちの少なくとも2つか
らなる合金であるので、より確実に半導体素子およびB
GA基板間のはんだ付ができる。
【0056】本発明の請求項14記載の半導体装置は、
複数の配線が設けられたBGA基板と、はんだ材を用い
て前記複数の配線にそれぞれ接続される複数の電極を有
する半導体チップとを含んでなる半導体装置であって、
製造工程中にフラックス材が使用されることなく、前記
請求項7記載のはんだ付方法を用いて製造されるもので
あるので、フラックス材を用いることなくはんだ付がで
きるので、残存したフラックス材により製品がおかされ
る危険をなくし、洗浄工程をなくして製造コストを低減
できる。
複数の配線が設けられたBGA基板と、はんだ材を用い
て前記複数の配線にそれぞれ接続される複数の電極を有
する半導体チップとを含んでなる半導体装置であって、
製造工程中にフラックス材が使用されることなく、前記
請求項7記載のはんだ付方法を用いて製造されるもので
あるので、フラックス材を用いることなくはんだ付がで
きるので、残存したフラックス材により製品がおかされ
る危険をなくし、洗浄工程をなくして製造コストを低減
できる。
【0057】また、本発明の請求項15記載の半導体装
置は、前記はんだ材の材料が、スズ、銀、亜鉛、チタ
ン、アンチモン、金および鉛のうちの少なくとも2つか
らなる合金であるので、より確実に半導体素子およびB
GA基板間のはんだ付ができる。
置は、前記はんだ材の材料が、スズ、銀、亜鉛、チタ
ン、アンチモン、金および鉛のうちの少なくとも2つか
らなる合金であるので、より確実に半導体素子およびB
GA基板間のはんだ付ができる。
【図1】 本発明のはんだ付装置の一実施の形態を示す
斜視説明図である。
斜視説明図である。
【図2】 図1のA−A線断面説明図である。
【図3】 製造途中の本発明の半導体装置の他の実施の
形態を示す断面説明図である。
形態を示す断面説明図である。
【図4】 従来の半導体装置の一例を示す一部切欠斜視
説明図である。
説明図である。
【図5】 従来の半導体装置の製法の一例を示す工程断
面説明図である。
面説明図である。
【図6】 従来の半導体装置の製法の一例を示す工程断
面説明図である。
面説明図である。
1a ボンディングツール、1b ボンディングステー
ジ、2 還元ガス供給管、3 還元ボックス、4 ガス
排出管。
ジ、2 還元ガス供給管、3 還元ボックス、4 ガス
排出管。
Claims (15)
- 【請求項1】 はんだ材を用いて電気的に接続される2
つの部材のうち一方の部材を支持するボンディングツー
ルおよび他方の部材を支持するボンディングステージか
らなり、2つの部材を圧接させる圧接手段と、はんだ材
に熱を供給する加熱手段と、はんだ材に還元ガスを供給
する還元ガス供給手段と、還元ガスを前記2つの部材の
周囲に充満させる還元ボックスとを含んでなるはんだ付
装置。 - 【請求項2】 前記還元ガスがチッ素ガスと水素ガスと
を含むガスである請求項1記載のはんだ付装置。 - 【請求項3】 前記2つの部材を圧接させる際のボンデ
ィングツールおよびボンディングステージ間の圧力が
0.5〜10kgf/cm2である請求項1記載のはん
だ付装置。 - 【請求項4】 前記還元ボックス内の温度が高くとも3
50℃である請求項1記載のはんだ付装置。 - 【請求項5】 前記還元ガスの流量が多くとも20l/
minである請求項1記載のはんだ付装置。 - 【請求項6】 はんだ材を用いて電気的に接続される2
つの部材のうち一方の部材を支持するボンディングツー
ルおよび他方の部材を支持するボンディングステージか
らなり、2つの部材を圧接させる圧接手段と、はんだ材
に熱を供給する加熱手段と、はんだ材に還元ガスを供給
する還元ガス供給手段と、還元ガスを前記2つの部材の
周囲に充満させる還元ボックスとを含んでなるはんだ付
装置であって、前記2つの部材表面にはんだ材からなる
複数のはんだバンプがそれぞれ形成されたのち、2つの
部材が電気的に接続されるばあいにおいて、複数のはん
だバンプの高さを均一にする手段をさらに備えるはんだ
付装置。 - 【請求項7】 はんだ材を用いて2つの部材を電気的に
接続するはんだ付方法であって、前記2つの部材のそれ
ぞれの所定の箇所にはんだ材を配置する工程と、還元ガ
スおよびはんだ材の融点以上の温度の熱が供給されうる
還元ボックスに2つの部材を投入する工程と、前記2つ
の部材を圧接させて2つの部材を電気的に接続する工程
とからなるはんだ付方法。 - 【請求項8】 前記2つの部材を圧接させる際の2つの
部材間の圧力が0.5〜10kgf/cm2である請求
項7記載のはんだ付方法。 - 【請求項9】 前記温度が高くとも350℃である請求
項7記載のはんだ付方法。 - 【請求項10】 前記還元ガスの流量が多くとも20l
/minである請求項7記載のはんだ付方法。 - 【請求項11】 はんだ材を用いて2つの部材を電気的
に接続するはんだ付方法であって、前記2つの部材のそ
れぞれの所定の箇所にはんだ材からなる複数のばんだバ
ンプを配置する工程と、還元ガスおよびはんだ材の融点
以上の温度の熱が供給されうる還元ボックスに2つの部
材を投入する工程と、前記複数のばんだバンプの高さを
均一にする工程と、前記2つの部材を圧接させて2つの
部材を電気的に接続する工程とからなるはんだ付方法。 - 【請求項12】 複数の配線が設けられたBGA基板
と、はんだ材を用いて前記複数の配線にそれぞれ接続さ
れる複数の電極を有する半導体チップとを含んでなる半
導体装置であって、製造工程中にフラックス材が使用さ
れることなく、前記請求項1記載のはんだ付装置を用い
て製造される半導体装置。 - 【請求項13】 前記はんだ材の材料が、スズ、銀、亜
鉛、チタン、アンチモン、金および鉛のうちの少なくと
も2つからなる合金である請求項12記載の半導体装
置。 - 【請求項14】 複数の配線が設けられたBGA基板
と、はんだ材を用いて前記複数の配線にそれぞれ接続さ
れる複数の電極を有する半導体チップとを含んでなる半
導体装置であって、製造工程中にフラックス材が使用さ
れることなく、前記請求項7記載のはんだ付方法を用い
て製造される半導体装置。 - 【請求項15】 前記はんだ材の材料が、スズ、銀、亜
鉛、チタン、アンチモン、金および鉛のうちの少なくと
も2つからなる合金である請求項14記載の半導体装
置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9232535A JPH1174314A (ja) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | はんだ付装置、はんだ付方法およびそれらを用いて製造された半導体装置 |
