CN117356175A - 电子部件的安装方法及电子部件安装用局部屏蔽基板 - Google Patents

电子部件的安装方法及电子部件安装用局部屏蔽基板 Download PDF

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Abstract

一种电子部件的安装方法，其中，所述电子部件的安装方法包含：在将电磁波屏蔽件施加于多个焊料部中的一部分的焊料部的状态下对电子部件安装用基板照射微波，利用通过该微波照射而形成的驻波的磁场的作用，至少对未施加电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融，所述电子部件安装用基板具有：基材；该基材上的该多个焊料部；以及多个电子部件，所述多个电子部件以与该多个焊料部对应地与该多个焊料部相接的方式配设。

Description

电子部件的安装方法及电子部件安装用局部屏蔽基板
技术领域
本发明涉及一种电子部件的安装方法及电子部件安装用局部屏蔽基板。
背景技术
通过使用微波，从而能够以内部加热方式在短时间内直接对被加热对象物进行加热。例如，作为使用焊料来安装电子部件等时的加热方法，已知有利用微波的加热方法。然而，在向导电性材料照射微波时，有时会产生火花。本发明人开发了一种微波装置，所述微波装置通过微波照射而形成电磁场强度均匀且最大的驻波，通过利用由磁场的作用引起的磁损耗或感应电流而非利用该驻波的电场，从而在不产生火花的情况下高效地对被加热对象物进行加热(例如专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2021/095723号公报
发明内容
发明要解决的课题
在使用焊料的电子部件的安装中，需要根据安装的电子部件的耐热性来控制加热温度、加热时间。另外，有时会在同一基材上焊接安装耐热性不同的电子部件。在该情况下，例如可以考虑与耐热性较低的电子部件相匹配地使加热温度成为低温侧并进行焊接安装。然而，若使加热温度成为低温侧，则存在如下问题：会产生无法将电子部件与基材充分地粘接的部分而使得成品率降低，或者为了进行充分牢固的粘接而需要时间。
另外，也可以考虑按安装在同一基材上的各电子部件对焊料的加热温度或加热时间进行控制，但对于生产效率的提高会产生制约。而且，在应用微波加热的情况下，由于同样地照射微波，因此，并未设想按同一基材上的各电子部件对焊料的加热温度或加热时间进行控制。
本发明的课题在于提供一种电子部件的安装方法及电子部件安装用局部屏蔽基板，其能够利用由微波的驻波产生的磁场加热而高效且低损伤地进行配设在同一基材上的耐热性不同的电子部件的焊接安装。
用于解决课题的手段
本发明的上述课题通过下述方案来解决。
〔1〕一种电子部件的安装方法，其中，所述电子部件的安装方法包含：在将电磁波屏蔽件施加于多个焊料部中的一部分的焊料部的状态下对电子部件安装用基板照射微波，利用通过该微波照射而形成的驻波的磁场的作用，至少对未施加电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融，所述电子部件安装用基板具有：基材；该基材上的该多个焊料部；以及多个电子部件，所述多个电子部件以与该多个焊料部对应地与该多个焊料部相接的方式配设。
〔2〕根据〔1〕所述的电子部件的安装方法，其中，通过所述驻波的磁场的作用，对所述多个焊料部中的未施加电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融，接下来，在比未施加所述电磁波屏蔽件的焊料部的加热条件温和的加热条件下对所述多个焊料部中的施加有电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融。
〔3〕根据〔1〕所述的电子部件的安装方法，其中，通过所述驻波的磁场的作用，对所述多个焊料部中的未施加电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融，并且通过所述驻波的磁场的作用，在比未施加所述电磁波屏蔽件的焊料部的加热条件温和的加热条件下，也对所述多个焊料部中的施加有电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融。
〔4〕根据〔2〕或〔3〕所述的电子部件的安装方法，其中，在所述多个焊料部中的施加有所述电磁波屏蔽件的焊料部使用低温焊料。
〔5〕根据〔1〕～〔4〕中任一项所述的电子部件的安装方法，其中，所述基材具有电极部，所述电子部件也具有电极部，使加热熔融后的所述焊料部固化，并经由固化后的焊料部将所述基材的电极部与所述电子部件的电极部电连接。
〔6〕根据〔1〕～〔5〕中任一项所述的电子部件的安装方法，其中，所述电磁波屏蔽件包含金属材料。
〔7〕根据〔1〕～〔6〕中任一项所述的电子部件的安装方法，其中，所述驻波为TMn10模式，其中，n为1以上的整数，或者所述驻波为TE10n模式，其中，n为1以上的整数。
〔8〕一种电子部件安装用局部屏蔽基板，其中，所述电子部件安装用局部屏蔽基板具有：
基材；
该基材上的多个焊料部；以及
多个电子部件，所述多个电子部件以与该多个焊料部对应地与该多个焊料部相接的方式配设，
所述电子部件安装用局部屏蔽基板是在该多个焊料部中的一部分的焊料部施加电磁波屏蔽件而成的。
〔9〕根据[8]所述的电子部件安装用局部屏蔽基板，其中，通过微波的驻波的磁场的作用，至少对未施加电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融。
