JP2828069B2 - バンプ付きワークの半田付け方法 - Google Patents
バンプ付きワークの半田付け方法Info
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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- Wire Bonding (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バンプをワークの
パッド上に半田付けするバンプ付きワークの半田付け方
法に関するものである。
パッド上に半田付けするバンプ付きワークの半田付け方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、フリップチップなどのバンプ付き
ワークのプリント基板などのワークへの半田付けは、次
のようにして行われていた。まず、バンプ付きワークに
形成されたバンプやワークのパッド上に形成された半田
部の表面にフラックスを塗布する。次にバンプを半田部
に着地させてバンプ付きワークをワーク上に搭載する。
次にワークを加熱炉へ送り、半田部をその融点（一般に
は２００°Ｃ程度）以上に加熱して溶融させ、次いで冷
却することにより固化させる。以上によりバンプ付きワ
ークをワークに実装する。
ワークのプリント基板などのワークへの半田付けは、次
のようにして行われていた。まず、バンプ付きワークに
形成されたバンプやワークのパッド上に形成された半田
部の表面にフラックスを塗布する。次にバンプを半田部
に着地させてバンプ付きワークをワーク上に搭載する。
次にワークを加熱炉へ送り、半田部をその融点（一般に
は２００°Ｃ程度）以上に加熱して溶融させ、次いで冷
却することにより固化させる。以上によりバンプ付きワ
ークをワークに実装する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
方法では、溶融した半田部の半田が側方へ流動し、相隣
る半田部の半田同士がつながって短絡の原因となる半田
ブリッジが生じやすいという問題点があった。その理由
は次のとおりである。
方法では、溶融した半田部の半田が側方へ流動し、相隣
る半田部の半田同士がつながって短絡の原因となる半田
ブリッジが生じやすいという問題点があった。その理由
は次のとおりである。
【０００４】ワークのパッド上に形成された半田部（Ｐ
ｂとＳｎなどの低融点金属の合金）は空気に触れること
により酸化しやすいことから、半田部の表面には酸化膜
が生じている。この酸化膜は半田のぬれ性を阻害し、ま
たバンプとワークのパッドの導通不良の原因となる。
ｂとＳｎなどの低融点金属の合金）は空気に触れること
により酸化しやすいことから、半田部の表面には酸化膜
が生じている。この酸化膜は半田のぬれ性を阻害し、ま
たバンプとワークのパッドの導通不良の原因となる。
【０００５】そこで、従来はバンプや半田部にフラック
スを塗布して半田のぬれ性を改善していた。フラックス
を用いれば、半田部を加熱して溶融させた際に酸化膜を
除去でき、これにより半田のぬれ性を向上させてバンプ
をパッド上にしっかり半田付けしていたものである。と
ころが、フラックスを用いて酸化膜を除去すれば、半田
の流動性が増大し、その結果、相隣る半田部の半田同士
がつながって半田ブリッジが生じるものである。
スを塗布して半田のぬれ性を改善していた。フラックス
を用いれば、半田部を加熱して溶融させた際に酸化膜を
除去でき、これにより半田のぬれ性を向上させてバンプ
をパッド上にしっかり半田付けしていたものである。と
ころが、フラックスを用いて酸化膜を除去すれば、半田
の流動性が増大し、その結果、相隣る半田部の半田同士
がつながって半田ブリッジが生じるものである。
【０００６】またフラックスは、ワークの回路パターン
を劣化させるなどの性質を有するので、従来の半田付け
方法では、バンプをパッド上に半田付けした後、フラッ
クスを洗浄して除去する工程が必要であり、それだけ工
程数が多くなるという問題点もあった。
を劣化させるなどの性質を有するので、従来の半田付け
方法では、バンプをパッド上に半田付けした後、フラッ
クスを洗浄して除去する工程が必要であり、それだけ工
程数が多くなるという問題点もあった。
【０００７】したがって本発明は、フラックスを用いる
ことなく、半田ブリッジが生じないようにバンプ付きワ
ークのバンプをワークのパッド上に導通性よく半田付け
できるバンプ付きワーク半田付け方法を提供することを
目的とする。
ことなく、半田ブリッジが生じないようにバンプ付きワ
