JPH0666358B2 - 高密度ソルダ・バンプの製造方法と高密度ソルダ・バンプ用基板ソケット - Google Patents

高密度ソルダ・バンプの製造方法と高密度ソルダ・バンプ用基板ソケット

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JPH0666358B2
JPH0666358B2 JP2501655A JP50165589A JPH0666358B2 JP H0666358 B2 JPH0666358 B2 JP H0666358B2 JP 2501655 A JP2501655 A JP 2501655A JP 50165589 A JP50165589 A JP 50165589A JP H0666358 B2 JPH0666358 B2 JP H0666358B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、一般的にソルダ・バンプに関し、さらに詳し
くは、高密度ソルダ・バンプの製造方法およびソルダ
（半田）の隆起部を有する部材を受け入れるために基板
上にソケットを設ける方法に関する。
背景技術 リフロー・プロセスによって第２基板に取り付けるため
に第１基板上でソルダ・バンプを使用することは技術的
に知られている。ソルダ・バンプは、パッド・グリッド
・アレイ基板とともに用いると特に有用である。ソルダ
・パッドの接近性すなわち密度は、周知の技術を使用し
た場合、高密度のソルダ・バンプを設ける際の問題やリ
フロー時にソルダ・バンプが共に流れ出したりパッドや
バンプをショートさせるのを防止する際の問題のため、
制限されている。ソルダ・バンプを設けるための１つの
アプローチには、ステンシル・プロセスを使用するもの
であり、この場合ステンシルは基板上に載置され、ソル
ダ・ペーストは、スクィージー（Squeegee）を使用する
場合のようにステンシルを介して基板に塗布される。こ
のアプローチでは、ステンシルが移動する際にソルダ・
ペーストがつぶれて広がるため、密度が限定される。
別のアプローチでは、基板上に正確に載置することので
きるソルダ・ボールを使用する。ソルダ・ボールの載置
には時間がかかり、信頼性の問題も発生する可能性があ
る。仮に１つのボールを間違って載置したとすると、基
板に対して正しい半田付けを行うことができなくなる。
発明の開示 高密度のソルダ・バンプを設ける本方法によって、半田
（ソルダ）を信頼性のある方法で塗布できると共にソル
ダの間隔を接近させることが可能になる。ソルダの隆起
した部材を基板に取り付ける本方法によって、ソルダの
隆起した部材の自己整合用のソケットが提供される。
ソルダ・バンプを形成する本方法は、基板にソルダ・レ
ジストの厚い層を設ける段階を含む。このソルダ・レジ
ストは選択的に除去されて、基板上のソルダ・パッドに
ウェルを設ける。次にソルダを付けてパッド上にソルダ
・バンプを形成する。ソルダ・バンプの形成後、残った
レジストを除去することができる。
本発明の１つの特徴によれば、ソルダ・ペーストは基板
のウェルの中に付けられ、このソルダ・ペーストはリフ
ローされてソルダ・バンプを形成する。本発明の他の特
徴によれば、ソルダ・ペーストは、スクィージーで基板
に直接付けられる。本発明のさらに他の特徴によれば、
ウェルはソルダ・パッドより大きくなるよう形成され
る。本発明の１つの特徴によれば、ソルダ・レジスト層
は少なくとも１０ミルの厚さである。
基板にソルダの隆起した部材を取り付ける方法は、この
部材のソルダ・バンプに対応する金属化パッドを有する
基板を設ける段階を含む。ソルダ・レジストの厚い層が
基板に設けられる。このソルダ・レジストは選択的に除
去されて基板上の金属化パッドにウェルを設ける。ソル
ダ・ペーストがウェルに堆積される。ソルダの隆起した
部材が取り付けられ、その結果、ソルダ・バンプはウェ
ル内に位置する。ソルダ・ペーストはリフローされて濡
らされ、ソルダ・バンプと金属化パッドに接着される。
本発明の１つの特徴によれば、ソルダ・ペーストは、ソ
ルダ・バンプよりも低い溶融温度を持つように選択され
る。加熱段階の間、ソルダ・ペーストは、ソルダ・バン
プの溶融温度よりも低いが、ソルダ・ペーストを溶融す
るには十分に高く、より高い溶融温度を有するソルダ・
バンプと基板の金属化パッドの両方に冶金的接合を生じ
る温度に加熱される。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明を適用しうる金属化パッドを有する基
