電子装置の製造方法
【課題】クラック発生の抑制されたはんだ接合部を形成することができる新規な電子装置の製造方法を提供する。
【解決手段】電子装置の製造方法は、電子部品２１の複数の電極２２上にはんだバンプ２３を形成する工程と、回路基板１の複数の電極２上に、回路基板１の面内の位置に応じてはんだ材料の供給量を変えて、はんだ部材４を形成する工程と、電子部品２１の複数の電極２２上のはんだバンプ２３と回路基板１の複数の電極２上のはんだ部材４とがそれぞれ接触するように、電子部品２１と回路基板１を対向させた状態で、加熱を行い、はんだバンプ２３とはんだ部材４とを溶融させて、電子部品２１と回路基板１とを接合する工程とを有する。
【解決手段】電子装置の製造方法は、電子部品２１の複数の電極２２上にはんだバンプ２３を形成する工程と、回路基板１の複数の電極２上に、回路基板１の面内の位置に応じてはんだ材料の供給量を変えて、はんだ部材４を形成する工程と、電子部品２１の複数の電極２２上のはんだバンプ２３と回路基板１の複数の電極２上のはんだ部材４とがそれぞれ接触するように、電子部品２１と回路基板１を対向させた状態で、加熱を行い、はんだバンプ２３とはんだ部材４とを溶融させて、電子部品２１と回路基板１とを接合する工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置の製造方法、特に、はんだによる接合部を含む電子装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、サーバなどのコンピュータは高速・高性能化に向けて著しい発展を遂げている。コンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ）の性能向上を図るため、大規模集積回路（ＬＳＩ）チップの大型化が進んでいる。ＬＳＩのベアチップを回路基板にはんだバンプを介して直接接合するフリップチップ実装や、ＬＳＩチップを搭載し電極上にはんだバンプの形成されたボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージを回路基板にフリップチップ実装する技術などが、大型のＬＳＩの搭載技術として用いられている。
【０００３】
ＢＧＡパッケージと回路基板とに熱膨張率の差があり、ＬＳＩの動作に伴い生じた熱により、はんだ接合部に応力が加わる。通常、特に、回路基板の中央から離れた端部のはんだ接合部の、電極との界面近傍に応力が集中しやすい。例えばＬＳＩの動作と停止とが繰り返すと、はんだ接合部に繰り返し応力が加わり、金属疲労によりクラックが生じ接合が破壊される。
【０００４】
はんだ接合部全体で応力を受け、はんだ接合部の疲労寿命を改善する方法が提案されている。この方法では、ＢＧＡパッケージの中央部には相対的に大きな（高い）はんだバンプを形成し、端部には相対的に小さな（低い）はんだバンプを形成する。
【０００５】
ＢＧＡパッケージと回路基板を対向配置した状態で加熱処理を行い、はんだバンプを溶融させてはんだ接合部を形成する。大きなはんだバンプが溶融してできたはんだ接合部は、ＢＧＡパッケージの重みでつぶされて、側面が外側に膨らんだ樽型形状となる。小さなはんだバンプが溶融してできたはんだ接合部は、側面が内側に凹んだ糸巻型形状となる。糸巻型形状のはんだ接合部は、樽型形状のはんだ接合部に比べて、はんだ接合部全体で応力を受けることができ、クラックの発生を抑制できる。
【０００６】
なお、大きな（高い）はんだバンプでは、最初から回路基板側の電極と接触した状態で接合の反応が開始されるが、小さな（低い）はんだバンプでは、溶け落ちて回路基板側の電極に接触しないと接合の反応が開始しない。
【０００７】
【特許文献１】特許第３９０４３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一目的は、クラック発生の抑制されたはんだ接合部を形成することができる新規な電子装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一観点によれば、電子部品の複数の電極上にはんだバンプを形成する工程と、回路基板の複数の電極上に、該回路基板の面内の位置に応じてはんだ材料の供給量を変えて、はんだ部材を形成する工程と、前記電子部品の複数の電極上のはんだバンプと前記回路基板の複数の電極上のはんだ部材とがそれぞれ接触するように、前記電子部品と前記回路基板を対向させた状態で、加熱を行い、はんだバンプとはんだ部材とを溶融させて、該電子部品と該回路基板とを接合する工程とを有する電子装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
回路基板の電極上に、面内位置に応じて、はんだ材料の供給量を変えてはんだ部材を形成することにより、はんだバンプとはんだ部材とが溶融して一体化したはんだ接合部の形状を、作り分けることができる。応力に特に強くしたい位置のはんだ接合部を、例えば柱型や糸巻型に形成すれば、クラックの抑制効果が高まる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
まず、比較例による電子装置の製造方法について説明する。
【００１２】
図６Ａ〜図６Ｃは、比較例のフリップチップ接合方法を説明するための、回路基板及び半導体パッケージの概略断面図である。
【００１３】
図６Ａに示すように、回路基板１０１上に、スクリーンマスク１１１が載せられる。スクリーンマスク１１１は、回路基板１０１上の各電極１０２上に開口１１２が配置されるよう、位置合わせされる。開口１１２は、スクリーンマスク１１１の面内で均一な大きさである。
【００１４】
スクリーンマスク１１１上で、はんだペースト１０３をスキージ１１３により擦ることにより、開口１１２にはんだペースト１０３を充填する。このようにして、回路基板１０１の電極１０２上にはんだ部材１０４が形成される。
【００１５】
次に、図６Ｂに示すように、半導体パッケージ１２１が、回路基板１０１に対向配置される。半導体パッケージ１２１は、大規模集積回路（ＬＳＩ）チップ等の半導体チップが搭載されたボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）構造のパッケージであり、半導体パッケージ１２１の電極１２２上に、はんだバンプ１２３が形成されている。
【００１６】
半導体パッケージ１２１の各電極１２２上のはんだバンプ１２３が、回路基板１０１の対応する電極１０２上のはんだ部材１０４と接するように、半導体パッケージ１２１と回路基板１０１とが位置合わせされる。
【００１７】
