JP2001035882A - 電子部品の実装構造及び実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一面側にはんだバンプを有するＢＧＡ／ＣＳ
Ｐを、はんだバンプを介して基板の一面側に形成された
ランド部上に実装するようにした半導体部品の実装方法
において、生産性の悪化、他の搭載部品への熱的影響、
樹脂中のボイド発生、及びＢＧＡ／ＣＳＰのリペア不
可、といった問題等を解決する。 【解決手段】 硬化済みの熱硬化性樹脂板５１の両面
を、一対の熱可塑性樹脂膜５２で挟んでなる樹脂シート
５を予め用意し、ＢＧＡ／ＣＳＰ２と基板３との間に樹
脂シート５を挟み込むとともに、はんだバンプ１とラン
ド部４とを接触させた状態で、はんだバンプ１のリフロ
ー及び固化を行う。続いて、はんだバンプ１の溶融温度
よりも低い温度にて加熱しながら加圧することにより、
はんだバンプ１を潰すとともに、両熱可塑性樹脂膜５２
を各々、ＢＧＡ／ＣＳＰ２及び基板３に接着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＢＧＡまたはＣＳ
Ｐ等、一面側にはんだバンプを有する電子部品を、該は
んだバンプを介して回路基板等の一面に実装する電子部
品の実装構造及びそのような電子部品の実装方法、更に
は、そのような実装構造及び実装方法に好適な樹脂シー
トに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）
またはＣＳＰ（チップサイズパッケージ）による電子部
品（半導体素子、コンデンサ、抵抗等）の実装が普及し
てきているが、はんだバンプを用いたリジッドな接続で
あるため、接続部の熱疲労による破断寿命が短いという
問題がある。

【０００３】これを解消する手段として、電子部品即ち
ＢＧＡまたはＣＳＰ（以下、ＢＧＡ／ＣＳＰという）を
プリント基板上にはんだ付け実装し、次いで、液状の熱
硬化性且つ低熱膨張の樹脂をＢＧＡ／ＣＳＰとプリント
基板との間に生じた間隙に注入、充填し、次いで、所定
温度・所定時間かけて熱硬化させる方法、いわゆるアン
ダーフィル法が知られている。この方法によれば、接続
されたはんだバンプに生じる熱応力が、充填され熱硬化
された樹脂に分散するため、はんだ接続部の熱疲労寿命
が向上する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このアンダー
フィル法では以下の〜に示す様な問題があった。
樹脂注入、硬化に長時間を要し、且つ高温硬化を行うた
めに、生産性が悪化すること、及び、プリント基板上に
混載する他の部品の熱的制約があること。液状樹脂特
有の、注入、硬化時でのボイド発生があること。液状
の樹脂ではんだバンプを包み込んでしまうため、硬化し
た後にはＢＧＡ／ＣＳＰのリペアが実施不可であるこ
と。

【０００５】本発明は上記問題に鑑み、電子部品をはん
だバンプを介して基板上に実装する実装構造において、
従来のアンダーフィル法による、生産性の悪化、他の搭
載部品への熱的影響、樹脂中のボイド発生、及び電子部
品のリペア不可、といった問題を回避できるようにする
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１〜請求項４記載の発明は、一面側に突出し
て形成されたはんだバンプ（１）を有する電子部品
（２）を、該はんだバンプを介して基板（３）の一面側
に形成されたランド部（４）上に実装するようにした電
子部品の実装方法について、なされたものである。

【０００７】即ち、請求項１記載の実装方法において
は、まず、硬化済みの熱硬化性樹脂板（５１）の両面
を、一対の熱可塑性樹脂膜（５２）で挟んでなる樹脂シ
ート（５）を予め用意し、電子部品（２）の一面と基板
（３）の一面との間のうちはんだバンプ（１）以外の部
分に、該樹脂シートを挟み込むとともに、該はんだバン
プとランド部（４）とを接触させた状態で、該はんだバ
ンプを加熱してリフローさせる。

【０００８】続いて、リフローされた該はんだバンプを
固化させることにより、該電子部品と該基板とを電気的
に接続した後、該電子部品と該基板とを近づけるように
加圧しつつ、該はんだバンプの溶融温度よりも低い温度
にて加熱することにより、該はんだバンプを突出方向に
潰して変形させるとともに、該樹脂シートにおける一対
の該熱可塑性樹脂膜を、それぞれ、該電子部品の一面及
び該基板の一面に接着するようにしたことを特徴として
いる。

【０００９】本実装方法により出来上がった実装構造に
おいては、電子部品（２）と基板（３）とは、潰され変
形したはんだバンプ（１）だけでなく、樹脂シート
（５）の熱硬化性樹脂板（５１）によっても支持される
ため、接続された該はんだバンプに生じる熱応力を該樹
脂シートに分散させることができ、はんだ接続部の熱疲
労寿命が向上する。

【００１０】そして、熱硬化済みの樹脂シート（５）を
用いているから、アンダーフィル法における液状の樹脂
に比べて、電子部品（２）と基板（３）との間への配置
に時間がかからず、生産性が向上する。また、該樹脂シ
ートを該電子部品と該基板との間にのみ配置することが
容易に可能であるため、局所加熱が可能であり、該基板
上に混載する他の部品への熱的な影響を回避できる。

【００１１】また、予め熱硬化性樹脂板（５１）は熱硬
化されたものであるため、熱硬化の方法を調整すること
によりボイド発生を無くしたものとでき、実装状態での
ボイド発生を防止することができる。

