JPH06252152A - セラミックス配線板のはんだバンプ形成方法 - Google Patents

セラミックス配線板のはんだバンプ形成方法

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JPH06252152A
JPH06252152A JP5032135A JP3213593A JPH06252152A JP H06252152 A JPH06252152 A JP H06252152A JP 5032135 A JP5032135 A JP 5032135A JP 3213593 A JP3213593 A JP 3213593A JP H06252152 A JPH06252152 A JP H06252152A
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JP
Japan
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mask
wiring board
solder
solder paste
pad
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JP5032135A
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English (en)
Inventor
Yoshio Nishikawa
義雄 西川
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Ibiden Co Ltd
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Ibiden Co Ltd
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Publication date
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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
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
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    • H05K1/0306Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • HELECTRICITY
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10W72/012Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 はんだバンプ間のショートや実装信頼性の低
下等を招かない範囲で、はんだバンプの大きさ制御を容
易にかつ正確に行う。 【構成】 AlN配線板1表面の金属製円形パッド3上
にマスク5を設け、はんだペーストS1 を印刷する。次
いでそのマスク5をAlN配線板1から除去し、更には
んだペーストをリフローさせて、はんだバンプS2 を形
成する。このとき、パッド3の半径rを50μm〜50
0μm、マスク5の厚さtを10μm〜300μm、マ
スク5の開口6の半径aを50μm〜1000μmとす
る。この場合、開口6の半径aをパッド3の半径rより
も大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックス配線板の
はんだバンプ形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、導体回路が印刷された配線板の金
属製パッド上に電子部品を表面実装するための方法とし
て、はんだバンプ(Solder bump )法と呼ばれるはんだ
付け法の一種が知られている。この方法は、配線板の製
造工程の一部として、金属製パッド上へのはんだバンプ
の形成を行うことを特徴とするものである。
【0003】部品実装前の配線板の金属製パッド上には
んだバンプを形成する方法としては、例えばリフローに
よる方法がある。この方法では、通常、配線板表面の金
属製パッド上にマスクを設けた状態ではんだペーストを
印刷し、次いでマスクを除去した後、はんだペーストを
一旦加熱してから冷却する(リフローする)という手順
が採られている。
【0004】この場合、マスクの形状(厚さ・開口の大
きさ)やパッドの大きさいかんによってはんだペースト
の印刷量が変動し、ひいては形成されるはんだバンプの
大きさも変動することが一般に知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のはん
だバンプ形成方法では、パッドの大きさ等の前記諸ファ
クターとはんだペーストの印刷量との相間関係が不明確
