JP2006278385A

JP2006278385A - 電子部品及びその製造方法

Info

Publication number: JP2006278385A
Application number: JP2005090701A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Shirako; 一郎白子; Osamu Kitamura; 修北村
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2006-10-12

Abstract

【課題】接合部材を有効に加熱して信頼性の高い実装を行うことができ、しかも電子素子の損傷がない電子部品及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】素子実装領域１１ａ及び加熱用開口１１ｂを有する絶縁性基体１１を準備する。絶縁性基体１１に、素子実装領域１１ａ及び加熱用開口１１ｂにそれぞれ表面が露出するように導電部材１３を取り付ける。素子実装領域１１ａに露出する導電部材１３上に接合部材としてクリーム半田を供給する。クリーム半田上に電極１２ｂが位置するようにチップＬＥＤ１２を搭載する。加熱用開口１１ｂで露出している導電部材１３にレーザ１５を照射することにより、導電部材１３を介してクリーム半田を加熱して溶融させる。これにより、チップＬＥＤ１２の電極１２ｂと導電部材１３とを半田付けして、チップＬＥＤ１２を導電部材１３に実装する。
【選択図】図３

Description

本発明は電子部品及びその製造方法に関し、特に絶縁性基体上に電子素子を実装してなる電子部品及びその製造方法に関する。

絶縁性基体上に電子素子、例えばチップＬＥＤなどを実装してなる電子部品を製造する場合、例えば、図４に示すように、素子実装領域２１ａを有し、その素子実装領域２１ａに導電部材２３を取り付けた絶縁性基体２１に、電極２２ａが導電部材２３に接触するようにチップＬＥＤ２２を搭載し、電極２２ａ及び導電部材２３近傍に半田ごて２５で糸半田２４を溶融しながら供給して電極２２ａと導電部材２３とを半田２４ａにより電気的に接続する。

あるいは、図５に示すように、素子実装領域２１ａを有し、その素子実装領域２１ａに導電部材２３を取り付けた絶縁性基体２１に、電極２２ａが導電部材２３に接触するようにチップＬＥＤ２２を搭載し、電極２２ａ及び導電部材２３近傍にクリーム半田を供給し、レーザ２６を照射してクリーム半田を溶融させて、電極２２ａと導電部材２３とを半田２４ａにより電気的に接続する。

あるいは、絶縁性基体の素子実装領域上にクリーム半田を供給し、そのクリーム半田上に電子素子を搭載し、絶縁性基体の裏面側から電熱ヒータ内蔵こてによりクリーム半田を溶融させて電子素子を実装する（特許文献１参照）。
特願２００１−１１１２０７号公報

しかしながら、図４及び図５に示す方法においては、電子素子までも溶融させたり、焦がしたりする恐れがある。先端を極細にした半田ごてやレーザスポットを小さく絞っても、素子実装領域が凹部に存在している場合には、半田ごてやレーザが有効に半田に届かないことがあり、上記のような不具合が現れる。また、絶縁性基体の裏面側から電熱ヒータ内蔵こてにより半田を溶融させて電子素子を実装する方法では、絶縁性基体を介して半田に対して加熱が行われるので、加熱効率が悪く、十分に半田を加熱することができない恐れがある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、接合部材を有効に加熱して信頼性の高い実装を行うことができ、しかも電子素子の損傷がない電子部品及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の電子部品は、互いに対向する主面を有し、一方の主面に素子実装領域が設けられ、他方の主面に加熱用開口が設けられた絶縁性基体と、前記素子実装領域及び前記加熱用開口にそれぞれ表面が露出するように前記絶縁性基体に取り付けられた導電部材と、前記素子実装領域において前記導電部材と接合部材により電気的に接続された電子素子と、を具備することを特徴とする。

本発明の電子部品は、互いに対向する主面を有し、一方の主面に素子実装領域が設けられ、他方の主面に加熱用開口が設けられており、前記素子実装領域及び前記加熱用開口にそれぞれ表面が露出するように導電部材が取り付けられた絶縁性基体を準備する工程と、前記素子実装領域に接合部材を与えて電子素子を搭載する工程と、前記加熱用開口に露出している前記導電部材の表面を加熱して、加熱した接合部材により前記電子素子を前記導電部材に実装する工程と、により得られることを特徴とする。

