JP2005347610A - Electronic-component mounting method - Google Patents

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丈司 小林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic-component mounting method whereby the joining faultiness of the electrode pads of a board to rear-surface electrode type electronic components can be suppressed while avoiding the destructions and degradations of the electronic components which are caused by heating them in reflow processes. <P>SOLUTION: In the electronic-component mounting method, there are performed a stacking process for stacking successively solder pastes and the electronic components 200 on the front surface of the mother board 1 having a laser-beam transmitting quality, and a joining process for joining to each other the mother board 1 and the electronic components 200 by such a laser beam L transmitted through the mother board 1 from its rear-surface side to its front-surface side as to fuse the solder particles contained in the solder pastes. With respect to the electronic-component mounting method, there is so used in the joining process the laser beam L transmitted through the step-index type optical fiber 102 of an intensity-distribution uniforming optical system for uniforming the intensity distribution present in the cross-sectional direction of the laser beam L as to fuse the solder pastes. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ＩＣチップやチップコンデンサ等の電子部品を電子回路基板上に実装するための電子部品実装方法に関するものである。   The present invention relates to an electronic component mounting method for mounting electronic components such as an IC chip and a chip capacitor on an electronic circuit board.

従来、電子部品には、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋ）のように、パッケージ周囲にガルウイング状に広がるリード端子を電極として備えるものが知られている。この種の電子部品において、パッケージ周囲に広がるリード端子の強度をある程度維持しながらリード端子数（Ｉ／Ｏ数）を増加させるためには、パッケージサイズを大型化せざるを得ない。   2. Description of the Related Art Conventionally, electronic components such as QFP (Quad Flat Pack) that have lead terminals that spread in a gull-wing shape around the package as electrodes are known. In this type of electronic component, in order to increase the number of lead terminals (number of I / Os) while maintaining the strength of the lead terminals spreading around the package to some extent, the package size must be increased.

このため、近年では、複数の電極をパッケージ下面にアレイ状に配設した下面電極方式の電子部品が主流になりつつなる。例えば、ＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）などである。これらの電子部品では、扁平な電極をパッケージ下面にアレイ状に配設することにより、パッケージを大型化することなく、Ｉ／Ｏ数を増加させることができる。   For this reason, in recent years, electronic components of the bottom electrode type in which a plurality of electrodes are arranged in an array on the bottom surface of the package are becoming mainstream. For example, LGA (Land Grid Array), BGA (Ball Grid Array), CSP (Chip Size Package), and the like. In these electronic components, the number of I / Os can be increased without increasing the size of the package by arranging flat electrodes in an array on the lower surface of the package.

かかる下面電極方式の電子部品については、はんだペーストを用いて電子回路基板上に実装するのが一般的である。具体的には、まず、印刷マスクを用いた印刷法により、電子回路基板の配線パターン内における複数の電極パッド上にそれぞれはんだペーストを印刷する。次いで、電子部品を、電子回路基板上に印刷されたはんだペースト上に載置する。そして、リフロー工程にて、電子回路基板を電子部品とともにリフロー炉に入れて加熱して、はんだペースト内の導電性接合材たるはんだ粒を溶融させる。この後、溶融はんだを冷却によって固化させることで、電子回路基板の電極パッドと電子部品の電極とを導通させるとともに、各電子部品を電子回路基板上に固定する。このような電子部品実装方法においては、リフロー工程での加熱により、電子部品を破壊したり、劣化させたりしまうことがあった。   Such a bottom electrode type electronic component is generally mounted on an electronic circuit board using a solder paste. Specifically, first, a solder paste is printed on each of the plurality of electrode pads in the wiring pattern of the electronic circuit board by a printing method using a printing mask. Next, the electronic component is placed on a solder paste printed on the electronic circuit board. In the reflow process, the electronic circuit board is put into a reflow furnace together with the electronic components and heated to melt the solder particles as the conductive bonding material in the solder paste. Thereafter, the molten solder is solidified by cooling, whereby the electrode pads of the electronic circuit board and the electrodes of the electronic part are made conductive, and each electronic part is fixed on the electronic circuit board. In such an electronic component mounting method, the electronic component may be destroyed or deteriorated by heating in the reflow process.

一方、レーザー光透過性を有する電子回路基板を裏面側からおもて面側に向けて透過させたレーザー光によってはんだを溶融させて、基板の電極パッドと下面電極方式の電子部品とを接合せしめる電子部品実装方法が知られている（例えば特許文献１に記載のもの）。この電子部品実装方法によれば、リフロー工程を実施することなく下面電極方式の電子部品を実装することができるので、リフロー工程での加熱による電子部品の破壊や劣化を回避することができる。   On the other hand, the solder is melted by the laser light transmitted through the electronic circuit board having laser light transmission from the back surface to the front surface side, and the electrode pad of the substrate and the bottom surface type electronic component are joined. An electronic component mounting method is known (for example, one described in Patent Document 1). According to this electronic component mounting method, it is possible to mount the bottom electrode type electronic component without performing the reflow process, and therefore it is possible to avoid destruction and deterioration of the electronic component due to heating in the reflow process.

特開平９−２６０８２０号公報JP 9-260820 A

しかしながら、この電子部品実装方法では、次に説明する理由により、電極パッドと電子部品との接合不良を引き起こすおそれがあった。即ち、電子回路基板の基層として、たとえレーザー光透過性を有する材料からなるものを用いたとしても、レーザー光のエネルギー強度によっては、それを焦がしたり変性させたりしてしまう。このため、レーザー光については、基層材料に焦げや変性をきたさない程度に弱く、且つ、はんだ等の導電性接合材を溶融させ得る程度に強いエネルギー強度で用いる必要がある。基層材料の種類によっては、前者のエネルギー強度と後者のエネルギー強度との差がかなり小さくなるので、レーザー光のエネルギー強度を厳密に調整する必要がある。例えば、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴという）などの樹脂材料では、エネルギー強度の僅かの差により、樹脂材料を焦がしてしまったり、はんだを十分に溶融することができなかったりする。レーザー発振器から発せられるレーザー光は、その横断面方向におけるエネルギー強度分布特性が正規分布曲線のような山形の形状になるガウシアンビームとなっている。横断面の中心部でのエネルギー強度が外縁部よりも遙かに高くなっているのである。このようなガウシアンビームでは、横断面の中心部におけるエネルギー強度を、基層材料に焦げや変性をきたさない値に設定する必要がある。すると、中心部よりも遙かにエネルギー強度の小さい外縁部において、はんだ等の導電性接合材を溶融せしめるための十分なエネルギー強度が得られなくなり易い。そして、導電性接合材を十分に溶融させることができずに、基板の電極パッドと電子部品との接合不良を引き起こすおそれがある。   However, in this electronic component mounting method, there is a risk of causing a bonding failure between the electrode pad and the electronic component for the reason described below. That is, even if the base layer of the electronic circuit board is made of a material having a laser beam transmitting property, it is burnt or denatured depending on the energy intensity of the laser beam. For this reason, it is necessary to use the laser beam with such a strong energy intensity that it is weak enough not to cause scorching or modification to the base layer material and can melt a conductive bonding material such as solder. Depending on the type of the base layer material, the difference between the former energy intensity and the latter energy intensity becomes considerably small, and therefore it is necessary to strictly adjust the energy intensity of the laser beam. For example, in a resin material such as polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as PET), the resin material may be burnt or the solder cannot be sufficiently melted due to a slight difference in energy intensity. The laser light emitted from the laser oscillator is a Gaussian beam whose energy intensity distribution characteristic in the cross-sectional direction has a mountain shape like a normal distribution curve. The energy intensity at the center of the cross section is much higher than the outer edge. In such a Gaussian beam, it is necessary to set the energy intensity at the center of the cross section to a value that does not cause scorching or modification to the base layer material. As a result, it is difficult to obtain sufficient energy strength for melting the conductive bonding material such as solder at the outer edge portion where the energy strength is much smaller than that of the center portion. In addition, the conductive bonding material cannot be sufficiently melted, and there is a risk of causing a bonding failure between the electrode pad of the substrate and the electronic component.

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、次のような電子部品実装方法を提供することである。即ち、リフロー工程での加熱による電子部品の破壊や劣化を回避しつつ、基板の電極パッドと下面電極方式の電子部品との接合不良を抑えることができる電子部品実装方法である。   The present invention has been made in view of the above background, and an object thereof is to provide the following electronic component mounting method. That is, it is an electronic component mounting method capable of suppressing the bonding failure between the electrode pad of the substrate and the bottom surface type electronic component while avoiding destruction and deterioration of the electronic component due to heating in the reflow process.

