JPH02278831A - はんだバンプの形成方法 - Google Patents

はんだバンプの形成方法

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JPH02278831A
JPH02278831A JP10086089A JP10086089A JPH02278831A JP H02278831 A JPH02278831 A JP H02278831A JP 10086089 A JP10086089 A JP 10086089A JP 10086089 A JP10086089 A JP 10086089A JP H02278831 A JPH02278831 A JP H02278831A
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solder
holes
balls
insulating substrate
hole
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JP10086089A
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English (en)
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Yoshihiro Yoneda
吉弘 米田
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • H01L2224/113Manufacturing methods by local deposition of the material of the bump connector
    • H01L2224/1133Manufacturing methods by local deposition of the material of the bump connector in solid form
    • H01L2224/11334Manufacturing methods by local deposition of the material of the bump connector in solid form using preformed bumps
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3478Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns

Landscapes

  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 C4!!!  要〕 絶縁基板の一面に多数のはんだバンプを形成する方法に
関し、 はんだハンプを確実且つ能率良く形成することを目的と
し、 溶融はんだに対して非濡れ性を有する板の所定の位置に
複数の孔を設け、該答礼の側壁に被着した遅乾性はんだ
フラックスによりはんだボールを付着せしめた“はんだ
ボールアレイ゛、又は該答礼にはんだを予め充填した“
はんだアレイシート°を、該はんだボール又は充填はん
だが絶縁基板上のはんだバンプ用導体に対向するように
該はんだボールアレイ又ははんだアレイシートを絶縁基
板の上に重ね、このはんだボール又は充填はんだを加熱
して導体に融着させるように構成する。
■産業上の利用分野〕 本発明は、混成集積回路等の絶縁基板にはんだバンプを
形成する方法に関する。
コンピュータ等、多くの電子機器の小型化の要求に伴い
、表面実装の高密度化が進められており、近時、回路素
子等の裏面にはんだバンプを設けて配線基板上に直接は
んだ(τ1けする搭載方法が普及して来た。はんだバン
プの形成方法としては、めっきを利用する方法、はんだ
ペーストを利用する方法、はんだボールを利用する方法
等があるが、微小なバンプを除けばはんだボールを利用
する方法が一般的である。従って多数のはんだボールを
用いて多数のはんだバンプを確実に且つ能率良く形成す
る方法の開発が望まれている。
〔従来の技術〕
第4図(a)〜(f)は、はんだボールを使用した従来
のはんだバンプ形成方法の代表例の説明図である。
第4図(a)において、1は耐熱性の絶縁基板であり、
その上面の所定の箇所には、はんだバンプ形成用のパッ
ド2が形成されており、更にパッド2の表面にははんだ
フラックス3が被着されている。
この絶縁基板1を第4図(b)は示すように直立する複
数本のガイドピン40aを有する治具40に搭載し、更
に第4図(C)に示すように平面形状が口字形のスペー
サ41と、パッド2に対向する孔42aを有するマスク
42とを治具40に搭載する。尚、このスペーサ41と
マスク42はいずれも溶融はんだに対して濡れ性のない
材料(例えばステンレス鋼は通常のはんだフラックスを
使用した場合は濡れない)が使用されている。又、この
スペーサ41とマスク42はいずれもガイドピン40a
