配線基板のはんだバンプ平坦化方法および配線基板のはんだバンプ平坦化装置
【課題】基板本体を薄くした場合にもはんだバンプを均一に平坦化することができる配線基板のはんだバンプ平坦化方法および配線基板のはんだバンプ平坦化装置を提供する。
【解決手段】配線基板40における基板本体41の一方の面に複数のはんだバンプ42が形成されている。配線基板40に対し上治具30の下面30aを複数のはんだバンプ42に押し当てて複数のはんだバンプ42を平坦化する。基板本体41の厚さは0.5mm以下であるとともに、はんだバンプ42は3000個以上形成されている。はんだバンプ平坦化の際に、複数のはんだバンプ42を常温で上治具30により圧力を加えることにより複数のはんだバンプ42を平坦化する。
【解決手段】配線基板40における基板本体41の一方の面に複数のはんだバンプ42が形成されている。配線基板40に対し上治具30の下面30aを複数のはんだバンプ42に押し当てて複数のはんだバンプ42を平坦化する。基板本体41の厚さは0.5mm以下であるとともに、はんだバンプ42は3000個以上形成されている。はんだバンプ平坦化の際に、複数のはんだバンプ42を常温で上治具30により圧力を加えることにより複数のはんだバンプ42を平坦化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、配線基板のはんだバンプ平坦化方法および配線基板のはんだバンプ平坦化装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
配線基板の製造工程において、基板本体の一方の面に半球状のはんだバンプを形成した後に、治具をはんだバンプに押圧することによりはんだバンプを平坦化することが行われている(例えば、特許文献1)。詳しくは、基板本体の一方の面に複数のはんだバンプが設けられるとともに、他方の面に複数のピンが設けられている。そして、はんだバンプ平坦化装置における下治具の上に配線基板を載置し、上から上治具で配線基板を挟み込むようにして、はんだバンプに熱を加えながら圧力を加えて全部のはんだバンプの上面を均一に平坦化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2006−147698号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、配線基板(基板本体)は薄くすることが進んでいる。基板本体は、図7に示すように、芯材としてのコア層101の一方の面に導体層102と絶縁層103が交互に積層されているとともにコア層101の他方の面に導体層104と絶縁層105が交互に積層されている。このコア層101を有する基板本体100においては剛性が高い。これに対し厚さを薄くすべく図8に示すようにコア層を用いることなく導体層201と絶縁層202を交互に積層して基板本体200を構成する。このように、コア基板を用いることなく配線基板(基板本体)を構成する、いわゆるコアレス基板とすることにより薄くすることが可能となる。
【0005】
配線基板(基板本体)としてコアレス基板を用いた場合等のように基板本体が薄くなると、剛性が低くなる。図9に示すように、コアレスタイプの基板本体301の一方の面にはんだリフローにて半球状のはんだバンプ302を形成するとともに他方の面にピン303を配置した後、下治具310の上に配線基板300を載置し、上治具320を配線基板300に対し図10に示すように加熱しながら圧力を加えることにより、図11に示すように、はんだバンプ302の上面を平坦化する。
【0006】
この場合、下治具310が接触している部位のみ加圧されてしまいはんだバンプ302を均一に平坦化することができない。これは、下治具310で配線基板300を支えている部分のみ加圧されてしまい、加圧箇所と非加圧箇所との境界部分においては配線基板(配線パターン)が湾曲するために発生する。
【0007】
本発明の目的は、基板本体を薄くした場合にもはんだバンプを均一に平坦化することができる配線基板のはんだバンプ平坦化方法および配線基板のはんだバンプ平坦化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
請求項1に記載の発明では、基板本体の一方の面に複数のはんだバンプが形成された配線基板に対し押圧治具の押圧面を前記複数のはんだバンプに押し当てて前記複数のはんだバンプを平坦化する配線基板のはんだバンプ平坦化方法であって、前記基板本体の厚さは0.5mm以下であるとともに前記はんだバンプは3000個以上形成されており、前記複数のはんだバンプを常温で前記押圧治具により圧力を加えることにより前記複数のはんだバンプを平坦化するようにしたことを要旨とする。
【0009】
請求項1に記載の発明によれば、基板本体は、厚さが0.5mm以下であるとともに一方の面にはんだバンプが3000個以上形成されている。この配線基板に対し押圧治具の押圧面が複数のはんだバンプに押し当てられて複数のはんだバンプが平坦化される。このとき、複数のはんだバンプに対し常温で押圧治具により圧力が加えられて複数のはんだバンプが平坦化される。
【0010】
このように、基板本体は剛性が低いが、はんだバンプの平坦化の際に、はんだバンプが常温で押圧治具により圧力が加えられるので、はんだバンプを均一に平坦化することができる。
