JPH0817860A - 電子部品の製造方法 - Google Patents

電子部品の製造方法

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JPH0817860A
JPH0817860A JP6149663A JP14966394A JPH0817860A JP H0817860 A JPH0817860 A JP H0817860A JP 6149663 A JP6149663 A JP 6149663A JP 14966394 A JP14966394 A JP 14966394A JP H0817860 A JPH0817860 A JP H0817860A
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solder bumps
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solder bump
resin
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Motoaki Somaki
基晃 杣木
Masaya Sakurai
雅也 櫻井
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、はんだバンプを有する電子部品
において、電子部品と回路配線板の熱膨張係数の差によ
るはんだバンプに加わる熱応力を減少させるために、は
んだバンプを多段に形成した電子部品を提供することを
目的とする。 【構成】 電子部品１０は、パッケージ１１、電極１
２、樹脂１４、はんだバンプ１３ａ及び１３ｂから構成
されている。はんだバンプ１３ａは、電極１２と接合さ
れており、さらに樹脂１４により囲まれている。はんだ
バンプ１３ｂは、はんだバンプ１３ａと接合されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、はんだバンプを有す
る電子部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子部品と回路配線板の熱膨張係数の差
によるはんだバンプに加わる熱応力を減少させるため
に、はんだバンプを多段に形成する方法が試みられてい
る。従来のはんだバンプを多段に有する電子部品（以
下、単に電子部品と呼ぶ）として、特開昭６２−１８０
４９号公報に開示された電子部品がある。図６に、上記
公報に開示された従来の電子部品を示す。従来の電子部
品は、はんだバンプを多段に形成するために、電極１０
８をもつフィルム１０７を有している。電子部品１００
の電極１０２と回路配線板１１０の電極１１２は、はん
だバンプ１０３ａ、はんだバンプ１０３ｂ及び電極１０
８を有するフィルム１０７を介して接続されている。こ
のように、はんだバンプ１０３ａとはんだバンプ１０３
ｂとの間に、はんだにより溶融しない電極１０８を挟む
ことにより、はんだバンプ同士の溶融接続を防いでい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電子部品では、はんだバンプ同士の溶融接続を防ぐ
という目的で電極１０８を有するフィルム１０７を用い
ている。電極１０８は、電極１０２及び１１２に対応し
た位置に設ける必要があり、つまり、電極１０２の配置
パターンに応したフィルム１０７を用意しなければなら
ないことになる。したがって、各種電子部品ごとにフィ
ルム１０７の設計及び製造が必要になるという問題が生
じる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、電子回路及
び前記電子回路の入出力のための配線を有する基板を準
備し、前記配線上に第１のはんだバンプを溶融接合する
工程（ａ）と、前記第１のはんだバンプの上面を除いた
側面を覆うように、絶縁材を前記第１のはんだバンプに
付着させる工程（ｂ）と、前記第１のはんだバンプの上
