具有焊料突起的布线基板的制造方法、布线基板的制作方法

专利名称：具有焊料突起的布线基板的制造方法、布线基板的制作方法
技术领域：
本发明涉及对在布线基板上配置的焊料突起进行平坦化的带有部 件的布线基板的制造方法、具有焊料突起的布线基板的制造方法、以 及焊料突起已被平坦化的布线基板。
背景技术：
以往，周知在用于搭载电子部件的垫片上形成有焊料突起的布线基板(半导体封装)。作为这种布线基板，具有球栅阵列(BGA)、 插针网格阵列(PGA)等各种类型。并且，对于该布线基板具有的焊 料突起，可以通过倒装方式高密度地安装电子部件。另外，焊料突起 例如通过焊膏法等形成。具体而言，在布线基板上表面的垫片上印制 并回流焊料浆。由此，形成半球状凸起的形状的焊料突起。然而，为了提高布线基板与电子部件的接合性等，优选形成在布 线基板上的各焊料突起的高度对齐。换言之，优选各焊料突起的共面 性(Coplanarity)的测量值小。另外，焊料突起的高度取决于焊料的体 积或垫片的面积等。然而，产生被称为LVSB (Low Volume Solder Bump)的体积小的焊料突起(目前的产生率为2 3%)等，从而各焊 料突起的高度产生偏差。其结果，共面性的测量值增大，存在与电子 部件之间产生连接不良的可能性。因此，提出了如下技术(例如参照专利文献l):如图18所示， 在布线基板51上形成的各焊料突起52的上方安置夹具61，并用夹具 61对各焊料突起52进行挤压等，对各焊料突起52的顶部进行平坦化 (参照图18的虚线部分)。这样，能够防止LVSB的产生，进而能够降低各焊料突起52的共面性的测量值。另外，在各焊料突起52的顶部已被平坦化的布线基板51上，如下进行电子部件71的搭载(参照 图19)。首先，对电子部件71侧的连接端子72、和布线基板51侧的 焊料突起52进行位置对齐。并且，进行加热，对焊料突起52进行回 流，从而将焊料突起52和连接端子72接合。由此，电子部件71被搭 载到布线基板51上。专利文献l:日本专利公开2004-6926号公报(图2等)然而，为了提高与电子部件71的接合性，通常在进行焊接时，向 焊料突起52的顶部供给焊剂53 (参照图19)。该焊剂53在回流时气 化，从与连接端子72的接合界面向外部放出，但是容易因未放出而滞 留在焊料突起52内。其结果，在悍料突起52和连接端子72的接合界 面产生空隙，并因此在与电子部件71连接时产生不良情况。发明内容本发明考虑到了上述问题，其目的在于提供一种能够降低焊料突 起的共面性的测量值，并且能够防止产生空隙的带有部件的布线基板 的制造方法、具有悍料突起的布线基板的制造方法、以及具有焊料突 起的布线基板。并且，作为用于解决上述问题的方法(方法1)， 一种带有部件 的布线基板的制造方法，该带有部件的布线基板由在布线基板主体的 表面侧上配置的多个焊料突起和在部件的底面侧上配置的多个连接端 子接合而成，其特征在于，包括如下工序焊料突起成形工序，对多 个焊料突起的顶部进行平坦化及粗糙化；焊剂供给工序，向被平坦化 及粗糙化的上述多个焊料突起的上述顶部供给焊剂；以及加热熔融工 序，使上述部件上的上述多个连接端子与完成焊剂供给的上述多个焊 料突起对应地配置，并且在该状态下对上述多个焊料突起进行加热熔 融。从而，根据方法1的制造方法，在焊料突起成形工序中，多个焊 料突起的顶部被平坦化，因此能够切实且容易地得到共面性优异而具 有适于与部件的连接的焊料突起群的带有部件的布线基板。并且，在 焊料突起成形工序中，多个焊料突起的顶部被粗糙化而形成微小的凹 凸，因此容易在该部分堆积焊剂。此外，形成在焊料突起的顶部上的 凹凸在加热熔融时成为气化的焊剂的气体排出通路，因此气化的焊剂 穿过气体排出通路切实地从顶部放出到外部。因此，能够防止由于气 化的焊剂滞留在焊料突起内而引起的空隙产生。从而，焊料突起与部 件的连接端子的连接可靠性提高。此外，作为解决上述问题的另一个方法(方法2)， 一种具有焊 料突起的布线基板的制造方法，其特征在于，包括如下工序焊料突 起配置工序，在布线基板主体的表面侧配置多个焊料突起；和焊料突 起成形工序，对上述多个焊料突起的顶部进行平坦化及粗糙化。从而，根据方法2的制造方法，在焊料突起成形工序中，多个焊 料突起的顶部被平坦化，因此能够切实且容易地得到共面性优异而具 有适于与其他部件连接的焊料突起的布线基板。并且，在焊料突起成 形工序中，多个焊料突起的顶部被粗糙化而形成微小的凹凸，因此容 易在该部分堆积焊剂。此外，形成在焊料突起的顶部上的凹凸在对焊 料突起进行加热熔融时成为气化的焊剂的气体排出通路，因此气化的 焊剂穿过气体排出通路切实地从顶部放出到外部。因此，能够防止由 于气化的焊剂滞留在焊料突起内而引起空隙的产生。从而，焊料突起 与其他部件的连接可靠性提高。