JP2793528B2 - ハンダ付け方法、ハンダ付け装置 - Google Patents

ハンダ付け方法、ハンダ付け装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は半導体チップを実
装基板に対して搭載する際のハンダ付けの方法に関する
ものである。より詳しく言うと、本願発明はフリップチ
ップ実装等を行う際に半導体チップを基板に対してハン
ダ付けする際の改良された方法に係わるものである。
【０００２】
【従来技術】半導体チップを実装基板と電気的に接続す
る方法としては古くから基板上のボンデイングパッドに
ボンデイングワイヤを用いてチップを電気的に接続する
方法（ワイヤボンデイング方式）が採用されてきた。こ
の方法はチップの周辺に形成された電極と基板との接続
をする上では有効な方法である。しかし、近年ゲートア
レイやマイクロコンピュータなどの論理ＬＳＩはその多
機能化、高密度化に伴い電極の数が著しく増大してい
る。その結果、チップの中央部にも電極（出力端子）を
形成することを余儀なくされ、従来のワイヤボンデイン
グ方式による半導体チップと実装基板との電気的な接続
ができなくなった。
【０００３】これに代わり、チップ上にハンダで構成し
たバンプ電極（ハンダバンプ）を形成し、このハンダバ
ンプを介して半導体チップと実装基板とを接続する方法
（フリップチップ方式）が注目されている。この方法は
チップを裏返してハンダバンプと接続するものであり、
係る態様をとるためにチップの周辺部のみならず中央部
にも形成された端子を受けることが可能となる。従っ
て、チップの多機能化、出力端子・配線の高密度化の要
請に即することができる。
【０００４】このフリップチップ法による接合の工程を
図１から示す。まず、半導体チップ１の電極２上にハン
ダバンプ３を形成する。このハンダバンプの形成法とし
てはハンダ蒸着法、ハンダメッキ法、ペースト印刷法な
どがある。また、類似の方法としてフリップチップ方式
の他にＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）による接続方式
もあるが、ＢＧＡの形成方法としてはハンダボール供給
法、ハンダペースト印刷法がある。いずれの方式による
としても、その後ハンダバンプ３の接合面４を必要に応
じて平坦化する。次に、図２に示すようにチップ１上に
形成されたハンダバンプ３と実装基板１０上の電極１１
との位置を整合する。次に図３に示すように実装基板１
０上の電極１１の表面にフラックス１２を塗布する。な
お、フラックス１２はその高粘度ゆえにチップを仮留め
する作用を有している。フラックス１２はハンダバンプ
３側に塗布することもある。次に図４に示すように、ハ
ンダバンプ３と実装基板１０上の電極１１とをフラック
ス１２を介して接触させる。その後この状態を維持した
ままで温度を上昇させハンダのリフローを行う。この温
度の上昇は緩やかに行う必要がある。急熱すると加熱中
にフラックスの蒸発等によりハンダの溶融前にチップが
移動し位置ずれが生じるためである。これによって、図
５に示したように半導体チップ１上の電極２と実装基板
１０上の電極１１とがハンダ３を介して電気的に接続さ
れる。このとき、フラックスは１５に示すように収縮
し、ハンダ３上に付着する。フラックスは後の洗浄工程
によって除去されることが望ましい。
【０００５】リフローの方法としてはホットエア炉、赤
外線加熱リフロー炉中に投入する方法が一般的であっ
た。これに対して例えば特開平６−１２４９８０号公報
に開示されるように、チップを位置決めする時にチップ
を把持するノズルに温風加熱機構を設け、温風によりハ
ンダを溶融するような方法も提案されている。
【０００６】ここで、ハンダバンプ３の形成方法はプロ
セスのコストに影響するので安価な方式を採用する必要
がある。従来からセラミック基板を用いた高精度パター
ン用としてハンダ蒸着法やハンダメッキ法がバンプ形成
技術として適用されているが、これらの方式は設備コス
