JPH077781B2 - はんだ接合を作成する方法 - Google Patents
はんだ接合を作成する方法Info
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- JPH077781B2 JPH077781B2 JP4028751A JP2875192A JPH077781B2 JP H077781 B2 JPH077781 B2 JP H077781B2 JP 4028751 A JP4028751 A JP 4028751A JP 2875192 A JP2875192 A JP 2875192A JP H077781 B2 JPH077781 B2 JP H077781B2
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- H05K2203/082—Suction, e.g. for holding solder balls or components
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般に電子実装分野にお
ける表面実装技術に関し、より具体的には、後で表面実
装工程によって別の電子構造に接合される基板の表面
に、はんだボール・コネクタを位置合せし実装する、改
良された方法に関する。
ける表面実装技術に関し、より具体的には、後で表面実
装工程によって別の電子構造に接合される基板の表面
に、はんだボール・コネクタを位置合せし実装する、改
良された方法に関する。
【0002】
【従来の技術】表面実装技術は、特にハイエンド・コン
ピュータで、電子デバイスを互いに接合する好ましい方
法として受け入れられている。セラミック・モジュール
の裏面に実装したピンを回路板の穴に突き刺す、それ以
前のピン・コネクタ法に比べて、同じ面積の回路板に2
倍のモジュールが配置できる。部品サイズの縮小、入出
力密度の増加、電気抵抗の低下、コストの削減、信号経
路の短縮などの他の利点もあって、業界は表面実装技術
への移行を進めてきた。
ピュータで、電子デバイスを互いに接合する好ましい方
法として受け入れられている。セラミック・モジュール
の裏面に実装したピンを回路板の穴に突き刺す、それ以
前のピン・コネクタ法に比べて、同じ面積の回路板に2
倍のモジュールが配置できる。部品サイズの縮小、入出
力密度の増加、電気抵抗の低下、コストの削減、信号経
路の短縮などの他の利点もあって、業界は表面実装技術
への移行を進めてきた。
【0003】ある電子構造を別の電子構造に表面実装す
るためのはんだ構造は無数に提案されている。典型的な
表面実装法では、第1の電子構造または「基板」上に配
置された導電性の、一般に金属製のパッド上に、はんだ
ペーストをスクリーン印刷することによってはんだ構造
を形成する。ステンシル印刷操作を使って、接触マスク
をパッドと位置合せする。基板上のはんだペースト領域
を、第2の電子構造または「回路板」上の対応するパッ
ドに位置合せし、その上に置く。ある方法では、その代
わりにまたはそれに加えて、はんだペーストを回路板の
パッド上にスクリーン印刷することもある。配置後、基
板と回路板をリフロー操作にかけて、はんだペーストを
融かし、基板と回路板上の相対応するパッド間にはんだ
ボンドを形成する。
るためのはんだ構造は無数に提案されている。典型的な
表面実装法では、第1の電子構造または「基板」上に配
置された導電性の、一般に金属製のパッド上に、はんだ
ペーストをスクリーン印刷することによってはんだ構造
を形成する。ステンシル印刷操作を使って、接触マスク
をパッドと位置合せする。基板上のはんだペースト領域
を、第2の電子構造または「回路板」上の対応するパッ
ドに位置合せし、その上に置く。ある方法では、その代
わりにまたはそれに加えて、はんだペーストを回路板の
パッド上にスクリーン印刷することもある。配置後、基
板と回路板をリフロー操作にかけて、はんだペーストを
融かし、基板と回路板上の相対応するパッド間にはんだ
ボンドを形成する。
【0004】他の既知の表面実装技術は、はんだペース
トではなくはんだボールを使って、はんだ構造を形成す
るものである。はんだボールの使用により、スクリーン
印刷よりも正確にやや多量のはんだが塗布できる。はん
だボールを位置合せして基板に保持し、これを融かして
導電性パッド上にはんだ接合を形成する。前と同様に、
新しく接合されたはんだボールのついた基板を回路板と
位置合せする。次いではんだボールをリフローさせる
と、基板と回路板の間に良好なはんだボンドが形成され
る。
トではなくはんだボールを使って、はんだ構造を形成す
るものである。はんだボールの使用により、スクリーン
印刷よりも正確にやや多量のはんだが塗布できる。はん
だボールを位置合せして基板に保持し、これを融かして
導電性パッド上にはんだ接合を形成する。前と同様に、
新しく接合されたはんだボールのついた基板を回路板と
位置合せする。次いではんだボールをリフローさせる
と、基板と回路板の間に良好なはんだボンドが形成され
る。
【0005】しかし、はんだペースト表面実装法もはん
だボール表面実装法も、パッドの密度が増加してくると
欠点が出てくる。確実なはんだ接合を得るには、一定量
のはんだを維持しなければならない。パッドの間隔に対
して必要なはんだの量が増えてくるにつれて、対応しな
い導電性パッド間のはんだ橋絡が問題となってくる。大
量のはんだがリフロー中に融けるとき、橋絡の問題は著
しくなってくる。
だボール表面実装法も、パッドの密度が増加してくると
欠点が出てくる。確実なはんだ接合を得るには、一定量
のはんだを維持しなければならない。パッドの間隔に対
して必要なはんだの量が増えてくるにつれて、対応しな
い導電性パッド間のはんだ橋絡が問題となってくる。大
量のはんだがリフロー中に融けるとき、橋絡の問題は著
しくなってくる。
【0006】本発明の出願人に譲渡された1990年6
月18日出願の米国特許出願第555120号で提案さ
れている一つの方法では、基板にスクリーン印刷した低
融点はんだを高融点はんだボールと共に使用している。
上記出願を引用により本明細書に合体する。はんだボー
ルとはんだペーストを併用すると、低融リフロー中には
んだボールの構造の一体性が増すため、導電性パッド上
に配置できるはんだの量が大幅に増す。はんだボールと
はんだペーストの併用により、最良の電気的特性、構造
特性及び工程特性が得られるようにはんだを調整するこ
とができる。図1を参照すると、基板17の導電性パッ
ド16に付着するはんだペースト15としては比較的低
温で融けるものを選び、一方はんだボール11の組成物
は融点が高く、リフロー時にはんだペースト15が少量
だけ融けて、はんだボール11の位置を固定する。少量
のはんだしかリフローさせないので、橋絡の恐れは少な
く、大きなはんだ接合をもつ信頼性が得られる。
月18日出願の米国特許出願第555120号で提案さ
