CN111886708A - 元件组件、以及元件和安装基板组件 - Google Patents
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Abstract
该元件和安装基板组件包括元件组件和安装基板。元件组件包括：元件20；模具部30，覆盖元件20；接合部41，设置在模具部30的下方并且电连接至元件20；以及热转换层50，形成在接合部41之上或上方并且通过模具部30插入的方式而基于从模具部30的上方照射的光产生热。安装基板60至少包括基板61、形成在基板61上的连接部62以及接合至连接部62的接合部41。
Description
技术领域
本公开涉及一种元件组件、以及元件和安装基板组件。
背景技术
通常，通过使用焊球、焊块、以及导电粘合剂将诸如发光元件和光接收元件等各个元件安装在安装基板上(例如，见日本专利申请特开公开号2002-190661)。顺便提及，在安装元件之后，通常对元件进行检查。然后，在找出缺陷性元件的情况下，通过对焊料等进行加热而从安装基板中移除缺陷性元件，并且再次将新的元件安装在安装基板上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开公开号2002-190661
发明内容
发明解决的问题
在上述所述专利公布所公开的技术中，通过热空气、红外线等局部加热(仅对需要修复的部分进行加热)对缺陷性元件进行加热，并且从安装基板中移除缺陷性元件。然而，上述所述专利公布并不指局部加热的具体方法，并且具体地，未公开关于从安装基板中可靠地移除微小缺陷性元件的具体方式的任何事宜。
由此，本公开的目标是提供一种具有这样的配置和结构的元件组件，即，能够从用于修复的安装基板中可靠地移除安装在安装基板上的元件，并且提供一种包括元件组件的元件和安装基板组件。
问题的解决方案
用于实现上述所述目标的本公开的元件组件包括：
元件；
模具部，覆盖元件；
接合部，设置在模具部的下方并且电连接至元件；以及
热转换层，形成在结合部之上或上方并且基于从模具部上方发射的通过模具部的光而产生热。
用于实现上述所述目标的本公开的元件和安装基板组件是包括元件组件和安装基板的元件和安装基板组件，其中：
元件组件包括：
元件；
模具部，覆盖元件；
接合部，设置在模具部的下方并且电连接至元件；以及
热转换层，形成在接合部之上或上方并且基于从模具部上方发射的通过模具部的光而产生热；
安装基板至少包括：
基板；和
连接部，形成在基板上；并且
接合部接合至连接部。
附图说明
图1是其中实例1中的元件和安装基板组件被拆卸的示意性局部横截面图。
图2是示意性示出实例1中的元件和安装基板组件的一些部件的布置的示图。
图3是其中实例2中的元件和安装基板组件被拆卸的示意性局部横截面图。
图4是其中实例1中的元件和安装基板组件的变形被拆卸的示意性局部横截面图。
具体实施方式
在下文中，将基于参考附图的实例对本公开进行描述，但是，本公开并不局限于实例，并且实例中的各个数值和材料是示例性性的。应注意，将按照下列顺序展开描述。
1.本公开的元件组件、以及元件和安装基板组件的一般性描述
2.实例1(本公开的元件组件、以及元件和安装基板组件)
3.实例2(实例1的变形)
4.其他
<本公开的元件组件、以及元件和安装基板组件的一般性描述>
在本公开的元件组件中或构成本公开的元件和安装基板组件的元件组件中(在下文中，可以将这些元件组件统称为“本公开的元件组件等”)，能够实现其中接合部的正交图像被包括在热转换层的正交图像中的模式。当热转换层的正交图像的面积是S1并且接合部的正交图像的面积是S2时，优选为满足S1>S2。
