JPH02150031A - はんだバンプの形成方法 - Google Patents

はんだバンプの形成方法

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JPH02150031A
JPH02150031A JP63305260A JP30526088A JPH02150031A JP H02150031 A JPH02150031 A JP H02150031A JP 63305260 A JP63305260 A JP 63305260A JP 30526088 A JP30526088 A JP 30526088A JP H02150031 A JPH02150031 A JP H02150031A
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    • H10W72/012Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔1既  要] はんだバンプの形成方法、特にLSI等の半導体チップ
を配線基板上に直接はんだ付けするためのはんだバンプ
の形成方法に関し、 微小で且つ多数のはんだバンプを低工数、短時間で容易
に形成でき、且つ確実性の高いはんだバンプの形成方法
の提供を目的とし、 基板上に、第1のマスク印刷により第1のはんだペース
ト・パターンを形成する工程、該第1のはんだペースト
・パターンを該基板に並行な平板により加圧しながら溶
融して前記第1のはんだペーストパターンより薄い平板
状の第1次はんだバンプを形成する工程、該第1次はん
だハンプ上に、第1のマスク印刷と同一のマスクを用い
る第2のマスク印刷により第2のはんだペースト・パタ
ーンを形成する工程、該第1次はんだバンプと第2のは
んだペースト・パターンを溶融合体せしめて上面が球面
状の第2次はんだバンプを形成する工程を含んで構成す
る。
〔産業上の利用分野〕
本発明ははんだバンプの形成方法、特にLSI等の半導
体チップを配線基板上に直接はんだ付けするためのはん
だバンプの形成方法に関する。
近年、コンピュータシステムの高速化を図るために、L
SI等の半導体素子の高速化と共に、配線基板上での信
号伝達経路の短縮が要求されている。
このため、パッケージに収容されない半導体素子を配線
基板上に直に搭載する技術が開発されているが、この技
術においては配線基板の表面に微細なはんだバンプを多
数形成する必要があり、基板上に微細な多数のハンダバ
ンプを容易に且つ確実に形成する手段の開発が望まれて
いる。
〔従来の技術] 従来、はんだバンプは、第2図(a)に示すように、は
んだボール51を用い、このはんだボール51よりやや
小さい直径を有する多数の穴53がそれぞれの所定の場
所に形成されてなるステンレス等のメタルマスク52上
に多量のはんだボール51を置き、マスク52を動かす
ことによって第2図(b)に示すようにそれぞれの穴の
上にはんだボール51を1個宛載せた後、例えばマスク
52を斜めにして余分のはんだボールを除去し、次いで
第2図(C)に示すようにこのはんだボール51を挟む
ようにマスク52上に、はんだボール固着部に例えば図
示しないバイア等を有する配線基板54を載置し、第2
図(d)に示すようにその侭の状態で反転しフラックス
をつけた後はんだボール51を加熱溶融してはんだボー
ル51を配線基板54上に固着せしめた後、マスク52
を除去する方法によって、第2図(e)に示すように配
線基板54におけるマスク52の穴53に対応する位置
にはんだボール51を溶着することによって形成されて
いた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、上記従来の方法によるとマスクの総ての穴上へ
のはんだボールの搭載に不確実性があるために、はんだ
ボールのセントに際して各穴上に確実にはんだボールが
搭載されているかどうかの検査が必要であり、またはん
だボールの搭載されていない穴上には1個づつ手作業で
はんだボールをのせてやらねばならない。
そのため配線基板が大型化してはんだバンプの数が増大
するに伴って、製造工数の増大、及び作業の不確実性に
