專利名稱：具有焊料突起的布線基板的制造方法、布線基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對在布線基板上配置的焊料突起進行平坦化的帶有部 件的布線基板的制造方法、具有焊料突起的布線基板的制造方法、以 及焊料突起已被平坦化的布線基板。
背景技術(shù)：
以往，周知在用于搭載電子部件的墊片上形成有焊料突起的布線基板(半導體封裝)。作為這種布線基板，具有球柵陣列(BGA)、 插針網(wǎng)格陣列(PGA)等各種類型。并且，對于該布線基板具有的焊 料突起，可以通過倒裝方式高密度地安裝電子部件。另外，焊料突起 例如通過焊膏法等形成。具體而言，在布線基板上表面的墊片上印制 并回流焊料漿。由此，形成半球狀凸起的形狀的焊料突起。然而，為了提高布線基板與電子部件的接合性等，優(yōu)選形成在布 線基板上的各焊料突起的高度對齊。換言之，優(yōu)選各焊料突起的共面 性(Coplanarity)的測量值小。另外，焊料突起的高度取決于焊料的體 積或墊片的面積等。然而，產(chǎn)生被稱為LVSB (Low Volume Solder Bump)的體積小的焊料突起(目前的產(chǎn)生率為2 3%)等，從而各焊 料突起的高度產(chǎn)生偏差。其結(jié)果，共面性的測量值增大，存在與電子 部件之間產(chǎn)生連接不良的可能性。因此，提出了如下技術(shù)(例如參照專利文獻l):如圖18所示， 在布線基板51上形成的各焊料突起52的上方安置夾具61，并用夾具 61對各焊料突起52進行擠壓等，對各焊料突起52的頂部進行平坦化 (參照圖18的虛線部分)。這樣，能夠防止LVSB的產(chǎn)生，進而能夠降低各焊料突起52的共面性的測量值。另外，在各焊料突起52的頂部已被平坦化的布線基板51上，如下進行電子部件71的搭載(參照 圖19)。首先，對電子部件71側(cè)的連接端子72、和布線基板51側(cè)的 焊料突起52進行位置對齊。并且，進行加熱，對焊料突起52進行回 流，從而將焊料突起52和連接端子72接合。由此，電子部件71被搭 載到布線基板51上。專利文獻l:日本專利公開2004-6926號公報(圖2等)然而，為了提高與電子部件71的接合性，通常在進行焊接時，向 焊料突起52的頂部供給焊劑53 (參照圖19)。該焊劑53在回流時氣 化，從與連接端子72的接合界面向外部放出，但是容易因未放出而滯 留在焊料突起52內(nèi)。其結(jié)果，在悍料突起52和連接端子72的接合界 面產(chǎn)生空隙，并因此在與電子部件71連接時產(chǎn)生不良情況。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明考慮到了上述問題，其目的在于提供一種能夠降低焊料突 起的共面性的測量值，并且能夠防止產(chǎn)生空隙的帶有部件的布線基板 的制造方法、具有悍料突起的布線基板的制造方法、以及具有焊料突 起的布線基板。并且，作為用于解決上述問題的方法(方法1)， 一種帶有部件 的布線基板的制造方法，該帶有部件的布線基板由在布線基板主體的 表面?zhèn)壬吓渲玫亩鄠€焊料突起和在部件的底面?zhèn)壬吓渲玫亩鄠€連接端 子接合而成，其特征在于，包括如下工序焊料突起成形工序，對多 個焊料突起的頂部進行平坦化及粗糙化；焊劑供給工序，向被平坦化 及粗糙化的上述多個焊料突起的上述頂部供給焊劑；以及加熱熔融工 序，使上述部件上的上述多個連接端子與完成焊劑供給的上述多個焊 料突起對應(yīng)地配置，并且在該狀態(tài)下對上述多個焊料突起進行加熱熔 融。從而，根據(jù)方法1的制造方法，在焊料突起成形工序中，多個焊 料突起的頂部被平坦化，因此能夠切實且容易地得到共面性優(yōu)異而具 有適于與部件的連接的焊料突起群的帶有部件的布線基板。并且，在 焊料突起成形工序中，多個焊料突起的頂部被粗糙化而形成微小的凹 凸，因此容易在該部分堆積焊劑。此外，形成在焊料突起的頂部上的 凹凸在加熱熔融時成為氣化的焊劑的氣體排出通路，因此氣化的焊劑 穿過氣體排出通路切實地從頂部放出到外部。因此，能夠防止由于氣 化的焊劑滯留在焊料突起內(nèi)而引起的空隙產(chǎn)生。從而，焊料突起與部 件的連接端子的連接可靠性提高。此外，作為解決上述問題的另一個方法(方法2)， 一種具有焊 料突起的布線基板的制造方法，其特征在于，包括如下工序焊料突 起配置工序，在布線基板主體的表面?zhèn)扰渲枚鄠€焊料突起；和焊料突 起成形工序，對上述多個焊料突起的頂部進行平坦化及粗糙化。從而，根據(jù)方法2的制造方法，在焊料突起成形工序中，多個焊 料突起的頂部被平坦化，因此能夠切實且容易地得到共面性優(yōu)異而具 有適于與其他部件連接的焊料突起的布線基板。并且，在焊料突起成 形工序中，多個焊料突起的頂部被粗糙化而形成微小的凹凸，因此容 易在該部分堆積焊劑。此外，形成在焊料突起的頂部上的凹凸在對焊 料突起進行加熱熔融時成為氣化的焊劑的氣體排出通路，因此氣化的 焊劑穿過氣體排出通路切實地從頂部放出到外部。因此，能夠防止由 于氣化的焊劑滯留在焊料突起內(nèi)而引起空隙的產(chǎn)生。從而，焊料突起 與其他部件的連接可靠性提高。