JPH0655260A - 溶融半田を射出成形する装置および方法 - Google Patents

溶融半田を射出成形する装置および方法

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JPH0655260A JP5081643A JP8164393A JPH0655260A JP H0655260 A JPH0655260 A JP H0655260A JP 5081643 A JP5081643 A JP 5081643A JP 8164393 A JP8164393 A JP 8164393A JP H0655260 A JPH0655260 A JP H0655260A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子デバイス上に、半田射出成形により半田
マウンドを形成する装置および方法を提供する。 【構成】 装置２は溶融半田の蓄積管４６を有し、それ
は射出プレート３４の穴の上に配置されている。射出プ
レートは、穴のアレーを有する成形型３２上に配置され
る。成形型は、加工部材上に配置される。加工部材は加
熱され、溶融した半田はガス圧によって、モールドの穴
のアレー上に配置された射出プレートの凹部に押し込ま
れ、成形型の穴のアレーに押し込まれる。射出プレート
は成形型上をスライドし、その複数の掃き取り開口で成
形型上の余剰半田を掃き取る。射出プレートはさらに、
非半田親和性の面の位置まで移動し、そこで除去され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半田を射出成形する装
置および方法と、それによって形成される構造体とに関
するものである。具体的に本発明の装置では、溶融半田
の蓄積装置をプレートの上に配置する。上記プレートは
複数の開口を有し、それらの開口に成形すべき半田を加
圧して射出し、半田領域を形成する。プレートは基板、
特に電子基板に対向して配置する。半田射出後、プレー
トは除去し、半田を冷却させる。その結果、基板上に複
数の半田領域が形成される。特に、プレートは半田に対
して親和性のない材料で形成し、半田をプレート内で冷
却させて、プレートの開口の形状に成形された複数の半
田領域を得る。そして、プレートを除去することによ
り、基板上に上記形状の半田領域が残る。
【０００２】
【従来の技術】半導体電子装置を製作する場合、半導体
チップはフリップチップ構造で、一般にＣ４として知ら
れている半田ボールにより実装する。Ｃ４により、チッ
プのコンタクト位置と基板のコンタクト位置との間を電
気的に接続し、また機械的に接合する。チップ回路の密
度が高くなるのに伴い、チップＩ／Ｏの数も増加してき
ている。すなわち、回路密度が非常に高い、規模の非常
に大きいチップを用いた場合、そのチップとの電気的な
コミニュケーションのために極めて多数のＩ／Ｏが必要
となる。Ｉ／Ｏはチップに対して信号や、電源、グラン
ドを与える。チップＩ／Ｏの数が増加すると、チップの
コンタクト位置に半田接合されるＣ４は、そのサイズを
小さくしなければならず、また接近して配置しなければ
ならない。さらに、各Ｃ４の高さのバラツキは、チップ
のすべてのコンタクト位置が、対応する基板のコンタク
ト位置にＣ４接続を介して電気的に接続されるようにす
るため、比較的小さくする必要がある。
【０００３】このような電気的接続および半田技術に関
する同様の要求は、電子装置パッケージの種々のレベル
においても生じる。例えば第１および第２のレベルのパ
ッケージ間の半田接続や、第２および第３のレベルのパ
ッケージ間の半田接続において同様の要求がある。一例
として、２，３のチップと大きなプリント配線板とを接
続する場合、インターポーザと呼ばれる小さいプリント
配線板が用いられる。その際、チップとインターポーザ
との間、ならびにインターポーザと大きい配線板との間
の両方で半田接続が必要となる。また他の例として、１
つまたは２，３のチップと大きいプリント配線板とを接
続する場合、セラミック・パッケージが用いられる。そ
の際、チップからパッケージへの配線、およびパッケー
ジとプリント配線板との間の半田接続のエリア・アレー
が必要となる。このセラミック・パッケージおよびチッ
プは、ハイブリッド・モノリシック・モジュールとも呼
ばれる。
【０００４】本発明に適した加工部材の一例をリストア
ップすると、チップ、基板、小さいプリント配線板、大
きいプリント配線板、種々のレベルの他の様々な電子装
置パッケージ、あるい半田接続が必要な他の電子装置と
なる。上記加工部材は種々の材料から成る部品を含み、
具体的には上記材料は例えば、半導体、セラミック、有
機材料、金属、結晶材料、多結晶材料、高分子材料、ガ
ラス、アモルファス材料などである。ただし、これらの
材料に限定されるものではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来、Ｃ４をチップあ
るいは基板上のコンタクト位置に堆積させる場合、上記
コンタクト位置に対応する開口を備えたマスクをチップ
あるいは基板上に配置する。そして、マスクを配置した
チップは、排気した蒸発装置内に設置する。蒸発装置の
蒸発源としては、例えばＰｂ、Ｓｎなどを用いる。蒸発
源は、加熱されると蒸気となり、マスク上に堆積し、そ
の開口を満たし、そして露出したコンタクト位置に堆積
する。しかし、このようにしてＣ４を形成した場合、半
田の高さは均一とはならない。従って、Ｃ４の密度が非
常に高い場合、一部のＣ４では、チップと基板とが適切
に接続されないことがあり得る。さらに、蒸発源から見
通せる位置では、すべての位置で半田が付着するので、
パッド位置に必要以上の半田が付着する結果となる。
【０００６】材料によっては蒸発圧は低く、堆積速度が
低くなるので、その場合には蒸着に非常に時間がかか
り、また加工部材を長時間高温に曝すことになる。そし
て、プロセスに要する時間は、真空チェンバーのロード
／アンロードの時間により一層長くなる。
【０００７】半田を射出成形する方法は、毒性の点で、
ステンシルを用いて半田をスパッタリングしたり蒸着さ
せる方法にくらべ明かに優れている。多くの半田は、鉛
その他の材料を含み、それらは漏れると人体に有害であ
り、かつ環境破壊に結びつく恐れがある。
【０００８】半田を射出成形する際、ほとんどの半田は
直接かつ有効に基板あるいはその他の装置に付着する。
半田が無駄になることはほとんどなく、射出成形装置の
外に出ることはない。そして、そのまま射出成形のため
に再使用される。また、発生する半田蒸気は少量であ
り、かつ完全に密閉されている。
【０００９】これに対し、スパッタリングや蒸着では、
多量の半田がプロセス・チェンバ内に拡散する。そし
て、その中のわずかな量のみがマスクを通じて基板ある
いはその他の装置に付着する。プロセス・チェンバの清
掃、および多量の余分な半田の管理においては、作業者
の安全が問題となり、また廃棄物や再利用に関連して環
境破壊が問題となる。
【００１０】本発明の目的は、高さがほぼ均一な半田マ
ウンドを基板上に堆積させる装置を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の装置では、加工
