JP2007019507A - 基板組立体製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板の間の空間に電子部品を実装することにより高密度化された基板組立体を製造することができる基板組立体製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明による基板組立体製造方法は、第１基板の上部面にソルダペーストを塗布する段階と；前記ソルダペーストが塗布された前記第１基板の上部面に電子部品を配置する段階と；前記電子部品の上側および前記第１基板の上部面に第２基板を配置する段階と；前記ソルダペーストを硬化する段階とを含む。
【選択図】 図２

Description

本発明は、基板組立体製造方法に係わり、より詳しくは、基板の間の空間に電子部品を実装することで高密度化された基板組立体を製造することができる基板組立体製造方法に関する。

印刷回路基板（ＰＣＢ）はデジタルＴＶ、コンピューターなどの家電製品から先端通信機器まで電子製品の部品として広範囲に使用される。このような基板は、所定の基板本体上に信号線を形成して集積回路、抵抗器およびスイッチなどの電子部品または信号線の間を接続して相互電気的に連結されるようにしたり信号が伝達されるようにする。

基板には多様な電子部品が電気的に連結されるようにその表面に実装される。最近は電子製品が多機能化および軽量化されることに伴って、狭い基板に電子部品を多く実装することができる高密度化が必要である。このような実装方法の一つであるボールグリッドアレイは電気的信号経路の最少化を通じて電気的特性を向上させる目的でパッケージの実装手段としてソルダボールを利用する。

従来の技術は、図１に示されているように、メイン基板本体１と、メイン基板本体１上に実装される手動素子７およびフリップチップ５と、ボールグリッドアレイ方式で形成された補助基板３と、補助基板３とフリップチップ５を電気的に接続するバイア（ビア）ホール９とを含んで構成される。このような構成によって、メイン基板本体１と補助基板３、手動素子７およびフリップチップ５は電気的に接続されて所定の機能を遂行している。

このような従来の技術では、特に基板本体にボールグリッドアレイ方式で形成された補助基板が実装される場合に、補助基板の下面とメイン基板本体の間の空間を基板組立体の設計時から活用できないという問題点がある。このため、従来の技術は、実装された基板に実装される電子部品の高密度化が行われずに、電子製品の小型化および多機能化を妨げ、信号線の長さが長くなってノイズなどを発生させる恐れがある。

したがって、本発明の目的は、基板の間の空間に電子部品を実装して高密度化することができる基板組立体製造方法を提供することにある。

前記目的は、本発明によって、基板組立体製造方法において、第１基板の上部面にソルダペーストを塗布する段階と；前記ソルダペーストが塗布された前記第１基板の上部面に電子部品を配置する段階と；前記電子部品の上側および前記第１基板の上部面に第２基板を配置する段階と；前記ソルダペーストを硬化する段階とを含むことを特徴とする基板組立体製造方法によって達成される。

ここで、前記第２基板はボールグリッドアレイ方式およびカラムグリッドアレイ方式のうちの一つ以上によって配置されるのが好ましい。

また、前記第１基板の上部面が下側に向かうように第１基板を反転する段階と；前記第１基板の下部面にソルダペーストを塗布する段階と；前記ソルダペーストが塗布された前記第１基板の下部面に電子部品を配置する段階と；前記電子部品の上側および前記第１基板の下部面に第３基板を配置する段階と；前記ソルダペーストを硬化する段階とをさらに含むことが好ましい。

また、前記第２基板の上部面にソルダペーストを塗布する段階と；前記ソルダペーストが塗布された第２基板の上部面に電子部品を配置する段階と；前記ソルダペーストを硬化する段階とをさらに含むことが好ましい。

また、前記電子部品の上側および前記第２基板の上部面に第３基板を配置する段階と；前記ソルダペーストを硬化する段階とをさらに含むことが好ましい。

また、前記電子部品はフリップチップ、角型チップ、Ｗ−ＣＳＰ（ウエハーレベルチップサイズパッケージ）および手動素子のうちの一つ以上を含むのが好ましい。

また、本発明の目的は、第１基板の上部面一側にソルダペーストを塗布する段階と；前記第１基板の上部面他側にフィルムを載置させる段階と；前記ソルダペーストが塗布された前記第１基板の上部面に電子部品を配置する段階と；前記フィルムが載置された前記第１基板の上部面に電子部品を配置する段階と；前記フィルムに載置された電子製品と前記第１基板とを接合する段階と；前記電子部品の上側および前記第１基板の上部面に第２基板を配置する段階と；前記ソルダペーストを硬化する段階とを含むことを特徴とする基板組立体製造方法によって達成される。

ここで、前記フィルムが載置された基板の上部面に配置される電子部品はフリップチップを含み、前記フィルムはＡＣＦおよびＮＣＦのうちのいずれか一つであるのが好ましい。

本発明によれば、基板の間の空間に電子部品を実装して高密度化された基板組立体を製造することができる基板組立体製造方法が提供される。

以下、添付図面を参照して本発明の基板組立体製造方法について説明する。

多様な実施形態において、同一な構成要素に対しては同一な参照番号を付与し、同一な構成要素に対しては第１実施形態で代表的に説明し、他の実施形態では省略されることができる。

