JP4118283B2 - Solder ball mounting method and solder ball mounting apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、半田バンプとなる半田ボールをプリント配線板に搭載するための半田ボール搭載方法及び半田ボール搭載装置に関するものである。 The present invention relates to a solder ball mounting method and a solder ball mounting apparatus for mounting solder balls to be solder bumps on a printed wiring board.
パッケージ基板とICチップとの電気接続のために半田バンプが用いられている。半田バンプは、以下の工程により形成されている。
(1)パッケージ基板に形成された接続パッドにフラックスを印刷する工程。
(2)フラックスの印刷された接続パッドに、半田ボールを搭載する工程。
(3)リフローを行い半田ボールから半田バンプを形成する工程。
Solder bumps are used for electrical connection between the package substrate and the IC chip. The solder bump is formed by the following process.
(1) A step of printing flux on connection pads formed on the package substrate.
(2) A step of mounting solder balls on connection pads on which flux is printed.
(3) A step of reflowing to form solder bumps from the solder balls.
上述した半田ボールを接続パッドに搭載する工程では、例えば、特許文献1に示されている印刷技術が用いられている。この印刷技術では、図12(A)に示すようにプリント配線板30上に接続パッド75と対向した位置に開口116aの設けられたボール整列用マスク116を載置し、スキージ124で半田ボール78sを接続パッド75上に落下させていた。
ICの高集積化に伴い、パッケージ基板の半田バンプは更に小径化、狭ピッチ化が求められている。このため、半田ボールは直径200μmΦ未満の砂粒よりも小径となり、上述したボール整列用マスクとスキージを併用する方法では、半田バンプの高さのばらつきがでて品質が低下していた。 As ICs are highly integrated, the solder bumps on the package substrate are required to be further reduced in diameter and pitch. For this reason, the solder balls have a smaller diameter than sand grains having a diameter of less than 200 μmΦ, and the method of using the above-described ball alignment mask and squeegee together causes variations in the height of the solder bumps, resulting in a reduction in quality.
即ち、半田ボールが小径化すると、表面積に対する重量比が小さくなり、分子間力による半田ボールの吸着現象が生じる。従来技術では、凝集しやすい半田ボールをスキージを接触させて送るため、半田ボールを傷つけ一部に欠けが生じる。半田ボールの一部が欠けると、各接続パッド上で半田バンプの体積が異なるようになるので、上述したように半田バンプの高さにばらつきが生じる。体積の小さい半田バンプが存在すると、その半田バンプに熱応力が集中するために、接続信頼性が低下する。 That is, when the diameter of the solder ball is reduced, the weight ratio with respect to the surface area is reduced, and the phenomenon of adsorption of the solder ball due to intermolecular force occurs. In the prior art, solder balls that tend to agglomerate are sent in contact with the squeegee, so that the solder balls are damaged and some of them are chipped. If a part of the solder ball is missing, the volume of the solder bump differs on each connection pad, so that the height of the solder bump varies as described above. If there is a solder bump having a small volume, thermal stress concentrates on the solder bump, resulting in a decrease in connection reliability.
また、プリント配線板の表面は平坦ではない。特に、ビルドアップ多層配線板では表面の凹凸が大きい。プリント配線板にボール整列用マスクを載置すると、プリント配線板の凹凸に沿って、ボール整列用マスクにも窪んだ部分ができる。直径200μmΦ未満の半田ボールを扱う際には、図12(B)に示すように窪んだ部分ができたボール整列用マスク116上では、スキージ124が窪みに追従できずに半田ボール78sを上から押すようになって潰してしまい、搬送が困難になる。この対策のためにスキージを柔らかい材質で構成したとしても、図12(C)に示すように、スキージ124の先端部分が曲がり、その部分に半田ボール78sが入り込み潰れてしまう。このようにスキージを用いる方法では、直径200μmΦ未満の半田ボールを接続パッド上に正常な半田ボリュームで搭載することが困難になった。
Further, the surface of the printed wiring board is not flat. In particular, the build-up multilayer wiring board has large surface irregularities. When the ball alignment mask is placed on the printed wiring board, a recessed portion is formed in the ball alignment mask along the unevenness of the printed wiring board. When a solder ball having a diameter of less than 200 μmΦ is handled, the
本発明の目的は、直径200μmΦ未満の半田ボールを接続パッドへ確実に搭載することができる半田ボール搭載方法及び半田ボール搭載装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a solder ball mounting method and a solder ball mounting device capable of reliably mounting a solder ball having a diameter of less than 200 μmΦ on a connection pad.
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、プリント配線板の接続パッドに対応する複数の開口を備えるボール整列用マスクを用い、半田バンプとなる半田ボールをプリント配線板の接続パッドに搭載するための半田ボール搭載方法であって、
ボール整列用マスクの上方に、該ボール整列用マスクに対向する開口部を備える筒部材を位置させ、該筒部材で空気を吸引することで、当該筒部材直下のボール整列用マスク上に半田ボールを集合させ、
前記筒部材を水平方向に移動させることで、前記ボール整列用マスクの上に集合させた半田ボールを移動させ、ボール整列用マスクの開口を介して、半田ボールをプリント配線板の接続パッドへ落下させることを技術的特徴とする。
To achieve the above object, the invention of
A cylindrical member having an opening facing the ball alignment mask is positioned above the ball alignment mask, and air is sucked by the cylindrical member, whereby a solder ball is placed on the ball alignment mask immediately below the cylindrical member. Collect
By moving the cylindrical member in the horizontal direction, the solder balls assembled on the ball alignment mask are moved, and the solder balls are dropped onto the connection pads of the printed wiring board through the openings of the ball alignment mask. Is a technical feature.
請求項2の発明は、半田バンプとなる半田ボールをプリント配線板の接続パッドに搭載する半田ボール搭載装置であって、
プリント配線板の接続パッドに対応する複数の開口を備えるボール整列用マスクと、
ボール整列用マスクの上方に位置し、開口部から空気を吸引することで開口部直下に半田ボールを集合させる筒部材と、
前記筒部材を水平方向に移動させる移動機構であって、該筒部材を移動させることで前記ボール整列用マスクの上に集合させた半田ボールを移動させ、ボール整列用マスクの開口を介して、半田ボールをプリント配線板の接続パッドへ落下させる移動機構と、を備えることを技術的特徴とする。
The invention of
A ball alignment mask having a plurality of openings corresponding to connection pads of the printed wiring board;
A cylindrical member that is located above the ball alignment mask and collects solder balls directly under the opening by sucking air from the opening;
A moving mechanism for moving the cylindrical member in a horizontal direction, and moving the solder ball assembled on the ball alignment mask by moving the cylindrical member, through the opening of the ball alignment mask, And a moving mechanism for dropping the solder ball onto the connection pad of the printed wiring board.