次に、図６Ｃに示すように、加熱処理を行い、はんだ部材１０４及びはんだバンプ１２３を溶融させて、半導体パッケージ１２１を回路基板１０１に接合する。はんだ部材１０４及びはんだバンプ１２３が溶融して一体となったはんだ接合部１３１は、半導体パッケージ１２１の重みでつぶれ、側面が外側に膨らんだ形状（樽型）となる。樽型形状は、半導体パッケージ１２１の重みと、はんだ接合部１３１の表面張力との釣り合いで決まる形状である。なお、はんだ接合部１３１の上下電極１２２、１０２との接触部分は、電極形状とほぼ一致する太さとなる。
【００１８】
本願明細書において、はんだ接合部の側面が外側に膨らんだ形状を「樽型」、側面が内側に凹んだ形状を「糸巻型」と呼ぶこととする。また、側面が膨らんでも凹んでもいず真っ直ぐな形状を「柱型」と呼ぶこととする。
【００１９】
樽型は、はんだ接合部の電極との接触部より、高さ中央部が太い形状（高さ中央部断面の面積が広い形状）ともいえる。糸巻型は、はんだ接合部の電極との接触部より、高さ中央部が細い形状（あるいは高さ中央部断面の面積が狭い形状）ともいえる。柱型は、はんだ接合部の電極との接触部と、高さ中央部が等しい太さの形状（高さ中央部断面の面積が等しい形状）ともいえる。
【００２０】
半導体パッケージに搭載された半導体チップの動作に起因して発熱が生じる。また、半導体パッケージは例えばセラミックを用いた基材を有し、回路基板は例えば樹脂を用いた基材を有し、半導体パッケージと回路基板に熱膨張率の差がある。
【００２１】
通常、半導体チップは半導体パッケージの中央部に配置されており、半導体チップの動作による発熱と、上述の熱膨張率の差に起因して、例えば特に、中央から離れた端部のはんだ接合部に大きな応力が加わりやすい。例えば半導体チップの動作と停止とが繰り返されると、はんだ接合へ応力が繰り返し加わり、金属疲労によってはんだ接合部にクラックが発生し、接合が破壊される。
【００２２】
図７は、中央から離れた端部のはんだ接合部１３１にクラックＣＲが生じている状況を示す概略断面図である。樽型のはんだ接合部１３１が形成されている。応力は、樽型のはんだ接合部の、電極との接合界面近傍に集中しやすい。また、はんだ接合部と電極との接合界面には、はんだ成分と電極成分が反応した金属間化合物を含む合金層が生成されており、機械的に弱い部分である。これらに起因して、はんだ接合部の電極との接合界面近傍にクラックが生じやすい。なお、これは、はんだ接合部１３１の、パッケージ側の電極接合界面、回路基板側の接合基板とも同様である。
【００２３】
はんだ接合部にクラックが入ると、導通の不良等が生じる。はんだ接合部にクラックが入りにくい接合技術が望まれる。
【００２４】
次に、本発明の第１の実施例による電子装置の製造方法について説明する。ただし、第１の実施例では試験的に、回路基板及び半導体パッケージそのものでなく、回路基板を模した回路基板モデル、及びＢＧＡパッケージを模した半導体パッケージモデルを用意し、半導体パッケージモデルと回路基板モデルとの接合を行った。実際の半導体パッケージと回路基板との接合を行う場合には、これらのモデルを実物に置き換えればよい（以下、モデルと実物を同一の参照番号で示すこともある）。
【００２５】
図１Ａ及び図１Ｂは、第１の実施例に用いた回路基板モデル１の概略平面図及び概略断面図である。回路基板モデル１の基材として、縦、横、厚さが１１０ｍｍ×１１０ｍｍ×１．５ｍｍのガラスエポキシ製板材を用意した。この基材上に、直径０．６４ｍｍのＣｕ製の電極２を、１．２７ｍｍピッチの２６行×２６列の配置のうち、外周の５行、５列分に形成した。
【００２６】
図２Ａ及び図２Ｂは、第１の実施例に用いた半導体パッケージモデル２１の概略平面図及び概略断面図である。半導体パッケージモデル２１の基材として、縦、横、厚さが４０ｍｍ×４０ｍｍ×１．５ｍｍのガラスエポキシ製板材を用意した。この基材上に、回路基板モデル１の電極２と一致する配置で、電極２２を形成した。回路基板モデル１の電極２と同様に、電極２２は直径０．６４ｍｍでＣｕ製である。
【００２７】
電極２２の上に、（電極表面からの）高さ０．３５ｍｍとなるように、はんだバンプ２３を形成した。はんだバンプ２３は、一定体積のはんだの粒を、電極２２上に接合することにより形成される。本実施例では、電極２２上にロジン（松脂）系フラックスを塗布して、φ０．５５のＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕボール（融点２２０℃）を載せ、２５０℃に加熱することにより形成した。
【００２８】
なお、はんだバンプ２３の高さは、ばらつきが平均高さの±５％以内に収まるように、揃っていることが好ましい。なお、はんだバンプ２３の形成時に高さが不均一である場合は、１バンプ当たり５０ｇ程度の押圧力が加わるように、平面（例えば面精度の良い板）を押し当てて平坦化すると効果的である。
【００２９】
図３Ａ〜図３Ｃは、第１の実施例のフリップチップ接合方法を説明するための、回路基板モデル及び半導体パッケージモデルの概略断面図である。
【００３０】
図３Ａに示すように、回路基板モデル１上に、スクリーンマスク１１が載せられる。スクリーンマスク１１は、回路基板モデル１の電極２の配置と一致する配置で開口１２を有する。開口１２のうち、内周側３行、３列（これを単に内周側と呼ぶこともある）は直径０．６ｍｍであり、この穴径は回路基板モデル１の電極２の径とほぼ一致している。開口１２のうち、外周側２行、２列（これを単に外周側と呼ぶこともある）はそれよりも狭い直径０．３ｍｍである。スクリーンマスク１１は、例えば金属製である。
【００３１】
回路基板モデル１上の電極２上に開口１２が配置されるように、スクリーンマスク１１が位置合わせされる。スクリーンマスク１１上で、はんだペースト３をスキージ１３により擦ることにより、開口１２にはんだペースト３を充填して、電極２上にはんだ部材４が形成される。はんだペースト３は、はんだ粉末とフラックスを含む。はんだペースト３のはんだ粉末として、半導体パッケージモデル２１のはんだバンプ２３と同じ材質のものを選択することが好ましい。
【００３２】
スクリーンマスク１１の開口１２の大きさを、上述のように面内位置に応じて変化させたことにより、内周側電極２上には相対的に多いはんだ材料が供給され、外周側電極２上には相対的に少ないはんだ材料が供給される。また、スキージ１３による擦り切りにより、開口１２内に充填されたはんだ部材４の上面の高さが揃う。なお、開口径の選択に加え、スクリーンマスク１１の厚みの選択により、はんだ部材４のはんだ量を調整することもできる。
【００３３】
回路基板モデル１の電極２上にはんだ部材４が形成された後、スクリーンマスク１１が外される。
【００３４】
次に、図３Ｂに示すように、半導体パッケージモデル２１の各電極２２上のはんだバンプ２３が、回路基板モデル１の対応する電極２のはんだ部材４と接するように位置合わせされて、回路基板モデル１と半導体パッケージモデル２１とが対向配置される。
