半導体装置の実装方法
【課題】実装基板に半田ボールを介して半導体装置を実装する際に生じる不具合（半田ペーストと半導体装置に供給されたボール状の外部端子との未融合、半田ボールのブリッジ、および半田ボールのボール落ち）を防止して、半導体装置の実装歩留まりを向上させる。
【解決手段】予め、第１解析により第１ＢＧＡ１０ａの反り量を測定し、さらに第２解析により半田ボール（伝導経路）１３の形状に関する検量線（形状と荷重との関係）を算出し、この第１および第２解析の結果に基づいて、最適な半田ペースト（半導体装置用半田ペースト）の供給量を算出した後、複数のバンプ・ランド（半導体装置用バンプ・ランド）３にそれぞれ半田ペースト（半導体装置用半田ペースト）を供給することによって、実装基板１の第１主面１ｘに第１ＢＧＡ１０ａを実装する際に生じる不具合を防止する。
【解決手段】予め、第１解析により第１ＢＧＡ１０ａの反り量を測定し、さらに第２解析により半田ボール（伝導経路）１３の形状に関する検量線（形状と荷重との関係）を算出し、この第１および第２解析の結果に基づいて、最適な半田ペースト（半導体装置用半田ペースト）の供給量を算出した後、複数のバンプ・ランド（半導体装置用バンプ・ランド）３にそれぞれ半田ペースト（半導体装置用半田ペースト）を供給することによって、実装基板１の第１主面１ｘに第１ＢＧＡ１０ａを実装する際に生じる不具合を防止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の実装技術に関し、特に、ボール状の外部端子を有する半導体装置を、その外部端子を介して実装基板に半田付けする実装方法に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特開２００７−８８２９３号公報（特許文献１）には、電子部品を基板に半田付け実装する際の基板の反りを低減するために、基板の反りを低減したい箇所であって電子部品の実装領域の裏面にあたる部分に反り低減部材を接合する方法が開示されている。反り低減部材は、電子部品の外形寸法とほぼ等しい外形寸法を有し、電子部品の半田接続部よりも融点の低い接合材によって基板に接合されることが記載されている。また、反り低減部材の基板への実装は、その他の電子部品の半田付け実装工程と同一工程内で行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−８８２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＢＧＡ（Ball Grid Array）は、半田からなる小さいボール状の外部端子（以下、半田ボール（ＢＧＡボール）と記載する）が格子状に並べられた半導体装置である。ＢＧＡは多数の半田ボール（ＢＧＡボール）を設けることができるうえ、平面視において、半田ボール（ＢＧＡボール）がＢＧＡの周囲から張り出さないので実装面積を小さくすることができる。
【０００５】
しかしながら、ＢＧＡは、例えばガラスエポキシ系樹脂からなる配線基板に、シリコン基板からなる半導体チップを搭載し、この半導体チップをエポキシ系樹脂により封止したパッケージ構造となっている。また、配線基板の下面には複数の半田ボール（ＢＧＡボール）が搭載されている。このように、ＢＧＡは、種々の材料によって構成されていることから、ＢＧＡに対して熱が加えられると、ＢＧＡの至るところにおいて反りが生じる。そのため、ＢＧＡを実装基板に実装する工程おいては、以下に説明するＢＧＡの反りに起因した種々の技術的課題が存在する。
【０００６】
（１）実装基板の第１主面（上面、表面）に露出して形成されたバンプ・ランド（半導体装置用バンプ・ランド）の表面に印刷される半田ペースト（半導体装置用半田ペースト）と半田ボール（ＢＧＡボール）との未融合。
【０００７】
図２７（ａ）に示すように、実装基板１にＢＧＡ１０を実装するときには、実装基板１の主面に露出して形成された複数のバンプ・ランド３の表面に印刷された半田ペースト８と、ＢＧＡ１０に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）１２とを接触させる。続いて、２３０〜２４０℃の温度でリフロー処理を施すことによって、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２とを一体化して１つの半田ボール（伝導経路）１３を形成する。半田ボール（伝導経路）１３とは、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２とが一体化したものであり、ＢＧＡ１０に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）１２とは区別する。この半田付けにより、ＢＧＡ１０が実装基板１に実装される。
【０００８】
しかし、図２７（ｂ）に示すように、リフロー処理においてＢＧＡ１０の中央部が裏面方向に突き出た凹形状に反ると、ＢＧＡ１０の内側領域に配置された半田ボール（ＢＧＡボール）１２と半田ペースト８とは接触しても、ＢＧＡ１０の外周領域に配置された半田ボール（ＢＧＡボール）１２と半田ペースト８とが接触しないことがある。また、半田ボール（ＢＧＡボール）１２と半田ペースト８とが接触しても、半田ペースト８への半田ボール（ＢＧＡボール）１２の押し込みが弱いと、図２８に示すように、半田ペースト８の表面の被膜（例えば酸化膜）が残ってしまい、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２とが溶融しないこともある。このような半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２との未融合が生じると、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２とが一体化せず、この部分において電気的な高抵抗または非導通が生じてしまう。
【０００９】
特に、この半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２との未融合は、図２７（ｃ）に示すように、黒塗りで示す最外周の四箇所の角部に位置する半田ボール（ＢＧＡボール）１２において生じ易い。
【００１０】
（２）実装基板の第１主面（上面、表面）に露出して形成された複数のバンプ・ランド（半導体装置用バンプ・ランド）の表面に印刷される半田ペースト（半導体装置用半田ペースト）と半田ボール（ＢＧＡボール）とを融合させることによって生じる半田ボール（伝導経路）のブリッジ。
【００１１】
図２９（ａ）に示すように、実装基板１にＢＧＡ１０を実装するときには、実装基板１の第１主面に露出して形成された複数のバンプ・ランド３の表面に印刷された半田ペースト８と、ＢＧＡ１０に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）１２とを接触させる。続いて、２３０〜２４０℃の温度でリフロー処理を施すことによって、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２とを一体化して１つの半田ボール（伝導経路）１３を形成する。この半田付けにより、ＢＧＡ１０が実装基板１に実装される。
【００１２】
しかし、図２９（ｂ）に示すように、リフロー処理においてＢＧＡ１０の中央部が表面方向に突き出た凸形状に反ると、ＢＧＡ１０の外周領域に形成された半田ボール（伝導経路）１３が押しつぶされて、隣接する半田ボール（伝導経路）１３同士が繋がってしまう。このような半田ボール（伝導経路）１３のブリッジが生じると、この部分において電気的な短絡が生じてしまう。
【００１３】
特に、この半田ボール（伝導経路）１３のブリッジは、図２９（ｃ）に示すように、黒塗りで示す最外周の斜めに対向する二箇所の角部に位置する半田ボール（ＢＧＡボール）１２において生じ易い。
【００１４】
（３）実装基板の第１主面（上面、表面）にＢＧＡを実装した後、実装基板の第１主面と反対側に位置する第２主面（下面、裏面）に他のＢＧＡを実装するときに、先に実装基板の第１主面に実装したＢＧＡにおいて生じる半田ボール（伝導経路）落ち。
【００１５】
実装基板１の第１主面（上面、表面）１ｘおよび第２主面（下面、裏面）１ｙに第１ＢＧＡ１０ｘおよび第２ＢＧＡ１０ｙをそれぞれ実装する工程は、例えば以下の手順に従って進められる。まず、図３０（ａ）に示すように、実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の表面に印刷された半田ペーストと、第１ＢＧＡ１０ｘに供給された半田ボール（ＢＧＡボール）とを接触させる。続いて、１回目の半田付けにより、第１ＢＧＡ１０ｘを実装基板１の第１主面１ｘに実装する。次に、同様にして、実装基板１の第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド５の表面に印刷された半田ペースト２６と、第２ＢＧＡ１０ｙに供給された半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｙとを接触させる。続いて、２回目の半田付けにより、第２ＢＧＡ１０ｙを実装基板１の第２主面１ｙに実装する。
【００１６】
しかし、図３０（ｂ）に示すように、２回目の半田付けのリフロー処理において、第１ＢＧＡ１０ｘの内側領域に形成された半田ボール（伝導経路）１３が第１ＢＧＡ１０ｘに設けられたバンプ・ランドから外れることがある。図示はしないが、半田ボール（伝導経路）１３は、実装基板１のバンプ・ランド３から外れることもある。
【００１７】
これは、以下に説明する現象によると考えられる。
【００１８】
１回目の半田付けにおいて半田ボール（伝導経路）１３が凝固するときは、第１ＢＧＡ１０ｘは半田ボール（伝導経路）１３により実装基板１に固定される。このとき、第１ＢＧＡ１０ｘは構成材料の特性や温度分布などこの時点の条件に見合った反りを呈する。この反りは、これ以降、次に半田ボール（伝導経路）１３が溶融して拘束から開放されるまで維持される。
【００１９】
次に、２回目の半田付けにおいて半田ボール（伝導経路）１３が溶融するときは、第１ＢＧＡ１０ｘは半田ボール（伝導経路）１３の再溶融により拘束がなくなり、図３０（ａ）に示すように、構成材料の特性や温度分布などこの時点の条件に見合った反りを呈する。１回目の半田付けにおいて半田ボール（伝導経路）１３が凝固するときの構成材料の特性や温度分布などの条件と、２回目の半田付けにおいて半田ボール（伝導経路）１３が再溶融するときの構成材料の特性や温度分布などの条件は一致しない。そのため、第１ＢＧＡ１０ｘは、２回目の半田付けにおいて半田ボール（伝導経路）１３が再溶融する際、１回目の半田付けにおいて半田ボール（伝導経路）１３が凝固するときと比べて反り量が変化する。この反り量の変化は、凸形状が増す場合があり、第１ＢＧＡ１０ｘの内側において、第１ＢＧＡ１０ｘに設けられたバンプ・ランドと実装基板１に設けられたバンプ・ランド３とを離す動きが発生する。
【００２０】
また、２回目の半田付けのときの半田ボール（伝導経路）１３は、リフロー装置から供給される熱および実装基板１と第１ＢＧＡ１０ｘとの位置関係から、第１ＢＧＡ１０ｘの周辺から内側に向かう順番で溶融していく。これは、第１ＢＧＡ１０ｘを搭載した実装基板１がリフロー装置に備わるリフロー炉の内部に配置された状態で、上述したリフロー処理が行なわれるためである。そのため、第１ＢＧＡ１０ｘの内側に配置された半田ボール（伝導経路）１３は、第１ＢＧＡ１０ｘの外側に配置された半田ボール（伝導経路）１３に比べて溶融されるタイミングが遅れる。そして、リフロー処理の時間が経つにつれて、内側に配置された半田ボール（伝導経路）１３とバンプ・ランド３との接合部に生じる応力（剥がれる方向に働く応力）も増加し、内側の半田ボール（伝導経路）１３が溶融すると、接合状態が一気に開放されるため、外側の半田ボール（伝導経路）１３のように徐々に変形して接合部を維持することができずに、破断が生じる。
【００２１】
従って、この半田ボール（伝導経路）１３のボール落ちは、図３０（ｃ）に示すように、黒塗りで示す第１ＢＧＡ１０ｘの内側領域に位置する半田ボール（ＢＧＡボール）１２において生じ易い。
【００２２】
また、半田ボール（伝導経路）１３のはがれ易さは、反りの変化量に依存し、さらに、構成材料の半田付けの熱履歴、保管時の吸湿の違いによる特性（例えばガラス転移温度）の変化、１回目の半田付けにおける半田凝固時の温度分布と２回目の半田付けにおける半田再溶融時の温度分布の違いなどの影響を受ける。
【００２３】
このように、ＢＧＡ実装工程おいては、ＢＧＡの反りに起因した半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）との未融合、半田ボール（伝導経路）のブリッジ、および半田ボール（伝導経路）のボール落ちなどの問題が発生する。しかし、これらの現象に影響を及ぼす要因は、半田ボール（ＢＧＡボール）のピッチ、半田ボール（ＢＧＡボール）の配列、ＢＧＡの自重、半田ペーストの供給量、リフロー処理の温度および雰囲気、ＢＧＡの温度分布など、多岐にわたっている。そのため、これら種々の要因に対してそれぞれに適する値を絞り込むことは難しく、上記した様々な課題を全て解決することは難しい。
【００２４】
上述の特許文献１では、実装基板の上面と下面に電子部品を半田付け実装する際の実装基板の反りを低減できる実装基板の反り低減構造および実装基板の反り低減方法が開示されている。しかし、この実装基板の反り低減構造および実装基板の反り低減方法では、ＢＧＡそのものが反った場合には適用することができない。また、例えば半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）との未融合および半田ボール（伝導経路）のブリッジは、実装基板の上面のみに電子部品が実装される場合にも生じるため、上述の特許文献１の実装基板の反り低減構造および実装基板の反り低減方法を適用することができない。
【００２５】
本発明の目的は、実装基板に半田ボール（伝導経路）を介して半導体装置を実装する際に生じる不具合（半田ペーストと半導体装置に供給されたボール状の外部端子（半田ボール（ＢＧＡボール））との未融合、半田ボール（伝導経路）のブリッジ、および半田ボール（伝導経路）のボール落ち）を防止して、半導体装置の実装歩留まりを向上させることのできる技術を提供することにある。
【００２６】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００２８】
すなわち、本願発明の半導体装置の実装方法では、予め、第１解析により半導体装置の反り量を測定し、さらに第２解析により半田ボール（伝導経路）の形状に関する検量線（形状と荷重との関係）を算出し、この第１および第２解析の結果に基づいて、最適な半田ペーストの供給量を算出した後、複数のバンプ・ランドにそれぞれ半田ペーストを供給するものである。
【発明の効果】
【００２９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの一実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００３０】
実装基板に半田ボール（伝導経路）を介して半導体装置を実装する際に生じる不具合、例えば半田ペーストと半導体装置に供給されたボール状の外部端子（半田ボール（ＢＧＡボール））との未融合、半田ボール（伝導経路）のブリッジ、および半田ボール（伝導経路）のボール落ちを防止して、半導体装置の実装歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態１による半導体装置の実装手順を説明する工程図である。
【図２】本発明の実施の形態１による半導体装置の実装工程を説明する電子装置の要部断面図である。
【図３】図２に続く電子装置の製造工程中の図２と同じ箇所の要部断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１による半田ペーストの供給量を計算する工程図である。
【図５】本発明の実施の形態１によるＢＧＡの高温反り測定方法を説明する模式図である。
【図６】本発明の実施の形態１によるＢＧＡの高温反りの測定範囲を示すＢＧＡの裏面図（裏面に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）の配置図）である。
【図７】本発明の実施の形態１によるＢＧＡの高温反りの経時変化を示すグラフ図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態１による第１ＢＧＡの裏面に配置された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）の配例図および第２ＢＧＡの裏面に配置された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）の配列図である。
【図９】本発明の実施の形態１によるＢＧＡの高温反りの各温度（昇温前の室温、予熱温度、半田溶融温度、およびリフロー最高温度）におけるＢＧＡの形状を示す模式図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）はそれぞれ本発明の実施の形態１による実装基板とＢＧＡとの接続部分を半田ボール（伝導経路）で表した模式図、実装基板とＢＧＡとの接続部分をバネで表した模式図、および解析モデルに用いるパラメータを説明する半田ボール（伝導経路）の模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態１による解析モデルを用いて算出された１つの半田ボール（伝導経路）の高さと１つの半田ボール（伝導経路）が負担する荷重との関係の一例を示すグラフ図である。
【図１２】本発明の実施の形態１による解析モデルを用いて算出された半田ボール（伝導経路）の体積が一定の場合における１つの半田ボール（伝導経路）の高さと１つの半田ボール（伝導経路）の幅との関係の一例を示すグラフ図である。
【図１３】本発明の実施の形態１による半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）とのオーバーラップ量を説明する模式図である。
【図１４】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態１による第１ＢＧＡが実装される領域の実装基板の第１主面に形成された複数のバンプ・ランドの配列図および第２ＢＧＡが実装される領域の実装基板の第１主面に形成された複数のバンプ・ランドの配列図である。
【図１５】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態１による第１ＢＧＡが実装される領域に対向する印刷マスクの平面図および第２ＢＧＡが実装される領域に対向する印刷マスクの平面図である。
【図１６】図３に続く電子装置の製造工程中の図２と同じ箇所の要部断面図である。
【図１７】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態１によるＢＧＡの要部断面図およびＢＧＡの裏面に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）の配列図である。
【図１８】図１６に続く電子装置の製造工程中の図２と同じ箇所の要部断面図である。
【図１９】図１８に続く電子装置の製造工程中の図２と同じ箇所の要部断面図である。
【図２０】図１９に続く電子装置の製造工程中の図２と同じ箇所の要部断面図である。
【図２１】図２０に続く電子装置の製造工程中の図２と同じ箇所の要部断面図である。
【図２２】図２１に続く電子装置の製造工程中の図２と同じ箇所の要部断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態２による解析モデルを用いて算出された１つの半田ボール（伝導経路）の高さと実装基板の主面に形成された１つのバンプ・ランドの径との関係の一例を示すグラフ図である。
【図２４】本発明の実施の形態２による解析モデルを用いて算出された１つの半田ボール（伝導経路）の幅と実装基板の主面に形成された１つのバンプ・ランドの径との関係の一例を示すグラフ図である。
【図２５】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態２による第１ＢＧＡが実装される領域に対向する印刷マスクの平面図および第２ＢＧＡが実装される領域に対向する印刷マスクの平面図である。
【図２６】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態２による第１ＢＧＡが実装される領域の実装基板の第１主面に形成された複数のバンプ・ランドの配列図および第２ＢＧＡが実装される領域の実装基板の第１主面に形成された複数のバンプ・ランドの配列図である。
【図２７】本発明者らによって検討された半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）との未融合を説明する模式図であり、（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）はそれぞれ半田予熱時におけるＢＧＡの要部断面図、半田溶融後におけるＢＧＡの要部断面図、およびＢＧＡの裏面に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）の配置図である。
【図２８】本発明者らによって検討された半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）との未融合を説明する半田ボール（ＢＧＡボール）部分の要部断面図である。
【図２９】本発明者らによって検討された半田ボール（伝導経路）のブリッジを説明する模式図であり、（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）はそれぞれ半田溶融時におけるＢＧＡの要部断面図、半田溶融後におけるＢＧＡの要部断面図、およびＢＧＡの裏面に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）の配置図である。
【図３０】本発明者らによって検討された半田ボール（伝導経路）のボール落ちを説明する模式図であり、（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）はそれぞれ半田溶融開始時におけるＢＧＡの要部断面図、半田溶融後におけるＢＧＡの要部断面図、およびＢＧＡの裏面に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）の配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下の実施の形態において、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００３３】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００３４】
また、以下の実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。また、以下の実施の形態において、半田ボール（伝導経路）とは、半導体装置の裏面に形成された複数のバンプ・ランドに接続された半田ボール（ＢＧＡボール）と、実装基板の主面に形成された複数のバンプ・ランドの表面に供給された半田ペーストとが溶融して一体化したものを言い、半導体装置の裏面に供給された上記半田ボール（ＢＧＡボール）とは区別する。
【００３５】
また、以下の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３６】
（実施の形態１）
本実施の形態１による半導体装置の実装工程の一例を図１〜図２２を用いて工程順に説明する。図１は半導体装置の実装手順を説明する工程図、図２、図３、図１６および図１８〜図２２は本実施の形態１による半導体装置の実装工程中における電子装置の要部断面図、図４〜図１３は複数のバンプ・ランドの表面に印刷される半田ペーストの供給量を求める方法を説明する図、図１４はＢＧＡが実装される領域の実装基板の第１主面に形成された複数のバンプ・ランドの配列図、図１５は実装基板の第１主面に形成された複数のバンプ・ランドに半田ペーストを印刷する際に用いる印刷マスクの平面図、図１７（ａ）および（ｂ）はそれぞれ実装基板に搭載されるＢＧＡの構造の一例を示す要部断面図および裏面の半田ボール（ＢＧＡボール）の配置図である。
【００３７】
本実施の形態１では、半導体装置は、半導体装置の裏面（下面）に形成された外部端子を用いて実装基板の主面（第１主面および第２主面）に実装される。ここで、本実施の形態１における外部端子は、半田材（鉛フリー半田を含む）から成り、この外部端子の形状はボール状である。また、このボール状の外部端子（半田ボール（ＢＧＡボール））の形成方法には、ボール供給法、印刷法、メッキ法などがあるが、本実施の形態１では、生産性や仕上がり精度の良いボール供給法を採用した。また、ボール供給法の場合、バンプ・ランドに供給される半田の量を、印刷法またはメッキ法を用いた場合に比べて多くできるため、半導体装置の実装強度を向上させることができる。また、ボール状の外部端子は半導体装置の裏面に供給し、実装基板の主面には供給していない。これは、ボール状の外部端子を実装基板の主面に供給しておくと、半田ペースト印刷の際に支障をきたすためである。
【００３８】
本実施の形態１では、複数の半導体装置および他の搭載部品（例えばチップコンデンサ等）を実装基板の主面に実装した電子装置について説明する。半導体装置としては、ＢＧＡを例示する。ＢＧＡは、その裏面に複数の半田による小さいボール状の外部端子（半田ボール（ＢＧＡボール））を有し、そのボール状の外部端子と実装基板の主面に形成された保護膜（絶縁膜）から露出するように形成された複数のバンプ・ランド（半導体装置用バンプ・ランド）の表面に印刷される半田ペースト（半導体装置用半田ペースト）とを融合させて実装基板に実装される。また、他の搭載部品は、その側面に複数の半田による電極を有し、その電極と実装基板の主面に形成された複数のバンプ・ランドの表面に印刷される半田ペーストとを融合させて実装基板に実装される。
【００３９】
まず、図２に示すように、実装基板１を用意する（図１の実装基板準備工程）。
【００４０】
＜実装形態について＞
実装基板１の第１主面（上面、表面）１ｘ、および第１主面１ｘと反対側に位置する第２主面（下面、裏面）１ｙに、ＢＧＡおよび他の搭載部品が半田付け実装される。本実施の形態１では、実装基板１の第１主面１ｘのＡ領域に第１ＢＧＡを実装し、実装基板１の第１主面１ｘのＢ領域に第２ＢＧＡを実装し、実装基板１の第２主面１ｙのＣ領域に第３ＢＧＡを実装し、実装基板１の第２主面１ｙのＤ領域に第１搭載部品を実装し、実装基板１の第２主面１ｙのＥ領域に第２搭載部品を実装するとしたが、これに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００４１】
