JPH11186324A - バンプ付電子部品の実装方法 - Google Patents
バンプ付電子部品の実装方法Info
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- JPH11186324A JPH11186324A JP35262397A JP35262397A JPH11186324A JP H11186324 A JPH11186324 A JP H11186324A JP 35262397 A JP35262397 A JP 35262397A JP 35262397 A JP35262397 A JP 35262397A JP H11186324 A JPH11186324 A JP H11186324A
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- 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
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/24—Reinforcing the conductive pattern
-
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- 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
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- 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
- H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
- H05K3/4007—Surface contacts, e.g. bumps
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 フラックスの使用を必要とせず、品質の安定
した低コストのバンプ付電子部品の実装方法を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 基板１の銅電極２ａ上にニッケルのバリ
ア層２ｂ、金膜２ｃを形成し、金膜２ｃ上に金バンプ３
を形成する。基板１へのバンプ付電子部品５の搭載に先
立って基板１上に半田の融点温度よりも高い硬化温度を
有する熱硬化性のボンド４を塗布し、バンプ付電子部品
５の搭載時には、金バンプ３に半田バンプ８を押圧する
ことにより半田バンプ８の表面の酸化膜８ａを破壊す
る。これにより、フラックスを使用せずにバンプ付電子
部品５を基板１に半田付けすることができ、またアンダ
ーフィル樹脂としてのボンド４を基板１と電子部品５の
隙間に安定して充填することができる。
した低コストのバンプ付電子部品の実装方法を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 基板１の銅電極２ａ上にニッケルのバリ
ア層２ｂ、金膜２ｃを形成し、金膜２ｃ上に金バンプ３
を形成する。基板１へのバンプ付電子部品５の搭載に先
立って基板１上に半田の融点温度よりも高い硬化温度を
有する熱硬化性のボンド４を塗布し、バンプ付電子部品
５の搭載時には、金バンプ３に半田バンプ８を押圧する
ことにより半田バンプ８の表面の酸化膜８ａを破壊す
る。これにより、フラックスを使用せずにバンプ付電子
部品５を基板１に半田付けすることができ、またアンダ
ーフィル樹脂としてのボンド４を基板１と電子部品５の
隙間に安定して充填することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フリップチップな
どのバンプ付電子部品を基板に実装するバンプ付電子部
品の実装方法に関するものである。
どのバンプ付電子部品を基板に実装するバンプ付電子部
品の実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子部品を基板の回路パターンの電極に
半田付けして実装する方法として、予め電子部品の電極
上に半田バンプを形成してバンプ付電子部品とし、この
半田バンプを基板の電極に半田接合する方法が知られて
いる。半田接合に際しては、予め半田バンプまたは基板
の電極上にフラックスを塗布した後、半田バンプを電極
上に搭載し、半田を加熱溶融させることによって半田バ
ンプと電極とを接合することが行われる。そして半田接
