JP2016157766A - はんだバンプのリフロー方法 - Google Patents
はんだバンプのリフロー方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016157766A JP2016157766A JP2015033658A JP2015033658A JP2016157766A JP 2016157766 A JP2016157766 A JP 2016157766A JP 2015033658 A JP2015033658 A JP 2015033658A JP 2015033658 A JP2015033658 A JP 2015033658A JP 2016157766 A JP2016157766 A JP 2016157766A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- solder
- temperature
- workpiece
- solder bump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
Description
次に特許文献2に開示される方法の場合、減圧状態下ではんだ合金の溶融温度以上に昇温するため、ソルダペーストを用いた場合にはこれに含まれるフラックスが揮発し易くなり、はんだ合金の溶融性が低下する虞がある。
また、従来のはんだ合金内のボイドを脱泡する方法や特許文献1から特許文献3に開示される技術は、被接合部のはんだ接合時におけるボイド抑制に係るものであり、既に形成されたはんだバンプ内にボイドが発生している場合の対応方法については開示も示唆もされていない。
本実施形態のリフロー方法においては、先ずはんだバンプ20が形成された基板10を用意する。このような基板10の形成方法としては、例えばはんだ合金粉末およびフラックスを含むソルダペーストを基板10上に塗布してこれをリフローすることによりはんだバンプ20を形成する方法が挙げられる。なお、はんだバンプ20の形成方法としてはこれに限られず、基板上にはんだボールを搭載してリフローすることにより形成する方法等、基板10上にはんだバンプを形成することができればどのような方法であっても用いることができる。
なお、本実施形態においてはワークとして基板10を使用しているが、プリント基板、シリコンウエハ等、電子部品の搭載、実装に用いられる基材であればこれらに限らずワークとして使用することができる。
また前記ベース樹脂としては例えばロジン系樹脂、アクリル系樹脂等が、前記活性剤としては例えば有機酸、アミン類又はこれらのハロゲン化物等が挙げられる。またこれらに酸化防止剤、チキソ剤を添加したフラックスも好ましく用いられる。
サンプル量:約10mg、昇温速度:10℃/min、雰囲気:窒素
またはんだバンプ20へのフラックス30の塗布方法としては、はんだバンプ20の表面にフラックス30を塗布できれば特に限定されないが、例えば刷毛を使用した塗布方法、またはメタルマスク等を使用した塗布方法が好ましく用いられる。
基板10を収容した前記真空チャンバ内は第1の圧力(P1)となるよう調整される。なおこの調整にあたっては、例えば、一旦室温にて大気圧状態から真空引きを行い前記真空チャンバ内を真空状態とした後、窒素等の不活性ガス、水素等の還元性ガスを供給して第1の圧力(P1)とすることが好ましい。また第1の圧力(P1)は、大気圧近傍であることが好ましい。
また、本実施形態においては第1の圧力(P1)下での加熱を前記真空チャンバ内で行ったが、例えば第1の圧力(P1)下での加熱はリフロー装置の加熱ゾーンにて行い、その後に基板10を前記真空チャンバ内に収容するようにしても良い。
本実施形態では、図3に示す温度プロファイルがはんだ合金の液相温度近傍以上となった以降、即ち前記真空チャンバ内の温度(D)が前記はんだ合金の液相温度である220℃(D1)になった際に、前記真空チャンバ内の圧力を第1の圧力(P1)よりも低い第2の圧力(P2)まで減圧する。減圧の方法としては、例えば前記真空チャンバに備え付けたポンプ(図示せず)を用いて、前記真空チャンバから気体を排気する方法が挙げられる。なお、特に前記真空チャンバ内が液相温度以上となった以降に前記真空チャンバ内の圧力を第2の圧力(P2)まで減圧することが好ましい。
なお本実施形態において液相温度近傍とは、前記はんだ合金の5割以上が溶融する温度を言う。
ここで第3の圧力(P3)に到達した時点の前記真空チャンバ内の温度(D2)は、前記はんだ合金の液相温度以上であることが好ましい。前記はんだ合金が凝固し始めた状態で第3の圧力(P3)まで加圧すると、ボイドが膨張した状態で前記はんだバンプに閉じ込められる虞がある。
一般的に、前記真空チャンバ内を真空圧に減圧すれば前記はんだ合金内に含まれているボイドの膨張サイズは大きくなり外に排出され易く、またその後に前記真空チャンバ内を大気圧まで加圧すれば前記ボイドが収縮する事ではんだに流動性を与え脱泡効果は向上する。一方、この減圧時と加圧時の圧力の差が大きいと脱泡時にボイドと共に溶融した前記はんだ合金が飛散する現象が起きる可能性がある。しかし第3の圧力(P3)を前記範囲内とした場合、このような飛散現象を抑制することができる。なお、後述のように本実施形態においては減圧と加圧を複数回繰り返すため、前記はんだ合金内のボイドを効率よく低減することができ、且つ、第3の圧力(P3)を前記範囲内とした場合、繰り返しによる前記飛散現象を抑制することもできる。
なお、前述のように第3の圧力(P3)を10,000Paから50,000Paの範囲内とした場合、短時間で減圧および加圧を行うことができるため、前記減圧工程と前記加圧工程の回数は2回から6回までとすることができる。
ベース樹脂、活性剤および溶剤を適宜混合してフラックスを作製し、これを12重量%とSn−3Ag−0.5Cuはんだ合金粉末88重量%(液相温度220℃)とをそれぞれ混合し、ソルダペーストを得た。