【００１２】また、電子部品（２）の一面と基板（３）
の一面との間のうちはんだバンプ（１）以外の部分に、
樹脂シート（５）を挟み込むようにしているから、樹脂
ではんだバンプ（１）を包んでしまうようなことはな
い。そして、出来上がった実装構造において、該はんだ
バンプ及び該樹脂シートの熱可塑性樹脂膜（５２）を加
熱すれば、各々容易に融解するため、該基板から該電子
部品を取り外すことができ、リペア可能となる。

【００１３】従って、本実装方法によれば、従来のアン
ダーフィル法による、生産性の悪化、他の搭載部品への
熱的影響、樹脂中のボイド発生、及び電子部品のリペア
不可、といった問題を回避可能な実装方法を提供するこ
とができる。

【００１４】また、請求項２記載の実装方法において
は、まず、請求項１記載の実装方法と同様な熱硬化性樹
脂板（５１）及び一対の熱可塑性樹脂膜（５２）を有す
る樹脂シート（５）を予め用意し、電子部品（２）の一
面と基板（３）の一面との間のうちはんだバンプ（１）
以外の部分に、該樹脂シートを挟み込むとともに、該は
んだバンプとランド部（４）とを接触させた状態とす
る。

【００１５】そして、該電子部品と該基板とを近づける
ように加圧しつつ加熱することにより、該はんだバンプ
をリフローさせるとともに、該樹脂シートにおける一対
の熱可塑性樹脂膜を、それぞれ、該半導体基板の一面及
び該基板の一面に接着するようにしたことを特徴として
いる。

【００１６】ここで、上記従来のアンダーフィル法で
は、はんだ付けと樹脂硬化という２回の熱処理工程を必
要としたが、請求項２記載の実装方法によれば、請求項
１の実装方法と同様の作用効果を発揮できることに加え
て、はんだバンプ（１）のリフローと樹脂シート（５）
の接着とを同時に行うから、１回の熱処理工程で済むと
いう利点もある。

【００１７】また、請求項３記載の実装方法において
は、樹脂シート（５）における一方の熱可塑性樹脂膜
（５２）を、加圧及び加熱することにより、電子部品
（２）及び基板（３）のどちらか一方に貼り合わせた
後、該電子部品の一面と該基板の一面との間のうちはん
だバンプ（１）以外の部分に、挟み込むようにすること
を特徴としている。

【００１８】本実装方法によれば、樹脂シート（５）を
電子部品（２）及び基板（３）のどちらか一方に固定し
た状態で、電子部品と基板の間への樹脂シートの挟み込
みを容易に行うことができる。

【００１９】また、請求項４記載の実装方法において
は、まず、熱硬化性樹脂板（５１）及び一対の熱可塑性
樹脂膜（５２）を有する樹脂シート（５）を予め用意
し、電子部品（２）の一面と基板（３）の一面との間の
うちはんだバンプ（１）以外の部分に該樹脂シートを挟
み込むとともに、該はんだバンプと該ランド部（４）と
を接触させた状態とする。

【００２０】そして、該電子部品を上側にした状態で該
はんだバンプをリフローさせて該電子部品の自重を該樹
脂シートに印加するとともに、該熱可塑性樹脂膜を軟化
させることにより、該樹脂シートにおける一対の該熱可
塑性樹脂膜を、それぞれ、該電子部品の一面及び該基板
の一面に接着する、というものである。

【００２１】本実装方法によれば、リフローによって電
子部品（２）を支えていたはんだバンプ（１）が軟化
し、電子部品（２）の自重が下方の樹脂シート（５）に
印加されるため、電子部品の自重を加圧源として、軟化
した各熱可塑性樹脂膜（５２）と電子部品及び基板とが
接着される。

【００２２】そのため、電子部品の自重以外に外部から
の余分な荷重印加を行うことなく、実装がなされるの
で、上記請求項１〜請求項３の実装方法にて行ってい
た、はんだバンプの固化後またはリフロー中の加圧を不
要とできる。よって、本発明によれば、請求項１の実装
方法と同様の作用効果を発揮できることに加えて、更に
生産性の高い実装方法を提供することができる。

【００２３】また、請求項５記載の実装構造は、請求項
１〜請求項４記載の実装方法を用いて適切に形成可能な
ものであるため、従来のアンダーフィル法による、生産
性の悪化、他の搭載部品への熱的影響、樹脂中のボイド
発生、及び電子部品のリペア不可、といった問題を回避
できる。

【００２４】また、請求項６〜請求項８記載の樹脂シー
トは、請求項１〜請求項４記載の実装方法を用いて実装
を行うにあたって、好適な樹脂シートを提供することが
できる。この樹脂シート（５）は、熱硬化性樹脂板（５
１）によって硬い本体を構成して、実装時における良好
な取扱い性やはんだバンプの高さ確保等の機能を持た
せ、一対の熱可塑性樹脂膜（５２）に接着機能を持たせ
るようにできる。

【００２５】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一
例である。

【００２６】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１は、本発明
の第１実施形態に係る電子部品の実装方法を示す工程図
であり、実装される基板面と直交する方向の概略断面を
示す。図１において、（ａ）〜（ｄ）は、最終的に図１
（ｅ）に示す実装構造を作るための実装工程の途中状態
を示すものである。

【００２７】図１（ｅ）に示す実装構造は、一面側に突
出して形成されたはんだバンプ１を有するＢＧＡ／ＣＳ
Ｐ（本発明でいう電子部品）２を、はんだバンプ１を介
して基板３の一面側に形成された接続ランド（本発明で
いうランド部）４上に電気的に接続したものである。

