JPH07212022A - 半田ボール電極形成方法及びその半田ボール電極形成方法に用いる半田供給治具 - Google Patents

半田ボール電極形成方法及びその半田ボール電極形成方法に用いる半田供給治具

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JPH07212022A
JPH07212022A JP725394A JP725394A JPH07212022A JP H07212022 A JPH07212022 A JP H07212022A JP 725394 A JP725394 A JP 725394A JP 725394 A JP725394 A JP 725394A JP H07212022 A JPH07212022 A JP H07212022A
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JP
Japan
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solder
metal pad
ball electrode
linear
circuit board
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JP725394A
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Kazunari Kuzuhara
一功 葛原
Jiro Hashizume
二郎 橋爪
Hiroshi Saito
宏 齋藤
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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    • 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

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 確実にかつ安価に半田ボール電極を形成す
る。 【構成】 回路基板9上に形成された接続用の金属パッ
ド10上に半田ボール電極を形成する方法であって、所
望の金属パッド10上に線状半田15を必要な分だけ加
熱して滴下させ、回路基板9を線状半田15の溶融点以
上に加熱する。 【効果】 転写治具を用いた場合に発生するボール半田
の吸着不良または回路基板への転写不良の発生がなく歩
留りが向上し、また、ボール半田の加工が不要となるの
で安価に半田ボール電極を形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回路基板のように局所
的に金属化された基板上にボール・グリッド・アレイ
( BGA)を実装するために BGAの本体に半田ボール電極
を形成する方法及びその方法に用いる半田供給治具に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体パッケージの1つである PGA(ピ
ン・グリッド・アレイ)に対し、ピンの代わりに電極部
分に半田で構成されたボール状電極(半田ボール電極)
を形成するボール・グリッド・アレイ( BGA)のパッケ
ージがある。このパッケージは、 PGAのように回路基板
にピンを差し込むビアホールを形成する必要がなく、回
路基板上の半田ボール形成位置に金属パッドを形成して
おくだけでよいため、他の表面実装部品と同様にリフロ
ーにて半田付けできるので非常に効率良く実装でき、ま
た、安価である。従来、ボール・グリッド・アレイ( B
GA)等の回路基板上に半田ボール電極を形成するとき
は、回路基板上の金属パッドにフラックスを塗布し、そ
こに半田ボールを配置してリフローで加熱して、半田を
溶融させ金属パッドに溶着させて半田ボール電極を形成
していた。図5に半田ボール電極を形成した一例を示
す。
【0003】図5はボール・グリッド・アレイ( BGA)
の断面図である。但し、本発明に関連する部分のみを示
し、他の実装部品、回路パターン等は図示省略すること
とする。図において、回路基板1上の半田ボール電極形
成位置には、金属パッド2が形成されており、金属パッ
ド2の周囲にはレジスト層3が形成されている。レジス
ト層3は回路基板上の導電部を他の導電部から電気的に
絶縁するために形成された層であり半田濡れ性(半田接
合性)の無い、または、非常に低い材料で構成されてい
る。 BGAの形成方法は、通常、部品実装、回路及び金属
パッドを形成した回路基板1の半田ボール電極4を形成
する面の全面にレジスト層3を形成し、半田ボール電極
4の形成位置のみレジスト層3を除去し平面視略円形に
開口3aを設けて金属パッド2を露出させた後、その開
口3aを介して半田ボールを金属パッド2に溶着させて
直径 500〜 700μm 程度の略球状の半田ボール電極4を
形成する。
【0004】次に、図6に基づいて、半田ボール電極4
の形成方法の一例を説明する。図は、この形成方法に用
いる治具及びボール・グリッド・アレイ( BGA)の断面
