CN1684573A - 安装基片及电子元件的安装方法 - Google Patents

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Abstract

一种安装基片包括：一个接点，该接点通过一个可熔性连接部件与电子元件的一个电极相连接；一个连接部件的流动发生部分，该部分被构造成能够在熔融状的可熔性连接部件中产生流动的结构形式。

Description

安装基片及电子元件的安装方法
技术领域
本发明涉及安装基片和电子元件的安装方法，具体而言，本发明涉及一种安装基片和一种在将电子元件连接到位后可防止在可熔连接部件内留有空隙的电子元件安装方法。
背景技术
高密度电子元件，象BGA(球栅阵列)或CSP(集成电路片尺寸的组件)，例如半导体部件，可通过倒装法安装到一个安装基片上。见日本专利公报第9-293961。就是说，象BGA或CSP这样的半导体元件还具有焊球的作用，这种焊球被用作外部接线端子。焊球与一个设置在安装基片上的接点(land)相连接，从而将该半导体元件安装到安装基片上。
近年来，市场上迫切需要将一种安装有半导体部件的电子装置(例如移动终端)加工成体积更加小巧、也更加纤薄的结构形式。因此，半导体部件也被加工成具有高密度的结构形式，从而尽量使焊球具有精密而狭窄的间距，以起到外部接线端子的作用。具体而言，尽管传统焊球的直径为760μm，但是，现在的焊球其直径约为300μm。此外，传统焊球之间的间距为1270μm，而现在的焊球之间的间距则为500μm。
图1示出了在相关技术中利用倒装法将一个电子元件5例如半导体部件安装到一个安装基片1上的方法。如图2所示，有多个焊球8设置在电子元件5的局部基片6上。与此相对应，有多个基片侧接点2设置在安装基片1上。为便于说明，图1示出了在安装基片1上设置有单个基片侧接点2和在电子元件5上设置有单个焊球8的情形，下面将对其进行说明。
为将电子元件5安装到安装板1上，首先将设置有图1-(A)所示之基片侧接点2的安装板1制造成形。然后，利用厚薄膜印刷法(丝网印刷法)将焊膏设置在安装板1上。焊膏3是通过将一种粉末状的焊料和焊剂混合在一起形成的。焊膏3处于一种均匀的膏体状态下。
具体而言，如图1-(B)所示，将一个印刷丝网设置在安装基片1的上部，而且该印刷丝网还具有一种与焊膏的形状相对应的图形结构。利用一个涂刷器(未在图1中示出)将焊膏3安装到图形结构12内。此后，将印刷丝网11从安装板1上拆卸下来，这样，焊膏2就被设置(涂覆)到基片侧接点2上，如图1-(C)所示。
接着，如图1-(D)和图2所示，焊球8定位在能够面向焊膏3的位置上。电子元件5向下移动到安装板1上，从而使焊球8安装到焊膏3上并临时固定到该焊膏3上。接下来，将临时固定有电子元件5的安装板1插入到一个回焊炉内，以对其进行加热。焊膏3中的粉末状焊料和焊球8通过加热工序而被熔化，而且焊膏3中的焊剂也会被蒸发掉。
这样，焊膏3中的焊料和焊球8就成为一体。这种一体化的焊料被称为连接焊料9。如图1-(E)所示，基片侧接点2和部件侧接点7被连接焊料9连接在一起。因此，安装基片1和电子元件5就以电力的方式和机械方式连接在一起。
如上所述，在该相关技术中，在将电子元件5安装到安装基片1上的情况下，焊膏3设置在安装基片1的基片接点2上。如上所述，一般借助于印刷丝网11采用丝网印刷法将焊膏3安装并设置在基片侧接点2上。但是，在进行丝网印刷时，湿气和空气可能会混入焊膏3内。此外，包括在焊膏内的焊剂中也可能含有湿气。湿气或空气在加热时(例如回焊过程中)会膨胀，从而使湿气或空气的体积变大。体积得以膨胀的湿气或空气就被叫做空隙。
但是，由于混合在焊膏8内或焊剂中的湿气或空气量非常少，因此在并非迫切需要将焊球加工得非常精细并使焊球间的间距非常狭窄、而且焊球(连接焊料9)体积巨大的现有技术中，这些空隙不会成为问题。但是，近年来，而且一直以来，由于焊球8被加工得非常精细，因此，空隙10的体积与连接焊料9的体积之比就会变得相当大。
图3示出了空隙10与连接焊料9的体积之比变大的一个实例。在图3所示的实例中，连接焊料9中的空隙10很大，这样将连接焊料9与基片侧接点2连接在一起的区域仅为一个在图3中由箭头A所示的区域。如果，空隙10在连接焊料9中所占的体积变大，那么焊膏9与基片侧接点2(或部件侧接点7)之间的导电性能及机械连接强度就会下降。在更加糟糕的情况下，可能会出现焊料连接不良(断路故障)的问题，这样就会降低焊料连接的可靠性。
X射线可用于从平面对与安装基片1连接在一起的电子元件5进行观察，这是一种用于检测是否产生空隙10的方法。但是，通过X射线成象很难观察到空隙10。此外，由于空隙10位于由金属制成的部件侧接点7之下部，因此部件侧接点7就成为X射线成象的一个障碍物，因此就更难对空隙10进行检测。
