JPH11354565A - 半田バンプの形成方法及びその装置 - Google Patents

半田バンプの形成方法及びその装置

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JPH11354565A
JPH11354565A JP11086530A JP8653099A JPH11354565A JP H11354565 A JPH11354565 A JP H11354565A JP 11086530 A JP11086530 A JP 11086530A JP 8653099 A JP8653099 A JP 8653099A JP H11354565 A JPH11354565 A JP H11354565A
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hole
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housing
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半田バンプのサイズを均一化・微細化を可能
にする。 【解決手段】 支持シート１１にテンプレート２０を支
持しておき、駆動ローラー１２，１３によってテンプレ
ート２０を左右に移動できるようにしておく。テンプレ
ート２０には貫通孔があり、半田充填ポート３０にて溶
融半田を貫通孔内に充填し、掻き取りドクター４７にて
過剰な半田を掻き取る。テンプレート２０を半田転写ポ
ートに移動させ、上から加圧用ハウジング５４を被せて
ヒータにてテンプレート２０を加熱する。すると、凝固
した半田が再溶融するとともに、加圧用ハウジング５４
内の空気が膨張してハウジング５４内外の圧力差によっ
て貫通孔内から下方の半導体パッケージ７０のパッドに
溶融半田が押し出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は基板や半導体チップ
に半田バンプを形成するための半田バンプ形成方法及び
その装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、例えば半導体パッケージに形成し
た多数の金属製のパッドに半田を微小なボール状に付着
させた半田バンプを形成し、これを利用して半導体パッ
ケージの固定と電気的接続とを行わせる実装技術が大い
に利用されつつある。
【０００３】上述の半田バンプを形成する方法として、
例えば特開平１０−６４９４７号公報に示されたものが
公知である。これは、図１６に示すように多数の貫通孔
１を有する金属プレート２を水平台３上に載置し、これ
にスキージ４を利用してクリーム半田５を塗布すること
で貫通孔１内にクリーム半田を充填し、その金属プレー
ト２上に半田バンプを形成する基板６を宛って加熱盤７
にて加熱することで、溶融半田８を基板６側に転写する
のである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記方法で
は、溶融半田８の基板６への移行は、基板６の金属部分
への溶融半田８の表面張力に起因する付着力を利用して
行われるに過ぎず、溶融半田８を積極的に押し出すもの
ではないから、溶融半田８の移行に確実性が少なく、ひ
いては溶融半田８の転写量が一定せず、これがために半
田バンプのサイズが均一化できないという欠点があっ
た。
【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、半田バンプのサイズを均一化できて微
細ピッチのパッドにも半田バンプを形成でき、しかも、
生産性に優れた半田バンプ形成方法及び半田バンプ形成
装置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】請求項１の発明に係る半
田バンプの形成方法は、基材表面に形成したパッドに半
田バンプを形成するための方法であって、前記基材のパ
ッドに対応する位置に貫通孔を形成したテンプレートに
半田を供給して前記貫通孔内に半田を充填する半田充填
工程と、そのテンプレートの上下両面をドクターにて擦
って過剰な半田を掻き取る過剰半田除去工程と、前記パ
ッドと前記貫通孔との位置を合わせて前記テンプレート
を前記基材に対向させると共に前記テンプレートの前記
基材とは反対側の面を加圧用ハウジングにて覆って内部
を加圧状態とすることによりそのハウジング内外の圧力