作为构成本发明中的布线基板的基板(布线基板主体)，可以包 括以树脂材料或陶瓷材料等为主体而构成的基板等。作为以树脂材料 为主体而构成的基板的具体例，有EP树脂(环氧树脂)基板、PI树脂(聚酰亚胺树脂)基板、BT树脂(双马来酰亚胺-三嗪树脂)基板、及PPE树脂(聚苯醚树脂)基板等。除此之外，也可以使用由上述树脂、 和玻璃纤维(玻璃纺织布或玻璃无纺布)或聚酰胺纤维等有机纤维的复合材料构成的基板。或者也可以使用由在连续多孔质PTFE等三维网络状氟类树脂基材上浸渍环氧树脂等热硬化性树脂的树脂-树脂复合材 料构成的基板等。此外，作为以陶瓷材料为主体而构成的基板的具体 例，有由氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅、氮化硅等陶瓷材料构成 的基板等。作为成为焊料突起的形成材料的焊料合金，可以根据所搭载的部件的连接端子等的材质等适当选择，包括90Pb-10Sn、 95Pb-5Sn、 40Pb-60Sn等Pb-Sn类焊料、Sn-Sb类焊料、Sn-Ag类焊料、Sn-Ag-Cu 类焊料、Au-Ge类焊料、Au-Sn类焊料、及Au-Si类焊料等。特别是， 优选上述多个焊料突起由无铅焊料构成。这样，在焊料突起中不含铅， 因此能够降低布线基板的环境负担。此外，无铅焊料与含铅的焊料相 比润湿性(濡fb性)差，存在空隙的产生量增多的趋势，因此若将焊 料突起的顶部粗糙化而使得容易放出焯剂，则能够更有效地防止空隙 的产生。在这里，作为无铅焊料，包括Sn-Sb类焊料、Sn-Ag类焊料、 Sn-Ag-Cu类焊料、Au-Ge类焊料、Au-Sn类焊料、及Au-Si类焊料等。另外，焊料突起在上述加热熔融工序(接合上述部件的工序)中 被加热熔融，从而由于表面张力而变化成球状，高度增高。因此，在 上述焊料突起成形工序中，若将焊料突起的顶部增大平坦化而将顶部 的直径增大，则在进行加热熔融工序时顶部充分靠近部件的连接端子。 因此，即使在焊料突起的顶部的共面性的测量值大一些的情况下，焊 料突起和连接端子也容易接合。优选在上述焊料突起成形工序中，使用具有挤压用粗糙面的挤压 夹具，按压多个焊料突起的顶部以使其高度对齐，从而对上述顶部进 行平坦化的同时进行粗糙化。这样，能够有效地制造上述方法l、 2的 布线基板。此外，在进行焊料突起成形工序时，可以通过加热器等加热单元 对挤压夹具进行加热，也可以不进行加热。在对挤压夹具进行加热时， 焊料突起软化到某一程度。因此，与在常温下进行时相比焊料突起容 易变形，能够过于增大挤压夹具的应力而切实地使焊料突起的顶部平 坦化。另一方面，在不对挤压夹具进行加热时，不需要加热单元，因 此能够以简单的构造使焊料突起的顶部平坦化。在这里，优选上述挤压夹具由钛或不锈钢等金属材料、氧化铝、 氮化硅、碳化硅、氮化硼等陶瓷材料、及玻璃材料等构成，优选不湿 润(或难以湿润)焊料的材料。特别是，优选上述挤压夹具由加工精 度高且由热引起的变形少的陶瓷材料构成。此外，优选挤压夹具的挤 压用粗糙面为平面。这样，挤压力均匀地施加到各焊料突起上，因此 能够高精度地对各焊料突起的顶部进行平坦化。进而，作为解决上述问题的另一个方法(方法3)， 一种具有焊 料突起的布线基板的制造方法，其特征在于，包括如下工序焊料突 起配置工序，在布线基板主体的表面侧配置多个焊料突起；和焊料突 起成形工序，对上述多个焊料突起的顶部进行粗糙化。从而，根据方法3的制造方法，在悍料突起成形工序中，多个焊 料突起的顶部被粗糙化而形成微小的凹凸，因此容易在该部分堆积焊 剂。此外，形成在焊料突起的顶部上的凹凸在对焊料突起进行加热熔 融时成为气化的焊剂的气体排出通路，因此气化的焊剂穿过气体排出 通路切实地从顶部放出到外部。因此，能够防止由于气化的焊剂滞留 在焊料突起内而引起空隙的产生。从而，焊料突起与其他部件的连接 可靠性提高。的表面侧上配置的多个焊料突起和在部件的底面侧上配置的多个连接 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，对 多个焊料突起的顶部进行粗糙化；和焊剂供给工序，向被粗糙化的上述多个焊料突起的上述顶部供给焊剂。从而，根据方法4的制造方法，在焊料突起成形工序中，多个焊 料突起的顶部被粗糙化而形成微小的凹凸，因此容易在该部分堆积焊 剂。此外，形成在焊料突起的顶部上的凹凸在对焊料突起进行加热熔 融时成为气化的焊剂的气体排出通路，因此气化的焊剂穿过气体排出 通路切实地从顶部放出到外部。因此，能够防止由于气化的焊剂滞留 在焊料突起内而引起空隙的产生。从而，焊料突起与其他部件的连接 可靠性提高。另外，焊料突起的整个表面被熔点比焊料突起高的氧化膜覆盖， 因此即使通过加热到达焊料突起的熔点，焊料突起也难以熔融(回流)。 因此，难以接合焊料突起和其他部件。