＜実装基板について＞
実装基板１は、基材２と、この基材２の第１主面（実装基板１の第１主面１ｘ側の面）２ｘに形成された配線層と、この基材２の第１主面２ｘと反対側に位置する第２主面（実装基板１の第２主面１ｙ側の面）２ｙに形成された配線層とを有している。ここで、基材２の第１主面２ｘに形成された配線層は、この配線層に形成された配線（他の配線パターン）と、この配線層に形成された配線の一部から成る複数のバンプ・ランド（半導体装置用バンプ・ランド、電極パッド）３とを有している。そして、このバンプ・ランド３は、基材２の第１主面２ｘに形成された配線層を覆うようにして形成された保護膜（絶縁膜）４から露出している。同様に、基材２の第２主面２ｙに形成された配線層は、この配線層に形成された配線（他の配線パターン）と、この配線層に形成された配線の一部から成る複数のバンプ・ランド（半導体装置用バンプ・ランド、電極パッド）５とを有している。そして、このバンプ・ランド５は、基材２の第２主面２ｙに形成された配線層を覆うようにして形成された保護膜（絶縁膜）６から露出している。
【００４２】
基材２は、例えばガラス繊維にエポキシ系またはポリイミド系の熱硬化性の樹脂（所謂、ガラスエポキシ系樹脂）を含浸させた高弾性樹脂基板で形成されている。基材２の第１主面２ｘおよび第２主面２ｙに形成された各配線層は、例えば銅を主成分とする金属膜で形成されている。保護膜４，６は、例えばソルダレジスト（絶縁膜）で形成されている。
【００４３】
保護膜４，６は、基材２の第１主面２ｘおよび第２主面２ｙに形成された各配線層を保護する目的で形成されているが、この配線層に形成された配線の一部からなる複数のバンプ・ランド３，５は、保護膜４，６にそれぞれのバンプ・ランド３，５に対応して形成された開口部７から露出している。複数のバンプ・ランド３，５の直径は、例えば０．４ｍｍ、複数のバンプ・ランド３，５を覆う保護膜４，６に形成された開口部の直径は、例えば０．５ｍｍであり、複数のバンプ・ランド３，５の表面および側面が保護膜４，６から露出するように、上記開口部７は設けられている。
【００４４】
次に、図３に示すように、実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の表面に半田ペースト（半導体装置用半田ペースト）８を供給する（図１の第１主面半田ペースト印刷工程）。
【００４５】
半田ペースト８には、例えば鉛を実質的に含まない鉛フリー半田（例えばＳｎ−３［ｗｔ％］Ａｇ−０．５［ｗｔ％］Ｃｕ組成）を用いる。ここで、鉛フリー半田の詳細な定義としては、半田における鉛の含有率が１．０００ｐｐｍ（０．１ｗｔ％）以下のものである。鉛フリー半田の融点は２１７℃であり、後の工程で半田ペースト８を溶融する際（図１の第１回リフロー半田付け工程）には、実装基板１に２２０〜２４０℃の熱が加えられる。また、半田ペースト８の供給には、例えば実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３に対向する位置に開口部９ａを有する印刷マスク９を用いた半田ペースト印刷法を用いる。
【００４６】
ここで、複数のバンプ・ランド３の表面に印刷される半田ペースト８は、複数のバンプ・ランド３毎に適する量が供給される。
【００４７】
前述したように、実装基板にＢＧＡを実装する際には、半田ペーストとＢＧＡに供給された半田ボール（ＢＧＡボール）とを接触させ、溶融させることによって、半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）とを一体化して、伝導経路となる１つの半田ボール（伝導経路）が新たに形成される。しかし、半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）とを溶融させる工程ではＢＧＡに２２０〜２４０℃の熱が加わることから、ＢＧＡが凹形状または凸形状に反ってしまう。特に、本実施の形態１では、半田ペーストに鉛フリー半田を用いているので、鉛を含む半田ペーストを用いた場合よりも加熱温度が高くなり、ＢＧＡが反り易い。そこで、ＢＧＡが反った場合であっても、ＢＧＡの反りに起因した半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）との未融合、半田ボール（伝導経路）のブリッジ、および半田ボール（伝導経路）のボール落ちが生じないように、複数のバンプ・ランド毎に適量の半田ペーストを供給する。
【００４８】
以下に、複数のバンプ・ランド３の表面に印刷される半田ペースト８の供給量を求める方法を＜ステップ１＞から＜ステップ６＞に分けて図４〜図１３を用いて順次説明する。
【００４９】
図４は半田ペースト８の供給量を計算する工程図である。また、図５〜図８はＢＧＡの高温反りデータを取得する方法を説明する図であり、図５はＢＧＡの高温反り測定方法を説明する模式図、図６はＢＧＡの高温反りの測定範囲を示すＢＧＡの裏面図（裏面に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）の配置図）、図７はＢＧＡの高温反りの経時変化を示すグラフ図、図８（ａ）および（ｂ）はそれぞれ第１ＢＧＡの裏面に配置された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）の配例図および第２ＢＧＡの裏面に配置された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）の配列図、図９はＢＧＡの高温反りの各温度（昇温前の室温、予熱温度、半田溶融温度、およびリフロー最高温度）におけるＢＧＡの形状を示す模式図である。また、図１０（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）はそれぞれ実装基板とＢＧＡとの接続部分を半田ボール（伝導経路）で表した模式図、実装基板とＢＧＡとの接続部分をバネで表した模式図、および解析モデルに用いるパラメータを説明する半田ボール（伝導経路）の模式図である。また、図１１は解析モデルを用いて算出された１つの半田ボール（伝導経路）の高さと１つの半田ボール（伝導経路）が負担する荷重との関係の一例を示すグラフ図、図１２は解析モデルを用いて算出された半田ボール（伝導経路）の体積が一定の場合における１つの半田ボール（伝導経路）の高さと幅との関係の一例を示すグラフ図、図１３は半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）とのオーバーラップ量を説明する模式図である。
【００５０】
＜ステップ１（図４の高温反りデータ）＞
まず、ＢＧＡを加熱する際のＢＧＡの高温反りデータを求める。図５に示すように、高温反りを測定するＢＧＡ（半導体装置）１０を加熱・冷却槽１１に設置する。その後、室温から半田溶融温度へ徐々に昇温し、さらに半田溶融温度からリフロー最高温度へ徐々に昇温する。続いて、リフロー最高温度から半田凝固温度まで降温し、さらに半田凝固温度から室温へ徐々に降温する。このとき、昇温前の室温、半田溶融温度、リフロー最高温度、半田凝固温度、および降温後の室温におけるＢＧＡ１０の高温反りを測定する。
【００５１】
ＢＧＡ１０の高温反りの測定は、例えば図６に示すように、ＢＧＡ１０の裏面に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）１２が取り付けられた領域（図６で斜線で示す領域）で行われ、ＢＧＡ１０の高温反りに起因するこの領域の変位を、例えばモアレ像を用いたシャドウモアレ方式またはレーザ変位計を用いた方法により測定する。
【００５２】
図７に、ＢＧＡ１０の高温反りを測定した結果の一例を示す。高温反りのない状態を反り“０”とし、ＢＧＡ１０の中心部が表現側から裏面側に向かって突出する凹形状を“−”、ＢＧＡ１０の中心部が裏面側から表面側に向かって突出する凸形状を“＋”としている。ここでは、互いに構造の異なる２つのＢＧＡ１０について高温反りを測定し、それぞれの結果を示している。
【００５３】
１つのＢＧＡ１０は前述した図２のＡ領域に実装される第１ＢＧＡ１０ａであり、例えば図８（ａ）に示すように、第１ＢＧＡ１０ａの裏面の内側領域および外周領域にそれぞれ複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａが配置されている。もう一つのＢＧＡ１０は前述した図２のＢ領域に実装される第２ＢＧＡ１０ｂであり、例えば図８（ｂ）に示すように、第２ＢＧＡ１０ｂの裏面の外周領域のみに複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂが配置されている。第１ＢＧＡ１０ａの寸法は第２ＢＧＡ１０ｂの寸法よりも大きく、また、第１ＢＧＡ１０ａに供給された半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａの寸法も第２ＢＧＡ１０ｂに供給された半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂの寸法よりも大きい。
【００５４】
図７に示すように、第１ＢＧＡ１０ａおよび第２ＢＧＡ１０ｂともに、室温から徐々に温度を上げていくと、一旦、その中心部が裏面方向に突き出る凹形状となるが、さらに温度をリフロー最高温度へ上げると、その中心部が表面方向に突き出る凸形状となる。次に温度を下げると、その中心部が裏面方向に突き出る凹形状となる。しかし、室温に戻すと、第１ＢＧＡ１０ａはその中心部が表面方向に突き出る凸形状となり、第２ＢＧＡ１０ｂはその中心部が裏面方向に突き出る凹形状となる。また、第１ＢＧＡ１０ａの反りの変化量は第２ＢＧＡ１０ｂの反りの変化量より大きくなっている。
【００５５】
例えば第１ＢＧＡ１０ａのように、その中心部が表面方向に突き出る凸形状となったＢＧＡ１０の場合は、前述の図２９を用いて説明した半田ボール（伝導経路）のブリッジまたは前述の図３０を用いて説明した半田ボール（伝導経路）のボール落ちの不良が生じる。また、第２ＢＧＡ１０ｂのように、その中心部が裏面方向に突き出る凹形状となったＢＧＡ１０の場合は、前述の図２７および図２８を用いて説明した半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）との未融合の不良が生じる。
【００５６】
図９に、ＢＧＡ１０の高温反りを測定した結果の他の一例を示す。ここでは、第１ＢＧＡ１０ａおよび第２ＢＧＡ１０ｂのそれぞれの高温反りの詳細な分布図を示している。
【００５７】
平面面積が比較的大きく、半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａが比較的多く供給された第１ＢＧＡ１０ａ（前述の図８（ａ）参照）の場合は、室温での反り量は小さいが、予熱により、平面形状が四角形からなる半導体装置において、特に外周領域の四隅（角部）が表面側に反って、その中心部が裏面方向に突き出る凹形状となる。引き続いて温度を半田溶融温度へ上げると反りは徐々に緩和されるが、さらに温度をリフロー最高温度へ上げると、特に四隅（角部）が裏面側に強く反ることによって外周領域全体が裏面側に反り、その中心部が表面方向に突き出る凸形状となる。
【００５８】
平面面積が比較的小さく、半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂが比較的少なく供給された第２ＢＧＡ１０ｂ（前述の図８（ｂ）参照）の場合は、室温での反り量は小さいが、予熱により、平面形状が四角形からなる半導体装置において、特に外周領域の四隅（角部）が表面側に反る。しかし、その反り量は、上記第１ＢＧＡ１０ａの反り量よりは小さい。引き続いて温度を半田溶融温度へ上げると反りは徐々に緩和されるが、さらに温度をリフロー最高温度へ上げると、特に四隅（角部）が裏面側に反ることによって外周領域全体が裏面側に反る。しかし、その反り量は、上記第１ＢＧＡ１０ａの反り量よりは小さい。
【００５９】
このようにして、ＢＧＡ１０の寸法および半田ボール（ＢＧＡボール）１２の配列、数、大きさ等が互いに異なる種々のパッケージ構造のＢＧＡ１０の高温反りデータを求める。
【００６０】
＜ステップ２（図４の端子毎反り量抽出：第１解析）＞
次に、＜ステップ１＞で得られたＢＧＡ１０の高温反りデータから、個々の半田ボール（ＢＧＡボール）１２の位置におけるＢＧＡ１０の高温反り量を抽出する。すなわち、本工程（解析）により、複数のバンプ・ランドのそれぞれの位置におけるＢＧＡ１０の反り量を測定する。
【００６１】
＜ステップ３（図４の半田形状−荷重検量線算出：第２解析）＞
次に、半田ボール（伝導経路）１３の形状をシミュレーションにより解析する。すなわち、本工程（解析）により、複数の半田ボール（伝導経路）１３のそれぞれの形状に関する検量線を算出する。
【００６２】
図１０（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、解析モデルを説明するための模式図である。図１０（ａ）は実装基板１とＢＧＡ１０との接続部分を半田ボール（伝導経路）１３で表した模式図、図１０（ｂ）は実装基板１とＢＧＡ１０との接続部分をバネ１４で表した模式図、図１０（ｃ）は解析モデルに用いるパラメータを説明する半田ボール（伝導経路）１３の模式図である。
【００６３】
実装基板１の主面に形成された複数のバンプ・ランド３の表面に印刷される半田ペースト８とＢＧＡ１０に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）１２とを接触させ、溶融させることによって、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２とが一体化して、伝導経路となる１つの新たな半田ボール（伝導経路）１３が形成される。図１０（ａ）に示すように、溶融した半田ボール（伝導経路）１３は、外部からの圧力によって変形するが、表面張力により形状を維持しようとする。図１０（ｂ）に示すように、この作用をバネ１４として考えて、ＢＧＡ１０の自重（ｍｇ）をバネ１４が支えるモデルを用いて半田ボール（伝導経路）１３の形状を解析する。図１０（ｃ）に示すように、バネ１４の力（荷重）ａを算出する際には、例えばＢＧＡ１０の裏面に形成された複数のバンプ・ランド３０上の保護膜３１の開口寸法（直径Ｄ１）、実装基板１の主面に形成された複数のバンプ・ランド３の寸法（直径Ｄ２）、半田ボール（伝導経路）１３の表面張力、半田ボール（伝導経路）１３の体積（半田ボール（伝導経路）の幅ｗと高さｈ（バンプ・ランド３０とバンプ・ランド３との距離））、および半田ボール（伝導経路）１３の密度をパラメータとして用いる。
【００６４】
上述の図１０に示す解析モデルを用いると、ＢＧＡ１０の自重が加わった場合における、各半田ボール（伝導経路）１３に発生する荷重ａを一定にするために必要とされる半田ボール（伝導経路）１３の体積（高さｈおよび幅ｗ）を得ることができる。また、図１３に示すように、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２とのオーバーラップ量を指標として、半田ボール（伝導経路）１３の形状を算出することができる。
【００６５】
図１１および図１２に、上述した解析モデルを用いることによって得られた半田ボール（伝導経路）１３の形状等のシミュレーション結果の一例を示す。このシミュレーションには、前述の図１０（ｃ）に示した１つの半田ボール（伝導経路）１３に関するパラメータに加えて、ＢＧＡ１０に関するデータ（例えばＢＧＡ１０の寸法、半田ボール（ＢＧＡボール）１２の配列、半田ボール（ＢＧＡボール）１２の数、バンプ・ランド３０の寸法等）、実装基板１に関するデータ（例えば実装基板１の寸法、バンプ・ランド３の寸法等）、印刷マスク９に関するデータ（例えば開口部９ａの開口径等）、および半田ペースト８の供給量などが用いられる。
【００６６】
図１１は、上述した解析モデルを用いて算出された１つの半田ボール（伝導経路）１３の高さｈと１つの半田ボール（伝導経路）１３が負担している荷重ａとの関係の一例を示すグラフ図、図１２は、半田ボール（伝導経路）１３の体積が一定の場合における１つの半田ボール（伝導経路）１３の高さｈと幅ｗとの関係の一例を示すグラフ図である。ここでは、ＢＧＡ１０の裏面に形成された複数のバンプ・ランド３０の寸法Ｄ１は一定とし、実装基板１の主面に形成された複数のバンプ・ランド３の寸法Ｄ２も一定とした。また、半田ボール（伝導経路）１３の体積が０．６８×１０−１２ｍ３（第１半田ボール；φ０．５ｍｍ＋半田ペーストを想定した体積）の場合と０．３６×１０−１２ｍ３（第２半田ボール；φ０．４ｍｍ＋半田ペーストを想定した体積）の場合について半田ボールの形状を解析している。
【００６７】
＜ステップ４（図４の単体半田形状算出）＞
上記＜ステップ３＞と同時に、ＢＧＡ１０に形成する半田ボール（ＢＧＡボール）１２の形状をシミュレーションにより算出する。この半田ボール（ＢＧＡボール）１２の解析方法についても、上記した半田ボール（伝導経路）１３の解析方法（図１０（ａ）乃至図１０（ｃ）参照）と同じ手法を用いるが、この単体半田形状を算出する工程では、半田ペースト８を使用しない状態で行う。このように、半田量が少ない状態における半田ボール（ＢＧＡボール）１２の形状変化も算出しておくことで、供給すべき半田ペースト８の量を、より正確に算出することができる。
【００６８】
＜ステップ５（図４の実装時半田形状算出）＞
次に、＜ステップ２＞で得られた個々の半田ボール（ＢＧＡボール）１２の位置におけるＢＧＡ１０の高温反り量、および＜ステップ３＞で得られた半田ボール（伝導経路）１３の形状と荷重との検量線から半田ボール（伝導経路）１３の形状を算出する。
【００６９】
例えば、ＢＧＡ１０の反りによる半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２との未融合の不良（前述の図２７参照）および半田ボール（伝導経路）１３のボール落ち（前述の図３０参照）を防止するために、半田ペースト８の供給量が多い第１半田ペースト量を用いる。この場合は、図１１および図１２に示すように、例えば０．０５ｇｆの荷重ａが加わって形成された半田ボール（伝導経路）１３の高さｈは約０．２７０ｍｍ、幅ｗは約０．６１ｍｍとなり、０．２ｇｆの荷重ａが加わって形成された半田ボール（伝導経路）１３の高さｈは約０．１６ｍｍ、幅ｗは約０．７７ｍｍとなる。
【００７０】
しかし、半田ボール（伝導経路）１３が押しつぶされて、その幅が広くなると、半田ボール（伝導経路）１３のブリッジ（前述の図２９参照）が問題となる。そこで、０．２ｇｆの荷重ａが加わる箇所では、半田ペースト８の供給量を第２半田ペースト量に減らして、半田ボール（伝導経路）１３の幅ｗを小さくする。第２半田ペースト量を用いることにより、０．２ｇｆの荷重ａが加わって形成された半田ボール（伝導経路）１３の高さｈは約０．１６ｍｍ、幅ｗは約０．５８ｍｍとなる。
【００７１】
このようにして、実装基板１の主面に形成された個々のバンプ・ランド３の表面に印刷される半田ペースト８の供給量をシミュレーションにより算出することができる。
【００７２】
＜ステップ６（図４の結果の出力）＞
次に、計算が終了した後、個々の半田ボール（ＢＧＡボール）１２に対応する位置に印刷される半田ペース８の供給量が出力され、また、印刷マスク９の厚さおよび開口部９ａの開口径等を出力する。さらに、個々の半田ボール（伝導経路）１３のデータおよび形状等を出力する。
【００７３】
上記＜ステップ１＞〜＜ステップ６＞に示した解析方法によって得られた適量の半田ペースト８が、複数のバンプ・ランド３毎に供給される。
【００７４】
本実施の形態１では、半田ペースト８の供給量を実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３毎に変えるために、印刷マスク９に形成される複数の開口部９ａの開口径を変更した。
【００７５】
図１４（ａ）および（ｂ）に、それぞれ第１ＢＧＡ１０ａが実装される領域（Ａ領域）の実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の配列図および第２ＢＧＡ１０ｂが実装される領域（Ｂ領域）の実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の配列図を示す。
【００７６】
図１４（ａ）に示すように、実装基板１の第１主面１ｘのＡ領域には、このＡ領域に実装される第１ＢＧＡ１０ａに供給された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａと対向するように、その複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａのピッチおよび寸法を考慮して、複数のバンプ・ランド３が配置されている。Ａ領域の複数のバンプ・ランド３の寸法は全て一定とした。同様に、図１４（ｂ）に示すように、実装基板１の第１主面１ｘのＢ領域には、このＢ領域に実装される第２ＢＧＡ１０ｂに供給された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂと対向するように、その複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂのピッチおよび寸法を考慮して、複数のバンプ・ランド３が配置されている。Ｂ領域の複数のバンプ・ランド３の寸法は全て一定とした。複数のバンプ・ランド３の表面および側面は、実装基板１の第１主面１ｘ上を覆う保護膜４に設けられた開口部７から露出している。
【００７７】
しかし、前述の図７〜図９を用いて説明したように、リフロー処理を施した後、室温に戻したときの第１ＢＧＡ１０ａの形状はその中心部が表面方向に突き出る凸形状となり、第２ＢＧＡ１０ｂの形状はその中心部が裏面方向に突き出る凹形状となる。従って、第１ＢＧＡ１０ａでは、実装基板１のＡ領域の中心部に位置するバンプ・ランド３に印刷される半田ペースト８の供給量を多くし、実装基板１において平面形状が四角形から成るＡ領域の外周領域（特に四隅（角部））に位置するバンプ・ランド３に印刷される半田ペースト８の供給量を少なくする必要がある。これに対して、第２ＢＧＡ１０ｂでは、実装基板１において平面形状が四角形から成るＢ領域の中心部に位置するバンプ・ランド３に印刷される半田ペースト８の供給量を少なくし、実装基板１のＢ領域の外周領域（特に四隅（角部））に位置するバンプ・ランド３に印刷される半田ペースト８の供給量を多くする必要がある。
【００７８】
図１５に、実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の表面に半田ペースト８を印刷する際に用いる印刷マスク９の一例の平面図を示す。図１５（ａ）は第１ＢＧＡ１０ａが実装されるＡ領域に対向する印刷マスク９の平面図であり、図１５（ｂ）は第２ＢＧＡ１０ｂが実装されるＢ領域に対向する印刷マスク９の平面図である。
【００７９】
第１ＢＧＡ１０ａは、リフロー処理を施した後、室温に戻したときの形状がその中心部を表面方向に突き出す凸形状となるので、半田ボール（伝導経路）１３のブリッジおよび半田ボール（伝導経路）１３のボール落ちが懸念される。そこで、図１５（ａ）に示すように、実装基板１のＡ領域の中心部に対向する印刷マスク９には、相対的に径が大きい第１開口径を有する開口部９ａを形成して、半田ペースト８の供給量を多くする。これに対して、実装基板１のＡ領域の四隅（角部）に対向する印刷マスク９には、相対的に径が小さい（第１開口径よりも径が小さい）第２開口径を有する開口部９ａを形成して、半田ペースト８の供給量を少なくする。そして、実装基板１のＡ領域の中心部および四隅（角部）以外の領域に対向する印刷マスク９には、第１開口径よりも小さく、第２開口径よりも大きい第３開口径を有する開口部９ａを形成する。
【００８０】
このように、印刷マスク９の開口部９ａの開口径を変えることによって、実装基板１のＡ領域の中心部に半田ペースト８を多く供給し、四隅（角部）に半田ペースト８を少なく供給する。これによって、実装基板１のＡ領域の四隅（角部）には、その後のリフロー処理によって体積の小さい半田ボール（伝導経路）１３を形成することができるので、半田ボール（伝導経路）１３のブリッジを防止することができる。また、実装基板１のＡ領域の中心部には、多量の半田が供給されて、その後のリフロー処理によって第１ＢＧＡ１０ａの裏面に形成されたバンプ・ランド３０と半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａとの接続部分が補強されるので、半田ボール（伝導経路）１３のボール落ちを防止することができる。
【００８１】
一方、第２ＢＧＡ１０ｂは、リフロー処理を施した後、室温に戻したときの形状がその中心部が裏面方向に突き出す凹形状となるので、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２との未融合が懸念される。そこで、図１５（ｂ）に示すように、実装基板１のＢ領域の四隅（角部）に対向する印刷マスク９には、相対的に径が大きい第４開口径を有する開口部９ａを形成して、半田ペースト８の供給量を多くする。実装基板１の外周領域の四隅（角部）以外の領域に対向する印刷マスク９には、第４開口径よりも小さい第５開口径を有する開口部９ａを形成する。
【００８２】
このように、印刷マスク９の開口部９ａの開口径を変えることによって、実装基板１のＢ領域の四隅（角部）に半田ペースト８を多く供給する。これによって、実装基板１のＢ領域の四隅（角部）には、その後のリフロー処理によって体積の大きい半田ボール（伝導経路）１３を形成することができるので、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２との未融合を防止することができる。
【００８３】
図１５（ａ）に示した実装基板１のＡ領域に対向する印刷マスク９では、互いに開口径の異なる３種類の開口部（第１開口径、第２開口径および第３開口径）を形成し、図１５（ｂ）に示した実装基板１のＢ領域に対向する印刷マスク９では、互いに開口径の異なる２種類の開口部（第４開口径および第５開口径）を形成したが、これに限定されないことは言うまでもない。例えば実装基板１のＡ領域に対向する印刷マスク９では、互いに開口径の異なる４種類以上の開口部を形成し、実装基板１のＢ領域に対向する印刷マスク９では、互いに開口径の異なる３種類以上の開口部を形成することもできる。
【００８４】
次に、図１６に示すように、実装基板１の第１主面１ｘ上に第１ＢＧＡ１０ａおよび第２ＢＧＡ１０ｂを搭載する（図１のＢＧＡ搭載工程）。
【００８５】
詳細に説明すると、実装基板１の第１主面１ｘのＡ領域に、Ａ領域に形成された複数のバンプ・ランド３と第１ＢＧＡ１０ａに供給された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａとが対向するように、複数のバンプ・ランド３の表面に形成された半田ペースト８を介して第１ＢＧＡ１０ａを配置する。同様に、実装基板１の第１主面１ｘのＢ領域に、Ｂ領域に形成された複数のバンプ・ランド３と第２ＢＧＡ１０ｂに供給された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂとが対向するように、複数のバンプ・ランド３の表面に形成された半田ペースト８を介して第２ＢＧＡ１０ｂを配置する。