作為構(gòu)成本發(fā)明中的布線基板的基板(布線基板主體)，可以包 括以樹脂材料或陶瓷材料等為主體而構(gòu)成的基板等。作為以樹脂材料 為主體而構(gòu)成的基板的具體例，有EP樹脂(環(huán)氧樹脂)基板、PI樹脂(聚酰亞胺樹脂)基板、BT樹脂(雙馬來酰亞胺-三嗪樹脂)基板、及PPE樹脂(聚苯醚樹脂)基板等。除此之外，也可以使用由上述樹脂、 和玻璃纖維(玻璃紡織布或玻璃無紡布)或聚酰胺纖維等有機纖維的復合材料構(gòu)成的基板。或者也可以使用由在連續(xù)多孔質(zhì)PTFE等三維網(wǎng)絡(luò)狀氟類樹脂基材上浸漬環(huán)氧樹脂等熱硬化性樹脂的樹脂-樹脂復合材 料構(gòu)成的基板等。此外，作為以陶瓷材料為主體而構(gòu)成的基板的具體 例，有由氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、碳化硅、氮化硅等陶瓷材料構(gòu)成 的基板等。作為成為焊料突起的形成材料的焊料合金，可以根據(jù)所搭載的部件的連接端子等的材質(zhì)等適當選擇，包括90Pb-10Sn、 95Pb-5Sn、 40Pb-60Sn等Pb-Sn類焊料、Sn-Sb類焊料、Sn-Ag類焊料、Sn-Ag-Cu 類焊料、Au-Ge類焊料、Au-Sn類焊料、及Au-Si類焊料等。特別是， 優(yōu)選上述多個焊料突起由無鉛焊料構(gòu)成。這樣，在焊料突起中不含鉛， 因此能夠降低布線基板的環(huán)境負擔。此外，無鉛焊料與含鉛的焊料相 比潤濕性(濡fb性)差，存在空隙的產(chǎn)生量增多的趨勢，因此若將焊 料突起的頂部粗糙化而使得容易放出焯劑，則能夠更有效地防止空隙 的產(chǎn)生。在這里，作為無鉛焊料，包括Sn-Sb類焊料、Sn-Ag類焊料、 Sn-Ag-Cu類焊料、Au-Ge類焊料、Au-Sn類焊料、及Au-Si類焊料等。另外，焊料突起在上述加熱熔融工序(接合上述部件的工序)中 被加熱熔融，從而由于表面張力而變化成球狀，高度增高。因此，在 上述焊料突起成形工序中，若將焊料突起的頂部增大平坦化而將頂部 的直徑增大，則在進行加熱熔融工序時頂部充分靠近部件的連接端子。 因此，即使在焊料突起的頂部的共面性的測量值大一些的情況下，焊 料突起和連接端子也容易接合。優(yōu)選在上述焊料突起成形工序中，使用具有擠壓用粗糙面的擠壓 夾具，按壓多個焊料突起的頂部以使其高度對齊，從而對上述頂部進 行平坦化的同時進行粗糙化。這樣，能夠有效地制造上述方法l、 2的 布線基板。此外，在進行焊料突起成形工序時，可以通過加熱器等加熱單元 對擠壓夾具進行加熱，也可以不進行加熱。在對擠壓夾具進行加熱時， 焊料突起軟化到某一程度。因此，與在常溫下進行時相比焊料突起容 易變形，能夠過于增大擠壓夾具的應(yīng)力而切實地使焊料突起的頂部平 坦化。另一方面，在不對擠壓夾具進行加熱時，不需要加熱單元，因 此能夠以簡單的構(gòu)造使焊料突起的頂部平坦化。在這里，優(yōu)選上述擠壓夾具由鈦或不銹鋼等金屬材料、氧化鋁、 氮化硅、碳化硅、氮化硼等陶瓷材料、及玻璃材料等構(gòu)成，優(yōu)選不濕 潤(或難以濕潤)焊料的材料。特別是，優(yōu)選上述擠壓夾具由加工精 度高且由熱引起的變形少的陶瓷材料構(gòu)成。此外，優(yōu)選擠壓夾具的擠 壓用粗糙面為平面。這樣，擠壓力均勻地施加到各焊料突起上，因此 能夠高精度地對各焊料突起的頂部進行平坦化。進而，作為解決上述問題的另一個方法(方法3)， 一種具有焊 料突起的布線基板的制造方法，其特征在于，包括如下工序焊料突 起配置工序，在布線基板主體的表面?zhèn)扰渲枚鄠€焊料突起；和焊料突 起成形工序，對上述多個焊料突起的頂部進行粗糙化。從而，根據(jù)方法3的制造方法，在悍料突起成形工序中，多個焊 料突起的頂部被粗糙化而形成微小的凹凸，因此容易在該部分堆積焊 劑。此外，形成在焊料突起的頂部上的凹凸在對焊料突起進行加熱熔 融時成為氣化的焊劑的氣體排出通路，因此氣化的焊劑穿過氣體排出 通路切實地從頂部放出到外部。因此，能夠防止由于氣化的焊劑滯留 在焊料突起內(nèi)而引起空隙的產(chǎn)生。從而，焊料突起與其他部件的連接 可靠性提高。的表面?zhèn)壬吓渲玫亩鄠€焊料突起和在部件的底面?zhèn)壬吓渲玫亩鄠€連接 端子接合而成，其特征在于，包括如下工序焊料突起成形工序，對 多個焊料突起的頂部進行粗糙化；和焊劑供給工序，向被粗糙化的上述多個焊料突起的上述頂部供給焊劑。從而，根據(jù)方法4的制造方法，在焊料突起成形工序中，多個焊 料突起的頂部被粗糙化而形成微小的凹凸，因此容易在該部分堆積焊 劑。此外，形成在焊料突起的頂部上的凹凸在對焊料突起進行加熱熔 融時成為氣化的焊劑的氣體排出通路，因此氣化的焊劑穿過氣體排出 通路切實地從頂部放出到外部。因此，能夠防止由于氣化的焊劑滯留 在焊料突起內(nèi)而引起空隙的產(chǎn)生。從而，焊料突起與其他部件的連接 可靠性提高。另外，焊料突起的整個表面被熔點比焊料突起高的氧化膜覆蓋， 因此即使通過加熱到達焊料突起的熔點，焊料突起也難以熔融(回流)。 因此，難以接合焊料突起和其他部件。因此，在供給上述焊劑之前的 上述多個焊料突起在上述頂部具有凹凸，并且整個表面用氧化膜覆蓋 的情況下，優(yōu)選在上述焊劑供給工序中，通過向上述多個焊料突起的 上述頂部供給焊劑而熔化上述氧化膜。