JPH02258166A - はんだシートおよびその製造方法 - Google Patents

はんだシートおよびその製造方法

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JPH02258166A
JPH02258166A JP1154818A JP15481889A JPH02258166A JP H02258166 A JPH02258166 A JP H02258166A JP 1154818 A JP1154818 A JP 1154818A JP 15481889 A JP15481889 A JP 15481889A JP H02258166 A JPH02258166 A JP H02258166A
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conductive film
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carrier
film
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Michael J Palmer
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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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、はんだ付け装置或いは、はんだ転写装置に関
し、特に、精密に計量されたはんだを、超小型回路に供
給する手段に関するものである。
Ｂ　従来技術 端部と端部の間隔が狭い（たとえば２０ミル［約０．５
０８ｍｎ３１以丁）導体ランドを持つ回路基板に、厚み
と構造を均一にしてはんだを塗布するのはかなり困難な
作業である。　はんだスクリーニングでは、スクリーン
が除去された後、はんだが不均一に残ることが多（、よ
い結宋が得られない。チップをランドに装着するため、
はんだリフローを行なった場合、ランドとランドの間に
はんだの”ブリッジ゛ができることがある。これは致命
的な障害の原因となる。厚みが０．００２インチ（約０
．０５０８ｍｍ）未満のはんだが求められるようなスク
リーニングニ［程を実施するのはますます難しくなって
いる。この厚みのはんだは、デーゾ・ポンディング（Ｔ
’　Ａ　Ｂ　）パッケージを回路基板に装着して、は／
υたブリッジができないようにするために用いられる。
Ｔ　Ａ　Ｂパケッージの用途は広がり続けている。
自動化が可能なことと、パッケージ構造がもっとも低コ
ストのものだからである。したがって、ＴＡＢパッケー
ジにより、はんだ付け装置に精密な寸法が求められる場
合でも、はんだ付け時のコストを最小に抑えることが大
切である。
従来法では、精密なはんだ付けという問題を解決するた
めいろいろな手段が用いられている。ドイス（Ｄｙｃｃ
）他による米国特許第４２０９８９　：３号では、はん
だを供給するキャリア（５ｏｌｄｅｒｃａｒｒｉｅｒ　
５ｔｒｉρ）が開示さねでいる。このキャリアには孔が
開けられ、成型はんだが孔の部分に押し込められる。こ
の手法は、回路が比較的大きい場合には使用できるが、
機械的な孔開けでは精度がかなり低くなるため、′Ｉ″
Ａ　Ｂパッケージには使用できない。
グラソア（Ｇｒａｓｓａｕｅｒ　）他による米国特許第
４３５４６２９号と第４４８４７０４号は両方とも、平
形すなわちリボン状のケーブルをコネクタにつなぐ装置
について説明している。これらの特許に示されているの
は、一対のポリマ・フィルムを使用し、フィルム間に成
型はんだを隙間なく詰め込むことである。フィルムの一
方には一連の窓が開けられている。この窓は、はんだ付
けされる導体と整合し、加熱と加圧によっては／Ｕたり
フローが行われる。窓と窓の間の区画によって、はんだ
のブリッジが防止される。この手法も、比較的大きな導
体／回路基板には使用できるが、超小型回路には適さな
い。たとえは、ランドの間隔が狭く、スズめっきが施さ
れている場合、窓の区画の下側の連続したはんだ層は、
溶融後にはんだのブリッジを作りやすい。
Ｃ６発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、超小型パッケージに特に適した精密な
はんだ付け手法を提供することにある。
本発明の目的は、回路基板や半導体デバイスに共通に用
いられる製造法に合わせて調整される精密なはんだ付け
手法を提供することにある。