【００２８】また、ＢＧＡ／ＣＳＰ２の一面と基板３の
一面との間のうちはんだバンプ１以外の部分には、樹脂
シート５が介在している。この樹脂シート５の両面はＢ
ＧＡ／ＣＳＰ２及び基板３に接着しており、ＢＧＡ／Ｃ
ＳＰ２及び基板３は、はんだバンプ１以外に、樹脂シー
ト５によっても支持されている。

【００２９】ここで、詳しく図示しないが、ＢＧＡ／Ｃ
ＳＰ２は、通常知られているもの、例えば樹脂によって
インターポーザ表面に搭載された半導体チップを内包し
たパッケージであって、インターポーザ裏面においてス
ルーホール等によって上記半導体チップと導通する電極
パッド上に、例えばＳｎ／Ｐｂ等のはんだ材料よりなる
はんだバンプ１をアレイ状に配置したもの（ＢＧＡ）を
採用できる。

【００３０】また、基板３及びその接続ランド４につい
ても、通常用いられるものを採用できる。例えば、基板
３としては、樹脂よりなるプリント配線基板やセラミッ
ク配線基板等を採用でき、接続ランド４としては、金属
めっき材料、導体厚膜及び金属（銅等）箔等を採用でき
る。

【００３１】次に、図１（ｅ）に示す実装構造の実装方
法について述べる。まず、図１（ａ）に示す様に、樹脂
シート５を用意する。樹脂シート５は、硬化済みの熱硬
化性樹脂板５１の両面に、一対の熱可塑性樹脂膜５２を
樹脂自体の粘着性を利用して貼り合わせたものである。

【００３２】ここで、熱硬化性樹脂板５１は、熱硬化後
において、はんだバンプ１を構成するはんだ材料と同程
度の熱膨張係数（例えば２０〜４０ｐｐｍ／℃）を有す
る熱硬化性樹脂より構成され、例えばガラスフィラーを
含有させて熱膨張係数を調整したエポキシ樹脂等を採用
できる。また、熱可塑性樹脂膜５２は、はんだバンプ１
の溶融温度（例えば１８３℃）よりも低い温度（例えば
１５０℃）にて可塑性を出現する熱可塑性樹脂より構成
され、例えばポリアリレート樹脂またはポリスルホン樹
脂等を採用できる。

【００３３】また、樹脂シート５の厚さは、図１（ｃ）
に示す様に、ＢＧＡ／ＣＳＰ２におけるはんだバンプ１
の突出方向の高さよりも薄いものとなっている。そし
て、図１（ａ）に示す様に、一方の熱可塑性樹脂膜５２
の表面は、該表面を保護するための取り外し可能な保護
テープ５３によって被覆されている。

【００３４】次に、樹脂シート５における保護テープ５
３で被覆されていない方の熱可塑性樹脂膜５２の表面
を、基板３の一面のうち接続ランド４以外の部分に貼り
合わせる。そして、保護テープ５３を介して樹脂シート
５を基板３に押し付けるように加圧しながら、加熱した
後、保護テープ５３を剥離することにより、図１（ｂ）
に示す様に、樹脂シート５を基板３の一面上に仮固定す
る（樹脂シート仮固定工程）。

【００３５】次に、図１（ｃ）に示す様に、一面側に形
成されたはんだバンプ１を有するＢＧＡ／ＣＳＰ２を用
意し、はんだバンプ１の接続面にフラックス６を塗布
し、これを、両部材２、３の一面の間に樹脂シート５を
挟み込むとともに、はんだバンプ１と接続ランド４とを
フラックス６を介して接触させた状態となるように、基
板３の一面上にマウントする（マウント工程）。

【００３６】次に、図１（ｃ）に示すワークを、リフロ
ー炉に入れてはんだバンプ１を加熱溶融させて、接続ラ
ンド４にはんだ付けし（リフロー工程）、リフロー炉か
ら引き出してはんだバンプ１を冷却し固化させる（はん
だバンプ固化工程）。こうして、図１（ｄ）に示す様
に、ＢＧＡ／ＣＳＰ２と基板３の接続ランド４とが、は
んだバンプ１を介して電気的に接続される。

【００３７】この後、ＢＧＡ／ＣＳＰ２をはんだバンプ
１の溶融温度よりも低い温度にて局所的に加熱しなが
ら、ＢＧＡ／ＣＳＰ２の上から、ＢＧＡ／ＣＳＰ２と基
板３とを近づけるように、加圧して、はんだバンプ１を
押しつぶし、同時に、各熱可塑性樹脂膜５２を、ＢＧＡ
／ＣＳＰ２及び基板３のそれぞれの一面に接着させる
（樹脂シート接着工程）。

【００３８】ここで、局所的な加熱においては、コレッ
ト加熱等によりＢＧＡ／ＣＳＰ２の上を、例えば、はん
だバンプ１の溶融温度が１８３℃の場合、例えば１５０
〜１７５℃の温度で加熱するようにし、また、ＢＧＡ／
ＣＳＰ２の上からの加圧においては、例えば、１つのは
んだバンプ１当たり２０〜１００ｇの荷重をかけるよう
に加圧する。こうして、図１（ｅ）に示す実装構造が出
来上がる。

【００３９】ところで、上記実装方法によれば、熱硬化
性樹脂板５１は、既に熱硬化されたものであるため、そ
れ自身、接着性を有するものではないが、熱可塑性樹脂
膜５２を接着剤として利用しているため、以下の効果を
奏する。

【００４０】熱可塑性樹脂膜５２としては、１５０〜２
００℃の温度、１〜１０ｋｇ／ｃｍ２の加圧下で、０．
５〜１０秒の時間で接着効果の出るものを使用すること
で、リフロー完了後の樹脂シート接着工程において、は
んだバンプ１を再溶融させずに短時間接着が可能とな
る。

