JPH11261210A - プリント配線基板とチップ部品との接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気的接続性の信頼性を向上させることがで
きると共に、チップ部品とプリント配線基板との間隔の
制御及び位置合わせを容易に行うことができるプリント
配線基板とチップ部品との接続方法を提供する。 【解決手段】 チップ部品の電極及びこのチップ部品に
接続されるプリント配線基板の電極にはんだペーストを
塗布する。次に、前記チップ部品の電極及び前記プリン
ト配線基板の電極に塗布された前記はんだペーストに前
記はんだペーストより融点が高い金属からなる金属ボー
ルを挟持させた後、前記はんだペーストの融点以上前記
金属ボールの融点未満の温度に昇温し前記はんだペース
トを溶融させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルビデオカ
メラ等の電子機器の内部回路を作製する際にプリント配
線基板上にエリアアレイチップ部品を搭載するのに好適
なプリント配線基板とチップ部品との接続方法に関し、
特に、プリント配線基板とチップ部品との間隔を均一に
すると共に、これらの電気的接続性の信頼性の向上を図
ったプリント配線基板とチップ部品との接続方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近時、電子機器の内部回路の高密度化に
伴い、プリント配線基板とチップ部品とを接続する方法
として、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）、
ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）又は
ベアチップ（Ｂａｒｅ ｃｈｉｐ）とよばれるチップ部
品の下面に電極を配置しこれをプリント配線基板と接続
させるエリアバンプ法が採用されてきている。

【０００３】以下、従来の接続方法について説明する。
図２は従来のプリント配線基板とチップ部品との接続方
法を示す断面図である。従来の接続方法においては、先
ず、はんだボールをチップ部品１３に設けられた電極又
はプリント配線基板１４に設けられたランド部に載置す
る。はんだボールには、例えば、共晶組成を有するＳｎ
−３８．１質量％Ｐｂ合金を使用する。次に、はんだボ
ールがチップ部品１３及びプリント配線基板１４により
挟持された状態でリフローによりはんだボールを溶融さ
せる。この結果、図２に示すように、チップ部品１３と
プリント配線基板１４とがはんだ材１１により接続され
る。

【０００４】図３は他の従来のプリント配線基板とチッ
プ部品との接続方法を示す断面図である。この従来の接
続方法においては、先ず、ワイヤボンダ等を使用してチ
ップ部品２３の電極に金属バンプ２１を形成する。金属
バンプ２１には、例えば、Ａｕが使用される。このと
き、金属バンプ２１の高さが揃わないので、次に、Ｓｉ
板等で圧力を加えて押付けるレベリングにより金属バン
プ２１の高さを揃える。そして、プリント配線基板２４
の所定位置に導電性ペースト２２を塗布し、図３に示す
ように、金属バンプ２１と導電性ペースト２２とを接続
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来の接続方法では、プリント配線基板とチップ部品と
を接続する際に重要である配線基板とチップ部品電極と
の確実な電気的接続性又は配線基板とチップ部品電極と
の間隔の制御等が十分ではないという問題点がある。

【０００６】はんだボールを使用する方法においては、
電気的接続性は良好であるが、はんだボールが溶融する
ため、配線基板とチップ部品電極との間隔が不均一とな
りやすい。図４は共晶はんだ材の望ましい形状を示す断
面図である。一般的に、共晶はんだ材３１により配線基
板３４とチップ部品３３の電極とを接続する際には、図
４に示すように、共晶はんだ材３１の形状は、配線基板
３４とチップ部品３３の電極との中間部がくびれた鼓形
状であることが望ましいとされる。しかし、はんだ材３
１の形状を前記鼓形状にするためには、リフロー炉内で
の溶融中に一旦チップ部品３３を引き上げる工程が必要
となり、製造工程が増加してしまう。

【０００７】一方、金属バンプを使用する方法において
は、金属バンプの高さを揃える工程を有しているので、
配線基板とチップ部品電極との間隔を制御することは容
易であるが、導電性ペーストによる接続であるため、電
気的接続が不確実であると共に、接触抵抗の増大の虞が
ある。

【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、電気的接続性の信頼性を向上させることが
できると共に、チップ部品とプリント配線基板との間隔
の制御及び位置合わせを容易に行うことができるプリン
ト配線基板とチップ部品との接続方法を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係るプリント配
線基板とチップ部品との接続方法は、チップ部品の電極
及びこのチップ部品に接続されるプリント配線基板の電
極にはんだペーストを塗布する工程と、前記チップ部品
の電極及び前記プリント配線基板の電極に塗布された前
記はんだペーストに前記はんだペーストより融点が高い
金属からなる金属ボールを挟持させる工程と、前記はん
だペーストの融点以上前記金属ボールの融点未満の温度
に昇温し前記はんだペーストを溶融させる工程とを有す
ることを特徴とする。

