JP2000208918A - Formation of patterned solder bump of printed wiring board - Google Patents
Formation of patterned solder bump of printed wiring boardInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線基板
上にベアチップなどの電子部品を高密度に実装するため
に特に有利に利用できる、プリント配線基板へのパター
ン状のはんだバンプの形成方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a pattern-shaped solder bump on a printed wiring board, which can be used particularly advantageously for mounting electronic components such as bare chips on the printed wiring board at high density.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、携帯電話やノートブック型パーソ
ナルコンピュータなどのポータブル型の電子機器の発展
と普及は目覚ましい勢いで進んでいる。そして、その普
及に伴って、それらのポータブル型の電子機器の小型
化、高機能化、そして高性能化が益々要求されるように
なっている。このため、ポータブル型電子機器に組込ま
れる回路に実装される半導体部品などの電子部品の更な
る小型化が要求され、従って、配線の最短化を可能にす
るベアチップ実装が採用される傾向がある（「表面技
術」、第４９巻、第８号、１９９８年、８２６〜８３０
頁）。2. Description of the Related Art In recent years, portable electronic devices such as portable telephones and notebook personal computers have been remarkably developed and spread. With the spread of such portable electronic devices, there is an increasing demand for miniaturization, high functionality, and high performance of these portable electronic devices. For this reason, further miniaturization of electronic components such as semiconductor components mounted on a circuit to be incorporated in a portable electronic device is required, and therefore, there is a tendency to adopt bare-chip mounting that enables the shortest wiring. "Surface Technology", Vol. 49, No. 8, 1998, 826-830
page).
【０００３】ベアチップ実装の為には、プリント配線基
板上に配置された多数の電極面に、その電極面に合せた
パターン状のはんだバンプを素速く、ただし正確かつ劣
化を最小にしながら、均質に形成する必要がある。しか
しながら、従来の接触式はんだごてを用いるパターン状
のはんだバンプの形成方法では、その生産性と均質性を
高くして、かつはんだ層や電子部品の劣化を抑制するこ
とが困難であった。[0003] In order to mount a bare chip, a large number of electrode surfaces arranged on a printed wiring board are provided with solder bumps in a pattern conforming to the electrode surfaces quickly, but accurately and uniformly while minimizing deterioration. Need to be formed. However, in the conventional method of forming a solder bump in a pattern using a contact-type soldering iron, it has been difficult to increase productivity and homogeneity and to suppress deterioration of a solder layer and electronic components.
【０００４】従来より、非接触式のはんだごてとしてレ
ーザビームを熱源として利用するはんだごてが知られ、
かつ実用化されている。しかしながら、レーザビームを
用いるシステムでは、その装置が大きくなる上に、加熱
効率も充分とは言えないと云う問題がある。Conventionally, a soldering iron using a laser beam as a heat source has been known as a non-contact type soldering iron.
And it has been put to practical use. However, in a system using a laser beam, there is a problem that the device becomes large and the heating efficiency cannot be said to be sufficient.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、プリント配
線基板上に配置された多数の電極面に、その電極面に合
せたパターン状のはんだバンプを素速く、正確かつ劣化
を最小にしながら、均質に形成することを可能にするプ
リント配線基板へのパターン状のはんだバンプの形成方
法を提供することを、その課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for forming a pattern-shaped solder bump on a large number of electrode surfaces arranged on a printed wiring board, quickly, accurately and with minimum deterioration. It is an object of the present invention to provide a method of forming a solder bump in a pattern on a printed wiring board, which enables uniform formation.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、プリント配線
基板表面にパターン状に形成された多数の電極面の上
に、パターン状の多数の空孔を有するメタルマスク（メ
タルパターンとも云う）を位置合せして配置する工程、
メタルパターンの上にクリームはんだを塗布することに
より、各電極面の上にクリームはんだ層を形成する工
程、窒素ガス源に接続していて、高温の窒素ガスを先端
から噴出することができ、かつ三次元位置決め装置によ
り位置を案内される加熱ガス流噴出器具の先端を、一の
クリームはんだ層の上に非接触的に案内配置する工程、
加熱ガス流噴出器具の先端から高温の窒素ガスをクリー