【００４１】また、出来上がった上記実装構造におい
て、ＢＧＡ／ＣＳＰ２と基板３とは、潰され変形したは
んだバンプ１だけでなく、はんだバンプ１と同程度の熱
膨張係数（２０〜４０ｐｐｍ／℃）を有する熱硬化性樹
脂板５１によっても支持される。そのため、この実装構
造に対して冷熱サイクル等が加わった場合、接続された
はんだバンプ１に生じる熱応力を熱硬化性樹脂板５１に
分散させることができ、はんだバンプ１の熱歪みが低減
し、結果として、はんだ接続部の熱疲労寿命が向上す
る。

【００４２】また、樹脂シート仮固定工程では熱硬化済
みの樹脂シート５を用いているから、上記アンダーフィ
ル法における液状の樹脂に比べて、樹脂シート５をＢＧ
Ａ／ＣＳＰ２と基板３との間へ容易に配置でき、時間が
かからないため、生産性が向上する。

【００４３】また、樹脂シート５を、ＢＧＡ／ＣＳＰ２
と基板３との間にのみ配置しているから、樹脂シート接
着工程において、コレット加熱等によるＢＧＡ／ＣＳＰ
２のみの局所加熱が可能であり、基板３上に混載する他
の部品への熱的な影響を回避できる。また、上記実装方
法では、リフロー中は加圧していないので、加圧による
力が他の混載部品に加わることが無く、通常のはんだリ
フローにて他部品との同時混載が可能となる。

【００４４】また、予め熱硬化性樹脂板５１は熱硬化さ
れたものであるため、熱硬化の方法を調整することによ
りボイド発生を無くしたものとでき、実装状態でのボイ
ド発生を防止することができる。例えば、低圧トランス
ファ成形等を用いたり、樹脂硬化における温度降下ステ
ップを低速且つ多段階とした低速多段キュアを行うこと
により、ボイドの少ないシートを得ることができる。

【００４５】また、従来のアンダーフィル法のようには
んだバンプを樹脂で包み込んでしまう構造ではなく、Ｂ
ＧＡ／ＣＳＰ２と基板３との間において、はんだバンプ
１と樹脂シート５とは独立して配置されている。そし
て、熱可塑性樹脂膜５２は、はんだバンプ１の溶融温度
（例えば１８３℃）よりも低い温度（例えば１５０℃以
上）で融解するため、はんだバンプ１の溶融温度以上の
加熱により、基板３からＢＧＡ／ＣＳＰ２を取り外すこ
とができ、リペア可能となる。

【００４６】このように、上記実装方法によれば、従来
のアンダーフィル法による、生産性の悪化、他の搭載部
品への熱的影響、樹脂中のボイド発生、及び電子部品の
リペア不可、といった問題を回避可能とできる。

【００４７】ところで、上記図１に示した実装方法で
は、樹脂シート仮固定工程において、樹脂シート５を基
板３側に仮固定したが、他の例として以下の図２に示す
実装方法のように、樹脂シート５をＢＧＡ／ＣＳＰ２側
に仮固定してもよい。

【００４８】次に、この本実施形態の他の例について述
べるが、上記図１に示した実装方法と同一部分には、図
２中、同一符号を付して説明を省略し、主として異なる
ところについて述べることとする。

【００４９】まず、図２（ａ）に示す様に、上記図１と
同様の樹脂シート５を用意する。次に、図２（ｂ）に示
す工程では、樹脂シート５における保護テープ５３で被
覆されていない方の熱可塑性樹脂膜５２の表面を、ＢＧ
Ａ／ＣＳＰ２の一面におけるはんだバンプ１以外の部分
に貼り合わせる。そして、保護テープ５３を介して樹脂
シート５をＢＧＡ／ＣＳＰ２に押し付けるように加圧し
ながら、加熱した後、保護テープ５３を剥離することに
より、樹脂シート５をＢＧＡ／ＣＳＰ２の一面上に仮固
定する（樹脂シート仮固定工程）。

【００５０】次に、図２（ｃ）に示す工程では、一面側
に接続ランド４を有する基板３を用意し、接続ランド４
上にはんだペースト７を塗布する。そして、樹脂シート
５が仮固定されたＢＧＡ／ＣＳＰ２を、両部材２、３の
一面の間に樹脂シート５を挟み込むとともに、はんだバ
ンプ１と接続ランド４上のはんだペースト７とを接触さ
せた状態となるように、基板３の一面上にマウントする
（マウント工程）。

【００５１】次に、図２（ｄ）及び（ｅ）に示す様に、
上記図１の方法と同様に、リフロー工程、はんだバンプ
固化工程及び樹脂シート接着工程を行い、図２（ｅ）に
示す実装構造（図１（ｅ）と同様のもの）を得る。な
お、はんだペースト７は、リフロー工程においてはんだ
バンプ１と溶け合い、図２（ｅ）に示す実装構造におけ
る潰され固化されたはんだバンプ１の一部になる。そし
て、この図２に示す他の例によっても、上記図１の実装
方法と同様の効果を奏する。

【００５２】ところで、本第１実施形態において、上記
各工程と本発明の実装方法における各工程との対応は、
次の様である。樹脂シート仮固定、マウント及びリフロ
ーの各工程が、電子部品の一面と基板の一面との間のう
ちはんだバンプ以外の部分に樹脂シートを挟み込むとと
もに、はんだバンプとランド部とを接触させた状態では
んだバンプを加熱してリフローさせる工程に相当する。