これらの構成によれば、電子素子自体を直接加熱することがないので、電子素子の損傷を防止することができる。また、導電部材は熱伝導性が良いので、裏面側から、すなわち加熱用開口側から加熱しても十分に接合部材に熱を供給することができ、接合部材を溶融させることができる。したがって、信頼性の高い状態で実装を行うことが可能となる。

本発明の電子部品においては、前記絶縁性基体の前記素子実装領域は、前記一方の主面に設けられた凹部内に設けられていることが好ましい。また、この構成によれば、電子素子と導電部材との間の接合部が凹部内に位置することから、接合部が保護されるという効果を奏する。

本発明の電子部品の製造方法は、互いに対向する主面を有し、一方の主面に素子実装領域が設けられ、他方の主面に加熱用開口が設けられており、前記素子実装領域及び前記加熱用開口にそれぞれ表面が露出するように導電部材が取り付けられた絶縁性基体を準備する工程と、前記素子実装領域に接合部材を与えて電子素子を搭載する工程と、前記加熱用開口に露出している前記導電部材の表面を加熱して、加熱した接合部材により前記電子素子を前記導電部材に実装する工程と、を含むことを特徴とする。

この方法によれば、電子素子の損傷を防止することができる。また、導電部材は熱伝導性が良いので、裏面側から、すなわち加熱用開口側から加熱しても十分に接合部材に熱を供給することができ、接合部材を溶融させることができる。したがって、信頼性の高い状態で実装を行うことが可能となる。

本発明の電子部品及び電子部品の製造方法においては、前記加熱がレーザ加熱であることが好ましい。これにより、電子素子への熱的衝撃を最小限にすることが可能となる。また、レーザ加熱の場合、スポット径を小さくすることができるので加熱用開口のサイズを小さくすることができる。

本発明の電子部品は、互いに対向する主面を有し、一方の主面に素子実装領域が設けられ、他方の主面に加熱用開口が設けられ絶縁性基体と、前記素子実装領域及び前記加熱用開口にそれぞれ表面が露出するように前記絶縁性基体に取り付けられた導電部材と、前記素子実装領域において前記導電部材と接合部材により電気的に接続された電子素子と、を具備するので、接合部材を有効に加熱して信頼性の高い接合を行うことができ、しかも電子素子の損傷がない。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る電子部品を示す平面図であり、図２は、本発明の実施の形態に係る電子部品を示す底面図であり、図３は、本発明の実施の形態に係る電子部品を示す側面図である。

図１から図３に示す電子部品は、素子実装領域１１ａ及び加熱用開口１１ｂを有する絶縁性基体１１と、素子実装領域１１ａ及び加熱用開口１１ｂにそれぞれ表面が露出するように絶縁性基体１１に取り付けられた導電部材１３と、素子実装領域１１ａにおいて導電部材１３と接合部材である半田１４により電気的に接続された電子素子であるチップＬＥＤ１２とから主に構成されている。なお、図１から図３は、電子部品の構成を示す模式図であり、素子実装領域１１ａ及び電子素子であるチップＬＥＤ１２をそれぞれ一つ示しているが、本発明は、絶縁性基体１１に複数の素子実装領域１１ａが設けられ、複数の電子素子がそれぞれの素子実装領域１１ａに、一つ又は複数個接続される構成を含む。

絶縁性基体１１は、互いに対向する主面を備えており、一方の主面に素子実装領域１１ａが設けられ、他方の主面に加熱用開口１１ｂが設けられている。絶縁性基体１１の素子実装領域１１ａは、一方の主面に凹部１１ｃが形成され、その凹部１１ｃ内に設けられている。すなわち、絶縁性基体１１において、素子実装領域１１ａの素子接合部位が主面よりも下方（深い場所）に位置している。また、凹部１１ｃは、電子素子であるチップＬＥＤ１２の平面サイズよりも僅かに大きい開口部分を有し、ＬＥＤ１２の概略の位置決めに寄与している。加熱用開口１１ｂは、少なくともスポット的に加熱する加熱手段（ここではレーザ）のスポット径よりも大きいサイズに設定する。なお、絶縁性基体１１は、絶縁性材料である、例えば樹脂材料の成形体により構成されている。また、素子実装領域１１ａや加熱用開口１１ｂの平面的な形状は特に制限はない。