実施例1から実施例7、比較例1から比較例3、および参考例1から参考例3に用いる各FR4基板(Cu−OSP処理、基板レジスト膜20μm、電極ピッチ130μm、電極開口直径75μm)を使用した。前記FR4基板に対応するパターンを有するメタルマスク(マスク厚30μm)を用いて調製したソルダペーストを手刷りで印刷した。
前記各基板をリフロー装置(製品名:SMT Scope SK−5000 山陽精工株式会社製)を用い、大気圧で窒素雰囲気下(酸素濃度100ppm)、および図2に示す温度プロファイル条件にてリフローを行った。
次いで準水系洗浄液(製品名:パインアルファST−100SX、荒川化学(株)製)をビーカーに入れ、これをホットプレートスターラーにて約60℃に加温しながら撹拌状態としたものに前記リフローを行った各基板を入れ、当該基板上に残存するフラックス残渣の洗浄を行った。その後、ビーカーに脱イオン水を入れ、これをホットプレートスターラーにて60℃に加温しながら撹拌状態としたものに前記洗浄した各基板を入れてリンス洗浄し、これをビーカーから取り出して熱風乾燥した。
このはんだバンプが形成された各基板について、X線観察装置(製品名:XD7600 Diamond、Nordson Corporation社製)を用いて形成されたはんだバンプに占めるボイドの面積率を評価したところ、その平均ボイド面積率は20%であった。
また前記各試験基板について、X線観察装置(製品名:XD7600 Diamond、Nordson Corporation社製)を用い、形成されたはんだバンプに占めるボイドの面積率を評価した。その結果を表1および表2に表す。
なお、表1および表2において第2の圧力への減圧タイミングは、いずれも昇温時の前記リフロー装置内の温度到達時を表す。
また実施例6および実施例7のように、第3の圧力を10,000Paから50,000Paとした場合、短時間に減圧−加圧回数を6回行っても良好なボイド低減効果を発揮することができる。
更に特に実施例4のように第3の圧力を10,000Paとし、減圧−加圧回数を4回とすると、前記基板上に形成されたはんだバンプが第1の圧力よりも低圧力下且つ高温下(はんだ合金の溶融温度以上)に曝される時間を少なくしつつ減圧−加圧を繰り返すことにより、フラックス量の減少を防ぎつつよりよいボイド低減効果を発揮することができることが分かる。
一方、比較例3においては、減圧雰囲気のままはんだパンプを構成するはんだ合金が凝固してしまうため、減圧雰囲気下にて膨張したボイドが収縮することなくはんだバンプ内に閉じ込められてしまい、かえってはんだバンプ内のボイド面積率が増えてしまうことが分かる。
20…はんだバンプ
30…フラックス
40…フラックス残渣
Claims (7)
- ワーク上に形成されたはんだバンプの表面にフラックスを塗布する工程と、
前記ワークを大気圧の近傍である第1の圧力下にて加熱する工程と、
前記ワークを加熱する加熱温度が前記はんだバンプを構成するはんだ合金の液相温度近傍以上になった以降に前記ワーク周囲の圧力を前記第1の圧力よりも低い第2の圧力まで減圧する工程と、
前記加熱温度が前記はんだ合金の液相温度以上の状態で前記ワーク周囲の圧力を前記第2の圧力よりも高い第3の圧力まで加圧する工程と、
前記加熱温度が前記はんだ合金の液相温度以上の状態で前記ワーク周囲の圧力を前記第1の圧力まで加圧する工程と、
前記ワーク周囲の圧力が前記第1の圧力に到達した以降に前記加熱温度を前記はんだ合金の液相温度以下にして溶融した前記はんだバンプを固化させる工程とを含み、
前記第2の圧力まで減圧する工程と前記第3の圧力まで加圧する工程とを複数回行うことを特徴とするはんだバンプのリフロー方法。 - 前記第2の圧力は、50Paから100Paであることを特徴とする請求項1に記載のはんだバンプのリフロー方法。
- 前記第3の圧力まで加圧する工程において、前記ワーク周囲の圧力が前記第3の圧力に到達した時点の前記加熱温度は前記はんだ合金の液相温度より10℃以上であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のはんだバンプのリフロー方法。
- 前記第3の圧力は、10,000Paから50,000Paであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のはんだバンプのリフロー方法。
- 前記第2の圧力まで減圧する工程と前記第3の圧力まで加圧する工程とを2回から4回行うことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のはんだバンプのリフロー方法。
- 前記第2の圧力まで減圧する工程と前記第3の圧力まで加圧する工程とを2回から6回行うことを特徴とする請求項4に記載のはんだバンプのリフロー方法。
- 前記第1の圧力から第2の圧力まで減圧してからこれを前記第3の圧力まで加圧するまでにかかる1回のサイクルタイムは、10秒間から40秒間であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のはんだバンプのリフロー方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015033658A JP6506046B2 (ja) | 2015-02-24 | 2015-02-24 | はんだバンプのリフロー方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015033658A JP6506046B2 (ja) | 2015-02-24 | 2015-02-24 | はんだバンプのリフロー方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016157766A true JP2016157766A (ja) | 2016-09-01 |
JP6506046B2 JP6506046B2 (ja) | 2019-04-24 |
Family
ID=56826662