であったため、充分にはんだバンプの大きさを制御する
ことができなかった。
【0006】このため、はんだペーストの印刷量がパッ
ド11に比べて多過ぎる場合には、大きなはんだバンプ
12が形成され、隣接するはんだバンプ12間でショー
トが生じる場合があった(図5参照)。一方、はんだペ
ーストの印刷量がパッド11に比べて少な過ぎる場合に
は、はんだバンプ13による濡れが不充分になり、実装
信頼性が低下するという問題があった(図6参照)。し
かも、従来方法においては印刷量のばらつきも大きかっ
た。
【0007】そこで、本発明者らは鋭意研究を行い、マ
スクの厚さ、マスクの開口の大きさ及びパッドの大きさ
とはんだペーストの印刷量との相間関係を求めた実験結
果から、所定範囲内で前記各ファクターを変更すれば良
いという知見を得た。そして、本発明者らはこの知見を
もとに本発明を完成させた。
【0008】本発明の目的は、はんだバンプ間のショー
トや実装信頼性の低下等を招かない範囲で、はんだバン
プの大きさ制御を容易にかつ正確に行うことができるセ
ラミックス配線板のはんだバンプ形成方法を提供するこ
とにある。
【0009】
【課題を解決するための手段及び作用】上記の課題を解
決するために、本発明では、セラミックス配線板表面の
金属製円形パッド上にマスクを設けた状態ではんだペー
ストを印刷し、次いでそのマスクをセラミックス配線板
から除去し、更に前記はんだペーストをその融点以上の
温度に一旦加熱してから冷却するセラミックス配線板の
はんだバンプ形成方法において、前記マスクの開口の直
径aを前記金属製円形パッドの直径rよりも大きくする
と共に、該開口の直径aを50μm〜1000μmとし
かつ該金属製円形パッドの直径rを50μm〜500μ
mとし、更に前記マスクの厚さtを10μm〜300μ
mとすることをその要旨としている。
【0010】本発明において、各ファクター(金属製円
形パッドの直径r、マスクの厚さt及びマスクの開口の
直径a)を前記範囲内とする理由は以下の通りである。
即ち、金属製円形パッドの直径rが50μm未満である
と、電子部品のリード等に接する面積が小さくなるた
め、実装信頼性が低下してしまう。一方、金属製円形パ
ッドの直径rが500μmを越える場合、パッドを設け
るピッチを大きくせざるを得なくなり、実装密度が低下
してしまう。
【0011】マスクの厚さtが10μm未満であると、
最低限のはんだペーストの印刷量を確保するためにマス
クの開口の直径aを大きくする必要が生じ、結果として
ショートの原因となってしまう。一方、マスクの厚さt
が300μmを越える場合、マスクを除去するときに開
口からペーストが抜け難くなり、印刷量のばらつきが大
きくなる。
【0012】マスクの開口の直径aが50μm未満であ
ると、マスクを除去するときに開口からペーストが抜け
難くなり、印刷量のばらつきが大きくなる。一方、マス
クの開口の直径aが1000μmを越える場合、通常の
セラミックス配線板のピッチ間隔を越えてしまうため、
結果としてショートが生じ易くなってしまう。
【0013】また、本発明ではマスクの開口の直径a
は、金属製円形パッドの直径rよりも大きく設定され
る。このような大きさ関係にしておくと、はんだペース
トの印刷量の制御がより確実なものとなるからである。
【0014】なお、本発明では配線板として、セラミッ
クス基材上に金属製円形パッドが形成されたセラミック
ス配線板が使用される。このような配線板にはんだペー
ストを印刷した場合、セラミックス基材の濡れ性の悪さ
によって、セラミックス基材上のはんだペーストがはじ
かれてしまうからである。よって、印刷領域がパッドの
直径rよりも大きくても、リフロー時にははんだペース
トがパッド上に凝縮し、球欠形のはんだバンプが形成さ
れるからである。
【0015】そして、本発明では上述の範囲内にて前記
各ファクターを増減することにより、はんだペーストの
印刷量、ひいてはリフローを経て形成されるはんだバン
プの大きさ(高さ)の調整が行われる。
【0016】次に、はんだペーストの印刷量及びはんだ
バンプの大きさ(高さ)を求めるときの計算方法につい
て詳細に説明する。マスクに設けられる開口の形状は通
常円形状であるため、印刷されるはんだペーストの形状
は略円柱状となる。このため、はんだペーストの印刷量
V0 は、次式1に示すように、 V0 =π・(a/2)2 ・t …〔1〕 となる。なお、上述したように、aはマスクの開口の直
径であり、tはマスクの厚さである。
【0017】ここで、はんだペースト中に占めるはんだ
粒の体積の逆数をαとし、リフローによって形成される
はんだバンプの体積をV1 とすると、次式2に示すよう
に、 V1 =V0 /α=π・(a/2)2 ・t/α …〔2〕 という関係が成り立つことがわかる。つまり、前式2
は、はんだペースト中のフラックスがリフローによって
除去されると、その分量に応じてはんだバンプの体積が
減少するということを意味している。
