JPH0246794A - はんだバンプ成形用治具 - Google Patents

はんだバンプ成形用治具

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JPH0246794A
JPH0246794A JP63198479A JP19847988A JPH0246794A JP H0246794 A JPH0246794 A JP H0246794A JP 63198479 A JP63198479 A JP 63198479A JP 19847988 A JP19847988 A JP 19847988A JP H0246794 A JPH0246794 A JP H0246794A
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solder
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solder bump
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Kaoru Hashimoto
薫 橋本
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3465Application of solder

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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

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】 〔概要〕 ビングリッドアレイ型(PGA型)のパッケージ等を回
路基板上に表面実装するに際し、回路基板上に形成され
たはんだバンブの頂上部を平坦化するためのはんだバン
プ成形用治具、に関し、はんだバンブの加熱と押圧とを
一つの治具を使用して行い、しかも、回路基板上に形成
されたはんだバンプのみを局部的に加熱して、その頂上
部を平坦化し、回路基板に与える熱影響を少なくするよ
うに改良された、はんだバンプ成形用治具を提供するこ
とを目的とし、 このバンプ成形用治具は、はんだバンプの位置に対応し
て透明基板上に抵抗体層が形成され、この抵抗体層を直
列または並列に接続して透明性導電体帯が形成され、少
なくとも前記の抵抗体層をカバーして絶縁膜が形成され
るように構成される。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ビングリッドアレイ型(PGA型)のパッケ
ージ等を回路基板上に表面実装するに際し、回路基板上
に形成されたはんだバンブの頂上部を平坦化するための
、はんだバンプ成形用治具に関する。
〔従来の技術〕
今日、コンピュータ等の電子機器の高性能化を実現する
ため、実装密度を高めることが益々必要となっている。
高密度実装法として、表面実装法(Surface M
ount Technology、略してSMT)が今
後の主流となりつ−ある。このSMTは、パッケージや
チップ抵抗、チップコンデンサ等の素子・部品を、スル
ーホールを使用せず、直接プリント基板等の回路基板上
に搭載し、回路基板上に形成されている配線と、はんだ
接合する方法である。また、SMTには、パッケージに
入っていないフリップチップを接合する時にみられるよ
うに、素子・部品を直接回路基板上の配線にはんだ接合
する方式と、P(1,A型パッケージのように、パッケ
ージから突出しているビンを回路基板上の配線にはんだ
接合する方式とがあるが、本発明は、後者の、ビンを回
路基板上の配線にはんだ接合する方式に関するものであ
る。
パッケージの一側面にビンがグリッド状に配列されたP
GA型パッケージ等を回路基板に実装するに際し、回路
基板上に形成されている配線の接合個所に、あらかじめ
1.はんだペーストを供給しておく方法と、はんだバン
プを形成してお(方法とがある。はんだバンプを形成し
ておく方法は、大きさを厳密に選別したはんだボールを
各接合部に供給してバンプを形成するので、接合部1個
所当りに供給されるはんだ量を正確にコントロールする
ことができる。これに対し、はんだペーストを使用する
方法は、はんだペーストの粘度、はんだペーストを回路
基板上の接合部に印刷する時の印刷条件等によって、接
合部1個所当りに供給されるはんだペーストの量が変動
しやすい、実装密度が高密度化するのにともない、接合
部がより微細化し、隣接する接合部相互間の間隔も狭く
なるので、はんだの供給量を可能な限り少なくしないと
、隣接する接合部相互間に短絡を生ずる可能性がある。
したがって、はんだペースト法よりも、はんだ供給量を
コントロールし易いはんだバンプ法の方が有利となる場
合が今後多くなるものと思われる。
はんだバンプ法を使用してPGA型のパッケージ等を回
路基板に搭載する場合には、位置合わせ精度の向上、接
合時の位置ずれ防止等のため、回路基板の印刷配線上に
形成されるはんだバンプの頂上部を平坦にしておくこと
が望まれる。平坦にする方法としては、回路基板の上に
