JPH08148819A - ボール半田の実装方法 - Google Patents
ボール半田の実装方法Info
- Publication number
- JPH08148819A JPH08148819A JP31263194A JP31263194A JPH08148819A JP H08148819 A JPH08148819 A JP H08148819A JP 31263194 A JP31263194 A JP 31263194A JP 31263194 A JP31263194 A JP 31263194A JP H08148819 A JPH08148819 A JP H08148819A
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- JP
- Japan
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- solder
- ball
- masking plate
- substrate
- mounting method
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/3452—Solder masks
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
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- H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
- H05K3/3468—Applying molten solder
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 信頼性が高く、ボール半田の大きさも一定に
することが可能なボール半田の実装方法を提供する。 【構成】 集積回路用基板１０の裏面に形成された多数
のパッド部１４にボール半田２０を装着するボール半田
の実装方法であって、基板１０のパッド部１４以外の部
分にソルダーレジスト膜１６を形成した状態で裏返し、
上面にパッド部１４が露出する小孔１７が形成され半田
とは非親和性の部材からなるマスキングプレート１２を
載せて、基板１０を傾けると共にマスキングプレート１
２の下部から溶融半田をスキージ１９で徐々に掻き上
げ、小孔１７に溶融半田を充填した後、マスキングプレ
ート１２を除去する。
することが可能なボール半田の実装方法を提供する。 【構成】 集積回路用基板１０の裏面に形成された多数
のパッド部１４にボール半田２０を装着するボール半田
の実装方法であって、基板１０のパッド部１４以外の部
分にソルダーレジスト膜１６を形成した状態で裏返し、
上面にパッド部１４が露出する小孔１７が形成され半田
とは非親和性の部材からなるマスキングプレート１２を
載せて、基板１０を傾けると共にマスキングプレート１
２の下部から溶融半田をスキージ１９で徐々に掻き上
げ、小孔１７に溶融半田を充填した後、マスキングプレ
ート１２を除去する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇ
ｒｉｄ Ａｒｒａｙ）基板等にボール半田を実装する方
法に関する。
ｒｉｄ Ａｒｒａｙ）基板等にボール半田を実装する方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体装置は、回路パ
ターンが形成された実装基板上に半田を用いて接続され
ている。近年、素子の微細化及び装置の小型化に対応し
てソルダーボールコネクト法（ＳＢＣ法）と称されるボ
ール半田を用いて回路基板上に半導体パッケージを接続
する方法が提案されている。この方法によれば、実装基
板上の回路パターンに半導体装置の位置決めを行って載
置した後、加熱すれば多数のボール半田を有するＢＧＡ
基板が回路パターンに同時に接続されるので、実装が容
易であるという利点がある。前記ボール半田を基板に形
成する従来手段の殆どは、振動皿にボール半田を整列さ
せ、それを予めフラックスが塗布された基板パッド上に
設置して基板ごとリフロー炉に搬送し、ボール半田の鑞
付けを行っているが、ボール半田が欠落する場合があ
り、更には自動化しにくく生産性が低いという問題があ
る。そこで、溶融半田容器から、小孔を通じてフラック
スが塗布されたパッド上に溶融半田をインジェクション
して流し込む方法（以下、インジェクションフロー法と
いう）や、スクリーン印刷を利用してペースト状のフラ
ックスと微小半田の混合物からなるクリーム半田をパッ
ド部に塗布する方法（以下、クリーム半田法という）が
ある。
ターンが形成された実装基板上に半田を用いて接続され
ている。近年、素子の微細化及び装置の小型化に対応し
てソルダーボールコネクト法（ＳＢＣ法）と称されるボ
ール半田を用いて回路基板上に半導体パッケージを接続