トが高く、生産性も点でも十分とは言えない。安価な方
式としては例えばスクリーン印刷法が推奨される。この
方式はハンダバンプを形成する位置にのみハンダペース
トが行き渡るように孔を設けたマスクをチップ上に設置
し、マスク上に乗せたハンダペーストをスキージングす
ることによって孔中にハンダペーストを充填し、所望の
位置のみにハンダペーストの固まりをチップ上に転写す
ることによって形成する方法である。しかし、このよう
な安価な方式は往々にしてハンダ高さのばらつきが大き
く、プロセスに際して上述したようにハンダバンプの接
続面を平坦化する必要がある（図１参照）。
【０００７】また、これらの方式によればチップと実装
基板とをハンダ付けする際に、圧力を付与する必要があ
る。例えば、現在の製品は３２４個のバンプが形成され
ているが、１バンプあたり２ｇｆ必要と考えると、約６
５０ｇｆの圧力が必要である。将来、バンプの数が例え
ば２０００個近くになると、この圧力は４ｋｆｇ程度に
なることも予想されるが、このような大きな圧力を付与
するとチップの機能等、他の面に弊害が生じる可能性も
ある。これを防止するための工程パラメータの最適化も
非常に複雑となる。
【０００８】つまり、ハンダバンプの形成、搭載におけ
る問題点として以下の点が指摘される。 （１）ハンダ高さのばらつきをなくすため平坦化が必要 （２）搭載時の適正な圧力が必要
【０００９】これらの点を解決するために、特開平４−
８３３５３号公報にはチップ上の電極と実装基板上の電
極とを予め接触させた状態で、チップと実装基板とをと
もに予備加熱し、その後チップの背面にある加熱ブロッ
クをチップ背面から一定距離はなして輻射熱によりチッ
プ背面を加熱し続けハンダ付けを行う方法が提案されて
いる。この方法は実装基板等の予備加熱を行うことによ
ってハンダバンプを均一に加熱することができ、ハンダ
の溶融時に加える圧力が小さいのでハンダバンプが潰れ
ないといった特徴を有するものの、ハンダの溶融時には
ヒートブロックでチップを把持しないので、フラックス
の揮発成分の蒸発による位置ずれが起こる可能性があ
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ハンダバンプの平坦化
の必要性をなくす必要が生産性の観点から重要である。
このためにはハンダが未溶融な状態で実装基板側の電極
と接触させられるのではなく、ハンダが溶融した状態で
これがなされることが必要である。溶融した状態でチッ
プ側に形成されたハンダと実装基板側の電極が接触すれ
ば搭載時に圧力を付与する必要もなくなる。また、ハン
ダの溶融時にフラックスの揮発成分の蒸発による位置ず
れが生じない方法を提供する必要がある。
【００１１】本願発明の課題を整理すると以下のように
なる。 （１）ハンダが溶融した状態で実装基板側の電極と接触
するような方式を提供すること。 （２）ハンダ付け時に位置ずれが生じない方式を提供す
ること
【００１２】
【課題を解決するための手段】本願発明の上記課題は、
チップに接触させたヒートブロックによりチップ上のハ
ンダバンプを加熱・溶融した後に、実装基板側の電極と
溶融したハンダを接触させることにより達成できる。こ
の方法によれば、ハンダが溶融しているのでハンダバン
プの平坦化を行う必要性がそもそもなく、また、搭載時
の圧力も不要である。さらに、チップがヒートブロック
によって固定された状態にあるので、位置ずれが生じる
こともない。
【００１３】本願発明の上記課題は、チップに接触させ
たヒートブロックにより実装基板の電極上に形成された
半田層を輻射熱により溶融し、その後チップ側のバンプ
と実装基板上の電極上の半田層とを接触させることによ
っても達成できる。この実施例は特にチップ側のバンプ
がハンダ以外の金属（例えば、銅、金）によるバンプで
あるとき、あるいは、実装基板がプリント基板でありチ
ップ側のバンプが高融点ハンダで形成されているときに
有効である。この実施例によってもハンダが溶融してい
