JP2000031210A - 転写用の金属ペーストおよびバンプ形成方法 - Google Patents
転写用の金属ペーストおよびバンプ形成方法Info
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- H01L2224/11—Manufacturing methods
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Abstract
不良を減少させることができる転写用の金属ペーストお
よびバンプ形成方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 半田ボールに、導電性で半田濡れ性の良
い金属粉末を体積比で10〜40%の範囲内でフラック
スに含有させて成る金属ペーストを転写により塗布し、
この金属ペーストが塗布された半田ボールをワークの電
極上に移載し加熱することにより、半田ボールを電極に
接合して半田バンプを形成する。このバンプ形成過程に
おいて、金属粉末の含有量を前記範囲内とすることによ
り、金属ペーストの転写体積を確保することができ、し
たがって接合部に十分な金属粉末を供給して接合不良の
発生率を低く保つことができる。
Description
合用として転写により塗布される転写用の金属ペースト
およびこの金属ペーストを用いたバンプ形成方法に関す
るものである。
ストを用いる方法が知られている。この方法は、半田接
合性を向上させるために用いられるフラックス中に、導
電性で半田濡れ性の良い金属粉末を含有させたものであ
る。金属粉末として金、銀や銅などを用いたものは、半
田バンプや半田ボールなど被接合部が半田である場合に
用いられ、また金属粉末として半田を用いたものは、被
接合部が半田の場合はもちろん、それ以外の金、銀や銅
などの金属である場合にも用いられる。
れるフラックス中に金属粉末を含有させることにより、
接合部に導電体である金属を供給することとなり、接合
部の体積を増強して接合強度を補強するとともに、十分
な導通断面を確保して良好な導電性を得ることができる
という効果がある。
記金属ペーストを供給する方法として、金属ペーストを
転写により塗布する方法が広く用いられている。例えば
半田ボールを電極に移載して半田バンプを形成する例で
は、半田ボールに金属ペーストを転写した後に、この半
田ボールをワークの電極上に移載する。この方法によれ
ば、ワークの電極に予め金属ペーストを印刷する方法と
比較して、工程を簡略化できるという利点がある。
転写によって塗布する場合の転写体積を十分に確保する
ことが困難であり、その結果十分な接合が行われず接合
不良の発生頻度が高いという問題点があった。
ることができ、接合不良を減少させることができる転写
用の金属ペーストおよびバンプ形成方法を提供すること
を目的とする。
金属ペーストは、導電性で半田濡れ性の良い金属粉末を
フラックスに含有させて成り、接合部に転写により供給
される転写用の金属ペーストであって、前記金属粉末の
含有量が金属ペーストに対する体積比で、10〜40%
の範囲内である。
請求項1記載の転写用の金属ペーストであって、前記金
属粉末に、非球状の形状の粉末を含むようにした。
ボールに請求項1または2記載の転写用の金属ペースト
を転写により塗布する工程と、前記金属ペーストが塗布
された導電性ボールをワークの電極上に移載する工程
と、前記導電性ボールが移載されたワークを加熱するこ
とにより、前記導電性ボールを前記電極に接合してバン
プを形成するようにした。
の電極に請求項1または2記載の転写用の金属ペースト
を転写により塗布する工程と、この金属ペーストが塗布
された電極上に導電性ボールを移載する工程と、前記導
電性ボールが移載されたワークを加熱することにより、
前記導電性ボールを前記電極に接合してバンプを形成す
るようにした。
ト中の金属粉末の含有量を体積比で10〜40%の範囲
内とすることにより、転写時の転写体積を十分に確保し
て、接合不良を減少させることができる。
図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態
の半田ボールの移載装置の転写部の部分断面図、図2
(a),(b)は同半田ボールの移載装置の転写部の拡
大断面図、図3(a),(b),(c)は同基板の部分
断面図、図4(a),(b)、図5(a),(b),
(c),(d),(e)は、同ピン転写による半田バン
プ形成の工程説明図、図6(a)は同金属含有量と金属