【００５３】また、はんだバンプ固化工程が、リフロー
されたはんだバンプを固化させることにより電子部品と
基板とを電気的に接続する工程に相当し、樹脂シート接
着工程が、接続された電子部品と基板とを近づけるよう
に加圧しつつ、はんだバンプの溶融温度よりも低い温度
にて加熱することにより、はんだバンプを突出方向に潰
して変形させるとともに、樹脂シートにおける一対の熱
可塑性樹脂膜を、それぞれ、電子部品の一面及び基板の
一面に接着する工程に相当する。

【００５４】（第２実施形態）上記第１実施形態では、
はんだバンプ１のリフロー（リフロー工程）と樹脂シー
ト５のＢＧＡ／ＣＳＰ２及び基板３への接着（樹脂シー
ト接着工程）とを分けて実行していたが、本実施形態で
は、これらリフロー及び接着を同時に行うようにしたも
のである。

【００５５】図３は、本実施形態の実装方法を示すもの
で、最終的に図中の（ｄ）に示す断面実装構造を製造す
る途中過程を（ａ）〜（ｃ）の順に示したものである。
なお、上記第１実施形態と同一部分には図３中、同一符
号を付してある。

【００５６】まず、図３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示
す様に、上記図１（ａ）〜（ｃ）にて述べたのと同様
に、樹脂シート５を用意し、樹脂シート仮固定工程及び
マウント工程を行うことにより、ＢＧＡ／ＣＳＰ２の一
面と基板３の一面との間に、樹脂シート５を挟み込むと
ともに、はんだバンプ１と接続ランド４とをフラックス
６を介して接触させた状態とする。

【００５７】ここで、本実施形態においては、樹脂シー
ト５を構成する熱硬化性樹脂板５１は、上記第１実施形
態と同様、ガラスフィラーを含有したエポキシ樹脂等を
採用できる。また、熱可塑性樹脂膜５２は、はんだバン
プ１の溶融温度と同程度で可塑性を出現するものとし
て、上記第１実施形態よりも高い温度で可塑性を示す樹
脂を採用でき、そのようなものとしては、例えば、ポリ
エーテルスルホン樹脂またはポリエーテルイミド樹脂等
が挙げられる。

【００５８】次に、ＢＧＡ／ＣＳＰ２と基板３とを近づ
けるように加圧しつつ加熱することにより、はんだバン
プ１をリフローさせるとともに、樹脂シート５における
一対の熱可塑性樹脂膜５２を、それぞれ、ＢＧＡ／ＣＳ
Ｐ２の一面及び基板３の一面に接着する（リフロー・接
着工程）。本実施形態においても、熱可塑性樹脂膜５２
を接着剤として利用し、熱硬化され接着性を有しない熱
硬化性樹脂板５１を両部材２、３に接着する。

【００５９】このリフロー・接着工程は、具体的には、
ＢＧＡ／ＣＳＰ２の上面から例えば１〜１０ｋｇ／ｃｍ
²の圧力で加圧しながら、はんだ溶融接続温度（例えば
２００〜２３０℃）まで加熱し、その後加圧を続けなが
ら冷却することにより、はんだバンプ１を基板３にリフ
ロー接続させるとともに、熱硬化性樹脂板５１を両熱可
塑性樹脂膜５２により、ＢＧＡ／ＣＳＰ２及び基板３の
各々に接着させる。

【００６０】本実施形態では、上記樹脂シート仮固定、
マウント及びリフロー・接着の各工程を実行することに
より、図３（ｄ）に示す実装構造が出来上がる。この構
造は、基本的には上記図１及び図２（ｅ）の実装構造と
同一であるが、はんだバンプ１は潰され変形したもので
はなく、溶融固化したものである。

【００６１】ところで、本実施形態によれば、リフロー
・接着工程において、はんだバンプ１のリフローと樹脂
シート５の接着とを同時に行うから、上記第１実施形態
に比べて、熱処理工程が１回で済むという利点がある。

【００６２】また、上述のように、本実施形態において
も、熱可塑性樹脂膜５２を接着剤として利用している
が、熱可塑性樹脂膜５２としては、１８０〜２５０℃の
温度、１〜１０ｋｇ／ｃｍ²の加圧下で、０．５〜１０
秒の時間で接着効果の出るものを使用することで、はん
だリフロー過程のみで樹脂シート５を同時に接着するこ
とが可能となる。

【００６３】また、図３（ｄ）に示す出来上がった実装
構造において、ＢＧＡ／ＣＳＰ２と基板３とは、溶融固
化したはんだバンプ１だけでなく、熱硬化性樹脂板５１
によっても支持されるため、上記第１実施形態と同様の
理由から、はんだ接続部の熱疲労寿命が向上する。

【００６４】また、熱硬化済みの樹脂シート５を用いる
ことによる生産性の向上、実装状態でのボイド発生防
止、及び他の混載部品への熱的影響の回避についても、
上記第１実施形態と同様である。また、リフロー・接着
工程では、リフロー過程中に加圧しているが、両部材
２、３間に挟まれた熱硬化性樹脂板５１が支えとなるた
め、溶融するはんだバンプ１が潰れることなく接続する
ことができる。

【００６５】また、熱可塑性樹脂膜５２は、はんだバン
プ１の溶融に伴って融解するため、基板３からＢＧＡ／
ＣＳＰ２を容易に取り外すことができ、リペア可能とな
る。なお、上記図３に示した実装方法においても、樹脂
シート仮固定工程における樹脂シート５の仮固定は、基
板３側ではなく、ＢＧＡ／ＣＳＰ２側に対して行っても
良い。