るので、基板及びチップ側に形成したバンプの平坦化を
行う必要性も、搭載時の圧力も不要となる。また、チッ
プがヒートブロックによって固定されているので位置ず
れの心配もない。
【００１４】以上述べたように、本願発明の特徴は、
（１）熱源であるヒートブロックからの伝熱、または、
伝熱と輻射熱を利用してチップまたは実装基板の電極に
形成されている半田層を溶融すること、（２）ヒートブ
ロックによってチップを把持しつつ溶融した半田層との
ハンダ付けを実施すること、の２点に集約される。以下
具体的な実施例とともに、詳細な説明を加える。
【００１５】
【発明の実施の態様】第一の実施例を図６に示す。図１
〜図５に示した部位と共通な部位は同じ番号で表示す
る。つまり、チップ１にハンダバンプ３が形成されてお
り（チップ側の電極は図示せず）、実装基板１０側の電
極１１と対向される（フラックスは図示せず）。また、
チップ側の背面にはヒートブロック２１が配置され、チ
ップ背面を加熱することによって伝熱によってチップ１
に形成されたハンダバンプ３を融点まで昇温する。実装
基板１０の背面にも好ましくはヒートブロック２２が配
置される。これによって、溶融したハンダバンプ３が実
装基板１０側の電極１１にハンダ付けされる瞬間にハン
ダが急冷され、不要な内部応力がハンダ内に残留するこ
とを防止できるとともに、作業効率の点でメリットがあ
る。ハンダの材質としては低い温度で溶融するものが望
ましく、例えば共晶ハンダ（６３Ｓｎ／３７Ｐｂ）が使
用される。
【００１６】このとき、フラックスは一般にはチップ１
のハンダバンプ３側に塗布する。また、実装基板１０側
にも塗布しておけばセルフアライメント効果も期待でき
る。ハンダの濡れを確実にするためには窒素ガスなどの
不活性雰囲気中でハンダ付けを行うことが好ましい。ま
た、ハンダバンプの加熱はヒートブロック２１からの伝
熱のみならず、赤外線加熱法やホットガス加熱法を併用
することもできる。これによれば、多少のフラックスの
量のばらつきがあって溶剤の蒸発量が不安定であったと
してもハンダがすでに溶融しているから、その表面張力
によりチップが位置ずれすることを防止できる。
【００１７】以下具体的なプロセスを図７〜図１０にか
けて述べる。図７に示すように、ヒートブロック２１は
バキュームヘッドとなっており、孔２５から真空引きす
ることによってチップ１をその下面に吸着・把持する。
図示されていないがヒートブロック２１の上方にはこれ
に接続されて、この位置を制御する移動手段を設ける。
移動手段とヒートブロック２１との接合の態様、及び、
移動手段による位置制御については周知のいずれかの方
法で行えば足りる。移動手段には真空引きする機能を具
備することも可能である。この状態で図８に示すように
ヒートブロック２２上に設置された実装基板１０上に形
成されている電極１１とチップ１に形成されたハンダバ
ンプ３との位置合わせを行う。その後ヒータブロック２
１の熱源（図示せず）をｏｎにして、伝熱によりハンダ
バンプ３を加熱する。ハンダバンプ３が溶融した後に、
図９に示すように溶融したハンダバンプ３と実装基板１
０上に形成された電極１１とを接触させ、ハンダ付けを
行う。この状態ではチップ１はヒートブロック２１によ
って把持されているのでハンダ付けの際のフラックスの
揮発成分の蒸発によって位置ずれが生じることがない。
ハンダバンプ３の電極１１との接触後ヒートブロック２
１または２２の熱源をｏｆｆにする。ハンダバンプ３が
十分に固化した後に、図１０に示すように真空引きを解
き、ヒートブロック２１をチップから離脱する。
【００１８】この実施例によれば前述した本願発明の特
徴である（１）熱源であるヒートブロックからの伝熱を
利用してチップに形成されている半田層を溶融するこ
と、（２）ヒートブロックによってチップを把持しつつ
溶融した半田層とのハンダ付けを実施すること、の２点
を具備する。
【００１９】また、この発明によればハンダ付け後のバ
ンプ形状を調整することも可能である。例えば、図１１
