JPH0758150A - How to mount electronic components - Google Patents
How to mount electronic componentsInfo
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- JPH0758150A JPH0758150A JP19983493A JP19983493A JPH0758150A JP H0758150 A JPH0758150 A JP H0758150A JP 19983493 A JP19983493 A JP 19983493A JP 19983493 A JP19983493 A JP 19983493A JP H0758150 A JPH0758150 A JP H0758150A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は位置づれを防止した電子
部品特に半導体チップの装着方法に関する。大量の情報
を迅速に処理する必要から、情報処理装置は大容量化が
行なわれており、装置の主体を構成する半導体装置は単
位素子の小形化による大容量化が行なわれてLSIやV
LSIなどの大容量素子が実用化されている。なお、こ
れら半導体素子の装着法としては装置を小形化する必要
からハーメチックシール構造をとるジュワルインライン
パッケージやフラットパッケージ構造に替わってパッケ
ージ加工を施さないベア状態での半導体素子が使用され
つゝある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for mounting electronic parts, especially semiconductor chips, which prevent misalignment. Due to the necessity of rapidly processing a large amount of information, the information processing apparatus has been made large in capacity, and the semiconductor device which constitutes the main body of the apparatus has been made large in capacity by miniaturizing the unit elements, and LSI and V
Large-capacity elements such as LSI have been put to practical use. As a method for mounting these semiconductor elements, a bare semiconductor element that is not packaged is used in place of the Jewal inline package that has a hermetically sealed structure or the flat package structure because it is necessary to downsize the device. .
【0002】[0002]
【従来の技術】マトリックス状に半田バンプを形成した
半導体素子(以下略して半導体チップ)の装着法として
は当初チップの半田バンプ形成面にフラックスをスプレ
イ法などにより塗布し、これをセラミック多層回路基板
などに予めパターン形成してあるパッドに位置合わせし
た後、これを電気炉に通すなどの方法で加熱し、回路接
続を行なっていた。2. Description of the Related Art As a method of mounting a semiconductor element (hereinafter, semiconductor chip) on which solder bumps are formed in a matrix, flux is first applied to the solder bump formation surface of the chip by a spray method or the like, and this is applied to a ceramic multilayer circuit board. After aligning with a pad on which a pattern is formed in advance, the circuit is connected by heating the pad through an electric furnace.
【0003】こゝで、半田バンプの大きさは直径が約10
0 μm で高さが約80μm 程度のものが多く、これが250
μm 程度のピッチ間隔でマトリックス状に配列して設け
られているが、かゝる半導体チップを回路基板に装着し
た後は相互の間隔が必然的に80μm 以下となるためにフ
ラックスを充分に洗浄除去することは不可能であり、フ
ラックスが残存する場合が多い。The size of the solder bump is about 10 in diameter.
Many of them have a height of 0 μm and a height of about 80 μm.
They are arranged in a matrix with a pitch interval of approximately μm, but after such semiconductor chips are mounted on a circuit board, the mutual interval is necessarily 80 μm or less, so the flux is thoroughly washed and removed. It is impossible to do so, and flux often remains.
【0004】なお、フラックスとして一般にアミンハロ
ゲン化水素酸塩が使用されており、このフラックスは加
熱によりハロゲン化水素、例えば塩酸(HCl)を分離し、
これにより半田バンプとパッドの表面にある酸化物を溶
解除去することにより半田融着が行なわれている。そし
て、半田付け工程が終わった後は従来はトリクロロエタ
ンなどの洗浄剤を使用して洗浄が行なわれていた。然
し、洗浄が不充分でアミンハロゲン化水素酸塩が残存す
ると、これにより半田の腐食が進行すると云う問題があ
る。In general, amine hydrohalide is used as the flux, and this flux separates hydrogen halide, for example, hydrochloric acid (HCl) by heating,
As a result, solder fusion is performed by dissolving and removing the oxides on the surfaces of the solder bumps and pads. Then, after the soldering process is completed, conventionally, cleaning is performed using a cleaning agent such as trichloroethane. However, if the cleaning is insufficient and the amine hydrohalide remains, there is a problem that the corrosion of the solder progresses.