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、レーザー光透過性を有する基板のおもて面上に導電性接合材と電子部品とを順次積み重ねる積重工程と、該基板を裏面側からおもて面側に向けて透過させたレーザー光により、該導電性接合材を溶融させて該基板と該電子部品とを接合せしめる接合工程とを実施して、該電子部品を該基板上に実装する電子部品実装方法において、上記接合工程にて、レーザー光の横断面方向の強度分布を均一化せしめる強度分布均一化光学系に通したレーザー光を用いて、上記導電性接合材を溶融させることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の電子部品実装方法において、上記強度分布均一化光学系として、光反射性を有する内壁でレーザー光導通路を囲むレーザー光導通部材内にて、レーザー光を該内壁で多重反射させながらレーザー入射側から出射側に導くことで、上記強度分布を均一化せしめるものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の電子部品実装方法において、上記強度分布均一化光学系として、レーザー光発振手段から発せられたレーザー光をその横断面方向に分割して得た複数の分割光のうち、エネルギー強度の比較的高い分割光と、エネルギー強度の比較的低い分割光とを互いに重ね合わせることで、上記強度分布を均一化せしめるものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１の電子部品実装方法において、上記強度分布均一化光学系として、レーザー光発振手段から発せられたレーザー光を凹面鏡に反射させて得た反射光における横断面方向の外縁部を中心部に重ね合わせることで、上記強度分布を均一化せしめるものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかの電子部品実装方法において、上記接合工程にて、レーザー光遮光部材にレーザー通過用の開口が形成されたアパーチャーマスクに通したレーザー光を用いて、上記導電性接合材を溶融させることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の電子部品実装方法において、上記アパーチャーマスクとして、上記開口が複数形成されたものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の電子部品実装方法において、上記アパーチャーマスクとして、互いに開口パターンの異なる複数のものを用意しておき、使用する該アパーチャーマスクを切り換えながら、上記接合工程を行うことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れかの電子部品実装方法において、上記接合工程にて、上記電子部品を上記基板に向けて押圧しながら、上記導電性接合材を溶融、固化させることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れかの電子部品実装方法において、上記接合工程にて、上記基板をレーザー光の光軸に直交する方向に連続移動させながら、該レーザー光を間欠的に照射することで、基板面方向に並ぶ複数の上記導電性接合材を順次溶融させていくことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何れかの電子部品実装方法において、上記接合工程にて、上記レーザー光として波長が１０６４［ｎｍ］であるものを用いるとともに、上記基板として、基層がポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、非晶性ポリオリフィン、ソーダライムガラス、合成石英、硼珪酸ガラス、セラミック、又はポリイミドにジメチルアセトアミドを混合して得られる樹脂からなるものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１乃至１１の何れかの電子部品実装方法において、上記接合工程にて、上記レーザー光として波長が２４８〜３５５［ｎｍ］であるものを用いるとともに、上記基板として、基層がポリアセタール樹脂、フッ素樹脂、ソーダライムガラス、合成石英、硼珪酸ガラス又はセラミックからなるものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１０又は１１の電子部品実装方法において、上記基板として、上記基層がポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートもしくは非晶性ポリオリフィンからなるもの、あるいは、上記基層がポリアセタール樹脂もしくはフッ素樹脂からなるものであって、且つ該基層に滑剤が混練されていないものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１乃至１２の何れかの電子部品実装方法において、上記基板として、回路パターンがレーザー光透過性を有していない材料からなるものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１３の電子部品実装方法であって、レーザー光透過性を有していない材料が銅、金、白金又はアルミニウムであることを特徴とするものである。
また、請求項１５の発明は、請求項１３又は１４の電子部品実装方法において、上記基板として、おもて面と裏面との間の中間層又は裏面にも回路パターンに形成し且つ互いの回路パターン内の電極パッドをそれぞれ相手側の回路パターンの基板厚み方向における投影像に重ならない位置に配設したものを用いることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a stacking step of sequentially stacking a conductive bonding material and an electronic component on the front surface of a laser light transmitting substrate; A bonding step of melting the conductive bonding material and bonding the substrate and the electronic component with a laser beam transmitted from the surface toward the front surface side, and mounting the electronic component on the substrate In the electronic component mounting method to be mounted on, the conductive bonding material is melted by using laser light that has passed through an intensity distribution uniformizing optical system that uniformizes the intensity distribution in the cross-sectional direction of the laser light in the bonding step. It is characterized by making it.
According to a second aspect of the present invention, in the electronic component mounting method according to the first aspect, as the intensity distribution uniformizing optical system, a laser beam is transmitted in a laser beam conducting member surrounding a laser beam path with a light reflecting inner wall. Is used to make the intensity distribution uniform by guiding the light from the laser incident side to the emission side while performing multiple reflection on the inner wall.
The invention of claim 3 is the electronic component mounting method according to claim 1, wherein the intensity distribution uniformizing optical system is a plurality of laser beams emitted by dividing laser light emitted from laser light oscillation means in the transverse direction. Among these split lights, the split light having a relatively high energy intensity and the split light having a relatively low energy intensity are superposed on each other to make the intensity distribution uniform. is there.
According to a fourth aspect of the present invention, in the electronic component mounting method according to the first aspect, as the intensity distribution uniformizing optical system, the crossing in the reflected light obtained by reflecting the laser light emitted from the laser light oscillation means to the concave mirror is performed. It is characterized by using a material that makes the intensity distribution uniform by superimposing an outer edge in the surface direction on the center.
According to a fifth aspect of the present invention, in the electronic component mounting method according to any one of the first to fourth aspects, the laser passed through an aperture mask in which a laser beam opening is formed in the laser light shielding member in the joining step. The conductive bonding material is melted by using light.
According to a sixth aspect of the invention, in the electronic component mounting method of the fifth aspect, the aperture mask having a plurality of openings is used.
Further, the invention according to claim 7 is the electronic component mounting method according to claim 6, wherein a plurality of aperture masks having different opening patterns are prepared as the aperture mask, and the joining step is performed while switching the aperture mask to be used. It is characterized by performing.
According to an eighth aspect of the present invention, in the electronic component mounting method according to any one of the first to seventh aspects, the conductive bonding material is melted while pressing the electronic component against the substrate in the bonding step. It is characterized by solidifying.
The invention according to claim 9 is the electronic component mounting method according to any one of claims 1 to 8, wherein in the joining step, the substrate is continuously moved in a direction perpendicular to the optical axis of the laser beam. By irradiating light intermittently, the plurality of conductive bonding materials arranged in the substrate surface direction are sequentially melted.
The invention according to claim 10 is the electronic component mounting method according to any one of claims 1 to 9, wherein the laser beam having a wavelength of 1064 [nm] is used as the laser beam in the bonding step. The base layer is made of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, amorphous polyolefin, soda lime glass, synthetic quartz, borosilicate glass, ceramic, or a resin obtained by mixing dimethylacetamide with polyimide. Is.
The invention of claim 11 is the electronic component mounting method according to any one of claims 1 to 11, wherein the laser beam having a wavelength of 248 to 355 [nm] is used as the laser beam in the joining step. As the substrate, a substrate made of polyacetal resin, fluororesin, soda lime glass, synthetic quartz, borosilicate glass or ceramic is used.
The invention according to claim 12 is the electronic component mounting method according to claim 10 or 11, wherein the base layer is made of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate or amorphous polyolefin, or the base layer is a polyacetal resin. Or what consists of a fluororesin and the lubricant which is not knead | mixed in this base layer is used, It is characterized by the above-mentioned.
The invention according to claim 13 is the electronic component mounting method according to any one of claims 1 to 12, wherein the substrate is made of a circuit pattern made of a material having no laser light transmission. It is what.
The invention according to claim 14 is the electronic component mounting method according to claim 13, characterized in that the material having no laser beam transparency is copper, gold, platinum or aluminum.
Further, the invention of claim 15 is the electronic component mounting method according to claim 13 or 14, wherein the circuit board is formed as a circuit pattern on the intermediate layer or the back surface between the front surface and the back surface as the substrate. The electrode pads in the pattern are respectively arranged at positions where they do not overlap the projected images of the counterpart circuit pattern in the substrate thickness direction.

これらの電子部品実装方法においては、リフロー工程を実施することなく下面電極方式の電子部品を実装することができるので、リフロー工程での加熱による電子部品の破壊や劣化を回避することができる。
また、横断面方向の強度分布を均一化せしめたレーザー光を用いることにより、レーザー光の中央部と外縁部とのエネルギー差を無くしたり、無視できる程度の小さい値にしたりする。このようなレーザー光において、中心部を、基板の基層材料に焦げや変性をきたさない程度に弱く、且つ、導電性接合材を溶融させ得る程度に強いエネルギー強度に設定すると、外縁部についても同様の設定にすることになる。そして、外縁部に対しても、導電性接合材を溶融せしめるのに十分なエネルギー強度を発揮させる。よって、導電性接合材を十分に溶融せしめて、基板の電極パッドと電子部品との接合不良を抑えることができる。 In these electronic component mounting methods, it is possible to mount the bottom electrode type electronic component without performing the reflow process, and therefore it is possible to avoid the destruction and deterioration of the electronic component due to heating in the reflow process.
Further, by using a laser beam having a uniform intensity distribution in the cross-sectional direction, the energy difference between the central portion and the outer edge portion of the laser beam can be eliminated or reduced to a negligible value. In such a laser beam, if the central part is set to an energy intensity that is weak enough not to burn or modify the base layer material of the substrate and strong enough to melt the conductive bonding material, the same applies to the outer edge part. It will be set to. Further, the energy intensity sufficient to melt the conductive bonding material is also exerted on the outer edge portion. Therefore, it is possible to sufficiently melt the conductive bonding material and suppress the bonding failure between the electrode pad of the substrate and the electronic component.

特に、請求項２の電子部品実装方法においては、レーザー光をステップインデックス型の光ファイバーなどといった簡単な構成のレーザー光導通部材に通すことで、ホモジェナイザーなどといった多数のレンズ群を必要とする複雑な光学系によらずに、レーザー光の強度分布を均一化せしめることができる。   In particular, in the electronic component mounting method according to the second aspect, by passing laser light through a laser light conducting member having a simple structure such as a step index type optical fiber, a complicated lens requiring a large number of lens groups such as a homogenizer is required. Regardless of the optical system, the intensity distribution of the laser beam can be made uniform.

また特に、請求項３の電子部品実装方法においては、レーザー光をフライアイレンズ等のレンズアレイ等によって複数に分割するホモジェナイザーなど、市販製品を用いて、レーザー光の強度分布を均一化せしめることができる。   In particular, in the electronic component mounting method according to claim 3, the intensity distribution of the laser light is made uniform by using a commercial product such as a homogenizer that divides the laser light into a plurality of parts by a lens array such as a fly-eye lens. be able to.

また特に、請求項４の電子部品実装方法においては、レーザー光の反射による光路変更と、強度分布の均一化とを同時に行うことができる。   In particular, in the electronic component mounting method according to the fourth aspect, the optical path can be changed by reflecting the laser beam and the intensity distribution can be made uniform at the same time.

また特に、請求項５、６又は７の電子部品実装方法においては、強度分布を均一化せしめた後のレーザー光をアパーチャーマスクに通すことで、たとえ均一化後のレーザー光の中心部と外縁部とで僅かながらの強度差があったとしても、レーザー光の横断面の中心から外縁に向けてエネルギー強度が同じになる範囲だけを取り出すことができる。よって、中心部と外縁部との強度差が全くないレーザー光を用いて、基板の電極パッドと電子部品とを接合することができる。   In particular, in the electronic component mounting method according to claim 5, 6 or 7, by passing the laser light after the intensity distribution is made uniform through the aperture mask, the center part and the outer edge part of the laser light after the uniformization are obtained. Even if there is a slight difference in intensity, it is possible to extract only the range in which the energy intensity is the same from the center of the cross section of the laser beam toward the outer edge. Therefore, it is possible to bond the electrode pad of the substrate and the electronic component using a laser beam having no difference in intensity between the center portion and the outer edge portion.

また特に、請求項６又は７の電子部品実装方法においては、エネルギー強度を均一化せしめたレーザー光をアパーチャーマスクによって複数に分割し、それぞれを、互いに異なる位置に存在する導電性接合材に向けて照射することで、１回のレーザー照射で複数の導電性接合材を同時に溶融させることができる。そして、これにより、実装時間の短縮化を図ることができる。   In particular, in the electronic component mounting method according to claim 6 or 7, the laser beam having the uniform energy intensity is divided into a plurality of parts by an aperture mask, and each is directed to the conductive bonding material existing at different positions. By irradiating, a plurality of conductive bonding materials can be melted simultaneously by one laser irradiation. As a result, the mounting time can be shortened.

また特に、請求項７の電子部品実装方法においては、アパーチャーマスクを切り換えることで、アパーチャーマスクでの分割によって同時照射が可能になる複数のレーザー光のピッチや配列パターンを接合工程中に切り換える。このことにより、基板上における複数の導電性接合材の配列ピッチが一定でない場合であっても、レーザー光の同時照射を効率良く行うことができる。   In particular, in the electronic component mounting method according to the seventh aspect, by switching the aperture mask, the pitches and arrangement patterns of a plurality of laser beams that can be simultaneously irradiated by the division with the aperture mask are switched during the bonding step. Thus, even when the arrangement pitch of the plurality of conductive bonding materials on the substrate is not constant, simultaneous irradiation with laser light can be performed efficiently.

また特に、請求項８の電子部品実装方法においては、導電性接合材の溶融から固化に至るまで電子部品を基板に向けて押圧することにより、ツームストン現象やマンハッタン現象とよばれるチップ立ちを回避することができる。   In particular, in the electronic component mounting method according to the eighth aspect, the electronic component is pressed against the substrate from the melting to the solidification of the conductive bonding material, thereby avoiding chip standing called tombstone phenomenon or Manhattan phenomenon. be able to.

また特に、請求項９の電子部品実装方法においては、基板に対するレーザー照射位置を変化させるための基板の移動を停止させることなく、基板を連続移動させながら適宜レーザー照射を実施して、複数の導電性接合材を順次溶融させていく。このような方法では、基板の移動、停止、レーザー照射という３つのプロセスを繰り返しながら複数の導電性接合材を順次溶融させていく場合に比べて実装時間を短縮することができる。   In particular, in the electronic component mounting method according to claim 9, laser irradiation is appropriately performed while continuously moving the substrate without stopping the movement of the substrate for changing the laser irradiation position with respect to the substrate. The adhesive bonding material is melted sequentially. In such a method, the mounting time can be shortened as compared with the case where a plurality of conductive bonding materials are sequentially melted while repeating the three processes of moving, stopping, and laser irradiation.