差によって溶融半田を前記テンプレートから前記基材の
パッド側に押し出させる半田転写工程とを順に実行する
ところに特徴を有する。
【０００７】また、請求項２の発明は、半田充填工程に
てテンプレートの貫通孔に供給される半田を溶融半田と
するもので、テンプレートの上面に減圧用ハウジングを
宛って減圧室を形成し、その減圧室内を減圧することに
より溶融半田を貫通孔内に吸い上げるところに特徴を有
する。
【０００８】請求項３の発明は、基材表面に形成したパ
ッドに半田バンプを付着させるための半田バンプ形成装
置であって、水平状態に配置される支持シートと、この
支持シートに形成された開口部を塞ぐように設けられ基
材のパッドに対応する位置に貫通孔を形成したテンプレ
ートと、テンプレートの貫通孔内に半田を充填する半田
充填手段と、貫通孔に半田を充填した前記テンプレート
の上下両面を擦ることで前記貫通孔からはみ出た過剰の
半田を掻き取る掻き取りドクターと、半田が充填された
前記テンプレートに基材をそのパッドが貫通孔と一致し
た状態に対向させる基材支持手段と、その基材支持手段
によって基材が支持された状態で半田を加熱する加熱手
段と、基材に対向されたテンプレートのうち、その基材
とは反対側の面を覆う加圧用ハウジングとを備え、加圧
用ハウジング内の圧力を上昇させて溶融半田を前記テン
プレートから基材のパッド側に押し出させるところに特
徴を有する。
【０００９】請求項４に係る発明は、請求項３の半田バ
ンプ形成装置において、支持シートの端部を巻取ローラ
ーに巻回し、その巻き取りローラーによって支持シート
を巻き取ることによりテンプレートを、半田充填手段が
設けられた半田充填ポートから基材支持手段が設けられ
た半田転写ポートに移動させるところに特徴を有する。
【００１０】そして、請求項５の発明は、請求項３又は
４の半田バンプ形成装置にあって、半田充填手段は、テ
ンプレートの下方に位置して設けられて溶融半田を貯留
する半田槽と、溶融半田の液面を盛り上がり状態にする
半田噴流装置と、テンプレートの上方に位置してテンプ
レートの上面を気密に覆うことが可能に設けられた減圧
用ハウジングと、テンプレートに宛われた減圧用ハウジ
ング内を減圧する減圧手段とを備えたところに特徴を有
する。また、請求項６の発明に係る半田バンプ形成装置
は、請求項３ないし請求項５のいずれかのものにおい
て、加圧用ハウジング内に不活性ガスを供給するように
したところに特徴を有する。
【００１１】
【発明の作用及び効果】請求項１及び請求項３の発明に
よれば、テンプレートの貫通孔に半田を充填した後に、
テンプレートの上下両面をドクターにて擦るから、表面
の過剰な半田が掻き取られて貫通孔内には常に過不足な
い量のクリーム半田が充填される。また、半田転写工程
で溶融した半田は、加圧用ハウジング内外の圧力差によ
って貫通孔から基材側に確実に押し出されるから、基材
のパッド上に転写される溶融半田の量が一定になり、結
局、半田ボールのサイズを均一化することができる。
【００１２】請求項２の発明によれば、溶融半田をテン
プレートの貫通孔内に充填するから、例えばクリーム半
田等の半田以外の材料を含んだものを充填する場合に比
べて半田量を均一化させることができ、ひいては半田ボ
ールのサイズを一層均一化することができる。請求項４
の発明によれば、巻き取りローラを回転させて支持シー
トを巻き取れば、テンプレートを半田充填位置から半田
転写位置に移動させることができ、構造が簡単になる。
請求項５の発明では、減圧室内外の圧力差によってテン
プレートの貫通孔に溶融半田が吸い上げられ、溶融半田
の充填が確実に行われる。請求項６の発明では、貫通孔
内の半田の溶融が、不活性雰囲気中で行われるから、半
田の酸化が防止され、高品質の半田ボールを形成するこ
とができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】＜第１実施形態＞以下、本発明を
ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）の製造方法に適用した
第１実施形態について図１ないし図９を参照して説明す
る。図１及び図２は本実施形態に係る半田バンプ形成装
置の概要を示す。同図において、１１は例えばステンレ
ス製の支持シートであり、細かな網状をなす帯状のメッ
シュシートを無端環状に連結して形成され、駆動ローラ
１２，１３間に渡してほぼ水平状態に保持されている。
支持シート１１には、例えば４カ所の所定の位置に図３