【００８６】
図１７に、本実施の形態１による実装基板１に搭載されるＢＧＡ１０の構造の一例を示す。図１７（ａ）および（ｂ）はそれぞれＢＧＡ１０の要部断面図およびＢＧＡ１０の裏面に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）１２の配列図である。
【００８７】
本実施の形態におけるＢＧＡ１０は、ガラスエポキシ系樹脂から成り、かつ上面（表面）１５ｘ、この上面１５ｘとは反対側の下面（裏面）１５ｙ、およびこの下面１５ｙに形成された複数のバンプ・ランド（電極パッド）２１を有する配線基板１５と、シリコンから成り、かつ主面（表面）、この主面とは反対側の裏面、およびこの主面に形成された半導体素子を有し、配線基板１５の上面１５ｘに搭載された半導体チップ１６と、エポキシ系樹脂から成り、半導体チップ１６を封止する樹脂封止体（封止体）２５と、配線基板１５の下面１５ｙに形成された複数のバンプ・ランド２１のそれぞれに形成された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２と、を含むパッケージ構造になっている。なお、配線基板１５の上面１５ｘおよび下面１５ｙのそれぞれにおける平面形状は、四角形からなる。
【００８８】
＜半導体チップ＞
配線基板１５の上面に接着剤（ダイボンド材）１７を介して搭載された半導体チップ１６は、その厚さ方向と交差する平面形状が四角形になっている。なお、本実施の形態１で使用する接着剤１７は、ペースト状の接着剤であるが、これに限定されるものではなく、フィルム状の接着剤を用いてもよい。
【００８９】
また、半導体チップ１６は、これに限定されないが、主に、半導体基板と、この半導体基板の主面（表面）に形成された複数の半導体素子（コア電源回路を含む内部回路、入出力回路）と、半導体基板の主面において絶縁層と配線層とをそれぞれ複数段積み重ねた多層配線層と、この多層配線層を覆うようにして形成された表面保護膜とを有する構成になっている。絶縁層は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。配線層は、例えばアルミニウム、タングステンまたは銅などの金属膜で形成されている。表面保護膜は、例えば酸化シリコン膜または窒化シリコン膜等の無機絶縁膜および有機絶縁膜を積み重ねた多層膜で形成されている。
【００９０】
半導体チップ１６の主面には、前述した半導体素子と電気的に接続された複数の電極パッド１８が半導体チップ１６の各辺に沿って配置されている（図１７（ａ）には、複数の電極パッド１８のうちの一部を記載）。これら電極パッド１８は、半導体チップ１６の多層配線層のうちの最上層の配線からなり、半導体チップ１６の表面保護膜にそれぞれの電極パッド１８に対応して形成された開口部により露出している。
【００９１】
＜配線基板＞
配線基板１５は、その厚さ方向と交差する平面形状が四角形になっている。配線基板１５は、これに限定されないが、多層配線構造から成り、本実施の形態１では４つの配線層を有している。詳細に説明すると、配線基板１５は、コア材と、このコア材の表面に形成された配線層（配線基板１５における上から２番目の配線層）と、この配線層を覆うように形成された絶縁層と、この絶縁層の表面に形成された配線層（配線基板１５における最上層の配線層）とを有している。ここで、複数のボンディングリード（電極パッド）１９は、最上層の配線層に形成された配線の一部から成り、この最上層の配線層を覆うようにして形成された保護膜２０から露出している。さらに、配線基板１５は、このコア材の表面と反対側に位置する裏面に形成された配線層（配線基板１５における上から３番目の配線層）と、この配線層を覆うように形成された絶縁層と、この絶縁層の表面に形成された配線層（配線基板１５における最下層の配線層）とを有している。ここで、複数のバンプ・ランド（電極パッド）２１は、最下層の配線層に形成された配線の一部から成り、この最下層の配線層を覆うようにして形成された保護膜２２から露出している。
【００９２】
また、配線基板１５は、配線基板１５の上面１５ｘから下面１５ｙ、あるいはコア材の表面から裏面に向かって形成された複数の貫通孔（ビア）２３のそれぞれの内部（内壁）に導電性部材（配線）を有している。なお、コア材の各絶縁層は、例えばガラス繊維にエポキシ系またはポリイミド系の熱硬化性の樹脂を含浸させた高弾性樹脂基板で形成されている。配線基板１５の各配線層は、例えば銅を主成分とする金属膜で形成されている。配線基板１５の表面上の保護膜２０は、主に配線基板１５の最上層に形成された配線を保護する目的で形成され、配線基板１５の裏面上の保護膜２２は、主に配線基板１５の最下層に形成された配線を保護する目的で形成されている。
【００９３】
配線基板１５に形成された複数の最上層配線と複数の最下層配線とは、コア材を貫通する複数の貫通孔２３の内部に形成される導電性部材（配線）によってそれぞれ電気的に接続されている。
【００９４】
＜ワイヤ＞
半導体チップ１６の主面に配置された複数の電極パッド１８と、配線基板１５の上面１５ｘに配置された複数のボンディングリード１９とが、複数の導電性部材（本実施の形態１では、ワイヤ）２４によってそれぞれ電気的に接続されている（図１７（ａ）には、複数の導電性部材２４のうちの一部を記載）。導電性部材２４には、例えば金線を用いる。導電性部材２４は、例えば熱圧着に超音波振動を併用したネイルヘッドボンディング（ボールボンディング）法により、半導体チップ１６の主面に配置された電極パッド１８と配線基板１５の上面１５ｘに配置されたボンディングリード１９とに接続される。
【００９５】
半導体チップ１６および導電性部材２４は、配線基板１５の上面１５ｘ上に形成された樹脂封止体（封止体）２５によって封止されている。樹脂封止体２５は、低応力化を図る目的として、例えばフェノール系硬化剤、シリコーンゴムおよび多数のフィラー（例えばシリカ）等が添加されたエポキシ系の熱硬化性絶縁樹脂で形成されている。樹脂封止体２５は、例えばトランスファモールド法により形成される。
【００９６】
＜外部端子（ＢＧＡボール）＞
配線基板１５の下面１５ｙに形成された複数のバンプ・ランド２１には、複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２が形成されている。前述したように、複数のバンプ・ランド２１は、配線基板１５の下面１５ｙ上の保護膜２２にそれぞれのバンプ・ランド２１に対応して形成された開口部により露出しており、複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２は、複数のバンプ・ランド２１とそれぞれ電気的に、かつ機械的に接続されている。半田ボール（ＢＧＡボール）１２としては、鉛を実質的に含まない鉛フリー半田組成の半田バンプ、例えばＳｎ−３［ｗｔ％］Ａｇ−０．５［ｗｔ％］Ｃｕ組成の半田バンプが用いられる。
【００９７】
次に、図１８に示すように、第１ＢＧＡ１０ａおよび第２ＢＧＡ１０ｂを搭載した実装基板１にリフロー処理を施す（図１の第１回リフロー半田付け工程）。
【００９８】
リフロー処理の温度は、例えば２２０〜２４０℃である。このリフロー処理により、第１ＢＧＡ１０ａに供給されている半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａと実装基板１のＡ領域に形成された複数のバンプ・ランド３の表面に印刷された半田ペースト８とが溶融し一体化して、バンプ・ランド３の表面および側面を覆うように、新たな半田ボール（伝導経路）１３が形成される。この新たに形成された半田ボール（伝導経路）１３が、ＢＧＡ１０と実装基板１との間で電気的な信号の入出力を行うための伝導経路となる。なお、複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａを第１ＢＧＡ１０ａに実装する際には、半田ペースト（半田ボール用半田ペースト）を介して第１ＢＧＡ１０ａの裏面に形成された複数のバンプ・ランド３０にそれぞれボール状電極を接続することによって、半田ボール（ＢＧＡボール）１２が形成されている。従って、上記半田ボール（伝導経路）１３には、複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａを第１ＢＧＡ１０ａに実装する際に用いた上記半田ペーストも含まれている。
【００９９】
同時に、第２ＢＧＡ１０ｂに供給されている半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂと実装基板１のＢ領域に形成された複数のバンプ・ランド３の表面に印刷された半田ペースト８とが溶融し一体化して、バンプ・ランド３の表面および側面を覆うように半田ボール（伝導経路）１３が形成される。なお、上述した第１ＢＧＡ１０ａと同様に、上記半田ボール（伝導経路）１３には、複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂを第２ＢＧＡ１０ｂに実装する際に用いた半田ペーストも含まれている。
【０１００】
このとき、第１ＢＧＡ１０ａは、前述したように、その中心部を表面方向に突き出す凸形状となるので、半田ボール（伝導経路）１３のブリッジが懸念される。しかし、実装基板１のＡ領域の中心部に半田ペースト８を多く供給し、外周領域の四隅（角部）に半田ペースト８を少なく供給しているので、リフロー処理によって、実装基板１のＡ領域の中心部には体積の大きい半田ボール（伝導経路）１３が形成され、実装基板１のＡ領域の四隅（角部）には体積の小さい半田ボール（伝導経路）１３が形成される。これにより、第１ＢＧＡ１０ａの外周領域における半田ボール（伝導経路）１３のブリッジを防止することができる。
【０１０１】
また、第２ＢＧＡ１０ｂは、前述したように、その中心部を裏面方向に突き出す凹形状となるので、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂとの未融合が懸念される。しかし、実装基板１のＢ領域の外周領域の四隅（角部）に半田ペースト８を多く供給しているので、リフロー処理によって、実装基板１のＢ領域の四隅（角部）には体積の大きい半田ボール（伝導経路）１３が形成される。これにより、第２ＢＧＡ１０ｂの外周領域における半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂとの未融合を防止することができる。
【０１０２】
次に、図１９に示すように、実装基板１を反転する（図１の実装基板反転工程）。
【０１０３】
次に、図２０に示すように、実装基板１の第２主面（下面、裏面）１ｙに形成された複数のバンプ・ランド５の表面に半田ペースト（半導体装置用半田ペースト）２６を供給する（図１の第２主面半田ペースト印刷工程）。
【０１０４】
半田ペースト２６には、実装基板１の第１主面１ｘ側と同様に、例えば鉛を実質的に含まない鉛フリー半田（例えばＳｎ−３［ｗｔ％］Ａｇ−０．５［ｗｔ％］Ｃｕ組成）を用いる。鉛フリー半田の融点は２１７℃であり、後の工程で半田ペースト２６を溶融する際（図１の第２回リフロー半田付け工程）には、実装基板に２２０〜２４０℃の熱が加えられる。また、半田ペースト２６の供給には、例えば実装基板１の第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド５に対向する位置に開口部２７ａを有する印刷マスク２７を用いた半田ペースト印刷法を用いる。
【０１０５】
ここで、前述した第１主面半田ペースト印刷工程（図３〜図１５を用いて説明した工程）と同様に、複数のバンプ・ランド５の表面に供給される半田ペースト２６は、複数のバンプ・ランド５毎に適する量が供給される。個々のバンプ・ランド５に供給される半田ペースト２６の適する量を決定する方法および半田ペースト２６を供給する方法については、前述した第１主面半田ペースト印刷工程と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１０６】
例えば実装基板１の第２主面１ｙのＣ領域には、第３ＢＧＡ１０ｃが実装されるが、この第３ＢＧＡ１０ｃが、例えば前述した第２ＢＧＡ１０ｂと同様な構造のＢＧＡである場合は、リフロー処理を施した後、室温に戻したときの形状がその中心部が裏面方向に突き出す凹形状となる。この場合は、半田ペースト２６と半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｃとの未融合が懸念される。そこで、前述した図１５（ｂ）に示すように、実装基板１において平面形状が四角形からなるＣ領域の外周領域の四隅（角部）に対向する印刷マスク２７には、相対的に径が大きい第４開口径を有する開口部２７ａを形成して、半田ペースト２６の供給量を多くする。実装基板１の四隅（角部）以外の領域に対向する印刷マスク２７には、第４開口径よりも小さい第５開口径を有する開口部２７ａを形成する。
【０１０７】
このように、印刷マスク２７の開口部２７ａの開口径を変えることによって、実装基板１のＣ領域が外周領域の四隅（角部）に半田ペースト２６を多く供給する。これによって、実装基板１のＣ領域の四隅（角部）には、その後のリフロー処理によって体積の大きい半田ボール（伝導経路）１３を形成することができるので、半田ペースト２６と半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｃとの未融合を防止することができる。
【０１０８】
次に、図２１に示すように、実装基板１の第２主面１ｙ上に第３ＢＧＡ１０ｃ、第１搭載部品１０ｄ、および第２搭載部品１０ｅを搭載する（図１のＢＧＡおよび部品搭載工程）。
【０１０９】
詳細に説明すると、実装基板１の第２主面１ｙのＣ領域に、Ｃ領域に形成された複数のバンプ・ランド５の表面に形成（供給、印刷）された半田ペースト２６と第３ＢＧＡ１０ｃに形成（供給）された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｃとが対向するように、第３ＢＧＡ１０ｃが搭載される。同時に、実装基板１の第２主面１ｙのＤ領域に、Ｄ領域に形成された複数のバンプ・ランド５の表面に印刷された半田ペースト２６と第１搭載部品１０ｄの側面に形成された電極１２ｄとが接するように、第１搭載部品１０ｄが搭載される。また、同時に、実装基板１の第２主面１ｙのＥ領域に、Ｅ領域に形成された複数のバンプ・ランド５の表面に印刷された半田ペースト２６と第２搭載部品１０ｅの側面に形成された電極１２ｅとが接するように、第２搭載部品１０ｅが搭載される。
【０１１０】
次に、図２２に示すように、第３ＢＧＡ１０ｃ、第１搭載部品１０ｄおよび第２搭載部品１０ｅを搭載した実装基板１にリフロー処理を施す（図１の第２回リフロー半田付け工程）。
【０１１１】
リフロー処理の温度は、例えば２２０〜２４０℃である。このリフロー処理により、第３ＢＧＡ１０ｃに供給されている半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｃと実装基板１のＣ領域に形成された複数のバンプ・ランド５の表面に印刷された半田ペースト２６とが溶融し一体化して、バンプ・ランド５の表面および側面を覆うように半田ボール（伝導経路）１３が形成される。なお、上述した第１ＢＧＡ１０ａおよび第２ＢＧＡ１０ｂと同様に、上記半田ボール（伝導経路）１３には、複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｃを第３ＢＧＡ１０ｃに実装する際に用いた半田ペーストも含まれている。
【０１１２】
同時に、第１搭載部品１０ｄの電極１２ｄと実装基板１のＤ領域に形成された複数のバンプ・ランド５の表面に印刷された半田ペースト２６とが溶融し一体化する。同時に、第２搭載部品１０ｅの電極１２ｅと実装基板１のＥ領域に形成された複数のバンプ・ランド５の表面に印刷された半田ペースト２６とが溶融し一体化する。
【０１１３】
このとき、第３ＢＧＡ１０ｃは、その中心部を裏面方向に突き出す凹形状となるので、半田ペースト２６と半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｃとの未融合が懸念される。しかし、実装基板１のＣ領域の外周領域の四隅（角部）に半田ペースト２６を多く供給しているので、リフロー処理によって、実装基板１のＣ領域の四隅（角部）には体積の大きい半田ボール（伝導経路）１３が形成される。これにより、第３ＢＧＡ１０ｃの外周領域における半田ペースト２６と半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｃとの未融合を防止することができる。
【０１１４】
また、このとき、第１ＢＧＡ１０ａの裏面に形成された複数のバンプ・ランド３０と実装基板１の第１主面１ｘのＡ領域に形成された複数のバンプ・ランド３との間に位置する半田ボール（伝導経路）１３、および第２ＢＧＡ１０ｂの裏面に形成された複数のバンプ・ランド３０と実装基板１の第１主面１ｘのＢ領域に形成された複数のバンプ・ランド３との間に位置する半田ボール（伝導経路）１３も溶融する。
【０１１５】
しかし、前述したように、第１ＢＧＡ１０ａは、実装基板１のＡ領域の中心部に半田ペースト８を多く供給しているので、そこには体積の大きい半田ボール（ＢＧＡボール）１２が形成されており、半田ボール（伝導経路）１３のボール落ちを防止することができる。また、第１ＢＧＡ１０ａは、実装基板１のＡ領域の外周領域の四隅（角部）に半田ペースト８を少なく供給しているので、そこには体積の小さい半田ボール（伝導経路）１３が形成されており、半田ボール（伝導経路）１３のブリッジを防止することができる。また、第２ＢＧＡ１０ｂは、実装基板１のＢ領域の外周領域の四隅（角部）に半田ペースト８を少なく供給しているので、そこには体積の小さい半田ボール（伝導経路）１３が形成されており、半田ボール（伝導経路）１３のブリッジを防止することができる。
【０１１６】
以上、説明した工程により、実装基板１の第１主面１ｘのＡ領域に第１ＢＧＡ１０ａが実装され、Ｂ領域に第２ＢＧＡ１０ｂが実装される。さらに、実装基板１の第２主面１ｙのＣ領域に第３ＢＧＡ１０ｃが実装され、Ｄ領域に第１搭載部品１０ｄが実装され、Ｅ領域に第２搭載部品１０ｅが実装される。これによって電子装置が略完成する。
【０１１７】
なお、本実施の形態１では、複数の半田ボール（伝導経路）１３の体積を、それぞれの半田ボール（伝導経路）１３が配置される箇所に必要とされる体積とする方法として、実装基板１の第１主面１ｘまたは第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド３，５の表面に、個々のバンプ・ランド３，５に適する供給量の半田ペースト８，２６を印刷する方法を用いた。しかし、この方法に限定されるものではない。
【０１１８】
例えば複数の半田ボール（伝導経路）１３の体積を、それぞれの半田ボール（伝導経路）１３が配置される箇所に必要とされる体積とする方法として、第１ＢＧＡ１０ａ、第２ＢＧＡ１０ｂまたは第３ＢＧＡ１０ｃの裏面に形成された複数のバンプ・ランド３０の表面に、それぞれに適する供給量の半田ペーストを印刷する方法を用いてもよい。すなわち、第１ＢＧＡ１０ａ、第２ＢＧＡ１０ｂまたは第３ＢＧＡ１０ｃの裏面に半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａ，１２ｂ，１２ｃを形成する際には、複数のバンプ・ランド３０の表面に半田ペーストを印刷し、複数のバンプ・ランド３０の表面にそれぞれボール状電極を供給した後、リフロー処理が施される。そこで、複数のバンプ・ランド３０毎に適する量の半田ペーストを印刷して、予め必要な体積を有する半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａ，１２ｂ，１２ｃを形成しておく。そして、この半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、実装基板１の第１主面１ｘまたは第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド３，５の表面に印刷された半田ペースト８，２６とを溶融させることによって、配置場所に適した形状の半田ボール（伝導経路）１３を形成することができる。この場合は、実装基板１の第１主面１ｘまたは第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド３，５の表面に供給される半田ペースト８，２６の量は全て同じであってもよい。
【０１１９】
このように、本実施の形態１によれば、ＢＧＡ１０（例えば第１ＢＧＡ１０ａ、第２ＢＧＡ１０ｂ、第３ＢＧＡ１０ｃ）の裏面に形成された複数のバンプ・ランド３０と実装基板１の第１主面１ｘまたは第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド３，５とを接続する複数の半田ボール（伝導経路）１３の体積を、それぞれの半田ボール（伝導経路）１３が配置される箇所に必要とされる体積とすることによって、実装基板１の第１主面１ｘまたは第２主面１ｙにＢＧＡ１０を実装する際に生じる不具合（半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）との未融合、半田ボール（伝導経路）のブリッジ、および半田ボール（伝導経路）のボール落ち）を防止することができる。
【０１２０】
具体的には、実装基板１の第１主面１ｘまたは第２主面１ｙに搭載されるＢＧＡ１０の加熱による変形（反り量および反り形状）を解析し、ＢＧＡ１０の裏面に形成された複数のバンプ・ランド３０と実装基板１の第１主面１ｘまたは第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド３，５とを接続する個々の半田ボール（伝導経路）１３の形状を算出することによって、個々のバンプ・ランド３，５に適する半田ペースト８，２６の供給量を求める。そして、半田ペースト８，２６を供給する際に用いる印刷マスク９，２７の開口部９ａ，２７ａの開口径を、個々の半田ボール（伝導経路）１３の体積に合わせて変更することによって、必要な半田ペースト８，２６を実装基板１の第１主面１ｘまたは第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド３，５の表面に印刷する。その後、ＢＧＡ１０を搭載した実装基板１にリフロー処理を施すことによって、複数の半田ボール（伝導経路）１３がそれぞれ配置される箇所に必要とされる体積の半田ボール（伝導経路）１３を形成する。
【０１２１】
上記不具合を防止することによって、ＢＧＡ１０の実装歩留まりを向上させることができる。
【０１２２】
（実施の形態２）
前述した実施の形態１では、半田ペースト８，２６を供給する際に用いる印刷マスク９，２７の開口部９ａの開口径を、個々の半田ボール（伝導経路）１３の体積に合わせて変更することによって、必要な量の半田ペースト８，２６を実装基板１の第１主面１ｘまたは第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド３，５のそれぞれの表面に印刷して、配置場所に適した形状の半田ボール（伝導経路）１３を形成した。
【０１２３】
本実施の形態２では、前述した実施の形態１と異なり、実装基板１の第１主面１ｘまたは第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド３，５の寸法（径）を変更することによって、配置場所に適した形状の半田ボール（伝導経路）１３を形成する。
【０１２４】
本実施の形態２による半導体装置の実装工程および半田ボール（伝導経路）１３の形状の解析方法は、前述した実施の形態１と同様であるので、ここでの説明は省略する。本実施の形態２では、実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の表面に、そのバンプ・ランド３の寸法を変更することにより配置場所に適した半田ボール（伝導経路）１３を形成する方法について説明する。実装基板１の第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド５の表面に、そのバンプ・ランド５の寸法を変更することにより配置場所に適した半田ボール（伝導経路）１３を形成する方法も同様である。
【０１２５】
まず、前述した本実施の形態１による半田ボール（伝導経路）１３の形状の＜ステップ１＞〜＜ステップ６＞に示した解析方法（前述した実施の形態１において図４〜図１０を用いて説明した半田ペースト８の供給量の計算方法）を用いて、実装基板１の第１主面１ｘに形成される複数のバンプ・ランド３のそれぞれの径を計算する。
【０１２６】
具体的には、前述の＜ステップ５＞において、シミュレーションによって、例えば図２３および図２４に示す実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の径に関する計算結果を求める。図２３は解析モデルを用いて算出された１つの半田ボール（伝導経路）１３の高さと実装基板１の第１主面１ｘに形成された１つのバンプ・ランド３の径との関係の一例を示すグラフ図、図２４は解析モデルを用いて算出された１つの半田ボール（伝導経路）１３の幅と実装基板１の第１主面１ｘに形成された１つのバンプ・ランド３の径との関係の一例を示すグラフ図である。図２３および図２４では、ＢＧＡ１０の裏面に形成された複数のバンプ・ランド３０の寸法は一定とした。また、半田ボール（伝導経路）１３の体積が０．６８×１０−１２ｍ３（第１半田ボール；φ０．５ｍｍ＋半田ペーストを想定した体積）の場合と０．３６×１０−１２ｍ３（第２半田ボール；φ０．４ｍｍ＋半田ペーストを想定した体積）の場合について半田ボール（伝導経路）１３の形状を解析している。
【０１２７】
図２３に示すように、同じ量の半田ペースト８が供給されても、バンプ・ランド３の径が異なることによって、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２との溶融により形成される半田ボール（伝導経路）１３の高さは異なり、バンプ・ランド３の径が大きいほど半田ボール（伝導経路）１３の高さは低くなる。これに対して、図２４に示すように、同じ量の半田ペースト８が供給されても、バンプ・ランド３の径が異なることによって、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２との溶融により形成される半田ボール（伝導経路）１３の幅は異なり、バンプ・ランド３の径が大きいほど半田ボール（伝導経路）１３の幅は大きくなる。また、バンプ・ランド３の径が小さい場合は、半田ボール（伝導経路）１３の径がバンプ・ランド３の径よりも大きくなるが、バンプ・ランド３の径が大きい場合は、半田ボール（伝導経路）１３の径はバンプ・ランド３の径と同じかそれよりも小さくなり、バンプ・ランド３から半田ボール（伝導経路）１３がはみ出さなくなる。例えば第２半田ペースト量でバンプ・ランド３の径が０．２ｍｍの場合、半田ボール（伝導経路）１３の径は約０．４７５ｍｍであるが、バンプ・ランド３の径が０．５ｍｍの場合、半田ボール（ＢＧＡボール）１２の径は約０．５ｍｍとなる。