する方法が提案されている。この方法によれば、実装基
板上の回路パターンに半導体装置の位置決めを行って載
置した後、加熱すれば多数のボール半田を有するＢＧＡ
基板が回路パターンに同時に接続されるので、実装が容
易であるという利点がある。前記ボール半田を基板に形
成する従来手段の殆どは、振動皿にボール半田を整列さ
せ、それを予めフラックスが塗布された基板パッド上に
設置して基板ごとリフロー炉に搬送し、ボール半田の鑞
付けを行っているが、ボール半田が欠落する場合があ
り、更には自動化しにくく生産性が低いという問題があ
る。そこで、溶融半田容器から、小孔を通じてフラック
スが塗布されたパッド上に溶融半田をインジェクション
して流し込む方法（以下、インジェクションフロー法と
いう）や、スクリーン印刷を利用してペースト状のフラ
ックスと微小半田の混合物からなるクリーム半田をパッ
ド部に塗布する方法（以下、クリーム半田法という）が
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記イ
ンジェクションフロー法においては、溶融半田を注入
後、注入を停止し前記溶融半田容器を上げて半田切りを
行う必要があるが、溶融半田の温度差等によって、半田
切りが一定の位置で生じにくく、結果としてボール半田
の直径にバラツキが生じるという問題がある。なお、ボ
ール半田の大きさにバラツキがあると、下部のプリント
基板にＢＧＡ基板を載せた場合、下部のパターンに接触
しないボール半田が生じることになる。また、前記クリ
ーム半田法においては、加熱してフラックスを除去する
ので、形成されるボール半田の高さが低く、結果として
２度塗りをする必要があり、この場合、半田の高さに不
揃いが生じるという問題があった。本発明はかかる事情
に鑑みてなされたもので、信頼性が高く、ボール半田の
大きさも一定にすることが可能なボール半田の実装方法
を提供することを目的とする。
ンジェクションフロー法においては、溶融半田を注入
後、注入を停止し前記溶融半田容器を上げて半田切りを
行う必要があるが、溶融半田の温度差等によって、半田
切りが一定の位置で生じにくく、結果としてボール半田
の直径にバラツキが生じるという問題がある。なお、ボ
ール半田の大きさにバラツキがあると、下部のプリント
基板にＢＧＡ基板を載せた場合、下部のパターンに接触
しないボール半田が生じることになる。また、前記クリ
ーム半田法においては、加熱してフラックスを除去する
ので、形成されるボール半田の高さが低く、結果として
２度塗りをする必要があり、この場合、半田の高さに不
揃いが生じるという問題があった。本発明はかかる事情
に鑑みてなされたもので、信頼性が高く、ボール半田の
大きさも一定にすることが可能なボール半田の実装方法
を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載のボール半田の実装方法は、集積回路用基板の裏面
に形成された多数のパッド部にボール半田を装着するボ
ール半田の実装方法であって、前記基板のパッド部以外
の部分にソルダーレジスト膜を形成した状態で裏返し、
上面に前記パッド部が露出する小孔が形成され、半田と
は非親和性の部材（例えば、ステンレス板）からなるマ
スキングプレートを載せて、該基板を傾けると共に前記
マスキングプレートの下部から溶融半田をスキージ（Ｓ
ｑｕｅｅｇｅｅ）で徐々に掻き上げ、前記小孔に溶融半
田を充填した後、前記マスキングプレートを除去してい
る。そして、請求項２記載のボール半田の実装方法は、
請求項１記載の方法において、前記マスキングプレート
は、前記溶融半田を前記小孔に充填した後、前記基板を
水平に保持した状態で除去している。なお、前記パッド
部は貴金属めっきがなされているのが好ましいが、フラ
ックスが塗布されていてもよい。
記載のボール半田の実装方法は、集積回路用基板の裏面
に形成された多数のパッド部にボール半田を装着するボ
ール半田の実装方法であって、前記基板のパッド部以外
の部分にソルダーレジスト膜を形成した状態で裏返し、
上面に前記パッド部が露出する小孔が形成され、半田と
は非親和性の部材（例えば、ステンレス板）からなるマ
スキングプレートを載せて、該基板を傾けると共に前記
マスキングプレートの下部から溶融半田をスキージ（Ｓ
ｑｕｅｅｇｅｅ）で徐々に掻き上げ、前記小孔に溶融半
田を充填した後、前記マスキングプレートを除去してい
る。そして、請求項２記載のボール半田の実装方法は、
請求項１記載の方法において、前記マスキングプレート
は、前記溶融半田を前記小孔に充填した後、前記基板を
水平に保持した状態で除去している。なお、前記パッド
部は貴金属めっきがなされているのが好ましいが、フラ
ックスが塗布されていてもよい。
【０００５】
【作用】請求項１及び２記載のボール半田の実装方法
は、パッド部以外の部分にソルダーレジスト膜が形成さ
れた基板に、該パッド部に対応する小孔が形成されたマ