〔10〕根据〔8〕或〔9〕所述的电子部件安装用局部屏蔽基板，其中，施加有所述电磁波屏蔽件的焊料部包含低温焊料。
在本发明中，“电子部件的安装”是指在设备、装置中组装电子部件(例如将电子部件安装于基材)。
在本发明中，“电子部件”这样的用语并不限定于半导体元件及集成电路(IC)等电子部件，以包含电阻、电容器及电感器等无源元件、各种测定元件及摄像元件等传感器、光接收元件及发光元件等光学元件以及声音元件等在内的广义的含义来使用。
在本发明中，“焊料”这样的用语用于比通常更广义的含义。即，在本发明中，“焊料”并不一定需要具有导电性，只要具有能够通过一定温度以上的加热而熔融且之后固化并能够将基材与电子部件直接或间接地连接的特性即可，不论其组成如何，都能够包含在本发明的“焊料”中。另外，通过加热熔融而导电性降低或导电性丧失的材料也被包含在本发明的“焊料”中。
在本发明中，“电磁波屏蔽件”只要具有将电磁波减弱到期望的水平的功能即可。即，在本发明中，“电磁波屏蔽件”是指包含将电磁波完全阻断的形态和将电磁波局部阻断的形态这双方的含义。
在本发明中，使用“～”表示的数值范围是指包含在“～”的前后记载的数值作为下限值及上限值的范围。例如，在记载为“A～B”的情况下，其数值范围为“A以上且B以下”。
发明效果
根据本发明的电子部件的安装方法及电子部件安装用局部屏蔽基板，能够利用由微波的驻波产生的磁场加热而高效且低损伤地进行配设在同一基材上的耐热性不同的电子部件的焊接安装。
附图说明
图1是示意性地示出对在多个焊料部中的一部分施加有电磁波屏蔽件的安装用基板进行微波照射并且通过磁场加热使未施加电磁波屏蔽件的焊料部熔融并固化、接着将电磁波屏蔽件解除并在更温和的条件下进行微波照射而通过磁场加热也使施加有电磁波屏蔽件的焊料部熔融的状态的说明图(侧视图)。
图2是从安装用基板的上侧观察图1的状态的图。也用虚线示出了位于电磁波屏蔽件的下侧的电子部件和焊料部的状态。
图3是示意性地示出微波加热装置的优选的整体结构的一例的框图，是以概略剖视图示出空腔谐振器的图。
图4是示出在实验例1-1中将放置有焊膏的硅晶片(图4的上侧)和在内部配设有放置有焊膏的硅晶片的铝箔箱(图4的下侧)这双方放置在玻璃环氧树脂基板上的状态的附图代用照片。
图5是示意性地示出图4的照片所示的状态并且还以透视的方式示意性地示出铝箔箱内部的状态的说明图。
图6是使用热像相机对在图4的照片所示的状态下照射微波并实施磁场加热时的温度分布进行测量的结果的图。
图7是示出在实施例1-2中仅将在内部配设有放置有焊膏的硅晶片的铝箔箱放置在玻璃环氧树脂基板上并使用热像相机对通过照射微波而实施磁场加热时的温度分布进行测量的结果的图。
图8是示出在实验例2-1中在将放置有焊膏的硅晶片(图8的下侧)和在内部配设有放置有焊膏的硅晶片的铜板箱(图8的上侧)这双方放置在玻璃环氧树脂基板上的状态下使用热像相机对照射微波而实施磁场加热时的温度分布进行测量的结果的图。
图9是示出在实施例2-2中仅将在内部配设有放置有焊膏的硅晶片的铜板箱放置在玻璃环氧树脂基板上并使用热像相机对通过微波照射而实施磁场加热时的温度分布进行测量的结果的图。
具体实施方式
[电子部件的安装方法]
关于本发明的电子部件的安装方法(以下，也简称为“本发明的安装方法”)的优选的实施方式，适当地参照附图进行说明。此外，在附图中，为了便于说明，各部分的尺寸及比例尺有时与实际不同。另外，附图是为了容易理解而示意性地示出的。而且，本发明除了在本发明中规定的事项以外，并不限定于以下所例示的形态。
本发明的安装方法是如下方法：通过对电子部件安装用基板(以下，也简称为“安装用基板”)的焊料部进行加热并使该焊料部熔融，从而将电子部件焊接安装在基材上。通过该安装，从而得到在基材上固定有电子部件的电子部件安装基板(安装有电子部件的基板。以下，也简称为“安装基板”)。
在本发明的安装方法中，上述安装用基板具有：基材；该基材上的多个焊料部；以及多个电子部件，所述多个电子部件以与上述多个焊料部对应地与该多个焊料部相接的方式配设。另外，在该安装用基板的多个焊料部中的一部分的焊料部以至少将焊料部和与该焊料部相接的电子部件覆盖的方式施加有电磁波屏蔽件。即，在本发明中使用的安装用基板为电子部件安装用局部屏蔽基板。通过以形成驻波的方式向该电子部件安装用局部屏蔽基板照射微波，从而通过驻波的磁场的作用而至少对未施加电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融(以后，也将由驻波的磁场的作用产生的加热称为“磁场加热”)
作为上述驻波的模式，例如可列举TMn10(n为1以上的整数)模式(例如TM210、TM310的模式)及TE10n(n为1以上的整数)模式。如后述那样，从能够沿着空腔谐振器的中心轴高效地形成磁场强度的最大部的观点来看，上述驻波优选为TM110模式。
在TE10n(n为1以上的整数)模式的情况下，也优选为n＝1的TE101模式，也可以为TE102或TE103模式。
通过在磁场强度的最大部或其周边部(足以使焊料部熔融的磁场强度部分)配设安装用基板，从而能够至少高效地对未施加电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融。