合後には、実装後の信頼性を確保するためフラックスの
残さを除去する洗浄が行われ、その後電子部品と基板と
の隙間には、接合部を補強する目的でアンダーフィル樹
脂が充填され、このアンダーフィル樹脂を熱処理によっ
て硬化させて実装が完了する。
半田付けして実装する方法として、予め電子部品の電極
上に半田バンプを形成してバンプ付電子部品とし、この
半田バンプを基板の電極に半田接合する方法が知られて
いる。半田接合に際しては、予め半田バンプまたは基板
の電極上にフラックスを塗布した後、半田バンプを電極
上に搭載し、半田を加熱溶融させることによって半田バ
ンプと電極とを接合することが行われる。そして半田接
合後には、実装後の信頼性を確保するためフラックスの
残さを除去する洗浄が行われ、その後電子部品と基板と
の隙間には、接合部を補強する目的でアンダーフィル樹
脂が充填され、このアンダーフィル樹脂を熱処理によっ
て硬化させて実装が完了する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記バ
ンプ付電子部品の実装工程では、電子部品の小型化に伴
って以下に述べるような問題点が生じてきている。ま
ず、半田接合後の洗浄工程は、従来多用されていたフロ
ンなどの溶剤による洗浄方法が規制されたことから複雑
化、高コスト化し、電子部品の小型化と相まって、技術
的にも困難なものとなっている。また、アンダーフィル
樹脂については、電子部品の小型化により電子部品と基
板の隙間が小さくなって電子部品搭載後の樹脂充填が困
難となり、実装後の品質が安定しないという品質上の問
題点とともに、同一部品の実装に半田接合と樹脂の硬化
のための熱処理の２つの加熱工程を必要とし、工程を複
雑化する要因となっていた。
ンプ付電子部品の実装工程では、電子部品の小型化に伴
って以下に述べるような問題点が生じてきている。ま
ず、半田接合後の洗浄工程は、従来多用されていたフロ
ンなどの溶剤による洗浄方法が規制されたことから複雑
化、高コスト化し、電子部品の小型化と相まって、技術
的にも困難なものとなっている。また、アンダーフィル
樹脂については、電子部品の小型化により電子部品と基
板の隙間が小さくなって電子部品搭載後の樹脂充填が困
難となり、実装後の品質が安定しないという品質上の問
題点とともに、同一部品の実装に半田接合と樹脂の硬化
のための熱処理の２つの加熱工程を必要とし、工程を複
雑化する要因となっていた。
【０００４】このように従来のバンプ付電子部品の実装
方法は、フラックスの使用とアンダーフィル樹脂の充填
のために工程が複雑化し、品質の安定した実装を低コス
トで行うことが困難であるという問題点があった。
方法は、フラックスの使用とアンダーフィル樹脂の充填
のために工程が複雑化し、品質の安定した実装を低コス
トで行うことが困難であるという問題点があった。
【０００５】そこで本発明は、フラックスの使用を必要
とせず、品質の安定した低コストのバンプ付電子部品の
実装方法を提供することを目的とする。
とせず、品質の安定した低コストのバンプ付電子部品の
実装方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のバンプ付電子部
品の実装方法は、基板の銅電極上にニッケルのバリア層
を形成し、このバリア層上に金膜を形成する工程と、こ
の金膜上に半田より硬質の金属の突出部を形成する工程
と、前記基板への電子部品の搭載に先立って前記突出部
上に熱硬化性の接着材を塗布する工程と、半田バンプ付
の電子部品を前記基板に搭載し前記突出部に半田バンプ
を当接させる工程と、前記半田バンプを前記突出部に押
圧することにより半田バンプ表面の酸化膜を破壊する工
程と、前記接着材が熱硬化する前に半田バンプを溶融さ
せて前記突出部と接合する工程とを含む。
品の実装方法は、基板の銅電極上にニッケルのバリア層
を形成し、このバリア層上に金膜を形成する工程と、こ
の金膜上に半田より硬質の金属の突出部を形成する工程
と、前記基板への電子部品の搭載に先立って前記突出部
上に熱硬化性の接着材を塗布する工程と、半田バンプ付
の電子部品を前記基板に搭載し前記突出部に半田バンプ
を当接させる工程と、前記半田バンプを前記突出部に押
圧することにより半田バンプ表面の酸化膜を破壊する工
程と、前記接着材が熱硬化する前に半田バンプを溶融さ
せて前記突出部と接合する工程とを含む。
【０００７】本発明によれば、基板の電極上にニッケル
のバリア層を形成しこのバリア層の上に金膜を形成した
後、この金膜上に半田より硬質の金属の突起部を形成
