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JPH11330126A - 半田構造部、電子構成部品アセンブリ及び電子構成部品アセンブリの製造方法 - Google Patents

半田構造部、電子構成部品アセンブリ及び電子構成部品アセンブリの製造方法

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JPH11330126A
JPH11330126A JP11108558A JP10855899A JPH11330126A JP H11330126 A JPH11330126 A JP H11330126A JP 11108558 A JP11108558 A JP 11108558A JP 10855899 A JP10855899 A JP 10855899A JP H11330126 A JPH11330126 A JP H11330126A
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solder
substrate
pad
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electronic component
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ピーター・ジェイ・バーフマン
G Courtney Mark
マーク・ジー・コートニー
Faluke Sharge
シャージ・ファルーク
J Interlant Mario
マリオ・ジェイ・インターラント
A Jackson Raymond
レイモンド・エー・ジャクソン
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グレゴリー・ビー・マーチン
K Roy Sdipta
スディプタ・ケー・ロイ
E Sabirinski William
ウィリアム・イー・サビリンスキ
A Satalta Cathleen
カスレーン・エー・サタルタ
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International Business Machines Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に、BGAやCGAのような第２レベルにおいて
基板相互を結合する場合に、疲れ寿命の長い半田構造部
を得る。 【解決手段】 半田構造部１０は、半田の内部コア１０
と、半田に対してぬれ性を有する金属層１２を有する。
基板１７と基板２２は、それぞれパッド１８とパッド２
３を有し、半田構造部１０は、半田結合部１９と２４に
よって、それぞれのパッドに結合されている。半田構造
部１０は、半田の内部コア１０が金属層１２によりコー
ティングされているので、金属層１２が半田構造部１０
を強化し、その結果、熱サイクルの間に引き起こされる
ひずみがボール及び結合部全体により均一に広がること
により、疲れ寿命を長くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半田構造部、この
半田構造部を有する電子構成部品アセンブリ及びこの半
田構造部を有する電子構成部品アセンブリの製造方法関
するものであり、特に、基板を回路カードに接合するよ
うな、電子構成部品における第２レベルの半田接合部に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半田を用いて、電子構造部品から構成さ
れる構成部品などを接合することが技術的によく知られ
ている。電子工学の分野において、多数の電子構成部品
が、他の電子構成部品や他のレベルのパッケージングと
接続される必要がある。たとえば、ＩＣを金属で被覆さ
れた基板や、多層セミック基板（MLC）、積層有機基
板、ガラスセラミック基板、カード（直接チップ付着、
DCA）、あるいは熱的、機械的特性を満たす合成物から
できた基板に実装する場合がある。ここでは、第２レベ
ルの表面実装技術に適切なように説明する。この技術に
おいては、カラム・グリッド・アレイ（CGA）あるいは
ボール・グリッド・アレイ（BGA）が、たとえば、チッ
プを多層セミック基板（MLC）に接続するような、回路
基板と電子モジュールアセンブリの相互接続部を形成す
る。