れている一つの方法では、基板にスクリーン印刷した低
融点はんだを高融点はんだボールと共に使用している。
上記出願を引用により本明細書に合体する。はんだボー
ルとはんだペーストを併用すると、低融リフロー中には
んだボールの構造の一体性が増すため、導電性パッド上
に配置できるはんだの量が大幅に増す。はんだボールと
はんだペーストの併用により、最良の電気的特性、構造
特性及び工程特性が得られるようにはんだを調整するこ
とができる。図1を参照すると、基板17の導電性パッ
ド16に付着するはんだペースト15としては比較的低
温で融けるものを選び、一方はんだボール11の組成物
は融点が高く、リフロー時にはんだペースト15が少量
だけ融けて、はんだボール11の位置を固定する。少量
のはんだしかリフローさせないので、橋絡の恐れは少な
く、大きなはんだ接合をもつ信頼性が得られる。
【0007】しかし、はんだペーストとはんだボールを
併用するはんだ接合の製造は難しいことがわかった。は
んだボールは、リフロー工程中に位置合せと操作が難し
い。はんだボールのみを扱う方法として、位置合せプレ
ートと併せて、振動、ブラシング、真空などを使用した
様々な方法が提案されているが、はんだペーストが加わ
ると、工程がさらに複雑になる。はんだボールの相互間
及び基板上での中心度を維持する上で多くの問題が生
じ、はんだボールが完全に失われることさえある。はん
だボールの位置がずれると、隣接するパッド部位間の橋
絡が問題になる。はんだペーストとはんだボールの併用
の概念を用いてはんだ接合を製造するある方法では、高
価な位置合せツールが提案されている。同時に基板パッ
ドとはんだ接合の間の位置合せを保持しながら、はんだ
ボール、はんだペースト及び基板の間の良い物理的接触
を確保しなければならない。加工時間は工程検査の数が
増すにつれて急増する。
併用するはんだ接合の製造は難しいことがわかった。は
んだボールは、リフロー工程中に位置合せと操作が難し
い。はんだボールのみを扱う方法として、位置合せプレ
ートと併せて、振動、ブラシング、真空などを使用した
様々な方法が提案されているが、はんだペーストが加わ
ると、工程がさらに複雑になる。はんだボールの相互間
及び基板上での中心度を維持する上で多くの問題が生
じ、はんだボールが完全に失われることさえある。はん
だボールの位置がずれると、隣接するパッド部位間の橋
絡が問題になる。はんだペーストとはんだボールの併用
の概念を用いてはんだ接合を製造するある方法では、高
価な位置合せツールが提案されている。同時に基板パッ
ドとはんだ接合の間の位置合せを保持しながら、はんだ
ボール、はんだペースト及び基板の間の良い物理的接触
を確保しなければならない。加工時間は工程検査の数が
増すにつれて急増する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一目的は、は
んだペーストとはんだボールを含むはんだ構造を電子基
板上に設ける工程を自動化することである。
んだペーストとはんだボールを含むはんだ構造を電子基
板上に設ける工程を自動化することである。
【0009】本発明の他の目的は、導体パッド間の橋絡
が減少した信頼性の高いはんだ接合を製造することであ
る。
が減少した信頼性の高いはんだ接合を製造することであ
る。
【0010】本発明の他の目的は、高価な位置合せツー
ルを使わずにはんだペーストとはんだボールの組合せを
基板パッドに対して確実に位置合せすることである。
ルを使わずにはんだペーストとはんだボールの組合せを
基板パッドに対して確実に位置合せすることである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記その他の目的は、正
確に加工した空洞を有する位置合せボート内に真空によ
って保持された高融点はんだボールの各アレイ上に、あ
る測定された量の低融点はんだペーストを塗布すること
によって達成される。工程の流れを要約すると、次の通
りである。まず、位置合せボート内の空洞にはんだボー
ルを入れ、真空でボートとはんだボールをその場に保持
し始める。第二に、好ましくはスクリーン印刷によっ
て、ボート内のはんだボール上にある量のはんだペース
トを塗布する。第三に、はんだボールとはんだペースト
の組合せを基板に対して大まかに位置合せする手段とな
る位置合せ板をボートの上に置く。第四に、位置合せ板
を介してボート内のはんだボールの上面に基板を置く。
はんだペーストが基板上の導電性パッドを濡らすように
最小の圧力をかける。最後に、はんだペーストのリフロ
ー用の炉で基板と位置合せボートのアセンブリを加工す
る。
確に加工した空洞を有する位置合せボート内に真空によ
って保持された高融点はんだボールの各アレイ上に、あ
る測定された量の低融点はんだペーストを塗布すること
によって達成される。工程の流れを要約すると、次の通
りである。まず、位置合せボート内の空洞にはんだボー
ルを入れ、真空でボートとはんだボールをその場に保持
し始める。第二に、好ましくはスクリーン印刷によっ
て、ボート内のはんだボール上にある量のはんだペース
トを塗布する。第三に、はんだボールとはんだペースト
の組合せを基板に対して大まかに位置合せする手段とな
る位置合せ板をボートの上に置く。第四に、位置合せ板
を介してボート内のはんだボールの上面に基板を置く。
はんだペーストが基板上の導電性パッドを濡らすように
最小の圧力をかける。最後に、はんだペーストのリフロ
ー用の炉で基板と位置合せボートのアセンブリを加工す
る。
【0012】リフロー中に、位置合せ板による大まかな
位置合せよりも正確に基板が自己位置合せできるので、
高価な位置合せツールが不要となる。これは、溶融した
はんだペーストの各部分が、基板上のそれぞれの導電性
パッドの全体及びはんだボールを濡らす自然の傾向があ
るからである。表面張力が、基板をより正確な位置合せ
に移らせる助けとなる。リフロー後に位置ずれが生じて
も、通常は基板を回路板に接合する時の2回目のリフロ
ー中に補償される。
位置合せよりも正確に基板が自己位置合せできるので、
高価な位置合せツールが不要となる。これは、溶融した
はんだペーストの各部分が、基板上のそれぞれの導電性
パッドの全体及びはんだボールを濡らす自然の傾向があ
るからである。表面張力が、基板をより正確な位置合せ
に移らせる助けとなる。リフロー後に位置ずれが生じて
も、通常は基板を回路板に接合する時の2回目のリフロ
ー中に補償される。
【0013】
【実施例】本発明は、表面実装技術を利用して接合され
る任意の部品にはんだ接合を接続するために使用でき
る。実装領域内には多数の電子構造があり、これを他の
類似の電子構造または他の実装レベルに接続する必要が
ある。例えば、金属被覆されたセラミック基板に集積回
路チップを実装するものとする。いくつかの集積回路チ
ップを表面実装した回路カードを、次に回路板に表面実