【0018】また、はんだのリフローによって形成され
るはんだバンプの形状が略球欠形となることを考慮する
と、高さをh,パッドの直径をrとしたとき、前記はん
だバンプの体積V1 は、次式3に示すように、 V1 =(1/6)・π・h・{(3/4)・r2 +h2 } …〔3〕 で表されることになる。
【0019】ここで、式2及び式3からV1 を消去し
て、はんだバンプの高さhについての式4に変形する
と、 h=f(r,α,a,t) …〔4〕 となり、hをr,α,a,tの関数としてとらえること
ができる。これを換言すると、はんだバンプの高さhの
値は、変数としてのr,α,a,t値を変更することに
よって、あらかじめ設定可能であるということになる。
【0020】以上のように、この発明によると前記諸フ
ァクターの値を所定範囲内において増減することによ
り、はんだバンプの大きさ(高さ)制御を容易にかつ正
確に行うことができる。
【0021】
【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図1〜図
5に基づき詳細に説明する。本実施例では、AlN基板
2に導体回路としての金属製円形パッド3、スルーホー
ル内導体パターン4a及び配線パターン4bが形成され
た窒化アルミニウム(AlN)配線板を選択した(図1
参照)。そして、AlN配線板1の表面に、開口6が形
成されたステンレス製のマスク(村上スクリーン製)5
を密着させた。
【0022】なお、本実施例ではパッド3の直径rを1
50μmに設定し、マスク5の厚さtを100μmに設
定した。また、前記開口6の直径aを220μm〜50
0μmの範囲内で五段階(220 μm,270 μm, 310 μ
m,370 μm,500 μm)に設定することにより、表1
に示すような五種類の試験サンプル〜とした。
【0023】次いで、マスク5を設けた状態ではんだペ
ーストS1 の印刷を行い、開口6内にはんだペーストS
1 を充填した(図2参照)。なお、本実施例で使用した
はんだペーストS1 のはんだ粒の粒径は40μmであ
り、粘度は40〜100×10 4 cps に調整されてい
る。また、前記はんだペーストS1 中に占めるはんだ粒
の体積の逆数αの値については、表1に示されるように
試験サンプル〜毎に異なる値となっている。
【0024】次に、はんだペーストS1 を印刷した後に
マスク5をAlN配線板1の表面から除去し、はんだペ
ーストS1 のみをAlN配線板1の表面に残した(図3
参照)、更に、はんだペーストS1 を一旦230℃に加
熱してから室温まで冷却するというリフローを行った
後、はんだペーストS1 中に含まれているフラックスを
除去するために所定の洗浄を行った。以上の工程によ
り、図4に示すような球欠形のはんだバンプS2 をパッ
ド3上に形成した。
【0025】このような工程により得られる試験サンプ
ル〜について、それぞれリフローによって形成され
るはんだバンプS2 の高さhs と体積Vs とを測定し、
その平均値(N=80)を求めた。これらの結果を表1
に示す。そして、上述の関係式に基づいて算出される理
論値と前記実測値とを比較するために、hs /ht の値
を求めた。同結果についても表1に示す。
【0026】
【表1】
【0027】その結果、表1より明らかなように、いず
れの試験サンプルにおいてもhs /ht の値が1に近い
値となり、理論値と殆ど同じ結果となっていることがわ
かった。このように、本実施例のはんだバンプS2 の形
成方法によると、はんだバンプS2 の高さhs の制御を
容易にかつ極めて正確に行うことができるという結論に
達する。
【0028】また、このはんだバンプ形成方法では、は
んだバンプS2 の高さhs を決定する可変可能なファク
ターとして、四種のもの(α,r,a,t)が存在して
いることになる。本実施例では、前記各ファクターのう
ち任意のものを選択したうえで、上述した関係式に基づ
き、はんだバンプS2 の高さhs を設定することができ
る。
【0029】このことは、例えば配線板上に大きさの異
なるパッドがある場合や、はんだバンプ高さをパッド毎
に変更したい場合などであっても、各々の状況に応じて
細かい設定が可能となることを意味している。
【0030】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
ることはなく、以下のように変更することが可能であ
る。例えば、 (a)実施例のようなAlN基板2を用いた配線板1以
外にも、例えばアルミナ基板や窒化ホウ素基板等の他の
セラミックス基板を用いた配線板に代えることができ
る。
【0031】(b)マスク5の開口6は必ずしも円形で
なくても良く、例えば楕円や卵形等であっても良い。開
口6をこれらのような形状にすることは、ファイン化に
よってパッド3が狭ピッチ化した場合などに有利にな
る。
【0032】(c)本発明はマザーボードとして使用さ
れるセラミックス配線板へのはんだバンプ形成のみに限