に示すように矩形の開口部１１Ａが形成され、各開口部
１１Ａを塞ぐようにして４枚のテンプレート２０がそれ
ぞれ接着により固定されている。
【００１４】これらのテンプレート２０は例えばアルミ
ナ等のセラミックス製であり、半導体パッケージ７０の
一面に密集して形成された導電性金属のパッド７０Ａ群
に対応して多数の貫通孔２０Ａを有する。なお、この半
導体パッケージ７０は半田バンプを形成する基材に相当
するものであり、図４及び図５に拡大して示すように、
銅メッキにより形成した各パッド７０Ａ間には、各パッ
ド７０Ａの外周部に重なるようにしてソルダレジスト層
７０Ｂが形成されている。
【００１５】前記各駆動ローラ１２，１３は、それぞれ
ローラー駆動装置１４によって正逆回転駆動可能として
あり、支持シート１１を左右に往復駆動することで、テ
ンプレート２０を左右に移動させることができる。
【００１６】さて、両駆動ローラ１２，１３間には、右
側に位置して半田充填ポート３０が設けられ、その左側
に位置して半田転写ポート５０が設けられている。ま
ず、図６及び図７も参照して半田充填ポート３０の構造
について説明する。ここには断熱壁３１Ａにより構成し
た半田槽３１が設けられ、図示しない電気ヒータを加熱
源として半田を溶融し、半田槽３１の内部に溶融半田を
貯留できるようになっている。半田槽３１の上方には支
持フレーム３２に支持したモータ３３が固定され、その
シャフト３４にジョイント３５を介して連結した駆動軸
３６が軸受３７によって回転可能に支持され、その駆動
軸３６の下端に加圧翼３８が設けられている。加圧翼３
８の周りには渦巻きケーシング３９が設けられ、そのケ
ーシング３９の出口３９Ａが上向きに開口した噴流筒３
９Ｂの下部に連結されている。モータ３３及び加圧翼３
８の関連構成は半田噴流装置４０を構成するもので、モ
ータ３３を回転させることにより、半田槽３１内の溶融
半田を加圧翼３８によって噴流筒３９Ｂ内に送り出し、
その噴流筒３９Ｂ内で溶融半田を噴流筒３９Ｂの外の液
面よりも盛り上がり状態にすることができる。
【００１７】噴流筒３９Ｂの上方には、支持シート１１
に固定したテンプレート２０が噴流筒３９Ｂの開口上面
を塞ぐように位置する。そのテンプレート２０の上方に
は、下面を開放した筒型の減圧用ハウジング４１が図示
しない駆動機構によって上下動可能に設けられており、
それが下降したときにテンプレート２０の上面に密着し
て減圧用ハウジング４１内に減圧室４２を形成可能であ
る。なお、上記減圧用ハウジング４１はテンプレート２
０の貫通孔２０Ａの形成領域を外側から覆う大きさを有
する。そして、減圧用ハウジング４１内にはピストン４
３が上下動可能に設けられ、そのピストン４３を支持フ
レーム３２に固定したソレノイド４４にて上下駆動でき
るようにしてある。これらの構成は、減圧手段４５を構
成するものであり、減圧用ハウジング４１をテンプレー
ト２０の上面に宛った状態でピストン４３を上昇させる
ことにより、減圧室４２内を減圧して噴流筒３９Ｂ内の
溶融半田をテンプレート２０の貫通孔２０Ａ内に吸い上
げることができる。すなわち、これらの構成はテンプレ
ート２０の貫通孔２０Ａ内に半田（溶融半田）を充填す
るための半田充填手段４６に相当する。
【００１８】そして、上記半田充填手段４６よりも半田
転写ポート５０側には、図７に示すように、半田槽３１
の上方に位置して一対の掻き取りドクター４７が支持シ
ート１１を上下から挟むように設けられている。この掻
き取りドクター４７の先端はテンプレート２０の上下両
面に接するように設けられ、後側（半田転写ポート５０
側）ほどテンプレート２０から離れる方向に傾斜してお
り、貫通孔２０Ａに半田を充填したテンプレート２０の
上下両面を擦ることで貫通孔２０Ａからはみ出た過剰の
半田を掻き取って半田槽３１内に落とす機能を有する。
【００１９】次に、半田転写ポート５０について説明す
る。ここには図１に示すように、支持シート１１の下方
に位置して支持プレート５１が水平に載置され、これが
昇降シリンダ５２によって上下駆動可能となっている。
この支持プレート５１上には、前記支持シート１１とは
直交する方向に移動しながら半導体パッケージ７０が１
個ずつ順に供給されると共に、供給された半導体パッケ
ージ７０は前記支持プレート５１を水平面上のＸＹ直交
二軸に沿って自在に駆動できるようにした図示しない位
置決め装置によって所定位置に位置決めされる。その位
置決め状態では、半導体パッケージ７０の各パッド７０
