JP3344289B2 - バンプ付ワークの実装方法 - Google Patents
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Description
基板の電極に半田付けして実装するバンプ付ワークの実
装方法に関するものである。
基板に実装する方法として、基板の電極上に予め半田バ
ンプを形成し、この半田バンプにワークのバンプを半田
付けにより接合する方法が用いられている。この方法
は、予めワークのバンプか基板の電極上の半田バンプの
いずれかにフラックスを塗布した後に、バンプ付ワーク
を圧着ツールで保持して半田バンプ上に着地させ、圧着
ツールに設けられた加熱手段によりワークを介して半田
バンプを加熱し、半田バンプを溶融させて半田付けする
ものである。半田付けに使用されるフラックスは、時間
の経過とともに基板の回路面を腐食させる作用があるた
め、信頼性が重要とされる用途においては半田付け後に
フラックスを除去するための洗浄を必要とする。
便に用いられてきたフロンなどの溶剤の使用が規制され
たことから、洗浄工程はより複雑・高コスト化している
ため、極力洗浄を必要としない、すなわちフラックスを
使用しない実装方法が求められていた。
いため、過度に熱を加えると品質劣化の原因となること
から、実装に際しては極力ワークに熱を加えず、熱ダメ
ージが少ない実装方法が望まれていた。
プが形成されている場合には、実装時の荷重(例えば3
0g/バンプ)でチップにダメージが発生する場合があ
るため、極力低荷重での実装が望まれていた。
要がなく、しかもワークに与える熱ダメージや、実装荷
重によるダメージが少ないバンプ付ワークの実装方法を
提供することを目的とする。
ワークの実装方法は、基板の電極上に形成された半田バ
ンプにバンプ付ワークを半田付けするバンプ付ワークの
実装方法であって、前記半田バンプを局所加熱手段によ
り上方から加熱して溶融半田とする工程と、この溶融半
田の表面の酸化膜を部分的に破壊する工程と、前記溶融
半田の上にバンプ付ワークのバンプを着地させてこのバ
ンプの先端部を前記溶融半田中に埋没させる工程と、前
記溶融半田を冷却固化させて前記バンプを基板の電極上
に半田付けする工程とを含む。
は、請求項1記載のバンプ付ワークの実装方法であっ
て、前記酸化膜を部分的に破壊する工程が、加熱ガスを
溶融半田に吹きつけて酸化膜を部分的に薄膜化するよう
にした。
は、請求項1記載のバンプ付ワークの実装方法であっ
て、前記酸化膜を部分的に破壊する工程が、前記バンプ
を前記溶融半田上に着地させる際に、振動付与手段によ
りバンプ付ワークを溶融半田に対して相対的に振動させ
るようにした。
基板の電極上に形成された半田バンプを局所加熱手段に
より溶融させ、溶融半田の表面の酸化膜を部分的に破壊
してバンプ付ワークのバンプを溶融半田中に埋没させる
ことにより、バンプ付ワークに与える熱ダメージが少な
く、しかもフラックスを使用せずにバンプ付ワークを基
板に半田付けして実装することができる。
4、図5は、本発明の実施の形態1のバンプ付ワークの
実装装置の正面図、図6(a),(b),(c),
(d)は同半田バンプの部分拡大図である。
装置について説明する。図1において基板ステージ1上
には基板2が載置されており、基板2の電極2a上には
予め半田バンプ3が形成されている。この半田バンプ3
はメッキ法やレベラ法などによってプリコート部として
形成されている。基板ステージ1の上方には左右2個の
ホットガン4が配設されている。ホットガン4はガス供
給部5から供給される窒素ガスなどの気体を加熱して基
板2の半田バンプ3に上方より吹き付け、半田バンプ3
を局所的に加熱する。すなわち、ホットガン4は半田バ
ンプ3の局所加熱手段となっている。
配設されている。圧着ツール6はバンプ付ワーク7を真
空吸着して保持し、圧着ツール6を下降させることによ
りバンプ付ワーク7のバンプ8を半田バンプ3上に着地
させて基板2の電極2aに半田付けして実装する。8a
はバンプ8をワイヤボンディングで形成した際に生じた
テール(ワイヤの残り)である。
うな構成より成り、次に動作を説明する。まず図2に示