【０００３】ボール・グリッド・アレイ（BGAs）という
言葉は、半導体ボールのアレイによってボード／カード
に接続された超小型電子基板アセンブリの広範囲のもの
を意味する。このような相互接続部は、まず、半導体ボ
ールを基板アセンブリに結合してBGAをつくり、その
後、BGAは組み立ての過程でカードに接続される。熱膨
張係数（TCE）の本質的な差が、ボードと基板の間に、
たとえば、基板がセラミックからできており、ボードが
エポキシ−ガラス合成物からできている場合に存在す
る。熱サイクルの間、上記TCEの差が半導体ボール相互
接続部の塑性変形を引き起こす。熱サイクルが繰り返さ
れるごとに塑性のひずみが蓄積し、ついには、セラミッ
ク基板とボードの相互接続部の疲労破壊が起こる。
【０００４】BGAの実際の疲れ寿命は、アレイサイズが
大きくなるに従い短くなる。さらには、与えられたアレ
イサイズにおいて、BGAの疲れ寿命は、基板、ボードそ
して相互接続部の材料及び、相互接続部の構造の関数に
なる。従って昨今は、よりハイパワーのパッケージがよ
り高いＩ／Ｏカウントやより大きな相互接続アレイと結
合される傾向にあり、そのため、改善された疲れ寿命を
有する相互接続部が必要とされている。半田カラムアレ
イをボールアレイの代わりに用いることにより、疲れ寿
命における改善が見られる。これは、相互接続長が増加
することにより、疲れ寿命も増加するからである。
【０００５】これは、相互接続長と熱サイクルの間に蓄
積される塑性のひずみとの間に、逆の関係があることに
よる。しかしながら、カラム固有のもろさ、そして、操
作中の損傷に敏感であるということにより、エンドユー
ザーには魅力の薄いものとなっている。一方、BGAsは、
比較的強固であり、操作、取り扱いに関係する損傷にも
それほど敏感ではない。そのため、ボールの幾何的形状
を維持しながら、疲れ寿命を長くするアプローチが強く
求められており、このアプローチが、エンドユーザーに
魅力的な解決を与えてくれるはずである。
【０００６】セラミック・カラム・グリッド・アレイ
（CCGA）・パッケージは、多くのハイパフォーマンスチ
ップパッケージで用いられることが多くなってきてい
る。CCGAの好ましい製造方法は、ワイアカラム法であ
る。この方法は、図７Ａに示されるように、共晶Sn/Pb
半田３４を用いて、カラムアレイ２１を、セラミックキ
ャリア２５に設けられたI/Oパッド２６に付着させる。
チップやダイが取り付けられ、テストされて、さらにキ
ャリアの上でバーンインされた後、モジュールアセンブ
リの最後にカラムを付着することが、低温融解共晶半田
を用いることにより可能になる。
【０００７】このアプローチには、一つの深刻な欠点が
ある。セラミックキャリアは、有機カード３１に、低温
半田、典型的には、共晶Sn/Pb半田３３を用いて接続さ
れる。カードアセンブリにおいては、カラム接合部に欠
陥があったり、あるいはチップキャリア２５をよりハイ
パフォーマンスなチップを有するものに取り替える場
合、モジュールを再加工しなければならない。熱風や他
の局所的加熱技術を用いてカードレベルでの再加工を行
う間、チップキャリア２５とカード３１上の共晶半田面
３３と３４の双方が融ける。その結果、チップキャリア
２５を外す間に、相当数のカラムは、図７Ｂに示すよう
に、カードの背面についたままである。新しいCCGAモジ
ュールを再度取り付ける前に、カードは”整えられて”
いなければならず、これは手作業によりカードI/Oパッ
ド３２に残っているカラムを取り除かなければならな
い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の問題や欠点
から、この発明は、基板を電子モジュールアセンブリに
取り付ける場合、特に、回路ボードのような第２レベル
の電子基板を、多層セラミック基板に取り付けられたチ
ップのような電子モジュールアセンブリにとりつける場
合に、疲れ寿命を長くする半田構造を提供することを一
つの目的とする。又、回路ボードのような基板への付着
接合の場合よりも、より高温で融解するカラム付着接合
部を、チップキャリアI/Oパッドの接合部として製造す
る方法を提供することを他の目的とする。高温融解半田
合金を用いることにより、カードレベルのモジュール再
加工の間も融解することがなく、CCGAチップをカードか
らうまく取り除くことができる。つまり、平板カードI/
Oパッドにカラムを残すことがない。