此外，近年来，而且直到现在，不含铅的焊料(无铅焊料)常被用作一种能够减少环境污染的措施。具体而言，Sn-Ag-Cu焊料(熔点：217℃)通称用于焊球8中，这种焊料的熔点高于传统铅锡共晶软焊料的熔点(熔点183℃)。
另一方面，由于电子元件5的耐热问题，因此很难使焊接温度曲线图具有很高的温度。一般会使热焊接的温度曲线图具有一个高于熔点10至20℃的最高温度。(传统的铅锡共晶软焊料能够保持高于熔点30℃。)使焊接温度曲线图具有高温、从而使焊膏中的焊剂变成高沸点的溶剂将在焊接时延缓焊料的流量。
因此，被排放到连接焊料9外部的已成形空隙量10就会很少，这样，就会增加存留在连接焊料9中的空隙10的量。这样，连接焊料9中的空隙10的量就会增加，因此就会降低焊接的可靠性。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于提供一种新颖、实用的安装基片和电子元件的安装方法。
本发明的另一个更加具体的目的在于提供一种可在将电子元件连接到位后防止在可熔连接部件内留有空隙的安装基片和电子元件的安装方法。
本发明的上述目的可通过一种安装基片来实现，其包括：
一个接点，该接点通过一个可熔化的连接部件与电子元件的一个电极连接在一起；以及
一个连接部件的流动发生部分，该部分被构造成能够在已经熔化的可熔性连接部件上产生流动的结构形式。
本发明的上述目的可通过一种安装基片来实现，其包括：
一个接点，该接点通过一个可熔化的连接部件与电子元件的一个电极连接在一起；以及
一个连接部件的流动发生部件，该部件用于在已经熔化的可熔性连接部件上产生流动。
根据上述的本发明，当可熔性连接部件受热并被熔化时，连接部件的流动发生部分就会在可熔的连接部件上产生流动。由于混入该可熔性连接部件内的湿气和空气而形成的空隙可通过可熔性连接部件的流动而从可熔性连接部件的内部流向外部。这样，就可以防止空隙存留在可熔的连接部件内，从而提高连接的可靠性。
该连接部件的流动发生部分可由设置在接点上的金属部件制成，从而能够嵌入该可熔性连接部件内，
该金属部件的吸湿性小于接点的吸湿性，以及
该金属部件的高度小于可熔性连接部件在其受热前的高度。
该连接部件的流动发生部件可由设置在接点上的金属部件制成，从而能够嵌入可熔性连接部件内，
该金属部件的吸湿性小于接点的吸湿性，以及
该金属部件的高度小于可熔性连接部件在其受热前的高度。
根据上述的本发明，金属部件被设置成连接部件的流动发生部分，而且该金属部件的吸湿性小于接点的吸湿性，其高度小于可熔性连接部件的高度。因此，当该可熔性连接部件通过加热而熔化时，该可熔性连接部件立刻就会从金属部件的高位流向接点所在的较低位置上。就是说，由于金属部件的吸湿性差于接点的吸湿性，因此已经熔化的可熔性连接部件就会流向接点，而不会附着在金属部件上。此外，由于金属部件的高度小于可熔性连接部件的高度，因此该金属部件不会成为将可熔性连接部件设置在接点上的障碍物。
该连接部件的流动发生部分可由设置在接点上的树脂制成，从而能够嵌入到该可熔性部件内，以及
这种树脂的熔点低于可熔性连接部件的熔点。
该连接部件的流动发生部件可由设置在接点上的树脂制成，从而能够嵌入到该可熔性部件内，以及
这种树脂的熔点低于可熔性连接部件的熔点。
根据上述的本发明，该连接部件的流动发生部分由设置在接点上的树脂制成，而且树脂的熔点低于可熔性连接部件的熔点(液相温度)。因此，树脂会首先熔化，接着，可熔性连接部件才会熔化。另外，由于树脂被加工成能够嵌入可熔性连接部件内的结构形式，因此可熔性连接部件就会在下述状态下熔化：已经熔化的树脂存在于该可熔性连接部件的内部。由于在熔化时可熔性连接部件的分子间内聚力大于可熔性连接部件与树脂之间的内聚力，因此，由于内聚力的不同而产生一个能够将树脂推向外部的力，这样就在熔融状可熔性连接部件上产生了流动。可熔性连接部件的流动使空隙从可熔性连接部件的内部移向其外部。因此，就可以防止在可熔性连接部件内存留有空隙，从而提高了连接的可靠性。
连接部件的流动发生部分可由设置在接点上的金属薄膜制成，
该金属薄膜的吸湿性小于接点的吸湿性，而且
该金属薄膜的面积小于接点的面积。
该连接部件的流动发生部件可由设置在接点上的金属薄膜制成，
该金属薄膜的吸湿性小于接点的吸湿性，以及
该金属薄膜的面积小于接点的面积。
根据上述的本发明，吸湿性低于接点的吸湿性且面积小于接点面积的金属薄膜作为连接部件流动发生部分设置在接点上。因此，当该可熔性连接部件通过加热而熔化时，已经在金属薄膜上熔化的可熔性连接部件就会流向具有较高吸湿性的接点。这样，通过可熔性连接部件的流动就可将空隙从可熔性连接部件的内部移向其外部。因此，就可以防止空隙存留在可熔性连接部件内，从而提高了连接的可靠性。
该连接部件的流动发生部分可由一个具有不同于可熔性连接部件之结构的接点构成。
该连接部件的流动发生部件可由一个具有不同于可熔性连接部件之结构的接点构成。
