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JP7697292B2 - Solder bump forming equipment - Google Patents
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Description

本開示は、はんだバンプ形成装置に関する。 This disclosure relates to a solder bump forming device.

近年、電子部品を高密度実装する手法の一つとして、フリップチップ実装が知られている。フリップチップ実装では、例えば一方の回路部材に設けられた電極に予めはんだバンプを形成し、一方の回路部材の電極と他方の回路部材の電極とをはんだバンプの溶融によって接合する。これにより、回路部材同士の接続構造体が形成される。 In recent years, flip-chip mounting has become known as one of the techniques for high-density mounting of electronic components. In flip-chip mounting, for example, solder bumps are formed in advance on electrodes provided on one circuit component, and the electrodes of one circuit component and the electrodes of the other circuit component are joined by melting the solder bumps. This forms a connection structure between the circuit components.

電極にはんだバンプを形成する技術としては、例えば特許文献1に記載のはんだバンプ形成方法がある。この従来のはんだバンプ形成方法では、基板の電極の相互間隔に対応して複数の凹部を形成した位置決め板を用意し、当該位置決め板の各凹部内にはんだ粒子をそれぞれ配置する。次に、外周面が粘着面である転写ロールを位置決め板の表面で転がすことで、転写ロールの粘着面にはんだ粒子を転写する。そして、粘着材を設けた基板の電極に転写ロールを転がすことで、転写ロールから基板の電極にはんだ粒子を転写する。 One example of a technique for forming solder bumps on electrodes is the solder bump formation method described in Patent Document 1. In this conventional solder bump formation method, a positioning plate is prepared in which multiple recesses are formed corresponding to the mutual spacing of the electrodes of the substrate, and solder particles are placed in each recess of the positioning plate. Next, a transfer roll with an adhesive outer periphery is rolled on the surface of the positioning plate to transfer the solder particles to the adhesive surface of the transfer roll. The transfer roll is then rolled over the electrodes of the substrate provided with an adhesive material, to transfer the solder particles from the transfer roll to the electrodes of the substrate.

特開2017-157626号公報JP 2017-157626 A

上記特許文献1に記載のはんだバンプ形成方法のような手法では、電極へのはんだ粒子の転写の確実性を担保する観点からは、位置決め板の凹部から突出するはんだボールの高さが揃っていることが好ましい。しかしながら、例えば数μmレベルの間隔での電極間の接続に用いられるような微小なはんだ粒子を用いるような場合では、はんだ粒子の形状を揃えることが難しく、電極へのはんだ粒子の転写の確実性の担保が難しいという問題があった。 In a method such as the solder bump formation method described in Patent Document 1, it is preferable that the height of the solder balls protruding from the recesses in the positioning plate be uniform in order to ensure reliable transfer of the solder particles to the electrodes. However, when using minute solder particles, such as those used to connect electrodes spaced at intervals of several μm, it is difficult to make the solder particles uniform in shape, and there is a problem in that it is difficult to ensure reliable transfer of the solder particles to the electrodes.

本開示は、上記課題の解決のためになされたものであり、はんだ粒子の形状を揃えずとも電極へのはんだ粒子の転写の確実性を担保できるはんだバンプ形成装置を提供することを目的とする。 This disclosure has been made to solve the above problems, and aims to provide a solder bump forming device that can ensure reliable transfer of solder particles to electrodes without the need to make the solder particles uniform in shape.

本開示の一側面に係るはんだバンプ形成装置は、回路部材の電極にはんだバンプを形成するはんだバンプ形成装置であって、電極へのはんだバンプの形成を実施する実施領域が設定されたステージと、はんだ粒子が保持された複数の凹部を有し、当該凹部の構成部分がはんだ粒子の融点において変形可能な変形部を有するはんだバンプ形成用部材を供給する第1の供給部と、はんだバンプ形成用部材の凹部に保持されたはんだ粒子が電極と対向配置されるように回路部材を供給する第2の供給部と、実施領域において、電極をはんだ粒子の融点以上の温度に加熱してはんだバンプ形成用部材に押し当て、変形部を変形させることで凹部に保持されたはんだ粒子を電極に接触させ、はんだ粒子を電極に転写してはんだバンプを形成する加熱加圧部と、を備える。 A solder bump forming apparatus according to one aspect of the present disclosure is a solder bump forming apparatus that forms solder bumps on electrodes of a circuit member, and includes a stage in which an implementation area is set for forming solder bumps on the electrodes; a first supply unit that supplies a solder bump forming member having a plurality of recesses in which solder particles are held, the recesses having deformation parts that are deformable at the melting point of the solder particles; a second supply unit that supplies the circuit member so that the solder particles held in the recesses of the solder bump forming member are arranged opposite the electrode; and a heating and pressurizing unit that heats the electrode to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles in the implementation area, presses the electrode against the solder bump forming member, and deforms the deformation parts to bring the solder particles held in the recesses into contact with the electrode, transferring the solder particles to the electrode to form a solder bump.

このはんだバンプ形成装置では、はんだバンプ形成用部材の複数の凹部にはんだ粒子を保持し、転写対象となる電極と共に熱及び圧力を付加することで、電極上にはんだバンプを形成できる。このはんだバンプ形成装置に供給されるはんだバンプ形成用部材では、凹部の構成部分がはんだ粒子の融点において変形可能な変形部を有している。これにより、電極を押し当てて熱を付加した際に変形部が変形し、凹部に保持されたはんだ粒子を電極側に露出させることができる。したがって、このはんだバンプ形成装置では、はんだ粒子の形状を揃えずとも電極へのはんだ粒子の転写の確実性を担保できる。 In this solder bump forming device, solder particles are held in multiple recesses of a solder bump forming member, and by applying heat and pressure together with the electrode to be transferred, solder bumps can be formed on the electrode. In the solder bump forming member supplied to this solder bump forming device, the components of the recesses have deformation parts that can deform at the melting point of the solder particles. This causes the deformation parts to deform when the electrode is pressed against it and heat is applied, making it possible to expose the solder particles held in the recesses to the electrode side. Therefore, in this solder bump forming device, the reliability of the transfer of solder particles to the electrode can be guaranteed even if the solder particles do not have the same shape.

第1の供給部は、はんだ粒子の融点における体積弾性率が0.1GPa以上5GPa以下によって変形部が構成されたはんだバンプ形成用部材を供給してもよい。変形部の体積弾性率を5GPa以下とすることで、電極を押し当てて熱を付加した際に、変形部が十分に変形し、凹部に保持されたはんだ粒子をより確実に電極側に露出させることができる。一方、変形部の体積弾性率を0.1GPa以上とすることで、凹部の保形性を維持することができ、転写中のはんだ粒子の保持性能を担保できる。これにより、電極上の狙いの位置にはんだ粒子を精度良く形成することが可能となる。 The first supply unit may supply a solder bump forming member in which the deformation portion is configured with a bulk modulus of 0.1 GPa or more and 5 GPa or less at the melting point of the solder particles. By making the bulk modulus of the deformation portion 5 GPa or less, when the electrode is pressed against it and heat is applied, the deformation portion is sufficiently deformed, and the solder particles held in the recess can be more reliably exposed to the electrode side. On the other hand, by making the bulk modulus of the deformation portion 0.1 GPa or more, the shape retention of the recess can be maintained, and the retention performance of the solder particles during transfer can be guaranteed. This makes it possible to precisely form the solder particles at the target position on the electrode.

加熱加圧部は、電極をはんだバンプ形成用部材に押し当てた状態ではんだ粒子の融点以上の温度に加熱してもよい。この場合、はんだ粒子を電極とはんだバンプ形成用部材とで挟持した状態ではんだ粒子の溶融と変形部の変形とが実施されるため、電極に形成されるはんだバンプの位置ずれを抑制できる。したがって、電極上の狙いの位置にはんだ粒子をより精度良く形成することが可能となる。 The heating and pressurizing unit may heat the electrode to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles while the electrode is pressed against the solder bump forming member. In this case, the solder particles are melted and the deformation portion is deformed while the solder particles are sandwiched between the electrode and the solder bump forming member, so that misalignment of the solder bump formed on the electrode can be suppressed. This makes it possible to more accurately form the solder particles at the target position on the electrode.

第1の供給部は、複数の凹部のそれぞれにはんだ粒子が単体で配置されたはんだバンプ形成用部材を供給してもよい。この場合、比較的大きな粒径のはんだ粒子を一定の確実性をもって電極に転写できる。 The first supply unit may supply a solder bump forming member in which a single solder particle is disposed in each of a plurality of recesses. In this case, solder particles with a relatively large particle size can be transferred to the electrode with a certain degree of certainty.

第1の供給部は、複数の凹部のそれぞれにはんだ粒子が複数配置されたはんだバンプ形成用部材を供給してもよい。この場合、凹部内に保持されるはんだ粒子の体積を調整し易くなり、電極に形成されたはんだバンプの大きさや高さを一定の範囲に揃えることが容易となる。また、電極とはんだ粒子とが接触する確率を高めることができ、電極上へのはんだバンプの形成をより確実に実施できる。 The first supply unit may supply a solder bump forming member having multiple solder particles arranged in each of multiple recesses. In this case, it becomes easier to adjust the volume of the solder particles held in the recesses, and it becomes easier to make the size and height of the solder bump formed on the electrode consistent within a certain range. In addition, the probability of contact between the electrode and the solder particles can be increased, and the formation of the solder bump on the electrode can be more reliably carried out.

はんだ粒子のC.V.値が20%以下であってもよい。これにより、はんだバンプを用いた回路部材の接続において、導通信頼性及び絶縁信頼性を十分に確保できる。 The C.V. value of the solder particles may be 20% or less. This ensures sufficient electrical continuity and insulation reliability when connecting circuit components using solder bumps.

はんだ粒子の平均粒子径が1μm~35μmであってもよい。かかる範囲の微小なはんだ粒子を用いる場合、一般にははんだ粒子の形状を揃えることが難しいが、上記手法を適用することで、はんだ粒子の形状を揃えずとも電極へのはんだ粒子の転写の確実性を担保できる。 The average particle size of the solder particles may be 1 μm to 35 μm. When using minute solder particles in this range, it is generally difficult to make the solder particles uniform in shape, but by applying the above method, it is possible to ensure reliable transfer of the solder particles to the electrodes without making the solder particles uniform in shape.

本開示によれば、はんだ粒子の形状を揃えずとも電極へのはんだ粒子の転写の確実性を担保できる。 According to this disclosure, it is possible to ensure reliable transfer of solder particles to electrodes without the need to make the solder particles uniform in shape.