【０１２８】
従って、ＢＧＡ１０の反りによる半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２との未融合の不良（前述の図２７参照）および半田ボール（伝導経路）１３のボール落ち（前述の図３０参照）を防止する必要がある領域には、半田ボール（伝導経路）１３を高く形成するために、相対的に径の小さいバンプ・ランド３を実装基板１の第１主面１ｘに設ける。しかし、バンプ・ランド３の径が小さいと、半田ボール（伝導経路）１３の径がバンプ・ランド３の径よりも大きくなり、半田ボール（伝導経路）１３のブリッジ（前述の図２９参照）が起き易くなるので、半田ボール（伝導経路）１３のブリッジを防止する必要がある領域には、相対的に径の大きいバンプ・ランド３を実装基板１の第１主面１ｘに設ける。
【０１２９】
このようにして、実装基板１の第１主面１ｘに形成される複数のバンプ・ランド３のそれぞれの径をシミュレーションにより算出することができる。
【０１３０】
次に、適量の半田ペースト８を、複数のバンプ・ランド３毎に供給する。半田ペースト８の供給量を実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３毎に変えるために、本実施の形態２では、実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の寸法を変更したが、印刷マスク９に形成される複数の開口部９ａの開口径は一定とした。
【０１３１】
図２５に、実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３に半田ペースト８を印刷する際に用いる印刷マスク９の一例の平面図を示す。図２５（ａ）は第１ＢＧＡ１０ａが実装されるＡ領域に対向する印刷マスク９の平面図であり、図２５（ｂ）は第２ＢＧＡ１０ｂが実装されるＢ領域に対向する印刷マスク９の平面図である。
【０１３２】
図２５（ａ）に示すように、実装基板１の第１主面１ｘのＡ領域に対向する印刷マスク９には、このＡ領域に形成された複数のバンプ・ランド３と対向するように、同一の開口径を有する複数の開口部９ａが形成されている。また、図２５（ｂ）に示すように、実装基板１の第１主面１ｘのＢ領域に対向する印刷マスク９には、このＢ領域に形成された複数のバンプ・ランド３と対向するように、同一の開口径を有する複数の開口部９ａが形成されている。
【０１３３】
図２６（ａ）および（ｂ）に、それぞれ第１ＢＧＡ１０ａが実装される領域（Ａ領域）の実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の配列図および第２ＢＧＡ１０ｂが実装される領域（Ｂ領域）の実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の配列図を示す。
【０１３４】
図２６（ａ）に示すように、実装基板１の第１主面１ｘのＡ領域には、このＡ領域に実装される第１ＢＧＡ１０ａに供給された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａと対向するように、その複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａのピッチおよび寸法を考慮して、複数のバンプ・ランド３が配置されている。複数のバンプ・ランド３の表面および側面は、実装基板１の第１主面１ｘ上を覆う保護膜４に設けられた開口部７から露出している。
【０１３５】
しかし、第１ＢＧＡ１０ａは、リフロー処理を施した後、室温に戻したときの形状がその中心部を表面方向に突き出す凸形状となるので、半田ボール（伝導経路）１３のブリッジおよび半田ボール（伝導経路）１３のボール落ちが懸念される。そこで、図２６（ａ）に示すように、実装基板１のＡ領域の中心部には、相対的に径が小さい第１径を有するバンプ・ランド３を形成して、半田ボール（伝導経路）１３を高く形成する。これに対して、実装基板１のＡ領域の外周領域の四隅（角部）には、相対的に径が大きい（第１径よりも径が大きい）第２径を有するバンプ・ランド３を形成して、半田ボール（伝導経路）１３を低く、バンプ・ランド３からのはみ出しの少ない半田ボール（伝導経路）１３を形成する。そして、実装基板１のＡ領域の中心部および四隅（角部）以外の領域には、第１径よりも大きく、第２径よりも小さい第３径を有するバンプ・ランド３を形成する。
【０１３６】
このように、実装基板１の第１主面１ｘに形成されるバンプ・ランド３の径の寸法を変えることによって、実装基板１のＡ領域の外周領域の四隅（角部）に相対的に低く、バンプ・ランド３からのはみ出しの小さい半田ボール（伝導経路）１３が形成されるので、半田ボール（伝導経路）１３のブリッジを防止することができる。また、実装基板１のＡ領域の中心部に相対的に高い半田ボール（伝導経路）１３が形成されるので、半田ボール（伝導経路）１３のボール落ちを防止することができる。
【０１３７】
同様に、図２６（ｂ）に示すように、実装基板１の第１主面１ｘのＢ領域には、このＢ領域に実装される第２ＢＧＡ１０ｂに供給された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂと対向するように、その複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂのピッチおよび寸法を考慮して、複数のバンプ・ランド３が配置されている。複数のバンプ・ランド３の表面および側面は、実装基板１の第１主面１ｘ上を覆う保護膜４に設けられた開口部７から露出している。
【０１３８】
しかし、第２ＢＧＡ１０ｂは、リフロー処理した後、室温に戻したときの形状がその中心部が裏面方向に突き出す凹形状となるので、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂとの未融合が懸念される。そこで、図２６（ｂ）に示すように、実装基板１のＢ領域の外周領域の四隅（角部）には、相対的に径が小さい第４径を有するバンプ・ランド３を形成して、半田ボール（伝導経路）１３を高く形成する。実装基板１の四隅（角部）以外の領域には、第４径よりも大きい第５径を有するバンプ・ランド３を形成する。
【０１３９】
このように、実装基板１の第１主面１ｘに形成されるバンプ・ランド３の径の寸法を変えることによって、実装基板１のＢ領域の外周領域の四隅（角部）に相対的に高い半田ボール（伝導経路）１３が形成されるので、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂとの未融合を防止することができる。
【０１４０】
図２６（ａ）に示した実装基板１のＡ領域には、互いに径の異なる３種類（第１径、第２径および第３径）のバンプ・ランド３を形成し、図２６（ｂ）に示した実装基板１のＢ領域には、互いに径の異なる２種類（第４径および第５径）のバンプ・ランド３を形成したが、これに限定されないことは言うまでもない。例えば実装基板１のＡ領域に、互いに径の異なる４種類以上のバンプ・ランド３を形成し、実装基板１のＢ領域に、互いに径の異なる３種類以上のバンプ・ランド３を形成することもできる。
【０１４１】
なお、本実施の形態２では、実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の寸法を変更することによって、配置場所に適した形状の半田ボール（伝導経路）１３を形成する場合について説明した。これと同様に、実装基板１の第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド５の寸法を変更することによって、実装基板１の第２主面１ｙにも配置場所に適した形状の半田ボール（伝導経路）１３を形成することができる。
【０１４２】
また、実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の寸法を変更せずに、第１ＢＧＡ１０ａの裏面に形成された複数のバンプ・ランド３０の寸法（保護膜の開口部から露出しているバンプ・ランド３０の寸法）を変更することによって、配置場所に適した形状の半田ボール（伝導経路）１３を形成してもよい。あるいは、実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の寸法および第１ＢＧＡ１０ａの裏面に形成された複数のバンプ・ランド３０の寸法（保護膜の開口部から露出しているバンプ・ランド３０の寸法）の両方を変更することによって、配置場所に適した形状の半田ボール（伝導経路）１３を形成してもよい。
【０１４３】
また、印刷マスク９に形成される複数の開口部９ａの開口径は一定としたが、互いに開口径の異なる開口部９ａを形成してもよい。
【０１４４】
このように、本実施の形態２によれば、前述した実施の形態１と同様に、実装基板１の第１主面１ｘまたは第２主面１ｙにＢＧＡ１０を実装する際に生じる不具合（半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２との未融合、半田ボール（伝導経路）１３のブリッジ、および半田ボール（伝導経路）１３のボール落ち）を防止することができる。
【０１４５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１４６】
例えば前述した実施の形態では、実装基板の第１主面とその反対側の第２主面の両面にＢＧＡまたは他の搭載部品を実装した場合について説明したが、実装基板の片面のみにＢＧＡを実装する場合にも適用することができる。実装基板の片側のみにＢＧＡを実装する場合でも、半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）との未融合または半田ボール（伝導経路）のブリッジは生じるので、本発明を適用することによって、これらの問題を解決することができる。
【０１４７】
また、ＢＧＡを用いた３次元積層実装構造のＰＯＰ（Package On Package）にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
本発明は、複数のアレイ状のボール状の外部端子をその裏面に有する半導体装置を実装基板に搭載した電子装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０１４９】
１ 実装基板
１ｘ 第１主面
１ｙ 第２主面
２ 基材
２ｘ 第１主面
２ｙ 第２主面
３ バンプ・ランド（半導体装置用バンプ・ランド、電極パッド）
４ 保護膜（絶縁膜）
５ バンプ・ランド（半導体装置用バンプ・ランド、電極パッド）
６ 保護膜（絶縁膜）
７ 開口部
８ 半田ペースト（半導体装置用半田ペースト）
９ 印刷マスク
９ａ 開口部
１０ ＢＧＡ（半導体装置）
１０ａ，１０ｘ 第１ＢＧＡ
１０ｂ，１０ｙ 第２ＢＧＡ
１０ｃ 第３ＢＧＡ
１０ｄ 第１搭載部品
１０ｅ 第２搭載部品
１１ 加熱・冷却槽
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｙ 半田ボール（ＢＧＡボール）
１２ｄ，１２ｅ 電極
１３ 半田ボール（伝導経路）
１４ バネ
１５ 配線基板
１５ｘ 上面（表面）
１５ｙ 下面（裏面）
１６ 半導体チップ
１７ 接着剤（ダイボンド材）
１８ 電極パッド
１９ ボンディングリード（電極パッド）
２０ 保護膜
２１ バンプ・ランド（電極パッド）
２２ 保護膜
２３ 貫通孔（ビア）
２４ 導電性部材（ワイヤ）
２５ 樹脂封止体（封止体）
２６ 半田ペースト（半導体装置用半田ペースト）
２７ 印刷マスク
２７ａ 開口部
３０ バンプ・ランド
３１ 保護膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の実装技術に関し、特に、ボール状の外部端子を有する半導体装置を、その外部端子を介して実装基板に半田付けする実装方法に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特開２００７−８８２９３号公報（特許文献１）には、電子部品を基板に半田付け実装する際の基板の反りを低減するために、基板の反りを低減したい箇所であって電子部品の実装領域の裏面にあたる部分に反り低減部材を接合する方法が開示されている。反り低減部材は、電子部品の外形寸法とほぼ等しい外形寸法を有し、電子部品の半田接続部よりも融点の低い接合材によって基板に接合されることが記載されている。また、反り低減部材の基板への実装は、その他の電子部品の半田付け実装工程と同一工程内で行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−８８２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＢＧＡ（Ball Grid Array）は、半田からなる小さいボール状の外部端子（以下、半田ボール（ＢＧＡボール）と記載する）が格子状に並べられた半導体装置である。ＢＧＡは多数の半田ボール（ＢＧＡボール）を設けることができるうえ、平面視において、半田ボール（ＢＧＡボール）がＢＧＡの周囲から張り出さないので実装面積を小さくすることができる。
【０００５】
しかしながら、ＢＧＡは、例えばガラスエポキシ系樹脂からなる配線基板に、シリコン基板からなる半導体チップを搭載し、この半導体チップをエポキシ系樹脂により封止したパッケージ構造となっている。また、配線基板の下面には複数の半田ボール（ＢＧＡボール）が搭載されている。このように、ＢＧＡは、種々の材料によって構成されていることから、ＢＧＡに対して熱が加えられると、ＢＧＡの至るところにおいて反りが生じる。そのため、ＢＧＡを実装基板に実装する工程おいては、以下に説明するＢＧＡの反りに起因した種々の技術的課題が存在する。
【０００６】
（１）実装基板の第１主面（上面、表面）に露出して形成されたバンプ・ランド（半導体装置用バンプ・ランド）の表面に印刷される半田ペースト（半導体装置用半田ペースト）と半田ボール（ＢＧＡボール）との未融合。
【０００７】
図２７（ａ）に示すように、実装基板１にＢＧＡ１０を実装するときには、実装基板１の主面に露出して形成された複数のバンプ・ランド３の表面に印刷された半田ペースト８と、ＢＧＡ１０に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）１２とを接触させる。続いて、２３０〜２４０℃の温度でリフロー処理を施すことによって、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２とを一体化して１つの半田ボール（伝導経路）１３を形成する。半田ボール（伝導経路）１３とは、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２とが一体化したものであり、ＢＧＡ１０に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）１２とは区別する。この半田付けにより、ＢＧＡ１０が実装基板１に実装される。
【０００８】
しかし、図２７（ｂ）に示すように、リフロー処理においてＢＧＡ１０の中央部が裏面方向に突き出た凹形状に反ると、ＢＧＡ１０の内側領域に配置された半田ボール（ＢＧＡボール）１２と半田ペースト８とは接触しても、ＢＧＡ１０の外周領域に配置された半田ボール（ＢＧＡボール）１２と半田ペースト８とが接触しないことがある。また、半田ボール（ＢＧＡボール）１２と半田ペースト８とが接触しても、半田ペースト８への半田ボール（ＢＧＡボール）１２の押し込みが弱いと、図２８に示すように、半田ペースト８の表面の被膜（例えば酸化膜）が残ってしまい、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２とが溶融しないこともある。このような半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２との未融合が生じると、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２とが一体化せず、この部分において電気的な高抵抗または非導通が生じてしまう。
【０００９】
特に、この半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２との未融合は、図２７（ｃ）に示すように、黒塗りで示す最外周の四箇所の角部に位置する半田ボール（ＢＧＡボール）１２において生じ易い。
【００１０】
（２）実装基板の第１主面（上面、表面）に露出して形成された複数のバンプ・ランド（半導体装置用バンプ・ランド）の表面に印刷される半田ペースト（半導体装置用半田ペースト）と半田ボール（ＢＧＡボール）とを融合させることによって生じる半田ボール（伝導経路）のブリッジ。
【００１１】
図２９（ａ）に示すように、実装基板１にＢＧＡ１０を実装するときには、実装基板１の第１主面に露出して形成された複数のバンプ・ランド３の表面に印刷された半田ペースト８と、ＢＧＡ１０に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）１２とを接触させる。続いて、２３０〜２４０℃の温度でリフロー処理を施すことによって、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２とを一体化して１つの半田ボール（伝導経路）１３を形成する。この半田付けにより、ＢＧＡ１０が実装基板１に実装される。
【００１２】
しかし、図２９（ｂ）に示すように、リフロー処理においてＢＧＡ１０の中央部が表面方向に突き出た凸形状に反ると、ＢＧＡ１０の外周領域に形成された半田ボール（伝導経路）１３が押しつぶされて、隣接する半田ボール（伝導経路）１３同士が繋がってしまう。このような半田ボール（伝導経路）１３のブリッジが生じると、この部分において電気的な短絡が生じてしまう。
【００１３】
特に、この半田ボール（伝導経路）１３のブリッジは、図２９（ｃ）に示すように、黒塗りで示す最外周の斜めに対向する二箇所の角部に位置する半田ボール（ＢＧＡボール）１２において生じ易い。
【００１４】
（３）実装基板の第１主面（上面、表面）にＢＧＡを実装した後、実装基板の第１主面と反対側に位置する第２主面（下面、裏面）に他のＢＧＡを実装するときに、先に実装基板の第１主面に実装したＢＧＡにおいて生じる半田ボール（伝導経路）落ち。
【００１５】
実装基板１の第１主面（上面、表面）１ｘおよび第２主面（下面、裏面）１ｙに第１ＢＧＡ１０ｘおよび第２ＢＧＡ１０ｙをそれぞれ実装する工程は、例えば以下の手順に従って進められる。まず、図３０（ａ）に示すように、実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の表面に印刷された半田ペーストと、第１ＢＧＡ１０ｘに供給された半田ボール（ＢＧＡボール）とを接触させる。続いて、１回目の半田付けにより、第１ＢＧＡ１０ｘを実装基板１の第１主面１ｘに実装する。次に、同様にして、実装基板１の第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド５の表面に印刷された半田ペースト２６と、第２ＢＧＡ１０ｙに供給された半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｙとを接触させる。続いて、２回目の半田付けにより、第２ＢＧＡ１０ｙを実装基板１の第２主面１ｙに実装する。
【００１６】
しかし、図３０（ｂ）に示すように、２回目の半田付けのリフロー処理において、第１ＢＧＡ１０ｘの内側領域に形成された半田ボール（伝導経路）１３が第１ＢＧＡ１０ｘに設けられたバンプ・ランドから外れることがある。図示はしないが、半田ボール（伝導経路）１３は、実装基板１のバンプ・ランド３から外れることもある。
【００１７】
これは、以下に説明する現象によると考えられる。
【００１８】
１回目の半田付けにおいて半田ボール（伝導経路）１３が凝固するときは、第１ＢＧＡ１０ｘは半田ボール（伝導経路）１３により実装基板１に固定される。このとき、第１ＢＧＡ１０ｘは構成材料の特性や温度分布などこの時点の条件に見合った反りを呈する。この反りは、これ以降、次に半田ボール（伝導経路）１３が溶融して拘束から開放されるまで維持される。
【００１９】
次に、２回目の半田付けにおいて半田ボール（伝導経路）１３が溶融するときは、第１ＢＧＡ１０ｘは半田ボール（伝導経路）１３の再溶融により拘束がなくなり、図３０（ａ）に示すように、構成材料の特性や温度分布などこの時点の条件に見合った反りを呈する。１回目の半田付けにおいて半田ボール（伝導経路）１３が凝固するときの構成材料の特性や温度分布などの条件と、２回目の半田付けにおいて半田ボール（伝導経路）１３が再溶融するときの構成材料の特性や温度分布などの条件は一致しない。そのため、第１ＢＧＡ１０ｘは、２回目の半田付けにおいて半田ボール（伝導経路）１３が再溶融する際、１回目の半田付けにおいて半田ボール（伝導経路）１３が凝固するときと比べて反り量が変化する。この反り量の変化は、凸形状が増す場合があり、第１ＢＧＡ１０ｘの内側において、第１ＢＧＡ１０ｘに設けられたバンプ・ランドと実装基板１に設けられたバンプ・ランド３とを離す動きが発生する。
【００２０】
また、２回目の半田付けのときの半田ボール（伝導経路）１３は、リフロー装置から供給される熱および実装基板１と第１ＢＧＡ１０ｘとの位置関係から、第１ＢＧＡ１０ｘの周辺から内側に向かう順番で溶融していく。これは、第１ＢＧＡ１０ｘを搭載した実装基板１がリフロー装置に備わるリフロー炉の内部に配置された状態で、上述したリフロー処理が行なわれるためである。そのため、第１ＢＧＡ１０ｘの内側に配置された半田ボール（伝導経路）１３は、第１ＢＧＡ１０ｘの外側に配置された半田ボール（伝導経路）１３に比べて溶融されるタイミングが遅れる。そして、リフロー処理の時間が経つにつれて、内側に配置された半田ボール（伝導経路）１３とバンプ・ランド３との接合部に生じる応力（剥がれる方向に働く応力）も増加し、内側の半田ボール（伝導経路）１３が溶融すると、接合状態が一気に開放されるため、外側の半田ボール（伝導経路）１３のように徐々に変形して接合部を維持することができずに、破断が生じる。
【００２１】
従って、この半田ボール（伝導経路）１３のボール落ちは、図３０（ｃ）に示すように、黒塗りで示す第１ＢＧＡ１０ｘの内側領域に位置する半田ボール（ＢＧＡボール）１２において生じ易い。
【００２２】
また、半田ボール（伝導経路）１３のはがれ易さは、反りの変化量に依存し、さらに、構成材料の半田付けの熱履歴、保管時の吸湿の違いによる特性（例えばガラス転移温度）の変化、１回目の半田付けにおける半田凝固時の温度分布と２回目の半田付けにおける半田再溶融時の温度分布の違いなどの影響を受ける。
【００２３】
このように、ＢＧＡ実装工程おいては、ＢＧＡの反りに起因した半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）との未融合、半田ボール（伝導経路）のブリッジ、および半田ボール（伝導経路）のボール落ちなどの問題が発生する。しかし、これらの現象に影響を及ぼす要因は、半田ボール（ＢＧＡボール）のピッチ、半田ボール（ＢＧＡボール）の配列、ＢＧＡの自重、半田ペーストの供給量、リフロー処理の温度および雰囲気、ＢＧＡの温度分布など、多岐にわたっている。そのため、これら種々の要因に対してそれぞれに適する値を絞り込むことは難しく、上記した様々な課題を全て解決することは難しい。
【００２４】
上述の特許文献１では、実装基板の上面と下面に電子部品を半田付け実装する際の実装基板の反りを低減できる実装基板の反り低減構造および実装基板の反り低減方法が開示されている。しかし、この実装基板の反り低減構造および実装基板の反り低減方法では、ＢＧＡそのものが反った場合には適用することができない。また、例えば半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）との未融合および半田ボール（伝導経路）のブリッジは、実装基板の上面のみに電子部品が実装される場合にも生じるため、上述の特許文献１の実装基板の反り低減構造および実装基板の反り低減方法を適用することができない。
【００２５】
本発明の目的は、実装基板に半田ボール（伝導経路）を介して半導体装置を実装する際に生じる不具合（半田ペーストと半導体装置に供給されたボール状の外部端子（半田ボール（ＢＧＡボール））との未融合、半田ボール（伝導経路）のブリッジ、および半田ボール（伝導経路）のボール落ち）を防止して、半導体装置の実装歩留まりを向上させることのできる技術を提供することにある。
【００２６】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００２８】
すなわち、本願発明の半導体装置の実装方法では、予め、第１解析により半導体装置の反り量を測定し、さらに第２解析により半田ボール（伝導経路）の形状に関する検量線（形状と荷重との関係）を算出し、この第１および第２解析の結果に基づいて、最適な半田ペーストの供給量を算出した後、複数のバンプ・ランドにそれぞれ半田ペーストを供給するものである。
【発明の効果】
【００２９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの一実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００３０】
実装基板に半田ボール（伝導経路）を介して半導体装置を実装する際に生じる不具合、例えば半田ペーストと半導体装置に供給されたボール状の外部端子（半田ボール（ＢＧＡボール））との未融合、半田ボール（伝導経路）のブリッジ、および半田ボール（伝導経路）のボール落ちを防止して、半導体装置の実装歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態１による半導体装置の実装手順を説明する工程図である。
【図２】本発明の実施の形態１による半導体装置の実装工程を説明する電子装置の要部断面図である。
【図３】図２に続く電子装置の製造工程中の図２と同じ箇所の要部断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１による半田ペーストの供給量を計算する工程図である。
【図５】本発明の実施の形態１によるＢＧＡの高温反り測定方法を説明する模式図である。
【図６】本発明の実施の形態１によるＢＧＡの高温反りの測定範囲を示すＢＧＡの裏面図（裏面に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）の配置図）である。