部材を真空中に配置する必要がない。本発明の装置で
は、加工部材を真空中に配置することなく、半田を基板
上に堆積させることができる。
【００１２】さらに、本発明の装置を用いることによ
り、アスペクト比（マウンド高／マウンド径）の大きい
半田ボンドでも、適当な形態の射出成形を用いて容易に
形成することができる。
【００１３】さらに、溶融温度の異なる半田を順次射出
することにより、位置的に成分の異なる半田マウンドを
容易に形成することができる。従って、マウンドの基部
に比べて頂部において比較的融点の低い半田から成る半
田マウンドを形成することができる。そして、上記基部
をチップ・コンタクト位置に接続する場合には、半田マ
ウンドをマウンド頂部の半田の融点まで加熱し、基板上
のコンタクト位置に接続することができる。頂部の半田
の溶融温度までにしか加熱しないので、半田マウンド全
体は溶融せず、その大きいアスペクト比の形状を維持す
る。半田マウンドのアスペクト比を高くすることによっ
て曲り易くなり、半導体チップと、半導体チップをチッ
プ片として実装する基板との間の熱膨張率の差による障
害発生を避けることができる。
【００１４】さらに、非常に驚くべきことであるが、溶
けた半田を直接ポリマー上に射出すると、凝固した半田
マウンドはポリマーの表面に接着することが分かった。
従って、半田マウンド転写支持面を、接着層を付加する
ことなく、ポリマー膜により形成することができる。本
発明の装置を用いて、ポリマーの表面に半田マウンドの
アレーを配置することができる。その場合には、転写膜
上の半田マウンド・アレーに一致するコンタクト位置を
有する面上に上記ポリマー膜を配置する。そして加熱し
て半田マウンドを溶かし、コンタクト位置に馴染ませ
る。半田を冷却して凝固させ、次にポリマー膜を剥ぎ取
る。半田マウンドのポリマー膜に対する接着力は、半田
マウンドのコンタクト位置に対する接着力より小さいの
で、これが可能である。
【００１５】本発明は広い意味で、溶融半田を接着させ
る面に接触して配置した成形型内に溶融半田を射出する
装置および方法である。成形型を除去することにより、
上記面に接着した半田マウンドが残る。
【００１６】より具体的には、半田マウンドは所定の形
状を有している。
【００１７】また、本発明では、半田は成形型が除去さ
れる前に凝固する。
【００１８】本発明の装置について、より具体的に記述
すると、本発明の装置は溶融半田の蓄積装置を有してい
る。この蓄積装置は排出オリフィスを備えている。本発
明の装置は所定形状の成形型を有している。上記半田蓄
積装置の排出オリフィスは、成形型と通じており、そこ
を通して溶融半田は成形型内に射出される。本発明の装
置は蓄積装置内の溶融半田に圧力を加える手段を有し、
溶融半田はそれによって成形型内に押し込まれる。成形
型は排出開口を有し、その開口は、半田マウンドを配置
すべき加工部材面に隣接して配置する。
【００１９】また本発明では、上記成形型は、所定のア
レー形態に配置した分離した複数の穴を有している。
【００２０】また本発明では、上記成形型は、所定材料
のプレートから形成し、射出プレートとする。
【００２１】また本発明では、上記射出プレートはスラ
イドするように支持面上に支持し、成形型の複数の穴を
ほぼ均一な量の溶融半田で充てんするようにする。
【００２２】また本発明では、上記成形プレートは溶融
半田に対して親和性を持たない材料により形成する。
【００２３】また本発明では、上記成形プレートは、単
結晶シリコンにより形成し、成形型の各穴が、切り詰め
たピラミッドなど、結晶面によって決る形状となるよう
にエッチングする。
【００２４】また本発明では、溶融半田はポリマー面に
直接接着するように付着させる。
【００２５】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を、見下ろす角度
で示す斜視図である。装置２はベース４を有し、その上
に上方に延びる支持コラム６，８が取り付けられてい
る。コラム６の端部１０は、ベース４の表面１２に固定
的に取り付けられており、コラム８の端部１４はベース
４の表面１２に固定的に取り付けられている。ベース４
は円形であり、その直径の両端部にコラム６，８が設け
られている。ただし、このような構成はあくまでも一例
である。コラム６，８は表面１２に直角に突出してい
る。横断バー１６は、その一端がコラム６の端部１８
に、他端がコラム８の端部２０にそれぞれ取り付けられ
ている。構造体６，８，１６はアーチを形成している。
そのアーチの下には、支持プラットフォーム２２が設け
られている。このプラットフォームは４つの脚によって
支持されており、図１ではその中の３つ、すなわち２
４，２６，２８のみが見えている。支持構造体２２はヒ
ータを含み、そのヒータは以下に述べる加工部材の加熱
に用いる。ヒータ・ベース２２の上には、加工部材の支
持構造体３０が配置されており、構造体３０の断面図を
図２に示す。成形型３２は加工部材の支持構造体の上に
配置されている。成形型３２については後に記述する。
成形型３２の上には射出プレート、すなわち射出スライ
ド３４が配置されている。その機能についても後に記述
する。横断バー１６と射出プレート３４との間には、射
出プレート３４を成形型３２に対して押し付け、そして
成形型３２を加工部材の支持プレート３０に対して押し
付けるための手段３６が配置されている。押圧手段３６
は、横断バー１６に取り付けるための手段３８、および
射出プレート３４を押圧するように圧縮したコイル・ス
プリング４０から成る。射出プレート３４の上には、半
田蓄積管４６が配置されている。この半田蓄積管４６は
ヒータ・コイル４４によって包まれており、それによっ
て蓄積管４６内の半田は加熱され、溶融する。この蓄積
管４６に接して、ホース７３を通じて端部でガスの供給
を受けるガス供給管（一例として管の形で示されてい
る）７４が設けられている。この管７４は一時的Ｏリン
グ結合部材により下端部で蓄積管４６と通じており、ガ
ス圧が管４６のオリフィス４８に加わるようになってい
る。このガスは、蓄積管４６内の溶融した半田を後述す
る成形型の穴に押し込むために用いられる。
【００２６】図２は基板支持プレート３０の断面を示
し、支持プレート３０の加工部材ネスト５２には加工部
材５０が設けられている。ネスト５２の高さ５４は加工
部材５０の高さ５６に一致している。ネスト５２は、加
工部材を図１の装置２に容易に位置合わせするためのも
のである。なお、ネスト５２は無くてもよく、加工部材
５０を支持プレート３０の表面５８に配置してもよい。
簡単のため、他の図面ではネスト５２は省略した。
【００２７】図３は成形型３２の一例の平面図である。
成形型３２はその表面６２上に複数の開口６０を有して
いる。これらの開口は底側の表面６４に至っており、そ
の終端部は、開口６０より大きい開口６６となってい
る。成形型３２を通して、開口６０，６６に形成された
穴はピラミッド形となっている。成形型３２の材料がシ
リコンの場合には、これらのピラミッドはピロカテコー
ル溶液によって形成することができ、それによって異方
的に＜１００＞シリコンの種々の結晶面に沿ってエッチ
ングを行える。穴６８は、本発明の装置のための射出成
形穴を形成している。一般に知られている選択エッチン
