JP2023159926A - Method for joining metal or conductive ultra-small columnar pin to electrode pad portion of workpiece - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、Cu-Pin(銅ピン)、Cu-Pillar(銅ピラー)、Cu-Post(銅ポスト)、Cu-Column(銅カラム)等と呼ばれる金属若しくは導電性の極小柱状ピンの、半導体ウェハやプリント基板等のワークの電極パッド部への接合方法に関し、更に詳細には、Package-on-Package(POP)などの半導体製品の製作にあたり、ウェハやプリント基板等のワークの電極パッド部に、それに印刷により塗布した接合用ペーストをもってCu-Pin等の金属若しくは導電性の極小柱状ピンを接合するとき、Cu-Pin等の金属若しくは導電性の極小柱状ピンを、電極パッド部の中心位置に、傾くことなく垂直に接合することができるようになしたことを特徴とする接合方法に係る。 The present invention relates to semiconductor wafers of metal or conductive ultra-small columnar pins called Cu-Pins, Cu-Pillars, Cu-Posts, Cu-Columns, etc. Regarding the method of bonding workpieces such as wafers and printed circuit boards to electrode pads, more specifically, in the production of semiconductor products such as Package-on-Package (POP), bonding methods to electrode pads of workpieces such as wafers and printed circuit boards, When bonding a metal such as Cu-Pin or a conductive ultra-small columnar pin with a bonding paste applied by printing, place the metal such as Cu-Pin or conductive ultra-small columnar pin at the center of the electrode pad part. The present invention relates to a joining method characterized in that vertical joining can be performed without tilting.
Package-on-Package(POP)などの半導体製品の製作にあたり、ウェハやプリント基板等のワークの電極パッド部に、Cu-Pin等の金属若しくは導電性の極小柱状ピンを搭載するときには、従来、一般的に次の工程によって行われる。 When manufacturing semiconductor products such as Package-on-Package (POP), when mounting metal or conductive micro-column pins such as Cu-Pin on the electrode pads of workpieces such as wafers and printed circuit boards, conventionally, general This is typically done through the following steps:
先ず、ウェハやプリント基板等のワークの電極パッド部に、スクリーン印刷装置のスキージとメタルマスクをもって接合用ペーストを塗布(印刷)し、その後この塗布した接合用ペーストに、マウント装置によってCu-Pin等の金属若しくは導電性の極小柱状ピンを載せ、更にこの状態において加熱手段であるリフロー装置によって加熱して接合用ペーストを溶融させた後に固化させ、もってワークの電極パッド部への金属若しくは導電性の極小柱状ピンの接合を行う。 First, a bonding paste is applied (printed) to the electrode pad portion of a workpiece such as a wafer or a printed circuit board using a squeegee and a metal mask of a screen printing device, and then Cu-Pin, etc. is applied to the applied bonding paste using a mounting device. A metal or conductive ultra-small columnar pin is placed on the pin, and in this state, the bonding paste is heated by a reflow device, which is a heating means, to melt and solidify the metal or conductive paste to the electrode pad portion of the workpiece. Joins extremely small columnar pins.
これを図3及び図4をもって説明すると、図3はワークであるプリント基板100の複数の電極パッド部101に接合用ペースト102を印刷により塗布し、該接合用ペースト102の夫々にCu-Pin等の金属若しくは導電性の極小柱状ピン103を載せ、更に、この状態において加熱した状態を示すものである。尚、金属若しくは導電性の極小柱状ピン103は、いずれも立てた状態で載せられており、そして加熱は、図示した例においてはリフロー装置(加熱手段)としてのホットプレート104によって行われている。
To explain this with reference to FIGS. 3 and 4, in FIG. 3, a
ところで、半導体製品の製作にあたり、搭載する部品が微細になるほど金属若しくは導電性の極小柱状ピンを載せる間隔は狭く且つ金属若しくは導電性の極小柱状ピンの高さは高くなっていく。そして、金属若しくは導電性の極小柱状ピンは、その長さが直径に対して高比率になると、立てたときに傾きが発生し易くなる。 By the way, when manufacturing semiconductor products, the smaller the parts to be mounted, the narrower the intervals between the metal or conductive ultra-small columnar pins, and the higher the height of the metal or conductive ultra-small columnar pins. When a metal or conductive micro-column pin has a high ratio of its length to its diameter, it tends to tilt when it is erected.