【0005】そこで、最近はフラックスを使用しないフ
ラックスレス接合法が実用化されている。その方法は半
田付けを行なう前に半導体チップの半田バンプにフラッ
クスを塗布して後、半田の融点以上にまで加熱して半田
バンプの表面にある酸化皮膜や不純物などを分解溶解し
て洗浄処理を行なうことにより半田バンプの表面を清浄
化した後、この半導体チップを回路基板上にパターン形
成してあるパッドに位置合わせし、不活性雰囲気中で加
熱することにより半田付けする方法である。然し、この
方法の問題点は振動により位置づれが生じ易いことであ
る。Therefore, recently, a fluxless joining method using no flux has been put into practical use. The method is to apply flux to the solder bumps of the semiconductor chip before soldering, then heat up to the melting point of the solder or higher to decompose and dissolve the oxide film and impurities on the surface of the solder bumps for cleaning treatment. After cleaning the surfaces of the solder bumps by carrying out the solder bumps, the semiconductor chips are aligned with the pads patterned on the circuit board and heated in an inert atmosphere for soldering. However, the problem with this method is that it tends to cause misalignment due to vibration.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】マトリックス状に半田
バンプを形成した構造をとる半導体チップの回路基板へ
の装着法としてフラックスレス接合法があり、半田バン
プの表面を清浄化した後、回路基板のパッドに位置合わ
せし、加熱することにより接合を行なっている。然し、
半田バンプの径は約100 μm と小さく、これが約250 μ
m の微細ピッチでマトリックス状に配列しているため、
注意深く回路基板のパッドに位置合わせを行なっても、
僅かな振動や衝撃により位置づれが生じ易く、量産工程
の作業性を低下させている。そこで、この作業性の向上
が課題である。There is a fluxless bonding method as a method of mounting a semiconductor chip having a structure in which solder bumps are formed in a matrix shape on a circuit board. After the surface of the solder bumps is cleaned, the circuit board of the circuit board is cleaned. Bonding is performed by aligning with the pad and heating. However,
The diameter of the solder bump is as small as about 100 μm, which is about 250 μm.
Since they are arranged in a matrix with a fine pitch of m,
Even if you carefully align the pads on the circuit board,
Misalignment is likely to occur due to slight vibrations and impacts, which reduces workability in mass production processes. Therefore, improvement of this workability is an issue.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の課題は予め清浄化
してある半田バンプの接合面に常温で粘度が1000 cps以
上の三価アルコールを塗布した後、回路基板のパッドに
位置合わせして加熱し、融着する方法をとることにより
解決することができる。[Means for Solving the Problems] The above problem is to apply a trihydric alcohol having a viscosity of 1000 cps or more at room temperature to the bonding surface of a solder bump that has been cleaned in advance, and then heat it by aligning it with the pad of the circuit board. However, it can be solved by adopting a fusion method.
【0008】[0008]
【作用】本発明は半田フラックスとして常温で粘度が10
00 cps以上の三価アルコールを使用するものである。発
明者は半田付け工程の作業性を向上するには揺変性(Th
ixotropy) をもち自己整合性をもつ無害のフラックスが
必要であることから、これに適する材料について研究し
た。すなわち、量産に適した方法で半田付けを行なうに
は半田付けを行なう物体をコンベアに載せて電気炉を通
すリフロー法をとる必要があるが、この工程で対象物体
に多少の衝撃や振動が加わることは避けられず、そのた
め、衝撃や振動を吸収するか緩和する融剤(フラック
ス)の使用が必要である。[Function] The present invention has a viscosity of 10 as a solder flux at room temperature.
It uses a trihydric alcohol of 00 cps or more. The inventor has a thixotropic (Th
Since a harmless flux with ixotropy) and self-consistency is required, a material suitable for this is studied. That is, in order to perform soldering by a method suitable for mass production, it is necessary to use a reflow method in which an object to be soldered is placed on a conveyor and passed through an electric furnace, but in this process, some shock or vibration is applied to the object. This is unavoidable and therefore requires the use of a flux that absorbs or cushions shocks and vibrations.
