CN101460015B - 用于安装至少两种类型的电子元件的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
提供了一种用于安装至少两种类型的电子元件的方法和设备。所述方法包括：在基底上安装第一电子元件；在基底上形成掩膜，以暴露第一电子元件和基底的焊膏将被涂敷的区域；在掩膜上的位于第一电子元件周围的部分上形成导向件；通过使用接触掩膜的位于基底的将被涂敷焊膏的所述区域周围的部分的挤压机来将焊膏涂敷到基底上；去除导向件和掩膜；将第二电子元件安装到所述焊膏上。
Description
本申请要求于2007年12月12日提交到韩国知识产权局的第10-2007-0129010号韩国专利申请的权益，通过引用，上述申请被包含于此。
技术领域
本发明涉及一种用于在基底上安装电子元件的方法和设备。
背景技术
在市场上有许多类型的电子产品，例如，数码相机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、MP3播放器和个人多媒体播放器。为了便于携带，这些电子产品正变得更加小型化。因此，更多的电子元件，例如半导体器件，应该被安装在电子产品中的更小的区域内。
安装电子元件的传统方法包括：将焊膏印刷到基底上；将电子元件安装到焊膏上并回流焊接电子元件。
在安装在基底上的电子元件中，可能有些在低的温度极限(lowtemperature limit)下具有可靠性的特殊电子元件。虽然传统的电子元件可经受大约260℃的温度，但是一些特殊的电子元件只可经受大约200℃的温度。为了在同一基底上与其它电子元件一起安装所述特殊的电子元件，根据传统方法，不得不将所述特殊电子元件手动焊接到基底上。
安装电子元件的另一传统方法包括：印刷第一焊膏；安装第一电子元件；形成覆盖安装的第一电子元件的掩膜；利用所述掩膜印刷第二焊膏以及安装第二电子元件。但是，如果第一电子元件很厚，则很难形成覆盖所述厚的第一电子元件的掩膜，并且当涂敷第二焊膏时也很难移动挤压机(squeezer)。
另一传统方法包括在不同的基底上安装在不同温度极限下具有可靠性的电子元件。然而，该方法与使电子产品小型化的趋势相悖。
发明内容
本发明的实施例提供一种用于将在不同温度极限下具有可靠性的至少两种类型的电子元件安装到同一基底上，同时最小化电子元件的损坏(例如，裂开)的方法和设备。
根据本发明的一方面，提供了一种安装至少两种类型的电子元件的方法，所述方法包括：在基底上安装第一电子元件；在基底上形成掩膜，以暴露第一电子元件和基底的焊膏将被涂敷的区域；在掩膜的位于第一电子元件周围的部分上形成导向件；通过使用接触掩膜的位于基底的将被涂敷焊膏的所述区域周围的部分的挤压机来将焊膏涂敷到基底上；去除导向件和掩膜；将第二电子元件安装到所述焊膏上。
在掩膜的位于第一电子元件周围的部分上可形成导向件，以防止焊膏进入第一电子元件中。
另一种方案是，导向件可形成在掩膜的位于第一电子元件和基底的焊膏将被涂敷的区域之间的部分上。
此外，导向件可形成在掩膜的一部分上，所述部分在第一电子元件通过其被暴露的开口和基底的将涂敷焊膏的区域通过其被暴露的开口之间。
还可在掩膜和第一电子元件通过其被暴露的所述开口之间的边缘上形成导向件。
可通过利用具有用于容纳第一电子元件和导向件的至少一个凹入部分的挤压机来涂敷焊膏。可通过利用具有用于容纳第一电子元件和导向件两者的凹入部分的挤压机来涂敷焊膏。
根据本发明的另一方面，提供了一种安装至少两种类型的电子元件的方法，所述方法包括：在基底上形成第一掩膜，以暴露基底的第一焊膏将被涂敷的区域；通过利用第一挤压机将第一焊膏涂敷到基底上；去除第一掩膜；将第一电子元件安装到第一焊膏上；在安装了第一电子元件的基底上形成第二掩膜，以暴露第一电子元件和基底的第二焊膏将被涂敷的区域；在第二掩膜的位于第一电子元件周围的部分上形成导向件；通过利用具有用于容纳第一电子元件和导向件的至少一个凹入部分的第二挤压机将第二焊膏涂敷到基底上；去除第二掩膜和导向件；将第二电子元件安装到第二焊膏上。
安装第一电子元件的步骤可包括：将第一电子元件布置在第一焊膏上并以第一温度加热，并且安装第二电子元件的步骤可包括：将第二电子元件布置在第二焊膏上并以与第一温度不同的第二温度加热。第一温度可高于第二温度。