装し、これをメイン・フレーム・コンピュータへの相互
接続回路とする。説明をわかりやすくし、一貫性をもた
せるため、はんだボール及びはんだペーストを「基板」
に装着すると言うことにする。
る任意の部品にはんだ接合を接続するために使用でき
る。実装領域内には多数の電子構造があり、これを他の
類似の電子構造または他の実装レベルに接続する必要が
ある。例えば、金属被覆されたセラミック基板に集積回
路チップを実装するものとする。いくつかの集積回路チ
ップを表面実装した回路カードを、次に回路板に表面実
装し、これをメイン・フレーム・コンピュータへの相互
接続回路とする。説明をわかりやすくし、一貫性をもた
せるため、はんだボール及びはんだペーストを「基板」
に装着すると言うことにする。
【0014】時には「回路板」と言うこともあろうが、
これは「基板」を接合する相手の第2の電子構造を指す
ものとする。ただし、当業者なら気付くであろうが、本
発明を利用して、はんだボールをどれだけの数の電子構
造に装着することもできるはずである。基板の底面は、
誘電体部分と金属部分を有し、金属部分すなわちパッド
ははんだ接合をボンディングするために使用される。一
般に、誘電体は溶融したはんだに接着しない。
これは「基板」を接合する相手の第2の電子構造を指す
ものとする。ただし、当業者なら気付くであろうが、本
発明を利用して、はんだボールをどれだけの数の電子構
造に装着することもできるはずである。基板の底面は、
誘電体部分と金属部分を有し、金属部分すなわちパッド
ははんだ接合をボンディングするために使用される。一
般に、誘電体は溶融したはんだに接着しない。
【0015】「低融点」(LMP)及び「高融点」(H
MP)という言葉は、特定の温度を指すものではない。
本発明の方法では、はんだペーストの融点がはんだボー
ルの融点よりも低いことだけが必要である。好ましいは
んだペーストとはんだボールの組合せの例は、37/6
3重量%のPb/Snからなる共融はんだペーストと、
90/10重量%のPb/Snからなるはんだボール用
の非共融はんだ組成物であろう。「共融」の語は、鉛/
スズなど2種またはそれ以上の組成からなる合金の最低
融点を言い、通常は重量%で表す。しかし、広い範囲の
材料が本発明に適していると思われ、そのうちの多くが
はんだ接続の技術分野で周知である。
MP)という言葉は、特定の温度を指すものではない。
本発明の方法では、はんだペーストの融点がはんだボー
ルの融点よりも低いことだけが必要である。好ましいは
んだペーストとはんだボールの組合せの例は、37/6
3重量%のPb/Snからなる共融はんだペーストと、
90/10重量%のPb/Snからなるはんだボール用
の非共融はんだ組成物であろう。「共融」の語は、鉛/
スズなど2種またはそれ以上の組成からなる合金の最低
融点を言い、通常は重量%で表す。しかし、広い範囲の
材料が本発明に適していると思われ、そのうちの多くが
はんだ接続の技術分野で周知である。
【0016】従来技術に基づいて、はんだ接合工程の最
初の試みがされた。これを図2Aないし図2Dに示す。
真空を用いてはんだボール11をグラファイト製位置合
せ板13上に保持する。次に、光学式位置合せツールを
使ってはんだペースト・マスクを基板に位置合せした後
で、従来技術の方法で普通行われているように、基板1
7上に共融はんだペースト15を基板パッドのパターン
でスクリーン印刷する。次に基板17をはんだボール1
1に位置合せする。スプリット・イメージ光学式位置合
せツール19を使って、基板17上のはんだペースト・
パターン15を、X、Y、θ方向ではんだボール11に
位置合せする。次に基板17をはんだ11上まで下げ
る。最後に、位置合せ板13、はんだボール11、はん
だペースト15及び基板をコンベア付きの炉で処理し
て、共融はんだペースト15をリフローさせ、ボールを
基板パッドに接続する。
初の試みがされた。これを図2Aないし図2Dに示す。
真空を用いてはんだボール11をグラファイト製位置合
せ板13上に保持する。次に、光学式位置合せツールを
使ってはんだペースト・マスクを基板に位置合せした後
で、従来技術の方法で普通行われているように、基板1
7上に共融はんだペースト15を基板パッドのパターン
でスクリーン印刷する。次に基板17をはんだボール1
1に位置合せする。スプリット・イメージ光学式位置合
せツール19を使って、基板17上のはんだペースト・
パターン15を、X、Y、θ方向ではんだボール11に
位置合せする。次に基板17をはんだ11上まで下げ
る。最後に、位置合せ板13、はんだボール11、はん
だペースト15及び基板をコンベア付きの炉で処理し
て、共融はんだペースト15をリフローさせ、ボールを
基板パッドに接続する。
【0017】残念ながら、この提案された方法を自動化
するのは難しくコストがかかることが判明した。位置合
せツール、特にスプリット・イメージ光学式位置合せツ
ールは高価であり、位置合せ手順は、工程所要時間の点
で大きな制限要因である。しかし、セラミック基板は完
全に一様な寸法にまでは切削されないので、視察ツール
が必要と考えられていた。視察システムを必要としない
従来技術の位置合せシステムは、位置合せする部品の寸
法と形状の一様性に基づくものである。
するのは難しくコストがかかることが判明した。位置合
せツール、特にスプリット・イメージ光学式位置合せツ
ールは高価であり、位置合せ手順は、工程所要時間の点
で大きな制限要因である。しかし、セラミック基板は完
全に一様な寸法にまでは切削されないので、視察ツール
が必要と考えられていた。視察システムを必要としない
従来技術の位置合せシステムは、位置合せする部品の寸
法と形状の一様性に基づくものである。
【0018】また、真空だけではんだボールの制御を維
持するのは難しいことも判明している。はんだボール相
互間ならびにはんだペースト及び基板上の導電性パッド
に対する中心度を確保するのが難しかっただけでなく、
はんだボールは時々大幅に位置がずれたり、完全に移動
することがある。はんだボールの中心度が不十分である
と、はんだペーストとはんだボールの組合せでなくそう
と意図していた橋絡の問題が起こりやすくなる。
持するのは難しいことも判明している。はんだボール相
互間ならびにはんだペースト及び基板上の導電性パッド
に対する中心度を確保するのが難しかっただけでなく、
はんだボールは時々大幅に位置がずれたり、完全に移動
することがある。はんだボールの中心度が不十分である
と、はんだペーストとはんだボールの組合せでなくそう
と意図していた橋絡の問題が起こりやすくなる。
【0019】図3Aないし図3Dを参照しながら、本発
明の工程流れについて説明する。図3Aで、高融点はん
だボール11が位置合せボート25の空洞23内に位置
決めされている。好ましい実施例では、はんだボールは
直径0.089mm、相互の間隔が0.127mmであ
る。ただし、当業者なら気付くであろうが、本発明は、
