JP3367416B2 - 半田バンプの形成方法および半田バンプの実装方法ならびに半田接合構造 - Google Patents
半田バンプの形成方法および半田バンプの実装方法ならびに半田接合構造Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品や基板の
回路電極上に半田バンプを形成する半田バンプの形成方
法および半田バンプを電子部品や基板に実装する半田バ
ンプの実装方法に関するものである。
回路電極上に半田バンプを形成する半田バンプの形成方
法および半田バンプを電子部品や基板に実装する半田バ
ンプの実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子部品の実装方法として半田バンプを
用いる方法が知られている。この方法は電子部品の回路
電極上に予め半田の突出電極である半田バンプを形成
し、この半田バンプを基板などの回路電極に半田接合す
るものである。半田バンプを形成する方法として、従来
より半田ボールを電子部品などの回路電極上に搭載する
方法が知られている。
用いる方法が知られている。この方法は電子部品の回路
電極上に予め半田の突出電極である半田バンプを形成
し、この半田バンプを基板などの回路電極に半田接合す
るものである。半田バンプを形成する方法として、従来
より半田ボールを電子部品などの回路電極上に搭載する
方法が知られている。
【０００３】ところでＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐ
ａｃｋａｇｅ）などでは、回路電極が形成される面と半
田バンプが形成される面が基板の同一面でない場合があ
る。すなわちパッケージを構成するテープ状の基板の片
側の面に回路電極が形成され、この回路電極が形成され
た面の反対側に半田ボールが搭載される。そしてこの半
田ボールを溶融させ、回路電極位置に設けられた基板の
貫通孔を介して溶融半田を回路電極に導通させて半田バ
ンプが形成される。
ａｃｋａｇｅ）などでは、回路電極が形成される面と半
田バンプが形成される面が基板の同一面でない場合があ
る。すなわちパッケージを構成するテープ状の基板の片
側の面に回路電極が形成され、この回路電極が形成され
た面の反対側に半田ボールが搭載される。そしてこの半
田ボールを溶融させ、回路電極位置に設けられた基板の
貫通孔を介して溶融半田を回路電極に導通させて半田バ
ンプが形成される。
【０００４】以下、このような場合の従来の半田バンプ
形成方法について図面を参照して説明する。図３
（ａ），（ｂ），（ｃ）は従来のテープ状基板の部分断
面図である。図３（ａ）において、テープ状の絶縁基板
１の下面には回路電極２が形成されている。絶縁基板１
の回路電極２の位置には貫通孔３が設けられている。貫
通孔３は図において下側から上に向かって打ち抜き加工
により設けられたものであり、上端面のエッジには打ち
抜き加工によるバリＢが発生している。
形成方法について図面を参照して説明する。図３
（ａ），（ｂ），（ｃ）は従来のテープ状基板の部分断
面図である。図３（ａ）において、テープ状の絶縁基板
１の下面には回路電極２が形成されている。絶縁基板１
の回路電極２の位置には貫通孔３が設けられている。貫
通孔３は図において下側から上に向かって打ち抜き加工
により設けられたものであり、上端面のエッジには打ち
抜き加工によるバリＢが発生している。
【０００５】この貫通孔３内にはフラックス４が塗布さ
れ、この後図３（ｂ）に示すように、回路電極２上に半
田バンプを形成するため、貫通孔３内には半田ボール５
が搭載される。この後絶縁基板１をリフローに送って加
熱することにより半田ボール５が溶融し、溶融半田５’
は貫通孔３内を満たし、回路電極２に半田接合される。
れ、この後図３（ｂ）に示すように、回路電極２上に半
田バンプを形成するため、貫通孔３内には半田ボール５
が搭載される。この後絶縁基板１をリフローに送って加
熱することにより半田ボール５が溶融し、溶融半田５’
は貫通孔３内を満たし、回路電極２に半田接合される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このとき溶融半田５’