本開示の一実施形態に係るはんだバンプ形成用部材の構成を示す模式的な断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a solder bump formation member according to an embodiment of the present disclosure. (a)及び(b)は、はんだバンプ形成装置の構成の一例を模式的に示す図である。1A and 1B are diagrams illustrating an example of the configuration of a solder bump forming apparatus. 接続構造体の構成の一例を示す模式的な断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of a connection structure. はんだバンプ形成方法の一例を示すフローチャートである。1 is a flowchart illustrating an example of a method for forming solder bumps. はんだバンプ形成の工程を示す模式的な断面図である。5A to 5C are schematic cross-sectional views showing a process of forming solder bumps. 図5の後続の工程を示す模式的な断面図である。6 is a schematic cross-sectional view showing a process subsequent to that shown in FIG. 5. 図6の後続の工程を示す模式的な断面図である。7 is a schematic cross-sectional view showing a process subsequent to that shown in FIG. 6; 図7の後続の工程を示す模式的な断面図である。8 is a schematic cross-sectional view showing a process subsequent to that shown in FIG. 7; 図8の後続の工程を示す模式的な断面図である。9 is a schematic cross-sectional view showing a process subsequent to that shown in FIG. 8. (a)~(c)は、はんだバンプ形成用部材の変形例を示す模式的な断面図である。10A to 10C are schematic cross-sectional views showing modified examples of the solder bump forming member. (a)及び(b)は、はんだ粒子の変形例を示す模式的な要部拡大断面図である。13A and 13B are schematic enlarged cross-sectional views of a main part showing modified examples of solder particles.

以下、図面を参照しながら、本開示の一側面に係るはんだバンプ形成装置の好適な実施形態について詳細に説明する。 Below, a preferred embodiment of a solder bump forming device according to one aspect of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.

本明細書において、「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む。本明細書において段階的に記載されている数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。 In this specification, a numerical range indicated using "~" includes the numerical values before and after "~" as the minimum and maximum values, respectively. The upper or lower limit of a numerical range described in stages in this specification may be replaced with the upper or lower limit of a numerical range of another stage.

[はんだバンプ形成用部材の構成]
図1は、本開示の一実施形態に係るはんだバンプ形成用部材の構成を示す模式的な断面図である。図1に示すはんだバンプ形成用部材1は、例えば回路部材の電極にはんだバンプを形成する際に用いられる部材である。図1に示すように、はんだバンプ形成用部材1は、本体部2を備えている。本体部2は、平面視において例えば矩形状をなしており、第1面2a及び第1面2aと反対側の第2面2bを有している。
[Configuration of solder bump forming member]
Fig. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a solder bump forming member according to an embodiment of the present disclosure. The solder bump forming member 1 shown in Fig. 1 is a member used, for example, when forming a solder bump on an electrode of a circuit component. As shown in Fig. 1, the solder bump forming member 1 includes a main body 2. The main body 2 has, for example, a rectangular shape in a plan view, and has a first surface 2a and a second surface 2b opposite to the first surface 2a.

本体部2の第1面2a側には、はんだ粒子S1が保持される複数の凹部3が設けられている。これらの凹部3は、例えばインプリント法、フォトリソグラフィ法、機械加工、レーザ加工などの公知の方法を用いて形成することができる。特に、ナノインプリント法を用いる場合には、所望の型の押し付けにより、比較的短い工程で精度良く凹部3を形成することができる。 The first surface 2a of the main body 2 has a plurality of recesses 3 in which solder particles S1 are held. These recesses 3 can be formed using known methods such as imprinting, photolithography, mechanical processing, and laser processing. In particular, when using the nanoimprinting method, the recesses 3 can be formed with high precision in a relatively short process by pressing a desired mold.

凹部3のサイズ(幅、容積、深さなど)は、はんだ粒子S1のサイズに応じて適宜設定される。凹部3の平面形状は、例えば円形状となっている。凹部3の平面形状は、円形状のほか、楕円形、三角形、四角形、多角形などの種々の形状であってもよい。凹部3の断面形状は、図1の例では、矩形状となっている。凹部3の断面形状は、底面3b側から開口面側(第1面2a側)に向かって開口面積が拡大するようなテーパ状をなしていてもよい。凹部3の底面3bは、平坦面に限られず、例えば凹状の湾曲面などであってもよい。 The size (width, volume, depth, etc.) of the recess 3 is appropriately set according to the size of the solder particle S1. The planar shape of the recess 3 is, for example, circular. The planar shape of the recess 3 may be various shapes such as circular, elliptical, triangular, rectangular, polygonal, etc. The cross-sectional shape of the recess 3 is rectangular in the example of FIG. 1. The cross-sectional shape of the recess 3 may be tapered such that the opening area expands from the bottom surface 3b side toward the opening surface side (first surface 2a side). The bottom surface 3b of the recess 3 is not limited to a flat surface, and may be, for example, a concave curved surface.

また、本体部2の第1面2a側には、アライメントマーク4が設けられていてもよい。アライメントマーク4は、例えば本体部2の第1面2aに設けられた凹凸形状、インクや顔料による印刷、めっきやスパッタリングによる無機物の印刷、レーザによる焼き付けなどによって形成されている。アライメントマーク4は、平面視において、例えば円形、二重円形、多重円形、三角形、矩形、多角形、それらの多重角形などをなしている。アライメントマーク4は、磁性体、電磁波の吸収・反射・回折を伴う材料によって構成されていてもよく、この場合の形状は特に限定されない。 Alignment mark 4 may also be provided on the first surface 2a of main body 2. Alignment mark 4 is formed, for example, by a concave-convex shape provided on first surface 2a of main body 2, printing with ink or pigment, printing with an inorganic material by plating or sputtering, or baking with a laser. In plan view, alignment mark 4 has, for example, a circle, double circle, multiple circles, triangle, rectangle, polygon, or any of these multiple corners. Alignment mark 4 may be made of a magnetic material or a material that absorbs, reflects, or diffracts electromagnetic waves, and in this case, the shape is not particularly limited.

アライメントマーク4をカメラ等の撮像装置15A,15Bで検出することにより、はんだバンプ形成の際に、形成対象となる電極と凹部3内のはんだ粒子S1との位置合わせが容易になる。これにより、電極へのはんだ粒子S1の転写を精度良く実施することができる。アライメントマーク4は、第1面2a側に1箇所以上設けられていればよいが、複数設けることで位置合わせの精度を更に高めることが可能となる。また、アライメントマーク4は、例えば本体部2が透明な場合には、本体部2の第2面2b側に更に設けられていてもよい。 By detecting the alignment marks 4 with imaging devices 15A, 15B such as cameras, it becomes easier to align the electrode to be formed with the solder particles S1 in the recess 3 when forming the solder bump. This allows the solder particles S1 to be transferred to the electrode with high precision. The alignment mark 4 may be provided in one or more locations on the first surface 2a side, but providing multiple alignment marks can further improve the precision of the alignment. Furthermore, the alignment mark 4 may also be provided on the second surface 2b side of the main body 2, for example, when the main body 2 is transparent.

本体部2は、当該第1面2aを含んで構成される変形部6と、変形部6よりも第2面2b側を構成する基体部7とを備えて構成されている。変形部6は、凹部3の少なくとも第1面2a側を構成する部分である。第1面2aから凹部3の深さ方向に、当該凹部3の深さDの1/3以上の厚さで設けられていてもよく、1/2以上の厚さで設けられていてもよく、2/3以上の厚さで設けられていてもよい。図1の例では、変形部6の厚さTは、凹部3の深さDと等しくなっている。これにより、隣り合う凹部3,3を隔てる隔壁部8の全体が変形部6となっており、凹部3の内壁面3aが変形部6で構成される一方、凹部3の底面3bが基体部7で構成されている。 The main body 2 is configured with a deformation portion 6 including the first surface 2a, and a base portion 7 that constitutes the second surface 2b side of the deformation portion 6. The deformation portion 6 is a portion that constitutes at least the first surface 2a side of the recess 3. It may be provided with a thickness of 1/3 or more, 1/2 or more, or 2/3 or more of the depth D of the recess 3 in the depth direction from the first surface 2a to the recess 3. In the example of FIG. 1, the thickness T of the deformation portion 6 is equal to the depth D of the recess 3. As a result, the entire partition portion 8 that separates the adjacent recesses 3, 3 is the deformation portion 6, and the inner wall surface 3a of the recess 3 is composed of the deformation portion 6, while the bottom surface 3b of the recess 3 is composed of the base portion 7.

隔壁部8の幅(隣り合う凹部3,3間の離間距離)には、特に制限はないが、例えば凹部3に保持されるはんだ粒子の平均粒子径の0.1倍以上とすることができる。隔壁部8の幅は、凹部3に保持されるはんだ粒子の平均粒子径の0.2倍以上であってもよく、0.3倍以上であってもよい。凹部3,3間の離間距離は、例えば一方の凹部3の開口縁と他方の凹部3の開口縁との間の最短距離で規定される。 The width of the partition 8 (the distance between adjacent recesses 3, 3) is not particularly limited, but may be, for example, 0.1 times or more the average particle diameter of the solder particles held in the recesses 3. The width of the partition 8 may be 0.2 times or more, or may be 0.3 times or more the average particle diameter of the solder particles held in the recesses 3. The distance between the recesses 3, 3 is determined, for example, by the shortest distance between the opening edge of one recess 3 and the opening edge of the other recess 3.

変形部6は、例えば凹部3に保持されるはんだ粒子S1の融点において変形可能な弾性体9によって形成されている。このため、変形部6は、はんだバンプ形成の際に、形成対象となる電極が押し当てられることによって圧縮方向に弾性変形可能となっている。はんだ粒子S1の転写性向上の観点から、はんだ粒子S1の融点における弾性体9の体積弾性率は、例えば0.1GPa以上5GPa以下となっていてもよい。はんだ粒子S1の融点における弾性体9の体積弾性率は、例えば0.5GPa以上3GPa以下であってもよく、0.8GPa以上2GPa以下であってもよい。 The deformation portion 6 is formed by an elastic body 9 that is deformable, for example, at the melting point of the solder particles S1 held in the recess 3. Therefore, the deformation portion 6 is elastically deformable in the compression direction when the electrode to be formed is pressed against it during solder bump formation. From the viewpoint of improving the transferability of the solder particles S1, the bulk modulus of the elastic body 9 at the melting point of the solder particles S1 may be, for example, 0.1 GPa or more and 5 GPa or less. The bulk modulus of the elastic body 9 at the melting point of the solder particles S1 may be, for example, 0.5 GPa or more and 3 GPa or less, or 0.8 GPa or more and 2 GPa or less.

変形部6を構成する弾性体9としては、例えば光硬化性物、熱硬化性物、熱可塑性物などが挙げられる。また、変形部6を構成する弾性体9としては、例えば樹脂、ポリマー、ゴム、エラストマー、これらの混合物などが挙げられる。はんだ粒子S1の構成材料がSnBi(融点:139℃)である場合、変形部6を構成する弾性体9としては、例えばポリエチレンテレフタレート(融点での体積弾性率:0.6GPa)、アクリル(融点での体積弾性率:1GPa)、PMMA(融点での体積弾性率:1GPa)を用いることができる。はんだ粒子S1の構成材料がSnAgCu(融点:217℃)である場合、変形部6を構成する弾性体9としては、例えばポリイミド(融点での体積弾性率:1GPa)を用いることができる。 The elastic body 9 constituting the deformation part 6 may be, for example, a photocurable material, a thermosetting material, or a thermoplastic material. In addition, the elastic body 9 constituting the deformation part 6 may be, for example, a resin, a polymer, a rubber, an elastomer, or a mixture thereof. When the material constituting the solder particles S1 is SnBi (melting point: 139°C), the elastic body 9 constituting the deformation part 6 may be, for example, polyethylene terephthalate (bulk modulus at melting point: 0.6 GPa), acrylic (bulk modulus at melting point: 1 GPa), or PMMA (bulk modulus at melting point: 1 GPa). When the material constituting the solder particles S1 is SnAgCu (melting point: 217°C), the elastic body 9 constituting the deformation part 6 may be, for example, polyimide (bulk modulus at melting point: 1 GPa).