作为由微波照射产生的磁场加热，例如可列举由磁场产生的涡流损耗(由感应电流产生的电阻)所引起的发热及由磁场产生的磁性损失所引起的发热。前者能够利用非磁性体的金属的发热，后者能够利用磁性体的发热。关于磁场加热，例如在国际公开第2021/095723号公报及国际公开第2019/156142号公报等中有详细记载，这些可以在本发明的实施中适当地进行参照。
在本发明的安装方法中，焊料部既可以为使磁场直接作用于焊料部并进行加热的形态，也可以为经由通过磁场的作用被直接加热的发热部而间接地对焊料部进行加热的形态。发热部可以为与各焊料部对应地与各焊料部相接的形态。具有这样的发热部的安装方法本身是公知的，例如能够参照国际公开第2021/095723号公报及国际公开第2019/156142号公报等。
构成在本发明中使用的安装用基板的基材优选由容易透过微波的树脂、氧化物及陶瓷等电介质形成。例如，既可以为膜、纸那样的较薄的基材(例如片或带)，也可以为具有一定程度的厚度的树脂基板、陶瓷基板、玻璃基板或氧化物基板那样的板状体。另外，作为基材，也能够使用金属板。而且，也可以为在金属板的表面形成有上述电介质的覆膜的基材。
作为可以构成基材的树脂，例如可列举聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)及环氧树脂等。另外，作为可以构成基材的氧化物或陶瓷，例如可列举氧化硅(SiO2)、氧化铁(Fe2O3)、氧化锡(SnO)、氧化钛(TiO2)、氮化硅(SiN)、氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)、氧化铁(Fe2O3)、氧化锡(SnO)、氧化钛(TiO2)及氯化锰(MnCl2)等。另外，作为金属板，例如可列举铝板及铜板等。
基材优选具有焊料的熔点以上的耐热性。
基材既可以为单层结构，也可以为多层结构。在多层结构的情况下，例如也优选使用覆金属层叠板(例如覆铜层叠板)作为基材。
安装用基板的焊料部由焊料构成。焊料的种类并不被特别限定，能够根据目的而适当地使用用于焊接安装的焊料。另外，如上所述，在本发明中，“焊料”并不一定需要具有导电性，只要具有能够通过一定温度以上的加热而熔融且之后固化并能够将基材与电子部件直接或间接地连接的特性即可，不论其组成如何，都能够作为本发明中的焊料使用。即，通过加热熔融并接着固化而发挥粘接功能的材料被包含在本发明的“焊料”中。
在本发明的安装方法的优选的一实施方式(以下称为实施方式1)中，通过上述磁场加热，仅对未施加电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融。例如，通过在配设有不耐热的电子部件的焊料部施加实质上阻断微波的电磁波屏蔽件，从而能够避免该电子部件的热损伤。配设有不耐热的电子部件的焊料部在将电磁波屏蔽件去除之后，暴露在更温和的加热条件下，由此，能够一边抑制电子部件的热损伤，一边进行焊接安装。即，针对未施加电磁波屏蔽件的焊料部，通过微波照射而一次使其瞬时加热熔融并高效地安装电子部件，之后，将施加有电磁波屏蔽件的焊料部的该电磁波屏蔽件去除，能够在更温和的加热条件下对将电磁波屏蔽件去除后的焊料部进行焊接安装。制作该温和的加热条件的手段并不被特别限定，例如可以列举抑制微波的照射能量并进行照射的方法。另外，也能够采用微波照射以外的加热方法(例如电炉加热、热风加热、红外线加热、热风-红外线并用加热、激光加热、高频加热、气相焊接加热、流动加热、回流加热、烙铁加热及热空气加热等)。
在上述实施方式1中，在图1中示意性地示出向安装用基板照射微波而通过磁场加热对焊料部进行熔融的形态。
图1是在从侧面观察安装用基板的状态下示意性地示出使用覆铜层叠板作为基材1并在基材1上配设焊料部2并且向与焊料部2相接地配设有电子部件3的安装用基板照射微波5而通过磁场加热使未施加电磁波屏蔽件的焊料部2熔融(2B)并固化(2C)的形态的说明图。该安装用基板以将焊料部2的一部分2A覆盖的方式设置有电磁波屏蔽件4。该电磁波屏蔽件4的一部分利用覆铜层叠板的铜部分(基材1的中间层部分)。作为用作基材1的覆铜层叠板的铜部分以外的屏蔽材料，例如能够列举包含金属(铜、铝、金、银、镍、锌、黄铜、不锈钢、磷青铜及铅等)、石墨、石墨烯、导电性玻璃、导电性高分子、导电性玻璃及导电性陶瓷(锑掺杂氧化锡等)等的材料，更优选为包含金属材料。
这样，在本发明的安装方法中，作为基材，能够应用组装有铜那样的导电性的金属箔的覆金属层叠板(优选为覆铜层叠板)，并采用将该金属箔用作电磁屏蔽件的一部分的形态。
此外，电磁波屏蔽件也可以被配设成将基材、焊料部及电子部件的整体覆盖。即，能够适当地配设电磁波屏蔽件，以便减少直接或间接地到达焊料部的磁场能量的量。
如图1所示，向在焊料部2的一部分2A施加有电磁波屏蔽件4的安装用基板照射微波5而形成驻波，并将焊料部配设在该驻波中的磁场能量足够高的部分，由此，能够瞬时高效地对未施加电磁波屏蔽件4的部分的焊料部2B进行加热熔融，能够利用该焊料部2B对电子部件进行焊接安装。
在图1的形态中，在施加有电磁波屏蔽件4的焊料部2A，由于磁场能量并未到达电磁波屏蔽件内部或并未充分到达电磁波屏蔽件内部，因此，该焊料部2A不会熔融，与该焊料部2A相接的电子部件3也能够免受热的影响。另外，能够利用电磁波屏蔽件保护电子部件内的电路并使其免受由电磁波能量导致的损伤。然后，将施加有电磁波屏蔽件4的焊料部的该电磁波屏蔽件4去除，针对去除电磁波屏蔽件4后的焊料部2A，能够在更温和的加热条件下进行焊接安装。在施加有电磁波屏蔽件4的焊料部2A中，例如也能够使用低温焊料(在本发明中，“低温焊料”的熔点为190℃以下，优选为180℃以下的焊料，该熔点既可以为170℃以下，也可以为160℃以下。低温焊料的熔点通常为120℃以上，也优选为130℃以上，还可以为140℃以上)。