【図７】本発明の実施の形態１によるＢＧＡの高温反りの経時変化を示すグラフ図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態１による第１ＢＧＡの裏面に配置された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）の配例図および第２ＢＧＡの裏面に配置された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）の配列図である。
【図９】本発明の実施の形態１によるＢＧＡの高温反りの各温度（昇温前の室温、予熱温度、半田溶融温度、およびリフロー最高温度）におけるＢＧＡの形状を示す模式図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）はそれぞれ本発明の実施の形態１による実装基板とＢＧＡとの接続部分を半田ボール（伝導経路）で表した模式図、実装基板とＢＧＡとの接続部分をバネで表した模式図、および解析モデルに用いるパラメータを説明する半田ボール（伝導経路）の模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態１による解析モデルを用いて算出された１つの半田ボール（伝導経路）の高さと１つの半田ボール（伝導経路）が負担する荷重との関係の一例を示すグラフ図である。
【図１２】本発明の実施の形態１による解析モデルを用いて算出された半田ボール（伝導経路）の体積が一定の場合における１つの半田ボール（伝導経路）の高さと１つの半田ボール（伝導経路）の幅との関係の一例を示すグラフ図である。
【図１３】本発明の実施の形態１による半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）とのオーバーラップ量を説明する模式図である。
【図１４】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態１による第１ＢＧＡが実装される領域の実装基板の第１主面に形成された複数のバンプ・ランドの配列図および第２ＢＧＡが実装される領域の実装基板の第１主面に形成された複数のバンプ・ランドの配列図である。
【図１５】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態１による第１ＢＧＡが実装される領域に対向する印刷マスクの平面図および第２ＢＧＡが実装される領域に対向する印刷マスクの平面図である。
【図１６】図３に続く電子装置の製造工程中の図２と同じ箇所の要部断面図である。
【図１７】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態１によるＢＧＡの要部断面図およびＢＧＡの裏面に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）の配列図である。
【図１８】図１６に続く電子装置の製造工程中の図２と同じ箇所の要部断面図である。
【図１９】図１８に続く電子装置の製造工程中の図２と同じ箇所の要部断面図である。
【図２０】図１９に続く電子装置の製造工程中の図２と同じ箇所の要部断面図である。
【図２１】図２０に続く電子装置の製造工程中の図２と同じ箇所の要部断面図である。
【図２２】図２１に続く電子装置の製造工程中の図２と同じ箇所の要部断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態２による解析モデルを用いて算出された１つの半田ボール（伝導経路）の高さと実装基板の主面に形成された１つのバンプ・ランドの径との関係の一例を示すグラフ図である。
【図２４】本発明の実施の形態２による解析モデルを用いて算出された１つの半田ボール（伝導経路）の幅と実装基板の主面に形成された１つのバンプ・ランドの径との関係の一例を示すグラフ図である。
【図２５】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態２による第１ＢＧＡが実装される領域に対向する印刷マスクの平面図および第２ＢＧＡが実装される領域に対向する印刷マスクの平面図である。
【図２６】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態２による第１ＢＧＡが実装される領域の実装基板の第１主面に形成された複数のバンプ・ランドの配列図および第２ＢＧＡが実装される領域の実装基板の第１主面に形成された複数のバンプ・ランドの配列図である。
【図２７】本発明者らによって検討された半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）との未融合を説明する模式図であり、（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）はそれぞれ半田予熱時におけるＢＧＡの要部断面図、半田溶融後におけるＢＧＡの要部断面図、およびＢＧＡの裏面に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）の配置図である。
【図２８】本発明者らによって検討された半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）との未融合を説明する半田ボール（ＢＧＡボール）部分の要部断面図である。
【図２９】本発明者らによって検討された半田ボール（伝導経路）のブリッジを説明する模式図であり、（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）はそれぞれ半田溶融時におけるＢＧＡの要部断面図、半田溶融後におけるＢＧＡの要部断面図、およびＢＧＡの裏面に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）の配置図である。
【図３０】本発明者らによって検討された半田ボール（伝導経路）のボール落ちを説明する模式図であり、（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）はそれぞれ半田溶融開始時におけるＢＧＡの要部断面図、半田溶融後におけるＢＧＡの要部断面図、およびＢＧＡの裏面に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）の配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下の実施の形態において、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００３３】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００３４】
また、以下の実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。また、以下の実施の形態において、半田ボール（伝導経路）とは、半導体装置の裏面に形成された複数のバンプ・ランドに接続された半田ボール（ＢＧＡボール）と、実装基板の主面に形成された複数のバンプ・ランドの表面に供給された半田ペーストとが溶融して一体化したものを言い、半導体装置の裏面に供給された上記半田ボール（ＢＧＡボール）とは区別する。
【００３５】
また、以下の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３６】
（実施の形態１）
本実施の形態１による半導体装置の実装工程の一例を図１〜図２２を用いて工程順に説明する。図１は半導体装置の実装手順を説明する工程図、図２、図３、図１６および図１８〜図２２は本実施の形態１による半導体装置の実装工程中における電子装置の要部断面図、図４〜図１３は複数のバンプ・ランドの表面に印刷される半田ペーストの供給量を求める方法を説明する図、図１４はＢＧＡが実装される領域の実装基板の第１主面に形成された複数のバンプ・ランドの配列図、図１５は実装基板の第１主面に形成された複数のバンプ・ランドに半田ペーストを印刷する際に用いる印刷マスクの平面図、図１７（ａ）および（ｂ）はそれぞれ実装基板に搭載されるＢＧＡの構造の一例を示す要部断面図および裏面の半田ボール（ＢＧＡボール）の配置図である。
【００３７】
本実施の形態１では、半導体装置は、半導体装置の裏面（下面）に形成された外部端子を用いて実装基板の主面（第１主面および第２主面）に実装される。ここで、本実施の形態１における外部端子は、半田材（鉛フリー半田を含む）から成り、この外部端子の形状はボール状である。また、このボール状の外部端子（半田ボール（ＢＧＡボール））の形成方法には、ボール供給法、印刷法、メッキ法などがあるが、本実施の形態１では、生産性や仕上がり精度の良いボール供給法を採用した。また、ボール供給法の場合、バンプ・ランドに供給される半田の量を、印刷法またはメッキ法を用いた場合に比べて多くできるため、半導体装置の実装強度を向上させることができる。また、ボール状の外部端子は半導体装置の裏面に供給し、実装基板の主面には供給していない。これは、ボール状の外部端子を実装基板の主面に供給しておくと、半田ペースト印刷の際に支障をきたすためである。
【００３８】
本実施の形態１では、複数の半導体装置および他の搭載部品（例えばチップコンデンサ等）を実装基板の主面に実装した電子装置について説明する。半導体装置としては、ＢＧＡを例示する。ＢＧＡは、その裏面に複数の半田による小さいボール状の外部端子（半田ボール（ＢＧＡボール））を有し、そのボール状の外部端子と実装基板の主面に形成された保護膜（絶縁膜）から露出するように形成された複数のバンプ・ランド（半導体装置用バンプ・ランド）の表面に印刷される半田ペースト（半導体装置用半田ペースト）とを融合させて実装基板に実装される。また、他の搭載部品は、その側面に複数の半田による電極を有し、その電極と実装基板の主面に形成された複数のバンプ・ランドの表面に印刷される半田ペーストとを融合させて実装基板に実装される。
【００３９】
まず、図２に示すように、実装基板１を用意する（図１の実装基板準備工程）。
【００４０】
＜実装形態について＞
実装基板１の第１主面（上面、表面）１ｘ、および第１主面１ｘと反対側に位置する第２主面（下面、裏面）１ｙに、ＢＧＡおよび他の搭載部品が半田付け実装される。本実施の形態１では、実装基板１の第１主面１ｘのＡ領域に第１ＢＧＡを実装し、実装基板１の第１主面１ｘのＢ領域に第２ＢＧＡを実装し、実装基板１の第２主面１ｙのＣ領域に第３ＢＧＡを実装し、実装基板１の第２主面１ｙのＤ領域に第１搭載部品を実装し、実装基板１の第２主面１ｙのＥ領域に第２搭載部品を実装するとしたが、これに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００４１】
＜実装基板について＞
実装基板１は、基材２と、この基材２の第１主面（実装基板１の第１主面１ｘ側の面）２ｘに形成された配線層と、この基材２の第１主面２ｘと反対側に位置する第２主面（実装基板１の第２主面１ｙ側の面）２ｙに形成された配線層とを有している。ここで、基材２の第１主面２ｘに形成された配線層は、この配線層に形成された配線（他の配線パターン）と、この配線層に形成された配線の一部から成る複数のバンプ・ランド（半導体装置用バンプ・ランド、電極パッド）３とを有している。そして、このバンプ・ランド３は、基材２の第１主面２ｘに形成された配線層を覆うようにして形成された保護膜（絶縁膜）４から露出している。同様に、基材２の第２主面２ｙに形成された配線層は、この配線層に形成された配線（他の配線パターン）と、この配線層に形成された配線の一部から成る複数のバンプ・ランド（半導体装置用バンプ・ランド、電極パッド）５とを有している。そして、このバンプ・ランド５は、基材２の第２主面２ｙに形成された配線層を覆うようにして形成された保護膜（絶縁膜）６から露出している。
【００４２】
基材２は、例えばガラス繊維にエポキシ系またはポリイミド系の熱硬化性の樹脂（所謂、ガラスエポキシ系樹脂）を含浸させた高弾性樹脂基板で形成されている。基材２の第１主面２ｘおよび第２主面２ｙに形成された各配線層は、例えば銅を主成分とする金属膜で形成されている。保護膜４，６は、例えばソルダレジスト（絶縁膜）で形成されている。
【００４３】
保護膜４，６は、基材２の第１主面２ｘおよび第２主面２ｙに形成された各配線層を保護する目的で形成されているが、この配線層に形成された配線の一部からなる複数のバンプ・ランド３，５は、保護膜４，６にそれぞれのバンプ・ランド３，５に対応して形成された開口部７から露出している。複数のバンプ・ランド３，５の直径は、例えば０．４ｍｍ、複数のバンプ・ランド３，５を覆う保護膜４，６に形成された開口部の直径は、例えば０．５ｍｍであり、複数のバンプ・ランド３，５の表面および側面が保護膜４，６から露出するように、上記開口部７は設けられている。
【００４４】
次に、図３に示すように、実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の表面に半田ペースト（半導体装置用半田ペースト）８を供給する（図１の第１主面半田ペースト印刷工程）。
【００４５】
半田ペースト８には、例えば鉛を実質的に含まない鉛フリー半田（例えばＳｎ−３［ｗｔ％］Ａｇ−０．５［ｗｔ％］Ｃｕ組成）を用いる。ここで、鉛フリー半田の詳細な定義としては、半田における鉛の含有率が１．０００ｐｐｍ（０．１ｗｔ％）以下のものである。鉛フリー半田の融点は２１７℃であり、後の工程で半田ペースト８を溶融する際（図１の第１回リフロー半田付け工程）には、実装基板１に２２０〜２４０℃の熱が加えられる。また、半田ペースト８の供給には、例えば実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３に対向する位置に開口部９ａを有する印刷マスク９を用いた半田ペースト印刷法を用いる。
【００４６】
ここで、複数のバンプ・ランド３の表面に印刷される半田ペースト８は、複数のバンプ・ランド３毎に適する量が供給される。
【００４７】
前述したように、実装基板にＢＧＡを実装する際には、半田ペーストとＢＧＡに供給された半田ボール（ＢＧＡボール）とを接触させ、溶融させることによって、半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）とを一体化して、伝導経路となる１つの半田ボール（伝導経路）が新たに形成される。しかし、半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）とを溶融させる工程ではＢＧＡに２２０〜２４０℃の熱が加わることから、ＢＧＡが凹形状または凸形状に反ってしまう。特に、本実施の形態１では、半田ペーストに鉛フリー半田を用いているので、鉛を含む半田ペーストを用いた場合よりも加熱温度が高くなり、ＢＧＡが反り易い。そこで、ＢＧＡが反った場合であっても、ＢＧＡの反りに起因した半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）との未融合、半田ボール（伝導経路）のブリッジ、および半田ボール（伝導経路）のボール落ちが生じないように、複数のバンプ・ランド毎に適量の半田ペーストを供給する。
【００４８】
以下に、複数のバンプ・ランド３の表面に印刷される半田ペースト８の供給量を求める方法を＜ステップ１＞から＜ステップ６＞に分けて図４〜図１３を用いて順次説明する。
【００４９】
図４は半田ペースト８の供給量を計算する工程図である。また、図５〜図８はＢＧＡの高温反りデータを取得する方法を説明する図であり、図５はＢＧＡの高温反り測定方法を説明する模式図、図６はＢＧＡの高温反りの測定範囲を示すＢＧＡの裏面図（裏面に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）の配置図）、図７はＢＧＡの高温反りの経時変化を示すグラフ図、図８（ａ）および（ｂ）はそれぞれ第１ＢＧＡの裏面に配置された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）の配例図および第２ＢＧＡの裏面に配置された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）の配列図、図９はＢＧＡの高温反りの各温度（昇温前の室温、予熱温度、半田溶融温度、およびリフロー最高温度）におけるＢＧＡの形状を示す模式図である。また、図１０（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）はそれぞれ実装基板とＢＧＡとの接続部分を半田ボール（伝導経路）で表した模式図、実装基板とＢＧＡとの接続部分をバネで表した模式図、および解析モデルに用いるパラメータを説明する半田ボール（伝導経路）の模式図である。また、図１１は解析モデルを用いて算出された１つの半田ボール（伝導経路）の高さと１つの半田ボール（伝導経路）が負担する荷重との関係の一例を示すグラフ図、図１２は解析モデルを用いて算出された半田ボール（伝導経路）の体積が一定の場合における１つの半田ボール（伝導経路）の高さと幅との関係の一例を示すグラフ図、図１３は半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）とのオーバーラップ量を説明する模式図である。
【００５０】
＜ステップ１（図４の高温反りデータ）＞
まず、ＢＧＡを加熱する際のＢＧＡの高温反りデータを求める。図５に示すように、高温反りを測定するＢＧＡ（半導体装置）１０を加熱・冷却槽１１に設置する。その後、室温から半田溶融温度へ徐々に昇温し、さらに半田溶融温度からリフロー最高温度へ徐々に昇温する。続いて、リフロー最高温度から半田凝固温度まで降温し、さらに半田凝固温度から室温へ徐々に降温する。このとき、昇温前の室温、半田溶融温度、リフロー最高温度、半田凝固温度、および降温後の室温におけるＢＧＡ１０の高温反りを測定する。
【００５１】
ＢＧＡ１０の高温反りの測定は、例えば図６に示すように、ＢＧＡ１０の裏面に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）１２が取り付けられた領域（図６で斜線で示す領域）で行われ、ＢＧＡ１０の高温反りに起因するこの領域の変位を、例えばモアレ像を用いたシャドウモアレ方式またはレーザ変位計を用いた方法により測定する。
【００５２】
図７に、ＢＧＡ１０の高温反りを測定した結果の一例を示す。高温反りのない状態を反り“０”とし、ＢＧＡ１０の中心部が表現側から裏面側に向かって突出する凹形状を“−”、ＢＧＡ１０の中心部が裏面側から表面側に向かって突出する凸形状を“＋”としている。ここでは、互いに構造の異なる２つのＢＧＡ１０について高温反りを測定し、それぞれの結果を示している。
【００５３】
１つのＢＧＡ１０は前述した図２のＡ領域に実装される第１ＢＧＡ１０ａであり、例えば図８（ａ）に示すように、第１ＢＧＡ１０ａの裏面の内側領域および外周領域にそれぞれ複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａが配置されている。もう一つのＢＧＡ１０は前述した図２のＢ領域に実装される第２ＢＧＡ１０ｂであり、例えば図８（ｂ）に示すように、第２ＢＧＡ１０ｂの裏面の外周領域のみに複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂが配置されている。第１ＢＧＡ１０ａの寸法は第２ＢＧＡ１０ｂの寸法よりも大きく、また、第１ＢＧＡ１０ａに供給された半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａの寸法も第２ＢＧＡ１０ｂに供給された半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂの寸法よりも大きい。
【００５４】
図７に示すように、第１ＢＧＡ１０ａおよび第２ＢＧＡ１０ｂともに、室温から徐々に温度を上げていくと、一旦、その中心部が裏面方向に突き出る凹形状となるが、さらに温度をリフロー最高温度へ上げると、その中心部が表面方向に突き出る凸形状となる。次に温度を下げると、その中心部が裏面方向に突き出る凹形状となる。しかし、室温に戻すと、第１ＢＧＡ１０ａはその中心部が表面方向に突き出る凸形状となり、第２ＢＧＡ１０ｂはその中心部が裏面方向に突き出る凹形状となる。また、第１ＢＧＡ１０ａの反りの変化量は第２ＢＧＡ１０ｂの反りの変化量より大きくなっている。
【００５５】
例えば第１ＢＧＡ１０ａのように、その中心部が表面方向に突き出る凸形状となったＢＧＡ１０の場合は、前述の図２９を用いて説明した半田ボール（伝導経路）のブリッジまたは前述の図３０を用いて説明した半田ボール（伝導経路）のボール落ちの不良が生じる。また、第２ＢＧＡ１０ｂのように、その中心部が裏面方向に突き出る凹形状となったＢＧＡ１０の場合は、前述の図２７および図２８を用いて説明した半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）との未融合の不良が生じる。
【００５６】
図９に、ＢＧＡ１０の高温反りを測定した結果の他の一例を示す。ここでは、第１ＢＧＡ１０ａおよび第２ＢＧＡ１０ｂのそれぞれの高温反りの詳細な分布図を示している。
【００５７】
平面面積が比較的大きく、半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａが比較的多く供給された第１ＢＧＡ１０ａ（前述の図８（ａ）参照）の場合は、室温での反り量は小さいが、予熱により、平面形状が四角形からなる半導体装置において、特に外周領域の四隅（角部）が表面側に反って、その中心部が裏面方向に突き出る凹形状となる。引き続いて温度を半田溶融温度へ上げると反りは徐々に緩和されるが、さらに温度をリフロー最高温度へ上げると、特に四隅（角部）が裏面側に強く反ることによって外周領域全体が裏面側に反り、その中心部が表面方向に突き出る凸形状となる。
【００５８】
平面面積が比較的小さく、半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂが比較的少なく供給された第２ＢＧＡ１０ｂ（前述の図８（ｂ）参照）の場合は、室温での反り量は小さいが、予熱により、平面形状が四角形からなる半導体装置において、特に外周領域の四隅（角部）が表面側に反る。しかし、その反り量は、上記第１ＢＧＡ１０ａの反り量よりは小さい。引き続いて温度を半田溶融温度へ上げると反りは徐々に緩和されるが、さらに温度をリフロー最高温度へ上げると、特に四隅（角部）が裏面側に反ることによって外周領域全体が裏面側に反る。しかし、その反り量は、上記第１ＢＧＡ１０ａの反り量よりは小さい。
【００５９】
このようにして、ＢＧＡ１０の寸法および半田ボール（ＢＧＡボール）１２の配列、数、大きさ等が互いに異なる種々のパッケージ構造のＢＧＡ１０の高温反りデータを求める。
【００６０】
＜ステップ２（図４の端子毎反り量抽出：第１解析）＞
次に、＜ステップ１＞で得られたＢＧＡ１０の高温反りデータから、個々の半田ボール（ＢＧＡボール）１２の位置におけるＢＧＡ１０の高温反り量を抽出する。すなわち、本工程（解析）により、複数のバンプ・ランドのそれぞれの位置におけるＢＧＡ１０の反り量を測定する。
【００６１】
＜ステップ３（図４の半田形状−荷重検量線算出：第２解析）＞
次に、半田ボール（伝導経路）１３の形状をシミュレーションにより解析する。すなわち、本工程（解析）により、複数の半田ボール（伝導経路）１３のそれぞれの形状に関する検量線を算出する。
【００６２】
図１０（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、解析モデルを説明するための模式図である。図１０（ａ）は実装基板１とＢＧＡ１０との接続部分を半田ボール（伝導経路）１３で表した模式図、図１０（ｂ）は実装基板１とＢＧＡ１０との接続部分をバネ１４で表した模式図、図１０（ｃ）は解析モデルに用いるパラメータを説明する半田ボール（伝導経路）１３の模式図である。
【００６３】
実装基板１の主面に形成された複数のバンプ・ランド３の表面に印刷される半田ペースト８とＢＧＡ１０に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）１２とを接触させ、溶融させることによって、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２とが一体化して、伝導経路となる１つの新たな半田ボール（伝導経路）１３が形成される。図１０（ａ）に示すように、溶融した半田ボール（伝導経路）１３は、外部からの圧力によって変形するが、表面張力により形状を維持しようとする。図１０（ｂ）に示すように、この作用をバネ１４として考えて、ＢＧＡ１０の自重（ｍｇ）をバネ１４が支えるモデルを用いて半田ボール（伝導経路）１３の形状を解析する。図１０（ｃ）に示すように、バネ１４の力（荷重）ａを算出する際には、例えばＢＧＡ１０の裏面に形成された複数のバンプ・ランド３０上の保護膜３１の開口寸法（直径Ｄ１）、実装基板１の主面に形成された複数のバンプ・ランド３の寸法（直径Ｄ２）、半田ボール（伝導経路）１３の表面張力、半田ボール（伝導経路）１３の体積（半田ボール（伝導経路）の幅ｗと高さｈ（バンプ・ランド３０とバンプ・ランド３との距離））、および半田ボール（伝導経路）１３の密度をパラメータとして用いる。
【００６４】
上述の図１０に示す解析モデルを用いると、ＢＧＡ１０の自重が加わった場合における、各半田ボール（伝導経路）１３に発生する荷重ａを一定にするために必要とされる半田ボール（伝導経路）１３の体積（高さｈおよび幅ｗ）を得ることができる。また、図１３に示すように、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２とのオーバーラップ量を指標として、半田ボール（伝導経路）１３の形状を算出することができる。
【００６５】
図１１および図１２に、上述した解析モデルを用いることによって得られた半田ボール（伝導経路）１３の形状等のシミュレーション結果の一例を示す。このシミュレーションには、前述の図１０（ｃ）に示した１つの半田ボール（伝導経路）１３に関するパラメータに加えて、ＢＧＡ１０に関するデータ（例えばＢＧＡ１０の寸法、半田ボール（ＢＧＡボール）１２の配列、半田ボール（ＢＧＡボール）１２の数、バンプ・ランド３０の寸法等）、実装基板１に関するデータ（例えば実装基板１の寸法、バンプ・ランド３の寸法等）、印刷マスク９に関するデータ（例えば開口部９ａの開口径等）、および半田ペースト８の供給量などが用いられる。
【００６６】
図１１は、上述した解析モデルを用いて算出された１つの半田ボール（伝導経路）１３の高さｈと１つの半田ボール（伝導経路）１３が負担している荷重ａとの関係の一例を示すグラフ図、図１２は、半田ボール（伝導経路）１３の体積が一定の場合における１つの半田ボール（伝導経路）１３の高さｈと幅ｗとの関係の一例を示すグラフ図である。ここでは、ＢＧＡ１０の裏面に形成された複数のバンプ・ランド３０の寸法Ｄ１は一定とし、実装基板１の主面に形成された複数のバンプ・ランド３の寸法Ｄ２も一定とした。また、半田ボール（伝導経路）１３の体積が０．６８×１０−１２ｍ３（第１半田ボール；φ０．５ｍｍ＋半田ペーストを想定した体積）の場合と０．３６×１０−１２ｍ３（第２半田ボール；φ０．４ｍｍ＋半田ペーストを想定した体積）の場合について半田ボールの形状を解析している。