基体部7は、本体部2の第2面2b側を構成する部分である。基体部7は、はんだ粒子S1の融点において変形部6よりも高い体積弾性率を有する材料によって形成されている。したがって、基体部7は、はんだバンプ形成の際のはんだバンプ形成用部材1の保形性に寄与する。はんだ粒子S1の融点における基体部7の体積弾性率は、例えば1GPa以上となっている。はんだ粒子S1の融点における基体部7の体積弾性率は、例えば3GPa以上であってもよく、5GPa以上であってもよい。 The base portion 7 is a portion that constitutes the second surface 2b side of the main body portion 2. The base portion 7 is formed from a material that has a higher bulk modulus than the deformation portion 6 at the melting point of the solder particles S1. Therefore, the base portion 7 contributes to the shape retention of the solder bump forming member 1 when the solder bump is formed. The bulk modulus of the base portion 7 at the melting point of the solder particles S1 is, for example, 1 GPa or more. The bulk modulus of the base portion 7 at the melting point of the solder particles S1 may be, for example, 3 GPa or more, or 5 GPa or more.

基体部7の構成材料としては、例えばシリコン、各種セラミックス、ガラス、ステンレススチールなどの無機材料、各種樹脂などの有機材料が挙げられる。また、基体部7の構成材料は、光透過性の高い材料であってもよい。このような材料としては、例えばポリエチレンテレフタレート、透明(無色)のポリイミド、ポリアミドなどが挙げられる。基体部7の構成材料は、はんだ粒子S1の融点において変質しない耐熱性を有する材料であってもよい。基体部7の構成材料は、はんだ粒子S1を構成する材料と合金化或いは反応して変化しない材料であってもよい。 The constituent material of the base portion 7 may be, for example, inorganic materials such as silicon, various ceramics, glass, and stainless steel, and organic materials such as various resins. The constituent material of the base portion 7 may also be a material with high optical transparency. Examples of such materials include polyethylene terephthalate, transparent (colorless) polyimide, and polyamide. The constituent material of the base portion 7 may be a heat-resistant material that does not change at the melting point of the solder particles S1. The constituent material of the base portion 7 may also be a material that does not change when alloyed or reacted with the material that constitutes the solder particles S1.

基体部7の構成材料としては、例えば可撓性を有するフィルム状であれば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、ポリエチレンポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネートなどを用いることができる。また、基体部7の取扱性を向上させる観点では、先に挙げた材料の厚みを増すことで変形を抑えることができる。また、はんだ粒子S1を電極上に転写する際の位置精度を向上させる観点からは、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチック、先に挙げた汎用プラスチックへフィラーや繊維を複合化した材料、無機材料を用いることができる。例えばポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポエリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトンなどを用いることができる。 As the constituent material of the base portion 7, for example, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, vinyl chloride resin, polystyrene, polyethylene polyphenylene sulfide, polycarbonate, etc. can be used as long as it is in the form of a flexible film. In addition, from the viewpoint of improving the handleability of the base portion 7, deformation can be suppressed by increasing the thickness of the above-mentioned materials. In addition, from the viewpoint of improving the positional accuracy when transferring the solder particles S1 onto the electrodes, engineering plastics, super engineering plastics, materials in which the above-mentioned general-purpose plastics are combined with fillers or fibers, and inorganic materials can be used. For example, polyamide, polyacetal, polycarbonate, polyphenylene sulfide, polyimide, polyetherimide, polyamideimide, polysulfone, polyetheretherketone, etc. can be used.

はんだ粒子S1の構成材料がSnBi(融点:139℃)である場合、基体部7の構成材料としては、例えばガラス(融点での体積弾性率:40GPa)、シリコンウエハ(融点での体積弾性率:40GPa)、ステンレス(融点での体積弾性率:165GPa)を用いることができる。はんだ粒子S1の構成材料がSnAgCu(融点:217℃)である場合、基体部7を構成材料としては、例えばガラス(融点での体積弾性率:40GPa)、シリコンウエハ(融点での体積弾性率:40GPa)、ステンレス(融点での体積弾性率:165GPa)、アルミニウム(融点での体積弾性率:75GPa)を用いることができる。 When the material of the solder particles S1 is SnBi (melting point: 139°C), the material of the base portion 7 can be, for example, glass (bulk modulus at melting point: 40 GPa), silicon wafer (bulk modulus at melting point: 40 GPa), or stainless steel (bulk modulus at melting point: 165 GPa). When the material of the solder particles S1 is SnAgCu (melting point: 217°C), the material of the base portion 7 can be, for example, glass (bulk modulus at melting point: 40 GPa), silicon wafer (bulk modulus at melting point: 40 GPa), stainless steel (bulk modulus at melting point: 165 GPa), or aluminum (bulk modulus at melting point: 75 GPa).

変形部6よりも基体部7の方が高い体積弾性率を有していれば、変形部6と基体部7とが同じ材料系で構成されていてもよい。例えば樹脂材料の場合、架橋度の違いやフィラーや繊維など補強材料の添加、他材料の混錬により体積弾性率を調整することができる。例えば変形部6が熱硬化性エポキシ系樹脂で構成され、基体部7が前記熱硬化性エポキシ系樹脂にガラス繊維を添加して体積弾性率を補強したもので構成されていてもよい。 As long as the base portion 7 has a higher bulk modulus than the deformation portion 6, the deformation portion 6 and the base portion 7 may be made of the same material. For example, in the case of a resin material, the bulk modulus can be adjusted by changing the degree of cross-linking, adding reinforcing materials such as fillers or fibers, or kneading with other materials. For example, the deformation portion 6 may be made of a thermosetting epoxy resin, and the base portion 7 may be made of the thermosetting epoxy resin to which glass fibers have been added to reinforce the bulk modulus.

変形部6が光硬化性アクリル系樹脂で構成され、基体部7がポリエチレンテレフタレートで構成されていてもよい。この場合、凸部形状を有するスタンパに未硬化の光硬化性アクリル樹脂を塗布し、ポリエチレンテレフタレートを押し当てながら光を照射した後、スタンパを剥がすことで光硬化性アクリル樹脂に凹部3を形成できる。この方法であれば、連続的にロール状の凹部3を有する本体部2が得られる。また、光照度、硬化時間、及び光硬化性アクリル樹脂の開始材の量を調整することで、架橋度を調整し、体積弾性率を調整することができる。 The deformation section 6 may be made of a photocurable acrylic resin, and the base section 7 may be made of polyethylene terephthalate. In this case, uncured photocurable acrylic resin is applied to a stamper having a convex shape, and after irradiating light while pressing the polyethylene terephthalate against it, the stamper is peeled off to form recesses 3 in the photocurable acrylic resin. With this method, a main body section 2 having continuous roll-shaped recesses 3 can be obtained. In addition, the degree of crosslinking and the bulk modulus can be adjusted by adjusting the light illuminance, the curing time, and the amount of initiator of the photocurable acrylic resin.

基体部7は、無機材料であってもよい。例えば変形部6が光硬化性アクリル系樹脂(体積弾性率:0.1GPa)で構成され、基体部7がガラス(体積弾性率:40GPa)構成されていてもよい。この場合、基体部7の融点での体積弾性率を十分に確保でき、アライメントマーク4を利用してはんだ粒子S1を電極に転写する際の位置精度を向上できる。また、電極に転写する際にはんだ粒子S1をその融点以上に加熱したとしても、基体部7が変形しにくいため、本体部2全体の歪みや伸びを抑えることができる。また、本体部2を繰り返し使用することも可能となる。 The base portion 7 may be made of an inorganic material. For example, the deformation portion 6 may be made of a photocurable acrylic resin (volume modulus: 0.1 GPa), and the base portion 7 may be made of glass (volume modulus: 40 GPa). In this case, the volume modulus at the melting point of the base portion 7 can be sufficiently ensured, and the positional accuracy when transferring the solder particles S1 to the electrode using the alignment mark 4 can be improved. Furthermore, even if the solder particles S1 are heated above their melting point when transferring them to the electrode, the base portion 7 is unlikely to deform, so distortion and stretching of the entire main body portion 2 can be suppressed. Furthermore, it becomes possible to use the main body portion 2 repeatedly.

基体部7がシリコンウエハで構成され、変形部6の形成に感光性材料を用いると、凹部3の形成が容易となる。この場合、感光性材料としては、例えばアクリル系、エポキシ系、ポリイミド系、これらの混合物を用いることができる。 When the base portion 7 is made of a silicon wafer and a photosensitive material is used to form the deformation portion 6, the recess 3 can be easily formed. In this case, the photosensitive material can be, for example, an acrylic, epoxy, polyimide, or a mixture of these.

変形部6及び基体部7の体積弾性率Kは、材料のヤング率をE、ポアソン比をνとすると、K=E/3(1-2ν)にて求めることができる。変形部6及び基体部7の体積弾性率Kは、例えば機械的試験法、共振法、超音波パルス法によって測定できる。測定には、例えばナノインデンター、表面硬度計が用いられる。例えば表面硬度計(フィッシャーインスツルメント製)に加熱ステージを装着し、変形部6及び基体部7を加熱ステージに載せてステージを加熱し、変形部6及び基体部7を所定の温度に昇温する。その後、測定対象の表面に圧子を接触させ、荷重-変位(Stress―Strein)曲線を得ることで、体積弾性率を算出できる。 The bulk modulus K of the deformation part 6 and the base part 7 can be calculated by K = E/3 (1-2ν), where E is the Young's modulus of the material and ν is the Poisson's ratio. The bulk modulus K of the deformation part 6 and the base part 7 can be measured by, for example, mechanical testing, resonance, or ultrasonic pulse methods. For example, a nanoindenter or a surface hardness tester is used for the measurement. For example, a heating stage is attached to a surface hardness tester (manufactured by Fisher Instruments), the deformation part 6 and the base part 7 are placed on the heating stage, the stage is heated, and the deformation part 6 and the base part 7 are heated to a predetermined temperature. After that, an indenter is brought into contact with the surface of the object to be measured, and the load-displacement (Stress-Strain) curve is obtained, allowing the bulk modulus to be calculated.

図1の例では、複数の凹部3のそれぞれには、はんだ粒子S1が単体で保持されている。凹部3内のはんだ粒子S1は、少なくとも凹部3の底面3bに接触した状態となっている。凹部3内のはんだ粒子S1は、凹部3の内壁面3aに接触していてもよい。また、図1の例では、全てのはんだ粒子S1が凹部3内に位置しており、はんだ粒子S1の頂部が凹部3の開口面よりも外側には突出しない状態となっている。すなわち、凹部3の深さをDとし、はんだ粒子S1の高さ(底面3bからの高さ)をHとした場合に、D>Hを満たすようになっている。 In the example of FIG. 1, a single solder particle S1 is held in each of the multiple recesses 3. The solder particle S1 in the recess 3 is in contact with at least the bottom surface 3b of the recess 3. The solder particle S1 in the recess 3 may be in contact with the inner wall surface 3a of the recess 3. Also, in the example of FIG. 1, all the solder particles S1 are located in the recess 3, and the tops of the solder particles S1 do not protrude beyond the opening surface of the recess 3. In other words, when the depth of the recess 3 is D and the height of the solder particle S1 (height from the bottom surface 3b) is H, D>H is satisfied.

