| 2001/12/20
第36号 エレショー技報 （有）安部実装技術研究所 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 内容 ■遊星式（公転/自転独立可変）攪拌・脱泡装置クラボウマゼルスター ■低応力アンダーフィル材（フリップチップ実装用） ■海外SMT技術情報 「ペースト法によるエリアアレイ部品のローコストバンプ形成法」 ================================================================= ■遊星式（公転/自転独立可変）攪拌・脱泡装置クラボウマゼルスター 倉敷紡績（株） 攪拌・混錬作用と脱泡作用を同時に兼ね備えた新しい遊星式（公転/自転 独立可変）攪拌機構を採用しております。 従来の攪拌機のような攪拌棒や攪拌羽根などを一切必要とせずに攪拌でき、 同時に脱泡も行う画期的な装置です。 液晶封止剤、PDP封止剤、基板製造用、各種ペースト混練用等に最適です。 詳細は www.eleshow.com/ の2-1-51をご覧下さい。 ================================================================= ■低応力アンダーフィル材（フリップチップ実装用） サンスター技研（株） 低応力アンダーフィル材RD-3061E48Bは、一定量を再現性よく注入でき、 また狭ギャップ浸透性が優れていることから大量生産や高密度実装に対応 でき、また応力吸収性が高いことから耐ヒートサイクル性が優れています。 詳細は www.eleshow.com/ の5-5-14をご覧下さい。 ================================================================= ■海外SMT技術情報 「ペースト法によるエリアアレイ部品のローコストバンプ形成法」 要 旨 ユニークなはんだペーストが開発され、ローコストの印刷リフロープロセ スで、ウエハー・CSP・BGAに対する共晶錫／鉛バンプ付けを試験した。バ ンプ高さが適切で、三種のエリアアレーパッケージに適合する。収率は非 常に高い。新開発のペーストにより、ダレは少なく、印刷でのペースト移 転（抜け）効率が最も重要であった。移転効率はステンシル開口面積/ステ ンシル壁面積の増大、ピッチの狭小化、ステンシルの薄型化につれて増大し、 アスペクト比（開口幅と粒子径の比）には関係がなかった。また、ペース ト中の金属含量の増加が最も有効であった。これらのペーストのフラック ス残渣は溶剤で洗浄できる。はんだバンプのミクロ構造は従来通りであっ た。このペーストバンプ形成プロセスの成功は、スペースをかなり小さく したステンシル製造技術（ステンシル厚よりも小さいスペース幅を形成で きる。開口部と開口部を仕切る壁がごく小さい）にも依存している。遅い 速度の印刷技術が必須である。無光沢で平滑でないステンシルがペースト の回転を助けて有益と考える。 序 言 電子工業は、より小さく、軽く、速く、安価な商品へと急速に進んでおり、 BGA、CSPを含むエリアアレイパッケージとフリップチップがICパッケージ 技術の中心になってきた。これまでこれらのパッケージのバンプ形成は、 BGAに対してははんだ球付着法で、ウエハーに対しては蒸着あるいは電気 メッキプロセスで行われてきた。不幸にも、球付着法は特にCSPの場合、 低生産能力と高い材料費で、他方蒸着と電気メッキ法は高いプロセスコス トと低生産能力で苦しんできた。 はんだペースト印刷リフロー法は、確立された安価な方法である。ペース ト印刷法が使えれば生産能力もコストも一桁有利になる。 本研究では、ペーストバンプ法のコストを他の方法と比較した。加えてBGA /CSP/ウエハーへのペーストリフロー法によるバンプ形成が高品質/高収率 であることを示し、ペースト材料と印刷条件について述べる。 コスト分析 はんだバンプ形成方法は、エリアアレイパッケージが小さくなるほど魅力 的になるが、それはコストと生産能力を考慮してのことである。はんだ球 のコストは球サイズに関係なく同一なので、球移転法によるバンプ当たり のはんだコストはバンプ寸法に関係なく一定である。逆にペーストの価格 は容積で決まるので、バンプ寸法が小さくなるとバンプ当り価格は大幅に 低下する。