【0011】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化方法において、前記押圧治具により、1つのはんだバンプ当たり0.5N以上の圧力を加えたことを要旨とする。
【0012】
請求項2に記載の発明によれば、押圧治具により、1つのはんだバンプ当たり0.5N以上の圧力が加えられることにより、はんだバンプの平坦化のための圧力として好ましい。
【0013】
請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化方法において、前記はんだバンプは3000〜30000個形成されていることを要旨とする。
【0014】
請求項3に記載の発明によれば、はんだバンプは3000〜30000個形成されている場合において、複数のはんだバンプを常温で押圧治具により圧力を加えることにより複数のはんだバンプを平坦化する方法は好ましいものとなる。
【0015】
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化方法において、前記基板本体は、導体層と絶縁層のみを積層して構成したことを要旨とする。
【0016】
請求項4に記載の発明によれば、基板本体は、導体層と絶縁層のみを積層して構成した場合において、複数のはんだバンプを常温で押圧治具により圧力を加えることにより複数のはんだバンプを平坦化する方法は好ましいものとなる。
【0017】
請求項5に記載の発明は、厚さが0.5mm以下である基板本体の一方の面に3000個以上のはんだバンプが形成された配線基板のはんだバンプ平坦化装置であって、前記複数のはんだバンプが上を向く状態で前記配線基板が載置される下治具と、前記下治具上の前記配線基板に対し、前記複数のはんだバンプを常温で圧力を加えることにより前記複数のはんだバンプを平坦化する上治具と、を備えたことを要旨とする。
【0018】
請求項5に記載の発明によれば、基板本体は、厚さが0.5mm以下であるとともに一方の面にはんだバンプが3000個以上形成されている。この配線基板に対し上治具が複数のはんだバンプに押し当てられて複数のはんだバンプが平坦化される。このとき、複数のはんだバンプに対し常温で上治具により圧力が加えられて複数のはんだバンプが平坦化される。
【0019】
このように、基板本体は剛性が低いが、はんだバンプの平坦化の際に、はんだバンプが常温で上治具により圧力が加えられるので、はんだバンプを均一に平坦化することができる。
【0020】
請求項6に記載の発明では、請求項5に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化装置において、前記上治具は、1つのはんだバンプ当たり0.5N以上の圧力を加えることを要旨とする。
【0021】
請求項6に記載の発明によれば、上治具により、1つのはんだバンプ当たり0.5N以上の圧力が加わることにより、はんだバンプの平坦化のための圧力として好ましい。
請求項7に記載の発明は、請求項5または6に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化装置において、前記はんだバンプは3000〜30000個形成されていることを要旨とする。
【0022】
請求項7に記載の発明によれば、はんだバンプは3000〜30000個形成されている場合において、複数のはんだバンプを常温で上治具により圧力を加えることにより複数のはんだバンプを平坦化する装置は好ましいものとなる。
【0023】
請求項8に記載の発明は、請求項5〜7のいずれか1項に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化装置において、前記基板本体は、導体層と絶縁層のみを積層して構成したことを要旨とする。
【0024】
請求項8に記載の発明によれば、基板本体は、導体層と絶縁層のみを積層して構成した場合において、複数のはんだバンプを常温で上治具により圧力を加えることにより複数のはんだバンプを平坦化する装置は好ましいものとなる。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、基板本体を薄くした場合にもはんだバンプを均一に平坦化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本実施形態におけるはんだバンプ平坦化装置のはんだバンプ平坦化前での概略構成を示す縦断面図。
【図2】本実施形態におけるはんだバンプ平坦化装置のはんだバンプ平坦化状態での概略構成を示す縦断面図。
【図3】本実施形態におけるはんだバンプ平坦化後の配線基板の概略構成を示す正面図。
【図4】本実施形態における配線基板の平坦化前の概略平面図。
【図5】本実施形態における配線基板の概略下面図。
【図6】本実施形態における配線基板の平坦化後の概略平面図。
【図7】配線基板の一部概略断面図。
【図8】配線基板の一部概略断面図。
【図9】はんだバンプ平坦化装置のはんだバンプ平坦化前での概略構成を示す縦断面図。
【図10】はんだバンプ平坦化装置のはんだバンプ平坦化状態での概略構成を示す縦断面図。
