JP2002158247A - 半田バンプの形成方法 - Google Patents
半田バンプの形成方法Info
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/11—Manufacturing methods
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数種類の半田バンプを同一ワークの異なる
電極上に同一形成過程で形成することができる半田バン
プの形成方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 組成が異なる複数種類の半田バンプを半
導体素子１の異なる電極２ａ，２ｂ上に同一形成過程で
形成する半田バンプの形成方法において、内側の電極２
ａ上には予め低融点化元素を含む半田ペースト４Ａを塗
布しておき、全ての電極２ａ，２ｂに高融点型半田の半
田ボール７を供給する。リフローにおいて、電極２ａ上
では半田ボール７が溶融した溶融半田中に半田ペースト
４Ａの低融点化元素が溶け込んで一体化し低融点型の半
田バンプ９Ａが、電極２ｂ上では高融点型半田の半田バ
ンプ９Ｂが形成される。
電極上に同一形成過程で形成することができる半田バン
プの形成方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 組成が異なる複数種類の半田バンプを半
導体素子１の異なる電極２ａ，２ｂ上に同一形成過程で
形成する半田バンプの形成方法において、内側の電極２
ａ上には予め低融点化元素を含む半田ペースト４Ａを塗
布しておき、全ての電極２ａ，２ｂに高融点型半田の半
田ボール７を供給する。リフローにおいて、電極２ａ上
では半田ボール７が溶融した溶融半田中に半田ペースト
４Ａの低融点化元素が溶け込んで一体化し低融点型の半
田バンプ９Ａが、電極２ｂ上では高融点型半田の半田バ
ンプ９Ｂが形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品の外部接
続用の複数の電極上に半田バンプを形成する半田バンプ
の形成方法に関するものである。
続用の複数の電極上に半田バンプを形成する半田バンプ
の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子部品の基板への実装には、半田バン
プによる方法が広く用いられている。この方法は電子部
品に予め半田の突出電極である半田バンプを形成してお
き、この半田バンプを基板の回路電極に半田接合するも
のである。近年鉛による環境汚染防止の観点から、従来
用いられていたスズ・鉛系の半田に替えて、鉛を成分と
して含まない鉛フリー型の半田が用いられるようになっ
ており、半田バンプ形成にもこのタイプの半田が採用さ
れるようになっている。
プによる方法が広く用いられている。この方法は電子部
品に予め半田の突出電極である半田バンプを形成してお
き、この半田バンプを基板の回路電極に半田接合するも
のである。近年鉛による環境汚染防止の観点から、従来
用いられていたスズ・鉛系の半田に替えて、鉛を成分と
して含まない鉛フリー型の半田が用いられるようになっ
ており、半田バンプ形成にもこのタイプの半田が採用さ
れるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この鉛
フリー型の半田を半田バンプ形成に用いた場合には、以
下に説明するような不具合が生じていた。一般に鉛フリ
ー型の半田は、従来のスズ・鉛の共晶半田と比較して融
点が高く、電子部品の耐熱温度と充分な温度差を確保す
ることが難しい。また鉛フリー型半田は、接合信頼性が
確保されるような組成にすると融点が高くなり、融点が
低くなるような組成を選択すると接合後の信頼性が低下
するという特性がある。
フリー型の半田を半田バンプ形成に用いた場合には、以
下に説明するような不具合が生じていた。一般に鉛フリ
ー型の半田は、従来のスズ・鉛の共晶半田と比較して融
点が高く、電子部品の耐熱温度と充分な温度差を確保す
ることが難しい。また鉛フリー型半田は、接合信頼性が
確保されるような組成にすると融点が高くなり、融点が
低くなるような組成を選択すると接合後の信頼性が低下
するという特性がある。
【０００４】すなわちリフロー時の電子部品の焼損を防
止する目的で低融点型の半田によって半田バンプを形成
すると実装後の信頼性に難点があるため、電子部品の外
周部などリフローにおいて溶融しやすい部分には高融点
型の半田を用いて半田バンプを、また内側部分など溶融
しにくい部分には低融点型の半田を用いて半田バンプを
形成することにより、接合信頼性と融点温度との相克を
解決しようとする試みがなされている。しかしながら、
このような組成が異なる複数種類の半田バンプを同一ワ
ークに効率よく形成する技術は従来確立されておらず、
このような要請を実現できる新技術が望まれていた。
止する目的で低融点型の半田によって半田バンプを形成
すると実装後の信頼性に難点があるため、電子部品の外
周部などリフローにおいて溶融しやすい部分には高融点
型の半田を用いて半田バンプを、また内側部分など溶融
しにくい部分には低融点型の半田を用いて半田バンプを
形成することにより、接合信頼性と融点温度との相克を