は絶縁基板１の上面まで張り出して貫通孔３の上端面を
覆うが、ここで貫通孔３の上端面のエッジにはバリＢが
存在しているため、溶融半田５’が固化した後にはこの
バリＢの部分に鋭利な切欠き部Ｎが形成される。切欠き
部Ｎが存在するとこの部分の応力集中を招き、半田バン
プの繰り返し強度を低下させる。そして実装後のヒート
サイクルによる半田接合部の破断の要因となり、半田接
合部の信頼性を著しく低下させる。
は絶縁基板１の上面まで張り出して貫通孔３の上端面を
覆うが、ここで貫通孔３の上端面のエッジにはバリＢが
存在しているため、溶融半田５’が固化した後にはこの
バリＢの部分に鋭利な切欠き部Ｎが形成される。切欠き
部Ｎが存在するとこの部分の応力集中を招き、半田バン
プの繰り返し強度を低下させる。そして実装後のヒート
サイクルによる半田接合部の破断の要因となり、半田接
合部の信頼性を著しく低下させる。
【０００７】しかしながら前述の従来の半田バンプ形成
方法では、前記切欠き部Ｎの発生を有効に防止すること
が困難であることから上記重大欠陥を防止できず、接合
信頼性の高い半田バンプを形成することが困難であると
いう問題があった。また上記の問題は、球状の半田バン
プを基板の回路電極に実装する場合、すなわち回路電極
を覆ったレジストに貫通孔を設け、この貫通孔内を介し
て半田バンプを回路電極に実装する場合にも共通するも
のであった。
方法では、前記切欠き部Ｎの発生を有効に防止すること
が困難であることから上記重大欠陥を防止できず、接合
信頼性の高い半田バンプを形成することが困難であると
いう問題があった。また上記の問題は、球状の半田バン
プを基板の回路電極に実装する場合、すなわち回路電極
を覆ったレジストに貫通孔を設け、この貫通孔内を介し
て半田バンプを回路電極に実装する場合にも共通するも
のであった。
【０００８】そこで本発明は、接合信頼性の高い半田バ
ンプの形成方法および半田バンプの実装方法ならびに接
合信頼性の高い半田接合構造を提供することを目的とす
る。
ンプの形成方法および半田バンプの実装方法ならびに接
合信頼性の高い半田接合構造を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【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、絶縁基板に設けられた貫通孔を介して
半田ボールを回路電極に半田接合して前記絶縁基板の回
路電極の反対面に半田バンプを形成する半田バンプの形
成方法であって、前記半田ボールより小さい径で設けら
れた前記貫通孔に半田ボールを押圧することにより前記
貫通孔の上端エッジを押しつぶす工程と、前記絶縁基板
を加熱して前記半田ボールを溶融させて前記回路電極に
半田接合する工程とを含む。
プの形成方法は、絶縁基板に設けられた貫通孔を介して
半田ボールを回路電極に半田接合して前記絶縁基板の回
路電極の反対面に半田バンプを形成する半田バンプの形
成方法であって、前記半田ボールより小さい径で設けら
れた前記貫通孔に半田ボールを押圧することにより前記
貫通孔の上端エッジを押しつぶす工程と、前記絶縁基板
を加熱して前記半田ボールを溶融させて前記回路電極に
半田接合する工程とを含む。
【００１０】請求項２記載の半田バンプの実装方法は、
電子部品に形成された半田バンプを基板の回路電極を覆
う絶縁膜に設けられた貫通孔を介して前記回路電極に半
田接合して、前記半田バンプを基板に実装する半田バン
プの実装方法であって、前記半田バンプより小さい径で
設けられた前記貫通孔に半田バンプを押圧することによ
り前記半田バンプで前記貫通孔の上端エッジを押しつぶ
す工程と、前記基板を加熱して前記半田バンプを溶融さ
せて前記回路電極に半田接合する工程とを含む。
電子部品に形成された半田バンプを基板の回路電極を覆
う絶縁膜に設けられた貫通孔を介して前記回路電極に半
田接合して、前記半田バンプを基板に実装する半田バン
プの実装方法であって、前記半田バンプより小さい径で
設けられた前記貫通孔に半田バンプを押圧することによ
り前記半田バンプで前記貫通孔の上端エッジを押しつぶ
す工程と、前記基板を加熱して前記半田バンプを溶融さ