【００６７】
＜ステップ４（図４の単体半田形状算出）＞
上記＜ステップ３＞と同時に、ＢＧＡ１０に形成する半田ボール（ＢＧＡボール）１２の形状をシミュレーションにより算出する。この半田ボール（ＢＧＡボール）１２の解析方法についても、上記した半田ボール（伝導経路）１３の解析方法（図１０（ａ）乃至図１０（ｃ）参照）と同じ手法を用いるが、この単体半田形状を算出する工程では、半田ペースト８を使用しない状態で行う。このように、半田量が少ない状態における半田ボール（ＢＧＡボール）１２の形状変化も算出しておくことで、供給すべき半田ペースト８の量を、より正確に算出することができる。
【００６８】
＜ステップ５（図４の実装時半田形状算出）＞
次に、＜ステップ２＞で得られた個々の半田ボール（ＢＧＡボール）１２の位置におけるＢＧＡ１０の高温反り量、および＜ステップ３＞で得られた半田ボール（伝導経路）１３の形状と荷重との検量線から半田ボール（伝導経路）１３の形状を算出する。
【００６９】
例えば、ＢＧＡ１０の反りによる半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２との未融合の不良（前述の図２７参照）および半田ボール（伝導経路）１３のボール落ち（前述の図３０参照）を防止するために、半田ペースト８の供給量が多い第１半田ペースト量を用いる。この場合は、図１１および図１２に示すように、例えば０．０５ｇｆの荷重ａが加わって形成された半田ボール（伝導経路）１３の高さｈは約０．２７０ｍｍ、幅ｗは約０．６１ｍｍとなり、０．２ｇｆの荷重ａが加わって形成された半田ボール（伝導経路）１３の高さｈは約０．１６ｍｍ、幅ｗは約０．７７ｍｍとなる。
【００７０】
しかし、半田ボール（伝導経路）１３が押しつぶされて、その幅が広くなると、半田ボール（伝導経路）１３のブリッジ（前述の図２９参照）が問題となる。そこで、０．２ｇｆの荷重ａが加わる箇所では、半田ペースト８の供給量を第２半田ペースト量に減らして、半田ボール（伝導経路）１３の幅ｗを小さくする。第２半田ペースト量を用いることにより、０．２ｇｆの荷重ａが加わって形成された半田ボール（伝導経路）１３の高さｈは約０．１６ｍｍ、幅ｗは約０．５８ｍｍとなる。
【００７１】
このようにして、実装基板１の主面に形成された個々のバンプ・ランド３の表面に印刷される半田ペースト８の供給量をシミュレーションにより算出することができる。
【００７２】
＜ステップ６（図４の結果の出力）＞
次に、計算が終了した後、個々の半田ボール（ＢＧＡボール）１２に対応する位置に印刷される半田ペース８の供給量が出力され、また、印刷マスク９の厚さおよび開口部９ａの開口径等を出力する。さらに、個々の半田ボール（伝導経路）１３のデータおよび形状等を出力する。
【００７３】
上記＜ステップ１＞〜＜ステップ６＞に示した解析方法によって得られた適量の半田ペースト８が、複数のバンプ・ランド３毎に供給される。
【００７４】
本実施の形態１では、半田ペースト８の供給量を実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３毎に変えるために、印刷マスク９に形成される複数の開口部９ａの開口径を変更した。
【００７５】
図１４（ａ）および（ｂ）に、それぞれ第１ＢＧＡ１０ａが実装される領域（Ａ領域）の実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の配列図および第２ＢＧＡ１０ｂが実装される領域（Ｂ領域）の実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の配列図を示す。
【００７６】
図１４（ａ）に示すように、実装基板１の第１主面１ｘのＡ領域には、このＡ領域に実装される第１ＢＧＡ１０ａに供給された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａと対向するように、その複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａのピッチおよび寸法を考慮して、複数のバンプ・ランド３が配置されている。Ａ領域の複数のバンプ・ランド３の寸法は全て一定とした。同様に、図１４（ｂ）に示すように、実装基板１の第１主面１ｘのＢ領域には、このＢ領域に実装される第２ＢＧＡ１０ｂに供給された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂと対向するように、その複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂのピッチおよび寸法を考慮して、複数のバンプ・ランド３が配置されている。Ｂ領域の複数のバンプ・ランド３の寸法は全て一定とした。複数のバンプ・ランド３の表面および側面は、実装基板１の第１主面１ｘ上を覆う保護膜４に設けられた開口部７から露出している。
【００７７】
しかし、前述の図７〜図９を用いて説明したように、リフロー処理を施した後、室温に戻したときの第１ＢＧＡ１０ａの形状はその中心部が表面方向に突き出る凸形状となり、第２ＢＧＡ１０ｂの形状はその中心部が裏面方向に突き出る凹形状となる。従って、第１ＢＧＡ１０ａでは、実装基板１のＡ領域の中心部に位置するバンプ・ランド３に印刷される半田ペースト８の供給量を多くし、実装基板１において平面形状が四角形から成るＡ領域の外周領域（特に四隅（角部））に位置するバンプ・ランド３に印刷される半田ペースト８の供給量を少なくする必要がある。これに対して、第２ＢＧＡ１０ｂでは、実装基板１において平面形状が四角形から成るＢ領域の中心部に位置するバンプ・ランド３に印刷される半田ペースト８の供給量を少なくし、実装基板１のＢ領域の外周領域（特に四隅（角部））に位置するバンプ・ランド３に印刷される半田ペースト８の供給量を多くする必要がある。
【００７８】
図１５に、実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の表面に半田ペースト８を印刷する際に用いる印刷マスク９の一例の平面図を示す。図１５（ａ）は第１ＢＧＡ１０ａが実装されるＡ領域に対向する印刷マスク９の平面図であり、図１５（ｂ）は第２ＢＧＡ１０ｂが実装されるＢ領域に対向する印刷マスク９の平面図である。
【００７９】
第１ＢＧＡ１０ａは、リフロー処理を施した後、室温に戻したときの形状がその中心部を表面方向に突き出す凸形状となるので、半田ボール（伝導経路）１３のブリッジおよび半田ボール（伝導経路）１３のボール落ちが懸念される。そこで、図１５（ａ）に示すように、実装基板１のＡ領域の中心部に対向する印刷マスク９には、相対的に径が大きい第１開口径を有する開口部９ａを形成して、半田ペースト８の供給量を多くする。これに対して、実装基板１のＡ領域の四隅（角部）に対向する印刷マスク９には、相対的に径が小さい（第１開口径よりも径が小さい）第２開口径を有する開口部９ａを形成して、半田ペースト８の供給量を少なくする。そして、実装基板１のＡ領域の中心部および四隅（角部）以外の領域に対向する印刷マスク９には、第１開口径よりも小さく、第２開口径よりも大きい第３開口径を有する開口部９ａを形成する。
【００８０】
このように、印刷マスク９の開口部９ａの開口径を変えることによって、実装基板１のＡ領域の中心部に半田ペースト８を多く供給し、四隅（角部）に半田ペースト８を少なく供給する。これによって、実装基板１のＡ領域の四隅（角部）には、その後のリフロー処理によって体積の小さい半田ボール（伝導経路）１３を形成することができるので、半田ボール（伝導経路）１３のブリッジを防止することができる。また、実装基板１のＡ領域の中心部には、多量の半田が供給されて、その後のリフロー処理によって第１ＢＧＡ１０ａの裏面に形成されたバンプ・ランド３０と半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａとの接続部分が補強されるので、半田ボール（伝導経路）１３のボール落ちを防止することができる。
【００８１】
一方、第２ＢＧＡ１０ｂは、リフロー処理を施した後、室温に戻したときの形状がその中心部が裏面方向に突き出す凹形状となるので、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２との未融合が懸念される。そこで、図１５（ｂ）に示すように、実装基板１のＢ領域の四隅（角部）に対向する印刷マスク９には、相対的に径が大きい第４開口径を有する開口部９ａを形成して、半田ペースト８の供給量を多くする。実装基板１の外周領域の四隅（角部）以外の領域に対向する印刷マスク９には、第４開口径よりも小さい第５開口径を有する開口部９ａを形成する。
【００８２】
このように、印刷マスク９の開口部９ａの開口径を変えることによって、実装基板１のＢ領域の四隅（角部）に半田ペースト８を多く供給する。これによって、実装基板１のＢ領域の四隅（角部）には、その後のリフロー処理によって体積の大きい半田ボール（伝導経路）１３を形成することができるので、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２との未融合を防止することができる。
【００８３】
図１５（ａ）に示した実装基板１のＡ領域に対向する印刷マスク９では、互いに開口径の異なる３種類の開口部（第１開口径、第２開口径および第３開口径）を形成し、図１５（ｂ）に示した実装基板１のＢ領域に対向する印刷マスク９では、互いに開口径の異なる２種類の開口部（第４開口径および第５開口径）を形成したが、これに限定されないことは言うまでもない。例えば実装基板１のＡ領域に対向する印刷マスク９では、互いに開口径の異なる４種類以上の開口部を形成し、実装基板１のＢ領域に対向する印刷マスク９では、互いに開口径の異なる３種類以上の開口部を形成することもできる。
【００８４】
次に、図１６に示すように、実装基板１の第１主面１ｘ上に第１ＢＧＡ１０ａおよび第２ＢＧＡ１０ｂを搭載する（図１のＢＧＡ搭載工程）。
【００８５】
詳細に説明すると、実装基板１の第１主面１ｘのＡ領域に、Ａ領域に形成された複数のバンプ・ランド３と第１ＢＧＡ１０ａに供給された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａとが対向するように、複数のバンプ・ランド３の表面に形成された半田ペースト８を介して第１ＢＧＡ１０ａを配置する。同様に、実装基板１の第１主面１ｘのＢ領域に、Ｂ領域に形成された複数のバンプ・ランド３と第２ＢＧＡ１０ｂに供給された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂとが対向するように、複数のバンプ・ランド３の表面に形成された半田ペースト８を介して第２ＢＧＡ１０ｂを配置する。
【００８６】
図１７に、本実施の形態１による実装基板１に搭載されるＢＧＡ１０の構造の一例を示す。図１７（ａ）および（ｂ）はそれぞれＢＧＡ１０の要部断面図およびＢＧＡ１０の裏面に供給された半田ボール（ＢＧＡボール）１２の配列図である。
【００８７】
本実施の形態におけるＢＧＡ１０は、ガラスエポキシ系樹脂から成り、かつ上面（表面）１５ｘ、この上面１５ｘとは反対側の下面（裏面）１５ｙ、およびこの下面１５ｙに形成された複数のバンプ・ランド（電極パッド）２１を有する配線基板１５と、シリコンから成り、かつ主面（表面）、この主面とは反対側の裏面、およびこの主面に形成された半導体素子を有し、配線基板１５の上面１５ｘに搭載された半導体チップ１６と、エポキシ系樹脂から成り、半導体チップ１６を封止する樹脂封止体（封止体）２５と、配線基板１５の下面１５ｙに形成された複数のバンプ・ランド２１のそれぞれに形成された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２と、を含むパッケージ構造になっている。なお、配線基板１５の上面１５ｘおよび下面１５ｙのそれぞれにおける平面形状は、四角形からなる。
【００８８】
＜半導体チップ＞
配線基板１５の上面に接着剤（ダイボンド材）１７を介して搭載された半導体チップ１６は、その厚さ方向と交差する平面形状が四角形になっている。なお、本実施の形態１で使用する接着剤１７は、ペースト状の接着剤であるが、これに限定されるものではなく、フィルム状の接着剤を用いてもよい。
【００８９】
また、半導体チップ１６は、これに限定されないが、主に、半導体基板と、この半導体基板の主面（表面）に形成された複数の半導体素子（コア電源回路を含む内部回路、入出力回路）と、半導体基板の主面において絶縁層と配線層とをそれぞれ複数段積み重ねた多層配線層と、この多層配線層を覆うようにして形成された表面保護膜とを有する構成になっている。絶縁層は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。配線層は、例えばアルミニウム、タングステンまたは銅などの金属膜で形成されている。表面保護膜は、例えば酸化シリコン膜または窒化シリコン膜等の無機絶縁膜および有機絶縁膜を積み重ねた多層膜で形成されている。
【００９０】
半導体チップ１６の主面には、前述した半導体素子と電気的に接続された複数の電極パッド１８が半導体チップ１６の各辺に沿って配置されている（図１７（ａ）には、複数の電極パッド１８のうちの一部を記載）。これら電極パッド１８は、半導体チップ１６の多層配線層のうちの最上層の配線からなり、半導体チップ１６の表面保護膜にそれぞれの電極パッド１８に対応して形成された開口部により露出している。
【００９１】
＜配線基板＞
配線基板１５は、その厚さ方向と交差する平面形状が四角形になっている。配線基板１５は、これに限定されないが、多層配線構造から成り、本実施の形態１では４つの配線層を有している。詳細に説明すると、配線基板１５は、コア材と、このコア材の表面に形成された配線層（配線基板１５における上から２番目の配線層）と、この配線層を覆うように形成された絶縁層と、この絶縁層の表面に形成された配線層（配線基板１５における最上層の配線層）とを有している。ここで、複数のボンディングリード（電極パッド）１９は、最上層の配線層に形成された配線の一部から成り、この最上層の配線層を覆うようにして形成された保護膜２０から露出している。さらに、配線基板１５は、このコア材の表面と反対側に位置する裏面に形成された配線層（配線基板１５における上から３番目の配線層）と、この配線層を覆うように形成された絶縁層と、この絶縁層の表面に形成された配線層（配線基板１５における最下層の配線層）とを有している。ここで、複数のバンプ・ランド（電極パッド）２１は、最下層の配線層に形成された配線の一部から成り、この最下層の配線層を覆うようにして形成された保護膜２２から露出している。
【００９２】
また、配線基板１５は、配線基板１５の上面１５ｘから下面１５ｙ、あるいはコア材の表面から裏面に向かって形成された複数の貫通孔（ビア）２３のそれぞれの内部（内壁）に導電性部材（配線）を有している。なお、コア材の各絶縁層は、例えばガラス繊維にエポキシ系またはポリイミド系の熱硬化性の樹脂を含浸させた高弾性樹脂基板で形成されている。配線基板１５の各配線層は、例えば銅を主成分とする金属膜で形成されている。配線基板１５の表面上の保護膜２０は、主に配線基板１５の最上層に形成された配線を保護する目的で形成され、配線基板１５の裏面上の保護膜２２は、主に配線基板１５の最下層に形成された配線を保護する目的で形成されている。
【００９３】
配線基板１５に形成された複数の最上層配線と複数の最下層配線とは、コア材を貫通する複数の貫通孔２３の内部に形成される導電性部材（配線）によってそれぞれ電気的に接続されている。
【００９４】
＜ワイヤ＞
半導体チップ１６の主面に配置された複数の電極パッド１８と、配線基板１５の上面１５ｘに配置された複数のボンディングリード１９とが、複数の導電性部材（本実施の形態１では、ワイヤ）２４によってそれぞれ電気的に接続されている（図１７（ａ）には、複数の導電性部材２４のうちの一部を記載）。導電性部材２４には、例えば金線を用いる。導電性部材２４は、例えば熱圧着に超音波振動を併用したネイルヘッドボンディング（ボールボンディング）法により、半導体チップ１６の主面に配置された電極パッド１８と配線基板１５の上面１５ｘに配置されたボンディングリード１９とに接続される。
【００９５】
半導体チップ１６および導電性部材２４は、配線基板１５の上面１５ｘ上に形成された樹脂封止体（封止体）２５によって封止されている。樹脂封止体２５は、低応力化を図る目的として、例えばフェノール系硬化剤、シリコーンゴムおよび多数のフィラー（例えばシリカ）等が添加されたエポキシ系の熱硬化性絶縁樹脂で形成されている。樹脂封止体２５は、例えばトランスファモールド法により形成される。
【００９６】
＜外部端子（ＢＧＡボール）＞
配線基板１５の下面１５ｙに形成された複数のバンプ・ランド２１には、複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２が形成されている。前述したように、複数のバンプ・ランド２１は、配線基板１５の下面１５ｙ上の保護膜２２にそれぞれのバンプ・ランド２１に対応して形成された開口部により露出しており、複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２は、複数のバンプ・ランド２１とそれぞれ電気的に、かつ機械的に接続されている。半田ボール（ＢＧＡボール）１２としては、鉛を実質的に含まない鉛フリー半田組成の半田バンプ、例えばＳｎ−３［ｗｔ％］Ａｇ−０．５［ｗｔ％］Ｃｕ組成の半田バンプが用いられる。
【００９７】
次に、図１８に示すように、第１ＢＧＡ１０ａおよび第２ＢＧＡ１０ｂを搭載した実装基板１にリフロー処理を施す（図１の第１回リフロー半田付け工程）。
【００９８】
リフロー処理の温度は、例えば２２０〜２４０℃である。このリフロー処理により、第１ＢＧＡ１０ａに供給されている半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａと実装基板１のＡ領域に形成された複数のバンプ・ランド３の表面に印刷された半田ペースト８とが溶融し一体化して、バンプ・ランド３の表面および側面を覆うように、新たな半田ボール（伝導経路）１３が形成される。この新たに形成された半田ボール（伝導経路）１３が、ＢＧＡ１０と実装基板１との間で電気的な信号の入出力を行うための伝導経路となる。なお、複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａを第１ＢＧＡ１０ａに実装する際には、半田ペースト（半田ボール用半田ペースト）を介して第１ＢＧＡ１０ａの裏面に形成された複数のバンプ・ランド３０にそれぞれボール状電極を接続することによって、半田ボール（ＢＧＡボール）１２が形成されている。従って、上記半田ボール（伝導経路）１３には、複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａを第１ＢＧＡ１０ａに実装する際に用いた上記半田ペーストも含まれている。
【００９９】
同時に、第２ＢＧＡ１０ｂに供給されている半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂと実装基板１のＢ領域に形成された複数のバンプ・ランド３の表面に印刷された半田ペースト８とが溶融し一体化して、バンプ・ランド３の表面および側面を覆うように半田ボール（伝導経路）１３が形成される。なお、上述した第１ＢＧＡ１０ａと同様に、上記半田ボール（伝導経路）１３には、複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂを第２ＢＧＡ１０ｂに実装する際に用いた半田ペーストも含まれている。
【０１００】
このとき、第１ＢＧＡ１０ａは、前述したように、その中心部を表面方向に突き出す凸形状となるので、半田ボール（伝導経路）１３のブリッジが懸念される。しかし、実装基板１のＡ領域の中心部に半田ペースト８を多く供給し、外周領域の四隅（角部）に半田ペースト８を少なく供給しているので、リフロー処理によって、実装基板１のＡ領域の中心部には体積の大きい半田ボール（伝導経路）１３が形成され、実装基板１のＡ領域の四隅（角部）には体積の小さい半田ボール（伝導経路）１３が形成される。これにより、第１ＢＧＡ１０ａの外周領域における半田ボール（伝導経路）１３のブリッジを防止することができる。
【０１０１】
また、第２ＢＧＡ１０ｂは、前述したように、その中心部を裏面方向に突き出す凹形状となるので、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂとの未融合が懸念される。しかし、実装基板１のＢ領域の外周領域の四隅（角部）に半田ペースト８を多く供給しているので、リフロー処理によって、実装基板１のＢ領域の四隅（角部）には体積の大きい半田ボール（伝導経路）１３が形成される。これにより、第２ＢＧＡ１０ｂの外周領域における半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂとの未融合を防止することができる。
【０１０２】
次に、図１９に示すように、実装基板１を反転する（図１の実装基板反転工程）。
【０１０３】
次に、図２０に示すように、実装基板１の第２主面（下面、裏面）１ｙに形成された複数のバンプ・ランド５の表面に半田ペースト（半導体装置用半田ペースト）２６を供給する（図１の第２主面半田ペースト印刷工程）。
【０１０４】
半田ペースト２６には、実装基板１の第１主面１ｘ側と同様に、例えば鉛を実質的に含まない鉛フリー半田（例えばＳｎ−３［ｗｔ％］Ａｇ−０．５［ｗｔ％］Ｃｕ組成）を用いる。鉛フリー半田の融点は２１７℃であり、後の工程で半田ペースト２６を溶融する際（図１の第２回リフロー半田付け工程）には、実装基板に２２０〜２４０℃の熱が加えられる。また、半田ペースト２６の供給には、例えば実装基板１の第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド５に対向する位置に開口部２７ａを有する印刷マスク２７を用いた半田ペースト印刷法を用いる。
【０１０５】
ここで、前述した第１主面半田ペースト印刷工程（図３〜図１５を用いて説明した工程）と同様に、複数のバンプ・ランド５の表面に供給される半田ペースト２６は、複数のバンプ・ランド５毎に適する量が供給される。個々のバンプ・ランド５に供給される半田ペースト２６の適する量を決定する方法および半田ペースト２６を供給する方法については、前述した第１主面半田ペースト印刷工程と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１０６】
例えば実装基板１の第２主面１ｙのＣ領域には、第３ＢＧＡ１０ｃが実装されるが、この第３ＢＧＡ１０ｃが、例えば前述した第２ＢＧＡ１０ｂと同様な構造のＢＧＡである場合は、リフロー処理を施した後、室温に戻したときの形状がその中心部が裏面方向に突き出す凹形状となる。この場合は、半田ペースト２６と半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｃとの未融合が懸念される。そこで、前述した図１５（ｂ）に示すように、実装基板１において平面形状が四角形からなるＣ領域の外周領域の四隅（角部）に対向する印刷マスク２７には、相対的に径が大きい第４開口径を有する開口部２７ａを形成して、半田ペースト２６の供給量を多くする。実装基板１の四隅（角部）以外の領域に対向する印刷マスク２７には、第４開口径よりも小さい第５開口径を有する開口部２７ａを形成する。
【０１０７】
このように、印刷マスク２７の開口部２７ａの開口径を変えることによって、実装基板１のＣ領域が外周領域の四隅（角部）に半田ペースト２６を多く供給する。これによって、実装基板１のＣ領域の四隅（角部）には、その後のリフロー処理によって体積の大きい半田ボール（伝導経路）１３を形成することができるので、半田ペースト２６と半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｃとの未融合を防止することができる。
【０１０８】
次に、図２１に示すように、実装基板１の第２主面１ｙ上に第３ＢＧＡ１０ｃ、第１搭載部品１０ｄ、および第２搭載部品１０ｅを搭載する（図１のＢＧＡおよび部品搭載工程）。
【０１０９】
詳細に説明すると、実装基板１の第２主面１ｙのＣ領域に、Ｃ領域に形成された複数のバンプ・ランド５の表面に形成（供給、印刷）された半田ペースト２６と第３ＢＧＡ１０ｃに形成（供給）された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｃとが対向するように、第３ＢＧＡ１０ｃが搭載される。同時に、実装基板１の第２主面１ｙのＤ領域に、Ｄ領域に形成された複数のバンプ・ランド５の表面に印刷された半田ペースト２６と第１搭載部品１０ｄの側面に形成された電極１２ｄとが接するように、第１搭載部品１０ｄが搭載される。また、同時に、実装基板１の第２主面１ｙのＥ領域に、Ｅ領域に形成された複数のバンプ・ランド５の表面に印刷された半田ペースト２６と第２搭載部品１０ｅの側面に形成された電極１２ｅとが接するように、第２搭載部品１０ｅが搭載される。
【０１１０】
次に、図２２に示すように、第３ＢＧＡ１０ｃ、第１搭載部品１０ｄおよび第２搭載部品１０ｅを搭載した実装基板１にリフロー処理を施す（図１の第２回リフロー半田付け工程）。
【０１１１】
リフロー処理の温度は、例えば２２０〜２４０℃である。このリフロー処理により、第３ＢＧＡ１０ｃに供給されている半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｃと実装基板１のＣ領域に形成された複数のバンプ・ランド５の表面に印刷された半田ペースト２６とが溶融し一体化して、バンプ・ランド５の表面および側面を覆うように半田ボール（伝導経路）１３が形成される。なお、上述した第１ＢＧＡ１０ａおよび第２ＢＧＡ１０ｂと同様に、上記半田ボール（伝導経路）１３には、複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｃを第３ＢＧＡ１０ｃに実装する際に用いた半田ペーストも含まれている。
【０１１２】
同時に、第１搭載部品１０ｄの電極１２ｄと実装基板１のＤ領域に形成された複数のバンプ・ランド５の表面に印刷された半田ペースト２６とが溶融し一体化する。同時に、第２搭載部品１０ｅの電極１２ｅと実装基板１のＥ領域に形成された複数のバンプ・ランド５の表面に印刷された半田ペースト２６とが溶融し一体化する。
【０１１３】
このとき、第３ＢＧＡ１０ｃは、その中心部を裏面方向に突き出す凹形状となるので、半田ペースト２６と半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｃとの未融合が懸念される。しかし、実装基板１のＣ領域の外周領域の四隅（角部）に半田ペースト２６を多く供給しているので、リフロー処理によって、実装基板１のＣ領域の四隅（角部）には体積の大きい半田ボール（伝導経路）１３が形成される。これにより、第３ＢＧＡ１０ｃの外周領域における半田ペースト２６と半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｃとの未融合を防止することができる。