解決しようとする試みがなされている。しかしながら、
このような組成が異なる複数種類の半田バンプを同一ワ
ークに効率よく形成する技術は従来確立されておらず、
このような要請を実現できる新技術が望まれていた。
【０００５】そこで本発明は、複数種類の半田バンプを
同一ワークの異なる電極上に同一形成過程で形成するこ
とができる半田バンプの形成方法を提供することを目的
とする。
同一ワークの異なる電極上に同一形成過程で形成するこ
とができる半田バンプの形成方法を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の半田バン
プの形成方法は、半田ボールを使用して少なくとも組成
が異なる複数種類の半田バンプを同一ワークの異なる電
極上に形成する半田バンプの形成方法であって、前記ワ
ークの複数の電極のうち特定部分の電極に前記半田ボー
ルとは異なる半田組成成分を含んだ半田ペーストを塗布
するペースト塗布工程と、ワークの全ての電極に同一組
成の半田の半田ボールを供給するボール供給工程と、ワ
ークを加熱して全ての半田ボールを溶融させることによ
り溶融半田中に前記半田ペーストの半田組成成分を溶け
込ませて一体化させる溶融工程と、溶融半田を冷却して
固化させる固化工程とを含む。
プの形成方法は、半田ボールを使用して少なくとも組成
が異なる複数種類の半田バンプを同一ワークの異なる電
極上に形成する半田バンプの形成方法であって、前記ワ
ークの複数の電極のうち特定部分の電極に前記半田ボー
ルとは異なる半田組成成分を含んだ半田ペーストを塗布
するペースト塗布工程と、ワークの全ての電極に同一組
成の半田の半田ボールを供給するボール供給工程と、ワ
ークを加熱して全ての半田ボールを溶融させることによ
り溶融半田中に前記半田ペーストの半田組成成分を溶け
込ませて一体化させる溶融工程と、溶融半田を冷却して
固化させる固化工程とを含む。
【０００７】請求項２記載の半田バンプの形成方法は、
請求項１記載の半田バンプの形成方法であって、前記特
定部分が複数種類存在し、各種類ごとに前記ペースト塗
布工程を反復して行う。
請求項１記載の半田バンプの形成方法であって、前記特
定部分が複数種類存在し、各種類ごとに前記ペースト塗
布工程を反復して行う。
【０００８】請求項３記載の半田バンプの形成方法は、
請求項１記載の半田バンプの形成方法であって、前記半
田ペーストが塗布される特定部分の電極の寸法は他の電
極の寸法よりも大きい。
請求項１記載の半田バンプの形成方法であって、前記半
田ペーストが塗布される特定部分の電極の寸法は他の電
極の寸法よりも大きい。
【０００９】請求項４記載の半田バンプの形成方法は、
半田ボールを使用して少なくとも組成が異なる複数種類
の半田バンプを同一ワークの異なる電極上に形成する半
田バンプの形成方法であって、同一組成の半田の複数の
半田ボールを保持ツールによって保持する工程と、前記
保持ツールに保持された複数の半田ボールのうち特定部
分の半田ボールにこの半田ボールとは異なる半田組成成
分を含んだ半田ペーストを塗布する工程と、半田ペース
トが塗布された半田ボールを含む保持ツールに保持され
た全ての半田ボールを前記ワークの電極に供給する工程
と、ワークを加熱して全ての半田ボールを溶融させるこ
とにより溶融半田中に前記半田組成成分を溶け込ませて
一体化させる溶融工程と、溶融半田を冷却して固化させ
る固化工程とを含む。
半田ボールを使用して少なくとも組成が異なる複数種類
の半田バンプを同一ワークの異なる電極上に形成する半
田バンプの形成方法であって、同一組成の半田の複数の
半田ボールを保持ツールによって保持する工程と、前記
保持ツールに保持された複数の半田ボールのうち特定部
分の半田ボールにこの半田ボールとは異なる半田組成成
分を含んだ半田ペーストを塗布する工程と、半田ペース
トが塗布された半田ボールを含む保持ツールに保持され
た全ての半田ボールを前記ワークの電極に供給する工程
と、ワークを加熱して全ての半田ボールを溶融させるこ
とにより溶融半田中に前記半田組成成分を溶け込ませて
一体化させる溶融工程と、溶融半田を冷却して固化させ
る固化工程とを含む。
【００１０】請求項５記載の半田バンプの形成方法は、
請求項４記載の半田バンプの形成方法であって、前記半
田ペーストが塗布された半田ボールが供給される電極の
寸法は半田ペーストが塗布されていない半田ボールが供
給される電極の寸法よりも大きい。
請求項４記載の半田バンプの形成方法であって、前記半
田ペーストが塗布された半田ボールが供給される電極の
寸法は半田ペーストが塗布されていない半田ボールが供
給される電極の寸法よりも大きい。
【００１１】各請求項記載の発明によれば、複数種類の
半田バンプを同一ワークの異なる電極上に形成するに際
し、ワークの電極に半田ボールを供給するとともに特定
部分の電極または半田ボールに、この半田ボールとは異
なる半田組成成分を含んだペーストを供給し半田ボール
が溶融した溶融半田中に半田組成成分を溶け込ませて一
体化させることにより、組成が異なる複数種類の半田バ
ンプを同一形成過程で形成することができる。
半田バンプを同一ワークの異なる電極上に形成するに際
し、ワークの電極に半田ボールを供給するとともに特定
部分の電極または半田ボールに、この半田ボールとは異
なる半田組成成分を含んだペーストを供給し半田ボール