然るに、図3に示す如く、プリント基板100を、その金属若しくは導電性の極小柱状ピン103が上面側になるようにしてホットプレート104をもって加熱すると、加熱によって溶融した接合用ペースト102が流動して、その上面に載せた金属若しくは導電性の極小柱状ピン103が傾きを起こしたり、倒れたり、或いは電極パッド部の中心からずれたり、高さが不揃いになる等し、最終的に図4に示す如き接合状態となって不良品となる事態が頻発した。
However, as shown in FIG. 3, when a printed
本発明は上記の点に鑑みなされたものであって、電極パッド部に塗布した接合用ペーストに金属若しくは導電性の極小柱状ピンを載せた状態において、且つ加熱手段によって溶融した接合用ペーストが固化する前にワークを反転させ、もって反転したワークから垂下した金属若しくは導電性の極小柱状ピン自体の重力と溶融した接合用ペーストの表面張力によって、金属若しくは導電性の極小柱状ピンを、ワークの電極パッド部の中心位置に、傾くことなく垂直に接合することができるようになした金属若しくは導電性の極小柱状ピンのワークの電極パッド部への接合方法を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and the present invention has been made in a state where a metal or conductive ultra-small columnar pin is placed on the bonding paste applied to the electrode pad portion, and the bonding paste is melted by heating means and solidified. The workpiece is turned over before the workpiece is turned over, and by the gravity of the metal or conductive ultra-small columnar pin itself hanging from the inverted workpiece and the surface tension of the molten bonding paste, the metal or conductive ultra-small columnar pin is connected to the electrode of the workpiece. The object of the present invention is to provide a method for joining a work piece to an electrode pad part of a metal or conductive ultra-small columnar pin that can be joined vertically to the center position of the pad part without tilting.
而して、本発明は、ウェハ、プリント基板等のワークの電極パッド部に、それに印刷により塗布した接合用ペーストをもって金属若しくは導電性の極小柱状ピンを接合するときにおいて、電極パッド部に塗布した接合用ペーストに金属若しくは導電性の極小柱状ピンを載せた状態において、且つ加熱手段によって溶融した接合用ペーストが固化する前に、ワークを反転させることを特徴とする金属若しくは導電性の極小柱状ピンのワークの電極パッド部への接合方法を要旨とするものである。 Therefore, the present invention provides a bonding paste applied to the electrode pad portion of a workpiece such as a wafer or a printed circuit board when bonding a metal or conductive micro columnar pin using a bonding paste applied to the electrode pad portion by printing. A metal or conductive ultra-small columnar pin, characterized in that the workpiece is turned over in a state where the metal or conductive ultra-small columnar pin is placed on a bonding paste and before the bonding paste melted by a heating means is solidified. The gist of this paper is a method for joining a workpiece to an electrode pad portion.
また、本発明は、上記構成において、加熱手段としてホットプレートを用い、そして、反転させたワークをスペーサーを介してホットプレートの上方に保持するようにしてもよい。尚、本明細書において使用する「接合用ペースト」の語には、半田ペーストに限らず、フラック材、銀ペースト等本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜の材料を含むものである。 Further, in the present invention, in the above configuration, a hot plate may be used as the heating means, and the inverted workpiece may be held above the hot plate via a spacer. Note that the term "bonding paste" used in this specification includes not only solder paste but also appropriate materials such as flak material and silver paste within the scope of the present invention.
本発明は、上記の如き構成であるから、反転したワークから垂下した金属若しくは導電性の極小柱状ピン自体の重力と溶融した接合用ペーストの表面張力によって、金属若しくは導電性の極小柱状ピンを、ワークの電極パッド部の中心位置に、傾くことなく垂直に接合することができるものである。 Since the present invention has the above-mentioned configuration, the metal or conductive ultra-small columnar pin is moved by the gravity of the metal or conductive ultra-small columnar pin itself hanging from the inverted workpiece and the surface tension of the molten bonding paste. It can be joined vertically to the center position of the electrode pad portion of the workpiece without tilting.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated with reference to drawings.