導電部材１３は、ここでは一対の板状体で構成されており、絶縁性基体１１に取り付けられている。また、導電部材１３は、それぞれの主面が絶縁性基体１１の素子実装領域１１ａ及び加熱用開口１１ｂで露出している。この素子実装領域１１ａで露出した表面上には半田１４によりチップＬＥＤ１２が実装され、加熱用開口１１ｂで露出した表面においてはレーザ１５による加熱が行われる。導電部材１３は、例えばインサート成形により絶縁性基体１１と一体的に作製することができる。なお、導電部材１３の材料としては、熱伝導性が良好で、接合部材との相性が良い、ここでは半田付け性が良い材料であることが好ましい。

チップＬＥＤ１２は、頂部にキャップ１２ａが装着されており、底部及び側部には、断面略Ｌ字形状の電極１２ｂが設けられている。ここでは、電極１２ｂは、側部に位置する電極面が対向するように２つの電極板で構成されている。チップＬＥＤ１２は、底面の電極１２ｂが導電部材１３の素子実装領域側の表面に当接するように搭載される。なお、電極１２ｂの材料としては、接合部材との相性が良い、ここでは半田付け性が良い材料であることが好ましい。

次に、上記構成を有する電子部品の製造方法について説明する。
この電子部品を製造する場合、まず、素子実装領域１１ａ及び加熱用開口１１ｂを有する絶縁性基体１１を準備する。この絶縁性基体１１は、樹脂材料の射出成形などにより作製することができる。この絶縁性基体１１に、素子実装領域１１ａ及び加熱用開口１１ｂにそれぞれ表面が露出するように導電部材１３を取り付ける。導電部材１３を絶縁性基体１１に取り付ける場合、それぞれを別体に作製し、導電部材１３を絶縁性基体１１に取り付けても良く、導電部材１３をインサート部材としたインサート成形により絶縁性基体１１及び導電部材１３を一体に作製しても良い。インサート成形により絶縁性基体１１及び導電部材１３を一体に作製することにより、導電部材１３を絶縁性基体１１に確実に保持させることができ、導電部材１３の支持強度を向上させることができ、チップＬＥＤ１２の実装をより良好に行うことができる。

次いで、素子実装領域１１ａに露出する導電部材１３上に接合部材としてクリーム半田を供給する。その後、クリーム半田上に電極１２ｂが位置するようにチップＬＥＤ１２を搭載する。なお、クリーム半田は、例えばディスペンサなどの吐出装置などを用いて導電部材１３の所定の位置に供給される。なお、クリーム半田の供給量については、信頼性が高い状態で半田付けが可能となる量に適宜設定する。

次いで、加熱用開口１１ｂで露出している導電部材１３の表面をレーザ加熱してクリーム半田を導電部材１３の裏面側から溶融する。すなわち、加熱用開口１１ｂで露出している導電部材１３にレーザ１５を照射することにより、導電部材１３を介してクリーム半田を加熱して溶融させる。これにより、チップＬＥＤ１２の電極１２ｂと導電部材１３とを半田付けして、チップＬＥＤ１２を導電部材１３に実装する。

このように本実施の形態に係る電子部品は、素子実装領域１１ａ及び加熱用開口１１ｂにそれぞれ表面が露出するように絶縁性基体１１に取り付けられた導電部材１３の素子実装領域１１ａにクリーム半田を供給し、その上にチップＬＥＤ１２を搭載し、加熱用開口１１ｂから導電部材１３を加熱して導電部材１３を介してクリーム半田を溶融させて導電部材１３にチップＬＥＤ１２を実装してなる。したがって、チップＬＥＤ１２自体を直接加熱することがないので、チップＬＥＤ１２の損傷を防止することができる。また、導電部材１３は熱伝導性が良いので、裏面側から、すなわち加熱用開口１１ｂ側から加熱しても十分にクリーム半田に熱を供給することができ、クリーム半田を溶融させることができる。したがって、信頼性の高い状態で半田付けを行うことが可能となる。