【０００９】さらに、本発明の半田構造を用いたボール
・グリッド・アレイやカラム・グリッド・アレイ半田相
互接続部を含む構成部品アセンブリを製造する方法を提
供することを他の目的とする。また、本発明の半田構造
と方法を用いて製造される電子構造部品を提供すること
を他の目的とする。そして、本発明の他の目的や利点の
一部は、以下の説明からからも明らかになり、又理解す
ることができる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記及びその他の目的
は、本技術分野の当業者には明らかであり、これらの目
的は、本発明により達成される。本発明は、第１に、た
とえばカラムあるいは球形を有する、半田構造部に関す
るものであり、電子基板相互の半田結合（付着）に用い
られる場合に、疲労に強い半田結合部を構成する。この
半田構造部は、半田の内部コアと、電子基板の付着に用
いられる半田に対してぬれ性を有する第１の金属の層を
有し、この第１の金属層は、内部コアの半田よりも高い
融点を有する。内部コアの半田は、この半田構造部が基
板に取り付けられる半田よりも融点が高いことが好まし
い。尚、半田構造部は球形、カラム形以外であってもよ
い。
【００１１】半田構造部は、およそ２．２１mm（８７mi
l）、あるいはそれ以上、たとえば２．５４mm（１００m
il）程度の高さを有する半田カラムであって、典型的に
は、約０．２５４mm（１０mil）以上の半田カラムであ
ればよい。好ましい半田カラムは、約１．２７mm（５０
mil）から２．２１mm（８７mil）の高さを有する。カラ
ムの高さはその直径のおよそ３倍、あるいはそれ以上
（直径に対する高さの比を一般に、アスペクト比とい
う。）であると、高アスペクト比のために、疲労に対し
て強くなる。半田構造部は、あるいは球形であってもよ
く、典型的には、約０．２５mm（１０mil）から１．１
４mm（４５mil）、あるいはそれ以上の直径を有するも
のである。前記２つの形状を有する半田は、どのような
組成であってもよいが、好ましくくは、重量比で、３か
ら２０％のすずと、残量の鉛を有することが望ましい。
【００１２】本発明の他の態様は、特に第２レベルのア
センブリのような、電子構成部品アセンブリを製造する
方法である。この方法は、電子構成部品の第１の基板の
表面に設けられた第１のパッドに、第２の半田を付着す
るステップと、半田構造部を形成するステップとを有す
るものであり、この半田構造部は、第１の半田の内部コ
アと前記相互接続のために使用される半田に対してぬれ
性を有する第１の金属層とを有する。この金属層は、内
部コアの第１の半田よりも高い融点を有し、内部コア
は、好ましくは、半田構造部を基板に付着する第２の半
田よりも高い融点を有する。
【００１３】さらに、上記半田構造部を上記第２の半田
をリフローすることによって上記第１のパッドに結合す
るステップと、第３の半田を電子構成部品の第２の基板
の表面に設けられた第２のパッドに付着するステップ
と、上記第２の基板の表面に設けられた第２のパッド
を、上記第１の基板上のパッドを含む半田構造部に近接
して接合するステップと、上記第１及び第２の基板を加
熱し、前記半田構造部と前記第２の基板上の第２のパッ
ドとの間の結合部を形成するステップと、相互接続され
て結合された上記アセンブリを冷却するステップとを有
する。本発明の他の態様は、上記方法によって製造され
た電子アセンブリであり、この電子アセンブリは、特に
第２のレベルで相互に接合された電子構成部品を含む物
である。これらの構成部品は、多層セラミック基板や半
導体チップを含むものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】実施の形態１．本発明の好ましい
実施形態を説明する。図面において、数字は本発明の構
成部を指し示す。図面における発明の構成部は必ずしも
縮尺には従っていない。従来技術のいかなる適切な半田
も、本発明の半田構造部を形成するために用いられう
る。好ましくは、半田はいわゆる二元半田であり、重量
比でおよそ３−２０％のすず、典型的には５−１５％、
好ましくはおよそ１０％のすずと、本質的に鉛からなる
残量を含む半田である。この鉛は通常の不純物を含むも
のでよいが、好ましくは、不純物を含まない鉛が用いら
れる。実際に得られた結果から、好ましい具体的な合金
は、重量比でおよそ１０％のすずと、本質的に鉛からな
る残量を含む合金である。