【０１１４】
また、このとき、第１ＢＧＡ１０ａの裏面に形成された複数のバンプ・ランド３０と実装基板１の第１主面１ｘのＡ領域に形成された複数のバンプ・ランド３との間に位置する半田ボール（伝導経路）１３、および第２ＢＧＡ１０ｂの裏面に形成された複数のバンプ・ランド３０と実装基板１の第１主面１ｘのＢ領域に形成された複数のバンプ・ランド３との間に位置する半田ボール（伝導経路）１３も溶融する。
【０１１５】
しかし、前述したように、第１ＢＧＡ１０ａは、実装基板１のＡ領域の中心部に半田ペースト８を多く供給しているので、そこには体積の大きい半田ボール（ＢＧＡボール）１２が形成されており、半田ボール（伝導経路）１３のボール落ちを防止することができる。また、第１ＢＧＡ１０ａは、実装基板１のＡ領域の外周領域の四隅（角部）に半田ペースト８を少なく供給しているので、そこには体積の小さい半田ボール（伝導経路）１３が形成されており、半田ボール（伝導経路）１３のブリッジを防止することができる。また、第２ＢＧＡ１０ｂは、実装基板１のＢ領域の外周領域の四隅（角部）に半田ペースト８を少なく供給しているので、そこには体積の小さい半田ボール（伝導経路）１３が形成されており、半田ボール（伝導経路）１３のブリッジを防止することができる。
【０１１６】
以上、説明した工程により、実装基板１の第１主面１ｘのＡ領域に第１ＢＧＡ１０ａが実装され、Ｂ領域に第２ＢＧＡ１０ｂが実装される。さらに、実装基板１の第２主面１ｙのＣ領域に第３ＢＧＡ１０ｃが実装され、Ｄ領域に第１搭載部品１０ｄが実装され、Ｅ領域に第２搭載部品１０ｅが実装される。これによって電子装置が略完成する。
【０１１７】
なお、本実施の形態１では、複数の半田ボール（伝導経路）１３の体積を、それぞれの半田ボール（伝導経路）１３が配置される箇所に必要とされる体積とする方法として、実装基板１の第１主面１ｘまたは第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド３，５の表面に、個々のバンプ・ランド３，５に適する供給量の半田ペースト８，２６を印刷する方法を用いた。しかし、この方法に限定されるものではない。
【０１１８】
例えば複数の半田ボール（伝導経路）１３の体積を、それぞれの半田ボール（伝導経路）１３が配置される箇所に必要とされる体積とする方法として、第１ＢＧＡ１０ａ、第２ＢＧＡ１０ｂまたは第３ＢＧＡ１０ｃの裏面に形成された複数のバンプ・ランド３０の表面に、それぞれに適する供給量の半田ペーストを印刷する方法を用いてもよい。すなわち、第１ＢＧＡ１０ａ、第２ＢＧＡ１０ｂまたは第３ＢＧＡ１０ｃの裏面に半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａ，１２ｂ，１２ｃを形成する際には、複数のバンプ・ランド３０の表面に半田ペーストを印刷し、複数のバンプ・ランド３０の表面にそれぞれボール状電極を供給した後、リフロー処理が施される。そこで、複数のバンプ・ランド３０毎に適する量の半田ペーストを印刷して、予め必要な体積を有する半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａ，１２ｂ，１２ｃを形成しておく。そして、この半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、実装基板１の第１主面１ｘまたは第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド３，５の表面に印刷された半田ペースト８，２６とを溶融させることによって、配置場所に適した形状の半田ボール（伝導経路）１３を形成することができる。この場合は、実装基板１の第１主面１ｘまたは第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド３，５の表面に供給される半田ペースト８，２６の量は全て同じであってもよい。
【０１１９】
このように、本実施の形態１によれば、ＢＧＡ１０（例えば第１ＢＧＡ１０ａ、第２ＢＧＡ１０ｂ、第３ＢＧＡ１０ｃ）の裏面に形成された複数のバンプ・ランド３０と実装基板１の第１主面１ｘまたは第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド３，５とを接続する複数の半田ボール（伝導経路）１３の体積を、それぞれの半田ボール（伝導経路）１３が配置される箇所に必要とされる体積とすることによって、実装基板１の第１主面１ｘまたは第２主面１ｙにＢＧＡ１０を実装する際に生じる不具合（半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）との未融合、半田ボール（伝導経路）のブリッジ、および半田ボール（伝導経路）のボール落ち）を防止することができる。
【０１２０】
具体的には、実装基板１の第１主面１ｘまたは第２主面１ｙに搭載されるＢＧＡ１０の加熱による変形（反り量および反り形状）を解析し、ＢＧＡ１０の裏面に形成された複数のバンプ・ランド３０と実装基板１の第１主面１ｘまたは第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド３，５とを接続する個々の半田ボール（伝導経路）１３の形状を算出することによって、個々のバンプ・ランド３，５に適する半田ペースト８，２６の供給量を求める。そして、半田ペースト８，２６を供給する際に用いる印刷マスク９，２７の開口部９ａ，２７ａの開口径を、個々の半田ボール（伝導経路）１３の体積に合わせて変更することによって、必要な半田ペースト８，２６を実装基板１の第１主面１ｘまたは第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド３，５の表面に印刷する。その後、ＢＧＡ１０を搭載した実装基板１にリフロー処理を施すことによって、複数の半田ボール（伝導経路）１３がそれぞれ配置される箇所に必要とされる体積の半田ボール（伝導経路）１３を形成する。
【０１２１】
上記不具合を防止することによって、ＢＧＡ１０の実装歩留まりを向上させることができる。
【０１２２】
（実施の形態２）
前述した実施の形態１では、半田ペースト８，２６を供給する際に用いる印刷マスク９，２７の開口部９ａの開口径を、個々の半田ボール（伝導経路）１３の体積に合わせて変更することによって、必要な量の半田ペースト８，２６を実装基板１の第１主面１ｘまたは第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド３，５のそれぞれの表面に印刷して、配置場所に適した形状の半田ボール（伝導経路）１３を形成した。
【０１２３】
本実施の形態２では、前述した実施の形態１と異なり、実装基板１の第１主面１ｘまたは第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド３，５の寸法（径）を変更することによって、配置場所に適した形状の半田ボール（伝導経路）１３を形成する。
【０１２４】
本実施の形態２による半導体装置の実装工程および半田ボール（伝導経路）１３の形状の解析方法は、前述した実施の形態１と同様であるので、ここでの説明は省略する。本実施の形態２では、実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の表面に、そのバンプ・ランド３の寸法を変更することにより配置場所に適した半田ボール（伝導経路）１３を形成する方法について説明する。実装基板１の第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド５の表面に、そのバンプ・ランド５の寸法を変更することにより配置場所に適した半田ボール（伝導経路）１３を形成する方法も同様である。
【０１２５】
まず、前述した本実施の形態１による半田ボール（伝導経路）１３の形状の＜ステップ１＞〜＜ステップ６＞に示した解析方法（前述した実施の形態１において図４〜図１０を用いて説明した半田ペースト８の供給量の計算方法）を用いて、実装基板１の第１主面１ｘに形成される複数のバンプ・ランド３のそれぞれの径を計算する。
【０１２６】
具体的には、前述の＜ステップ５＞において、シミュレーションによって、例えば図２３および図２４に示す実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の径に関する計算結果を求める。図２３は解析モデルを用いて算出された１つの半田ボール（伝導経路）１３の高さと実装基板１の第１主面１ｘに形成された１つのバンプ・ランド３の径との関係の一例を示すグラフ図、図２４は解析モデルを用いて算出された１つの半田ボール（伝導経路）１３の幅と実装基板１の第１主面１ｘに形成された１つのバンプ・ランド３の径との関係の一例を示すグラフ図である。図２３および図２４では、ＢＧＡ１０の裏面に形成された複数のバンプ・ランド３０の寸法は一定とした。また、半田ボール（伝導経路）１３の体積が０．６８×１０−１２ｍ３（第１半田ボール；φ０．５ｍｍ＋半田ペーストを想定した体積）の場合と０．３６×１０−１２ｍ３（第２半田ボール；φ０．４ｍｍ＋半田ペーストを想定した体積）の場合について半田ボール（伝導経路）１３の形状を解析している。
【０１２７】
図２３に示すように、同じ量の半田ペースト８が供給されても、バンプ・ランド３の径が異なることによって、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２との溶融により形成される半田ボール（伝導経路）１３の高さは異なり、バンプ・ランド３の径が大きいほど半田ボール（伝導経路）１３の高さは低くなる。これに対して、図２４に示すように、同じ量の半田ペースト８が供給されても、バンプ・ランド３の径が異なることによって、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２との溶融により形成される半田ボール（伝導経路）１３の幅は異なり、バンプ・ランド３の径が大きいほど半田ボール（伝導経路）１３の幅は大きくなる。また、バンプ・ランド３の径が小さい場合は、半田ボール（伝導経路）１３の径がバンプ・ランド３の径よりも大きくなるが、バンプ・ランド３の径が大きい場合は、半田ボール（伝導経路）１３の径はバンプ・ランド３の径と同じかそれよりも小さくなり、バンプ・ランド３から半田ボール（伝導経路）１３がはみ出さなくなる。例えば第２半田ペースト量でバンプ・ランド３の径が０．２ｍｍの場合、半田ボール（伝導経路）１３の径は約０．４７５ｍｍであるが、バンプ・ランド３の径が０．５ｍｍの場合、半田ボール（ＢＧＡボール）１２の径は約０．５ｍｍとなる。
【０１２８】
従って、ＢＧＡ１０の反りによる半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２との未融合の不良（前述の図２７参照）および半田ボール（伝導経路）１３のボール落ち（前述の図３０参照）を防止する必要がある領域には、半田ボール（伝導経路）１３を高く形成するために、相対的に径の小さいバンプ・ランド３を実装基板１の第１主面１ｘに設ける。しかし、バンプ・ランド３の径が小さいと、半田ボール（伝導経路）１３の径がバンプ・ランド３の径よりも大きくなり、半田ボール（伝導経路）１３のブリッジ（前述の図２９参照）が起き易くなるので、半田ボール（伝導経路）１３のブリッジを防止する必要がある領域には、相対的に径の大きいバンプ・ランド３を実装基板１の第１主面１ｘに設ける。
【０１２９】
このようにして、実装基板１の第１主面１ｘに形成される複数のバンプ・ランド３のそれぞれの径をシミュレーションにより算出することができる。
【０１３０】
次に、適量の半田ペースト８を、複数のバンプ・ランド３毎に供給する。半田ペースト８の供給量を実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３毎に変えるために、本実施の形態２では、実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の寸法を変更したが、印刷マスク９に形成される複数の開口部９ａの開口径は一定とした。
【０１３１】
図２５に、実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３に半田ペースト８を印刷する際に用いる印刷マスク９の一例の平面図を示す。図２５（ａ）は第１ＢＧＡ１０ａが実装されるＡ領域に対向する印刷マスク９の平面図であり、図２５（ｂ）は第２ＢＧＡ１０ｂが実装されるＢ領域に対向する印刷マスク９の平面図である。
【０１３２】
図２５（ａ）に示すように、実装基板１の第１主面１ｘのＡ領域に対向する印刷マスク９には、このＡ領域に形成された複数のバンプ・ランド３と対向するように、同一の開口径を有する複数の開口部９ａが形成されている。また、図２５（ｂ）に示すように、実装基板１の第１主面１ｘのＢ領域に対向する印刷マスク９には、このＢ領域に形成された複数のバンプ・ランド３と対向するように、同一の開口径を有する複数の開口部９ａが形成されている。
【０１３３】
図２６（ａ）および（ｂ）に、それぞれ第１ＢＧＡ１０ａが実装される領域（Ａ領域）の実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の配列図および第２ＢＧＡ１０ｂが実装される領域（Ｂ領域）の実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の配列図を示す。
【０１３４】
図２６（ａ）に示すように、実装基板１の第１主面１ｘのＡ領域には、このＡ領域に実装される第１ＢＧＡ１０ａに供給された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａと対向するように、その複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ａのピッチおよび寸法を考慮して、複数のバンプ・ランド３が配置されている。複数のバンプ・ランド３の表面および側面は、実装基板１の第１主面１ｘ上を覆う保護膜４に設けられた開口部７から露出している。
【０１３５】
しかし、第１ＢＧＡ１０ａは、リフロー処理を施した後、室温に戻したときの形状がその中心部を表面方向に突き出す凸形状となるので、半田ボール（伝導経路）１３のブリッジおよび半田ボール（伝導経路）１３のボール落ちが懸念される。そこで、図２６（ａ）に示すように、実装基板１のＡ領域の中心部には、相対的に径が小さい第１径を有するバンプ・ランド３を形成して、半田ボール（伝導経路）１３を高く形成する。これに対して、実装基板１のＡ領域の外周領域の四隅（角部）には、相対的に径が大きい（第１径よりも径が大きい）第２径を有するバンプ・ランド３を形成して、半田ボール（伝導経路）１３を低く、バンプ・ランド３からのはみ出しの少ない半田ボール（伝導経路）１３を形成する。そして、実装基板１のＡ領域の中心部および四隅（角部）以外の領域には、第１径よりも大きく、第２径よりも小さい第３径を有するバンプ・ランド３を形成する。
【０１３６】
このように、実装基板１の第１主面１ｘに形成されるバンプ・ランド３の径の寸法を変えることによって、実装基板１のＡ領域の外周領域の四隅（角部）に相対的に低く、バンプ・ランド３からのはみ出しの小さい半田ボール（伝導経路）１３が形成されるので、半田ボール（伝導経路）１３のブリッジを防止することができる。また、実装基板１のＡ領域の中心部に相対的に高い半田ボール（伝導経路）１３が形成されるので、半田ボール（伝導経路）１３のボール落ちを防止することができる。
【０１３７】
同様に、図２６（ｂ）に示すように、実装基板１の第１主面１ｘのＢ領域には、このＢ領域に実装される第２ＢＧＡ１０ｂに供給された複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂと対向するように、その複数の半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂのピッチおよび寸法を考慮して、複数のバンプ・ランド３が配置されている。複数のバンプ・ランド３の表面および側面は、実装基板１の第１主面１ｘ上を覆う保護膜４に設けられた開口部７から露出している。
【０１３８】
しかし、第２ＢＧＡ１０ｂは、リフロー処理した後、室温に戻したときの形状がその中心部が裏面方向に突き出す凹形状となるので、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂとの未融合が懸念される。そこで、図２６（ｂ）に示すように、実装基板１のＢ領域の外周領域の四隅（角部）には、相対的に径が小さい第４径を有するバンプ・ランド３を形成して、半田ボール（伝導経路）１３を高く形成する。実装基板１の四隅（角部）以外の領域には、第４径よりも大きい第５径を有するバンプ・ランド３を形成する。
【０１３９】
このように、実装基板１の第１主面１ｘに形成されるバンプ・ランド３の径の寸法を変えることによって、実装基板１のＢ領域の外周領域の四隅（角部）に相対的に高い半田ボール（伝導経路）１３が形成されるので、半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２ｂとの未融合を防止することができる。
【０１４０】
図２６（ａ）に示した実装基板１のＡ領域には、互いに径の異なる３種類（第１径、第２径および第３径）のバンプ・ランド３を形成し、図２６（ｂ）に示した実装基板１のＢ領域には、互いに径の異なる２種類（第４径および第５径）のバンプ・ランド３を形成したが、これに限定されないことは言うまでもない。例えば実装基板１のＡ領域に、互いに径の異なる４種類以上のバンプ・ランド３を形成し、実装基板１のＢ領域に、互いに径の異なる３種類以上のバンプ・ランド３を形成することもできる。
【０１４１】
なお、本実施の形態２では、実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の寸法を変更することによって、配置場所に適した形状の半田ボール（伝導経路）１３を形成する場合について説明した。これと同様に、実装基板１の第２主面１ｙに形成された複数のバンプ・ランド５の寸法を変更することによって、実装基板１の第２主面１ｙにも配置場所に適した形状の半田ボール（伝導経路）１３を形成することができる。
【０１４２】
また、実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の寸法を変更せずに、第１ＢＧＡ１０ａの裏面に形成された複数のバンプ・ランド３０の寸法（保護膜の開口部から露出しているバンプ・ランド３０の寸法）を変更することによって、配置場所に適した形状の半田ボール（伝導経路）１３を形成してもよい。あるいは、実装基板１の第１主面１ｘに形成された複数のバンプ・ランド３の寸法および第１ＢＧＡ１０ａの裏面に形成された複数のバンプ・ランド３０の寸法（保護膜の開口部から露出しているバンプ・ランド３０の寸法）の両方を変更することによって、配置場所に適した形状の半田ボール（伝導経路）１３を形成してもよい。
【０１４３】
また、印刷マスク９に形成される複数の開口部９ａの開口径は一定としたが、互いに開口径の異なる開口部９ａを形成してもよい。
【０１４４】
このように、本実施の形態２によれば、前述した実施の形態１と同様に、実装基板１の第１主面１ｘまたは第２主面１ｙにＢＧＡ１０を実装する際に生じる不具合（半田ペースト８と半田ボール（ＢＧＡボール）１２との未融合、半田ボール（伝導経路）１３のブリッジ、および半田ボール（伝導経路）１３のボール落ち）を防止することができる。
【０１４５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１４６】
例えば前述した実施の形態では、実装基板の第１主面とその反対側の第２主面の両面にＢＧＡまたは他の搭載部品を実装した場合について説明したが、実装基板の片面のみにＢＧＡを実装する場合にも適用することができる。実装基板の片側のみにＢＧＡを実装する場合でも、半田ペーストと半田ボール（ＢＧＡボール）との未融合または半田ボール（伝導経路）のブリッジは生じるので、本発明を適用することによって、これらの問題を解決することができる。
【０１４７】
また、ＢＧＡを用いた３次元積層実装構造のＰＯＰ（Package On Package）にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
本発明は、複数のアレイ状のボール状の外部端子をその裏面に有する半導体装置を実装基板に搭載した電子装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０１４９】
１ 実装基板
１ｘ 第１主面
１ｙ 第２主面
２ 基材
２ｘ 第１主面
２ｙ 第２主面
３ バンプ・ランド（半導体装置用バンプ・ランド、電極パッド）
４ 保護膜（絶縁膜）
５ バンプ・ランド（半導体装置用バンプ・ランド、電極パッド）
６ 保護膜（絶縁膜）
７ 開口部
８ 半田ペースト（半導体装置用半田ペースト）
９ 印刷マスク
９ａ 開口部
１０ ＢＧＡ（半導体装置）
１０ａ，１０ｘ 第１ＢＧＡ
１０ｂ，１０ｙ 第２ＢＧＡ
１０ｃ 第３ＢＧＡ
１０ｄ 第１搭載部品
１０ｅ 第２搭載部品
１１ 加熱・冷却槽
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｙ 半田ボール（ＢＧＡボール）
１２ｄ，１２ｅ 電極
１３ 半田ボール（伝導経路）
１４ バネ
１５ 配線基板
１５ｘ 上面（表面）
１５ｙ 下面（裏面）
１６ 半導体チップ
１７ 接着剤（ダイボンド材）
１８ 電極パッド
１９ ボンディングリード（電極パッド）
２０ 保護膜
２１ バンプ・ランド（電極パッド）
２２ 保護膜
２３ 貫通孔（ビア）
２４ 導電性部材（ワイヤ）
２５ 樹脂封止体（封止体）
２６ 半田ペースト（半導体装置用半田ペースト）
２７ 印刷マスク
２７ａ 開口部
３０ バンプ・ランド
３１ 保護膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の実装方法：
（ａ）第１配線基板、前記第１配線基板の下面に形成された複数の第１バンプ・ランド、および前記複数の第１バンプ・ランドに形成された複数の第１半田ボールを有する第１半導体装置を準備する工程；
（ｂ）実装基板の第１主面に形成された複数の第１半導体装置用バンプ・ランドに複数の第１半導体装置用半田ペーストを供給する工程；
（ｃ）前記複数の第１半田ボールと前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドとが対向するように、前記複数の第１半導体装置用半田ペーストを介して前記実装基板の前記第１主面上に前記第１半導体装置を配置する工程；
（ｄ）前記第１半導体装置を搭載した前記実装基板にリフロー処理を施すことにより、前記複数の第１半田ボールと前記複数の第１半導体装置用半田ペーストとを溶融し、複数の第１伝導経路を形成する工程、
ここで、
前記（ｂ）工程の前に、前記第１半導体装置に生じる反りの分布を測定する第１解析により、前記複数の第１バンプ・ランドのそれぞれの位置における前記第１半導体装置の反り量を測定し、さらに、前記複数の第１半田ボールのそれぞれの形状に関する検量線を第２解析により算出し、
前記（ｂ）工程では、前記第１および第２解析の結果に基づいて前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドのそれぞれにおいて最適な前記第１半導体装置用半田ペーストの供給量を算出した後、前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドに前記複数の第１半導体装置用半田ペーストを供給する。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の実装方法において、
前記（ａ）工程では、ボール供給法により前記複数の第１バンプ・ランドに供給された前記複数の第１半田ボールを有する前記第１半導体装置を準備し、
前記（ｂ）工程では、複数の開口部を有する印刷マスクを用いた印刷法により前記複数の第１半導体装置用半田ペーストを前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドに供給することを特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項３】
請求項２記載の半導体装置の実装方法において、
前記第１半導体装置は、
ガラスエポキシ系樹脂から成り、かつ上面、前記上面とは反対側の下面、および前記下面に形成された前記複数の第１バンプ・ランドを有する前記第１配線基板と、
シリコンから成り、かつ主面、前記主面とは反対側の裏面、および前記主面に形成された半導体素子を有し、前記第１配線基板の前記上面に搭載された半導体チップと、
エポキシ系樹脂から成り、前記半導体チップを封止する封止体と、
前記第１配線基板の前記下面に形成された前記複数の第１バンプ・ランドのそれぞれに形成された前記複数の第１半田ボールと、
を含むことを特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項４】
請求項３記載の半導体装置の実装方法において、前記（ｄ）工程の後、さらに以下の工程を含む：
（ｅ）第２配線基板、前記第２配線基板の下面に形成された複数の第２バンプ・ランド、および前記複数の第２バンプ・ランドに形成された複数の第２半田ボールを有する第２半導体装置を準備する工程；
（ｆ）前記実装基板の前記第１主面とは反対側の第２主面に形成された複数の第２半導体装置用バンプ・ランドに複数の第２半導体装置用半田ペーストを供給する工程；
（ｇ）前記複数の第２半田ボールと前記複数の第２半導体装置用バンプ・ランドとが対向するように、前記複数の第２半導体装置用半田ペーストを介して前記実装基板の前記第２主面上に前記第２半導体装置を配置する工程；
（ｈ）前記第２半導体装置を搭載した前記実装基板にリフロー処理を施すことにより、前記複数の第２半田ボールと前記複数の第２半導体装置用半田ペーストとを溶融し、複数の第２伝導経路を形成する工程、
ここで、
前記（ｆ）工程の前に、前記第２半導体装置に生じる反りの分布を測定する前記第１解析により、前記複数の第２バンプ・ランドのそれぞれの位置における前記第２半導体装置の反り量を測定し、さらに、前記複数の第２半田ボールのそれぞれの形状に関する検量線を前記第２解析により算出し、
前記（ｆ）工程では、前記第１および第２解析の結果に基づいて前記複数の第２半導体装置用バンプ・ランドのそれぞれにおいて最適な前記第２半導体装置用半田ペーストの供給量を算出した後、前記複数の第２半導体装置用バンプ・ランドに前記複数の第２半導体装置用半田ペーストを供給する。
【請求項５】