【0009】こゝで、この目的に使用するフラックスの
必要条件は、 粘度が高いこと、 半田付け温度の
近傍で蒸発するか、或いは分解するが、その際に腐食性
のガスが発生しないこと、であり、発明者はこれに適す
る材料として三価アルコールを選んだ。すなわち、分解
する際に腐食性のガスを発生しないためには、これらの
成分を全く含まない多価アルコール特に三価アルコール
が適当とあると推定した。Here, the requirements for the flux used for this purpose are that the viscosity is high, that it evaporates or decomposes near the soldering temperature, but no corrosive gas is generated at that time. Therefore, the inventor chose trihydric alcohol as a material suitable for this. That is, it was presumed that polyhydric alcohols, especially trihydric alcohols, which do not contain any of these components, are suitable in order to generate no corrosive gas during decomposition.
【0010】すなわち、多価アルコールには二価アルコ
ール,三価アルコール,四価アルコール,五価アルコー
ル,六価アルコールと各種のものがあるが、二価アルコ
ール(グリコール,代表的なものはエチレングリコー
ル)は粘度が低く、また、沸点も低く(197.6 ℃) 、本
目的のフラックスとしては使用できない。また、四価,
五価, 六価アルコールは何れも結晶性固体であってこの
目的には適さない。That is, there are various polyhydric alcohols such as dihydric alcohol, trihydric alcohol, tetrahydric alcohol, pentahydric alcohol and hexahydric alcohol, and dihydric alcohol (glycol, a typical one is ethylene glycol). ) Has a low viscosity and a low boiling point (197.6 ° C), so it cannot be used as a flux for this purpose. Also, tetravalent,
Both pentahydric and hexahydric alcohols are crystalline solids and are not suitable for this purpose.
【0011】なお、三価アルコール(通称トリオール)
には各種のものがあり、グリセリン〔CH2OHCH(OH)CH2O
H] は沸点290.5 ℃で沸点に達すると共に分解し、一
方、粘度は常温(20℃) で1412 cpsである。また、ヘキ
サントリオール〔HOCH2CH(OH)CH2(CH2)2CH2OH]は粘度は
常温(20℃) で2584 cpsであり、ブタントリオール[HOC
H2CH2CH(OH)CH2OH] も類似の粘度を有し、沸点に達する
と共に分解する性質をもっている。Trihydric alcohol (commonly known as triol)
There are various types of glycerin [CH 2 OHCH (OH) CH 2 O
H] decomposes as it reaches the boiling point at 290.5 ° C, while the viscosity is 1412 cps at room temperature (20 ° C). Hexanetriol [HOCH 2 CH (OH) CH 2 (CH 2 ) 2 CH 2 OH] has a viscosity of 2584 cps at room temperature (20 ° C).
H 2 CH 2 CH (OH) CH 2 OH] also has a similar viscosity and has a property of decomposing as the boiling point is reached.
【0012】本発明はこのように半田付け温度の近傍ま
でフラックスとして残存して位置ずれを防ぐもので、ト
リオールをこの目的に使用することにより半田バンプと
パッドとの位置決めを確保し、半田付け工程の作業性を
向上するものである。According to the present invention, the flux remains in the vicinity of the soldering temperature as described above to prevent the positional deviation. By using triol for this purpose, the positioning between the solder bump and the pad is ensured and the soldering process is performed. The workability of is improved.
【0013】[0013]
【実施例】実施例1:(フラックスとして1,2,6-ヘキサ
ントリオール使用例)半導体チップとしては直径が100
μm で高さが80μm の半田バンプが250 μmピッチで21
×21個マトリックス状に配列しているものを使用した。
こゝで半田はPb-5%Snの組成で融点は300 ℃で半田バン
プはメッキ法で作られている。また、装着を行なう回路
基板はガラス・セラミックよりなり、装着を行なうパッ
ドは真空蒸着法により金(Au)/ニッケル(Ni)/チタン/
(Ti/クローム(Cr) の四層構造をとって作られてい
る。[Example] Example 1: (Example of using 1,2,6-hexanetriol as a flux) A semiconductor chip has a diameter of 100.
21 μm and 80 μm high solder bumps at 250 μm pitch
21 pieces were used which were arranged in a matrix.