請求項3の発明は、半田バンプとなる半田ボールをプリント配線板の接続パッドに搭載する半田ボール搭載装置であって、
プリント配線板の接続パッドに対応する複数の開口を備えるボール整列用マスクと、
ボール整列用マスクの上方に位置し、開口部から空気を吸引することで開口部直下に半田ボールを集合させる筒部材と、
前記筒部材を水平方向に移動させる移動機構であって、該筒部材を移動させることで前記ボール整列用マスクの上に集合させた半田ボールを移動させ、ボール整列用マスクの開口を介して、半田ボールをプリント配線板の接続パッドへ落下させる移動機構と、を備え、前記筒部材の開口部下端と前記ボール整列用マスクとの間のクリアランスを、前記筒部材の移動方向に対する前後方向と左右方向とで異ならしたことを技術的特徴とする。
The invention of
A ball alignment mask having a plurality of openings corresponding to connection pads of the printed wiring board;
A cylindrical member that is located above the ball alignment mask and collects solder balls directly under the opening by sucking air from the opening;
A moving mechanism for moving the cylindrical member in a horizontal direction, and moving the solder ball assembled on the ball alignment mask by moving the cylindrical member, through the opening of the ball alignment mask, A moving mechanism for dropping the solder ball onto the connection pad of the printed wiring board, and the clearance between the lower end of the opening of the cylindrical member and the ball alignment mask is set to the front-rear direction and the left-right direction with respect to the moving direction of the cylindrical member. The technical feature is that the direction is different.
請求項8の発明は、プリント配線板の接続パッド領域の接続パッドに対応する複数の開口を備えるボール整列用マスクを用い、半田バンプとなる半田ボールをプリント配線板の接続パッドに搭載するための半田ボール搭載方法であって、
前記ボール整列用マスクとの間のクリアランスが移動方向に対する前後方向と左右方向とで異なる開口部下端を備える筒部材を、ボール整列用マスクの上方に位置させ、該筒部材で空気を吸引することで、当該筒部材直下のボール整列用マスク上に半田ボールを集合させ、前記筒部材を水平方向に移動させることで、前記ボール整列用マスクの上に集合させた半田ボールを移動させ、ボール整列用マスクの開口を介して、半田ボールをプリント配線板の接続パッドへ落下させることを技術的特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a ball alignment mask having a plurality of openings corresponding to connection pads in a connection pad area of a printed wiring board, and mounting solder balls to be solder bumps on the connection pads of the printed wiring board. A solder ball mounting method,
A cylindrical member having a lower end of an opening whose clearance with the ball alignment mask is different in the front-rear direction and the left-right direction with respect to the moving direction is positioned above the ball alignment mask, and air is sucked by the cylindrical member. The solder balls are assembled on the ball alignment mask immediately below the cylindrical member, and the solder balls assembled on the ball alignment mask are moved by moving the cylindrical member in the horizontal direction, thereby aligning the balls. The technical feature is that the solder ball is dropped onto the connection pad of the printed wiring board through the opening of the mask for use.
請求項1の半田ボール搭載方法、請求項2の半田ボール搭載装置、請求項8の半田ボール搭載方法によれば、ボール整列用マスクの上方に筒部材を位置させ、該筒部材の開口部から空気を吸引することで半田ボールを集合させ、筒部材を水平方向に移動させることで、集合させた半田ボールをボール整列用マスクの上を移動させ、ボール整列用マスクの開口を介して、半田ボールをプリント配線板の接続パッドへ落下させる。このため、微細な半田ボールを確実にプリント配線板の全ての接続パッドに搭載させることができる。また、半田ボールを非接触で移動させるため、スキージを用いる場合とは異なり、半田ボールに傷を付けることなく接続パッドに搭載でき、半田バンプの高さを均一にすることができる。更に、ビルドアップ多層配線板の様に、表面に起伏の多いプリント配線板でも半田ボールを接続パッドに適切に載置させることができる。また、非接触のため、半田ボールの凝集が起こり難いので、接続パッド上に確実に1個の半田ボールを搭載できる。
According to the solder ball mounting method of
請求項3の半田ボール搭載装置、請求項8の半田ボール搭載方法では、筒部材下端の開口部とボール整列用マスクとの間のクリアランスは、筒部材の移動方向に対して前後方向と左右方向で異なっているため、クリアランスを介して流れ込む気流により4方向(前後、左右)から半田ボールへ加わる力が不均一になる。そのため、気流により集合させられる筒部材内で、半田ボール相互の衝突頻度が下がり、半田ボールがボール整列用マスクの開口内へ落下し易くなる。その他、半田ボールの欠けが減少し、半田バンプボリュームが安定しやすい。
The solder ball mounting apparatus according to
請求項4の半田ボール搭載装置では、筒部材下端の開口部とボール整列用マスクとの間のクリアランスは、筒部材の移動方向に対する前後のクリアランスが左右のクリアランスに対して広いため、半田ボールを、筒部材の移動に伴い進行方向に向かって前後に動かすことができる。即ち、筒部材の移動に伴って半田ボールが移動するが、筒部材が静止状態から移動状態になると、先ず、半田ボールは、筒部材の中央位置よりも後側へ相対位置が一旦変わった後、後方からの気流によって中央位置を追い越して前側へ来る。その後、前方からの気流によって後側へ向かう。即ち、筒部材の移動に伴い、半田ボールが、筒部材の中央位置から進行方向に向かって前後、前後に動くことになり、ボール整列用マスクの開口内に落下し易くなる。
In the solder ball mounting device according to
請求項5の半田ボール搭載装置では、筒部材の開口部を略矩形としてあるため、半田ボールを矩形状に集合させ、略矩形形状の接続パッド領域内の接続パッドに半田ボールを効率的に搭載することができる。 In the solder ball mounting device according to claim 5, since the opening of the cylindrical member is substantially rectangular, the solder balls are assembled into a rectangular shape, and the solder ball is efficiently mounted on the connection pad in the connection pad region having a substantially rectangular shape. can do.
請求項6の半田ボール搭載装置では、筒部材をプリント配線板の幅に対応させて複数並べてあるため、複数の筒部材を、列方向に対して垂直方向へ送るだけで、半田ボールを確実にプリント配線板の全ての接続パッドに搭載させることができる。ここで、接続パッド領域は、図8(A)中の75Aの領域であって、最外周に位置する接続パッドを含み、その面積が最小となる矩形領域を言う。なお、図8(B)に示すように接続パッド75が矩形状に配置されていない場合のx、yは、最外周の接続パッドを含み接続パッド領域75Aの矩形面積が最小となるように設定する。
In the solder ball mounting device according to the sixth aspect, since the plurality of cylindrical members are arranged in correspondence with the width of the printed wiring board, the solder balls can be reliably secured only by feeding the plurality of cylindrical members in the direction perpendicular to the column direction. It can be mounted on all connection pads on the printed wiring board. Here, the connection pad region is a region of 75A in FIG. 8A and includes a connection pad located on the outermost periphery, and is a rectangular region having the smallest area. As shown in FIG. 8B, x and y in the case where the
請求項7の半田ボール搭載装置では、吸引筒によりボール整列用マスク上に残った半田ボールを回収できるので、余剰の半田ボールが残り、故障等の障害の原因となることがない。 In the solder ball mounting device according to the seventh aspect, since the solder balls remaining on the ball alignment mask can be collected by the suction cylinder, the surplus solder balls remain and do not cause troubles such as failure.