Ｄ３問題点を解決するための手段 本発明は、上に薄い導体フィルムが塗布されたキャリア
（はんだ転写用キャリア）を用いる。導体フィルムには
、はんだによって簡Ｗ、には湿潤されないような表面エ
ネルギーを持つ金属材料を使用する。導体フィルムード
に、パターンが描かれたマスクが置かれる。マスクには
開口があり、ここから、導体フィルムの所定部分が露出
する。はんだは、マスクの開口に被着され、導体フィル
ムの露出部分に弱く付着する。キャリアは、回路キャノ
アの導体ランド部と整合するように置かれ、マスクの開
口の中のはんだは、回路キャリアのランド部と整合され
る。その結果、キャリアと回路のランド部が接触し、加
熱され、はんだがランドに接合された後、キャリアは除
去され、後に再利用される８ 本発明のもう一つの適用例として、はんだの薄膜層は、
可撓性のベース層に直接被着され、弱く付着する。はん
だのフィルムは、連続しているか、または、は／Ｖだが
塗布される回路部と整合する別個の領域にマスクを介し
て被着される。その結果、はんだ付けされる部分と位置
合わせされるツールは、ベース層とはんだの組み合わせ
部を、はんだが塗布される部分に押し付け、これによリ
、はんだは下層の回路に付着する。はんだフィルムが連
続したフィルムである場合、ツールが引き抜かれると、
可撓性のベース層は元の押し付けられていない位置に戻
り、これによって、回路に付着したはんだと、可撓性ベ
ース層に残ったはんだが剥離される。
Ｅ、実施例 第１図は本発明のはんだ付け装置の第１実施例を示す。
実施例を一つ挙げると、基板１０はポリマ・キャリアす
なわちテープであり、本発明を実施するときの動作温度
に耐えるポリイミドからなるものが望ましい。また、テ
ープＩＯはスプロケット孔を持つ３５ｍｍのフィルムに
似たものが良い。これによって前後の動きをスプロケッ
トで精密に制御することができる。テープ１０は、薄い
金属層（導体フィルム）１２で被）υされ、溶融したス
ズ／鉛のはんだによっては湿潤されない。具体的には、
導体フィルム１２は、被着したはんだの表面と強力な接
合反応を示さない程度の表面エネルギーをもつものが良
いが、その上に被着するはんだとの機械的な弱い接合を
維持することが必要である。ニオブ、アルミニウム、ク
ロムなどの金属はこの所要特性を示す。
本発明の実施例として望ましいのは、テープＩＯと導体
フィルム１２は両方とも、下の回路基板との整合が確認
されるほど透明なことである。きわめて薄いニオブ層（
たとえば厚みが５００オングストロームのオーダ）は、
この必要条件を満足する。ニオブの被着法としては、下
層のテープＩＯに付着する比較的均一な厚みのフィルム
ができるようにスパッタリングを行う方法が良い。
第２図を見ると、マスク１４は導体フィルム１２の上に
あり、領域１６．１８が露出している。
はんだは、マスク１４により、領域１６．１８に選択的
に被着し、他の部分への被着が防止される。マスク１４
は永久マスクであってもなくても良い。非永久マスクは
、はんだの被着面に除去されるドライフィルム状フォト
レジストから作ることができる。しかし、処理段階で再
利用ができることと低コストである点から、永久的なは
／Ｖだマスクの方が望ましい。はんだマスクは、はんだ
リフロー温度（：、３５０°Ｃなど）に耐え、リソグラ
フィーＬ必要な許容差と安定性を有するものでなければ
ならない。
マスクとしては、所要のはんだ層の厚みになるよう作ら
れるポリイミドが望ましい。マスクのパターン化では様
々な手法が知られている。たとえば、ポリイミド層は、
被着・硬化後に、通常のフォトレジスト・マスクを使っ
て食刻でき、はんだの被着が必要な部分が除かれる。ま
た、フォトレジストは、導体フィルム１２に直接塗布で
き、はんだが必要ない導体フィルム１２の部分が露出す
る領域が開けられ、その結果、ポリイミドは、露出した
導体部に電気泳動現象で被着する。
第２図の構成は、第３図に概略を示したように、電気め
っきが始まったときに適正量のイオンが、導体フィルム
１２の露出部分に付着するようスズと鉛のイオンの割合
を調節した電気めっき槽に浸される。めっき厚は、露出
領域１６．１８のは／Ｖだとして０．０００５インチ（
約００１２７　ｍｍ）ないし０．００２５インチ（約０
．０６３５ｍｍ）とする。
第４図では、はんだ送りフィルムは上下が逆になり、回
路基板２４上のフラックスが塗布された銅線２０．２２
と整合している。はんだ送りフィルムと回路基板の位置
合わせは、送りフィルムが透明であり、下層の回路基板
−１の目印と自動的に位置合わせができるから、直接的
である。透明であることは、送りフィルムと下層の回路
基板との相対的な向きを制御する機構を初期設定・調節
