JP6665598B2 - 電子基板およびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、電子基板に関するものであり、特に、電子基板と部材との位置合わせに関するものである。
情報装置や通信装置の小型化や高性能化が進み、情報装置や通信機器に使用される配線基板や半導体装置等の電子基板の微細化や高密度化が進んでいる。また、微細化や高密度化にともない、配線基板や半導体装置等の電子基板上に実装される部材も微細化されている。
また、配線基板を伝送される信号や半導体装置の動作クロックが高周波数化され、実装される部品の位置のずれが電気特性等に与える影響が大きくなっている。例えば、配線基板や半導体装置等の電子基板上に円柱や円筒形状の部材を実装する場合に、部材の中心位置の精度が配線基板や半導体装置等の特性に大きな影響を及ぼす可能性がある。そのため、配線基板や半導体装置等の電子基板上に微細な部材を実装する際には、高い位置精度が要求される。
円柱や円筒形状の部材の位置合わせ方法としては、例えば、部材の円周外形を基準面に突き当てて位置を合わせる方法がある。しかし、外形によって位置合わせをする方法では、微小粒子の凝集部材など外形寸法の精度にばらつきがある部材については、中心位置がずれる恐れがある。よって、中心位置に要求される精度が外形寸法の精度以上である場合には、外形によって位置合わせを行う方法を用いることはできない。そのため、円柱や円筒形状の部材を配線基板や半導体装置等の電子基板上に実装する際の中心位置の精度を、外形寸法の精度に依存せずに高くすることができる技術があることが望ましく、関連する技術の開発が行われている。そのような、円柱や円筒形状の部材を実装する際に中心位置の精度を向上させる技術としては、例えば、特許文献1のような技術が開示されている。
特許文献1は、半導体基板を他の基板に搭載する際の位置決めの技術に関するものである。特許文献1の半導体基板を搭載する側の基板は、テーパ形状の側面と側面に囲まれた底面を有する接続用のパッドを備えている。また、特許文献1の半導体基板には、接続する際に用いるバンプが形成されている。特許文献1では、テーパ形状のパッドを備える基板に、バンプを介して半導体基板を接続する際に、バンプの先端部をパッドのテーパ形状の側面付近に配置した後に半導体基板側から加圧を行っている。特許文献1では、このように半導体基板側から加圧を行うことで、バンプの先端部がテーパ部の側面を滑動しながら底面の位置に動き、位置決めを容易かつ正確に行うことができるとしている。
特開平11−340277号公報
しかしながら、特許文献1の技術は次のような点で十分ではない。特許文献1では、半導体基板に形成されたバンプの先端を、パッド側のテーパ形状の側面を滑らせバンプの先端が底面に到達したときに位置が決定されている。特許文献1の技術では、バンプの先端の形状および大きさと、パッドの底面の形状および大きさが一致していないと、底面の中心とバンプの先端部分の中心にずれが生じ得る。そのため、特許文献1では、バンプの先端の形状および大きさと、パッドの底面の形状および大きさが一致していないと、作業を行うごとにバンプとパッドの位置がずれる可能性があり、正確に位置決めを行うことができない。よって、特許文献1の技術は、円柱や円筒形状の部材を高い位置精度で電子基板に実装する技術としては十分ではない。
本発明は、上記の課題を解決するため、円柱や円筒等の形状の部材を高い位置精度で実装することができる電子基板を得ることを目的としている。
上記の課題を解決するため、本発明の電子基板は、第1の穴と、第2の穴と、電極と、円形部材と、はんだを備えている。第1の穴は、中心部に対して対称に形成された側面を有し、側面がテーパ形状となるように形成されている。第2の穴は、第1の穴の底面の一部に開口部を有する。電極は、第1の穴の側面に形成されている。円形部材は、第1の穴の開口部よりも小さく、第1の穴の底面よりも大きい円状の底面を有し、底面が第1の穴の開口部よりも下にある。はんだは、円形部材と、第1の穴の側面と、第1の穴の底面との間を充てんし、円形部材4と電極3を電気的に接続している。