因此，在供给上述焊剂之前的 上述多个焊料突起在上述顶部具有凹凸，并且整个表面用氧化膜覆盖 的情况下，优选在上述焊剂供给工序中，通过向上述多个焊料突起的 上述顶部供给焊剂而熔化上述氧化膜。由此，在氧化膜被熔化的部分 露出焊料突起的表面。其结果，在到达焊料突起的熔点时焊料突起开 始熔化，因此焊料突起容易熔融，并且焊料突起与其他部件容易连接。 此外，焊料突起的顶部具有凹凸，因此焊剂切实地保持在该部分。因 此，容易优先从顶部的氧化膜开始熔化。此外，作为解决上述问题的另一个方法(方法5)， 一种具有焊 料突起的布线基板，其特征在于，顶部已被平坦化及粗糙化的多个焊 料突起被配置在布线基板主体的表面上，并且上述顶部的共面性的测量值为每lcn^在lO^m以下，并且表面粗糙度Ra在0.3/mi以上、5mhi以下。从而，根据方法5的布线基板，多个焊料突起的顶部被平坦化，共面性的测量值为每1 112在10pm以下，因此切实且容易与其他部件 连接。若共面性的测量值为每lcn^大于10/mi，则在各焊料突起的高 度上产生偏差，存在与其他部件之间产生连接不良的可能性。并且，多个焊料突起的顶部被粗糙化，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剂在被加热熔融时气化，切 实地从顶部放出到外部。因此，能够防止由于气化的焊剂滞留在焊料 突起内而引起空隙的产生。若表面粗糙度Ra小于0.3/rn!，则气化的焊 剂容易滞留在焊料突起内，容易产生空隙。另一方面，若表面粗糙度 Ra大于5/mi，则在各焊料突起的高度上产生偏差，存在共面性的测量 值增大的可能性。其结果，焊料突起与其他部件的接合强度会降低。 此外，由于表面粗糙度Ra大于5pm而在焊料突起的顶部形成深的凹部， 因此滞留在凹部的焊剂会难以放出到外部。在这里，本说明书中所述的"共面性"表示，用"日本电子机械 工业会规格EIAJ ED-7304 BGA规定尺寸的测量方法"定义的端子最下 表面均匀性。并且，"共面性的测量值"是用"ED-7304 BGA规定尺 寸的测量方法"定义的测量值，是表示多个焊料突起的顶部相对于布 线基板主体的表面的均匀性。此外，本发明中所述的"表面粗糙度Ra" 是指用JISB0601定义的算术平均粗糙度Ra。另外，表面粗糙度Ra的 测量方法以JIS B0651为标准。


图1是表示第一实施方式的焊料突起平坦化装置的简要结构图。 图2是焊料突起成形工序实施前的布线基板的简要俯视图。 图3是焊料突起成形工序实施前的布线基板的简要剖视图。 图4是表示IC芯片和焊料突起成形工序实施后的布线基板的主要 部分剖视图。图5是加热熔融工序的说明图。图6是加热熔融工序的说明图。 图7是比较例1的说明图。 图8是比较例1的说明图。图9是比较例1的说明图。 图10是比较例2的说明图。 图11是比较例2的说明图。 图12是比较例2的说明图。图13是表示第二实施方式中的焊料突起成形工序实施后的布线 基板的主要部分剖视图。图14同样地，是表示焊剂供给工序实施时的布线基板的主要部分 剖视图。图15同样地，是表示加热熔融工序的说明图。图16同样地，是表示加热熔融工序的说明图。图17是表示其他实施方式中的焊料突起成形工序实施后的布线 基板的主要部分剖视图。图18是现有技术中的焊料突起成形工序的说明图。图19同样地，是表示IC芯片和焊料突起成形后的布线基板的主 要部分剖视图。
具体实施方式
第一实施方式以下，根据图1 图6详细说明将本发明的具体化的第一实施方式。图1是焊料突起平坦化装置10的概要图。图2是安置在该焊料突 起平坦化装置10上的布线基板11的简要俯视图，图3是同一部位的 简要剖视图。如图1所示，焊料突起平坦化装置IO包括作为挤压夹具 的上夹具13、作为支撑夹具的下夹具14、及用于将布线基板11安置 在下夹具14上的移动夹具15等。如图2、图3等所示，本实施方式的布线基板11是可以应对MPU 等多端子高密度倒装芯片连接的插针网格阵列(PGA)型的半导体封 装。具体而言，该布线基板11是在由含有玻璃纤维的双马来酰亚胺-三嗪等树脂构成的芯板的上下表面上，通过公知的方法层积了多个树脂绝缘层的多层布线基板。该多层布线基板是厚度为约lmm、大为约 40mm见方的平板状部件，在各树脂绝缘层之间具有未图示的铜布线。构成布线基板11的布线基板主体12的表面20 (图3的上表面) 上的大致中央的正方形区域为突起形成区域AR1。在突起形成区域 AR1内，用于接合IC芯片45 (参照图4等)的多个垫片21以大致格 子状排列形成，并且在各垫片21上形成有焊料突起22。垫片21由多 个镀层形成，直径被设定为150pm，厚度被设定为20/mi。焊料突起22 是在布线基板11的表面20的垫片21上印刷并回流焊料浆而形成，具 有半球状凸起的形状。另外，本实施方式的焊料突起22由作为无铅焊 料的Sn-Ag类焊料构成。