然而，并不局限于此，并且仅需要基于各种测试和模拟确定热转换层的正交图像的面积S1、热转换层的厚度、热转换层的平面形状、接合部的正交图像的面积S2、接合部的厚度(高度)、接合部的平面形状等，以使得尽可能均匀地将通过热转换层的热生成而产生的热传递至接合部。进一步地，当从安装基板中移除元件时，当利用来自模具部上方通过模具部的光照射热转换层时，在热转换层中产生热，并且因此，接合至连接部的接合部被熔化，但是，需要抽吸并且移除被熔化的接合部。当抽吸并且移除接合部时，致使空气流动；然而，仅需要基于各种测试和模拟确定热转换层的正交图像的面积S1、热转换层的厚度、热转换层的平面形状、接合部的正交图像的面积S2、接合部的厚度(高度)、接合部的平面形状等，以使得空气的流动并不阻碍将通过热转换层的热生成而产生的热传递至接合部。
在包括上述所述优选模式的本公开的元件组件等中，能够实现其中热转换层包括选自于钛、铬和镍的至少一种材料的模式。
而且，在包括上述所述各种优选模式的本公开的元件组件等中，能够实现其中热转换层还用作将元件和接合部电连接在一起的布线线路的模式。例如，为了将元件和接合部电连接在一起，可以提供包括诸如铝、铝合金、铜或铜合金等导电材料的布线线路。
而且，在包括上述所述各种优选模式的本公开的元件组件等中，热转换层优选布置在比元件低的水平处。即，当从底部(即，从安装基板侧)、在竖直方向上观看时，布置有接合部、热转换层、元件以及模具部。
而且，在包括上述所述各种优选模式的本公开的元件组件等中，模具部优选为对波长小于或等于1.0×10-6m的光是透明的，并且在这种情况下，光的波长更优选为是8×10-7m至1.0×10-6m。应注意，该光的来源的实施例包括激光光源。
而且，在包括上述所述各种优选模式的本公开的元件组件等中，能够实现其中模具部包括具有光敏性的聚酰亚胺树脂或丙烯酸树脂的模式。
而且，在包括上述所述各种优选模式的本公开的元件组件等中，能够实现其中接合部包括焊料(具体地，焊球或焊块)或导电粘合剂的模式。
而且，在包括上述所述各种优选模式的本公开的元件组件等中，热转换层的热阻值Rth-1优选为比接合部的热阻值Rth-2高。
而且，在包括上述所述各种优选模式的本公开的元件组件等中，能够实现其中元件包括下列项的模式：诸如发光二极管(LED)、半导体激光元件、或电致发光(EL)元件等发光元件；光接收元件；光反射元件；或光学调制元件，并且还可以对MEMS、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等进行例证。可替代地，能够实现其中元件包括有源元件、有源部件、无源元件、以及无源部件的模式。例如，光学传感器、红外传感器、以及构成成像元件(图像传感器)的光接收元件能够包括具有已知配置和结构的光电二极管。
本公开的元件组件等可以包括一个元件或可以包括多个元件。在后者情况下，优选为一个模具部覆盖多个元件的全部，并且在后者情况下，优选为提供每个元件具有最佳形状、面积等的热转换层。根据本公开的元件组件等中包括的元件的数量和元件的结构确定接合部的数量。
优选为提供将元件和布线线路连接在一起的垫部。能够实现其中在中继基板(内插板)上形成垫部、热转换层、布线线路、以及接合部的模式。例如，垫部能够包括基于镀铜方法、各种物理气相沉积方法(PVD方法)、或各种化学气相沉积方法(CVD方法)而形成的导电层。中继基板(内插板)的实施例包括玻璃基板、石英基板、硅基板、刚性印刷布线板、以及柔性印刷布线板。即，在中继基板的第一表面上形成接合部、在面向第一表面的第二表面的一侧上形成热转换层和垫部、并且通过布线线路将垫部与接合部电连接在一起足以。布线线路可以形成在中继基板的第一表面上、或可以形成在面向第一表面的第二表面的一侧上。
