JPH08236529A - 半田ボール、半田バンプ、半導体装置、その半田バンプの形成方法、及びその半導体装置の実装方法 - Google Patents

半田ボール、半田バンプ、半導体装置、その半田バンプの形成方法、及びその半導体装置の実装方法

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JPH08236529A
JPH08236529A JP7040606A JP4060695A JPH08236529A JP H08236529 A JPH08236529 A JP H08236529A JP 7040606 A JP7040606 A JP 7040606A JP 4060695 A JP4060695 A JP 4060695A JP H08236529 A JPH08236529 A JP H08236529A
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solder
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ball
solder bump
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Toshimasa Kitagawa
利正 北川
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
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    • H05K3/3465—Application of solder
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半田ボールの位置決め、固定を容易にし、半
導体装置及び電子部品搭載基板に半田ボールを安定して
実装することができる半田ボールを提供することにあ
る。また、この半田ボールを使用した半田バンプを提供
することにある。 【構成】 本発明の半田ボールは、半導体装置及び電子
部品搭載基板の接続に使用される半田ボールにおいて、
半田ボールの内部に磁性金属又はこの磁性金属を主成分
とした磁性合金で形成された核を有することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半田ボール、半田ボー
ルを用いて形成される半田バンプ、この半田バンプを有
する半導体装置、及びこの半田バンプを形成する方法、
半導体装置の実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、表面実装対応の半導体装置及び電
子部品を搭載する基板において接続用外部端子として半
田バンプを上記半導体装置及び電子部品搭載基板に形成
している。この半田バンプは、球状の半田ボールを位置
決め治具により接続端子に位置決めを行い、リフロ等で
溶融して実装を行っている。
【０００３】図５（ａ）は球状の半田ボールの断面図
で、図５（ｂ）〜図５（ｄ）は上記半田ボールの断面
図、及び、この半田ボールをプリント基板に実装して半
田バンプを形成する方法を説明するためのプリント基板
の断面図である。
【０００４】上記半田ボール１は、一般に半田及び半田
合金により形成されている。この半田ボールを半導体装
置及び電子部品搭載基板に実装して半田バンプを形成す
る方法を説明する。
【０００５】図５（ｂ）は上記半田ボールを実装するプ
リント基板の断面図である。このプリント基板６は表面
に半田ボール１を実装する複数の接続端子５が形成さ
れ、その上に、半田ボール１の位置決め固定をする粘着
性物質４が塗布されている。この粘着性物質４は球状の
半田ボール１を位置決めする際に、半田ボール１が移動
しないようにするものである。
【０００６】図５（ｃ）は上記プリント基板に半田ボー
ルが位置決めされた断面図である。上記粘着性物質４が
塗布されたプリント基板６の表面に位置決め治具７によ
り半田ボール１を位置決めする。この位置決め治具７は
プリント基板６に形成された接続端子５と同じ配置で位
置決め凹部７ａが形成されている。この位置決め凹部７
ａは半田ボール１の直径より少し大きい開口と深さを有
し、半田ボール１が没入するようになっている。したが
って、この位置決め治具７に半田ボール１を没入し、プ
リント基板６の接続端子５と位置決め凹部７ａが一致す
るようにこの位置決め治具７を移動する。そして、接続
端子５に位置した半田ボール１は表面に塗布された粘着
性物質４に粘着して固定される。
【０００７】次に、上記半田ボール１が固定されたプリ
ント基板６をリフロ炉に通して半田ボール１を熔融す
る。
【０００８】図５（ｄ）は上記プリント基板の半田ボー
ルを熔融した断面図である。図に示す如く、プリント基
板６の接続端子５に実装された半田ボール１は熔融し半
田バンプ１１を形成している。