広い範囲のはんだボールの直径及び間隔に適用できる。
位置合せ用空洞23は、基板上の各パッドの位置に対応
するように形成されている。例えば、25×25mmの
セラミック基板に、はんだパッド19×19個からなる
アレイがあり、従って位置合せ用空洞が361個存在す
ることになる。空洞23は、はんだボールを保持する、
はんだボールよりも直径が僅かだけ大きな位置合せ用空
洞23Aと、はんだボールより幾分狭い真空貫通孔23
Bの2つの部分を有する。現在の製造公差によれば、は
んだボールの寸法は0.086〜0.091mmであ
り、従って位置合せボート上のボール位置合せ用空洞は
0.094〜0.097mmとなる。空洞の深さは、は
んだボールの直径より僅かに小さくなる。真空貫通孔の
直径は、はんだボール11上にそれを定位置に保持する
のに十分な真空力が維持できる限り、重要ではない。位
置合せ用空洞及び真空貫通孔は、0.0076mm程度
のはんだボールの小部分のみが位置合せの頂面を越えて
突き出すように設計すべきである。
明の工程流れについて説明する。図3Aで、高融点はん
だボール11が位置合せボート25の空洞23内に位置
決めされている。好ましい実施例では、はんだボールは
直径0.089mm、相互の間隔が0.127mmであ
る。ただし、当業者なら気付くであろうが、本発明は、
広い範囲のはんだボールの直径及び間隔に適用できる。
位置合せ用空洞23は、基板上の各パッドの位置に対応
するように形成されている。例えば、25×25mmの
セラミック基板に、はんだパッド19×19個からなる
アレイがあり、従って位置合せ用空洞が361個存在す
ることになる。空洞23は、はんだボールを保持する、
はんだボールよりも直径が僅かだけ大きな位置合せ用空
洞23Aと、はんだボールより幾分狭い真空貫通孔23
Bの2つの部分を有する。現在の製造公差によれば、は
んだボールの寸法は0.086〜0.091mmであ
り、従って位置合せボート上のボール位置合せ用空洞は
0.094〜0.097mmとなる。空洞の深さは、は
んだボールの直径より僅かに小さくなる。真空貫通孔の
直径は、はんだボール11上にそれを定位置に保持する
のに十分な真空力が維持できる限り、重要ではない。位
置合せ用空洞及び真空貫通孔は、0.0076mm程度
のはんだボールの小部分のみが位置合せの頂面を越えて
突き出すように設計すべきである。
【0020】グラファイトが、好ましい位置合せボート
25の製造材料である。グラファイトは熱伝導率が良好
であり、その熱膨張率がセラミック基板と同程度であ
る。グラファイトの熱伝導率が高いため、炉の熱をはん
だ接合に伝えて、リフロー工程が速くなる。また、高い
熱伝導率は、接合組成の均一性を保つのに重要なことで
あるが、基板上で一様なリフロー温度を維持する助けと
なる。一部のセラミック材料は位置合せボートに適合し
ていようが、製造コストが非常に高くつく。また、セラ
ミック材料は脆い傾向があるが、グラファイト材料はず
っと強く割れ難い。
25の製造材料である。グラファイトは熱伝導率が良好
であり、その熱膨張率がセラミック基板と同程度であ
る。グラファイトの熱伝導率が高いため、炉の熱をはん
だ接合に伝えて、リフロー工程が速くなる。また、高い
熱伝導率は、接合組成の均一性を保つのに重要なことで
あるが、基板上で一様なリフロー温度を維持する助けと
なる。一部のセラミック材料は位置合せボートに適合し
ていようが、製造コストが非常に高くつく。また、セラ
ミック材料は脆い傾向があるが、グラファイト材料はず
っと強く割れ難い。
【0021】はんだボールを定座させた後、位置合せボ
ート25の基部に真空を導入して、はんだボール11と
位置合せボート25を定位置に保持する。はんだボール
は、ゴム・スキージで定位置に位置決めすることが好ま
しい。スキージ(図示せず)を、位置合せボートの上面
または位置合せの頂面に置いた位置合せ板(図示せず)
を横切って接触させ、過剰のはんだボールを掃き捨て
る。
ート25の基部に真空を導入して、はんだボール11と
位置合せボート25を定位置に保持する。はんだボール
は、ゴム・スキージで定位置に位置決めすることが好ま
しい。スキージ(図示せず)を、位置合せボートの上面
または位置合せの頂面に置いた位置合せ板(図示せず)
を横切って接触させ、過剰のはんだボールを掃き捨て
る。
【0022】図3Bを参照すると、正確に測定した低融
点はんだペースト15の一部分がはんだボール11上に
スクリーン印刷してある。このステップは、比較的大き
く安定な基板にはんだペーストを塗布する、従来技術の
方法とは違っている。はんだボール自体が扱い難いこと
を考えれば、はんだボール上でのはんだペーストのスク
リーン印刷がうまくいくことは、余り好ましくはないに
せよ、やや驚くべきことであった。はんだペースト用ス
クリーンは、通常押抜き、穿孔、またはエッチングで穴
を開けた金属製接触マスクであり、ステンレス鋼、真
鋳、または銅でできている。摩耗の点からステンレス鋼
が最良である。はんだボールの直径が0.089mmの
場合、はんだペースト部分の直径は約0.076mm、
高さは0.025mmである。直径が小さく高さが比較
的高いはんだペースト・パッド15が最適であることが
判明している。穴が小さいほど基板との位置合せがうま
くでき、体積が大きいと基板間の整合性がよくなる。は
んだパッドの高さが高い場合、スクリーン中のはんだペ
ーストのうちではんだボールに移る割合が大きくなるこ
とが観察された。高さを増すと、基板内のそりを収吸す
るのに幾分役立つことがある。はんだ接合を361個有
する25×25mmの基板では、はんだの全重量は0.
163〜0.3gで十分である。
点はんだペースト15の一部分がはんだボール11上に
スクリーン印刷してある。このステップは、比較的大き
く安定な基板にはんだペーストを塗布する、従来技術の
方法とは違っている。はんだボール自体が扱い難いこと
を考えれば、はんだボール上でのはんだペーストのスク
リーン印刷がうまくいくことは、余り好ましくはないに
せよ、やや驚くべきことであった。はんだペースト用ス
クリーンは、通常押抜き、穿孔、またはエッチングで穴
を開けた金属製接触マスクであり、ステンレス鋼、真
鋳、または銅でできている。摩耗の点からステンレス鋼
が最良である。はんだボールの直径が0.089mmの
場合、はんだペースト部分の直径は約0.076mm、
高さは0.025mmである。直径が小さく高さが比較
的高いはんだペースト・パッド15が最適であることが
判明している。穴が小さいほど基板との位置合せがうま
くでき、体積が大きいと基板間の整合性がよくなる。は
んだパッドの高さが高い場合、スクリーン中のはんだペ
ーストのうちではんだボールに移る割合が大きくなるこ
とが観察された。高さを増すと、基板内のそりを収吸す
るのに幾分役立つことがある。はんだ接合を361個有
する25×25mmの基板では、はんだの全重量は0.