为了在中继基板的第二表面的一侧上形成热转换层、垫部等，仅需要在中继基板的第二表面的一侧上形成绝缘层。用于形成绝缘层的材料的实施例包括氧化硅(SiOX)、氮化硅(SiNY)、氮氧化硅(SiOXNY)、氧化钽(Ta2O5)、氧化锆(ZrO2)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氧化钛(TiO2)、氧化镁(MgO)、氧化铬(CrOx)、氧化钒(VOx)、以及氮化钽(TaN)。根据所使用的材料，通过各种PVD方法或各种CVD方法能够形成绝缘层。进一步地，能够基于光刻技术和蚀刻技术的组合执行图案化。通过使用与绝缘层相似的材料的相似方法也能够形成后面所述的绝缘材料层。进一步地，除上述所述之外，用于形成绝缘层的材料的实施例包括电介质多层膜(例如，具有这样结构的电解质多层膜，即，其中，诸如SiO2等低折射率薄膜与诸如TiO2或Ta2O5等高折射率薄膜交替层压)、或SiO2层/Si层的层压结构(SiO2层是下层并且Si层是上层)。
安装基板的实施例包括在表面上形成包括铜箔或镀铜层的连接部的玻璃基板、石英基板、硅基板、聚酰亚胺基板、以及丙烯酸基板、包括在表面上形成包括铜箔或镀铜层的连接部的刚性印刷布线板和柔性印刷布线板、并且包括单侧基板、双侧基板、多层基板、以及构建基板。形成刚性印刷电路板的基底材料的配置在本质上是任意的，并且其实施例包括纸/酚醛树脂、纸/环氧树脂、玻璃布/环氧树脂、玻璃非织造织物/环氧树脂、玻璃布/玻璃非织造织物/环氧树脂、合成纤维/环氧树脂、玻璃布/聚酰亚胺树脂、玻璃布/改性聚酰亚胺树脂、玻璃布/环氧改性聚酰亚胺树脂、玻璃布/双马来酰亚胺/三嗪/环氧树脂、玻璃布/氟树脂、玻璃布/聚苯醚(PPO)树脂、以及玻璃布/聚苯醚(PPE)树脂的组合。
在安装基板中，其上形成连接部的表面优选覆盖有绝缘材料膜。用于形成绝缘材料膜的材料的实施例包括有机材料(具体地，例如，环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、硅树脂等)或无机材料(具体地，例如，氧化硅、氮化硅、氧化铝等)。绝缘材料膜用作保护膜，并且进一步地，还用作平坦化膜。
[实例1]
实例1涉及本公开的元件组件、以及元件和安装基板组件。图1示出了其中实例1中的本公开的元件和安装基板被拆卸的示意性局部横截面图，并且图2示意性地示出了实例1中的元件和安装基板组件的一些部件的布置。
实例1中的元件组件包括：
元件(功能元件)20；
模具部30，覆盖元件20；
接合部41，设置在模具部30的下方并且电连接至元件20；以及
热转换层50，形成在接合部41之上或上方并且基于通过模具部30从模具部30的上方出射的光而产生热。
进一步地，实例1中的元件和安装基板组件包括元件组件(具体地，实例1中的元件组件)和安装基板60，并且安装基板60至少包括基板61、和形成在基板61上的连接部62。然后，将接合部41接合至连接部62。
应注意，在示出的实施例中，热转换层50(50A,50B)形成在相应接合部41(41A,41B)的上方。进一步地，热转换层50(50A,50B)布置在比元件20低的水平处。即，当从底部(即，从安装基板侧)、在竖直方向上观看时，布置有接合部41(41A,41B)、热转换层50(50A,50B)、元件20以及模具部30。在实例1中，元件20包括发光元件，具体地，例如，LED。
然后，将接合部41(41A,41B)的正交图像包括在热转换层50(50A,50B)的正交图像中。即，当热转换层50(50A,50B)的正交图像的面积是S1并且接合部41(41A,41B)的正交图像的面积是S2时，满足S1>S2。