先ず、本発明の実施例に係る半田ボール搭載方法及び搭載装置を用いて製造する多層プリント配線板10の構成について、図6及び図7を参照して説明する。図6は、該多層プリント配線板10の断面図を、図7は、図6に示す多層プリント配線板10にICチップ90を取り付け、ドータボード94へ載置した状態を示している。図6に示すように多層プリント配線板10では、コア基板30の両面に導体回路34が形成されている。コア基板30の上面と裏面とはスルーホール36を介して接続されている。
First, the structure of the multilayer printed
更に、コア基板30の導体回路34の上に層間樹脂絶縁層50を介して導体回路層を形成する導体回路58が形成されている。導体回路58は、バイアホール60を介して導体回路34と接続されている。導体回路58の上に層間樹脂絶縁層150を介して導体回路158が形成されている。導体回路158は、層間樹脂絶縁層150に形成されたバイアホール160を介して導体回路58に接続されている。
Furthermore, a
バイアホール160、導体回路158の上層にはソルダーレジスト層70が形成されており、該ソルダーレジスト層70の開口71にニッケルめっき層72及び金めっき層74を設けることで、接続パッド75が形成されている。上面の接続パッド75上には半田バンプ78Uが、下面の接続パッド75上にはBGA(ボールグリッドアレー)78Dが形成されている。
A solder resist
図7中に示すように、多層プリント配線板10の上面側の半田バンプ78Uは、ICチップ90のランド92へ接続される。一方、下側のBGA78Dは、ドータボード94のランド96へ接続されている。
As shown in FIG. 7, the solder bumps 78 </ b> U on the upper surface side of the multilayer printed
図8(A)は、多数個取り用の多層プリント配線板10Aの平面図である。多層プリント配線板10Aは、接続パッド領域75Aを備える個々の多層プリント配線板10を、図中の一点鎖線で切断することで切り分ける。図5は、多数個取り用の多層プリント配線板10Aに半田バンプを形成する工程の説明図であり、図8(A)中のY1−Y1断面図に相当する。図5(A)に示すように表面のソルダーレジスト層70の開口71に接続パッド75を形成した多層プリント配線板10Aの表面にフラックス80を印刷する。図5(B)に示すように多層プリント配線板10Aの上側の接続パッド75上に後述する半田ボール搭載装置を用いて微少な半田ボール78s(例えば日立金属社製、タムラ社製、直径40μmΦ以上、200μm未満)を搭載する。ファイン化対応のため直径200μmΦ未満の半田ボールが望ましい。直径40μmΦ未満では半田ボールが軽すぎるため接続パッド上に落下しない。一方、直径200μmΦを越えると逆に重すぎるため筒部材内に半田ボールを集合させることができず、半田ボールが載っていない接続パッドが存在するようになる。本発明では、直径40μmΦ〜直径200μmΦ未満の半田ボールを使う意義が高い。この範囲ではファイン化に有利である。また、吸着ヘッドで半田ボールを吸着して接続パッド上に半田ボールを搭載する方法では、半田ボールが小さいので吸着するのが困難になるため、実施例の方法の優位性が明らかになる。
FIG. 8A is a plan view of a multi-layer printed
その後、図5(C)に示すように多層プリント配線板10Aの下側の接続パッド75上に、従来技術(例えば、特許1975429号)に係る吸着ヘッドで通常径(直径250μm)の半田ボール78Lを吸着して載置する。その後、リフロー炉で過熱し、図6に示すように多層プリント配線板10Aの上側に60μm以上200μm未満のピッチで半田バンプ78Uを、例えば500個〜30000個(接続パッド数に相当)、下側に2mmピッチでBGA78Dを、例えば250個形成する。特に接続パッド数が2000以上になると、接続パッド領域が大きくなるため、本発明の方法を適用する意義が高い。これは、非接触のためバンプの高さが安定し、高さの低い半田バンプが発生し難いので、接続信頼性の高いプリント配線板にすることができる。なお、60μmピッチ未満となると、そのピッチに適した半田ボールを製造するのが困難になる。200μmピッチ以上となると、本方法においても何ら問題なく製造できるが、従来技術の方法でも製造可能である。更に、図7に示すように、多数個取り用の多層プリント配線板10Aを個片の多層プリント配線板10に切り分けてから、リフローにより半田バンプ78Uを介してICチップ90を搭載させた後、ICチップ90を搭載した多層プリント配線板10を、BGA78Dを介してドータボード94へ取り付ける。
Thereafter, as shown in FIG. 5C, a
図5(B)を参照して上述した多層プリント配線板の接続パッド上に微少(直径200μmΦ未満)な半田ボール78sを搭載する半田ボール搭載装置について、図1を参照して説明する。
図1(A)は、本発明の一実施例に係る半田ボール搭載装置の構成を示す構成図であり、図1(B)は、図1(A)の半田ボール搭載装置を矢印B側から見た矢視図である。
With reference to FIG. 5, a solder ball mounting apparatus for mounting a small (less than 200 μm diameter)
FIG. 1A is a configuration diagram showing a configuration of a solder ball mounting device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a diagram illustrating the solder ball mounting device of FIG. FIG.
半田ボール搭載装置20は、多層プリント配線板10Aを位置決め保持するXYθ吸引テーブル14と、該XYθ吸引テーブル14を昇降する上下移動軸12と、多層プリント配線板の接続パッド75に対応する開口を備えるボール整列用マスク16と、ボール整列用マスク16上を移動する半田ボールを誘導する搭載筒(筒部材)24と、搭載筒24に負圧を与える吸引ボックス26と、余剰の半田ボールを回収するための吸着ボール除去筒61と、該吸着ボール除去筒61に負圧を与える吸引ボックス66と、回収した半田ボールを保持する吸着ボール除去吸引装置68と、ボール整列用マスク16をクランプするマスククランプ44と、搭載筒24及び吸着ボール除去筒61をX方向へ送るX方向移動軸40と、X方向移動軸40を支持する移動軸支持ガイド42と、多層プリント配線板10を撮像するためのアライメントカメラ46と、搭載筒24下にある半田ボールの残量を検出する残量検出センサ18と、残量検出センサ18により検出された残量に基づき半田ボールを搭載筒24側へ供給する半田ボール供給装置22と、を備える。図1に示す半田ボール搭載装置20では、搭載筒24及び吸着ボール除去筒61をX方向へ送るX方向移動軸40のみ示したが、Y方向へ送る移動機構を備えることも可能である。
The solder
図8(A)の平面図に示すように多数個取り用の多層プリント配線板10Aの上に、半田ボール搭載装置20の搭載筒24及び吸着ボール除去筒61は、個々の接続パッド領域75Aに対応させてY方向へ複数並べてある。なお、ここでは、1の接続パッド領域75Aに1の搭載筒24を対応させたが、搭載筒24を複数の接続パッド領域75Aに対応した大きさにしてもよい。ここで、Y方向は便宜的であり、X方向に並べても良い。XYθ吸引テーブル14は、半田ボールの搭載される多層プリント配線板10を位置決め、吸着、保持、補正する。アライメントカメラ46は、XYθ吸引テーブル14上の多層プリント配線板10のアライメントマークを検出し、検出された位置に基づき、多層プリント配線板10とボール整列用マスク16との位置が調整される。残量検出センサ18は光学的な手法により半田ボールの残量を検出する。
As shown in the plan view of FIG. 8 (A), the mounting
引き続き、半田ボール搭載装置20による半田ボールの搭載工程について図2〜図4を参照して説明する。
(1)多層プリント配線板の位置認識、補正
図2(A)に示すように多数個取り用の多層プリント配線板10Aのアライメントマーク34Mをアライメントカメラ46により認識し、ボール整列用マスク16に対して多層プリント配線板10Aの位置をXYθ吸引テーブル14によって補正する。即ち、ボール整列用マスク16の開口16aがそれぞれ多層プリント配線板10Aの接続パッド75に対応するように位置調整する。
Next, a solder ball mounting process by the solder
(1) Position Recognition and Correction of Multilayer Printed Wiring Board As shown in FIG. 2 (A), the
(2)半田ボール供給
図2(B)に示すように半田ボール供給装置22から半田ボール78sを搭載筒24側へ定量供給する。なお、予め搭載筒内に供給しておいても良い。
(2) Solder Ball Supply As shown in FIG. 2B, the
(3)半田ボール搭載
図3(A)に示すように、ボール整列用マスク16の上方に、該ボール整列用マスクとの所定のクリアランス(例えば、ボール径の0.5〜4倍)を保ち搭載筒24を位置させ、吸引部24bから空気を吸引することで、搭載筒とプリント配線板間の隙間の流速を5m/sec〜35m/secにして、当該搭載筒24の開口部24A直下のボール整列用マスク16上に半田ボール78sを集合させた。
(3) Solder ball mounting As shown in FIG. 3A, a predetermined clearance (for example, 0.5 to 4 times the ball diameter) with the ball alignment mask is maintained above the
