JPH0766207A - 表面実装型電子部品及びその製造方法並びに半田付け方法 - Google Patents

表面実装型電子部品及びその製造方法並びに半田付け方法

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

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 表面実装型電子部品を電気回路配線基板に確
実に表面実装すること。 【構成】 フリップチップ型IC40の電極パッドTの
表面上に半田バンプ21を形成し、その断面形状を凹状
または台形状とした。このような半田バンプ21は、電
極パッドTの少なくとも中央部表面を絶縁樹脂膜31で
被覆し、この絶縁樹脂31で被覆されていない電極パッ
ドTの表面上に半田34を付着させることにより形成し
ている。 【効果】 この表面実装型電子部品の凹状または台形状
の半田バンプが基板の凸状の導電性ランドに座り易くな
るので、導電性ランド間にずり落ちることがなく、半田
付け不良を起こさない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、フリップチ
ップ型半導体集積回路装置(以下、単に「フリップチッ
プ型IC」と記す)、或いは小型スイッチや狭ピッチの
コネクターなどの表面実装型電子部品の電極に形成され
た半田バンプの構造及びその製造方法並びに半田付け方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来技術の表面実装型電子部品、例え
ば、フリップチップ型ICの電極の構造及びそのような
フリップチップ型ICを電気回路配線基板(以下、単に
「基板」と記す)に表面実装した場合の様子を図7を用
いて説明する。図7は従来技術のフリップチップ型IC
の電極の構造及びそのフリップチップ型ICを基板に表
面実装した場合の状態を示した側面図である。
【0003】従来技術のこの種基板1は、ガラスエポキ
シ樹脂などの有機材やアルミナなどのセラミック材な
ど、電気絶縁材で形成されており、その表面にやや突出
して複数の導電性配線部とそれらの端部に形成された導
電性ランド2とで電気回路が構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】所が、最近、フリップ
チップ型ICなどの表面実装型電子部品は高密度集積
化、小型化されるようになり、それにつれ電極が多くな
り、そしてそれらの電極が狭ピッチ化されるようになっ
ている。また、このような表面実装型電子部品を実装す
る基板の前記導電性ランドも狭ピッチ化されるようにな
った。
【0005】狭ピッチ化されたフリップチップ型IC1
0を基板1に実装する場合は、導電性ランド2に被着し
た半田3の表面にフラックスを塗布し、その表面にフリ
ップチップ型IC10を搭載するようにしているが、フ
ラックスの流動により、図7に示したように、そのフリ
ップチップ型IC10の半田バンプ11が導電性ランド
2間にずり落ちてしまい、実装不良を起こすことがしば
しば見受けられる。これらの原因は、前記フリップチッ
プ型IC10の半田バンプ11が凸状の構造をしてお
り、また前記導電性ランド2上の半田3も凸状の構造に
なっており、この凸状の半田3の上に前記凸状の半田バ
ンプ11を載せ、接続させようとすることに起因するも
のであった。この発明は、このような実装不良を解決す
ることを課題とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】それ故、この発明では、
表面実装型ICの電極表面上に半田バンプを形成し、そ
の断面形状を凹状または台形状とした。そして、それら
半田バンプの凹部または台形部が、基板に形成された断
面が凸状の導電性ランドのその凸部に座るように配置、
合体し、その後、その合体状態で両者を加熱処理して、
前記表面実装型ICをその基板に半田付けする方法を採
った。
【0007】また、このような半田バンプは、表面実装
型電子部品の電極の少なくとも中央部表面を絶縁樹脂で
被覆し、この絶縁樹脂で被覆されていない電極の表面上
に半田を付着させることにより形成した。以上のような
表面実装型電子部品の半田バンプの構造及びその製造方
法並びに半田付け方法を採ることにより、前記課題を解
決した。
【0008】
【作用】従って、この表面実装型電子部品の凹状または
台形状の半田バンプが基板の凸状の導電性ランドに座り
易くなるので、この表面実装型電子部品の半田バンプが
基板の導電性ランド間にずり落ちることがない。
【0009】
【実施例】先ず、この発明の表面実装型電子部品の構造
及びその製造方法並びに半田付け方法の実施例を図1乃
至図6を用いて説明する。図1はこの発明の表面実装型
電子部品の半田バンプの構造の実施例を示していて、同
図Aはその平面図、同図Bは同図AのAーA線上の断面
側面図であり、図2はこの発明の表面実装型電子部品の
半田バンプのその他の実施例の構造を示した平面図であ
り、図3は図1に示したこの発明の表面実装型電子部品
の半田バンプの製造方法を説明するための工程図あり、
図4はこの発明の表面実装型電子部品を基板に表面実装
する半田付け方法を示していて、同図Aは基板にこの発