进一步地，热转换层50(50A,50B)包括具有0.1μm的厚度的钛(Ti)。模具部30对波长小于或等于1.0×10-6m的光是透明的。此处，光的波长优选为8×10-7m至1.0×10-6m。光源的具体实施例包括发射具有800nm的波长的近红外线的激光光源。具有800nm的Ti的波长的光的吸收率是46％。模具部30包括具有光敏性的聚酰亚胺树脂。接合部41(41A,41B)包括焊料(具体地，焊块)并且被接合至包括布线线路42的连接部62(62A,62B)。
然后，热转换层50(50A,50B)的热阻值Rth-1优选地比形成接合部41(41A,41B)的焊料(具体地，焊块)的热阻值Rth-2更高。
垫部44A和44B被设置成将元件20和布线线路42连接在一起。在元件20中，第一连接端子71连接至第一垫部44A，并且第二连接端子72连接至第二垫部44B。垫部44A和44B、热转换层50(50A,50B)、布线线路42、以及接合部41(41A,41B)形成在中继基板(内插板)40上。垫部44A和44B形成在绝缘层47上。例如，垫部44A和44B包括基于镀铜方法而形成的导电层。接合部41(41A,41B)和布线线路42形成在中继基板40的第一表面40A上(与光出射侧相反的一侧的表面)，并且热转换层50(50A,50B)与垫部44A和44B形成在面向第一表面40A的第二表面40B的一侧上(与光出射侧相同的一侧的表面)。垫部44A和44B中的每个与接合部41(41A,41B)通过接触孔43和布线线路42电连接在一起。包括开口46的绝缘材料层45形成在中继基板40的第一表面40A上，并且接合部41(41A,41B)形成在从曝光于开口46的底部的布线线路42至开口46的范围内，形成为绝缘材料层45的一部分。进一步地，例如，包括TEOS的绝缘层47形成在中继基板40的第二表面40B上，并且，热转换层50(50A,50B)形成在绝缘层47的层之间。
安装基板60的实施例包括在表面上形成包括铜箔或镀铜层的连接部62(第一连接部62A和第二连接部62B)的玻璃基板61。第一连接部62A连接至第一布线线路，并且第二连接部62B连接至第二布线线路。多条第一布线线路中的每条第一布线线路总体上是带状的并且在第一方向上延伸，并且多条第二布线线路中的每条布线线路总体上是带状的并且在与第一方向不同的第二方向上(例如，在与第一方向正交的方向上)延伸。省略了第一布线线路和第二布线线路的例图。通过已知方法能够形成安装基板60。
当从修理用安装基板60移除元件20时，当利用来自模具部30上方通过模具部30的光照射热转换层50(50A,50B)时，在热转换层50(50A,50B)中产生热，并且因此，接合至连接部62A和62B的接合部41(41A,41B)被熔化。抽吸并且移除所熔化的接合部41(41A,41B)。此时，如图2中示意性示出的，发生空气流动；然而，仅需要基于各种测试和模拟来确定热转换层的正交图像的面积S1、热转换层的厚度、热转换层的平面形状、接合部的正交图像的面积S2、接合部的厚度(高度)、接合部的平面形状等，以使得空气流动并不阻碍将通过热转换层50(50A,50B)的热生成而产生的热传递至接合部41(41A,41B)。
在实例1的元件组件、以及元件和安装基板组件中，因为设置了热转换层，所以即使从安装基板中移除元件(例如，发光元件)时，模具部对照射模具部的光是透明的，当利用来自模具部上方通过模具部的光照射热转换层时，也会在热转换层中均匀地产生热，并且因此，接合至连接部的接合部被均匀地熔化，以使得当移除接合部时，不存在保留接合部的可能性，并且能够从修理用安装基板可靠并且容易地移除安装在安装基板上的元件(例如，发光元件)，并且可以可靠地避免由于保留接合部而出现各种问题(例如，难以重新安装新元件的问题)。