由此，在氧化膜被熔化的部分 露出焊料突起的表面。其結(jié)果，在到達焊料突起的熔點時焊料突起開 始熔化，因此焊料突起容易熔融，并且焊料突起與其他部件容易連接。 此外，焊料突起的頂部具有凹凸，因此焊劑切實地保持在該部分。因 此，容易優(yōu)先從頂部的氧化膜開始熔化。此外，作為解決上述問題的另一個方法(方法5)， 一種具有焊 料突起的布線基板，其特征在于，頂部已被平坦化及粗糙化的多個焊 料突起被配置在布線基板主體的表面上，并且上述頂部的共面性的測量值為每lcn^在lO^m以下，并且表面粗糙度Ra在0.3/mi以上、5mhi以下。從而，根據(jù)方法5的布線基板，多個焊料突起的頂部被平坦化，共面性的測量值為每1 112在10pm以下，因此切實且容易與其他部件 連接。若共面性的測量值為每lcn^大于10/mi，則在各焊料突起的高 度上產(chǎn)生偏差，存在與其他部件之間產(chǎn)生連接不良的可能性。并且，多個焊料突起的頂部被粗糙化，表面粗糙度Ra在0.3)imi以 上、5/mi以下，因此焊料突起中含有的焊劑在被加熱熔融時氣化，切 實地從頂部放出到外部。因此，能夠防止由于氣化的焊劑滯留在焊料 突起內(nèi)而引起空隙的產(chǎn)生。若表面粗糙度Ra小于0.3/rn!，則氣化的焊 劑容易滯留在焊料突起內(nèi)，容易產(chǎn)生空隙。另一方面，若表面粗糙度 Ra大于5/mi，則在各焊料突起的高度上產(chǎn)生偏差，存在共面性的測量 值增大的可能性。其結(jié)果，焊料突起與其他部件的接合強度會降低。 此外，由于表面粗糙度Ra大于5pm而在焊料突起的頂部形成深的凹部， 因此滯留在凹部的焊劑會難以放出到外部。在這里，本說明書中所述的"共面性"表示，用"日本電子機械 工業(yè)會規(guī)格EIAJ ED-7304 BGA規(guī)定尺寸的測量方法"定義的端子最下 表面均勻性。并且，"共面性的測量值"是用"ED-7304 BGA規(guī)定尺 寸的測量方法"定義的測量值，是表示多個焊料突起的頂部相對于布 線基板主體的表面的均勻性。此外，本發(fā)明中所述的"表面粗糙度Ra" 是指用JISB0601定義的算術(shù)平均粗糙度Ra。另外，表面粗糙度Ra的 測量方法以JIS B0651為標準。


圖1是表示第一實施方式的焊料突起平坦化裝置的簡要結(jié)構(gòu)圖。 圖2是焊料突起成形工序?qū)嵤┣暗牟季€基板的簡要俯視圖。 圖3是焊料突起成形工序?qū)嵤┣暗牟季€基板的簡要剖視圖。 圖4是表示IC芯片和焊料突起成形工序?qū)嵤┖蟮牟季€基板的主要 部分剖視圖。圖5是加熱熔融工序的說明圖。圖6是加熱熔融工序的說明圖。 圖7是比較例1的說明圖。 圖8是比較例1的說明圖。圖9是比較例1的說明圖。 圖10是比較例2的說明圖。 圖11是比較例2的說明圖。 圖12是比較例2的說明圖。圖13是表示第二實施方式中的焊料突起成形工序?qū)嵤┖蟮牟季€ 基板的主要部分剖視圖。圖14同樣地，是表示焊劑供給工序?qū)嵤r的布線基板的主要部分 剖視圖。圖15同樣地，是表示加熱熔融工序的說明圖。圖16同樣地，是表示加熱熔融工序的說明圖。圖17是表示其他實施方式中的焊料突起成形工序?qū)嵤┖蟮牟季€ 基板的主要部分剖視圖。圖18是現(xiàn)有技術(shù)中的焊料突起成形工序的說明圖。圖19同樣地，是表示IC芯片和焊料突起成形后的布線基板的主 要部分剖視圖。
具體實施方式
第一實施方式以下，根據(jù)圖1 圖6詳細說明將本發(fā)明的具體化的第一實施方式。圖1是焊料突起平坦化裝置10的概要圖。圖2是安置在該焊料突 起平坦化裝置10上的布線基板11的簡要俯視圖，圖3是同一部位的 簡要剖視圖。如圖1所示，焊料突起平坦化裝置IO包括作為擠壓夾具 的上夾具13、作為支撐夾具的下夾具14、及用于將布線基板11安置 在下夾具14上的移動夾具15等。如圖2、圖3等所示，本實施方式的布線基板11是可以應(yīng)對MPU 等多端子高密度倒裝芯片連接的插針網(wǎng)格陣列(PGA)型的半導體封 裝。具體而言，該布線基板11是在由含有玻璃纖維的雙馬來酰亞胺-三嗪等樹脂構(gòu)成的芯板的上下表面上，通過公知的方法層積了多個樹脂絕緣層的多層布線基板。該多層布線基板是厚度為約lmm、大為約 40mm見方的平板狀部件，在各樹脂絕緣層之間具有未圖示的銅布線。構(gòu)成布線基板11的布線基板主體12的表面20 (圖3的上表面) 上的大致中央的正方形區(qū)域為突起形成區(qū)域AR1。在突起形成區(qū)域 AR1內(nèi)，用于接合IC芯片45 (參照圖4等)的多個墊片21以大致格 子狀排列形成，并且在各墊片21上形成有焊料突起22。墊片21由多 個鍍層形成，直徑被設(shè)定為150pm，厚度被設(shè)定為20/mi。焊料突起22 是在布線基板11的表面20的墊片21上印刷并回流焊料漿而形成，具 有半球狀凸起的形狀。另外，本實施方式的焊料突起22由作為無鉛焊 料的Sn-Ag類焊料構(gòu)成。此外，在布線基板主體12的背面23 (圖3的下表面)的整個區(qū) 域，多個墊片24以大致格子狀排列形成，并且在各墊片24上通過焊 接接合有插入安裝用的多個針腳25。