JPH05283855A - プリント配線板上へのはんだ層形成方法 - Google Patents

プリント配線板上へのはんだ層形成方法

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JPH05283855A
JPH05283855A JP4112118A JP11211892A JPH05283855A JP H05283855 A JPH05283855 A JP H05283855A JP 4112118 A JP4112118 A JP 4112118A JP 11211892 A JP11211892 A JP 11211892A JP H05283855 A JPH05283855 A JP H05283855A
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JP
Japan
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solder
printed wiring
resist layer
wiring board
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP4112118A
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English (en)
Inventor
Eizo Akiyama
英蔵 秋山
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SHIRAI DENSHI KOGYO KK
Original Assignee
SHIRAI DENSHI KOGYO KK
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    • HELECTRICITY
    • 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
    • H05K3/3452Solder masks
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • 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

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント配線板上に幅が狭くて厚みが大きい
はんだ層を精度良くかつ容易に形成できるようにする。 【構成】 基板1の表面に導体パターン2が形成された
プリント配線板の、導体パターンの非形成部分に、導体
パターンの厚みと同等の厚みの第1のレジスト層4を形
成し、次に、導体パターン及び第1のレジスト層の平面
上に、開孔部6を有する第2のレジスト層5を形成した
後、その第2のレジスト層の開孔部にはんだを充填し
て、導体パターン面にはんだ層10を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電子機器の1部品と
して使用されるプリント配線板(プリント基板)に半導
体裸チップやCPU(マイクロプロセッサ)、メモリ等
の電子回路部品をはんだ付けにより接合する場合のた
め、プリント配線板上にはんだ層を形成する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】プリント配線板に半導体裸チップやCP
U、メモリ等の電子回路部品をはんだ付けにより接合す
る場合のために、プリント配線板の製作段階で、基板上
に形成された導体パターンの所定部位にはんだ層を形成
しておき、基板メーカーからはんだ層が形設された状態
でプリント配線板の供給を受けたい、との要望がアッセ
ンブリメーカーにはある。それにより、アッセンブリメ
ーカーでは、各種の半導体チップを始めとして、多端子
化及び狭ピッチ化の傾向が著しい半導体のQFP(表面
実装)パッケージ、さらにはPLCC(プラスチック・
リードレス・チップ・キャリヤ)、TABキャリヤ、フ
リップチップ半導体などの電子回路部品をプリント配線
板に実装する場合に、その実装作業の簡略化と高信頼度
化とを図ることができるようになる。
【0003】プリント配線板上にはんだ層を形成するに
は、従来、プリント配線板全体を溶融状態のはんだと接
触させ、導体パターンの全面にはんだを被着させた後、
熱風等によりはんだ層表面の平坦化(レベリング)を行
なうようにしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のはんだ層形成方法では、はんだ層形成部分に滲
みや崩れを生じ、狭いピッチではんだ層を形成する場合
に支障を来たしていた。また、はんだ層の厚みを厚く