这样，根据本发明的安装方法，针对配设有比较耐热的电子部件的焊料部，能够通过微波的磁场加热而瞬时高效地对焊料部进行加热熔融，并且针对配设有不耐热的电子部件的焊料部，能够使其免受该磁场加热的影响。然后，将电磁波屏蔽件去除，针对去除电磁波屏蔽件后的焊料部，能够在更温和的加热条件(例如更温和的微波的磁场加热)下进行焊接安装。图2是从上侧包含屏蔽件内部及电子部件的下侧的焊料部的状态在内地示意性地示出图1的形态和安装用基板的说明图。
用于对安装用基板实施使用微波驻波的磁场加热的手段(微波加热装置)并不被特别限定，能够广泛地应用通常的方法。适合于本发明的安装方法的微波加热装置的形态见后述。
在本发明的安装方法的另一优选的实施方式(以下称为实施方式2)中，通过上述磁场加热，除了未施加电磁波屏蔽件的焊料部之外，还会在温度更低的区域对施加有电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融。如后述的实施例所示，知晓了如下情况：能够通过电磁波屏蔽件的状态来控制到达施加有电磁波屏蔽件的部分的屏蔽件内部的磁场能量。因此，虽然与到达未施加电磁波屏蔽件的焊料部的磁场能量相比，使到达施加有电磁波屏蔽件的部分的屏蔽件内部的磁场能量相对较小，但也能够加热至使焊料热熔融的温度。由此，能够一边抑制对与施加有电磁波屏蔽件的焊料部相接的电子部件的热损伤，一边在更温和的条件下对该电子部件进行焊接安装。
作为根据电磁波屏蔽件的状态来控制到达施加有该电磁波屏蔽件的部分的屏蔽件内部的磁场能量的方法，例如可列举在电磁波屏蔽件的一部分开设间隙及/或孔的方法、适当地使用作为电磁波屏蔽件而屏蔽能力比较低的材料(例如锌、黄铜、不锈钢、磷青铜及铅等)、石墨、石墨烯、导电性玻璃、导电性高分子、导电性玻璃及导电性陶瓷(锑掺杂氧化锡等)等)的方法、对用于屏蔽件的片或薄膜的厚度进行操作的方法以及对电介质、磁性体或这两方进行添加、涂覆或层叠的方法。另外，通过将照射的微波的能量及加热时间的控制、脉冲波形的微波照射及安装基板的输送速度的控制进行组合，从而能够更灵活地调整磁场能量向电磁波屏蔽件内的到达量。
在上述实施方式2中，能够在施加有电磁波屏蔽件的焊料部配设由于热而容易受到损伤的电子部件A，并在未施加电磁波屏蔽件的部分配设比较耐热(耐热性比电子部件A高)的电子部件B。由此，能够根据电子部件的种类来抑制由电子部件的热导致的损伤，并高效地进行焊接安装。另外，在施加有电磁波屏蔽件的焊料部中，能够使用上述低温焊料。这样，通过在施加有电磁波屏蔽件的焊料部中使用容易在温度更低的区域熔融的焊料，从而能够抑制针对与施加有电磁波屏蔽件的焊料部相接的电子部件的热损伤，并且也能够充分提高基于焊料的接合强度。
在本发明的安装方法的再一个实施方式(以下称为实施方式3)中，设计成：在通过上述磁场加热对未施加电磁波屏蔽件的导电性的焊料部进行加热熔融的情况下，通过该加热熔融而使该焊料部的导电性减弱一定程度。由此，伴随着未施加电磁波屏蔽件的导电性的焊料部的加热熔融，能够随着时间变化而提高施加有电磁波屏蔽件的焊料部的磁场加热的效率。其结果是，能够在温度更低的加热或时间更短的热处理条件下对施加有电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融。对该形态进行更详细的说明。
在安装用基板中，施加有电磁波屏蔽件的焊料部成为照射的微波被阻断或减弱的状态。然而，在本发明人推进研究之后，知晓了如下的事实。
首先，在对在基材上形成有施加有电磁波屏蔽件的焊料部和未施加电磁波屏蔽件的焊料部的安装用基板实施微波的驻波的磁场加热时，能够瞬时高效地对未施加电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融，并且能够使施加有电磁波屏蔽件的焊料部成为未被加热或对加热进行了抑制的状态。该情况如上述所。
另一方面，知晓了如下情况：在对仅配设有施加有电磁波屏蔽件的焊料部的安装用基板实施微波的驻波的磁场加热的情况下，虽然施加有电磁波屏蔽件，但也能够高效地对其内部的焊料部进行加热。该情况在后述的[实施例]的项目中作为实验例示出。即，随着存在于未施加电磁波屏蔽件的部分的磁场加热对象物变少，磁场能量会进入到存在磁场加热对象物(焊料)的电磁波屏蔽件内部。
在应用这样的现象时，能够进行如下事项。即，在通过上述磁场加热而对未施加电磁波屏蔽件的导电性的焊料部进行加热熔融的情况下，通过设计成利用该加热熔融而使该焊料部的导电性减弱，从而能够随着时间变化而使到达施加有电磁波屏蔽件的焊料部的磁场能量提高。因此，能够在更温和的条件下对施加有电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融。
作为通过加热熔融而使焊料部的导电性减弱的焊料设计，有如下方法：在加热之前进行将相对于焊料进行化学反应的元素层叠或混合的处理，在加热熔融时使焊料与该元素进行化学反应，并使焊料成为其他化合物。作为进行化学反应的元素，例如可列举氧、氮、硫、磷、硅、铝、铁、镍、铜、银、铅、铋及锑等。例如对包含这样的元素的有机化合物或无机化合物进行作为薄膜而与焊料层叠的处理、作为粉体而与焊料混合的处理及作为液体而与焊料混合的处理等，通过磁场加热而使焊料部热熔融，由此，能够将焊料部的至少一部分设计成导电性减弱。