と緩みなく嵌合するガイド孔を有しており、この嵌合に
よって位置決めがなされる。
次に第4図(d)に示すように、マスク42の上に多数
のはんだボール4を搭載し、治具40を揺するか、刷毛
で掃くようにしてはんだボール4をマスク42の孔42
aに入れる。
次にマスク42上に残った余分のはんだボール4を除去
すると第4図(e)に示すようにになり、この状態では
んだ溶融温度以上に加熱するとはんだボールは融けてパ
ッド2に融着し、第4図(f)に示すように各パッド2
の上にはんだバンプ5が形成される。
〔発明が解決しようとする課題〕
以上説明したような従来のはんだバンプ形成方法では、
治具を揺する等してもはんだボールがマスクの全ての孔
に入るとは限らず、余分のはんだボールを払い落とした
後、答礼のはんだボールの有無をチエツクし、はんだボ
ールの入らなかった孔には手作業ではんだボールを入れ
なければならないという煩わしさがあると共に、孔に一
旦入ったはんだボールも、固定されていないため、その
後ハンドリング等による振動等により飛び出し易く、後
ではんだバンプ形成漏れの修正作業が必要となるという
問題点があった0本発明は確実且つ能率の良いはんだバ
ンプ形成方法を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この目的は、本発明によれば、溶融はんだに対し非濡れ
性を有する板の所定の位置に設けた孔ではんだ部材を保
持し、該はんだ部材が絶縁基板上のはんだバンプ用導体
に対向するように杉板を該絶縁基板の上に重ね、該はん
だ部材を加熱して該導体に融着させることを特徴とする
はんだバンプの形成方法とすることで、達成される。
〔作用〕
溶融はんだに濡れない材料で作った板の所定の位置(絶
縁基板上の全ての導体に対応した位置)に貫通孔を設け
、その貫通孔の全てにそれぞれ必要量のはんだを固定し
ておき、これを加熱溶融すると全ての導体にフラックス
の作用で融着してはんだバンプとなる。従ってはんだ部
材供給の不確実さはなくなり、はんだバンブ形成漏れの
修正作業は殆ど不要となる。
〔実施例〕
本発明に基づくはんだバンブ形成方法の第一の実施例を
第1図(a)〜(g)により説明する。
第1図(a)において、■は耐熱性の絶縁基板であり、
その上面の所定の箇所にはんだバンプ形成用のパッド2
が形成されている。更にこのパッド2の表面には遅乾性
のはんだフラックス3が被着されている。
第1図(b)〜(c)は、ボール保持板11の孔11a
の側壁にはんだフラックス12を被着する方法の一例を
示す図である。ボール保持板11は溶融はんだに対して
濡れ性のない材料(ステンレス鋼等)が使用されており
、複数の孔11aと複数のガイド孔11bを有している
。孔11aは上記パッド2に対応する位置に開けられて
おり、その径ははんだボール4の径より若干大きい(2
0%程度)、ガイド孔11bは後述のガイドピン14b
と緩みなく嵌合する径となっている。
先ず第1図(b)に示すようにボール保持板11を平板
10上に置き、このボール保持板11上に前述のパッド
2の表面に被着したものと同種の遅乾性はんだフラック
ス12を載せ、スキージ−13を滑らせてフラックス1
2を全ての孔11aに充填した後、余分のフラックスは
ボール保持板11上から除去する。次にボール保持板1
1を平板10から離すと、第1図(C)に示すように大
部分のフラックス12は平板10上に残るが、ボール保
持板11側にも孔11aの側壁に薄い層となって被着す
る。
次にこのようにしてフラックスI2を被着したボール保
持板11にはんだボール4を付着させる方法の一例を第
1図(d)に示す。図中14は治具であり、はんだボー
ル4を収容する凹部を有し、その凹部の底部にははんだ
ボール4より径の小さい多数の孔14aを有する。一方
その上面には複数の直立するガイドピン14bを備えて
いる。 15はマスクであり、絶縁基板1上のパッド2
に対応した位置にはんだボール4より径の大きい(1,
5倍程度)孔15aと、前記ガイドピン14bと緩みな
く嵌合するガイド孔とを有している。16はスペーサで
あり、平面形状が口字形をしており、前記ガイドピン1
4bと緩みなく嵌合するガイド孔を有している。17は
溶融はんだに対して濡れ性のない材料(ステンレス鋼等
)を使用したバックプレートであり、前記ボール保持板
11の孔11aとガイド孔11bに対応する位置に孔1
7aとガイド孔17bとを有している。
この孔17aの径ははんだボール4の径より小さく(半
分程度)、又ガイド孔17bは前記ガイドピン14bと
緩みなく嵌合する径となっている。
図のように治具14の凹部に多数のはんだボール4を入
れ、マスク15、スペーサ16、ボール保持板11、バ
・ンクプレート17を順次治具L4上に搭載した後、治
具14下方から圧縮空気を吹きつけるとはんだボール4
は浮上し、マスク15の孔15aを通過してボール保持
+1i11の孔11aに入り、この孔11aの側壁に被
着しているフラックス12の粘着力により付着する。
全ての孔11aにはんだボール4が付着した状態を第1