し、この突起部を電子部品の半田バンプに押圧して半田
バンプの酸化膜を破壊することにより、フラックスを使
用せずに電子部品を基板に半田付けすることができる。
のバリア層を形成しこのバリア層の上に金膜を形成した
後、この金膜上に半田より硬質の金属の突起部を形成
し、この突起部を電子部品の半田バンプに押圧して半田
バンプの酸化膜を破壊することにより、フラックスを使
用せずに電子部品を基板に半田付けすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発
明の一実施の形態のバンプ付電子部品の実装方法の工程
説明図、図２、図３、図４は同バンプ付電子部品および
基板の部分断面図である。なお、各図はバンプ付電子部
品の実装方法を工程順に示すものである。
参照して説明する。図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発
明の一実施の形態のバンプ付電子部品の実装方法の工程
説明図、図２、図３、図４は同バンプ付電子部品および
基板の部分断面図である。なお、各図はバンプ付電子部
品の実装方法を工程順に示すものである。
【０００９】図１（ａ）および図２において、基板１上
には電極２が形成されている。電極２は銅電極２ａ上に
バリア層としてのニッケル膜２ｂを形成し、ニッケル膜
２ｂ上に金膜２ｃを金めっきにより形成したものである
（図２参照）。金膜２ｃ上には半田より硬質の金属の突
出部である金バンプ３が形成されている。金バンプ３は
ワイヤボンディングにより形成され、テール部３ａを有
した形状となっている。
には電極２が形成されている。電極２は銅電極２ａ上に
バリア層としてのニッケル膜２ｂを形成し、ニッケル膜
２ｂ上に金膜２ｃを金めっきにより形成したものである
（図２参照）。金膜２ｃ上には半田より硬質の金属の突
出部である金バンプ３が形成されている。金バンプ３は
ワイヤボンディングにより形成され、テール部３ａを有
した形状となっている。
【００１０】次に図１（ｂ）に示すように、基板１上に
金バンプ３を覆ってボンド４が塗布される。ボンド４
は、半田の融点温度よりも高い硬化温度を有する熱硬化
性の接着材である（特開平６−１７７５２３号公報参
照）。次に、図１（ｃ）に示すように、基板１の電極２
上に圧着ツール９によりバンプ付き電子部品５が搭載さ
れる。バンプ付き電子部品５は、図１（ｃ）に示すよう
に電子部品５の電極６の表面にバリア層７を形成し、バ
リア層７上に半田バンプ８を形成したものである。この
バンプ付き電子部品５の半田バンプ８を基板１の電極２
に位置合わせして圧着ツール９を下降させ、半田バンプ
８の先端部を金バンプ３に対して押圧する。すると図２
に示すように、半田より硬い金属である金よりなる金バ
ンプ３のテール部３ａが半田バンプ８の先端部に埋入
し、このとき半田バンプ８の表面に生成した酸化膜８ａ
を部分的に破壊する。
金バンプ３を覆ってボンド４が塗布される。ボンド４
は、半田の融点温度よりも高い硬化温度を有する熱硬化
性の接着材である（特開平６−１７７５２３号公報参
照）。次に、図１（ｃ）に示すように、基板１の電極２
上に圧着ツール９によりバンプ付き電子部品５が搭載さ
れる。バンプ付き電子部品５は、図１（ｃ）に示すよう
に電子部品５の電極６の表面にバリア層７を形成し、バ
リア層７上に半田バンプ８を形成したものである。この
バンプ付き電子部品５の半田バンプ８を基板１の電極２
に位置合わせして圧着ツール９を下降させ、半田バンプ
８の先端部を金バンプ３に対して押圧する。すると図２
に示すように、半田より硬い金属である金よりなる金バ
ンプ３のテール部３ａが半田バンプ８の先端部に埋入
し、このとき半田バンプ８の表面に生成した酸化膜８ａ
を部分的に破壊する。
【００１１】次に圧着ツール９により電子部品５を介し
て半田バンプ８を加熱する。加熱温度が半田の融点を超
えると、図３に示すように半田バンプ８は溶融して溶融
半田８’となる。ここでボンド４の硬化温度は半田の融
点温度よりも高いため、この時点ではボンド４は未硬化
であり、電子部品５を加熱しながら所定高さｈまで押圧
することを妨げない。これにより溶融半田８’は金バン
プ３の周囲を包み込み、金バンプ３との半田接合面を形
成する。
て半田バンプ８を加熱する。加熱温度が半田の融点を超
えると、図３に示すように半田バンプ８は溶融して溶融
半田８’となる。ここでボンド４の硬化温度は半田の融
点温度よりも高いため、この時点ではボンド４は未硬化
であり、電子部品５を加熱しながら所定高さｈまで押圧
することを妨げない。これにより溶融半田８’は金バン