ークのバンプをワークのパッド上に導通性よく半田付け
できるバンプ付きワーク半田付け方法を提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、バンプ付きワ
ークのバンプから下方へ突出する突出部をワークのパッ
ド上に形成された半田部に押し付けてこの半田部の表面
の酸化膜を前記突出部により部分的に破壊し、かつ前記
バンプおよび前記酸化膜の融点以下の温度で前記半田部
を加熱して溶融させ、次いで固化させるようにしたもの
である。
ークのバンプから下方へ突出する突出部をワークのパッ
ド上に形成された半田部に押し付けてこの半田部の表面
の酸化膜を前記突出部により部分的に破壊し、かつ前記
バンプおよび前記酸化膜の融点以下の温度で前記半田部
を加熱して溶融させ、次いで固化させるようにしたもの
である。
【０００９】
【発明の実施の形態】上記構成の本発明は、バンプの突
出部により半田部の表面の酸化膜を破壊するので、バン
プとワークのパッドを十分に導通させることができる。
またフラックスを用いないので、半田部の表面の酸化膜
のうち、破壊されるのはバンプの突出部が突き破る部分
だけであり、他の酸化膜は半田部の表面に残存する。そ
して酸化膜の溶融温度は半田部の溶融温度よりもはるか
に高いので、半田部を加熱して溶融させても酸化膜は溶
融せず、丁度、溶融して流動化した半田部を硬い殻が覆
った状態となる。したがって相隣る半田部の半田同士が
つながって半田ブリッジを生じることはない。
出部により半田部の表面の酸化膜を破壊するので、バン
プとワークのパッドを十分に導通させることができる。
またフラックスを用いないので、半田部の表面の酸化膜
のうち、破壊されるのはバンプの突出部が突き破る部分
だけであり、他の酸化膜は半田部の表面に残存する。そ
して酸化膜の溶融温度は半田部の溶融温度よりもはるか
に高いので、半田部を加熱して溶融させても酸化膜は溶
融せず、丁度、溶融して流動化した半田部を硬い殻が覆
った状態となる。したがって相隣る半田部の半田同士が
つながって半田ブリッジを生じることはない。
【００１０】以下、本発明の実施の形態を図面を参照し
て説明する。図１は、本発明の一実施の形態のバンプ付
きワークの実装装置の正面図、図２、図３、図４は同バ
ンプ付きワークの半田付け工程図である。
て説明する。図１は、本発明の一実施の形態のバンプ付
きワークの実装装置の正面図、図２、図３、図４は同バ
ンプ付きワークの半田付け工程図である。
【００１１】まず、図１を参照してバンプ付きワークの
実装装置について説明する。１はバンプ付きワークであ
って、バンプ２が複数個突設されている。図１では、バ
ンプ２は２個であるが、一般にはバンプ２は狭ピッチで
多数個形成されている。バンプ２からは、突出部３が下
方へ突出している。
実装装置について説明する。１はバンプ付きワークであ
って、バンプ２が複数個突設されている。図１では、バ
ンプ２は２個であるが、一般にはバンプ２は狭ピッチで
多数個形成されている。バンプ２からは、突出部３が下
方へ突出している。
【００１２】次に、バンプの形成方法について簡単に説
明する。バンプの形成方法としては、導電性ボールを用
いる方法と、ワイヤを用いる方法が知られている。前者
は、特開平７−３０２８１４号公報などに記載された方
法であって、導電性ボールをパッド上に搭載し、これを
加熱して溶融・固化させることによりバンプを形成す
る。後者は、特開平４−３７０３４号公報などに記載さ
れた方法であって、ワイヤをキャピラリツールから導出
し、ワイヤの下端部に電気的スパークによりボールを形
成し、このボールをワークのパッド上にボンディングし
た後、ワイヤを上方へ引っ張ってボンディング点の近く
で切断する方法である。
明する。バンプの形成方法としては、導電性ボールを用
いる方法と、ワイヤを用いる方法が知られている。前者
は、特開平７−３０２８１４号公報などに記載された方
法であって、導電性ボールをパッド上に搭載し、これを
加熱して溶融・固化させることによりバンプを形成す
る。後者は、特開平４−３７０３４号公報などに記載さ
れた方法であって、ワイヤをキャピラリツールから導出
し、ワイヤの下端部に電気的スパークによりボールを形
成し、このボールをワークのパッド上にボンディングし
た後、ワイヤを上方へ引っ張ってボンディング点の近く
で切断する方法である。
【００１３】導電性ボールを用いる方法によれば、きれ
いな球面を有するバンプを形成することができる。とこ
ろがワイヤを用いる方法では、ワイヤを上方へ引っ張っ
てボンディング点の近くで切断することから、バンプに