また特に、請求項１０の電子部品実装方法においては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、非晶性ポリオリフィン、ソーダライムガラス、合成石英、硼珪酸ガラス、セラミック、又はポリイミドにジメチルアセトアミドを混合して得られる樹脂からなる基層に対して、ＹＡＧレーザーなどといった波長１０６４［ｎｍ］のレーザー光を良好に透過させることができる。なお、基層とは、基板の配線パターンを除く箇所が厚み方向において単層構造である場合には、基板そのもの（配線パターンを除く）のことである。また、多層構造である場合には、厚みの最も大きい層のことである。   In particular, the electronic component mounting method according to claim 10 is obtained by mixing dimethylacetamide with polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, amorphous polyolefin, soda lime glass, synthetic quartz, borosilicate glass, ceramic, or polyimide. A laser beam having a wavelength of 1064 [nm], such as a YAG laser, can be satisfactorily transmitted to the base layer made of resin. The base layer refers to the substrate itself (excluding the wiring pattern) when the portion other than the wiring pattern on the substrate has a single layer structure in the thickness direction. In the case of a multilayer structure, it is the layer with the largest thickness.

また特に、請求項１１の電子部品実装方法においては、ポリアセタール樹脂、フッ素樹脂、ソーダライムガラス、合成石英、硼珪酸ガラス又はセラミックからなる基層に対して、エキシマレーザーなどといった波長２４８〜３５５［ｎｍ］のレーザー光を良好に透過させることができる。   In particular, in the electronic component mounting method according to claim 11, a wavelength of 248 to 355 [nm] such as an excimer laser is applied to a base layer made of polyacetal resin, fluororesin, soda lime glass, synthetic quartz, borosilicate glass or ceramic. The laser beam can be transmitted satisfactorily.

また特に、請求項１２の電子部品実装方法においては、滑剤をレーザー光に反応させることによる基層の損傷を回避することができる。具体的には、本発明者らは、実験により、同じ種類の樹脂材料（例えばＰＥＴ）からなる基層（プラスチックフィルム）であっても、その製造メーカーによっては、レーザー透過領域内に局所的な無数の点状傷を発生させてしまうことを確認した。そこで、各製造メーカーのプラスチックフィルムの製造方法を調べて見たところ、驚いたことに、同じ樹脂材料からなるプラスチックフィルムであっても、滑剤が混練されているものだけに、上述の点状傷が発生していたことがわかった。この滑剤とは、ＰＥＴ等の樹脂をフィルム状に延伸成型する際の加圧ローラとの摩擦を低減するために用いる物質であり、樹脂に混練したり、延伸前の樹脂表面に塗布したりして用いるものである。滑剤がレーザー光の照射によって何らかの反応を起こして、上述の点状傷を発生させていると考えられる。よって、ＰＥＴ等の樹脂材料に滑剤が混練されていない基層を用いることで、滑剤をレーザー光に反応させることによる基層の損傷を回避することができる。   In particular, in the electronic component mounting method according to the twelfth aspect, damage to the base layer due to the reaction of the lubricant to the laser beam can be avoided. Specifically, the inventors of the present invention have shown that even if the base layer (plastic film) is made of the same type of resin material (for example, PET), there are countless local numbers in the laser transmission region depending on the manufacturer. It was confirmed that a point-like scratch was generated. Therefore, when examining the manufacturing method of plastic film of each manufacturer, surprisingly, even if the plastic film is made of the same resin material, the above-mentioned point-like scratches are only applied to the one in which the lubricant is kneaded. It was found that had occurred. This lubricant is a substance used to reduce friction with the pressure roller when a resin such as PET is stretched and formed into a film. The lubricant is kneaded into the resin or applied to the resin surface before stretching. Used. It is considered that the lubricant causes some reaction by the irradiation of the laser beam and causes the above-mentioned point-like scratches. Therefore, by using a base layer in which a lubricant is not kneaded with a resin material such as PET, damage to the base layer due to the reaction of the lubricant with laser light can be avoided.

また特に、請求項１３、１４、１５又は１６の電子部品実装方法においては、基板の基層を裏面側からおもて面側に向けて透過させたレーザー光を、レーザー光透過性を有していない材料からなる電極パッドにあてて、この電極パッドを加熱する。そして、加熱した電極パッド上に存在する導電性接合材を溶融させる。このように、基層透過後のレーザー光の直接照射ではなく、レーザー照射によって加熱した電極パッドからの熱伝導によって導電性接合材を溶融させることができる。   In particular, in the electronic component mounting method according to claim 13, 14, 15 or 16, the laser light transmitted through the base layer of the substrate from the back surface side to the front surface side has laser light transmittance. This electrode pad is heated against an electrode pad made of a non-material. Then, the conductive bonding material present on the heated electrode pad is melted. As described above, the conductive bonding material can be melted not by direct irradiation of the laser light after passing through the base layer but by heat conduction from the electrode pad heated by laser irradiation.

また特に、請求項１４の電子部品実装方法においては、電極パッドを銅、金、白金、又はアルミニウムで形成することにより、電極パッドに良好な遮光性を発揮させることができる。   In particular, in the electronic component mounting method according to the fourteenth aspect, by forming the electrode pad from copper, gold, platinum, or aluminum, the electrode pad can exhibit good light shielding properties.

また特に、請求項１５の電子部品実装方法においては、両方の回路パターンについて、それぞれ電極パッドを相手側の回路パターンの厚み方向投影像に重ねない位置に配設することにより、レーザー光を何れか一方の回路パターンに遮光させてもう一方の電極パッドに到達させることができなくなるといった事態を回避することができる。   In particular, in the electronic component mounting method according to claim 15, either of the circuit patterns is arranged such that the electrode pad is disposed at a position that does not overlap the projected image in the thickness direction of the circuit pattern on the other side. It is possible to avoid a situation in which one circuit pattern is shielded from light and cannot reach the other electrode pad.

以下、本発明を適用した実施形態として、マザー基板上にＣＳＰやチップコンデンサ等の複数の電子部品を実装する電子部品実装方法（以下、実装方法という）について説明する。   Hereinafter, as an embodiment to which the present invention is applied, an electronic component mounting method (hereinafter referred to as a mounting method) for mounting a plurality of electronic components such as a CSP and a chip capacitor on a mother substrate will be described.

本実装方法では、まず、レーザー光透過性を有するマザー基板のおもて面上に、導電性接合材たるはんだペーストと電子部品とを順次積み重ねる積重工程を実施する。この積重工程は、マザー基板のおもて面に形成されている回路パターンの電極パッドにはんだペーストを印刷する印刷工程と、印刷されたはんだペースト上に各電子部品を載置するチップマウント工程とからなる。   In this mounting method, first, a stacking process is performed in which a solder paste as a conductive bonding material and an electronic component are sequentially stacked on the front surface of a mother substrate having laser light transmittance. This stacking process includes a printing process for printing a solder paste on the electrode pads of the circuit pattern formed on the front surface of the mother board, and a chip mounting process for mounting each electronic component on the printed solder paste. It consists of.

図１は、本実装方法に用いられるマザー基板を示す拡大断面図である。同図において、マザー基板１は、レーザー光透過性を有する材料からなる基層２のおもて面に、導電性材料からなる回路パターンが形成されている。この回路パターンは、配線部と、これの所々に設けられた複数の電極パッド３とから構成されている。これら電極パッド３は電子部品との接合部となっている。基層２の材料としては、波長１０６４［ｎｍ］のＹＡＧレーザー光や、波長２４８〜３５５［ｎｍ］のエキシマレーザー光を透過させ得るソーダライムガラス、合成石英、硼珪酸ガラス、セラミック等を例示することができる。また、波長１０６４［ｎｍ］のＹＡＧレーザー光を透過させ得るＰＥＴ、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、非晶性ポリオリフィン、ソーダライムガラス、合成石英、硼珪酸ガラス、セラミック、４，４’ジアミノジフェニルエーテル・無水ピロメリット酸重縮合物を例示することができる。４，４’ジアミノジフェニルエーテル・無水ピロメリット酸重縮合物は、ポリイミドにジメチルアセトアミドを混合して得られる樹脂であり、例えば東レ・デュポン株式会社から「カプトン」という商品名で販売されている。また、波長２４８〜３５５［ｎｍ］のエキシマレーザー光を透過させ得るポリアセタール樹脂、フッ素樹脂を例示することができる。基層２に良好な耐衝撃性や耐久性を発揮させるために、これら材料のなかでも、特に、ＰＥＴ、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、非晶性ポリオリフィン、ポリアセタール樹脂、フッ素樹脂等の樹脂材料を用いることが望ましい。本実装方法では、波長１０６４［ｎｍ］のＹＡＧレーザー光を用いるので、マザー基板１として、基層２がＰＥＴからなるものを用いている。電極パッド３や配線部を有する回路パターンは、金、銅、白金、アルミニウムなど、レーザー光透過性を有さない材料から構成されている。   FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view showing a mother substrate used in this mounting method. In the figure, a mother substrate 1 has a circuit pattern made of a conductive material formed on the front surface of a base layer 2 made of a material having a laser beam transparency. This circuit pattern is composed of a wiring portion and a plurality of electrode pads 3 provided in these portions. These electrode pads 3 serve as joints with electronic components. Examples of the material of the base layer 2 include soda lime glass, synthetic quartz, borosilicate glass, and ceramic that can transmit YAG laser light having a wavelength of 1064 [nm] and excimer laser light having a wavelength of 248 to 355 [nm]. Can do. PET, polyethylene naphthalate (PEN), amorphous polyolefin, soda lime glass, synthetic quartz, borosilicate glass, ceramic, 4,4 ′ diaminodiphenyl ether, anhydrous, capable of transmitting YAG laser light having a wavelength of 1064 [nm] A pyromellitic acid polycondensate can be exemplified. The 4,4 ′ diaminodiphenyl ether / pyromellitic anhydride polycondensate is a resin obtained by mixing dimethylacetamide with polyimide, and is sold, for example, by Toray DuPont under the trade name “Kapton”. Moreover, the polyacetal resin and fluororesin which can permeate | transmit the excimer laser beam of wavelength 248-355 [nm] can be illustrated. Among these materials, in particular, a resin material such as PET, polyethylene naphthalate (PEN), amorphous polyolefin, polyacetal resin, fluorine resin, or the like is used in order to make the base layer 2 exhibit good impact resistance and durability. It is desirable. In this mounting method, since YAG laser light having a wavelength of 1064 [nm] is used, the mother substrate 1 having the base layer 2 made of PET is used. The circuit pattern having the electrode pad 3 and the wiring portion is made of a material that does not have laser light transmittance, such as gold, copper, platinum, and aluminum.