その後、図3(B)、図4(A)及び図8(A)に示すように、図1(B)及び図1(A)に示す多層プリント配線板10AのY軸沿って並べられた搭載筒24を、X方向移動軸40を介してX軸に沿って水平方向へ送る。これにより、ボール整列用マスク16の上に集合させた半田ボール78sを搭載筒24の移送に伴い移動させ、ボール整列用マスク16の開口16aを介して、半田ボール78sを多層プリント配線板10Aの接続パッド75へ落下、搭載させて行く。これにより、半田ボール78sが多層プリント配線板10A側の全接続パッド上に順次整列される。
Thereafter, as shown in FIGS. 3 (B), 4 (A), and 8 (A), the multilayer printed
(4)付着半田ボール除去
図4(B)に示すように、搭載筒24により余剰の半田ボール78sをボール整列用マスク16上に開口16aの無い位置まで誘導した後、吸着ボール除去筒61により吸引除去する。
(4) Removal of Adhering Solder Balls As shown in FIG. 4B, after the
(5)基板取り出し
XYθ吸引テーブル14から多層プリント配線板10Aを取り外す。
(5) Removing the multilayer printed
本実施例の半田ボール搭載方法、半田ボール搭載装置20によれば、ボール整列用マスク16の上方に搭載筒24を位置させ、該搭載筒24の吸引部24Bから空気を吸引することで半田ボール78sを集合させ、搭載筒24を水平方向に送ることで、集合させた半田ボール78sをボール整列用マスク16の上を移動させ、ボール整列用マスク16の開口16aを介して、半田ボール78sを多層プリント配線板10Aの接続パッド75へ落下させる。このため、微細な半田ボール78sを確実に多層プリント配線板10Aの全ての接続パッド75に搭載させることができる。また、半田ボール78sを非接触で移動させるため、スキージを用いる場合とは異なり、半田ボールを傷を付けることなく接続パッド75に搭載でき、半田バンプ78Uの高さを均一にすることができる。このため、IC等の電子部品の実装性、実装後のヒートサイクル試験、高温・高湿試験等の耐環境試験に優れる。更に、製品の平面度に依存しないので、表面に起伏の多いプリント配線板でも半田ボールを接続パッドに適切に載置させることができる。また、微少な半田ボールを確実に接続パッド上に載置することができるので、接続パッドピッチが60〜150μmピッチでソルダーレジストの開口径が40〜100μmのプリント配線板においても全てのバンプにおいてバンプ高さが安定した半田バンプとすることができる。
According to the solder ball mounting method and the solder
更に、吸引力により半田ボールを誘導するため、半田ボールの凝集、付着を防止することができる。更に、搭載筒24の数を調整することで、種々の大きさのワーク(ワークシートサイズの多層プリント配線板)に対応することができるので、多品種、少量生産にも柔軟に適用することが可能である。
Further, since the solder balls are guided by the suction force, the solder balls can be prevented from aggregating and adhering. Furthermore, by adjusting the number of mounting
本実施例の半田ボール搭載装置では、図1(B)に示すように搭載筒24をワーク(ワークシートサイズの多層プリント配線板)の幅に対応させてY方向へ複数並べてあるため、複数の搭載筒24を、列方向に対して垂直方向(X方向)へ送るだけで、半田ボールを確実に多層プリント配線板10Aの全ての接続パッド75に搭載させることができる。
In the solder ball mounting apparatus of the present embodiment, as shown in FIG. 1B, a plurality of mounting
更に、吸着ボール除去筒61によりボール整列用マスク16上に残った半田ボール78sを回収できるので、余剰の半田ボールが残り、故障等の障害の原因となることがない。
Further, since the
[実施例1]
(1)プリント配線板の作製
出発材料として両面銅張積層板(例えば、日立化成工業株式会社製 MCL−E−67)を用い、この基板に周知の方法でスルーホール導体及び導体回路を形成した。その後、周知の方法(例えば、2000年6月20日 日刊工業新聞社発行の「ビルドアップ多層プリント配線板」(高木清著)で層間絶縁層と導体回路層とを交互に積層し、最外層の導体回路層において、ICと電気的に接続するための120μmΦ、150μmピッチ、50×50個(格子状配置)からなる接続パッド領域を形成した。その上に市販のソルダーレジストを形成し、接続パッド上に、写真法でΦ90μmの開口を形成した。ここで、バイアホールから成る接続パッド(バイアホールの直上に半田バンプを形成)は、フィルドビアが好ましく、その凹み量、凸量(図13参照)は、導体回路158の導体厚さに対し、−5〜5μmの範囲が望ましい。フィルドビアの凹み量が5μmを越える(−5μm)と、半田ボールとフィルドビアからなる接続パッドの接点が少なくなるので、半田バンプとするとき濡れ性が悪くなり、半田内にボイドを巻き込んだり、未搭載(ミッシングバンプ)になりやすい。一方、5μmを越えると導体回路158の厚みが厚くなるので、ファイン化に向かない。
その上に市販のソルダーレジストを形成し(膜厚20μm)、接続パッドを露出させるため、接続パッド上のソルダーレジストに、写真法で90μmΦの開口を形成した。
[Example 1]
(1) Preparation of printed wiring board A double-sided copper-clad laminate (for example, MCL-E-67 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was used as a starting material, and through-hole conductors and conductor circuits were formed on this substrate by a well-known method. . Thereafter, interlayer insulation layers and conductor circuit layers are alternately laminated by a well-known method (for example, “Build-Up Multilayer Printed Wiring Board” published by Nikkan Kogyo Shimbun on June 20, 2000). In the conductor circuit layer, a connection pad area consisting of 120 μmφ, 150 μm pitch, 50 × 50 (lattice arrangement) for electrical connection with the IC was formed, and a commercially available solder resist was formed on the connection pad region. An opening of Φ90 μm was formed on the pad by a photographic method, where the connection pad made of a via hole (a solder bump is formed immediately above the via hole) is preferably a filled via, and the amount of depression and projection (see FIG. 13). ) Is preferably in the range of −5 to 5 μm with respect to the conductor thickness of the
A commercially available solder resist was formed thereon (
(2)半田ボール搭載
(1)で作製したプリント配線板の表面(IC実装面)に市販のロジン系フラックスを塗布した。その後上述した本願発明の半田ボール搭載装置の吸着テーブルに搭載し、プリント配線板およびボール整列用マスクのアライメントマークをCCDカメラを用いて認識し、プリント配線板とボール整列用マスクを位置合わせした。ここで、ボール整列用マスクは、プリント配線板の接続パッドに対応した位置に110μmφの開口を有するNi製のメタルマスクを用いた。メタルマスクの厚みは、半田ボールの1/4〜3/4が好ましい。ここでは、Ni製のメタルマスクを用いたが、SUS製やポリイミド製のボール整列用マスクを用いることも可能である。尚、ボール整列用マスクに形成する開口径は、使用するボールの径に対して1.1〜1.5倍が好ましい。次に、接続パッド領域に対応した大きさ(接続パッドが形成されている領域に対して1.1〜4倍)で、高さ200mmのSUS製の搭載筒を半田ボール径の0.5〜4倍のクリアランスを保ってメタルマスク(ボール整列用マスク)上に位置させ、その周囲近辺のボール整列用マスク上にボール直径80μmΦのSn63Pb37半田ボール(日立金属社製)を載せた。