に示すようにハンダバンプが溶融している状態で電極１
１に接触させた後にヒートブロック２１、２２の熱源を
ｏｆｆすることなく、そのままチップ１をヒートブロッ
ク２１とともに引き上げるとハンダバンプの形状を縦に
長い形状（ウエスト状）に変化させることもできる。こ
のようにウエスト状に形成するとハンダ接合部の熱疲労
特性を改善することができる。例えば、特開昭６４−２
５５４８号公報に示されている方法が提案されている
が、本願発明は溶融した状態でハンダ付けからウエスト
状の形成まですべて行う点で相違する。
【００２０】第二の実施例を図１２に示す。この実施例
ではチップ１上に形成されたバンプ３０がハンダではな
く金や銅などのハンダよりも融点の高い金属、または、
高融点ハンダバンプであり、ハンダ付けに際して溶融さ
せずにキャリヤ側のハンダバンプを溶融させる場合を考
える。図１２に示されるように、他の要素は図６に示し
た第一の実施例と同じである。チップ１の背面には加熱
のためにヒートブロック２１が配置されており、また、
実装基板１０の背面にも同様にヒートブロック２２が配
置されている。実装基板１０上には電極１１が形成さ
れ、電極上に形成された半田層３１とチップ１上に形成
されたバンプ３０が対向する。この状態でヒートブロッ
ク２１の熱源をｏｎにすると、ヒートブロック２１から
チップ１を介してバンプ３０に伝熱作用により熱が伝達
され、バンプ３０と半田層３１との間は輻射によって熱
が伝達される。この輻射熱４０によって実装基板１０上
の電極１１表面に形成された半田層３１が溶融する。半
田層３１が溶融した後に、チップ１を下降させてバンプ
３０と半田層３１とを接触させることによりハンダ付け
を行う。
【００２１】この方式によっても本願発明の特徴として
述べた（１）熱源であるヒートブロックからの伝熱と輻
射熱を利用して実装基板の電極に形成されている半田層
を溶融すること、（２）ヒートブロックによってチップ
を把持しつつ溶融した半田層とのハンダ付けを実施する
こと、の２点を具備する。
【００２２】
【実施例】表１に現在産業界で実施されているフリップ
チップ方式の実装方法についてまとめる。
【表１】タイフ゜ チップ側のバンプ 実装基板側バンプ 基板種 Ａ 高融点ハンダ（実装時に溶融） − セラミック基板 Ｂ 高融点ハンダ（溶融せず） 共晶ハンダ（溶融） プリント基板 Ｃ 金バンプ （溶融せず） In系ハンダ（溶融） プリント基板
【００２３】タイプＡのものは例えば図１３に示したよ
うなものである。この場合の実装基板１０はセラミック
基板となる。他の要素は今まで示した図面で用いたもの
と同じであり、チップ１上に高融点ハンダによるバンプ
３が形成され、基板１０上の電極１１と接続される。従
来のフリップチップ方式の場合、チップ側のハンダバン
プが実装時に溶融しなければならないから、予めバンプ
の高さがある程度均一であることを要する。また、熱を
かける前にバンプ３と電極１１とが接触している必要が
あるから、搭載時に大きな圧力を付与しなければならな
い。本願発明を利用すれば、バンプ高の裕度が大きくな
り、かつ、圧力がほとんど不要となることは今まで述べ
てきたところから明らかである。高融点ハンダの推奨さ
れる組成としては１０Ｓｎ／９０Ｐｂなどである。
【００２４】タイプＢのものは例えば図１４、図１５、
図１６に示したものである。この方式では図１４に示す
ように、チップ１上に高融点のハンダバンプ３０が形成
され、また、実装基板１０はプリント基板であり、その
上に電極１１、及び、共晶ハンダバンプ３１が形成され
る。この共晶ハンダバンプ３１は現在のフリップチップ
実装においては一括リフローによって接続がなされてい
るが、そのためにチップの位置ずれの防止、接合不良の
防止の観点から厳しいハンダバンプの量の制御およびハ
ンダの高さの均一化が必要となる。共晶ハンダバンプ３
１を均一化したときの形状を図１５に示す。つまり、電
極１１上の共晶ハンダバンプ３１を平坦化する。その