上述の印刷工程においては、孔版たる印刷マスクをマザー基板のおもて面に密着せしめる密着工程と、密着せしめた印刷マスクの各孔にはんだペーストを充填する充填工程と、印刷マスクをマザー基板から剥がす剥離工程とを実施する。具体的には、まず、図２や図３に示すように、回路パターンが形成されているマザー基板１のおもて面に印刷マスク４を密着せしめる。印刷マスク４には、マザー基板１の各電極パッド３に対応する複数の貫通孔４ａからなる印刷パターンが形成されている。密着工程では、各電極パッド３の真上に、印刷マスク４の各貫通孔４ａを位置させるように、位置合わせを行いながら印刷マスク４をマザー基板１に密着させる。このような密着工程が終了したら、次に、図４に示すように、マザー基板１に密着している印刷マスク４の印刷側面上に、スキージ５を用いてはんだペースト６を刷り付けて、印刷マスク４の各貫通孔４ａ内にはんだペーストを充填する。そして、図５に示すように、印刷マスク４をマザー基板１から剥がして、各貫通孔４ａ内のはんだペースト６を、それぞれマザー基板１の電極パッド３上に転移させる。   In the above-described printing process, an adhesion process in which a printing mask as a stencil is adhered to the front surface of the mother substrate, a filling process in which each hole of the adhered printing mask is filled with a solder paste, and the printing mask are removed from the mother substrate. The peeling process which peels is implemented. Specifically, first, as shown in FIGS. 2 and 3, the printing mask 4 is brought into close contact with the front surface of the mother substrate 1 on which the circuit pattern is formed. The print mask 4 is formed with a print pattern including a plurality of through holes 4 a corresponding to the electrode pads 3 of the mother substrate 1. In the adhesion process, the printing mask 4 is adhered to the mother substrate 1 while performing alignment so that each through hole 4a of the printing mask 4 is positioned directly above each electrode pad 3. When such an adhesion process is completed, next, as shown in FIG. 4, the solder paste 6 is printed on the printing side surface of the printing mask 4 that is in close contact with the mother substrate 1 by using a squeegee 5. A solder paste is filled in each through-hole 4a of the mask 4. Then, as shown in FIG. 5, the printing mask 4 is peeled off from the mother substrate 1, and the solder paste 6 in each through hole 4 a is transferred onto the electrode pad 3 of the mother substrate 1.

このようにして印刷工程を実施したら、次に、上述のチップマウント工程や、レーザー照射によって電極パッド３と電子部品とを接合せしめる接合工程を実施する。チップマウント工程により、全ての電子部品をマザー基板１上に載置してから、接合工程を行ってもよいが、部品を少しずつマウントして接合を行うという作業を繰り返してもよい。本実装方法では、後者のように、チップマウント工程と接合工程とを繰り返して、最終的に全ての電子部品を接合する。   Once the printing process is performed in this manner, the above-described chip mounting process and the bonding process of bonding the electrode pad 3 and the electronic component by laser irradiation are performed. The bonding process may be performed after all the electronic components are placed on the mother substrate 1 by the chip mounting process, but the process of mounting and bonding the components little by little may be repeated. In this mounting method, as in the latter case, the chip mounting process and the joining process are repeated to finally join all electronic components.

図６は、本実装方法に用いられる実装装置を示す概略構成図である。この実装装置は、レーザー発振器１００等を有するレーザー照射部と、Ｘ−Ｙテーブル１１０と、部品吸着ノズル１２０等を有するマウンター部などを備えている。チップマウント工程や接合工程を行うにあたっては、まず、印刷工程を終えたマザー基板１を、この実装装置のＸ−Ｙテーブル１１０上に固定する。Ｘ−Ｙテーブル１１０は、周知の技術により、図の左右方向であるＸ方向や、図の奥行き方向であるＹ方向に移動可能に構成されている。Ｘ−Ｙテーブル１１０の内部には、チャンバー室１１１が形成されている。チャンバー室１１１には、ブロワ等からなる図示しない吸引手段が接続されており、これによってチャンバー室内１１１の空気が吸引されることにより、チャンバー室１１１内が減圧せしめられる。Ｘ−Ｙテーブル１１０の天板１１２や底板１１３は、それぞれレーザー光透過性を発揮するガラス板となっており、天板１１２には、図示しない吸引孔が無数に形成されている。この天板１１２上に載置されたワークとしてのマザー基板１は、チャンバー室１１１内の減圧に伴って吸引孔に吸引されることで、Ｘ−Ｙテーブル１１０上に固定される。   FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a mounting apparatus used in this mounting method. This mounting apparatus includes a laser irradiation unit having a laser oscillator 100 and the like, an XY table 110, a mounter unit having a component suction nozzle 120 and the like. In performing the chip mounting process and the bonding process, first, the mother substrate 1 that has finished the printing process is fixed on the XY table 110 of the mounting apparatus. The XY table 110 is configured to be movable in the X direction, which is the left-right direction in the figure, and the Y direction, which is the depth direction in the figure, by a known technique. A chamber chamber 111 is formed inside the XY table 110. A suction means (not shown) made of a blower or the like is connected to the chamber chamber 111, whereby the air in the chamber chamber 111 is sucked, whereby the inside of the chamber chamber 111 is decompressed. The top plate 112 and the bottom plate 113 of the XY table 110 are glass plates that exhibit laser beam transparency, and the top plate 112 has numerous suction holes (not shown) formed therein. The mother substrate 1 as a work placed on the top plate 112 is fixed on the XY table 110 by being sucked into the suction holes as the pressure in the chamber chamber 111 is reduced.

図７は、実装装置のマウンター部を示す拡大構成図である。マウンター部は、部品吸着ノズル１２０、光学監視装置１２１、モニタ１２２等を有している。部品吸着ノズル１２０は、図示しないロボットアームに固定されており、ノズル先端に生ずる負圧により、電子部品２００を吸着させることができる。チップマウント工程においては、この部品吸着ノズル１２０を、ロボットアームの操作により、図示しない治具内に載置されている電子部品２００のところに持っていき、部品吸着ノズル１２０に吸着させる。次に、部品吸着ノズル１２０を、ロボットアームの操作により、Ｘ−Ｙテーブル上に吸引固定されたマザー基板１の上にもっていく。そして、図示しない移動支持台に固定されている光学監視装置１２１を、マザー基板１と部品吸着ノズル１２０との間に介在させる。光学監視装置１２１は、その真上に存在する部品吸着ノズル１２０に吸着されている電子部品２００の下面の映像と、その真下に存在するマザー基板１のおもて面の映像とを同時に撮影して、両映像を重ね合わせてモニタ１２２に映し出すことができる。作業者は、モニタ１２２に映し出される映像を見ながら、図示しないＸ−ＹテーブルをＸ−Ｙ方向に移動させる。そして、電子部品２００の下面に形成されている複数の扁平電極２００ａと、マザー基板１の複数の電極パッド３上にそれぞれ印刷されたはんだペーストとを、互いにピッタリと重ね合わせるように位置合わせする。次いで、光学監視装置１２１を部品吸着ノズル１２０の下から待避させた後、ロボットアームの操作によって部品吸着ノズル１２０をマザー基板１に向けて垂直に降下させる。そして、図８に示すように、電子部品２００をはんだペースト６の上に載せて、マザー基板１のおもて面上にはんだペースト６と電子部品２００とを積み重ねる。電子部品２００を載せた後は、部品吸着ノズル１２０による電子部品２００の吸引を停止させてから、部品吸着ノズル１２０を垂直に引き上げる。なお、画像解析ソフトなどを用いて、モニタ１２２に映し出される映像をコンピュータ解析させることで、作業者の行う作業を自動化することも可能である。   FIG. 7 is an enlarged configuration diagram illustrating a mounter unit of the mounting apparatus. The mounter unit includes a component suction nozzle 120, an optical monitoring device 121, a monitor 122, and the like. The component suction nozzle 120 is fixed to a robot arm (not shown), and the electronic component 200 can be sucked by the negative pressure generated at the tip of the nozzle. In the chip mounting process, the component suction nozzle 120 is brought to the electronic component 200 placed in a jig (not shown) by the operation of the robot arm, and is sucked by the component suction nozzle 120. Next, the component suction nozzle 120 is moved onto the mother board 1 sucked and fixed on the XY table by operating the robot arm. Then, an optical monitoring device 121 fixed to a movable support base (not shown) is interposed between the mother board 1 and the component suction nozzle 120. The optical monitoring device 121 simultaneously captures an image of the lower surface of the electronic component 200 adsorbed by the component adsorbing nozzle 120 that is directly above it and an image of the front surface of the mother board 1 that is immediately below it. Thus, both images can be superimposed and projected on the monitor 122. The operator moves an XY table (not shown) in the XY direction while watching the image displayed on the monitor 122. Then, the plurality of flat electrodes 200a formed on the lower surface of the electronic component 200 and the solder paste printed on each of the plurality of electrode pads 3 of the mother substrate 1 are aligned so as to overlap each other. Next, after retracting the optical monitoring device 121 from under the component suction nozzle 120, the component suction nozzle 120 is vertically lowered toward the mother substrate 1 by operating the robot arm. Then, as shown in FIG. 8, the electronic component 200 is placed on the solder paste 6, and the solder paste 6 and the electronic component 200 are stacked on the front surface of the mother substrate 1. After placing the electronic component 200, the suction of the electronic component 200 by the component suction nozzle 120 is stopped, and then the component suction nozzle 120 is pulled up vertically. In addition, it is also possible to automate the work performed by the operator by performing computer analysis on the video displayed on the monitor 122 using image analysis software or the like.

電子部品２００には、ＬＧＡ、ＢＧＡ、ＣＳＰのように、複数の扁平電極をパッケージの下面にアレイ状に設けたものがある。また、チップコンデンサやチップ抵抗のように、パッケージの下面の長手方向両端付近だけに扁平電極を設けたものもある。これら電子部品２００のうち、後者のものは、ツームストーン現象によるチップ立ちを引き起こし易い。長手方向の一方の端部だけがはんだ付けされ、もう一方の端部がはんだから離間して、パッケージが斜めに立った状態で固定されてしまうのである。   Some electronic components 200 have a plurality of flat electrodes arranged in an array on the lower surface of a package, such as LGA, BGA, and CSP. In some cases, flat electrodes are provided only near both longitudinal ends of the lower surface of the package, such as chip capacitors and chip resistors. Among these electronic components 200, the latter one tends to cause chip standing due to a tombstone phenomenon. Only one end portion in the longitudinal direction is soldered, and the other end portion is separated from the solder, and the package is fixed in a standing state.

本実装方法では、マザー基板１に実装する全ての電子部品２００のうち、まず、チップ立ちを起こし難いＬＧＡ、ＢＧＡ、ＣＳＰをマザー基板１上にまとめてマウントしていく。そして、チップ立ちを起こし易いチップコンデンサやチップ抵抗をマウントしないで残したままで、第１の接合工程を実施する。   In this mounting method, among all the electronic components 200 mounted on the mother board 1, first, LGA, BGA, and CSP that are difficult to cause chip standing are collectively mounted on the mother board 1. Then, the first bonding step is performed while leaving the chip capacitor and chip resistor that are likely to stand up without being mounted.