涂敷第一焊膏的步骤可包括：通过利用接触第一掩膜的位于基底的第一焊膏将被涂敷的区域周围的部分的第一挤压机来涂敷第一焊膏，并且涂敷第二焊膏的步骤可包括：通过利用接触第二掩膜的位于基底的第二焊膏将被涂敷的区域周围的部分的第二挤压机来涂敷第二焊膏。
可通过利用没有凹入部分的第一挤压机来涂敷第一焊膏，并且可通过利用具有用于容纳第一电子元件和导向件的凹入部分的第二挤压机来涂敷第二焊膏。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于安装至少两种类型的电子元件的设备，所述设备包括：基底，第一电子元件被安装在所述基底上；掩膜，形成在基底上，以暴露第一电子元件和基底的焊膏将被涂敷的区域；导向件，形成在掩膜的位于第一电子元件周围的部分上；挤压机，接触掩膜的设置在基底的焊膏将被涂敷的区域周围的部分。
导向件可形成在掩膜的一部分上，所述部分在第一电子元件通过其被暴露的开口和基底的将涂敷焊膏的区域通过其被暴露的开口之间。
挤压机可具有用于容纳第一电子元件和导向件的至少一个凹入部分。
附图说明
通过参照附图对本发明的示例性实施例进行的详细描述，本发明的上述和其它特点及优点将会变得更加清楚，其中：
图1是显示根据示例性实施例的形成在基底上的第一掩膜的截面图；
图2至图3是显示根据示例性实施例的涂敷到基底上的第一焊膏的截面图；
图4和图5是显示根据示例性实施例的被安装的第一电子元件的截面图；
图6是显示根据示例性实施例的形成在基底上的第二掩膜的截面图；
图7是显示根据示例性实施例的在基底上的导向件的俯视图；
图8和图9是显示根据示例性实施例的被涂敷到基底上的第二焊膏的截面图；
图10和图11是显示根据示例性实施例的被安装的第二电子元件的截面图。
具体实施方式
现在将参照附图更加完全地描述示例性实施例，附图中显示了示例性实施例。
图1至图11是用于解释根据本发明的示例性实施例的安装至少两种类型的电子元件的方法的截面图和俯视图。图1至图11的安装方法包括表面安装封装技术，其中，通过利用至少两种焊膏将电子元件安装在同一基底上。
在图1至图11中，第一电子元件具有第一温度极限，第二电子元件具有低于第一温度极限的第二温度极限。例如，第一电子元件包括可不考虑它们的高度而进行安装的高的第一电子元件和矮的第一电子元件。
参照图1，第一掩膜20形成在基底10上，以暴露基底10的某区域，第一焊膏将被涂敷到该区域上。
基底10可以是通过将由导电材料(例如，铜)形成的电路线图案印刷到绝缘基底上而形成的印刷电路板(PCB)。PCB指将电子元件定位并将连接电子元件的印刷电路线固定地印刷到一个表面上以将电子元件密集地安装到所述表面上的电路板。
基底10可以是单层PCB或者其中叠置多个PCB层的多层PCB，即，积层(build-up)PCB。通过准确地连接PCB层之间的布线，多层PCB可增大产量并实现高密度和小型化。因此，多层PCB可在需要高集成度和薄的设计的蜂窝电话、相机以及笔记本计算机等中使用。
基底10可以是通孔PCB。可使用适用于表面安装封装技术的任何PCB。
如上所述，基底10的将涂敷第一焊膏的区域被确定，然后用于暴露基底10的第一焊膏将被涂敷的所述区域的第一掩膜20在形成有导电电路线图案的基底10上被对齐。第一掩膜20具有第一开口12，基底10的第一焊膏将被涂敷的区域通过所述第一开口12被暴露。第一掩膜20可以是薄金属板，例如，不锈钢印刷板。
参照图2，通过沿y方向移动第一挤压机40，将第一焊膏30涂敷到第一掩膜20在其上被对齐的基底10上，从而第一焊膏30被引入第一掩膜20的第一开口12中。为此，第一挤压机40必须接触第一掩膜20的在基底10的第一焊膏30将被涂敷的所述区域的周围的部分。因此，当第一焊膏30被涂敷时，第一焊膏30可由于当第一挤压机40运动时产生的预定压力而被迫进入第一开口12。
参照图3，第一焊膏30通过使第一挤压机40沿着y方向运动而被迫进入第一开口12。详细地说，通过将固体合金颗粒与液体溶剂持续混合而形成第一焊膏30。因此，随着第一挤压机40沿着y方向在第一掩膜20上移动，第一焊膏30被推入第一开口12以填充第一开口12。
在第一焊膏30被填充到第一开口12中之后，第一掩膜20被移除。参照图4，矮的第一电子元件50a和高的第一电子元件50b位于第一焊膏30上，以形成第一电子元件50。