プ３の周囲を包み込み、金バンプ３との半田接合面を形
成する。
【００１２】このとき、金バンプ３の先端が半田バンプ
８の酸化膜８ａを部分的に破壊して半田の露出面が形成
されており、半田バンプ８の半田接合部はボンド４に完
全に包み込まれて大気から遮断され無酸素状態となって
いるため、フラックスを用いることなく金バンプ３との
半田接合を良好に行うことができる。また溶融半田８’
はフラックス無しでも酸化膜のない金バンプ８の表面や
電極２の表面の半田ぬれ性のよい金膜２ｃ上を伝わって
容易に拡がるため、強度上に優れた形状である鼓状の接
合部を形成することができる。
８の酸化膜８ａを部分的に破壊して半田の露出面が形成
されており、半田バンプ８の半田接合部はボンド４に完
全に包み込まれて大気から遮断され無酸素状態となって
いるため、フラックスを用いることなく金バンプ３との
半田接合を良好に行うことができる。また溶融半田８’
はフラックス無しでも酸化膜のない金バンプ８の表面や
電極２の表面の半田ぬれ性のよい金膜２ｃ上を伝わって
容易に拡がるため、強度上に優れた形状である鼓状の接
合部を形成することができる。
【００１３】このようにして拡がった溶融半田８’が基
板１の電極２の表面と接触することにより形成される接
合面では、表面の薄い金膜２ｃは半田中に拡散し、強度
に優れたニッケルと半田の合金より成る接合面が形成さ
れる。この接合面は金バンプ３と半田との接合部を効果
的に補強し、全体としてより信頼性の高い接合部を得る
ことができる。
板１の電極２の表面と接触することにより形成される接
合面では、表面の薄い金膜２ｃは半田中に拡散し、強度
に優れたニッケルと半田の合金より成る接合面が形成さ
れる。この接合面は金バンプ３と半田との接合部を効果
的に補強し、全体としてより信頼性の高い接合部を得る
ことができる。
【００１４】この後、加熱を継続することにより温度は
更に上昇し、図４に示すようにボンド４の硬化温度に到
達するとボンド４の熱硬化が開始する。そして所定の硬
化時間が経過することにより、電子部品５の基板１への
実装が完了する。
更に上昇し、図４に示すようにボンド４の硬化温度に到
達するとボンド４の熱硬化が開始する。そして所定の硬
化時間が経過することにより、電子部品５の基板１への
実装が完了する。
【００１５】このように、半田バンプ８を有する電子部
品５が実装される基板１に半田より硬い金属の突起部を
形成し、実装時には突起部で電子部品の半田バンプ８の
表面の酸化膜７ａを破壊することにより、フラックスを
使用することなく電子部品５を基板１に良好に半田付け
して実装することができる。また、アンダーフィル樹脂
としてのボンド４を電子部品５の搭載前に塗布すること
により、電子部品５と基板１の隙間は完全にボンド４に
よって充填され、接合部を確実に補強して実装後の品質
を安定させることができる。
品５が実装される基板１に半田より硬い金属の突起部を
形成し、実装時には突起部で電子部品の半田バンプ８の
表面の酸化膜７ａを破壊することにより、フラックスを
使用することなく電子部品５を基板１に良好に半田付け
して実装することができる。また、アンダーフィル樹脂
としてのボンド４を電子部品５の搭載前に塗布すること
により、電子部品５と基板１の隙間は完全にボンド４に
よって充填され、接合部を確実に補強して実装後の品質
を安定させることができる。
【００１６】なお本実施の形態では、半田の融点温度よ
りも硬化温度が高いボンドを使用しているが、半田の融
点温度よりも硬化温度が低いボンドを使用してもよい。
この場合、ボンドが完全硬化する前に半田を融点温度以
上に加熱して溶融させ、溶融した半田のぬれ広がりを妨
げないようにするとよい。
りも硬化温度が高いボンドを使用しているが、半田の融
点温度よりも硬化温度が低いボンドを使用してもよい。
この場合、ボンドが完全硬化する前に半田を融点温度以
上に加熱して溶融させ、溶融した半田のぬれ広がりを妨
げないようにするとよい。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、基板の電極上にニッケルのバ
リア層を形成し、このバリア層に金膜を形成した後この
金膜上に半田より硬質の金属の突起部を形成し、この突
起部を電子部品の半田バンプに押圧して半田バンプの酸
化膜を破壊するようにしているので、フラックスを使用
することなく電子部品を基板に実装することができ、実
装後の洗浄を必要としない。また熱硬化性樹脂の接着材
を使用して電子部品を実装する以前に接着材を基板に塗
布するようにしているので、半田付けと接着材の熱硬化