Here, the solder has a composition of Pb-5% Sn, the melting point is 300 ° C, and the solder bumps are made by plating. The circuit board used for mounting is made of glass ceramic, and the pad used for mounting is gold (Au) / nickel (Ni) / titanium / by vacuum deposition.
(It is made by taking a four-layer structure of Ti / chrome (Cr).
【0014】まず、半導体チップの半田バンプにアミン
ハロゲン化水素酸塩を含む市販のフラックスをスプレイ
し、窒素(N2)雰囲気中で300 ℃に加熱し、半田バンプ上
に存在していた酸化皮膜を除いた。次に、この半導体チ
ップの半田バンプ面に1,2,6-ヘキサントリオールをスプ
レイした後、従来と同様な方法で回路基板のパッドに半
導体チップの半田バンプを位置決めし、最高温度が350
℃に設定してあるリフロー炉を通すことにより半田付け
を行なった。その結果、半田バンプの位置ずれは生じて
おらず、また、フラックスの残留も認められなかった。 実施例2:(フラックスとして1,2,4-ブタントリオール
使用例)実施例1においてフラックスとして使用した1,
2,6-ヘキサントリオールの代わりに1,2,4-ブタントリオ
ールを使用した以外は全く同様であり、半田付けを行な
った結果、半田バンプの位置ずれは生じておらず、ま
た、フラックスの残留も認められなかった。First, a solder bump of a semiconductor chip was sprayed with a commercially available flux containing an amine hydrohalide salt and heated to 300 ° C. in a nitrogen (N 2 ) atmosphere to form an oxide film on the solder bump. Excluded. Next, after spraying 1,2,6-hexanetriol on the solder bump surface of this semiconductor chip, the solder bump of the semiconductor chip is positioned on the pad of the circuit board by the same method as the conventional method, and the maximum temperature is 350
Soldering was performed by passing it through a reflow furnace set at ° C. As a result, the solder bumps were not displaced, and no flux remained. Example 2: (Example of using 1,2,4-butanetriol as the flux) Used as the flux in Example 1,
Except that 1,2,4-butanetriol was used in place of 2,6-hexanetriol, the procedure was exactly the same.As a result of soldering, there was no displacement of solder bumps, and there was no flux residue. Was not recognized.
【0015】[0015]
【発明の効果】本発明の実施により、半田バンプの位置
ずれがなくなり、これにより半田付け工程での作業性を
向上することができた。As a result of implementing the present invention, the displacement of the solder bumps is eliminated, and the workability in the soldering process can be improved.
Claims (1)
電子部品のそれぞれの半田バンプを回路基板上に予めパ
ターン形成してあるそれぞれのパッドに位置合わせして
加熱し、半田接合を行なう装着方法において、 予め清浄化してある半田バンプの接合面に三価アルコー
ルを塗布した後、回路基板のパッドに位置合わせして加
熱し、融着することを特徴とする電子部品の装着方法。1. A mounting method in which solder bumps of an electronic component in which solder bumps are formed in a matrix are aligned with respective pads that are pre-patterned on a circuit board and heated to perform solder joining, A method of mounting an electronic component, which comprises applying trihydric alcohol to a bonding surface of a solder bump that has been cleaned in advance, aligning it with a pad of a circuit board, heating and fusing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19983493A JPH0758150A (en) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | How to mount electronic components |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19983493A JPH0758150A (en) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | How to mount electronic components |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0758150A true JPH0758150A (en) | 1995-03-03 |
Family
ID=16414421
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19983493A Pending JPH0758150A (en) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | How to mount electronic components |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0758150A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8707553B2 (en) | 2004-07-08 | 2014-04-29 | International Business Machines Corporation | Method and system for improving alignment precision of parts in MEMS |
US9055701B2 (en) | 2013-03-13 | 2015-06-09 | International Business Machines Corporation | Method and system for improving alignment precision of parts in MEMS |
-
1993
- 1993-08-12 JP JP19983493A patent/JPH0758150A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8707553B2 (en) | 2004-07-08 | 2014-04-29 | International Business Machines Corporation | Method and system for improving alignment precision of parts in MEMS |
US9055701B2 (en) | 2013-03-13 | 2015-06-09 | International Business Machines Corporation | Method and system for improving alignment precision of parts in MEMS |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011120 |