ペーストの粘度との関係を示すグラフ、図6(b)は同
金属含有量と転写体積との関係を示すグラフ、図6
(c)は同金属含有量と接合不良発生率との関係を示す
グラフである。
金属ペーストを転写により塗布する方法について説明す
る。図1に示す半田ボールの移載装置の金属ペーストの
転写部6は、容器13とスキージユニット9より構成さ
れる。容器13は水平の平らな底面を有しており、この
底面上に金属ペースト14を貯溜する。スキージユニッ
ト9は2つのスキージ7を上下動させる2つのシリンダ
8を備えている。2つのスキージ7は図1に示すように
それぞれ異る方向に傾斜しており、シリンダ8のロッド
が下降した状態では、スキージ7の下端部と容器13の
底面との隙間は所定隙間dに保たれる。この状態でスキ
ージユニット9が水平往復動することにより、2つのス
キージ7は容器13内に貯留される金属ペースト14
を、容器13の底面上に前述の隙間dに等しい所定厚さ
dで塗布する。
について説明する。金属ペースト14は、半田接合性向
上の目的で用いられるフラックスに、金や銀、銅などの
導電性でかつ半田濡れ性の良い金属粉末を含有させたも
のであり、接合部に転写により供給される。金属ペース
ト14中の金属粉末の含有量は、金属ペースト14に対
する体積比で10〜40%の範囲内に設定される。金属
粉末の含有量をこのように設定することの意義について
は後述する。また金属粉末の形状として、薄い箔状のも
のなどの非球状の粉末を含ませることにより、容器13
の底面上に金属ペースト14を塗布した際に、フラック
ス中で金属粉末が沈降分離しにくくなり、転写時に安定
した量の金属粉末を転写できるという効果を得ることが
できる。
類と、被接合部の材質との関係について説明する。本実
施の形態では、金属粉末として金や銀などの金属を用い
ているが、これは後述するように導電性ボールとして半
田ボールを用いることによるものである。これに対し、
導電性ボールとして、金や銀など半田以外のものを用い
る場合には、金属ペースト14中の金属粉末には半田の
粉末が用いられる。すなわち、導電性ボールと金属ペー
スト中の金属粉末の少なくともいずれか一方は、半田で
あるような組み合わせを用い、これにより、半田が溶融
することによって、導電性ボールを被接合部に半田接合
してバンプを形成するものである。
布について説明する。図1に示すように、半田ボール5
を吸着孔10aに真空吸着した吸着ツール10を金属ペ
ースト14が塗布された容器13上に位置させる。次い
で図2(a)に示すように、吸着ツール10の下面を容
器13の底面上から高さhの位置まで下降させる。高さ
hは、半田ボール5の下端部が容器13の底面に当接し
ない高さであり、半田ボール5の下面に適量の金属ペー
スト14が転写されるような高さとして、実際の試行に
より決定されるものである。なお、dが半田ボール5の
直径以下であれば、半田ボール5を容器13の底面に当
接させても良い。
昇させる。すると、容器13の底面に所定厚さdで塗布
された金属ペースト14は半田ボール5の下面に転写さ
れて付着したまま上昇する。このようにして図2(b)
に示すように、半田ボール5の下面には金属ペースト1
4が転写により塗布される。
て説明する。図3(a)に示すように、ワークとしての
基板11の下面には電極12が形成されており、この電
極12上面に貫通孔11aを介して半田バンプが形成さ
れる。この基板11上に半田ボール5を吸着した吸着ツ
ール10を移動させ、次いで吸着ツール10を貫通孔1
1a上に下降させる。次いで半田ボール5の真空吸着を
解除して吸着ツール10が上昇することにより、半田ボ
ール5は基板11の貫通孔11aの位置に移載される。
このとき、図3(b)に示すように、貫通孔11a上の
半田ボール5の下端部は、基板11の厚みにより電極1
2の上面に接触しないが、半田ボール5の下面に塗布さ
れた金属ペースト14は電極12の表面に接触した状態
にある。
をリフロー装置に送り、加熱する。これにより半田ボー
ル5は溶融状態となるが、このとき金属ペースト14中
には半田ぬれ性の良い金属粉末が含まれているので、溶
融半田はこれら金属粉末に導かれて金属粉末の間を浸潤
しながら下方へ移動する。そして溶融半田は電極12の
表面に到達した後、冷却固化することにより電極12の
表面に接合される。
成分により、電極12や半田ボール5の表面の酸化膜が
除去されて良好な半田接合が行われ、図3(c)に示す
ように電極12上に貫通孔11aを介して半田バンプ