凹部3の深さDに対するはんだ粒子S1の高さの比は、特に制限はないが、変形部6の圧縮方向の変形量を考慮すると、例えば0.3~1.5であってもよい。比を0.3以上とすることで、電極の押し当ての際に電極とはんだ粒子S1とをより確実に接触させることができる。比を1.5以下とすることで、凹部3からはんだ粒子S1が脱落することを好適に抑制できる。また、転写時にはんだ粒子S1が凹部3からはみ出すことを抑制でき、隣り合う凹部3,3間ではんだ粒子S1同士が結合してしまうことを抑制できる。凹部3の深さDに対するはんだ粒子S1の高さの比は、0.5~1.2であってもよく、0.6~1であってもよい。 The ratio of the height of the solder particles S1 to the depth D of the recess 3 is not particularly limited, but may be, for example, 0.3 to 1.5, taking into consideration the amount of deformation of the deformation portion 6 in the compression direction. By making the ratio 0.3 or more, the electrode and the solder particles S1 can be more reliably contacted when the electrode is pressed against the electrode. By making the ratio 1.5 or less, the solder particles S1 can be preferably prevented from falling off the recess 3. In addition, the solder particles S1 can be prevented from protruding from the recess 3 during transfer, and the solder particles S1 can be prevented from bonding to each other between adjacent recesses 3, 3. The ratio of the height of the solder particles S1 to the depth D of the recess 3 may be 0.5 to 1.2, or may be 0.6 to 1.

はんだ粒子S1は、例えばスズ又はスズ合金を含んで構成されている。スズ合金としては、例えばIn-Sn合金、In-Sn-Ag合金、Sn-Au合金、Sn-Bi合金、Sn-Bi-Ag合金、Sn-Ag合金、Sn-Ag-Cu合金、Sn-Cu合金などが挙げられる。はんだ粒子S1は、インジウム又はインジウム合金を含むものであってよい。インジウム合金としては、例えばIn-Bi合金、In-Ag合金などが挙げられる。 The solder particles S1 are, for example, composed of tin or a tin alloy. Examples of tin alloys include In-Sn alloys, In-Sn-Ag alloys, Sn-Au alloys, Sn-Bi alloys, Sn-Bi-Ag alloys, Sn-Ag alloys, Sn-Ag alloys, Sn-Ag-Cu alloys, and Sn-Cu alloys. The solder particles S1 may include indium or an indium alloy. Examples of indium alloys include In-Bi alloys and In-Ag alloys.

はんだ粒子S1は、Ag、Cu、Ni、Bi、Zn、Pd、Pb、Au、Sb、Ge、Mn、Co、Si、Al、P及びBから選ばれる一種以上の元素を含んでもよい。はんだ粒子S1は、良好な導通信頼性を得る観点から、前述の元素のうち、Ag又はCuを含んでもよい。はんだ粒子S1がAg又はCuを含むことで、はんだ粒子S1の融点を220℃程度まで低下させることができ、且つ電極との接合強度を向上できる。 The solder particles S1 may contain one or more elements selected from Ag, Cu, Ni, Bi, Zn, Pd, Pb, Au, Sb, Ge, Mn, Co, Si, Al, P, and B. From the viewpoint of obtaining good electrical conductivity reliability, the solder particles S1 may contain Ag or Cu among the above-mentioned elements. By including Ag or Cu in the solder particles S1, the melting point of the solder particles S1 can be lowered to about 220°C, and the bonding strength with the electrode can be improved.

はんだ粒子S1の平均粒子径は、例えば35μm以下である。はんだ粒子S1の平均粒子径は、30μm以下、25μm以下、20μm以下、15μm以下であってもよい。はんだ粒子S1の平均粒子径は、例えば1μm以上である。はんだ粒子S1の平均粒子径は、2μm以上、3μm以上、5μm以上であってもよい。 The average particle diameter of the solder particles S1 is, for example, 35 μm or less. The average particle diameter of the solder particles S1 may be 30 μm or less, 25 μm or less, 20 μm or less, or 15 μm or less. The average particle diameter of the solder particles S1 is, for example, 1 μm or more. The average particle diameter of the solder particles S1 may be 2 μm or more, 3 μm or more, or 5 μm or more.

はんだ粒子S1の平均粒子径は、サイズに合わせた各種方法を用いて測定できる。測定手法としては、例えば動的光散乱法、レーザ回折法、遠心沈降法、電気的検知帯法、共振式質量測定法などが挙げられる。他の測定手法としては、光学顕微鏡或いは電子顕微鏡等によって得られる画像に基づいて粒子サイズを測定する方法が挙げられる。具体的な装置としては、フロー式粒子像分析装置、マイクロトラック、コールターカウンターなどが挙げられる。はんだ粒子S1の平均粒子径は、はんだバンプ形成用部材1の第1面2aに対して垂直方向からはんだ粒子S1を観察した場合の投影面積円相当径(粒子の投影面積と等しい面積をもつ円の直径)に基づいて算出できる。複数の凹部3のそれぞれにはんだ粒子S1が単体で配置される場合には、はんだ粒子S1の大きさ(平均粒子径)が揃っていてもよい。 The average particle diameter of the solder particles S1 can be measured using various methods according to the size. Examples of the measurement methods include dynamic light scattering, laser diffraction, centrifugal sedimentation, electrical detection zone method, and resonance mass measurement method. Other measurement methods include a method of measuring the particle size based on an image obtained by an optical microscope or an electron microscope. Specific devices include a flow type particle image analyzer, a microtrack, and a Coulter counter. The average particle diameter of the solder particles S1 can be calculated based on the projected area circle equivalent diameter (the diameter of a circle having an area equal to the projected area of the particle) when the solder particles S1 are observed from a direction perpendicular to the first surface 2a of the solder bump forming member 1. When the solder particles S1 are arranged individually in each of the multiple recesses 3, the size (average particle diameter) of the solder particles S1 may be uniform.

はんだ粒子S1のC.V.値は、前述の方法によって測定された粒子径の標準偏差を平均粒子径で割った値に100を掛けることで算出される値である。複数の凹部3のそれぞれに複数のはんだ粒子S1が配置される場合には、はんだ粒子S1のC.V.値は、より優れた導電信頼性及び絶縁信頼性を実現できる観点から、20%以下となっていてもよい。はんだ粒子S1のC.V.値は、10%以下であってもよく、7%以下であってもよい。はんだ粒子S1のC.V.値の下限は、特に限定されない。例えばはんだ粒子S1のC.V.値は、1%以上であってもよく、2%以上であってもよい。 The C.V. value of the solder particles S1 is a value calculated by dividing the standard deviation of the particle diameter measured by the above-mentioned method by the average particle diameter and multiplying the result by 100. When multiple solder particles S1 are arranged in each of multiple recesses 3, the C.V. value of the solder particles S1 may be 20% or less from the viewpoint of achieving better conductive reliability and insulating reliability. The C.V. value of the solder particles S1 may be 10% or less, or 7% or less. The lower limit of the C.V. value of the solder particles S1 is not particularly limited. For example, the C.V. value of the solder particles S1 may be 1% or more, or 2% or more.

以上、はんだバンプ形成用部材の一実施形態について説明したが、本開示のはんだバンプ形成用部材は、上記実施形態に限定されるものではない。 The above describes one embodiment of the solder bump forming member, but the solder bump forming member of the present disclosure is not limited to the above embodiment.

[はんだバンプ形成装置]
図2(a)及び図2(b)は、はんだバンプ形成装置の構成の一例を示す模式的な図である。図2(a)は側面視、図2(b)は平面視である。同図に示すはんだバンプ形成装置11は、上述したはんだバンプ形成用部材1の凹部3に保持されたはんだ粒子S1を回路部材21の電極22に転写することにより、はんだバンプ付き回路部材21A(図9参照)を形成する装置である。
[Solder bump forming device]
2(a) and 2(b) are schematic diagrams showing an example of the configuration of a solder bump forming apparatus. Fig. 2(a) is a side view, and Fig. 2(b) is a plan view. The solder bump forming apparatus 11 shown in the figures is an apparatus that forms a circuit member 21A with solder bumps (see Fig. 9) by transferring the solder particles S1 held in the recesses 3 of the solder bump forming member 1 described above to the electrodes 22 of the circuit member 21.

はんだバンプ形成装置11は、図2(a)及び図2(b)に示すように、水平方向に変位可能なステージ12と、はんだバンプ形成用部材1を供給する第1の供給部13と、回路部材21を供給する第2の供給部14と、撮像装置15A,15Bと、加熱加圧ヘッド(加熱加圧部)16とを備えている。本実施形態では、はんだバンプ形成装置11は、はんだバンプS2(図9参照)を形成する工程の後工程として、はんだバンプS2を形成した回路部材21を別の回路部材31に電気的に接続して接続構造体41(図3参照)を形成する機能を有している。はんだバンプ形成装置11は、別の回路部材31を供給する第3の供給部17を更に備えている。はんだバンプ形成装置11の動作は、不図示の制御部によって制御される。接続構造体41を形成する機能は、必ずしもはんだバンプ形成装置11と一体化されていなくてもよく、独立した装置として構成されていてもよい。 As shown in FIG. 2(a) and FIG. 2(b), the solder bump forming device 11 includes a horizontally displaceable stage 12, a first supply unit 13 for supplying the solder bump forming member 1, a second supply unit 14 for supplying the circuit member 21, imaging devices 15A and 15B, and a heating and pressing head (heating and pressing unit) 16. In this embodiment, the solder bump forming device 11 has a function of electrically connecting the circuit member 21 on which the solder bump S2 is formed to another circuit member 31 to form a connection structure 41 (see FIG. 3) as a post-process of the process of forming the solder bump S2 (see FIG. 9). The solder bump forming device 11 further includes a third supply unit 17 for supplying another circuit member 31. The operation of the solder bump forming device 11 is controlled by a control unit (not shown). The function of forming the connection structure 41 does not necessarily have to be integrated with the solder bump forming device 11, and may be configured as an independent device.

ステージ12には、第2の供給部14から供給される回路部材21が載置される載置領域R1と、はんだバンプS2の形成が実施される第1の実施領域(実施領域)R2と、接続構造体41の形成が実施される第2の実施領域R3とが設けられている。撮像装置15A,15Bは、はんだバンプ形成用部材1のアライメントマーク4及び回路部材21,31のアライメントマーク(不図示)を読み取る部分である。撮像装置15Aは、ステージ12の表面側(第1の実施領域R2,第2の実施領域R3の設定面側)に配置され、撮像装置15Bは、ステージ12の裏面側に配置されている。撮像装置15Bは、ステージ12に組み込まれていてもよい。ステージ12は、撮像装置15A,15Bによるアライメントマークの読み取り結果に応じて変位し、はんだバンプ形成用部材1と回路部材21との位置合わせ、及びはんだバンプ付き回路部材21Aと回路部材31との位置合わせを実施する。 The stage 12 is provided with a placement area R1 on which the circuit member 21 supplied from the second supply unit 14 is placed, a first implementation area (implementation area) R2 in which the solder bump S2 is formed, and a second implementation area R3 in which the connection structure 41 is formed. The imaging devices 15A and 15B are parts that read the alignment marks 4 of the solder bump forming member 1 and the alignment marks (not shown) of the circuit members 21 and 31. The imaging device 15A is arranged on the front side of the stage 12 (the setting surface side of the first implementation area R2 and the second implementation area R3), and the imaging device 15B is arranged on the back side of the stage 12. The imaging device 15B may be incorporated into the stage 12. The stage 12 is displaced according to the results of reading the alignment marks by the imaging devices 15A and 15B, and performs alignment between the solder bump forming member 1 and the circuit member 21, and alignment between the circuit member 21A with solder bumps and the circuit member 31.