図９は、この第１の接合工程を実施中の実装装置を示す構成図である。実装装置のレーザー照射部は、ＹＡＧレーザー光Ｌを発信するレーザー発振器１００、第１集光レンズ１０１、光ファイバー１０２、第２集光レンズ１０３、マスク円盤回転器１０４、結像レンズ１０５などから構成されている。レーザー発振器１００から発せられたＹＡＧレーザー光Ｌは、図１０に示すような山形のエネルギー強度分布のガウシアンビームとなる。そして、第１集光レンズ１０３により、光ファイバー１０２の一端面に結像されて、光ファイバー１０２内に進入する。レーザー光導通部材である光ファイバーには、ステップインデックス（ＳＩ）型、グレーデッドインデックス（ＧＩ）型、シングルモード（ＳＭ）型など、様々なタイプのものがあるが、図示の光ファイバー１０２はＳＩ型のものである。ＳＩ型の光ファイバー１０２内では、図１１に示すように、レーザー光の一部がファイバー内壁で多重反射しながらレーザー入射側から出射側に進んでいく。このように多重反射すると、レーザー光は、図１２に示すような台形状のエネルギー強度分布のトップハットビームとなる。即ち、ＳＩ型の光ファイバー１０２は、レーザー光の横断面方向の強度分布を均一化せしめる強度分布均一化光学系として機能しているのである。   FIG. 9 is a configuration diagram illustrating a mounting apparatus that is performing the first bonding step. The laser irradiation unit of the mounting apparatus includes a laser oscillator 100 that transmits YAG laser light L, a first condenser lens 101, an optical fiber 102, a second condenser lens 103, a mask disk rotator 104, an imaging lens 105, and the like. ing. The YAG laser light L emitted from the laser oscillator 100 becomes a Gaussian beam having a mountain-shaped energy intensity distribution as shown in FIG. Then, an image is formed on one end face of the optical fiber 102 by the first condenser lens 103 and enters the optical fiber 102. There are various types of optical fibers that are laser light conducting members, such as step index (SI) type, graded index (GI) type, single mode (SM) type, etc. The illustrated optical fiber 102 is of SI type. Is. In the SI type optical fiber 102, as shown in FIG. 11, a part of the laser light advances from the laser incident side to the emission side while being subjected to multiple reflection on the inner wall of the fiber. When multiple reflection is performed in this manner, the laser beam becomes a top hat beam having a trapezoidal energy intensity distribution as shown in FIG. That is, the SI optical fiber 102 functions as an intensity distribution uniformizing optical system that uniformizes the intensity distribution in the cross-sectional direction of the laser light.

先に示した図９において、光ファイバー１０２内でエネルギー強度分布が均一化せしめられたＹＡＧレーザー光Ｌは、第２集光レンズ１０３により、マスク円盤回転器１０４のマスク円盤１０４ａに装着された図示しないアパーチャーマスクの下面に結像される。図１３は、マスク円盤１０４ａを示す平面図である。円盤状のマスク円盤１０４ａには、互いに開口パターンの異なる複数のアパーチャーマスク１０４ｄが、円周方向に並ぶように装着される。マスク円盤１０４ａは、その中心がモータ軸１０４ｂに固定されている。図９に示したマスク円盤回転器１０４は、モータ軸１０４ｄを回転させるモータ１０４ｃを作動させることで、マスク円盤回転器１０４に装着された複数のアパーチャーマスクのうち、ＹＡＧレーザー光Ｌの光路内に位置させるものを切り換えることができる。アパーチャーマスクの下面に結像されたＹＡＧレーザー光Ｌは、アパーチャーマスクの複数の開口を通ることで、複数に分割される。分割によって得られた複数の分割光は、それぞれ、結像レンズ１０５、Ｘ−Ｙテーブル１１０のガラス製の底板１１３、天板１１２を順次透過して、マザー基板１の下面に至る。そして、マザー基板１の基層を透過した後、電極パッドにあたる。電極パッドは、ＹＡＧレーザー光の照射によって加熱され、その上面に印刷された図示しないはんだペーストのはんだ粒を溶融させる。溶融したはんだ粒が自然冷却に伴って固化することにより、マザー基板の電極パッドと電子部品とが接合される。   In FIG. 9 described above, the YAG laser light L whose energy intensity distribution is made uniform in the optical fiber 102 is attached to the mask disk 104a of the mask disk rotator 104 by the second condenser lens 103 (not shown). An image is formed on the lower surface of the aperture mask. FIG. 13 is a plan view showing the mask disk 104a. A plurality of aperture masks 104d having different opening patterns are mounted on the disc-shaped mask disc 104a so as to be arranged in the circumferential direction. The center of the mask disk 104a is fixed to the motor shaft 104b. The mask disk rotator 104 shown in FIG. 9 operates in the optical path of the YAG laser light L among the plurality of aperture masks mounted on the mask disk rotator 104 by operating the motor 104c that rotates the motor shaft 104d. You can switch what you position. The YAG laser light L imaged on the lower surface of the aperture mask is divided into a plurality of parts by passing through a plurality of openings of the aperture mask. The plurality of divided lights obtained by the division are sequentially transmitted through the imaging lens 105, the glass bottom plate 113 and the top plate 112 of the XY table 110, and reach the lower surface of the mother substrate 1. Then, after passing through the base layer of the mother substrate 1, it hits the electrode pad. The electrode pad is heated by irradiation with YAG laser light, and melts solder particles of a solder paste (not shown) printed on the upper surface of the electrode pad. The molten solder particles are solidified with natural cooling, whereby the electrode pads of the mother board and the electronic components are joined.

このような接合工程においては、光ファイバー１０２によってＹＡＧレーザー光Ｌの横断面方向の強度分布を均一化せしめることで、ＹＡＧレーザー光Ｌの中央部と外縁部とのエネルギー差を非常に小さくする。均一化後のＹＡＧレーザー光Ｌの中心部を、マザー基板１の基層材料であるＰＥＴに焦げや変性をきたさない程度に弱く、且つ、はんだ粒を溶融させ得る程度に強いエネルギー強度に設定すると、外縁部についてもほぼ同様の設定にすることになる。そして、外縁部に対しても、はんだ粒を溶融せしめるのに十分なエネルギー強度を発揮させることができる。よって、はんだ粒を十分に溶融せしめて、マザー基板１の電極パッド（３）と電子部品２００との接合不良を抑えることができる。   In such a joining step, the energy distribution in the cross-sectional direction of the YAG laser light L is made uniform by the optical fiber 102, so that the energy difference between the center portion and the outer edge portion of the YAG laser light L is made extremely small. When the central portion of the YAG laser beam L after the homogenization is set to an energy intensity that is weak enough not to cause scorching or modification to the PET that is the base layer material of the mother substrate 1 and strong enough to melt the solder grains, The outer edge portion is set to substantially the same setting. Further, the energy intensity sufficient to melt the solder grains can be exerted also on the outer edge portion. Therefore, it is possible to sufficiently melt the solder grains and suppress the bonding failure between the electrode pad (3) of the mother substrate 1 and the electronic component 200.

マザー基板１としては、基層２のＰＥＴに滑剤が混練されていないものを用いている。ＰＥＴ中の滑剤をＹＡＧレーザー光Ｌに反応させることによる基層２の損傷を回避することができる。   As the mother substrate 1, a substrate in which a lubricant is not kneaded with the PET of the base layer 2 is used. Damage to the base layer 2 caused by reacting the lubricant in the PET with the YAG laser light L can be avoided.

本実装装置における第１の接合工程では、Ｘ−Ｙテーブル１１０によってマザー基板１をＹＡＧレーザー光Ｌの光軸に直交する方向に連続移動させながら、ＹＡＧレーザー光Ｌを間欠的に照射することで、複数のはんだペーストを順次溶融させていく。具体的には、例えば、先に示した図９において、まず、マスク円盤１０４ａの回転により、アパーチャーマスクとして４×８＝３２個の開口パターンが形成されたものを選択する。そして、図１４に示すように、Ｘ−Ｙテーブルの移動によってマザー基板１をＸ方向に移動させる。次いで、電子部品２００の下面に形成された８×８＝６４個の図示しない扁平電極に対応する６４個の電極パッド３のうち、４×８＝３２個の電極パッド３がレーザー照射位置に移動してくるタイミングを計って、ＹＡＧレーザー光を発射する。すると、アパーチャーマスクによって３２分割されたＹＡＧレーザー光Ｌが、図１５に示すように、マザー基板１の基層２を透過してこれら３２個の電極パッド３の下面にそれぞれ当たる。これにより、図１６に示すように、電子部品の６４個の扁平電極に対応する６４個のはんだペースト６のうち、３２個（４個しか図示していないがそれぞれ奥行き方向に８個並んでいる）を溶融する。次に、マザー基板１をＸ方向に移動させたまま、Ｘ−Ｙテーブル電子部品２００の６４個の扁平電極に対応する６４個の電極パッド３のうち、まだＹＡＧレーザー光Ｌを照射していない３２個がレーザー照射位置に移動してくるタイミングを計う。そして、そのタイミングでＹＡＧレーザー光Ｌを発射する。すると、アパーチャーマスクによって３２分割されたＹＡＧレーザー光Ｌが、図１７に示すように、残りの３２個の電極パッド３の下面にそれぞれ当たる。これにより、残りの３２個のはんだペースト６を溶融させる。以上のようにして、１個目の電子部品２００とマザー基板１とを接合する。   In the first bonding step in the mounting apparatus, the YAG laser light L is intermittently irradiated while the mother substrate 1 is continuously moved in the direction orthogonal to the optical axis of the YAG laser light L by the XY table 110. A plurality of solder pastes are melted sequentially. Specifically, for example, in FIG. 9 described above, first, an aperture mask having 4 × 8 = 32 aperture patterns formed by the rotation of the mask disk 104a is selected. Then, as shown in FIG. 14, the mother substrate 1 is moved in the X direction by moving the XY table. Next, of the 64 electrode pads 3 corresponding to 8 × 8 = 64 flat electrodes (not shown) formed on the lower surface of the electronic component 200, 4 × 8 = 32 electrode pads 3 are moved to the laser irradiation position. The YAG laser beam is emitted at the timing. Then, the YAG laser light L divided into 32 by the aperture mask passes through the base layer 2 of the mother substrate 1 and strikes the lower surfaces of these 32 electrode pads 3 as shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 16, 32 of the 64 solder pastes 6 corresponding to the 64 flat electrodes of the electronic component (only 4 are shown, but 8 are arranged in the depth direction, respectively). ). Next, the YAG laser light L is not yet irradiated among the 64 electrode pads 3 corresponding to the 64 flat electrodes of the XY table electronic component 200 while the mother substrate 1 is moved in the X direction. The timing when 32 pieces move to the laser irradiation position is measured. Then, the YAG laser beam L is emitted at that timing. Then, the YAG laser light L divided into 32 by the aperture mask hits the lower surfaces of the remaining 32 electrode pads 3 as shown in FIG. Thereby, the remaining 32 solder pastes 6 are melted. As described above, the first electronic component 200 and the mother substrate 1 are joined.

マザー基板１上には、接合されていない電子部品２００がまだ複数存在する。そこで、マザー基板１の移動については、そのまま継続して、次の電子部品２００がレーザー照射位置に移動してくるタイミングを見計らう。そして、移動してきたら、ＹＡＧレーザー光Ｌを発射して接合を行う。   On the mother substrate 1, there are still a plurality of electronic components 200 that are not joined. Therefore, the movement of the mother substrate 1 is continued as it is, and the timing at which the next electronic component 200 moves to the laser irradiation position is estimated. And if it moves, YAG laser beam L will be emitted and it will join.