ムはんだ層の表面に向けて噴出させることにより、クリ
ームはんだ層を溶融させ、半球状のはんだバンプを形成
させる工程、次いで、その加熱ガス流噴出器具の先端を
上記三次元位置決め装置により別のクリームはんだ層の
上に非接触的に案内配置し、高温の窒素ガスを該クリー
ムはんだ層の表面に向けて噴出させることによってクリ
ームはんだ層を溶融させて、半球状のはんだバンプを形
成させる工程、次に、各電極面上のクリームはんだ層に
対して同一工程を繰り返すことによって順次、各電極面
上にはんだバンプを形成させる工程を含むことを特徴と
するプリント配線基板へのパターン状のはんだバンプの
形成方法にある。According to the present invention, there is provided a metal mask (also referred to as a metal pattern) having a plurality of patterned holes on a plurality of electrode surfaces formed in a pattern on the surface of a printed wiring board. The process of aligning and placing,
By applying cream solder on the metal pattern, the process of forming a cream solder layer on each electrode surface, connected to a nitrogen gas source, it is possible to eject high-temperature nitrogen gas from the tip, and A step of non-contact guidingly disposing the tip of the heated gas flow jetting tool whose position is guided by the three-dimensional positioning device on one cream solder layer,
A step of melting the cream solder layer by forming a high-temperature nitrogen gas from the tip of the heating gas jetting device toward the surface of the cream solder layer to form a hemispherical solder bump, and then jetting the heated gas jet. The tip of the device is guided and arranged in a non-contact manner on another cream solder layer by the three-dimensional positioning device, and the cream solder layer is melted by jetting high-temperature nitrogen gas toward the surface of the cream solder layer. Forming a hemispherical solder bump, and then sequentially forming a solder bump on each electrode surface by repeating the same process for the cream solder layer on each electrode surface. And a method of forming a pattern-like solder bump on a printed circuit board.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】次に、本発明のプリント配線基板
へのパターン状のはんだバンプの形成方法について、添
付図面を参照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for forming a patterned solder bump on a printed wiring board according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【０００８】添付図面の、図１乃至図３は、本発明のプ
リント配線基板へのパターン状のはんだバンプの形成方
法に利用する工程を模式的に示す図である。FIGS. 1 to 3 of the accompanying drawings schematically show steps used in a method for forming a patterned solder bump on a printed wiring board according to the present invention.
【０００９】本発明のプリント配線基板へのパターン状
のはんだバンプの形成方法では、まず、プリント配線基
板表面にパターン状に形成された多数の電極面の上に、
メタルマスク（メタルパターン）を位置合せして配置す
る。すなわち、図１に示されているように、プリント配
線基板１の表面にパターン状に形成された多数の電極面
２の位置に合せて、その上に、目的とする各はんだバン
プ形成位置に一致するように多数の孔が形成されたメタ
ルマスク３を配置する。In the method of forming a solder bump having a pattern on a printed wiring board according to the present invention, first, a large number of electrode surfaces formed in a pattern on the surface of the printed wiring board are placed on the surface.
A metal mask (metal pattern) is aligned and arranged. That is, as shown in FIG. 1, the positions of a large number of electrode surfaces 2 formed in a pattern on the surface of the printed wiring board 1 are matched with the positions of target solder bumps formed thereon. The metal mask 3 in which a large number of holes are formed is arranged.
【００１０】次いで、同じく図１に示されているよう
に、メタルマスク３の表面の一部にクリームはんだ（ペ
ースト状のはんだ）４を載せ、これをスキージ５を用い
て、メタルマスク３の表面に塗布することにより、図２
に示すように、電極面２のそれぞれの上にクリームはん
だ層４を形成する。Next, as also shown in FIG. 1, a cream solder (paste-like solder) 4 is placed on a part of the surface of the metal mask 3, and the cream solder (paste-like solder) 4 is placed on the surface of the metal mask 3 using a squeegee 5. Fig. 2
2, a cream solder layer 4 is formed on each of the electrode surfaces 2.