163〜0.3gで十分である。
【0023】次に、図3Cでは、基板17に備えて、位
置合せボート25の頂部に自己位置合せ板27が置いて
ある。自己位置合せ板27は、加工中の特定の基板に対
応する孔のあいた板である。自己位置合せ板27は、基
板17を位置合せボート25上のはんだボール・マトリ
ックスに対して大まかに位置合せさせる。はんだペース
トが基板上の対応するパッドの少なくとも一部分と接触
する場合、「粗位置合せ」の要件が満たされる。基板パ
ッドの半分未満がはんだボールの上に載る場合、すなわ
ち基板パッドの縁部がはんだボールの中心に来る場合、
本発明の方法によって信頼性のある接合が形成される。
この方法のこの時点では、良好なはんだ接合を行うのに
必要なほぼ完全な位置合せは不要である。自己位置合せ
板27はステンレス鋼製が好ましいが、耐久性があり機
械加工しやすく、工程中に汚染物質を放出しない材料な
ら何でもよい。当業者なら、基板をはんだボールに大ま
かに位置合せさせるための他の手段に気付くであろう。
置合せボート25の頂部に自己位置合せ板27が置いて
ある。自己位置合せ板27は、加工中の特定の基板に対
応する孔のあいた板である。自己位置合せ板27は、基
板17を位置合せボート25上のはんだボール・マトリ
ックスに対して大まかに位置合せさせる。はんだペース
トが基板上の対応するパッドの少なくとも一部分と接触
する場合、「粗位置合せ」の要件が満たされる。基板パ
ッドの半分未満がはんだボールの上に載る場合、すなわ
ち基板パッドの縁部がはんだボールの中心に来る場合、
本発明の方法によって信頼性のある接合が形成される。
この方法のこの時点では、良好なはんだ接合を行うのに
必要なほぼ完全な位置合せは不要である。自己位置合せ
板27はステンレス鋼製が好ましいが、耐久性があり機
械加工しやすく、工程中に汚染物質を放出しない材料な
ら何でもよい。当業者なら、基板をはんだボールに大ま
かに位置合せさせるための他の手段に気付くであろう。
【0024】図3Dで、自己位置合せ板27を使って基
板17をはんだペースト・パッド15上に置く。本発明
によれば、基板17はどんな寸法でもよい。例えば、一
般に入手可能な、集積回路を載せるためのセラミック基
板は25×25mmである。基板17をはんだペースト
15中に十分な力で押し込んで、良く接触させる。19
×19アレイで361個のはんだボールを有する25×
25mmの正方形のセラミック基板では、約9.1〜1
1.3kgで十分であろう。十分な力がかかると、基板
はすべてのはんだペースト・パッドと接触し、その結
果、すべての基板パッドが少なくともはんだペーストで
濡らされる。セラミック基板はしばしばそるので、圧力
を解除した後は基板とはんだペーストが接触しなくなる
こともあるけれども、優れたはんだ接合が得られる。基
板の寸法が異なり、はんだボールの数が違ってくると、
必要な力も変わってくる。
板17をはんだペースト・パッド15上に置く。本発明
によれば、基板17はどんな寸法でもよい。例えば、一
般に入手可能な、集積回路を載せるためのセラミック基
板は25×25mmである。基板17をはんだペースト
15中に十分な力で押し込んで、良く接触させる。19
×19アレイで361個のはんだボールを有する25×
25mmの正方形のセラミック基板では、約9.1〜1
1.3kgで十分であろう。十分な力がかかると、基板
はすべてのはんだペースト・パッドと接触し、その結
果、すべての基板パッドが少なくともはんだペーストで
濡らされる。セラミック基板はしばしばそるので、圧力
を解除した後は基板とはんだペーストが接触しなくなる
こともあるけれども、優れたはんだ接合が得られる。基
板の寸法が異なり、はんだボールの数が違ってくると、
必要な力も変わってくる。
【0025】自己位置合せ板27を取り除き、基板1
7、はんだボール11、はんだペースト15、及び位置
合せボート25をベルト駆動の炉を通過させる。炉の温
度と滞在時間は、低融点のはんだペースト15は融ける
が、高融点のはんだボール11は融けないように選ぶ。
37/63重量%のPb/Snはんだペースト材料を使
用する場合、ある好ましいはんだリフロー工程は、炉内
で約13分間を要し、183℃以上での滞在時間が1〜
4分、ピーク温度が220℃以下となろう。はんだペー
スト15が溶融するとき、はんだペースト15、はんだ
ボール11及び基板17上のパッドの間の表面張力によ
って、自己位置合せ板27を用いた基板の大まかな位置
合せで生じた位置ずれの少なくとも一部分が直る傾向が
ある。従って、本発明の方法には高価なスプリット・イ
メージ光学式位置合せツールは不要である。基板17は
このとき回路板または他の電子構造へのはんだ接合操作
をすぐ行える状態にある。リフロー後に生じた位置ずれ
は、通常、基板を回路板に接合する際の2回目のリフロ
ー中に補償される。
7、はんだボール11、はんだペースト15、及び位置
合せボート25をベルト駆動の炉を通過させる。炉の温
度と滞在時間は、低融点のはんだペースト15は融ける
が、高融点のはんだボール11は融けないように選ぶ。
37/63重量%のPb/Snはんだペースト材料を使
用する場合、ある好ましいはんだリフロー工程は、炉内
で約13分間を要し、183℃以上での滞在時間が1〜
4分、ピーク温度が220℃以下となろう。はんだペー
スト15が溶融するとき、はんだペースト15、はんだ
ボール11及び基板17上のパッドの間の表面張力によ
って、自己位置合せ板27を用いた基板の大まかな位置
合せで生じた位置ずれの少なくとも一部分が直る傾向が
ある。従って、本発明の方法には高価なスプリット・イ
メージ光学式位置合せツールは不要である。基板17は
このとき回路板または他の電子構造へのはんだ接合操作
をすぐ行える状態にある。リフロー後に生じた位置ずれ
は、通常、基板を回路板に接合する際の2回目のリフロ
ー中に補償される。
【0026】本発明の方法は、従来技術に基づいてはん
だペーストとはんだボールの接合を製造しようとの従来
の試みに比べて、いくつかの利点を有する。はんだペー
ストを基板のパッド上にスクリーン印刷し、次に基板を
はんだボールと位置合せさせる場合、2台の視察システ
ムが必要である。1台ははんだペースト・スクリーンを
基板と位置合せするのに必要であり、もう1台は基板を
位置合せボート上に保持されたはんだボールに位置合せ
するのに必要である。これは、基板がグラファイト製位
置合せボートとは違って精密加工されたものではなく、
基板ごとに寸法が変わるためである。第2の視察システ
ムは、より高価なスプリット・イメージ光学式位置合せ
システムである。本発明では、位置合せシステムは不要
である。はんだボールが精密加工されたグラファイト中
で高精度で保持されるので、位置合せボートまたはボー
トを保持する位置合せ手段に対してマスクを物理的に位
置合せできるので、はんだペースト塗布用の位置合せシ
ステムは不要である。さらに、融けたはんだペーストの
表面張力が基板とはんだボールの間の位置ずれを直す働
きをし、かつ回路板レベルで2回目のリフローが行われ
るので、大まかな基板の位置合せを行うだけでよい。従
って、このステップに視察システムは不要である。
だペーストとはんだボールの接合を製造しようとの従来
の試みに比べて、いくつかの利点を有する。はんだペー
ストを基板のパッド上にスクリーン印刷し、次に基板を
はんだボールと位置合せさせる場合、2台の視察システ
ムが必要である。1台ははんだペースト・スクリーンを
基板と位置合せするのに必要であり、もう1台は基板を
位置合せボート上に保持されたはんだボールに位置合せ
するのに必要である。これは、基板がグラファイト製位
置合せボートとは違って精密加工されたものではなく、
基板ごとに寸法が変わるためである。第2の視察システ
ムは、より高価なスプリット・イメージ光学式位置合せ
システムである。本発明では、位置合せシステムは不要