(2) Solder ball mounting (1) A commercially available rosin flux was applied to the surface (IC mounting surface) of the printed wiring board. Thereafter, the printed circuit board was mounted on the suction table of the solder ball mounting apparatus of the present invention described above, the alignment marks of the printed wiring board and the ball alignment mask were recognized using a CCD camera, and the printed wiring board and the ball alignment mask were aligned. Here, as the ball alignment mask, a Ni metal mask having an opening of 110 μmφ at a position corresponding to the connection pad of the printed wiring board was used. The thickness of the metal mask is preferably 1/4 to 3/4 of the solder ball. Although a Ni metal mask is used here, a ball alignment mask made of SUS or polyimide can also be used. The opening diameter formed in the ball alignment mask is preferably 1.1 to 1.5 times the diameter of the ball used. Next, a mounting tube made of SUS having a size corresponding to the connection pad region (1.1 to 4 times the region where the connection pad is formed) and a height of 200 mm is 0.5 to 0.5 times the solder ball diameter. A Sn63Pb37 solder ball (manufactured by Hitachi Metals Co., Ltd.) having a ball diameter of 80 μm was placed on the ball alignment mask in the vicinity of the periphery of the metal mask (ball alignment mask) while maintaining a 4-fold clearance.
実施例1では、半田ボールにSn/Pb半田を用いたが、SnとAg、Cu、In、Bi、Zn等の群から選ばれるPbフリー半田であってもよい。そして、搭載筒上部より空気を吸引して、搭載筒とプリント配線板間の隙間の流速を5〜35m/secに調整して、搭載筒内に集合させた。その後、搭載筒を移動速度10〜40mm/secで送って半田ボールを移動させ、ボール整列用マスクの開口部から半田ボールを落下させて接続パッド上に半田ボールを搭載した。次に、ボール整列用マスクの余分な半田ボールを除去した後、半田ボール整列用マスクとプリント配線板を半田ボール搭載装置から別個に取り外した。最後に、前記(2)で半田ボールを搭載したプリント配線板を230度に設定してあるリフローに投入して半田バンプとした。 In the first embodiment, Sn / Pb solder is used for the solder balls, but Pb-free solder selected from the group of Sn and Ag, Cu, In, Bi, Zn, or the like may be used. And air was attracted | sucked from the mounting cylinder upper part, the flow rate of the clearance gap between a mounting cylinder and a printed wiring board was adjusted to 5-35 m / sec, and it aggregated in the mounting cylinder. Thereafter, the mounting ball was sent at a moving speed of 10 to 40 mm / sec to move the solder ball, and the solder ball was dropped from the opening of the ball alignment mask to mount the solder ball on the connection pad. Next, after removing excess solder balls from the ball alignment mask, the solder ball alignment mask and the printed wiring board were separately removed from the solder ball mounting apparatus. Finally, the printed wiring board on which the solder balls were mounted in the above (2) was put into a reflow set at 230 degrees to form solder bumps.
[実施例2]
引き続き、実施例2について図9及び図10を参照して説明する。上述した実施例1では、搭載筒24の下端開口部24Oと整列用マスク16とのクリアランス(ギャップ)は一定に形成されていた。これに対して、実施例2では、クリアランスが搭載筒24の移動方向に対して、前後方向と左右方向で異なっている。図9(A)は搭載筒24を進行方向側から見た正面図であり、図9(B)は側面図であり、図9(C)は搭載筒24を上方から見た平面図である。搭載筒24は立法形状に構成され、進行方向前面側の前壁24F、及び、後壁24Rと、ボール整列用マスク16との間のGap1は、進行方向左右の右壁24r、及び、左壁24lとボール整列用マスク16との間のGap2よりも大きくなるように構成されている。即ち、右壁24r及び左壁24lが、前壁24F及び後壁24Rよりも下方へ延在するように構成されている。
[Example 2]
Next, Example 2 will be described with reference to FIGS. In the first embodiment described above, the clearance (gap) between the lower end opening 24O of the mounting
図10(A)は、搭載筒のクリアランスが前後、左右で等しい場合の半田ボールの動きを説明する模式図である。図10(A)に示すように搭載筒のクリアランスが前後、左右で等しい場合には、クリアランスを介して流れ込む気流により4方向(前後、左右)から半田ボール群78Gへ加わる力が均一になり、気流により集合させられる搭載筒24内、特に中央位置で、半田ボール相互の衝突頻度が高まり、マスクの開口16a内に落下し難くなる。
FIG. 10A is a schematic diagram for explaining the movement of the solder ball when the clearance of the mounting cylinder is the same in the front-rear and left-right directions. As shown in FIG. 10 (A), when the clearance of the mounting cylinder is the same in the front and rear, right and left, the force applied to the
図10(B)は、実施例2での搭載筒のクリアランスが前後、左右で異なる際の半田ボールの動きを説明する模式図である。クリアランスが前後方向と左右方向で異なっていれば、クリアランスを介して流れ込む気流により4方向(前後、左右)から半田ボール群78Gへ加わる力が不均一になり、気流により集合させられる搭載筒24内で、半田ボール相互の衝突頻度が下がり、マスクの開口16a内に落下し易くなる。なお、前後のクリアランスを介して流入する風速と、左右のクリアランスを介して流入する風速とは測定の結果、ほとんど変わらないことが分かった。即ち、クリアランスに依っては、ほとんど風速は変わらないが、風量が変わり、仕事量が変化することが分かった。
FIG. 10B is a schematic diagram for explaining the movement of the solder ball when the clearance of the mounting cylinder in the second embodiment is different between front and rear and left and right. If the clearance is different in the front-rear direction and the left-right direction, the force applied to the