【００６６】また、上記図３に示した実装方法において
用いる樹脂シート５は、本実施形態の他の例として図４
に示す様なものであっても良い。即ち、図４（ｂ）に示
す様に、樹脂シート５は、仮固定される基板３の一面に
おける接続ランド４に相当する部位に開口部５４が形成
されている。この開口部５４を有する樹脂シート５を用
いた実装方法について、図４を参照し、主として図３の
実装方法と異なる部分を述べる。

【００６７】まず、図４（ａ）に示す様な、接続ランド
４上にはんだペースト７が塗布された基板３を用意する
とともに、図４（ｂ）に示す上記樹脂シート５を用意す
る。次に、図４（ｃ）に示す本例の樹脂シート仮固定工
程では、上記各例と同様の要領にて樹脂シート５を基板
３の一面に仮固定するのであるが、このとき、開口部５
４から、接続ランド４及びはんだペースト７が露出する
ように仮固定を行う。

【００６８】次に、図４（ｄ）に示す本例のマウント工
程では、はんだバンプ１を開口部５４へ挿入し、はんだ
ペースト７を介して接続ランド４へ接触させる。続い
て、上記リフロー・接着工程を実行することにより、図
４（ｅ）に示す実装構造が出来上がる。

【００６９】この実装構造においては、両部材２、３
は、樹脂シート５にて支持されるとともに、樹脂シート
５の開口部５４を通して接続ランド４に接続された溶融
固化後のはんだバンプ１により支持される。そして、こ
の本実施形態の他の例によっても、上記図３に示した実
装方法と同様の効果を得られる。

【００７０】なお、この開口部５４を有する樹脂シート
５を用いた実装方法においても、樹脂シート５の仮固定
をＢＧＡ／ＣＳＰ２側で行っても良い。その場合、樹脂
シート５の開口部５４は、ＢＧＡ／ＣＳＰ２の一面に仮
固定したとき、はんだバンプ１が露出可能なように形成
される。

【００７１】ところで、本第２実施形態において、上記
各工程と本発明の実装方法における各工程との対応は、
次の様である。樹脂シート仮固定及びマウントの各工程
が、電子部品の一面と基板の一面との間のうちはんだバ
ンプ以外の部分に樹脂シートを挟み込むとともに、はん
だバンプとランド部とを接触させた状態とする工程に相
当する。

【００７２】また、リフロー・接着工程が、電子部品と
基板とを近づけるように加圧しつつ加熱することによ
り、はんだバンプをリフローさせるとともに、樹脂シー
トにおける一対の熱可塑性樹脂膜を、それぞれ電子部品
の一面及び基板の一面に接着する工程に相当する。な
お、上記第１及び第２実施形態において、樹脂シート５
を構成する熱可塑性樹脂膜５２としては、ポリビニルホ
ルマール樹脂あるいはポリビニルブチラール樹脂等の可
とう性に優れたポリビニル系樹脂を採用しても良い。

【００７３】（第３実施形態）ところで、上記第１及び
第２実施形態に示した実装方法では、はんだバンプ１を
リフロー、固化した後に、または、はんだバンプ１のリ
フローと同時に、電子部品２と基板３とを近づけるよう
に外部から加圧している。そのため、加圧の手間がかか
ったり、加圧装置または加圧治具が必要となる。

【００７４】本第３実施形態は、はんだバンプ１のリフ
ロー中に電子部品２の自重を利用して、電子部品２及び
基板３と熱可塑性樹脂膜５２とを接着することで、上記
加圧の手間を省き、より生産性を向上させた実装方法を
提供するものである。なお、本実施形態の実装方法は、
上記図３及び図４を用いて説明可能であり、以下、これ
ら図３及び図４を参照して説明することとする。

【００７５】まず、図３（ａ）に示す樹脂シート５を用
意する。本実施形態では、熱硬化性樹脂板５１は、上記
同様、はんだ材料と同程度の熱膨張係数（例えば２０〜
４０ｐｐｍ／℃）を有するもので、例えば、ガラスフィ
ラーを含有したエポキシ樹脂やビスマレイミドとトリア
ジンレジンとを混合させた樹脂等を採用できる。また、
熱可塑性樹脂膜５２としては、その軟化温度が８０〜１
８０℃のものが好ましく、例えば、ポリアミド系、ブチ
ルゴム系、熱可塑ゴム系、オレフィン系等の樹脂を採用
できる。

【００７６】そして、図３（ｂ）及び（ｃ）に示す様
に、上記と同様に、樹脂シート仮固定工程及びマウント
工程を行い、ＢＧＡ／ＣＳＰ２の一面と基板３の一面と
の間のうちはんだバンプ１以外の部分に樹脂シート５を
挟み込むとともに、はんだバンプ１と接続ランド４とを
接触させた状態とする。

【００７７】続いて、本実施形態では、ＢＧＡ／ＣＳＰ
２を上側、基板３を下側にした状態ではんだバンプ１を
リフローさせる。すると、ＢＧＡ／ＣＳＰ２を支えてい
たはんだバンプ１が軟化して液状となる。そのため、Ｂ
ＧＡ／ＣＳＰ２が下降して基板３側とは反対側の熱可塑
性樹脂膜５２に接触し、ＢＧＡ／ＣＳＰ２の自重（例え
ば１ｍｇ／ｍｍ²以上）が樹脂シート５に印加される。