平板を載せ、平板を介してはんだバンプを上から押圧す
る方法や、はんだバンプを加熱して軟化あるいは溶融さ
せた状態で、平板を使用して、小さな力をもってはんだ
バンプを上から押圧する方法等がある。
本発明は、後者の加熱する方法に関するものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来、はんだバンプを加熱するのに、回路基板全体を加
熱装置に入れて加熱しており、このため、有機物よりな
る回路基板では不所望に加熱されると云う欠点があった
。また、加熱装置と平坦化治具との2種類の装置を必要
とした。
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、はん
だバンプめ加熱と押圧とを一つの治具を使用して行い、
しかも、回路基板上に形成されたはんだバンプのみを局
部的に加熱して、その頂上部を平坦化し、回路基板に与
える熱的影響を少なくするように改良した、はんだバン
プ成形用治具を提供することにある。
〔課題を解決するための千゛段〕
上記の目的は、回路基板上に形成されたはんだバンプの
位置に対応して、透明基板(1)上に抵抗体層(21)
が形成され、この抵抗体層(21)を直列または並列に
接続して透明導電体帯(31)が形成され、少なくとも
前記の抵抗体層(21)をカバーして二酸化シリコン膜
等の絶縁膜(4)が形成されている治具によって達成さ
れる。
なお、前記治具の前記の抵抗体層(21)は、前記の透
明基板(1)より突出して形成されると、すでに一部の
素子・部品が搭載されている場合等に使用するとき好都
合である。
〔作用〕
第7図参照 本発明に係るはんだバンプ成形用治具5においては、回
路基板6に形成されたはんだバンプ7に対応して透明基
板l上に抵抗体層21が形成されているので、この抵抗
体層21がはんだバンプ7上に載るようにはんだバンプ
成形用治具5を回路基板6上に載置して、透明導電体帯
31を介して抵抗体層21に通電すれば、抵抗体層21
が発熱し、この熱によってはんだバンプ7が軟化または
溶融する。
治具の自重により、または、必要により別に付加される
荷重によって、はんだバンプ7は押圧され、はんだバン
プ7の頂上部は平坦化する。抵抗体層21の表面に形成
されている二酸化シリコン膜4は、はんだとの濡れ性が
低いので、溶融したはんだは付着しない、抵抗体層21
以外の構成部品はすべて透明な材料からなっているので
、はんだバンプ7と抵抗体層21との位置合わせは極め
て容易に可能である。
なお、抵抗体層21を透明基板1より突出して形成すれ
ば、一部の素子・部品がすでに搭載されている回路基板
6に形成されたはんだバンプ7の頂上部を平坦化する場
合、すでに搭載されている素子・部品を避けてはんだバ
ンプ成形用治具5をはんだバンプ7上に載置することが
できる。
〔実施例〕
以下、図面を参照しつ一1本発明に係るはんだバンプ成
形用治具の二つの実施例について、その製造工程を説明
し、本発明の構成と特有の効果とをさらに明らかにする
、Ll(請求項1に対応) 第2図参照 耐熱性、耐ショック性に優れた1〜2閣厚のパイレック
スガラスよりなる透明基板1上に、CVD法を使用して
窒化タンタル層2を1n厚程度に形成する。
第3図参照 40t程度に加熱したフッ酸と硝酸との混合液を使用し
て窒化タンタル層2をパターニングし、はんだバンプに
対応する領域に、直径約0.5−の抵抗体層21を形成
する。
第4図参照 全面にインジウム錫酸化物膜(ITO膜)3を数μ厚に
形成する。
第5図、第6図参照 第6図は、第5図の平面図である。
40°C程度に加熱した塩化第二鉄と塩酸との混合液を
使用してITO膜3をパターニングし、抵抗体層21上
と透明基板1上の接続配線形成領域を除(領域とから除
去して、抵抗体層21を相互に接続する透明導電体帯3
1を形成する。
第1a図参照 全面に二酸化シリコン膜を形成し、パターニングして抵
抗体層21の上に二酸化シリコン膜4を形成する。なお
、二酸化シリコン膜は、パターニングせず、全面に形成
したま−にしていてもよい。
通電は、例えば第6図の透明導電帯31を介して、直列
に接続される抵抗体層21s・・・21t、あるいは、
抵抗体層21s・・・21e等の開始端及び終端部間に
電圧を印加する。接続法としては、直列、並列いずれで
も良い。
第7図再参照、第8図参照 第7図は、回路基板6上に形成された配線(図示せず)
上に形成されたはんだバンプ7の上に抵抗体層21が載
るように、はんだバンプ成形用治具5を回路基板6上に
載置した状態を示す、この状態で透明導電体帯31を介
して抵抗体層21に通電すると、抵抗体層21が発熱し
、その熱ではんだバンプ7が軟化または溶融し、はんだ
バンプ成形用治具5の自重、または、別の荷重を付加す
ることによって、はんだバンプ7の頂上部は押圧され、
平坦化する。透明導電体帯31への通電を止め、はんだ
バンプ成形用治具5を取り外すと、第8図に示すように
頂上部が平坦化されたはんだバンプ7が形成される。な
お、抵抗体層21の表面に形成された二酸化シリコン膜
4は、はんだとの濡れ性が低いので、はんだバンプ7が
軟化または溶融した時に、はんだが、はんだバンプ成形
用治具5に付着しにくい。