此外，在布线基板主体12的背面23 (图3的下表面)的整个区 域，多个垫片24以大致格子状排列形成，并且在各垫片24上通过焊 接接合有插入安装用的多个针脚25。另外，在布线基板11的背面23 侧配置的各针脚25由熔点比表面20侧的焊接突起22高的焊料焊接而 成。如图3等所示，各针脚25具有剖面为圆形的轴部和直径大于该轴 部的头部26。并且，头部26对垫片24焊接而成。另外，各针脚25被 一次性地安置到未图示的专用定位夹具的针脚插入孔，通过一次焊接 工序接合到布线基板11。因此，布线基板11上的各针脚25之间的位 置精度比较高。图1所示的上述移动夹具15在支撑布线基板11的四角的状态下， 由未图示的传送装置沿着传送轨在水平方向上移动，并且在垂直方向上移动。通过该移动夹具15的水平/垂直移动，布线基板11被安置到 下夹具14。上述上夹具13的下表面是平坦的挤压用粗糙面30。在本实施方 式中，挤压用粗糙面30的平坦度被设定为每lcn^在10Mm以下，挤压 用粗糙面30的表面粗糙度Ra设定为0.4/mi。上夹具13由未图示的加 压装置(气动压力机或油压机等)向下方驱动，由挤压用粗糙面30挤 压上述焊料突起22。由此，焊料突起22被平坦化，并且焊料突起22 的顶部27的上表面被粗糙化(参照图4)。另外，在本实施方式中， 由陶瓷材料(氮化硼)构成上夹具13。如图l所示，上述下夹具14在其中央部具有四棱柱状突出的支撑 部31。支撑部31的前端面(上端面)为可以与上述布线基板主体12 的背面23接触的接触面32。在支撑部31的接触面32上，向上方开口 的多个针脚塞孔(Pin Spill Port) 34以与上述针脚25相等的间距排列 成格子状。在本实施方式的针脚塞孔34中，比开口部深的部分形成为等剖面 形状，另一方面开口部形成为随着接近开口端(上端)剖面积逐渐增 大。此外，该针脚塞孔34的开口部具有大小可容纳针脚25的头部26 的孔径，相对于针脚前端侧的直径具有一些富余。另外，下夹具14的 支撑部31优选由机械性强度高的金属材料形成，例如使用包含钨/碳化 物(WC)和钴(Co)等超硬合金形成。如图l所示，在本实施方式的焊料突起平坦化装置10上，设有用 于将上夹具13及下夹具14加热到预定温度的电热加热器41、 42。在 通过该电热加热器41、 42对各夹具13、 14加热的状态下，进行上述 焊料突起22的顶部27的平坦化及粗糙化。在图4所示的被平坦化及粗糙化的焊料突起22上，从上述布线基板主体12的表面20到焊料突起22的顶部27的高度在本实施方式中 被设定为30/mi。此外，顶部27的表面粗糙度Ra被设定为0.4/mi，在 顶部27的平坦面上产生凹凸。进而，顶部27的共面性的测量值与上 夹具13的挤压用粗糙面30的平坦度相等，被设定为每lcn^在10/mi 以下。另外，被平坦化及粗糙化的焊料突起22的最大直径优选被设定为 上述垫片21的直径的0.5倍以上、1.2倍以下。如果焊料突起22的最 大径大于垫片21的直径的1.2倍，则在将焊料突起22加热熔融而接合 上述IC芯片45时，存在从垫片21溢出的焊料与相邻的垫片21的焊 料突起22接触而短路的危险。另一方面，若焊料突起22的最大径小 于垫片21的0.5倍，则即使将焊料突起22加热熔融也不怎么增高，顶 部27难以靠近IC芯片45的连接端子47，因此难以将焊料突起22和 连接端子47接合。另外，在本实施方式中，垫片21的直径为150/mi, 因此焊料突起22的最大径优选为75Mm以上、180Mm以下。此外，焊 料突起22的顶部27的直径优选被设定为焊料突起22的最大径的0.5 倍以上、小于1.0倍，更优选被设定为焊料突起22的最大径的0.8倍 以上、小于1.0倍。如果顶部27的直径小于焊料突起22的最大径的 0.5倍，则无法将接合IC芯片45时所需的焊剂28充分堆积在顶部27 的平坦面上。另一方面，若顶部27的直径在焊料突起22的最大径的 l.O倍以上，则在将焊料突起22加热熔融而接合IC芯片45时，存在 构成顶部27的焊料与相邻的垫片21的焊料突起22接触而短路的危险。 另外，在本实施方式中，焊料突起22的最大径为75pm以上、180/mi 以下，因此顶部27的直径优选为37.5pm以上、小于180/mi。接下来，对本实施方式中的布线基板11 (及带有部件的布线基板) 的制造方法进行说明。如下制造布线基板ll。首先，在芯板上形成由环氧树脂构成的树 脂绝缘层，并且在芯板及树脂绝缘层的表面上，通过使用无电解镀铜及电解镀铜的半添加法形成铜布线。由此，形成布线基板主体12。另 外，也可以通过减去法或全添加法形成铜布线。接下来，在布线基板主体12的表面20的多个位置上，实施无电解镀Ni-P，进而实施无电解镀Au，从而形成由Ni-P镀层及Au镀层构 成的垫片21。