【図11】はんだバンプ平坦化後の配線基板の概略構成を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
本実施形態ではPGA(ピングリッドアレイ)用の配線基板に適用している。
図1に示すように、はんだバンプ平坦化装置10において、下治具20と上治具30とが上下に配置されている。配線基板40は、基板本体41と、多数のはんだバンプ42と、多数のピン43を有している。基板本体41の一方の面である上面41aには多数のはんだバンプ42が形成されている。基板本体41の他方の面である下面41bには多数のピン43が形成されている。なお、基板本体41の表裏両面(上下両面)は絶縁材で覆われている。
【0028】
はんだバンプ平坦化装置の下治具20には配線基板40が載置される。このとき、下治具20には配線基板40が、複数のはんだバンプ42が上を向く状態で載置される。下治具20の上面20aは平坦になっており、下治具20の上面20aが配線基板40の載置面となる。下治具20の上面20aにおいては配線基板40のピン43が接触しないようにピン接触回避用凹部21が形成されている。ピン接触回避用凹部21はピン43の外形よりも若干大きく形成されている。
【0029】
上治具30は下治具20の上方に配置され、上治具30は上下方向に移動可能となっている。上治具30の下面30aは下治具20の上面20aと対向している。この上治具30の下面30aは平坦になっており、上治具30の下面30aが配線基板40のはんだバンプ42の押圧面となる。この上治具30は、下治具20上の配線基板40に対し、複数のはんだバンプ42を常温で圧力を加えることにより複数のはんだバンプ42を平坦化するようになっている。
【0030】
基板本体41は、図1に示すように、厚さt1が0.5mm以下である。より詳しくは、基板本体41の厚さt1は0.4〜0.5mmである。
基板本体41の上面41aにおいて、図4に示すように、バンプ形成エリアに、はんだバンプ42が格子状に多数配置されている。はんだバンプ42は3000個以上形成されている。より詳しくは、はんだバンプ42は、3000〜30000個形成されている。さらに詳しくは、はんだバンプ42は、3800〜22000個形成されている。
【0031】
また、基板本体41の下面41bにおいて、図5に示すように、垂直にピン43が格子状に配置されている。ピン43は、500〜2000個形成されている。より詳しくは、ピン43は、600〜1300個形成されている。
【0032】
基板本体41は、図8を用いて説明したように、厚さを薄くすべくコア層を用いることなく導体層201と絶縁層202のみを交互に積層して構成されている。このように、コア基板を用いることなく配線基板を構成する、いわゆるコアレス基板とすることにより薄くすることが可能となる。即ち、本実施形態では、配線基板40(基板本体41)としてコアレス基板を用いている。
【0033】
この配線基板40に対し上治具30が複数のはんだバンプ42に押し当てられて複数のはんだバンプ42が平坦化されることになる。即ち、図4に示したはんだバンプ42が図6および図3に示すように平坦化されて上面に平坦面42aが形成される。
【0034】
次に、配線基板のはんだバンプ平坦化方法について説明する。
図1に示すように、下治具20、上治具30、配線基板40を用意する。このとき、配線基板40においては、基板本体41の一方の面にはんだリフローにて半球状のはんだバンプ42が多数形成されている。また、基板本体41の他方の面にはピン43が多数配置されている。
【0035】
そして、図2に示すように、下治具20の上に配線基板40をはんだバンプ42が上を向くようにして配置する。これにより、下治具20で配線基板40が支えられる。
引き続き、下治具20の上の配線基板40に対し、上治具30を下動して、複数のはんだバンプ42を上治具30により押圧する。この上治具30の押圧により、図3および図6に示すように、複数のはんだバンプ42が平坦化される。つまり、配線基板40に対し上治具30の下面30aを複数のはんだバンプ42に押し当てて複数のはんだバンプ42を平坦化する。
【0036】
このとき、複数のはんだバンプ42が、常温で押圧治具としての上治具30により圧力が加えられて複数のはんだバンプ42が平坦化される。このように、配線基板40(基板本体41)は剛性が低いが、はんだバンプ42の平坦化の際に、はんだバンプ42が常温で押圧治具としての上治具30により圧力が加えられるので、はんだバンプ42を均一に平坦化することができる。
【0037】
配線基板40にははんだバンプ42が3000〜30000個形成されており、このような配線基板40において、複数のはんだバンプ42を常温で上治具30により圧力を加えることにより複数のはんだバンプ42を平坦化する方法は好ましいものとなる。
【0038】
また、上治具30により、1つのはんだバンプ当たり0.5N(0.5N/はんだバンプ)以上、好ましくは1.3N(1.3N/はんだバンプ)以上の圧力を加える。即ち、上治具30は、1つのはんだバンプ当たり0.5N(0.5N/はんだバンプ)以上、より好ましくは1.3N(1.3N/はんだバンプ)以上の圧力を加える。これより、はんだバンプ42の平坦化のための圧力として好ましいものとなる。