根据上述的本发明，设置有一个接点，而且该接点的结构不同于设置在该接点上的可熔性连接部件的结构。这样，就使定位(暴露)在可熔性连接部件之外周面上的接点面积变得不均匀，从而使可熔性连接部件在接点上的湿气扩散速度出现差别。由于可熔性连接部件的湿气扩散速度存在差别，因此就会在可熔性连接部件内产生不规则的流动，从而促使空隙在可熔性连接部件内流动。因此，就能够将存留在可熔性连接部件内的空隙有效排放到外部。
可将一个阻挡部件(resist member)设置在基片上并使其位于一个至少除接点所在位置以外的位置上，以及
连接部件的流动发生部分可由一个切槽部分构成，该切槽部分可通过以下述方式在阻焊剂内加工出一个沟槽而制造成形：使该沟槽连续成形并由接点向外部延伸。
可将一个阻挡部件设置在基片上并使其位于一个至少除接点所在位置以外的位置上，以及
连接部件的流动发生部件可由一个切槽部分构成，该切槽可通过以下述方式在阻焊剂内加工出一个沟槽而制造成形：使该沟槽连续成形并由接点向外部延伸。
根据如上所述的本发明，一个切槽部分被加工成连接部件的流动发生部分，从而该切槽部分在基片的阻焊剂上被连续加工成形并由接点向外部延伸。这样，就可以使可熔性连接部件在设置有切槽的位置上和未设置切槽的位置上的湿气扩散速度存在差别。由于可熔性连接部件的湿气扩散速度存在差别，因此就会在可熔性连接部件内产生不规则的流动，从而能够促使空隙在可熔性连接部件内流动。因此，就可以将存留在可熔性连接部件内的空隙有效地排向外部。
连接部件的流动发生部分可设置在位于接点上的可熔性连接部件上，而且
该连接部件的流动发生部分可由一个狭缝成形部分构成，该部分的宽度等于或大于可熔性连接部件之直径的10％并小于该直径的50％。
该连接部件的流动发生部件可设置在位于接点上的可熔性连接部件上，而且
该连接部件的流动发生部件可由一个狭缝成形部分构成，该部分的宽度等于或大于可熔性连接部件之直径的10％并小于该直径的50％。
根据上述的本发明，狭缝成形部分设置在可熔性连接部件上。因此，当通过加热而使可熔性连接部件熔化时，熔融的可熔性连接部件就会向该狭缝成形部分流动。因此，通过可熔性连接部件的流动就可以使空隙从可熔性连接部件的内部流向外部。因此，就可以防止空隙存留在可熔性连接部件内，从而提高连接的可靠性。在这种情况下，当狭缝成形部分的宽度小于可熔性连接部件之直径的10％，那么在熔化时，就不会产生足够的焊料流量。当该狭缝成形部分的宽度等于或大于可熔性连接部件之直径的50％时，电子元件的电极与基片的接点之间的连接强度就会变低。
本发明的上述目的可通过一种电子元件的安装方法来实现，该方法包括下述步骤：
按照下述方式设置树脂：使其能够覆盖该电子元件之接线端子的外部；以及
利用一个可熔性连接部件将一个被树脂覆盖的凸块连接到安装板的一个接点上，从而使该电子元件通过可熔性连接部件与接点相连接。
在该结构中，当可熔性连接部件与接点相连接时，树脂首先被混合到已经在接点上熔化的可熔性连接部件中。熔化时，可熔性连接部件的内聚力大于该可熔性连接部件与树脂间的内聚力。因此，由于内聚力存在差别，因此就会产生一个可将树脂从可熔性连接部件中推出的力，这样就会在可熔性连接部件内产生流动。通过可熔性连接部件的流动使空隙流向可熔性连接部件的外部。因此，就可防止在可熔性连接部件内存留有空隙，从而提高连接的可靠性。
本发明的上述目的可通过一种电子元件的安装方法而得以实现，该方法包括下述步骤：
在下述状态下将一个可熔性连接部件安装到一个安装板的接点上：使可熔性连接部件的安装位置之中心相对接点的中心错开一定距离，从而通过该可熔性连接部件将电子元件连接到接点上。
可熔性连接部件的安装位置之中心与接点中心之间的偏移量可等于或大于100μm并等于或小于250μm。
根据上述的本发明，当焊膏中的焊料通过加热而熔化时，就会使焊料流向具有高吸湿性的接点。通过焊料的流动，使得空隙从焊料的内部流向焊料的外部。因此，就可以防止空隙存留在焊料内，从而提高焊料的连接可靠性。
本发明的上述目的可通过一种电子元件的安装方法而得以实现，该方法包括下述步骤：
在下述状态下开始执行一个用于将一可熔性连接部件连接到一个安装基片的接点上：使可熔性连接部件的安装位置之中心相对外部连接端子的中心预先偏移一定距离，从而通过该可熔性连接部件将电子元件连接到接点上。
可熔性连接部件的安装位置之中心与接点中心之间的偏移量可等于或大于80μm并等于或小于200μm。
根据上述的本发明，熔融的可熔性连接部件移动到一个能够达到平衡的位置上。通过使可熔性连接部件产生流动，使得空隙随着熔融状可熔性连接部件的移动从焊料的内部移向焊料的外部。因此，就可以防止空隙存留在可熔性连接部件内，从而提高连接的可靠性。
结合附图，通过下面的详细说明，将会更加清楚地理解本发明的其它目的、特征和优点。
附图说明
图1为一个工艺图，图中示出了相关技术中的一种焊料连接方法的连接步骤；