面に第２のはんだバンプを溶融接合する工程（ｃ）とを
施すことを特徴とする電子部品の製造方法である。
【０００５】
【作用】工程（ａ）は、電子回路及び前記電子回路の入
出力のための配線を有する基板を準備し、前記配線上に
第１のはんだバンプを溶融接合する工程である。工程
（ｂ）は、前記第１のはんだバンプの上面を除いた側面
を覆うように、絶縁材を前記第１のはんだバンプに付着
させる工程である。工程（ｃ）は、前記第１のはんだバ
ンプの上面に第２のはんだバンプを溶融接合する工程で
あり、前記絶縁材は溶融した前記第１のはんだバンプの
熱によりほとんど変形しないので、第１のはんだバンプ
の形状は、ほとんど変わらない。
【０００６】
【実施例】図１は、この発明の第１の実施例を説明する
ための電子部品及び回路配線板の断面図である。この実
施例は、電子部品の電極と、回路配線板の電極とを接続
するためのはんだバンプを有する電子部品の１例であ
る。まず、第１の実施例のはんだバンプを有する電子部
品の構成を説明する。図１中、第１の実施例である電子
部品１０の他に、電子部品１０と接続される電極２２を
有する回路配線板２０も図示されている。
【０００７】電子部品１０は、パッケージ１１、電極１
２、はんだバンプ１３ａ、１３ｂ及び樹脂１４により構
成されている。パッケージ１１には、電子部品１０の回
路機能部となるベアチップ（図示せず）が収容されてい
る。電極１２は、図示されない前記ベアチップの入出力
部とワイヤボンディングで接続されており、直径約０．
６３ｍｍの円形の外観を有する。１段目のはんだバンプ
１３ａが、電極１２に接合されている。はんだバンプ１
３ａとして、この実施例では鉛−錫の共晶はんだを用い
ている。しかしながら、はんだバンプ１３ａの材料はこ
れに限定されず、種々の金属接合剤を用いても構わな
い。はんだバンプ１３ａは、直径約０．８ｍｍのほぼ球
形である。絶縁材である樹脂１４は、はんだバンプ１３
ａを囲むように形成されている。この実施例では、樹脂
１４として、溶融したはんだバンプ１３によって溶解せ
ず、形状を保つことができるエポキシ樹脂を用いてい
る。樹脂１４にあたる材料としては、ここで用いるエポ
キシ樹脂に限らず、溶融したはんだバンプ１３によって
溶解せず、形状を保つことができる絶縁材であればよ
い。例えば、上記条件を満たす絶縁材として、シリコン
や各種高分子材料が挙げられる。
【０００８】２段目のはんだバンプ１３ｂは、はんだバ
ンプ１３ａと溶融接合されており、さらに回路配線板２
０の電極２２とも接合している。図中に示すはんだバン
プ１３ａと１３ｂの境界線は、両者が溶融接合している
ので実際には存在しないが、製造方法をわかりやすく説
明するために用いられている。はんだバンプ１３ｂは、
はんだバンプ１３ａとほぼ同形の外観を有している。ま
た、はんだバンプ１３ｂの材料として、鉛−錫の共晶は
んだを用いている。しかしながら、はんだバンプ１３ｂ
の材料は、必ずしもはんだバンプ１３ａと同じ材料にす
る必要はなく、はんだバンプ１３ａと接合する種々の金
属接合剤を用いても構わない。
【０００９】つぎに、この発明の第１の実施例の電子部
品１０の製造方法を、図２を用いて説明する。まず、図
２（ａ）に示すように、パッケージ１１上の電極１２の
上面に、融点摂氏１８３度の鉛−錫の共晶はんだを摂氏
２３０度で溶融して、はんだバンプ１３ａを形成する。
はんだバンプ１３ａは、直径が約０．８ｍｍの球形にな
るように形成される。
【００１０】つぎに、はんだバンプ１３ａが完全に浸さ
れるように、パッケージ１１の一部を、常温の液状の樹
脂１４に浸す。樹脂１４は、２種類の材料、すなわち主
剤と硬化剤を混ぜて作った熱硬化性樹脂であり、常温に
おいては一定時間硬化しない。また、樹脂１４の温度は
常温であるので、はんだバンプ１３ａを溶融することは
なく樹脂１４を付着させることができる。一定時間後、
パッケージ１１を樹脂１４から引き上げる。ここで、樹
脂１４がはんだバンプ３（ａ）に厚さ約５０ミクロンで
付着するように、樹脂１４の粘度や温度等を調整してお