板のアレイの上部平面図である。
第２図は、第１図のアレイにソルダ・ペーストを塗布し
た後の基板のアレイの配置の上部平面図である。
第３図は、本発明に従ってソルダ・レジストを被覆した
基板の断面図である。
第４図は、レジストを選択的にパター化しこれを除去し
た後の第３図の基板の断面図である。
第５図は、ソルダ・ペーストを塗布した後の第３図の基
板の断面図である。
第６図は、ペーストのリフロー後の第３図の基板の断面
図である。
第７図は、残っているレジストを除去した後の第３図の
基板の断面図である。
第８図は、本発明に従いソルダ・レジストで被覆して図
示したソルダ・バンプ部材用のソケットとして使用する
ことのできる基板の断面図である。
第９図は、レジストを選択的にパターン化しこれを除去
した後の第８図の基板の断面図である。
第１０図は、ソルダ・ペーストを塗布した後の第８図の
基板の断面図である。
第１１図は、所定の位置にソルダ・バンプ部材を載せた
第８図の基板の断面図である。
第１２図は、ペーストのリフロー後の第８図の基板の断
面図である。
発明を実施するための最良の形態 第１図は基板１０を示し、この基板１０は１つの基板上
にパッド・グリッド・アレイ１１を１５個有する。各パ
ッド・グリッド・アレイ１１は、マトリックス列に配列
された複数の金属化パッド１２を有する。各パッド・グ
リッド・アレイ１１の周囲は、複数の側面パッド１３と
コーナー・パッド１４がある。基板１０はセラミックの
ようないかなる所望の金属でもよい。個々のパッド・グ
リッド・アレイは、切り離されると、集積回路チップ・
キャリアのような電子部品に使用することができる。
第２図は、光によって形成可能なソルダ・レジストを塗
布した後の基板１０を示し、このソルダ・レジストは露
光および処理されて、金属化パッド１２、１３および１
４の周囲にこれらの金属化パッドよりも若干大きな領域
を設ける。次に論じるように、それらの領域にはソルダ
・ペースト１６が充填される。
第３図は基板２０を示し、この基板２０は明確にするた
め２つの金属化パッド２１のみを示し、これらの金属化
パッド２１は半田（ソルダ）の薄い層を含むことができ
る。基板２０は、いずれの所望のパターンの金属化パッ
ド２１を有することも可能であり、これらのパッドはソ
ルダの薄い層を含むことができる。光によって形成可能
なソルダ・レジスト２２の厚層が基板２０に塗布され
る。レジスト２２は少なくとも１０ミルの厚さであるこ
とが望ましく、１５ミルの厚さであることが望ましい。
適当な光によって形成可能なソルダ・レジストは、ペン
シルベニア州、ランカスターのアームストロング・ワー
ルド・インダストリーズによって製造され、ＦＡＮＴＯ
Ｎ．１０６、３０６、３７０、または３６３の登録商標
で販売されている。レジスト２２は、マスタ・ステンシ
ルを介して紫外線の放射によって露光され、このマスタ
・ステンシルはレジストを感光させることによって金属
化パッド２１よりも大きい領域を金属化パッド２１上に
形成し、次にレジストを選択的に除去する。
レジスト２２を選択的に除去することによって、第４図
で示すようにウェル２３が設けられる。ソルダ・ペース
トは、次にスクィージーによって直接基板２０に塗布さ
れる。残るレジスト２２は、第５図で示すように、ウェ
ル２３の中でソルダ・ペースト２４を捕捉するステンシ
ルとして基本的に作用する。ウェル２３のサイズは、各
ウェルで適量のソルダ・ペースト２４が捕捉されるよう
に選択される。ソルダ・ペースト２４は、次に加熱され
てソルダをリフローし、第６図で示すように、ソルダ・
バンプ２５を形成する。ソルダ・バンプの高さはソルダ
・ペースト２４の組成、金属化パッド２１の領域とウェ
ル２３の寸法によって決定される。高いソルダ・バンプ
２５が希望される場合には、より多くのソルダ・ペース
ト２３がリフローに使用されるように、より大きなウェ
ル２３を設けることができる。ソルダ・ペースト２４
は、リフローすると、濡れて金属化パッド２１の芯にな
る。リフロー動作の後、残るソルダ・レジスト２２は、
第７図で示すように、最終のソルダ・バンプ基板を設け
るために基板からはがしたり除去したりすることができ
る。
同様のアプローチを使用して、ソルダ・バンプ基板２０
を取り付けるとこれと対になる基板を作ることができ
る。自己固定基板は、第８図の基板３０によって設ける
ことができる。基板３０はセラミック、ポリイミド、プ
リント回路板もしくはその他の基板でもよい。基板３０
は、第７図の基板のように、これが結合されるソルダ・
バンプ基板のパターンに対応するパターンを有する金属
化パッ３１を含む。