する際に有効である。したがって、スプロケット孔のあ
るフィルムが採用されるのであれば、フィルムと、フィ
ルムを通して目視確認される見当に対して回路基板の位
置決めを調整することができる。
はんだ送りフィルムが回路基板２４に置かれると、この
アセンブリはりフロー　・ユニットにセットされ、ここ
ではんだインサート２６．２８が融点まで加熱されて、
導体ランド２０．２２に付着する。前述のように、導体
フィルム１２ははんだによって湿潤されないため、その
上に残留物はなく、フィルムはｌＩｆ利川も用きる。は
／Ｖだ送りフィルムが除去された後の最後の回路アセン
ブリを第５図に示す。
はんだ送りフィルムは次に、もう−度めっきされ再利用
される。このフィルムは保（７てき、高価なスクリーニ
ング機器を必要としない。その土、ポリイミド・マスク
層１４の厚みを変え、はんだめっき工程を制御すること
で、塗布するはんだの量を精密に制御することができる
。
次に第６図は、本発明のもう一つの実施例を示す。ここ
でテープ１０は元々連続したもので、上側は非湿潤性の
金属簿膜である。また、はんだ層３０がこれに弱く４８
１着している。テープｌＯには、第１０図のようにスプ
ロケット孔３１を設けることもでき、３５ｍｍのフィル
ムとほぼ同しである。回路基板２４は、回路ランド２０
を持ち、テープ１０の下側になる。ツール３２は往復運
動するよう調整される。これがもっとも低い位置にある
とき（第７図）、テープ１０はたわみ、はんだ層３０を
ランド２０に押し付ける。ツール３２は加熱され、圧力
と熱によっ−Ｃランド２０と、これに接するはんだ層３
０の部分が接合される。
ツール３２が引き抜かれると、テープ１０はたわむ１ｉ
ｉの位置に戻り、その時、はんだ層３０と、ランド２０
に付着しているは／υだの部分３４との間に剥離が起こ
る。
ツール３２をテープ１０に当てる時間とその温度を調節
することで、はんだ部３４は、実際に溶融することなく
、むしろ導体２０と強固に接合し、ツール３２が引き抜
かれたとき、テープｌＯが圧力を受けない位置に戻る際
にテープ１０とともに引かれて戻らず、所定位置にとど
まる。
はんだ層３０の厚みは、この方式を採用して良好な結果
を得るためには、かなり薄くする必要がある。しかし、
層３０に最適な厚みは、はんだの粘性とツール・ヘッド
の設計に大きく依存する。
般には、１０ミル（約０．２５４ｍｍ）以トの厚みが望
ましい。環境によっては、かなり厚みのあるはんだを回
路ランド２０に付着させる必要もある。このような場合
、第９図に示すように、ツル３２を往復運動させ、テー
プｌＯを回路基板２４上でステップ移動させながら、複
数のは／υだ層をランド２０に塗布することもできる。
ツール３２は図では１ｉｉ−のヘッドであるが、下層の
回路基板−Ｌの複数のランド部と位置合わせをする複数
ヘッドのツールも採用できる。更に、ツール３２を加熱
するためではなく、熱を供給するために、回路基板２４
の下にプラテンを据えることもできる。
例 第１図ないし第５図の工程では、初期材料として厚みが
０．００２インチ（約０．０５０８ｍｍ）のＫａｐｔｏ
ｎポリイミド・シートを使用した（　ＫａｐｔｏｎはＤ
ｕｐｏｎｔ社［プラウエア州つィルミントン１の登録商
標である）。この材料は初めに、周囲圧力が５００ワッ
トＲＦ、１０ミクロンの酸素雰囲気中で５分間スパッタ
洗浄される。次に周囲圧力５００ワツトＲＦ、５ミクロ
ンのアルゴン雰囲気中で５分間スパッタ洗浄された後、
ＤＣスパッタリング装置を用い、ニオブ層が２００．ｔ
ングストロムの厚みまで形成される。
第２のＫａｐｔｏｎフィルムは、厚みが０．００１イン
チ（約０．０２５４ｍｍ）で、エポキシを加えたアクリ
ル糸接着剤が同しく０．００１インヂ厚まで塗布される
。この第２フイルムは次に、機械的に押し抜かれ、塗布
されるランドに合った開口が作られる。２つのフィルム
はこの後、１平方フイート　（３０，４８ｃｒｎ”）３
）ン、１３０℃で４５分間、ホットプレスによりラミネ
ート化される。
次に、一般の装置で、５ｏｌｄｅｒｅｘ６０　／　４０
Ｓ　ｎ　／　Ｐ　ｂめっき槽を使いはんだめっき・が行
われる。（３０１ｄｅｒｅｘはＯＭＩ　Ｉｎｔｅｒｎａ
ｔｉｏｎａｌの１部門である５ｅｌ−Ｒｅｘ社（０７１
１０ニユージヤージ州ナツトレー、リバーロード７５」
の登録商標である）。電流密度は３５分間２１ｍＡ／ｃ
ｍ’に保たれ、はんだ厚は０．００２インチ（約０．０
５０８　ｎ＋ｍ）になる。
はんだマスクに合った導体ランドを持つ適当な基板にＡ
ｌｐｌ＋ン１６１１ＲＭΔ（穏やかに活性化されたロジ
ンの意）フラックスが塗布される（〔５１ＩＲＭＡはＡ