く。パッケージ１１の引き上げ後、パッケージ１１を摂
氏１５０度の雰囲気に１時間ほどさらし、樹脂１４を硬
化させる（図２（ｂ）参照）。
【００１１】つぎに、図２（ｃ）に示すように、機械加
工により、はんだバンプ１３ａの一部及び樹脂１４の一
部を除去することにより、はんだバンプ１３ａの上面を
除いた側面を樹脂１４で覆う。はんだバンプ１３ａ及び
樹脂１４の除去による露出面は、ほぼ平面をなしてお
り、はんだバンプ１３ａの露出面は、直径約０．６３ｍ
ｍの円形をなしている。ここで、電極１２の上面面積
は、はんだバンプ１３ａを電極１２の上面面積とほぼ同
じ面積の面が露出するように除去したときに、はんだバ
ンプ１３ａと１３ｂとが十分な接合強度をもち、しかも
はんだバンプ１３ａができるだけ高くなるように設定さ
れている。したがって、はんだバンプ１３ａの露出面積
を電極１２の上面面積とほぼ等しくすることにより、は
んだバンプ１３ａの高さをできるだけ高くしながら、は
んだバンプ１３ａと１３ｂとの接合強度を大きくするこ
とができる。この製造方法においては、簡素化のため
に、はんだバンプ１３ａの一部及び樹脂１４の一部を同
時に除去したが、樹脂１４の一部のみ除去することによ
って、はんだバンプ１３ａの一部を露出すれば足りる。
【００１２】つぎに、図２（ｄ）に示すように、はんだ
バンプ１３ａの露出面に、はんだバンプ１３ｂを摂氏２
３０度で溶融接合する。このとき用いるはんだボール
は、はんだバンプ１３ａのとき用いたはんだボールと同
程度の大きさのものを用いる。はんだバンプ１３ａとは
んだバンプ１３ｂとを溶融接合するときに、もし、はん
だバンプ１３ａが樹脂１４により囲まれていなければ、
溶融接合されたはんだバンプ１３は、表面張力により、
はんだバンプ１３ａの体積と、はんだバンプ１３ｂの体
積とを合計した体積からなる球体となる。しかしなが
ら、樹脂１４がはんだバンプ１３ａとはんだバンプ１３
ｂとの溶融接合によって生じる変形を抑止する変形抑止
部として働くため、図２（ｃ）に示されるはんだバンプ
１３ａの形状は保たれる。また、樹脂１４の材料とし
て、溶融したはんだバンプ１３により溶解せず、形状を
保つ熱硬化剤を用いているので、樹脂１４の変形の程度
は問題が生じないほど小さい。また、樹脂１４により囲
まれていないはんだバンプ１３ｂは、ほぼ球形をなして
いる。以上の製造方法により、この発明の第１の実施例
の電子部品１０が完成する。
【００１３】さらに、回路配線板２０への電子部品１０
の取付け方法を、図２（ｅ）を用いて説明する。電子部
品１０のはんだバンプ１３を、回路配線板２０の所定の
電極２２に、図のように接合する。接合するためのはん
だバンプ１３の溶融温度は、摂氏約２３０度に設定され
ている。以上の方法により、電子部品１０の電極１２
と、回路配線板２０の電極２２とが、はんだバンプ１３
ａ及び１３ｂを介して電気的に接続されたことになる。
【００１４】このように、この発明の第１の実施例で
は、はんだバンプ１３ａを樹脂１４により囲むことによ
り、はんだバンプ１３ｂをはんだバンプ１３ａに溶融す
るときに、表面張力による横方向の膨らみが押さえられ
る。したがって、細長いはんだバンプが製造できるた
め、熱応力に強いはんだバンプをもつ電子部品を提供で
きる。また、はんだバンプが樹脂１４により囲まれてい
るので、隣接するはんだバンプへの接触が起こりにく
い。さらに、さまざまな電極の配置パターンをもつ電子
部品に対しても、同じ製造過程ではんだバンプを形成す
ることができる。
【００１５】つぎに、この発明の第２の実施例を図３を
用いて説明する。第２の実施例は、はんだバンプを３段
に積み重ねたはんだバンプ構造を有する電子部品の１例
である。第２の実施例の電子部品３０において、第１の
実施例の電子部品１０と異なる点は、はんだバンプ１３
ｂが樹脂３４によって囲まれている点と、新しくはんだ
バンプ１３ｃが、はんだバンプ１３ｂに接合されている
点と、はんだバンプ１３ｃが回路配線板の電極に接合さ