【００３５】
はんだ部材４及びはんだバンプ２３が、揃えられた高さで形成されているので、面内のすべてのはんだ部材４及びはんだバンプ２３を、同時に接触させることができる。はんだ量の多い内周側のはんだ部材４も、はんだ量の少ない外周側のはんだ部材４も、それぞれ対応するはんだバンプ２３に同時に接触させることができる。
【００３６】
なお、はんだ部材４は、はんだペーストであり柔らかい。このため、はんだバンプ２３の高さがある程度均一でなかった場合でも、はんだバンプ２３をはんだ部材４に押し付けることにより、面内のすべてのはんだバンプ２３とはんだ部材４とを、同時に接触させることができる。
【００３７】
次に、図３Ｃに示すように、回路基板モデル１と半導体パッケージモデル２１とが対向配置された状態で加熱処理を行い、はんだ部材４及びはんだバンプ２３を溶融させて、半導体パッケージモデル２１を回路基板モデル１に接合する。第１の実施例の加熱処理は、Ｎ２雰囲気のコンベア式のリフロー炉で行い、最高温度を２３５℃とし、はんだの融点以上（２２０℃以上）が４２秒となるようにした。
【００３８】
はんだ部材４及びはんだバンプ２３が溶融して一体となったはんだ接合部３１は、内周側の電極２、２２上で相対的にはんだ量が多く、外周側の電極２、２２上で相対的にはんだ量が少ない。内周側電極上のはんだ接合部３１は、溶融状態で半導体パッケージ２１の重みによりつぶれ、樽型となる。一方、外周側電極上のはんだ接合部３１は、はんだ量が少ないので、内周側電極上のはんだ接合部３１よりも（高さ中央部が）細い形状となる。
【００３９】
なお、はんだ接合部３１の上下電極２２、２との接触部分は、電極形状とほぼ一致する太さとなる。接合前、回路基板モデル１の内周側の電極２上では、はんだ部材４の形成面積が電極面積とほぼ一致し、はんだ部材４が電極２の上面全面を覆っている。一方、外周側の電極２では、はんだ部材４の形成面積が電極面積よりも狭く、はんだ部材４が電極２の上面の一部しか覆っていない。しかし、接合の加熱処理が始まると、外周側の電極２上において、はんだ部材４が溶融しはんだバンプ２３と一体化して濡れ広がり、電極２の上面全面を覆う。
【００４０】
このようにして作製したサンプルの断面観察を行った。第１の実施例のはんだ量では、内周側電極上のはんだ接合部３１が樽型となり、外周側電極上のはんだ接合部３１がほぼ柱型となった。
【００４１】
また、はんだ接合部３１と電極との接合界面の金属間化合物の生成状況は、内周側電極と外周側電極とで同様であった。つまり、はんだ接合部３１の接合界面の状態を、面内で均一にすることができた。これは、内周側電極上でも外周側電極上でも、はんだ部材４とはんだバンプ２３とが接触した状態で接合の加熱処理が開始され、金属間化合物の生成反応時間が揃っているためと考えられる。なお、各はんだ接合部３１について、パッケージ側の電極接合界面の方が、はんだボール接合時の生成分があるため、回路基板側よりも金属間化合物が多くなる。
【００４２】
一般に、はんだ接合部の電極近傍の側面が電極内側に向けて立上っているほど（従ってはんだ接合部の高さ中央部が細いほど）、接合界面への応力集中が抑えられ、はんだ接合部全体に応力が分散しやすく、応力に強い。
【００４３】
柱型のはんだ接合部は、樽型に比べて応力に強くなる。第１の実施例のサンプルは、外周側のはんだ接合部が柱型であるので、全面のはんだ接合部が均一形状の樽型となる比較例に比べて、外周側のはんだ接合部にクラックが生じにくいと期待される。
【００４４】
なお、外周側のはんだ接合部のはんだ量がさらに少なくなれば糸巻型となり、糸巻型の方が柱型よりもさらに応力に強く、クラック生成が抑えられると考えられる。第１の実施例で作製したサンプルでは、外周側のはんだ接合部が柱型となったが、さらにはんだ量を少なくすれば、糸巻型に形成することができる。
【００４５】
なお、外周側のはんだ接合部が樽型であっても、内周側のはんだ接合部の樽型に比べて柱型に近い（高さ中央部が細い）形状であれば、内周側のはんだ接合部に比べて応力に強くなり、クラック生成が抑えられると考えられる。
【００４６】
次に、寿命評価試験について説明する。断面観察を行ったサンプルと同様にして、第１の実施例の方法で作製したサンプルについて、ベンディング試験を行った。ベンディング試験では、サンプルの中央部に比べて端部のはんだ接合部に強い応力を加えた。
【００４７】
最外周の（端部の）はんだ接合部の電気抵抗を、ベンディング試験を行いながら測定し、電気抵抗がベンディング試験前の初期値に比べて５％上昇するまでの時間を寿命として評価した。はんだ接合部でクラックが成長するにつれ、電気抵抗が上昇することとなる。なお、クラックが大きく成長しても、接触点が残っていれば、絶縁までは至らない。
【００４８】
比較のため、第１の実施例でスクリーンマスクの開口直径を外周側も内周側と同様に０．６ｍｍとしたサンプルを作製し、このサンプルについても寿命を評価した。比較例のサンプルでは、はんだ接合部が全面で均一な形状の樽型となる。
【００４９】
第１の実施例のサンプルは、比較例のサンプルに比べて、１０％の寿命の改善が見られた。
【００５０】
以上説明したように、半導体パッケージと回路基板との接合を行うとき、回路基板側の電極上に、面内の位置に応じて供給量を変えてはんだ部材を形成することにより、はんだ接合部のはんだ量を面内で変えて、はんだ接合部の形状を作り分けることができる。応力に特に強くしたい位置のはんだ接合部を、例えば柱型や糸巻型に形成すれば、クラック発生の抑制効果が高まる。
【００５１】
半導体パッケージ側のはんだバンプの高さを揃えるとともに、回路基板側のはんだ部材の高さを揃えることにより、面内のはんだバンプとはんだ部材とを同時に接触させた状態で、接合の加熱処理を行える。電極とはんだ部材との接合界面の質を、面内で均一に近づけることができる。
【００５２】
第１の実施例では、はんだペーストをスクリーン印刷することにより、回路基板電極上にはんだ部材を形成した。はんだ部材の形成方法として、例えば他に、蒸着やめっきを用いることができる。
【００５３】
はんだペーストのスクリーン印刷では、スクリーンマスクの開口径ではんだ供給量を調整した。例えば、蒸着の場合は、電極上に所望の径の開口を持ち電極間を覆うメタルマスクを、回路基板上に形成して、はんだ材料を蒸着することにより、電極上にはんだ部材を形成することができる。めっきの場合は、電極上に所望の径の開口を持ち電極間を覆うレジストマスクを、回路基板上に形成して、はんだ材料をめっきすることにより、電極上にはんだ部材を形成することができる。蒸着やめっきでも、はんだ部材の上面の高さを揃えることができる。