本発明の電子基板の製造方法は、充てん工程と、載置工程と、第1の加圧工程を含む。充てん工程は、第1の穴と、第2の穴と、電極を備える基板の第1の穴に、はんだを充てんする。第1の穴は、中心部に対して対称に形成された側面を有し、側面がテーパ形状となるように形成されている。第2の穴は、第1の穴の底面の一部に開口部を有する。電極は、第1の穴の側面に形成されている。載置工程は、第1の穴の開口部よりも小さく、第1の穴の底面よりも大きい円状の面を有する円形部材を、円状の面が第1の穴の開口部よりも下になるように、はんだ上に載置する。第1の加圧工程は、載置された円形部材の上部を加熱しながら円形部材に第1の圧力を印加する。
本発明によると、円柱や円筒等の形状の部材を高い位置精度で実装することができる。
本発明の第1の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第2の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第2の実施形態の電子基板の構成の一部を示す図である。 本発明の第2の実施形態の電子基板の製造の途中工程における構造を示した図である。 本発明の第2の実施形態の電子基板の製造の途中工程における構造を示した図である。 本発明の第2の実施形態の電子基板の製造の途中工程における構造を示した図である。 本発明の第2の実施形態の電子基板の製造の途中工程における構造を示した図である。 本発明の第3の実施形態の電子基板の製造の途中工程における構造を示した図である。 本発明の第3の実施形態の電子基板の製造の途中工程における構造を示した図である。 本発明の第3の実施形態の電子基板の製造の途中工程における構造を示した図である。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図1は、本実施形態の電子基板の構成の概要を示したものである。本実施形態の電子基板は、第1の穴1と、第2の穴2と、電極3と、円形部材4と、はんだ5を備えている。第1の穴1は、中心部に対して対称に形成された側面を有し、側面がテーパ形状となるように形成されている。第2の穴2は、第1の穴1の底面の一部に開口部を有する。電極3は、第1の穴1の側面に形成されている。円形部材4は、第1の穴1の開口部よりも小さく、第1の穴1の底面よりも大きい円状の底面を有し、底面が第1の穴1の開口部よりも下にある。はんだ5は、円形部材4と、第1の穴1の側面と、第1の穴1の底面との間を充てんし、円形部材4と電極3を電気的に接続している。
本実施形態の電子基板は、中心部に対して対称に形成された側面を有し、側面がテーパ形状となるように形成されている第1の穴1の内部に、円状の底面を有する円形部材4を、底面が第1の穴1の開口部よりも下になるように備えている。本実施形態の電子基板のような構成とすることで、製造時にはんだ5を溶融した際に、第2の穴2にはんだ5が流れ込むので、円形部材4は、底面の外周部の複数の箇所が第1の穴1の側面で支持されるまで沈降し得る。また、本実施形態の電子基板では、円形部材4の底面が複数の箇所で第1の穴1の側面に支持された際に、第1の穴1の側面が中心部に対して対称に形成され、円形部材4の底面が円状であるため、第1の穴1の中心部と円形部材4の円状の底面の中心部が一致する。よって、本実施形態の電子基板では、第1の穴1の側面の電極3と円形部材4を、はんだ5を介して高い位置精度で接続することができる。その結果、本実施形態の電子基板のような構成とすることで、円柱や円筒等の形状の円形部材を高い位置精度で実装することができる。
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図2は、本実施形態の電子基板の構成の概要を示したものである。本実施形態の電子基板は、基板11と、絶縁層12と、第1の穴13と、第2の穴14と、電極15と、はんだ16と、円形部材17と、信号配線18を備えている。本実施形態の電子基板は、例えば、高周波信号を伝送する配線基板として用いられる。電子基板は、他の用途の配線基板でもよく、また、半導体装置の基板であってもよい。