れている点である。
【００１６】つぎに、第２の実施例の電子部品の製造方
法を、図２及び図４を用いて説明する。はんだバンプ１
３ａとはんだバンプ１３ｂを形成する方法は、第１の実
施例の電子部品１０の製造方法と同様である。つまり、
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）で示される製造方
法を経て、第１の実施例の電子部品１０と同等の部品を
形成する。以上の製造方法により形成される部品を図４
（ａ）に示す。さらに、以下の方法により、形成された
部品に処理を加える。
【００１７】まず、はんだバンプ１３ｂを樹脂３４に完
全に浸す。一定時間後、はんだバンプ１３ｂを樹脂３４
から引き上げる。ここで、樹脂３４の温度並びに引き上
げまでの時間は、第１の実施例における方法と同様であ
る。はんだバンプ１３ｂの引き上げ後、樹脂３４を摂氏
１５０度の雰囲気に１時間ほどさらし、樹脂３４を硬化
させる（図４（ｂ）参照）。
【００１８】つぎに、図４（ｃ）に示すように、機械加
工により、はんだバンプ１３ｂの一部及び樹脂３４の一
部を除去する。はんだバンプ１３ｂ及び樹脂３４の除去
による露出面は、ほぼ平面をなしており、はんだバンプ
１３ｂの露出面は、直径約０．６３ｍｍの円形をなして
いる。ここで、電極１２の上面面積は、はんだバンプ１
３ｂを電極１２の上面面積とほぼ同じ面積の面が露出す
るように除去したときに、はんだバンプ１３ｂと１３ｃ
とが十分な接合強度をもち、しかもはんだバンプ１３ｂ
ができるだけ高くなるように設定されている。したがっ
て、、はんだバンプ１３ｂの露出面積を電極１２の上面
面積とほぼ等しくすることにより、はんだバンプ１３ｂ
の高さをできるだけ高くしながら、はんだバンプ１３ｂ
と１３ｃとの接合強度を大きくすることができる。この
製造方法においては、簡素化のためにはんだバンプ１３
ｂの一部及び樹脂３４の一部を同時に除去したが、樹脂
３４の一部のみ除去することで、はんだバンプ１３ａの
一部を露出すれば足りる。つぎに、図４（ｄ）に示すよ
うに、はんだバンプ１３ｂの露出面に、はんだバンプ１
３ｃを摂氏２３０度で溶融接合する。このとき用いるは
んだボールは、はんだバンプ１３ａのとき用いたはんだ
ボールと同程度の大きさのものを用いる。はんだバンプ
１３ｂとはんだバンプ１３ｃとを溶融接合するときに、
もし、はんだバンプ１３ｂが樹脂３４により囲まれてい
なければ、溶融接合されたはんだバンプ１３は、表面張
力により、はんだバンプ１３ａの体積と、はんだバンプ
１３ｂの体積と、はんだバンプ１３ｃの体積とを合計し
た体積からなる球体となる。しかしながら、樹脂３４が
はんだバンプ１３ｂとはんだバンプ１３ｃとの溶融接合
によって生じる変形を抑止する変形抑止部として働くた
め、図４（ｃ）に示されるはんだバンプ１３ａ及び１３
ｂの形状は保たれる。また、樹脂３４の材料として、溶
融したはんだバンプ１３により溶解せず、形状を保つ高
分子体を用いているので、樹脂３４の変形の程度は問題
が生じないほど小さい。また、樹脂３４により囲まれて
いないはんだバンプ１３ｃは、ほぼ球形をなしている。
以上の製造方法により、この発明の第２の実施例の電子
部品３が完成する。
【００１９】このように、この発明の第２の実施例で
は、第１の実施例の効果に加えて、以下の効果を奏す
る。まず、３段のはんだバンプを有する電子部品である
ので、はんだバンプの長さが長くなり、はんだバンプに
加わる熱応力をさらに小さくすることができる。これに
より、はんだバンプの信頼性向上が可能となる。また、
製造方法においては、所定の製造方法を繰り返すことに
より、はんだバンプを任意の高さにすることができる。
したがって、この製造方法は、はんだバンプの段数に関
係なく用いることができ、自由度のある製造方法である
といえる。
【００２０】他の実施例として、上記詳細に説明した製
造方法を繰り返し用いることにより製造される４段以上
のはんだバンプを有する電子部品も挙げられる。
【００２１】以上詳細に述べた第１の実施例及び第２の