グ法によって、モリブデンなどの金属にシリンダ状の穴
を形成することができる。
【００２８】図４は、図１の矢印７０の方向から見た、
軸７２−７２に沿った側断面図である。図４には、加工
部材の支持プレート３０、成形型３２、射出プレート３
４、ならびに模式的に表した半田蓄積管４６およびガス
供給ホース７３に接続されたガス供給管７４のみを示
す。これらの手段を通じて、圧縮した空気あるいは窒素
が、低圧レギュレータによって管４６のオリフィス４８
に射出され、Ｏリング７５によって射出の間、一時的に
密閉される。レギュレータとしては、射出圧力が低いの
で通常、０〜１ｋｇ／ｃｍ-2（０〜１５ｐｓｉ）レギュ
レータ（例えば、モダン・エンジニアリング社のもの）
で充分である。射出プレート３４は望ましくはパイレッ
クス（ＴＭ）あるいは水晶から成る。図４の実施例で
は、射出プレート３４は、ガラス板７６と、ガラス板７
６の底面８０に配置されたポリマー膜７８との組み合せ
として示されている。
【００２９】図５は射出プレート３４の平面図である。
膜７８は３つの領域８６，８８，９０を有している。点
線９２，９４は領域間の仮想的な境界を示している。図
４および図１の半田蓄積管４６は、ガラス板７６の、エ
ッチングあるいは切削により形成された開口９６に挿入
されている。半田蓄積管は図５ではその断面は円形とな
っており、９８はその内壁である。図４から分かるよう
に、半田蓄積管のベース１００にはオリフィス１０２が
設けられている。このオリフィスは半田蓄積管４６のベ
ース１００からガラス板７６の底部側面８０に延びてい
る。凝固した半田は半田蓄積管４６内に入れられ、図１
の加熱要素４４（通常、ＭＩＮＣＯ製のサーモフォイル
（ＴＭ）を用いることができる）によって加熱され、半
田蓄積管内で溶融する。表面張力と、穴６８の断面積が
小さいことのために、溶融した半田は自発的には穴６８
内に浸透せず、ガス加圧手段７４により穴６８内に押し
込まれる。
【００３０】図５を再度参照すると、射出プレート３４
は２つの凹部８０および８２の２つのグループを有して
いる。これらの穴は、ポリマー層７８を選択的に除去す
ることにより形成される。上記ポリマー層は望ましくは
ポリイミドとし、例えばＫａｐｔｏｎテープの薄いシー
トを用い、所定の領域を切りとって凹部８０，８２を形
成する。これらの領域は、Ｋａｐｔｏｎをガラス板７６
の底面に接着した後に切り取る。また、ガラス板７６上
の凹部８０，８２は、ガラス板の一方の側面にフォトレ
ジストを配置し、選択的に現像することによっても形成
することができる。ガラス板はガラス・エッチング剤、
例えば５０％のフッ化水素酸中に配置し、ガラス板に直
接凹部８０，８２をエッチングにより形成する。ただ
し、凹部８０，８２を形成するこれらの技術はあくまで
も例として挙げたものである。層７８は必ずしもポリマ
ーでなくてもよく、半田に対して親和性のない金属の層
や絶縁材料であってもよい。望ましくは、溶融した半田
と接触するすべての面は、半田が接着しないようにする
ため、半田に対して親和性のないものとすべきである。
【００３１】図６〜図８は、射出プレート３４が、図４
に示した成形型３２の穴６８のアレー上の領域８６，８
８，９０に対応する３つの異なる位置にある場合を示す
平面図である。
【００３２】図９〜図１１はそれぞれ、射出プレート３
４の側面図であり、穴６８のアレー上に配置された部分
のみを示す。
【００３３】図６〜図８において、上記穴のアレーは長
方形１０３として示されており、長方形１０３内の複数
の点１０４は、穴６８をそれぞれ表している。図６にお
いて、多角形８１で定められる凹部８０が、半田穴アレ
ー１０３上に配置されている。図４に戻ると、射出プレ
ート３４は、図６および図９に対応する位置に示されて
いる。図４では半田はまだ凹部８０に射出されていな
い。溶融した半田１０６は、ガスの圧力によって、穴６
８の上端の開口６０よりオリフィス１０２を通じて凹部
８０内に押し込まれ（図４および図３に示すように）、
図９に示すように凹部８０および複数の穴６８を満た
す。これらの複数の穴が半田により満たされると、図７
および図１０に示すように、射出プレート３４は１０８
の方向に移動される。凹部８０のエッジ８３は穴６８の
上部開口６０を掃き取り、余分な溶融半田を成形型３２
の上面６２より除去する。複数の凹部８２が成形型３２
の面６２上を通過するとき、複数の凹部８２のエッジ１
１０（図４）は成形型の上面を掃き取り、余分な溶融半
田を、穴６８の上部開口６０より除去する。余剰半田は
凹部８２内に蓄積する。図７および図１０に、複数の凹
部８２が穴のアレー１０４上に配置された状態を示す。
【００３４】図７から図８へ、そして対応する図１０か
ら図１１へ移ると、射出プレート３４は、図８および図
１１の矢印１１２の方向に移動し、このとき射出プレー
トの領域９０は、図８および図１１に示すように穴のア
レーの上に配置される。射出プレートが図６の位置から
図７の位置へ、そして図８の位置へ移動するとき、図１
の支持プレート２２は加熱状態に維持され、射出プレー
トが穴のアレー１０４上を移動するとき半田は溶融した
ままとなる。図８および図１１の状態の後、開口は冷却
され、半田は成形型３２の穴６８により決る形で凝固す
る。
【００３５】図１２に示すように、射出プレート３４は
矢印１２０の方向に持ち上げられる。成形型３２は望ま
しくは半田に対する親和性を持たない材料、例えば上述
のようにエッチングされたシリコンなどによって作製さ
れており、成形型が持ち上げられたとき、図１３に示す
ように、加工部材５０の面１２４上に、凝固半田のマウ
ンド１２２が残る。成形型は半田および加工部材より分
離する必要がある。従って図１３のように、圧搾空気１
２３が供給され、成形型３２の表面６２および開口６０
には高い圧力が、一方、加工部材５０には低い圧力が印
加される。面１２４上のこのような半田マウンド・アレ
ーは、加工部材５０の、半田に対する親和性を有するコ
ンタクト位置の配列に対して配置することができる。加
工部材５０は具体的には、半導体チップや、半導体チッ
プ・パッケージ構造体である。非常に驚くべきことに、
溶融した半田を直接ポリマー表面、具体的にはＫａｐｔ
ｏｎ（デュポン社の商標）のポリイミド表面に配置する
と、半導体マウンド１２２がポリマー表面１２４にある
程度接着することが分かった。ポリマー膜５０上の凝固
した半田マウンド１２２は、半田マウンド転写手段とし
て用いることができる。直径４ｍｍの半田の垂直引っ張
り強さを測定したところ２５０グラムであった。これは
約１８２．８グラム／ｍｍ2 （０．４０３ｌｂｓ／ｍｍ
2 ）に相当する。図１２に示すように、加工部材５０お
よび成形型３２は複合体としてもよい。加工部材５０
は、半田に対する親和性を持たない固体材料、例えばシ
リコン、モリブデンなどとし、その上にパターン化可能
な、溶解性材料を堆積させてモールド層３２を形成す
る。そして穴を形成するための処理を行う。このような
材料としては、Ｒｉｓｔｏｎ（ＴＭ）、その他のポリマ
ーを用いることができる。半田を射出し、それが凝固し
た後、層３２は溶解させて除去する（従って、図１３は
この実施例には適合しない）。より一般的に云うなら、
成形型は、溶解させたり、砕いたりして除去できる犠牲