し、かつ、その厚さ寸法の精度を高くすることは、従来
の上記方法では非常に困難であった。
【0005】尚、基板メーカーにおいて、はんだペース
トをプリント配線板上の特定部位に印刷し、それをアッ
センブリメーカーへ供給することも提案されているが、
これは、従来はアッセンブリメーカーが行なっていた作
業を基板メーカー側で行なうようにする、といっただけ
のことであり、輸送上の問題などを考え合わせると、現
実的な方法とは言えない。しかも、技術的にみても、そ
のような方法では、上記した方法と同様、はんだ層の滲
みや厚み変動などといった問題を解消することができな
い。
【0006】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、プリント配線板上の導体パターンの
表面の所望の部位に、滲みや崩れを生じることなく、幅
寸法に対する厚さ寸法の比が大きいはんだ層を、厚み寸
法の変動を少なくして、容易に形成することができる方
法を提供することを技術的課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明では、まず、導
体パターンが被着形成されたプリント配線板の表面の、
導体パターン形成部分以外の部分に、導体パターンの厚
みと同等の厚みの第1のレジスト層を形成し、次に、導
体パターン及び第1のレジスト層の表面に、導体パター
ンの表面の所望部位を露出させる開孔部を有する第2の
レジスト層を形成し、その後に、第2のレジスト層の前
記開孔部にはんだを充填するようにした。
【0008】上記した方法では、第1のレジストの表面
と導体パターンの表面とによって平面が形成され、その
平面上に第2のレジスト層が形成されるので、第2のレ
ジスト層の表面は平坦となる。その平坦な第2のレジス
ト層に対し、それに形成された開孔部内へはんだの充填
が行なわれて、導体パターン表面の所望部位にはんだ層
が形成されるため、そのはんだ層には滲みや崩れを生じ
ることがなく、詳細度の高いはんだ層が形成される。ま
た、はんだ層は、第2のレジスト層の開孔部の深さ、す
なわち第2のレジスト層の厚みに対応した厚みに形成さ
れることになるため、開孔部の幅寸法に対する第2のレ
ジスト層の厚さ寸法の比を大きくすることにより、幅寸
法に対する厚さ寸法の比が大きいはんだ層を容易に形成
することができ、その厚み寸法の変動も少なくすること
ができる。
【0009】上記した方法において、第2のレジスト層
の開孔部にはんだを充填するには、例えばスクリーン印
刷法を利用すればよい。また、第2のレジスト層の開孔
部にはんだを充填してはんだ層を形成した後に、第1の
レジスト層及び第2のレジスト層は、互いに積層した状
態でそれらをプリント配線板上から除去するようにして
もよいし、また、そのままプリント配線板上に残し、そ
の状態で半導体チップやCPU、メモリ等の電子回路部
品に実装が行なわれるようにしてもよい。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照しながら、この発明に係
る、プリント配線板上へのはんだ層の形成方法について
さらに具体的に説明する。
【0011】まず、図1の(a)に示すように、基板1
の表面に導体パターン2が形成されたプリント配線板を
用意する。この場合、ソルダレジストの印刷(通常、1
0±5μm程度の厚み)が既に行なわれたプリント配線
板、或いは、フラックスコートの塗布(通常、1±1μ
m程度の厚み)が既に行なわれたプリント配線板であっ
てもよい。基板1は、例えば、アロマティックアミン硬
化剤が配合されたエポキシ樹脂をアーラミド紙に含浸さ
せた薄板材であり、その厚みは、例えば0.4mm(40
0μm)である。勿論、基板1の種類は特に限定される
ものではなく、ガラス布基材エポキシ樹脂基板、ガラス
織布基材ポリイミド基板、ポリエステルフィルム基板、
ポリイミドフィルム基板、ガラス織布・ガラス不織布複
合基材エポキシ樹脂基板、ポリイミド変性エポキシ樹脂
含浸織布基板などであってもよいし、樹脂としてフェノ
ールポリエステル、酸無水物・脂肪族エポキシ樹脂、ジ
シアン・ジアミンエポキシ樹脂などを用いた基板であっ
てもよい。一方、導体パターン2は、例えば、厚み40
μmの電解銅箔を基板表面に接着した後、フォトエッチ
ング法を利用してその銅箔層を所要パターンに食刻して
形成されたものである。勿論、基板表面に銅めっき、ニ
ッケルめっき、銀めっき、金めっき、パラジウムめっき
を単層或いは複層で施し、それらの金属めっき層を食刻
して導体パターン2を形成したものであってもよい。
【0012】図1の(a)に示したプリント配線板の基
板1上に、図1の(b)に示すように、第1のフォトポ
リマーフィルム(感光性樹脂フィルム)3を、基板1の
絶縁表面及び導体パターン2の表面を被覆するように、
公知のラミネータを使用して低温加熱(25〜75℃)