5’が形成される。また、金属ペースト14に混合され
ていた金属粉末は半田バンプ5’中に含有されるが、こ
れらの金属粉末は導電性のものであるため電極12と半
田バンプ5’との導通を阻害することはない。
金属ペースト14として半田粉末を含有させたものを用
いた場合には、上記加熱工程において半田粉末が溶融
し、この溶融半田が導電性ボールと電極を半田接合する
ことによりバンプが形成される。また、上記実施の形態
では、バンプが形成される電極として、本実施の形態で
は基板の貫通孔の底部に位置する電極を対象とした例を
示しているが、これに限定されず基板の表面に露呈され
た電極であってもよい。
5に予め金属ペースト14を転写し、金属ペースト14
が塗布された半田ボール5を電極12上に移載する例を
示しているが、本発明はこれに限定されず、予め電極上
12にピン転写によって金属ペースト14を塗布してお
き、この後に半田ボール5を金属ペースト14が塗布さ
れた電極12上に移載するようにしてもよい。図4、図
5はピン転写による半田バンプの形成方法の工程を示す
ものである。容器13上にスキージユニットで所定の膜
圧で供給された金属ペースト14に、ピン20を下降上
昇させてピン20の下端部に金属ペースト14を転写す
る(図4(a)、(b))。
に下降上昇させてピン20に転写された金属ペースト1
4を電極12に塗布する(図5(a)、(b)、
(c))。この後、導電性ボール5を転写により塗布さ
れた金属ペースト14上に搭載し、加熱してバンプ5
‘を形成する(図5(d)、(e))。
含有量を前記範囲内に設定することの意義を図4を参照
して説明する。図6(a)に示すように、金属ペースト
14の粘度は金属粉末の含有量の増加に伴って増大し、
特に体積比で40%を越えると急激に増大する。図6
(b)は、金属含有量と、被転写対象物(導電性ボール
5やピン20)に転写される金属ペースト14の転写体
積との関係を示している。図6(b)から判るように、
転写体積は含有量の増加に伴って減少し、特に含有量が
40%を越え、金属ペースト14の粘度の増大につれて
急激に減少することを示している。
属ペースト14の粘度が増大すると、金属ペースト14
が粘性によって転写対象物の表面に沿って這い上る量が
少なくなるとともに、金属粉末を粘性によって転写対象
物の表面に付着した状態で保持することができなくなる
ことを示している。これに対し、金属粉末の含有量が1
0〜40%の範囲では、転写体積は含有量の増加ととも
に幾分減少するが、含有量自体の増加と合わせて考える
と転写される金属粉末そのものの量はある所定範囲内に
保たれていると考えてよい。
粉末の含有量が40%を越えると、接合部に供給される
金属粉末の全体量が減少することにより、接合不良の発
生率が急激に高くなっている。金属含有量が10%に満
たない場合にも同様に接合不良の発生率が高くなってい
るが、これは金属含有量が少ない場合には、金属ペース
ト14そのものの転写量としては十分な量が確保される
ものの、その中に含有される金属粉末の量自体が少ない
ことによるものである。これに対し、含有量が10〜4
0%の範囲では、金属粉末が必要十分な量だけ供給され
るため、接合不良の発生率をきわめて低く保つことがで
きる。
粉末を含有させて成る金属ペーストにおいて、金属含有
量を体積比で10〜40%の範囲内に設定することによ
り、転写時の転写体積を確保することができ、接合不良
を減少させることができる。
粉末の含有量を体積比で10〜40%の範囲内とするこ
とにより、転写時の転写体積を確保することができる。
したがって接合部には十分な量の金属粉末が供給され、
接合部を有効に補強するとともに十分な導通を確保して
接合不良を減少させることができる。
の転写部の部分断面図
載装置の転写部の拡大断面図 (b)本発明の一実施の形態の半田ボールの移載装置の
転写部の拡大断面図
図 (b)本発明の一実施の形態の基板の部分断面図 (c)本発明の一実施の形態の基板の部分断面図
半田バンプ形成の工程説明図 (b)本発明の一実施の形態のピン転写による半田バン
プ形成の工程説明図
半田バンプ形成の工程説明図 (b)本発明の一実施の形態のピン転写による半田バン
プ形成の工程説明図 (c)本発明の一実施の形態のピン転写による半田バン
プ形成の工程説明図 (d)本発明の一実施の形態のピン転写による半田バン
プ形成の工程説明図 (e)本発明の一実施の形態のピン転写による半田バン
プ形成の工程説明図
属ペーストの粘度との関係を示すグラフ (b)本発明の一実施の形態の金属含有量と転写体積と