図(e)に示す。尚、ボール保持Fi11を治具14か
ら取り出す際は、ハンドリング時の振動等ではんだボー
ル4が脱落するのを防止するため、この図のようにボー
ル保持板11とバックプレート17は一体として取り扱
う。
次にはんだボール加熱工程を第1図(f)により説明す
る。 18は基板ホルダであり、絶縁基板lを支持する
段を有し、上面には複数の直立したガイドピン18aを
有する。このガイドピン18aは寸法、配置共に治具1
4のガイドピン14bと同一となっている。この基板ホ
ルダ18に絶縁基板1とボール保持板11、バックプレ
ート17を搭載し、これを例えば沸点が215℃のフロ
ロカーボンの蒸気で加熱する(ペーパーフェーズソルダ
リング法と呼ばれている)、はんだボール4がそのはん
だの融点に達すると溶融して第1図(g)に示すように
パッド2の上にはんだバンブ5が形成される。
次に本発明に基づくはんだバンブ形成方法の第二の実施
例を第2図(a)〜(d)及び第3図により説明する。
第2図(a)は第1図(a)と同じであるため説明を省
略する。第2図(b)ははんだアレイシート21であり
、溶融はんだに対し非濡れ性を有する材料(アルミニウ
ム、ステンレス鋼等)で作られた薄板の所定の位置に設
けられた孔21aにはんだ6を充填したもので、他に後
述のガイドピン22aと緩みなく嵌合する径を存するガ
イド孔21bを備えている。このはんだアレイシート2
1の作成方法については後述する。
次にはんだ加熱工程を第2図(c)により説明する。2
2は基板ホルダであり、絶縁基板■を支持する段部を有
し、上面には複数の直立するガイドビン22aを備えて
いる。この基板ホルダ22に絶縁基板1を搭載した後、
はんだアレイシート21を重ねて、前述のペーパーフエ
イズゾルダリング法により加熱すると、はんだアレイシ
ート21のはんだ6が溶融して第2図(d)に示すよう
にパッド2上にはんだバンプ5を形成する。
次にこのはんだアレイシート21の作成方法の例を第3
図により説明する。溶融はんだに対して非濡れ性を有す
る材料(アルミニウム、ステンレス鋼等)のブロック3
1に開けた孔31aにはんだ6を充填した後、このブロ
ック31を所望の厚さにスライスしてはんだアレイシー
ト21を得る。ここで、はんだアレイシート21の答礼
21aのはんだ6充填量(体積)を直径りのはんだボー
ルの体積と等しくするには、孔21aの直径d、はんだ
保持板の厚さtは πD”/6=πd”t/4 を満足するようにすればよい。従って、D=dならば前
記の所望の厚さは t=2D/3  となる。孔31a
にはんだ6を充填する方法について発明者は種々試みた
結果、この図のように孔31aは盲孔にしておき、これ
にはんだボールを入れて加熱する方法が簡便で且つ空洞
の発生もなく、好結果を得た。又、はんだ6を充填した
ブロック31をスライスするには、半導体ウェハのスラ
イシング技術を応用し、掻薄の切断砥石やワイヤソーを
用いる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、溶融はんだに対
し非濡れ性を有する板の所定の位置に設けた孔ではんだ
部材を保持し、該はんだ部材が絶縁基板上のはんだバン
プ用導体に対向するように杉板を該絶縁基板の上に重ね
、該はんだ部材を加熱して該導体に融着させることによ
り、確実且つ能率良くはんだバンプを形成することが出
来、電子機器の高密度化に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(g)は第一の本発明の詳細な説明する
ための模式側断面図、 第2図(a)〜(d)は第二の本発明の詳細な説明する
ための模式側断面図、 第3図ははんだアレイシートの作成方法の例を示す模式
側断面図、 第4図(a)〜(f)は従来技術に基づ(はんだバンプ
形成方法の例を示す模式側断面図である。 図中、1 11a二 21a : 絶縁基板、 パッド(導体)、 フラックス、 はんだボール、 はんだ、 ボール保持板、 孔、 はんだアレイシート、 孔。 半1 目(ぞの1) ノ 古郊も日部イづす(劣帆停弓の1す庇へ゛シブ升9カ仁
ケシ大、1示1ボ℃市I召穿/ 圃 (その2) ≠3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 溶融はんだに対し非濡れ性を有する板(11)の所定の
    位置に設けた孔(11a)ではんだ部材(4)を保持し
    、 該はんだ部材(4)が絶縁基板(1)上のはんだバンプ
    用導体(2)に対向するように該板(11)を該絶縁基
    板(1)の上に重ね、 該はんだ部材(4)を加熱して該導体(2)に融着させ
    ることを特徴とするはんだバンプの形成方法。
JP10086089A 1989-04-20 1989-04-20 はんだバンプの形成方法 Pending JPH02278831A (ja)

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