【００５４】
なお、はんだ部材をはんだペーストで形成する場合は、はんだペーストにフラックス成分が含まれており、フラックス塗布の別工程が必要ないが、はんだ材料の蒸着やめっきで形成した場合は、はんだバンプとの接合前にフラックスを塗布する。
【００５５】
なお、回路基板側電極上に形成するはんだ部材によって、はんだ接合部のはんだ量を調整しやすくするために、半導体パッケージ側電極上のはんだバンプのはんだ量は多すぎないことが好ましい。例えば、半導体パッケージ側電極の径に対し（電極表面からの）高さが６割以下となるように、はんだバンプの体積を抑えることが好ましい。
【００５６】
なお、はんだ接合部のはんだ量を多くしたいとき、回路基板の電極からはみ出して広い面積にはんだ部材を形成することも可能である。
【００５７】
図４Ａに示す変形例では、回路基板１上に５つの電極２が示されている。内側３つの電極２上には電極２よりも広い開口１２が配置され、両端の２つの電極２上には電極２よりも狭い開口１２が配置されるように、スクリーンマスク１１が配置されている。スキージ１３で開口１２にはんだペースト３を充填することにより、各電極２上にはんだ部材４が形成される。内側３つの電極２上には、電極２の上面からはみ出して広い面積にはんだ部材４が形成される。
【００５８】
次に、図４Ｂに示すように、半導体パッケージ２１の各電極２２上のはんだバンプ２３が、回路基板１の対応する電極２のはんだ部材４と接するように位置合わせされる。
【００５９】
次に、図４Ｃに示すように、加熱処理を行い、はんだ部材４及びはんだバンプ２３を溶融させて、半導体パッケージ２１を回路基板１に接合する。回路基板１の内側３つの電極２上には、電極２からはみ出して広い面積にはんだ部材４を形成したが、接合に伴ってはんだ材料が電極２上に凝集し、電極２上にはんだ接合部３１を形成できる。この変形例では、内側３つの電極２上に樽型、外側２つの電極２上に糸巻型のはんだ接合部３１が形成されている。
【００６０】
なお、第１の実施例では、外側端部のはんだ接合部に強い応力が加わることを想定して、外周側に柱型、内周側に樽型のはんだ接合部を形成した。しかし、半導体パッケージの形状等により、応力が強くなりやすいはんだ接合部の位置は変わり得る。例えば、中央部に近いほど応力が強くなる場合等がある。
【００６１】
次に、第２の実施例による電子装置の製造方法について説明する。
【００６２】
図５Ａに示すように、第２の実施例では、スクリーンマスク１１が、内周側２行、２列に直径０．３ｍｍの狭い開口、外周側３行、３列に直径０．６ｍｍの広い開口の配置されたものである。他の条件は、第１の実施例と同様である。このようなスクリーンマスク１１を用いてはんだペースト３を開口１２に充填することにより、外周側３行、３列ははんだ量が多く、内周側２行、２列ははんだ量が少ないはんだ部材４が形成される。
【００６３】
次に、図５Ｂに示すように、半導体パッケージモデル２１の各電極２２上のはんだバンプ２３が、回路基板モデル１の対応する電極２のはんだ部材４と接するように位置合わせされる。
【００６４】
次に、図５Ｃに示すように、加熱処理を行い、はんだ部材４及びはんだバンプ２３を溶融させて、半導体パッケージモデル２１を回路基板モデル１に接合する。第２の実施例では、外周側３行、３列に樽型、内周側２行、２列に柱型のはんだ接合部３１が形成される。相対的に、内周側のはんだ接合部３１が応力に対して強くなり、クラックの発生が抑制される。
【００６５】
このように、マスクの開口の大きさと位置を調整することにより、面内で所望の配置となるように、はんだ接合部の形状を容易に作りわけることができる。
【００６６】
なお、はんだ材料や基板材料は、上記実施例のものに限らない。また、ＢＧＡパッケージの接合を例に説明したが、他の電子部品の接合に応用することもできる。ベアチップの接合に用いることもできる。
【００６７】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】図１Ａ及び図１Ｂは、第１の実施例に用いた回路基板モデルの概略平面図及び概略断面図である。
【図２】図２Ａ及び図２Ｂは、第１の実施例に用いた半導体パッケージモデルの概略平面図及び概略断面図である。
【図３】図３Ａ〜図３Ｃは、第１の実施例のフリップチップ接合方法を説明するための、回路基板モデル及び半導体パッケージモデルの概略断面図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｃは、第１の実施例の変形例のフリップチップ接合方法を説明するための、回路基板及び半導体パッケージの概略断面図である。
【図５】図５Ａ〜図５Ｃは、第２の実施例のフリップチップ接合方法を説明するための、回路基板モデル及び半導体パッケージモデルの概略断面図である。
【図６】図６Ａ〜図６Ｃは、比較例のフリップチップ接合方法を説明するための、回路基板及び半導体パッケージの概略断面図である。
【図７】図７は、比較例のフリップチップ接合方法においてはんだ接合部にクラックが生じている状況を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 回路基板モデル（回路基板）
２ 電極
３ はんだペースト
４ はんだ部材
１１ スクリーンマスク
１２ 開口
１３ スキージ
２１ 半導体パッケージモデル（半導体パッケージ）
２２ 電極
２３ はんだバンプ
３１ はんだ接合部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置の製造方法、特に、はんだによる接合部を含む電子装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、サーバなどのコンピュータは高速・高性能化に向けて著しい発展を遂げている。コンピュータの中央処理装置（ＣＰＵ）の性能向上を図るため、大規模集積回路（ＬＳＩ）チップの大型化が進んでいる。ＬＳＩのベアチップを回路基板にはんだバンプを介して直接接合するフリップチップ実装や、ＬＳＩチップを搭載し電極上にはんだバンプの形成されたボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）パッケージを回路基板にフリップチップ実装する技術などが、大型のＬＳＩの搭載技術として用いられている。
【０００３】
ＢＧＡパッケージと回路基板とに熱膨張率の差があり、ＬＳＩの動作に伴い生じた熱により、はんだ接合部に応力が加わる。通常、特に、回路基板の中央から離れた端部のはんだ接合部の、電極との界面近傍に応力が集中しやすい。例えばＬＳＩの動作と停止とが繰り返すと、はんだ接合部に繰り返し応力が加わり、金属疲労によりクラックが生じ接合が破壊される。
【０００４】