せて前記回路電極に半田接合する工程とを含む。
【００１１】請求項３記載の半田接合構造は、球状の半
田部を回路電極を覆う絶縁膜に設けられた貫通孔を介し
て前記回路電極に半田接合することにより形成される半
田接合構造であって、前記半田接合構造の形成工程が、
前記半田部より小さい径で設けられた前記貫通孔に前記
半田部を押圧することにより半田部で貫通孔の上端エッ
ジを押しつぶす工程と、前記半田部を溶融させて前記回
路電極に半田接合する工程とを含むようにした。
田部を回路電極を覆う絶縁膜に設けられた貫通孔を介し
て前記回路電極に半田接合することにより形成される半
田接合構造であって、前記半田接合構造の形成工程が、
前記半田部より小さい径で設けられた前記貫通孔に前記
半田部を押圧することにより半田部で貫通孔の上端エッ
ジを押しつぶす工程と、前記半田部を溶融させて前記回
路電極に半田接合する工程とを含むようにした。
【００１２】各請求項記載の発明によれば、半田ボール
や半田バンプを半田接合するために絶縁基板や絶縁膜に
設けられた貫通孔に、半田ボールや半田バンプを押圧し
て貫通孔の上端エッジを押しつぶすことにより、半田接
合部内の切欠き部を無くし応力集中の発生を防止して、
実装後の半田接合部の信頼性を向上させることができ
る。
や半田バンプを半田接合するために絶縁基板や絶縁膜に
設けられた貫通孔に、半田ボールや半田バンプを押圧し
て貫通孔の上端エッジを押しつぶすことにより、半田接
合部内の切欠き部を無くし応力集中の発生を防止して、
実装後の半田接合部の信頼性を向上させることができ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）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り、半田バ
ンプの形成方法を工程順に示すものである。図１（ａ）
において、絶縁膜としての絶縁基板１１には貫通孔１３
が形成されている。貫通孔１３は絶縁基板１１の下面に
形成された回路電極１２の位置に対応して設けられ、絶
縁基板１１の回路電極１２の反対面に半田部としての半
田バンプを形成するためのものである。ここで貫通孔１
３の径は、バンプ形成のために搭載される半田ボールの
径よりも小さく設定されている。また、貫通孔１３は打
ち抜き加工されたものであるため、上端面にはバリＢが
生じている。
（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）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り、半田バ
ンプの形成方法を工程順に示すものである。図１（ａ）
において、絶縁膜としての絶縁基板１１には貫通孔１３
が形成されている。貫通孔１３は絶縁基板１１の下面に
形成された回路電極１２の位置に対応して設けられ、絶
縁基板１１の回路電極１２の反対面に半田部としての半
田バンプを形成するためのものである。ここで貫通孔１
３の径は、バンプ形成のために搭載される半田ボールの
径よりも小さく設定されている。また、貫通孔１３は打
ち抜き加工されたものであるため、上端面にはバリＢが
生じている。
【００１４】次に図１（ｂ）に示すように、貫通孔１３
内にクリーム半田１４が供給される。クリーム半田１４
は溶剤成分を含むフラックス中に半田粒子を混合したも
のである。次に図１（ｃ）に示すように、クリーム半田
１４が供給された貫通孔１４上に、ボール搭載手段によ
って半田ボール１５が搭載される。図１（ｂ）、（ｃ）
には、ボール搭載手段の例として吸着ツール１６を示し
ている。前述のように半田ボール１５の径は貫通孔１３
の径より大きく、半田ボール１５は貫通孔１３の内部に
入り込んで電極１２には接触せず、貫通孔１３の上端面
に接触した状態で載置される。そして搭載動作後、ボー
ル搭載手段によって、所定荷重にて半田ボール１５を絶
縁基板１１に対して所定時間押圧する。これにより、図
１（ｄ）に示すように、貫通孔１３の上端面は半田ボー
ル１５の押圧力によって押しつぶされ、貫通孔１３の打
ち抜き加工時に発生した上端面のバリＢは消滅する。