の関係を示すグラフ (c)本発明の一実施の形態の金属含有量と接合不良発
生率との関係を示すグラフ
Claims (4)
- 【請求項1】導電性で半田濡れ性の良い金属粉末をフラ
ックスに含有させて成り、接合部に転写により供給され
る転写用の金属ペーストであって、前記金属粉末の含有
量が、金属ペーストに対する体積比で10〜40%の範
囲内であることを特徴とする転写用の金属ペースト。 - 【請求項2】前記金属粉末に、非球状の形状の粉末を含
むことを特徴とする請求項1記載の転写用の金属ペース
ト。 - 【請求項3】導電性ボールに請求項1または2記載の転
写用の金属ペーストを転写により塗布する工程と、前記
金属ペーストが塗布された導電性ボールをワークの電極
上に移載する工程と、前記導電性ボールが移載されたワ
ークを加熱することにより、前記導電性ボールを前記電
極に接合してバンプを形成することを特徴とするバンプ
形成方法。 - 【請求項4】ワークの電極に請求項1または2記載の転
写用の金属ペーストを転写により塗布する工程と、この
金属ペーストが塗布された電極上に導電性ボールを移載
する工程と、前記導電性ボールが移載されたワークを加
熱することにより、前記導電性ボールを前記電極に接合
してバンプを形成することを特徴とするバンプ形成方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20156698A JP3565028B2 (ja) | 1998-07-16 | 1998-07-16 | 転写用の金属ペーストおよびバンプ形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP20156698A JP3565028B2 (ja) | 1998-07-16 | 1998-07-16 | 転写用の金属ペーストおよびバンプ形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000031210A true JP2000031210A (ja) | 2000-01-28 |
JP3565028B2 JP3565028B2 (ja) | 2004-09-15 |
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ID=16443191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20156698A Expired - Lifetime JP3565028B2 (ja) | 1998-07-16 | 1998-07-16 | 転写用の金属ペーストおよびバンプ形成方法 |
Country Status (1)
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007055410A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for soldering electronic component and soldering structure of electronic component |
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US8083121B2 (en) | 2004-11-04 | 2011-12-27 | Panasonic Corporation | Paste for soldering and soldering method using the same |
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WO2020079797A1 (ja) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | 株式会社Fuji | 成膜装置 |
WO2022266839A1 (zh) * | 2021-06-22 | 2022-12-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种助焊剂、基板及其制作方法、装置 |
-
1998
- 1998-07-16 JP JP20156698A patent/JP3565028B2/ja not_active Expired - Lifetime
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