此外，关于使导电性减弱至何种程度，能够根据目的而适当地进行设定。既可以设为以能够维持电连接的方式保持某种程度的导电性的状态，在仅以电子部件的固定化为目的的情况下，也可以减弱至实质上未示出导电性的程度。另外，通过将照射的微波的能量与加热时间的控制进行组合，从而能够更灵活地调整磁场能量向电磁波屏蔽件内的到达量。
这样，根据本发明的安装方法，利用由微波照射产生的磁场加热，能够一边根据电子部件的种类(耐热性)而适当地控制施加于各个电子部件的热过程，一边进行焊接安装。即，本发明的安装方法包含如下的形态。
设为如下形态(实施方式1～3)：利用通过微波照射而形成的驻波的磁场的作用，对多个焊料部中的未施加电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融，接下来，在更温和的条件(温度更低的加热及/或时间更短的加热)下，对所述多个焊料部中的施加有电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融。
利用通过微波照射而形成的驻波的磁场的作用，对多个焊料部中的未施加电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融，并且利用所述驻波的磁场的作用，在更温和的条件下也对所述多个焊料部中的施加有电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融(实施方式2及3)。
本发明的安装方法也能够为将上述实施方式1与实施方式2组合而得到的形态。例如，能够设为如下形态：利用通过微波照射而形成的驻波的磁场的作用，对多个焊料部中的未施加电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融，针对所述多个焊料部中的施加有电磁波屏蔽件的焊料部的一部分，以不对焊料部进行加热熔融的方式对电磁波屏蔽件进行调整，针对施加有电磁波屏蔽件的焊料部的剩余的部分，以虽然使磁场能量减弱但仍到达一定程度的方式对电磁波屏蔽件进行调整，一边抑制对电子部件的热损伤，一边在更温和的条件下对该电子部件进行焊接安装。
在本发明的安装方法的优选的一实施方式中，设为如下形态：基材具有电极部，所述电子部件也具有电极部，使加热熔融后的所述焊料部固化，并经由固化后的焊料部将所述基材的电极部与所述电子部件的电极部电连接。
另外，关于上述安装方法，本发明提供一种电子部件安装用局部屏蔽基板，所述电子部件安装用局部屏蔽基板具有：基材；该基材上的多个焊料部；以及多个电子部件，所述多个电子部件以与该多个焊料部对应地与该多个焊料部相接的方式配设，所述电子部件安装用局部屏蔽基板是在该多个焊料部中的一部分的焊料部施加电磁波屏蔽件而成的。
接着，对在本发明的安装方法中使用的微波加热装置的优选的形态进行说明，但本发明除了由本发明规定的事项以外，并不限定于使用下述说明的微波加热装置的形态。另外，下述的微波加热装置本身是已经公知的，除了下述说明的事项以外，例如能够参照国际公开第2021/095723号公报。
[微波加热装置]
图3是示意性地示出微波加热装置的概要的说明图。因此，在图3中，为了便于说明，有时将一部分的结构省略。
如图3所示，微波加热装置10具有具备微波照射空间51的空腔谐振器(以下也称为(圆筒型的)空腔谐振器)11。空腔谐振器11既可以为圆筒型，也可以为以筒中心轴为中心而相向的两个面平行的多棱柱型。即，只要能够在空腔谐振器11的中心轴C形成磁场强度最大且均匀的驻波即可。以下，对圆筒型的空腔谐振器进行说明。
图3所示的圆筒型的空腔谐振器11沿着圆筒中心轴(以下也称为中心轴)C形成磁场的强度最大且均匀的例如TM110模式的驻波。以下，空腔谐振器11的中心轴和微波照射空间51的中心轴以相同的含义使用。
在空腔谐振器11具有夹着该空腔谐振器的圆筒中心轴C相向的入口12和出口13，所述入口12设置在空腔谐振器11的腔部壁11SA，所述出口13设置在与腔部壁11SA相向的腔部壁11SB。上述入口12及出口13优选形成为可供经由焊料部8载置有电子部件9的状态的安装用基板(在安装用基板的一部分的焊料部施加有未图示的电磁波屏蔽件)通过的宽度的狭缝状。另外，在空腔谐振器11内，在电场最小并且磁场强度最大且均匀的磁场区域52具备输送机构31，所述输送机构31对经由焊料部8载置有电子部件9的安装用基板进行输送。磁场区域52的磁场强度从圆筒中心轴C朝向外侧而减弱。在附图中，作为一例，用双点划线示意性地示出了磁场强度为最大值的3/4以上的区域。
利用上述输送机构31，使支承体50上的安装用基板从入口12进入到微波照射空间51内，焊料部的至少一部分被加热熔融，并将处理后的安装基板从出口13搬出。
例如，在产生TM110模式的驻波的圆筒型的空腔谐振器11的情况下，磁场区域52为中心轴C处的电场强度最小且磁场强度最大并且磁场强度沿着中心轴C均匀的空间。
在空腔谐振器11配设有微波发生器21，对空腔谐振器11供给微波。一般而言，微波的频率为0.3～300GHz，特别是通常使用2～4GHz的S频段。或者，也能够使用900～930MHz、5.725～5.875GHz等。但是，也能够使用除此之外的频率。
在上述微波加热装置10中，针对空腔谐振器11，从微波供给口14向空腔谐振器11内的微波照射空间51供给由微波发生器21产生的微波，并在微波照射空间内形成驻波。