基板11は、配線や素子を形成する基板として備えられている。本実施形態の基板11には、シリコン基板が用いられている。基板11は、GaAs(Gallium Arsenide)基板などシリコン以外の材質の基板であってもよい。
絶縁層12は、基板11上に形成され配線や各素子間を絶縁する。絶縁層12と基板11の間には他の層が形成されていてもよい。絶縁層12は、例えば、SiN(Silicon Nitride)やSiO2(Silicon Dioxide)によって形成されている。絶縁層12は、複数の層によって形成されていてもよい。また、絶縁層12の間または基板11との間に半導体素子が形成されていてもよい。
第1の穴13は、絶縁層12に形成されている。図3は、本実施形態の電子基板において、はんだ16、円形部材17および信号配線18を除いた構造を模式的に示した図である。第1の穴13は、側面がテーパ形状になるように形成されている。第1の穴13の側面は、穴の面積が底面に向かって徐々に小さくなるように形成されている。
第1の穴13は、開口部および底面が円形になるように形成されている。また、第1の穴13の円形に形成された開口部と底面の円の中心は一致している。また、第1の穴13は、開口部の面積が底面の面積よりも大きくなるように形成されている。基板11の水平面に平行な任意の面で絶縁層12を切断したと仮定したとき、第1の穴13の側面によって形成される円の中心は、開口部および底面の中心と一致する。すなわち、第1の穴13の側面は、第1の穴13の中心部に対して対称に形成されている。また、本実施形態の第1の穴13は、第1の実施形態の第1の穴1に相当する。
第2の穴14は、第1の穴13の底面に開口部を有するように形成されている。第2の穴14の開口部の面積は、第1の穴13の底面の面積よりも小さくなるように形成されている。第2の穴14の開口部の面積は、はんだ16が溶融した際に、表面張力によってはんだ16が第2の穴14の内部に流れ込まないようにはんた16の材料特性等を基に設定される。本実施形態の第2の穴14は、第1の穴13の底面の中心に形成されている。第2の穴14は、第1の穴13の底面に複数、形成されていてもよい。第2の穴14は、絶縁層12に形成されていてもよく、また、基板11に形成されていてもよい。また、第2の穴14は、絶縁層12および基板11の両方にまたがって形成されていてもよい。第2の穴14は、基板11の裏面まで貫通するように形成されていてもよい。基板11の裏面とは、基板11の絶縁層12が形成されている面とは反対側の面のことをいう。
第2の穴14の側面はテーパ形状でもよく、開口部および底面にほぼ垂直に形成されていてもよい。また、第2の穴14の側面は、逆テーパ形状やボーイング形状であってもよい。また、本実施形態の第2の穴14は、第1の実施形態の第2の穴2に相当する。
電極15は、第1の穴13の側面および底面に形成されている。電極15は、絶縁層12上に形成された信号配線18と電気的に接続されている。電極15は、接続されている信号配線18とほぼ同じ厚さになるように形成される。信号配線18の厚さは、信号配線に要求される電気特性等に応じて設計されている。本実施形態の電極15は、銅を用いて形成されている。電極15は、銅以外の金属や合金によって形成されていてもよい。また、銅の下層にTaN(Tantalum Nitride)等の拡散防止用のバリアメタルや、バリアメタルと銅の密着性を向上させる金属が形成されていてもよい。
電極15は、第1の穴13の側面のうち円形部材17が接触する可能性がある部分には均一に形成されている。第1の穴13の側面の下部や底面部分では、電極15が形成されていない部分があってもよい。また、本実施形態の電極15は、第1の実施形態の電極3に相当する。