は上方へ突出する突出部（テール）が生じる。したがっ
て図１に示す突出部３を有するバンプ２は、ワイヤを用
いるバンプ形成方法により形成されたものである。勿
論、突出部を有するバンプは、他の方法により形成して
もよい。
いな球面を有するバンプを形成することができる。とこ
ろがワイヤを用いる方法では、ワイヤを上方へ引っ張っ
てボンディング点の近くで切断することから、バンプに
は上方へ突出する突出部（テール）が生じる。したがっ
て図１に示す突出部３を有するバンプ２は、ワイヤを用
いるバンプ形成方法により形成されたものである。勿
論、突出部を有するバンプは、他の方法により形成して
もよい。
【００１４】図１において、バンプ付きワーク１は、ヘ
ッド４の下面に真空吸着されている。５はヘッド４に形
成された吸引路であり、真空ユニット（図外）に接続さ
れており、真空ユニットが駆動することにより、バンプ
付きワーク１をヘッド４の下面に真空吸着する。またヘ
ッド４の内部にはヒータ６が内蔵されている。ヘッド４
は、図示しない手段により、水平方向への移動動作や上
下動作を行う。
ッド４の下面に真空吸着されている。５はヘッド４に形
成された吸引路であり、真空ユニット（図外）に接続さ
れており、真空ユニットが駆動することにより、バンプ
付きワーク１をヘッド４の下面に真空吸着する。またヘ
ッド４の内部にはヒータ６が内蔵されている。ヘッド４
は、図示しない手段により、水平方向への移動動作や上
下動作を行う。
【００１５】１０はプリント基板などのワークであっ
て、その上面の回路パターンのパッド１１上には、半田
部１２が形成されている。半田部１２は例えばＰｂとＳ
ｎなどの低融点金属の合金であって、メッキ手段などに
よりパッド１１上に形成される。ワーク１０はテーブル
１３上に位置決めされている。テーブル１３は可動テー
ブルであって、ワーク１０を水平方向へ移動させること
ができる。またテーブル１３の内部にはヒータ１４が内
蔵されている。
て、その上面の回路パターンのパッド１１上には、半田
部１２が形成されている。半田部１２は例えばＰｂとＳ
ｎなどの低融点金属の合金であって、メッキ手段などに
よりパッド１１上に形成される。ワーク１０はテーブル
１３上に位置決めされている。テーブル１３は可動テー
ブルであって、ワーク１０を水平方向へ移動させること
ができる。またテーブル１３の内部にはヒータ１４が内
蔵されている。
【００１６】このバンプ付きワークの実装装置は上記の
ように構成されており、次に半田付け方法について説明
する。図２〜図４は半田付け工程を工程順に示してい
る。まず、図２に示すようにバンプ２と半田部１２を位
置合わせし、バンプ２を半田部１２の真上に位置させ
る。半田部１２の表面には、空気に触れることにより酸
化膜１５が生じている。
ように構成されており、次に半田付け方法について説明
する。図２〜図４は半田付け工程を工程順に示してい
る。まず、図２に示すようにバンプ２と半田部１２を位
置合わせし、バンプ２を半田部１２の真上に位置させ
る。半田部１２の表面には、空気に触れることにより酸
化膜１５が生じている。
【００１７】次に図３に示すように、ヘッド４を下降さ
せてバンプ２を半田部１２に押し付ける。このとき、ヒ
ータ６からの伝熱によりバンプ２は加熱されており、ヒ
ータ１４からの伝熱により半田部１２は加熱されてい
る。ここで、バンプ２はヒータ６により３００°Ｃ程度
に加熱されているが、バンプ２は融点の高い金や銅など
から成っているので、３００°Ｃ程度では溶融しない。
また半田部１２はヒータ１４からの伝熱により２２０°
Ｃ程度に加熱されて溶融する。なお半田部１２の融点は
２００°Ｃ程度である。
せてバンプ２を半田部１２に押し付ける。このとき、ヒ
ータ６からの伝熱によりバンプ２は加熱されており、ヒ
ータ１４からの伝熱により半田部１２は加熱されてい
る。ここで、バンプ２はヒータ６により３００°Ｃ程度
に加熱されているが、バンプ２は融点の高い金や銅など
から成っているので、３００°Ｃ程度では溶融しない。
また半田部１２はヒータ１４からの伝熱により２２０°
Ｃ程度に加熱されて溶融する。なお半田部１２の融点は
２００°Ｃ程度である。
【００１８】また、半田部１２の表面に生じている酸化
膜１５の融点は、一般には５００°Ｃ以上であって、半
田の融点よりもかなり高い。したがって半田部１２は２
２０°Ｃ程度に加熱されることにより溶融して流動化す
るが、酸化膜１５は溶融せず、丁度、硬い殻のように溶
融した半田部１２を覆って半田部１２が側方へ流動する
のを阻止している。
膜１５の融点は、一般には５００°Ｃ以上であって、半
田の融点よりもかなり高い。したがって半田部１２は２