图2为一个侧视图，图中示出了在相关技术的焊料连接方法中，焊膏面向焊球的状态；
图3为一个侧视图，图中示出了在相关技术的焊料连接方法中出现的问题；
图4为一个工艺图，图中示出了本发明的第一实施例；
图5一个剖视图，图中示出了在本发明第一实施例中空隙被排出的原因；
图6为本发明第二实施例的平面图和侧视图；
图7为一个剖视图，图中示出了在本发明第二实施例中空隙被排出的原因；
图8为一个工艺图，图中示出了本发明的第三实施例；
图9为本发明第四实施例的侧视图；
图10为本发明第五实施例的平面图和侧视图；
图11为一个剖视图，图中示出了在本发明第五实施例中空隙被排出的原因；
图12为本发明第六实施例的平面图；
图13为本发明第七实施例的平面图和侧视图；
图14为一个剖视图，图中示出了一种用于在焊膏内形成一个狭缝成形部分的方法；
图15为一个剖视图，图中示出了在本发明第七实施例中空隙被排出的原因；
图16为用于说明本发明第八实施例的侧视图；
图17为用于对本发明第八实施例进行说明的平面图；
图18为一个侧视图，图中示出了本发明的第九实施例；以及
图19的视图示出了移动终端的一个实例，本发明的每个实施例都可应用到该移动终端上。
具体实施方式
下面将参照图4至9，对本发明的实施例加以说明。
图4为一个工艺图，图中示出了本发明的第一实施例。图4示出了一种利用可熔性连接部件将电子元件25与安装基片20连接起来的方法。在下面的实施例中，焊料被用作可熔性连接部件的一个实例。本发明的可熔性连接部件是一种具有导电性并用于将电子元件的一个电极与安装基片的一个接点连接起来的可熔性材料。焊料(锡铅共晶焊料、象锡银铜焊料这样的无铅焊料、焊膏或类似材料)及混合有金属(例如锡、金、银等)、焊料、导电金属粉末或类似物的树脂等可被用作可熔性连接部件的凝固材料。
如图4-(D)所示，电子元件25例如可以是一个半导体部件。该电子元件25具有一种使焊球28设置在部件侧接点27上的结构，其中部件侧接点27又位于部件基片26的一个表面上。该安装基片20是一个印刷电路板，一个基片侧接点22设置在该安装基片20的一个表面上。该安装基片20例如可设置在一个移动终端设备50的主体部分51或盖体部分52的内部，如图19所示。
一般情况下，有多个焊球28设置在电子元件25上(见图2)，与此相对应，有多个基片侧接点22设置在安装基片20上。为便于说明，图4示出了在安装基片20上设置有单个基片侧接点22和在电子元件25上设置有单个焊球28的情形，下面将针对这种情况加以说明。尽管在安装基片20的一个表面上，除了基片接点22所在位置以外，均设置有阻焊剂，但在图4中没有示出阻焊剂。
为将电子元件25安装到该安装基片20上，制造出如图4-(A)所示的安装基片20，而且在该安装基片20上还设置有基片侧接点22。接着，大体在基片侧接点22的中心部分上设置一个金属部件24。该金属部件24是由一种与基片侧接点22所用材料相比吸湿性较低的材料制成。例如，当将铜(Cu)用作基片侧接点22时，锡(Sn)、银(Ag)、铋(Bi)等(并非局限于这些材料)可被选作金属部件24的材料。
该金属部件24大体设置在基片侧接点22的中心部分上并从上侧突出，该金属部件的高度例如可以是60-80μm。例如，焊接方法可被用作制成金属部件24所用的方法。此外，可利用一种熔点高于下述回焊温度的树脂(粘接剂)将该金属部件24粘接并固定到基片侧接点22上。此外，金属部件24的高度(在图4-(A)中由箭头H1表示)被设定为小于印刷丝网31A的宽度(在图4-(B)中由箭头H2表示)(H1＜H2)，具体说明如下。
在将金属部件24按照上述方式设置在基片接点22上之后，利用一种厚薄膜印刷方法(丝网印刷法)将焊膏23设置在基片侧接点22上。焊膏23可通过将粉末状的焊料与焊剂混合在一起而制成。焊膏3为均匀的膏体。
具体而言，如图4-(B)所示，具有图形结构32A的印刷用丝网31A设置在安装基片20的上部，其中图形结构32A与焊膏23的结构形状相对应。利用一个涂刷器(未在图4中示出)将焊膏23安装到该图形结构32A中。此后，将印刷用丝网31A从安装板20上拆下，这样，如图4-(C)所示，焊膏23就被设置(涂覆)到安装基片20的基片侧接点22上。
在这种情况下，如上所述，由于金属部件24的高度H1小于印刷丝网31A的宽度H2，因此金属部件24不会妨碍焊膏23的丝网印刷。此外，在进行丝网印刷时，如上所述，湿气或空气可能会包含在焊膏23内。
在将焊膏23设置到位后，如图4-(D)所示，焊球28定位在面向焊膏23的位置上。电子元件25向下移向安装板20，从而将焊球28安装并临时固定在焊膏23上。接着，将临时固定有电子元件25的安装板20插入到一个回焊炉中，以对其进行加热。通过加热工序，焊膏23中的粉末状焊料和焊球28就会熔化，而且焊膏23中的焊剂则被蒸发掉。