マザー基板１上にマウントされている複数の電子部品２００は、全て同じ種類のものではない。互いに種類の異なるものが多数存在している。電子部品２００の種類が異なれば、パッケージ下面の電極パターンや、それに対応するマザー基板１の電極パッド３の配列パターンが異なってくる。すると、アパーチャーマスクの開口パターンが、接合対象となる電極パッド３の配列パターンに適さなくなるといった事態が起こる。そこで、本実装方法では、開口パターンがこれから接合しようとする電極パッド３の配列パターンに適さなくなった場合には、図９に示したマスク円盤１０４ａの回転により、アパーチャーマスクをその配列パターンに適したものに切り換える。   The plurality of electronic components 200 mounted on the mother substrate 1 are not all of the same type. There are many different types. If the type of the electronic component 200 is different, the electrode pattern on the lower surface of the package and the corresponding arrangement pattern of the electrode pads 3 of the mother substrate 1 are different. Then, a situation occurs in which the aperture pattern of the aperture mask is not suitable for the arrangement pattern of the electrode pads 3 to be bonded. Therefore, in this mounting method, when the opening pattern is no longer suitable for the arrangement pattern of the electrode pads 3 to be joined, the aperture mask is made suitable for the arrangement pattern by the rotation of the mask disk 104a shown in FIG. Switch to something.

以上のような第１の接合工程においては、光ファイバー１０２によって強度分布を均一化せしめた後のＹＡＧレーザー光Ｌをアパーチャーマスクに通すことで、ＹＡＧレーザー光Ｌの外縁部をカットする。そして、図１２に示した台形状のエネルギー分布ではなく、矩形状のエネルギー分布、即ち、中央部と外縁部とのエネルギー強度差がないＹＡＧレーザー光Ｌを得ることができる。   In the first joining step as described above, the outer edge portion of the YAG laser beam L is cut by passing the YAG laser beam L after the intensity distribution is made uniform by the optical fiber 102 through the aperture mask. Then, instead of the trapezoidal energy distribution shown in FIG. 12, a rectangular energy distribution, that is, the YAG laser light L having no energy intensity difference between the central portion and the outer edge portion can be obtained.

また、ＹＡＧレーザー光Ｌをアパーチャーマスクによって複数に分割し、それぞれを、互いに異なる位置に存在する電極パッド３にあてることで、１回のレーザー照射で複数のはんだを同時に溶融させることができる。そして、これにより、接合工程の短時間化を図ることができる。   Further, the YAG laser light L is divided into a plurality of portions by an aperture mask, and each is applied to the electrode pads 3 existing at different positions, whereby a plurality of solders can be melted simultaneously by one laser irradiation. As a result, the time required for the joining process can be reduced.

また、マスク円盤１０４ａの回転によってアパーチャーマスクを切り換えることで、作業を中断することなく、互いに電極パターンの異なる複数の電子部品２００を、順次接合していくことができる。   Further, by switching the aperture mask by the rotation of the mask disk 104a, it is possible to sequentially join a plurality of electronic components 200 having different electrode patterns without interrupting the operation.

また、マザー基板１を連続移動させながらＹＡＧレーザー光Ｌを適宜のタイミングで発射して、複数のはんだを順次溶融させていくことで、マザー基板１の移動、停止、レーザー照射という３つのプロセスを繰り返す場合に比べて、短時間化を図ることができる。   In addition, the YAG laser light L is emitted at an appropriate timing while the mother substrate 1 is continuously moved, and a plurality of solders are sequentially melted, so that three processes of moving, stopping, and laser irradiation of the mother substrate 1 are performed. The time can be shortened compared with the case of repeating.

第１の接合工程により、マザー基板１にマウントされている全ての電子部品２００の接合が完了したら、まだマウントしていない残りの電子部品２００のマウントや接合を行う。この際、１つの電子部品２００のマウントと接合とを行った後、次の電子部品２００のマントと接合とを行うといった作業を繰り返す。以下、このような工程を、マウント接合繰り返し工程という。   When the joining of all the electronic components 200 mounted on the mother substrate 1 is completed by the first joining step, the remaining electronic components 200 that are not yet mounted are mounted and joined. At this time, after mounting and joining one electronic component 200, the operation of performing the cloak and joining of the next electronic component 200 is repeated. Hereinafter, such a process is referred to as a mount bonding repeated process.

このマウント接合繰り返し工程では、まず、図１８に示すように、部品吸着ノズル１２０により、チップ立ちのし易い電子部品２００をマザー基板１上にマウントする。次に、図１９に示すように、部品吸着ノズル１２０により、電子部品２００をマザー基板１に向けて押圧しながら、ＹＡＧレーザー光Ｌを発射する。そして、図示しないアパーチャーマスクによって複数に分割されたＹＡＧレーザー光Ｌにより、電子部品２００の両端の扁平電極に対応する電極パッド３を、それぞれ同時に加熱する。この加熱によって溶融したはんだ粒が固化したら、図２０に示すように、部品吸着ノズル１２０を引き上げる。なお、当然ながら、チップマウント直前から部品吸着ノズル１２０の引き上げまで、マザー基板１は固定したまま移動させない。   In this repeated mounting and joining step, first, as shown in FIG. 18, the electronic component 200 that is easy to stand up is mounted on the mother substrate 1 by the component suction nozzle 120. Next, as shown in FIG. 19, the YAG laser light L is emitted while pressing the electronic component 200 toward the mother substrate 1 by the component suction nozzle 120. Then, the electrode pads 3 corresponding to the flat electrodes at both ends of the electronic component 200 are simultaneously heated by the YAG laser light L divided into a plurality by an aperture mask (not shown). When the solder particles melted by this heating solidify, the component suction nozzle 120 is pulled up as shown in FIG. Needless to say, the mother board 1 is not moved while it is fixed from just before chip mounting until the component suction nozzle 120 is pulled up.

このようなマウント接合繰り返し工程においては、はんだ粒の溶融から固化に至るまで電子部品２００をマザー基板１に向けて押圧することにより、ツームストン現象（マンハッタン現象）によるチップ立ちを回避することができる。   In such a repeated mounting joint process, the electronic component 200 is pressed against the mother substrate 1 from the melting to the solidification of the solder particles, thereby avoiding chip standing due to the Tombstone phenomenon (Manhattan phenomenon).

次に、実施形態に係る実装方法の各変形例について説明する。
［変形例１］
図２１は、本変形例１の実装方法に用いられるマザー基板１を示す平面図である。同図において、マザー基板１は、そのおもて面（図中の上側の面）だけでなく、裏面にも回路パターンが形成されており、電子部品がおもて面、裏面の両方に実装されるようになっている。図中点線で示されるのが、裏面に形成された回路パターンである。おもて面の回路パターンと、裏面の回路パターンとは、それぞれ、その電極パッド３が相手側の回路パターンの基板厚み方向の投影像に重ならない位置に配設されている。即ち、それぞれの回路パターンの電極パッド３の投影像は、相手側の回路パターンに重ならないようになっている。例えば、同図のおもて面の回路パターンは、その配線部７の投影像が裏面の配線部７’に重なることはあるが、その電極パッド３の投影像が裏面の配線部７’や電極パッド３’に重ねることはない。また、裏面の回路パターンも、その配線部７’の投影像がおもて面の配線部７に重ねることはあるが、その電極パッド３’の投影像がおもて面の配線部７や電極パッド３に重ねることはない。このように、両方の回路パターンについて、それぞれ電極パッドを相手側の回路パターンの厚み方向投影像に重ねない位置に配設することにより、ＹＡＧレーザー光Ｌを何れか一方の回路パターンに遮光させてもう一方の電極パッドに到達させることができなくなるといった事態を回避することができる。 Next, modifications of the mounting method according to the embodiment will be described.
[Modification 1]
FIG. 21 is a plan view showing the mother board 1 used in the mounting method according to the first modification. In the figure, the mother board 1 has a circuit pattern formed not only on its front surface (upper surface in the figure) but also on its back surface, and electronic components are mounted on both the front surface and back surface. It has come to be. A dotted line in the figure shows a circuit pattern formed on the back surface. The circuit pattern on the front surface and the circuit pattern on the back surface are arranged at positions where the electrode pads 3 do not overlap the projected image in the substrate thickness direction of the circuit pattern on the other side. That is, the projected images of the electrode pads 3 of the respective circuit patterns do not overlap with the counterpart circuit pattern. For example, in the circuit pattern on the front surface of the figure, the projected image of the wiring portion 7 may overlap the wiring portion 7 'on the back surface, but the projected image of the electrode pad 3 is It does not overlap the electrode pad 3 ′. Also, in the circuit pattern on the back surface, the projected image of the wiring portion 7 'may overlap the wiring portion 7 on the front surface, but the projected image of the electrode pad 3' There is no overlap with the electrode pad 3. In this way, with respect to both circuit patterns, the YAG laser light L is shielded by either one of the circuit patterns by arranging the electrode pads at positions that do not overlap the projected image in the thickness direction of the circuit pattern on the other side. A situation in which the other electrode pad cannot be reached can be avoided.

［変形例２］
図２２は、本変形例２の実装方法に用いられる実装装置のレーザー照射部を示す概略構成図である。同図において、レーザー発振器１００から出射されたＹＡＧレーザー光Ｌは、ホモジェナイザー１３０、フィールドレンズ１４０、マスク円盤１０４ａのアパーチャーマスク、結像レンズ１４１を順次通過した後、図示しないＸ−Ｙテーブルの底板、天板を経てマザー基板に到達する。図示のレーザー照射部には、できるだけコンパクトにする目的で、ＹＡＧレーザー光Ｌの進行方向をその光路の途中で変化させる複数の反射ミラーを設けているが、同図においては、便宜上、それら反射ミラーの図示を省略している。 [Modification 2]
FIG. 22 is a schematic configuration diagram illustrating a laser irradiation unit of a mounting apparatus used in the mounting method according to the second modification. In this figure, the YAG laser light L emitted from the laser oscillator 100 sequentially passes through a homogenizer 130, a field lens 140, an aperture mask of a mask disk 104a, and an imaging lens 141, and then on an XY table (not shown). It reaches the mother board through the bottom plate and the top plate. The illustrated laser irradiation unit is provided with a plurality of reflecting mirrors that change the traveling direction of the YAG laser light L in the middle of its optical path for the purpose of making it as compact as possible. In FIG. Is omitted.

図２３は、レーザー照射部のホモジェナイザー１３０を拡大して示す拡大構成図である。ホモジェナイザー１３０は、第１レンズアレイ対１３１と、第２レンズアレイ対１３２と、分散抑制レンズ１３３とを有している。第１レンズアレイ対１３１，第２レンズアレイ対１３２は、それぞれ、ｙ軸分割レンズアレイ１３４，１３６と、ｘ軸分割レンズアレイ１３５，１３７とから構成されている。ホモジェナイザー１３０内では、２枚のｙ軸分割レンズアレイ１３４，１３６、２枚のｘ軸分割レンズアレイ１３５，１３７と、１枚の分散抑制用集光レンズ１３７が、ＹＡＧレーザー光Ｌの光軸Ｃ上に一直線状に並ぶように配設されている。ホモジェナイザー１３０に進入したＹＡＧレーザー光Ｌは、ｙ軸分割レンズアレイ１３４、ｘ軸分割レンズアレイ１３５、ｙ軸分割レンズアレイ１３６、ｘ軸分割レンズアレイ１３７、分散抑制用集光レンズ１３３を順次通過していく。   FIG. 23 is an enlarged configuration diagram showing the homogenizer 130 of the laser irradiation unit in an enlarged manner. The homogenizer 130 has a first lens array pair 131, a second lens array pair 132, and a dispersion suppression lens 133. The first lens array pair 131 and the second lens array pair 132 are composed of y-axis divided lens arrays 134 and 136 and x-axis divided lens arrays 135 and 137, respectively. In the homogenizer 130, two y-axis split lens arrays 134 and 136, two x-axis split lens arrays 135 and 137, and one dispersion suppression condensing lens 137 are light of the YAG laser light L. Arranged in a straight line on the axis C. The YAG laser light L that has entered the homogenizer 130 sequentially passes through the y-axis split lens array 134, the x-axis split lens array 135, the y-axis split lens array 136, the x-axis split lens array 137, and the condenser lens 133 for suppressing dispersion. Pass through.