Ａがテンプレート２０の各貫通孔２０Ａに対向するよう
になり、これらの機構が基材支持手段５３を構成する。
【００２０】一方、支持シート１１の上方に位置して加
圧用ハウジング５４が昇降シリンダ５５によって上下動
可能に支持されている。この加圧用ハウジング５４は下
面が開放した箱形をなし、昇降シリンダ５５によって下
降されると前記テンプレート２０の上面に宛われてその
貫通孔２０Ａの形成領域の外周に接し、これを上から覆
うようになっている。なお、加圧用ハウジング５４の開
口下縁部には、テンプレート２０の上面との接触時の気
密性を高めるためのパッキン５６が全周に設けられてい
る。また、加圧用ハウジング５４の上面には図８に示す
ように連結チューブ５７及び電磁弁５８を介して不活性
ガスである窒素ガスのボンベ５９に連結されており、加
圧用ハウジング５４内が窒素ガスで充満されるようにな
っている。
【００２１】そして、上記加圧用ハウジング５４内に
は、図８に詳細に示すように、２本の給電管６０を介し
て加熱手段に相当するパネルヒータ６１が吊り下げ状態
で保持されている。このパネルヒータ６１は、加圧用ハ
ウジング５４が下降したときにテンプレート２０に近接
して対向し、その貫通孔２０Ａ内に充填された半田を加
熱して、再溶融させる機能を有する。
【００２２】次に、本実施形態に係る半田バンプ形成装
置の動作について説明する。当初、４枚のテンプレート
２０のうち左端のものは半田充填ポートに位置してお
り、ここで各貫通孔２０Ａ内に溶融半田が充填される。
そのためには、まず図６及び図７に示すようにテンプレ
ート２０が半田槽３１の噴流筒３９Ｂの上面を覆うよう
に位置され、ここに減圧用ハウジング４１が下降してそ
の上面に宛われる。この状態では、噴流筒３９Ｂ内で溶
融半田が盛り上がり状になっており、テンプレート２０
の下面を洗うように流れる。そして、減圧用ハウジング
４１内のピストン４３がソレノイド４４によって引き上
げられて減圧室４２内が減圧され、これに伴って溶融半
田がテンプレート２０の貫通孔２０Ａ内に吸い上げられ
る（半田充填工程）。
【００２３】この後、減圧用ハウジング４１が上昇さ
れ、ローラー駆動装置１４が駆動されて支持シート１１
が図中左側に移動される。これにより、テンプレート２
０の上下両面に掻き取りドクター４７が接触して相対的
に移動することになる。このため、掻き取りドクター４
７が、テンプレート２０の上下両面を擦るようになり、
貫通孔２０Ａから上下にはみ出た過剰の溶融半田が掻き
取られて半田槽３１内に落とされる（過剰半田除去工
程）。
【００２４】次いで、テンプレート２０が半田転写ポー
ト５０に至ると、支持プレート５１の上方で停止する。
すると、支持プレート５１が昇降シリンダ５２によって
上昇されると共に、位置決め装置によって水平面上のＸ
Ｙ直交二軸に沿って位置決めされ、半導体パッケージ７
０の各パッド７０Ａがテンプレート２０の各貫通孔２０
Ａに対向する状態でテンプレート２０の下面に宛われ
る。そして、加圧用ハウジング５４が下降してパッキン
５６がテンプレート２０に密着する。これと同時に、パ
ネルヒータ６１に通電されてこれが発熱すると共に、加
圧用ハウジング５４内に窒素ガスが供給される。
【００２５】テンプレート２０の貫通孔２０Ａ内に充填
された半田は、半田転写ポート５０に至るときには自然
冷却されて凝固しているが、テンプレート２０の上面が
加圧用ハウジング５４で覆われた状態で加熱されること
により直ちに溶融し、流動性を持つ。これと共に、加圧
用ハウジング５４に窒素ガスが供給され、かつパネルヒ
ータ６１からの熱を受けて昇温するため、加圧用ハウジ
ング５４内の圧力が上昇し、ハウジング５４内外の圧力
差により、貫通孔２０Ａ内で溶融した半田が下方（半導
体パッケージ７０側）に押し出される。ここで、テンプ
レート２０が半田転写ポート５０に到着してから所定の
時間が経過したところで、昇降シリンダ５２が作動して
支持プレート５１が下降されるため、溶融半田は半導体
パッケージ７０のパッド７０Ａ上に移行する（半田転写
工程：図８参照）。パッド７０Ａ上に移行した溶融半田
は、ソルダレジスト層７０Ｂとの濡れ性がないから、表
面張力によって球状に丸まって半田ボール８０として固
まる（図９参照）。
【００２６】なお、上述のように半田転写ポート５０に
おいて半田の転写が行われると同時に、半田充填ポート
３０では別のテンプレート２０に溶融半田の充填が行わ
れており、そのテンプレート２０は支持シート１１が左