图4-(E)和图5示出了焊膏23中的粉末状焊料与焊球28熔合成一体的情形。处于这种熔融状态下的焊料在下文中被叫做熔融状焊料29A。如上所述，在进行丝网印刷时，湿气和空气可能会包含在焊膏23内。如果湿气和空气包含在焊膏23内，而且焊膏23中的焊料和焊球28被熔化，那么湿气和空气就会膨胀成一个空隙30。该空隙30位于熔融状焊料29A内。
在该实施例中，金属部件24以突出状结构大体设置在基片侧接点22的中心部分上。因此，熔融状焊料29A就会与金属部件24相接触。在这种情况下，如上所述，由于金属部件24对熔融状焊料29A的吸湿性较差，因此熔融状焊料29A就会在金属部件24的表面上滑落。这种情况与水在油纸上滑落的情况相似。
此外，金属部件24设置在基片侧接点22上并从该基片侧接点22上突出，而且该金属部件24的高度被设定为不至于妨碍丝网印刷的最大高度。因此，由金属部件24脱落的熔融焊料29A就会沿金属部件24向下流动。熔融状焊料29A的流动在图5中由箭头表示。就是说，该金属部件24起到连接部件的流动发生部分的作用，该部分被构造成能够使熔融状焊料29A产生流动的结构形式。
这样，在该实施例中，熔融状焊料29A就会直接从金属部件24的高位流向低位。因此，通过这种流动，就使空隙30从高位移向低位，从而将空隙从熔融状焊料29A中排出。因此，如图4-(F)所示，当回焊工序已经完成，而且熔融状焊料29A受到冷却处理，从而形成连接焊料29时，在该连接焊料29内就不会留有空隙30。这样，就可以实现精确的焊接，从而使安装板20和电子元件25能够以电力和机械方式高可靠性地连接起来。
通过本发明的试验，可以确认下述内容。就是说，利用该实施例，即使将传统的锡铅共晶软焊料或比传统锡铅共晶软焊料具有更高熔点的无铅焊料用作焊球28和焊膏23的焊料粉末时，也可以在焊料熔化时使熔融状焊料产生流动并防止产生空隙。
图6示出了本发明的第二实施例。
在用于示出其它实施例的图6和图7至18中，与图4和5所示之部件相同的那些部件用相同的附图标记来表示，而且省略了对这些部件的说明。
在上述的第一实施例中，金属部件24被用作连接部件的流动发生部分，该部分被构造成能够使熔融态焊料29A产生流动的结构形式。另一方面，在第二实施例中，一个金属薄膜33被设置成连接部件的流动发生部分并被构造成能够使熔融状焊料29A产生流动的结构形式。该金属薄膜33通过电镀法或薄膜形成技术(例如蒸发法)设置在基片侧接点22上。
该金属薄膜23及金属部件24由一种吸湿性低于基片侧接点22之吸湿性的材料制成。例如，当用铜(Cu)制造基片侧接点22时，可将锡(Sn)、银(Ag)、铋(Bi)或类似材料(并非局限于这些材料)选作金属部件24的材料。金属薄膜23的面积小于基片侧接点22的面积。基片侧接点22被加工成在将金属薄膜33设置在基片侧接点22上的状态下使其能够包围在金属薄膜33的外周面周围的结构形式。
图7示出了在第二实施例中，焊膏23中的粉末状糊状焊料和焊球28处于熔化状态下。在该第二实施例中，具有一定吸湿性的金属薄膜33大体设置在基片侧接点22的中心位置上。这样，熔融状焊料29A就会在金属薄膜33的表面上滑落，而且还会从金属薄膜33的中心位置处产生流动。熔融状焊料29A的流动在图7中由箭头表示。就是说，金属薄膜33起到连接部件之流动发生部分的作用，其被构造成能够使熔融状焊料29A产生流动的结构形式。
这样，在第二实施例中，这种流动由金属薄膜33向外部进行，即朝向基片侧接点22被露出的位置流动。这样，空隙30就会向基片侧接点22的外部移动并从熔融状焊料29A排向外部。因此，就可以防止空隙30存留在连接焊料29内。从而可以实现精确的焊接并以高可靠性将安装板20和电子元件25以电力和机械方式连接在一起。
图8示出了本发明的第三实施例。
在上述的第一实施例中，金属部件24被用作连接部件的流动发生部分，其被构造成能够使熔融状焊料29A产生流动的结构形式。另一方面，在该第三实施例中，树脂34被设置成连接部件的流动发生部分，而且其被构造成能够使熔融状焊料29A产生流动的结构形式。
该树脂34是一种树木(例如松树)的油脂。该树脂的熔点(液相温度)约为90-100℃，该熔点低于焊料的熔点。
在该实施例中，为将电子元件25安装到安装板20上，首先，如图8-(A)所示，树脂34基本设置在基片侧接点22的中心部分上，而该基片侧接点22又设置在安装板20上。在该实施例中，块状树脂34设置在基片侧接点22上。由于树脂34具有一定的粘度，因此可通过将树脂34安装在基片侧接点22上就能够将树脂34临时固定到基片侧22上。尽管在该实施例中采用了块状的树脂34，但是在基片侧接点22的上表面上还可以设置薄膜状的树脂34。
在将树脂34设置在基片侧接点22上后，就可以利用丝网印刷法将焊膏23设置(涂敷)到基片侧接点22上。接着，如图8-(D)所示，焊球28和焊膏23按照彼此面对的方式进行定位，而且电子元件25向下移向安装板20，从而使焊球28插入到焊膏23内，而且安装板20和电子元件25也被临时固定在一起。