光によって形成可能なソルダ・レジスト３２（レジスト
２２と同様のものでもよい）を第９図に示すように、基
板３０の上に塗布し、これはフォト・レジスト３２内に
ウェル３３を形成するためにパターン化される。ソルダ
・ペースト３４は、スクィージーで直接塗布され、第１
０図に示すように、ウェル３３に充満される。ソルダ・
バンプ３７を有するソルダ・バンプ部材３６（第７図の
ソルダ・バンプ基板２０で良い）が、基板３０の上に載
置され、その結果、そのソルダ・バンプ３７はソルダ・
ペースト３４の中に落ち着く。ウェル３３は、高さが約
１０ミル（０．０１インチ）であることが望ましく、こ
れによってソルダ・バンプ部材３６の自己整合すなわち
自己固定が行われる。ソルダ・バンプ３７は、重力を受
けてソルダ・ペースト３４内に落ち着く傾向がある。こ
のアッセンブリは、次に加熱されてソルダ・ペースト３
４をリフローさせこれをソルダ・バンプ３７と接着させ
部材３６を基板３０に相互結合させる。その結果得られ
たソルダの相互結合を、第１２図の半田３８として示
す。
ソルダ・ペースト３４は、ソルダ・バンプ３７のソルダ
よりも低い溶融温度を持つように選択されることが望ま
しい。ソルダ・ペースト３４をこれをリフローさせるの
には十分だが、ソルダ・バンプ３７の溶融温度よりも低
い温度に加熱することによって、ソルダ・ペースト３４
は流動化して金属化パッド３１とソルダ・バンプ３７に
対して濡れ、ソルダ・バンプ３７に混じる。ソルダ・バ
ンプ３７をリフローさせることも可能であるが、隣接す
るソルダ・バンプへの不注意なショートの可能性を避け
るため、これらをリフローさせないことが望ましい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サペルサ，アンソニー・ビー アメリカ合衆国フロリダ州コーラル・スプ リングス、ノース・ウエスト・エイティエ イス・ウェイ1839 (72)発明者 マレン，ウィリアム・ビー・ザ・サード アメリカ合衆国フロリダ州ボカ・ラトン、 サウス・ウエスト・トウェルフス・コート 9651 (56)参考文献 特開 昭61−296729（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−54738（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板上に少なくとも１０ミルの厚さのレジ
    スト層を適用する段階； 前記基板上のソルダ・パッド上方の前記レジストを選択
    的に除去して、前記レジスト内にウェルを設ける段階； 前記ウェル内にのみソルダ・ペイストを適用してソルダ
    ・パッドに接触させる段階；および 前記ソルダ・ペイストをリフローして前記ソルダ・パッ
    ド上にソルダ・バンプを形成する段階； によって構成されることを特徴とするソルダ・バンプの
    形成方法。
  2. 【請求項２】前記レジストの厚さが約１５ミルであるこ
    とを特徴とする請求項１記載のソルダ・バンプの形成方
    法。
  3. 【請求項３】ソルダ・バンプを形成した部材を基板へ取
    付ける方法であって： 前記部材のソルダ・バンプに対応する金属化パッドを有
    する基板を設ける段階； レジストの厚い層を基板に適用する段階； レジストを選択的に除去して基板上の前記金属化パッド
    のところにウェルを設ける段階； ソルダ・ペーストをウェル内に付着させる段階； 前記ソルダ・バンプがウェル内にくるように前記のソル
    ダ・バンプを形成した部材を位置づける段階；および ソルダ・ペーストを加熱してリフローさせ、ソルダ・バ
    ンプおよび金属化パッドに接合させる段階； によって構成されることを特徴とする取付け方法。
  4. 【請求項４】ソルダ・ペーストをスクィージーで適用す
    ることを特徴とする請求項３記載の取付け方法。
  5. 【請求項５】前記ソルダ・ペーストは前記ソルダ・バン
    プの溶融温度以下の溶融温度を有するように選択され；
    かつ 加熱段階の期間中、ソルダ・ペーストはソルダ・バンプ
    の溶融温度以下の温度に加熱される； ことを特徴とする請求項４記載の取付け方法。
JP2501655A 1989-01-03 1989-12-15 高密度ソルダ・バンプの製造方法と高密度ソルダ・バンプ用基板ソケット Expired - Lifetime JPH0666358B2 (ja)

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