另外，在布线基板主体12的表面20上未形成垫片21的 部位，使用丙烯酸树脂或环氧树脂等形成阻焊剂19 (参照图4等)。并且，在焊料突起配置工序中，在布线基板主体12的表面20上 形成的垫片21上，使用未图示的金属掩模印制焊料浆。并且，将印制 有焊料浆的布线基板主体12配置在回流炉内，加热到比焊料的熔点高 10 4(TC的温度，然后进行冷却。由此，半球状凸起形状的多个焊料 突起22被配置在布线基板主体12的表面20侧。此外，在布线基板主 体12的背面23上形成多个垫片24，在各垫片24上焊接针脚25。其 结果，布线基板11制作完成(参照图1 图3)。接下来，将布线基板11在表面20侧朝向上方的状态下安置到移 动夹具15上。此外，由电热加热器41、 42将上夹具13及下夹具14 加热到ll(TC。并且，通过移动夹具15的传送及升降动作，使得布线 基板11由下夹具14的支撑部31来支撑。其结果，在布线基板11的 背面23上，被支撑区域AR2 (参照图1、图3)内的多个针脚25被切 实地引导到形成在支撑部31上的针脚塞孔34，布线基板11在与支撑 部31的接触面32紧贴的状态下得到支撑。并且，在焊料突起成形工序中，使上夹具13下降，用上夹具13 的挤压用粗糙面30按压布线基板11上的各焊料突起22的顶部27。此 时，按压各顶部27使其高度对齐。这样，压力(在本实施方式中在每 一个焊料上为0.07Kg)切实且均匀地施加到各焊料突起22的顶部27 上，顶部27被压塌的结果是，焊料突起22被平坦化的同时被粗糙化。 然后，结束了焊料突起成形工序的布线基板11通过移动夹具15的传送及升降动作被传送到装置外部。然后，在焊剂供给工序中，向己被平坦化及粗糙化的各焊料突起22的顶部27供给焊剂28。另外，作为 供给焊剂28的方法，包括将液状的焊剂28涂布到顶部27上的方法、 将液状的焊剂28通过焊剂涂布器供给到顶部27上的方法、使泡沬状 的焊剂28与顶部27接触的泡沫式的方法、以及将雾状的焊剂28吹到 顶部27上的喷雾式的方法等。另外，焊剂28的种类并无特别限定， 可以使用现有的公知焊剂。进而，在加热熔融工序中，使IC芯片45的底面46侧上配置的多 个连接端子47与布线基板11的表面20侧上配置的焊剂供给完毕的多 个焊料突起22对应地配置(参照图4)。并且，在该状态下将各焊料 突起22加热熔融(回流)，从而焊剂28被气化，并且各焊料突起22 和各连接端子47接合(参照图5、图6)。由此，IC芯片45搭载在布 线基板11上的带有部件的布线基板制作完成。接下来，说明对共面性及空隙的评价方法及其结果。首先，如下准备测量用样品。准备配置有与本实施方式相同的焊 料突起22 (被平坦化及粗糙化的焊料突起)的基板，并以此作为实施 例。此外，准备配置有未被平坦化及粗糙化的焊料突起81的基板82 (参照图7)，并以此作为比较例l。进而，准备配置有与现有技术相 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 (参 照图IO)，并以此作为比较例2。另外，将实施例的焊料突起22的顶 部27的表面粗糙度Ra设为0.4/mi，将比较例2的焊料突起91的顶部 的表面粗糙度Ra设为0.05/mi。接下来，对各测量用样品(实施例，比较例l、 2)进行共面性测 量。此外，为了提高评价的可靠性，变更测量用样品的制作日实施两 次测量。另外，无法用相同的测量器实施未被平坦化的焊料突起81的 共面性测量、和被平坦化的焊料突起22、 91的共面性测量。因此，在焊料突起81的共面性测量上使用Solvision公司制造的测量器，在焊料 突起22、 91的共面性测量上使用夕力乂株式会社制造的测量器。进行共面性测量的结果，未被平坦化的比较例1的焊料突起81的 共面性的测量值最大。另一方面，实施例的焊料突起22及比较例1的 焊料突起91确认出均可以减小共面性的测量值。此外，确认出进行第 二次共面性测量的结果也是与第一次的测量相同的结果。此外，对各测量用样品(实施例，比较例1、 2)进行空隙的测量。 具体而言，将焊料突起22、 81、 91和在模拟模具(dummy die) 101的 底面侧配置的连接端子102接合，并观察此时的状态，从而进行空隙 的测量(参照图8、图9、图11、图12等)。具体而言，对在模拟模 具101接合前未确认出空隙、但是在模拟模具101接合后初次确认出 空隙的位置进行X线衍射装置(XRD)的观察(XRD观察)，对空隙 的个数进行计数。此外，通过对焊料突起22、 81、 91的剖面进行观察 (横截面观察)，也对空隙的个数进行计数。此外，为了提高各种观 察的评价的可靠性，变更测量用样品的制作日各实施两次测量。另外， 也可以在施加与使焊料突起22、 81、 91加热熔融所需的温度相同温度 的热量的状态下，进行空隙的测量。