圧着する。第1のフォトポリマーフィルム3の厚みは、
例えば40μmとする。次に、フォトマスクを介して第
1のフォトポリマーフィルム3を露光した後、現像(溶
解)して光硬化部分を基板1表面に残し、導体パターン
2が被着形成されている部分以外の部分に、導体パター
ン2の厚みと同等の厚みの第1のレジスト層4を形成す
る。
【0013】次に、導体パターン2の表面と第1のレジ
スト層4の表面とで形成された平面の上に、例えば厚み
100μmの第2のフォトポリマーフィルムを、上記と
同様にラミネータを使用して低温加熱圧着し、その第2
のフォトポリマーフィルムを露光、現像処理することに
より、図1の(d)に示すように、導体パターン2の形
成部分に対応する部分の所望部位に開孔部6が形成され
た第2のレジスト層5を被着形成する。そして、図1の
(e)に示すように、印刷用スクリーン7を使用し、そ
の印刷用スクリーン7上に供給されたはんだペースト9
を、印刷用スクリーン7の上面にスキージを摺接移動さ
せることにより、印刷用スクリーン7の下面側へ押し出
して第2のレジスト層5の開孔部6内へ充填する。これ
により、第2のレジスト層5の開孔部6内において、第
2のレジスト層5の厚みと同等の厚みのはんだ層10が導
体パターン2の表面上に形成されることになる。尚、第
2のレジスト層5の開孔部6内へはんだペーストを充填
する方法としては、スクリーン印刷以外の方法であって
もよく、例えば、第1のレジスト層4及び第2のレジス
ト層5が形成されたプリント配線板を溶融状態のはんだ
中に浸漬させて、第2のレジスト層の開孔部にはんだを
充填し、その後にレベリング技術により溶融状態のはん
だを平坦化するようにしてもよい。
【0014】図2は、図1の(e)に示した状態のプリ
ント配線板を赤外・熱風併用型加熱装置によって加熱
し、はんだ層10を溶融(錫・鉛はんだの融点は183℃
である)させ、各部を一体化するとともにはんだペース
トを平坦化した後、冷却固化させて、樹脂層11及びはん
だ層12を形成したプリント配線板を示す。
【0015】また、図3及び図4はそれぞれ、図1の
(e)に示した状態のプリント配線板から、引き剥がし
法或いは溶剤による溶解法により、第1のレジスト層4
及び第2のレジスト層5を互いに積層した状態で除去し
て得られたプリント配線板を示す。このうち、図3は、
はんだ層13の表面が若干球面状となったプリント配線板
を示し、また、図4は、レベリング技術によりはんだ層
14の表面が平坦化されるとともに、フォトポリマーフィ
ルムを基板上に残した状態ではんだを溶融させることに
よりはんだ層14の側面が導体パターン2の表面に対し垂
直に成形されたプリント配線板を示す。
【0016】以上のようにして得られた各プリント配線
板は、それに電子回路部品を実装するに当たり、別途は
んだを用意しておいて導体パターン面の所定部位にその
はんだを付加する必要がなくなるので、実装作業が簡略
化されるとともに、実装作業における信頼性が増すこと
になる。図5は、図2(又は図1の(e))に示したよ
うに基板1上に樹脂層11を残したプリント配線板の導体
パターン2に、半導体裸チップ15のバンプ(突起電極)
16を接続した状態を示す。このような実装方法を採るた
めには、上記した第2のレジスト層5の厚みを裸チップ
15のバンプ16の高さ寸法に設定しておく必要がある。ま
た、図6は、基板1上に樹脂層11を残したプリント配線
板にCPU、メモリ等のパッケージ17を実装した状態を
示し、パッケージ17のリードフレームのリード先端のフ
ラット端子18は、樹脂層11に埋設され導体パターン2に
はんだ接合されている。尚、図1の(e)、図2、図3
及び図4に示したプリント配線板に電子回路部品を実装
するには、例えば温度215±5℃のリフローソルダリ
ング炉においてプリント配線板のはんだ層を溶融させ、
その状態において半導体裸チップ15のバンプ16やパッケ
ージ17のフラット端子18を導体パターン面に接合した
後、放冷し、はんだを固化させて、バンプ16やフラット
端子18と導体パターン2とを接続するようにする。
【0017】次に、この発明に係る方法並びに従来方法
(プリント配線板全体を溶融状態のはんだと接触させた
後レベリング処理する方法)によりそれぞれプリント配
線板にはんだ層を形成した場合の比較結果について説明
する。
【0018】この発明に係る方法によった場合には、最
高200μmの厚みにはんだ層を形成できたのに対し、
従来方法によった場合は、最高でも15μmの厚みにし
かはんだ層を形成することができなかった。また、この
発明に係る方法によった場合は、最小幅25μmのはん
だ層を形成できたのに対し、従来方法によった場合は、
最小幅250μmのはんだ層しか形成できなかった。そ
して、QFPパッケージのリードフレームのリード幅
が、リードピッチ0.5mmのときに0.2〜0.25mm
であれば、従来方法によっても、それに対応する幅のは