はんだ接合部全体で応力を受け、はんだ接合部の疲労寿命を改善する方法が提案されている。この方法では、ＢＧＡパッケージの中央部には相対的に大きな（高い）はんだバンプを形成し、端部には相対的に小さな（低い）はんだバンプを形成する。
【０００５】
ＢＧＡパッケージと回路基板を対向配置した状態で加熱処理を行い、はんだバンプを溶融させてはんだ接合部を形成する。大きなはんだバンプが溶融してできたはんだ接合部は、ＢＧＡパッケージの重みでつぶされて、側面が外側に膨らんだ樽型形状となる。小さなはんだバンプが溶融してできたはんだ接合部は、側面が内側に凹んだ糸巻型形状となる。糸巻型形状のはんだ接合部は、樽型形状のはんだ接合部に比べて、はんだ接合部全体で応力を受けることができ、クラックの発生を抑制できる。
【０００６】
なお、大きな（高い）はんだバンプでは、最初から回路基板側の電極と接触した状態で接合の反応が開始されるが、小さな（低い）はんだバンプでは、溶け落ちて回路基板側の電極に接触しないと接合の反応が開始しない。
【０００７】
【特許文献１】特許第３９０４３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一目的は、クラック発生の抑制されたはんだ接合部を形成することができる新規な電子装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一観点によれば、電子部品の複数の電極上にはんだバンプを形成する工程と、回路基板の複数の電極上に、該回路基板の面内の位置に応じてはんだ材料の供給量を変えて、はんだ部材を形成する工程と、前記電子部品の複数の電極上のはんだバンプと前記回路基板の複数の電極上のはんだ部材とがそれぞれ接触するように、前記電子部品と前記回路基板を対向させた状態で、加熱を行い、はんだバンプとはんだ部材とを溶融させて、該電子部品と該回路基板とを接合する工程とを有する電子装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
回路基板の電極上に、面内位置に応じて、はんだ材料の供給量を変えてはんだ部材を形成することにより、はんだバンプとはんだ部材とが溶融して一体化したはんだ接合部の形状を、作り分けることができる。応力に特に強くしたい位置のはんだ接合部を、例えば柱型や糸巻型に形成すれば、クラックの抑制効果が高まる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
まず、比較例による電子装置の製造方法について説明する。
【００１２】
図６Ａ〜図６Ｃは、比較例のフリップチップ接合方法を説明するための、回路基板及び半導体パッケージの概略断面図である。
【００１３】
図６Ａに示すように、回路基板１０１上に、スクリーンマスク１１１が載せられる。スクリーンマスク１１１は、回路基板１０１上の各電極１０２上に開口１１２が配置されるよう、位置合わせされる。開口１１２は、スクリーンマスク１１１の面内で均一な大きさである。
【００１４】
スクリーンマスク１１１上で、はんだペースト１０３をスキージ１１３により擦ることにより、開口１１２にはんだペースト１０３を充填する。このようにして、回路基板１０１の電極１０２上にはんだ部材１０４が形成される。
【００１５】
次に、図６Ｂに示すように、半導体パッケージ１２１が、回路基板１０１に対向配置される。半導体パッケージ１２１は、大規模集積回路（ＬＳＩ）チップ等の半導体チップが搭載されたボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）構造のパッケージであり、半導体パッケージ１２１の電極１２２上に、はんだバンプ１２３が形成されている。
【００１６】
半導体パッケージ１２１の各電極１２２上のはんだバンプ１２３が、回路基板１０１の対応する電極１０２上のはんだ部材１０４と接するように、半導体パッケージ１２１と回路基板１０１とが位置合わせされる。
【００１７】
次に、図６Ｃに示すように、加熱処理を行い、はんだ部材１０４及びはんだバンプ１２３を溶融させて、半導体パッケージ１２１を回路基板１０１に接合する。はんだ部材１０４及びはんだバンプ１２３が溶融して一体となったはんだ接合部１３１は、半導体パッケージ１２１の重みでつぶれ、側面が外側に膨らんだ形状（樽型）となる。樽型形状は、半導体パッケージ１２１の重みと、はんだ接合部１３１の表面張力との釣り合いで決まる形状である。なお、はんだ接合部１３１の上下電極１２２、１０２との接触部分は、電極形状とほぼ一致する太さとなる。
【００１８】
本願明細書において、はんだ接合部の側面が外側に膨らんだ形状を「樽型」、側面が内側に凹んだ形状を「糸巻型」と呼ぶこととする。また、側面が膨らんでも凹んでもいず真っ直ぐな形状を「柱型」と呼ぶこととする。
【００１９】
樽型は、はんだ接合部の電極との接触部より、高さ中央部が太い形状（高さ中央部断面の面積が広い形状）ともいえる。糸巻型は、はんだ接合部の電極との接触部より、高さ中央部が細い形状（あるいは高さ中央部断面の面積が狭い形状）ともいえる。柱型は、はんだ接合部の電極との接触部と、高さ中央部が等しい太さの形状（高さ中央部断面の面積が等しい形状）ともいえる。
【００２０】
半導体パッケージに搭載された半導体チップの動作に起因して発熱が生じる。また、半導体パッケージは例えばセラミックを用いた基材を有し、回路基板は例えば樹脂を用いた基材を有し、半導体パッケージと回路基板に熱膨張率の差がある。
【００２１】
通常、半導体チップは半導体パッケージの中央部に配置されており、半導体チップの動作による発熱と、上述の熱膨張率の差に起因して、例えば特に、中央から離れた端部のはんだ接合部に大きな応力が加わりやすい。例えば半導体チップの動作と停止とが繰り返されると、はんだ接合へ応力が繰り返し加わり、金属疲労によってはんだ接合部にクラックが発生し、接合が破壊される。
【００２２】
図７は、中央から離れた端部のはんだ接合部１３１にクラックＣＲが生じている状況を示す概略断面図である。樽型のはんだ接合部１３１が形成されている。応力は、樽型のはんだ接合部の、電極との接合界面近傍に集中しやすい。また、はんだ接合部と電極との接合界面には、はんだ成分と電極成分が反応した金属間化合物を含む合金層が生成されており、機械的に弱い部分である。これらに起因して、はんだ接合部の電極との接合界面近傍にクラックが生じやすい。なお、これは、はんだ接合部１３１の、パッケージ側の電極接合界面、回路基板側の接合基板とも同様である。
【００２３】
はんだ接合部にクラックが入ると、導通の不良等が生じる。はんだ接合部にクラックが入りにくい接合技術が望まれる。
【００２４】