スキングプレートを載せ、この状態で基板を傾け、前記
マスキングプレートの下部から溶融半田をスキージで掻
き上げて、前記マスキングプレートの小孔内に下部から
充填させている。前記小孔が一定の容積を有しておれ
ば、一定量の溶融半田が小孔内に充填されることにな
る。この後、前記マスキングプレートを除去すると、パ
ッド部に半田が乗った状態となる。この場合、パッド部
に乗った半田が溶融状態であると、表面張力によってボ
ール状になり、パッド部に乗った半田が凝固した後、マ
スキングプレートを除去するのであれば、再度半田が溶
融する温度まで加熱することによって、ボール状にな
る。また、パッド部に乗った半田が溶融状態でマスキン
グプレートを除去する場合には、請求項２記載のボール
半田の実装方法のように、パッド部に乗った半田が基板
面を流れないように、基板を一旦水平状態に保持した後
マスキングプレートを除去するのが好ましいが、半田が
流れないような角度で基板を保持する場合には、そのま
まマスキングプレートを除去してもよい。
は、パッド部以外の部分にソルダーレジスト膜が形成さ
れた基板に、該パッド部に対応する小孔が形成されたマ
スキングプレートを載せ、この状態で基板を傾け、前記
マスキングプレートの下部から溶融半田をスキージで掻
き上げて、前記マスキングプレートの小孔内に下部から
充填させている。前記小孔が一定の容積を有しておれ
ば、一定量の溶融半田が小孔内に充填されることにな
る。この後、前記マスキングプレートを除去すると、パ
ッド部に半田が乗った状態となる。この場合、パッド部
に乗った半田が溶融状態であると、表面張力によってボ
ール状になり、パッド部に乗った半田が凝固した後、マ
スキングプレートを除去するのであれば、再度半田が溶
融する温度まで加熱することによって、ボール状にな
る。また、パッド部に乗った半田が溶融状態でマスキン
グプレートを除去する場合には、請求項２記載のボール
半田の実装方法のように、パッド部に乗った半田が基板
面を流れないように、基板を一旦水平状態に保持した後
マスキングプレートを除去するのが好ましいが、半田が
流れないような角度で基板を保持する場合には、そのま
まマスキングプレートを除去してもよい。
【０００６】
【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図１は本発明の一実施例に係るボール半田
の実装方法の説明図、図２は同拡大断面図、図３はボー
ル半田の説明図である。
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図１は本発明の一実施例に係るボール半田
の実装方法の説明図、図２は同拡大断面図、図３はボー
ル半田の説明図である。
【０００７】図１に示すように、集積回路素子を搭載す
る基板１０（なお、簡略化するため集積回路素子及びこ
れとの接続部分については図示していない）を載置台１
１にに載せて、その上からマスキングプレート１２を載
せる。前記基板１０の上面には、図２、図３に示すよう
に集積回路素子の各端子に接続されるリードパターン１
３が形成され、該リードパターン１３にはボール半田を
載せるパッド部１４が形成されている。
る基板１０（なお、簡略化するため集積回路素子及びこ
れとの接続部分については図示していない）を載置台１
１にに載せて、その上からマスキングプレート１２を載
せる。前記基板１０の上面には、図２、図３に示すよう
に集積回路素子の各端子に接続されるリードパターン１
３が形成され、該リードパターン１３にはボール半田を
載せるパッド部１４が形成されている。
【０００８】前記リードパターン１３は、絶縁板１５の
表面に形成された銅フィルムをエッチング加工して形成
され、前記パッド部１４はニッケルめっきがなされた
後、貴金属めっきの一例である金めっきがなされて、表
面酸化を防止すると共に半田との親和性を高めている。
そして、前記パッド部１４を除くリードパターン１３全
体にはソルダーレジスト膜１６が形成されている。
表面に形成された銅フィルムをエッチング加工して形成
され、前記パッド部１４はニッケルめっきがなされた
後、貴金属めっきの一例である金めっきがなされて、表
面酸化を防止すると共に半田との親和性を高めている。
そして、前記パッド部１４を除くリードパターン１３全
体にはソルダーレジスト膜１６が形成されている。
【０００９】前記パッド部１４は通常は格子状に多数形
成され、前記マスキングプレート１２は半田とは非親和
性のステンレス板からなって、パッド部１４に対応する
直径（ｄ）の小孔１７が形成されている。前記載置台１
１は傾斜（傾斜角θは通常は５〜１０度の範囲である）
可能となって、傾斜した場合にその斜め下部が溶融半田
１８内に部分的に浸漬するようになっている。
成され、前記マスキングプレート１２は半田とは非親和
性のステンレス板からなって、パッド部１４に対応する
直径（ｄ）の小孔１７が形成されている。前記載置台１