が溶融した溶融半田中に半田組成成分を溶け込ませて一
体化させることにより、組成が異なる複数種類の半田バ
ンプを同一形成過程で形成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１、図２、図
３は本発明の実施の形態１の半田バンプの形成方法の工
程説明図である。本実施の形態１では、ワークである半
導体素子の外部接続用の電極に半田バンプを形成するこ
とにより電子部品を製造するものであり、溶融温度が異
なる２種類の半田バンプを同一半導体素子の異なる電極
上に同一形成過程で形成するようにしている。すなわ
ち、半導体素子の電極のうち、外周部分には高融点型の
半田によって、また半導体素子の内側部分には低融点型
の半田によって半田バンプを形成する。
３は本発明の実施の形態１の半田バンプの形成方法の工
程説明図である。本実施の形態１では、ワークである半
導体素子の外部接続用の電極に半田バンプを形成するこ
とにより電子部品を製造するものであり、溶融温度が異
なる２種類の半田バンプを同一半導体素子の異なる電極
上に同一形成過程で形成するようにしている。すなわ
ち、半導体素子の電極のうち、外周部分には高融点型の
半田によって、また半導体素子の内側部分には低融点型
の半田によって半田バンプを形成する。
【００１３】図１（ａ）において半導体素子１には半田
バンプ形成用の電極２が形成されている。次にこれらの
電極２のうち低融点型半田によって半田バンプが形成さ
れる特定部分の電極２ａ（内側部分の電極）には半田ボ
ールとは異なる半田組成成分を含んだ半田ペースト４Ａ
が印刷される。なお、本明細書の以下の記述において、
電極２を位置やサイズによって区別する必要がある場合
のみ、異なる符号（２ａ，２ｂなど）を用いて記述し、
区別する必要がない場合には、電極２と総称する。
バンプ形成用の電極２が形成されている。次にこれらの
電極２のうち低融点型半田によって半田バンプが形成さ
れる特定部分の電極２ａ（内側部分の電極）には半田ボ
ールとは異なる半田組成成分を含んだ半田ペースト４Ａ
が印刷される。なお、本明細書の以下の記述において、
電極２を位置やサイズによって区別する必要がある場合
のみ、異なる符号（２ａ，２ｂなど）を用いて記述し、
区別する必要がない場合には、電極２と総称する。
【００１４】まず図１（ｂ）に示すように、電極２ａの
位置にのみパターン孔３ａが形成されたステンシルマス
ク３を装着し、ステンシルマスク３上に低融点化元素を
多く含む半田ペースト４Ａ（例えば半田組成成分がＳｎ
−（５０〜９０ｗｔ％）Ｂｉ）を供給した後に、スキー
ジ５をステンシルマスク３上面に沿って摺動させること
により、電極２ａ上には低融点化元素を多く含む半田ペ
ースト４Ａが印刷される。なお電極６上に半田ペースト
４Ａを印刷によって供給する代わりに、ディスペンサな
どを用いて個別に塗布するようにしてもよい。
位置にのみパターン孔３ａが形成されたステンシルマス
ク３を装着し、ステンシルマスク３上に低融点化元素を
多く含む半田ペースト４Ａ（例えば半田組成成分がＳｎ
−（５０〜９０ｗｔ％）Ｂｉ）を供給した後に、スキー
ジ５をステンシルマスク３上面に沿って摺動させること
により、電極２ａ上には低融点化元素を多く含む半田ペ
ースト４Ａが印刷される。なお電極６上に半田ペースト
４Ａを印刷によって供給する代わりに、ディスペンサな
どを用いて個別に塗布するようにしてもよい。
【００１５】次いで半田ペースト４Ａが印刷された半導
体素子１の各電極２上には、同一組成、同一種類の半田
ボール７が供給される。図１（ｃ）に示すように、高融
点型半田（Ｓｎ−（２〜５ｗｔ％）Ａｇ−（０〜１ｗｔ
％）Ｃｕ−（０〜１ｗｔ％）Ｂｉ（融点約２２０℃））
で形成された半田ボール７を保持ツールとしての搭載ツ
ール６によって保持し、半田ボール７の下端部にフラッ
クス８を転写により塗布した後に、半導体素子１の各電
極２に半田ボール７を位置合わせする。そして搭載ツー
ル６を半導体素子１に対して下降させることにより、半
田ボール７は半田ペースト４Ａが塗布された電極２ａ上
および半田ペースト４Ａが塗布されていない電極２ｂ上
に着地する。
体素子１の各電極２上には、同一組成、同一種類の半田
ボール７が供給される。図１（ｃ）に示すように、高融
点型半田（Ｓｎ−（２〜５ｗｔ％）Ａｇ−（０〜１ｗｔ
％）Ｃｕ−（０〜１ｗｔ％）Ｂｉ（融点約２２０℃））
で形成された半田ボール７を保持ツールとしての搭載ツ
ール６によって保持し、半田ボール７の下端部にフラッ
クス８を転写により塗布した後に、半導体素子１の各電
極２に半田ボール７を位置合わせする。そして搭載ツー
ル６を半導体素子１に対して下降させることにより、半
田ボール７は半田ペースト４Ａが塗布された電極２ａ上
および半田ペースト４Ａが塗布されていない電極２ｂ上
に着地する。
【００１６】次に半田ボール７が搭載された半導体素子
１はリフロー工程に送られる。そして図２（ａ）に示す
ように、加熱されることにより全ての電極２上で半田バ
ンプ７が溶融し、電極２と半田接合される。このとき、
半田ペースト４Ａが塗布された電極２ａ上では、高融点
型半田より成る半田ボール７が溶融した溶融半田中に半
田ペースト４Ａの半田組成成分が溶け込み一体化する。
そしてこの後冷却されることにより溶融半田が固化す
る。