次に、本発明の第１の実施例による電子装置の製造方法について説明する。ただし、第１の実施例では試験的に、回路基板及び半導体パッケージそのものでなく、回路基板を模した回路基板モデル、及びＢＧＡパッケージを模した半導体パッケージモデルを用意し、半導体パッケージモデルと回路基板モデルとの接合を行った。実際の半導体パッケージと回路基板との接合を行う場合には、これらのモデルを実物に置き換えればよい（以下、モデルと実物を同一の参照番号で示すこともある）。
【００２５】
図１Ａ及び図１Ｂは、第１の実施例に用いた回路基板モデル１の概略平面図及び概略断面図である。回路基板モデル１の基材として、縦、横、厚さが１１０ｍｍ×１１０ｍｍ×１．５ｍｍのガラスエポキシ製板材を用意した。この基材上に、直径０．６４ｍｍのＣｕ製の電極２を、１．２７ｍｍピッチの２６行×２６列の配置のうち、外周の５行、５列分に形成した。
【００２６】
図２Ａ及び図２Ｂは、第１の実施例に用いた半導体パッケージモデル２１の概略平面図及び概略断面図である。半導体パッケージモデル２１の基材として、縦、横、厚さが４０ｍｍ×４０ｍｍ×１．５ｍｍのガラスエポキシ製板材を用意した。この基材上に、回路基板モデル１の電極２と一致する配置で、電極２２を形成した。回路基板モデル１の電極２と同様に、電極２２は直径０．６４ｍｍでＣｕ製である。
【００２７】
電極２２の上に、（電極表面からの）高さ０．３５ｍｍとなるように、はんだバンプ２３を形成した。はんだバンプ２３は、一定体積のはんだの粒を、電極２２上に接合することにより形成される。本実施例では、電極２２上にロジン（松脂）系フラックスを塗布して、φ０．５５のＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕボール（融点２２０℃）を載せ、２５０℃に加熱することにより形成した。
【００２８】
なお、はんだバンプ２３の高さは、ばらつきが平均高さの±５％以内に収まるように、揃っていることが好ましい。なお、はんだバンプ２３の形成時に高さが不均一である場合は、１バンプ当たり５０ｇ程度の押圧力が加わるように、平面（例えば面精度の良い板）を押し当てて平坦化すると効果的である。
【００２９】
図３Ａ〜図３Ｃは、第１の実施例のフリップチップ接合方法を説明するための、回路基板モデル及び半導体パッケージモデルの概略断面図である。
【００３０】
図３Ａに示すように、回路基板モデル１上に、スクリーンマスク１１が載せられる。スクリーンマスク１１は、回路基板モデル１の電極２の配置と一致する配置で開口１２を有する。開口１２のうち、内周側３行、３列（これを単に内周側と呼ぶこともある）は直径０．６ｍｍであり、この穴径は回路基板モデル１の電極２の径とほぼ一致している。開口１２のうち、外周側２行、２列（これを単に外周側と呼ぶこともある）はそれよりも狭い直径０．３ｍｍである。スクリーンマスク１１は、例えば金属製である。
【００３１】
回路基板モデル１上の電極２上に開口１２が配置されるように、スクリーンマスク１１が位置合わせされる。スクリーンマスク１１上で、はんだペースト３をスキージ１３により擦ることにより、開口１２にはんだペースト３を充填して、電極２上にはんだ部材４が形成される。はんだペースト３は、はんだ粉末とフラックスを含む。はんだペースト３のはんだ粉末として、半導体パッケージモデル２１のはんだバンプ２３と同じ材質のものを選択することが好ましい。
【００３２】
スクリーンマスク１１の開口１２の大きさを、上述のように面内位置に応じて変化させたことにより、内周側電極２上には相対的に多いはんだ材料が供給され、外周側電極２上には相対的に少ないはんだ材料が供給される。また、スキージ１３による擦り切りにより、開口１２内に充填されたはんだ部材４の上面の高さが揃う。なお、開口径の選択に加え、スクリーンマスク１１の厚みの選択により、はんだ部材４のはんだ量を調整することもできる。
【００３３】
回路基板モデル１の電極２上にはんだ部材４が形成された後、スクリーンマスク１１が外される。
【００３４】
次に、図３Ｂに示すように、半導体パッケージモデル２１の各電極２２上のはんだバンプ２３が、回路基板モデル１の対応する電極２のはんだ部材４と接するように位置合わせされて、回路基板モデル１と半導体パッケージモデル２１とが対向配置される。
【００３５】
はんだ部材４及びはんだバンプ２３が、揃えられた高さで形成されているので、面内のすべてのはんだ部材４及びはんだバンプ２３を、同時に接触させることができる。はんだ量の多い内周側のはんだ部材４も、はんだ量の少ない外周側のはんだ部材４も、それぞれ対応するはんだバンプ２３に同時に接触させることができる。
【００３６】
なお、はんだ部材４は、はんだペーストであり柔らかい。このため、はんだバンプ２３の高さがある程度均一でなかった場合でも、はんだバンプ２３をはんだ部材４に押し付けることにより、面内のすべてのはんだバンプ２３とはんだ部材４とを、同時に接触させることができる。
【００３７】
次に、図３Ｃに示すように、回路基板モデル１と半導体パッケージモデル２１とが対向配置された状態で加熱処理を行い、はんだ部材４及びはんだバンプ２３を溶融させて、半導体パッケージモデル２１を回路基板モデル１に接合する。第１の実施例の加熱処理は、Ｎ２雰囲気のコンベア式のリフロー炉で行い、最高温度を２３５℃とし、はんだの融点以上（２２０℃以上）が４２秒となるようにした。
【００３８】
はんだ部材４及びはんだバンプ２３が溶融して一体となったはんだ接合部３１は、内周側の電極２、２２上で相対的にはんだ量が多く、外周側の電極２、２２上で相対的にはんだ量が少ない。内周側電極上のはんだ接合部３１は、溶融状態で半導体パッケージ２１の重みによりつぶれ、樽型となる。一方、外周側電極上のはんだ接合部３１は、はんだ量が少ないので、内周側電極上のはんだ接合部３１よりも（高さ中央部が）細い形状となる。
【００３９】
なお、はんだ接合部３１の上下電極２２、２との接触部分は、電極形状とほぼ一致する太さとなる。接合前、回路基板モデル１の内周側の電極２上では、はんだ部材４の形成面積が電極面積とほぼ一致し、はんだ部材４が電極２の上面全面を覆っている。一方、外周側の電極２では、はんだ部材４の形成面積が電極面積よりも狭く、はんだ部材４が電極２の上面の一部しか覆っていない。しかし、接合の加熱処理が始まると、外周側の電極２上において、はんだ部材４が溶融しはんだバンプ２３と一体化して濡れ広がり、電極２の上面全面を覆う。
【００４０】
このようにして作製したサンプルの断面観察を行った。第１の実施例のはんだ量では、内周側電極上のはんだ接合部３１が樽型となり、外周側電極上のはんだ接合部３１がほぼ柱型となった。
【００４１】