内にクリーム半田１４が供給される。クリーム半田１４
は溶剤成分を含むフラックス中に半田粒子を混合したも
のである。次に図１（ｃ）に示すように、クリーム半田
１４が供給された貫通孔１４上に、ボール搭載手段によ
って半田ボール１５が搭載される。図１（ｂ）、（ｃ）
には、ボール搭載手段の例として吸着ツール１６を示し
ている。前述のように半田ボール１５の径は貫通孔１３
の径より大きく、半田ボール１５は貫通孔１３の内部に
入り込んで電極１２には接触せず、貫通孔１３の上端面
に接触した状態で載置される。そして搭載動作後、ボー
ル搭載手段によって、所定荷重にて半田ボール１５を絶
縁基板１１に対して所定時間押圧する。これにより、図
１（ｄ）に示すように、貫通孔１３の上端面は半田ボー
ル１５の押圧力によって押しつぶされ、貫通孔１３の打
ち抜き加工時に発生した上端面のバリＢは消滅する。
【００１５】この後、絶縁基板１１はリフロー工程に送
られ加熱される。これにより、図１（ｅ）に示すように
半田ボール１５およびクリーム半田１４が溶融し、溶融
半田１４’、１５’は貫通孔１３内を満たし、一部は絶
縁基板１１上に張り出す。このとき、貫通孔１３の上端
面は前述の押圧によってつぶされているので、溶融半田
１５’が固化した後に貫通孔１３の上端面に鋭利な切欠
きが形成されず、したがって応力集中の発生を招くこと
のない信頼性の高い半田バンプを形成することができ
る。なお、本実施の形態では搭載工程の後、押圧する工
程を行っているが、搭載と同時に吸着ツール１６で半田
ボール１５を絶縁基板１１へ押圧してもよい。
られ加熱される。これにより、図１（ｅ）に示すように
半田ボール１５およびクリーム半田１４が溶融し、溶融
半田１４’、１５’は貫通孔１３内を満たし、一部は絶
縁基板１１上に張り出す。このとき、貫通孔１３の上端
面は前述の押圧によってつぶされているので、溶融半田
１５’が固化した後に貫通孔１３の上端面に鋭利な切欠
きが形成されず、したがって応力集中の発生を招くこと
のない信頼性の高い半田バンプを形成することができ
る。なお、本実施の形態では搭載工程の後、押圧する工
程を行っているが、搭載と同時に吸着ツール１６で半田
ボール１５を絶縁基板１１へ押圧してもよい。
【００１６】（実施の形態２）図２（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｄ），（ｅ）は本発明の実施の形態２の半田
バンプの実装方法の工程説明図であり、半田バンプの実
装方法を工程順に示すものである。図２（ａ）におい
て、基板２１の表面には回路電極２２が形成されてい
る。基板２１および回路電極２２を覆って、エポキシや
アクリルなどの樹脂材料より成る絶縁膜としてのソルダ
ーレジスト２３が形成されている。ソルダーレジスト２
３の回路電極２２に対応した位置には、貫通孔２４が設
けられている。ここで貫通孔２４の径は、実装される半
田バンプの径よりも小さいものとなっており、貫通孔２
４の上端面は鋭利なエッジ部となっている。
（ｃ），（ｄ），（ｅ）は本発明の実施の形態２の半田
バンプの実装方法の工程説明図であり、半田バンプの実
装方法を工程順に示すものである。図２（ａ）におい
て、基板２１の表面には回路電極２２が形成されてい
る。基板２１および回路電極２２を覆って、エポキシや
アクリルなどの樹脂材料より成る絶縁膜としてのソルダ
ーレジスト２３が形成されている。ソルダーレジスト２
３の回路電極２２に対応した位置には、貫通孔２４が設
けられている。ここで貫通孔２４の径は、実装される半
田バンプの径よりも小さいものとなっており、貫通孔２
４の上端面は鋭利なエッジ部となっている。
【００１７】次に、図２（ｂ）に示すように、貫通孔２
４内にはクリーム半田２５が供給され、次いで図２
（ｃ）に示すように、基板２１上に搭載手段により半田
部としての球状の半田バンプ２６が形成された電子部品
２７を搭載する。図２（ｂ）には、搭載手段の例として
ノズル２８を示している。前述のように半田バンプ２６
の径は貫通孔２４の径より大きく、したがって半田バン
プ２６は貫通孔２４の内部に入り込まず、貫通孔２４の
上端面に接触する状態で載置されている。そして搭載動
作後、搭載手段によって所定荷重にて電子部品２７を基