すように、基板ステージ1上に基板2が載置される。基
板2の電極2a上には半田バンプ3が形成されている。
次いで図3に示すようにガス供給部5を駆動して窒素ガ
スをホットガン4に供給し、ホットガン4の先端部から
高温の窒素ガスを半田バンプ3に対して上方から吹きつ
ける(矢印a参照)。これにより半田バンプ3は局所的
に加熱されて溶融する。
ワーク7を吸着した圧着ツール6が下降し、半田バンプ
3上にバンプ8を着地させる。以上の経過における半田
バンプ3の状態について、図6を参照して説明する。図
6(a)は、半田バンプ3が加熱される以前の固体の状
態を示しており、このとき半田バンプ3の表面は酸化さ
れて酸化膜3aを生じている。次に図6(b)にて、高
温の窒素ガス(矢印a)で加熱されることにより半田バ
ンプ3は溶融し、溶融半田3’となる。
面を包み込んでいるため、溶融半田3’は流動せずに略
半球状の形状を保っている。この上方からの窒素ガスに
よる加熱を継続すると、図6(c)に示すように、溶融
半田3’の先端部(矢印bの範囲)の酸化膜3aは周辺
部に吹き寄せられて部分的に薄膜化し、破壊される。こ
のとき、破壊される酸化膜3aの範囲は部分的であるた
め、溶融半田3’は流動化するには至らない。
プ8を溶融半田3’に着地させると、図6(d)に示す
ように、バンプ8のテール8aは酸化膜3aが薄膜化し
て部分的に破壊された先端部から容易に溶融半田3’中
に侵入し、バンプ8の先端部は溶融半田3’中に埋没す
る。この後、ガス供給部5の駆動を停止し、ホットガン
4による加熱を停止すると、溶融半田3’は冷却固化し
てバンプ8を基板2の電極2aに接合する。図5はこの
ようにしてバンプ付ワーク7が基板2に実装された後
に、圧着ツール6が上昇している状態を示している。
態2のバンプ付ワークの実装装置の正面図、図8
(a),(b),(c)は同半田バンプの部分拡大図で
ある。図7において、基板ステージ1は上面を箱形のシ
ールド部材11で覆われている。シールド部材11に
は、基板2の範囲に対応して開口部11aが設けられて
おり、この開口部11aから基板ステージ1上に基板2
を載置する。シールド部材11の側面にはガス導入口1
2が開口されており、ここに第2のホットガン4aが装
着されている。ガス供給部5から供給される窒素ガスは
第2のホットガン4aにより加熱されてガス導入口12
よりシールド部材11の内部に導入され、基板2を加熱
する。このシールド部材11や、第2のホットガン4a
は半田バンプ3を予熱する予熱手段となっている。
スは、基板ステージ1の上方に配設されたホットガン4
により加熱され、基板2の半田バンプ3に上方から吹き
付けられて半田バンプ3を局所的に加熱する。基板ステ
ージ1の上方には圧着ツール6が配設されている。圧着
ツール6の側面には振動付与手段としての振動子13が
設けられている。振動子13を駆動すると、圧着ツール
6は水平方向に振動し、圧着ツール6に保持されたバン
プ付ワーク7のバンプ8も同方向に振動する。
記のように成り、次に動作を図7,図8により説明す
る。図7において、基板ステージ1上には基板2が載置
されており、シールド部材11の内部には、第2のホッ
トガン4aから加熱された窒素ガスが導入され、基板2
を加熱して所定の温度まで予熱する。次いで、基板ステ
ージ1の上方のホットガン4から加熱された窒素ガスを
基板2の半田バンプ3に吹きつけることにより半田バン
プ3は溶融する。
(a)は、半田バンプ3が加熱され溶融半田3’となっ
た状態を示している。溶融半田3’の表面には、酸化膜
3aが生じている。次に、圧着ツール6を下降させ、図
8(b)に示すようにバンプ付ワーク7のバンプ8の先
端部を溶融半田3’に着地させる。このとき、振動子1
3を駆動してバンプ8を溶融半田3’に対して相対的に
振動させることにより、溶融半田3’の先端部の酸化膜
3aが部分的に破壊される。この状態で圧着ツール6を
更に下降させると、バンプ8の先端部は溶融半田3’中
に埋没する。この後、ホットガン4,4aによる加熱を
停止すると、溶融半田3’は冷却固化し、図8(c)に
示すようにバンプ8は基板2の電極2aに半田付けさ