另外，在布線基板11的背面23 側(cè)配置的各針腳25由熔點比表面20側(cè)的焊接突起22高的焊料焊接而 成。如圖3等所示，各針腳25具有剖面為圓形的軸部和直徑大于該軸 部的頭部26。并且，頭部26對墊片24焊接而成。另外，各針腳25被 一次性地安置到未圖示的專用定位夾具的針腳插入孔，通過一次焊接 工序接合到布線基板11。因此，布線基板11上的各針腳25之間的位 置精度比較高。圖1所示的上述移動夾具15在支撐布線基板11的四角的狀態(tài)下， 由未圖示的傳送裝置沿著傳送軌在水平方向上移動，并且在垂直方向上移動。通過該移動夾具15的水平/垂直移動，布線基板11被安置到 下夾具14。上述上夾具13的下表面是平坦的擠壓用粗糙面30。在本實施方 式中，擠壓用粗糙面30的平坦度被設(shè)定為每lcn^在10Mm以下，擠壓 用粗糙面30的表面粗糙度Ra設(shè)定為0.4/mi。上夾具13由未圖示的加 壓裝置(氣動壓力機或油壓機等)向下方驅(qū)動，由擠壓用粗糙面30擠 壓上述焊料突起22。由此，焊料突起22被平坦化，并且焊料突起22 的頂部27的上表面被粗糙化(參照圖4)。另外，在本實施方式中， 由陶瓷材料(氮化硼)構(gòu)成上夾具13。如圖l所示，上述下夾具14在其中央部具有四棱柱狀突出的支撐 部31。支撐部31的前端面(上端面)為可以與上述布線基板主體12 的背面23接觸的接觸面32。在支撐部31的接觸面32上，向上方開口 的多個針腳塞孔(Pin Spill Port) 34以與上述針腳25相等的間距排列 成格子狀。在本實施方式的針腳塞孔34中，比開口部深的部分形成為等剖面 形狀，另一方面開口部形成為隨著接近開口端(上端)剖面積逐漸增 大。此外，該針腳塞孔34的開口部具有大小可容納針腳25的頭部26 的孔徑，相對于針腳前端側(cè)的直徑具有一些富余。另外，下夾具14的 支撐部31優(yōu)選由機械性強度高的金屬材料形成，例如使用包含鎢/碳化 物(WC)和鈷(Co)等超硬合金形成。如圖l所示，在本實施方式的焊料突起平坦化裝置10上，設(shè)有用 于將上夾具13及下夾具14加熱到預定溫度的電熱加熱器41、 42。在 通過該電熱加熱器41、 42對各夾具13、 14加熱的狀態(tài)下，進行上述 焊料突起22的頂部27的平坦化及粗糙化。在圖4所示的被平坦化及粗糙化的焊料突起22上，從上述布線基板主體12的表面20到焊料突起22的頂部27的高度在本實施方式中 被設(shè)定為30/mi。此外，頂部27的表面粗糙度Ra被設(shè)定為0.4/mi，在 頂部27的平坦面上產(chǎn)生凹凸。進而，頂部27的共面性的測量值與上 夾具13的擠壓用粗糙面30的平坦度相等，被設(shè)定為每lcn^在10/mi 以下。另外，被平坦化及粗糙化的焊料突起22的最大直徑優(yōu)選被設(shè)定為 上述墊片21的直徑的0.5倍以上、1.2倍以下。如果焊料突起22的最 大徑大于墊片21的直徑的1.2倍，則在將焊料突起22加熱熔融而接合 上述IC芯片45時，存在從墊片21溢出的焊料與相鄰的墊片21的焊 料突起22接觸而短路的危險。另一方面，若焊料突起22的最大徑小 于墊片21的0.5倍，則即使將焊料突起22加熱熔融也不怎么增高，頂 部27難以靠近IC芯片45的連接端子47，因此難以將焊料突起22和 連接端子47接合。另外，在本實施方式中，墊片21的直徑為150/mi, 因此焊料突起22的最大徑優(yōu)選為75Mm以上、180Mm以下。此外，焊 料突起22的頂部27的直徑優(yōu)選被設(shè)定為焊料突起22的最大徑的0.5 倍以上、小于1.0倍，更優(yōu)選被設(shè)定為焊料突起22的最大徑的0.8倍 以上、小于1.0倍。如果頂部27的直徑小于焊料突起22的最大徑的 0.5倍，則無法將接合IC芯片45時所需的焊劑28充分堆積在頂部27 的平坦面上。另一方面，若頂部27的直徑在焊料突起22的最大徑的 l.O倍以上，則在將焊料突起22加熱熔融而接合IC芯片45時，存在 構(gòu)成頂部27的焊料與相鄰的墊片21的焊料突起22接觸而短路的危險。 另外，在本實施方式中，焊料突起22的最大徑為75pm以上、180/mi 以下，因此頂部27的直徑優(yōu)選為37.5pm以上、小于180/mi。接下來，對本實施方式中的布線基板11 (及帶有部件的布線基板) 的制造方法進行說明。如下制造布線基板ll。首先，在芯板上形成由環(huán)氧樹脂構(gòu)成的樹 脂絕緣層，并且在芯板及樹脂絕緣層的表面上，通過使用無電解鍍銅及電解鍍銅的半添加法形成銅布線。由此，形成布線基板主體12。另 外，也可以通過減去法或全添加法形成銅布線。接下來，在布線基板主體12的表面20的多個位置上，實施無電解鍍Ni-P，進而實施無電解鍍Au，從而形成由Ni-P鍍層及Au鍍層構(gòu) 成的墊片21。另外，在布線基板主體12的表面20上未形成墊片21的 部位，使用丙烯酸樹脂或環(huán)氧樹脂等形成阻焊劑19 (參照圖4等)。并且，在焊料突起配置工序中，在布線基板主體12的表面20上 形成的墊片21上，使用未圖示的金屬掩模印制焊料漿。并且，將印制 有焊料漿的布線基板主體12配置在回流爐內(nèi)，加熱到比焊料的熔點高 10 4(TC的溫度，然后進行冷卻。