特に、図３に示すように、素子実装領域１１ａ側からの半田付けが難しい場合、すなわち、素子実装領域１１ａが凹部１１ｃ内に設けられて導電部材１３と電極１２ｂとの接合部分が絶縁性基体１１の主面よりも下方に位置している場合、さらに凹部１１ｃの壁面とチップＬＥＤ１２との間隔が狭い場合などには、本構成及び本方法が有効である。また、加熱としてレーザ加熱を用いているので、チップＬＥＤ１２への熱的衝撃を最小限にすることが可能となる。また、レーザ加熱の場合、スポット径を小さくすることができるので加熱用開口１１ｂのサイズを小さくすることができる。

本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態においては、電子素子がチップＬＥＤである場合について説明しているが、本発明は電子素子がチップＬＥＤ以外の素子である場合にも適用することができる。また、上記実施の形態においては、加熱がレーザ加熱である場合について説明しているが、本発明においては、レーザ加熱以外のスポット的に加熱を行う方法にも適用することができる。また、上記実施の形態においては、接合部材が半田である場合について説明しているが、本発明においては、接合部材が半田以外の加熱により接合が可能な、例えば導電性樹脂であっても良い。また、上記実施の形態においては、チップＬＥＤにキャップが装着されている場合について説明しているが、本発明は電子素子にキャップが装着されていない場合にも適用することができる。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

本発明の実施の形態に係る電子部品を示す平面図である。本発明の実施の形態に係る電子部品を示す底面図である。本発明の実施の形態に係る電子部品を示す側面図である。従来の電子部品を示す側面図である。従来の電子部品を示す側面図である。

符号の説明

１１絶縁性基体
１１ａ素子実装領域
１１ｂ加熱用開口
１１ｃ凹部
１２チップＬＥＤ（電子素子)
１２ａキャップ
１２ｂ電極
１３導電部材
１４半田（接合部材)
１５レーザ

Claims

互いに対向する主面を有し、一方の主面に素子実装領域が設けられ、他方の主面に加熱用開口が設けられた絶縁性基体と、前記素子実装領域及び前記加熱用開口にそれぞれ表面が露出するように前記絶縁性基体に取り付けられた導電部材と、前記素子実装領域において前記導電部材と接合部材により電気的に接続された電子素子と、を具備することを特徴とする電子部品。
互いに対向する主面を有し、一方の主面に素子実装領域が設けられ、他方の主面に加熱用開口が設けられており、前記素子実装領域及び前記加熱用開口にそれぞれ表面が露出するように導電部材が取り付けられた絶縁性基体を準備する工程と、前記素子実装領域に接合部材を与えて電子素子を搭載する工程と、前記加熱用開口に露出している前記導電部材の表面を加熱して、加熱した接合部材により前記電子素子を前記導電部材に実装する工程と、により得られることを特徴とする電子部品。
前記絶縁性基体の前記素子実装領域は、前記一方の主面に設けられた凹部内に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電子部品。
前記加熱がレーザ加熱であることを特徴とする請求項２記載の電子部品。
互いに対向する主面を有し、一方の主面に素子実装領域が設けられ、他方の主面に加熱用開口が設けられており、前記素子実装領域及び前記加熱用開口にそれぞれ表面が露出するように導電部材が取り付けられた絶縁性基体を準備する工程と、前記素子実装領域に接合部材を与えて電子素子を搭載する工程と、前記加熱用開口に露出している前記導電部材の表面を加熱して、加熱した接合部材により前記電子素子を前記導電部材に実装する工程と、を含むことを特徴とする電子部品の製造方法。
前記加熱がレーザ加熱であることを特徴とする請求項５記載の電子部品の製造方法。