１はリフロー工程に送られる。そして図２（ａ）に示す
ように、加熱されることにより全ての電極２上で半田バ
ンプ７が溶融し、電極２と半田接合される。このとき、
半田ペースト４Ａが塗布された電極２ａ上では、高融点
型半田より成る半田ボール７が溶融した溶融半田中に半
田ペースト４Ａの半田組成成分が溶け込み一体化する。
そしてこの後冷却されることにより溶融半田が固化す
る。
【００１７】これにより、半田ペースト４Ａが予め塗布
された電極２ａ上では、高融点型半田にＢｉなどの低融
点化元素が溶け込み、低融点型半田の半田バンプ９Ａが
形成される。そして外周部の電極２ｂ上では、高融点型
半田より成る半田ボール７がそのまま電極２ｂに半田接
合され、高融点型半田の半田バンプ９Ｂが形成される。
すなわち、上述の半田バンプ形成方法は、少なくとも組
成が異なる複数種類の半田バンプを同一ワークの異なる
電極上に同一過程、すなわち同一リフロー工程にて形成
する形態となっている。
された電極２ａ上では、高融点型半田にＢｉなどの低融
点化元素が溶け込み、低融点型半田の半田バンプ９Ａが
形成される。そして外周部の電極２ｂ上では、高融点型
半田より成る半田ボール７がそのまま電極２ｂに半田接
合され、高融点型半田の半田バンプ９Ｂが形成される。
すなわち、上述の半田バンプ形成方法は、少なくとも組
成が異なる複数種類の半田バンプを同一ワークの異なる
電極上に同一過程、すなわち同一リフロー工程にて形成
する形態となっている。
【００１８】また図３（ａ）に示すように、半田ペース
ト４Ａが塗布される電極２’ａの寸法を、半田ペースト
４Ａが塗布されない他の電極２ｂの寸法よりも大きく設
定してもよい。これにより図３（ｂ），（ｃ）に示すよ
うに、電極２’ａ上で半田ボール７と半田ペースト４Ａ
が溶融し一体化して形成される半田バンプ９Ａの高さ
と、電極２ｂ上で形成される半田バンプ９Ｂの高さを、
ほぼ同一の高さＨにそろえることができる。
ト４Ａが塗布される電極２’ａの寸法を、半田ペースト
４Ａが塗布されない他の電極２ｂの寸法よりも大きく設
定してもよい。これにより図３（ｂ），（ｃ）に示すよ
うに、電極２’ａ上で半田ボール７と半田ペースト４Ａ
が溶融し一体化して形成される半田バンプ９Ａの高さ
と、電極２ｂ上で形成される半田バンプ９Ｂの高さを、
ほぼ同一の高さＨにそろえることができる。
【００１９】すなわち、同一面積の電極上で異なる体積
の溶融半田が固化した場合には、一般に高さの異なる半
田バンプが形成されるが、図３に示す例のように半田ペ
ースト４Ａの半田成分だけ半田体積が増加している電極
２’ａについては、電極サイズＳを他の電極より大きく
設定することにより、半田体積差に起因する半田バンプ
高さのばらつきを減少させることができる。
の溶融半田が固化した場合には、一般に高さの異なる半
田バンプが形成されるが、図３に示す例のように半田ペ
ースト４Ａの半田成分だけ半田体積が増加している電極
２’ａについては、電極サイズＳを他の電極より大きく
設定することにより、半田体積差に起因する半田バンプ
高さのばらつきを減少させることができる。
【００２０】またこのようにサイズの大きい電極２’ａ
を用いる場合には、図３（ｄ）に示すようにステンシル
マスク３の電極２’ａに対応したパターン孔３’ａの開
孔サイズＢを電極２’ａよりも小さく設定してもよい。
これにより、図３（ｅ）に示すように半田ペースト４Ａ
を印刷した後半田ボール７の搭載時に、半田ペースト４
Ａが電極２’ａ上からはみ出して、隣接電極とつながっ
て半田ブリッジを形成することによる不具合を防止する
ことができる。
を用いる場合には、図３（ｄ）に示すようにステンシル
マスク３の電極２’ａに対応したパターン孔３’ａの開
孔サイズＢを電極２’ａよりも小さく設定してもよい。
これにより、図３（ｅ）に示すように半田ペースト４Ａ
を印刷した後半田ボール７の搭載時に、半田ペースト４
Ａが電極２’ａ上からはみ出して、隣接電極とつながっ
て半田ブリッジを形成することによる不具合を防止する
ことができる。
【００２１】（実施の形態２）図４は本発明の実施の形
態２の半田バンプの形成方法の工程説明図である。本実
施の形態２は、溶融温度が異なる３種類の半田バンプを
同一形成過程で形成するものである。
態２の半田バンプの形成方法の工程説明図である。本実
施の形態２は、溶融温度が異なる３種類の半田バンプを
同一形成過程で形成するものである。
【００２２】図４（ａ）において、半導体素子１１には
電極２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）が形成されてい
る。これらの電極のうち、２種類の特定部分の電極（中
央に位置する電極２０ａ、電極２０ａの外側に位置する
電極２０ｂ）には、それぞれ異なる種類の半田ペースト
が塗布される。まず電極２０ａにはディスペンサ１０Ａ
によって低融化元素を多く含む半田ペースト４Ａ（半田
組成成分がＳｎ−（５０〜９０ｗｔ％）Ｂｉ）が塗布さ
れる。次に図４（ｂ）に示すように、電極２０ｂにはデ
ィスペンサ１０Ｂによって半田ペースト４Ａとは異なる
組成の半田の半田ペースト４Ｂが塗布される。半田ペー
スト４Ｂは、低融点化元素の含有量を半田ペースト４Ａ
よりも少なくした組成となっている。ここで電極２０ｂ
の外側の電極２０ｃには、半田ペースト４Ｂの塗布は行
われない。