１は傾斜（傾斜角θは通常は５〜１０度の範囲である）
可能となって、傾斜した場合にその斜め下部が溶融半田
１８内に部分的に浸漬するようになっている。
【００１０】従って、図１に示すようにマスキングプレ
ート１２の斜め下方を溶融半田１８の溶液に漬けた状態
で、ステンレスの板材からなるスキージ１９で溶融半田
１８を掻き上げると、マスキングプレート１２の各小孔
１７の全部に順次溶融半田１８が充填されることにな
る。この場合の、溶融半田の量（Ｖ）はマスキングプレ
ート１２の厚みをｔとすると概略以下のようになる。 Ｖ＝πｄ2 ／４・（ｔ−ｄ／２−ｄ／２・tan θ） ・・・・（１）
ート１２の斜め下方を溶融半田１８の溶液に漬けた状態
で、ステンレスの板材からなるスキージ１９で溶融半田
１８を掻き上げると、マスキングプレート１２の各小孔
１７の全部に順次溶融半田１８が充填されることにな
る。この場合の、溶融半田の量（Ｖ）はマスキングプレ
ート１２の厚みをｔとすると概略以下のようになる。 Ｖ＝πｄ2 ／４・（ｔ−ｄ／２−ｄ／２・tan θ） ・・・・（１）
【００１１】以上の状態で、載置台１１を水平に直し、
マスキングプレート１２を除去すると、図３に示すよう
に溶融半田１８の持つ表面張力でボール状になる。この
場合の、ボール半田２０の直径をＤとするとその容積
（Ｖ′）は以下の式の通りとなる。 Ｖ′＝πＤ3 ／６ ・・・・（２） 従って、一定の大きさのボール半田２０を形成する場合
には、マスキングプレート１２の厚み（ｔ）が判れば、
小孔１７の直径（ｄ）が決定されるので、確実に同一大
きさのボール半田２０を形成することができる。ここ
で、小孔１７に充填された溶融半田１８は実際には図２
に破線で示すように、表面張力によって上方に膨らんで
いるが、全部の小孔１７について同一となるので、図２
に実線で示すように水平として計算した。
マスキングプレート１２を除去すると、図３に示すよう
に溶融半田１８の持つ表面張力でボール状になる。この
場合の、ボール半田２０の直径をＤとするとその容積
（Ｖ′）は以下の式の通りとなる。 Ｖ′＝πＤ3 ／６ ・・・・（２） 従って、一定の大きさのボール半田２０を形成する場合
には、マスキングプレート１２の厚み（ｔ）が判れば、
小孔１７の直径（ｄ）が決定されるので、確実に同一大
きさのボール半田２０を形成することができる。ここ
で、小孔１７に充填された溶融半田１８は実際には図２
に破線で示すように、表面張力によって上方に膨らんで
いるが、全部の小孔１７について同一となるので、図２
に実線で示すように水平として計算した。
【００１２】なお、ボール半田２０は底部のパッド部１
４では濡れるので接合するが、その周囲にソルダーレジ
スト膜１６が形成されているので、表面張力によって球
状となる。なお、パッド部１４の直径は、大き過ぎると
ボールが形成されず、小さすぎるとボール半田が接合す
る面積が減少するので、ボール半田２０の直径（Ｄ）の
１／５〜１／２程度としておくのが好ましい。また、小
孔１７の直径（ｄ）は、大き過ぎると隣のボール半田と
接合し易くなり、小さすぎるとマスキングプレート１２
を除去時にマスキングプレート１２に付着する恐れがあ
るので、マスキングプレート１２の厚み（ｔ）の０．５
〜２程度の範囲で選択するのが好ましい。この状態で冷
却すると、基板１０に多数のボール半田２０が実装され
ることになる。
４では濡れるので接合するが、その周囲にソルダーレジ
スト膜１６が形成されているので、表面張力によって球
状となる。なお、パッド部１４の直径は、大き過ぎると
ボールが形成されず、小さすぎるとボール半田が接合す
る面積が減少するので、ボール半田２０の直径（Ｄ）の
１／５〜１／２程度としておくのが好ましい。また、小
孔１７の直径（ｄ）は、大き過ぎると隣のボール半田と
接合し易くなり、小さすぎるとマスキングプレート１２
を除去時にマスキングプレート１２に付着する恐れがあ
るので、マスキングプレート１２の厚み（ｔ）の０．５
〜２程度の範囲で選択するのが好ましい。この状態で冷
却すると、基板１０に多数のボール半田２０が実装され
ることになる。
【００１３】前記実施例は、載置台１１を水平にした
後、マスキングプレート１２を除去したが、載置台１１
の傾斜角度が小さい場合（例えば、５度）にはマスキン
グプレート１２を除去してもパッド部１４に付着した半
田は流れ落ちないので、傾斜状態でマスキングプレート
１２を除去する場合も本発明は適用される。また、マス
キングプレート１２を装着したまま、冷却凝固してマス
キングプレート１２を除去し、この後、加熱炉に入れて
リフローさせて半田をボール状に形成することもでき
る。更には、前記実施例においては、載置台の上に基板
を置き、その上にマスキングプレートを載せているが、
必ずしも載置台は必要ではなく、例えば、マスキングプ
レートに基板を裏面から一時接合させて、溶融半田をマ
スキングプレートの小孔に充填することもできる。