を同一の加熱工程で行って工程を簡略化し低コストを実
現できるとともに、電子部品と基板の隙間が狭い場合で
もアンダーフィル樹脂としての接着材が完全に充填さ
れ、実装後の安定した品質を確保することができる。
リア層を形成し、このバリア層に金膜を形成した後この
金膜上に半田より硬質の金属の突起部を形成し、この突
起部を電子部品の半田バンプに押圧して半田バンプの酸
化膜を破壊するようにしているので、フラックスを使用
することなく電子部品を基板に実装することができ、実
装後の洗浄を必要としない。また熱硬化性樹脂の接着材
を使用して電子部品を実装する以前に接着材を基板に塗
布するようにしているので、半田付けと接着材の熱硬化
を同一の加熱工程で行って工程を簡略化し低コストを実
現できるとともに、電子部品と基板の隙間が狭い場合で
もアンダーフィル樹脂としての接着材が完全に充填さ
れ、実装後の安定した品質を確保することができる。
【図１】（ａ）本発明の一実施の形態のバンプ付電子部
品の実装方法の工程説明図 （ｂ）本発明の一実施の形態のバンプ付電子部品の実装
方法の工程説明図 （ｃ）本発明の一実施の形態のバンプ付電子部品の実装
方法の工程説明図
品の実装方法の工程説明図 （ｂ）本発明の一実施の形態のバンプ付電子部品の実装
方法の工程説明図 （ｃ）本発明の一実施の形態のバンプ付電子部品の実装
方法の工程説明図
【図２】本発明の一実施の形態のバンプ付電子部品およ
び基板の部分断面図
び基板の部分断面図
【図３】本発明の一実施の形態のバンプ付電子部品およ
び基板の部分断面図
び基板の部分断面図
【図４】本発明の一実施の形態のバンプ付電子部品およ
び基板の部分断面図
び基板の部分断面図
１ 基板 ２ 電極 ２ａ 銅電極 ２ｂ ニッケル膜 ２ｃ 金膜 ３ 金バンプ ４ ボンド ５ バンプ付電子部品 ８ 半田バンプ ８ａ 酸化膜 ９ 圧着ツール
Claims (1)
- 【請求項１】基板の銅電極上にニッケルのバリア層を形
成し、このバリア層上に金膜を形成する工程と、この金
膜上に半田より硬質の金属の突出部を形成する工程と、
前記基板への電子部品の搭載に先立って前記突出部上に
熱硬化性の接着材を塗布する工程と、半田バンプ付の電
子部品を前記基板に搭載し前記突出部に半田バンプを当
接させる工程と、前記半田バンプを前記突出部に押圧す
ることにより半田バンプ表面の酸化膜を破壊する工程
と、前記接着材が熱硬化する前に半田バンプを溶融させ
て前記突出部と接合する工程とを含むことを特徴とする
バンプ付電子部品の実装方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35262397A JP3381593B2 (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | バンプ付電子部品の実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35262397A JP3381593B2 (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | バンプ付電子部品の実装方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11186324A true JPH11186324A (ja) | 1999-07-09 |
| JP3381593B2 JP3381593B2 (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=18425316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35262397A Expired - Lifetime JP3381593B2 (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | バンプ付電子部品の実装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3381593B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100345035B1 (ko) * | 1999-11-06 | 2002-07-24 | 한국과학기술원 | 무전해 도금법을 이용한 고속구리배선 칩 접속용 범프 및 ｕｂｍ 형성방법 |
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