[发明专利]焊接用线

说明书

技术领域

本发明涉及用于通过球焊接法和钉头凸点法的组合而将功率集成电路(power IC)、LSI、晶体管、BGA(球栅阵列封装：Ball Grid Array package)、QFN(方形扁平无引脚封装：Quad Flat Non lead package)、LED(发光二极管)等半导体封装中的半导体元件上的电极彼此或电极与引线框、陶瓷基板、印刷基板等电路配线基板的导体配线进行连接的焊接用线。

背景技术

如图1所示，上述BGA等半导体封装例如是如下结构：在配线板1上介由焊接球2设置封装基板3，进而，将半导体元件(芯片)5介由芯片焊接材料4设置于该封装基板3上，利用密封材料6将该半导体元件5密封。在该半导体封装中的半导体元件5的电极a与封装基板3的导体配线(端子)c的电连接中通常使用球焊接法。

但是，在需要将电极a彼此连接时，若直接对电极a进行针脚式焊接，则有可能电极a被破坏，因此在一个电极a上设置钉头凸点，与另一电极a进行第一次接合后，在设置有钉头凸点的电极a上进行针脚式焊接。

另外，电极a与封装基板3的导体配线(端子)c的电连接是如下进行的，即，通过球焊接法进行接合后，为了提高接合可靠性而在针脚式焊点部上设置钉头凸点(安全焊接)。

此外，为了进行半导体封装的低背化，也在封装基板3的导体配线(端子)c形成第一焊点且对电极a进行针脚式焊接，但在这种情况下，预先在电极a上形成钉头凸点，在其上进行针脚式焊接(逆焊接)。

如此，半导体封装中的半导体元件5的电极a与封装基板3的导体配线(端子)c的电连接有时通过球焊接法和钉头凸点法的组合进行接合。

此外，如图2所示，对于作为上述半导体元件之一的LED的封装而言，例如是介由芯片焊接材料12将LED15设置于外壳散热器11，利用混合有荧光体e的密封材料14将LED15密封的结构。该封装中的LED15的电极a与形成电路配线基板的外壳电极13的导体配线(端子)c的电连接与BGA等半导体封装同样地通过上述球焊接法和钉头凸点法的组合进行。图中，16为树脂制壳体。

上述钉头凸点法中的钉头凸点例如如图3(a)～(f)所示地形成。即，从线W插通毛细管10a而在其顶端形成球(FAB：Free Air Ball)b的状态开始，打开夹具10b，毛细管10a朝向集成电路元件上的电极a下降。此时，球(FAB)b被捕捉于毛细管10a内。

若熔融球b与作为目标的电极a接触(若毛细管10a到达电极a)，则毛细管10a夹住熔融球b，对熔融球b给予热·负荷·超声波，由此熔融球b被压接(成为压接球b’)而与电极a固相接合后(图3(b)，打开夹具10b，使毛细管10a稍微上升。其后，关闭夹具10b，通过各种毛细管10a的动作，将线W从压接球b’切断(图3(c)～(f))。将如此形成的压接球b’称为钉头凸点。

将该钉头凸点b’与球焊接法组合而成的连接方法例如是在逆焊接中，经过图3(a)～(f)所示的方式后，如图3(g)所示，毛细管10a上升至一定高度后，在被确保在该毛细管10a的顶端的线W的顶端部分，以放电棒g施加高电压而放电(放出电火花)，以其热熔解线W，该熔解的线原材料利用表面张力而成为接近球状的熔融球b并凝固(图3(g))。

接着，如图3(h)所示，夹住该熔融球b的毛细管10a移动至导体配线c的正上方后，朝向导体配线c下降并被按压(图3(i))。与此同时，对其按压部位给予热·负荷·超声波，由此熔融球b被压接(成为压接球b’)而与导体配线c固相接合后，夹具10b打开并上升，同时朝向电极a上移动(图3(j)～(k))。此时，为了形成稳定的环，有时进行使毛细管10a进行特殊的移动而对线W附加“特征”的动作(参照从图3(k)的点划线至实线)。

到达被形成于电极a上的钉头凸点b’的正上方的毛细管10a朝向钉头凸点b’下降，将线W按压至钉头凸点(第二目标)b’。与此同时，对其按压部位给予热·负荷·超声波，由此使线W变形，形成用于使线W与钉头凸点b’接合的针脚式焊点，以及在以下步骤中确保尾部的尾部焊点(第二接合，图13(l)～(m))。

形成该两个焊点后，毛细管10a在残留着线W的状态下上升，在毛细管10a的顶端确保一定长度的尾部后，关闭夹具10b(握住线W)，从尾部焊点的部分扯掉线W(图13(m)～(n))。