である。はんだボールが精密加工されたグラファイト中
で高精度で保持されるので、位置合せボートまたはボー
トを保持する位置合せ手段に対してマスクを物理的に位
置合せできるので、はんだペースト塗布用の位置合せシ
ステムは不要である。さらに、融けたはんだペーストの
表面張力が基板とはんだボールの間の位置ずれを直す働
きをし、かつ回路板レベルで2回目のリフローが行われ
るので、大まかな基板の位置合せを行うだけでよい。従
って、このステップに視察システムは不要である。
【0027】本発明の方法は、工程時間の点で秀れてい
る。平坦な位置合せボート上にはんだボールを装填し、
真空ははんだボールを定位置に保持するためだけに使う
のとは違って、真空下で凹窩のあるボート中にはんだボ
ールを装填するのはずっと容易である。本方法の位置合
せボートでは、はんだボールがずっと確実に保持され、
容易には動かない。この位置合せボートは扱いやすく、
保持力があるため、はんだボールがその場に配置され、
そこに留まっていることを確認するのに要する時間が少
なくてすみ、操作員の工程時間が短縮する。ペースト・
スクリーンが位置合せボートに位置合せされていると決
定するために別の光学式位置合せ工程を要しないので、
はんだボール上にはんだペーストのパッドを形成する工
程が速くなる。理論的には、位置合せボートとはんだペ
ースト・スクリーンを初期工程検査中に一度位置合せし
ておけば、無数の基板が加工できるはずである。同様
に、ペースト状はんだボールへの基板の大まかな位置合
せによっても、工程の速度が上がる。本発明の方法は、
はんだペーストを基板に塗布する旧来の方法に比べて8
倍速いと推定される。
る。平坦な位置合せボート上にはんだボールを装填し、
真空ははんだボールを定位置に保持するためだけに使う
のとは違って、真空下で凹窩のあるボート中にはんだボ
ールを装填するのはずっと容易である。本方法の位置合
せボートでは、はんだボールがずっと確実に保持され、
容易には動かない。この位置合せボートは扱いやすく、
保持力があるため、はんだボールがその場に配置され、
そこに留まっていることを確認するのに要する時間が少
なくてすみ、操作員の工程時間が短縮する。ペースト・
スクリーンが位置合せボートに位置合せされていると決
定するために別の光学式位置合せ工程を要しないので、
はんだボール上にはんだペーストのパッドを形成する工
程が速くなる。理論的には、位置合せボートとはんだペ
ースト・スクリーンを初期工程検査中に一度位置合せし
ておけば、無数の基板が加工できるはずである。同様
に、ペースト状はんだボールへの基板の大まかな位置合
せによっても、工程の速度が上がる。本発明の方法は、
はんだペーストを基板に塗布する旧来の方法に比べて8
倍速いと推定される。
【0028】本発明を使用すると、工程欠陥の数が減
る。位置合せボートの精密加工により、ボール間の中心
度が高精度で維持できる。リフロー温度ははんだボール
がリフローしないように選ばれるので、はんだボールを
しっかりと保持させることが不可欠である。平面状の位
置合せボートを用いる旧来の方法では、日常的に基板パ
ッド間に10〜50%の橋絡が生じる。本発明の方法を
用いると、最小の力で基板をはんだペーストに押しつ
け、かつ最小量のはんだペーストを使用する限り、はん
だボールの橋絡や喪失はほとんど起こらない。本発明に
よって形成されたはんだ接合は、平面度と中心度のどち
らの点でも、改良された外観を呈する。はんだ接合は
6.5ミルの範囲内で平面であり、はんだボールは3ミ
ルの範囲内で相互に位置合せされる。
る。位置合せボートの精密加工により、ボール間の中心
度が高精度で維持できる。リフロー温度ははんだボール
がリフローしないように選ばれるので、はんだボールを
しっかりと保持させることが不可欠である。平面状の位
置合せボートを用いる旧来の方法では、日常的に基板パ
ッド間に10〜50%の橋絡が生じる。本発明の方法を
用いると、最小の力で基板をはんだペーストに押しつ
け、かつ最小量のはんだペーストを使用する限り、はん
だボールの橋絡や喪失はほとんど起こらない。本発明に
よって形成されたはんだ接合は、平面度と中心度のどち
らの点でも、改良された外観を呈する。はんだ接合は
6.5ミルの範囲内で平面であり、はんだボールは3ミ
ルの範囲内で相互に位置合せされる。
【0029】光学式位置合せツールが不要になったため
に工程時間が改善され工具コストが低下したので、本発
明の方法は、初期に提案された方法よりも遥かに低コス
トである。また、製造される基板中の欠陥が少ないの
で、生産コストがさらに下がる。工程が操作員に教えや
すく、はんだ接合の製造時に必要な工程検査が少なくて
よいので、人件費も節約される。
に工程時間が改善され工具コストが低下したので、本発
明の方法は、初期に提案された方法よりも遥かに低コス
トである。また、製造される基板中の欠陥が少ないの
で、生産コストがさらに下がる。工程が操作員に教えや
すく、はんだ接合の製造時に必要な工程検査が少なくて
よいので、人件費も節約される。
【0030】図4は、本発明による工程を実施するため
の半自動ツール39を示す。ツール39は、グラファイ
ト製位置合せボートを載せる、ボート・ロケータ・ステ
ーション40を有する。位置合せボート25には、所与
のリフロー操作中に4個の基板を置くのに十分な数のは
んだボール用空洞23を設けることが好ましい。ツール
39は3つの板50、60、70を備えている。第1段
はボール・スクリーン印刷段50で、位置合せボート2
5内の位置合せ用空洞中にはんだボールをスクリーン印
刷するのに使用される。第2段は、ペースト・スクリー
ン印刷段60で、位置合せボート内のはんだボール上に
ペーストをスクリーン印刷するのに使用される。最後に
第3段は位置合せロケータ板段70で、4個の基板17
を位置合せボート25上に大まかに位置合せする。加圧
操作もこの段で行われる。段50、60、70はそれぞ
れ順番に回転してボート・ロケータ・ステーション40
の所に来て、油圧シリンダで下げられて、各工程ステッ
プごとに位置合せボート25と接触する。
の半自動ツール39を示す。ツール39は、グラファイ
ト製位置合せボートを載せる、ボート・ロケータ・ステ
ーション40を有する。位置合せボート25には、所与
のリフロー操作中に4個の基板を置くのに十分な数のは
んだボール用空洞23を設けることが好ましい。ツール
39は3つの板50、60、70を備えている。第1段
はボール・スクリーン印刷段50で、位置合せボート2
5内の位置合せ用空洞中にはんだボールをスクリーン印
刷するのに使用される。第2段は、ペースト・スクリー
ン印刷段60で、位置合せボート内のはんだボール上に
ペーストをスクリーン印刷するのに使用される。最後に
第3段は位置合せロケータ板段70で、4個の基板17
を位置合せボート25上に大まかに位置合せする。加圧
操作もこの段で行われる。段50、60、70はそれぞ
れ順番に回転してボート・ロケータ・ステーション40
の所に来て、油圧シリンダで下げられて、各工程ステッ
プごとに位置合せボート25と接触する。
【0031】図5Aは、ボート・ロケータ・ステーショ
ン40の上面にあるボート・ロケータ板41の断面図で
ある。ステーション40の他の部分は、見やすくするた
めに省略してある。ボート・ロケータ板41はステンレ
ス鋼製が好ましく、位置合せボート25をX、Y、θの
各方向で位置決めするために精密加工してある。前述の
通り、位置合せボート25は、特定の寸法及び形状の基
板を4枚受けられるように加工してある。すべての位置
合せボート25の寸法と形状を均一にし、位置合せ用空
洞のパターンをそれぞれの基板に合わせて特別設計する
ことが好ましい。位置合せボート25とはんだボールを
固定するための真空がボート・ロケータ・ステーション
40に組み込まれている。
ン40の上面にあるボート・ロケータ板41の断面図で
ある。ステーション40の他の部分は、見やすくするた