側に駆動されるに従って半田転写ポート５０に移動され
る。全てのテンプレート２０が半田転写ポート５０に移
動されて半田の転写が終了すると、駆動ローラー１２，
１３が逆転され、左端のテンプレート２０が半田充填ポ
ート３０に戻されて当初の状態に戻り、その後、上述し
た工程を繰り返して連続的に各半導体パッケージ７０に
半田ボール８０が形成される。
【００２７】以上述べた本実施形態によれば、加圧用ハ
ウジング５４の内外の圧力差を利用して溶融半田をテン
プレート２０の貫通孔２０Ａから押し出すから、貫通孔
２０Ａの内部に半田を残すことなく半導体パッケージ７
０側に移行させることができる。この場合、半導体パッ
ケージ７０に形成される半田ボール８０の大きさはテン
プレート２０側から供給された溶融半田の量に依存する
が、テンプレート２０の貫通孔２０Ａにはぴったりとこ
れを満たす量の半田が常に供給されているから、その半
田ボール８０の直径は常に一定にすることができる。し
かも、貫通孔２０Ａ内に供給されるのは、フラックス等
の他の成分を含まない溶融半田であるから、その成分比
の影響を受けない一定量が貫通孔２０Ａ内に充填される
ことになり、半田ボール８０の定形性を一層高めること
ができる。なお、半導体パッケージ７０のパッド７０Ａ
への転写時に半田フラックスが必要である場合には、予
めパッド７０Ａに塗布、印刷等によって付着させておく
ことができる。
【００２８】また、特に本実施形態では、加圧用ハウジ
ング５４内に不活性ガス（窒素ガス）を供給するように
しているから、テンプレート２０の貫通孔２０Ａ内の半
田が再溶融する際に酸化されることを防止することがで
き、高品質の半田ボール８０を形成することができる。
【００２９】＜第２実施形態＞次に、本発明の第２実施
形態について、図１０ないし図１５を参照して説明す
る。図１０は本実施形態に係る半田バンプ形成装置の概
要を示す。同図において、１１１は例えばステンレス紗
製の支持シートであり、両端が巻き取りローラー１１
２，１１３に巻き付けられてほぼ水平状態に保持されて
いる。支持シート１１１には、前記第１実施形態と同様
に矩形の開口部（図示せず）が形成され、この開口部を
塞ぐようにしてテンプレート１２０が溶接又は接着によ
り固定されている。
【００３０】このテンプレート１２０はステンレス鋼板
製であり、前記第１実施形態と同様な半導体パッケージ
７０（図３及び図４参照）の一面に密集して形成された
導電性金属のパッド７０Ａ群に対応して多数の貫通孔１
２０Ａを有する（図１１参照）。なお、この半導体パッ
ケージ７０は半田バンプを形成する基材に相当する。
【００３１】前記各巻き取りローラー１１２，１１３は
ローラー駆動装置１１４，１１５によって正逆回転可能
であり、一方の巻き取りローラー１１２が支持シート１
１１を巻き取るように駆動されると支持シート１１１は
図１０において左方向に移動し、その後、他方の巻き取
りローラー１１２が支持シート１１１を巻き取るように
駆動されると、支持シート１１１は右方向に移動するよ
うになっており、そのような支持シート１１１の左右移
動に伴いこれに固定したテンプレート１２０も左右に移
動する。両巻き取りローラー１１２，１１３の間には、
半田充填ポートと半田転写ポートとが左右に並んで設け
られている。
【００３２】半田充填ポートには、テンプレート１２０
の上面側に位置して半田充填手段に相当するスキージー
１１９が設けられ、これがテンプレート１２０の上面に
接触可能となっている。テンプレート１２０が半田充填
ポートにあるとき、そのテンプレート１２０上に図示し
ない半田供給装置からクリーム半田１２２が供給される
ようになっており、クリーム半田１２２が供給された後
にスキージー１１９が下降してテンプレート１２０に接
触すると共に、支持シート１１１が左側に巻き取り駆動
され、もってテンプレート１２０が左側に移動する。こ
れにて、図１１に示すように、テンプレート１２０に形
成された貫通孔１２０Ａにクリーム半田１２２が上から
下に向かって押し込まれるようになる（半田充填工
程）。
【００３３】また、スキージ１１９の左側に位置して、
一対の金属製の掻き取りドクター１２１がテンプレート
１２０の上下両側に位置しており、その先端がテンプレ
ート１２０の上下両面に接触可能となっている。スキー
ジ１１９によってテンプレート１２０の貫通孔１２０Ａ
にクリーム半田１２２が充填された後に、掻き取りドク
ター１２１が左向きに移動しつつあるテンプレート１２
