特開 2025-23582 半田バンプの形成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025023582

(43)【公開日】2025-02-17

(54)【発明の名称】半田バンプの形成方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/34 20060101AFI20250207BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20250207BHJP

【ＦＩ】

H05K3/34 505A

H05K3/34 507

H01L21/92 604F

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023127859

(22)【出願日】2023-08-04

(71)【出願人】

【識別番号】000000158

【氏名又は名称】イビデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001542

【氏名又は名称】弁理士法人銀座マロニエ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】今泉 将

【テーマコード（参考）】

5E319

【Ｆターム（参考）】

5E319AA07

5E319AC02

5E319BB04

5E319CC33

5E319GG15

5E319GG20

(57)【要約】      （修正有）

【課題】半田バンプを形成する半田パターンの厚みと幅とを均一にして、半田パターンの融点を均一にするフラックス層Ｆが形成されていてもよいを提供する。
【解決手段】プリント配線板１０の表面に設けられ、フラックス層Ｆが形成されていてもよいパッド１４に半田バンプを形成する半田バンプの形成方法であって、パッド１４に対応した位置に半田ボール２１を保持する半田ボール転写治具２０を準備し、半田ボール２１を半田ボール転写治具２０に保持し、半田ボール転写治具２０をプリント配線板１０上に配置し、半田ボール２１をパッド１４上に転写し、転写した半田ボール２１をリフローすることで、パッド１４上に半田バンプ１６を形成する。
【選択図】図２Ｃ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プリント配線板の表面に設けられたパッドに半田バンプを形成する半田バンプの形成方法であって、
前記パッドに対応した位置に半田ボールを保持することができる半田ボール転写治具を準備し、
前記半田ボールを前記半田ボール転写治具に保持し、
前記半田ボール転写治具を前記プリント配線板上に配置し、
前記半田ボールを前記パッド上に転写し、
前記転写した半田ボールをリフローすることで、
前記パッド上に前記半田バンプを形成することを特徴とする、半田バンプの形成方法。

【請求項2】

請求項１に記載の半田バンプの形成方法であって、
前記半田ボール転写治具は金属箔を備え、
前記金属箔は前記半田ボールに対向しており、当該金属箔を貫通し前記半田ボールを吸引するための貫通孔を有しており、
前記金属箔の上面を吸引し前記貫通孔から発生する吸引力により前記半田ボールを保持し、
前記金属箔の上面の吸引を停止することにより前記半田ボールを前記パッド上に転写することを特徴とする、半田バンプの形成方法。

【請求項3】

請求項２に記載の半田バンプの形成方法であって、
前記半田ボール転写治具は、前記金属箔と樹脂フィルムとを備え、
前記樹脂フィルムは、前記パッドに対応した位置に形成された凹部と当該凹部の周囲の部分を形成するガイド部とを有し、
前記貫通孔は前記パッドに対応した位置に形成された凹部と連通していることを特徴とする、半田バンプの形成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プリント配線板の表面に設けられたパッドに半田バンプを形成する半田バンプの形成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

プリント配線板に電子部品を実装する際には、プリント配線板の表面にパッドを設け、このパッドに半田バンプを形成し、この半田バンプにより電子部品をプリント配線板に実装する場合がある。

【0003】

図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、従来の半田バンプの形成方法の一例を説明するための断面図である。本例では、図３（ａ）に示すように、半田シート５１に形成されている半田パターン５２を、ソルダーレジスト５３の開口５３ａに露出するプリント配線板５４のパッド５５上に配置し、図３（ｂ）に示すように、半田パターン５２を溶融して、パッド５５に半田パッド５６を形成している。半田箔をエッチングすることで半田パターン５２を形成している（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平０７－６６５４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示された技術では、半田パターン５２が半田箔をエッチングすることで形成されている。そのため、各半田パターン５２の厚みと幅とがバラツキやすく、各半田パターン５２の体積が異なりやすい。また、半田が合金であると、合金を構成する各元素がエッチング液に対し同様に溶解しない。そのため、半田パターン５２の組成が半田箔の組成からずれることとなり、各半田パターン５２の融点が半田箔の融点に対し高くなったり低くなったり変動する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る半田バンプの形成方法は、プリント配線板の表面に設けられたパッドに半田バンプを形成する半田バンプの形成方法であって、前記パッドに対応した位置に半田ボールを保持することができる半田ボール転写治具を準備し、前記半田ボールを前記半田ボール転写治具に保持し、前記半田ボール転写治具を前記プリント配線板上に配置し、前記半田ボールを前記パッド上に転写し、前記転写した半田ボールをリフローすることで、前記パッド上に前記半田バンプを形成する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明に係る半田バンプの形成方法の対象となる半田バンプの一実施形態を説明するための断面図である。