２０°Ｃ程度に加熱されることにより溶融して流動化す
るが、酸化膜１５は溶融せず、丁度、硬い殻のように溶
融した半田部１２を覆って半田部１２が側方へ流動する
のを阻止している。
【００１９】このような状態で、図３に示すようにバン
プ２を半田部１２に押し付ければ、突出部３は酸化膜１
５を突き破って部分的に破壊し、溶融した半田部１２の
内部に進入する。この場合、望ましくは、バンプ２を強
く半田部１２に押し付けて、図３に示すように突出部３
の下端部をパッド１１上に着地させれば、バンプ２とパ
ッド１１の導通性はより十分に確保させる。なお従来方
法では、バンプを半田部に強く押し付けると、半田部は
溶融して流動化しているので側方へ流れ出し、相隣る半
田部の半田同士がつながって半田ブリッジを生じやすい
ことから、バンプをワークのパッドに着地させて十分な
導通性を確保することは困難であったものである。な
お、突出部３で酸化膜１５を突き破って部分的に破壊す
るタイミングと半田部１２を溶融させるタイミングは前
後逆でもよい。むしろ半田部１２を溶融させる前に酸化
膜１５を破壊した方が酸化膜１５をより効果的に破壊で
きる。
プ２を半田部１２に押し付ければ、突出部３は酸化膜１
５を突き破って部分的に破壊し、溶融した半田部１２の
内部に進入する。この場合、望ましくは、バンプ２を強
く半田部１２に押し付けて、図３に示すように突出部３
の下端部をパッド１１上に着地させれば、バンプ２とパ
ッド１１の導通性はより十分に確保させる。なお従来方
法では、バンプを半田部に強く押し付けると、半田部は
溶融して流動化しているので側方へ流れ出し、相隣る半
田部の半田同士がつながって半田ブリッジを生じやすい
ことから、バンプをワークのパッドに着地させて十分な
導通性を確保することは困難であったものである。な
お、突出部３で酸化膜１５を突き破って部分的に破壊す
るタイミングと半田部１２を溶融させるタイミングは前
後逆でもよい。むしろ半田部１２を溶融させる前に酸化
膜１５を破壊した方が酸化膜１５をより効果的に破壊で
きる。
【００２０】以上のように本方法によれば、パッド２を
半田部１２に強く押し付けて十分な導通性を確保でき
る。また従来方法では、バンプを半田部に強く押し付け
ると半田ブリッジを生じやすいので、押し付け力の大き
さをかなり慎重に制御しなければならなかったが、本発
明ではバンプは適当に強い力で半田部に押し付ければよ
いので、押し付け力の大きさの制御は従来方法よりも容
易である。
半田部１２に強く押し付けて十分な導通性を確保でき
る。また従来方法では、バンプを半田部に強く押し付け
ると半田ブリッジを生じやすいので、押し付け力の大き
さをかなり慎重に制御しなければならなかったが、本発
明ではバンプは適当に強い力で半田部に押し付ければよ
いので、押し付け力の大きさの制御は従来方法よりも容
易である。
【００２１】次に図４に示すようにヘッド４による押し
付け状態を解除して半田部１２を冷却・固化させれば、
バンプ２は半田部１２によりパッド１１上にボンディン
グされる。１６は、バンプ２と半田部１２の境界部に生
じた合金である。
付け状態を解除して半田部１２を冷却・固化させれば、
バンプ２は半田部１２によりパッド１１上にボンディン
グされる。１６は、バンプ２と半田部１２の境界部に生
じた合金である。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、バンプの突出部により
半田部の表面の酸化膜を破壊するので、バンプとワーク
のパッドを十分に導通させることができる。またフラッ
クスを用いないので、半田部の表面の酸化膜のうち、破
壊されるのはバンプの突出部が突き破る部分だけであ
り、他の酸化膜は半田部の表面に残存して硬い殻として
溶融した半田を覆うので、半田が側方へ流出して半田ブ
リッジが生じるのを解消できる。
半田部の表面の酸化膜を破壊するので、バンプとワーク
のパッドを十分に導通させることができる。またフラッ
クスを用いないので、半田部の表面の酸化膜のうち、破
壊されるのはバンプの突出部が突き破る部分だけであ
り、他の酸化膜は半田部の表面に残存して硬い殻として
溶融した半田を覆うので、半田が側方へ流出して半田ブ
リッジが生じるのを解消できる。
【図１】本発明の一実施の形態のバンプ付きワークの実
装装置の正面図
装装置の正面図
【図２】本発明の一実施の形態のバンプ付きワークの半
田付け工程図
田付け工程図
【図３】本発明の一実施の形態のバンプ付きワークの半
田付け工程図
田付け工程図
【図４】本発明の一実施の形態のバンプ付きワークの半
田付け工程図
田付け工程図