はんだ16は、第1の穴13の内部に充てんされ、電極15および円形部材17を電気的に接続している。また、はんだ16は、円形部材17を、電極15などを介して基板11に固定している。本実施形態のはんだ16は、はんだペーストとして第1の穴13内に供給され、加熱および冷却工程によって溶融および固化する。
本実施形態のはんだ16は、錫と他の金属の合金によって構成されている。はんだ16は、他の金属によって構成されていてもよい。また、はんだ16には、導電性を有する接着剤を用いてもよい。導電性を有する接着剤には、例えば、金属粒子を分散させた接着剤や、導電性高分子を用いることができる。また、はんだ16に導電性を有する接着剤を用いる場合には、電極15や信号配線16が導電性樹脂によって形成されていてもよい。また、本実施形態のはんだ16は、第1の実施形態のはんだ5に相当する。
円形部材17は、底面が円状の円柱または円筒形の部材である。円形部材17の底面とは、第1の穴13の底面側の面のことをいう。本実施形態の電子基板が高周波信号の配線基板として用いられる場合には、円形部材17には、例えば、非可逆回路素子である円柱形の磁性体が用いられる。また、円形部材17の底面の径は、第1の穴13の開口部の径よりも小さく、第1の穴13の底面の径よりも大きくなるように設定されている。すなわち、円形部材17は、第1の穴13に挿入されたとき、第1の穴13の途中で停止し、底面までは落下しない。
円形部材17の底面の反対側の面は、底面と平行な水平面として形成されている。円形部材17の底面の反対側の面が水平面として形成されていることで、熱風の吹き付けが行われたときに、熱風が円形部材17の上面に均一に吹き付けられるので円形部材17が水平な状態を保つことが容易になる。円形部材17の底面の反対側の面の面積は、底面の面積よりも小さくてもよい。また、本実施形態の円形部材17は、第1の実施形態の円形部材4に相当する。
信号配線18は、絶縁層12上に形成され電極15と電気的に接続されている。そのため、信号配線18は、電極15およびはんだ16を介して、円形部材17と電気的に接続されている。本実施形態の信号配線18は、銅を用いて形成されている。信号配線18の材料は、銅以外の金属や合金であってもよい。また、信号配線18は、電子基板の回路設計に基づいてパターニングされている。信号配線18は、電極15に複数、接続されていてもよい。
本実施形態の電子基板の製造方法について説明する。図4乃至図7は、本実施形態の電子基板を製造する際の各ステップおける電気基板の構造および状態を模式的に示した図である。
始めに、図3に示すような第1の穴13、第2の穴14および電極15等が基板11上に形成された電子基板が、製造装置のステージにセットされる。電子基板がステージにセットされると図4に示すように第1の穴13に、はんだ16が充てんされる。はんだ16は、例えば、ノズルを介して電子基板の上部から第1の穴13内に供給される。本実施形態における電子基板の上側は、基板11に対して第1の穴13の開口部側のことをいう。
はんだ16は、第1の穴13の開口部よりも上面が下になるように充てんされる。また、第1の穴13にはんだ16を供給したとき、はんだ16は、表面張力によって第2の穴14には流れ込まない。
はんだ16が第1の穴13に充てんされると、図5に示すように、円形部材17が第1の穴13のはんだ16の上に載置される。円形部材17は、円状の底面がはんだ16の側になるように、はんだ16の上に載置される。円形部材17がはんだ16の上に載置されたとき、円形部材17の底面は第1の穴13の開口部よりも下にある。また、図5に示すように円形部材17がはんだ16上に載置された際には、円形部材17の底面の円の中心と第1の穴13の中心は一致していない可能性が高い。
円形部材17がはんだ16の上に載置されると、円形部材17の上から熱風の吹き付けが行われる。本実施形態において熱風とは、はんだ16の溶融温度よりも高温の空気のことをいう。熱風が吹き付けられると、熱と風圧による圧力の印加によって、はんだ16が溶融する。はんだ16が溶融すると、円形部材17は、図6に示すように、はんだ面上に水平に浮揚した状態になる。本実施形態では、はんだ16が溶融した際の第1の穴13の開口部側の最表面をはんだ面とよぶ。