【0039】
また、配線基板40における基板本体41は導体層と絶縁層のみを積層して構成しており、このような配線基板40に対し複数のはんだバンプ42を常温で上治具30により圧力を加えて複数のはんだバンプ42を平坦化することは実用上好ましい。
【0040】
このようにはんだバンプ42の上面が平坦化された配線基板40に対し、図3において仮想線で示すようにチップ50が実装される。詳しくは、チップ50の接続端子(バンプ)と配線基板40のはんだバンプ42とが接合されて配線基板40上にチップ50が実装される。このとき、配線基板40の各はんだバンプ42が平坦化されているので、チップ50の各接続端子(バンプ)を均一に接合させることができる。
【0041】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)常温で平坦化のための加圧をするようにした(パッケージ用の配線基板40におけるはんだバンプ42の平坦化の際に、条件パラメータとして、常温かつ高圧力とした)。即ち、基板側に熱をかけないようにした。これにより、はんだバンプ42の径(バンプ径)のバラツキが改善される。
【0042】
(2)高温条件では熱により配線基板40(基板本体41)の剛性が低下してしまうが、本実施形態においては、常温で高荷重で平坦化することにより配線クラックおよび配線湾曲等の内部層へのダメージも低減することができる。その結果、信頼性の高い配線基板40とすることができる。
【0043】
(3)常温で平坦化のための加圧するようにしたので、配線基板40(基板本体41)の反りが低減できる。
(4)下治具20において配線基板40を面で受けるようにした。これにより、受圧面積を大きくすることができる。つまり、配線基板40(基板本体41)の支持面積を拡大して下治具20が配線基板40(基板本体41)のほぼ全面を受けている。そのため、高荷重条件下でも配線基板40(基板本体41)の内層ダメージも抑制して、はんだバンプを平坦化することができる。
【0044】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・PGA(ピングリッドアレイ)用の配線基板に適用したが、BGA(ボールグリッドアレイ)用の配線基板に適用したり、LGA(ランドグリッドアレイ)用の配線基板に適用してもよい。つまり、基板本体の下面に垂直にピンを格子状に配した場合に適用したが、基板本体の下面にはんだボールを格子状に配した場合や基板本体の下面にランドを格子状に配した場合等に適用してもよい。
【0045】
・配線基板(基板本体)としてコアレス基板を用いたが、コア基板を用いて0.5mm以下の薄い基板本体を構成した場合に適用してもよい。
【符号の説明】
【0046】
10…はんだバンプ平坦化装置、20…下治具、30…上治具、30a…下面、40…配線基板、41…基板本体、41a…上面、42…はんだバンプ、t1…厚さ。
【技術分野】
【0001】
本発明は、配線基板のはんだバンプ平坦化方法および配線基板のはんだバンプ平坦化装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
配線基板の製造工程において、基板本体の一方の面に半球状のはんだバンプを形成した後に、治具をはんだバンプに押圧することによりはんだバンプを平坦化することが行われている(例えば、特許文献1)。詳しくは、基板本体の一方の面に複数のはんだバンプが設けられるとともに、他方の面に複数のピンが設けられている。そして、はんだバンプ平坦化装置における下治具の上に配線基板を載置し、上から上治具で配線基板を挟み込むようにして、はんだバンプに熱を加えながら圧力を加えて全部のはんだバンプの上面を均一に平坦化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2006−147698号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、配線基板(基板本体)は薄くすることが進んでいる。基板本体は、図7に示すように、芯材としてのコア層101の一方の面に導体層102と絶縁層103が交互に積層されているとともにコア層101の他方の面に導体層104と絶縁層105が交互に積層されている。このコア層101を有する基板本体100においては剛性が高い。これに対し厚さを薄くすべく図8に示すようにコア層を用いることなく導体層201と絶縁層202を交互に積層して基板本体200を構成する。このように、コア基板を用いることなく配線基板(基板本体)を構成する、いわゆるコアレス基板とすることにより薄くすることが可能となる。
【0005】
配線基板(基板本体)としてコアレス基板を用いた場合等のように基板本体が薄くなると、剛性が低くなる。図9に示すように、コアレスタイプの基板本体301の一方の面にはんだリフローにて半球状のはんだバンプ302を形成するとともに他方の面にピン303を配置した後、下治具310の上に配線基板300を載置し、上治具320を配線基板300に対し図10に示すように加熱しながら圧力を加えることにより、図11に示すように、はんだバンプ302の上面を平坦化する。
【0006】
