JPH08316618A - はんだバンプ付きプリント配線板の製造方法 - Google Patents

はんだバンプ付きプリント配線板の製造方法

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JPH08316618A
JPH08316618A JP11666995A JP11666995A JPH08316618A JP H08316618 A JPH08316618 A JP H08316618A JP 11666995 A JP11666995 A JP 11666995A JP 11666995 A JP11666995 A JP 11666995A JP H08316618 A JPH08316618 A JP H08316618A
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JP
Japan
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solder
hole
wiring board
printed wiring
bumps
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Pending
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JP11666995A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Fukuda
徹也 福田
Akira Murai
曜 村井
Yoshihiro Nakamura
吉宏 中村
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Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication of JPH08316618A publication Critical patent/JPH08316618A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H05K3/0094Filling or covering plated through-holes or blind plated vias, e.g. for masking or for mechanical reinforcement
    • 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
    • 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
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/42Plated through-holes or plated via connections

Landscapes

  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント配線板に、はんだの位置ずれやはん
だ抜けのない、高さが揃い、プリント配線板とはんだの
密着性に優れたはんだバンプ付きプリント配線板を提供
する。 【構成】 プリント配線板のスルーホール内にはんだを
充填し、溶融させてピン付き押出し治具によりはんだを
押出し、はんだバンプを形成する。このときはんだの一
部をスルーホール内に留める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板にはん
だバンプを形成させる方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子機器の小型、軽量、高密度化に対す
る要求はますます強くなってきており、これを実現する
ものとして、従来のQFP(Quad Flat Package)に代わ
るBGA(Ball Grid Array)やCSP(Chip Size Packag
e)が注目されてきている。電子機器が小型で高機能にな
るにつれ、プリント配線基板は、限られたスペースで多
くの入出力端子を引き回さなければならなくなり、アレ
イ状の端子を持つ多ピンパッケージが出現している。B
GAやCSPは、LSIのベア・チップをプリント配線
基板の上に載せて封止し、基板の裏側にアレイ状の端子
(球状のはんだ)を形成する。CSPも同様なものであ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】BGAやCSPは、プ
リント配線基板に設けたアレイ状のパッドにはんだボー
ルを載せリフローによりバンプを形成している。フラッ
クスを用いた方法では、BGAパッドにフラックスを印
刷、ディスペンス、転写等により供給後、はんだボール
を載せ、リフローによりバンプを形成する。この方法で