図1は両方法でのはんだ材料コストの差を示している。バンプ寸 法0.75mm以下でははんだペ−スト法が有利になる。 図1（略） ウエハーバンプ形成の場合、蒸着法やメッキ法のバンプ当りのコストは高 価である。電気メッキのコストは50〜200＄/ウエハーである。電気メッキ 法のコストはウエハーの径200mm、ピッチ0.25mmで全面バンプ形成し、125 ＄/ウエハーと仮定すると、即ち0.43＄/1000バンプになる。同様な解析を Bogdanskiが行い、0.6〜1.6＄/1000バンプのコストを得ている。 一方、ペーストバンプ形成法では、0.25mmピッチのペーストコストは0.001 ＄/1000バンプ以下である。ペースト印刷リフロー法は安価なプロセスなの で、ペースト法の総合的コストは二桁ないし三桁メッキ法より安価となる。 生産能力が次の主眼点である。球搭載は逐次的プロセスであり、１搭載当り 1チップ、多くて数チップの処理である。電気メッキの場合は、時間を要す る多数の工程で行われるので生産能力が小さい。他方、ペースト法は生産 能力が高い。１ストロークの印刷で100のオーダーのBGAやCSPにはんだを搭 載できる。 主要な課題 上述したようにはんだペースト印刷法は安価なバンプ形成法である。最も 望ましいのは普通の印刷法（印刷―版離れーリフロー）である。しかし適 当なバンプ高さを形成するためには、十分な容積のペーストが必要とされ る。なぜなら、はんだ容積はペーストの50〜60％なので、ステンシルの開 口はパッド寸法より大きくする必要がある。このことは、外辺配置や千鳥 パターンの時は問題がなく、過剰印刷が行われている。 しかし、全面面配列の設計では、ペーストの過剰印刷はスランプ(ダレ)に よるブリッジ（合体）がリフロー時に発生し、バンプ寸法は不合格になる、 適切なはんだ容積は厚いステンシルの仕様でも達成される。この場合の問 題はステンシル開口からのペースト版離れである。したがって、面配列パ ッケージのバンプ形成には版離れの良いはんだペーストが必要になり、加 えて最小のスランプ性が要求される。これらの要求を満足する適当なペー ストがないため、この方法はこれまで採用されなかった。本報では一連の 新開発のペーストをバンプ形成に採用した。 実 験 1. はんだペースト材料 ３種の共晶錫/鉛ペーストを用いた。フラックスは樹脂ベースで、無洗浄 または溶剤洗浄型である。（表1参照） 表1（略） 2. ステンシル、基板、プロセス変数 ステンシル開口パターンの設計は、与えられたピッチの下で形状、幅、ス テンシル厚さを変化させた。一般に基板上に最大量のペーストを載せるよ うに検討した。形状は単純な対称パターンを目標とした。 より詳しくは、www.eleshow.com/ の海外技術情報をクリックし、2001. 12.19月号をご覧下さい。4頁にわたり図表入りで詳しく書いてあります。 また、全文をお読みになりたい方は、10月16日に発刊しました「2001最新 海外FC/CSP実装技術」をお求めください。（A4版100頁\48,000) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ■本メールの配信をご希望の方がいらっしゃいましたら、「エレショー技 報配信希望」と記入し、E-mailアドレス、TEL、FAX番号、会社名、氏名を ご記入の上、E-mail anbe@anbesmt.co.jp までご連絡ください。（何名 様でも結構です） ■登録削除方法━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 以後ご不要の場合は、お手数をお掛けしますが本メールをご返送下さい。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 発行:（有）安部実装技術研究所 編集長：安部 可伸 TEL +81-(0)45-922-6070 E-mail anbe@anbesmt.co.jp -━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Copyright(C)1999-2000 ANBE SOLDERING TECHNOLOGIES Ltd. 許可無く転載することを禁じます。 |