由此，半球狀凸起形狀的多個焊料 突起22被配置在布線基板主體12的表面20側(cè)。此外，在布線基板主 體12的背面23上形成多個墊片24，在各墊片24上焊接針腳25。其 結(jié)果，布線基板11制作完成(參照圖1 圖3)。接下來，將布線基板11在表面20側(cè)朝向上方的狀態(tài)下安置到移 動夾具15上。此外，由電熱加熱器41、 42將上夾具13及下夾具14 加熱到ll(TC。并且，通過移動夾具15的傳送及升降動作，使得布線 基板11由下夾具14的支撐部31來支撐。其結(jié)果，在布線基板11的 背面23上，被支撐區(qū)域AR2 (參照圖1、圖3)內(nèi)的多個針腳25被切 實地引導到形成在支撐部31上的針腳塞孔34，布線基板11在與支撐 部31的接觸面32緊貼的狀態(tài)下得到支撐。并且，在焊料突起成形工序中，使上夾具13下降，用上夾具13 的擠壓用粗糙面30按壓布線基板11上的各焊料突起22的頂部27。此 時，按壓各頂部27使其高度對齊。這樣，壓力(在本實施方式中在每 一個焊料上為0.07Kg)切實且均勻地施加到各焊料突起22的頂部27 上，頂部27被壓塌的結(jié)果是，焊料突起22被平坦化的同時被粗糙化。 然后，結(jié)束了焊料突起成形工序的布線基板11通過移動夾具15的傳送及升降動作被傳送到裝置外部。然后，在焊劑供給工序中，向己被平坦化及粗糙化的各焊料突起22的頂部27供給焊劑28。另外，作為 供給焊劑28的方法，包括將液狀的焊劑28涂布到頂部27上的方法、 將液狀的焊劑28通過焊劑涂布器供給到頂部27上的方法、使泡沬狀 的焊劑28與頂部27接觸的泡沫式的方法、以及將霧狀的焊劑28吹到 頂部27上的噴霧式的方法等。另外，焊劑28的種類并無特別限定， 可以使用現(xiàn)有的公知焊劑。進而，在加熱熔融工序中，使IC芯片45的底面46側(cè)上配置的多 個連接端子47與布線基板11的表面20側(cè)上配置的焊劑供給完畢的多 個焊料突起22對應(yīng)地配置(參照圖4)。并且，在該狀態(tài)下將各焊料 突起22加熱熔融(回流)，從而焊劑28被氣化，并且各焊料突起22 和各連接端子47接合(參照圖5、圖6)。由此，IC芯片45搭載在布 線基板11上的帶有部件的布線基板制作完成。接下來，說明對共面性及空隙的評價方法及其結(jié)果。首先，如下準備測量用樣品。準備配置有與本實施方式相同的焊 料突起22 (被平坦化及粗糙化的焊料突起)的基板，并以此作為實施 例。此外，準備配置有未被平坦化及粗糙化的焊料突起81的基板82 (參照圖7)，并以此作為比較例l。進而，準備配置有與現(xiàn)有技術(shù)相 同的焊料突起91 (被平坦化而未被粗糙化的焊料突起)的基板92 (參 照圖IO)，并以此作為比較例2。另外，將實施例的焊料突起22的頂 部27的表面粗糙度Ra設(shè)為0.4/mi，將比較例2的焊料突起91的頂部 的表面粗糙度Ra設(shè)為0.05/mi。接下來，對各測量用樣品(實施例，比較例l、 2)進行共面性測 量。此外，為了提高評價的可靠性，變更測量用樣品的制作日實施兩 次測量。另外，無法用相同的測量器實施未被平坦化的焊料突起81的 共面性測量、和被平坦化的焊料突起22、 91的共面性測量。因此，在焊料突起81的共面性測量上使用Solvision公司制造的測量器，在焊料 突起22、 91的共面性測量上使用夕力乂株式會社制造的測量器。進行共面性測量的結(jié)果，未被平坦化的比較例1的焊料突起81的 共面性的測量值最大。另一方面，實施例的焊料突起22及比較例1的 焊料突起91確認出均可以減小共面性的測量值。此外，確認出進行第 二次共面性測量的結(jié)果也是與第一次的測量相同的結(jié)果。此外，對各測量用樣品(實施例，比較例1、 2)進行空隙的測量。 具體而言，將焊料突起22、 81、 91和在模擬模具(dummy die) 101的 底面?zhèn)扰渲玫倪B接端子102接合，并觀察此時的狀態(tài)，從而進行空隙 的測量(參照圖8、圖9、圖11、圖12等)。具體而言，對在模擬模 具101接合前未確認出空隙、但是在模擬模具101接合后初次確認出 空隙的位置進行X線衍射裝置(XRD)的觀察(XRD觀察)，對空隙 的個數(shù)進行計數(shù)。此外，通過對焊料突起22、 81、 91的剖面進行觀察 (橫截面觀察)，也對空隙的個數(shù)進行計數(shù)。此外，為了提高各種觀 察的評價的可靠性，變更測量用樣品的制作日各實施兩次測量。另外， 也可以在施加與使焊料突起22、 81、 91加熱熔融所需的溫度相同溫度 的熱量的狀態(tài)下，進行空隙的測量。通過XRD觀察對空隙的個數(shù)進行計數(shù)的結(jié)果，確認出在比較例2 的焊料突起91上產(chǎn)生最多的空隙93。另一方面，確認出在實施例及比 較例1的焊料突起22、 81上產(chǎn)生的空隙的個數(shù)少于比較例2。此外， 確認出在實施例的焊料突起22上產(chǎn)生的空隙的個數(shù)與在比較例1的焊 料突起81上產(chǎn)生的空隙的個數(shù)幾乎沒有差異。另外，通過第二次的 XRD觀察對空隙的個數(shù)再次進行計數(shù)，確認出與第一次的XRD觀察具 有相同的結(jié)果。