起因する製造歩留りの低下による製造原価の大幅な上昇
を招くという問題があり、更にまた、はんだボールの取
扱の困難性から、直径0.3印以下の微小なハンプの形
成は不可能になり、高集積化が妨げられるという問題も
生じていた。
そこで本発明は、微小で且つ多数のはんだバンプを低工
数、短時間で容易に形成でき、且つ確実性の高いはんだ
ハンプの形成方法の提供を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題は、基板上に、第1のマスク印刷により第1の
はんだペースト・パターンを形成する工程、該第1のは
んだペースト・パターンを該基板に並行な平板により加
圧しながら溶融して前記第1のはんだペーストパターン
より薄い平板状の第1次はんだバンプを形成する工程、
該第1次はんだバンプ上に、第1のマスク印刷と同一の
マスクを用いる第2のマスク印刷により第2のはんだペ
ースト・パターンを形成する工程、該第1次はんだバン
プと第2のはんだペースト・パターンを溶融合体せしめ
て上面が球面状の第2次はんだバンプを形成する工程を
含む本発明によるはんだバンプの形成方法によって解決
される。
〔作 用〕
即ち本発明の方法は、はんだペーストを用い、マスク印
刷の方法によってはんだバンプを形成する方法で、例え
ば配線基板上のメタライズパッド部が形成された所定の
位置にマスク印刷によって所定の厚さの第1のはんだペ
ーストパターンを形成し、この第1のはんだペーストを
加熱溶融しながら平板によって加圧して前記メタライズ
パッド部に溶着した上面が平坦な第1次はんだバンプを
形成し、再び同様のマスク印刷によって第1次はんだバ
ンプ上に第2のはんだペーストパターンを印刷補充した
後、第1次はんだバンプと第2のはんだペーストパター
ンとを溶融1体化させて上面が球面状の第2次はんだバ
ンプを形成する方法で、この方法は、バンプの形成がマ
スク印刷によるので、ハンプの微小化、バンプ数の厖大
化に係わらず、低工数、短時間で、容易に且つ確実には
んだバンプを形成することができる。
〔実施例〕
以下本発明を一実施例について、第1図(a)〜((至
)に示す工程断面図を参照して具体的に説明する。
第1図(a)参照 本発明の方法により例えば500μm程度のピッチで図
示しない内部の配線に接続し配線金属が充填されたバイ
アのメタライズパッド部2A、2B等が形成されてなる
セラミックス等の配線基板l上に、上記メタライズパッ
ド部に対応する位置に例えば直径200μm程度のバン
プ印刷用開孔4A、4B等が形成されてなる厚さ100
μm程度のステンレス板等よりなるメタルマスク3を載
置固定し、上記マスク3の一端部側にはんだペースト5
を置き、スキージ−(へら)6でこのはんだペースト5
をマスク3の他端側へ擦り寄せることによってマスク3
の印刷用開孔4A、 4B等の中にはんだペースト5を
一杯に充填する。このはんだペースト5には、例えば粒
径が30〜50μm程度の鉛(Pb)を37%含んだ錫
−鉛合金半田、即ち 5n−37Pbはんだ(融点約1
83°C)の粉末と、ロジン、溶剤、チクソ剤、活性剤
等よりなる有機成分とを重量比で約80対20の割合で
混合してなる、例えば千住金属、タムラ化研等から市販
されているものが用いられる。
第1図(b)参照 次いで、メタルマスク3を取り除くと、配線基板1のパ
ッド部2A、2B等上に厚さ100μm程度の第1のは
んだペーストパターン5Al 、5B、がそれぞれ形成
される。
第1図(C)参照 次いで、上記配線基板1上に、はんだに対して濡れ性を
持たず、下方に向かって30μm程度の高さに形成され
た突起(スタンドオフ)7を有してこの突起7によって
配線基板面に対して30μm程度の距離を隔てて平行に
支持される平板状の板、例えば厚さ2鵬程度のアルミナ
板8を重しとして載せる。
第1図(d)参照 次いで、この配線基板1を窒素(N2)中で230°C
程度に加熱し、はんだペーストパターン5A5B、等を
溶融する。ここで溶融したはんだペーストパターン5A
+ 、5B+等は、重しのアルミナ板8によってその突
起7が配線基+Fi、1面に接するまで加圧されて厚さ
30μm程度の上面が平坦な第1次のはんだバンプー0
5A、105B等となる。