板２１に対して所定時間押圧する。これにより、図２
（ｄ）に示すように、貫通孔２４の上端面は半田バンプ
２６の押圧力によって押しつぶされ、貫通孔２４の上端
面の鋭利なエッジ部は消滅する。
４内にはクリーム半田２５が供給され、次いで図２
（ｃ）に示すように、基板２１上に搭載手段により半田
部としての球状の半田バンプ２６が形成された電子部品
２７を搭載する。図２（ｂ）には、搭載手段の例として
ノズル２８を示している。前述のように半田バンプ２６
の径は貫通孔２４の径より大きく、したがって半田バン
プ２６は貫通孔２４の内部に入り込まず、貫通孔２４の
上端面に接触する状態で載置されている。そして搭載動
作後、搭載手段によって所定荷重にて電子部品２７を基
板２１に対して所定時間押圧する。これにより、図２
（ｄ）に示すように、貫通孔２４の上端面は半田バンプ
２６の押圧力によって押しつぶされ、貫通孔２４の上端
面の鋭利なエッジ部は消滅する。
【００１８】この後基板２１はリフロー工程に送られ、
加熱される。この結果、図２（ｅ）に示すように、クリ
ーム半田２５および半田バンプ２６が溶融して、溶融半
田２５’、２６’は貫通孔２４内を満たし、一部は基板
２１上に張り出す。このとき、貫通孔２４の上端面は前
述の押圧によって面取りがなされているので、溶融半田
が固化した後に貫通孔２４の上端面に鋭利な切欠きが形
成されず、したがって半田バンプ２６の実装後に応力集
中の発生を招くことのない信頼性の高い半田接合部を形
成することができる。なお、本実施の形態では、搭載工
程の後、押圧する工程を行っているが、搭載と同時に電
子部品２７を貫通孔２４に押しつけるようにしてもよ
い。
加熱される。この結果、図２（ｅ）に示すように、クリ
ーム半田２５および半田バンプ２６が溶融して、溶融半
田２５’、２６’は貫通孔２４内を満たし、一部は基板
２１上に張り出す。このとき、貫通孔２４の上端面は前
述の押圧によって面取りがなされているので、溶融半田
が固化した後に貫通孔２４の上端面に鋭利な切欠きが形
成されず、したがって半田バンプ２６の実装後に応力集
中の発生を招くことのない信頼性の高い半田接合部を形
成することができる。なお、本実施の形態では、搭載工
程の後、押圧する工程を行っているが、搭載と同時に電
子部品２７を貫通孔２４に押しつけるようにしてもよ
い。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、半田ボールや半田バン
プを半田接合するために絶縁膜に設けられた貫通孔に、
半田ボールや半田バンプを押圧して貫通孔の上端エッジ
を押しつぶした後に半田接合するようにしたので、上端
面のバリやエッジによる半田接合部内の切欠き部を無く
すことができ、従って半田接合部での応力集中の発生を
防止して、実装後の半田接合部の信頼性を向上させるこ
とができる。
プを半田接合するために絶縁膜に設けられた貫通孔に、
半田ボールや半田バンプを押圧して貫通孔の上端エッジ
を押しつぶした後に半田接合するようにしたので、上端
面のバリやエッジによる半田接合部内の切欠き部を無く
すことができ、従って半田接合部での応力集中の発生を
防止して、実装後の半田接合部の信頼性を向上させるこ
とができる。
【図１】（ａ）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 （ｂ）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 （ｃ）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 （ｄ）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 （ｅ）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
成方法の工程説明図 （ｂ）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 （ｃ）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 （ｄ）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 （ｅ）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