此外，通過橫截面觀察對空隙的個數(shù)進行計數(shù)的結(jié)果，在比較例 2的焊料突起91上產(chǎn)生了較多的空隙93。具體而言，在比較例2中，在98個中的9個焊料突起91上產(chǎn)生了空隙93，空隙93的產(chǎn)生率為 9/98 =約9.2%。另一方面，確認出在實施例及比較例1的焊料突起22、 81上產(chǎn)生的空隙的個數(shù)少于比較例2。具體而言，在實施例中，在98 個中的2個焊料突起22上產(chǎn)生了空隙，空隙的產(chǎn)生率為2/98 =約2.0%。 在比較例1中，在98個中的一個焊料突起81上產(chǎn)生了空隙，空隙的 產(chǎn)生率為1/98 =約1.0%。此外，確認出在比較例2的焊料突起91上產(chǎn) 生的空隙93比在實施例及比較例1的焊料突起22、 81上產(chǎn)生的空隙 大。另外，確認出在實施例的焊料突起22上產(chǎn)生的空隙的數(shù)量比在比 較例1的焊料突起81上產(chǎn)生的空隙的數(shù)量稍多，但是大小相等。進而，進行第二次的橫截面觀察，對在比較例1、 2的焊料突起 81、 91上產(chǎn)生的空隙的個數(shù)再次進行計數(shù)。另外，在實施例的焊料突 起22上產(chǎn)生的空隙的個數(shù)與比較例1的情況大致相同，因此未特意進 行第二次的橫截面觀察。其結(jié)果是，確認出發(fā)現(xiàn)了與第一次的橫截面 觀察相同的趨勢。即，在比較例2中，在144個中的三個焊料突起91 上產(chǎn)生空隙93，空隙93的產(chǎn)生率為3/144=約2.0%。另一方面，在比 較例1中，在144個中的一個焊料突起81上產(chǎn)生空隙，空隙的產(chǎn)生率 為1/144 =約0.7%。由此，確認出實施例及比較例2的焊料突起22、 91的共面性的測 量值大于比較例1的焊料突起81的共面性的測量值。從而，證明了若 將實施例及比較例2采用于布線基板11，則在與模擬模具101的連接 端子102的連接上難以產(chǎn)生不良情況。但是，確認了在比較例2的焊 料突起91上產(chǎn)生的空隙93的個數(shù)比在實施例及比較例1的焊料突起 22、 81上產(chǎn)生的空隙多且大。從而，確認了在布線基板11上適合共面 性的測量值小、并且產(chǎn)生空隙的可能性也小的實施例。從而，根據(jù)本實施方式能夠得到如下效果。(1)在本實施方式的布線基板11中，在焊料突起成形工序中多個焊料突起22的頂部27被平坦化，共面性的測量值為每lcn^在10/mi 以下，因此與IC芯片45的連接端子47的連接能夠切實且容易地進行。 因此，能夠防止焊料突起22的一部分與連接端子47處于未連接狀態(tài) 的問題(斷路故障)的產(chǎn)生。并且，在焊料突起成形工序中各焊料突起22的頂部27被粗糙化， 使面粗糙度Ra為0.4/mi，在頂部27的平坦面上形成微小的凹凸，因此 容易在該部分堆積焊劑28。此外，形成在頂部27上的凹凸在加熱熔融 時成為氣化的焊劑的氣體排出通路，因此氣化的焊劑28穿過氣體排出 通路切實地從頂部27放出到外部。因此，能夠防止由于氣化的悍劑28 滯留在焊料突起22內(nèi)而引起空隙的產(chǎn)生。從而，焊料突起22與IC芯 片45的連接端子47的連接可靠性提高。(2) 在本實施方式中，在頂部27的平坦面上產(chǎn)生凹凸，使連接 端子47的接合性提高的焊劑28容易堆積在頂部27上，因此在加熱熔 融工序中焊劑28容易與連接端子47接觸。因此，焊料突起22與連接 端子47的接合性提高。(3) 在本實施方式中，在擠壓焊料突起22時在被支撐區(qū)域AR2 上容易集中擠壓力，但是能夠整體上由下夾具14的支撐部31支撐被 支撐區(qū)域AR2。因此，能夠防止布線基板11的變形，能夠切實且容易 地得到具有共面性優(yōu)異的焊料突起群的布線基板11。因此，能夠由上 夾具13將突起形成區(qū)域AR1內(nèi)的多個焊料突起22切實地擠壓并平坦 化。第二實施方式接下來，根據(jù)圖13 圖16詳細說明將本發(fā)明的具體化的第二實 施方式。在這里以與第一實施方式不同的部分為中心進行說明，對共 同的部分標以相同的部件標號，省略其說明。在本實施方式中，與上述第一實施方式的不同點在于，在供給焊劑28之間的焊料突起111上，頂部112具有凹凸，并且整個表面由氧 化膜113覆蓋，以及未由焊料突起平坦化裝置IO平坦化(參照圖13)。 以下，說明本實施方式中的布線基板lla (帶有部件的布線基板)的制 造方法。首先，在焊料突起配置工序中，將在墊片21上印制有焊料漿的布 線基板主體12配置在回流爐內(nèi)，加熱到比焊料的熔點高10 4(TC的溫 度。此時，將焊料漿熔融，成為半球狀凸起的形狀的焊料突起111。接 下來，在焊料突起成形工序中，在布線基板lla上配置金屬模(未圖 示)，在焊料突起111的表面上使金屬模的粗糙面接觸的狀態(tài)下，將 焊料突起111冷卻。其結(jié)果，形成頂部112上形成有凹凸(粗糙化) 的焊料突起111 (參照圖13)。此外，焊料突起111的表面氧化，焊 料突起111的整個表面由鉛構(gòu)成的氧化膜113覆蓋。