めに省略してある。ボート・ロケータ板41はステンレ
ス鋼製が好ましく、位置合せボート25をX、Y、θの
各方向で位置決めするために精密加工してある。前述の
通り、位置合せボート25は、特定の寸法及び形状の基
板を4枚受けられるように加工してある。すべての位置
合せボート25の寸法と形状を均一にし、位置合せ用空
洞のパターンをそれぞれの基板に合わせて特別設計する
ことが好ましい。位置合せボート25とはんだボールを
固定するための真空がボート・ロケータ・ステーション
40に組み込まれている。
【0032】図5Bは、ボール・スクリーン印刷段50
を位置合せボート25と接触させた時のツール39の断
面図である。はんだボールの集合体をボール溜め/スキ
ージ51のボール溜めに入れる。ボール溜め/スキージ
51がボール・スクリーン板53の表面を横切るとき、
はんだボールが落下してボール・スクリーン板53の各
穴に入る。保持板55がはんだボールをその場に保持す
る。ボール・スクリーン板53の穴のパターンは、位置
合せボート25の位置合せ用空洞のパターンと合致して
いる。ボール・スクリーン板53の厚さは、はんだボー
ルの直径に近く、従って各穴にははんだボールが1個し
か入らない。ボール溜め/スキージ51とボール・スク
リーン板53が密接に連動して、スキージ51が進んで
いくとき、はんだボールがボール・スクリーン板53上
に残るのを防止する。保持板55を取り除いて、はんだ
ボールを位置合せボート25内に付着させる。ボート2
5とはんだボールをその場に保持するため、真空を維持
する。このツールのすべての部品は、ステンレス鋼から
加工することが好ましい。
を位置合せボート25と接触させた時のツール39の断
面図である。はんだボールの集合体をボール溜め/スキ
ージ51のボール溜めに入れる。ボール溜め/スキージ
51がボール・スクリーン板53の表面を横切るとき、
はんだボールが落下してボール・スクリーン板53の各
穴に入る。保持板55がはんだボールをその場に保持す
る。ボール・スクリーン板53の穴のパターンは、位置
合せボート25の位置合せ用空洞のパターンと合致して
いる。ボール・スクリーン板53の厚さは、はんだボー
ルの直径に近く、従って各穴にははんだボールが1個し
か入らない。ボール溜め/スキージ51とボール・スク
リーン板53が密接に連動して、スキージ51が進んで
いくとき、はんだボールがボール・スクリーン板53上
に残るのを防止する。保持板55を取り除いて、はんだ
ボールを位置合せボート25内に付着させる。ボート2
5とはんだボールをその場に保持するため、真空を維持
する。このツールのすべての部品は、ステンレス鋼から
加工することが好ましい。
【0033】次に、ペースト・スクリーン印刷段60を
定位置まで移動させる。図5Cに示す通り、ペースト・
スクリーン61が位置合せボート25と接触している。
ペースト・スクリーン61は、4枚の基板のパッド位置
に対応する穴がある点以外は、前述のものと同様であ
る。ペースト・スキージ63は、プラスチックまたはゴ
ム製の平坦なブレードでよい。ペースト・スクリーン6
1と接触する縁部を尖らせて、各方向ではんだスクリー
ン61に対して45度の角度になるようにすることが好
ましい。スキージ63は、スクリーン61の表面を横切
るとき、はんだボールの頂面上のスクリーン61を介し
てはんだペーストに力を加える。ペーストが付着した
後、ペースト・スクリーン印刷段60を位置合せボート
から離す。真空ではんだボールと位置合せボート25を
その場に保持する。
定位置まで移動させる。図5Cに示す通り、ペースト・
スクリーン61が位置合せボート25と接触している。
ペースト・スクリーン61は、4枚の基板のパッド位置
に対応する穴がある点以外は、前述のものと同様であ
る。ペースト・スキージ63は、プラスチックまたはゴ
ム製の平坦なブレードでよい。ペースト・スクリーン6
1と接触する縁部を尖らせて、各方向ではんだスクリー
ン61に対して45度の角度になるようにすることが好
ましい。スキージ63は、スクリーン61の表面を横切
るとき、はんだボールの頂面上のスクリーン61を介し
てはんだペーストに力を加える。ペーストが付着した
後、ペースト・スクリーン印刷段60を位置合せボート
から離す。真空ではんだボールと位置合せボート25を
その場に保持する。
【0034】図5Dは、位置合せボート25と接触させ
たときの位置合せロケータ板段70の断面図である。基
板位置合せ板71は、4枚の基板17を位置合せボート
25内のはんだペーストとはんだボールのアレイに大ま
かに位置合せするための孔を有する。基板を定位置に置
いた後、モジュール・プレス73を4枚の基板と接触さ
せ、基板17のパッドがはんだペーストでしっかり密封
されるように最小圧力をかける。図の方形のプレス73
は、印加圧力測定用の歪みゲージを備えたシリンダとす
ることが好ましい。圧力を加えた後、プレス73と位置
合せロケータ板段70を基板17及び位置合せボート2
5から離す。次にボートと基板のアセンブリを炉に入れ
て、はんだ接合を形成させる。
たときの位置合せロケータ板段70の断面図である。基
板位置合せ板71は、4枚の基板17を位置合せボート
25内のはんだペーストとはんだボールのアレイに大ま
かに位置合せするための孔を有する。基板を定位置に置
いた後、モジュール・プレス73を4枚の基板と接触さ
せ、基板17のパッドがはんだペーストでしっかり密封
されるように最小圧力をかける。図の方形のプレス73
は、印加圧力測定用の歪みゲージを備えたシリンダとす
ることが好ましい。圧力を加えた後、プレス73と位置
合せロケータ板段70を基板17及び位置合せボート2
5から離す。次にボートと基板のアセンブリを炉に入れ
て、はんだ接合を形成させる。
【0035】本発明をその好ましい実施例に関して記述
してきたが、当業者なら理解される通り、本発明の趣旨
及び範囲から逸脱することなしに変更を加えることがで
きる。
してきたが、当業者なら理解される通り、本発明の趣旨
及び範囲から逸脱することなしに変更を加えることがで
きる。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、融けたはんだペースト
が基板上の各導電性パッドの全体を濡らすときに表面張
力が働くので、基板がリフロー中にはんだボールのアレ
イに対して少なくとも部分的に自己再位置合せできるた
め、コストのかかる位置合せが不要となる。
が基板上の各導電性パッドの全体を濡らすときに表面張
力が働くので、基板がリフロー中にはんだボールのアレ
イに対して少なくとも部分的に自己再位置合せできるた
め、コストのかかる位置合せが不要となる。
【図1】低融点はんだペーストと高融点はんだボールか
ら基板上に作成したはんだ接合を示す図である。
ら基板上に作成したはんだ接合を示す図である。
【図2】低融点はんだペーストを使って高融点はんだボ
ールを基板に接合するための予備工程の各段階を示す図
である。
ールを基板に接合するための予備工程の各段階を示す図
である。
【図3】低融点はんだペーストを使って高融点はんだボ
ールを基板に接合するための本発明の工程の各段階を示
す図である。
ールを基板に接合するための本発明の工程の各段階を示
す図である。
【図4】本発明に従って基板を接合するための準自動ツ
ールを示す図である。
ールを示す図である。
【図5】図4の準自動ツールの3つの部分を詳しく示し
た図である。
た図である。