【００１５】本実施形態の半田構造部は、どのような適
切な製造方法によっても製造されうる。球形の半田ボー
ルを製造するこのましい方法は、あらかじめ計測され、
もしくは計量された量の半田をマスク空隙に融かし入
れ、混合物を冷却して固体状の半田を形成する。半田構
造部は、そのあと、モールドから取り除かれる。半田カ
ラムを製造するには線半田が典型的に用いられ、必要な
長さに切断される。半田構造部は、銅のような電気鍍金
浴にさらされて、半田の上に金属層を形成する。
【００１６】金属の厚さは、少なくともおよそ１ミクロ
ンを有し、典型的には、約５０ミクロンかそれ以上まで
の厚さを有する。好ましい金属の厚さは、５から２５ミ
クロンである。さらに好ましくは、１０から２５ミクロ
ンである。球形半田構造部の半田の直径はおよそ約０．
２５mm（１０mil）から１．１４mm（４５mil）で、この
ましくは０．６４mm（２５mil）から０．８９mm（３５m
il）である。半田カラム半田構造部では、半田の高さは
約１．０２mm（４０mil）から２．５４mm（１００mi
l）、好ましくは１．２７mm（５０mil）から２．２１mm
（８７mil）である。
【００１７】金属コーティングは、半田に対してぬれ性
を有するものであればよく、好ましくは、銅、ニッケ
ル、パラジウム、あるいは、銅／ニッケルが用いられ、
鉛や鉛／ニッケル合金も用いることができる。好ましい
実施形態においては、銅層が用いられ、ニッケルによっ
てさらにコーティングされる。さらに好ましくは、ぬれ
性を確かなものとするために、金のフラッシュコーティ
ングが用いられる。第１層（銅）と第２層（ニッケル）
については、金属の厚さに幅があってもよく、たとえ
ば、１０から２５ミクロンの銅と１から５ミクロンのニ
ッケルが用いられる。
【００１８】本実施形態の他の利点は、半田接合部の疲
れ寿命を延ばすために、モジュールを密閉してもしなく
とも構わなくなることであり、さらに／あるいは、エポ
キシアンダーフィルを用いても用いなくともよいことで
ある。モジュールのシーリング、そして／あるいは、エ
ポキシアンダーフィルの使用は、一般に、構成物寿命を
長くするために用いられるが、本実施形態の半田構造部
を用いて疲れ寿命を長くするためには、電子構成部品の
寿命を長くするための技術は必要とされない。本発明の
半田を使用するにあたって、そのような技術が用いられ
た場合には、構成部品の寿命がさらに長くなることが考
えられる。
【００１９】図について説明する。図１Ａにおいて、１
０は球形形状を有する本発明の半田構造部である。球形
半田構造部１０は、半田の内部コア１１と金属層１２を
有する。金属層１２は、半田内部コア１１よりも高い融
点を有し、具体的には、銅、ニッケル、あるいは銅／ニ
ッケルが用いられる。後にさらに説明するように、半田
内部コア１１は、半田構造部１０を基板に接合するため
に用いられる半田よりも、融点が高いことが好ましい。
【００２０】図１Ｂは、本実施形態のカラム形状半田構
造部１３を示したものである。カラム形状半田構造部１
３は、典型的には柱形状を有する半田内部コア１４と金
属層１５とを有し、さらに好ましい例として、外側半田
層１６を有する。球形半田構造部１０と同様に、半田内
部コア１４は金属層１５よりも低い融点を有しする。接
合の仕方にも依存するが、半田内部コア１４は、典型的
には、カラム形半田構造部１３を基板に接合する半田よ
りも高い融点を有する。
【００２１】外側半田層１６は、金属層１５に対する不
活性化すなわち表面安定化コーティングを与えるために
使用され、金属層１５を酸化と腐食から守る。さらに
は、半田層１６はぬれ性を有する表面であるので、カラ
ムが接続されるべき基板に設けられたパッド上の半田
に、半田構造部を付着することができる。この半田層の
厚さには幅があってよく、たとえば、２ミクロンあるい
はそれ以上までの厚さでもよい。
【００２２】図６Ａと６Ｂは、球形半田構造部とカラム
形状半田構造部の従来技術を示したものである。図６Ａ
において、球形半田構造部３５は、半田の球２０を有す
る。同様に、図６Ｂのカラム形状半田構造部３６は、半
田のカラム２１を有している。図２は、本実施形態にお
ける方法を示したものであり、本実施形態の球形半田構
造部を用いて２つの基板を接合したものである。図２Ａ
において、基板１７はパッド１８を有し、半田接合部１
９によって球形半田構造部１０に付着されている。典型
的には、基板１７のパッド１８上に半田部１９が設置さ