は、使用するフラックスをボールが仮固定できるように
粘着タイプを用い、フラックスの供給量をコントロール
しなければならない。量が多すぎると、ボールが移動し
バンプが形成できなかったり、バンプの高さが変化する
問題があった。また、量が少なすぎるとパッドに対する
バンプのずれやはんだ表面が凹状を呈するとともに接合
強度の低下を生じたりはんだボールが欠落してしまう問
題が有った。一方、ソルダペーストを用いる方法は、前
記フラックスの代わりにソルダペーストを用いるもの
で、印刷により供給後はんだボールを載せ、リフローに
よりバンプを形成する。この方法では、使用するソルダ
ペーストとはんだボールの組成を変えることで、はんだ
ボールを溶かさずにバンプ形成ができるため、バンプの
高さを一定に保つことができる特徴が有る。しかし、こ
の方法は、はんだボールをソルダペースト中に押しつけ
る必要があり、接合強度がソルダペースト量に大きく影
響されたり、はんだボールが欠落する問題があった。こ
の他に、バンプ部に合わせた開口部を持つ治具を載せ、
還元雰囲気中でリフローする方法があるが、はんだ表面
が凹状となったりパッドに対しバンプがずれて治具が取
り外せないことがあった。この他に、針の先端から溶融
したはんだを所定量押出し直接はんだバンプを形成させ
る方法があるが、時間を多量に要する欠点がある。これ
らの方法は、何れも銅箔の平滑な表面状に接合されるた
め、はんだボールとプリント配線板の密着性が低く信頼
性に劣るものであった。本願は、はんだボールの欠落や
位置ずれがなく、はんだ表面が凹状とならなく、比較的
短時間にはんだバンプを形成し、はんだとプリント配線
板との密着性の良い信頼性に優れるはんだバンプ付きプ
リント配線板の製造方法を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本願発明は、上記問題点
を解決するため、スルーホールを設けたプリント配線板
のスルーホール内にはんだを充填させ、はんだを溶融さ
せてスルーホール径より小さな径を持つ押出しピンを有
する治具によりはんだの一部をスルーホール内に留まら
せ押出し、はんだバンプを形成することによりはんだバ
ンプ付きプリント配線板を製造するものである。そし
て、はんだを溶融させてスルーホール径より小さな径を
持つ押出しピンを有する治具によりはんだを押出すと
き、はんだをスルーホール内に少なくとも0.1mm留
まらせてはんだバンプ付きプリント配線板を製造する。
【0005】スルーホールを設けたプリント配線板は、
先ず両面銅張配線基板を用い、ドリル等によりスルーホ
ールを形成し、一方の銅箔面にLSIチップをワイヤボ
ンドするための端子部分と引き回し配線を設け、他方の
銅箔面には、はんだバンプを設ける位置にパッドを形成
する。そして、スルーホールめっきをして端子部分ない
し引き回し配線からスルーホールを通り基板反対面のパ
ッドと接続させる。さらに、必要により端子部分等に金
めっきする。つぎにスクリーン印刷によりスルーホール
内にクリームはんだを充填し、加熱等によりはんだを溶
融させる。スルーホールの位置に対応し、スルーホール
径より小さな径を持つ押出しピンを有する治具により、
スルーホール内の溶融したはんだをパッド形成側に押し
出す。押出しピンをスルーホールの一端より0.1mm
のところで止まるようにしてから冷却し、はんだが融点
以下の固体になったところで押し出しピンを抜く。そし
て表面にレジストを塗布しその際にスルーホール内を埋
める。つぎに、はんだバンプ側に対応して凹状となった
治具にはんだバンプ付きプリント配線板を載せ、LSI
チップを接着しワイヤボンドして、液状封止剤で封止す
る。
【0006】押出しピンを有する治具としては、ピンの
外径がスルーホール径より小さくなくてはならない。ま
たはんだとの接着性に乏しい表面でなければならず、金
属製の円筒ピンに耐熱性のある樹脂、例えばフッ素系の
樹脂をコートする。ピンは金属性の板または耐熱性の板
(例えばポリイミド)を用い、これにスルーホールの位
置に対応する場所にピンの外形に相当する穴をあけピン
を挿入して固定する。ピンの長さは、プリント配線板の
板厚を考慮して決められる。スペーサを用いるときは板
厚より長くする。そして、スルーホールの端から、0.
1mm以上のところに止まるようにすると好ましい。溶
融したはんだを押出す先端のピン形状は、平板である
が、これを山形すなわち、円錐形上、角錐形状のよう
な、ピン先端断面の中央が周辺に比べ盛り上がる形状の
ピンにすると、はんだバンプが半中空となり、熱疲労破
壊に対する耐性が向上し信頼性がます。ピンを保持する
金属板にヒータを設け、ピンを通じてスルーホール内の
はんだを溶融することもできる。金属板に樹脂板を積層
し樹脂板を熱遮蔽材としてピンのみから熱を伝えること
もできる。
【0007】
【作用】プリント配線板のスルーホール内にはんだを充
填し、溶融させピンを有する治具により押出し、スルー
ホールの位置に対応する部分にはんだバンプを形成する