DE19818436A DE19818436A1 (de) | 1997-08-28 | 1998-04-24 | Lötvorrichtung, Lötverfahren unter Verwendung derselben und durch die Vorrichtung und das Verfahren hergestellte Halbleitereinrichtung |
KR1019980015349A KR19990023125A (ko) | 1997-08-28 | 1998-04-29 | 납땜장치와 납땜방법 및 그것을 사용하여 제조된 반도체 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9232535A JPH1174314A (ja) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | はんだ付装置、はんだ付方法およびそれらを用いて製造された半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1174314A true JPH1174314A (ja) | 1999-03-16 |
Family
ID=16940861
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9232535A Pending JPH1174314A (ja) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | はんだ付装置、はんだ付方法およびそれらを用いて製造された半導体装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1174314A (ja) |
KR (1) | KR19990023125A (ja) |
DE (1) | DE19818436A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011077193A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
CN111727494A (zh) * | 2018-02-14 | 2020-09-29 | 库利克和索夫工业公司 | 包含还原气体的使用的将半导体元件焊接到基板的方法及相关焊接机 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9875986B2 (en) | 2015-10-09 | 2018-01-23 | International Business Machines Corporation | Micro-scrub process for fluxless micro-bump bonding |
-
1997
- 1997-08-28 JP JP9232535A patent/JPH1174314A/ja active Pending
-
1998
- 1998-04-24 DE DE19818436A patent/DE19818436A1/de not_active Withdrawn
- 1998-04-29 KR KR1019980015349A patent/KR19990023125A/ko active IP Right Grant
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011077193A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
CN111727494A (zh) * | 2018-02-14 | 2020-09-29 | 库利克和索夫工业公司 | 包含还原气体的使用的将半导体元件焊接到基板的方法及相关焊接机 |
CN111727494B (zh) * | 2018-02-14 | 2023-09-08 | 库利克和索夫工业公司 | 包含还原气体的使用的将半导体元件焊接到基板的方法及相关焊接机 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19818436A1 (de) | 1999-03-04 |
KR19990023125A (ko) | 1999-03-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0915505B1 (en) | Semiconductor device package, manufacturing method thereof and circuit board therefor | |
JP5420505B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
US5960262A (en) | Stitch bond enhancement for hard-to-bond materials | |
JP2009110995A (ja) | 3次元実装方法及び装置 | |
KR20040055734A (ko) | 플립 칩 방법 | |
JP4692101B2 (ja) | 部品接合方法 | |
TWI497657B (zh) | 打線結構及其製作方法 | |
JP3998484B2 (ja) | 電子部品の接続方法 | |
JPH1174314A (ja) | はんだ付装置、はんだ付方法およびそれらを用いて製造された半導体装置 | |
JPH01303730A (ja) | 半導体素子の実装構造とその製造方法 | |
TWI453845B (zh) | 半導體裝置之製造方法 | |
JPH09246319A (ja) | フリップチップ実装方法 | |
KR101939563B1 (ko) | 플럭스 리스 플립칩 패키지 제조장치 및 제조방법 | |
JP4200090B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2001144214A (ja) | 半導体装置およびその接合構造 | |
JP2007317754A (ja) | 半導体装置 | |
JP2001339151A (ja) | バンプによる電子部品の実装方法 | |
JPH0851180A (ja) | 半導体装置 | |
JP3645444B2 (ja) | 半導体集積回路装置の製造方法 | |
JP2000332052A (ja) | 半導体装置の製造方法および半導体装置 | |
KR101081735B1 (ko) | 엘. 오. 씨(loc) 다이접착 장비를 이용한 플립 칩 패키지 제조방법 및 이에 의한 플립 칩 패키지 | |
JP2004048072A (ja) | 樹脂製配線基板及びその製造方法 | |
JPS63318744A (ja) | 半導体装置 | |
JP2000012621A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JPS62166548A (ja) | 半田バンプ形成方法 |