通过XRD观察对空隙的个数进行计数的结果，确认出在比较例2 的焊料突起91上产生最多的空隙93。另一方面，确认出在实施例及比 较例1的焊料突起22、 81上产生的空隙的个数少于比较例2。此外， 确认出在实施例的焊料突起22上产生的空隙的个数与在比较例1的焊 料突起81上产生的空隙的个数几乎没有差异。另外，通过第二次的 XRD观察对空隙的个数再次进行计数，确认出与第一次的XRD观察具 有相同的结果。此外，通过横截面观察对空隙的个数进行计数的结果，在比较例 2的焊料突起91上产生了较多的空隙93。具体而言，在比较例2中，在98个中的9个焊料突起91上产生了空隙93，空隙93的产生率为 9/98 =约9.2%。另一方面，确认出在实施例及比较例1的焊料突起22、 81上产生的空隙的个数少于比较例2。具体而言，在实施例中，在98 个中的2个焊料突起22上产生了空隙，空隙的产生率为2/98 =约2.0%。 在比较例1中，在98个中的一个焊料突起81上产生了空隙，空隙的 产生率为1/98 =约1.0%。此外，确认出在比较例2的焊料突起91上产 生的空隙93比在实施例及比较例1的焊料突起22、 81上产生的空隙 大。另外，确认出在实施例的焊料突起22上产生的空隙的数量比在比 较例1的焊料突起81上产生的空隙的数量稍多，但是大小相等。进而，进行第二次的横截面观察，对在比较例1、 2的焊料突起 81、 91上产生的空隙的个数再次进行计数。另外，在实施例的焊料突 起22上产生的空隙的个数与比较例1的情况大致相同，因此未特意进 行第二次的横截面观察。其结果是，确认出发现了与第一次的横截面 观察相同的趋势。即，在比较例2中，在144个中的三个焊料突起91 上产生空隙93，空隙93的产生率为3/144=约2.0%。另一方面，在比 较例1中，在144个中的一个焊料突起81上产生空隙，空隙的产生率 为1/144 =约0.7%。由此，确认出实施例及比较例2的焊料突起22、 91的共面性的测 量值大于比较例1的焊料突起81的共面性的测量值。从而，证明了若 将实施例及比较例2采用于布线基板11，则在与模拟模具101的连接 端子102的连接上难以产生不良情况。但是，确认了在比较例2的焊 料突起91上产生的空隙93的个数比在实施例及比较例1的焊料突起 22、 81上产生的空隙多且大。从而，确认了在布线基板11上适合共面 性的测量值小、并且产生空隙的可能性也小的实施例。从而，根据本实施方式能够得到如下效果。(1)在本实施方式的布线基板11中，在焊料突起成形工序中多个焊料突起22的顶部27被平坦化，共面性的测量值为每lcn^在10/mi 以下，因此与IC芯片45的连接端子47的连接能够切实且容易地进行。 因此，能够防止焊料突起22的一部分与连接端子47处于未连接状态 的问题(断路故障)的产生。并且，在焊料突起成形工序中各焊料突起22的顶部27被粗糙化， 使面粗糙度Ra为0.4/mi，在顶部27的平坦面上形成微小的凹凸，因此 容易在该部分堆积焊剂28。此外，形成在顶部27上的凹凸在加热熔融 时成为气化的焊剂的气体排出通路，因此气化的焊剂28穿过气体排出 通路切实地从顶部27放出到外部。因此，能够防止由于气化的悍剂28 滞留在焊料突起22内而引起空隙的产生。从而，焊料突起22与IC芯 片45的连接端子47的连接可靠性提高。(2) 在本实施方式中，在顶部27的平坦面上产生凹凸，使连接 端子47的接合性提高的焊剂28容易堆积在顶部27上，因此在加热熔 融工序中焊剂28容易与连接端子47接触。因此，焊料突起22与连接 端子47的接合性提高。(3) 在本实施方式中，在挤压焊料突起22时在被支撑区域AR2 上容易集中挤压力，但是能够整体上由下夹具14的支撑部31支撑被 支撑区域AR2。因此，能够防止布线基板11的变形，能够切实且容易 地得到具有共面性优异的焊料突起群的布线基板11。因此，能够由上 夹具13将突起形成区域AR1内的多个焊料突起22切实地挤压并平坦 化。第二实施方式接下来，根据图13 图16详细说明将本发明的具体化的第二实 施方式。在这里以与第一实施方式不同的部分为中心进行说明，对共 同的部分标以相同的部件标号，省略其说明。在本实施方式中，与上述第一实施方式的不同点在于，在供给焊剂28之间的焊料突起111上，顶部112具有凹凸，并且整个表面由氧 化膜113覆盖，以及未由焊料突起平坦化装置IO平坦化(参照图13)。 以下，说明本实施方式中的布线基板lla (带有部件的布线基板)的制 造方法。首先，在焊料突起配置工序中，将在垫片21上印制有焊料浆的布 线基板主体12配置在回流炉内，加热到比焊料的熔点高10 4(TC的温 度。此时，将焊料浆熔融，成为半球状凸起的形状的焊料突起111。接 下来，在焊料突起成形工序中，在布线基板lla上配置金属模(未图 示)，在焊料突起111的表面上使金属模的粗糙面接触的状态下，将 焊料突起111冷却。