図２４は、ホモジェナイザー１３０における４枚のレンズアレイを示す斜視図である。同図において、互いに直交するｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のうち、ｚ軸は、ＹＡＧレーザー光Ｌの光軸Ｃと平行な軸である。第１レンズアレイ対１３１のｙ軸分割レンズアレイ１３４は、２ｍｍ×２４ｍｍという横長形状のシリンドリカルレンズ１３４ａがｙ軸方向に１１個並べられたものである。これら１１個のシリンドリカルレンズ１３４ａは、入射してくるＹＡＧレーザー光Ｌをｙ軸方向に１１分割する。一方、第１レンズアレイ対１３１のｘ軸分割レンズアレイ１３５は、２２ｍｍ×８ｍｍという縦長形状のシリンドリカルレンズ１３５ａがｘ軸方向に３個並べられたものである。これら３個のシリンドリカルレンズ１３５ａは、ｙ軸方向で１１分割された分割光を、ｘ軸方向に３分割する。ホモジェナイザー１３０に進入したＹＡＧレーザー光Ｌは、第１レンズアレイ対１３１により、ｙ軸方向、ｘ軸方向にそれぞれ１１分割、３分割されて、合計で３３本の分割光となる。これら分割光は、ｙ軸方向に１１本、ｘ軸方向に３本というマトリクスで並ぶ。   FIG. 24 is a perspective view showing four lens arrays in the homogenizer 130. In the figure, among the x, y, and z axes orthogonal to each other, the z axis is an axis parallel to the optical axis C of the YAG laser light L. The y-axis division lens array 134 of the first lens array pair 131 is an array of 11 horizontally long cylindrical lenses 134a of 2 mm × 24 mm arranged in the y-axis direction. These 11 cylindrical lenses 134a divide the incident YAG laser light L into 11 parts in the y-axis direction. On the other hand, the x-axis division lens array 135 of the first lens array pair 131 is configured by arranging three vertically long cylindrical lenses 135a of 22 mm × 8 mm in the x-axis direction. These three cylindrical lenses 135a divide the divided light divided into 11 in the y-axis direction into three in the x-axis direction. The YAG laser light L that has entered the homogenizer 130 is divided into 11 parts and 3 parts by the first lens array pair 131 in the y-axis direction and the x-axis direction, respectively, for a total of 33 divided lights. These split lights are arranged in a matrix of 11 in the y-axis direction and 3 in the x-axis direction.

第２レンズアレイ対１３２のｙ軸分割レンズアレイ１３５は、２ｍｍ×２４ｍｍという横長形状のシリンドリカルレンズ１３６ａがｙ軸方向に１１個並べられたものである。また、第２レンズアレイ対１３２のｘ軸分割レンズアレイ１３７は、２２ｍｍ×８ｍｍという縦長形状のシリンドリカルレンズ１３７ａがｘ軸方向に３個並べられたものである。   The y-axis split lens array 135 of the second lens array pair 132 is an array of 11 horizontally long cylindrical lenses 136a of 2 mm × 24 mm arranged in the y-axis direction. In addition, the x-axis split lens array 137 of the second lens array pair 132 is configured by arranging three vertically long cylindrical lenses 137a in the x-axis direction of 22 mm × 8 mm.

第１レンズアレイ対１３１によって得られた３３本の分割光は、第２レンズアレイ対１３２を通過する。第２レンズアレイ対１３２では、３３本の分割光が、それぞれシリンドリカルレンズ間を跨がずに、各シリンドリカルレンズの何れかに収まるように通過していく。このため、第２レンズアレイ対１３２内で、３３本の分割光が更に分割されることはない。例えば、第２レンズアレイ対１３２のｙ軸分割レンズアレイ１３６では、３３本の分割光のうち、同一のｘ軸上に並ぶ３本ずつが、ｙ軸分割レンズアレイ１３６に設けられた１１個のシリンドリカルレンズ１３６ａのうち、同一のものに進入する。また、ｘ軸分割レンズアレイ１３７では、３３本の分割光のうち、同一のｙ軸上に並ぶ１１ずつが、ｘ軸分割レンズアレイ１３７に設けられた３個のシリンドリカルレンズ１３７ａのうち、同一のものに進入する。第２レンズアレイ対１３２を通過した３３本の分割光は、それぞれ、異なる光軸を中心にして、焦点に向けて集光するようになる。   The 33 divided lights obtained by the first lens array pair 131 pass through the second lens array pair 132. In the second lens array pair 132, the 33 divided lights pass so as to be accommodated in any of the cylindrical lenses without straddling the cylindrical lenses. For this reason, the 33 divided lights are not further divided in the second lens array pair 132. For example, in the y-axis split lens array 136 of the second lens array pair 132, three of the 33 split lights arranged on the same x-axis are each provided in the y-axis split lens array 136. The cylindrical lens 136a enters the same lens. Further, in the x-axis split lens array 137, 11 of the 33 split lights arranged on the same y-axis are the same among the three cylindrical lenses 137a provided in the x-axis split lens array 137. Enter things. The 33 divided lights that have passed through the second lens array pair 132 are each focused toward a focal point with a different optical axis as the center.

先に示した図２２において、フィールドレンズ１４０は、次段に配設されるアパーチャーマスクを介して、結像レンズ１４０のレンズ入射瞳に結像するように３３本の分割光を導くいわゆる絞りとしての役割を担っている。ホモジェナイザー１３０からでてくる３３本の分割光は、アパーチャーマスクの光入射面上で互いにピッタリと重なり合って、１８ｍｍ×４．５ｍｍのレーザースポットを形成する。このように各分割光が重なり合うことにより、レーザー発振器１００から出射されたガウシアンビームの横断面方向におけるエネルギー強度分布が均一化せしめられ、マスク通過後のマスク処理光がトップハットビームになる。   In FIG. 22 shown above, the field lens 140 is a so-called stop that guides 33 divided lights so as to form an image on the lens entrance pupil of the imaging lens 140 through an aperture mask arranged in the next stage. Have a role. The 33 divided lights coming from the homogenizer 130 are perfectly overlapped with each other on the light incident surface of the aperture mask to form a laser spot of 18 mm × 4.5 mm. By overlapping the divided lights in this way, the energy intensity distribution in the cross-sectional direction of the Gaussian beam emitted from the laser oscillator 100 is made uniform, and the mask processing light after passing through the mask becomes the top hat beam.

以上のように、本第２変形例においては、強度分布均一化光学系として、レーザー光発振手段たるレーザー発振器１００から発せられたＹＡＧレーザー光Ｌをその横断面方向に分割して得た複数の分割光のうち、エネルギー強度の比較的高い分割光と、エネルギー強度の比較的低い分割光とを互いに重ね合わせることで、強度分布を均一化せしめるものを用いている。このような強度分布均一化光学系では、市販のホモジェナイザー１３０を用いて、ＹＡＧレーザー光Ｌの強度分布を均一化せしめることができる。   As described above, in the second modified example, as the intensity distribution uniformizing optical system, a plurality of YAG laser beams L emitted from the laser oscillator 100 serving as the laser beam oscillation means are divided in the transverse direction. Among the divided lights, one that makes the intensity distribution uniform by superimposing the divided light having a relatively high energy intensity and the divided light having a relatively low energy intensity on each other is used. In such an intensity distribution uniformizing optical system, the intensity distribution of the YAG laser light L can be made uniform using a commercially available homogenizer 130.

［変形例３］
図２５は、本変形例３の実装方法に用いられる実装装置のレーザー照射部の要部を示す拡大構成図である。同図において、レーザー発振器１００から発せられたＹＡＧレーザー光Ｌは、第１集光レンズ１０１によって集光せしめられながら、凹面鏡１５０の凹面で反射する。そして、反射前のビームスポット外縁部が、反射後のビームスポット中心部に重ね合わされる。この重ね合わせにより、レーザー発振器１００から出射されたガウシアンビームの横断面方向におけるエネルギー強度分布が均一化せしめられ、反射光がトップハットビームになる。 [Modification 3]
FIG. 25 is an enlarged configuration diagram illustrating a main part of the laser irradiation unit of the mounting apparatus used in the mounting method of the third modification. In the figure, YAG laser light L emitted from the laser oscillator 100 is reflected by the concave surface of the concave mirror 150 while being condensed by the first condenser lens 101. Then, the outer edge of the beam spot before reflection is superimposed on the center of the beam spot after reflection. By this superposition, the energy intensity distribution in the cross-sectional direction of the Gaussian beam emitted from the laser oscillator 100 is made uniform, and the reflected light becomes a top hat beam.

このように、本変形例３では、強度分布均一化光学系として、レーザー光発振器１００から発せられたＹＡＧレーザー光Ｌを凹面鏡１５０に反射させて得た反射光における横断面方向の外縁部を中心部に重ね合わせることで、強度分布を均一化せしめるものを用いている。これにより、ＹＡＧレーザー光Ｌの反射による光路変更と、強度分布の均一化とを同時に行うことができる。   Thus, in the third modification, as the intensity distribution uniformizing optical system, the outer edge portion in the cross-sectional direction in the reflected light obtained by reflecting the YAG laser light L emitted from the laser light oscillator 100 to the concave mirror 150 is centered. A material that makes the intensity distribution uniform by superimposing on the part is used. Thereby, the optical path change by the reflection of the YAG laser light L and the uniform intensity distribution can be performed simultaneously.

実施形態に係る実装方法に用いられるマザー基板を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the mother board | substrate used for the mounting method which concerns on embodiment. 同実装方法に用いられる印刷マスクを同マザー基板とともに示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the printing mask used for the mounting method with the mother board | substrate. 同実装方法に用いられる印刷法の密着工程を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the contact | adherence process of the printing method used for the mounting method. 同印刷法の充填工程を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the filling process of the printing method. 同印刷法の剥離工程を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the peeling process of the printing method. 同実装方法に用いられる実装装置を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the mounting apparatus used for the mounting method. 同実装装置のマウンター部を示す拡大構成図。The expanded block diagram which shows the mounter part of the mounting apparatus. 同マウンター部の部品吸着ノズルを同マザー基板とともに示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the component adsorption nozzle of the mounter part with the mother board | substrate. レーザー照射中の同実装装置のレーザー照射部及びＸ−Ｙテーブルを示す構成図。The block diagram which shows the laser irradiation part and XY table of the same mounting apparatus during laser irradiation. ガウシアンビームのエネルギー強度分布を示すグラフ。The graph which shows energy intensity distribution of a Gaussian beam. ＳＩ型の光ファイバー内におけるレーザー光の挙動を示す模式図。The schematic diagram which shows the behavior of the laser beam in SI type optical fiber. トップハットビームのエネルギー強度分布を示すグラフ。The graph which shows energy intensity distribution of a top hat beam. 同実装装置のマスク円盤を示す平面図。The top view which shows the mask disk of the same mounting apparatus. 同実装方法における第１の接合工程の初期段階を説明するための断面図。Sectional drawing for demonstrating the initial stage of the 1st joining process in the mounting method. 同第１の接合工程における１回目のレーザー照射を説明するための断面図。Sectional drawing for demonstrating the 1st laser irradiation in the 1st joining process. 同レーザー照射の終了直後の状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state immediately after completion | finish of the laser irradiation. 同第１の接合工程における２回目のレーザー照射を説明するための断面図。Sectional drawing for demonstrating the 2nd laser irradiation in the 1st joining process. 同実装方法のマウント接合繰り返し工程の１バッチにおける初期段階を説明するための断面図。Sectional drawing for demonstrating the initial stage in 1 batch of the mount joining repetition process of the mounting method. 同１バッチにおける中期段階を説明するための断面図。Sectional drawing for demonstrating the middle stage in the 1 batch. 同１バッチにおける後期段階を説明するための断面図。Sectional drawing for demonstrating the latter stage in the same 1 batch. 変形例１の実装方法に用いられるマザー基板１を示す平面図。The top view which shows the mother board | substrate 1 used for the mounting method of the modification 1. FIG. 変形例２の実装方法に用いられる実装装置のレーザー照射部を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the laser irradiation part of the mounting apparatus used for the mounting method of the modification 2. FIG. 同レーザー照射部のホモジェナイザーを拡大して示す拡大構成図。The expanded block diagram which expands and shows the homogenizer of the laser irradiation part. 同ホモジェナイザーにおける４枚のレンズアレイを示す斜視図。The perspective view which shows four lens arrays in the homogenizer. 変形例３の実装方法に用いられる実装装置のレーザー照射部の要部を示す拡大構成図。FIG. 9 is an enlarged configuration diagram illustrating a main part of a laser irradiation unit of a mounting apparatus used for a mounting method according to Modification 3;