加熱加圧ヘッド16は、第1の実施領域R2及び第2の実施領域R3における加熱加圧を行う部分である。加熱加圧ヘッド16は、吸着機能を有しており、載置領域R1から第1の実施領域R2への回路部材21の移送、及び第1の実施領域R2から第2の実施領域R3へのはんだバンプ付き回路部材21Aの移送、得られた接続構造体41の移送を実施する。加熱加圧ヘッド16は、ステージ12に対して上下動可能に構成されており、ステージ12に向かって下降することで、はんだバンプS2を形成する際の加熱加圧、及び接続構造体41を形成する際の加熱加圧を実施する。 The heating and pressurizing head 16 is a part that applies heating and pressurizing in the first implementation area R2 and the second implementation area R3. The heating and pressurizing head 16 has an adsorption function, and performs the transfer of the circuit component 21 from the placement area R1 to the first implementation area R2, the transfer of the circuit component 21A with solder bumps from the first implementation area R2 to the second implementation area R3, and the transfer of the resulting connection structure 41. The heating and pressurizing head 16 is configured to be movable up and down relative to the stage 12, and by descending toward the stage 12, performs the heating and pressurizing when forming the solder bumps S2, and the heating and pressurizing when forming the connection structure 41.

以上、はんだバンプ形成装置の一実施形態について説明したが、本開示のはんだバンプ形成装置は、上記実施形態に限定されるものではない。 One embodiment of the solder bump forming device has been described above, but the solder bump forming device disclosed herein is not limited to the above embodiment.

[接続構造体]
図3は、接続構造体の構成の一例を示す模式的な断面図である。図3に示すように、接続構造体41は、一方の回路部材21の電極22と、他方の回路部材31の電極32とがはんだバンプS2を介して電気的に接続されることによって構成されている。本実施形態では、一方の回路部材21と他方の回路部材21との間の空間には、例えばエポキシ樹脂を主剤とするアンダーフィル材42が充填されている。アンダーフィル材42は、例えば電極22,32及び電極22,32間のはんだバンプS2を覆うように形成されている。
[Connection structure]
Fig. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of a connection structure. As shown in Fig. 3, a connection structure 41 is configured by electrically connecting an electrode 22 of one circuit member 21 and an electrode 32 of the other circuit member 31 via a solder bump S2. In this embodiment, the space between the one circuit member 21 and the other circuit member 21 is filled with an underfill material 42 mainly composed of, for example, epoxy resin. The underfill material 42 is formed so as to cover, for example, the electrodes 22, 32 and the solder bump S2 between the electrodes 22, 32.

接続構造体41の具体例としては、半導体メモリ、半導体ロジックチップなどの接続部、半導体パッケージの一次実装及び二次実装の接続部、CMOS画像素子、レーザ素子、LED発光素子などの接合体、それらを用いたカメラ、センサ、液晶ディスプレイ、パーソナルコンピュータ、携帯電話、スマートフォン、タブレット等のデバイスが挙げられる。 Specific examples of the connection structure 41 include connection parts of semiconductor memories, semiconductor logic chips, etc., connection parts of primary and secondary mounting of semiconductor packages, junctions of CMOS image elements, laser elements, LED light-emitting elements, etc., and devices using these elements, such as cameras, sensors, liquid crystal displays, personal computers, mobile phones, smartphones, tablets, etc.

回路部材21,31の具体例としては、ICチップ(半導体チップ)、抵抗体チップ、コンデンサチップ、ドライバーIC等のチップ部品、リジット型のパッケージ基板などが挙げられる。これらの回路部材は、回路電極を備えており、多数の回路電極を備えているものが一般的である。複数の電極を表面に有する基板のその他の例としては、金属配線を有するフレキシブルテープ基板、フレキシブルプリント配線板、インジウム錫酸化物(ITO)が蒸着されたガラス基板などの配線基板が挙げられる。 Specific examples of circuit members 21, 31 include chip components such as IC chips (semiconductor chips), resistor chips, capacitor chips, driver ICs, and rigid package substrates. These circuit members have circuit electrodes, and generally have many circuit electrodes. Other examples of substrates having multiple electrodes on their surface include wiring substrates such as flexible tape substrates with metal wiring, flexible printed wiring boards, and glass substrates with vapor-deposited indium tin oxide (ITO).

電極22,32の具体例としては、銅、銅/ニッケル、銅/ニッケル/金、銅/ニッケル/パラジウム、銅/ニッケル/パラジウム/金、銅/ニッケル/金、銅/パラジウム、銅/パラジウム/金、銅/スズ、銅/銀、インジウム錫酸化物などの電極が挙げられる。電極22,32は、例えば無電解めっき、電解めっき、スパッタ、金属箔のエッチングなどの手法を用いて形成できる。 Specific examples of the electrodes 22, 32 include electrodes made of copper, copper/nickel, copper/nickel/gold, copper/nickel/palladium, copper/nickel/palladium/gold, copper/nickel/gold, copper/palladium, copper/palladium/gold, copper/tin, copper/silver, and indium tin oxide. The electrodes 22, 32 can be formed using techniques such as electroless plating, electrolytic plating, sputtering, and etching of metal foil.

以上、接続構造体の一実施形態について説明したが、本開示の接続構造体は、上記実施形態に限定されるものではない。 Although one embodiment of the connection structure has been described above, the connection structure of the present disclosure is not limited to the above embodiment.

[はんだバンプ形成方法]
図4は、はんだバンプ形成方法の一例を示すフローチャートである。同図に示すフローチャートは、上述したはんだバンプ形成装置11を用いてはんだバンプS2の形成を行う際の工程を示すものであり、はんだバンプS2の形成に続いて接続構造体41を形成する工程も含まれている、各工程の詳細は、図5~図9を適宜参照して説明する。
[Solder bump formation method]
Fig. 4 is a flow chart showing an example of a solder bump forming method. The flow chart shown in the figure shows the steps of forming the solder bump S2 using the above-mentioned solder bump forming apparatus 11, and includes a step of forming the connection structure 41 following the formation of the solder bump S2. Details of each step will be described with reference to Figs. 5 to 9 as appropriate.

このはんだバンプ形成方法では、まず、第1の実施領域R2に向けて一方の回路部材21及びはんだバンプ形成用部材1を供給する(ステップS01)。ステップS01では、凹部3が上向きとなるように第1の供給部13から第1の実施領域R2にはんだバンプ形成用部材1を供給する。また、電極22が下向きとなるように第2の供給部14から載置領域R1に回路部材21を供給する。 In this solder bump formation method, first, one circuit member 21 and solder bump formation member 1 are supplied toward the first implementation region R2 (step S01). In step S01, the solder bump formation member 1 is supplied from the first supply unit 13 to the first implementation region R2 so that the recess 3 faces upward. In addition, the circuit member 21 is supplied from the second supply unit 14 to the placement region R1 so that the electrode 22 faces downward.

次に、第1の実施領域R2において、凹部3の保持されたはんだ粒子S1と回路部材21の電極22とを対向配置する(ステップS02)。ステップS02では、回路部材21を加熱加圧ヘッド16に吸着した状態でステージ12を変位させ、図5に示すように、回路部材21を載置領域R1から第1の実施領域R2上に移送する。この際、例えばはんだバンプ形成用部材1側のアライメントマーク4の位置を撮像装置15Aで確認すると共に、回路部材21側のアライメントマークの位置を撮像装置15Bで確認することで、凹部3に保持されたはんだ粒子S1と回路部材21の電極22との位置合わせを実施する。 Next, in the first implementation area R2, the solder particles S1 held in the recess 3 and the electrodes 22 of the circuit member 21 are arranged to face each other (step S02). In step S02, the stage 12 is displaced while the circuit member 21 is adsorbed to the heat and pressure head 16, and the circuit member 21 is transferred from the placement area R1 to the first implementation area R2 as shown in FIG. 5. At this time, for example, the position of the alignment mark 4 on the solder bump forming member 1 side is confirmed by the imaging device 15A, and the position of the alignment mark on the circuit member 21 side is confirmed by the imaging device 15B, thereby aligning the solder particles S1 held in the recess 3 with the electrodes 22 of the circuit member 21.

続いて、はんだ粒子S1への電極22の押し当て及び加熱を行う(ステップS03)。ステップS03では、図6に示すように、加熱加圧ヘッド16に吸着した回路部材21をステージ12上のはんだバンプ形成用部材1に向かって下降させ、はんだ粒子S1への電極22の押し当て及び加熱を行う。ここでは、回路部材21の電極22をはんだバンプ形成用部材1の第1面2aに接触させた後、電極22をはんだバンプ形成用部材1側に押し当てた状態で、加熱加圧ヘッド16をはんだ粒子S1の融点以上の温度(例えば130℃~260℃程度)に加熱してもよい。また、加熱加圧ヘッド16をはんだ粒子S1の融点以上の温度(例えば130℃~260℃程度)に加熱した後に、電極22をはんだバンプ形成用部材1側に押し当ててもよい。電極22をはんだバンプ形成用部材1の第1面2aに密着させることで、電極22上にのみはんだバンプS2を形成でき、隣接する電極22,22間のはんだによるブリッジの形成を抑制できる。 加熱加圧ヘッド16によるはんだバンプ形成用部材1への電極22の加圧力は、例えば0.1MPa~600MPaである。この加圧力は、1MPa~300MPaであってもよく、10MPa~100MPaであってもよい。 Next, the electrode 22 is pressed against the solder particles S1 and heated (step S03). In step S03, as shown in FIG. 6, the circuit member 21 adsorbed to the heating and pressing head 16 is lowered toward the solder bump forming member 1 on the stage 12, and the electrode 22 is pressed against the solder particles S1 and heated. Here, after the electrode 22 of the circuit member 21 is brought into contact with the first surface 2a of the solder bump forming member 1, the heating and pressing head 16 may be heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles S1 (for example, about 130°C to 260°C) while the electrode 22 is pressed against the solder bump forming member 1 side. Alternatively, the heating and pressing head 16 may be heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles S1 (for example, about 130°C to 260°C) and then the electrode 22 may be pressed against the solder bump forming member 1 side. By closely adhering the electrode 22 to the first surface 2a of the solder bump forming member 1, the solder bump S2 can be formed only on the electrode 22, and the formation of a solder bridge between adjacent electrodes 22, 22 can be suppressed. The pressure applied to the electrode 22 by the heating and pressing head 16 on the solder bump forming member 1 is, for example, 0.1 MPa to 600 MPa. This pressure may be 1 MPa to 300 MPa, or 10 MPa to 100 MPa.