优选的是，从微波发生器21供给的微波是对频率进行调节而被供给的。通过频率的调节，从而能够将在空腔谐振器11内形成的驻波的磁场强度分布稳定地控制为期望的分布状态。另外，能够通过微波的输出来调整驻波的强度。
此外，从微波供给口14供给的微波的频率能够在微波照射空间51内形成特定的单模驻波。
依次对本发明的微波加热装置10的结构进行说明。
＜空腔谐振器＞
在微波加热装置10中使用的圆筒型的空腔谐振器(腔体)11具有一个微波供给口14，只要在供给微波时形成单模的驻波即可，并不被特别限定。在本发明中使用的空腔谐振器的微波照射空间51并不限定于附图所示的那样的圆筒型。即，即使不为圆筒型，也可以为以中心轴为中心而相向的两个面平行的多棱柱型的空腔谐振器。例如，也可以为与中心轴垂直方向的截面为正方形、正六边形、正八边形、正十二边形及正十六边形等正偶数边形的筒型。或者，也可以为在相对于正偶数边形的中心轴相向的两个面之间被压扁的形状的多边形的筒型。在为上述多棱柱型的空腔谐振器的情况下，空腔谐振器内部的角也可以具有圆度。另外，作为微波照射空间，除了上述筒型之外，也可以为具有使上述圆度增大而得到的柱状态及椭圆体等空间的空腔谐振器。
即使为这样的多边形，也能够实现与圆筒型同样的作用(即，能够在中心轴形成磁场强度最大且均匀的驻波)。
空腔谐振器11的大小也能够根据目的而适当地进行设计。期望的是，空腔谐振器11的电阻率较小。通常为金属制，作为一例，能够使用铝、铜、铁、镁或它们的合金或者黄铜及不锈钢等合金。另外，也可以通过镀敷或蒸镀等而在树脂、陶瓷或金属的表面涂敷电阻率较小的物质。在涂敷中，例如能够使用包含银、铜、金、锡或铑的材料。
＜输送机构＞
输送机构31优选具有供给侧输送部31A、送出侧输送部31B或这两者。
或者，也可以是，未在输送机构31设置供给部31、供给口12及排出口13。在该情况下，基材6预先配置于空腔谐振器内的磁场最大的位置。然后，在进行适当时间的处理之后，使微波停止。之后，能够将空腔谐振器的一部分打开而根据需要将基材6取出。
或者，也能够不使用特别的输送机构作为供给部31，而是使空腔谐振器本身移动。
＜微波的供给＞
在微波的供给中，优选使用微波发生器21、微波放大器22、隔离器23、阻抗匹配器24及天线25。
在空腔谐振器11的与中心轴C平行的壁面(圆筒的内表面)或其附近设置有微波供给口14。在一实施方式中，微波供给口14具有能够施加微波的天线25。在图3中，示出了使用同轴导波管转换器的微波供给口14。在该情况下，天线25为电场激励型的单极天线。此时，为了有效地形成驻波，在微波供给口14与空腔谐振器11之间，作为适当的开口部，也可以使用光圈(未图示)。另外，也可以不使用导波管14而直接在空腔谐振器11设置天线。在该情况下，也可以在空腔谐振器侧壁面及其附近设置作为磁场激励天线的环形天线(未图示)。或者，也能够在空腔谐振器上表面或下表面设置成为电场激励的单极天线。
天线25从微波发生器21接受微波的供给。具体而言，优选为在微波发生器21依次连接有上述微波放大器22、隔离器23、匹配器24、天线25。在各连接中使用线缆26(26A、26B、26C、26D)。
作为各线缆26，例如使用同轴线缆。在该结构中，将从微波发生器21发出的微波经由各线缆26而通过天线25从微波供给口14供给到空腔谐振器11内的微波照射空间51。
[微波发生器]
作为在本发明的微波加热装置10中使用的微波发生器21，例如能够使用磁控管等微波发生器或使用半导体固体元件的微波发生器。从能够对微波的频率进行微调整这样的观点出发，优选使用VCO(Voltage Controlled oscillator：压控振荡器)、VCXO(Voltagecontrolled Crystal oscillator：压控晶体振荡器)或PLL(Phase locked loop：锁相环)振荡器。
[微波放大器]
微波加热装置10具备微波放大器22。微波放大器22具有将由微波发生器21产生的微波的输出放大的功能。其结构并不被特别限定。例如，优选使用由高频晶体管电路构成的半导体固体元件。
[隔离器]
微波加热装置10具备隔离器23。隔离器23用于抑制在空腔谐振器11内产生的反射波的影响并保护微波发生器21。即，使微波沿一个方向(天线25的方向)被供给。在微波放大器22及微波发生器21不会被反射波损坏的情况下，也可以不设置隔离器。
[匹配器]
微波加热装置10具备匹配器24。匹配器24用于使微波发生器21、微波放大器22及隔离器23的阻抗与天线25的阻抗匹配(相符)。在即使产生由失配导致的反射波而微波放大器22及微波发生器21也不会受到损伤的情况下，以及在能够调整为不会产生失配的情况下，也可以不设置匹配器。
＜控制系统＞
优选的是，在上述微波加热装置10配设有对温度进行测定的热图像测量装置(Thermoviewer，红外热摄像仪)41或辐射温度计(未图示)。优选的是，在空腔谐振器11配设有用于利用热图像测量装置41或辐射温度计(未图示)来测定空腔谐振器11内的温度分布的窗15。由热图像测量装置41测定出的温度分布的测定图像或由辐射温度计测量出的温度信息经由线缆42被发送到控制部43。
而且，优选的是，在空腔谐振器11的腔壁11S配设有电磁波传感器44。与由电磁波传感器44检测出的谐振器11内的电磁场能量相应的信号经由线缆45被发送到控制部43。控制部43能够基于电磁波传感器44的信号来探测在空腔谐振器11的微波照射空间51内产生的驻波的形成状况(谐振状况)。在形成驻波即产生谐振时，电磁波传感器44的输出变大。通过调整微波发生器21的振荡频率以使电磁波传感器44的输出最大，从而能够将微波频率控制为与空腔谐振器11所具有的谐振频率一致。