【図2A】本発明に係る半田バンプの形成方法の一実施形態を説明するための断面図である。

【図2B】本発明に係る半田バンプの形成方法の一実施形態を説明するための断面図である。

【図2C】本発明に係る半田バンプの形成方法の一実施形態を説明するための断面図である。

【図2D】本発明に係る半田バンプの形成方法の一実施形態を説明するための断面図である。

【図2E】本発明に係る半田バンプの形成方法の一実施形態を説明するための断面図である。

【図3】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、従来の半田バンプの形成方法の一例を説明するための断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

＜本発明の製造対象となる半田バンプについて＞
本発明の半田バンプの一実施形態が、図面を参照して説明される。なお、図１～図２に示す例において、各部材の寸法、特に高さ方向の寸法については、本発明の特徴をより良く理解できるようにするために、実際の寸法とは異なる寸法で記載している。

【0009】

図１は、本発明に係る半田バンプの形成方法の対象となる半田バンプの一実施形態を説明するための断面図である。図１において、プリント配線板１０は、コア基板（図示せず）の片面または両面に所定の回路パターンを有する導体層と樹脂絶縁層とを交互に積層してなるコア付き基板であってよい。コア基板の両面に導体層を形成する場合には、コア基板を介して対向する導体層同士は、スルーホール導体（図示せず）を介して接続されていてもよい。

【0010】

また、プリント配線板１０は、コア基板の代わりに支持板（図示せず）上で導体層と樹脂絶縁層とを交互に積層した後、支持板を除去してなるコアレス基板であってもよい。いずれにせよ、プリント配線板１０は、図１に示すように、少なくとも１層の樹脂絶縁層のうち最外に配置されたものである基部絶縁層１２と、基部絶縁層１２上に形成された、所定の回路パターンを有する導体層に含まれるパッド１４と、パッド１４上に形成された半田バンプ１６とを備えている。基部絶縁層１２の下層には他の複数の導体層および樹脂絶縁層が交互に設けられている場合が多いが、図では省略されている。

【0011】

基部絶縁層１２は、例えばシリカやアルミナ等の無機フィラーとエポキシ系樹脂とを含む樹脂組成物等で構成することができる。パッド１４は導電性金属、例えば銅を主成分とする金属で形成される。半田バンプ１６は、融点が低くリフロー処理により溶融して図１に示すような球状から略半球状に整形される金属、例えばスズを主成分とする金属からなる。なお、後述するように基部絶縁層１２上のパッド１４および半田バンプ１６以外の部分に、ソルダーレジスト層を設けることもできる。

【0012】

＜本発明に係る半田バンプの形成方法の一実施形態について＞
図２Ａ～図２Ｅは、それぞれ、本発明に係る半田バンプの形成方法の一実施形態を説明するための断面図である。以下、図２Ａ～図２Ｅを参照して、本発明に係る半田バンプの形成方法の一実施形態について説明する。

【0013】

まず、図２Ａに示すように、半田ボール転写治具２０を準備する。半田ボール転写治具２０は、半田バンプ１６を形成するために用いる半田ボール２１を保持し、当該半田ボール２１をプリント配線板１０の表面に設けられたパッド１４に転写する。半田ボール転写治具２０は、パッド１４に対応した位置に半田ボール２１を保持することができる。半田ボール転写治具２０が保持する半田ボール２１は、単数又は複数であってもよい。
複数の半田ボール２１は、半田ボール載置用シートＳの上に等間隔に整列して配置されていてもよい。半田ボール２１は、単一の金属元素からなる純金属から形成されていてもよいし、複数の金属元素あるいは金属元素と非金属元素からなる合金から形成されていてもよい。半田ボール２１は、例えば、スズと鉛とを含む合金、スズと銅とを含む合金、スズと銀とを含む合金等のスズを主成分として合金から形成されていてもよい。