れ、半田構造部１０が半田部１９の表面に設置される。
【００２３】アセンブリは、それから、半田構造部１０
をパッド１８に半田部１９を介してリフロー接合され
る。好ましくは、半田構造部１０の内部半田コア１１
は、基板を半田構造部１０を接合するための半田部１９
よりも、高い融点を有する。金属層１２は内部コア半田
１１と接合半田１９よりも高い融点を有する。応用によ
っては、半田１１は、半田１９よりも低い融点をもつこ
ともできる。これは、半田ボール１０の質量が大きく、
リフローの時間内では、半田の内部コア１１が融かされ
ることにより半田構造部１０を変形することがない場合
があることに起因する。図２Ｂは半田構造部１０を示し
たものであり、基板１７が基板２２に接合されている。
【００２４】基板２２はパッド２３を有し、パッド２３
は、半田構造部１０に、半田接合部２４によって結合さ
れている。繰り返すが、半田接合部２４は、典型的に
は、半田構造部１０の半田部１１よりも融点が低い。図
３は、２つの基板を金属コーティングされていない半田
ボールで接合する従来方法を示したものである。基板１
７は接合されている。パッド１８を有する基板１７は、
半田のボール２０を含む半田構造部３５に、半田接合部
１９により接合されている。半田構造部３５は、図２Ａ
で説明したものと同じリフロー方法でパッド１８に接合
される。図３Ｂに示すように、構造部アセンブリが、そ
のあと、パッド２３を有する基板２２に、半田２４によ
って接合される。
【００２５】図２Ｂの半田接合部と図３Ｂの従来技術を
比較すると、半田ボール構造部１０にある金属シェル１
２がボールを強化し、その結果、熱サイクルの間に引き
起こされるひずみがボール及び結合部全体により均一に
分布すると考えられる。さらには、比較的固い金属コー
ティングを用いることにより、柔らかいコア半田が３軸
方向から束縛されて、局所ひずみを最小化させる。これ
により、図２Ｂの半田ボール１０が形状を維持するの
で、半田ボール１０の形状におけるマクロ的な変形が最
小化する。一方、従来技術の図３Ｂの半田ボール３５は
リフローの間に変形する場合がある。形状変化は、Ｃ−
４システムにおいて、疲労ダメージを増加させる要素と
知られている。
【００２６】加えて、金属層１２は、金属シェル１２内
の半田に存在する鉛と、接合部を構成する鉛−すず半田
との間での拡散バリアとしても機能する。その結果、基
板の両接合面における半田接合部の組成が、もともとの
半田組成に近い組成を維持する。そのようなバリアが存
在しない場合、接合の間に接合半田合金と半田ボール１
１との相互作用のために、接合部の鉛成分が増加する場
合がある。半田接合部のミクロな構造は、バリアが存在
しない場合、共晶相混合接合半田に囲まれた、大きな多
鉛相の初晶樹脂状結晶によって特徴づけられる。反対
に、バリア層が存在する場合、共晶ミクロ構造は、無視
しうる初晶多鉛相を有するに過ぎない。後者の構造はク
ラックが広がりにくく、疲労に対して強い対抗力を有す
ると考えられる。
【００２７】図４及び図５は、本実施形態の方法を示す
ものであり、本実施形態のカラム形状構造部を用いて、
２つの異なる接合半田部を有する２つの基板を接合し、
接合されたアセンブリを再加工しやすいようにしたもの
である。以下の記述は、球形半田ボールを用いる場合に
も適用することが可能である。図４Ａにおいて、基板２
５はパッド２６を有し、高融点の半田部２７がパッドの
上に堆積されている。半田は、周知の技術によりパッド
の上に堆積されている。図４Ｂにおいて、グラファイト
モールド２８はモールドの開口部に堆積された半田カラ
ム１３を有し、基板２５上のパッド２６と関連して設置
される。
【００２８】アセンブリは、そのあと、リフローされて
図４Ｃに示されるアセンブリが形成される。ここでは、
半田カラム１３はパッド２６に第２の半田である高温半
田接合部２９により付着される。好ましい実施形態が示
されており、半田カラム１３は内部半田コア１４、金属
層１５そして外側半田層１６を有している。半田層１６
の目的は、不活性化コーティングをバリア層１５に施
し、酸化と腐食を防ぐことである。加えて、半田層１６
はカラム１３が基板２５に高温半田２７により付着する
ことができように、ぬれ性を有する表面を形成すること
にある。リフローにおいて、第２の半田である高温半田
２７と、外側半田層１６は融解し、金属層１５と半田カ
ラム１３との金属結合部を形成する。この結果、形成さ