第9図、第10図参照 第9図に示すように、PGA型パッケージ8等のピン9
が、はんだバンブ7上に載るようにPGA型パッケージ
8を回路基板6上に載置し、通常のV P S (Va
por Phase Solderlng )法を使用
してリフローすると、第10図に示すように、PGA型
パッケージ8等のピン9が回路基板6のはんだバンブ7
の下に形成されている配線(図示せず)と良好に接合さ
れる。
1ll(請求項2に対応) 第1b図参照 第1例においては1μ厚程度に形成されること−されて
いた窒化タンタル層2を、lll11厚程度の厚さに形
成する。それ以降の工程は第1例と同じ工程をもって形
成されたはんだバンブ成形用治具を第1b図に示す、抵
抗体層21が透明基板1から突出して形成されている。
なお、抵抗体層21に代えて熱圧着装置等に用いられる
抵抗チップを使用してもよい。
第11図参照 すでに素子・部品10が搭載されている回路基板6の一
部の素子・部品10を交換するような場合、交換される
新しい素子・部品10と接合されるはんだバンブ7の頂
上部を平坦化する必要があるが、抵抗体層21が透明基
板lから突出していると、図に示すように、交換されな
い素子・部品10を跨いで、はんだバンプ成形用治具5
を回路基板6上に形成されているはんだバンブ7の上に
載置することができるので好都合である。
〔発明の効果〕
以上説明せるとおり、本発明に係るはんだバンプ成形用
治具においては、PGA型のパッケージ等が搭載される
回路基板に形成されたはんだバンブの位置に対応して、
透明基板上に抵抗体層が形成され、この抵抗体層を直列
または並列に接続するように透明導電体帯が形成され、
少なくとも抵抗体層をカバーして二酸化シリコン膜等の
絶縁膜が形成されている。
このはんだバンプ成形用治具を使用するには、このはん
だバンプ成形用治具の抵抗体層が回路基板に形成されて
いるはんだバンブ上に載るように、はんだバンプ成形用
治具を回路基板上に載置し、透明導電体帯を介して抵抗
体層に通電する。すると、抵抗体層が加熱され、その熱
で抵抗体層の下にあるはんだバンブが軟化あるいは溶融
し、はんだバンプ成形用治具の自重、または、必要によ
り別途付加される荷重によってはんだバンブが押圧され
、゛その頂上部が平坦化して、このはんだバンプ成形用
治具の本来の目的は達成される。そして、一つの治具で
加熱と押圧とが同時にでき、また、上記の工程において
、はんだバンブのみが局部的に加熱され、回路基板全体
は加熱されないので、有機物等よりなる回路基板が不所
望に加熱されることがないので、本発明の目的も達成さ
れる。
【図面の簡単な説明】
第1a図は、本発明の第1実施例に係るはんだバンプ成
形用治具の断面図である。 第1b図は、本発明の第2実施例に係るはんだバンプ成
形用治具の断面図である。 第2〜6図は、本発明の第1実施例に係るはんだバンプ
成形用治具の工程図である。 第7〜10図は、はんだバンブの頂上部を平坦化し、パ
ッケージ等のピンと接合する工程の説明図である。 第11図は、実装されている一部の素子・部品を交換す
る時の、はんだバンブ頂上部平坦化の説明図である。 透明基板、 窒化タンタル層、 抵抗体層、 ITO膜、 透明性導電体帯 二酸化シリコン膜等の絶縁膜、 はんだバンプ成形用治具、 回路基板、 はんだバンブ、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 [1]はんだバンプの位置に対応して、透明基板(1)
    上に抵抗体層(21)が形成され、 該抵抗体層(21)を直列または並列に接続して透明導
    電体帯(31)が形成され、 少なくとも前記抵抗体層(21)をカバーして絶縁膜(
    4)が形成されてなる ことを特徴とするはんだバンプ成形用治具。 [2]前記抵抗体層(21)は、前記透明基板(1)よ
    り突出してなることを特徴とする請求項1記載のはんだ
    バンプ成形用治具。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6660944B1 (en) 1996-03-29 2003-12-09 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Circuit board having solder bumps
CN114530432A (zh) * 2022-01-19 2022-05-24 安徽光智科技有限公司 金属键合封装结构和封装工艺

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6660944B1 (en) 1996-03-29 2003-12-09 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Circuit board having solder bumps
CN114530432A (zh) * 2022-01-19 2022-05-24 安徽光智科技有限公司 金属键合封装结构和封装工艺

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