後、この方式ではチップ１上に形成された高融点ハンダ
バンプ３１全体を覆うようにフラックスを転写し（図示
せず）、図１６に示すように圧力を付与して一括でリフ
ローする。
【００２５】この方式によっても、本願発明を採用すれ
ば共晶ハンダバンプ３１の予めの平坦化が不要となり、
リフロー時の圧力が不要になるというメリットを有す
る。これは図１２に示すように、高融点ハンダバンプ３
からの輻射熱４０によって電極上に形成された共晶ハン
ダバンプ３１が溶融するからである。図１２では共晶ハ
ンダバンプ３１は平坦化がされているが、これは必ずし
も必要ない。
【００２６】タイプＣは基本的にはタイプＢと同様であ
るがチップ１側のバンプ３が高融点ハンダではなく金バ
ンプである点、および、基板側のバンプがＩｎ含有ハン
ダである点で異なる。これは、Ｉｎ含有ハンダの方が共
晶ハンダと比べて硬度を有しているので、チップ側のハ
ンダバンプ素材である堅い金により適するからである。
この方式においても本願発明を採用すればＩｎ含有ハン
ダバンプの平坦化、および、リフロー時の圧力が共に不
要になるという点でメリットが大きい。
【００２７】また、本願発明は実装体が半導体チップで
はなくＢＧＡ(ball grid array)モジュールであっても
適用可能である。表２に代表的なＢＧＡモジュールの場
合のフリップチップ実装方式を示す。
【表２】タイフ゜ ＢＧＡモジュール側バンプ 実装基板側バンプ Ａ 共晶ハンダ（溶融する） − Ｂ 高融点ハンダ（溶融せず） 共晶ハンダ
【００２８】タイプＡのものは例えばプラスチックＢＧ
Ａ、テープＢＧＡなどに利用される。ＢＧＡモジュール
側のハンダはリフロー時に溶融する。タイプＢのものは
例えばセラミックＢＧＡ、テープＢＧＡに利用される。
タイプＡのものと異なり、ＢＧＡモジュール側では高融
点ハンダを用いており、リフロー時に溶融しない。タイ
プＢのものはセラミックをモジュール側に用いているか
ら実装基板（プリント基板）との熱膨張係数の差が非常
に大きくモジュールと実装基板間の距離を大きくしてこ
の差を吸収する必要があるからリフロー時に溶融しない
高融点ハンダバンプをＢＧＡモジュール側で用い距離を
稼いでいる。
【００２９】しかし、本願発明を適用すればタイプＢの
ものでも共晶ハンダを利用することが可能となる。なぜ
ならば、本願発明ではＢＧＡモジュール側のバンプと実
装基板側のバンプが溶融接触している状態でヒートブロ
ックを引き上げることによってハンダバンプの縦断面形
状をウエスト状にすることが可能だからである（図１１
参照）。
【００３０】このように、本願発明を従来のフリップチ
ップ方式で行われている一括リフロー等の方式に置き換
えることにより非常に多くのメリットを生じる可能性が
ある。
【００３１】次に本願発明は従来行われてきた一括リフ
ロー方式に変わる方法であるからリフローの後のプロセ
スである冷却工程に対する適合性が問題となる。つま
り、一括リフロー方式は炉に入れてバッチ的にリフロー
するものであるから急速に冷却がなされない。この点は
一括リフロー方式のメリットでもある。なぜならば、リ
フロー後に急冷を行うと実装基板（樹脂製）と半導体チ
ップ（Ｓｉ基板）との間の熱膨張係数の差によって熱応
力が加わり破壊をきたすからである。本願発明の方式に
よれば加熱ブロックを引き離すことによって急冷が可能
であるため、この点についてさらに検討する必要があ
る。
【００３２】本願発明の工程によってリフロー後に急冷
を防止する方法として加熱ブロックをチップ背面からわ
ずかに離した位置に一定時間保持することによって加熱
ブロックとチップ背面との間の輻射熱によってチップの
温度を所定の温度に維持する方法が考えられる。例えば
図１７に示すように、チップ１と加熱ブロック２１との
距離ｈを漸次増加することによりチップを徐令して過度
の熱応力の発生を防止する方法である。このような加熱
ブロックの移動は加熱ブロックに接続された移動手段
（図示せず）を周知の方法で制御することによって可能
である。
