JPH10224027A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH10224027A
JPH10224027A JP9021732A JP2173297A JPH10224027A JP H10224027 A JPH10224027 A JP H10224027A JP 9021732 A JP9021732 A JP 9021732A JP 2173297 A JP2173297 A JP 2173297A JP H10224027 A JPH10224027 A JP H10224027A
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JP
Japan
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conductor
conductor land
flux
solder
supplied
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JP9021732A
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Yuji Otani
祐司 大谷
Tetsuo Nakano
撤男 中野
Takashi Nagasaka
長坂  崇
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Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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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
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/181Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
    • 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
    • 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
    • H05K3/3489Composition of fluxes; Methods of application thereof; Other methods of activating the contact surfaces

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導体ランドとして、広いピッチ間隔のものと
狭いピッチ間隔のものが混在する場合であっても、ショ
ート不良を生じさせることなく電子部品の実装を行える
ようにする。 【解決手段】 ピッチ間隔の広い導体ランド2a上に、
はんだペースト3を印刷し、ピッチ間隔の狭い導体ラン
ド2b上には、はんだペーストを印刷せずにフラックス
4を供給し、ピッチ間隔の広い導体ランド2a上に第1
の電子部品としての半導体チップ5、コンデンサ6の電
極部を位置合わせするとともに、ピッチ間隔の狭い第2
の導体ランド2b上に第2の電子部品としてのフリップ
チップIC7の電極端子に形成されたはんだバンプ7a
を位置合わせし、この後、リフローを行って、電子部品
5〜7をセラミック積層基板1上に組付ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック積層基
板などの回路基板上にフリップチップICなどの電子部
品を実装する半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】回路基板への電子部品のはんだ付けは、
一般的に、はんだ印刷、リフロー方法が用いられる。使
用される基板は、近年の高密度化に対応するため、配線
層を基板内部に形成したセラミック積層基板が増えてき
ている。このセラミック積層基板は、次のようにして製
造される。まず、図5(a)の工程において、セラミッ
クのグリーンシート20にスルーホール21を形成し、
このスルーホール21に導体を埋め込むとともに、配線
形成のためにグリーンシート20上に金属ペースト(導
体ペースト)22を印刷、乾燥形成して、1層のグリー
ンシートを完成させる。そして、図5(b)の工程にお
いて、上記した(a)の工程により得られた各グリーン
シートを重ね合わせ、加圧する。この後、図5(c)の
工程において、高温雰囲気下で焼成し、セラミック積層
基板を得る。
【0003】この図5(c)の焼成工程において、基板
が焼結する際、グリーンシートは約20%程度収縮す
る。これは、セラミック中のアルミナ粒子が焼結の際、
自己収縮をおこし、体積減少するためである。そこで、
セラミック積層基板の製造にあたっては、導体ペースト
22の印刷パターンを、予め収縮率を見込んで設計して
おくが、基板は導体ペースト22を内部に含むため、密
度が一定でなく、またグリーンシートの厚さにバラツキ
があることなどにより、収縮率は一定でなく、±0.2
%程度のバラツキを生じる。
【0004】このようにして製造されたセラミック積層
基板において、電子部品を実装する場合、最表層に形成
された導体ランド上に、スクリーン印刷法によりはんだ
ペーストを供給する。しかしながら、上記した収縮バラ
ツキのため、導体ランドと印刷されたはんだパターンと
の間にズレが生じる。例えば、図6(a)に示すよう
に、セラミック積層基板として100mm□のものを用
い、導体ランド23が250μm□、導体ランド間のオ