【０００９】ところが、上記のような方法で半田バンプ
を形成すると、半田ボールを接続端子に固定するのが難
しく、粘着性物質の粘着性をコントロールする必要があ
った。また、このような粘着性物質を使用するため、実
装後に洗浄を必要とした。
【００１０】さらに、位置決め治具を取り除く際に半田
ボールに接触したりして半田ボールの位置が動くことが
あったり、リフロ炉に入れる際にも半田ボールの位置が
動くことがあった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、
半田ボールの位置決め、固定を容易にし、半導体装置及
び電子部品搭載基板に半田ボールを安定して実装するこ
とができる半田ボールを提供することにある。
【００１２】また、この半田ボールを使用した半田バン
プを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
半田ボールは、半導体装置及び電子部品搭載基板の接続
に使用される半田ボールにおいて、半田ボール１の内部
に磁性金属又はこの磁性金属を主成分とした磁性合金で
形成された核２を有することを特徴とする。
【００１４】本発明の請求項２に係る半田ボールは、半
田ボール１の内部の核２を複数個有することを特徴とす
る。
【００１５】本発明の請求項３に係る半田ボールは、半
田ボール１の内部に形成された核２の表面３が半田濡れ
性の良い金属でコーティングされていることを特徴とす
る。
【００１６】本発明の請求項４に係る半田バンプは、上
記請求項１乃至請求項３記載の半田ボール１を使用した
ことを特徴とする。
【００１７】本発明の請求項５に係る半導体装置は、上
記請求項４記載の半田バンプ１１を有することを特徴と
する。
【００１８】本発明の請求項６に係る半田バンプの形成
方法は、上記請求項１乃至請求項３記載の半田ボール１
を磁力により位置決めを行い半導体装置及び電子部品搭
載基板に半田バンプ１１を形成することを特徴とする。
【００１９】本発明の請求項７に係る半田バンプの形成
方法は、上記請求項６記載の半田バンプの形成方法にお
いて、半田ボール１を電磁誘導加熱により溶融すること
を特徴とする。
【００２０】本発明の請求項８に係る半導体装置の実装
方法は、上記請求項５記載の半導体装置２０を磁力によ
り位置決めを行ってマザーボード２１に実装することを
特徴とする。
【００２１】本発明の請求項９に係る半導体装置の実装
方法は、上記請求項８記載の半導体装置の実装方法にお
いて、半田バンプ１１を電磁誘導加熱により溶融するこ
とを特徴とする。
【００２２】
【作用】本発明に係る半田ボールによると、半田ボール
の内部に磁性金属又はこの磁性金属を主成分とした磁性
合金で形成された核を有するので、磁力によってこの半
田ボールを位置決め、固定することができる。
【００２３】また、上記半田ボールの内部の核が複数個
有するので、半田ボールを構成する半田に均一に電磁誘
導による加熱をすることができる。さらに、この核の表
面が半田濡れ性の良い金属でコーティングされているの
で、半田ボールの半田が溶融しても核が分離することが
ない。
【００２４】また、本発明の半田バンプによると、上記
半田ボールを使用するのでこの半田バンプを磁力により
位置決めすることができる。同様にして、上記半田バン
プが形成された半導体装置も磁力により位置決めするこ
とができる。
【００２５】また、本発明の半田バンプの形成方法によ
ると、上記核を有する半田ボールを磁力により位置決め
を行い半導体装置及び電子部品搭載基板に半田バンプを
形成するので、半導体装置及び電子部品搭載基板に形成
された接続端子に半田バンプを形成することができる。
さらに、半田バンプを形成する際に半田ボールを電磁誘
導加熱により溶融するので、半田バンプを形成する半導
体装置及び電子部品搭載基板を加熱することなく半田ボ
ールの中心より加熱することができる。
【００２６】また、上記半導体装置を磁力により位置決
めを行ってマザーボードに実装するので、半田バンプを
マザーボードに形成された接続端子に対応することがで
きる。さらに、半田バンプを電磁誘導加熱により溶融す
るので、半田バンプの中心より加熱することができる。
【００２７】以下、本発明を添付した図面に沿って詳細
に説明する。
【００２８】
【実施例】図１（ａ）及び図１（ｂ）は本発明の一実施
例に係る半田ボールの断面図である。図２（ａ）〜
（ｄ）は本発明の他の実施例に係る半田ボールの断面図
である。
【００２９】本発明の半田ボール１は、図１（ａ）に示
す如く、半田１ａの内部に核２を有している。この核２
としては磁性金属又はこの磁性金属を主成分とした磁性
合金で形成されている。この磁性金属としては、ニッケ
ル、鉄、銅等が使用される。図１（ｂ）は上記半田ボー
ル１の内部の核２の表面３に半田濡れ性の良い金属がコ
ーティングされたものである。この半田濡れ性の良い金
属としては、銅、銀、金、ニッケル、スズ、亜鉛等が使
用され、メッキ等により核２の表面３にコーティングさ