符号の説明Explanation of symbols

１ マザー基板（基板）
２ 基層
３ 電極パッド（回路パターンの一部）
６ はんだペースト（導電性接合材）
７ 配線部（回路パターンの一部）
１００ レーザー発振器（レーザー光発振手段）
１０２ 光ファイバー（レーザー光導通部材、強度分布均一化光学系の一部）
１０４ｄ アパーチャーマスク
１３０ ホモジェナイザー（強度分布均一化光学系の一部）
１５０ 凹面鏡（強度分布均一化光学系の一部）
２００ 電子部品 1 Mother board (board)
2 Base layer 3 Electrode pad (part of circuit pattern)
6 Solder paste (conductive bonding material)
7 Wiring part (part of circuit pattern)
100 Laser oscillator (Laser light oscillation means)
102 Optical fiber (laser beam conducting member, part of uniform intensity distribution optical system)
104d Aperture mask 130 Homogenizer (part of the intensity distribution uniformizing optical system)
150 Concave mirror (part of optical system for uniform intensity distribution)
200 electronic components

Claims (15)

レーザー光透過性を有する基板のおもて面上に導電性接合材と電子部品とを順次積み重ねる積重工程と、該基板を裏面側からおもて面側に向けて透過させたレーザー光により、該導電性接合材を溶融させて該基板と該電子部品とを接合せしめる接合工程とを実施して、該電子部品を該基板上に実装する電子部品実装方法において、
上記接合工程にて、レーザー光の横断面方向の強度分布を均一化せしめる強度分布均一化光学系に通したレーザー光を用いて、上記導電性接合材を溶融させることを特徴とする電子部品実装方法。 A stacking process in which a conductive bonding material and an electronic component are sequentially stacked on the front surface of a substrate having laser light transmission, and laser light transmitted through the substrate from the back surface toward the front surface. In the electronic component mounting method for performing the bonding step of melting the conductive bonding material and bonding the substrate and the electronic component, and mounting the electronic component on the substrate,
Electronic component mounting characterized in that, in the bonding step, the conductive bonding material is melted by using laser light that has passed through an intensity distribution uniformizing optical system that makes the intensity distribution in the cross-sectional direction of the laser light uniform. Method. 請求項１の電子部品実装方法において、
上記強度分布均一化光学系として、光反射性を有する内壁でレーザー光導通路を囲むレーザー光導通部材内にて、レーザー光を該内壁で多重反射させながらレーザー入射側から出射側に導くことで、上記強度分布を均一化せしめるものを用いたことを特徴とする電子部品実装方法。 The electronic component mounting method according to claim 1,
In the laser light conducting member that surrounds the laser light path with the inner wall having light reflectivity as the intensity distribution uniformizing optical system, by guiding the laser light from the laser incident side to the emission side while performing multiple reflection on the inner wall, What is claimed is: 1. An electronic component mounting method characterized by using a material that makes the intensity distribution uniform. 請求項１の電子部品実装方法において、
上記強度分布均一化光学系として、レーザー光発振手段から発せられたレーザー光をその横断面方向に分割して得た複数の分割光のうち、エネルギー強度の比較的高い分割光と、エネルギー強度の比較的低い分割光とを互いに重ね合わせることで、上記強度分布を均一化せしめるものを用いたことを特徴とする電子部品実装方法。 The electronic component mounting method according to claim 1,
Among the plurality of split lights obtained by splitting the laser beam emitted from the laser beam oscillation means in the cross-sectional direction as the intensity distribution uniformizing optical system, the split beam having a relatively high energy intensity and the energy intensity An electronic component mounting method characterized by using a device that makes the intensity distribution uniform by superimposing a relatively low split light on each other. 請求項１の電子部品実装方法において、
上記強度分布均一化光学系として、レーザー光発振手段から発せられたレーザー光を凹面鏡に反射させて得た反射光における横断面方向の外縁部を中心部に重ね合わせることで、上記強度分布を均一化せしめるものを用いたことを特徴とする電子部品実装方法。 The electronic component mounting method according to claim 1,
The intensity distribution is made uniform by superimposing the outer edge in the cross-sectional direction of the reflected light obtained by reflecting the laser beam emitted from the laser beam oscillation means on the concave mirror as the central part as the intensity distribution uniformizing optical system. An electronic component mounting method, characterized by using a squeezable one. 請求項１乃至４の何れかの電子部品実装方法において、
上記接合工程にて、レーザー光遮光部材にレーザー通過用の開口が形成されたアパーチャーマスクに通したレーザー光を用いて、上記導電性接合材を溶融させることを特徴とする電子部品実装方法。 In the electronic component mounting method according to any one of claims 1 to 4,
An electronic component mounting method characterized in that, in the bonding step, the conductive bonding material is melted using a laser beam passed through an aperture mask in which an opening for passing a laser is formed in a laser beam blocking member. 請求項５の電子部品実装方法において、
上記アパーチャーマスクとして、上記開口が複数形成されたものを用いることを特徴とする電子部品実装方法。 In the electronic component mounting method according to claim 5,
What is claimed is: 1. An electronic component mounting method, comprising: using the aperture mask having a plurality of openings. 請求項６の電子部品実装方法において、
上記アパーチャーマスクとして、互いに開口パターンの異なる複数のものを用意しておき、使用する該アパーチャーマスクを切り換えながら、上記接合工程を行うことを特徴とする電子部品実装方法。 In the electronic component mounting method according to claim 6,
An electronic component mounting method comprising preparing a plurality of aperture masks having different opening patterns as the aperture mask and performing the joining step while switching the aperture mask to be used. 請求項１乃至７の何れかの電子部品実装方法において、
上記接合工程にて、上記電子部品を上記基板に向けて押圧しながら、上記導電性接合材を溶融、固化させることを特徴とする電子部品実装方法。 In the electronic component mounting method according to any one of claims 1 to 7,
An electronic component mounting method comprising melting and solidifying the conductive bonding material while pressing the electronic component toward the substrate in the bonding step. 請求項１乃至８の何れかの電子部品実装方法において、
上記接合工程にて、上記基板をレーザー光の光軸に直交する方向に連続移動させながら、該レーザー光を間欠的に照射することで、基板面方向に並ぶ複数の上記導電性接合材を順次溶融させていくことを特徴とする電子部品実装方法。 In the electronic component mounting method according to any one of claims 1 to 8,
In the bonding step, the plurality of conductive bonding materials arranged in the substrate surface direction are sequentially applied by intermittently irradiating the laser light while continuously moving the substrate in a direction perpendicular to the optical axis of the laser light. An electronic component mounting method characterized by melting. 請求項１乃至９の何れかの電子部品実装方法において、
上記接合工程にて、上記レーザー光として波長が１０６４［ｎｍ］であるものを用いるとともに、上記基板として、基層がポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、非晶性ポリオリフィン、ソーダライムガラス、合成石英、硼珪酸ガラス、セラミック、又はポリイミドにジメチルアセトアミドを混合して得られる樹脂からなるものを用いることを特徴とする電子部品実装方法。 In the electronic component mounting method according to any one of claims 1 to 9,
In the bonding step, the laser beam having a wavelength of 1064 [nm] is used, and the base layer is polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, amorphous polyolefin, soda lime glass, synthetic quartz, borosilicate as the substrate. An electronic component mounting method comprising using glass, ceramic, or a resin obtained by mixing dimethylacetamide with polyimide. 請求項１乃至１１の何れかの電子部品実装方法において、
上記接合工程にて、上記レーザー光として波長が２４８〜３５５［ｎｍ］であるものを用いるとともに、上記基板として、基層がポリアセタール樹脂、フッ素樹脂、ソーダライムガラス、合成石英、硼珪酸ガラス又はセラミックからなるものを用いることを特徴とする電子部品実装方法。 In the electronic component mounting method according to any one of claims 1 to 11,
In the bonding step, the laser light having a wavelength of 248 to 355 [nm] is used, and the base layer is made of polyacetal resin, fluororesin, soda lime glass, synthetic quartz, borosilicate glass or ceramic as the substrate. An electronic component mounting method characterized by using the following. 請求項１０又は１１の電子部品実装方法において、
上記基板として、上記基層がポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートもしくは非晶性ポリオリフィンからなるもの、あるいは、上記基層がポリアセタール樹脂もしくはフッ素樹脂からなるものであって、且つ該基層に滑剤が混練されていないものを用いることを特徴とする電子部品実装方法。 In the electronic component mounting method according to claim 10 or 11,
As the substrate, the base layer is made of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate or amorphous polyolefin, or the base layer is made of polyacetal resin or fluororesin, and the base layer is not kneaded with a lubricant. An electronic component mounting method using the method. 請求項１乃至１２の何れかの電子部品実装方法において、
上記基板として、回路パターンがレーザー光透過性を有していない材料からなるものを用いたことを特徴とする電子部品実装方法。 In the electronic component mounting method according to any one of claims 1 to 12,
An electronic component mounting method characterized in that a circuit pattern made of a material having no laser beam transparency is used as the substrate. 請求項１３の電子部品実装方法であって、
レーザー光透過性を有していない材料が銅、金、白金又はアルミニウムであることを特徴とする電子部品実装方法。 The electronic component mounting method according to claim 13, comprising:
An electronic component mounting method, wherein the material that does not have laser light transmittance is copper, gold, platinum, or aluminum. 請求項１３又は１４の電子部品実装方法において、
上記基板として、おもて面と裏面との間の中間層又は裏面にも回路パターンに形成し且つ互いの回路パターン内の電極パッドをそれぞれ相手側の回路パターンの基板厚み方向における投影像に重ならない位置に配設したものを用いることを特徴とする電子部品実装方法。 In the electronic component mounting method according to claim 13 or 14,
As the substrate, a circuit pattern is also formed on the intermediate layer between the front surface and the back surface or on the back surface, and the electrode pads in each circuit pattern are superimposed on the projected image in the substrate thickness direction of the other circuit pattern. An electronic component mounting method characterized by using a device disposed at a position where it does not become necessary.
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