この場合、下治具310が接触している部位のみ加圧されてしまいはんだバンプ302を均一に平坦化することができない。これは、下治具310で配線基板300を支えている部分のみ加圧されてしまい、加圧箇所と非加圧箇所との境界部分においては配線基板(配線パターン)が湾曲するために発生する。
【0007】
本発明の目的は、基板本体を薄くした場合にもはんだバンプを均一に平坦化することができる配線基板のはんだバンプ平坦化方法および配線基板のはんだバンプ平坦化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
請求項1に記載の発明では、基板本体の一方の面に複数のはんだバンプが形成された配線基板に対し押圧治具の押圧面を前記複数のはんだバンプに押し当てて前記複数のはんだバンプを平坦化する配線基板のはんだバンプ平坦化方法であって、前記基板本体の厚さは0.5mm以下であるとともに前記はんだバンプは3000個以上形成されており、前記複数のはんだバンプを常温で前記押圧治具により圧力を加えることにより前記複数のはんだバンプを平坦化するようにしたことを要旨とする。
【0009】
請求項1に記載の発明によれば、基板本体は、厚さが0.5mm以下であるとともに一方の面にはんだバンプが3000個以上形成されている。この配線基板に対し押圧治具の押圧面が複数のはんだバンプに押し当てられて複数のはんだバンプが平坦化される。このとき、複数のはんだバンプに対し常温で押圧治具により圧力が加えられて複数のはんだバンプが平坦化される。
【0010】
このように、基板本体は剛性が低いが、はんだバンプの平坦化の際に、はんだバンプが常温で押圧治具により圧力が加えられるので、はんだバンプを均一に平坦化することができる。
【0011】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化方法において、前記押圧治具により、1つのはんだバンプ当たり0.5N以上の圧力を加えたことを要旨とする。
【0012】
請求項2に記載の発明によれば、押圧治具により、1つのはんだバンプ当たり0.5N以上の圧力が加えられることにより、はんだバンプの平坦化のための圧力として好ましい。
【0013】
請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化方法において、前記はんだバンプは3000〜30000個形成されていることを要旨とする。
【0014】
請求項3に記載の発明によれば、はんだバンプは3000〜30000個形成されている場合において、複数のはんだバンプを常温で押圧治具により圧力を加えることにより複数のはんだバンプを平坦化する方法は好ましいものとなる。
【0015】
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化方法において、前記基板本体は、導体層と絶縁層のみを積層して構成したことを要旨とする。
【0016】
請求項4に記載の発明によれば、基板本体は、導体層と絶縁層のみを積層して構成した場合において、複数のはんだバンプを常温で押圧治具により圧力を加えることにより複数のはんだバンプを平坦化する方法は好ましいものとなる。
【0017】
請求項5に記載の発明は、厚さが0.5mm以下である基板本体の一方の面に3000個以上のはんだバンプが形成された配線基板のはんだバンプ平坦化装置であって、前記複数のはんだバンプが上を向く状態で前記配線基板が載置される下治具と、前記下治具上の前記配線基板に対し、前記複数のはんだバンプを常温で圧力を加えることにより前記複数のはんだバンプを平坦化する上治具と、を備えたことを要旨とする。
【0018】
請求項5に記載の発明によれば、基板本体は、厚さが0.5mm以下であるとともに一方の面にはんだバンプが3000個以上形成されている。この配線基板に対し上治具が複数のはんだバンプに押し当てられて複数のはんだバンプが平坦化される。このとき、複数のはんだバンプに対し常温で上治具により圧力が加えられて複数のはんだバンプが平坦化される。
【0019】
このように、基板本体は剛性が低いが、はんだバンプの平坦化の際に、はんだバンプが常温で上治具により圧力が加えられるので、はんだバンプを均一に平坦化することができる。
【0020】
請求項6に記載の発明では、請求項5に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化装置において、前記上治具は、1つのはんだバンプ当たり0.5N以上の圧力を加えることを要旨とする。
【0021】
請求項6に記載の発明によれば、上治具により、1つのはんだバンプ当たり0.5N以上の圧力が加わることにより、はんだバンプの平坦化のための圧力として好ましい。
請求項7に記載の発明は、請求項5または6に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化装置において、前記はんだバンプは3000〜30000個形成されていることを要旨とする。
【0022】
請求項7に記載の発明によれば、はんだバンプは3000〜30000個形成されている場合において、複数のはんだバンプを常温で上治具により圧力を加えることにより複数のはんだバンプを平坦化する装置は好ましいものとなる。
【0023】