ープンスペースが150μmで、導体ランド23のピッ
チ間隔が400μmのとき、セラミック積層基板の収縮
バラツキが図面寸法に対して0.2%あると、はんだマ
スクの位置合わせを基板のセンタで行ったとすれば、基
板の外周の導体ランド23とはんだペースト24のパタ
ーンは100μmずれる。この場合、図に示すようにオ
ープンスペースが150μmあるため、はんだペースト
24が隣の導体ランドと接することはない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
回路の大規模化により、搭載する電子部品に応じて、導
体ランドを、広いピッチ間隔のものと狭いピッチ間隔の
ものとを混在させて形成する必要が生じてきている。そ
の狭いピッチ間隔の導体ランドとして、導体ランド23
が150μm□、オープンスペースが100μmで、導
体ランド23のピッチ間隔が250μmとした場合、上
述したように、基板の外周の導体ランド23とはんだペ
ースト24のパターンが100μmずれると、図6
(b)に示すように、はんだペースト24が隣の導体ラ
ンドと接してしまい、ショート不良等の問題が生じる。
【0006】本発明は上記問題に鑑みたもので、導体ラ
ンドとして、広いピッチ間隔のものと狭いピッチ間隔の
ものが混在する場合であっても、ショート不良を生じさ
せることなく電子部品の実装を行えるようにすることを
目的とする。
【0007】
【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に記載の発明においては、ピッチ間隔の広
い第1の導体ランド(2a)上に、はんだペースト
(3)を印刷し、ピッチ間隔の狭い第2の導体ランド
(2b)上に、フラックス(4)を供給し、第1の導体
ランド上に、第1の電子部品(5、6)の電極部を位置
合わせするとともに、第2の導体ランド上に、第2の電
子部品(7)の電極端子に形成されたはんだバンプ(7
a)を位置合わせし、この後、リフローを行って、第
1、第2の電子部品を回路基板上に組付けることを特徴
としている。
【0008】従って、ピッチ間隔の狭い第2の導体ラン
ド上には、はんだペーストを印刷せずフラックスを供給
して、はんだ接続を行うようにしているので、広いピッ
チ間隔の導体ランドと狭いピッチ間隔の導体ランドが混
在する場合であっても、ショート不良を生じさせること
なく電子部品の実装を行うことができる。この場合、請
求項2、3に記載したように、スタンプ法、あるいは刷
毛塗りを用いて、ピッチ間隔の狭い第2の導体ランド上
にフラックスを供給することができる。
【0009】また、請求項4に記載の発明においては、
ピッチ間隔の広い第1の導体ランド(2a)上にはんだ
ペースト(3)を印刷して、第1の導体ランド上に第1
の電子部品(5、6)の電極部を位置合わせし、また、
第2の電子部品(7)の電極端子に形成されたはんだバ
ンプ(7a)にフラックス(4)を供給して、そのはん
だバンプを、ピッチ間隔の狭い第2の導体ランド(2
b)上に位置合わせし、この後、リフローを行って、第
1、第2の電子部品を回路基板上に組付けることを特徴
としている。
【0010】従って、ピッチ間隔の狭い第2の導体ラン
ド上には、はんだペーストを印刷せず、搭載される電子
部品7側のはんだバンプに供給されたフラックを用い
て、はんだ接続を行うようにしているので、広いピッチ
間隔の導体ランドと狭いピッチ間隔の導体ランドが混在
する場合であっても、ショート不良を生じさせることな
く電子部品の実装を行うことができる。
【0011】さらに、回路基板として、請求項5に記載
の発明のように、セラミック積層基板を用いた場合、焼
成収縮により導体ランドとはんだ印刷のパターンずれが
生じるので、上記した効果を顕著に得ることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】図1に、本発明の一実施形態を示
す半導体装置の製造工程を示す。まず、図1(a)に示
すように、400μm以上の広いピッチ間隔の導体ラン
ド(例えば、図6(a)のパターンで形成されたもの)
2aと400μm未満の狭いピッチ間隔の導体ランド
(例えば、図6(b)のパターンで形成されたもの)2
bとが混在して形成されたセラミック積層基板1を用意
する。
【0013】次に、図1(b)に示す工程にて、広いピ
ッチ間隔の導体ランド2aに対し、スクリーン印刷法に
てはんだペースト3を供給する。この後、図1(c)に
示す工程にて、狭いピッチ間隔の導体ランド2bに厚さ
約50μmのフラックス4をスタンプ法にて転写する。
次に、図1(d)に示す工程にて、広いピッチ間隔の導
体ランド2a上に、フリップチップIC、モールドIC
などの半導体チップ5とコンデンサ6などの電子部品の
電極部が位置するように、それらの電子部品を、±11
0μm程度の精度を有するマウンタ(部品搭載機)で搭
載する。また、狭いピッチ間隔の導体ランド2b上に、
フリップチップIC7の電極端子に形成されたはんだバ
ンプ7aが位置するように、フリップチップIC7を、
±40μm以上の精度を有するマウンタで搭載する。な
お、フリップチップICの場合、電極部は、電極端子
(例えばCuバンプ)にはんだバンプが形成されたもの
となっているため、はんだバンプを導体ランド上に位置
合わせする。また、モールドICの場合には、リードフ
レームによる電極部を導体ランド上に位置合わせする。
【0014】なお、狭いピッチ間隔の導体ランド2bに
フリップチップIC7を搭載する場合、図2に示すよう
に、導体ランド2bに対して設定された位置合わせマー
ク(図中の×で示すマーク)を用いてマウンタにより搭
載位置を決定するので、セラミック積層基板1の収縮バ
ラツキの影響をほとんど受けることなく、精度よくフリ