【００７８】また、本リフロー時において、熱可塑性樹
脂膜５２は、軟化温度が８０〜１８０℃のものを用いて
いるため、リフローの熱によって軟化している。そのた
め、ＢＧＡ／ＣＳＰ２及び基板３の各一面と熱可塑性樹
脂膜５２とが、ＢＧＡ／ＣＳＰ２の自重を加圧源として
リフローと同時に接着される。さらに、はんだバンプ１
の溶融時に、ＢＧＡ／ＣＳＰ２と基板３に引っ張り力が
加わることにより、確実に接着させることができる。そ
して、はんだバンプ１の固化等を行うと、図３（ｄ）に
示す実装構造が出来上がる。

【００７９】また、本実施形態の他の例として、図４に
示す様に、開口部５４を有する樹脂シート５を用いた実
装方法を採用しても良い。図４（ａ）〜（ｄ）に示す様
に、基板３の一面のうち接続ランド４以外の部分に、樹
脂シート５を搭載し、はんだバンプ１と接続ランド４と
を対応させつつ基板３の一面上にＢＧＡ／ＣＳＰ２を搭
載する。そして、上記図３に示した例と同様に、リフロ
ー及び自重による接着を行うと、図４（ｅ）に示す実装
構造が出来上がる。

【００８０】なお、上記した本実施形態の製造方法にお
いては、まず、基板３側に樹脂シート５を仮固定した
後、ＢＧＡ／ＣＳＰ２を基板３上にマウントしたが、上
記図２（ｂ）及び（ｃ）に示したように、樹脂シート５
が仮固定されたＢＧＡ／ＣＳＰ２を基板３の一面にマウ
ントするようにしても良い。この場合も、上記同様に、
リフロー及び自重による接着を行うことができる。

【００８１】このように、本第３実施形態においても、
熱処理工程が１回で済むこと、熱硬化性樹脂板５１の支
持によるはんだ接続部の熱疲労寿命の向上、熱硬化済み
の樹脂シート５を用いることによる生産性の向上、実装
状態でのボイド発生防止、及び他の混載部品への熱的影
響の回避、リペアの可能化といった、種々の効果を奏す
る。

【００８２】さらに、本実施形態によれば、ＢＧＡ／Ｃ
ＳＰ（電子部品）２の自重を加圧源として、軟化した各
熱可塑性樹脂膜５２とＢＧＡ／ＣＳＰ２及び基板３とが
接着される。そのため、電子部品の自重以外に外部から
の余分な荷重印加を行うことなく、実装がなされ、はん
だバンプの固化後またはリフロー中の加圧を不要とでき
るため、更に生産性の高い実装方法を実現することがで
きる。

【００８３】ところで、上記各図１〜４に示される最終
的な実装構造は、一面側に突出して形成されたはんだバ
ンプ１を有するＢＧＡ／ＣＳＰ２を、はんだバンプ１を
介して基板３の一面側に形成された接続ランド４上に接
続してなる電子部品の実装構造を提供するものである。

【００８４】そして、各実装構造では、ＢＧＡ／ＣＳＰ
２と基板３との間のうちはんだバンプ１以外の領域に熱
硬化性樹脂板５１を介在させ、熱硬化性樹脂板５１の一
面とＢＧＡ／ＣＳＰ２の一面、及び、熱硬化性樹脂樹脂
板５１の他面と基板３の一面を、各々熱可塑性樹脂膜５
２によって接着したことを特徴としている。これら実装
構造は、各々上記した実装方法によって適切に形成可能
なものであり、本発明の目的に叶うものである。

【００８５】また、上記各実施形態においては、一面側
に突出して形成されたはんだバンプ１を有するＢＧＡ／
ＣＳＰ２を、はんだバンプ１を介して基板３の一面側に
形成された接続ランド４上に接続してなる電子部品の実
装構造において、ＢＧＡ／ＣＳＰ２と基板３との間のう
ちはんだバンプ１以外の領域に介在してＢＧＡ／ＣＳＰ
２と基板３とを支持する樹脂シート５を提供することが
できる。

【００８６】この樹脂シート５の特徴をまとめておく
と、該樹脂シート５は、硬化済みの熱硬化性樹脂板５１
の両面を一対の熱可塑性樹脂膜５２で挟んでなるもので
あり、熱硬化性樹脂板５１は、はんだバンプ１と同程度
の熱膨張係数を有するものである。特に、図４に示す樹
脂シート５は、図示の如く、はんだバンプ１に対応する
位置に、はんだバンプ１が収納可能な大きさで厚み方向
に貫通する開口部５４が形成されていることを特徴とす
るものである。

【００８７】そして、この樹脂シート５は、本体の熱硬
化性樹脂板５１がリジッドであるため、実装時において
取扱い性に優れ且つはんだバンプ１の高さの確保が容易
となる。また、樹脂シート５は、実装時において、はん
だバンプ１以外の部位の物理的な接続にのみ用いられる
ため、電子部品と基板との電気的接続機能（例えばシー
トに形成されたホールに導電体を埋め込んだ構成等）が
不要であり、シンプルな構成とできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る電子部品の実装方
法を示す工程図である。

【図２】上記第１実施形態に係る実装方法の他の例を示
す工程図である。

【図３】本発明の第２実施形態に係る電子部品の実装方
法を示す工程図である。

【図４】上記第２実施形態に係る実装方法の他の例を示
す工程図である。

【符号の説明】

１…はんだバンプ、２…ＢＧＡまたはＣＳＰ、３…基
板、４…接続ランド、５…樹脂シート、５１…熱硬化性
樹脂板、５２…熱可塑性樹脂膜、５４…開口部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 淳平 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 斎藤 淳 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 5F044 LL11

