[发明专利]焊锡柱制造方法、焊锡柱制造装置及焊锡柱

说明书

技术领域

本发明涉及切断线焊锡来制造焊锡柱的焊锡柱制造方法、焊锡柱制造装置及焊锡柱。

背景技术

近年来，随着通信设备的高速化、集成电路的高密度化，存在它们所使用的电子元件的引线数增多的倾向。在电子元件的引线数较多的设备中，例如以往存在QFP(Quad FlatPackage)、SOIC(Small Outline Integrated Circuit)等电子元件，但近期逐渐进一步要求电子元件的多功能化，在以往的QFP、SOIC等中引线数不足。因此，作为增多了引线数的电子元件，逐渐使用PBGA(Plastic Ball Grid Array)、CBGA(Ceramic Ball Grid Array)、TBGA(Tape Ball Grid Array)等球栅阵列(以下称作BGA)。

但是，超级计算机等所使用的陶瓷球栅阵列(以下称作CBGA)因施加电压而发热，构成该CBGA的陶瓷基板和印刷电路板(例如玻璃环氧基板等)因该发热而膨胀。另外，在解除对CBGA施加电压时，陶瓷基板和玻璃环氧基板收缩。这样，陶瓷基板和玻璃环氧基板因对CBGA施加电压/解除该施加而反复膨胀和收缩。

通常，陶瓷基板的热膨胀系数为8ppm/℃，玻璃环氧基板的热膨胀系数为15ppm/℃～20ppm/℃。因而，因陶瓷基板的热膨胀系数和玻璃环氧基板的热膨胀系数之差而导致在陶瓷基板和玻璃环氧基板中产生热应力。因此，近年来，使用吸收热应力的能力优于焊锡球的焊锡柱的陶瓷柱栅阵列(以下称作CGA)替代CBGA而被逐渐使用。

CGA所使用的焊锡柱可采用铅(Pb)主要成分的线状的高温焊锡、金属线及镀焊锡后的金属线等。作为焊锡柱的形状，根据CGA的大小、引线数而存在各种焊锡柱的形状，但大多使用直径为0.5mm、长度为2.54mm的圆柱形状的焊锡柱。该CGA为了使焊锡柱充分发挥吸收热应力的能力，需要使焊锡柱与陶瓷基板垂直地将该焊锡柱搭载在该陶瓷基板上。

对形成CGA的通常方法进行说明。虽未图示，但首先，在陶瓷基板的电极部涂敷焊膏。其次，将用于在该电极部上垂直地载置焊锡柱的搭载夹具放置在陶瓷基板之上。然后，使焊锡柱贯穿被穿设在搭载夹具中的通孔，将焊锡柱竖立设置在电极上的焊膏中。保持着该状态地将其投入到回流焊炉这样的加热装置中，在规定的温度条件下进行加热。于是，涂敷在陶瓷基板的电极部的焊膏熔融，陶瓷基板和焊锡柱被锡焊而形成CGA。

作为在陶瓷基板上垂直地载置焊锡柱的另一种方法，例如存在像日本特开2004-221287号公报那样地利用使焊锡柱排列成一列的排列夹具来进行搭载的方法，或者像WO2006/48931号公报那样将焊锡柱直接吸附在吸附头上来进行排列、将该排列的焊膏搭载在陶瓷基板上的方法。因此，在焊锡柱的形状精度较差时，有时无法利用排列夹具排列焊锡柱，或者利用排列夹具排列时在夹具内产生勾挂，从而导致焊锡柱无法搭载。因而，搭载于CGA的焊锡柱需要形状精度较佳、长度均匀且形成为圆柱形状。

为了在玻璃环氧基板上安装CGA，首先，在玻璃环氧基板的电极部涂敷焊膏。其次，在该电极部搭载CGA的焊锡柱，之后，在回流焊炉这样的加热装置中进行加热。于是，焊膏熔融，焊锡柱和玻璃环氧基板被锡焊，从而CGA被安装在玻璃环氧基板上。

这样，为了将焊锡柱设置在陶瓷基板和玻璃环氧基板之间，需要二次利用回流焊炉进行加热。因此，对于CGA的焊锡柱所采用的焊锡合金，为了不会因回流焊炉的二次加热、来自搭载于超级计算机等的IC芯片的发热而熔融，采用高温焊锡。

并且，由于焊锡柱将陶瓷基板和玻璃环氧基板连接起来，因此，在焊锡柱较硬时，以热应力为原因，有时会在焊锡柱中产生裂纹、或者发生断裂。

因而，焊锡柱所采用的高温焊锡为95Pb-5Sn、89.5Pb-10.5Sn等以Pb为基础的组成。该以Pb为基础的高温焊锡比其他的金属材料柔软，其莫氏硬度为1.5～2.0。

焊锡柱制造方法通常使用线状的焊锡并将该焊锡切断为规定的长度。在专利文献1中公开有：在将所有焊锡柱的一端锡焊在陶瓷基板上之后，用刀具、刀形块等切断焊锡柱的另一端，从而使焊锡柱的高度平齐。

专利文献1：日本特开平6-188355号公报