焊锡预涂基板、安装基板及焊锡预涂方法

文档序号:6890304阅读:254来源:国知局

专利名称::焊锡预涂基板、安装基板及焊锡预涂方法
技术领域
:本发明涉及在欲安装电子部件的回路基板的电极部上预涂焊锡而成的焊锡预涂基板、和使用其的安装基板、及焊锡预涂方法。
背景技术
:近年来,伴随电子设备或电子部件的小型化,将电子回路基板的电极也在狭窄的范围内以极其狭窄的间隔形成多个电极,微细化电子回路基板的电极部(垫)的排列间距。例如,在半导体封装件中,通用利用绝缘膜(阻焊剂)被覆以微细间距配置的布线图案,具有将从绝缘膜露出的布线图案的区域作为电极部的回路图案的电子回路基板,在这样的电子回路基板的电极部预先形成焊锡层(预涂焊锡),由此能够经由该焊锡层将半导体芯片端子(电子部件)接合于基板。在此,在电子回路基板的微细间距化的电极部预涂焊锡时,难以如以往一样,利用网板印刷法等正确地印刷焊锡糊剂,因此,通常采用在回路基板上全面涂敷焊锡糊剂后,进行加热,在各电极部表面预涂焊锡的方法。但是,在电极部的排列间距的微细化愈加进展的过程中,利用通过将焊锡糊剂全面涂敷于基板上而加热,预涂焊锡的方法,在基板电极部预涂焊锡的情况下,由于焊锡的表面张力或润湿性等的影响,有时发生各种问题。具体来说,存在r)如图4所示,形成的焊锡4的最大突起部的位置在各电极部3a、4a之间不同的问题、或2)如图5所示,在一个电极部3内形成有多个焊锡4的突起部的问题、或3)如图6所示,优先在电极侧面形成焊锡层,导致在电极部3的上表面形成的悍锡量变少的问题。若引起这些问题,在各电极部之间,在焊锡的高度上发生不均,导致与电子部件的接合不良。作为避免上述l)3)的问题的方案之一,考虑对电极部(垫)的形状进行研究。例如,至今提出有利用包括布线的布线图案、和在电子部件设置的凸块接合的位置与布线图案连续地形成的连接垫构成连接导体图案(电极部),形成为连接垫的宽度尺寸Wl比布线图案的宽度尺寸W2大的形状的方案,换而言之,将电极部的形状形成为在长边方向的一部分具有宽度比其他宽的宽幅部的形状(参照专利文献1)。另外,还提出有垫(电极部)形成为其长度(L)和宽度(W)之比(L/W)<10的形状的方案(参照专利文献2)。专利文献1特开2000—77441号公报专利文献2特开平5—226S25号公报然而,根据专利文献l记载的方案可知,需要在电极部设置宽幅部,因此,在微细化排列间距的方面不利,预测难以应对今后期望进而小型化电子设备或电子部件的情况。另一方面,在专利文献2记载的方案中,将电极部形成为特定的形状,并且,使用特定的焊锡材料,因此,存在限制焊锡材料的缺点。
发明内容因此,本发明的目的在于提供不受限于焊锡材料而在以微细间距配置的多个电极部形成高度上没有不均的焊锡层,能够进行与电子部件的稳定的接合的焊锡预涂基板、和使用其形成的安装基板。本发明人等为了解决所述问题,反复进行了专心致志的研究的结果,查明了电极部的上表面的形状和电极部的厚度的两方对产生上述1)3)的问题的要因大大影响的事实。还有,发现为了能够进行电极部的排列间距的微细化,将电极部的上表面形状形成为矩形,并且,上表面形状的电极长度(L)相对于电极宽度(W)之比(L/W)设为特定范围,且将电极部的厚度设定为所述电极宽度以下,由此能够解决所述问题的事实,从而完成了本发明。艮口,本发明的焊锡预涂基板,其在覆盖基板主面的绝缘膜的开口部内以微细间距配置有多个电极部,在该电极部上预涂有焊锡,其特征在于,电极部的形状为满足下述(0及(ii)的形状,艮口(1)电极部的上表面呈电极长度(L)相对于电极宽度(W)之比(L/W)为6.0以下的矩形(其中,L》W),(ii)电极部的厚度(t)为电极宽度(W)以下。在本发明的安装基板中,其特征在于,利用在所述本发明的焊锡预涂基板预涂的焊锡,热压接电子部件。本发明的焊锡预涂方法,其是使用在覆盖基板主面的绝缘膜的开口部内以微细间距配置有多个电极部的基板,在该基板的电极部上涂敷了焊锡糊剂后,进行加热,由此在该电极部上预涂焊锡的方法,其特征在于,将所述电极部的形状设定为满足下述(0及(ii)的形状,艮口(i)电极部的上表面呈电极长度(L)相对于电极宽度(W)之比(L/W)为6.0以下的矩形(其中,DW),(ii)电极部的厚度(t)为电极宽度(w)以下。