電極２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）が形成されてい
る。これらの電極のうち、２種類の特定部分の電極（中
央に位置する電極２０ａ、電極２０ａの外側に位置する
電極２０ｂ）には、それぞれ異なる種類の半田ペースト
が塗布される。まず電極２０ａにはディスペンサ１０Ａ
によって低融化元素を多く含む半田ペースト４Ａ（半田
組成成分がＳｎ−（５０〜９０ｗｔ％）Ｂｉ）が塗布さ
れる。次に図４（ｂ）に示すように、電極２０ｂにはデ
ィスペンサ１０Ｂによって半田ペースト４Ａとは異なる
組成の半田の半田ペースト４Ｂが塗布される。半田ペー
スト４Ｂは、低融点化元素の含有量を半田ペースト４Ａ
よりも少なくした組成となっている。ここで電極２０ｂ
の外側の電極２０ｃには、半田ペースト４Ｂの塗布は行
われない。
【００２３】この後、電極２０ａ，２０ｂ上にそれぞれ
半田ペースト４Ａ、４Ｂが塗布された半導体素子１１に
対して、半田ボール７が供給される。図４（ｃ）に示す
ように、同一組成の高融点型半田で形成された半田ボー
ル７を保持した搭載ツール６０を半導体素子１１上に移
動させ、電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃに半田ボール７を
位置合わせする。そして搭載ツール６０を半導体素子１
１に対して下降させることにより、半田ボール７は半田
ペースト４Ａが塗布された電極２０ａ、半田ペースト４
Ｂが塗布された電極２０ｂおよび電極２０ｃ上に着地す
る。
半田ペースト４Ａ、４Ｂが塗布された半導体素子１１に
対して、半田ボール７が供給される。図４（ｃ）に示す
ように、同一組成の高融点型半田で形成された半田ボー
ル７を保持した搭載ツール６０を半導体素子１１上に移
動させ、電極２０ａ，２０ｂ，２０ｃに半田ボール７を
位置合わせする。そして搭載ツール６０を半導体素子１
１に対して下降させることにより、半田ボール７は半田
ペースト４Ａが塗布された電極２０ａ、半田ペースト４
Ｂが塗布された電極２０ｂおよび電極２０ｃ上に着地す
る。
【００２４】この後実施の形態１と同様に、半導体素子
１１はリフロー工程に送られ（図２参照）、加熱される
ことにより半田ボール７が溶融し、電極２０ａ，２０
ｂ，２０ｃと半田接合される。このとき、電極２０ａ上
では実施の形態１と同様に低融点型半田の半田バンプ１
９Ａが形成される。そして電極２０ｂ上では、高融点型
半田より成る半田ボール７と半田ペースト４Ｂ中の半田
成分が溶融して電極２０ｂに半田接合され、半田バンプ
１９Ｂが形成される。半田ペースト４Ｂは低融点化元素
の含有量が半田ペースト４Ａよりも少ないことから、半
田バンプ１９Ｂの融点温度は半田バンプ１９Ａの融点温
度よりも高くなる。また電極２０ｃ上では、半田ボール
７がそのまま溶融して半田接合され、融点温度が半田バ
ンプ１９Ｂよりも更に高い高融点型の半田バンプ１９Ｃ
が形成される。
１１はリフロー工程に送られ（図２参照）、加熱される
ことにより半田ボール７が溶融し、電極２０ａ，２０
ｂ，２０ｃと半田接合される。このとき、電極２０ａ上
では実施の形態１と同様に低融点型半田の半田バンプ１
９Ａが形成される。そして電極２０ｂ上では、高融点型
半田より成る半田ボール７と半田ペースト４Ｂ中の半田
成分が溶融して電極２０ｂに半田接合され、半田バンプ
１９Ｂが形成される。半田ペースト４Ｂは低融点化元素
の含有量が半田ペースト４Ａよりも少ないことから、半
田バンプ１９Ｂの融点温度は半田バンプ１９Ａの融点温
度よりも高くなる。また電極２０ｃ上では、半田ボール
７がそのまま溶融して半田接合され、融点温度が半田バ
ンプ１９Ｂよりも更に高い高融点型の半田バンプ１９Ｃ
が形成される。
【００２５】すなわち本実施の形態２は、半導体素子１
１の電極２０に複数種類の特定部分の電極２０ａ，２０
ｂが存在し、各種類ごとに半田ペーストを塗布するペー
スト塗布工程を反復して行う形態となっている。なお、
電極２０ｂに半田ペーストを塗布する際に、半田ペース
ト４Ａと同一組成のものを用い、塗布量を変えて塗布す
るようにしてもよい。この方法によっても、リフロー後
に形成される半田バンプ１９Ｂの融点温度を半田バンプ
１９Ａと異なったものとすることができる。
１の電極２０に複数種類の特定部分の電極２０ａ，２０
ｂが存在し、各種類ごとに半田ペーストを塗布するペー
スト塗布工程を反復して行う形態となっている。なお、
電極２０ｂに半田ペーストを塗布する際に、半田ペース
ト４Ａと同一組成のものを用い、塗布量を変えて塗布す
るようにしてもよい。この方法によっても、リフロー後
に形成される半田バンプ１９Ｂの融点温度を半田バンプ
１９Ａと異なったものとすることができる。
【００２６】（実施の形態３）図５は、本発明の実施の
形態３の半田バンプの形成方法の工程説明図である。本
実施の形態３は、実施の形態１と同様に、半導体素子１
の電極２に溶融温度が異なる２種類の半田バンプを同一
形成過程で形成するものであり、半田バンプ形成用に電
極上に供給される半田ボールのうち、特定の半田ボール
に当該半田ボールが供給される電極上に形成される半田
バンプの半田組成成分を含んだ半田ペーストを塗布する
ようにしている。
形態３の半田バンプの形成方法の工程説明図である。本