を示すものである。まず、(a)は、回路基板1上に形
成された金属パッド2上にフラックス転写治具5を用い
てフラックス6を供給する方法を示したものである。フ
ラックス転写治具5は、金属パッド2に対応した棒状の
突起5aを備えた治具であり、容器に満たしたフラック
ス6に突起5aの先端を浸して所定量のフラックス6を
付着させた後、突起5aの先端を金属パッド2に近接ま
たは密着させることによって金属パッド2上にフラック
ス6を供給する。
【0005】次に、(b)において、7は転写治具で、
治具内部の空洞部分7aを介して吸着穴7bに真空吸着
力を発生させて各吸着穴7bに半田ボール8を吸着させ
るように構成したものである。転写治具7に半田ボール
8を吸着させた後、転写治具7を回路基板1上に移動さ
せ、半田ボール8を金属パッド2上に配置して真空吸着
力を低下させることによって、半田ボール8を金属パッ
ド2上に転写することができる。
【0006】さらに、半田ボール8を実装した回路基板
1をリフロー等で半田の溶融点以上に加熱して半田ボー
ル8を溶融させれば、(c)に示すように、金属パッド
2と半田ボール8が溶着し半田ボール電極4が形成され
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、半田ボール
8を転写治具7にて金属パッド2上に供給して半田ボー
ル電極4を形成する場合、例えば、容器中に大量に蓄え
られた半田ボール8を転写治具7で吸着して金属パッド
2上に実装する方法がとられるが、その際、吸着ミス、
または、回路基板への転写ミスが発生し歩留りが低下す
るという問題点があった。また、半田ボールは、その加
工費がかかるので割高であるという問題点があった。
【0008】本発明は上記課題に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、金属パッド上に確実にかつ安
価に半田ボール電極を形成することができる半田ボール
電極形成方法及びその半田ボール電極形成方法に用いる
半田供給治具の構造を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の半田ボール電極形成方法は、回路基
板上に形成された接続用の金属パッド上に半田ボール電
極を形成する方法であって、所望の前記金属パッド上に
線状半田を必要な分だけカットして供給し、前記回路基
板を前記線状半田の溶融点以上に加熱することを特徴と
するものである。
【0010】また、請求項2記載の半田ボール電極形成
方法は、回路基板上に形成された接続用の金属パッド上
に半田ボール電極を形成する方法であって、所望の前記
金属パッド上に線状半田を必要な分だけ加熱して滴下さ
せ、前記回路基板を前記線状半田の溶融点以上に加熱す
ることを特徴とするものである。
【0011】さらに、請求項3記載の半田供給治具は、
請求項1または請求項2記載の半田ボール電極形成方法
に用いる治具であって、前記金属パッドに対応する位置
に前期線状半田を上方から下方に挿通させる線状半田供
給孔を形成した治具本体と、前記線状半田供給孔の下方
開口近傍に前期線状半田を切断する切断手段とを備えた
ことを特徴とするものである。
【0012】
【作用】請求項1または請求項2記載の半田ボール電極
形成方法は、上記課題を解決するため、予め、球状に形
成された半田ボールを回路基板上に転写する方式とせ
ず、回路基板上に形成された金属パッド位置に対応した
線状半田供給孔を有する半田供給治具を用い、長尺状の
線状半田から所定量の半田を切断して、または溶融滴下
させて金属パッド上に供給し、回路基板を半田の溶融点
以上に加熱して半田を溶融させ、その表面張力で略球状
に変形させると共に、金属パッドに溶着させて半田ボー
ル電極を形成することを特徴とするものである。
【0013】また、請求項3記載の半田供給治具は、 B
GAの回路基板の上方に配置されて所望の金属パッド上に
所定量の半田を供給する治具で、治具本体に金属パッド
位置に対応した線状半田供給孔を設けると共に、その線
状半田供給孔の下方開口の近傍に線状半田を切断する切
断手段を設けたものである。長尺状の線状半田を切断し
て各金属パッド上に半田を供給するには、例えば、図1
または図2に示すような半田供給治具を用いればよい。
図1及び図2は半田供給治具及び BGAの回路基板の断面
図である。
【0014】図1において、半田供給治具13は、線状
半田15を挿通させる線状半田供給孔14aを金属パッ
ド10に対応した位置に備えた治具本体14と、その線
状半田供給孔14aの下方開口14bの近傍に線状半田
15を切断する切断手段(レーザー発光装置16)とを
備えており、(a)に示すように、所定量の線状半田1
5を治具本体14の下面に突出させた後、(b)に示す
ように、切断手段であるレーザー発光装置16からレー
ザー光線を線状半田14に放射し線状半田14を溶融、
滴下させ、金属パッド10上に半田ボール電極を形成す
るのに必要な量の半田を確実に供給するように構成した
ものである。半田供給後、 BGAをリフロー等により半田
の溶融点以上に加熱してやれば、図1(c)に示すよう
に金属パッド10上の半田はその表面張力によって略球