根据本发明可知,在基板上以微细间距配置的多个电极部形成的焊锡层不会发生最大突起部的位置在各电极间不同,或在一个电极部内形成有多个突起部,或预先形成向电极侧面的焊锡层,导致在电极部的上表面形成的焊锡量变少的问题,得到成为高度上没有不均的良好的焊锡层,因此,能够进行与电子部件的稳定的接合。另外,根据本发明可知,在焊锡层的形成中使用的焊锡材料不受限,而且,还能够比以往更微细化电极部的排列间距。图1是除去预涂的焊锡而以示意性表示本发明的焊锡预涂基板的一实施方式的(a)概略俯视图、(b)其x—x线剖面图、(c)其y—y剖面图。图2是用于说明实施例中的焊锡预涂基板的焊锡形状的评价基准的图,是表示沿长边方向截断电极部时的(从电极部侧面侧观察时的)焊锡的概略剖面图。图3是用于说明实施例中的焊锡预涂基板的焊锡形状的评价基准的图,是表示在电极部形成的焊锡的最大突起部所处的部分沿电极部的长边方向垂直地截断时的焊锡的概略剖面图。图4是用于说明焊锡4的最大突起部的位置在各电极部3a、4a之间不同的以往的问题的图,是表示沿长边方向截断两个电极部3a、4a时的焊图5是用于说明在一个电极部3内形成多个焊锡4的突起部的以往的问题的图,是表示沿长边方向截断电极部3时的焊锡4的概略剖面图。图6是用于说明预先在电极侧面形成焊锡,导致在电极部3的上表面形成的焊锡量变少的以往的问题的图,是表示沿长边方向垂直地截断电极部3时的焊锡4的概略剖面图。图中l一基板;2—绝缘膜;3—电极部;4一焊锡。具体实施例方式本发明的焊锡预涂基板例如如图1所示,在覆盖基板1的主面的绝缘膜2的开口部内2'以微细间距配置有多个电极部3,在具有特定的形状的该电极部3上预涂有焊锡(未图示)。还有,在图l中,(a)表示基板的概略俯视图,(b)以示意性表示沿所述(a)中的x—x线截断时的剖面的图,(c)以示意性表示沿所述(a)中的y—y线截断时的剖面时的剖面的图。本发明的焊锡预涂基板的电极部3是同时满足下述(i)及(ii)的形状。(i)电极部3的上表面呈电极长度(L)相对于电极宽度(W)之比(L/W)为6.0以下的矩形(其中,L》W)。(ii)电极部3的厚度(t)为电极宽度(W)以下。这样,在本发明的电极部3中,其上表面中的电极长度(L)相对于电极宽度(W)之比(L/W)为6.0以下,且其厚度(t)为电极宽度(W)以下,由此能够在其表面(上表面)形成高度上没有不均的良好的焊锡。优选所述(i)的(L/W)的值为5.0以下为佳。另外,本发明的电极部3的上表面呈矩形,由此还能够应对电极部3的排列间距的微细化(尤其各电极部3之间的间距为后述的范围的情况)。本发明的焊锡预涂基板中的电极长度(L)具体来说优选30250pm,更优选7015(^m。若电极长度(L)过小,则在绝缘膜2设置开口部2'时成品率变差,可能导致焊锡预涂基板的生产率降低。另一方面,若电极长度(L)过长,则在电极部3上形成的焊锡4的最大突起部分的位置在各电极部3a、4a不同(参照图4),或在一个电极部3内容易形成多个焊7锡4的突起部(参照图5),处于在那样的高度不均大的焊锡部难以接合半导体芯片的倾向。还有,关于电极宽度(W)的具体的范围,根据所述电极长度(L),满足所述(i)地适当地设定即可,关于电极部的厚度((t))的具体的范围,根据所述电极宽度(W),满足所述(ii)地适当地设定即可。本发明的焊锡预涂基板中的各电极部3之间的间距具体来说优选15(Him以下,更优选lOO)nm以下。通常,电极部3的排列间距越小,在电极部3形成的焊锡量越少,处于焊锡的高度的不均对安装性产生影响变大的倾向,但根据本发明可知,能够有效地抑制该高度的不均发生,因此,还能够应对上述范围一样的微细间距。本发明的焊锡预涂基板通过如下所述的本发明的预涂方法,S卩使用例如如图1所示的电子回路基板即在覆盖基板1的主面的绝缘膜2的开口部内2'以微细间距配置有多个特定的形状的电极部3的基板,在该基板1的电极部3上涂敷了焊锡糊剂后,进行加热,由此在基板1的电极部3预涂熔融的焊锡。