【００１１】次に、加熱ガス流噴出器具６を移動させ、
予め決められているひとつのクリームはんだ層４の上
に、その先端８が接触しないような条件で、近接して仮
に固定する。この加熱ガス流噴出器具６は、位置決め装
置９を有する三次元位置決め装置１０により案内されて
移動し、かつ固定される。加熱ガス流噴出装置６は、そ
の先端８から、高温の窒素ガスを先端から噴出すること
ができるように、窒素ガス源１１に接続されている。窒
素ガスの加熱装置は、窒素ガス源１１に備えられていて
もよく、あるいは加熱ガス流噴出器具６に組込まれてい
てもよい。Next, the heating gas flow jetting device 6 is moved,
It is temporarily fixed close to a predetermined cream solder layer 4 under such a condition that the tip 8 does not come into contact with it. The hot gas jetting device 6 is guided and moved by a three-dimensional positioning device 10 having a positioning device 9 and is fixed. The heated gas flow jetting device 6 is connected to a nitrogen gas source 11 so that high-temperature nitrogen gas can be jetted from the tip 8 of the device. The heating device for the nitrogen gas may be provided in the nitrogen gas source 11 or may be incorporated in the heating gas flow jetting device 6.
【００１２】クリームはんだ層４の上に案内配置された
加熱ガス流噴出器具６の先端８からは、高温の窒素ガス
流が加圧下に、クリームはんだ層４の表面に向けて噴出
される。このクリームはんだ層４は、加圧下で高温の窒
素ガス流と接触することにより溶融し、その表面張力に
よって、半球状のはんだバンプ７となる。高温の窒素ガ
ス流の噴出が止むと、この半球状のはんだバンプ７は、
その形態にて冷却固化する。A high-temperature nitrogen gas stream is jetted under pressure from the tip 8 of the heated gas jetting tool 6 arranged on the cream solder layer 4 toward the surface of the cream solder layer 4. The cream solder layer 4 is melted by being brought into contact with a high-temperature nitrogen gas flow under pressure, and becomes a hemispherical solder bump 7 due to its surface tension. When the injection of the high-temperature nitrogen gas flow stops, the hemispherical solder bumps 7
It cools and solidifies in that form.
【００１３】次に、加熱ガス流噴出器具６の先端は、三
次元位置決め装置１０の作動により移動し、別のクリー
ムはんだ層の上に同じく非接触的に案内配置され、次い
で、高温の窒素ガスを、そのクリームはんだ層の表面に
向けて噴出させることによって、同様に、クリームはん
だ層の溶融と、半球状のはんだバンプの形成が行なわれ
る。Next, the tip of the heated gas flow jetting device 6 is moved by the operation of the three-dimensional positioning device 10 and is similarly guided and arranged on another cream solder layer in a non-contact manner. Is sprayed toward the surface of the cream solder layer, thereby similarly melting the cream solder layer and forming a hemispherical solder bump.
【００１４】同様の操作が各電極面上のクリームはんだ
層に対して実施され、これら一連の工程を行なうことに
よって、順次各電極面上にはんだバンプが形成され、こ
れにより多数のはんだバンプがパターン状の電極面のそ
れぞれの上に形成されたプリント配線基板が得られる。A similar operation is performed on the cream solder layer on each electrode surface, and by performing these series of steps, solder bumps are sequentially formed on each electrode surface. A printed wiring board formed on each of the electrode-shaped surfaces is obtained.
【００１５】本発明のプリント配線基板へのパターン状
のはんだバンプの形成方法において有利に用いられる加
熱ガス流噴出器具としては、高温の窒素ガスを噴出する
主ノズルと、その主ノズルの周囲に同心円状に形成さ
れ、主ノズルから噴出する窒素ガスよりも低温の窒素ガ
スを噴出する副ノズルとを含む加熱ガス流噴出器具を挙
げることができる。このような構成の加熱ガス流噴出器
具の例は、特許協力条約に基づいて公開された国際出願
明細書（ＷＯ９８／３０２５２）に詳しく記載されてい
る。The heating gas jetting device which is advantageously used in the method for forming a patterned solder bump on a printed circuit board according to the present invention includes a main nozzle for jetting high-temperature nitrogen gas, and a concentric circle around the main nozzle. And a sub-nozzle that ejects nitrogen gas at a lower temperature than the nitrogen gas ejected from the main nozzle. An example of a heating gas flow ejection device having such a configuration is described in detail in an international application specification (WO98 / 30252) published under the Patent Cooperation Treaty.