図1及び図2において、1はワークであり、本実施例においてはプリント基板である。また、2は前記プリント基板1における電極パッド部であり、3は前記電極パッド部2の夫々に、印刷により塗布した接合用ペーストである。4は前記接合用ペースト3の夫々に載せたCu-Pin等の金属若しくは導電性の極小柱状ピンである。
In FIGS. 1 and 2, 1 is a workpiece, which in this embodiment is a printed circuit board. Further, 2 is an electrode pad portion on the printed
また、5は加熱手段であるリフロー装置としてのホットプレートである。6は反転させたプリント基板をホットプレートの上方に保持するためのスペーサーである。 Moreover, 5 is a hot plate as a reflow device which is a heating means. 6 is a spacer for holding the inverted printed circuit board above the hot plate.
而して、本実施形態においては、プリント基板1の電極パッド部2に、それに金属若しくは導電性の極小柱状ピン4を接合するときにおいて、電極パッド部2に塗布した接合用ペースト3に金属若しくは導電性の極小柱状ピン4を載せた状態において、且つ加熱手段としてのホットプレート5によって溶融した接合用ペースト3が固化する前に、プリント基板1を反転させるものである。そして、反転させたプリント基板1を、本実施形態においてはスペーサー6を介してホットプレート5の上方に保持するものである。また、スペーサー6は、例えば、平面形状が方形の枠のようなものであれば、ホットプレート5に載せることができ、着脱が容易である。尚、前記の他、固定するようにしてもよい。
In this embodiment, when bonding the metal or conductive ultra-small columnar pins 4 to the
また、プリント基板1の反転は適宜の手段をもって行い、そして反転させたプリント基板1は、垂下した金属若しくは導電性の極小柱状ピン4の先端がホットプレート5に接触しない状態に保持される。また、スペーサー6は熱伝導の良好な材料からなり、該スペーサー6をもってホットプレート5の熱が伝達される。尚、加熱にあたり充分な熱量が得られない場合には、他の加熱手段、例えば、ヒータ等を併用するようにしてもよい。
Further, the printed circuit board 1 is reversed by an appropriate means, and the reversed printed circuit board 1 is held in such a state that the tips of the hanging metal or conductive micro-column pins 4 do not come into contact with the
また、加熱手段として、本実施形態においてはホットプレートを用いているが、これ以外の従来公知のリフロー装置を用いるようにしてもよい。尚、その場合において、反転させたワークの保持は、適宜の手段を用いて行えばよい。 Furthermore, although a hot plate is used as the heating means in this embodiment, any other conventionally known reflow apparatus may be used. In this case, the inverted workpiece may be held using any suitable means.
上記本実施形態によれば、反転したプリント基板1から垂下した金属若しくは導電性の極小柱状ピン4自体の重力と溶融した接合用ペースト3の表面張力によって、金属若しくは導電性の極小柱状ピン4を、プリント基板1の電極パッド部2の中心位置に、傾くことなく垂直に接合することができるものである。
According to the present embodiment, the metal or conductive ultra-small columnar pins 4 are moved by the gravity of the metal or conductive ultra-small columnar pins 4 themselves hanging from the inverted printed circuit board 1 and the surface tension of the
1 プリント基板
2 電極パッド部
3 接合用ペースト
4 金属若しくは導電性の極小柱状ピン
5 ホットプレート
6 スペーサー
1 Printed
本発明は上記の点に鑑みなされたものであって、ウェハ、プリント基板等のワークの電極パッド部に塗布した接合用ペーストに、長さ方向全体において同一直径の金属若しくは導電性の極小柱状ピンを載せ、該接合用ペーストの粘着力によって極小柱状ピンを載せ、該接合用ペーストの粘着力によって極小柱状ピンを載せた状態を維持してワークを反転させ、この状態において加熱手段によって前記接合用ペーストを溶融し、固化させ、もって反転したワークから垂下した金属若しくは導電性の極小柱状ピン自体の重力と溶融した接合用ペーストの表面張力によって、金属若しくは導電性の極小柱状ピンを、ワークの電極パッド部の中心位置に、傾くことなく垂直に接合することができるようになした金属若しくは導電性の極小柱状ピンのワークの電極パッド部への接合方法を提供しようとするものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and includes a bonding paste applied to the electrode pad portion of a workpiece such as a wafer or a printed circuit board , and a metal or conductive ultra-small columnar pin having the same diameter in the entire length direction. is placed on the workpiece, a very small columnar pin is placed on it by the adhesive force of the bonding paste, the workpiece is inverted while maintaining the state in which the very small columnar pin is placed by the adhesive force of the bonding paste, and in this state, the bonding The paste is melted and solidified , and by the gravity of the metal or conductive micro-column pin itself hanging from the inverted workpiece and the surface tension of the molten bonding paste, the metal or conductive micro-column pin is connected to the electrode of the workpiece. The object of the present invention is to provide a method for joining a work piece to an electrode pad part of a metal or conductive ultra-small columnar pin that can be joined vertically to the center position of the pad part without tilting.