[实例2]
实例2是实例1的变形。如图3中示出的，图3是其中实例2中的元件和安装基板组件被拆卸的示意性局部横截面图，在实例2中，热转换层50(50A,50B)还用作将元件和接合部41(41A,41B)电连接在一起的布线线路42。具体地，为了将元件20和布线线路42连接在一起，在中继基板(内插板)40的第二表面40B上形成垫部44A和44B。进一步地，在中继基板40的第一表面40A上形成还用作接合部41(41A,41B)和热转换层50(50A,50B)的布线线路42。热转换层50(50A,50B)形成在相应的接合部41(41A,41B)上。垫部44A和44B以及接合部41(41A,41B)中的每个通过接触孔43和布线线路42而电连接在一起。包括开口46的绝缘材料层45形成在中继基板40的第一表面40A上，并且接合部41(41A,41B)形成在从曝光于开口46的底部的布线线路42至开口46的范围内并形成为绝缘材料层45的一部分。
除上述所述点之外，实例2中的元件组件、以及元件和安装基板组件能够配置成与实例1中描述的元件组件、以及元件和安装基板组件相似，并且由此省去细节描述。
尽管上面已经基于优选实例对本公开进行了描述，然而，本公开并不局限于这些实例。实例中描述的元件组件、以及元件和安装基板组件的配置和结构是示例性的，并且构成这些部件的元件、材料等也是实施例，并且能够进行适当地改变。
如图4中示出的，包括开口46的绝缘材料层45可以形成在中继基板40的第一表面40A上，并且接合部垫41’可以形成在从曝光于开口46的底部的布线线路42至开口46的范围上并形成绝缘材料层45的一部分，并且例如，包括焊块的接合部41(41A,41B)可以形成在接合部垫41’上。应注意，该结构还能够应用于实例2。
应注意，本公开还能够采用下列配置。
[A01]<<元件组件>>
一种元件组件，包括：
元件；
模具部，覆盖元件；
接合部，设置在模具部的下方并且电连接至元件；以及
热转换层，形成在接合部之上或上方并且基于从模具部上方发射的通过模具部的光而产生热。
[A02]根据[A01]所述的元件组件，其中，接合部的正交图像包括在热转换层的正交图像中。
[A03]根据[A01]或[A02]所述的元件组件，其中，热转换层包括选自于钛、铬和镍的至少一种材料。
[A04]根据[A01]至[A03]中任一项所述的元件组件，其中，热转换层还用作将元件和接合部电连接在一起的布线线路。
[A05]根据[A01]至[A04]中任一项所述的元件组件，其中，热转换层布置在比元件低的水平处。
[A06]根据[A01]至[A05]中任一项所述的元件组件，其中，模具部对波长小于或等于1.0×10-6m的光是透明的。
[A07]根据[A06]所述的元件组件，其中，光的波长是8×10-7m至1.0×10-6m。
[A08]根据[A01]至[A07]中任一项所述的元件组件，其中，模具部包括具有光敏性的聚酰亚胺树脂。
[A09]根据[A01]至[A08]中任一项所述的元件组件，其中，接合部的一部分包括焊料或导电粘合剂。
[A10]根据[A01]至[A09]中任一项所述的元件组件，其中，热转换层的热阻值Rth-1比接合部的热阻值Rth-2高。
[A11]根据[A01]至[A10]中任一项所述的元件组件，其中，元件包括光接收元件、发光元件、光反射元件或光学调制元件。
[B01]<<元件和安装基板组件>>
一种包括元件组件和安装基板的元件和安装基板组件，其中：
元件组件包括：
元件；
模具部，覆盖元件；
接合部，设置在模具部的下方并且电连接至元件；以及
热转换层，形成在接合部之上或上方并且基于从模具部上方发射的通过模具部的光而产生热；
安装基板至少包括：
基板；和
连接部，形成在基板上；并且