実施の形態３は、実施の形態１と同様に、半導体素子１
の電極２に溶融温度が異なる２種類の半田バンプを同一
形成過程で形成するものであり、半田バンプ形成用に電
極上に供給される半田ボールのうち、特定の半田ボール
に当該半田ボールが供給される電極上に形成される半田
バンプの半田組成成分を含んだ半田ペーストを塗布する
ようにしている。
【００２７】図５（ａ）において、搭載ツール６には同
一組成の高融点型半田で形成された半田ボール７が保持
されている。半田ボール７のうち、低融点型半田の半田
バンプが形成される電極２ａに対応した半田ボール７に
は、予め下端部に半田ペースト４Ａが塗布されている。
半田ペースト４Ａは実施の形態１にて示すものと同様で
ある。また、半導体素子１の電極２ａ，２ｂ上には、フ
ラックス８が塗布されている。
一組成の高融点型半田で形成された半田ボール７が保持
されている。半田ボール７のうち、低融点型半田の半田
バンプが形成される電極２ａに対応した半田ボール７に
は、予め下端部に半田ペースト４Ａが塗布されている。
半田ペースト４Ａは実施の形態１にて示すものと同様で
ある。また、半導体素子１の電極２ａ，２ｂ上には、フ
ラックス８が塗布されている。
【００２８】次いで、搭載ツール６を半導体素子１に対
して下降させることにより、保持した半田ボール７をフ
ラックスが塗布された電極２ａ，２ｂに着地させる。こ
れにより、半田ペースト４Ａが塗布された半田ボール７
は電極２ａ上に、また半田ペースト４Ａが塗布されてい
ない半田ボール７は電極２ｂ上に供給される。
して下降させることにより、保持した半田ボール７をフ
ラックスが塗布された電極２ａ，２ｂに着地させる。こ
れにより、半田ペースト４Ａが塗布された半田ボール７
は電極２ａ上に、また半田ペースト４Ａが塗布されてい
ない半田ボール７は電極２ｂ上に供給される。
【００２９】この後実施の形態１と同様に半導体素子１
はリフロー工程に送られ（図２参照）、加熱されること
により半田ボール７が溶融し、電極２と半田接合され
る。このとき、電極２ａ上では実施の形態１と同様に低
融点型半田の半田バンプ９Ａが形成される。そして外周
部の電極２ｂ上では、高融点型半田より成る半田ボール
７が溶融して電極２ｂに半田接合され、高融点型の半田
バンプ９Ｂが形成される。
はリフロー工程に送られ（図２参照）、加熱されること
により半田ボール７が溶融し、電極２と半田接合され
る。このとき、電極２ａ上では実施の形態１と同様に低
融点型半田の半田バンプ９Ａが形成される。そして外周
部の電極２ｂ上では、高融点型半田より成る半田ボール
７が溶融して電極２ｂに半田接合され、高融点型の半田
バンプ９Ｂが形成される。
【００３０】なお、実施の形態１の図３（ａ）に示す例
と同様に、半田ペースト４Ａが塗布された半田ボール７
が着地する電極２ａの寸法を、他の電極の寸法よりも大
きく設定してもよい。これにより実施の形態１に示す例
と同様に、半田ボール７と電２ａ極上の半田ペースト４
Ａが溶融して一体化し固化して形成される半田バンプの
高さを他の半田バンプと均一にそろえることができる。
と同様に、半田ペースト４Ａが塗布された半田ボール７
が着地する電極２ａの寸法を、他の電極の寸法よりも大
きく設定してもよい。これにより実施の形態１に示す例
と同様に、半田ボール７と電２ａ極上の半田ペースト４
Ａが溶融して一体化し固化して形成される半田バンプの
高さを他の半田バンプと均一にそろえることができる。
【００３１】上記説明したように、各実施の形態に示す
半田バンプ形成方法は、複数種類の半田バンプを同一ワ
ークの異なる電極上に形成するに際し、ワークの電極に
半田ボールを供給するとともに特定部分の電極または半
田ボールに半田ボールと異なる半田組成成分を含んだペ
ーストを供給し半田ボールが溶融した溶融半田中に半田
組成成分を溶け込ませて一体化させることにより、組成
が異なる複数種類の半田バンプを同一形成過程（同一リ
フロー工程）で形成するものである。
半田バンプ形成方法は、複数種類の半田バンプを同一ワ
ークの異なる電極上に形成するに際し、ワークの電極に
半田ボールを供給するとともに特定部分の電極または半
田ボールに半田ボールと異なる半田組成成分を含んだペ
ーストを供給し半田ボールが溶融した溶融半田中に半田
組成成分を溶け込ませて一体化させることにより、組成
が異なる複数種類の半田バンプを同一形成過程（同一リ
フロー工程）で形成するものである。
【００３２】この半田バンプ形成方法を用いることによ
り、半導体素子の外部接続用電極に半田バンプを形成し
て成る電子部品の製造において、同一半導体素子の角部
に位置する半田バンプを高融点型半田で、内側部に位置
する半田バンプを低融点型半田で形成することができ
る。そしてこのようにして製造された電子部品を半田バ
ンプを半田接合することにより基板に実装した電子部品
の実装構造では、リフロー時の伝熱状態の悪い内側部分
の半田バンプには低融点型半田を用いていることから、
電子部品の耐熱温度よりも低い温度で半田バンプを確実
に溶融させ、電子部品の電極を基板に導通させることが
できる。
り、半導体素子の外部接続用電極に半田バンプを形成し
て成る電子部品の製造において、同一半導体素子の角部
に位置する半田バンプを高融点型半田で、内側部に位置
する半田バンプを低融点型半田で形成することができ