れる。このコーティングの厚み、コーティングの方法は
特に限定はされない。
【００３０】また、図２（ａ）〜（ｄ）に示す如く、本
発明の半田ボール１の内部に有する核２は、その形状、
個数、大きさ等、半田ボール１の実装に障害とならなけ
れば特に限定はされない。
【００３１】図２（ａ）は核２が六面体で、図２（ｂ）
は球状の核２が３つ集まったもの、図２（ｃ）は複数の
球状の核２が半田ボール１内に散乱したもの、図２
（ｄ）は楕円形状の核２の表面３に金メッキされたもの
である。
【００３２】次に、上記半田ボールをプリント配線板に
実装する方法を説明する。図３（ａ）〜（ｂ）は上記半
田ボールを実装する方法を説明するプリント基板の断面
図である。
【００３３】このプリント基板６は表面に半田ボール１
を実装する複数の接続端子５が形成されている。このプ
リント基板６の表面に位置決め治具７を重ね合わせる。
この位置決め治具７はプリント基板６に形成された接続
端子５と同じ配置で位置決め用の開口部７ｂが形成され
ている。この位置決め用の開口部７ｂは、半田ボール１
の直径より少し大きい開口と深さを有し、半田ボール１
が没入できるようになっている。この位置決め治具は非
磁性体で構成されることが好ましく、材質、形状につい
ては特に限定されるものではない。
【００３４】次に、図３（ｂ）に示す如く、上記プリン
ト基板６の下方より磁力発生装置１３を配置する。この
磁力発生装置１３により磁力を発生し、さらに、上記位
置決め治具７の上に複数の半田ボール１を搭載する。こ
の半田ボール１は球状であり内部に磁性金属で形成され
た核２を有するので、磁力により引きつけられるととも
に、位置決め治具７の上を移動して上記位置決め用の開
口部７ｂに没入する。また、ここで、この半田ボール１
が全ての開口部７ｂに入るように、スキージ１４で位置
決め治具７の上を当接して移動するのが好ましい。そし
て、このスキージ１４により余分な半田ボール１を除去
して半田ボール１の位置決めをする。
【００３５】ここで使用される磁力発生装置は、磁石、
電磁石等が使用でき、形状、大きさについては、対象と
なるものの形状等に応じて用いることができる。
【００３６】次に、図３（ｃ）に示す如く、接続端子５
の上に位置決めされた半田ボール１を有するプリント基
板６の下方に電磁誘導加熱装置１６を配置する。この電
磁誘導加熱装置１６は、電磁誘導コイル１５により電磁
誘導を起こし、この近傍に位置する磁性体を加熱する装
置である。
【００３７】この電磁誘導加熱装置は特に限定されるも
のではなく、電磁力により磁性体を加熱することができ
るものであればよく、その出力、形状については、対象
となるものに応じて選択することができる。
【００３８】この電磁誘導加熱装置１６により電磁誘導
加熱を行い、上記半田ボール１の内部の核２を加熱す
る。内部の核２が加熱された半田ボール１は、周囲の半
田１ａが溶融し、接続端子５と溶着して半田バンプ１０
を形成する。
【００３９】このようにして、内部に核を有する半田ボ
ールを半導体装置及び電子部品搭載基板に形成された接
続端子に磁力を使用して正確な位置に位置決めを行い、
さらに、電磁誘導により半田を溶融して半田バンプを形
成することができる。
【００４０】次に、上記のようにして半田バンプを形成
した半導体装置の実装方法を説明する。
【００４１】図４（ａ）〜（ｃ）は本発明の半導体装置
をマザーボードに実装する方法を説明する断面図であ
る。
【００４２】図に示す如く、本発明の半導体装置２０
は、半導体装置本体の下部に半田バンプ１０が形成され
ている。この半田バンプ１０は内部に磁性金属で形成さ
れた核２を有している。
【００４３】まず、上記半導体装置２０を搬送装置１９
により搬送する。この搬送装置１９は、半導体装置２０
を搬送することができるものであればとくに限定はされ
ない。本実施例の搬送装置２０は、吸引により半導体装
置２０を吸着し搬送する搬送装置を使用した。
【００４４】そして、図４（ｂ）に示す如く、この搬送
装置１９により半導体装置２０をマザーボード２１の上
に搭載する。このマザーボード２１の下部には電磁石１
３、１３が配置されている。この電磁石１３は小さな領
域で強力な磁力を発生することができるもので、上記半
田バンプ１０内に有する核２を磁力により引きつけるこ
とができる。そして、この電磁石１３は半導体装置２０
に形成された半田バンプ１０の外周部に位置する核２を
磁力により引きつける位置で、マザーボード２１に形成
された接続端子５の真下に位置する。したがって、この
電磁石１３、１３により半導体装置２０の半田バンプ１
０をマザーボード２１に形成された接続端子５に位置決
めする。
【００４５】次に、図４（ｃ）に示す如く、接続端子５
の上に位置決めされた半田ボール１を有するマザーボー
ド２１の下方に電磁誘導加熱装置１６を配置する。そし
て、この電磁誘導加熱装置１６の複数の電磁誘導コイル
１５により電磁誘導加熱を行い、上記半田バンプ１０の