状に変形すると共に金属パッド10に溶着して半田ボー
ル電極17となる。
【0015】また、図2に示す半田供給治具13は、図
1に示した半田供給治具13に対し、レーザー発光装置
16の代わりに切断手段として水平方向に移動可能に構
成されたスライド刃16を備えたものである。所定量の
線状半田15を治具本体14の下面に突出させた後、ス
ライド刃18を水平に移動させて線状半田15を切断し
所定量の半田を確実に金属パッド10上に供給するもの
である。
【0016】さらに、図2に示した半田供給治具13に
対し、切断手段としてスライド刃16の代わりに図3に
示すようなスライド板19を用いて線状半田15を一度
に切断するように構成してもよい。スライド板17は、
平板に治具本体14に形成された線状半田供給孔14a
に対応した切断孔19aを穿設したもので、例えば、図
4の平面図に示すような形状に形成されたものである。
線状半田供給孔14aの下方に切断孔19aが配置され
るようにスライド板17を移動させ、線状半田15をそ
の切断孔19aに所定長さだけ挿通させてスライド板1
9を水平方向に移動させることによって一度に所定量の
半田を確実に各金属パッド上に供給することができる。
【0017】
【実施例】本発明の半田ボール電極形成方法の一実施例
を図1に示す。図は、 BGA本体及び半田供給治具13を
示す断面図である。(a)に示すように、回路基板9上
で、半田ボール電極形成位置には金属パッド10が形成
されており、その金属パッド10はビアホール(図示省
略)を介して回路基板9上に設けられた他の回路(図示
省略)と接続されている。半田ボール電極形成位置の周
囲にはレジスト層11が形成されている。このレジスト
層11は電気絶縁性を有する材料で、かつ、半田接合性
(半田濡れ性)の無い、または非常に低い材料で構成さ
れている。 BGA本体は、通常、回路基板9に回路及び金
属パッド10を形成し、半田ボール電極を形成する面の
全面にレジスト層11を形成した後、半田ボール電極形
成位置のみ平面視略円形にレジストを除去して金属パッ
ド10を露出させることによって形成される。
【0018】一方、前述したように、図1に示した半田
供給治具13は、治具本体14と、切断手段(レーザー
発光装置16)とを備えている。但し、治具本体14の
上部は図示省略している。また、治具本体14の上部に
設けられる線状半田を送りだす機構部分についても図示
省略することとする。治具本体14に形成された線状半
田供給孔14aの断面形状は特に限定されないが、切断
された半田が金属パッド10上に落下するように、回路
基板9及び金属パッド10及び線状治具本体13の位置
精度も考慮して、その位置精度及びサイズを決定するこ
とが必要である。
【0019】以上のように構成した BGA本体及び半田供
給治具13を用いて半田ボール電極を形成する場合、図
1(b)に示すように、予め各金属パッド10上に必要
量のフラックス12を供給しておき、半田供給治具13
を線状半田供給孔14aが金属パッド10の上方に位置
するように配置し、半田ボール電極形成に必要な所定長
さの線状半田15を線状半田供給孔14aの下方開口1
4bから突出させ、レーザー発光装置16からレーザー
構成を突出させた線状半田15に放射し、その線状半田
15を溶融、滴下させて半田ボール電極形成に必要量の
半田を金属パッド10上に供給する。その後、 BGA本体
をリフロー等で半田の融点以上に加熱すると、図1
(c)に示すように金属パッド10上の半田はその表面
張力で略球状に変化すると共に金属パッド10に溶着し
て半田ボール電極17となる。
【0020】図2に本発明の半田ボール電極形成方法の
異なる実施例を、図3にさらに異なる実施例を示す。図
1に示した構成と同等構成については同符号を付すこと
とし詳細な説明を省略する。図2に示す実施例で、切断
手段は線状半田供給孔14aの下方開口14b近傍を水
平方向に移動可能に設けられたスライド刃18であり、
そのスライド刃18を上記のように水平方向に移動さ
せ、線状半田供給孔14aの下方開口14bから突出さ
せた所定長さの線状半田15を切断することによって金
属パッド10上に確実に半田を供給することができる。
【0021】図3に示す実施例は、図2に示した実施例
のスライド刃16の代わりにスライド板17を用いて線
状半田14を一度に切断するように構成したものであ
る。スライド板17は、平板に治具本体14に形成され
た線状半田供給孔14aに対応した切断孔19aを穿設
したもので、例えば、図4の平面図に示すように平板に
平面視略円形に切断孔19aを穿設したものであるが、
切断孔19aの形状は実施例に限定されるものではな
い。また、線状半田供給孔14aの形状も線状半田形状
を考慮して決めればよい。図4に示したようなスライド
板19を用いて線状半田14を切断する場合は、図3に
示すように、治具本体14の下方にスライド板19を水
平移動可能に配置し、線状半田供給孔14aの下方に、
対応する切断孔19aが位置するようにスライド板19
の位置合わせを行い、線状半田15をその切断孔19a
に所定長さだけ挿通させてスライド板19を水平方向に