請求項8に記載の発明は、請求項5〜7のいずれか1項に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化装置において、前記基板本体は、導体層と絶縁層のみを積層して構成したことを要旨とする。
【0024】
請求項8に記載の発明によれば、基板本体は、導体層と絶縁層のみを積層して構成した場合において、複数のはんだバンプを常温で上治具により圧力を加えることにより複数のはんだバンプを平坦化する装置は好ましいものとなる。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、基板本体を薄くした場合にもはんだバンプを均一に平坦化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本実施形態におけるはんだバンプ平坦化装置のはんだバンプ平坦化前での概略構成を示す縦断面図。
【図2】本実施形態におけるはんだバンプ平坦化装置のはんだバンプ平坦化状態での概略構成を示す縦断面図。
【図3】本実施形態におけるはんだバンプ平坦化後の配線基板の概略構成を示す正面図。
【図4】本実施形態における配線基板の平坦化前の概略平面図。
【図5】本実施形態における配線基板の概略下面図。
【図6】本実施形態における配線基板の平坦化後の概略平面図。
【図7】配線基板の一部概略断面図。
【図8】配線基板の一部概略断面図。
【図9】はんだバンプ平坦化装置のはんだバンプ平坦化前での概略構成を示す縦断面図。
【図10】はんだバンプ平坦化装置のはんだバンプ平坦化状態での概略構成を示す縦断面図。
【図11】はんだバンプ平坦化後の配線基板の概略構成を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
本実施形態ではPGA(ピングリッドアレイ)用の配線基板に適用している。
図1に示すように、はんだバンプ平坦化装置10において、下治具20と上治具30とが上下に配置されている。配線基板40は、基板本体41と、多数のはんだバンプ42と、多数のピン43を有している。基板本体41の一方の面である上面41aには多数のはんだバンプ42が形成されている。基板本体41の他方の面である下面41bには多数のピン43が形成されている。なお、基板本体41の表裏両面(上下両面)は絶縁材で覆われている。
【0028】
はんだバンプ平坦化装置の下治具20には配線基板40が載置される。このとき、下治具20には配線基板40が、複数のはんだバンプ42が上を向く状態で載置される。下治具20の上面20aは平坦になっており、下治具20の上面20aが配線基板40の載置面となる。下治具20の上面20aにおいては配線基板40のピン43が接触しないようにピン接触回避用凹部21が形成されている。ピン接触回避用凹部21はピン43の外形よりも若干大きく形成されている。
【0029】
上治具30は下治具20の上方に配置され、上治具30は上下方向に移動可能となっている。上治具30の下面30aは下治具20の上面20aと対向している。この上治具30の下面30aは平坦になっており、上治具30の下面30aが配線基板40のはんだバンプ42の押圧面となる。この上治具30は、下治具20上の配線基板40に対し、複数のはんだバンプ42を常温で圧力を加えることにより複数のはんだバンプ42を平坦化するようになっている。
【0030】
基板本体41は、図1に示すように、厚さt1が0.5mm以下である。より詳しくは、基板本体41の厚さt1は0.4〜0.5mmである。
基板本体41の上面41aにおいて、図4に示すように、バンプ形成エリアに、はんだバンプ42が格子状に多数配置されている。はんだバンプ42は3000個以上形成されている。より詳しくは、はんだバンプ42は、3000〜30000個形成されている。さらに詳しくは、はんだバンプ42は、3800〜22000個形成されている。
【0031】
また、基板本体41の下面41bにおいて、図5に示すように、垂直にピン43が格子状に配置されている。ピン43は、500〜2000個形成されている。より詳しくは、ピン43は、600〜1300個形成されている。
【0032】
基板本体41は、図8を用いて説明したように、厚さを薄くすべくコア層を用いることなく導体層201と絶縁層202のみを交互に積層して構成されている。このように、コア基板を用いることなく配線基板を構成する、いわゆるコアレス基板とすることにより薄くすることが可能となる。即ち、本実施形態では、配線基板40(基板本体41)としてコアレス基板を用いている。
【0033】
この配線基板40に対し上治具30が複数のはんだバンプ42に押し当てられて複数のはんだバンプ42が平坦化されることになる。即ち、図4に示したはんだバンプ42が図6および図3に示すように平坦化されて上面に平坦面42aが形成される。
【0034】
次に、配線基板のはんだバンプ平坦化方法について説明する。
図1に示すように、下治具20、上治具30、配線基板40を用意する。このとき、配線基板40においては、基板本体41の一方の面にはんだリフローにて半球状のはんだバンプ42が多数形成されている。また、基板本体41の他方の面にはピン43が多数配置されている。
【0035】
そして、図2に示すように、下治具20の上に配線基板40をはんだバンプ42が上を向くようにして配置する。これにより、下治具20で配線基板40が支えられる。