其结果，形成顶部112上形成有凹凸(粗糙化) 的焊料突起111 (参照图13)。此外，焊料突起111的表面氧化，焊 料突起111的整个表面由铅构成的氧化膜113覆盖。另外，也可以通 过CZ处理、或使用研磨装置的研磨等其他方法将焊料突起111的顶部 112粗糙化。在接下来的焊剂供给工序中，向各焊料突起111的整个表面(顶 部112及侧面)供给焊剂28。由此，氧化膜113以形成在顶部112上 的凹凸为起点熔化，露出构成凹凸的突起的前端(参照图14)。然后， 在布线基板主体12的背面23上形成多个垫片24，在各垫片24上焊接 针脚25，则布线基板lla制作完成。进而，在加热熔融工序中，使IC芯片45的多个连接端子47与多 个焊料突起111对应地配置(参照图15)，并且将各焊料突起111加 热熔融(回流)。由此，焊剂28被气化，并且各焊料突起111和各连 接端子47接合(参照图15、图16)，带有部件的布线基板制作完成。从而，在本实施方式中，氧化膜113的一部分在焊剂供给工序中 通过向各悍料突起111供给悍剂28而熔化，在熔化的部分露出焊料突起111的表面。其结果，在到达焊料突起111的熔点(在本实施方式 中为183C)时焊料突起111开始熔化，因此焊料突起lll容易熔融，并且焊料突起111与IC芯片45容易连接。另外，也可以将本发明的实施方式进行如下变更。在上述第一实施方式中，在焊料突起成形工序中，对焊料突起22 的顶部27进行平坦化的同时进行粗糙化。但是，在焊料突起成形工序 中，也可以分别进行将顶部27平坦化的平坦化工序、和将顶部27粗 糙化的粗糙化工序。在上述第一实施方式中，使用上夹具13对多个焊料突起22的顶 部27进行按压，从而对顶部27进行平坦化及粗糙化。但是，也可以 通过平面研磨对焊料突起22的顶部27进行平坦化及粗糙化。例如， 将具有多个焊料突起22的布线基板11放置在具有多个通孔的真空吸 附板上，降低真空吸附板的下表面侧的气压，通过真空吸附将布线基 板11固定。接下来，使用具有如研磨机(Grinder)等旋转研磨板的研 磨装置，将多个焊料突起22的顶部27统一研磨。具体而言，使粗糙 度为#1000的圆板状的旋转研磨板以120rpm旋转，并且以0.2mm/秒的 速度下降，将多个焊料突起22的顶部27统一研磨，进行平坦化及粗 糙化。另外，作为研磨方式，可以使用干式及湿式两种。在上述第二实施方式中，制造了具有顶部112未被平坦化的焊料 突起111的布线基板lla (带有部件的布线基板)，但是如图17所示， 也可以制造具有顶部122被平坦化的焊料突起121的布线基板llb(带 有部件的布线基板)。上述实施方式的焊料突起22、 111适用于在布线基板11、 lla和 IC芯片45的接合上使用的装置，但是例如也可以适用于在布线基板 11、 lla和主板(Motherboard)的接合上使用的装置。接下来，除了权利要求的范围中记载的技术思想以外，基于上述 实施方式的技术思想列举如下。(1) 一种带有部件的布线基板的制造方法，该带有部件的布线基 板由在布线基板主体的表面侧上配置的多个焊料突起和在部件的底面 侧上配置的多个连接端子接合而成，其特征在于，包括如下工序平 坦化工序，按压多个焊料突起的顶部以使其高度对齐而平坦化；粗糙 化工序，对多个焊料突起的顶部进行粗糙化；焊剂供给工序，向已被 平坦化及粗糙化的多个焊料突起的顶部供给焊剂；以及加热熔融工序，使上述部件上的上述多个连接端子与焊剂供给完毕的上述多个焊料突 起对应地配置，并且在该状态下对上述多个焊料突起进行加热熔融。(2) —种带有部件的布线基板的制造方法，该带有部件的布线基板由在布线基板主体的表面侧上配置的多个焊料突起和在部件的底面侧上配置的多个连接端子接合而成，其特征在于，包括如下工序焊 料突起成形工序，对多个焊料突起的顶部进行平坦化及粗糙化；焊剂 供给工序，向已被平坦化及粗糙化的上述多个焊料突起的上述顶部供 给焊剂；以及加热熔融工序，使上述部件上的上述多个连接端子与焊 剂供给完毕的上述多个焊料突起对应地配置，并且在该状态下对上述 多个焊料突起进行加热熔融，在上述焊料突起成形工序中，使用具有 挤压用粗糙面的挤压夹具，按压多个焊料突起的顶部以使其高度对齐， 从而对上述顶部进行平坦化的同时进行粗糙化，上述挤压夹具具有用 于对该挤压夹具进行加热的加热单元。(3) —种带有部件的布线基板的制造方法，该带有部件的布线基 板由在布线基板主体的表面侧上配置的多个焊料突起和在部件的底面 侧上配置的多个连接端子接合而成，其特征在于，包括如下工序焊 料突起成形工序，对多个焊料突起的顶部进行平坦化及粗糙化；焊剂 供给工序，向已被平坦化及粗糙化的上述多个焊料突起的上述顶部供给焊剂；以及加热熔融工序，使上述部件上的上述多个连接端子与焊剂供给完毕的上述多个焊料突起对应地配置，并且在该状态下对上述多个焊料突起进行加热熔融，在上述焊料突起成形工序中，使用具有挤压用粗糙面的陶瓷制的挤压夹具，按压多个焊料突起的顶部以使其高度对齐，从而对上述顶部进行平坦化的同时进行粗糙化，上述挤压 夹具具有用于对该挤压夹具进行加热的加热单元。