れた半田接合部は、高温半田２７と半田１６の混合物を
含み、２９に示すように、半田接合部を形成する。
【００２９】この段階において、基板２５には半田カラ
ム１３が付着され、もう一つの基板を接合する準備が整
う。いくつかの場合、カラムの端部を整形して、カラム
の高さを厳密な許容範囲内の高さにしておくことがの好
ましい。そのような処理においては、半田層１６と金属
層１５は取り除かれ、半田内部コア１４が露出する。こ
のことが、図５Ａに示されている。基板２５はカラムグ
リッドアレイ結合されており、典型的には共晶半田によ
り、２つ目の基板に取り付けられるので、カラムの露出
した半田コアは、カード側の接合部の共晶半田の組成を
変えることはない。
【００３０】チップキャリア２５側のインターフェース
の完全性は、コーティングされたカラムアレイ１３によ
り維持される。図５Ｂは、基板２５を示したものであ
り、基板３１にカラム１３により接合されている。カラ
ム１３は、内部半田コア１４、金属層１５そして部分的
に残った外側半田層１６を有する。基板３１はパッド３
２を有し、半田カラム１３に半田接合３３により接合さ
れる。第３の半田である半田接合部３３は、上述したよ
うに、整形処理、そして／あるいは、半田カラム１３の
外側層１６の融解のために、幾分の鉛を含んでいる場合
があるが、半田接合部２９よりも低い融点を有する。
【００３１】図５Ｃは、図４Ｅのアセンブリが再加工さ
れた後のものを示している。アセンブリは加熱され、基
板２５が基板３１から外されて、基板２５を取り替える
ことになるだろう。図からわかるように、リフローと基
板３１からの基板２５の分離の後に、半田カラム１３の
全てが取り外されている。このことにより、カード（基
板３１）の上に相当数のカラムを残すことなく、基板２
５を取り外すことができる。このことが、以下の図７Ｂ
において議論される。
【００３２】図７Ａと７Ｂは、２つの基板を接合する従
来技術であり、カラム形半田構造部３６を使用してい
る。このため、図７Ａにおいて、基板２５は基板３１に
半田カラム３６によって接合されている。パッド２６は
半田カラム３６の半田２１に半田接合３４により接合さ
れている。パッド３２は半田カラム３６の半田２１に半
田接合３３により接合されている。再加工の間、基板２
５を基板３１から分離することにより、図７Ｂに示すよ
うに、いくつかの半田カラム３６は基板２５に付着した
ままであり、いくつかの半田カラム３６は基板３１に付
着したままである。カラムグリッドアレイパッケージ
を、カード側にカラムを一切残すことなく、カードから
取り外すことが可能になると、再加工のコストを低減
し、カードアセンブリのスループットを改善することに
なる。
【００３３】本発明を具体的に具体的に説明してきた
が、好ましい実施形態とともに、多くの選択、変形及び
バリエーションが、当業者には明白であることが以上の
説明から明らかである。従って、請求の範囲に記載され
た発明は、本発明の発明思想の範囲内にある限り、これ
らの選択、変形そしてバリエーションを包含するもので
ある。
【００３４】尚、本実施形態において開示された発明は
以下のものを含むものである 第１に、半田の内部コアと、基板相互間の半田結合のた
めに使用される半田に対してぬれ性を有し、前記内部コ
アの半田よりも高い融点を有する金属層とを有する、半
田構造部。
【００３５】第２に、第１の発明にかかる半田構造部に
おいて、前記半田構造部は、カラム形状もしくは球形で
あることを特徴とするものである。
【００３６】第３に、第１又は第２の発明にかかる半田
構造部において、前記金属層は、銅、ニッケルもしくは
パラジウムであることを特徴とするもの。
【００３７】第４に、第１、第２又は第３の発明にかか
る半田構造部において、前記金属層は、半田により被覆
されていることを特徴とするものである。
【００３８】第５に、第１、第２又、第３又は第４の発
明にかかる半田構造部において、前記内部コアの半田が
有する融点は、前記半田構造部を基板に接続する半田の
融点よりも高いことを特徴とするものである。
【００３９】第６に、第１のパッドを有する第１の基板
と、第２のパッドを有する第２の基板と、半田の内部コ
アと、当該内部コアの半田よりも高い融点を有する金属
層とを有する半田構造部とを有し、第２の半田により、
前記半田構造部と前記第１のパッドは結合され、前記第
２の半田よりも融点の低い第３の半田により、前記半田
構造部と前記第２のパッドは結合された、電子構成部品