ップチップIC7を搭載することができる。
【0015】次に、図1(e)のリフロー工程を行い、
例えば、加熱温度:130℃〜240℃、加熱時間:3
〜10分の加熱にてはんだを溶融し、はんだ接続を完了
する。最後に、洗浄工程にて余分なフラックスを除去す
る。上述した製造方法によれば、広いピッチ間隔の導体
ランド2aに対しスクリーン印刷法にてはんだペースト
3を供給して、導体ランド2a上に、半導体チップ5、
コンデンサ6などの電子部品を搭載し、また狭いピッチ
間隔の導体ランド2bに対しはんだペースト3を供給せ
ずにフラックス4を供給して、導体ランド2b上にフリ
ップチップIC7を搭載している。従って、狭いピッチ
間隔の導体ランド2bにおいて、基板の収縮バラツキに
よるはんだペーストのズレが生じないため、ショート不
良等をなくすことができる。
【0016】また、上記した工程においては、スタンプ
法によりフラックス4を塗布するものを示したが、図3
に示すように、はけ塗りによりフラックス4を塗布する
ようにしてもよい。さらに、狭いピッチ間隔の導体ラン
ド2b上にフラックス4を供給するのでなく、フリップ
チップIC7のはんだバンプ7aにフラックス4を供給
するようにしてもよい。例えば、フラクサを用いてフラ
ックス4を供給することができる。具体的には、図4に
示すように、容器10内にフラックス4を溜めておき、
その表面をブレード11を回転させて平らにし、この状
態でフリップチップIC7のはんだバンプ7aを浸し、
はんだバンプ7aにフラックス4が付いた状態で、フリ
ップチップIC7を導体ランド2b上に搭載する。この
場合、その他の製造工程は、上述した実施形態と同じで
ある。
【0017】なお、回路基板としては、導体ランドとは
んだペーストの印刷にずれが生じるようなものであれ
ば、上記したセラミック積層基板1以外に、プリント基
板等であってもよい。また、特許請求の範囲に記載した
各工程の順序については、前後関係が明確なもの以外
は、順序を変更してもよい。例えば、フラックス4の供
給は、広いピッチ間隔の導体ランド2a上に電子部品を
搭載した後に行うようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態におけるセラミック積層基
板の製造方法を示す工程図である。
【図2】図1に示す工程において、フリップチップIC
7を搭載する場合の位置決めを説明するための図であ
る。
【図3】狭いピッチ間隔の導体ランド2b上に、はけ塗
りによりフラックス4を塗布する実施形態を示す図であ
る。
【図4】狭いピッチ間隔の導体ランド2b上に、フラク
サを用いてラックス4を塗布する実施形態を示す図であ
る。
【図5】従来のセラミック積層基板の製造方法を示す工
程図である。
【図6】従来のセラミック積層基板の製造方法による問
題点を説明するための図である。
【符号の説明】
1…セラミック積層基板、2a…広いピッチ間隔の導体
ランド、2b…狭いピッチ間隔の導体ランド、3…はん
だペースト、4…フラックス、5…半導体チップ、6…
コンデンサ、7…フリップチップIC。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回路基板(1)上に、第1の導体ランド
    (2a)と、この第1の導体ランドよりもピッチ間隔が
    狭い第2の導体ランド(2b)を形成し、 前記第1の導体ランド上に、はんだペースト(3)を印
    刷し、 前記第2の導体ランド上に、フラックス(4)を供給
    し、 前記はんだペーストが印刷された前記第1の導体ランド
    上に、第1の電子部品(5、6)の電極部を位置合わせ
    し、 前記フラックスが供給された前記第2の導体ランド上
    に、第2の電子部品(7)の電極端子に形成されたはん
    だバンプ(7a)を位置合わせし、 この後、リフローを行って、前記第1、第2の電子部品
    を前記回路基板上に組付けることを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
  2. 【請求項2】 スタンプ法を用いて前記第2の導体ラン
    ドパターン上にフラックスを供給することを特徴とする
    請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 刷毛塗りにより前記第2の導体ランドパ
    ターン上にフラックスを供給することを特徴とする請求
    項1に記載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 回路基板(1)上に、第1の導体ランド
    (2a)と、この第1の導体ランドよりもピッチ間隔が
    狭い第2の導体ランド(2b)を形成し、 前記第1の導体ランド上に、はんだペースト(3)を印
    刷し、 前記はんだペーストが印刷された前記第1の導体ランド
    上に、第1の電子部品(5、6)の電極部を位置合わせ
    し、 前記第2の電子部品(7)の電極端子に形成されたはん
    だバンプ(7a)にフラックス(4)を供給し、 前記第2の導体ランド上に、前記ペーストが供給された
    はんだバンプを位置合わせし、 この後、リフローを行って、前記第1、第2の電子部品
    を前記回路基板上に組付けることを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記回路基板は、セラミック積層基板で
    あることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに
    記載の半導体装置の製造方法。
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