在基板1的电极部3上涂敷焊锡糊剂时,例如,不是使用按基板1上的各个电极部3每一个开口的网板掩模,而是使用包含多个电极部3的宽的范围开口的网板掩模,通过网板印刷等,在包含以微细间距配置的多个电极部3的宽的范围忽略各个电极部3的位置或形状而大致全面涂敷焊锡糊剂即可。涂敷了焊锡糊剂的基板的加热不特别限定,但例如在15020(TC左右下进行预涂,在最高温度nO280'C左右下进行预涂即可。向基板上的涂敷及回流在大气中即可也可,在N2、Ar、He等惰性气氛中进行也可。在本发明的焊锡预涂基板中的焊锡层的形成中使用的焊锡材料不特别限定,作为所述焊锡糊剂,例如,使用以往公知的包含焊锡粉末和焊剂(flux)的焊锡糊剂也可,使用以往公知的包含析出型焊锡材料和焊剂的析出型焊锡糊剂也可。这样形成的本发明的焊锡预涂基板中的焊锡的高度(最大突起部的高度)通常为1020(im左右,在各电极部3之间,焊锡高度的不均少。具体来说,在电极部3上预涂的焊锡高度(即最大突起部的高度)的标准偏差(n=20)通常优选12.5,更优选12。还有,本发明的焊锡预涂基板上形成的焊锡如图2及图3所示,不存在上述l)3)的问题,在一个电极部形成一个突起部,且在上表面形成的焊锡量比电极部的侧面多。本发明的安装基板是利用在所述本发明的焊锡预涂基板预涂的焊锡,将在电子回路基板上搭载的电子部件热压接而成的。尤其,优选本发明的安装基板是利用在焊锡预涂基板的主面的电极部预涂的焊锡,倒装式连接焊锡预涂基板的主面与电子部件的主面(具体来说,在基板主面的电极部、和电子部件主面设置的电极(凸块))而成的,但不限定于此。在倒装式连接的安装基板的情况下,优选在焊锡预涂基板和电子部件之间填充有底部填充树脂的形态。即,通常,若考虑底部填充树脂的填充性,则基板上的电极长度(L)长时有利,但另一方面,若电极长度(L)过长,则形成的焊锡形成为如图4或图5所示的形状,在高度上容易产生不均。针对此,在本发明中,以能够充分地确保底部填充树脂的填充性的方式比较长地设定电极长度(L),也通过将电极部形成为满足所述(i)及(ii)的形状,能够形成良好的形状且没有高度的不均的焊锡层。实施例以下,举出实施例,详细地说明本发明,但本发明不限定于以下的实施例。首先,混合WW级松浆松香(卜一小口-y)70重量份、己基卡必醇(溶剂)20重量份、加氢蓖麻油(触变剂)IO重量份,在120。C下加热熔融,冷却至室温,配制了具有粘性的焊剂。使用搅拌器((株)新机制0练太郎"),混炼35重量份的下述(a)(d)所示的焊锡粉末(平均粒径均为5)im)的任一个、和65重量份的如上述配制的焊剂65重量份,分别配制了表1所示的四种金属组成的焊锡糊剂。(a)Ag含量为3.5重量%的Sn—Ag系焊锡合金粉末(Sn3.5Ag)(b)Ag含量为3.0重量%,Cu含量为0.5重量%的Sn—Ag—Cu系焊锡合金粉末(Sn3Ag0.5Cu)(c)Sn含量为100重量。/。的Sn系焊锡合金粉末(Sn)(d)Sn含量为63重量%,Pb含量为37重量%的Sn—Pb系焊锡合金粉末(63Sn37Pb)用具有开口部的绝缘膜覆盖主面,分别制作了在该开口部内以100pm间距配置有各部的尺寸(电极长度(L)、电极宽度(W)、电极部的厚度(t))如表1所示的电极而成的半导体封装件基板。在该基板网板印刷表l所示的金属组成的焊锡糊剂,以100pm的厚度涂敷为全面状,使用最高温度MO。C的回流轮廓(气氛氧浓度300ppm以下),进行加热后,浸渍于放入有60。C丁基卡必醇溶液的超声波清洗机,由此除去焊剂,得到了焊锡预涂基板。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>关于如上述得到的各焊锡预涂基板,进行了下述的评价。结果示出在表2中。<焊锡形状〉使用显微镜,观察在焊锡预涂基板形成的焊锡层,确认焊锡层的最大突起部的位置偏移、多个突起部产生的有无、及向电极侧面的焊锡层形成状态,按以下的基准进行了评价。