接下来，临时固定着电子元件25的安装板20被插装到一个回焊炉中，以对其进行加热。在该实施例中，通过加热工序，就能够在焊膏23中的粉末状焊料与焊球28熔化之前，使具有较低熔点的树脂34首先熔化，接着，焊料才熔化。此外，树脂34被加工成能够嵌入焊膏23内的结构形式。因此，当焊料熔化时，在焊膏23内存在熔融树脂34的状态下，焊膏23内的焊料(焊料粉)就会熔化。
由于熔化时焊料分子间的内聚力会大于焊料与树脂之间的内聚力，这样，内聚力的差别就会在熔融焊料29A中产生一个能够将树脂34推向外部的力，从而在熔融焊料29A中产生流动。熔融焊料29A的流动在图8-(E)中由箭头表示。通过熔融状焊料29A的流动，就使空隙30移向外部并排放到外部。因此，在该实施例中，可防止在熔融态焊料29A中存留有空隙30，这样就可以提高连接的可靠性。
图9示出了本发明的第四实施例。
在上述的第三实施例中，块状树脂34设置在基片侧接点22上。在该第四实施例中，树脂薄膜35被设置成能够覆盖焊球28的结构形式。
树脂薄膜35起到连接部件之流动发生部分的作用，其被构造成能够在熔融态焊料29A中产生流动的结构形式。该树脂薄膜35所用的材料与第三实施例中树脂34所用的材料相同，而且该材料还具有下述特性：使该树脂薄膜35的熔点(液相温度)低于焊料的熔点。
因此，在该第四实施例及第三实施例中，通过回焊加热工序，就可以在焊膏23中的粉末状焊料和焊球28熔化之前，使熔点较低的树脂34首先被熔化，然后，焊料才会熔化。如上所述，由于在熔化时焊料分子间的内聚力大于焊料与树脂之间的内聚力，因此通过这种内聚力之差就会在熔融态焊料29A中产生一个将树脂34推向外部的力，从而在熔融态焊料29A中产生流动。
通过熔融态焊料29A的流动，使得空隙30向外部移动并被排放到外部。因此，在该实施例中，可以防止空隙30存留在熔融态焊料29A中，从而提高连接的可靠性。
图10和11示出了本发明的第五实施例。
在该第五实施例中，焊膏23的结构不同于部件侧接点37(在下文中称之为改型的部件侧接点37)的结构。此外，这种改型后的部件侧接点37在焊膏23外周面部分上的面积是不同的。在该第五实施例中，连接部件的流动发生部件由这些结构构成。
具体而言，如图10-(A)和图11所示，在平面图状态下，焊膏23具有一种环形结构，而改型后的部件侧接点37具有一种八边形结构。在这些结构中，焊膏23之外周面与改型后的部件侧接点37的外周面之间的距离是不均匀的，因此，就形成了一个在图11中由箭头L1表示的长距离部分和一个在图11中由箭头L2表示的短距离部分。
这种改型后的部件侧接点37对焊料具有良好的吸湿性。因此，在使焊料在焊膏23中熔化的情况下，熔融状焊料就会在该改型后的部件侧接点37上平滑地扩散开来。湿气扩散(wet spread)的速度与在焊膏23的外周面上露出的改型后部件侧接点37沿其半径方向的长度有关。就是说，熔融状焊料在长距离部分(在图11中由箭头L1表示)上的流动速度(在图11中由箭头V1示出)高于该熔融状焊料在短距离部分(在图11中由箭头L2表示)上的流动速度(在图11中由箭头V2表示)。
这样，由于该改型后的部件侧接点37在焊膏23之外周部分上露出的面积不同，因此熔融状焊料在该改型后部件侧接点37A上的湿气扩散速度就会不同。由于熔融状焊料的液体扩散速度存在差别，因此就会在熔融状焊料上产生不规则的流动，从而促使空隙30流动。因此，存留在熔融状焊料内的空隙30就能够被有效排放到外部，这样就能够实现可靠性高的焊接。
图12为本发明第六实施例的视图。
具体而言，图12-(A)示出了设置有六个基片侧接点22的安装基片20。图12-(B)为六个基片侧接点22中的一个基片侧接点22的放大视图。在该实施例中，在安装基片20上，至少除了设置有基片侧接点22的位置外，均设置有阻焊剂38。此外，在基片侧接点22的外周位置上还设置有一个切槽部分39。通过这些结构形成了一个连接部件的流动发生部分，该部分能够在熔融状焊料内产生流动。
该切槽部分39可通过在阻焊剂38上加工出一个沟槽而形成。基片侧接点22具有一种已将阻焊剂38拆掉的结构。基片侧接点22和切槽部分39是被连续加工成形的。此外，切槽部分39的形成方向从基片侧接点22具有环形结构的外周面向外侧延伸。
就这种结构而言，从阻焊剂38到在基片侧接点22之外周面上设置切槽39的位置和在基片侧接点22之外周面上未设置切槽39的位置之间存在一定的距离。该阻焊剂38具有防止焊剂粘附的作用，因此对焊剂具有较低的吸湿性。已将阻焊剂38除掉的部分其吸湿性高于设置有阻焊剂38的那部分。