【図２】（ａ）本発明の実施の形態２の半田バンプの実
装方法の工程説明図 （ｂ）本発明の実施の形態２の半田バンプの実装方法の
工程説明図 （ｃ）本発明の実施の形態２の半田バンプの実装方法の
工程説明図 （ｄ）本発明の実施の形態２の半田バンプの実装方法の
工程説明図 （ｅ）本発明の実施の形態２の半田バンプの実装方法の
工程説明図
装方法の工程説明図 （ｂ）本発明の実施の形態２の半田バンプの実装方法の
工程説明図 （ｃ）本発明の実施の形態２の半田バンプの実装方法の
工程説明図 （ｄ）本発明の実施の形態２の半田バンプの実装方法の
工程説明図 （ｅ）本発明の実施の形態２の半田バンプの実装方法の
工程説明図
【図３】（ａ）従来のテープ状基板の部分断面図
（ｂ）従来のテープ状基板の部分断面図
（ｃ）従来のテープ状基板の部分断面図
１、１１ 絶縁基板
２、１２、２２ 回路電極
３、１３、２４ 貫通孔
４、１４、２５ クリーム半田
５、１５ 半田ボール
２１ 基板
２３ ソルダーレジスト
２６ 半田バンプ
２７ 電子部品
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H05K 3/34
Claims (3)
- 【請求項１】絶縁基板に設けられた貫通孔を介して半田
ボールを回路電極に半田接合して前記絶縁基板の回路電
極の反対面に半田バンプを形成する半田バンプの形成方
法であって、前記半田ボールより小さい径で設けられた
前記貫通孔に半田ボールを押圧することにより前記貫通
孔の上端エッジを押しつぶす工程と、前記絶縁基板を加
熱して前記半田ボールを溶融させて前記回路電極に半田
接合する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】電子部品に形成された半田バンプを基板の
回路電極を覆う絶縁膜に設けられた貫通孔を介して前記
回路電極に半田接合して、前記半田バンプを基板に実装
する半田バンプの実装方法であって、前記半田バンプよ
り小さい径で設けられた前記貫通孔に半田バンプを押圧
することにより前記半田バンプで前記貫通孔の上端エッ
ジを押しつぶす工程と、前記基板を加熱して前記半田バ
ンプを溶融させて前記回路電極に半田接合する工程とを
含むことを特徴とする半田バンプの実装方法。 - 【請求項３】球状の半田部を回路電極を覆う絶縁膜に設
けられた貫通孔を介して前記回路電極に半田接合するこ
とにより形成される半田接合構造であって、前記半田接
合構造の形成工程が、前記半田部より小さい径で設けら
れた前記貫通孔に前記半田部を押圧することにより半田
部で貫通孔の上端エッジを押しつぶす工程と、前記半田
部を溶融させて前記回路電極に半田接合する工程とを含
むことを特徴とする半田接合構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09431498A JP3367416B2 (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 半田バンプの形成方法および半田バンプの実装方法ならびに半田接合構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09431498A JP3367416B2 (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | 半田バンプの形成方法および半田バンプの実装方法ならびに半田接合構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11298132A JPH11298132A (ja) | 1999-10-29 |
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1998
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