本実施形態では、はんだバンプ形成用部材1の複数の凹部3のそれぞれに保持されたはんだ粒子S1は、凹部3の開口面よりも外側には突出しない状態となっている。このため、電極22をはんだバンプ形成用部材1の第1面2aに接触させた時点では、電極22と凹部3内のはんだ粒子S1とは接触しない。この状態で加熱加圧ヘッド16をはんだ粒子S1の融点以上の温度に加熱すると、図6に示すように、はんだバンプ形成用部材1の本体部2のうち、変形部6(凹部3,3間の隔壁部8)が圧縮方向に変形する。これにより、電極22が凹部3内に進入して電極22にはんだ粒子S1が接触すると共に、はんだ粒子S1の溶融によって電極22上にはんだバンプS2が転写される。 In this embodiment, the solder particles S1 held in each of the multiple recesses 3 of the solder bump forming member 1 do not protrude beyond the opening surface of the recess 3. Therefore, when the electrode 22 is brought into contact with the first surface 2a of the solder bump forming member 1, the electrode 22 does not come into contact with the solder particles S1 in the recess 3. When the heating and pressing head 16 is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles S1 in this state, as shown in FIG. 6, the deformation portion 6 (the partition portion 8 between the recesses 3, 3) of the main body portion 2 of the solder bump forming member 1 is deformed in the compression direction. As a result, the electrode 22 enters the recess 3 and the solder particles S1 come into contact with the electrode 22, and the solder bump S2 is transferred onto the electrode 22 by the melting of the solder particles S1.

なお、弾性体9の体積弾性率が小さい場合、或いは、電極22の総面積が小さく加熱加圧ヘッド16の推力に対して押し込み圧力が高くなる場合などには、加熱加圧ヘッド16を加熱しない状態でも弾性体9が変形し、電極22とはんだ粒子S1を接触させることもできる。電極22とはんだ粒子S1とを接触させた後に、加熱加圧ヘッド16をはんだ粒子S1の融点以上の温度に加熱することで、はんだ粒子S1の溶融によって電極22上にはんだバンプS2が転写される。 When the bulk modulus of elastic body 9 is small, or when the total area of electrode 22 is small and the pressing pressure is high relative to the thrust of heat and pressure head 16, elastic body 9 can be deformed even without heating heat and pressure head 16, and electrode 22 can be brought into contact with solder particles S1. After electrode 22 is brought into contact with solder particles S1, heat heat and pressure head 16 to a temperature equal to or higher than the melting point of solder particles S1, and solder bumps S2 are transferred onto electrode 22 by melting solder particles S1.

電極22上にはんだバンプS2を転写した後、加熱加圧ヘッド16による加熱及び加圧を停止する。その後、図7に示すように、加熱加圧ヘッド16を回路部材21と共に上昇させ、回路部材21をはんだバンプ形成用部材1から離間させた状態で回路部材21の電極22及び電極22上のはんだバンプS2を冷却する。これにより、電極22と、はんだ粒子S1が溶融して形成されたはんだバンプS2とが固着し、両者が電気的に接続される。電極22とはんだバンプS2との電気的な接続により、はんだバンプ付き回路部材21Aが得られる。 After the solder bumps S2 have been transferred onto the electrodes 22, the heating and pressure application by the heating and pressure head 16 is stopped. Then, as shown in FIG. 7, the heating and pressure head 16 is raised together with the circuit member 21, and the electrodes 22 of the circuit member 21 and the solder bumps S2 on the electrodes 22 are cooled while the circuit member 21 is separated from the solder bump forming member 1. This causes the electrodes 22 and the solder bumps S2 formed by melting the solder particles S1 to adhere to each other, and they are electrically connected. The electrical connection between the electrodes 22 and the solder bumps S2 results in a circuit member 21A with solder bumps.

はんだ粒子S1は、大気下では加熱によって急激に酸化が進み、電極22上への濡れ拡がりが阻害されることが考えられる。したがって、ステップS03における加熱加圧時の雰囲気は、脱酸素雰囲気であってもよい。脱酸素雰囲気は、例えば窒素、アルゴンなどを用いた不活性ガス雰囲気、真空雰囲気であってよい。炉としては、はんだの接合工程に一般に使われるリフロー炉(窒素雰囲気下)、真空リフロー炉を利用できる。また、窒素雰囲気下のコンベアー型リフロー炉、バッチ式(チャンバ式)リフロー炉等を利用できる。これらのリフロー炉を用いる際、はんだが溶融した後に真空にする工程を実施すると、はんだバンプS2内の気泡(ボイド)を除去できる。 When solder particles S1 are heated in the atmosphere, oxidation proceeds rapidly, and it is considered that the spreading of the solder particles onto the electrodes 22 is hindered. Therefore, the atmosphere during heating and pressurization in step S03 may be a deoxidized atmosphere. The deoxidized atmosphere may be, for example, an inert gas atmosphere using nitrogen, argon, or the like, or a vacuum atmosphere. As the furnace, a reflow furnace (under a nitrogen atmosphere) or a vacuum reflow furnace that is generally used in solder joining processes can be used. In addition, a conveyor-type reflow furnace under a nitrogen atmosphere, a batch-type (chamber-type) reflow furnace, or the like can be used. When using these reflow furnaces, air bubbles (voids) in the solder bumps S2 can be removed by performing a vacuum process after the solder has melted.

また、はんだ粒子S1は、酸化被膜の影響で融点以上の温度で加熱しても溶融しない場合や、濡れ拡がりが生じない場合がある。したがって、ステップS02より前又はステップS02とステップS03との間に、はんだ粒子S1及び電極22の少なくとも一方を還元雰囲気に晒す工程を更に備えていてもよい。はんだ粒子S1の表面の酸化被膜或いは電極22の表面の酸化被膜を還元することで、電極22上でのはんだ粒子S1の溶融及び濡れ拡がりを効率的に進行させることができる。ステップS03の工程を還元雰囲気下で実施する態様としてもよい。還元雰囲気の形成には、例えば水素ガス、水素ラジカル、ギ酸ガスなどを用いることができる。炉としては、水素還元炉、水素リフロー炉、水素ラジカル炉、ギ酸炉、これらの真空炉、連続炉、コンベアー炉などを用いることができる。 In addition, the solder particles S1 may not melt or may not spread even when heated to a temperature above the melting point due to the influence of the oxide film. Therefore, a step of exposing at least one of the solder particles S1 and the electrode 22 to a reducing atmosphere may be further provided before step S02 or between steps S02 and S03. By reducing the oxide film on the surface of the solder particles S1 or the oxide film on the surface of the electrode 22, the melting and spreading of the solder particles S1 on the electrode 22 can be efficiently promoted. The step S03 may be performed in a reducing atmosphere. For example, hydrogen gas, hydrogen radicals, formic acid gas, etc. can be used to form the reducing atmosphere. As the furnace, a hydrogen reduction furnace, a hydrogen reflow furnace, a hydrogen radical furnace, a formic acid furnace, a vacuum furnace of these, a continuous furnace, a conveyor furnace, etc. can be used.

はんだバンプ付き回路部材21Aを形成した後、接続構造体41の形成を行う。まず、第2の実施領域R3に向けて他方の回路部材31を供給する(ステップS04)。ステップS04では、電極32が上向きとなるように第3の供給部17から第2の実施領域R3に回路部材31を供給する。第2の実施領域R3に供給される回路部材31には、電極32を覆うようにアンダーフィル材42が配置されていてもよい。 After forming the circuit member 21A with solder bumps, the connection structure 41 is formed. First, the other circuit member 31 is supplied toward the second implementation region R3 (step S04). In step S04, the circuit member 31 is supplied from the third supply unit 17 to the second implementation region R3 so that the electrodes 32 face upward. The circuit member 31 supplied to the second implementation region R3 may have an underfill material 42 disposed thereon to cover the electrodes 32.

次に、第2の実施領域R3において、はんだバンプ付き回路部材21Aと回路部材31とを対向配置する(ステップS05)。ステップS05では、図8に示すように、はんだバンプ付き回路部材21Aを加熱加圧ヘッド16に吸着した状態でステージ12を変位させ、はんだバンプ付き回路部材21Aを第2の実施領域R3上に配置する。この際、例えば回路部材31側のアライメントマークの位置を撮像装置15Aで確認すると共に、はんだバンプ付き回路部材21A側のアライメントマークの位置を撮像装置15Bで確認することで、はんだバンプ付き回路部材21Aの電極22と回路部材31の電極32との位置合わせを実施する。 Next, in the second implementation area R3, the circuit member 21A with solder bumps and the circuit member 31 are arranged facing each other (step S05). In step S05, as shown in FIG. 8, the stage 12 is displaced while the circuit member 21A with solder bumps is attached to the heat and pressure head 16, and the circuit member 21A with solder bumps is arranged on the second implementation area R3. At this time, for example, the position of the alignment mark on the circuit member 31 side is confirmed by the imaging device 15A, and the position of the alignment mark on the circuit member 21A with solder bumps is confirmed by the imaging device 15B, thereby aligning the electrodes 22 of the circuit member 21A with the electrodes 32 of the circuit member 31.

続いて、はんだバンプS2を介した回路部材21及び回路部材31への加熱及び加圧を行う(ステップS06)。ステップS06では、図9に示すように、加熱加圧ヘッド16に吸着したはんだバンプ付き回路部材21Aをステージ12上の回路部材31に向かって下降させ、はんだバンプ付き回路部材21Aの電極22と回路部材31の電極32とではんだバンプS2を挟み込み、加熱加圧ヘッド16をはんだ粒子S1の融点以上の温度(例えば130℃~260℃程度)に加熱することにより、電極22,32間ではんだバンプS2を溶融させてもよい。また、加熱加圧ヘッド16をはんだ粒子S1の融点以上の温度(例えば130℃~260℃程度)に加熱した後、はんだバンプ付き回路部材21Aの電極22と回路部材31の電極32とではんだバンプS2を挟み込むことにより、電極22,32間ではんだバンプS2を溶融させてもよい。加熱加圧ヘッド16による回路部材21及び回路部材31への加圧力は、ステップS03で用いた加圧力と同等とすることができる。 Next, heat and pressure are applied to the circuit members 21 and 31 via the solder bumps S2 (step S06). In step S06, as shown in Fig. 9, the circuit member 21A with solder bumps attached to the heat and pressure head 16 is lowered toward the circuit member 31 on the stage 12, the solder bumps S2 are sandwiched between the electrodes 22 of the circuit member 21A with solder bumps and the electrodes 32 of the circuit member 31, and the heat and pressure head 16 is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles S1 (for example, about 130°C to 260°C), thereby melting the solder bumps S2 between the electrodes 22 and 32. Alternatively, the heating and pressure head 16 may be heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles S1 (e.g., about 130°C to 260°C), and then the solder bumps S2 may be sandwiched between the electrodes 22 and 32 of the circuit member 21A with solder bumps and the electrodes 32 of the circuit member 31 to melt the solder bumps S2 between the electrodes 22 and 32. The pressure applied by the heating and pressure head 16 to the circuit members 21 and 31 may be the same as the pressure applied in step S03.