アセンブリ。
【００４０】第７に、半田電気相互接続部を有する電子
構成部品アセンブリを製造する方法であって、電子構成
部品の第１の基板の表面に設けられた第１のパッドに、
第２の半田を付着する、第２半田付着ステップと、第１
の半田の内部コアと、前記相互接続のために使用される
半田に対してぬれ性を有する金属層とを有する半田構造
部を形成する、半田構造部形成ステップと、前記半田構
造部を前記第２の半田をリフローすることによって前記
第１のパッドに結合する、半田構造部結合ステップと、
電子構成部品の第２の基板の表面に設けられた第２のパ
ッドに、第３の半田を付着する、第３の半田付着ステッ
プと、前記第２の基板の表面に設けられた第２のパッド
を、前記第１の基板上のパッドを含む半田構造部に近接
して接合する、第２のパッド接合ステップと、前記第１
及び第２の基板を加熱し、前記半田構造部と前記第２の
基板上の第２のパッドとの間の結合部を形成するする、
加熱ステップと、相互接続されて結合された前記アセン
ブリを冷却する、冷却ステップとを有する、電子構成部
品アセンブリの製造方法。
【００４１】第８に、第７の発明にかかる電子構成部品
アセンブリの製造方法において、前記半田構造部は、カ
ラム形状もしくは球形であることを特徴とするものであ
る。
【００４２】第９に、第７又は第８の発明にかかる電子
構成部品アセンブリの製造方法において、前記金属層
は、銅、ニッケルもしくはパラジウムであることを特徴
とするものである。
【００４３】第１０に、第７又、第８又は第９の発明に
かかる電子構成部品アセンブリの製造方法において、前
記金属層は半田により被覆されていることを特徴とする
ものである。
【００４４】第１１に、第７又、第８、第９又は第１０
の発明にかかる電子構成部品アセンブリの製造方法にお
いて、前記内部コアは、前記第２の半田よりも融点が高
いことを特徴とするものである。
【００４５】第１２に、第７又、第８、第９、第１０又
は第１１の発明にかかる電子構成部品アセンブリの製造
方法において、前記内部コアは、前記第２及び第３の半
田よりも融点が高いことを特徴とするものである。
【００４６】第１３に、第７又、第８、第９、第１０、
第１１又は第１２の発明にかかる電子構成部品アセンブ
リの製造方法において、前記第２の半田は、前記第３の
半田よりも融点が高いことを特徴とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明における半田構造部の断面図である。
【図２】 本発明における球形半田構造部を用いて２つ
の基板を結合する方法を示す断面図である。
【図３】 従来技術における球形半田構造部を用いて２
つの基板を結合する方法を示す断面図である。
【図４】 本発明における半田構造部を用いて２つの基
板を結合し、さらに再加工する方法を示す断面図であ
る。
【図５】 本発明における半田構造部を用いて２つの基
板を結合し、さらに再加工する方法を示す断面図であ
る。
【図６】 従来技術における半田構造部の断面図であ
る。
【図７】 従来技術における半田構造部を用いて２つの
基板を結合し、さらに再加工する方法を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
１０ 球形半田構造部、１１ 半田ボール、１２ 金属
層、１３ カラム形状半田構造部、１４ 半田カラム、
１５ 金属層、１６ 外側半田層、１７ 基板、１８
パッド、１９ 半田接合部、２２ 基板、２３ パッ
ド、２４ 半田接合部、２５ 基板、２６ パッド、２
７ 高温半田、２８ グラファイトモールド、２９ 高
温半田接合部、３１ 基板、３２ パッド、３３半田接
合部、３４ 半田接合部
フロントページの続き (72)発明者 マーク・ジー・コートニー アメリカ合衆国ニューヨーク州ポーキプシ ー、カメロット・ロード38 (72)発明者 シャージ・ファルーク アメリカ合衆国ニューヨーク州ホープウェ ルジャンクション、ダータントラ・ドライ ブ６ (72)発明者 マリオ・ジェイ・インターラント アメリカ合衆国ニューヨーク州ニュープラ ッツ、メドウ・ロード11 (72)発明者 レイモンド・エー・ジャクソン アメリカ合衆国ニューヨーク州ポーキプシ ー、ハドソン・ハーバー・ドライブ８エフ (72)発明者 グレゴリー・ビー・マーチン アメリカ合衆国ニューヨーク州ワッピンジ ャーズホールズ、マーリン・ドライブ７ (72)発明者 スディプタ・ケー・ロイ アメリカ合衆国ニューヨーク州ワッピンジ ャーズホールズ、ローリング・グリーン・ レーン23 (72)発明者 ウィリアム・イー・サビリンスキ アメリカ合衆国ニューヨーク州ビーコン、 モネル・プレース15 (72)発明者 カスレーン・エー・サタルタ アメリカ合衆国ニューヨーク州ホープウェ ルジャンクション、デール・ロード20