内部の核２を加熱する。内部の核２が加熱された半田バ
ンプ１０は、周囲の半田１ａが溶融し、マザーボード２
１の接続端子５と溶着する。
【００４６】このようにして、半導体装置をマザーボー
ドに実装することができる。
【００４７】
【発明の効果】以上、述べたように、本発明の半田ボー
ルによると、内部に有する磁性金属で形成された核によ
り、従来のように、粘着性物質を使用することなく、磁
力により核を引きつけて位置決め、固定を容易にするこ
とができ、半田ボールを安定して実装することができ
る。
【００４８】また、同様に、上記半田ボールにより形成
された半田バンプを備えた半導体装置及び電子部品搭載
基板は、磁力により核を引きつけて位置決め、固定を容
易にすることができる。
【００４９】また、上記磁性金属の核を有することによ
り、電磁誘導加熱を実施することができ、この核を有す
る半田ボール及び半田バンプを容易に加熱することがで
きる。さらに、上記半田ボール及び半田バンプは内部に
この核を有するので、内部より加熱され、半田を均一に
加熱することができ、半田の溶融ムラを防ぐことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明に係る一実施例の半田ボールの断
面図である。 （ｂ）本発明の他の一実施例の半田ボールの断面図であ
る。
【図２】（ａ）本発明に係る他の一実施例の半田ボール
の断面図である。 （ｂ）本発明に係る他の一実施例の半田ボールの断面図
である。 （ｃ）本発明に係る他の一実施例の半田ボールの断面図
である。 （ｄ）本発明に係る他の一実施例の半田ボールの断面図
である。
【図３】（ａ）本発明の半田バンプの形成方法を示す一
実施例であるプリント基板の断面図である。 （ｂ）上記半田バンプの形成方法を示すプリント基板の
断面図である。 （ｃ）上記半田バンプの形成方法を示すプリント基板の
断面図である。
【図４】（ａ）本発明の半導体装置の実装方法を示す一
実施例である半導体装置の断面図である。 （ｂ）上記半導体装置の実装方法を示す半導体装置の断
面図である。 （ｃ）上記半導体装置の実装方法を示す半導体装置の断
面図である。
【図５】（ａ）従来例の半田ボールの斜視図である。 （ｂ）従来の半田バンプの形成方法を示すにプリント基
板の断面図である。 （ｃ）従来の半田バンプの形成方法を示すにプリント基
板の断面図である。 （ｄ）従来の半田バンプの形成方法を示すにプリント基
板の断面図である。
【符号の説明】
１ 半田ボール ２ 核 ３ 表面 ５ 接続端子 ６ プリント基板 ７ 位置決め治具 １０ 半田バンプ １３ 磁力発生装置 １６ 電磁誘導装置 ２０ 半導体装置 ２１ マザーボード

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体装置及び電子部品搭載基板の接続
    に使用される半田ボールにおいて、半田ボール（１）の
    内部に磁性金属又はこの磁性金属を主成分とした磁性合
    金で形成された核（２）を有することを特徴とする半田
    ボール。
  2. 【請求項２】 上記請求項１記載の半田ボール（１）の
    内部の核（２）を複数個有することを特徴とする半田ボ
    ール。
  3. 【請求項３】 上記請求項１記載の半田ボール（１）の
    内部に形成された核（２）の表面（３）が半田濡れ性の
    良い金属でコーティングされていることを特徴とする半
    田ボール。
  4. 【請求項４】 上記請求項１乃至請求項３記載の半田ボ
    ール（１）を使用したことを特徴とする半田バンプ。
  5. 【請求項５】 上記請求項４記載の半田バンプ（１１）
    を有することを特徴とする半導体装置。
  6. 【請求項６】 上記請求項１乃至請求項３記載の半田ボ
    ール（１）を磁力により位置決めを行い半導体装置及び
    電子部品搭載基板に半田バンプ（１１）を形成すること
    を特徴とする半田バンプの形成方法。
  7. 【請求項７】 上記請求項６記載の半田バンプの形成方
    法において、半田ボール（１）を電磁誘導加熱により溶
    融することを特徴とする半田バンプの形成方法。
  8. 【請求項８】 上記請求項５記載の半導体装置（２０）
    を磁力により位置決めを行ってマザーボード（２１）に
    実装することを特徴とする半導体装置の実装方法。
  9. 【請求項９】 上記請求項８記載の半導体装置の実装方
    法において、半田バンプ（１１）を電磁誘導加熱により
    溶融することを特徴とする半導体装置の実装方法。
JP7040606A 1995-02-28 1995-02-28 半田ボール、半田バンプ、半導体装置、その半田バンプの形成方法、及びその半導体装置の実装方法 Withdrawn JPH08236529A (ja)

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