また、はんだ接合部３１と電極との接合界面の金属間化合物の生成状況は、内周側電極と外周側電極とで同様であった。つまり、はんだ接合部３１の接合界面の状態を、面内で均一にすることができた。これは、内周側電極上でも外周側電極上でも、はんだ部材４とはんだバンプ２３とが接触した状態で接合の加熱処理が開始され、金属間化合物の生成反応時間が揃っているためと考えられる。なお、各はんだ接合部３１について、パッケージ側の電極接合界面の方が、はんだボール接合時の生成分があるため、回路基板側よりも金属間化合物が多くなる。
【００４２】
一般に、はんだ接合部の電極近傍の側面が電極内側に向けて立上っているほど（従ってはんだ接合部の高さ中央部が細いほど）、接合界面への応力集中が抑えられ、はんだ接合部全体に応力が分散しやすく、応力に強い。
【００４３】
柱型のはんだ接合部は、樽型に比べて応力に強くなる。第１の実施例のサンプルは、外周側のはんだ接合部が柱型であるので、全面のはんだ接合部が均一形状の樽型となる比較例に比べて、外周側のはんだ接合部にクラックが生じにくいと期待される。
【００４４】
なお、外周側のはんだ接合部のはんだ量がさらに少なくなれば糸巻型となり、糸巻型の方が柱型よりもさらに応力に強く、クラック生成が抑えられると考えられる。第１の実施例で作製したサンプルでは、外周側のはんだ接合部が柱型となったが、さらにはんだ量を少なくすれば、糸巻型に形成することができる。
【００４５】
なお、外周側のはんだ接合部が樽型であっても、内周側のはんだ接合部の樽型に比べて柱型に近い（高さ中央部が細い）形状であれば、内周側のはんだ接合部に比べて応力に強くなり、クラック生成が抑えられると考えられる。
【００４６】
次に、寿命評価試験について説明する。断面観察を行ったサンプルと同様にして、第１の実施例の方法で作製したサンプルについて、ベンディング試験を行った。ベンディング試験では、サンプルの中央部に比べて端部のはんだ接合部に強い応力を加えた。
【００４７】
最外周の（端部の）はんだ接合部の電気抵抗を、ベンディング試験を行いながら測定し、電気抵抗がベンディング試験前の初期値に比べて５％上昇するまでの時間を寿命として評価した。はんだ接合部でクラックが成長するにつれ、電気抵抗が上昇することとなる。なお、クラックが大きく成長しても、接触点が残っていれば、絶縁までは至らない。
【００４８】
比較のため、第１の実施例でスクリーンマスクの開口直径を外周側も内周側と同様に０．６ｍｍとしたサンプルを作製し、このサンプルについても寿命を評価した。比較例のサンプルでは、はんだ接合部が全面で均一な形状の樽型となる。
【００４９】
第１の実施例のサンプルは、比較例のサンプルに比べて、１０％の寿命の改善が見られた。
【００５０】
以上説明したように、半導体パッケージと回路基板との接合を行うとき、回路基板側の電極上に、面内の位置に応じて供給量を変えてはんだ部材を形成することにより、はんだ接合部のはんだ量を面内で変えて、はんだ接合部の形状を作り分けることができる。応力に特に強くしたい位置のはんだ接合部を、例えば柱型や糸巻型に形成すれば、クラック発生の抑制効果が高まる。
【００５１】
半導体パッケージ側のはんだバンプの高さを揃えるとともに、回路基板側のはんだ部材の高さを揃えることにより、面内のはんだバンプとはんだ部材とを同時に接触させた状態で、接合の加熱処理を行える。電極とはんだ部材との接合界面の質を、面内で均一に近づけることができる。
【００５２】
第１の実施例では、はんだペーストをスクリーン印刷することにより、回路基板電極上にはんだ部材を形成した。はんだ部材の形成方法として、例えば他に、蒸着やめっきを用いることができる。
【００５３】
はんだペーストのスクリーン印刷では、スクリーンマスクの開口径ではんだ供給量を調整した。例えば、蒸着の場合は、電極上に所望の径の開口を持ち電極間を覆うメタルマスクを、回路基板上に形成して、はんだ材料を蒸着することにより、電極上にはんだ部材を形成することができる。めっきの場合は、電極上に所望の径の開口を持ち電極間を覆うレジストマスクを、回路基板上に形成して、はんだ材料をめっきすることにより、電極上にはんだ部材を形成することができる。蒸着やめっきでも、はんだ部材の上面の高さを揃えることができる。
【００５４】
なお、はんだ部材をはんだペーストで形成する場合は、はんだペーストにフラックス成分が含まれており、フラックス塗布の別工程が必要ないが、はんだ材料の蒸着やめっきで形成した場合は、はんだバンプとの接合前にフラックスを塗布する。
【００５５】
なお、回路基板側電極上に形成するはんだ部材によって、はんだ接合部のはんだ量を調整しやすくするために、半導体パッケージ側電極上のはんだバンプのはんだ量は多すぎないことが好ましい。例えば、半導体パッケージ側電極の径に対し（電極表面からの）高さが６割以下となるように、はんだバンプの体積を抑えることが好ましい。
【００５６】
なお、はんだ接合部のはんだ量を多くしたいとき、回路基板の電極からはみ出して広い面積にはんだ部材を形成することも可能である。
【００５７】
図４Ａに示す変形例では、回路基板１上に５つの電極２が示されている。内側３つの電極２上には電極２よりも広い開口１２が配置され、両端の２つの電極２上には電極２よりも狭い開口１２が配置されるように、スクリーンマスク１１が配置されている。スキージ１３で開口１２にはんだペースト３を充填することにより、各電極２上にはんだ部材４が形成される。内側３つの電極２上には、電極２の上面からはみ出して広い面積にはんだ部材４が形成される。
【００５８】
次に、図４Ｂに示すように、半導体パッケージ２１の各電極２２上のはんだバンプ２３が、回路基板１の対応する電極２のはんだ部材４と接するように位置合わせされる。
【００５９】
次に、図４Ｃに示すように、加熱処理を行い、はんだ部材４及びはんだバンプ２３を溶融させて、半導体パッケージ２１を回路基板１に接合する。回路基板１の内側３つの電極２上には、電極２からはみ出して広い面積にはんだ部材４を形成したが、接合に伴ってはんだ材料が電極２上に凝集し、電極２上にはんだ接合部３１を形成できる。この変形例では、内側３つの電極２上に樽型、外側２つの電極２上に糸巻型のはんだ接合部３１が形成されている。
【００６０】
なお、第１の実施例では、外側端部のはんだ接合部に強い応力が加わることを想定して、外周側に柱型、内周側に樽型のはんだ接合部を形成した。しかし、半導体パッケージの形状等により、応力が強くなりやすいはんだ接合部の位置は変わり得る。例えば、中央部に近いほど応力が強くなる場合等がある。
【００６１】
次に、第２の実施例による電子装置の製造方法について説明する。
【００６２】
図５Ａに示すように、第２の実施例では、スクリーンマスク１１が、内周側２行、２列に直径０．３ｍｍの狭い開口、外周側３行、３列に直径０．６ｍｍの広い開口の配置されたものである。他の条件は、第１の実施例と同様である。このようなスクリーンマスク１１を用いてはんだペースト３を開口１２に充填することにより、外周側３行、３列ははんだ量が多く、内周側２行、２列ははんだ量が少ないはんだ部材４が形成される。