【００１０】前記金属ボールは、Ｎｉボール、金めっき
が施されたＮｉボール及びＣｕボールからなる群から選
択された１種の金属ボールであってもよい。

【００１１】本発明においては、はんだペーストの融点
以上金属ボールの融点未満の温度に昇温することによ
り、金属ボールが溶融しない条件ではんだペーストを溶
融させており、更に、粒径が揃った金属ボールを作製す
ることは容易であるため、チップ部品とプリント配線基
板との間隔の制御を容易に行うことができる。また、は
んだペーストの溶融及び凝固によりチップ部品とプリン
ト配線基板とを接続しているので、電気的接続性の信頼
性が極めて高いと共に、接触抵抗が低い。そして、はん
だペーストの溶解によるセルフアライメント効果を得る
ことができるので、チップ部品とプリント配線基板との
位置合わせを容易に行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係るプリ
ント配線基板とチップ部品との接続方法について、添付
の図面を参照して具体的に説明する。図１（ａ）乃至
（ｄ）は本発明の実施例に係る接続方法を工程順に示す
断面図である。本実施例においては、先ず、図１（ａ）
に示すように、チップ部品３の電極及びプリント配線基
板４の電極にはんだペースト２をスクリーン印刷又はデ
ィスペンサにより塗布する。はんだペースト２には、例
えば、共晶組成を有するＳｎ−３８．１質量％Ｐｂ合金
を使用する。但し、はんだペースト２の組成は、共晶組
成に限定されるものではない。

【００１３】次に、図１（ｂ）に示すように、プリント
配線基板４に塗布されたはんだペースト２上に粒径が揃
った複数個の金属ボール１をボールプレイサにより載置
する。金属ボール１は、例えば、Ｎｉボールである。但
し、Ｎｉボールに限定されるものではなく、これに金め
っきされたボール又はＣｕボール等を使用することもで
きる。また、金属ボール１をチップ部品３に塗布された
はんだペースト２上に載置してもよい。

【００１４】次いで、図１（ｃ）に示すように、チップ
部品３の電極及びプリント配線基板４の電極に塗布され
たはんだペースト２に金属ボール１を挟持させ、これら
をリフロー炉に挿入してはんだペースト２を溶融させ
る。このとき、リフロー炉内の温度ははんだペースト２
の融点以上であって金属ボール１の融点未満である。こ
のため、金属ボール１は溶融しない。

【００１５】そして、図１（ｄ）に示すように、プリン
ト配線基板４等をリフロー炉から取り出し、はんだペー
スト２が凝固してチップ部品３とプリント配線基板４と
が接続されていることを確認した後、チップ部品３とプ
リント配線基板４との間に封止材５を充填する。

【００１６】本実施例においては、粒径が揃った金属ボ
ール１を作製することは容易であり、リフロー炉内で溶
融しない金属ボール１を使用しているので、従来のはん
だボールを使用する方法では制御することが困難であっ
たチップ部品３とプリント配線基板４との間隔を一定に
することができる。

【００１７】また、はんだペースト２の溶融及び凝固に
よりチップ部品３とプリント配線基板４とを接続してい
るので、従来の金属バンプ及び導電ペーストを使用する
方法と比して電気的接続性の信頼性が極めて高いと共
に、接触抵抗が低い。更に、はんだペースト２の溶解に
よるセルフアライメント効果を得ることができるので、
チップ部品３とプリント配線基板４との位置合わせが極
めて容易である。

【００１８】また、本実施例には、従来のはんだボール
を使用する方法に必要であったチップ部品の引き上げ工
程が不要である。また、粒径が揃った金属ボール１を使
用しているので、従来の金属バンプを使用する方法に必
要であったバンプの高さ調整が不要である。従って、従
来の接続方法と比して工程数の削減が可能である。

【００１９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
金属ボールが溶融しない条件ではんだペーストを溶融
させており、更に、粒径が揃った金属ボールを作製する
ことは容易であるため、チップ部品とプリント配線基板
との間隔の制御を容易に行うことができる。また、はん
だペーストの溶融及び凝固によりチップ部品とプリント
配線基板とを接続しているので、電気的接続性の信頼性
が極めて高いと共に、接触抵抗が低い。そして、はんだ
ペーストの溶解によるセルフアライメント効果を得るこ
とができるので、チップ部品とプリント配線基板との位
置合わせを容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る接続方法を工程順に示す
断面図である。

【図２】従来のプリント配線基板とチップ部品との接続
方法を示す断面図である。

【図３】従来のプリント配線基板とチップ部品との接続
方法を示す断面図である。

【図４】共晶はんだ材の望ましい形状を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１；金属ボール ２；はんだペースト ３、１３、２３、３３；チップ部品 ４、１４，２４，３４；プリント配線基板 ５；封止材 １１、３１；はんだ材 ２１；金属バンプ ２２；導電ペースト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チップ部品の電極及びこのチップ部品に
   接続されるプリント配線基板の電極にはんだペーストを
   塗布する工程と、前記チップ部品の電極及び前記プリン
   ト配線基板の電極に塗布された前記はんだペーストに前
   記はんだペーストより融点が高い金属からなる金属ボー
   ルを挟持させる工程と、前記はんだペーストの融点以上
   前記金属ボールの融点未満の温度に昇温し前記はんだペ
   ーストを溶融させる工程とを有することを特徴とするプ
   リント配線基板とチップ部品との接続方法。
2. 【請求項２】 前記金属ボールは、Ｎｉボール、金めっ
   きが施されたＮｉボール及びＣｕボールからなる群から
   選択された１種の金属ボールであることを特徴とする請
   求項１に記載のプリント配線基板とチップ部品との接続
   方法。