０を上下から挟み付けるように移動する。これにより、
図１２に示すように、テンプレート１２０の上下両面に
貫通孔１２０Ａからはみ出るように付着しているクリー
ム半田１２２が掻き取られる。
【００３４】一方、図１３に示すように、半田転写ポー
トには半球を伏せた形態の加圧用ハウジング１２３が設
けられている。この加圧用ハウジング１２３の外周縁に
は環状をなす柔軟なゴムシール１２４が嵌着されるとと
もに、内部に給電管１２５を介して加熱手段に相当する
パネルヒータ１２６が吊り下げ状態で保持されている。
この加圧用ハウジング１２３は図示しない昇降機構によ
って上下される支持ポスト１２７の下端に固定され、支
持ポスト１２７が下降するとテンプレート１２０の貫通
孔１２０Ａ形成領域を覆う形態でテンプレート１２０に
密着し、支持ポスト１２７が上昇すると支持シート１１
１から離れる。
【００３５】上記半田転写ポートには支持シート１１１
の下方に上下動可能に構成した一対の昇降ローラー１２
８が左右に並んで設けられ、これにて支持シート１１１
を水平に支えている。支持シート１１１の下方には、基
材支持手段に相当するワークテーブル１２９が配置さ
れ、ここにワークである前記半導体パッケージ７０が図
示しない供給装置によって所定の位置に供給される。こ
の半導体パッケージ７０が供給された状態において、ロ
ーラ駆動装置１１４，１１５を制御することによりテン
プレート１２０が所定の半田転写ポートに停止するよう
に制御され、テンプレート１２０の各貫通孔１２０Ａが
半導体パッケージ７０の各パッド７０Ａに一致すること
になる。
【００３６】次に、本第２実施形態に係る半田バンプ形
成装置の動作について説明する。当初、テンプレート１
２０は図１に示すように半田充填ポートにある。ここ
で、テンプレート１２０上にクリーム半田１２２が図示
しない供給装置から供給され、テンプレート１２０の左
端にスキージ１１９が下降してテンプレート１２０を軽
く押さえ付ける。その状態で、ローラー駆動装置１１４
によって巻き取りローラー１１２が駆動され、支持シー
ト１１１が図１０中左向きに駆動される。
【００３７】すると、図１１に模式的に示すようにクリ
ーム半田１２２がテンプレート１２０の各貫通孔１２０
Ａ内に上面側から下面側に貫通するように押し込まれ、
全ての貫通孔１２０Ａにクリーム半田１２２が充填され
ることになる。なお、このときクリーム半田１２２は貫
通孔１２０Ａから下側に押し出されてはみ出た状態にな
る。
【００３８】そこで、これと同時にスキージ１１９の左
側でテンプレート１２０の上下に位置している一対の掻
き取りドクター１２１がテンプレート１２０を上下から
挟み付けるようになる。このため、テンプレート１２０
の上下両面でクリーム半田１２２がはみ出ていても、図
１２に示すように、これらは掻き取りドクター１２１に
よって掻き取られ、各貫通孔１２０Ａ内に常に一定量が
充填された状態となる。
【００３９】次に、テンプレート１２０が順次左に移動
して半田転写ポートに達すると、図示しない位置検出手
段によってそれが検出されてローラー駆動装置１１４が
停止する。また、これと同時にテンプレート１２０の上
から加圧用ハウジング１２３が下降し、図１３に示すよ
うに、そのゴムシール１２４がテンプレート１２０の外
周に密着し、加圧用ハウジング１２３内のパネルヒータ
１２６に通電される。このため、パネルヒータ１２６か
らの熱を受けてテンプレート１２０が加熱され、貫通孔
１２０Ａ内のクリーム半田１２２が溶融すると共に、加
圧用ハウジング１２３内の空気が膨張して溶融したクリ
ーム半田１２２をハウジング１２３の内外圧力差によっ
て貫通孔１２０Ａから下方に押し出すようになる。半田
転写ポートではワークテーブル１２９上に半導体パッケ
ージ７０が予め供給されており、しかも、その上面に形
成したパッド７０Ａがテンプレート１２０の各貫通孔１
２０Ａと位置合わせされているから、貫通孔１２０Ａか
ら押し出された溶融半田は半導体パッケージ７０の各パ
ッド７０Ａ上に付着する。
【００４０】そして、パネルヒータ１２６の加熱開始か
ら所定の時間が経過すると、昇降ローラー１２８が僅か
に上昇することになる。すると、図１５に示すようにテ
ンプレート１２０が半導体パッケージ７０から離れるよ
うになり、その結果、溶融半田が確実にパッド７０Ａ上
に移行することになる。パッド７０Ａ上に移行した溶融
半田は、ソルダレジスト層７０Ｂとの濡れ性がないか
ら、表面張力によって球状に丸まって半田ボール８０と