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半田の内部コアと、 基板相互間の半田結合のために使用される半田に対して
    ぬれ性を有し、前記内部コアの半田よりも高い融点を有
    する金属層とを有する、半田構造部。
  2. 【請求項２】 前記半田構造部は、カラム形状もしくは
    球形であることを特徴とする請求項１に記載の半田構造
    部。
  3. 【請求項３】 前記金属層は、銅、ニッケルもしくはパ
    ラジウムであることを特徴とする、請求項１又は２に記
    載の半田構造部。
  4. 【請求項４】 前記金属層は、半田により被覆されてい
    ることを特徴とする、請求項１、２又は３に記載の半田
    構造部。
  5. 【請求項５】 前記内部コアの半田が有する融点は、前
    記半田構造部を基板に接続する半田の融点よりも高いこ
    とを特徴とする、請求項１、２、３又は４に記載の半田
    構造部。
  6. 【請求項６】 第１のパッドを有する第１の基板と、 第２のパッドを有する第２の基板と、 半田の内部コアと、当該内部コアの半田よりも高い融点
    を有する金属層とを有する半田構造部とを有し、 第２の半田により、前記半田構造部と前記第１のパッド
    は結合され、 前記第２の半田よりも融点の低い第３の半田により、前
    記半田構造部と前記第２のパッドは結合された、電子構
    成部品アセンブリ。
  7. 【請求項７】 半田電気相互接続部を有する電子構成部
    品アセンブリを製造する方法であって、 電子構成部品の第１の基板の表面に設けられた第１のパ
    ッドに、第２の半田を付着する、第２半田付着ステップ
    と、 第１の半田の内部コアと、前記相互接続のために使用さ
    れる半田に対してぬれ性を有する金属層とを有する半田
    構造部を形成する、半田構造部形成ステップと、 前記半田構造部を前記第２の半田をリフローすることに
    よって前記第１のパッドに結合する、半田構造部結合ス
    テップと、 電子構成部品の第２の基板の表面に設けられた第２のパ
    ッドに、第３の半田を付着する、第３の半田付着ステッ
    プと、 前記第２の基板の表面に設けられた第２のパッドを、前
    記第１の基板上のパッドを含む半田構造部に近接して接
    合する、第２のパッド接合ステップと、 前記第１及び第２の基板を加熱し、前記半田構造部と前
    記第２の基板上の第２のパッドとの間の結合部を形成す
    るする、加熱ステップと、 相互接続されて結合された前記アセンブリを冷却する、
    冷却ステップとを有する、 電子構成部品アセンブリの製造方法。
  8. 【請求項８】 前記半田構造部は、カラム形状もしくは
    球形であることを特徴とする、請求項７に記載の電子構
    成部品アセンブリの製造方法。
  9. 【請求項９】 前記金属層は、銅、ニッケルもしくはパ
    ラジウムであることを特徴とする、請求項７又は８に記
    載の電子構成部品アセンブリの製造方法。
  10. 【請求項１０】 前記金属層は半田により被覆されてい
    ることを特徴とする、請求項７、８又は９に記載の電子
    構成部品アセンブリの製造方法。
  11. 【請求項１１】 前記内部コアは、前記第２の半田より
    も融点が高いことを特徴とする、請求項７、８、９又は
    １０に記載の電子構成部品アセンブリの製造方法。
  12. 【請求項１２】 前記内部コアは、前記第２及び第３の
    半田よりも融点が高いことを特徴とする、請求項７、
    ８、９、１０、又は１１に記載の電子構成部品アセンブ
    リの製造方法。
  13. 【請求項１３】 前記第２の半田は、前記第３の半田よ
    りも融点が高いことを特徴とする、請求項７、８、９、
    １０、１１、又は１２に記載の電子構成部品アセンブリ
    の製造方法。
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