在控制部43中，能够基于检测到的频率将在空腔谐振器11内出现恒定频率的驻波的微波的频率经由线缆46反馈给微波发生器21。基于该反馈，在控制部43中，能够精确地控制从微波发生器21供给的微波的频率。这样，能够在空腔谐振器11内稳定地产生驻波。另外，在控制部43中，能够通过指示微波放大器22输出微波，从而调整为能够对天线25供给恒定输出的微波。或者，也能够不使微波放大器22的放大率变化，而是通过控制部43的指示来调整设置在微波发生器21与微波放大器22之间的衰减器(未图示)的衰减率。也可以基于热图像测量装置41或辐射温度计的指示值来对微波输出进行反馈控制，以使被加热对象物成为目标温度。在使用磁控管那样的能够供给大输出的装置作为微波振荡器21的情况下，也可以对微波发生器21提供控制部43的指示，以便调整微波输出。
作为不使用电磁波传感器44的控制方法，也可以对空腔谐振器11的反射波的大小进行测定并利用该值。关于反射波的测定，能够使用从隔离器23得到的隔离量。通过调整微波发生器的频率以使反射波信号为最小，从而能够高效地供给向空腔谐振器11的微波的能量。
在微波加热装置10中，只要能够在空腔谐振器11内形成驻波即可，驻波的频率并不被特别限定。作为在中心轴C形成磁场强度最大区域的模式，例如可列举TMn10(n为1以上的整数)模式(例如TM210、TM310的模式)及TE10n(n为1以上的整数)模式。从能够沿着空腔谐振器11的中心轴C高效地形成磁场强度的最大部的观点来看，优选为TM110的驻波。
在TE10n(n为1以上的整数)模式的情况下，也是最优选为n＝1的TE101模式，也可以为TE102或TE103模式。
上述空腔谐振器11通常被设计为使谐振频率收敛于ISM(Industry ScienceMedical：工业科学医疗)频段内。但是，若具有能够将从空腔谐振器11、装置整体辐射到空间的电磁波的水平抑制为不对周围的安全及通信等造成影响的机构，则也能够按ISM频段以外的频率进行设计。
本发明的安装方法也能够应用包含微波加热装置10在内的焊接安装装置来实施。关于焊接安装装置的具体的装置结构例，例如能够参照国际公开第2021/095723号公报的图4的形态。
【实施例】
以下，示出实验例，并进一步对本发明进行详细说明。这些实验例用于使本发明容易理解，本发明丝毫不被限定于这些形态。
[实验例1-1]
准备设置有0.2g焊膏102(千住金属株式会社：M705)的两片5mm见方的n型硅晶片103。将其中的一片设置在厚度160μm、长度30mm、宽度20mm且在上部中央开设有直径1mm的孔的铝箔箱104内。将设置在该铝箔箱104内的放置有焊膏102的硅晶片103和另一片放置有焊膏102的硅晶片103(无铝箔箱)这双方放置在玻璃环氧树脂基板101(FR-4)上。在图4中示出表示该状态的照片。另外，图5是示意性地示出图4的照片并且还以透视的方式示意性地示出铝箔箱内部的状态的说明图。
将上述玻璃环氧树脂基板101配置在圆筒型空腔谐振器的中心。针对玻璃环氧树脂基板101上的硅晶片103(无铝箔箱)和设置在铝箔箱内的硅晶片103这双方，使用热像相机，从基板的上表面对将30W输出的微波导入到空腔谐振器内而形成TM110模式的驻波时的温度分布进行了测量。在图6中示出其结果。
由图6可知，未配设在铝箔箱内的部分的焊膏达到了221.4℃这样的高温。与此相对，铝箔箱内(电磁波屏蔽件内)的焊膏为133℃，被保持在比较低的温度。即，可知铝箔箱作为电磁波屏蔽件发挥功能。在此，如上所述，在该铝箔箱开设有直径1mm的孔。可以认为，在1mm的微小的孔中微波不会通过，但实际上会产生温和的微波加热。即，也可知：通过对电磁波屏蔽件的状态进行控制，从而能够在更温和的条件下进行磁场加热。
[实验例1-2]
将设置有0.2g焊膏102(千住金属株式会社：M705)的5mm见方的n型硅晶片设置在厚度160μm、长度30mm、宽度20mm且在上部中央开设有直径1mm的孔的铝箔箱104内。仅将设置在该铝箔箱104内的放置有焊膏102的硅晶片103放置在玻璃环氧树脂基板101(FR-4)上。在该状态下，将玻璃环氧树脂基板101配置在圆筒型空腔谐振器的中心。与上述同样地对将30W输出的微波导入到空腔谐振器内而形成TM110模式的驻波时的温度分布进行了测量。在图7中示出表示结果的照片。
由图7可知，在不存在未设置铝箔箱的焊膏部分的状态下，配设在铝箔箱内的焊膏达到了210.7℃这样的高温。即，可知磁场能量集中地作用于铝箔箱内的阻焊剂102。
[实验例2-1]
准备设置有0.2g焊膏102(千住金属株式会社：M705)的两片5mm见方的n型硅晶片103。将其中的一片设置在厚度100μm、长度30mm、宽度20mm且在上部中央开设有直径1mm的孔的铜板箱105内。将设置在该铜板箱105内的放置有焊膏102的硅晶片和另一片放置有焊膏102的硅晶片103(无铜板箱)这双方放置在玻璃环氧树脂基板101(FR-4)上。在该状态下，将玻璃环氧树脂基板101配置在圆筒型空腔谐振器的中心。与上述同样地对将30W输出的微波导入到空腔谐振器内而形成TM110模式的驻波时的温度分布进行了测量。在图8中示出结果。
由图8可知，未配设在铜板箱105内的部分的焊膏达到了169.6℃这样的高温。与此相对，铜板箱105内(电磁波屏蔽件内)的焊膏被温和地加热到71.2℃。即，可知铜板箱105作为电磁波屏蔽件发挥功能。在此，如上所述，在该铜板箱开设有直径1mm的孔。可以认为，在1mm的微小的孔中微波不会通过，但实际上会产生温和的微波加热。即，也可知：通过对电磁波屏蔽件的状态进行控制，从而能够在更温和的条件下进行磁场加热。