而して、本発明は、ウェハ、プリント基板等のワークの電極パッド部に、それに印刷により塗布した接合用ペーストをもって、長さ方向全体において同一直径の金属若しくは導電性の極小柱状ピンを接合するときにおいて、電極パッド部に塗布した接合用ペーストに前記金属若しくは導電性の極小柱状ピンを載せ、前記接合用ペーストの粘着力によって前記金属若しくは導電性の極小柱状ピンを載せた状態を維持してワークを反転させ、この状態において加熱手段によって前記接合用ペーストを溶融し、固化させることを特徴とする金属若しくは導電性の極小柱状ピンのワークの電極パッド部への接合方法を要旨とするものである。
Accordingly, the present invention connects a metal or conductive ultra-small columnar pin having the same diameter along the entire length direction to the electrode pad portion of a workpiece such as a wafer or a printed circuit board using a bonding paste applied by printing thereto. At times, the metal or conductive ultra-small columnar pin is placed on a bonding paste applied to the electrode pad portion , and the state in which the metal or conductive ultra-small columnar pin is maintained by the adhesive force of the bonding paste is maintained. The gist of the present invention is to provide a method for joining a metal or conductive ultra-small columnar pin to an electrode pad portion of a work, which method is characterized by inverting the work and melting and solidifying the joining paste using heating means in this state. be.
また、本発明は、上記構成において、加熱手段としてホットプレートを用い、そして、反転させたワークを、熱伝導の良好な材料からなり、平面形状が方形の枠状をなすスペーサーを介してホットプレートの上方に保持するようにしてもよい。尚、本明細書において使用する「接合用ペースト」の語には、半田ペーストに限らず、フラック材、銀ペースト等本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜の材料を含むものである。
Further, in the above configuration, the present invention uses a hot plate as a heating means, and the inverted workpiece is placed on the hot plate through a spacer made of a material with good thermal conductivity and having a rectangular frame shape. It may also be held above. Note that the term "bonding paste" used in this specification includes not only solder paste but also appropriate materials such as flak material and silver paste within the scope of the present invention.
図1及び図2において、1はワークであり、本実施形態においては、プリント基板である。また、2は前記プリント基板1における電極パッド部であり、3は前記電極パッド部2の夫々に、印刷により塗布した接合用ペーストである。4は前記接合用ペースト3の夫々に載せた、長さ方向全体において同一直径のCu-Pin等の金属若しくは導電性の極小柱状ピンである。
In FIGS. 1 and 2, 1 is a workpiece, which in this embodiment is a printed circuit board. Further, 2 is an electrode pad portion on the printed
而して、本実施形態においては、プリント基板1の電極パッド部2に、それに印刷により塗布した接合用ペースト3をもって、長さ方向全体において同一直径の金属若しくは導電性の極小柱状ピン4を接合するときにおいて、電極パッド部2に塗布した接合用ペースト3に前記金属若しくは導電性の極小柱状ピン4を載せ、前記接合用ペースト3の粘着力によって前記金属若しくは導電性の極小柱状ピン4を載せた状態を維持してプリント基板1を反転させるものである。そして、反転させたプリント基板1を、本実施形態においてはスペーサー6を介してホットプレート5の上方に保持し、この状態においてホットプレート5による熱によって前記接合用ペースト3を溶融するものである。また、スペーサー6は、例えば、平面形状が方形の枠のようなものであれば、ホットプレート5に載せることができ、着脱が容易である。尚、前記の他、固定するようにしてもよい。
In this embodiment, a metal or conductive micro-column pin 4 having the same diameter in the entire length direction is bonded to the
Claims (3)
3. The method of joining a metal or conductive micro-column pin to an electrode pad portion of a work according to claim 2, wherein the heating means is a hot plate and the inverted work is held above the hot plate via a spacer.
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