引き続き、下治具20の上の配線基板40に対し、上治具30を下動して、複数のはんだバンプ42を上治具30により押圧する。この上治具30の押圧により、図3および図6に示すように、複数のはんだバンプ42が平坦化される。つまり、配線基板40に対し上治具30の下面30aを複数のはんだバンプ42に押し当てて複数のはんだバンプ42を平坦化する。
【0036】
このとき、複数のはんだバンプ42が、常温で押圧治具としての上治具30により圧力が加えられて複数のはんだバンプ42が平坦化される。このように、配線基板40(基板本体41)は剛性が低いが、はんだバンプ42の平坦化の際に、はんだバンプ42が常温で押圧治具としての上治具30により圧力が加えられるので、はんだバンプ42を均一に平坦化することができる。
【0037】
配線基板40にははんだバンプ42が3000〜30000個形成されており、このような配線基板40において、複数のはんだバンプ42を常温で上治具30により圧力を加えることにより複数のはんだバンプ42を平坦化する方法は好ましいものとなる。
【0038】
また、上治具30により、1つのはんだバンプ当たり0.5N(0.5N/はんだバンプ)以上、好ましくは1.3N(1.3N/はんだバンプ)以上の圧力を加える。即ち、上治具30は、1つのはんだバンプ当たり0.5N(0.5N/はんだバンプ)以上、より好ましくは1.3N(1.3N/はんだバンプ)以上の圧力を加える。これより、はんだバンプ42の平坦化のための圧力として好ましいものとなる。
【0039】
また、配線基板40における基板本体41は導体層と絶縁層のみを積層して構成しており、このような配線基板40に対し複数のはんだバンプ42を常温で上治具30により圧力を加えて複数のはんだバンプ42を平坦化することは実用上好ましい。
【0040】
このようにはんだバンプ42の上面が平坦化された配線基板40に対し、図3において仮想線で示すようにチップ50が実装される。詳しくは、チップ50の接続端子(バンプ)と配線基板40のはんだバンプ42とが接合されて配線基板40上にチップ50が実装される。このとき、配線基板40の各はんだバンプ42が平坦化されているので、チップ50の各接続端子(バンプ)を均一に接合させることができる。
【0041】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)常温で平坦化のための加圧をするようにした(パッケージ用の配線基板40におけるはんだバンプ42の平坦化の際に、条件パラメータとして、常温かつ高圧力とした)。即ち、基板側に熱をかけないようにした。これにより、はんだバンプ42の径(バンプ径)のバラツキが改善される。
【0042】
(2)高温条件では熱により配線基板40(基板本体41)の剛性が低下してしまうが、本実施形態においては、常温で高荷重で平坦化することにより配線クラックおよび配線湾曲等の内部層へのダメージも低減することができる。その結果、信頼性の高い配線基板40とすることができる。
【0043】
(3)常温で平坦化のための加圧するようにしたので、配線基板40(基板本体41)の反りが低減できる。
(4)下治具20において配線基板40を面で受けるようにした。これにより、受圧面積を大きくすることができる。つまり、配線基板40(基板本体41)の支持面積を拡大して下治具20が配線基板40(基板本体41)のほぼ全面を受けている。そのため、高荷重条件下でも配線基板40(基板本体41)の内層ダメージも抑制して、はんだバンプを平坦化することができる。
【0044】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・PGA(ピングリッドアレイ)用の配線基板に適用したが、BGA(ボールグリッドアレイ)用の配線基板に適用したり、LGA(ランドグリッドアレイ)用の配線基板に適用してもよい。つまり、基板本体の下面に垂直にピンを格子状に配した場合に適用したが、基板本体の下面にはんだボールを格子状に配した場合や基板本体の下面にランドを格子状に配した場合等に適用してもよい。
【0045】
・配線基板(基板本体)としてコアレス基板を用いたが、コア基板を用いて0.5mm以下の薄い基板本体を構成した場合に適用してもよい。
【符号の説明】
【0046】
10…はんだバンプ平坦化装置、20…下治具、30…上治具、30a…下面、40…配線基板、41…基板本体、41a…上面、42…はんだバンプ、t1…厚さ。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板本体の一方の面に複数のはんだバンプが形成された配線基板に対し押圧治具の押圧面を前記複数のはんだバンプに押し当てて前記複数のはんだバンプを平坦化する配線基板のはんだバンプ平坦化方法であって、
前記基板本体の厚さは0.5mm以下であるとともに前記はんだバンプは3000個以上形成されており、
前記複数のはんだバンプを常温で前記押圧治具により圧力を加えることにより前記複数のはんだバンプを平坦化するようにしたことを特徴とする配線基板のはんだバンプ平坦化方法。
【請求項2】