另外，也可以通 過CZ處理、或使用研磨裝置的研磨等其他方法將焊料突起111的頂部 112粗糙化。在接下來的焊劑供給工序中，向各焊料突起111的整個表面(頂 部112及側(cè)面)供給焊劑28。由此，氧化膜113以形成在頂部112上 的凹凸為起點熔化，露出構(gòu)成凹凸的突起的前端(參照圖14)。然后， 在布線基板主體12的背面23上形成多個墊片24，在各墊片24上焊接 針腳25，則布線基板lla制作完成。進而，在加熱熔融工序中，使IC芯片45的多個連接端子47與多 個焊料突起111對應(yīng)地配置(參照圖15)，并且將各焊料突起111加 熱熔融(回流)。由此，焊劑28被氣化，并且各焊料突起111和各連 接端子47接合(參照圖15、圖16)，帶有部件的布線基板制作完成。從而，在本實施方式中，氧化膜113的一部分在焊劑供給工序中 通過向各悍料突起111供給悍劑28而熔化，在熔化的部分露出焊料突起111的表面。其結(jié)果，在到達焊料突起111的熔點(在本實施方式 中為183C)時焊料突起111開始熔化，因此焊料突起lll容易熔融，并且焊料突起111與IC芯片45容易連接。另外，也可以將本發(fā)明的實施方式進行如下變更。在上述第一實施方式中，在焊料突起成形工序中，對焊料突起22 的頂部27進行平坦化的同時進行粗糙化。但是，在焊料突起成形工序 中，也可以分別進行將頂部27平坦化的平坦化工序、和將頂部27粗 糙化的粗糙化工序。在上述第一實施方式中，使用上夾具13對多個焊料突起22的頂 部27進行按壓，從而對頂部27進行平坦化及粗糙化。但是，也可以 通過平面研磨對焊料突起22的頂部27進行平坦化及粗糙化。例如， 將具有多個焊料突起22的布線基板11放置在具有多個通孔的真空吸 附板上，降低真空吸附板的下表面?zhèn)鹊臍鈮?，通過真空吸附將布線基 板11固定。接下來，使用具有如研磨機(Grinder)等旋轉(zhuǎn)研磨板的研 磨裝置，將多個焊料突起22的頂部27統(tǒng)一研磨。具體而言，使粗糙 度為#1000的圓板狀的旋轉(zhuǎn)研磨板以120rpm旋轉(zhuǎn)，并且以0.2mm/秒的 速度下降，將多個焊料突起22的頂部27統(tǒng)一研磨，進行平坦化及粗 糙化。另外，作為研磨方式，可以使用干式及濕式兩種。在上述第二實施方式中，制造了具有頂部112未被平坦化的焊料 突起111的布線基板lla (帶有部件的布線基板)，但是如圖17所示， 也可以制造具有頂部122被平坦化的焊料突起121的布線基板llb(帶 有部件的布線基板)。上述實施方式的焊料突起22、 111適用于在布線基板11、 lla和 IC芯片45的接合上使用的裝置，但是例如也可以適用于在布線基板 11、 lla和主板(Motherboard)的接合上使用的裝置。接下來，除了權(quán)利要求的范圍中記載的技術(shù)思想以外，基于上述 實施方式的技術(shù)思想列舉如下。(1) 一種帶有部件的布線基板的制造方法，該帶有部件的布線基 板由在布線基板主體的表面?zhèn)壬吓渲玫亩鄠€焊料突起和在部件的底面 側(cè)上配置的多個連接端子接合而成，其特征在于，包括如下工序平 坦化工序，按壓多個焊料突起的頂部以使其高度對齊而平坦化；粗糙 化工序，對多個焊料突起的頂部進行粗糙化；焊劑供給工序，向已被 平坦化及粗糙化的多個焊料突起的頂部供給焊劑；以及加熱熔融工序，使上述部件上的上述多個連接端子與焊劑供給完畢的上述多個焊料突 起對應(yīng)地配置，并且在該狀態(tài)下對上述多個焊料突起進行加熱熔融。(2) —種帶有部件的布線基板的制造方法，該帶有部件的布線基板由在布線基板主體的表面?zhèn)壬吓渲玫亩鄠€焊料突起和在部件的底面?zhèn)壬吓渲玫亩鄠€連接端子接合而成，其特征在于，包括如下工序焊 料突起成形工序，對多個焊料突起的頂部進行平坦化及粗糙化；焊劑 供給工序，向已被平坦化及粗糙化的上述多個焊料突起的上述頂部供 給焊劑；以及加熱熔融工序，使上述部件上的上述多個連接端子與焊 劑供給完畢的上述多個焊料突起對應(yīng)地配置，并且在該狀態(tài)下對上述 多個焊料突起進行加熱熔融，在上述焊料突起成形工序中，使用具有 擠壓用粗糙面的擠壓夾具，按壓多個焊料突起的頂部以使其高度對齊， 從而對上述頂部進行平坦化的同時進行粗糙化，上述擠壓夾具具有用 于對該擠壓夾具進行加熱的加熱單元。(3) —種帶有部件的布線基板的制造方法，該帶有部件的布線基 板由在布線基板主體的表面?zhèn)壬吓渲玫亩鄠€焊料突起和在部件的底面 側(cè)上配置的多個連接端子接合而成，其特征在于，包括如下工序焊 料突起成形工序，對多個焊料突起的頂部進行平坦化及粗糙化；焊劑 供給工序，向已被平坦化及粗糙化的上述多個焊料突起的上述頂部供給焊劑；以及加熱熔融工序，使上述部件上的上述多個連接端子與焊劑供給完畢的上述多個焊料突起對應(yīng)地配置，并且在該狀態(tài)下對上述多個焊料突起進行加熱熔融，在上述焊料突起成形工序中，使用具有擠壓用粗糙面的陶瓷制的擠壓夾具，按壓多個焊料突起的頂部以使其高度對齊，從而對上述頂部進行平坦化的同時進行粗糙化，上述擠壓 夾具具有用于對該擠壓夾具進行加熱的加熱單元。(4) 一種具有焊料突起的布線基板，其特征在于， 頂部已被平坦化及粗糙化的多個焊料突起被配置在布線基板主體的表面上，并且上述頂部的共面性的測量值為每lcit^在10/im以下， 并且表面粗糙度Ra在0.3/mi以上、5/mi以下，從上述布線基板主體的 表面到上述頂部的高度在10/mi以上、30jLtm以下。(5) —種焊料突起平坦化裝置，將表面?zhèn)壬显O(shè)有多個焊料突起的 布線基板支撐在支撐夾具上，并在該狀態(tài)下由擠壓夾具將上述多個焊 料突起擠壓并平坦化，其特征在于，上述擠壓夾具具備具有可與上述 布線基板主體的背面接觸的接觸面的支撐部，上述擠壓夾具具有表面 粗糙度在0.3/mi以上、2/mi以下的擠壓用粗糙面。