はんだ16が溶融したとき、はんだ16が第2の穴14に流れ込むのをはんだ16の表面張力によって抑止できるように、第2の穴14の開口部の面積および熱風の風圧が設定されている。また、図6に示すように、円形部材17がはんだ面上に浮揚した際には、円形部材17と第1の穴13の中心は一致していない可能性が高い。
はんだ面上に浮揚した状態になると、熱風の吹き付けの風圧が上げられ、円形部材17に印加される圧力が上げられる。熱風の吹き付けは、円形部材17の底面が水平な状態を保ち、円形部材17の底面が電子基板の平面と平行な状態を保つように行われる。本実施形態では熱風の吹き付けの風圧が上げられるタイミングは、熱風の吹き付けを開始してから所定の時間後として設定されている。所定の時間は、熱風の吹き付けを開始してからはんだ16が溶融するまでの時間を基にあらかじめ設定されている。
熱風の風圧を上げることで円形部材17に上側から印加する圧力が上げられると、図7に示すように第2の穴14の開口部にはんだ16が押し込まれて流れ込み始める。第2の穴14の開口部にはんだ16が流れ込み始めると、はんだ面は低下する。このとき、はんだ16の表面張力で円形部材17がはんだ面に浮き続け、円形部材17の底面がはんだ面よりも下に沈み込まないように、第1の穴13のテーパ角および開口部の径が設定されている。また、熱風の風圧も、円形部材17およびはんだ16の材質等を基に、円形部材17がはんだ面よりも下に沈み込まないように設定される。
円形部材17が徐々に押し込まれると、円形部材17の底面の外周部が第1の穴13の側面上の電極15と接触し始める。円形部材17の底面の外周部が第1の穴13の側面上の電極15と接触し始めると、円形部材17中心は、徐々に第1の穴13の中心付近に近づく。押し下げが続くとやがて、円形部材17が第1の穴13の側面で支えられた状態となる。円形部材17が第1の穴13の側面で支えられた状態となったとき、第1の穴13の中心と円形部材17の中心は一致する。第1の穴13の側面が中心部に対して対称に形成され、円形部材17の底面が円状であるため、第1の穴13の中心と円形部材17の中心は一致する。円形部材17が第1の穴13の側面で支えられた状態となったとき、はんだ面が降下した分に相当する体積のはんだ16は、第2の穴14に流れこんでいる。
円形部材17が第1の穴13の側面で支えられた状態となると、熱風の吹き出しが停止される。熱風の風圧が上げられてから吹き出しを停止するまでの時間は、あらかじめ設定されている。熱風の吹き出しが停止されると、はんだ16の冷却が行われる。冷却が行われてはんだ16の温度が徐々に低下すると、はんだ16が固化する。熱風の吹き出しの停止後のはんだ16の冷却は、冷風を第1の穴13付近に送風して行われる。はんだ16の冷却は室温付近の温度の空気によって行われてもよい。また、はんだ16の冷却は、自然冷却によって行われてもよい。また、熱風の吹き出しの停止後のはんだ16の冷却は、冷却ステージへの移動等の他の方法によって行われてもよい。
はんだ16が固化すると、円形部材17は、はんだ16によって電子基板に固定され、図2のような構造の電子基板が完成する。また、円形部材17は、はんだ16を介して電極15と電気的に接続された状態となる。円形部材17が、はんだ16によって固定された電子基板は、製造装置のステージから移動され、次の工程へと進められる。
本実施形態の電子基板では、円形部材17に上側から熱風を吹き付けた際に、はんだ16が溶融し熱風の圧力によって、円形部材17が第1の穴13内で沈降する。円形部材17が沈降する際に、第1の穴13内のはんだ16は、第2の穴14内へと押し出される。すなわち、本実施形態の電子基板では、第1の穴13の底面に開口部を有する第2の穴14を備えることで、上部から圧力を受けた円形部材17が第1の穴13内で沈降することができる。