本発明は、ピンで押し出された溶融はんだがその高い表
面張力により球状にバンプを形成する。またピンの先端
を円錐状にするとはんだバンプが中空となりその後その
部分が低弾性のレジストで埋められ、熱疲労に対する応
力が緩和され熱疲労破壊の耐性が増加する。本方法で
は、スルーホール位置に対応してはんだバンプが形成さ
れるため、その位置がずれることがなく、バンプ高さも
ピンの微調製により揃えることができる。さらにはんだ
の一部をスルーホール内に留まらせることではんだとプ
リント配線板のめっき表面との密着性を高めることがで
きる。
【0008】
【実施例】
(実施例)板厚0.5mmのガラス布基材両面銅張積層
板を用いて、ドリルによりスルーホール径0.5mmの
スルーホールを設け、片面(A面)に端子部分とスルー
ホールに導く引き回し配線及び他面(B面)にスルーホ
ールパッドを形成し、スルーホールめっきを行なった。
B面パッド周辺にはんだレジストを形成し、A面端子部
分はさらに金めっきを行なった(図1(a))。つぎ
に、スルーホール内にスクリーン印刷によりクリームは
んだを挿入し充填させ、プリント配線板を200℃に加
熱してクリームはんだを溶融させた(図1(b))。こ
の状態でピン径0.4mmを有する押出し治具により、
スルーホール内のはんだを0.1m/分で押し出し、B
面から0.1mmのところで止めた。その後冷却して治
具を外した(図1(c、d))。はんだは、表面張力に
より球状となりバンプを形成し、冷却することによりそ
の形状を保持した。A面にレジストをスクリーン印刷に
より塗布しスルーホール内を埋める(図1(e))。こ
のようにしてはんだバンプを形成した。その後、治具を
用いてLSIチップをA面に接着し端子部分とワイヤボ
ンドし液状封止材で封止した。
【0009】(比較例)板厚0.5mmのガラス布基材
両面銅張積層板を用いて、ドリルによりスルーホール径
0.5mmのスルーホールを形成しスルーホールめっき
した。そして片面(C面)に端子部分とそこからスルー
ホールまでの引き回し配線及び他面(D面)にスルーホ
ールからパッドまで引き回し配線を形成した。そしてA
面にLSIチップを接着しワイヤボンド、封止を行なっ
た。D面のパッド部分にフラックスを塗布し、予めパッ
ドに対応する位置に半円の穴をあけたプラスチック板に
はんだボールを載せた治具に、プリント配線板D面のパ
ッドとはんだボールが接触するようにしてから裏返しさ
せて、パッド面にはんだボールを載せ、プラスチック板
を外した。そして、リフローにより、はんだボールを溶
融させバンプを形成した(図2)。
【0010】比較例では、パッド中心からのバンプずれ
が生じたり、バンプ高さが揃っていなかったり、はんだ
表面に凹状が生じた。またはんだボールの移動によるバ
ンプ未形成が生じた。一方、実施例では、バンプの位置
ずれがなく、高さが揃ったバンプを形成できた。また、
密着性が高いものであった。
【0011】
【発明の効果】本発明の方法により、バンプの位置ずれ
や抜けがなく、高さの揃ったバンプが形成できるととも
に、はんだとプリント基板の密着性の高いものが得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるはんだバンプ付きプリント配線
板を製造する工程を示した断面図。
【図2】 従来の製造法で作製したバンプ付きプリント
配線板の断面図。
【符号の説明】
1.プリント配線板の片面(A面) 2.プリント配線板の他面(B面) 3.スルーホール 4.はんだレジスト 5.はんだ 6.押出し治具 7.押出しピン 8.はんだバンプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スルーホールを設けたプリント配線板のス
    ルーホール内にはんだを充填させ、はんだを溶融させて
    スルーホール径より小さな径を持つ押出しピンを有する
    治具によりはんだの一部をスルーホール内に留まらせ押
    出し、はんだバンプを形成することを特徴とするはんだ
    バンプ付きプリント配線板の製造方法。
  2. 【請求項2】はんだを溶融させてスルーホール径より小
    さな径を持つ押出しピンを有する治具によりはんだを押
    出すとき、はんだをスルーホール内に少なくとも0.1
    mm留まらせることを特徴とするはんだバンプ付きプリ
    ント配線板の製造方法。
JP11666995A 1995-05-16 1995-05-16 はんだバンプ付きプリント配線板の製造方法 Pending JPH08316618A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106358387A (zh) * 2016-11-17 2017-01-25 百硕电脑(苏州)有限公司 一种pcb内层板的组合方法

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