【0014】

半田ボール転写治具２０は、金属箔２３を備えている。金属箔２３は半田ボール２１に対向している。さらに、半田ボール転写治具２０は、樹脂フィルム２２と金属箔２３とを備え、樹脂フィルム２２と金属箔２３とを貼り合わせることによって構成されていてもよい。
この場合に、金属箔２３は、樹脂フィルム２２の上面に位置し、当該樹脂フィルム２２に貼り合わされている。金属箔２３としては、樹脂フィルム２２を貼り合わせることができ、後述する貫通孔２４を形成することができるものであれば、特に制限されるものではなく、例えば、アルミニウム等を用いることができる。樹脂フィルム２２としては、市販のポリイミド基材やガラスエポキシ基材などを用いることができる。

【0015】

半田ボール転写治具２０が樹脂フィルム２２と金属箔２３とを備えている場合において、樹脂フィルム２２は、半田ボール２１が配置されている側に設けられている。樹脂フィルム２２は、パッド１４に対応した位置に形成された凹部２２Ａと、当該凹部２２Ａの周囲の部分を形成するガイド部２２Ｂとを有していてもよい。樹脂フィルム２２の凹部２２Ａは、樹脂フィルム２２にレーザ加工等を施すことにより形成することができる。
樹脂フィルム２２には、パッド１４の個数に対応して、複数の凹部２２Ａが形成されていてもよい。凹部２２Ａの周囲の部分を形成するガイド部２２Ｂは、半田ボール２１を当該凹部２２Ａの内部に案内して引き込むためのガイドとして機能する。すなわち、樹脂フィルム２２に形成されたガイド部２２Ｂにより、半田ボール２１を半田ボール転写治具２０の方向に案内して、半田ボール２１を樹脂フィルム２２に形成された凹部２２Ａの内部に保持することができる。

【0016】

金属箔２３は、貫通孔２４を有している。貫通孔２４は、当該貫通孔２４から発生する吸引力により、半田ボール２１を吸引する。すなわち、金属箔２３に形成された貫通孔２４は、半田ボール２１と対向しており、当該半田ボール２１を吸引する。樹脂フィルム２２がパッド１４に対応した位置に形成された凹部２２Ａを有している場合には、貫通孔２４は、凹部２２Ａの内部に形成される。貫通孔２４は、樹脂フィルム２２に形成された凹部２２Ａの内部と連通する。凹部２２Ａの内部と連通する貫通孔２４は、当該貫通孔２４から発生する吸引力により、半田ボール２１を吸引する。その結果、半田ボール転写治具２０は、半田ボール２１を保持することができる。
なお、樹脂フィルム２２がパッド１４に対応した位置に形成された凹部２２Ａを有している場合には、貫通孔２４は、樹脂フィルム２２の凹部２２Ａの内部のほぼ中央に位置していることが好ましい。

【0017】

金属箔２３の上面をその外部から吸引することによって、貫通孔２４から吸引力が発生する。貫通孔２４から発生した吸引力により、半田ボール２１が貫通孔２４に吸引される。
ここで、金属箔２３の上面をその外部から吸引することは、例えば、減圧装置等による真空吸引により実施してもよい。

【0018】

次に、図２Ｂに示すように、金属箔２３の上面が吸引されることによって、半田ボール２１をその上方に位置する半田ボール転写治具２０の方向に引き上げるために十分な吸引力が貫通孔２４に発生すると、当該半田ボール２１は、樹脂フィルム２２のガイド部２２Ｂにより案内され、上記吸引力により半田ボール転写治具２０が備えている金属箔２３の貫通孔２４に吸引される。
このように、半田ボール転写治具２０を構成する樹脂フィルム２２がガイド部２２Ｂを有していると、複数の半田ボール２１を半田ボール転写治具２０に保持する際に、それぞれの半田ボール２１を複数のパッド１４に対応して形成された凹部２２Ａの内部に安定してガイドして、当該半田ボール２１を貫通孔２４に吸引できるため好ましい。
そして、半田ボール２１が金属箔２３に形成された貫通孔２４に吸引されることによって、当該半田ボール２１は、半田ボール転写治具２０の樹脂フィルム２２に形成された凹部２２Ａの内部に保持される。