因此，当使焊膏23中的焊料熔化时，熔融状焊料在设置有切槽部分39的位置上的流动速度(在图12-(B)中由箭头V1表示)就会高于熔融状焊料在未设置切槽部分39的位置上的流动速度(在图12-(B)中由箭头V2表示)。就是说，由于在焊膏23的外周上设置有阻焊剂38，因此使得熔融状焊料的液相扩散速度产生差别。
由于熔融状焊料的液相扩散速度存在差别，因此就会在熔融状焊料中产生不规则的焊料流量，从而促使空隙30流动。因此，存留在熔融状焊料中的空隙30就能够被有效排向外部，这样就能够实现可靠性高的焊料连接。
图13-15为本发明第七实施例的视图。在该实施例中，当焊膏23设置在基片侧接点22上时，一个狭缝成形部分40设置在该焊膏23内。该狭缝40的宽度(在图13-(B)中由箭头W表示)等于或大于焊膏23之直径(在图13-(B)中由箭头R表示)的10％并小于该直径的50％。
这样，为了在焊膏23上加工出这种狭缝成形部分40，如图14所示，在用于将焊膏23设置在基片侧接点22上的印刷用丝网31B上加工出一个图形结构32B，该图形结构具有一个狭缝成形部分41。因此，在对焊膏23进行丝网印刷时，焊膏23就不会设置在该狭缝成形部分41上，这样就能够在焊膏23内加工出一个狭缝成形部分40。
根据该实施例，当通过进行回焊加热工序而使焊膏23中的焊料熔化时，熔融状的焊料就会流向该狭缝成形部分40。就是说，熔融状焊料就会流向位于焊膏23之中心部分上的狭缝成形部分40，如图15中的箭头所示。因此，熔融状焊料中的空隙30就会通过熔融状焊料的流动而从内部移向外部。因此，就可以防止空隙存留在可熔性连接部件中，从而提高连接的可靠性。
在这种情况下，当狭缝成形部分40的宽度W小于焊膏23之直径R的10％，那么在熔化时，就不会产生流向狭缝成形部分40的足够焊料流量。当该狭缝成形部分40的宽度W等于或大于焊膏23之直径R的50％时，焊膏23的绝对量就很少，而且电子元件25与安装基片20之间的连接强度也会变弱。
图16和17示出了本发明的第八实施例。
在该实施例中，当将焊膏设置在基片侧接点22上时，焊膏23的设置位置之中心相对基片侧接点23的中心偏移一定的距离。在该实例中，如图16-(A)所示，焊膏23的设置位置的中心相对基片侧接点23的中心偏移ΔW1。
当焊膏23设置在基片侧接点22上时，可以通过适当调整印刷用丝网30A相对安装板20的位置而容易地使焊膏23相对基片侧接点22偏移。见图4-(B)。偏移量ΔW1可根据基片侧接点22的尺寸或焊球28的尺寸而变化。但是，在焊球28对应于高密度安装的情况下，该偏移量最好大于等于100μm并小于等于250μm。
这样，通过相对基片侧接点22的中心来移动焊膏23的设置位置的中心，当通过回焊加热工序使得焊膏23中的焊料熔化时，就会在熔融状焊料中产生一个向具有高吸湿性的基片侧接点22移动的力，如图16-(B)和图17-(A)中的箭头F所示，该力在下文中被叫做流动力F。由于存在这种流动力F，因此就会使熔融状焊料产生流动，而且这种流动一直会继续下去，直到所有的熔融状焊料都移动到基片侧接点22上。图16-(C)和图17-(B)示出了所有的熔融状焊料均移动到基片侧接点22上时的状态。
焊料以一定的流量移动，而且定位在移位位置上的焊料其本身移向定位在正确位置上的基片侧接点22的现象被叫做自动对位。通过熔融状焊料的这种自动对位操作，就使得熔融状焊料中的空隙30产生移动。因此，通过熔融状焊料的流动，就可将空隙30排向外部，而且还可防止在可熔性连接部件中存留有空隙，这样就可以提高连接的可靠性。
图18示出了本发明的第九实施例。
在该实施例中，当焊球28与设置有焊膏23的基片侧接点22相连接时，就会在使焊膏23的设置位置的中心预先相对焊球28的中心移动的状态下开始连接工序。在该实例中，如图18-(A)所示，焊膏23的中心相对焊球28的中心移动了ΔW2。可以通过以适当方式改变用于电子元件25与安装板20的定位部件的设置而相对焊膏23容易地移动焊球28。位移量ΔW2可根据基片侧接点22或焊球28之尺寸而变化。但是，在焊球28对应于高密度安装的情况下，该位移量最好大于等于80μm并小于等于200μm。
这样，在该实施例中，当焊膏23中的焊料通过回焊加热工序而被熔化时，通过移动该基片侧接点22和焊球28的中心位置，就能够实现自动对位。在该实施例中完成的自动对位动作会一直进行，直到焊球28中的焊料和焊膏23中的焊料(熔融状焊料)处于最稳定的状态(表面张力变得稳定的状态)下。一个在下文中被叫做流动力F的力(在图18-(A)中由箭头F表示)产生了，该力能够将焊料移动到稳定状态下。该流动力F使熔融状焊料产生流动，而且如上所述，这种流动会一直继续下去，直到熔融状焊料具有稳定的结构。图18-(B)示出了熔融状焊料的结构变得稳定时的状态，即在该状态下，流动力F消失了。
在混在熔融状焊料中的空隙30会基于自动对位而随着熔融状焊料的流动而移动并被排向外部。因此，可防止在可熔性连接部件内存留有空隙30，从而提高连接的可靠性。