図9(C)に示すように搭載筒24の前後のクリアランスは左右のクリアランスに対して広い方がよい。前後クリアランスが左右に対して広い場合には、半田ボールを、搭載筒24の移動に伴い搭載筒24内において、進行方向に対して前後に動かすことができる。即ち、図9(C1)に示すように搭載筒24が静止していると、搭載筒内の中央部に半田ボールは集合しているが、搭載筒24を図中左側へ移動させると、搭載筒24の移動に遅れて半田ボール群78Gが移動するため、先ず、図10(C2)に示すように半田ボール群78Gは、搭載筒24の中央位置よりも後側へ相対位置が一旦変わる。その後、半田ボール群78Gは、後方からの気流によって中央位置を追い越して前側へ来る(図10(C3))。更にそれから、前方からの気流によって後側へ向かう。即ち、搭載筒24の移動に伴い、半田ボール群78Gが、搭載筒24の中央位置から進行方向に向かって前後、前後と動くことになり、マスクの開口16a内に落下し易くなる。
As shown in FIG. 9C, the front and rear clearances of the mounting
実施例2の半田ボール搭載装置では、搭載筒24の開口部を略矩形としてあるため、図10(C1)に示すように半田ボールを略矩形状の半田ボール群78Gとして集合させ、図8(A)中に示す略矩形形状の接続パッド領域75A内の個々の接続パッド75に半田ボールを効率的に搭載することができる。なお、実施例2の半田ボール搭載装置20では、搭載筒24の開口部を略矩形に形成したが、円筒形状、楕円形状で、前後のクリアランスと左右のクリアランスとを異ならしめることも可能である。
In the solder ball mounting apparatus of the second embodiment, since the opening of the mounting
[実施例1の評価試験]
以下、上述した搭載筒24の前後、左右のクリアランスの等しい実施例1の半田ボール搭載方法により製造した半田バンプと、従来技術の方法により製造した半田バンプ(比較例1)との比較試験を行った結果について説明する。
[比較例]
比較例においては、半田ボールを接続パッドに供給する方法を変更させた以外は実施例1と同様である。
つまり、従来技術の方法を用い、スキージを用いて半田ボールを送って、ボール搭載用の開口部から半田ボールを落下させて接続パッドに半田ボールを搭載した。
[Evaluation test of Example 1]
Hereinafter, a comparison test is performed between the solder bump manufactured by the solder ball mounting method of the first embodiment having the same clearance between the front and rear and the left and right of the mounting
[Comparative example]
The comparative example is the same as that of Example 1 except that the method of supplying the solder balls to the connection pads is changed.
That is, a solder ball was sent using a squeegee using a conventional method, and the solder ball was dropped from an opening for mounting the ball, and the solder ball was mounted on the connection pad.
[評価試験]
リフロー後において、ソルダーレジスト上からのバンプ高さをランダムに50個、KEYENCE社製 レーザー顕微鏡VX−8500により測定した。尚、比較例では接続パッド上にバンプが搭載されていない接続パッド(ミッシングバンプ)があった。ミッシングバンプは測定対象から除外した。
[Evaluation test]
After the reflow, 50 bump heights on the solder resist were randomly measured with a laser microscope VX-8500 manufactured by KEYENCE Corporation. In the comparative example, there was a connection pad (missing bump) in which no bump was mounted on the connection pad. Missing bumps were excluded from the measurement.
[結果]
バンプ高さ バンプ高さバラツキ
実施例1 35.22μm 1.26
比較例 32.64μm 4.18
この結果から、同じ半田ボールを用いても、本願発明の実施例1ではバンプ高さが高く、バンプ高さのバラツキが小さいことが分る。これは、実施例1では、半田ボールがスキージ等で削られることがないので、初期の半田ボールそのままのボリュームを維持して接続パッドに搭載されるからである。
[result]
Bump height Bump height variation Example 1 35.22 μm 1.26
Comparative Example 32.64 μm 4.18
From this result, it can be seen that even when the same solder balls are used, the bump height is high and the variation in bump height is small in Example 1 of the present invention. This is because in the first embodiment, since the solder ball is not scraped off by a squeegee or the like, the volume of the initial solder ball is maintained and mounted on the connection pad.
また、実施例1及び比較例で得られたプリント配線板を500個準備しICを搭載した。IC搭載基板の導通チェックを行ない、その実装歩留りを求めた。その結果は、実施例1のプリント配線板では90%であったのに対して、比較例では3%であった。その後良品からサンプルを各10個ランダムに取りだし、−55×5分⇔125×5分のヒートサイクル試験を1000回行ない、プリント配線板の裏面(IC実装面とは反対面)からICを介して再びプリント配線板の裏面に繋がっている特定回路の接続抵抗の変化量を測定した。接続抵抗の変化量は、((ヒートサイクル後の接続抵抗−初期値の接続抵抗)/初期値の接続抵抗)×100である。この値が10%を越えると不良となる。
不良の個数 良品率
実施例1 0 100%
比較例 10 0%
この結果より、実施例1では、バンプ高さのバラツキが小さいため、バンプにおける接続信頼性が高いことがわかる。それに対して、比較例の方法では信頼性を保証できる良品は0%である。
In addition, 500 printed wiring boards obtained in Example 1 and the comparative example were prepared and an IC was mounted. The continuity check of the IC mounting substrate was performed and the mounting yield was determined. The result was 90% for the printed wiring board of Example 1 and 3% for the comparative example. After that, 10 samples from each non-defective product are taken at random, and a heat cycle test of −55 × 5 minutes × 125 × 5 minutes is performed 1000 times, from the back side of the printed wiring board (opposite side to the IC mounting side) through the IC. The amount of change in connection resistance of a specific circuit connected to the back surface of the printed wiring board was measured again. The amount of change in the connection resistance is ((connection resistance after heat cycle−initial connection resistance) / initial connection resistance) × 100. When this value exceeds 10%, it becomes defective.
Number of defects Non-defective product example 1 0 100%
Comparative Example 100%
From this result, in Example 1, since the variation in bump height is small, it can be seen that the connection reliability in the bump is high. On the other hand, in the method of the comparative example, the non-defective product that can guarantee the reliability is 0%.