移動させて突出した線状半田15を切断することによっ
て一度に所定量の半田を各金属パッド上に確実に供給す
ることができる。このようにスライド刃18またはスラ
イド板19によって線状半田15を切断する場合は、線
状半田供給孔14aの下方開口14bから線状半田15
を所定長さだけ突出させ、その線状半田15の先端を容
器に満たしたフラックスに浸してフラックスを付着させ
た後に切断するように構成すれば、フラックス12を金
属パッド10上に供給するための工程が不要となる。さ
らに、フラックス入り線状半田を用いればフラックスを
別途供給する必要は無くなるが、この場合は所定長さの
線状半田に含まれる半田量にバラツキが発生するので、
より半田量を管理する必要がある。
【0022】なお、 BGA本体の電極数または切断手段は
実施例に限定されない。
【0023】
【発明の効果】以上に説明したように、請求項1または
請求項2記載の半田ボール電極形成方法によりボール電
極を形成すれば、ボール半田を転写治具により回路基板
に供給して半田ボール電極を形成するのに比べて、ボー
ル半田の吸着不良または回路基板への転写不良の発生が
なく歩留りが向上し、また、ボール半田の加工が不要と
なるので安価に半田ボール電極を形成することができ
る。さらに、線状半田を切断する長さを制御することに
より半田量を制御できるので、ペースト状の半田を転写
により金属パッド上に供給する場合に比べて多量の半田
を供給することができる。
【0024】また、請求項1または請求項2記載の半田
ボール電極形成方法で、請求項3記載の半田供給治具を
用いることによって、金属パッド上に確実に必要量の半
田を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半田ボール電極形成方法の一実施
例を示す工程図である。
【図2】本発明に係る半田ボール電極形成方法の異なる
実施例を示す断面図である。
【図3】本発明に係る半田ボール電極形成方法のさらに
異なる実施例を示す断面図である。
【図4】本発明に係る半田ボール電極形成方法に用いる
スライド板の一実施例を示す平面図である。
【図5】半田ボール電極を形成した BGAの断面図であ
る。
【図6】従来の半田ボール電極形成方法を示す工程図で
ある。
【符号の説明】
9 回路基板 10 金属パッド 14 治具本体 14a 線状半田供給孔 14b 下方開口 15 線状半田 17 半田ボール電極 18 スライド刃(切断手段) 19 スライド板(切断手段)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回路基板上に形成された接続用の金属パ
    ッド上に半田ボール電極を形成する方法であって、所望
    の前記金属パッド上に線状半田を必要な分だけカットし
    て供給し、前記回路基板を前記線状半田の溶融点以上に
    加熱することを特徴とする半田ボール電極形成方法。
  2. 【請求項2】 回路基板上に形成された接続用の金属パ
    ッド上に半田ボール電極を形成する方法であって、所望
    の前記金属パッド上に線状半田を必要な分だけ加熱して
    滴下させ、前記回路基板を前記線状半田の溶融点以上に
    加熱することを特徴とする半田ボール電極形成方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2記載の半田ボー
    ル電極形成方法に用いる治具であって、前記金属パッド
    に対応する位置に前期線状半田を上方から下方に挿通さ
    せる線状半田供給孔を形成した治具本体と、前記線状半
    田供給孔の下方開口近傍に前期線状半田を切断する切断
    手段とを備えたことを特徴とする半田供給治具。
JP725394A 1994-01-26 1994-01-26 半田ボール電極形成方法及びその半田ボール電極形成方法に用いる半田供給治具 Withdrawn JPH07212022A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008016128A1 (en) * 2006-08-03 2008-02-07 Showa Denko K.K. Production method of soldier circuit board
JP2008041867A (ja) * 2006-08-04 2008-02-21 Showa Denko Kk ハンダ回路基板の製造方法
US8109432B2 (en) 2005-07-11 2012-02-07 Showa Denko K.K. Method for attachment of solder powder to electronic circuit board and solder-attached electronic circuit board
US8123111B2 (en) 2005-03-29 2012-02-28 Showa Denko K.K. Production method of solder circuit board

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