【００１６】また、本発明のプリント配線基板へのパタ
ーン状のはんだバンプの形成方法にて用いる加熱ガス流
噴出器具を支持し、その噴出器具の移動と停止に際して
位置を案内する三次元位置決め装置としては、加熱ガス
流噴出器具を支持案内するロボットアーム、そしてその
ロボットアームに結合支持されている位置検出装置とを
有する三次元位置決め装置を有利に用いることができ
る。そのような三次元位置決め装置の構成に関しては、
特願平９−１４２５６２号の明細書と図面とに詳しい説
明がある。Further, the present invention provides a three-dimensional positioning device which supports a heating gas flow jetting device used in the method of forming a solder bump in a pattern on a printed wiring board according to the present invention, and guides the position when the jetting device is moved and stopped. Can advantageously use a three-dimensional positioning device having a robot arm for supporting and guiding the heated gas jetting device, and a position detecting device connected to and supported by the robot arm. Regarding the configuration of such a three-dimensional positioning device,
The specification and drawings of Japanese Patent Application No. 9-142562 have detailed descriptions.
【００１７】[0017]
【発明の効果】本発明のプリント配線基板へのパターン
状のはんだバンプの形成方法を利用することにより、プ
リント配線基板上に配置された多数の電極面に、その電
極面に合せたパターン状のはんだバンプを素速く、正確
かつ劣化を最小にしながら、均質に形成することが可能
となる。By using the method for forming a patterned solder bump on a printed wiring board according to the present invention, a large number of electrode faces arranged on the printed wiring board are provided with a pattern-shaped solder bump corresponding to the electrode face. The solder bumps can be formed quickly, accurately and with a minimum of deterioration while being uniform.
【図１】本発明のプリント配線基板へのパターン状のは
んだバンプの形成方法における初期の工程（特に、プリ
ント配線基板上の電極面へのクリームはんだ層形成のた
めの工程）を模式的に示す図である。FIG. 1 schematically shows an initial step (particularly, a step for forming a cream solder layer on an electrode surface on a printed wiring board) in a method for forming a patterned solder bump on a printed wiring board according to the present invention. FIG.
【図２】本発明のプリント配線基板へのパターン状のは
んだバンプの形成方法における途中の工程（特に、プリ
ント配線基板上の電極面へのクリームはんだ層への加熱
ガス流噴出装置の三次元位置決め装置による案内）を模
式的に示す図である。FIG. 2 shows three-dimensional positioning of a step in the process of forming a pattern-shaped solder bump on a printed wiring board according to the present invention (particularly, a device for jetting a heated gas flow onto a cream solder layer on an electrode surface on a printed wiring board). FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the operation of the apparatus.
【図３】本発明のプリント配線基板へのパターン状のは
んだバンプの形成方法により電極面の上に形成されたは
んだバンプを模式的に示す図である。FIG. 3 is a view schematically showing a solder bump formed on an electrode surface by a method for forming a patterned solder bump on a printed wiring board according to the present invention.