的材料により構成すればよい。以上の結果、図１４に示
すように、半田に対する親和性を持たない加工部材５０
上に半田マウンド１２２が形成され、それらを半田転写
手段として用いることができる。
【００３６】上述した処理は次のようにして実現しても
よい。すなわち、射出プレートは固定とし、モールドお
よび加工部材の方を移動させてもよい。また移動の形態
は直線移動でも、円移動でもよい。
【００３７】一般に、射出プレート３４と成形プレート
３２とを相対的に種々の形で移動させればよい。さら
に、射出プレートおよび成形プレートは固定し、その代
りにゲート・バルブ、エア・ナイフその他の手段を用い
て、成形型３２の上面６２を掃き取ったり、刈り取って
もよい。
【００３８】成形型３２が、その側壁から凝固した半田
マウンドをスムーズに剥せないような材料によって作製
されている場合に、半田をその開口６８から除去するス
テップを図１５〜図１９に示す。図１５は図１２と基本
的に同一である。図１６は、加工部材５０を成形型３２
と共に、図１５の状態から１８０度反転させた状態を示
す。加工部材５０に接触していない成形型３２の面に
は、半田に対する親和性を持たない材料１２７が配置さ
れており、その材料は図示しない熱源上に配置されてい
る。加工部材５０の周辺部１２８にはフラックス１２６
が配置されている。加熱されるとフラックスは、成形型
の底面６４と加工部材５０の面１２４との間の境目１３
０に浸透する。このフラックスにより、再び溶融した半
田マウンド１３６の表面が酸化することを防止できる。
加工部材５０は、図１７の矢印１３８の方向に持ち上げ
て、成形型３２および通常、モリブデンから成る非半田
親和性の材料１２７より取り除く。このとき半田は溶融
しており、加工部材５０の表面１２４に接着し、成形型
３２には接着しないので、穴の側壁がスムーズでなくて
も、再溶融した半田マウンド１３６は成形型３２の穴６
８から引き出される。
【００３９】再溶融半田マウンド１３６が穴６８から完
全に引き出されると、それらは表面張力のため図１８に
示すように球形のボール１４０となる。
【００４０】図１９に示すように、成形型３２および非
半田親和性の面１２７を除去すると、加工部材５０上
に、冷却により凝固した球形の複数の半田マウンド１４
２が残る。
【００４１】図２０〜図２７に、上述した装置を用い
て、半導体チップや半導体チップ・パッケージ基板上に
半田マウンドを配置する製造プロセスを示す。このプロ
セスは、図２０〜図２３の成形型に半田を射出するステ
ップと、図２４〜図２７の半田を転写するステップとに
大きく分かれている。
【００４２】図２０に示す成形型３２は上述のように複
数の開口６８を有している。図２０の成形型３２の底面
１４４は、加工部材５０に係合させるための穴１４６を
有している。
【００４３】図２１の基板１６０は、図９〜図１４に示
した加工部材５０に対する、非半田親和性の一時的な代
替部材である。成形型３２は凹部１４６を有し、それら
は基板１６０上に位置合わせして配置されている。基板
１６０は穴６８の下部開口６６に接している。図２１に
示すように、射出プレート３４の凹部８０には、成形型
３２の穴６８を充てんするため、溶融した半田が上述の
ように射出されている。
【００４４】図２２に示すように、射出プレート３４は
上述のように成形型３２上をスライドし、凹部８２上を
通過して半田を掃き取る。そして射出プレート３４およ
び成形型３２は図２３のように除去される。図２１およ
び図２２の基板１６０は望ましくはガラス製とする。図
２２のステップでは、溶融半田を除いてすべての部品は
透明であるから、光学的な観察を行うことが可能であ
る。射出プレート３４の層７６は望ましくはガラス製と
する。射出プレート３４の層７８は、望ましくは透明な
ポリイミドとする。成形型３２は透明な材料により形成
されている。基板１６０は望ましくはガラスであるか
ら、光を基板１６０の側面１５２より照らすと、射出プ
レート３４の側面１５４から光学的に観察することがで
きる。光が通過するとき、半田がまだ充てんされていな
い穴６８があれば光はそこを通過することになる。従っ
て、その場合にはプロセスの流れを図２１のステップに
戻し、半田が充てんされていない穴６８に再度溶融半田
１０６を射出する。半田を冷却することにより、穴６８
内にそれらを満たす凝固半田１２２が残る。
【００４５】図２３に示すように、基板１６０は矢印１
５６の方向に移動させ、取り除く。
【００４６】図２４において、穴６８を充てんする凝固
半田１２２を含む成形型３２は、フラックス１６２の層
を有する加工部材５０上に位置合わせして配置する。
【００４７】図２５に示すように、加工部材５０は成形
型３２の凹部１４６に挿入する。従って、フラックス層
１６２は、成形型３２の凹部１４６に開口している穴６
８の開口６６に接する。半田１２２を収容している複数
の穴６８の位置は、加工部材５０上の、半導体チップ上
のコンタクト・パッドなどのような、所定の位置に一致
させておく。成形型３２の穴６８内の凝固半田を再び溶
融させる。その際、フラックス層１６２によって半田表
面および加工部材５０上のすべてのコンタクト・パッド
の表面の酸化が抑えられる。溶融した半田はコンタクト
位置の表面を濡らす。コンタクト位置の表面は金とすれ
ばよい。
【００４８】図２６に示すように、成形型３２は加工部
材５０より矢印１７０の方向に持ち上げる。溶融した半
田が成形型の穴６８の外に出ると、それらは溶融した半
田マウンド１４０として球形になる。そして、半田は冷
却して加工部材５０上に、図２７に示すように、固体の
半田ボール１４２を形成する。図は成形型３２を除去し
た状態を示す。
【００４９】場合によっては、整形した半田マウンド自
体、具体的には体積を正確に制御した半田ボール１が必
要となることがある。例えば、あまり信頼性の高くない
プロセスで作られたアレーを修復するような場合、この
ような半田ボールが必要となる。この半田ボールは、図
２０〜図２７に示した本発明の装置および方法を若干改
良することによって、高い品質で、かつ低コストで製作
することができる。図２３の後、成形型をその第２の面
（凹部がある側）が上に向くように配置する。この場合
には図２４とは異なり、加工部材は配置しない。図２５
〜図２７の処理ステップにおいて、フラックスの影響に
よって、広い開口上に半田ボールが形成される。半田ボ
ールが凝固し、フラックスを除去した後、粘性の低い接
着剤を塗布した代りの加工部材（例えば、硬化ゴム接着
剤を塗布したプラスチック・テープ）を付着させる。こ
れにより半田ボールのアレーを安全に運ぶことができ
る。あるいは、まだ柔らかい状態で、半田ボールを成形
型から所定の容器に移してもよい。
【００５０】本発明の装置を用いて、溶融温度の異なる
複数の半田合金から成る半田マウンドを作製する方法を
図２８〜図３４に示す。この方法により、上述した半田
マウンドのように接着性があって、容易に作製でき、か
つピンのように背が高く若干曲げることができる半田マ
ウンドが得られる。図３４において、３５０，３８４は
それぞれ第１および第２の加工部材であり、それらは半
田マウンド３８０によって電気的に接続されている。各
半田マウンド３８０は、背が高く、融点の高い半田のサ
ブ・マウンド３０６と、融点の低い半田のサブ・マウン