第1図(e)参照 次いで上記基板上に付着しているフラックスの残渣を例
えば1.1.1−1−リフロールエタン等の溶剤により
除去した後、上記第1次はんだバンプー05A。
105B等が形成されている配線基板l上の、前記第1
のはんだペーストパターン印刷の時と同じ位置に同じメ
タルマスク3を固定し、同じはんだペースト5を用い同
様な方法で第1次はんだバンプ105A、105B等の
上部の印刷用開孔4A、4B内へはんだペースト5を一
杯に充填する。
第1図([)参照 次いで、メタルマスク3を取り除くと、第1次はんだバ
ンプ105八、105B等の上部に厚さ100μm程度
の第2のはんだペーストパターン5Az 、58zがそ
れぞれ形成される。
第1図((至)参照 次いで上記基板を窒素(N2)中で230’C程度に加
熱し、第1次はんだバンプ105A、 105B等及び
第2のはんだペーストパターン5Az 、58zを溶融
一体化させて、該配線基板lのパッド部2A、2B等上
に球面状の上面を有する高さ60〜80μm程度の第2
次のはんだハンプ205A及び205B等を形成する。
次いで前記同様に基板上に付着しているフラックスの残
渣を除去して、例えば直径300μm程度高さ60〜8
0μm程度の上面が球面状を有する7000個程度O2
次はんだバンプ205A、205B等が、500 μm
程度のピッチで配設された100 mmX100 mm
X10鵬の配線基板が完成する。
なお、この方法によって形成し得るはんだバンプは、2
00μm程度の微小直径、400μm程度の微小間隔ま
で可能である。
上記実施例のように本発明の方法においては、メタルマ
スクを用いたマスク印刷手段によってはんだバンプが形
成されるので、形成に確実性があり、余分な検査、手直
し等が省略できて、工数、手番が大幅に削減される。従
って大型配線基板上に微小且つ多数のはんだバンプを、
容易に、且つ低労力で形成することが可能であり、その
確実性も向上する。
なお本発明の方法は、上記配線基板に限らず、半導体基
板、或いは半導体チップ上にはんだバンプを形成する際
にも適用される。
〔発明の効果〕
以上説明のように本発明によれば、バンプの微小化、バ
ンプ数の厖大化に係わらず、低工数、短手番で、容易に
且つ確実にはんだバンプを形成することができるので、
微小なはんだバンプの高密度配置が必要なフリップチッ
プを用いる高速コンピュータシステム等の、製造原価の
低減、製造手番の短縮等が図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(樽は本発明の方法の一実施例の工程断
面図、 第2図(a)〜(e)は従来方法の工程断面図である。 図において、 ■は配線基板、 2A、 2Bはパッド部、 3はメタルマスク、 4A、4Bは印刷用開孔、 5L 、5B+第1のはんだペーストパターン、5A2
 、58z第2のはんだペーストパターン、6はスキー
ジ− 7は突起、 8はアルミナ板、 105A、 105Bは第1次はんだバンプ、205A
、205Bは第2次はんだバンプを示す。 水づごθ月−−寅太巴チ四り工−オ呈、床6面図第 1
 図 けの1) 水金of4tつ一9?方色イク・11ワ エイ1[纒ブ
rm’lJ第 図 岬の2) 祥釆方法の工程時面図 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 基板上に、第1のマスク印刷により第1のはんだペース
    ト・パターンを形成する工程、 該第1のはんだペースト・パターンを該基板に並行な平
    板により加圧しながら溶融して前記第1のはんだペース
    トパターンより薄い平板状の第1次はんだバンプを形成
    する工程、 該第1次はんだバンプ上に、第1のマスク印刷と同一の
    マスクを用いる第2のマスク印刷により第2のはんだペ
    ースト・パターンを形成する工程、該第1次はんだバン
    プと第2のはんだペースト・パターンを溶融合体せしめ
    て上面が球面状の第2次はんだバンプを形成する工程を
    含むことを特徴とするはんだバンプの形成方法。
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