JPH09214117A - 半田バンプの形成方法 - Google Patents

半田バンプの形成方法

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JPH09214117A
JPH09214117A JP8014061A JP1406196A JPH09214117A JP H09214117 A JPH09214117 A JP H09214117A JP 8014061 A JP8014061 A JP 8014061A JP 1406196 A JP1406196 A JP 1406196A JP H09214117 A JPH09214117 A JP H09214117A
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JP
Japan
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solder
screen
bump
electrode
forming
Prior art date
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Application number
JP8014061A
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English (en)
Inventor
Hidenori Egawa
秀範 江川
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH09214117A publication Critical patent/JPH09214117A/ja
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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
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1216Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by screen printing or stencil printing
    • 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
    • H05K3/3485Applying solder paste, slurry or powder

Abstract

(57)【要約】 【課題】印刷方式による安定な半田バンプの形成方法を
提供する。 【解決手段】半田バンプ電極7を形成すべき基板本体1
と、半田スクリーン3とを、半田ペースト5印刷後も一
体としたままで加熱し、半田ペースト5を溶融すること
により、従来半田スクリーン3が基板本体1と印刷直後
に離れることによって生ずる印刷の不安定性を解消す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半田バンプの形成
方法に関し、特にBGAタイプの外部電極を有するパッ
ケージに用いられる印刷による半田バンプの形成方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半田バンプの形成方法は、まず、
図3(a),(d)に示す外部電極を形成すべき基板本
体1の電極パターン2上に図3(b),(e)に示すよ
うに、主に金属を素材とする半田スクリーンにより半田
ペースト5を印刷する。その際、印刷完了時点で、基板
本体1は半田スクリーンとは離れ完全に独立のものとな
る。しかる後、リフロー炉で赤外線を照射することによ
り、図3(c),(f)に示すように、半田ペースト5
内の半田粒子を溶融及び合体させ、基板本体1の電極パ
ターン2上にバンプ電極7を形成していた。
【0003】又、半田スクリーンについては、半田ペー
スト5とスクリーン開口部との剥離を確実にする為に、
印刷時に半田スクリーンに超音波をかけたり、半田スク
リーンの開口部の断面形状にテーパーを付けたり、開口
部に合わせた凸型のパターンを作り込んだ補助板を用い
て、開口部内の半田ペースト5を機械的に押し出す等の
方法がとられていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この従来の半田バンプ
電極の形成方法では、いずれの場合に於いても半田ペー
ストの印刷直後に基板本体印刷面と半田スクリーンとの
間に相対的な距離の変化を伴う機械的な動きが生じてい
る為、印刷直後の半田ペーストを半田スクリーン又は、
その構造の一部が持ち上げてしまう問題を皆無には出来
なかった。特に、各バンプ電極の高さを維持し、ピッチ
のファイン化が要求される中で、バンプ電極自体の重量
の減少と基板本体との接触面積の減少はこの方式に対し
て致命的なものとなっていた。
【0005】本発明の目的は、半田ペーストの持ち上げ
がなく、各バンプ電極の高さを維持し、ピッチのファイ
ン化が可能な半田バンプの形成方法を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明の半田バンプ
の形成方法は、半田バンプ電極を形成すべき基板本体の
上面にアレー状に配置された電極パターンの各々と対向
する位置に円筒状に加工された開口部を有する半田スク
リーンを重ねて半田ペーストを印刷する工程と、前記半
田スクリーンを前記基板本体から剥離することなくその
まま一体の状態で加熱を施すことにより前記半田ペース
トを溶融してから凝固して固体金属となるまでの過程を
前記半田スクリーンの各前記開口部の中で行わせる工程
と、前記半田スクリーンを取り外すことにより前記電極
パターン上にバンプ電極を形成する工程とを含むことを
特徴とする。
【0007】第2の発明の半田バンプの形成方法は、半
田バンプを形成すべき基板本体の電極パターンの周囲に
各々電極パターンの径の2倍程度の径の凹部を設ける工
程と、この凹部を半田スクリーンとし、半田ペーストを
スキージですり込み前記各々電極パターンへ供給する工
程と、加熱を施すことにより、前記半田ペーストを溶融
して前記凹部中央部の電極パターン上に半田ボールを形
成する工程とを含むことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】次に本発明の第1の実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。
【0009】図1(a)〜(c)は本発明の第1の実施
の形態の半田バンプの形成方法を説明する工程順に示し
た斜視図、(d)〜(f)はそれぞれ(a)〜(c)に
対応する断面図である。本発明の第1の実施の形態の半
田バンプの形成方法は、まず、図1(a),(d)に示
すように、半田バンプ電極を形成すべき基板本体1の上
面に、図1(b),(e)に示すように、アレー状に配