ド３０８とから成る。融点の低いサブ・マウンドは、加
工部材３８４上のパッドに電気的に接続するために再溶
融され、融点の高いサブ・マウンドは再溶融されず、背
の高いピンとなる。融点が異なることにより、一方を溶
融することなくもう一方を溶融させることができる。
【００５１】同様の構造、装置、ならびに方法によっ
て、融点の異なる３つまたはそれ以上のサブ・マウンド
を含む半田マウンドを得ることができる。図２８〜図３
１の半田堆積装置３０２は、本発明のこの装置を模式的
に示したものである。図２８において、半田蓄積装置３
４２は融点の高い溶融半田３０４、例えば融点が約３１
０°ＣのＰｄ／Ｓｎ（９５／５）を収容している。穴３
６８を有する成形型３３２は、加工部材３５０の表面３
５１上に配置されている。加工部材は、具体的には、半
導体チップやパッケージ基板などである。穴３６８は上
部開口３６０と下部開口３６６とを有している。下部開
口３６６は加工部材３５０の表面３５１上のコンタクト
位置に位置合わせする。
【００５２】図２９において、半田射出装置３０２は成
形型３３２の表面３６２に接触させ、上述のように半田
を穴３６８内に射出する。そして上述した掃き取り方法
によって、穴３６８内の溶融半田を成形装置３０２内の
溶融半田から分離する。半田は冷却させ、半田成形装置
３０２を除去する。その結果、穴３６８内に凝固半田を
収容した成形型３３２が残る。
【００５３】図３０において、第２の成形型３３２′を
成形型３３２の表面３６２上に配置する。成形型３３
２′は穴３６８′を有している。穴３６８′は上部開口
３６０′および下部開口３６６′を有している。下部開
口３６６′は、成形型３３２の穴３６８の上部開口３６
０に位置が一致している。半田射出装置３０２′は成形
型３３２′の表面３６２′上に配置する。装置３０２′
は、図２８および図２９の半田３０４より融点の低い液
体半田３０４′を収容する蓄積装置３４２′を有してい
る。低融点の半田としては、融点が１８３°ＣのＰｂ／
Ｓｎ（３７／６３）複合体から成る共晶半田を用いるこ
とができる。
【００５４】図３１に示すように、低融点の溶融半田３
０４′は、成形型３３２′の穴３６８′に射出する。
【００５５】図３２に示すように、成形型３３２′，３
３２を除去する。これらの成形型を除去するには、壁面
がスムーズで若干傾斜した穴に入っている凝固半田に対
して異なる圧力を加える方法など、上述した技術を用い
ることができる。あるいは、溶解させることができる成
形型や、複数に分割できる成形型を用いてもよい。ま
た、フラックス能動化方法を用いた場合には、穴内の半
田の体積を必要な量だけ若干減少させることができ、半
田を成形型の壁からわずかに後退させることができる。
その結果、成形型の除去が可能となる。しかし、図２９
〜図３１のステップでは半田が溶融しているので、この
方法はそれらのプロセスの後においてのみ用いることが
できる。加工部材３５０の表面３５１上にはアスペクト
比（径に対する高さの比）の大きい半田マウンド３８０
が配置される。この半田マウンド３８０の下部３０６は
高い融点の半田から成り、上部３０８は低い融点の半田
から成る。図には、２種類の融点の半田から成る半田コ
ラムのみを示したが、上述した技術を用いることによっ
て、融点が異なるいかなる数の層でも形成することがで
きる。各半田コラム３８０は露出した端部３８２を有し
ている。図３３に示すように、第２の加工部材３８４
を、上に延びた複数の半田コラム３８０上に配置する。
第２の加工部材３８４は、具体的には例えば半導体チッ
プであり、その半導体チップは例えば表面３８６に半導
体チップ・コンタクト位置を有し、そのコンタクト位置
を半田コラム３８０の端部３８２に位置合わせして接触
させる。
【００５６】図３４の構造体を、低融点半田３０８の溶
融温度まで加熱する。表面３８６は例えば半田親和性と
なっており、具体的にはチップの金をメッキしたコンタ
クト位置などである。溶融半田およびコンタクト位置の
表面が酸化することを防止するため、フラックスを塗布
することも可能である。半田３０８は溶融してコンタク
ト位置を濡らすことになる。冷却によって溶融半田３０
８は凝固し、高融点の半田コラム３０６の端部に低融点
の球形半田ボールが形成され、それは加工部材３８４の
表面３８６のチップ・コンタクト位置に結合する。
【００５７】図２０〜図２７を参照して説明した装置お
よび方法を用いた自動製造プロセスを図３５に示す。コ
ンベア・トラック４０２上には、複数の成形型３２が配
置され、各成形型３２は４０６の位置で隣接する成形型
に当接している。各成形型は複数の穴６８を有してい
る。各成形型は、図２０を参照して述べたように中心部
に適合凹部１４６を有している。コンベア・ベルト４０
２は矢印４１２が示す時計方向に回転する。コンベア・
ベルト４１４は、図２１〜図２３を参照して説明したよ
うに複数の床片１６０を収容している。成形型の穴に溶
融半田を射出する際、これらの床片の表面に対して成形
型が配置される。成形型３２の適合凹部１４６は、ルー
プ４２０上で、上記基板に適合するサイズとなってい
る。ループ４２０は、矢印４２２が示すように反時計方
向に回転する。ループ４１８が時計方向に回転し、ルー
プ４２０が反時計方向に回転すると、複数の基板１６０
は、成形型３２の適合凹部１４６に係合する。穴６８
は、適合凹部１４６のベース１４７から成形型３２の反
対側の面３２に延びている。上述した、要素３４として
模式的に示す射出モールド装置は、成形型３２に係合す
る基板１６０上の位置４２７に配置する。装置３４は、
図２１および図２２を参照して説明したように、溶融し
た半田を、位置４２７に配置された成形型３２の複数の
穴６８に押し込む。ループ４１８，４２０が循環する
と、基板１６０と成形型３２とは、図２３を参照して説
明したように、位置４２９において互いに引き離され
る。また、上述したように、基板としては、半田マウン
ドが強くは接着しないガラス基板を用いることができ
る。位置４２７と４３０との間では、成形型３２の開口
６８に凝固した半田１２２が充てんされている。ループ
４３２はコンベア・ベルト４３４であり、これは矢印４
３８が示す位置４４０において加工部材５０をピックア
ップする。コンベア４３４は反時計方向に回転するの
で、加工部材５０の表面５１は成形型３２の適合凹部１
４６と係合し、加工部材５０の表面５１は、図２４およ
び図２５を参照して説明したように、位置４４４におい
て適合凹部１４６のベースの表面１４７に接触する。位
置４４４と４３０との間で、熱を加える。フラックスは
図１５のように供給するか、あるいは図２４〜図２５の
ように加工部材５０の表面５１上にフラックス層１６２
を配置する。再溶融した半田１４０は、半田で満たされ
た穴６８の位置に対応する、表面５１上の半田親和性・
コンタクト位置に接着する。位置４３０と４４６との間
で、溶融半田１４０は凝固して半田ボール１４２とな
る。位置４４６において加工部材５０は成形型３２から
取り出される。図２７のように、凝固した半田は、位置
４５２において、半田ボール１４２として成形型より取
り出される。位置４５１で加工部材５０は矢印４５６の
方向にコンベア４３４から取り外され、表面に複数の半
田ボール１４２を有する最終的な加工部材４５０とな
る。