参照图5，其上安装有第一电子元件50的基底10在炉(oven)中进行回流工艺(reflow process)，从而第一焊膏30熔化，并且第一电子元件50附着到基底10上。在回流工艺中的热处理温度应该高于第一焊膏30的熔化温度，即，焊接温度，并且应该低于第一电子元件50可经受的温度。因此，热处理温度的上限应该通过考虑第一电子元件50具有可靠性的温度极限来确定。
参照图6，在安装有第一电子元件50的基底10上依次形成第二掩膜22和导向件60。
形成在基底10上的第二掩膜22包括第二开口14和第三开口16，其中，第一电子元件50通过第二开口14被暴露，基底10上的图8的第二焊膏32将被涂敷的区域通过第三开口16被暴露。第二掩膜22可以是像第一掩膜20的薄金属层。
形成在第二掩膜22上的导向件60阻挡第二焊膏进入第一电子元件50中。导向件60位于第二掩膜22的在第一电子元件50和基底10的第二焊膏32将被涂敷的区域之间的部分上。另一种方案是，导向件60可形成在第二掩膜22的位于第二开口14和第三开口16之间的部分上，其中，第一电子元件50通过第二开口14被暴露，基底10的第二焊膏32将被涂敷的区域通过第三开口16被暴露。
优选地，在本实施例中，导向件60可进一步形成在第二掩膜22和第二开口14之间的边缘处，其中，第一电子元件50通过第二开口14被暴露。详细地说，图7是导向件60被布置在其上的基底10的俯视图。参照图7，包括第二开口14和第三开口16的第二掩膜22位于基底10上，并且导向件60位于第二开口14和第三开口16之间。例如，导向件60可被布置在第二掩膜22的第二掩膜22和第二开口14连接的部分上。还可在第二掩膜22和第二开口14之间的边缘上形成导向件60。为了加强导向件60的阻挡第二焊膏32进入第一电子元件50的阻挡功能，导向件60可相应地包围第一电子元件50的至少一个表面。
图8是沿着x轴截取的截面图，图9是沿着y轴截取的截面图，显示了第二焊膏32被涂敷到基底10上。
参照图8和图9，第二焊膏32被涂敷到第二掩膜22和导向件60在其上被顺序形成的基底10上。涂敷到基底10上的第二焊膏32通过第二挤压机42被迫进入第三开口16。
第二挤压机42可不接触导向件60和第二掩膜22的在第二开口14周围的部分，而可接触第二掩膜22的在第三开口16周围的部分，其中，第一电子元件50通过第二开口14被暴露。为此，第二挤压机42可具有容纳第一电子元件50和导向件60的至少一个凹入部分44。另一种方案是，第二挤压机42可具有用于分别容纳第一电子元件50和导向件60的多个凹入部分44，或者具有容纳第一电子元件50和导向件60两者的一个凹入部分44。
第二焊膏32的熔化温度(即，焊接温度)可不同于第一焊膏30的熔化温度。例如，第一焊膏30可允许在相对高的温度下焊接，而第二焊膏32可允许在相对低的温度下焊接。例如，如果在第一电子元件50和第二电子元件52具有可靠性的温度极限互相不同，则具有较高的温度极限的第一电子元件50可用第一焊膏30进行焊接，具有较低的温度极限的第二电子元件52可用第二焊膏32进行焊接。因此，在不同的温度极限下具有可靠性的第一电子元件50和第二电子元件52可被安装在同一基底上，同时对第一电子元件50和第二电子元件52的损坏被最小化。
由于焊膏的焊接温度根据成分、组成比率、添加剂等而改变，所以通过考虑可靠的温度范围、成本、环境影响等来确定适合于每种电子元件的焊膏。
参照图10，在第二焊膏32被涂敷之后，导向件60和第二掩膜22被去除。因此，第二电子元件52位于第二焊膏32上。
参照图11，布置有第二电子元件52的基底10在炉中经受回流工艺，从而第二电子元件52附着到基底10上。因此，针对第二电子元件52的回流工艺的热处理温度可低于针对第一电子元件50的回流工艺的热处理温度。
例如，如果第一电子元件50可经受大约260℃的温度，而第二电子元件52可经受大约200℃的温度，与第二焊膏32相比较便宜并且具有较高的粘着强度的第一焊膏30可用于第一电子元件50。如果第二电子元件52用第一焊膏30进行焊接，则第二电子元件52在回流工艺中可能不能经受热处理，因而可能损坏。因此，具有较低的熔化温度的第二焊膏32可用于第二电子元件52。例如，通过使用合适的焊膏，可经受较高的温度的第一电子元件50被焊接，然后可经受较低的温度的第二电子元件52被焊接，因此，第一电子元件50和第二电子元件52可被防止由于在回流工艺中的热处理温度而损坏(例如，裂开)。