明の表面実装型電子部品を載置した状態を示した断面側
面図であり、同図Bは表面実装型電子部品が基板に半田
付けされた状態を示した断面側面図あり、図5はこの発
明の表面実装型スイッチを示していて、同図Aはその斜
視図、同図Bはその導電性端子の構造の平面図、同図C
は同図BのAーA線上の断面側面図であり、そして図6
は図5に示した表面実装型スイッチを基板に表面実装す
る半田付け方法を示していて、同図Aは基板にこの発明
の表面実装型スイッチを載置する状態を示した斜視図で
あり、同図Bは表面実装型スイッチが基板に半田付けさ
れた状態を示した断面側面図ある。なお、従来技術の表
面実装型電子部品などと同一の部分には同一の符号を付
して、それらの部分の説明を省略する。
【0010】図1に示した実施例のこの発明の表面実装
型電子部品の半田バンプ21は、その表面実装型電子部
品の電極パッドTの表面に、その中央部21Aが凹状に
なるよう半田を環状に盛り上げた構造に形成されてい
る。
【0011】図2に、図1に示した実施例の半田バンプ
21の構造と同一、またはほぼ同一の効果が得られる半
田バンプの構造を挙げた。同図Aの半田バンプ22は電
極パッドTの表面の四隅で、半田22aを半球状に盛り
上げ、それら4個の半田22aの中央部22Aで窪みを
形成した実施例である。同図Bの半田バンプ23は電極
パッドTの表面の四隅で、半田23aを角錐状に盛り上
げ、それら4個の半田23aの中央部23Aで窪みを形
成した実施例である。 同図Cの半田バンプ24は電極
パッドTの表面の四辺に沿って、半田24aを盛り上
げ、それら四辺の半田24aの中央部24Aで窪みを形
成した実施例である。そして、同図Dの半田バンプ25
は電極パッドTの表面の二辺に沿って平行に、半田25
aを盛り上げ、それら二辺の半田25aが相対する中間
部25Aで窪みを形成した実施例である。
【0012】次に、表面実装型電子部品としてフリップ
チップ型ICを実施例として挙げ、その電極パッドに、
図1に示した環状の半田バンプ21を形成する方法を図
3を用いて説明する。先ず、同図Aの工程に示したよう
に、フリップチップ型IC10の電極パッドTは、例え
ば、一辺の長さLaが110μmの正方形のアルミで形
成されており、その電極パッドTの表面を一辺100μ
mの正方形の開口部を残すようにしてSiO2 の絶縁膜
30で覆う。
【0013】次に、同図Bに示したように、感光性ポリ
イミドを用いて電極パッドT上を外径90μmφ、内径
30μmφの二重円の絶縁樹脂膜31をパターニングす
る。次に、同図Cに示したように、スパッタ装置を用い
て、第1層Cr、第2層Niの薄膜32をフリップチッ
プ型IC10全体に成膜する。次に、同図Dに示したよ
うに、感光性レジストを用いたフォトリソグラフィー法
を用いて、フリップチップ型IC10の電極パッドT付
近にCr、Niの2層膜32Aをパターニングする。こ
の場合、電極パッドTの中心にある絶縁樹脂膜31の大
部分が露出するようにパターニングする。
【0014】次に、同図Eに示したように、図Dの工程
でパターニングしたCr、Ni膜32Aの大部分を露出
させるように厚膜感光性レジスト33を用いたフォトリ
ソグラフィー法を用いてパターニングする。この場合、
Cr、Ni膜32Aが成膜されていない部分は、全て厚
膜感光レジスト33で覆われている。この工程に続い
て、前記厚膜感光レジスト33の全表面から真空蒸着装
置を用いて、同図Fに示したように、半田34を成膜す
る。
【0015】次に、同図Gに示したように、図Eの工程
で形成した厚膜感光レジスト33を剥離液を用いて除去
する。この時、厚膜感光レジスト33上に堆積した半田
34も同時に除去される。そして、次の最終工程でオー
ブンを使用し、図Gの工程で作られた部品を加熱し、半
田34を溶融する。
【0016】この場合、図Gの工程で形成された半田3
4の膜厚が少なければ、図Hに示したように、フリップ
チップ型IC10の電極パッドTの中心に設けられた絶
縁樹脂膜31上に半田34が堆積せず、半田バンプ21
が凹状の形をしたこの発明のフリップチップ型IC40
が得られ、また、図Gで形成された半田34の膜厚が厚
ければ、図Iに示したように、半田バンプ21Aの表面
がほぼ平らな台状のこの発明のフリップチップ型IC4
0Aを得ることができる。以上のような工程を経て、図
1に示したこの発明の半田バンプ21をフリップチップ
型IC10の各電極パッドT上に形成することができ
る。
【0017】次に、図4を用いて、この発明のフリップ
チップ型IC40の基板1への表面実装方法を説明す
る。先ず、基板1に形成された導電性ランド2上に半田
3を被着し、その半田3の表面にフラックスを塗布した
後、その表面にフリップチップボンダー用いて、この発
明のフリップチップ型IC40を載置する(図4A)。
【0018】この場合、図3Hのフリップチップ型IC
40を導電性ランド2に載置した時は、その凹状の半田
バンプ21が導電性ランド2上の凸状の半田3に座るよ
うに配置、合体することにより、フリップチップ型IC
40が導電性ランド2からずれるのを防ぐことができる
(図4A)。また、図Kのようなフリップチップ型IC
40Aを導電性ランド2の半田3上に載置した時は、そ
の台状の半田バンプ21Aが導電性ランド2上の凸状の