また、円形部材17の底面の外周部が第1の穴13の側面に沿って沈降するに従って、円形部材17の中心部は、第1の穴13の中心部に徐々に近づき、円形部材17の底面の外周部が複数の箇所で第1の穴13の側面に接触すると円形部材17の沈降は停止する。円形部材17の底面の外周部全体が第1の穴13の側面に接触した状態では、円形部材17の中心と第1の穴13の中心は、一致する。円形部材17の中心と第1の穴13の中心が一致するのは、第1の穴13の側面が第1の穴13の中心部に対して対称に形成され、円形部材17の底面が円状であるためである。よって、本実施形態の電子基板では、第1の穴13の側面に形成された電極15に対して、高い位置精度で円形部材17がはんだ16によって固定される。また、本実施形態の電子基板では、円形部材17の中心部と第1の穴13の中心部を一致させることで、位置決めを行っているので、円形部材17の径が設計寸法からばらついても、円形部材17と電極15の位置を正確に合せることができる。そのため、本実施形態の電子基板は、電気特性等のばらつきを抑制することができる。以上より、本実施形態の電子基板のような構成とすることで、円柱や円筒等の円形部材を高い位置精度で実装することができる。
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態について詳細に説明する。第2の実施形態では、熱風を円形部材の上部から吹き付けることで、はんだの溶融と位置合わせが行われた。本実施形態では、ヒータ内臓のヘッドを円形部材の上から押し当てることで、はんだの溶融と位置合わせを行うことを特徴する。
本実施形態の電子基板の構成は、第2の実施形態の電子基板と同様である。すなわち、本実施形態の電子基板は、図2に示すように、基板11と、絶縁層12と、第1の穴13と、第2の穴14と、電極15と、はんだ16と、円形部材17と、信号配線18を備えている。本実施形態の電子基板の各部位の構成と機能は、第2の実施形態の電子基板の各部位とそれぞれ同様である。
本実施形態の電子基板の製造方法について説明する。本実施形態の電子基板の製造方法において、はんだ16が第1の穴13に充てんされ、はんだ16上に円形部材17が載置されるまでのフローは、第2の実施形態と同様である。すなわち、始めに、第2の実施系形態と同様に、第1の穴13、第2の穴14および電極15等が基板11上に形成された電子基板が製造装置のステージにセットされる。電子基板がステージにセットされると、図4に示すように第1の穴13に、はんだ16が充てんされる。第1の穴13に、はんだ16が充てんされると、図5に示すように円形部材17が第1の穴13のはんだ16の上に載置される。
はんだ16が溶融され、円形部材17の位置合わせおよび固定が行われる際のフローについて説明する。図8乃至図10は、本実施形態の電子基板の製造において、円形部材17の位置合わせおよび固定が行われる際の電気基板の構造および状態を模式的に示した図である。
円形部材17がはんだ16の上に載置されると、図8に示すように円形部材17の上から製造装置のヘッド21が押し下げられる。ヘッド21は、内部にヒータを備えている。また、ヘッド21の円形部材17に押し当てられる側の面は、水平な面となるように形成されている。ヘッド21は、水平な面が電子基板と平行な状態を保つように押し下げられる。また、ヘッド21のヒータは、円形部材17を介してはんだ16を溶融する温度に設定されている。
ヘッド21が押し下げられると、はんだ16は、ヘッド21から円形部材17を介して印加される圧力と熱によって徐々に溶融する。はんだ16が溶融すると、図9に示すように、円形部材17は、はんだ面上に水平に浮揚した状態になる。円形部材17がはんだ面上に浮揚した際には、円形部材17と第1の穴13の中心は一致していない可能性が高い。また、はんだ16が溶融したとき、はんだ16が第2の穴14に流れるのをはんだ16の表面張力によって抑止できるように、第2の穴14の開口部の面積およびヘッド21を押し下げる高さが設定されている。