權(quán)利要求
1. 一種帶有部件的布線基板的制造方法，該帶有部件的布線基板由在布線基板主體的表面?zhèn)壬吓渲玫亩鄠€焊料突起和配置在部件的底面?zhèn)壬系亩鄠€連接端子接合而成，其特征在于，包括如下工序焊料突起成形工序，對多個焊料突起的頂部進行平坦化及粗糙化；焊劑供給工序，向已被平坦化及粗糙化的上述多個焊料突起的上述頂部供給焊劑；以及加熱熔融工序，使上述部件上的上述多個連接端子與焊劑供給完畢的上述多個焊料突起對應(yīng)地配置，在該狀態(tài)下對上述多個焊料突起進行加熱熔融。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的帶有部件的布線基板的制造方法，其特 征在于，在上述焊料突起成形工序中，使用具有擠壓用粗糙面的擠壓夾具， 按壓多個焊料突起的頂部以使其高度對齊，從而對上述頂部進行平坦 化的同時進行粗糙化。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶有部件的布線基板的制造方法， 其特征在于，上述多個焊料突起由無鉛焊料構(gòu)成。
4. 一種具有焊料突起的布線基板的制造方法，其特征在于，包括 如下工序焊料突起配置工序，在布線基板主體的表面?zhèn)扰渲枚鄠€焊料突起; 和焊料突起成形工序，對上述多個焊料突起的頂部進行平坦化及粗糙 化。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有焊料突起的布線基板的制造方法， 其特征在于，在上述焊料突起成形工序中，使用具有擠壓用粗糙面的擠壓夾具， 按壓多個焊料突起的頂部以使其高度對齊，從而對上述頂部進行平坦化的同時進行粗糙化。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的具有焊料突起的布線基板的制造方 法，其特征在于，上述多個焊料突起由無鉛焊料構(gòu)成。
7. —種具有焊料突起的布線基板，其特征在于，頂部已被平坦化及粗糙化的多個悍料突起被配置在布線基板主體的表面上，并且上述頂部的共面性的測量值為每lcn^在10/mi以下， 并且表面粗糙度Ra在0.3/xm以上、5/mi以下。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有焊料突起的布線基板，其特征在于， 上述多個焊料突起由無鉛焊料構(gòu)成。
9. 一種具有焊料突起的布線基板的制造方法，其特征在于，包括 如下工序焊料突起配置工序，在布線基板主體的表面?zhèn)扰渲枚鄠€焊料突起； 和焊料突起成形工序，對上述多個焊料突起的頂部進行粗糙化。
10. —種帶有部件的布線基板的制造方法，該帶有部件的布線基 板由在布線基板主體的表面?zhèn)壬吓渲玫亩鄠€焊料突起和在部件的底面 側(cè)上配置的多個連接端子接合而成，其特征在于，包括如下工序焊料突起成形工序，對多個焊料突起的頂部進行粗糙化；和 焊劑供給工序，向已被粗糙化的上述多個焊料突起的上述頂部供 給焊劑。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的帶有部件的布線基板的制造方法，其 特征在于，供給上述焊劑之前的上述多個焊料突起在上述頂部具有凹凸，并 且整個表面由氧化膜覆蓋，在上述焊劑供給工序中，通過向上述多個焊料突起的上述頂部供 給焊劑而熔化上述氧化膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠降低焊料突起的共面性的測量值，并且能夠防止產(chǎn)生空隙的帶有部件的布線基板的制造方法、具有焊料突起的布線基板的制造方法及布線基板。在焊料突起成形工序中，對多個焊料突起(22)的頂部(27)進行平坦化及粗糙化。在焊劑供給工序中，向已被平坦化及粗糙化的多個焊料突起(22)的頂部(27)供給焊劑(28)。在加熱熔融工序中，使IC芯片(45)上的多個連接端子(47)與焊劑供給完畢的多個焊料突起(22)對應(yīng)地配置，并且在該狀態(tài)下對多個焊料突起(22)進行加熱熔融。由此，焊料突起(22)中含有的焊劑(28)在加熱熔融工序中在被加熱熔融時氣化，切實地從頂部(27)放出到外部。
文檔編號H01L23/48GK101276760SQ20081000853
公開日2008年10月1日 申請日期2008年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月24日
發(fā)明者樽谷拓哉, 西尾文孝, 齊木一 申請人:日本特殊陶業(yè)株式會社