して固まる（図９参照）。このとき、半田ボール８０の
大きさはテンプレート１２０側から供給された溶融半田
の量に依存するが、テンプレート１２０の貫通孔１２０
Ａにはぴったりとこれを満たす量が常に供給されている
から、その半田ボール８０の直径は常に一定にすること
ができる。
【００４１】溶融半田を半導体パッケージ７０側に移行
させた後は、ローラー駆動装置１１５が駆動されて支持
シート１１１は図１中右側に走行され、テンプレート１
２０が半田充填ポートに至ったところで停止し、再び、
クリーム半田１２２がテンプレート１２０上に供給され
る。この際、テンプレート１２０から半導体パッケージ
７０側に溶融半田を供給した後に、仮にクリーム半田１
２２のフラックス等の残渣が貫通孔１２０Ａ内に残って
いたとしても、これは貫通孔１２０Ａ内に上方から押し
込まれるクリーム半田１２２によって押し出され、最終
的に掻き取りドクター１２１によって除去される。従っ
て、工程の繰り返しによって貫通孔１２０Ａ内にフラッ
クス等の残渣が残ったとしても、特別な洗浄工程を付加
しなくともこれをいわば自浄して常に純度の高いクリー
ム半田１２２を貫通孔１２０Ａ内に充填することができ
る。このことは、半導体パッケージ７０への溶融半田の
供給量の一定化、すなわち半田ボール８０のサイズの均
一化を可能にできることを意味する。
【００４２】＜その他の実施形態＞本発明は上記実施形
態に限定されるものではなく、例えば次のように変形し
て実施することができ、これらの実施形態も本発明の技
術的範囲に属する。
【００４３】（１）上記各実施形態では、加熱手段とし
て加圧用ハウジング５４，１２３内に配置したパネルヒ
ータ６１，１２６を使用したが、これに限らず、例えば
テンプレートの近くに配置したコイルに高周波交流を流
して電磁誘導方式によって半田を加熱するようにしても
よく、また、高温度の不活性ガスを吹き付けて半田を溶
融させるようにしてもよい。また、加圧用ハウジングの
内外に圧力差を発生させるためには、内部を加熱して内
部ガスを膨張させるに限らず、圧力ガスを加圧用ハウジ
ング内に供給することで圧力差を発生させる構成として
もよい。
【００４４】（２）テンプレートの材質としては、アル
ミナ等のセラミックス製（第１実施形態）やステンレス
製（第２実施形態）とするに限らず、ガラス製としても
よい。
【００４５】（３）前記第２実施形態では、テンプレー
ト１２０を支持シート１１１に固定して空中に保持する
ようにしたが、これに限らず、例えばテンプレートの前
後両端部をレール上に載置して保持してもよい。また、
支持シートはステンレス紗に限らず、ステンレス鋼等の
金属シートやプラスチックシート等であってもよい。
【００４６】（４）また、必ずしもテンプレートを空中
に保持した状態として半田を貫通孔に充填しなくとも、
テンプレートを支持台上に載置してクリーム半田や溶融
半田を供給して貫通孔に押し込む構成としてもよい。こ
の場合には、テンプレートと支持台との間に半田が押し
出されてテンプレートの下面に過剰の半田が付着するこ
とがあるが、これは掻き取りドクターにより除去すれ
ば、貫通孔内の半田の充填量を常に一定化することがで
きる。
【００４７】（５）加圧用ハウジングは必ずしもテンプ
レートに接触させるに限らず、支持シートが通気性のな
いものである場合には、その支持シートに接するように
構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係る半田バンプ形成
装置の概略的側面図
【図２】 同じく概略的平面図
【図３】 支持シート及びテンプレートの斜視図
【図４】 半導体パッケージの斜視図
【図５】 半導体パッケージの部分拡大断面図
【図６】 図１中Ａ−Ａ線で切断した半田充填ポートの
拡大断面図
【図７】 半田充填ポートの拡大縦断正面図
【図８】 半田転写ポートの拡大縦断正面図
【図９】 半田ボールが形成された様子を示す半導体パ
ッケージの拡大断面図
【図１０】 本発明の第２実施形態の半田バンプ形成装
置の概略的側面図
【図１１】 半田充填工程にあるテンプレートの拡大断
面図
【図１２】 過剰半田除去工程にあるテンプレートの拡
大断面図
【図１３】 半田転写ポートの断面図
【図１４】 昇降ローラが下降位置にある状態の半田転
写ポートの拡大断面図
【図１５】 昇降ローラが上昇位置にある状態の半田転
写ポートの拡大断面図
【図１６】 従来例を示す断面図
【符号の説明】