置された電極パターン2の各々と対向する位置に円筒状
に加工された開口部4を有する半田スクリーン3を重ね
て半田ペースト5を印刷する。次に、この半田スクリー
ン3を基板本体1から剥離することなくそのまま一体の
状態でリフロー炉に入れて赤外線照射するか又は、熱風
もしくは、レーザー光のスキャニングによるスポット加
熱を施すことにより、半田ペースト5が溶融してから凝
固して固体金属となるまでの過程を半田スクリーン3の
各開口部4の中で行わせる。しかる後、図1(c),
(f)に示すように、半田スクリーン3を取り外すこと
により電極パターン2上にバンプ電極7が形成される。
【0010】ここでは、基板本体1及び半田スクリーン
3の材料としてはセラミックスを用いる。これは、半田
に濡れにくい材料でなければならないこと及び基板本体
1と半田スクリーン3との熱膨張率の差により凝固直後
の開口部4内のバンプ電極7に応力によるストレスがか
かることを防ぐ必要があることによる。又、半田スクリ
ーン3を取り外す際に、バンプ電極7と開口部4間の摩
擦によるストレスを極力小さくするためには、開口部4
の加工精度が高くなければならないことも理由の1つで
ある。
【0011】尚、特に図示はしないが、この摩擦による
ストレスを極少にする有効な手段としては、半田スクリ
ーン3の反対面から開口部4に合わせた凸部を有する別
個の治具を用いてバンプ電極7を直接押圧し、押し出す
ようにする方法もある。
【0012】図2(a)〜(c)は本発明の第2の実施
の形態の半田バンプの形成方法を説明する工程順に示し
た断面図、(d)〜(f)はそれぞれ(a)〜(c)に
対応する断面図である。本発明の第2の実施の形態の半
田バンプの形成方法は、まず、図2(a),(d)に示
すように、半田バンプを形成すべき基板本体1の電極パ
ターン2の周囲に各々電極パターン2の2倍程度の径の
凹部6を予め構造の一部として設けておく。次に、図2
(b),(e)に示すように、この凹部6を半田スクリ
ーンとし、半田ペースト5をスキージですり込むことに
より、各々の電極パターン2へ供給する。次に、図2
(c),(f)に示すように、そのままリフロー炉で赤
外線を照射するか又は熱風もしくは、レーザー光のスキ
ャニングによるスポット加熱を施すことにより半田ペー
ストが溶融して凹部6中央の電極パターン2上に各々自
らの表面張力により半田ボールを形成する。
【0013】本実施の形態が第1の実施の形態と異る点
は、独立した半田スクリーンを必要としないことであ
り、従って、半田ペースト5が冷えて凝固した後にも半
田スクリーンを取り外す必要がないことである。
【0014】尚、凹部6の底面の径と中央の電極パター
ンの径の比が2:1の場合、その面積比は4:1とな
り、凹部6の容積分の半田ペースト5が全て電極パター
ン2上に集まった場合の高さは、凹部6の深さの約4倍
となる。従って、半田バンプ電極7の頂点と基板本体1
上面との落差は凹部6の深さの約3倍となる。実際に
は、半田ペースト5内の溶剤が飛散する為に約2倍から
2.5倍程度になる。従って、例えば、凹部6の深さが
0.2mm程度であれば、半田バンプ電極7の頂点と基
板本体1上面との落差が約0.4〜0.5mm確保でき
ることになり、これは、電極構造の各部分のバランスか
らいっても適当な高さとなっている。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、赤外線も
しくはレーザー光の照射を開始してから半田が溶融及び
合体し、その後冷えて凝固し、固体金属としての半田と
なるまでの間半田ペーストの印刷に用いた半田スクリー
ンが印刷された基板本体と一体となるように保持したの
で、半田ペーストの印刷直後に生じていた基板本体印刷
面と半田スクリーンとの間の相対的な距離の変化を伴う
機械的な動きがなくなると同時に、溶融した半田はそれ
をとり囲む材料の中で唯一半田に濡れる電極パターンに
のみ確実に吸い寄せられる形になる為、極めて安定で欠
落の無い、半田バンプ形成の形成が可能となる。
【0016】また、バンプ電極のファインピッチ化に伴
うバンプ電極自体の重量の減少及び基板本体との接触面
積の減少に対しても、原理的に強い方式となっている。
例えば、半田ペースト印刷直後に半田スクリーンが基板
本体から離れる従来の方式に対し、同定度の安定性及び
均一性を確保するのであれば1/2から1/3程度のフ
ァインピッチ化は可能となる。従って、ICのフリップ
チップ用の半田バンプをマザーボード側に形成する場合
に必要な約150μmピッチ及びバンプ径70μm程度
も安定に生成出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(c)は本発明の第1の実施の形態の
半田バンプの形成方法を説明する工程順に示した斜視
図、(d)〜(f)はそれぞれ(a)〜(c)に対応す
る断面図である。
【図2】(a)〜(c)は本発明の第2の実施の形態の
半田バンプの形成方法を説明する工程順に示した斜視
図、(d)〜(f)はそれぞれ(a)〜(c)に対応す
る断面図である。
【図3】(a)〜(c)は従来の半田バンプの形成方法
の一例を説明する工程順に示した斜視図、(d)〜
(f)はそれぞれ(a)〜(c)に対応する断面図であ
る。
【符号の説明】
1 基板本体 2 電極パターン 3 半田スクリーン 4 開口部 5 半田ペースト 6 凹部 7 バンプ電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半田バンプ電極を形成すべき基板本体の
    上面にアレー状に配置された電極パターンの各々と対向
    する位置に円筒状に加工された開口部を有する半田スク
    リーンを重ねて半田ペーストを印刷する工程と、前記半
    田スクリーンを前記基板本体から剥離することなくその
    まま一体の状態で加熱を施すことにより前記半田ペース
    トを溶融してから凝固して固体金属となるまでの過程を
    前記半田スクリーンの各前記開口部の中で行わせる工程
    と、前記半田スクリーンを取り外すことにより前記電極
    パターン上にバンプ電極を形成する工程とを含むことを
    特徴とする半田バンプの形成方法。
  2. 【請求項2】 半田バンプを形成すべき基板本体の電極
    パターンの周囲に各々電極パターンの径の2倍程度の径
    の凹部を設ける工程と、この凹部を半田スクリーンと
    し、半田ペーストをスキージですり込み前記各々電極パ
    ターンへ供給する工程と、加熱を施すことにより、前記
    半田ペーストを溶融して前記凹部中央部の電極パターン
    上に半田ボールを形成する工程とを含むことを特徴とす
    る半田バンプの形成方法。
JP8014061A 1996-01-30 1996-01-30 半田バンプの形成方法 Pending JPH09214117A (ja)

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19980602