半田3に座るように配置、合体することにより、前記半
田バンプ21程のずれ防止効果はないが、従来の凸状電
極と凸状の導電性ランドの接続と比較すれば遙にずれを
軽減するこができる。
【0019】最後に、オーブンを用い、この合体状態で
両者を加熱処理すると、図4Bに示したように、前記電
極パッドTと導電性ランド2とを半田接合させることが
でき、フリップチップ型IC40、40Aを基板1に半
田付けできる。
【0020】次に、表面実装型電子部品の他の電子部品
として、表面実装型スイッチ(以下、単に「スイッチ」
と記す)を採り挙げ、図5及び図6を用いて、第2の実
施例を説明する。
【0021】図5において、符号50はこの発明のスイ
ッチを指しており、このスイッチ50は2個の導電性端
子51を備えている。これらの導電性端子51には、同
図B、Cに示したように、中央部が窪んだ凹状の半田バ
ンプ53が形成されている。この半田バンプ53は電極
パッドTの中央部にエポキシ樹脂やシリコーン樹脂など
の樹脂膜52を薄く塗布し、その後、この電極パッドT
を半田にディップし、付着させることにより形成するこ
とができる。
【0022】このような構造のスイッチ50は、前記の
第1の実施例のフリップチップ型IC40と同様に、そ
の半田バンプ53に凹部が形成されているので、基板1
に形成された導電性ランド2の半田3の凸部に座り良く
なり、ずれ難くなる。従って、この状態で仮止めされた
状態になり、この状態で基板1をリフローすることによ
りスイッチ50の導電性端子51と基板1に形成された
半田の導電性ランド2とが半田付けされ、接続すること
ができる(図6B)。なお、符号54はスイッチ50の
摘みを指す。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の表面実
装型電子部品を用いると、基板上に電子部品を表面実装
し、電子部品の電極と基板の導電性ランドを半田接続す
る作業を行なっても、半田バンプと導電性ランドとがず
れることなく接続することができ、半田付け不良を起こ
さない、信頼性の高い半田付けを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の表面実装型電子部品の半田バンプ
の構造の実施例を示していて、同図Aはその平面図、同
図Bは同図AのAーA線上の断面側面図である。
【図2】 この発明の表面実装型電子部品の半田バンプ
のその他の実施例の構造を示した平面図である。
【図3】 図1に示したこの発明の表面実装型電子部品
の半田バンプの製造方法を説明するための工程図であ
る。
【図4】 この発明の表面実装型電子部品を基板に表面
実装する半田付け方法を示していて、同図Aは基板にこ
の発明の表面実装型電子部品を載置した状態を示した断
面側面図であり、同図Bは表面実装型電子部品が基板に
半田付けされた状態を示した断面側面図である。
【図5】 この発明の表面実装型スイッチを示してい
て、同図Aはその斜視図、同図Bはその導電性端子の構
造の平面図、同図Cは同図BのAーA線上の断面側面図
である。
【図6】 図5に示した表面実装型スイッチを基板に表
面実装する半田付け方法を示していて、同図Aは基板に
この発明の表面実装型スイッチを載置する状態を示した
斜視図であり、同図Bは表面実装型スイッチが基板に半
田付けされた状態を示した断面側面図である。
【図7】 従来技術のフリップチップ型ICの電極の構
造及びそのフリップチップ型ICを基板に表面実装した
場合の状態を示した側面図である。
【符号の説明】
T 電極パッド 1 電気回路配線基板(基板) 2 導電性ランド 3 半田 21 断面凹状の半田バンプ 21A 断面台形状の半田バンプ 31 絶縁樹脂膜 34 半田 40 断面凹状の半田バンプを備えたフリップチップ
型IC 40A 断面台形状の半田バンプを備えたフリップチ
ップ型IC 50 表面実装型スイッチ 51 導電性端子 52 樹脂膜 53 断面凹状の半田バンプ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面実装型電子部品の電極の表面上に、
    断面が凹状または台形状の半田バンプを備えた表面実装
    型電子部品。
  2. 【請求項2】 請求項1の表面実装型電子部品を、その
    半田バンプの前記凹部または台形部が、電気回路配線基
    板の電極に形成された断面が凸状の導電性ランドのその
    凸部に座るように配置、合体し、その後、その合体状態
    で両者を加熱処理して、前記表面実装型電子部品を電気
    回路配線基板に半田付けすることを特徴とする表面実装
    型電子部品の半田付け方法。
  3. 【請求項3】 表面実装型電子部品の電極の表面上に形
    成された半田バンプの少なくとも中央部に樹脂が充填さ
    れていることを特徴とする表面実装型電子部品。
  4. 【請求項4】 表面実装型電子部品の電極の少なくとも
    中央部表面を絶縁樹脂で被覆し、この絶縁樹脂で被覆さ
    れていない電極の表面上に半田を付着させて半田バンプ
    を形成することを特徴とする表面実装型電子部品の製造
    方法。
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