【００３３】表３にチップ１の背面と加熱ブロック２１
との距離ｈとハンダによるジョイント部１５との温度の
相関を示す。この測定では実装基板１０の背面にも１１
０℃に保持した加熱ブロック２２を設け接触させる。ま
た、チップ１の背面に接触させてリフローに供した加熱
ブロック２１は略２００℃に保持されている。チップは
９ｍｍ角であり、その条件で加熱ブロック２１をチップ
１の背面に接触させた状態から上方に引き上げる。所定
の距離ｈで加熱ブロックを一旦保持し、ジョイント部１
５における平衡温度を熱電対によって測定する。
【表３】 距離ｈ（μｍ） 平衡温度（℃） 0 159 40 151 50 147 70 141 120 134 140 132 170 131190 130（ハンダの融点） 290 127 390 125 490 124 910 121 1910 118 2910 115 5000 115
【００３４】融点付近での冷却速度は１℃／秒以下でな
いと熱膨張差によってクラック等の悪影響が接続部に発
生することを考えると、熱源ブロックの移動速度は大き
くても２ｍｍ／分以下で制御する必要がある。
【００３５】以上の例はバッチ式による制御方法であっ
たが、生産量が大きくなるとライン式でこれを行う必要
が生じる。その場合の設備の一例について図１８に示
す。熱源ブロックは１００、１０１、１０２、１０３、
１０４で示されているが、それぞれ所定の間隔によって
チップ１の背面と隔てている。実装基板１０上のチップ
１は最初の加熱ブロック１００でリフロー実装される。
その後、実装体はヒータ２００上に設置されたコンベア
（図示せず）上をスピードｖで搬送される。加熱ブロッ
ク１０１〜１０４はそれぞれ適当な温度Ｔ１〜Ｔ４およ
びチップ背面との距離Ｈ１〜Ｈ４に保持されており、ま
た、上記冷却条件を達成するように搬送速度との関係で
適当な搬送方向の長さｌ１〜ｌ４を有する。加熱ブロッ
クの熱は輻射によってチップ背面に到達し、冷却条件を
達成するに必要な温度に接続部を保持する。かかる装置
を構築することによって、本願発明に係わるリフロー方
式を量産ラインに乗せることも可能である。
【００３６】本願発明に係わる技術的思想をまとめると
以下のようになる。 （１）チップ上に形成されたバンプが低融点であり、溶
融可能なもの（ハンダ）であるときはチップ背面に配置
されたヒートブロックからの伝熱作用によってハンダバ
ンプが溶融される。ハンダバンプが溶融した状態で対向
する電極に対してハンダ付けが行われる（実施例１）。 （２）チップ上に形成されたバンプが低融点ではないと
き（金、銅、高融点ハンダなど）はチップ背面に配置さ
れたヒートブロックからの伝熱作用によって熱がチップ
を介してバンプに伝熱される。この熱は輻射によりバン
プからこれに対向する電極に伝達され、電極表面に形成
された低融点のハンダを溶融する。ハンダが溶融した状
態でバンプと接触されハンダ付けがなされる（実施例
２）。
【００３７】また、実施例ではハンダバンプによるフリ
ップチップ方式を具体例として述べたが、ＢＧＡの場合
でも本願発明の技術的思想は全く同様に適用可能であ
る。
【００３８】
【発明の効果】二つの実施例を通じて本願発明を開示し
たが、本願発明の特徴は（１）熱源であるヒートブロッ
クからの伝熱、または、伝熱と輻射熱を利用してチップ
または実装基板の電極に形成されている半田層を溶融す
ること、（２）ヒートブロックによってチップを把持し
つつ溶融した半田層とのハンダ付けを実施すること、の
２点に集約される。
【００３９】（１）のように半田層を溶融した状態でハ
ンダ付けを行う点の利点は搭載圧力が不要になる。ま
た、ハンダが溶融しているので予めハンダバンプの高さ
を揃えるというプロセスが必要なくなるということであ
る。後者は特にハンダバンプの形成方式として安価なス
クリーン印刷法（バンプ高を均一にしにくい）を利用で
きるという点で、生産コストの点で大きなメリットがあ
る。
【００４０】（２）のようにヒートブロックによってチ