如上所述，通过将具有不同熔化温度的两种类型的焊膏涂敷到同一基底的期望区域上，并安装在不同温度极限下具有可靠性的电子元件，根据本发明的用于安装至少两种类型的电子元件的方法和设备可提高封装可靠性，同时最小化了对电子元件的损坏，而不管电子元件的高度如何。
此外，根据本发明的在同一基底上安装至少两种类型的电子元件的方法和设备适于正被进一步小型化的电子产品，例如数码相机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、MP3播放器和便携式多媒体播放器(PMP)。
虽然参照本发明的示例性实施例具体地显示并描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可做出各种形式上和细节上的改变。
Claims (15)
1.一种安装至少两种类型的电子元件的方法，所述方法包括：
在基底上安装第一电子元件；
在基底上形成掩膜，以暴露第一电子元件和基底的将被涂敷焊膏的区域；
在掩膜的位于第一电子元件周围的部分上形成导向件；
通过使用接触掩膜的位于基底的将被涂敷焊膏的所述区域周围的部分的挤压机来将焊膏涂敷到基底上；
去除导向件和掩膜；
将第二电子元件安装到所述焊膏上。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在掩膜的位于第一电子元件周围的部分上形成导向件，以防止焊膏进入第一电子元件中。
3.如权利要求1所述的方法，其中，在掩膜的位于第一电子元件和基底的将被涂敷焊膏的区域之间的部分上形成导向件。
4.如权利要求3所述的方法，其中，导向件形成在掩膜的一部分上，所述部分在第一电子元件通过其被暴露的开口和基底的将涂敷焊膏的区域通过其被暴露的开口之间。
5.如权利要求4所述的方法，其中，还在掩膜和第一电子元件通过其被暴露的所述开口之间的边缘上形成导向件。
6.如权利要求1所述的方法，其中，通过利用具有用于容纳第一电子元件和导向件的至少一个凹入部分的挤压机来涂敷焊膏。
7.如权利要求1所述的方法，其中，通过利用具有用于容纳第一电子元件和导向件两者的凹入部分的挤压机来涂敷焊膏。
8.一种安装至少两种类型的电子元件的方法，所述方法包括：
在基底上形成第一掩膜，以暴露基底的将被涂敷第一焊膏的区域；
通过利用第一挤压机将第一焊膏涂敷到基底上；
去除第一掩膜；
将第一电子元件安装到第一焊膏上；
在安装了第一电子元件的基底上形成第二掩膜，以暴露第一电子元件和基底的将被涂敷第二焊膏的区域；
在第二掩膜的位于第一电子元件周围的部分上形成导向件；
通过利用具有用于容纳第一电子元件和导向件的至少一个凹入部分的第二挤压机将第二焊膏涂敷到基底上；
去除第二掩膜和导向件；
将第二电子元件安装到第二焊膏上。
9.如权利要求8所述的方法，其中，安装第一电子元件的步骤包括：将第一电子元件布置在第一焊膏上并以第一温度加热，并且
安装第二电子元件的步骤包括：将第二电子元件布置在第二焊膏上并以与第一温度不同的第二温度加热。
10.如权利要求9所述的方法，其中，第一温度高于第二温度。
11.如权利要求8所述的方法，其中，涂敷第一焊膏的步骤包括：通过利用接触第一掩膜的位于基底的将被涂敷第一焊膏的区域周围的部分的第一挤压机来涂敷第一焊膏，并且
涂敷第二焊膏的步骤包括：通过利用接触第二掩膜的位于基底的将被涂敷第二焊膏的区域周围的部分的第二挤压机来涂敷第二焊膏。
12.如权利要求8所述的方法，其中，通过利用没有凹入部分的第一挤压机来涂敷第一焊膏，并且
通过利用具有用于容纳第一电子元件和导向件的凹入部分的第二挤压机来涂敷第二焊膏。
13.一种用于安装至少两种类型的电子元件的设备，所述设备包括：
基底，第一电子元件被安装在所述基底上；
掩膜，形成在基底上，以暴露第一电子元件和基底的将被涂敷焊膏的区域；
导向件，形成在掩膜的位于第一电子元件周围的部分上；
挤压机，接触掩膜的位于基底的将被涂敷焊膏的区域周围的部分。
14.如权利要求13所述的设备，其中，导向件形成在掩膜的一部分上，所述部分在第一电子元件通过其被暴露的开口和基底的将涂敷焊膏的区域通过其被暴露的开口之间。
15.如权利要求13所述的设备，其中，挤压机具有用于容纳第一电子元件和导向件的至少一个凹入部分。
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