　ｌ　ｐ　ｈ　ａ　Ｍ　（！　Ｌ　ａ　Ｉ　ｓ社　１０
７３０４ニユシヤーシ州シヤーシ市ルート４４０．６０
０」の登録１１ｆ１標である）。
次に、高温の窒素を供給できる真空機構とノズルを備え
たツールに」：って、はんだ送りフィルムが保持される
。は／υだ送りフィルムは、塗布される基板に当てられ
、窒素は３５０℃まで加熱され、送りフィルムに１０秒
間吹きつけられる。
ツールから真空が送られ、は／υだの被着が終了する。
第２のＫａｐｔｏｎフィルムの代わりに、厚みが０００
２インチ（約０．０５０８ｍｍ）のＶａｃｒｅｌ永久レ
ジスト・フィルムを、ニオブな含む第１のにａｐｔｏｎ
フィルムに使用できる。（Ｖａｃｒｅｌは旧１ｐｏｎｔ
　［プラウエア州つィルミントン］の登録商標である〕
。この複合フィルムは次に、は／しだが塗布されるラン
ドに合ったガラス・マスクを便って１０秒間露光される
。複合フィルムはこの後、３０分間装置され、■、■、
ｌ−トリクロルエタンで現像された後、窒素によって乾
燥される。２分間の均一露光後、１５０℃で３０分間焼
付けられ、Ｖａｃｒｅｌ材から永久マスクができる。
当業者は上記に代わる様々な手法を、本発明から離れる
ことなく考案することができる。たとえば、ポリマ・キ
ャリアはフィルム厚を３５ｍｍとして説明したが、所要
のパターンを持つ個別のキャリアとして、あるいは、個
々のキャリアをいろいろなプレーナ構成で組み合わせる
ことも容易であろう。
Ｆ０発明の効果 上述のように本発明によれば、超小型パッケジに特に適
した精密なはんだ付け手法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、導体フィルムがその−Ｌに置かれた後のベー
ス層の断面図である。 第２図は、パターン・マスクがその上に置かれた後の第
１図の構造を示す。 第３図は、は／Ｖだをマスクの開口に被ｉさせる電気め
っき槽の側面図である。 第４図は、回路キャリアーＬ−で位置合わせなした本発
明のはんだ送りフィルムの側面断面図である。 第５図は、はんだ送りフィルムを除去した後の回路キャ
リアの側面断面図である。 第６図ないし第８図は、導体ランド部分にはんだを塗布
する（マスクを要しない〕方法を示す。 第９図は、単一の導体ランド部分に複数のはんだ層を塗
布する方法を示す。 第１Ｏ図は、位置決め用のスプ［１ケツト孔を持つはん
だキャリア・フィルムの平面図である。 １０・・・テープ、１２・・・導体フィルム、１４・・
・マスク、２０．２２・・・ランド、？４・・・回路基
板、３０・・・はんだ層、３トスプロケット孔、３２・
・・ツール、３４・・はんだ部。 ｂ− す− （’Ｊ ＦＩＧ、　６ ＦＩＧ、　８ ＦＩＧ、　７ ＦＩＧ、　９

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）テープと、 前記テープ上に被着され、はんだによって直ちにはぬら
    されないような表面エネルギーを有する導体フィルムと
    、 前記導体フィルム上に被着され、前記導体フィルムの選
    択された領域を露出させるような開口部を有するパター
    ン化されたマスクと、 前記開口部内に配置され且つ前記導体フィルムの露出さ
    れた領域に弱く接着されたはんだと、を有するはんだ付
    け装置。
  2. （２）ポリマー・テープと、このポリマー・テープに貼
    られ且つはんだにぬれない薄い導体フィルムと、この導
    体フィルムの分離した領域を露出させるマスクと、を有
    するはんだ転写用キャリアを用いるはんだ付け方法であ
    って、 前記はんだ転写用キャリアを、はんだを形成する適当な
    比率の鉛及びスズの電気めっき沿中に配置するステップ
    と、 前記導体フィルムと前記電気めっき沿中の電極との間に
    電圧を印加して前記マスクから露出している前記導体フ
    ィルムの領域に前記鉛及びスズを電気めっきしてめっき
    パターンを形成するステップと、 を含むはんだ付け方法。
  3. （３）導体領域を含む基板上に前記はんだ転写用キャリ
    アを位置決めし、前記導体領域に前記めっきパターンを
    接触させるステップと、 前記めっきパターンを前記はんだキャリアから前記導体
    領域に転写するステップと、 を更に含む請求項（２）に記載するはんだ付け方法。
JP1154818A 1988-07-25 1989-06-19 はんだシートおよびその製造方法 Granted JPH02258166A (ja)

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