ップを把持しつつハンダ付けを行うので、フラックスの
揮発成分の蒸発によるチップの位置ずれが防止できる。
【００４１】また、ハンダ付け後にチップと電極との距
離を任意に調整することによってウエスト状のハンダ接
合部の形成等の調整が自由にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来法によるフリップチップ方式のハンダ付け
のプロセスを示す図である。
【図２】従来法によるフリップチップ方式のハンダ付け
のプロセスを示す図である。
【図３】従来法によるフリップチップ方式のハンダ付け
のプロセスを示す図である。
【図４】従来法によるフリップチップ方式のハンダ付け
のプロセスを示す図である。
【図５】従来法によるフリップチップ方式のハンダ付け
のプロセスを示す図である。
【図６】本願発明の第一実施例によるハンダ付けの方式
を示す図である。
【図７】本願発明の第一実施例によるハンダ付けのプロ
セスを示す図である。
【図８】本願発明の第一実施例によるハンダ付けのプロ
セスを示す図である。
【図９】本願発明の第一実施例によるハンダ付けのプロ
セスを示す図である。
【図１０】本願発明の第一実施例によるハンダ付けのプ
ロセスを示す図である。
【図１１】本願発明によるハンダ付けの形状を調整する
ためのプロセスを示す図である。
【図１２】本願発明の第二実施例によるハンダ付けのプ
ロセスを示す図である。
【図１３】従来技術によるフリップチップ方式の一態様
を示す図である。
【図１４】従来技術によるフリップチップ方式の一態様
を示す図である。
【図１５】従来技術によるフリップチップ方式の一態様
を示す図である。
【図１６】従来技術によるフリップチップ方式の一態様
を示す図である。
【図１７】本願発明を実施するための装置の一実施例を
示す図である。
【図１８】本願発明を実施するための装置の他の実施例
を示す図である。
【符号の説明】
１ 半導体チップ ３、３１ ハンダバンプ １０ 実装基板 １１ 電極 ２１、２２ 加熱ブロック ４０ 輻射熱
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土田 修平 滋賀県野洲郡野洲町大字市三宅800番地 日本アイ・ビー・エム株式会社 野洲 事業所内 (72)発明者 塚田 裕 滋賀県野洲郡野洲町大字市三宅800番地 日本アイ・ビー・エム株式会社 野洲 事業所内 (72)発明者 折井 靖光 滋賀県野洲郡野洲町大字市三宅800番地 日本アイ・ビー・エム株式会社 野洲 事業所内 (72)発明者 大熊 秀雄 滋賀県野洲郡野洲町大字市三宅800番地 日本アイ・ビー・エム株式会社 野洲 事業所内 (56)参考文献 特開 平９−153525（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−153522（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/60 311 H01L 21/603

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第一の対象物上に形成された第一の導体部
    分と第二の対象物上に形成された第二の導体部分とをハ
    ンダ付けするための方法であって、前記第一の対象物に
    接する熱源ブロックからの伝熱を少なくとも利用して前
    記第一の対象物または前記第二の対象物のいずれか少な
    くとも一方の表面に接して形成されている半田層を溶融
    し、前記熱源ブロックによって前記第一の対象物を把持
    しつつ前記第一の電極と前記第二の電極とを溶融した前
    記半田層を介して物理的に接触させる、ハンダ付け方
    法。
  2. 【請求項２】前記第一の対象物が半導体チップである請
    求項１のハンダ付け方法。
  3. 【請求項３】前記第一の導体部分がハンダバンプである
    請求項１のハンダ付け方法。