実施例では、樹脂をはんだバンプに付着させる方法とし
て、はんだバンプを樹脂に浸す方法を用いた。しかしな
がら、この方法に限らず以下の方法でもよい。例えば、
樹脂を霧状にし、はんだバンプに吹き付ける方法、はん
だバンプに樹脂をはけ塗りする方法、はんだバンプ上に
樹脂を点滴する方法がある。このとき、樹脂をはんだバ
ンプの表面全体に付着させず、はんだバンプの上部が露
出するように付着させれば、第１の実施例及び第２の実
施例の製造方法の１プロセスである、はんだバンプの一
部及び樹脂の一部を除去するプロセスを省くことができ
る。また、樹脂の厚みは、適宜変えてもよく、図５に示
すようにパッケージ１１から一定の厚みを持たせてもよ
い。
【００２２】また、この発明の要部であるはんだバンプ
は、第１及び第２の実施例のように、ベアチップの入出
力部とワイヤボンディングで接続されたパッケージ１１
に取付けられた電極に適用できるだけでなく、フリップ
チップやベアチップの電極にも適用できる。
【００２３】
【発明の効果】このように、第１のはんだバンプの側面
を絶縁材により覆うことにより、第１のはんだバンプ
は、第２のはんだバンプと溶融接合されるときに、表面
張力による横方向の膨らみが起こらない。したがって、
細長いはんだバンプが製造できるため、熱応力に強いは
んだバンプをもつ電子部品を提供できる。また、絶縁材
によりはんだバンプを囲っているので、隣接するはんだ
バンプへの接触が起こりにくい。さらに、さまざまな配
線パターンをもつ電子部品に対しても、同じ製造方法に
よって、はんだバンプを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例の電子部品を示す断面
図である。
【図２】この発明の第１の実施例の電子部品の製造方法
を示す断面図である。
【図３】この発明の第２の実施例の電子部品を示す断面
図である。
【図４】この発明の第２の実施例の電子部品の製造方法
を示す断面図である。
【図５】この発明の他の実施例の電子部品を示す断面図
である。
【図６】従来の電子部品を示す断面図である。
【符号の説明】
１０、３０、、４０、１００ 電子部品 １１、１０１ パッケージ １２、２２、１０２、１０８、１１２ 電極 １３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１０３ａ、１０３ｂ はんだ
バンプ １４、３４、４４ 樹脂 ２０、１１０ 回路配線板 １０７ フィルム

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）電子回路及び前記電子回路の入出
    力のための配線を有する基板を準備し、前記配線上に第
    １のはんだバンプを溶融接合する工程と、 （ｂ）前記第１のはんだバンプの上面を除いた側面を覆
    うように、絶縁材を前記第１のはんだバンプに付着させ
    る工程と、 （ｃ）前記第１のはんだバンプの上面に第２のはんだバ
    ンプを溶融接合する工程とを施すことを特徴とする電子
    部品の製造方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の電子部品の製造方法にお
    いて、 前記工程（ｂ）は、前記第１のはんだバンプの全面に前
    記絶縁材を付着し、その後、前記第１のはんだバンプの
    上面に付着した前記絶縁材を除去することにより、前記
    第１のはんだバンプの上面を除いた側面を覆うように、
    前記絶縁材を前記第１のはんだバンプに付着させること
    を特徴とする電子部品の製造方法。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の電子部品の製造方法にお
    いて、 前記絶縁材は、熱硬化樹脂であることを特徴とする電子
    部品の製造方法。
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