【0019】

次に、図２Ｃに示すように、半田ボール転写治具２０をプリント配線板１０上に配置する。プリント配線板１０には、ソルダーレジスト層１８と、当該ソルダーレジスト層１８から露出するパッド１４の表面に塗布されたフラックス層Ｆが形成されていてもよい。
具体的には、金属箔２３に形成された貫通孔２４に半田ボール２１を吸引し、当該半田ボール２１を保持している半田ボール転写治具２０を準備する。
一方、予め準備した基部絶縁層１２上にパッド１４と開口により各パッド１４を少なくとも部分的に露出させたソルダーレジスト層１８とを備え、さらにソルダーレジスト層１８の表面及び当該ソルダーレジスト層１８から露出するパッド１４の表面にフラックス層Ｆを形成したプリント配線板１０を準備する。

【0020】

そして、金属箔２３の上面をその外部から吸引することにより貫通孔２４から発生する吸引力によって樹脂フィルム２２の凹部２２Ａの内部に保持されている半田ボール２１と、ソルダーレジスト層１８から露出するパッド１４と、を対応させた状態に配置する。
その後、半田ボール２１とパッド１４とを対応させた状態で配置した後に、半田ボール２１とパッド１４とをフラックス層Ｆを介して対応させた状態で重ね合わせる。
ここで、半田ボール転写治具２０を構成する樹脂フィルム２２がガイド部２２Ｂを有していると、凹部２２Ａとガイド部２２Ｂとを基準として、半田ボール２１とパッド１４とを対応させた状態で正確かつ、容易に安定して配置することができるため好ましい。

【0021】

さらに、図２Ｄに示すように、半田ボール２１をパッド１４上に転写する。図２Ｄにおいて、金属箔２３の上面の吸引を停止すると、貫通孔２４から発生している吸引力が低下する。その結果、貫通孔２４に吸引され半田ボール転写治具２０に保持されている半田ボール２１は、半田ボール転写治具２０の金属箔２３から脱離する。そして、半田ボール転写治具２０から脱離した半田ボール２１は、ソルダーレジスト層１８から露出するパッド１４上にフラックス層Ｆを介して転写される。
ここで、半田ボール転写治具２０が備えている樹脂フィルム２２は、パッド１４に対応した位置に形成された凹部２２Ａの周壁を形成するガイド部２２Ｂを有している。
このため、ガイド部２２Ｂは、半田ボール転写治具２０から脱離した半田ボール２１がパッド１４上に案内して安定して転写されるためのガイドとしても機能する。

【0022】

最後に、図２Ｅに示すように、半田ボール２１をパッド１４上に転写したプリント配線板１０について、検査を行う。プリント配線板１０の検査の結果、問題がなければ、半田ボール２１に熱を加えてリフローし、その後フラックス層Ｆを洗浄する。このように、本実施形態の半田バンプの形成方法によれば、半田ボール２１を用い、プリント配線板１０のパッド１４上に半田バンプ１６を形成することができる。

【0023】

上述した本発明に係る半田バンプの形成方法は、パッド上に半田バンプを転写法により転写し、半田バンプ形成用の半田として半田ボールを採用している。そのため、従来のように半田（半田バンプ形成用の半田）がエッチングにより形成されている例と比べて、半田バンプを形成する半田パターンの厚みと幅とを均一にすることができる。また、半田パターンの組成が維持されるので、各半田バンプの融点をほぼ等しくすることができる。

【符号の説明】

【0024】

１０ プリント配線板
１２ 基部絶縁層
１４ パッド
１６ 半田バンプ
１８ ソルダーレジスト層
Ｆ フラックス層
２０ 半田ボール転写治具
２１ 半田ボール
２２ 樹脂フィルム
２２Ａ 凹部
２２Ｂ ガイド部
２３ 金属箔
２４ 貫通孔
Ｓ 半田ボール載置用シート

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図2E】

【図3】