【００６３】
次に、図５Ｂに示すように、半導体パッケージモデル２１の各電極２２上のはんだバンプ２３が、回路基板モデル１の対応する電極２のはんだ部材４と接するように位置合わせされる。
【００６４】
次に、図５Ｃに示すように、加熱処理を行い、はんだ部材４及びはんだバンプ２３を溶融させて、半導体パッケージモデル２１を回路基板モデル１に接合する。第２の実施例では、外周側３行、３列に樽型、内周側２行、２列に柱型のはんだ接合部３１が形成される。相対的に、内周側のはんだ接合部３１が応力に対して強くなり、クラックの発生が抑制される。
【００６５】
このように、マスクの開口の大きさと位置を調整することにより、面内で所望の配置となるように、はんだ接合部の形状を容易に作りわけることができる。
【００６６】
なお、はんだ材料や基板材料は、上記実施例のものに限らない。また、ＢＧＡパッケージの接合を例に説明したが、他の電子部品の接合に応用することもできる。ベアチップの接合に用いることもできる。
【００６７】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】図１Ａ及び図１Ｂは、第１の実施例に用いた回路基板モデルの概略平面図及び概略断面図である。
【図２】図２Ａ及び図２Ｂは、第１の実施例に用いた半導体パッケージモデルの概略平面図及び概略断面図である。
【図３】図３Ａ〜図３Ｃは、第１の実施例のフリップチップ接合方法を説明するための、回路基板モデル及び半導体パッケージモデルの概略断面図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｃは、第１の実施例の変形例のフリップチップ接合方法を説明するための、回路基板及び半導体パッケージの概略断面図である。
【図５】図５Ａ〜図５Ｃは、第２の実施例のフリップチップ接合方法を説明するための、回路基板モデル及び半導体パッケージモデルの概略断面図である。
【図６】図６Ａ〜図６Ｃは、比較例のフリップチップ接合方法を説明するための、回路基板及び半導体パッケージの概略断面図である。
【図７】図７は、比較例のフリップチップ接合方法においてはんだ接合部にクラックが生じている状況を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 回路基板モデル（回路基板）
２ 電極
３ はんだペースト
４ はんだ部材
１１ スクリーンマスク
１２ 開口
１３ スキージ
２１ 半導体パッケージモデル（半導体パッケージ）
２２ 電極
２３ はんだバンプ
３１ はんだ接合部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品の複数の電極上にはんだバンプを形成する工程と、
回路基板の複数の電極上に、該回路基板の面内の位置に応じてはんだ材料の供給量を変えて、はんだ部材を形成する工程と、
前記電子部品の複数の電極上のはんだバンプと前記回路基板の複数の電極上のはんだ部材とがそれぞれ接触するように、前記電子部品と前記回路基板を対向させた状態で、加熱を行い、はんだバンプとはんだ部材とを溶融させて、該電子部品と該回路基板とを接合する工程と
を有する電子装置の製造方法。
【請求項２】
前記はんだ部材を形成する工程は、前記回路基板上に、電極間の領域を覆い、電極を露出する開口を有するマスクを配置した状態で、該開口内にはんだを供給し、該マスクは、電極の面内位置に応じて該開口の大きさが変わっている請求項１に記載の電子装置の製造方法。
【請求項３】
前記はんだ部材を形成する工程は、はんだペーストをスクリーン印刷する請求項２に記載の電子装置の製造方法。
【請求項４】
前記はんだバンプを形成する工程は、前記電子部品の電極からのはんだバンプの高さが、該電極の径の６割以内となるように、はんだバンプを形成する請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子装置の製造方法。
【請求項５】
前記電子部品と回路基板とを接合する工程の前に、さらに、該電子部品の複数の電極上のはんだバンプに平面を押し当てて、該はんだバンプの高さを揃える工程を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子装置の製造方法。
【請求項１】
電子部品の複数の電極上にはんだバンプを形成する工程と、
回路基板の複数の電極上に、該回路基板の面内の位置に応じてはんだ材料の供給量を変えて、はんだ部材を形成する工程と、
前記電子部品の複数の電極上のはんだバンプと前記回路基板の複数の電極上のはんだ部材とがそれぞれ接触するように、前記電子部品と前記回路基板を対向させた状態で、加熱を行い、はんだバンプとはんだ部材とを溶融させて、該電子部品と該回路基板とを接合する工程と
を有する電子装置の製造方法。
【請求項２】
前記はんだ部材を形成する工程は、前記回路基板上に、電極間の領域を覆い、電極を露出する開口を有するマスクを配置した状態で、該開口内にはんだを供給し、該マスクは、電極の面内位置に応じて該開口の大きさが変わっている請求項１に記載の電子装置の製造方法。
【請求項３】
前記はんだ部材を形成する工程は、はんだペーストをスクリーン印刷する請求項２に記載の電子装置の製造方法。
【請求項４】
前記はんだバンプを形成する工程は、前記電子部品の電極からのはんだバンプの高さが、該電極の径の６割以内となるように、はんだバンプを形成する請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子装置の製造方法。
【請求項５】
前記電子部品と回路基板とを接合する工程の前に、さらに、該電子部品の複数の電極上のはんだバンプに平面を押し当てて、該はんだバンプの高さを揃える工程を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１２９６９４（Ｐ２０１０−１２９６９４Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０１３８５（Ｐ２００８−３０１３８５）
【出願日】平成２０年１１月２６日（２００８．１１．２６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２６日（２００８．１１．２６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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