後、マスキングプレート１２を除去したが、載置台１１
の傾斜角度が小さい場合（例えば、５度）にはマスキン
グプレート１２を除去してもパッド部１４に付着した半
田は流れ落ちないので、傾斜状態でマスキングプレート
１２を除去する場合も本発明は適用される。また、マス
キングプレート１２を装着したまま、冷却凝固してマス
キングプレート１２を除去し、この後、加熱炉に入れて
リフローさせて半田をボール状に形成することもでき
る。更には、前記実施例においては、載置台の上に基板
を置き、その上にマスキングプレートを載せているが、
必ずしも載置台は必要ではなく、例えば、マスキングプ
レートに基板を裏面から一時接合させて、溶融半田をマ
スキングプレートの小孔に充填することもできる。
【００１４】
【発明の効果】請求項１、２記載のボール半田の実装方
法によれば、マスキングプレートの小孔で溶融半田の量
を計っているので、多数の一定大きさのボール半田を簡
単に実装することができる。しかも、自動化が可能で生
産性が高く、溶融状態の半田を載せた状態でマスキング
プレートを除去して溶融半田を球状化すれば、リフロー
等をする必要がない。
法によれば、マスキングプレートの小孔で溶融半田の量
を計っているので、多数の一定大きさのボール半田を簡
単に実装することができる。しかも、自動化が可能で生
産性が高く、溶融状態の半田を載せた状態でマスキング
プレートを除去して溶融半田を球状化すれば、リフロー
等をする必要がない。
【図１】本発明の一実施例に係るボール半田の実装方法
の説明図である。
の説明図である。
【図２】同拡大断面図である。
【図３】ボール半田の説明図である。
１０ 基板 １１ 載置台 １２ マスキングプレート １３ リードパターン １４ パッド部 １５ 絶縁板 １６ ソルダーレジスト膜 １７ 小孔 １８ 溶融半田 １９ スキージ ２０ ボール半田
Claims (2)
- 【請求項１】 集積回路用基板の裏面に形成された多数
のパッド部にボール半田を装着するボール半田の実装方
法であって、 前記基板のパッド部以外の部分にソルダーレジスト膜を
形成した状態で裏返し、上面に前記パッド部が露出する
小孔が形成され、半田とは非親和性の部材からなるマス
キングプレートを載せて、該基板を傾けると共に前記マ
スキングプレートの下部から溶融半田をスキージで徐々
に掻き上げ、前記小孔に溶融半田を充填した後、前記マ
スキングプレートを除去することを特徴とするボール半
田の実装方法。 - 【請求項２】 前記マスキングプレートは、前記溶融半
田を前記小孔に充填した後、前記基板を水平に保持した
状態で除去する請求項１記載のボール半田の実装方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31263194A JPH08148819A (ja) | 1994-11-22 | 1994-11-22 | ボール半田の実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31263194A JPH08148819A (ja) | 1994-11-22 | 1994-11-22 | ボール半田の実装方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08148819A true JPH08148819A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=18031532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31263194A Pending JPH08148819A (ja) | 1994-11-22 | 1994-11-22 | ボール半田の実装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08148819A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6527158B1 (en) | 1998-04-30 | 2003-03-04 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for forming solder bumps |
-
1994
- 1994-11-22 JP JP31263194A patent/JPH08148819A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6527158B1 (en) | 1998-04-30 | 2003-03-04 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for forming solder bumps |
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