る。そしてこのようにして製造された電子部品を半田バ
ンプを半田接合することにより基板に実装した電子部品
の実装構造では、リフロー時の伝熱状態の悪い内側部分
の半田バンプには低融点型半田を用いていることから、
電子部品の耐熱温度よりも低い温度で半田バンプを確実
に溶融させ、電子部品の電極を基板に導通させることが
できる。
【００３３】また高融点型半田は伝熱条件の良好な角部
のバンプに用いられていることから、リフロー温度を過
度に高温に設定することなく確実に溶融させることがで
きる。そして高融点型半田は接合信頼性に優れているこ
とから、実装後のヒートサイクルによる熱応力が集中し
やすい電子部品の角部分の接合部の破断を防止すること
ができる。これにより、鉛フリー型半田の半田バンプを
用いて、実装後の信頼性を確保するという課題を実現す
ることができる。
のバンプに用いられていることから、リフロー温度を過
度に高温に設定することなく確実に溶融させることがで
きる。そして高融点型半田は接合信頼性に優れているこ
とから、実装後のヒートサイクルによる熱応力が集中し
やすい電子部品の角部分の接合部の破断を防止すること
ができる。これにより、鉛フリー型半田の半田バンプを
用いて、実装後の信頼性を確保するという課題を実現す
ることができる。
【００３４】また１回のリフロー工程で組成が異なる複
数種類のバンプを形成することができるので、バンプが
形成されるワークへの熱履歴（加熱回数）が増加するこ
とがない。さらに半田ペーストの組成を最終的に形成し
たいバンプの組成に応じて選択するので、半田ボールは
ベースとなる組成のものを一種類だけ準備しておけばよ
いので、半田ボールの在庫管理の負担を軽減することが
できる。
数種類のバンプを形成することができるので、バンプが
形成されるワークへの熱履歴（加熱回数）が増加するこ
とがない。さらに半田ペーストの組成を最終的に形成し
たいバンプの組成に応じて選択するので、半田ボールは
ベースとなる組成のものを一種類だけ準備しておけばよ
いので、半田ボールの在庫管理の負担を軽減することが
できる。
【００３５】各実施の形態において、低融点化元素とし
てＢｉを使用したが、Ｉｎ等他の低融点化元素を使用し
てもよい。さらには、特定部分の電極の融点を低融点と
する目的以外（例えば機械的性質の改善）の目的にも本
発明を適用することができる。
てＢｉを使用したが、Ｉｎ等他の低融点化元素を使用し
てもよい。さらには、特定部分の電極の融点を低融点と
する目的以外（例えば機械的性質の改善）の目的にも本
発明を適用することができる。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、複数種類の半田バンプ
を同一ワークの異なる電極上に形成するに際し、ワーク
の電極に半田ボールを供給するとともに特定部分の電極
または半田ボールに当該電極上に形成される半田バンプ
の半田組成成分を含んだペーストを供給し半田ボールが
溶融した溶融半田中に半田組成成分を溶け込ませて一体
化させるようにしたので、組成が異なる複数種類の半田
バンプを同一形成過程で形成することができる。
を同一ワークの異なる電極上に形成するに際し、ワーク
の電極に半田ボールを供給するとともに特定部分の電極
または半田ボールに当該電極上に形成される半田バンプ
の半田組成成分を含んだペーストを供給し半田ボールが
溶融した溶融半田中に半田組成成分を溶け込ませて一体
化させるようにしたので、組成が異なる複数種類の半田
バンプを同一形成過程で形成することができる。
【図１】本発明の実施の形態１の半田バンプの形成方法
の工程説明図
の工程説明図
【図２】本発明の実施の形態１の半田バンプの形成方法
の工程説明図
の工程説明図
【図３】本発明の実施の形態１の半田バンプの形成方法
の工程説明図
の工程説明図
【図４】本発明の実施の形態２の半田バンプの形成方法
の工程説明図
の工程説明図
【図５】本発明の実施の形態３の半田バンプの形成方法
の工程説明図
の工程説明図
１，１１ 半導体素子 ２，２ａ，２ｂ，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 電極 ４Ａ，４Ｂ 半田ペースト ６，６０ 搭載ヘッド ７ 半田ボール ９Ａ，９Ｂ，１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ 半田バンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 3/34 ５１２ Ｈ０１Ｌ 21/92 ６０４Ｅ ６０３Ｂ ６０４Ｈ
Claims (5)
- 【請求項１】半田ボールを使用して少なくとも組成が異
なる複数種類の半田バンプを同一ワークの異なる電極上
に形成する半田バンプの形成方法であって、前記ワーク
の複数の電極のうち特定部分の電極に前記半田ボールと
は異なる半田組成成分を含んだ半田ペーストを塗布する
ペースト塗布工程と、ワークの全ての電極に同一組成の
半田の半田ボールを供給するボール供給工程と、ワーク
を加熱して全ての半田ボールを溶融させることにより溶
融半田中に前記半田ペーストの半田組成成分を溶け込ま
せて一体化させる溶融工程と、溶融半田を冷却して固化
させる固化工程とを含むことを特徴とする半田バンプの
形成方法。 - 【請求項２】前記特定部分が複数種類存在し、各種類ご