接合部接合至连接部。
[B02]根据[B01]所述的元件和安装基板组件，其中，接合部的正交图像包括在热转换层的正交图像中。
[B03]根据[B01]或[B02]所述的元件和安装基板组件，其中，热转换层包括选自于钛、铬和镍的至少一种材料。
[B04]根据[B01]至[B03]中任一项所述的元件和安装基板组件，其中，热转换层还用作将元件和接合部电连接在一起的布线线路。
[B05]根据[B01]至[B04]中任一项所述的元件和安装基板组件，其中，热转换层布置在比元件低的水平处。
[B06]根据[B01]至[B05]中任一项所述的元件和安装基板组件，其中，模具部对波长小于或等于1.0×10-6m的光是透明的。
[B07]根据[B06]所述的元件和安装基板组件，其中，光的波长是8×10-7m至1.0×10-6m。
[B08]模具部是根据[B01]至[B07]中任一项所述的元件和安装基板组件，其中，模具部包括具有光敏性的聚酰亚胺树脂。
[B09]根据[B01]至[B08]中任一项所述的元件和安装基板组件，其中，接合部的一部分包括焊料或导电粘合剂。
[B10]根据[B01]至[B09]中任一项所述的元件和安装基板组件，其中，热转换层的热阻值Rth-1比接合部的热阻值Rth-2高。
[B11]根据[B01]至[B10]中任一项所述的元件和安装基板组件，其中，元件包括光接收元件、发光元件、光反射元件或光学调制元件。
符号说明
20元件，30模具部，40中继基板(内插板)，
41,41A,41B接合部，42布线线路，43接触孔，
44A,44B垫部，45绝缘材料层，46开口，
47绝缘层，50,50A,50B热转换层，
60安装基板，61基板，62,62A,62B连接部分，
71,72连接端子。
Claims (12)
1.一种元件组件，包括：
元件；
模具部，覆盖所述元件；
接合部，设置在所述模具部的下方并且电连接至所述元件；以及
热转换层，形成在所述接合部之上或上方并且基于从所述模具部上方发射的通过所述模具部的光而产生热。
2.根据权利要求1所述的元件组件，其中，所述接合部的正交图像包括在所述热转换层的正交图像中。
3.根据权利要求1所述的元件组件，其中，所述热转换层包括选自于钛、铬和镍的至少一种材料。
4.根据权利要求1所述的元件组件，其中，所述热转换层还用作将所述元件和所述接合部电连接在一起的布线线路。
5.根据权利要求1所述的元件组件，其中，所述热转换层布置在比所述元件低的水平处。
6.根据权利要求1所述的元件组件，其中，所述模具部对波长小于或等于1.0×10-6m的光是透明的。
7.根据权利要求6所述的元件组件，其中，所述光的所述波长是8×10-7m至1.0×10-6m。
8.根据权利要求1所述的元件组件，其中，所述模具部包括具有光敏性的聚酰亚胺树脂。
9.根据权利要求1所述的元件组件，其中，所述接合部的一部分包括焊料或导电粘合剂。
10.根据权利要求1所述的元件组件，其中，所述热转换层的热阻值Rth-1比所述接合部的热阻值Rth-2高。
11.根据权利要求1所述的元件组件，其中，所述元件包括光接收元件、发光元件、光反射元件或光学调制元件。
12.一种包括元件组件和安装基板的元件和安装基板组件，其中：
所述元件组件包括：
元件；
模具部，覆盖所述元件；
接合部，设置在所述模具部的下方并且电连接至所述元件；以及
热转换层，形成在所述接合部之上或上方并且基于从所述模具部上方发射的通过所述模具部的光而产生热；
所述安装基板至少包括：
基板；和
连接部，形成在所述基板上；并且
所述接合部接合至所述连接部。
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