[实验例2-2]
将设置有0.2g焊膏102(千住金属株式会社：M705)的5mm见方的n型硅晶片设置在厚度100μm、长度30mm、宽度20mm且在上部中央开设有直径1mm的孔的铜板箱105内。仅将设置在该铜板箱105内的放置有焊膏102的硅晶片放置在玻璃环氧树脂基板101(FR-4)上。在该状态下，将玻璃环氧树脂基板101配置在圆筒型空腔谐振器的中心。与上述同样地对将30W输出的微波导入到空腔谐振器内而形成TM110模式的驻波时的温度分布进行了测量。在图9中示出结果。
由图9可知，在不存在未设置铜板箱的焊膏部分的状态下，配设在铜板箱内的焊膏被加热至187.8℃。即，可知磁场能量集中地作用于铜板箱内的阻焊剂。
由上述实验例的结果可知，通过将由微波的驻波产生的磁场加热与局部的电磁波屏蔽件进行组合，并且通过适当地调整微波的照射能量，从而能够按各个焊料部自如地控制焊接安装中的多个焊料部的加热的状态。
虽然将本发明连同其实施方式一起进行了说明，但应当认为，除非本发明人特别指定，否则本发明不被限定于说明的任何细节，在不违背所附的权利要求书中示出的发明精神和范围的情况下，应该宽泛地进行解释。
本申请主张基于在2021年7月14在日本进行了专利申请的日本特愿2021-116207的优先权，在此通过参照将其内容引用为本说明书的记载的一部分。
附图标记说明
1 基材
2 焊料
3 电子部件
4 电磁波屏蔽件
5 微波
10 微波加热装置
11 空腔谐振器
12 入口
13 出口
14 微波供给口
15 窗
21 微波发生器
22 微波放大器
23 隔离器
24 匹配器
25 天线
26、42、45、46线缆
31 输送机构
31A 供给侧输送部
31B 送出侧输送部
41 热图像测量装置
43 控制部
44 电磁波传感器
50 支承体
52 磁场区域
A 输送方向
C空腔中心轴(中心轴)
101 玻璃环氧树脂基板
102 焊膏
103 硅晶片
104 铝箔箱
105 铜板箱。

Claims (10)

1.一种电子部件的安装方法，其中，所述电子部件的安装方法包含：在将电磁波屏蔽件施加于多个焊料部中的一部分的焊料部的状态下对电子部件安装用基板照射微波，利用通过该微波照射而形成的驻波的磁场的作用，至少对未施加电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融，
所述电子部件安装用基板具有：
基材；
该基材上的该多个焊料部；以及
多个电子部件，所述多个电子部件以与该多个焊料部对应地与该多个焊料部相接的方式配设。
2.根据权利要求1所述的电子部件的安装方法，其中，
通过所述驻波的磁场的作用，对所述多个焊料部中的未施加电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融，接下来，在比未施加所述电磁波屏蔽件的焊料部的加热条件温和的加热条件下对所述多个焊料部中的施加有电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融。
3.根据权利要求1所述的电子部件的安装方法，其中，
通过所述驻波的磁场的作用，对所述多个焊料部中的未施加电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融，并且通过所述驻波的磁场的作用，在比未施加所述电磁波屏蔽件的焊料部的加热条件温和的加热条件下，也对所述多个焊料部中的施加有电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融。
4.根据权利要求2或3所述的电子部件的安装方法，其中，
在所述多个焊料部中的施加有所述电磁波屏蔽件的焊料部使用低温焊料。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电子部件的安装方法，其中，
所述基材具有电极部，所述电子部件也具有电极部，使加热熔融后的所述焊料部固化，并经由固化后的焊料部将所述基材的电极部与所述电子部件的电极部电连接。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的电子部件的安装方法，其中，
所述电磁波屏蔽件包含金属材料。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的电子部件的安装方法，其中，
所述驻波为TMn10模式，其中，n为1以上的整数，或者所述驻波为TE10n模式，其中，n为1以上的整数。
8.一种电子部件安装用局部屏蔽基板，其中，所述电子部件安装用局部屏蔽基板具有：
基材；
该基材上的多个焊料部；以及
多个电子部件，所述多个电子部件以与该多个焊料部对应地与该多个焊料部相接的方式配设，
所述电子部件安装用局部屏蔽基板是在该多个焊料部中的一部分的焊料部施加电磁波屏蔽件而成的。
9.根据权利要求8所述的电子部件安装用局部屏蔽基板，其中，
通过微波的驻波的磁场的作用，至少对未施加电磁波屏蔽件的焊料部进行加热熔融。
10.根据权利要求8或9所述的电子部件安装用局部屏蔽基板，其中，
施加有所述电磁波屏蔽件的焊料部包含低温焊料。
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