(1)关于最大突起部的位置偏移、多个突起部产生的有无最大突起部位于自电极部中心C沿电极长边方向至电极长度(L)土10%以内的范围,且突起部不存在两个以上的情况(参照图2)X:不符合上述"〇"的情况(2)关于向电极侧面的焊锡层形成状态〇在电极部形成的焊锡的最大突起部所处的部分中,自电极部的上表面的垂直方向的焊锡层的厚度(焊锡高度)设为h,自电极侧面的垂直方向的焊锡层的厚度(厚度在左右的侧面不同的情况下为自厚度大的一方的侧面的厚度)设为d时,h〉d的情况下(参照图3)X:上述h及d为h《d的情况<平均焊锡高度及焊锡高度的标准偏差>使用焦点深度计((株)基恩斯制),在每一个基板测定20点的焊锡预涂基板的各电极部上形成的焊锡层的高度(测定位置以电极部为中心),算出了其平均值(平均焊锡高度)、和其标准偏差(焊锡高度的标准偏差)。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>以上,详细地说明了本发明的焊锡预涂基板、安装基板及焊锡预涂方法,但本发明的范围不限定于这些说明,可以在不损伤本发明的宗旨的范围内适当地变更或改善。权利要求1.一种焊锡预涂基板,其在覆盖基板主面的绝缘膜的开口部内以微细间距配置有多个电极部,在该电极部上预涂有焊锡,其特征在于,电极部的形状为满足下述(i)及(ii)的形状,即(i)电极部的上表面呈电极长度L相对于电极宽度W之比L/W为6.0以下的矩形,其中,L≥W,(ii)电极部的厚度t为电极宽度W以下。2.根据权利要求1所述的焊锡预涂基板,其中,所述(i)中的电极长度L相对于电极宽度W之比L/W为5.0以下。3.根据权利要求1或2所述的焊锡预涂基板,其中,各电极部之间的间距为150pm以下。4.根据权利要求13中任一项所述的焊锡预涂基板,其中,所述电极长度L为30250jim。5.根据权利要求14中任一项所述的焊锡预涂基板,其中,在所述电极部上预涂的焊锡高度的标准偏差为12.5。6.—种安装基板,其特征在于,利用在权利要求15中任一项所述的焊锡预涂基板上预涂的焊锡,热压接电子部件。7.根据权利要求6所述的安装基板,其中,倒装式连接所述焊锡预涂基板的主面与所述电子部件的主面。8.根据权利要求7所述的安装基板,其中,在所述焊锡预涂基板和所述电子部件之间填充有底部填充树脂。9.一种焊锡预涂方法,其是使用在覆盖基板主面的绝缘膜的开口部内以微细间距配置有多个电极部的基板,在该基板的电极部上涂敷了焊锡糊剂后,进行加热,由此在该电极部上预涂焊锡的方法,其特征在于,将所述电极部的形状设定为满足下述(i)及(ii)的形状,艮口(i)电极部的上表面呈电极长度L相对于电极宽度W之比L/W为6.0以下的矩形,其中,L》W,(ii)电极部的厚度t为电极宽度W以下。10.根据权利要求9所述的焊锡预涂方法,其中,所述(i)中的电极长度L相对于电极宽度W之比L/W为5.0以下。11.根据权利要求9或IO所述的焊锡预涂方法,其中,各电极部之间的间距为15(Him以下。12.根据权利要求911中任一项所述的焊锡预涂方法,其中,所述电极长度L设定为30250iim。全文摘要本发明的目的在于不受限于焊锡材料而在以微细间距配置的多个电极部形成高度上没有不均的焊锡层,能够进行与电子部件的稳定的接合。作为解决所述问题的方案,提供一种焊锡预涂基板,其在覆盖基板主面的绝缘膜的开口部内以微细间距配置有多个电极部,在该电极部上预涂有焊锡,电极部的形状为满足下述(i)及(ii)的形状,即(i)电极部的上表面呈相对于电极宽度(W)的电极长度(L)之比(L/W)为6.0以下的矩形(其中,L≥W),(ii)电极部的厚度(t)为电极宽度(W)以下。文档编号H01L23/12GK101681891SQ20078005339公开日2010年3月24日申请日期2007年9月12日优先权日2007年9月12日发明者久木元洋一,樱井均,池田一辉,长谷川拓申请人:播磨化成株式会社
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