んだ層の形成は可能であるが、必要とする厚み、すなわ
ち20〜40μmの厚みのはんだ層を得ることは、従来
方法では無理である。また、QFPパッケージのリード
フレームのリードピッチが0.3mmでリード幅が0.1
〜0.15mmであると、それに対応する幅のはんだ層の
形成は、従来方法では不可能である。さらに、端子ピッ
チが100〜250μmで、端子直径が50〜100μ
m、端子高さが150〜200μmであるフリップチッ
プについては、その実装に必要な厚み及び幅をもつはん
だ層を形成することは、従来方法では不可能であるが、
この発明に係る方法によれば容易にそのはんだ層を形成
することができる。
【0019】
【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
かつ作用するので、この発明に係る方法によれば、プリ
ント配線板上の導体パターン面の所望部位に、滲みや崩
れを生じることなく、幅が狭くて厚みが大きいはんだ層
を、狭いピッチでも高精度で再現性良く、極めて容易に
形成することができ、この発明は、基板メーカーにとっ
て、アッセンブリメーカーにおける実装作業も簡略化と
高信頼度化との要望に十分に応えることができるもので
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る、プリント配線板上へのはんだ
層形成方法の1例を説明するための図であって、各工程
ごとに順番に示す拡大縦断面図である。
【図2】この発明に係る方法によってはんだ層が形成さ
れたプリント配線板の1例を示す拡大縦断面図である。
【図3】この発明に係る方法によってはんだ層が形成さ
れたプリント配線板の別の構成例を示す拡大縦断面図で
ある。
【図4】この発明に係る方法によってはんだ層が形成さ
れたプリント配線板のさらに別の構成例を示す拡大縦断
面図である。
【図5】図2に示したプリント配線板に半導体裸チップ
を実装した状態を示す拡大縦断面図である。
【図6】図2に示したプリント配線板にパッケージを実
装した状態を示す拡大縦断面図である。
【符号の説明】
1 基板 2 導体パターン 3 第1のフォトポリマーフィルム 4 第1のレジスト層 5 第2のレジスト層 6 開孔部 7 印刷用スクリーン 8 スキージ 9 はんだペースト 10、12、13、14 はんだ層 11 樹脂層 15 半導体裸チップ 17 パッケージ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プリント配線板の表面の、導体パターン
    が被着形成されている部分以外の部分に、導体パターン
    の厚みと同等の厚みの第1のレジスト層を形成する工程
    と、前記導体パターン及び第1のレジスト層の表面に、
    導体パターンの表面の所望部位を露出させる開孔部を有
    する第2のレジスト層を形成する工程と、前記第2のレ
    ジスト層の前記開孔部にはんだを充填する工程とからな
    る、プリント配線板上へのはんだ層形成方法。
  2. 【請求項2】 スクリーン印刷によりはんだペーストを
    第2のレジスト層の開孔部に充填した後、第1のレジス
    ト層及び第2のレジスト層をプリント配線板上に残した
    状態で、水平リフローソルダリング技術によりはんだを
    一旦溶融させた後再び固化させて平坦化する請求項1記
    載の、プリント配線板上へのはんだ層形成方法。
  3. 【請求項3】 第2のレジスト層の開孔部にはんだを充
    填した後、第1のレジスト層及び第2のレジスト層を互
    いに積層した状態で、溶剤による溶解又は剥膜によって
    プリント配線板上から除去する請求項1記載の、プリン
    ト配線板上へのはんだ層形成方法。
  4. 【請求項4】 第1のレジスト層及び第2のレジスト層
    が形成されたプリント配線板を溶融状態のはんだ中に浸
    漬させて、第2のレジスト層の開孔部にはんだを充填し
    た後、レベリング技術により溶融状態のはんだを平坦化
    する請求項1記載の、プリント配線板上へのはんだ層形
    成方法。
JP4112118A 1992-04-03 1992-04-03 プリント配線板上へのはんだ層形成方法 Pending JPH05283855A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009260148A (ja) * 2008-04-18 2009-11-05 Tamura Seisakusho Co Ltd はんだプリコート方法
CN115988768A (zh) * 2023-01-17 2023-04-18 深圳市百柔新材料技术有限公司 铜材焊接方法

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