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015033658A Active JP6506046B2 (ja) | 2015-02-24 | 2015-02-24 | はんだバンプのリフロー方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6506046B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111162014A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-15 | 苏州通富超威半导体有限公司 | 一种封装方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03208346A (ja) * | 1990-01-10 | 1991-09-11 | Hitachi Ltd | はんだバンプのボイド除去方法 |
JP2007000915A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Shinko Seiki Co Ltd | 半田付け方法及び半田付け装置 |
-
2015
- 2015-02-24 JP JP2015033658A patent/JP6506046B2/ja active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03208346A (ja) * | 1990-01-10 | 1991-09-11 | Hitachi Ltd | はんだバンプのボイド除去方法 |
JP2007000915A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Shinko Seiki Co Ltd | 半田付け方法及び半田付け装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111162014A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-15 | 苏州通富超威半导体有限公司 | 一种封装方法 |
CN111162014B (zh) * | 2019-12-30 | 2022-10-04 | 苏州通富超威半导体有限公司 | 一种封装方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6506046B2 (ja) | 2019-04-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4079026B2 (ja) | 無残渣ソルダペースト | |
JP6447782B2 (ja) | はんだ付け方法 | |
JP2023169277A (ja) | 無残渣フラックス、ソルダペースト、はんだ付けプロセス、はんだ付け製品の製造方法、bgaパッケージの製造方法 | |
US20040007610A1 (en) | Reflow soldering method | |
TW201628760A (zh) | 焊錫凸塊之形成方法 | |
WO2015178374A1 (ja) | はんだバンプの形成方法及びはんだボール固定用はんだペースト | |
JP2019055428A (ja) | フラックス及びソルダペースト | |
JPH0687090A (ja) | 低残渣はんだペースト | |
JP6506047B2 (ja) | はんだ接合構造体の製造方法 | |
KR102122166B1 (ko) | 솔더 페이스트용 플럭스, 솔더 페이스트, 솔더 페이스트를 사용한 솔더 범프의 형성 방법 및 접합체의 제조 방법 | |
JP4672352B2 (ja) | バンプ形成用ハンダペースト | |
CN109530977B (zh) | 助焊剂及焊膏 | |
JP6506046B2 (ja) | はんだバンプのリフロー方法 | |
WO2019022193A1 (ja) | はんだペースト用フラックス、はんだペースト、はんだペーストを用いたはんだバンプの形成方法及び接合体の製造方法 | |
JP6506035B2 (ja) | はんだバンプの形成方法 | |
TW201607992A (zh) | 助焊劑組成物 | |
JP2002144077A (ja) | はんだ付け方法及びソルダペースト | |
WO2022254819A1 (ja) | 電子部品実装基板の製造方法 | |
JP2004001030A (ja) | はんだペーストおよび半導体装置の製造方法 | |
TWI825188B (zh) | 接合結構體之製造方法 | |
JP6263885B2 (ja) | はんだバンプ製造方法 | |
WO2022210271A1 (ja) | はんだ合金 | |
JP5218837B2 (ja) | はんだバンプの形成方法 | |
JP2022155528A (ja) | はんだ合金 | |
JP6187536B2 (ja) | はんだバンプ製造方法および下地形成用ペースト |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171129 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180725 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180803 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181001 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190319 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190328 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6506046 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |