(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極上に半田ペーストが印刷されたワークを加熱して前記半田ペースト中の半田成分を溶融させ電極に接合させることにより電極上に半田バンプを形成する半田バンプ形成方法であって、前記ワークを加熱する工程は、半田ペースト内の溶剤成分の蒸発が促進される第１予熱温度まで加熱して所定時間保持する第１予熱工程と、この第１予熱温度より高い第２予熱温度まで加熱して所定時間保持する第２予熱工程と、半田溶融温度まで昇温させることにより半田ペーストを溶融させる本加熱工程とを含むことを特徴とする半田バンプ形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板や電子部品などのワークの電極上に半田バンプを形成する半田バンプ形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
基板や電子部品を半田付けする方法として、基板や電子部品の電極に予め半田バンプを形成しておき、この半田バンプにより半田付けを行う方法が知られている。この半田バンプの形成のための半田を供給する方法として、電極上に半田ペーストをスクリーン印刷などの方法で印刷する方法が広く用いられ、その後半田をリフロー工程において電極上で溶融させることにより、電極上に半田バンプが形成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
リフロー工程においては、印刷後のワークはまず半田融点温度以下の予熱温度に所定時間保持される。そしてさらに半田融点温度以上に加熱されることにより、半田ペースト中の半田成分が溶融し電極に半田接合され、電極上に突形状の半田バンプが形成される。ところが、半田ペーストが前述の予熱温度まで加熱されるとペースト成分の粘度が低下する結果、印刷された半田ペーストの形状が維持されず半ば流動状態となりやすい。
【０００４】
そして流動状態の半田ペーストは、隣接電極上の半田ペーストと連結状態となって半田ブリッジを形成し易く、また半田ペーストが流動して偏在することによる溶融後のバンプ形状のばらつきの要因となる。このように従来の半田バンプ形成方法には、リフロー工程中における半田ペーストの流動によって、各種の不具合が発生するという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、半田ペーストの流動を防止して良好な形状の半田バンプを形成することができる半田バンプ形成方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の半田バンプ形成方法は、電極上に半田ペーストが印刷されたワークを加熱して前記半田ペースト中の半田成分を溶融させ電極に接合させることにより電極上に半田バンプを形成する半田バンプ形成方法であって、前記ワークを加熱する工程は、半田ペースト内の溶剤成分の蒸発が促進される第１予熱温度まで加熱して所定時間保持する第１予熱工程と、この第１予熱温度より高い第２予熱温度まで加熱して所定時間保持する第２予熱工程と、半田溶融温度まで昇温させることにより半田ペーストを溶融させる本加熱工程とを含む。
【０００７】
本発明によれば、電極上に半田ペーストが印刷されたワークを加熱する工程において、半田ペースト内の溶剤成分の蒸発が促進される第１予熱温度まで加熱して所定時間保持する第１予熱工程と、この第１予熱温度より高い第２予熱温度まで加熱して所定時間保持する第２予熱工程とを設けることにより、本加熱前における半田ペーストの流動を防止して、良好な形状の半田バンプを形成することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の半田バンプ形成方法の工程説明図、図２は本発明の一実施の形態の半田バンプ形成に用いられるリフロー装置の側断面図、図３は本発明の一実施の形態の半田バンプ形成方法におけるリフロー工程の加熱プロファイルを示す図である。
【０００９】
まず図１（ａ）において、ワークである基板１の上面には、半田バンプ形成用の電極２が設けられている。この基板１を、電極２に対応したパターン孔４が設けられたマスクプレート３に対して位置合わせし、基板１をマスクプレート３の下面に当接させる。
【００１０】
次に図１（ｂ）に示すように、マスクプレート３上に半田ペースト５を塗布した後、マスクプレート３上でスキージ６を摺動させることにより、パターン孔４内に半田ペースト５が充填される。そしてマスクプレート３と基板１を分離することにより、図１（ｃ）に示すように、パターン孔４内の半田ペースト５はパターン孔４から抜け、電極２上に印刷される。
【００１１】
この後半田ペースト５が印刷された基板１は、リフロー装置１０に送られ加熱される。図２に示すように、リフロー装置１０の加熱室１１内は、内部隔壁によって第１予熱ゾーンＺ１、第２予熱ゾーンＺ２、本加熱ゾーンＺ３、冷却ゾーンＺ４に分割されている。第１予熱ゾーンＺ１では、第１予熱温度Ｔ１（６０℃〜１２０℃）まで基板１を加熱する。これにより半田ペースト５内の溶剤成分の蒸発が促進される。第２予熱ゾーンＺ２では、基板１をこの第１予熱温度より高い第２予熱温度Ｔ２（１５０℃程度）まで加熱する。本加熱ゾーンＺ３では、基板１をさらに半田溶融温度Ｔ３まで昇温させることにより半田ペースト５を溶融させる。また冷却ゾーンＺ４では、半田溶融後の基板１を徐々に降温させる。
【００１２】
加熱室１１の上流側（図２において左側）の側壁には、基板１を導入するための搬入口１１ａが、また下流側の側壁には基板１を排出するための搬出口１１ｂが設けられている。各ゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４は、それぞれ加熱用のヒータＨ１，Ｈ２，Ｈ３を個別に備えている。ヒータＨ１，Ｈ２，Ｈ３は各ゾーン内で搬送される基板１をそれぞれのゾーンに定められた所定温度に加熱する。また、各ゾーンＺ１〜Ｚ４には、内部雰囲気を撹拌するためのファンＦ１〜Ｆ４を備えている。
【００１３】
リフロー工程においては、基板１はまず第１予熱ゾーンＺ１を通過する。これにより、図３（ａ）の加熱プロファイルに示すように、基板１は第１予熱温度Ｔ１まで加熱され、ゾーン通過に要する所定時間の間この温度が保持される。この第１予熱工程においては、半田ペースト５に含有されている溶剤成分の蒸発が促進されるが、第１予熱温度Ｔ１は半田ペースト５中のペースト成分が軟化する温度よりも低く設定されるため、半田ペースト５の流動化が生じない。
【００１４】
次いで、基板１は第２予熱ゾーンＺ２を通過する。ここで基板１は第２予熱温度Ｔ２まで加熱されこの温度が同様に所定時間保持される。この第２予熱工程において、半田ペースト５は第１予熱工程において溶剤成分が減少して半ば固化した状態にあるため、流動化して形くずれを生じたり、隣接電極上の半田ペースト５と連結することがない。
【００１５】
この後、基板１は本加熱ゾーンＺ３に進み、ここで半田溶融温度Ｔ３（１８３度）以上に加熱されることにより、半田ペースト５中の半田成分が溶融し電極２に半田接合される。これにより、図１（ｄ）に示すように、基板１の電極２上には、半田バンプ５’が形成される。この半田バンプ形成において、第２予熱工程での半田ペースト５の流動化が防止されていることから、隣接電極上の半田ペーストと連結状態となって半田ブリッジを形成する不具合や、半田ペースト５が流動して偏在することによる溶融後のバンプ形状のばらつきなど、半田ペースト５の流動による各種の不具合が発生しない。
【００１６】
なお本実施の形態では、同一のリフロー装置１０によって、第１予熱、第２予熱、本加熱の全ての工程を行う例を示しているが、第１予熱工程のみを別の予熱装置で行うようにしてもよい。すなわち、１段階の予熱ゾーンのみを備えた既存のリフロー装置の上流に、溶剤成分を予め蒸発させるための専用予熱装置を連結する構成を用いてもよい。この場合には、加熱プロファイルは、図３（ｂ）に示すように第１予熱工程と第１予熱工程との間で一旦温度が幾分低下するようなパターンとなる。この加熱プロファイルによっても、第１予熱において溶剤成分を蒸発させて前記例と同様の効果を得ることができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、電極上に半田ペーストが印刷されたワークを加熱する工程において、半田ペースト内の溶剤成分の蒸発が促進される第１予熱温度まで加熱して所定時間保持する第１予熱工程と、この第１予熱温度より高い第２予熱温度まで加熱して所定時間保持する第２予熱工程とを設けるようにしたので、本加熱前における半田ペーストの流動を防止して、良好な形状の半田バンプを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の半田バンプ形成方法の工程説明図
【図２】本発明の一実施の形態の半田バンプ形成に用いられるリフロー装置の側断面図
【図３】本発明の一実施の形態の半田バンプ形成方法におけるリフロー工程の加熱プロファイルを示す図
【符号の説明】
１  基板
２  電極
３  マスクプレート
４  パターン孔
５  半田ペースト
５’  半田バンプ
【図１】
0003644364.tif 000002
【図２】
0003644364.tif 000003
【図３】
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