【００５８】当業者にとって明らかなように、融点の異
なる半田層からなる半田マウンドが必要な場合には、図
３５のループに噛み合う第２のループあるいは複数のル
ープを設ければよい。
【００５９】図３６〜図４０には、この装置、方法、プ
ロセスを２つのセクタに分割した場合を示す。第１のセ
クタ（図３６〜図３８）では、図２０〜図２２に示した
ように半田を充てんした成形型を作製する。第２のセク
タ（図３９および図４０）では、図２４〜図２７に示し
たように、半田を成形型から基板あるいはその他の部材
に転写する。これら２つのセクタは、半田を充てんした
成形型のみによって結合されている。あるいはさらに、
再射出のために待機させている空の成形型によって結合
されている。
【００６０】場合によっては、これらのセクタは強く結
合させたり、あるいは弱く結合させることができる。例
えば、図３５ではループ４１８はループ４２０，４３２
と強く結合している。一方、図３６〜図４０は、２つの
ループが距離的および時間的に離れており、２つのセク
タが弱く結合している場合の例である。図３６および図
３７では、空の成形型デカル・テープ５０４が射出プレ
ート３４によって半田で充てんされ、半田で充てんされ
た成形デカル・テープ５１０となる。基板ベース５０２
は非半田親和性の面となっており、それに対して溶融半
田１０６が射出プレート３４により射出される。穴６８
を有する成形型デカル３２がそれぞれ、図２０〜図２３
に示した装置および方法によって充てんされると、テー
プは矢印５１２の方向に移動して次の空の成形型デカル
が半田射出の対象となる。
【００６１】このようにして、半田で満たされたモール
ドは、テープ５０６を巻いたリールによって示す自律的
な部品となる。（我々は“Solder Three Dimensional D
ecal”あるいは“Solder Solid Decal”という名称を提
案する。また、それらの短縮形として、“Solder Three
-D Decal”、“Solder Three-Decal”、“Solder Solid
Decal”、“Three-Decal ”、“３-Decal”を提案し、
さらにそれらに対応する並べ替え、省略形、頭字語を提
案する。）３−デカルは自律的に蓄積し、そしてセクタ
間で移動される。３−デカルは、パターン化した半田を
製品に付着させるために自律的に用いる。３−デカル
は、ある種の他の半田プロセスにおいて、半田デカルの
ように用いることができる。しかし重要なのは、３−デ
カルによって半田の３次元構造を決めることができると
いうことである。上述したピラミッド・マウンドおよび
２重合金コラムはその例である。これに対して従来の技
術では、半田デカルは主に２次元の構造を決めるのみで
あり、垂直方向の構造はほとんど決めることができな
い。
【００６２】テープ自動ボンディング（ＴＡＢ）に類似
した３−デカルの実施例は、効率のよい大量生産に大変
適している。図３６のリールはテープ５０４を収容して
おり、テープ５０４には、穴のアレーを有する成形型が
装着されていて、成形型は半田により充てんされてい
る。
【００６３】プロセスの一例は次のようなものである。
ポリイミドあるいは他の高温プラスティック、あるいは
モリブデンなどの金属を重ねたプラスティックの長いテ
ープをリールに巻き付ける。高温の合金に対応させる場
合には、テープは金属の成形型を装着した金属箔とすれ
ばよい。このテープには、テープ自動ボンディング技術
に従って、スプロケット穴およびフレームを形成しても
よい。第２に、テープの各フレームに、位置、体積、形
状などの予め決められた幾何学的条件で穴６８のアレー
を作製する。これはパンチングやエッチングによって行
うことができる。図３８に示すように、各成形型フレー
ムは、半田を充てんしたテープ５０４および半田を充て
んしていないテープ５０６の成形型フレーム３２のよう
に貫通穴６８，６８′が形成されていてもよく、あるい
は半田を充てんしたテープ５０５および空のテープ５０
７の成形型フレーム３３のように非貫通穴６９，６９′
が形成されていてもよい。分割線４０６，４０７は、連
続テープ５０４（半田を充てんした場合はテープ５０
６），５０５（半田を充てんした場合はテープ５０７）
の各成形型フレーム３２あるいは３３の端部を示してい
る。また、以前のリールを再使用してもよい。第３に、
穴６８に半田を充てんする。穴の作製および半田の射出
は共にリール間でテープを移動させて行うことができ
る。以上の結果、３−デカルのテープが得られる。
【００６４】図３９に、半田を充てんした３−デカルの
テープ５０６およびリール５１０を示す。図４０の矢印
５１４，５１６は、例えば他のリールおよびテープで部
品５０を運んだ場合、その移動方向を示している。２つ
のリールおよびテープは徐々に巻き戻す。各部品は順
次、位置５１８において３−デカルに位置合わせする。
位置合わせの装置および方法としては、分離光学機械位
置合わせ手段を用いたり、マスクを貫通する位置合わせ
用の穴を設けたりすることができる。半田アレーは、図
２４〜図２７の手段によって、位置５２０，５２２に示
すように転写する。半田の転写が完了すると、位置５２
４において加工部材テープを、３−デカル・テープから
分離する。最後に、成形型が空になったテープは他のリ
ールに再び巻き取り、望ましくは再使用する。
【００６５】（我々は、このリールとテープを用いた３
−デカル・プロセスの名称として“テープ自動半田付け
（Tape Automated Soldering）”という名称を提案し、
その頭字語としてＴＡＳを提案する。）本発明の望まし
い実施例は微視的な局面と巨視的な局面とを有してい
る。微視的な局面は、図２０〜図２３に示したように３
−デカルを作製し、そして図２４〜図２７に示したよう
に半田を加工部材に転写する局面である。巨視的な局面
は、図３５〜４０に示したようにＴＡＳに類似の処理を
行う局面である。
【００６６】一般に、この装置および方法は融点が異な
る種々の半田合金に対して適用できる。装置の材料は、
各合金の溶融温度に耐えるものとし、また半田に対する
親和性の有るもの、あるいは無いものを使い分ける必要
がある。本発明は、ＳｎＰｂ（共融温度１８３°Ｃ）、
ＢｉＳｎ（共融温度１３８°Ｃ）、ＢｉＰｂ（共融温度
１２４°Ｃ）、ＩｎＳｎ（共融温度１１８°Ｃ）、Ｂｉ
Ｉｎ（共融温度１０９°Ｃ）、ＩｎＢｉ（共融温度７２
°Ｃ）、ＢｉＰｂＩｎＳｎ（液相温度６９°Ｃ）の合金
を含め、多くの合金に対して実施して有効であった。
【００６７】以上、多数の実施例について繰り返し説明
したが、その一部をリストアップすると次のようにな
る。図６〜図１１の装置および方法によって、モリブデ
ン製の成形型に半田を射出する。次に図１５〜図１９の
装置および方法によって、金属端子パッドを有する小さ
いセラミック配線基板である加工部材に上記半田を転写
する。その結果、セラミックのパッド上に、高品質の半
田ボールの均一なアレーが配置される。半田は、６３％
Ｓｎ、３７％Ｐｂとし、半田ボールの直径は０．２５０
ｍｍ、パッドの直径は０．１５０ｍｍ、アレー・ピッチ
は０．４５０ｍｍ、アレー内のマウンドの数は１７３８
とした。
【００６８】図１〜図１４の装置および方法では、ピラ
ミッド状の複数の穴を有するシリコン成形型を用いた。