[実施例2の評価試験]
以下、図9、図10を参照して上述した搭載筒24の前後、左右のクリアランスの異なる実施例2の半田ボール搭載方法と、上記クリアランスの等しい実施例1の半田ボール搭載方法と、従来技術の方法により製造した半田バンプ(前述した比較例)との比較試験を行った結果について説明する。
[Evaluation test of Example 2]
Hereinafter, the solder ball mounting method of the second embodiment having different clearances before and after the mounting
[実施例1−1]
実施例1−1においては、搭載筒24のGap1前=Gap1後=0.15mm、Gap2右=Gap2左=0.15mm(Gap1=Gap2)とし、実施例1に準じ作成した。ここで、前、後、右、左は搭載筒の進行方向に対しての前後、左右である。
[Example 1-1]
In Example 1-1, the mounting
[実施例1−2]
実施例1−2においては、搭載筒24のGap1前=Gap1後=0.2mm、Gap2右=Gap2左=0.2mm(Gap1=Gap2)とし、実施例1に準じ作成した。
[Example 1-2]
In Example 1-2, the mounting
[実施例2−1]
実施例2−1においては、搭載筒24のGap1前=Gap1後=0.18mm、Gap2右=Gap2左=0.15mm(Gap1=1.2×Gap2)とし、実施例2に準じ作成した。
[Example 2-1]
In Example 2-1, the mounting
[実施例2−2]
実施例2−2においては、搭載筒24のGap1前=Gap1後=0.225mm、Gap2右=Gap2左=0.15mm(Gap1=1.5×Gap2)とし、実施例2に準じ作成した。
[Example 2-2]
In Example 2-2, the mounting
[実施例2−3]
実施例2−3においては、搭載筒24のGap1前=Gap1後=0.3mm、Gap2右=Gap2左=0.15mm(Gap1=2×Gap2)とし、実施例2に準じ作成した。
[Example 2-3]
In Example 2-3, the mounting
[実施例2−4]
実施例2−4においては、搭載筒24のGap1前=Gap1後=0.6mm、Gap2右=Gap2左=0.15mm(Gap1=4×Gap2)とし、実施例2に準じ作成した。
[Example 2-4]
In Example 2-4, the mounting
[実施例2−5]
実施例2−5においては、搭載筒24のGap1前=Gap1後=0.24mm、Gap2右=Gap2左=0.2mm(Gap1=1.2×Gap2)とし、実施例2に準じ作成した。
[Example 2-5]
In Example 2-5, the mounting
[実施例2−6]
実施例2−6においては、搭載筒24のGap1前=Gap1後=0.4mm、Gap2右=Gap2左=0.2mm(Gap1=2×Gap2)とし、実施例2に準じ作成した。
[Example 2-6]
In Example 2-6, the mounting
[実施例2−7]
実施例2−7においては、搭載筒24のGap1前=Gap1後=0.75mm、Gap2右=Gap2左=0.25mm(Gap1=3×Gap2)とし、実施例2に準じ作成した。
[Example 2-7]
In Example 2-7, the mounting
[実施例2−8]
実施例2−8においては、搭載筒24のGap1前=Gap1後=1.2mm、Gap2右=Gap2左=0.3mm(Gap1=4×Gap2)とし、実施例2に準じ作成した。
[Example 2-8]
In Example 2-8, the mounting
[実施例2−9]
実施例2−9においては、搭載筒24のGap1前=0.18mm、Gap1後=0.2mm、Gap2右=0.15mm、Gap2左=0.14mmとし、実施例2に準じ作成した。
[Example 2-9]
In Example 2-9, the mounting
[実施例2−10]
実施例2−10においては、搭載筒24のGap1前=0.4mm、Gap1後=0.45mm、Gap2右=0.2mm、Gap2左=0.15mmとし、実施例2に準じ作成した。
[Example 2-10]
In Example 2-10, the mounting
[実施例2−11]
実施例2−11においては、搭載筒24のGap1前=Gap1後=0.06mm、Gap2右=Gap2左=0.04mm(Gap1=1.5×Gap2)とし、実施例2に準じ作成した。
[Example 2-11]
In Example 2-11, the mounting
[実施例2−12]
実施例2−12においては、搭載筒24のGap1前=Gap1後=0.1mm、Gap2右=Gap2左=0.08mm(Gap1=1.25×Gap2)とし、実施例2に準じ作成した。
[Example 2-12]
In Example 2-12, the mounting
[実施例2−13]
実施例2−12においては、搭載筒24のGap1前=Gap1後=0.08mm、Gap2右=Gap2左=0.1mm(Gap1=0.8×Gap2)とし、実施例2に準じ作成した。
[Example 2-13]
In Example 2-12, the mounting
(評価試験1)
各実施例の半田ボール付きプリント配線板を500個作成し、ICを搭載した。IC搭載基板の導通チェックを行い、その実装歩留まりを求めた。この結果を図11中の図表中に示す。比較例では、3%しか良品を得ることができなかった。この結果から、搭載筒24の前後のクリアランスと、左右のクリアランスとを異ならしめることで、収率を高めることができ、特に前後のクリアランスを左右のクリアランスよりも大きくすることで、収率を100%まで高め得ることが分かった。
(Evaluation Test 1)
500 printed wiring boards with solder balls of each example were prepared and an IC was mounted. The continuity check of the IC mounting substrate was performed, and the mounting yield was obtained. The results are shown in the chart in FIG. In the comparative example, only 3% of good products could be obtained. From this result, it is possible to increase the yield by making the front and rear clearances of the mounting
(評価試験2)
また、導通チェック試験で良品であった実施例1及び実施例2、比較例で得られたプリント配線板(N=10)に対して−55×5分⇔125×5分のヒートサイクル試験を1000回行ない、プリント配線板の裏面(IC実装面とは反対面)からICを介して再びプリント配線板の裏面に繋がっている特定回路の接続抵抗の変化量を測定した。接続抵抗の変化量は、((ヒートサイクル後の接続抵抗−初期値の接続抵抗)/初期値の接続抵抗)×100である。この値が±3%未満を良品(図11中:○)、3%〜10%または−3%〜−10%を合格品(図11中:△)、それ以外(10%を越え、あるいは−10%未満)を不良(図11中:×)とした。この結果から、搭載筒24の前後左右のクリアランスの少なくとも1つを異ならせることで、電気特性を改善できることが明らかになった。これは、半田ボールの衝突頻度が減少することで、半田ボールの欠けが減少し、半田バンプのボリュームが安定したからではないかと推測している。また、Gap1/Gap3が3以下の範囲では、風量が適切であるため、半田ボール同士の衝突による欠けが小さくなり、電気特性(接続信頼性)を改善できるのではないかと推測している。
(Evaluation test 2)
In addition, a heat cycle test of −55 × 5 minutes × 125 × 5 minutes was performed on the printed wiring board (N = 10) obtained in Example 1 and Example 2 and Comparative Example, which were non-defective products in the continuity check test. The measurement was performed 1000 times, and the amount of change in connection resistance of a specific circuit connected from the back surface of the printed wiring board (the surface opposite to the IC mounting surface) to the back surface of the printed wiring board through the IC was measured. The amount of change in the connection resistance is ((connection resistance after heat cycle−initial connection resistance) / initial connection resistance) × 100. If this value is less than ± 3%, it is a non-defective product (in FIG. 11: ◯), 3% to 10% or −3% to −10% is an acceptable product (in FIG. 11: Δ), and other than that (over 10%, or (Less than −10%) was defined as defective (in FIG. 11: x). From this result, it has been clarified that the electrical characteristics can be improved by making at least one of the front, rear, left and right clearances of the mounting
[比較例2]
比較例2では、実施例1において、半田ボールの代わりに半田ペーストを用いて半田バンプを形成した。
[Comparative Example 2]
In Comparative Example 2, solder bumps were formed using solder paste instead of solder balls in Example 1.
実施例1と比較例2の半田バンプの高さ(ソルダーレジストから突出している高さ)をビーコ社製WYKO「NT2000」で500測定し、そのバラツキ(σ)を算出した。その結果は以下の通りであった。
σ
実施例1 1.26
比較例2 2.84
The height of the solder bumps of Example 1 and Comparative Example 2 (height protruding from the solder resist) was measured with a WYKO “NT2000” manufactured by Beco Co., Ltd., and the variation (σ) was calculated. The results were as follows.