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一面側に突出して形成されたはんだバン
   プ（１）を有する電子部品（２）を、前記はんだバンプ
   を介して基板（３）の一面側に形成されたランド部
   （４）上に実装するようにした電子部品の実装方法であ
   って、 硬化済みの熱硬化性樹脂板（５１）の両面を、一対の熱
   可塑性樹脂膜（５２）で挟んでなる樹脂シート（５）を
   予め用意し、 前記電子部品の前記一面と前記基板の前記一面との間の
   うち前記はんだバンプ以外の部分に、前記樹脂シートを
   挟み込むとともに、前記はんだバンプと前記ランド部と
   を接触させた状態で、前記はんだバンプを加熱してリフ
   ローさせる工程と、 続いて、リフローされた前記はんだバンプを固化させる
   ことにより、前記電子部品と前記基板とを電気的に接続
   する工程と、 この接続された前記電子部品と前記基板とを近づけるよ
   うに加圧しつつ、前記はんだバンプの溶融温度よりも低
   い温度にて加熱することにより、前記はんだバンプを前
   記突出方向に潰して変形させるとともに、前記樹脂シー
   トにおける一対の前記熱可塑性樹脂膜を、それぞれ、前
   記電子部品の前記一面及び前記基板の前記一面に接着す
   る工程と、を備えることを特徴とする電子部品の実装方
   法。
2. 【請求項２】 一面側に突出して形成されたはんだバン
   プ（１）を有する電子部品（２）を、前記はんだバンプ
   を介して基板（３）の一面側に形成されたランド部
   （４）上に実装するようにした電子部品の実装方法であ
   って、 硬化済みの熱硬化性樹脂板（５１）の両面を、一対の熱
   可塑性樹脂膜（５２）で挟んでなる樹脂シート（５）を
   予め用意し、 前記電子部品の前記一面と前記基板の前記一面との間の
   うち前記はんだバンプ以外の部分に、前記樹脂シートを
   挟み込むとともに、前記はんだバンプと前記ランド部と
   を接触させた状態とする工程と、 続いて、前記電子部品と前記基板とを近づけるように加
   圧しつつ加熱することにより、前記はんだバンプをリフ
   ローさせるとともに、前記樹脂シートにおける一対の前
   記熱可塑性樹脂膜を、それぞれ、前記電子部品の前記一
   面及び前記基板の前記一面に接着する工程と、を備える
   ことを特徴とする電子部品の実装方法。
3. 【請求項３】 前記樹脂シート（５）における一方の前
   記熱可塑性樹脂膜（５２）を、加圧及び加熱することに
   より、前記電子部品（２）及び前記基板（３）のどちら
   か一方に貼り合わせた後、前記電子部品の前記一面と前
   記基板の前記一面との間のうち前記はんだバンプ（１）
   以外の部分に、挟み込むようにすることを特徴とする請
   求項１または２に記載の電子部品の実装方法。
4. 【請求項４】 一面側に突出して形成されたはんだバン
   プ（１）を有する電子部品（２）を、前記はんだバンプ
   を介して基板（３）の一面側に形成されたランド部
   （４）上に実装するようにした電子部品の実装方法であ
   って、 硬化済みの熱硬化性樹脂板（５１）の両面を、一対の熱
   可塑性樹脂膜（５２）で挟んでなる樹脂シート（５）を
   予め用意し、 前記電子部品の前記一面と前記基板の前記一面との間の
   うち前記はんだバンプ以外の部分に、前記樹脂シートを
   挟み込むとともに、前記はんだバンプと前記ランド部と
   を接触させた状態とする工程と、 続いて、前記電子部品を上側にした状態で前記はんだバ
   ンプをリフローさせて前記電子部品の自重を前記樹脂シ
   ートに印加するとともに、前記熱可塑性樹脂膜を軟化さ
   せることにより、前記樹脂シートにおける一対の前記熱
   可塑性樹脂膜を、それぞれ、前記電子部品の前記一面及
   び前記基板の前記一面に接着する工程と、を備えること
   を特徴とする電子部品の実装方法。
5. 【請求項５】 一面側に突出して形成されたはんだバン
   プ（１）を有する電子部品（２）を、前記はんだバンプ
   を介して基板（３）の一面側に形成されたランド部
   （４）上に接続してなる電子部品の実装構造において、 前記電子部品と前記基板との間のうち前記はんだバンプ
   以外の領域には、熱硬化性樹脂板（５１）が介在してお
   り、この熱硬化性樹脂板の一面と前記電子部品の前記一
   面、及び、前記熱硬化性樹脂樹脂板の他面と前記基板の
   前記一面は、各々、熱可塑性樹脂膜（５２）によって接
   着されていることを特徴とする電子部品の実装構造。
6. 【請求項６】 一面側に突出して形成されたはんだバン
   プ（１）を有する電子部品（２）を、前記はんだバンプ
   を介して基板（３）の一面側に形成されたランド部
   （４）上に接続してなる電子部品の実装構造において、
   前記電子部品と前記基板との間のうち前記はんだバンプ
   以外の領域に介在して前記前記電子部品と前記基板とを
   支持する樹脂シート（５）であって、 硬化済みの熱硬化性樹脂板（５１）の両面を、一対の熱
   可塑性樹脂膜（５２）で挟んでなることを特徴とする樹
   脂シート。
7. 【請求項７】 前記熱硬化性樹脂板（５１）は、前記は
   んだバンプ（１）と同程度の熱膨張係数を有するもので
   あることを特徴とする請求項６に記載の樹脂シート。
8. 【請求項８】 前記はんだバンプ（１）に対応する位置
   には、前記はんだバンプが収納可能な大きさで厚み方向
   に貫通する開口部（５４）が形成されていることを特徴
   とする請求項６または７に記載の樹脂シート。