加工部材は、金のパッドを有するポリイミド・シートと
した。その結果、パッドに対する優れた接着性を備え
た、半田ピラミッドの均一なアレーが得られた。各部の
寸法などはほぼ次のようにした。すなわち、ピラミッド
の幅は０．１７５ｍｍ、ピラミッドの深さは０．１７５
ｍｍ、ピラミッド頂部の射出開口の幅は０．０１２ｍ
ｍ、アレー・ピッチは０．２２２５ｍｍ、アレー内のマ
ウンドの数は１０００以上とした。
【００６９】他の例では、加工部材は、ポリイミド・シ
ートの非被覆片とし、成形型は同じものを用いた。その
結果得られた半田ピラミッドは、加工部材に対する優れ
た接着性を有し、そして良好な均一性および品質を備え
ていた。
【００７０】上述した装置および方法を改良した図２０
〜図２７の装置および方法によって、非固定の半田ボー
ルのアレーを作製した。このアレーは粘性の低い接着剤
によってピックアップした。成形型としては同じシリコ
ン成形型を用いた。その結果、体積が非常に均一な半田
ボールが得られた。
【００７１】要約すると、半田を射出成形して、加工部
材上の所定位置に分離マウンドを形成するための装置お
よび方法について記述した。加工部材は、具体的には半
導体チップや半導体チップ・パッケージ基板などであ
り、表面に半田マウンドを配置すべき電気的コンタクト
位置のアレーを備えている。互いに噛み合うコンベア・
・ベルト・ループを用いて、電子装置である上述のよう
な基板上に半田マウンドを全く自動的に堆積させ、配置
するための装置および方法について記述した。さらに進
んだ実施例として、テープ自動半田付けを行う、リール
を用いた装置およびプロセスについても記述した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置の一実施例を、見下ろす角度
で示す斜視図である。
【図２】図１の加工部材の支持構造体３０を示す模式側
断面図である。
【図３】図１の成形型３２の一例における半田穴アレー
を示す平面図である。
【図４】図１のプレート３０、成形型３２、射出プレー
ト３４、半田蓄積管４６の直線７２−７２に沿った部分
の断面図である。
【図５】図１の射出プレート３４を示す平面図である。
【図６】射出プレートが成形型上で３つの異なる位置の
うちの１つにある場合を示す平面図である。
【図７】射出プレートが成形型上で３つの異なる位置の
うちの１つにある場合を示す平面図である。
【図８】射出プレートが成形型上で３つの異なる位置の
うちの１つにある場合を示す平面図である。
【図９】図４の側面図であり、図６の位置に対応し、半
田穴アレーの位置に対応する領域を示す図である。
【図１０】図４の側面図であり、図７の位置に対応し、
半田穴アレーの位置に対応する領域を示す図である。
【図１１】図４の側面図であり、図８の位置に対応し、
半田穴アレーの位置に対応する領域を示す図である。
【図１２】半田を成形型から分離し、基板上にピラミッ
ド状の半田マウンドを形成する方法の１ステップを示す
図である。
【図１３】半田を成形型から分離し、基板上にピラミッ
ド状の半田マウンドを形成する方法の１ステップを示す
図である。
【図１４】半田を成形型から分離し、基板上にピラミッ
ド状の半田マウンドを形成する方法の１ステップを示す
図である。
【図１５】溶けた半田を成形型の穴から容易に除去でき
ない場合に、半田アレーを除去する方法の１ステップを
示す図である。
【図１６】溶けた半田を成形型の穴から容易に除去でき
ない場合に、半田アレーを除去する方法の１ステップを
示す図である。
【図１７】溶けた半田を成形型の穴から容易に除去でき
ない場合に、半田アレーを除去する方法の１ステップを
示す図である。
【図１８】溶けた半田を成形型の穴から容易に除去でき
ない場合に、半田アレーを除去する方法の１ステップを
示す図である。
【図１９】溶けた半田を成形型の穴から容易に除去でき
ない場合に、半田アレーを除去する方法の１ステップを
示す図である。
【図２０】半田成形型を基板に転写する転写手段として
用い、その半田成形型の穴に半田を射出する方法の１ス
テップを示す図である。
【図２１】半田成形型を基板に転写する転写手段として
用い、その半田成形型の穴に半田を射出する方法の１ス
テップを示す図である。
【図２２】半田成形型を基板に転写する転写手段として
用い、その半田成形型の穴に半田を射出する方法の１ス
テップを示す図である。
【図２３】半田成形型を基板に転写する転写手段として
用い、その半田成形型の穴に半田を射出する方法の１ス
テップを示す図である。
【図２４】半田成形型を基板に転写する転写手段として
用い、その半田成形型の穴に半田を射出する方法の１ス
テップを示す図である。
【図２５】半田成形型を基板に転写する転写手段として
用い、その半田成形型の穴に半田を射出する方法の１ス
テップを示す図である。
【図２６】半田成形型を基板に転写する転写手段として
用い、その半田成形型の穴に半田を射出する方法の１ス
テップを示す図である。
【図２７】半田成形型を基板に転写する転写手段として
用い、その半田成形型の穴に半田を射出する方法の１ス
テップを示す図である。
【図２８】融点の異なる半田層を有する、アスペクト比
が大きい半田マウンドを形成する方法の１ステップを示
す図である。
【図２９】融点の異なる半田層を有する、アスペクト比
が大きい半田マウンドを形成する方法の１ステップを示
す図である。
【図３０】融点の異なる半田層を有する、アスペクト比
が大きい半田マウンドを形成する方法の１ステップを示
す図である。
【図３１】融点の異なる半田層を有する、アスペクト比
が大きい半田マウンドを形成する方法の１ステップを示
す図である。
【図３２】融点の異なる半田層を有する、アスペクト比
が大きい半田マウンドを形成する方法の１ステップを示
す図である。
【図３３】融点の異なる半田層を有する、アスペクト比
が大きい半田マウンドを形成する方法の１ステップを示
す図である。
【図３４】融点の異なる半田層を有する、アスペクト比
が大きい半田マウンドを形成する方法の１ステップを示
す図である。
【図３５】半田マウンドアレーを基板上に配置する自動
製造システムを示す図である。
【図３６】“３Ｄ−デカル”を作製するための、リール
に巻かれたテープ上の穴に半田を射出する方法の１ステ
ップを示す図である。
【図３７】“３Ｄ−デカル”を作製するための、リール
に巻かれたテープ上の穴に半田を射出する方法の１ステ
ップを示す図である。
【図３８】“３Ｄ−デカル”を作製するための、リール
に巻かれたテープ上の穴に半田を射出する方法の１ステ
ップを示す図である。
【図３９】半田を“３Ｄ−デカル”から、フラックスを
塗った加工部材に転写する方法の１ステップを示す図で
ある。
【図４０】半田を“３Ｄ−デカル”から、フラックスを
塗った加工部材に転写する方法の１ステップを示す図で
ある。
【符号の説明】