れ、バンプ付ワーク7の実装が完了する。
局所的に加熱して溶融させ、溶融半田3’の表面の酸化
膜3aを部分的に破壊してバンプ8の先端部を溶融半田
3’中に埋没させることにより、低荷重で実装でき、ワ
ークに熱ダメージや実装荷重によるダメージを与えるこ
となく、しかもフラックスを使用せずにバンプ付ワーク
7を基板2に半田付けして実装することができる。
のであって、例えば半田バンプ3を加熱する局所加熱手
段として窒素ガスのホットガンを用いているが、要は半
田バンプを集中的に加熱して無酸素雰囲気で溶融させる
ものであれば、他の手段、例えばレーザーや赤外線ラン
プなどの加熱手段とアルゴンガスなどの還元雰囲気形成
手段を組合せて用いてもよい。
に実装するに際し、基板の半田バンプを局所的に加熱し
て溶融させ、溶融半田の表面の酸化膜を部分的に破壊し
てバンプを溶融半田中に埋没させてバンプを基板の電極
に半田付けするので、バンプ付ワークには過度の熱が加
えられることはなく、バンプ付ワークへの熱ダメージを
低減できるとともに、実装荷重によるダメージを低減で
きる。また、バンプの半田付けに際しフラックスを使用
しないので、実装後の洗浄を必要とせずに、基板の回路
面の腐食がなく信頼性の高いバンプ付ワークの実装を行
うことができる。
装置の正面図
装置の正面図
装置の正面図
装置の正面図
装置の正面図
分拡大図 (b)本発明の実施の形態1の半田バンプの部分拡大図 (c)本発明の実施の形態1の半田バンプの部分拡大図 (d)本発明の実施の形態1の半田バンプの部分拡大図
装置の正面図
分拡大図 (b)本発明の実施の形態2の半田バンプの部分拡大図 (c)本発明の実施の形態2の半田バンプの部分拡大図
Claims (3)
- 【請求項1】基板の電極上に形成された半田バンプにバ
ンプ付ワークを半田付けするバンプ付ワークの実装方法
であって、前記半田バンプを局所加熱手段により上方か
ら加熱して溶融半田とする工程と、この溶融半田の表面
の酸化膜を部分的に破壊する工程と、前記溶融半田の上
にバンプ付ワークのバンプを着地させてこのバンプの先
端部を前記溶融半田中に埋没させる工程と、前記溶融半
田を冷却固化させて前記バンプを基板の電極上に半田付
けする工程と、を含むことを特徴とするバンプ付ワーク
の実装方法。 - 【請求項2】前記酸化膜を部分的に破壊する工程が、加
熱ガスを上方から溶融半田に吹きつけて酸化膜を部分的
に薄膜化することを特徴とする請求項1記載のバンプ付
ワークの実装方法。 - 【請求項3】前記酸化膜を部分的に破壊する工程が、前
記バンプを前記溶融半田上に着地させる際に、振動付与
手段によりバンプ付ワークを溶融半田に対して相対的に
振動させることを特徴とする請求項1記載のバンプ付ワ
ークの実装方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP19354297A JP3344289B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | バンプ付ワークの実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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JPH1140610A JPH1140610A (ja) | 1999-02-12 |
JP3344289B2 true JP3344289B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Family Cites Families (3)
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-
1997
- 1997-07-18 JP JP19354297A patent/JP3344289B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JPH0613744A (ja) | 電子部品接合方法 |
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