その後、加熱加圧ヘッド16による加熱及び加圧を停止し、回路部材21を吸着せずに加熱加圧ヘッド16を上昇させる。この状態で回路部材21の電極22、回路部材31の電極32、及び電極22,32間のはんだバンプS2を冷却する。これにより、電極22,32とはんだバンプS2とが固着し、回路部材21,31同士が電気的に接続される。回路部材21,31同士の電気的な接続により、図3に示した接続構造体41が得られる。最後に、得られた接続構造体41を加熱加圧ヘッド16に吸着させて所定の載置領域に移送し、処理を完了する(ステップS07)。 Then, the heating and pressure application by the heating and pressure head 16 is stopped, and the heating and pressure head 16 is raised without adsorbing the circuit member 21. In this state, the electrodes 22 of the circuit member 21, the electrodes 32 of the circuit member 31, and the solder bumps S2 between the electrodes 22, 32 are cooled. This causes the electrodes 22, 32 to adhere to the solder bumps S2, and the circuit members 21, 31 are electrically connected to each other. The electrical connection between the circuit members 21, 31 results in the connection structure 41 shown in FIG. 3. Finally, the obtained connection structure 41 is adsorbed to the heating and pressure head 16 and transferred to a specified placement area, completing the process (step S07).

ステップS06においても、はんだバンプS2及び電極22,32の少なくとも一つを還元雰囲気に晒す工程を更に備えていてもよい。還元雰囲気の形成には、ステップS03と同様に、例えば水素ガス、水素ラジカル、ギ酸ガスなどを用いることができる。炉としては、ステップS03と同様に、水素還元炉、水素リフロー炉、水素ラジカル炉、ギ酸炉、これらの真空炉、連続炉、コンベアー炉などを用いることができる。 Step S06 may also include a step of exposing at least one of the solder bump S2 and the electrodes 22, 32 to a reducing atmosphere. As in step S03, hydrogen gas, hydrogen radicals, formic acid gas, etc. may be used to form the reducing atmosphere. As in step S03, a hydrogen reduction furnace, hydrogen reflow furnace, hydrogen radical furnace, formic acid furnace, vacuum furnaces, continuous furnaces, conveyor furnaces, etc. may be used as the furnace.

還元雰囲気を形成する方法としては、還元作用がある材料を利用することもできる。例えばフラックス材料又はフラックス成分を含有する材料をはんだバンプS2及び電極22,32の近傍に配置することができる。フラックス材料及びフラックス成分を含有する材料には、これらの材料を含有するペースト、フィルムなどを用いることができる。フラックス成分を含有するペースト及びフィルムは、熱硬化性材料を含有していてもよい。これにより、はんだバンプS2の溶解と同時に熱硬化性成分が硬化し、回路部材21,31同士を固定することができる。熱硬化性材料の硬化は、はんだバンプS2の溶解加熱とは別に、後工程で再度加熱することによって実施してもよい。 A method of forming a reducing atmosphere can also use a material with a reducing effect. For example, a flux material or a material containing a flux component can be placed near the solder bump S2 and the electrodes 22, 32. Pastes, films, etc. containing the flux material and the material containing a flux component can be used. Pastes and films containing flux components may contain a thermosetting material. This allows the thermosetting component to harden at the same time as the solder bump S2 melts, and the circuit members 21, 31 can be fixed together. The thermosetting material may be hardened by heating again in a later process, separate from the melting and heating of the solder bump S2.

以上、はんだバンプ形成方法の一実施形態について説明したが、本開示のはんだバンプ形成方法は、上記実施形態に限定されるものではない。 Although one embodiment of the solder bump formation method has been described above, the solder bump formation method disclosed herein is not limited to the above embodiment.

[本開示の作用効果]
以上説明したように、はんだバンプ形成装置11では、はんだバンプ形成用部材1の複数の凹部3にはんだ粒子S1を保持し、転写対象となる電極22と共に熱及び圧力を付加することで、電極22上にはんだバンプS2を形成できる。はんだバンプ形成装置11に供給されるはんだバンプ形成用部材1では、凹部3の構成部分がはんだ粒子S1の融点において変形可能な変形部6によって形成されている。これにより、電極22を押し当てて熱を付加した際に変形部6が変形し、凹部3に保持されたはんだ粒子S1を電極22側に露出させることができる。したがって、はんだバンプ形成装置11では、はんだ粒子S1の形状を揃えずとも電極22へのはんだ粒子S1の転写の確実性を担保できる。
[Effects of the present disclosure]
As described above, in the solder bump forming apparatus 11, the solder particles S1 are held in the multiple recesses 3 of the solder bump forming member 1, and heat and pressure are applied together with the electrode 22 to be transferred, thereby forming the solder bumps S2 on the electrode 22. In the solder bump forming member 1 supplied to the solder bump forming apparatus 11, the components of the recesses 3 are formed by the deformation parts 6 that are deformable at the melting point of the solder particles S1. As a result, when the electrode 22 is pressed against the member 1 and heat is applied, the deformation parts 6 deform, and the solder particles S1 held in the recesses 3 can be exposed to the electrode 22. Therefore, in the solder bump forming apparatus 11, the reliability of the transfer of the solder particles S1 to the electrode 22 can be guaranteed even if the shapes of the solder particles S1 are not uniform.

本実施形態では、第1の供給部13は、はんだ粒子S1の融点における体積弾性率が0.1GPa以上5GPa以下の弾性体9によって変形部6が構成されたはんだバンプ形成用部材1を供給している。変形部6の体積弾性率を5GPa以下とすることで、電極22を押し当てて熱を付加した際に、変形部6が十分に変形し、凹部3に保持されたはんだ粒子S1をより確実に電極22側に露出させることができる。一方、変形部6の体積弾性率を0.1GPa以上とすることで、凹部3の保形性を維持することができ、転写中のはんだ粒子S1の保持性能を担保できる。これにより、電極22上の狙いの位置にはんだ粒子S1を精度良く形成することが可能となる。また、変形部6を弾性体9で構成する場合、電極22へのはんだ粒子S1の転写を行った後、変形部6を元の形状に復帰させることが可能となる。これにより、はんだバンプ形成用部材1を再利用することができる。 In this embodiment, the first supply unit 13 supplies the solder bump forming member 1 in which the deformation portion 6 is constituted by an elastic body 9 having a bulk modulus of 0.1 GPa or more and 5 GPa or less at the melting point of the solder particles S1. By making the bulk modulus of the deformation portion 6 5 GPa or less, when the electrode 22 is pressed against the deformation portion 6 and heat is applied, the deformation portion 6 is sufficiently deformed, and the solder particles S1 held in the recess 3 can be more reliably exposed to the electrode 22 side. On the other hand, by making the bulk modulus of the deformation portion 6 0.1 GPa or more, the shape retention of the recess 3 can be maintained, and the retention performance of the solder particles S1 during transfer can be guaranteed. This makes it possible to form the solder particles S1 at the target position on the electrode 22 with good accuracy. In addition, when the deformation portion 6 is constituted by the elastic body 9, it is possible to restore the deformation portion 6 to its original shape after the transfer of the solder particles S1 to the electrode 22. This makes it possible to reuse the solder bump forming member 1.

本実施形態では、加熱加圧ヘッド16は、電極22をはんだバンプ形成用部材1の第1面2aに押し当てた状態ではんだ粒子S1の融点以上の温度に加熱している。これにより、はんだ粒子S1を電極22とはんだバンプ形成用部材1とで挟持した状態ではんだ粒子S1の溶融と変形部6の変形とが実施されるため、電極22に形成されるはんだバンプS2の位置ずれを抑制できる。したがって、電極22上の狙いの位置にはんだ粒子S1をより精度良く形成することが可能となる。 In this embodiment, the heating and pressing head 16 heats the electrode 22 to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles S1 while pressing the electrode 22 against the first surface 2a of the solder bump forming member 1. This allows the solder particles S1 to be melted and the deformation portion 6 to be deformed while the solder particles S1 are sandwiched between the electrode 22 and the solder bump forming member 1, thereby preventing the positional deviation of the solder bump S2 formed on the electrode 22. This makes it possible to more accurately form the solder particles S1 at the target position on the electrode 22.

本実施形態では、第1の供給部13は、複数の凹部3のそれぞれにはんだ粒子S1が単体で配置されたはんだバンプ形成用部材1を供給している。これにより、比較的大きな粒径のはんだ粒子S1を一定の確実性をもって電極22に転写できる。 In this embodiment, the first supply unit 13 supplies the solder bump forming member 1 in which the solder particles S1 are individually arranged in each of the multiple recesses 3. This allows the solder particles S1, which have a relatively large particle size, to be transferred to the electrode 22 with a certain degree of certainty.

本実施形態では、はんだ粒子S1の平均粒子径が1μm~35μmとなっている。かかる範囲の微小なはんだ粒子S1を用いる場合、一般にははんだ粒子S1の形状を揃えることが難しいが、上記手法を適用することで、はんだ粒子S1の形状を揃えずとも電極22へのはんだ粒子S1の転写の確実性を担保できる。
[変形例]
In this embodiment, the average particle diameter of the solder particles S1 is 1 μm to 35 μm. When using minute solder particles S1 in this range, it is generally difficult to make the shapes of the solder particles S1 uniform, but by applying the above method, it is possible to ensure the reliability of the transfer of the solder particles S1 to the electrodes 22 even if the shapes of the solder particles S1 are not uniform.
[Modification]

本開示は、上記実施形態に限られるものではない。例えば図1の例では、変形部6が第1面2aから第2面2b側に向かって凹部3の深さに対応する厚さで設けられているが、変形部6の厚さは、これに限られるものではない。例えば図10(a)に示すはんだバンプ形成用部材1Aのように、変形部6の厚さTが凹部3の深さDよりも小さくなっていてもよい。この場合、隣り合う凹部3,3を隔てる隔壁部8の第1面2a側のみが変形部6で構成される。したがって、凹部3の内壁面3aの第1面2a側が変形部6で構成される一方、凹部3の内壁面3aの第2面2b側及び凹部3の底面3bが基体部7で構成される。 The present disclosure is not limited to the above embodiment. For example, in the example of FIG. 1, the deformation portion 6 is provided with a thickness corresponding to the depth of the recess 3 from the first surface 2a toward the second surface 2b, but the thickness of the deformation portion 6 is not limited to this. For example, as in the solder bump forming member 1A shown in FIG. 10(a), the thickness T of the deformation portion 6 may be smaller than the depth D of the recess 3. In this case, only the first surface 2a side of the partition wall portion 8 separating the adjacent recesses 3, 3 is composed of the deformation portion 6. Therefore, the first surface 2a side of the inner wall surface 3a of the recess 3 is composed of the deformation portion 6, while the second surface 2b side of the inner wall surface 3a of the recess 3 and the bottom surface 3b of the recess 3 are composed of the base portion 7.

図10(a)の例のように、変形部6の厚さTを凹部3の深さDより小さくする場合、凹部3に保持されるはんだ粒子S1は、変形部6と基体部7との界面よりも第1面2a側に突出していてもよい。すなわち、はんだ粒子S1の高さHは、凹部3の深さD及び変形部6の厚さTに対して、H>D-Tを満たしていてもよい。こうすることで、変形部6の変形の際のはんだ粒子S1と電極22との確実な接触を担保できる。 As in the example of FIG. 10(a), when the thickness T of the deformation portion 6 is made smaller than the depth D of the recess 3, the solder particles S1 held in the recess 3 may protrude toward the first surface 2a side beyond the interface between the deformation portion 6 and the base portion 7. In other words, the height H of the solder particles S1 may satisfy H>D-T, where D is the depth of the recess 3 and T is the thickness T of the deformation portion 6. This ensures reliable contact between the solder particles S1 and the electrodes 22 when the deformation portion 6 is deformed.