定されることはなく、例えばLCC(リードレス・チッ
プ・キャリア)のパッドへのはんだバンプ形成などにも
勿論応用できる。
【0033】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のセラミッ
クス配線板のはんだバンプ形成方法によれば、はんだバ
ンプ間のショートや実装信頼性の低下等を招かない範囲
で、はんだバンプの大きさ制御を容易にかつ正確に行う
ことができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】AlN配線板上にマスクを配置した状態を示す
部分拡大平面図である。
【図2】AlN配線板上にはんだペーストを印刷した状
態を示す部分拡大正断面図である。
【図3】AlN配線板からマスクを取り外した状態を示
す部分拡大正断面図である。
【図4】はんだペーストをリフローさせた状態を示す部
分拡大正断面図である。
【図5】従来方法において、はんだペーストの印刷量が
パッドに比べて多過ぎる状態を示す部分拡大正断面図で
ある。
【図6】従来方法において、はんだペーストの印刷量が
パッドに比べて少な過ぎる状態を示す部分拡大正断面図
である。
【符号の説明】
1…セラミックス配線板としてのAlN配線板、3…
(金属製円形)パッド、5…マスク、6…開口、S1 …
はんだペースト、S2 …はんだバンプ、r…金属製円形
パッドの直径、t…マスクの厚さ、a…マスクの開口の
直径。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セラミックス配線板(1)表面の金属製円
    形パッド(3)上にマスク(5)を設けた状態ではんだ
    ペースト(S1 )を印刷し、次いでそのマスク(5)を
    セラミックス配線板(1)から除去し、更に前記はんだ
    ペースト(S1 )をその融点以上の温度に一旦加熱して
    から冷却するセラミックス配線板(1)のはんだバンプ
    (S2 )形成方法において、 前記マスク(5)の開口(6)の直径aを前記金属製円
    形パッド(3)の直径rよりも大きくすると共に、該開
    口(6)の直径aを50μm〜1000μmとしかつ該
    金属製円形パッド(3)の直径rを50μm〜500μ
    mとし、更に前記マスク(5)の厚さtを10μm〜3
    00μmとすることを特徴としたセラミックス配線板の
    はんだバンプ形成方法。
JP5032135A 1993-02-22 1993-02-22 セラミックス配線板のはんだバンプ形成方法 Pending JPH06252152A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH104127A (ja) * 1996-04-16 1998-01-06 Ngk Spark Plug Co Ltd 半田バンプを有する基板の製造方法
JPH10256307A (ja) * 1997-03-13 1998-09-25 Ngk Spark Plug Co Ltd 半導体素子付き配線基板、配線基板及びその製造方法
US6857361B2 (en) * 2001-06-01 2005-02-22 Nec Corporation Method and apparatus for printing solder paste of different thickness on lands on printed circuit board
US8525042B2 (en) 2009-01-21 2013-09-03 Fujitsu Limited Printed circuit board and printed circuit board unit

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH104127A (ja) * 1996-04-16 1998-01-06 Ngk Spark Plug Co Ltd 半田バンプを有する基板の製造方法
JPH10256307A (ja) * 1997-03-13 1998-09-25 Ngk Spark Plug Co Ltd 半導体素子付き配線基板、配線基板及びその製造方法
US6857361B2 (en) * 2001-06-01 2005-02-22 Nec Corporation Method and apparatus for printing solder paste of different thickness on lands on printed circuit board
US8525042B2 (en) 2009-01-21 2013-09-03 Fujitsu Limited Printed circuit board and printed circuit board unit

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