とに前記ペースト塗布工程を反復して行うことを特徴と
する請求項１記載の半田バンプの形成方法。 - 【請求項３】前記半田ペーストが塗布される特定部分の
電極の寸法は他の電極の寸法よりも大きいことを特徴と
する請求項１記載の半田バンプの形成方法。 - 【請求項４】半田ボールを使用して少なくとも組成が異
なる複数種類の半田バンプを同一ワークの異なる電極上
に形成する半田バンプの形成方法であって、同一組成の
半田の複数の半田ボールを保持ツールによって保持する
工程と、前記保持ツールに保持された複数の半田ボール
のうち特定部分の半田ボールにこの半田ボールとは異な
る半田組成成分を含んだ半田ペーストを塗布する工程
と、半田ペーストが塗布された半田ボールを含む保持ツ
ールに保持された全ての半田ボールを前記ワークの電極
に供給する工程と、ワークを加熱して全ての半田ボール
を溶融させることにより溶融半田中に前記半田組成成分
を溶け込ませて一体化させる溶融工程と、溶融半田を冷
却して固化させる固化工程とを含むことを特徴とする半
田バンプの形成方法。 - 【請求項５】前記半田ペーストが塗布された半田ボール
が供給される電極の寸法は半田ペーストが塗布されてい
ない半田ボールが供給される電極の寸法よりも大きいこ
とを特徴とする請求項４記載の半田バンプの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000355409A JP3649116B2 (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 半田バンプの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000355409A JP3649116B2 (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 半田バンプの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002158247A true JP2002158247A (ja) | 2002-05-31 |
| JP3649116B2 JP3649116B2 (ja) | 2005-05-18 |
Family
ID=18827824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000355409A Expired - Fee Related JP3649116B2 (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 半田バンプの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3649116B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004059042A1 (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-15 | Ebara Corporation | 鉛フリーバンプおよびその形成方法 |
| JP2007123501A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Alps Electric Co Ltd | 半田端子の形成方法 |
| CN103000609A (zh) * | 2011-09-15 | 2013-03-27 | 复旦大学 | 凸点制作材料及凸点制备方法 |
-
2000
- 2000-11-22 JP JP2000355409A patent/JP3649116B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004059042A1 (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-15 | Ebara Corporation | 鉛フリーバンプおよびその形成方法 |
| JPWO2004059042A1 (ja) * | 2002-12-26 | 2006-04-27 | 株式会社荏原製作所 | 鉛フリーバンプおよびその形成方法 |
| KR101076819B1 (ko) | 2002-12-26 | 2011-10-25 | 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 | 납프리 범프 및 그 형성방법 및 납프리 범프 형성용 도금장치 |
| JP2007123501A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Alps Electric Co Ltd | 半田端子の形成方法 |
| CN103000609A (zh) * | 2011-09-15 | 2013-03-27 | 复旦大学 | 凸点制作材料及凸点制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3649116B2 (ja) | 2005-05-18 |
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