また、変形部6の変形量を十分に確保する観点から、変形部6の厚さTを凹部3の深さDより小さくする場合でも、変形部6は、第1面2aから凹部3の深さ方向に、当該凹部3の深さDの1/2以上の厚さで設けられていてもよい。この場合、変形部6は、第1面2aから凹部3の深さ方向に、当該凹部3の深さDの3/5以上の厚さで設けられていてもよく、4/5以上の厚さで設けられていてもよい。 In addition, from the viewpoint of ensuring a sufficient amount of deformation of the deformation portion 6, even if the thickness T of the deformation portion 6 is made smaller than the depth D of the recess 3, the deformation portion 6 may be provided with a thickness of 1/2 or more of the depth D of the recess 3 in the depth direction from the first surface 2a to the recess 3. In this case, the deformation portion 6 may be provided with a thickness of 3/5 or more of the depth D of the recess 3 in the depth direction from the first surface 2a to the recess 3, or may be provided with a thickness of 4/5 or more.

また、例えば図10(b)に示すはんだバンプ形成用部材1Bのように、変形部6の厚さTが凹部3の深さDよりも大きくなっていてもよい。この場合、隣り合う凹部3,3を隔てる隔壁部8の全体が変形部6となり、凹部3の内壁面3a及び底面3bのいずれもが変形部6で構成される。変形部6と基体部7との界面は、凹部3の底面3bと第2面2bとの間の任意の位置で設定することができる。例えば図10(c)に示すはんだバンプ形成用部材1Cのように、基体部7を設けず、本体部2の全体を変形部6によって構成してもよい。 Also, for example, as in the solder bump forming member 1B shown in FIG. 10(b), the thickness T of the deformation portion 6 may be greater than the depth D of the recess 3. In this case, the entire partition wall 8 separating the adjacent recesses 3, 3 becomes the deformation portion 6, and both the inner wall surface 3a and the bottom surface 3b of the recess 3 are composed of the deformation portion 6. The interface between the deformation portion 6 and the base portion 7 can be set at any position between the bottom surface 3b and the second surface 2b of the recess 3. For example, as in the solder bump forming member 1C shown in FIG. 10(c), the base portion 7 is not provided, and the entire main body portion 2 may be composed of the deformation portion 6.

上記実施形態では、全てのはんだ粒子S1が凹部3の開口面よりも外側には突出しない状態となっているが、本開示は、凹部3内のはんだ粒子S1の高さを揃えずとも電極22へのはんだ粒子S1の転写の確実性を発揮させるものであるため、一部又は全てのはんだ粒子S1が凹部3の開口面よりも外側に突出した状態となっていてもよい。すなわち、図11(a)に示すように、一部又は全てのはんだ粒子S1の高さHが、凹部3の深さDに対して、H>Dを満たすものであってもよい。 In the above embodiment, none of the solder particles S1 protrude beyond the opening of the recess 3. However, the present disclosure ensures reliable transfer of the solder particles S1 to the electrode 22 without the need to align the height of the solder particles S1 in the recess 3. Therefore, some or all of the solder particles S1 may protrude beyond the opening of the recess 3. That is, as shown in FIG. 11(a), the height H of some or all of the solder particles S1 may satisfy H>D with respect to the depth D of the recess 3.

上記実施形態では、複数の凹部3のそれぞれにはんだ粒子S1が単体で配置されている構成を例示したが、複数の凹部3のそれぞれにはんだ粒子S1が複数配置されていてもよい。この場合、例えば図11(b)に示すように、図1の例よりも平均粒子径の小さいはんだ粒子S1が凹部3内に複数配置されていてもよい。この場合、凹部3内に保持されるはんだ粒子S1の体積を調整し易くなり、電極22に形成されるはんだバンプS2の大きさや高さを一定の範囲に揃えることが容易となる。また、電極22とはんだ粒子S1とが接触する確率を高めることができ、電極22上へのはんだバンプS2の形成をより確実に実施できる。凹部3にはんだ粒子S1が複数配置される場合には、上述したように、はんだ粒子S1のC.V.値が20%以下となっていてもよい。これにより、はんだバンプS2を用いた回路部材21,31の接続において、導通信頼性及び絶縁信頼性を十分に確保できる。 In the above embodiment, a configuration in which a single solder particle S1 is arranged in each of the multiple recesses 3 has been exemplified, but multiple solder particles S1 may be arranged in each of the multiple recesses 3. In this case, for example, as shown in FIG. 11(b), multiple solder particles S1 having a smaller average particle diameter than the example in FIG. 1 may be arranged in the recess 3. In this case, it becomes easier to adjust the volume of the solder particles S1 held in the recess 3, and it becomes easier to align the size and height of the solder bump S2 formed on the electrode 22 within a certain range. In addition, the probability of contact between the electrode 22 and the solder particles S1 can be increased, and the formation of the solder bump S2 on the electrode 22 can be more reliably performed. When multiple solder particles S1 are arranged in the recess 3, as described above, the C.V. value of the solder particles S1 may be 20% or less. This allows sufficient conductivity reliability and insulation reliability to be ensured in the connection of the circuit members 21, 31 using the solder bump S2.

はんだ粒子S1を凹部3内に複数配置する場合でも、はんだ粒子S1と隔壁部8との間に働く力(例えばファンデルワールス力のような分子間力)は、はんだ粒子S1に働く重力に比べて大きいものと考えられる。したがって、凹部3を下方に向けた姿勢とした場合でも、はんだ粒子S1は、凹部3内に留まり得る。はんだ粒子S1の外表面に平坦部分があり、当該平坦部分が凹部3の内壁面3a或いは底面3bに接する場合には、凹部3からのはんだ粒子S1の脱落をより好適に防止できる。 Even when multiple solder particles S1 are arranged in the recess 3, the force acting between the solder particles S1 and the partition 8 (for example, intermolecular forces such as van der Waals forces) is considered to be greater than the gravity acting on the solder particles S1. Therefore, even when the recess 3 is oriented so as to face downward, the solder particles S1 can remain in the recess 3. If there is a flat portion on the outer surface of the solder particle S1 and the flat portion is in contact with the inner wall surface 3a or bottom surface 3b of the recess 3, the solder particles S1 can be more effectively prevented from falling out of the recess 3.

1,1A~1C…はんだバンプ形成用部材、3…凹部、6…変形部、9…弾性体、11…はんだバンプ形成装置、12…ステージ、13…第1の供給部、14…第2の供給部、16…加熱加圧ヘッド(加熱加圧部)、21…回路部材、22…電極、S1…はんだ粒子、S2…はんだバンプ、R2…第1の実施領域(実施領域)。 1, 1A to 1C...solder bump forming member, 3...recess, 6...deformation portion, 9...elastic body, 11...solder bump forming device, 12...stage, 13...first supply portion, 14...second supply portion, 16...heating and pressurizing head (heating and pressurizing portion), 21...circuit member, 22...electrode, S1...solder particle, S2...solder bump, R2...first implementation area (implementation area).

Claims (7)

回路部材の電極にはんだバンプを形成するはんだバンプ形成装置であって、
前記電極への前記はんだバンプの形成を実施する実施領域が設定されたステージと、
はんだ粒子が保持された複数の凹部を有し、前記はんだ粒子の頂面が凹部内に位置するようにはんだ粒子が凹部内に収容され、当該凹部の構成部分がはんだ粒子の融点において変形可能な変形部を有するはんだバンプ形成用部材を供給する第1の供給部と、
前記はんだバンプ形成用部材の前記凹部に保持されたはんだ粒子が前記電極と対向配置されるように前記回路部材を供給する第2の供給部と、
前記実施領域において、前記電極を前記はんだ粒子の融点以上の温度に加熱して前記はんだバンプ形成用部材に押し当て、前記変形部をその高さ方向に圧縮変形させることで前記凹部に保持された前記はんだ粒子を前記電極に接触させ、前記はんだ粒子を前記電極に転写してはんだバンプを形成する加熱加圧部と、を備えるはんだバンプ形成装置。
A solder bump forming apparatus for forming solder bumps on electrodes of a circuit member, comprising:
a stage having an implementation area for forming the solder bumps on the electrodes;
a first supply unit that supplies a solder bump forming member having a plurality of recesses in which solder particles are held, the solder particles being accommodated in the recesses such that the top surfaces of the solder particles are positioned within the recesses, and the components of the recesses having deformation portions that are deformable at the melting point of the solder particles;
a second supply unit that supplies the circuit member so that the solder particles held in the recesses of the solder bump forming member are disposed opposite the electrodes;
a heating and pressurizing section that, in the implementation area, heats the electrode to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles, presses the electrode against the solder bump forming member, and compresses and deforms the deformation section in its height direction to bring the solder particles held in the recess into contact with the electrode, and transfers the solder particles to the electrode to form a solder bump.
前記第1の供給部は、前記はんだ粒子の融点における体積弾性率が0.1GPa以上5GPa以下の弾性体によって前記変形部が構成された前記はんだバンプ形成用部材を供給する請求項1記載のはんだバンプ形成装置。 The solder bump forming device according to claim 1, wherein the first supply unit supplies the solder bump forming member in which the deformation unit is constituted by an elastic body having a bulk modulus of 0.1 GPa or more and 5 GPa or less at the melting point of the solder particles. 前記加熱加圧部は、前記電極を前記はんだバンプ形成用部材に押し当てた状態で前記はんだ粒子の融点以上の温度に加熱する請求項1又は2記載のはんだバンプ形成装置。 The solder bump forming device according to claim 1 or 2, wherein the heating and pressurizing unit heats the electrode to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles while pressing the electrode against the solder bump forming member. 前記第1の供給部は、前記複数の凹部のそれぞれに前記はんだ粒子が単体で配置された前記はんだバンプ形成用部材を供給する請求項1~3のいずれか一項記載のはんだバンプ形成装置。 The solder bump forming device according to any one of claims 1 to 3, wherein the first supply unit supplies the solder bump forming member in which the solder particles are individually arranged to each of the multiple recesses. 前記第1の供給部は、前記複数の凹部のそれぞれに前記はんだ粒子が複数配置された前記はんだバンプ形成用部材を供給する請求項1~3のいずれか一項記載のはんだバンプ形成装置。 The solder bump forming device according to any one of claims 1 to 3, wherein the first supply unit supplies the solder bump forming member in which a plurality of the solder particles are arranged in each of the plurality of recesses. 前記はんだ粒子のC.V.値が20%以下である請求項5記載のはんだバンプ形成装置。 The solder bump forming apparatus according to claim 5, wherein the C.V. value of the solder particles is 20% or less. 前記はんだ粒子の平均粒子径が1μm~35μmである請求項1~6のいずれか一項記載のはんだバンプ形成装置。 The solder bump forming device according to any one of claims 1 to 6, wherein the average particle diameter of the solder particles is 1 μm to 35 μm.
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