前記押圧治具により、1つのはんだバンプ当たり0.5N以上の圧力を加えたことを特徴とする請求項1に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化方法。
【請求項3】
前記はんだバンプは3000〜30000個形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化方法。
【請求項4】
前記基板本体は、導体層と絶縁層のみを積層して構成したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化方法。
【請求項5】
厚さが0.5mm以下である基板本体の一方の面に3000個以上のはんだバンプが形成された配線基板のはんだバンプ平坦化装置であって、
前記複数のはんだバンプが上を向く状態で前記配線基板が載置される下治具と、
前記下治具上の前記配線基板に対し、前記複数のはんだバンプを常温で圧力を加えることにより前記複数のはんだバンプを平坦化する上治具と、
を備えたことを特徴とする配線基板のはんだバンプ平坦化装置。
【請求項6】
前記上治具は、1つのはんだバンプ当たり0.5N以上の圧力を加えることを特徴とする請求項5に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化装置。
【請求項7】
前記はんだバンプは3000〜30000個形成されていることを特徴とする請求項5または6に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化装置。
【請求項8】
前記基板本体は、導体層と絶縁層のみを積層して構成したことを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化装置。
【請求項1】
基板本体の一方の面に複数のはんだバンプが形成された配線基板に対し押圧治具の押圧面を前記複数のはんだバンプに押し当てて前記複数のはんだバンプを平坦化する配線基板のはんだバンプ平坦化方法であって、
前記基板本体の厚さは0.5mm以下であるとともに前記はんだバンプは3000個以上形成されており、
前記複数のはんだバンプを常温で前記押圧治具により圧力を加えることにより前記複数のはんだバンプを平坦化するようにしたことを特徴とする配線基板のはんだバンプ平坦化方法。
【請求項2】
前記押圧治具により、1つのはんだバンプ当たり0.5N以上の圧力を加えたことを特徴とする請求項1に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化方法。
【請求項3】
前記はんだバンプは3000〜30000個形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化方法。
【請求項4】
前記基板本体は、導体層と絶縁層のみを積層して構成したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化方法。
【請求項5】
厚さが0.5mm以下である基板本体の一方の面に3000個以上のはんだバンプが形成された配線基板のはんだバンプ平坦化装置であって、
前記複数のはんだバンプが上を向く状態で前記配線基板が載置される下治具と、
前記下治具上の前記配線基板に対し、前記複数のはんだバンプを常温で圧力を加えることにより前記複数のはんだバンプを平坦化する上治具と、
を備えたことを特徴とする配線基板のはんだバンプ平坦化装置。
【請求項6】
前記上治具は、1つのはんだバンプ当たり0.5N以上の圧力を加えることを特徴とする請求項5に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化装置。
【請求項7】
前記はんだバンプは3000〜30000個形成されていることを特徴とする請求項5または6に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化装置。
【請求項8】
前記基板本体は、導体層と絶縁層のみを積層して構成したことを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の配線基板のはんだバンプ平坦化装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2012−99581(P2012−99581A)
【公開日】平成24年5月24日(2012.5.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−244699(P2010−244699)
【出願日】平成22年10月29日(2010.10.29)
【出願人】(399090569)株式会社ティーアイビーシー (11)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年5月24日(2012.5.24)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年10月29日(2010.10.29)
【出願人】(399090569)株式会社ティーアイビーシー (11)
【Fターム(参考)】
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