はんだ面上に浮揚した状態になると、ヘッド21は、水平な面と電子基板の平行な状態を保つようにさらに下に押し下げられ、円形部材17に印加する圧力が上げられる。円形部材17に印加する圧力が上げられるタイミングは、ヘッド21を円形部材17の位置まで降下させてから、所定の時間後として設定されている。所定の時間は、ヘッド21を円形部材17に押し当ててからはんだ16が溶融するまでの時間を基にあらかじめ設定されている。
ヘッド21が押し下げられ円形部材17に印加される圧力が上がると、図10のように第2の穴14の開口部にはんだ16が流れ込み始める。第2の穴14の開口部にはんだ16が流れ込み始めると、はんだ面は低下する。このとき、はんだ16の表面張力で円形部材17がはんだ面に浮き続け、円形部材17がはんだ面よりも下に沈み込まないように、第1の穴13のテーパ角および開口部の径が設定されている。また、ヘッド21の押し下げ量も、円形部材17およびはんだ16の材質等を基に、円形部材17がはんだ面よりも下に沈み込まないように設定される。
ヘッド21が水平な面と電子基板の平行な状態を保つように押し下げられ、円形部材17が徐々に押し込まれると、円形部材17の底面の外周部は、第1の穴13の側面上の電極15と接触し始める。円形部材17の底面の外周部が第1の穴13の側面上の電極15と接触し始めると、円形部材17中心は、徐々に第1の穴13の中心付近に近づく。押し下げが続くとやがて、円形部材17の外周部が複数の箇所で第1の穴13の側面で支えられた状態となる。円形部材17の外周部が複数の箇所で第1の穴13の側面で支えられた状態となると、第1の穴13の中心と、円形部材17の中心は一致する。また、はんだ面の降下した分に相当する体積のはんだ16は、第2の穴14に流れこんでいる。
円形部材17が第1の穴13の側面で支えられた状態となると、ヘッド21が上昇する。ヘッド21が円形部材17に印可する圧力を上げてから、ヘッド21が上昇するまでの時間は、あらかじめ設定されている。また、ヘッド21が上昇するタイミングは時間管理ではなく、円形部材17の外周部が複数の箇所で第1の穴13の側面で支えられ、円形部材17が降下しなくなった状態をヘッド21に取り付けられたセンサ等で検知する方法であってもよい。
ヘッド21が上昇して、円形部材17とヘッド21が接触しない状態となると、冷却が行われ、はんだ16の温度が徐々に低下してはんだ16が固化する。はんだ16が固化すると、円形部材17は、はんだ16によって電子基板に固定され、図2のような構造の電子基板が完成する。また、円形部材17は、はんだ16を介して電極15と電気的に接続された状態となる。円形部材17が、はんだ16によって固定された電子基板は、製造装置のステージから除去され、次の工程へと進められる。
本実施形態の電子基板では、第2の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態の電子基板は、円形部材17への加熱および圧力の印加を行う際に、ヘッド21を用いて行っている。そのため、円形部材17の底面の水平状態を保ったまま、より均一に圧力を印加することが可能となる。円形部材17の底面の水平状態を保ったまま、より均一に圧力を印加することで、円形部材17は、底面が電子基板の平面方向に対して平行な状態を維持したまま沈降する。その結果、円形部材17の中心部と第1の穴13の中心部の位置合わせの精度が向上する。円形部材17の中心部と第1の穴13の中心部の位置合わせの精度が向上することで、本実施形態の電子基板では、電気特性等の変動をより抑制することが可能になる。
第2および第3の実施形態では、円形部材を上部から押す圧力を、はんだの溶融前と溶融後の2段階で変化させているが、円形部材を上部から押す圧力は、3段階以上で変化させてもよい。また、はんだの溶融後に、円形部材を上部から押す圧力が徐々に増すように変化させてもよい。