２ 溶融半田射出成形装置 ３２ 成形型 ３４ 射出プレート ４４ ヒータ・コイル ４６ 半田蓄積管 ４８ オリフィス ６０，６６ 開口 ６８ 穴 ８０，８２ 凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピーター・アルフレッド・グラバー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 モヒガ ン レイクキングス コート ５ディー (72)発明者 バーナード・ヘルナンデス アメリカ合衆国 コネティカット州 ノー ウォーク キャディー ロード ５ (72)発明者 マイケル・ジョン・パーマー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ウォル デン アールディー ２ ボックス 372 （番地なし) (72)発明者 アーサー・リチャード・ジンガー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ホワイ ト プレインズ エイピーティー ノース 10ビー レイク ストリート 125

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】溶融半田を射出成形する装置において、 排出オリフィスを有する前記溶融半田の蓄積装置と、 少なくとも１つの穴を有し、前記溶融半田を前記複数の
    穴に射出できるように前記排出オリフィスに通じた成形
    型と、 前記溶融半田を前記穴に押し込むための圧力を加える手
    段とを備えたことを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】半田を射出成形する装置において、 溶融半田を射出する手段と、 成形手段とを備え、 前記射出手段は、前記成形手段と関連して動作し、 前記溶融半田を前記成形手段に押し込むための力を加え
    る手段を備えたことを特徴とする装置。
  3. 【請求項３】加工部材の表面に半田をマウンドとして配
    置する射出成形装置において、 前記半田の蓄積装置と、 前記半田を加熱して溶融半田とする手段とを備え、 前記蓄積装置は排出オリフィスを有し、 所定のアレーとして複数の穴を有する成形型を備え、 前記成形型は、ほぼ平坦な第１および第２の面を有し、 前記穴は前記第１の面から前記第２の面へと延びてお
    り、 前記第１の面に対して移動される射出プレートと、 前記溶融半田に圧力を加える手段と、 前記圧力を制御する手段とを備え、 前記射出プレートは、第１の射出プレート面と、第２の
    射出プレート面と、前記第２の射出プレート面にエッジ
    を有する射出凹部と、前記第２の射出プレート面にエッ
    ジを有する掃き取り凹部とを持ち、 前記蓄積装置の前記排出オリフィスは、前記射出凹部と
    流体に関して通じており、 前記射出プレートを第１の位置から第２の位置に移動す
    る手段を備え、 前記射出凹部は前記第１の位置において、前記穴のアレ
    ー上に配置され、前記加圧手段によって圧力が加えられ
    たとき、前記溶融半田は前記射出凹部に押し込まれ、そ
    して前記穴のアレーに押し込まれ、 前記射出プレートが前記第１の位置から前記第２の位置
    に移動したとき、前記掃き取り凹部は、前記成形型の前
    記第１の面における前記アレー付近の余剰半田を掃き取
    り、 前記成形型の前記第２の面に隣接する前記加工部材を保
    持する加工部材保持手段と、 前記加工部材を加熱する手段とを備えたことを特徴とす
    る装置。
  4. 【請求項４】複数の成形型と、 前記複数の成形型を移送するための成形型移送手段と、 複数の支持基板を移送するための支持基板移送手段と、 複数の加工部材を移送する加工部材移送手段とを備え、 前記成形型移送手段は、前記支持基板移送手段を被い、
    前記支持基板の１つは前記成形型の１つを被って、半田
    を充てんして成形型を形成するために、前記支持基板に
    対する前記１つの成形型内に溶融半田を射出成形するた
    めの面を与え、 前記成形型移送手段は、前記加工部材移送手段を被っ
    て、前記前記半田を充てんした前記成形型が、前記加工
    部材に対して配置され、前記加工部材に転写されるよう
    にすることを特徴とする請求項１記載の装置。
  5. 【請求項５】ポリマー面と、 前記ポリマー面に直接半田が接着しているマウンドとを
    備えた構造体。
  6. 【請求項６】ポリマー面を設け、 前記面上に溶融半田を直接配置し、 前記溶融半田を冷却して、前記ポリマー面に接着した凝
    固半田のマウンドとすることを特徴とする方法。
  7. 【請求項７】第１の面から第２の面へ延びる少なくとも
    １つの穴を有する成形型を設け、 前記第２の面の前記穴を、加工部材の面に隣接して配置
    し、 溶融半田を前記成形型の前記第１の面から前記穴内に押
    し込み、 前記成形型を除去して、前記面上に凝固半田マウンドを
    残すことを特徴とする方法。
  8. 【請求項８】半田を所定の形状に射出成形する装置にお
    いて、 溶融半田を供給する手段と、 所定の形状の複数の穴を有する成形型と、 前記溶融半田を前記穴に押し込む手段と、 前記穴内の前記半田を前記供給半田から分離する手段と
    を備えたことを特徴とする装置。
  9. 【請求項９】前記穴は、半田に対する親和性を持たない
    内部面を有し、前記押し込み手段は前記溶融半田に加え
    られる空気圧力であり、前記分離手段は、前記穴の外に
    ある半田を掃き取るか、刈り取る手段であり、さらに前
    記溶融半田を前記供給手段から前記成形型の穴へ移送す
    る手段と、前記半田を前記穴内で凝固させる手段とを備
    えたことを特徴とする請求項８記載の装置。
  10. 【請求項１０】所定位置に配置され、所定の体積を有す
    る複数の半田マウンドを加工部材上に配置する装置にお
    いて、 所定位置に配置され、所定の体積を有する複数の穴を備
    えた成形型と、前記複数の穴を完全に満たす固体の半田
    と、所定パターンに配置された複数の接着端子を有する
    加工部材と、前記加工部材を前記成形型に近接して支持
    する手段と、フラックスと、前記固体半田を溶融する手
    段とを備えたことを特徴とする装置。
  11. 【請求項１１】所定材料のテープと、複数の穴を有する
    複数の成形型とを備え、前記成形型は前記複数の穴を満
    たす固体半田を収容している構造体。
  12. 【請求項１２】所定位置に配置され、所定の体積を有す
    る複数の半田マウンドを加工部材上に配置する装置にお
    いて、 請求項１１に記載の構造体と、請求項１０に記載の装置
    とを備え、請求項１１の前記テープは、請求項１０の前
    記複数の成形型と、前記複数の穴と、前記半田とを与え
    ることを特徴とする装置。
  13. 【請求項１３】融点の異なる複数の半田を含む半田マウ
    ンド構造体。
  14. 【請求項１４】融点の高い複合体の半田の、背の高いサ
    ブマウンドと、融点の低い複合体の半田の、背の低いサ
    ブマウンドとを含む半田マウンド構造体。
  15. 【請求項１５】複数の半田ボールを形成する装置におい
    て、 複数の穴を有する成形型と、前記複数の穴を完全に充て
    んする固体半田と、フラックスと、前記固体半田を溶融
    する手段とを備えたことを特徴とする装置。
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