σ
Example 1 1.26
Comparative Example 2 2.84
また、実施例1と比較例2のプリント配線板にICを実装し、ICとプリント配線板間にアンダーフィルを充填してIC搭載プリント配線板とした。その後、IC搭載プリント配線板の裏面(IC実装面とは反対側)からICを介して再びIC搭載プリント配線板の裏面に繋がっている特定回路の接続抵抗を測定し初期値とした。初期値測定後、85℃×80%の雰囲気中に15hr放置したのち、−55℃×5分⇔125℃×5分を1サイクルとするヒートサイクル試験を1000回継続して行い、再度接続抵抗を測定して接続信頼性を調べた。なお、接続抵抗の変化量は、((ヒートサイクル後の接続抵抗値−初期値の接続抵抗値)/初期値の接続抵抗値)×100で表され、その値が±10%以内なら合格、それを越えると不良である。結果は、実施例1が「合格」、比較例2が「不良」であった。 Further, an IC was mounted on the printed wiring boards of Example 1 and Comparative Example 2, and an underfill was filled between the IC and the printed wiring board to obtain an IC-mounted printed wiring board. Thereafter, the connection resistance of a specific circuit connected to the back surface of the IC-mounted printed wiring board from the back surface (the side opposite to the IC mounting surface) of the IC-mounted printed wiring board was measured again as an initial value. After the initial value measurement, the sample was left in an atmosphere of 85 ° C. × 80% for 15 hours, and then a heat cycle test with one cycle of −55 ° C. × 5 minutes to 125 ° C. × 5 minutes was repeated 1000 times, and the connection resistance was measured again. We measured the connection reliability. The amount of change in connection resistance is represented by ((connection resistance value after heat cycle−initial connection resistance value) / initial connection resistance value) × 100, and if the value is within ± 10%, it is acceptable. Beyond that, it is bad. As a result, Example 1 was “pass” and Comparative Example 2 was “bad”.
10 プリント配線板
12 上下移動軸
14 XYθ吸引テーブル
16 ボール整列用マスク
16a 開口
20 半田ボール搭載装置
22 半田ボール供給装置
24 搭載筒(筒部材)
26 吸引ボックス
40 X方向移動軸
42 移動軸支持ガイド
46 アライメントカメラ
61 吸着ボール除去筒
66 吸引ボックス
68 吸着ボール除去吸引装置
75 接続パッド
78s 半田ボール
80 フラックス
Gap1 前後のクリアランス
Gap2 左右のクリアランス
DESCRIPTION OF
26 Suction box 40 X
Claims (8)
ボール整列用マスクの上方に、該ボール整列用マスクに対向する開口部を備える筒部材を位置させ、該筒部材で空気を吸引することで、当該筒部材直下のボール整列用マスク上に半田ボールを集合させ、
前記筒部材を水平方向に移動させることで、前記ボール整列用マスクの上に集合させた半田ボールを移動させ、ボール整列用マスクの開口を介して、半田ボールをプリント配線板の接続パッドへ落下させることを特徴とする半田ボール搭載方法。 A solder ball mounting method for mounting a solder ball to be a solder bump on a connection pad of a printed wiring board using a ball alignment mask having a plurality of openings corresponding to the connection pads of the printed wiring board,
A cylindrical member having an opening facing the ball alignment mask is positioned above the ball alignment mask, and air is sucked by the cylindrical member, whereby a solder ball is placed on the ball alignment mask immediately below the cylindrical member. Collect
By moving the cylindrical member in the horizontal direction, the solder balls assembled on the ball alignment mask are moved, and the solder balls are dropped onto the connection pads of the printed wiring board through the openings of the ball alignment mask. A solder ball mounting method characterized by comprising:
プリント配線板の接続パッドに対応する複数の開口を備えるボール整列用マスクと、
ボール整列用マスクの上方に位置し、開口部から空気を吸引することで開口部直下に半田ボールを集合させる筒部材と、
前記筒部材を水平方向に移動させる移動機構であって、該筒部材を移動させることで前記ボール整列用マスクの上に集合させた半田ボールを移動させ、ボール整列用マスクの開口を介して、半田ボールをプリント配線板の接続パッドへ落下させる移動機構と、を備えることを特徴とする半田ボール搭載装置。 A solder ball mounting device for mounting a solder ball to be a solder bump on a connection pad of a printed wiring board,
A ball alignment mask having a plurality of openings corresponding to connection pads of the printed wiring board;
A cylindrical member that is located above the ball alignment mask and collects solder balls directly under the opening by sucking air from the opening;
A moving mechanism for moving the cylindrical member in a horizontal direction, and moving the solder ball assembled on the ball alignment mask by moving the cylindrical member, through the opening of the ball alignment mask, And a moving mechanism for dropping the solder ball onto the connection pad of the printed wiring board.
プリント配線板の接続パッドに対応する複数の開口を備えるボール整列用マスクと、
ボール整列用マスクの上方に位置し、開口部から空気を吸引することで開口部直下に半田ボールを集合させる筒部材と、
前記筒部材を水平方向に移動させる移動機構であって、該筒部材を移動させることで前記ボール整列用マスクの上に集合させた半田ボールを移動させ、ボール整列用マスクの開口を介して、半田ボールをプリント配線板の接続パッドへ落下させる移動機構と、を備え、前記筒部材の開口部下端と前記ボール整列用マスクとの間のクリアランスを、前記筒部材の移動方向に対する前後方向と左右方向とで異ならしたことを特徴とする半田ボール搭載装置。 A solder ball mounting device for mounting a solder ball to be a solder bump on a connection pad of a printed wiring board,
A ball alignment mask having a plurality of openings corresponding to connection pads of the printed wiring board;
A cylindrical member that is located above the ball alignment mask and collects solder balls directly under the opening by sucking air from the opening;
A moving mechanism for moving the cylindrical member in a horizontal direction, and moving the solder ball assembled on the ball alignment mask by moving the cylindrical member, through the opening of the ball alignment mask, A moving mechanism for dropping the solder ball onto the connection pad of the printed wiring board, and the clearance between the lower end of the opening of the cylindrical member and the ball alignment mask is set to the front-rear direction and the left-right direction with respect to the moving direction of the cylindrical member. Solder ball mounting device, characterized in that it differs depending on the direction.
前記ボール整列用マスクとの間のクリアランスが移動方向に対する前後方向と左右方向とで異なる開口部下端を備える筒部材を、ボール整列用マスクの上方に位置させ、該筒部材で空気を吸引することで、当該筒部材直下のボール整列用マスク上に半田ボールを集合させ、前記筒部材を水平方向に移動させることで、前記ボール整列用マスクの上に集合させた半田ボールを移動させ、ボール整列用マスクの開口を介して、半田ボールをプリント配線板の接続パッドへ落下させることを特徴とする半田ボール搭載方法。 A solder ball mounting method for mounting a solder ball to be a solder bump on a connection pad of a printed wiring board using a ball alignment mask having a plurality of openings corresponding to the connection pads in the connection pad area of the printed wiring board ,
A cylindrical member having a lower end of an opening whose clearance with the ball alignment mask is different in the front-rear direction and the left-right direction with respect to the moving direction is positioned above the ball alignment mask, and air is sucked by the cylindrical member. The solder balls are assembled on the ball alignment mask immediately below the cylindrical member, and the solder balls assembled on the ball alignment mask are moved by moving the cylindrical member in the horizontal direction, thereby aligning the balls. A solder ball mounting method comprising dropping a solder ball onto a connection pad of a printed wiring board through an opening of a mask for use.
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