本发明并非局限于这些实施例，在本发明的范围内，可以对其作出多种变形和修改。
该专利申请以申请日为2004年4月13日的日本在先专利申请第2004-118203为基础，其全部内容作为参考而被引用到本文中。

Claims (19)

1、一种安装基片，其包括：
一个接点，该接点通过一个可熔性连接部件连接在一电子元件的一个电极上；和
一个连接部件的流动发生部分，该部分被构造成能够在熔融状态下的可熔性连接部件内产生流动的结构形式。
2、根据权利要求1的安装基片，其特征在于：
所述连接部件的流动发生部分由一个金属部件构成，该金属部件以能够嵌入可熔性连接部件内的方式设置在接点上；
该金属部件的吸湿性小于接点的吸湿性；以及
该金属部件的高度小于在对可熔性连接部件进行加热前该可熔性连接部件的高度。
3、根据权利要求1的安装基片，其特征在于：
连接部件的流动发生部分由树脂构成，该树脂以能够嵌入可熔性连接部件内的方式设置在接点上；以及
该树脂的熔点低于可熔性连接部件的熔点。
4、根据权利要求1的安装基片，其特征在于：
连接部件的流动发生部分由一个设置在接点上的金属薄膜构成；
该金属薄膜的吸湿性小于该接点的吸湿性；
该金属薄膜的面积小于接点的面积。
5、根据权利要求1的安装基片，其特征在于：连接部件的流动发生部分由一个在结构上不同于可熔性连接部件之结构的接点构成。
6、根据权利要求1的安装基片，其特征在于：在基片上，至少除了设置有接点的位置之外，均设置有阻挡部件；
连接部件的流动发生部分由一个切槽部分构成，该切槽部分是通过在阻焊剂上加工出一个沟槽并使该沟槽从接点向外连续延伸而形成的。
7、根据权利要求1的安装基片，其特征在于：连接部件的流动发生部分设置在位于接点上的可熔性连接部件上；以及
该连接部件的流动发生部分由一个狭缝成形部分构成，该部分的宽度等于或大于可熔性连接部件之直径的10％并小于该直径的50％。
8、一种安装基片，其包括：
一个接点，该接点通过一个可熔性连接部件连接在一电子元件的一个电极上；和
一个连接部件的流动发生部件，其用于在熔融状态下的可熔性连接部件处产生流动。
9、根据权利要求8的安装基片，其特征在于：所述连接部件的流动发生部件由一个金属部件构成，该金属部件以能够嵌入可熔性连接部件内的方式设置在接点上；
该金属部件的吸湿性小于接点的吸湿性；以及
该金属部件的高度小于在对可熔性连接部件进行加热前该可熔性连接部件的高度。
10、根据权利要求8的安装基片，其特征在于：
连接部件的流动发生部件由树脂构成，该树脂以能够嵌入可熔性连接部件内的方式设置在接点上；以及
该树脂的熔点低于可熔性连接部件的熔点。
11、根据权利要求8的安装基片，其特征在于：
连接部件的流动发生部件由一个设置在接点上的金属薄膜构成；
该金属薄膜的吸湿性小于该接点的吸湿性；以及
该金属薄膜的面积小于接点的面积。
12、根据权利要求8的安装基片，其特征在于：连接部件的流动发生部件由一个在结构上不同于可熔性连接部件之结构的接点构成。
13、根据权利要求8的安装基片，其特征在于：在基片上，至少除了设置有接点的位置之外，均设置有阻挡部件；以及
连接部件的流动发生部件由一个切槽部分构成，该切槽部分是通过在阻焊剂上加工出一个沟槽并使该沟槽从接点向外连续延伸而加工成形的。
14、根据权利要求8的安装基片，其特征在于：连接部件的流动发生部件设置在位于接点上的可熔性连接部件上；以及
该连接部件的流动发生部件由一个狭缝成形部分构成，该部分的宽度等于或大于可熔性连接部件之直径的10％并小于该直径的50％。
15、一种电子元件的安装方法，包括下述步骤：
设置树脂，以使该树脂覆盖住所述电子元件的一个外部接线端子；以及
利用可熔性连接部件将一个被树脂所覆盖的凸起与安装板上的一个接点连接起来，从而使该电子元件通过可熔性连接部件与该接点连接在一起。
16、一种电子元件的安装方法，包括下述步骤：
在下述状态下将一个可熔性连接部件设置在一个安装板的一个接点上：该可熔性连接部件的设置位置的中心相对接点的中心偏移一定的距离，以使电子元件通过该可熔性连接部件与接点相连接。
17、根据权利要求16的电子元件的安装方法，其特征在于：可熔性连接部件的设置位置的中心与接点的中心之间的位移量等于或大于100μm并等于或小于250μm。
18、一种电子元件的安装方法，包括下述步骤：
在下述状态下开始执行一个用于将可熔性连接部件与一个安装板的一个接点连接起来的工序：预先使可熔性连接部件的设置位置的中心相对外部接线端子的中心偏移，从而通过该可熔性连接部件将电子元件与接点连接在一起。
19、根据权利要求18的电子元件的安装方法，其特征在于：可熔性连接部件的设置位置的中心与接点中心之间的位移量等于或大于80μm并等于或小于200μm。
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