  4. 【請求項４】前記第二の対象物が実装基板である請求項
    １のハンダ付け方法。
  5. 【請求項５】前記半田層が第一対象物上に形成されたハ
    ンダバンプである請求項１のハンダ付け方法。
  6. 【請求項６】前記熱源ブロックから前記第一の導体部分
    までの熱の伝熱及び前記第一の導体部分と前記第二の導
    体部分との間の熱の輻射を利用してハンダ付けを行う請
    求項１のハンダ付け方法。
  7. 【請求項７】前記第一の導体部分が前記半田層よりも融
    点が高い物質からなる請求項６のハンダ付け方法。
  8. 【請求項８】前記第一の導体部分が金からなる請求項６
    のハンダ付け方法。
  9. 【請求項９】前記半田層が前記第二の導体部分上に接し
    て形成された請求項６のハンダ付け方法。
  10. 【請求項１０】ハンダ付けを行った後に、前記半田層を
    溶融したままで前記第一の導体部分と前記第二の導体部
    分との距離を調整し、前記半田層の形状を調整すること
    を特徴とする請求項５のハンダ付け方法。
  11. 【請求項１１】前記第一の対象物の背面に前記熱源ブロ
    ックが接している請求項１〜請求項１０のハンダ付け方
    法。
  12. 【請求項１２】前記第二の対象物に接して第二の熱源ブ
    ロックが接している請求項１〜請求項１０のハンダ付け
    方法。
  13. 【請求項１３】ハンダ付けを行った後に前記熱源ブロッ
    クを前記第一の対象物の背面から離脱することをさらに
    含み、前記離脱時に前記熱源ブロックから前記第一の対
    象物の背面に対する輻射熱によって前記ハンダ接合部の
    温度を制御しつつ冷却することを特徴とする、請求項１
    １のハンダ付け方法。
  14. 【請求項１４】前記第一の対象物がＢＧＡモジュールで
    ある、請求項１のハンダ付け方法。
  15. 【請求項１５】第一の対象物上に形成された第一の導体
    部分と第二の対象物上に形成された第二の導体部分とを
    ハンダ付けするためのハンダ付け装置であって、 前記第一の対象物に接して少なくとも伝熱によって前記
    第一の対象物または前記第二の対象物のいずれか一方の
    表面に接して形成されている半田層を溶融するととも
    に、ハンダ付けの際に上記第一の対象物を把持する熱源
    手段と、 前記第二の対象物を支持する搬送手段と、 前記熱源手段が前記半田層を溶融させた状態で前記第一
    の対象物の表面に垂直な方向に前記熱源手段を移動し
    て、前記第一の電極と前記第二の電極とを溶融した前記
    半田層を介して物理的に接触させる移動手段と、 を含むハンダ付け装置。
  16. 【請求項１６】第一の対象物上に形成された第一の導体
    部分と第二の対象物上に形成された第二の導体部分とを
    ハンダ付けするためのハンダ付け装置であって、 前記第二の対象物を支持して第一の方向に搬送する搬送
    手段と、 前記第一の対象物に接して少なくとも伝熱によって前記
    第一の対象物または前記第二の対象物のいずれか一方の
    表面に接して形成されている半田層を溶融するととも
    に、ハンダ付けの際に上記第一の対象物を把持する第一
    の熱源手段と、 前記熱源手段が前記半田層を溶融させた状態で前記第一
    の方向と垂直な第二の方向に移動して、前記第一の電極
    と前記第二の電極とを溶融した前記半田層を介して物理
    的に接触させるために前記熱源手段を移動する移動装置
    と、 前記第一の熱源手段に対して前記第一の方向に平行な方
    向に位置し、前記第一の対象物の背面に対して所定の距
    離隔てて対向し、前記第一の対象物の背面に対して輻射
    により熱を伝達する少なくとも一つの第二の熱源手段
    と、 を含むハンダ付け装置。
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