１ バンプ付きワーク ２ バンプ ３ 突出部 ４ ヘッド １０ ワーク １１ パッド １２ 半田部 １５ 酸化膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒見 省二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/60 311
Claims (1)
- 【請求項１】フラックスを用いずにバンプ付きワークの
バンプをワークのパッド上に半田付けするバンプ付きワ
ークの半田付け方法であって、バンプ付きワークのバン
プから下方へ突出する突出部をワークのパッド上に形成
された半田部に押し付けてこの半田部の表面の酸化膜を
前記突出部により部分的に破壊し、かつ前記バンプおよ
び前記酸化膜の融点以下の温度で前記半田部を加熱して
溶融させ、次いで固化させることを特徴とするバンプ付
きワークの半田付け方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26958696A JP2828069B2 (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | バンプ付きワークの半田付け方法 |
| US08/927,476 US6179198B1 (en) | 1996-09-18 | 1997-09-11 | Method of soldering bumped work by partially penetrating the oxide film covering the solder bumps |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26958696A JP2828069B2 (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | バンプ付きワークの半田付け方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10117065A JPH10117065A (ja) | 1998-05-06 |
| JP2828069B2 true JP2828069B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=17474429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26958696A Expired - Lifetime JP2828069B2 (ja) | 1996-09-18 | 1996-10-11 | バンプ付きワークの半田付け方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2828069B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6121576A (en) | 1998-09-02 | 2000-09-19 | Micron Technology, Inc. | Method and process of contact to a heat softened solder ball array |
| KR100426044B1 (ko) * | 1999-05-20 | 2004-04-06 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 배선 납땜 접속부용 폴리머 스터드를 적어도 두 개 이상갖는 기판 |
| JP4547523B2 (ja) * | 2000-09-25 | 2010-09-22 | 太陽誘電株式会社 | チップ部品組立体とその製造方法 |
| JP4817892B2 (ja) | 2005-06-28 | 2011-11-16 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体装置 |
| JP5065657B2 (ja) * | 2006-11-27 | 2012-11-07 | パナソニック株式会社 | 電子装置およびその製造方法 |
-
1996
- 1996-10-11 JP JP26958696A patent/JP2828069B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10117065A (ja) | 1998-05-06 |
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