第2および第3の実施形態では、円形の穴である第1の穴に円形部材を挿入して固定していたが、第1の穴の形状は、形状に偏心が無ければ円以外であってもよい。例えば、形状に偏心が無い場合には、第1の穴の側面は、角錐や円錐のテーパ形状として形成されていてもよい。第1の穴の形状を円以外の構成とする場合には、底面から同一高さで第1の穴の中心部を介して対向する側面の任意の2点が、第1の穴の中心に対して常に対称であるように第1の穴を形成する。第1の穴の中心部を介して対向する側面の任意の2点が、第1の穴の中心部に対して対称であることにより、対向する側面の2点で円状の底面の外周が支えられる円形部材の中心と、第1の穴の中心は一致する。
1 第1の穴
2 第2の穴
3 電極
4 円形部材
5 はんだ
11 基板
12 絶縁層
13 第1の穴
14 第2の穴
15 電極
16 はんだ
17 円形部材
18 信号配線
21 ヘッド

Claims (8)

  1. 中心部に対して対称に形成された側面を有し、前記側面がテーパ形状となるように形成されている第1の穴と、
    前記第1の穴の底面の一部に開口部を有する第2の穴と、
    前記第1の穴の前記側面に形成されている電極と、
    前記第1の穴の開口部よりも小さく、前記第1の穴の底面よりも大きい円状の底面を有し、前記底面が前記第1の穴の開口部よりも下にある円形部材と、
    前記円形部材と、前記第1の穴の前記側面と、前記第1の穴の前記底面との間を充てんし、前記円形部材と前記電極を電気的に接続しているはんだと、
    を備え
    前記第1の穴の底面の中心部に対して対称な位置にある前記円形部材の底面の外周上の2点以上が、前記第1の穴の前記側面とそれぞれ接していることを特徴とする電子基板。
  2. 前記第1の穴が形成された絶縁層と、
    前記絶縁層上に形成され、前記電極と電気的に接続された信号配線と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の電子基板。
  3. 前記はんだは、前記第2の穴の少なくとも一部も充てんしていることを特徴とする請求項1または2に記載の電子基板。
  4. 中心部に対して対称に形成された側面を有し、前記側面がテーパ形状となるように形成されている第1の穴と、前記第1の穴の底面の一部に開口部を有する第2の穴と、前記第1の穴の前記側面に形成されている電極と、を備える基板の前記第1の穴に、はんだを充てんする充てん工程と、
    前記第1の穴の開口部よりも小さく、前記第1の穴の底面よりも大きい円状の面を有する円形部材を、前記円状の面が前記第1の穴の開口部よりも下になるように、前記はんだ上に載置する載置工程と、
    載置された前記円形部材の上部を加熱しながら前記円形部材に第1の圧力を印加し、
    前記第1の穴の底面の中心部に対して対称な位置にある前記円形部材の底面の外周上の2点以上が、前記第1の穴の前記側面とそれぞれ接した際に、前記円形部材への加熱および圧力の印加を停止する第1の加圧工程と、
    を含むことを特徴とする電子基板の製造方法。
  5. 前記第1の加圧工程において前記はんだが溶融した際に、前記第1の圧力よりも高い第2の圧力を前記円形部材に印加する第2の加圧工程をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の電子基板の製造方法。
  6. 前記第2の加圧工程において、溶融した前記はんだが前記第1の穴から前記第2の穴に流れ込むように、前記第2の圧力を印加することを特徴する請求項5に記載の電子基板の製造方法。
  7. 前記第1の加圧工程において、熱風によって前記円形部材への加熱および圧力の印加を行うことを特徴とする請求項4から6いずれかに記載の電子基板の製造方法。
  8. 前記第1の加圧工程において、ヒータを内蔵したヘッドによって前記円形部材への加熱および圧力の印加を行うことを特徴とする請求項4から6いずれかに記載の電子基板の製造方法。
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