１１，１１１…支持シート １２，１３，１１２，１１３…ローラ ２０，１２０…テンプレート ２０Ａ，１２０Ａ…貫通孔 ３０…半田充填ポート ３１…半田槽 ３９Ｂ…噴流筒 ４０…半田噴流装置 ４１…減圧用ハウジング ４２…減圧室 ４３…ピストン ４５…減圧手段 ４６…半田充填手段 ４７，１２１…掻き取りドクター ５０…半田転写ポート ５３…基材支持手段 ５４，１２３…加圧用ハウジング ６１，１２６…パネルヒータ（加熱手段） ７０…半導体パッケージ ７０Ａ…パッド ８０…半田ボール １１９…スキージー（半田充填手段） １２９…ワークテーブル（基材支持手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｋ 3/34 ５０５ Ｈ０１Ｌ 23/12 Ｌ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基材表面に形成したパッドに半田バンプ
    を形成するための方法であって、前記基材のパッドに対
    応する位置に貫通孔を形成したテンプレートに半田を供
    給して前記貫通孔内に半田を充填する半田充填工程と、
    そのテンプレートの上下両面をドクターにて擦って過剰
    な半田を掻き取る過剰半田除去工程と、前記パッドと前
    記貫通孔との位置を合わせて前記テンプレートを前記基
    材に対向させると共に前記テンプレートの前記基材とは
    反対側の面を加圧用ハウジングにて覆って内部を加圧状
    態とすることによりそのハウジング内外の圧力差によっ
    て溶融半田を前記テンプレートから前記基材のパッド側
    に押し出させる半田転写工程とを順に実行する半田バン
    プの形成方法。
  2. 【請求項２】 半田充填工程にてテンプレートの貫通孔
    に供給される半田が溶融半田であり、前記テンプレート
    の上面に減圧用ハウジングを宛って減圧室を形成し、そ
    の減圧室内を減圧することにより前記溶融半田を前記貫
    通孔内に吸い上げることを特徴とする半田バンプの形成
    方法。
  3. 【請求項３】 基材表面に形成したパッドに半田バンプ
    を付着させるための半田バンプ形成装置であって、 水平状態に配置される支持シートと、 この支持シートに形成された開口部を塞ぐように設けら
    れ前記基材のパッドに対応する位置に貫通孔を形成した
    テンプレートと、 前記テンプレートの貫通孔内に半田を充填する半田充填
    手段と、 前記貫通孔に半田を充填した前記テンプレートの上下両
    面を擦ることで前記貫通孔からはみ出た過剰の半田を掻
    き取る掻き取りドクターと、 半田が充填された前記テンプレートに前記基材をそのパ
    ッドが前記貫通孔と一致した状態に対向させる基材支持
    手段と、 その基材支持手段によって前記基材が支持された状態で
    前記半田を加熱する加熱手段と、 前記基材に対向された前記テンプレートのうち、その基
    材とは反対側の面を覆う加圧用ハウジングとを備え、 前記加圧用ハウジング内の圧力を上昇させて溶融半田を
    前記テンプレートから前記基材のパッド側に押し出させ
    ることを特徴とする半田バンプの形成装置。
  4. 【請求項４】 前記支持シートがローラーに巻回され、
    そのローラーを回転させて前記支持シートを駆動するこ
    とにより、前記テンプレートを前記半田充填手段が設け
    られた半田充填ポートから前記基材支持手段が設けられ
    た半田転写ポートに移動させることを特徴とする請求項
    ３記載の半田バンプの形成装置。
  5. 【請求項５】 前記半田充填手段は、前記テンプレート
    の下方に位置して設けられて溶融半田を貯留する半田槽
    と、溶融半田の液面を盛り上がり状態にする半田噴流装
    置と、前記テンプレートの上方に位置して前記テンプレ
    ートの上面を気密に覆うことが可能に設けられた減圧用
    ハウジングと、前記テンプレートに宛われた減圧用ハウ
    ジング内を減圧する減圧手段とを備えてなることを特徴
    とする請求項３又は４記載の半田バンプ形成装置。
  6. 【請求項６】 前記加圧用ハウジング内には不活性ガス
    が供給されることを特徴とする請求項３ないし請求項５
    のいずれかに記載の半田バンプ形成装置。
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