請求項４記載の半導体装置の実装方法において、
前記複数の第１半田ボールおよび前記第１半導体装置用半田ペーストは、鉛を実質的に含まない組成であることを特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項６】
請求項５記載の半導体装置の実装方法において、
前記第１半導体装置の表面の平面形状は、四角形から成り、
前記実装基板に搭載された前記第１半導体装置の中央部が前記第１半導体装置の裏面側から表面側に向かって突出するように変形する場合には、前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドのうちの前記第１半導体装置の角部と対向する位置に形成された第１半導体装置用バンプ・ランドに供給される前記第１半導体装置用半田ペーストの量が、他の第１半導体装置用バンプ・ランドに供給される前記第１半導体装置用半田ペーストの量よりも少なくなるように、前記（ｂ）工程を行うことを特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項７】
請求項６記載の半導体装置の実装方法において、
前記（ａ）工程では、さらに以下の工程を含む：
（ａ１）前記第１半導体装置の前記複数の第１バンプ・ランドに複数の第１半田ボール用半田ペーストを供給する工程；
（ａ２）前記複数の第１半田ボール用半田ペーストを介して前記複数の第１バンプ・ランドに前記複数の第１半田ボールを配置する工程；
（ａ３）前記複数の第１半田ボールを搭載した前記第１半導体装置にリフロー処理を施すことにより、前記複数の第１半田ボールと前記複数の第１半田ボール用半田ペーストとを溶融し、複数の第３半田ボールを形成する工程。
【請求項８】
請求項５記載の半導体装置の実装方法において、
前記第１半導体装置の表面の平面形状は、四角形から成り、
前記実装基板に搭載された前記第１半導体装置の中央部が前記第１半導体装置の表面側から裏面側に向かって突出するように変形する場合には、前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドのうちの前記第１半導体装置の角部と対向する位置に形成された第１半導体装置用バンプ・ランドに供給される前記第１半導体装置用半田ペーストの量が、他の第１半導体装置用バンプ・ランドに供給される前記第１半導体装置用半田ペーストの量よりも多くなるように、前記（ｂ）工程を行うことを特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項９】
請求項８記載の半導体装置の実装方法において、
前記（ａ）工程では、さらに以下の工程を含む：
（ａ１）前記第１半導体装置の前記複数の第１バンプ・ランドに複数の第１半田ボール用半田ペーストを供給する工程；
（ａ２）前記複数の第１半田ボール用半田ペーストを介して前記複数の第１バンプ・ランドに前記複数の第１半田ボールを配置する工程；
（ａ３）前記複数の第１半田ボールを搭載した前記第１半導体装置にリフロー処理を施すことにより、前記複数の第１半田ボールと前記複数の第１半田ボール用半田ペーストとを溶融し、複数の第３半田ボールを形成する工程。
【請求項１０】
以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の実装方法：
（ａ）第１配線基板、前記第１配線基板の下面に形成された複数の第１バンプ・ランド、および前記複数の第１バンプ・ランドに形成された複数の第１半田ボールを有する第１半導体装置を準備する工程；
（ｂ）実装基板の第１主面に形成された複数の第１半導体装置用バンプ・ランドに複数の第１半導体装置用半田ペーストを供給する工程；
（ｃ）前記複数の第１半田ボールと前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドとが対向するように、前記複数の第１半導体装置用半田ペーストを介して前記実装基板の前記第１主面上に前記第１半導体装置を配置する工程；
（ｄ）前記第１半導体装置を搭載した前記実装基板にリフロー処理を施すことにより、前記複数の第１半田ボールと前記複数の第１半導体装置用半田ペーストとを溶融し、複数の第１伝導経路を形成する工程、
ここで、
前記（ｂ）工程の前に、前記第１半導体装置に生じる反りの分布を測定する第１解析により、前記複数の第１バンプ・ランドのそれぞれの位置における前記第１半導体装置の反り量を測定し、さらに、前記複数の第１半田ボールのそれぞれの形状に関する検量線を第２解析により算出し、
前記（ｂ）工程では、前記第１および第２解析の結果に基づいてそれぞれにおいて算出された最適な径を有する前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドが形成された前記実装基板を準備する。
【請求項１１】
請求項１０記載の半導体装置の実装方法において、
前記（ａ）工程では、ボール供給法により前記複数の第１バンプ・ランドに供給された前記複数の第１半田ボールを有する前記第１半導体装置を準備し、
前記（ｂ）工程では、複数の開口部を有する印刷マスクを用いた印刷法により前記複数の第１半導体装置用半田ペーストを前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドに供給することを特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の半導体装置の実装方法において、
前記第１半導体装置は、
ガラスエポキシ系樹脂から成り、かつ上面、前記上面とは反対側の下面、および前記下面に形成された前記複数の第１バンプ・ランドを有する前記第１配線基板と、
シリコンから成り、かつ主面、前記主面とは反対側の裏面、および前記主面に形成された半導体素子を有し、前記第１配線基板の前記上面に搭載された半導体チップと、
エポキシ系樹脂から成り、前記半導体チップを封止する封止体と、
前記第１配線基板の前記下面に形成された前記複数の第１バンプ・ランドのそれぞれに形成された前記複数の第１半田ボールと、
を含むことを特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の半導体装置の実装方法において、前記（ｄ）工程の後、さらに以下の工程を含む：
（ｅ）第２配線基板、前記第２配線基板の下面に形成された複数の第２バンプ・ランド、および前記複数の第２バンプ・ランドに形成された複数の第２半田ボールを有する第２半導体装置を準備する工程；
（ｆ）前記実装基板の前記第１主面とは反対側の第２主面に形成された複数の第２半導体装置用バンプ・ランドに複数の第２半導体装置用半田ペーストを供給する工程；
（ｇ）前記複数の第２半田ボールと前記複数の第２半導体装置用バンプ・ランドとが対向するように、前記複数の第２半導体装置用半田ペーストを介して前記実装基板の前記第２主面上に前記第２半導体装置を配置する工程；
（ｈ）前記第２半導体装置を搭載した前記実装基板にリフロー処理を施すことにより、前記複数の第２半田ボールと前記複数の第２半導体装置用半田ペーストとを溶融し、複数の第２伝導経路を形成する工程、
ここで、
前記（ｆ）工程の前に、前記第２半導体装置に生じる反りの分布を測定する前記第１解析により、前記複数の第２バンプ・ランドのそれぞれの位置における前記第２半導体装置の反り量を測定し、さらに、前記複数の第２半田ボールのそれぞれの形状に関する検量線を前記第２解析により算出し、
前記（ｆ）工程では、前記第１および第２解析の結果に基づいてそれぞれにおいて算出された最適な径を有する前記複数の第２半導体装置用バンプ・ランドが形成された前記実装基板を準備する。
【請求項１４】
請求項１３記載の半導体装置の実装方法において、
前記複数の第１半田ボールおよび前記第１半導体装置用半田ペーストは、鉛を実質的に含まない組成であることを特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の半導体装置の実装方法において、
前記第１半導体装置の表面の平面形状は、四角形から成り、
前記実装基板に搭載された前記第１半導体装置の中央部が前記第１半導体装置の裏面側から表面側に向かって突出するように変形する場合には、前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドのうちの前記第１半導体装置の角部と対向する位置に形成された第１半導体装置用バンプ・ランドの径が、他の第１半導体装置用バンプ・ランドの径よりも大きくなるように、前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドが形成されることを特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の半導体装置の実装方法において、
前記（ａ）工程では、さらに以下の工程を含む：
（ａ１）前記第１半導体装置の前記複数の第１バンプ・ランドに複数の第１半田ボール用半田ペーストを供給する工程；
（ａ２）前記複数の第１半田ボール用半田ペーストを介して前記複数の第１バンプ・ランドに前記複数の第１半田ボールを配置する工程；
（ａ３）前記複数の第１半田ボールを搭載した前記第１半導体装置にリフロー処理を施すことにより、前記複数の第１半田ボールと前記複数の第１半田ボール用半田ペーストとを溶融し、複数の第３半田ボールを形成する工程。
【請求項１７】
請求項１４記載の半導体装置の実装方法において、
前記第１半導体装置の表面の平面形状は、四角形から成り、
前記実装基板に搭載された前記第１半導体装置の中央部が前記第１半導体装置の表面側から裏面側に向かって突出するように変形する場合には、前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドのうちの前記第１半導体装置の角部と対向する位置に形成された第１半導体装置用バンプ・ランドの径が、他の第１半導体装置用バンプ・ランドの径よりも小さくなるように、前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドが形成されることを特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の半導体装置の実装方法において、
前記（ａ）工程では、さらに以下の工程を含む：
（ａ１）前記第１半導体装置の前記複数の第１バンプ・ランドに複数の第１半田ボール用半田ペーストを供給する工程；
（ａ２）前記複数の第１半田ボール用半田ペーストを介して前記複数の第１バンプ・ランドに前記複数の第１半田ボールを配置する工程；
（ａ３）前記複数の第１半田ボールを搭載した前記第１半導体装置にリフロー処理を施すことにより、前記複数の第１半田ボールと前記複数の第１半田ボール用半田ペーストとを溶融し、複数の第３半田ボールを形成する工程。
【請求項１】
以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の実装方法：
（ａ）第１配線基板、前記第１配線基板の下面に形成された複数の第１バンプ・ランド、および前記複数の第１バンプ・ランドに形成された複数の第１半田ボールを有する第１半導体装置を準備する工程；
（ｂ）実装基板の第１主面に形成された複数の第１半導体装置用バンプ・ランドに複数の第１半導体装置用半田ペーストを供給する工程；
（ｃ）前記複数の第１半田ボールと前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドとが対向するように、前記複数の第１半導体装置用半田ペーストを介して前記実装基板の前記第１主面上に前記第１半導体装置を配置する工程；
（ｄ）前記第１半導体装置を搭載した前記実装基板にリフロー処理を施すことにより、前記複数の第１半田ボールと前記複数の第１半導体装置用半田ペーストとを溶融し、複数の第１伝導経路を形成する工程、
ここで、
前記（ｂ）工程の前に、前記第１半導体装置に生じる反りの分布を測定する第１解析により、前記複数の第１バンプ・ランドのそれぞれの位置における前記第１半導体装置の反り量を測定し、さらに、前記複数の第１半田ボールのそれぞれの形状に関する検量線を第２解析により算出し、
前記（ｂ）工程では、前記第１および第２解析の結果に基づいて前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドのそれぞれにおいて最適な前記第１半導体装置用半田ペーストの供給量を算出した後、前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドに前記複数の第１半導体装置用半田ペーストを供給する。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の実装方法において、
前記（ａ）工程では、ボール供給法により前記複数の第１バンプ・ランドに供給された前記複数の第１半田ボールを有する前記第１半導体装置を準備し、
前記（ｂ）工程では、複数の開口部を有する印刷マスクを用いた印刷法により前記複数の第１半導体装置用半田ペーストを前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドに供給することを特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項３】
請求項２記載の半導体装置の実装方法において、
前記第１半導体装置は、
ガラスエポキシ系樹脂から成り、かつ上面、前記上面とは反対側の下面、および前記下面に形成された前記複数の第１バンプ・ランドを有する前記第１配線基板と、
シリコンから成り、かつ主面、前記主面とは反対側の裏面、および前記主面に形成された半導体素子を有し、前記第１配線基板の前記上面に搭載された半導体チップと、
エポキシ系樹脂から成り、前記半導体チップを封止する封止体と、
前記第１配線基板の前記下面に形成された前記複数の第１バンプ・ランドのそれぞれに形成された前記複数の第１半田ボールと、
を含むことを特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項４】
請求項３記載の半導体装置の実装方法において、前記（ｄ）工程の後、さらに以下の工程を含む：
（ｅ）第２配線基板、前記第２配線基板の下面に形成された複数の第２バンプ・ランド、および前記複数の第２バンプ・ランドに形成された複数の第２半田ボールを有する第２半導体装置を準備する工程；
（ｆ）前記実装基板の前記第１主面とは反対側の第２主面に形成された複数の第２半導体装置用バンプ・ランドに複数の第２半導体装置用半田ペーストを供給する工程；
（ｇ）前記複数の第２半田ボールと前記複数の第２半導体装置用バンプ・ランドとが対向するように、前記複数の第２半導体装置用半田ペーストを介して前記実装基板の前記第２主面上に前記第２半導体装置を配置する工程；
（ｈ）前記第２半導体装置を搭載した前記実装基板にリフロー処理を施すことにより、前記複数の第２半田ボールと前記複数の第２半導体装置用半田ペーストとを溶融し、複数の第２伝導経路を形成する工程、
ここで、
前記（ｆ）工程の前に、前記第２半導体装置に生じる反りの分布を測定する前記第１解析により、前記複数の第２バンプ・ランドのそれぞれの位置における前記第２半導体装置の反り量を測定し、さらに、前記複数の第２半田ボールのそれぞれの形状に関する検量線を前記第２解析により算出し、
前記（ｆ）工程では、前記第１および第２解析の結果に基づいて前記複数の第２半導体装置用バンプ・ランドのそれぞれにおいて最適な前記第２半導体装置用半田ペーストの供給量を算出した後、前記複数の第２半導体装置用バンプ・ランドに前記複数の第２半導体装置用半田ペーストを供給する。
【請求項５】
請求項４記載の半導体装置の実装方法において、
前記複数の第１半田ボールおよび前記第１半導体装置用半田ペーストは、鉛を実質的に含まない組成であることを特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項６】
請求項５記載の半導体装置の実装方法において、
前記第１半導体装置の表面の平面形状は、四角形から成り、
前記実装基板に搭載された前記第１半導体装置の中央部が前記第１半導体装置の裏面側から表面側に向かって突出するように変形する場合には、前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドのうちの前記第１半導体装置の角部と対向する位置に形成された第１半導体装置用バンプ・ランドに供給される前記第１半導体装置用半田ペーストの量が、他の第１半導体装置用バンプ・ランドに供給される前記第１半導体装置用半田ペーストの量よりも少なくなるように、前記（ｂ）工程を行うことを特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項７】
請求項６記載の半導体装置の実装方法において、
前記（ａ）工程では、さらに以下の工程を含む：
（ａ１）前記第１半導体装置の前記複数の第１バンプ・ランドに複数の第１半田ボール用半田ペーストを供給する工程；
（ａ２）前記複数の第１半田ボール用半田ペーストを介して前記複数の第１バンプ・ランドに前記複数の第１半田ボールを配置する工程；
（ａ３）前記複数の第１半田ボールを搭載した前記第１半導体装置にリフロー処理を施すことにより、前記複数の第１半田ボールと前記複数の第１半田ボール用半田ペーストとを溶融し、複数の第３半田ボールを形成する工程。
【請求項８】
請求項５記載の半導体装置の実装方法において、
前記第１半導体装置の表面の平面形状は、四角形から成り、
前記実装基板に搭載された前記第１半導体装置の中央部が前記第１半導体装置の表面側から裏面側に向かって突出するように変形する場合には、前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドのうちの前記第１半導体装置の角部と対向する位置に形成された第１半導体装置用バンプ・ランドに供給される前記第１半導体装置用半田ペーストの量が、他の第１半導体装置用バンプ・ランドに供給される前記第１半導体装置用半田ペーストの量よりも多くなるように、前記（ｂ）工程を行うことを特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項９】
請求項８記載の半導体装置の実装方法において、
前記（ａ）工程では、さらに以下の工程を含む：
（ａ１）前記第１半導体装置の前記複数の第１バンプ・ランドに複数の第１半田ボール用半田ペーストを供給する工程；
（ａ２）前記複数の第１半田ボール用半田ペーストを介して前記複数の第１バンプ・ランドに前記複数の第１半田ボールを配置する工程；
（ａ３）前記複数の第１半田ボールを搭載した前記第１半導体装置にリフロー処理を施すことにより、前記複数の第１半田ボールと前記複数の第１半田ボール用半田ペーストとを溶融し、複数の第３半田ボールを形成する工程。
【請求項１０】
以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の実装方法：
（ａ）第１配線基板、前記第１配線基板の下面に形成された複数の第１バンプ・ランド、および前記複数の第１バンプ・ランドに形成された複数の第１半田ボールを有する第１半導体装置を準備する工程；
（ｂ）実装基板の第１主面に形成された複数の第１半導体装置用バンプ・ランドに複数の第１半導体装置用半田ペーストを供給する工程；
（ｃ）前記複数の第１半田ボールと前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドとが対向するように、前記複数の第１半導体装置用半田ペーストを介して前記実装基板の前記第１主面上に前記第１半導体装置を配置する工程；
（ｄ）前記第１半導体装置を搭載した前記実装基板にリフロー処理を施すことにより、前記複数の第１半田ボールと前記複数の第１半導体装置用半田ペーストとを溶融し、複数の第１伝導経路を形成する工程、
ここで、
前記（ｂ）工程の前に、前記第１半導体装置に生じる反りの分布を測定する第１解析により、前記複数の第１バンプ・ランドのそれぞれの位置における前記第１半導体装置の反り量を測定し、さらに、前記複数の第１半田ボールのそれぞれの形状に関する検量線を第２解析により算出し、
前記（ｂ）工程では、前記第１および第２解析の結果に基づいてそれぞれにおいて算出された最適な径を有する前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドが形成された前記実装基板を準備する。
【請求項１１】
請求項１０記載の半導体装置の実装方法において、
前記（ａ）工程では、ボール供給法により前記複数の第１バンプ・ランドに供給された前記複数の第１半田ボールを有する前記第１半導体装置を準備し、
前記（ｂ）工程では、複数の開口部を有する印刷マスクを用いた印刷法により前記複数の第１半導体装置用半田ペーストを前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドに供給することを特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の半導体装置の実装方法において、
前記第１半導体装置は、
ガラスエポキシ系樹脂から成り、かつ上面、前記上面とは反対側の下面、および前記下面に形成された前記複数の第１バンプ・ランドを有する前記第１配線基板と、
シリコンから成り、かつ主面、前記主面とは反対側の裏面、および前記主面に形成された半導体素子を有し、前記第１配線基板の前記上面に搭載された半導体チップと、
エポキシ系樹脂から成り、前記半導体チップを封止する封止体と、
前記第１配線基板の前記下面に形成された前記複数の第１バンプ・ランドのそれぞれに形成された前記複数の第１半田ボールと、
を含むことを特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の半導体装置の実装方法において、前記（ｄ）工程の後、さらに以下の工程を含む：
（ｅ）第２配線基板、前記第２配線基板の下面に形成された複数の第２バンプ・ランド、および前記複数の第２バンプ・ランドに形成された複数の第２半田ボールを有する第２半導体装置を準備する工程；
（ｆ）前記実装基板の前記第１主面とは反対側の第２主面に形成された複数の第２半導体装置用バンプ・ランドに複数の第２半導体装置用半田ペーストを供給する工程；
（ｇ）前記複数の第２半田ボールと前記複数の第２半導体装置用バンプ・ランドとが対向するように、前記複数の第２半導体装置用半田ペーストを介して前記実装基板の前記第２主面上に前記第２半導体装置を配置する工程；
（ｈ）前記第２半導体装置を搭載した前記実装基板にリフロー処理を施すことにより、前記複数の第２半田ボールと前記複数の第２半導体装置用半田ペーストとを溶融し、複数の第２伝導経路を形成する工程、
ここで、
前記（ｆ）工程の前に、前記第２半導体装置に生じる反りの分布を測定する前記第１解析により、前記複数の第２バンプ・ランドのそれぞれの位置における前記第２半導体装置の反り量を測定し、さらに、前記複数の第２半田ボールのそれぞれの形状に関する検量線を前記第２解析により算出し、
前記（ｆ）工程では、前記第１および第２解析の結果に基づいてそれぞれにおいて算出された最適な径を有する前記複数の第２半導体装置用バンプ・ランドが形成された前記実装基板を準備する。
【請求項１４】
請求項１３記載の半導体装置の実装方法において、
前記複数の第１半田ボールおよび前記第１半導体装置用半田ペーストは、鉛を実質的に含まない組成であることを特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の半導体装置の実装方法において、
前記第１半導体装置の表面の平面形状は、四角形から成り、
前記実装基板に搭載された前記第１半導体装置の中央部が前記第１半導体装置の裏面側から表面側に向かって突出するように変形する場合には、前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドのうちの前記第１半導体装置の角部と対向する位置に形成された第１半導体装置用バンプ・ランドの径が、他の第１半導体装置用バンプ・ランドの径よりも大きくなるように、前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドが形成されることを特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の半導体装置の実装方法において、
前記（ａ）工程では、さらに以下の工程を含む：
（ａ１）前記第１半導体装置の前記複数の第１バンプ・ランドに複数の第１半田ボール用半田ペーストを供給する工程；
（ａ２）前記複数の第１半田ボール用半田ペーストを介して前記複数の第１バンプ・ランドに前記複数の第１半田ボールを配置する工程；
（ａ３）前記複数の第１半田ボールを搭載した前記第１半導体装置にリフロー処理を施すことにより、前記複数の第１半田ボールと前記複数の第１半田ボール用半田ペーストとを溶融し、複数の第３半田ボールを形成する工程。
【請求項１７】
請求項１４記載の半導体装置の実装方法において、
前記第１半導体装置の表面の平面形状は、四角形から成り、
前記実装基板に搭載された前記第１半導体装置の中央部が前記第１半導体装置の表面側から裏面側に向かって突出するように変形する場合には、前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドのうちの前記第１半導体装置の角部と対向する位置に形成された第１半導体装置用バンプ・ランドの径が、他の第１半導体装置用バンプ・ランドの径よりも小さくなるように、前記複数の第１半導体装置用バンプ・ランドが形成されることを特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の半導体装置の実装方法において、
前記（ａ）工程では、さらに以下の工程を含む：
（ａ１）前記第１半導体装置の前記複数の第１バンプ・ランドに複数の第１半田ボール用半田ペーストを供給する工程；
（ａ２）前記複数の第１半田ボール用半田ペーストを介して前記複数の第１バンプ・ランドに前記複数の第１半田ボールを配置する工程；
（ａ３）前記複数の第１半田ボールを搭載した前記第１半導体装置にリフロー処理を施すことにより、前記複数の第１半田ボールと前記複数の第１半田ボール用半田ペーストとを溶融し、複数の第３半田ボールを形成する工程。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１１９５０５（Ｐ２０１１−１１９５０５Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７６３４０（Ｐ２００９−２７６３４０）
【出願日】平成２１年１２月４日（２００９．１２．４）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月４日（２００９．１２．４）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
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