１ プリント配線基板 ２ 電極 ３ メタルマスク ４ クリームはんだ ５ スキージ ６ 加熱ガス流噴出装置 ７ はんだバンプ ８ 加熱ガス流噴出装置の先端 ９ 位置検出装置 １０ 三次元位置決め装置 １１ 窒素ガス源 REFERENCE SIGNS LIST 1 printed wiring board 2 electrode 3 metal mask 4 cream solder 5 squeegee 6 heated gas flow jetting device 7 solder bump 8 tip of heated gas flow jetting device 9 position detector 10 three-dimensional positioning device 11 nitrogen gas source
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松原 賢政 兵庫県姫路市新在家中の町10番29号 株式 会社大成化研内 Ｆターム(参考） 5E319 AA03 AC01 AC15 BB04 BB05 CD29 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kensei Matsubara 10-29, Amekacho, Himeji-shi, Hyogo F-term (reference) 5E319 AA03 AC01 AC15 BB04 BB05 CD29
Claims (3)
成された多数の電極面の上に、パターン状の多数の空孔
を有するメタルマスクを位置合せして配置する工程、メ
タルマスクの上にクリームはんだを塗布することによ
り、各電極面の上にクリームはんだ層を形成する工程、
窒素ガス源に接続していて、高温の窒素ガスを先端から
噴出することができ、かつ三次元位置決め装置により位
置を案内される加熱ガス流噴出器具の先端を、一のクリ
ームはんだ層の上に非接触的に案内配置する工程、加熱
ガス流噴出器具の先端から高温の窒素ガスをクリームは
んだ層の表面に向けて噴出させることにより、クリーム
はんだ層を溶融させ、半球状のはんだバンプを形成させ
る工程、次いで、その加熱ガス流噴出器具の先端を上記
三次元位置決め装置により別のクリームはんだ層の上に
非接触的に案内配置し、高温の窒素ガスを該クリームは
んだ層の表面に向けて噴出させることによってクリーム
はんだ層を溶融させて、半球状のはんだバンプを形成さ
せる工程、次に、各電極面上のクリームはんだ層に対し
て同一工程を繰り返すことによって順次、各電極面上に
はんだバンプを形成させる工程を含むことを特徴とする
プリント配線基板へのパターン状のはんだバンプの形成
方法。A step of aligning and arranging a metal mask having a plurality of holes in a pattern on a plurality of electrode surfaces formed in a pattern on a surface of a printed wiring board; A step of forming a cream solder layer on each electrode surface by applying solder,
The tip of the heated gas jetting device, which is connected to a nitrogen gas source, can emit hot nitrogen gas from the tip, and is guided in position by a three-dimensional positioning device, places the tip on one cream solder layer. A step of non-contact guiding arrangement, in which a high-temperature nitrogen gas is jetted from the tip of a heating gas flow jetting device toward the surface of the cream solder layer, thereby melting the cream solder layer and forming a hemispherical solder bump. Step, then, the tip of the heated gas flow jetting device is non-contactly guided and arranged on another cream solder layer by the three-dimensional positioning device, and high-temperature nitrogen gas is jetted toward the surface of the cream solder layer. Melt the cream solder layer to form hemispherical solder bumps, and then repeat the same process for the cream solder layer on each electrode surface. Sequentially by Succoth method of forming a patterned solder bumps to a printed wiring board which comprises a step of forming a solder bump on each electrode surface.
ガスを噴出する主ノズルと、その主ノズルの周囲に同心
円状に形成され、主ノズルから噴出する窒素ガスよりも
低温の窒素ガスを噴出する副ノズルとを含む加熱ガス流
噴出器具を用いることを特徴とする請求項１に記載のプ
リント配線基板へのパターン状のはんだバンプの形成方
法。2. A heating gas flow jetting device, comprising: a main nozzle for jetting a high-temperature nitrogen gas; and a nitrogen gas formed concentrically around the main nozzle and having a lower temperature than the nitrogen gas jetted from the main nozzle. The method for forming a patterned solder bump on a printed wiring board according to claim 1, wherein a heating gas flow jetting device including a sub-nozzle is used.
噴出器具を支持案内するロボットアーム、そして該ロボ
ットアームに結合支持されている位置検出装置とを有す
る三次元位置決め装置を用いることを特徴とする請求項
１に記載のプリント配線基板へのパターン状のはんだバ
ンプの形成方法。3. A three-dimensional positioning device comprising: a robot arm that supports and guides a heating gas flow jetting device; and a position detection device that is coupled to and supported by the robot arm. A method for forming a patterned solder bump on a printed wiring board according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11009491A JP2000208918A (en) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | Formation of patterned solder bump of printed wiring board |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11009491A JP2000208918A (en) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | Formation of patterned solder bump of printed wiring board |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000208918A true JP2000208918A (en) | 2000-07-28 |
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ID=11721714
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11009491A Pending JP2000208918A (en) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | Formation of patterned solder bump of printed wiring board |
Country Status (1)
| Country | Link |
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