11 はんだボール 13 位置合せ板 15 はんだペースト 17 基板 19 位置合せツール 23 位置合せ用空洞 25 位置合せボート 27 自己位置合せ板 40 ボート・ロケータ・ステーション 50 ボール・スクリーン印刷段 51 ボール溜め兼スキージ 53 ボール・スクリーン板 55 保持板 60 ペースト・スクリーン印刷段 61 ペースト・スクリーン 63 スキージ 70 位置合せロケータ板段 73 モジュール・プレス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョージ・シー・コリーア アメリカ合衆国22186、ヴァージニア州ウ オレントン・ハントン・ストリート5番地 (72)発明者 シーラ・クノッケ・リーズ アメリカ合衆国22075、ヴァージニア州リ ースバーグ、ホールヤード・コート803番 地 (72)発明者 リチャード・ダブリュー・カミングス アメリカ合衆国22026、ヴァージニア州ダ ムフリーズ、ジョナサン・コート2437番地
Claims (9)
- 【請求項1】複数のはんだペーストとはんだボールの組
合せから基板の片面上の複数の導電性パッドへの複数の
はんだ接合を作成する方法であって、上記基板上の上記
導電性パッドのパターンに対応するパターンで配列され
た、位置合せ手段内の1組の位置合せ用空洞内に、複数
のはんだボールをしっかりと保持するステップと、上記
の各はんだボール上にある量のはんだペーストを塗布し
て、複数のはんだペースト・パッドを形成するステップ
と、上記の各はんだペースト・パッドの少なくとも一部
分が、上記基板上の対応する導電性パッドを濡らすよう
に、基板を上記はんだペースト・パッドに対して大まか
に位置合せして置くステップと、上記基板を最小の力で
上記はんだペースト内に押し込むステップと、上記はん
だペーストをリフローさせて、上記はんだペーストによ
って発生する表面張力の助けを借りて、上記基板を上記
はんだボールと位置合せさせるステップとを含む方法。 - 【請求項2】上記の各位置合せ用空洞が、上記はんだボ
ールよりも僅かに大きな直径をもち、上記位置合せ用空
洞の所の直径が上記はんだボールよりも小さな真空コン
ジットに接続され、上記真空コンジットに真空をかけて
上記はんだボールを保持することを特徴とする、請求項
1に記載の方法。 - 【請求項3】上記位置合せ用空洞内の上記はんだボール
の位置に対応する複数の穴を有するはんだペースト・ス
クリーンを使って、上記はんだペースト・パッドを塗布
することを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】上記位置合せ手段が、精密加工されたグラ
ファイト製ボートで、その片面に、上記基板上の上記導
電性パッドのパターンに対応するパターンの複数の位置
合せ用空洞を形成し、上記位置合せ用空洞が、上記はん
だボールの直径より僅かだけ大きな直径と、上記はんだ
ボールの直径よりも僅かだけ小さな深さを有することを
特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】上記位置合せ手段上の上記位置合せ用空洞
を、複数の基板に対応するパターンで配列し、複数の基
板を上記はんだペースト・パッドに対して大まかに位置
合せして置き、上記の各基板を上記はんだペースト内に
押し込むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】複数のはんだペーストとはんだボールの組
合せから基板の片面上の複数の導電性パッドへの複数の
はんだ接合を作成する方法であって、上記基板上の上記
導電性パッドのパターンに対応するパターンで配列され
た、位置合せ手段内の1組の位置合せ用空洞内に、複数
のはんだボールをしっかりと保持するステップと、上記
の各はんだボール上にある量のはんだペーストを塗布し
て、複数のはんだペースト・パッドを形成するステップ
と、上記の各はんだペースト・パッドの少なくとも一部
分が、上記基板上の対応する導電性パッドを濡らすよう
に、基板を上記はんだペースト・パッドに対して大まか
に位置合せして置くステップと、上記基板を最小の力で
上記はんだペースト内に押し込むステップと、上記はん
だペーストをリフローさせて、上記はんだペーストによ
って発生する表面張力の助けを借りて、上記基板を上記
はんだボールと位置合せさせるステップとを含む方法。 - 【請求項7】上記位置合せ用空洞内の上記はんだボール
の位置に対応する複数の穴を有するはんだペースト・ス
クリーンを使って、上記はんだペースト・パッドを塗布
することを特徴とする、請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】上記位置合せ手段が、精密加工されたフラ
ファイト製ボートで、その片面に、上記基板上の上記導
電性パッドのパターンに対応するパターンの複数の位置
合せ用空洞を形成し、上記位置合せ用空洞が、上記はん
だボールの直径より僅かだけ大きな直径と、上記はんだ
ボールの直径よりも僅かだけ小さな深さを有することを
特徴とする、請求項6に記載の方法。 - 【請求項9】上記位置合せ手段上の上記位置合せ用空洞
を、複数の基板に対応するパターンで配列し、複数の基
板を上記はんだペースト・パッドに対して大まかに位置
合せして置き、上記の各基板を上記はんだペースト内に
押し込むことを特徴とする、請求項6に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US690731 | 1985-01-11 | ||
US07/690,731 US5118027A (en) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | Method of aligning and mounting solder balls to a substrate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04328840A JPH04328840A (ja) | 1992-11-17 |
JPH077781B2 true JPH077781B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=24773713
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4028751A Expired - Lifetime JPH077781B2 (ja) | 1991-04-24 | 1992-02-17 | はんだ接合を作成する方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5118027A (ja) |
JP (1) | JPH077781B2 (ja) |
Families Citing this family (96)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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GB2269335A (en) * | 1992-08-04 | 1994-02-09 | Ibm | Solder particle deposition |
US5436028A (en) * | 1992-07-27 | 1995-07-25 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for selectively applying solder paste to multiple types of printed circuit boards |
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US5254362A (en) * | 1992-10-23 | 1993-10-19 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for deposition of solder paste on a printed wiring board |
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