(4) 一种具有焊料突起的布线基板，其特征在于， 顶部已被平坦化及粗糙化的多个焊料突起被配置在布线基板主体的表面上，并且上述顶部的共面性的测量值为每lcit^在10/im以下， 并且表面粗糙度Ra在0.3/mi以上、5/mi以下，从上述布线基板主体的 表面到上述顶部的高度在10/mi以上、30jLtm以下。(5) —种焊料突起平坦化装置，将表面侧上设有多个焊料突起的 布线基板支撑在支撑夹具上，并在该状态下由挤压夹具将上述多个焊 料突起挤压并平坦化，其特征在于，上述挤压夹具具备具有可与上述 布线基板主体的背面接触的接触面的支撑部，上述挤压夹具具有表面 粗糙度在0.3/mi以上、2/mi以下的挤压用粗糙面。
权利要求
1. 一种带有部件的布线基板的制造方法，该带有部件的布线基板由在布线基板主体的表面侧上配置的多个焊料突起和配置在部件的底面侧上的多个连接端子接合而成，其特征在于，包括如下工序焊料突起成形工序，对多个焊料突起的顶部进行平坦化及粗糙化；焊剂供给工序，向已被平坦化及粗糙化的上述多个焊料突起的上述顶部供给焊剂；以及加热熔融工序，使上述部件上的上述多个连接端子与焊剂供给完毕的上述多个焊料突起对应地配置，在该状态下对上述多个焊料突起进行加热熔融。
2. 根据权利要求l所述的带有部件的布线基板的制造方法，其特 征在于，在上述焊料突起成形工序中，使用具有挤压用粗糙面的挤压夹具， 按压多个焊料突起的顶部以使其高度对齐，从而对上述顶部进行平坦 化的同时进行粗糙化。
3. 根据权利要求1或2所述的带有部件的布线基板的制造方法， 其特征在于，上述多个焊料突起由无铅焊料构成。
4. 一种具有焊料突起的布线基板的制造方法，其特征在于，包括 如下工序焊料突起配置工序，在布线基板主体的表面侧配置多个焊料突起; 和焊料突起成形工序，对上述多个焊料突起的顶部进行平坦化及粗糙 化。
5. 根据权利要求4所述的具有焊料突起的布线基板的制造方法， 其特征在于，在上述焊料突起成形工序中，使用具有挤压用粗糙面的挤压夹具， 按压多个焊料突起的顶部以使其高度对齐，从而对上述顶部进行平坦化的同时进行粗糙化。
6. 根据权利要求4或5所述的具有焊料突起的布线基板的制造方 法，其特征在于，上述多个焊料突起由无铅焊料构成。
7. —种具有焊料突起的布线基板，其特征在于，顶部已被平坦化及粗糙化的多个悍料突起被配置在布线基板主体的表面上，并且上述顶部的共面性的测量值为每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. 根据权利要求7所述的具有焊料突起的布线基板，其特征在于， 上述多个焊料突起由无铅焊料构成。
9. 一种具有焊料突起的布线基板的制造方法，其特征在于，包括 如下工序焊料突起配置工序，在布线基板主体的表面侧配置多个焊料突起； 和焊料突起成形工序，对上述多个焊料突起的顶部进行粗糙化。
10. —种带有部件的布线基板的制造方法，该带有部件的布线基 板由在布线基板主体的表面侧上配置的多个焊料突起和在部件的底面 侧上配置的多个连接端子接合而成，其特征在于，包括如下工序焊料突起成形工序，对多个焊料突起的顶部进行粗糙化；和 焊剂供给工序，向已被粗糙化的上述多个焊料突起的上述顶部供 给焊剂。
11. 根据权利要求IO所述的带有部件的布线基板的制造方法，其 特征在于，供给上述焊剂之前的上述多个焊料突起在上述顶部具有凹凸，并 且整个表面由氧化膜覆盖，在上述焊剂供给工序中，通过向上述多个焊料突起的上述顶部供 给焊剂而熔化上述氧化膜。
全文摘要
本发明提供一种能够降低焊料突起的共面性的测量值，并且能够防止产生空隙的带有部件的布线基板的制造方法、具有焊料突起的布线基板的制造方法及布线基板。在焊料突起成形工序中，对多个焊料突起(22)的顶部(27)进行平坦化及粗糙化。在焊剂供给工序中，向已被平坦化及粗糙化的多个焊料突起(22)的顶部(27)供给焊剂(28)。在加热熔融工序中，使IC芯片(45)上的多个连接端子(47)与焊剂供给完毕的多个焊料突起(22)对应地配置，并且在该状态下对多个焊料突起(22)进行加热熔融。由此，焊料突起(22)中含有的焊剂(28)在加热熔融工序中在被加热熔融时气化，切实地从顶部(27)放出到外部。
文档编号H01L23/48GK101276760SQ20081000853
公开日2008年10月1日 申请日期2008年1月23日 优先权日2007年1月24日
发明者樽谷拓哉, 西尾文孝, 齐木一 申请人:日本特殊陶业株式会社