本発明の第１実施形態による基板組立体製造方法は、図２に示されているように、第１基板２０の上部面２１にソルダペースト３１を塗布するペースト塗布段階（２００ａ）と；ソルダペースト３１が塗布された第１基板２０の上部面２１に電子部品４０を配置する部品配置段階（２００ｂ）と；電子部品４０の上側および第１基板２０の上部面２１に第２基板５０を配置する第２基板配置段階（２００ｃ）と；ソルダペースト３１を硬化するペースト硬化段階（２００ｄ）とを含む。

ペースト塗布段階（２００ａ）では、第１基板２０とこれに実装された第２基板５０および電子部品４０が相互結合するようにソルダペースト３１を塗布する。ペースト塗布段階（２００ａ）ではスクリーンプリンターのような装置を利用して、ソルダペースト３１が第１基板２０の上部面２１の所定位置に塗布されるようにすることができる。

第１基板２０は主にメイン基板として採用され、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリエステルおよびポリエーテルイミドフィルムなどで製作された薄い板状に形成された公知の種類を含むことができる。

ソルダペースト３１はＳｎを主成分として、伝導性がある銅、銀のような成分を含む合金を選択的に採用することができる。

部品配置段階（２００ｂ）では、図２に示されているように、ソルダペースト３１が塗布された第１基板２０の上部面２１に電子部品４０を配置する。部品配置段階（２００ｂ）ではソルダペースト３１が塗布された部分に電子部品を自動的に配置する、公知のチップマウント（図示せず）のような装置を利用することができる。

電子部品４０は、フリップチップ、角型チップ、Ｗ−ＣＳＰおよび手動素子のうちの一つ以上を含む。フリップチップはダイと電極を電気的に接続して実装され、配線はダイの表面にある導電性バンプを利用して形成される。Ｗ−ＣＳＰはウエハー状態でそのまま半導体組立の最終工程まで処理して立方体化される。手動素子は能動素子と組合わせた時に機能を発揮する抵抗、コイル、コンデンサー、スイッチなどを含む。電子部品４０は第１基板２０の上部面２１に実装されて第１基板２０と電気的に接続される。

第２基板配置段階（２００ｃ）では、電子部品４０の上側および第１基板２０の上部面２１の所定の位置に第２基板５０を配置する。このために、ソルダペースト３１が塗布された部分に電子部品４０を自動的に配置するチップマウント（図示せず）のような装置を利用することができる。

第１および第２基板２０、５０の間には電子部品４０を実装することができる受容部２５が形成されている。これによって、電子部品４０は受容部２５に実装されて、電子部品４０の高密度化および多機能化を達成することができ、信号線の長さを短くすることができる。

第２基板５０はボールグリッドアレイ方式によって配置され、受容部２５を形成することができるカラムグリッドアレイ方式のようなものを選択的に含むことができる。ボールグリッドアレイ方式の第２基板５０では、受容部２５が第１基板２０の板面と第２基板５０の板面との間にあるソルダボール５１によって形成される。カラムグリッドアレイ方式の第２基板５０では、受容部２５が第１基板２０の板面と第２基板５０の板面との間にあるピン（図示せず）によって形成される。

ペースト硬化段階（２００ｄ）では、ソルダペースト３１を溶かした後に硬化させる。これによって、電子部品４０および第２基板５０はソルダペースト３１によって第１基板２０と堅固に結合される。ペースト硬化段階（２００ｄ）ではリフロー方式を利用する硬化器のような装備を用いることができる。

このような構成によって、本発明の第１実施形態による基板組立体製造方法の製造過程は、図２を参照して見てみると次の通りである。

まず、第１基板２０を平らな板状の作業台に位置させる。ペースト塗布段階（２００ａ）では第１基板２０と電子部品４０および第２基板５０が結合されるように第１基板２０の上部面２１にソルダペースト３１を塗布する。その後、部品配置段階（２００ｂ）では第２基板５０の下側に実装されるようにソルダペースト３１が塗布された第１基板２０の上部面２１に電子部品４０を配置する。その後、第２基板配置段階（２００ｃ）では第１および第２基板２０、５０の間に形成された受容部２５に電子部品４０が実装されるように電子部品４０の上側および第１基板２０の上部面２１に第２基板５０を配置する。その後、ペースト硬化段階（２００ｄ）ではソルダペースト３１を加熱および冷却してソルダペースト３１を硬化する。これによって、電子部品４０および第２基板５０は第１基板２０と堅固に結合される。

これによって、第１基板５０の上部面２１の空間を活用して電子部品４０を実装することができるので、電子部品４０の高密度化および多機能化を達成することができる。また、信号線の長さを短くしてノイズの発生を減少させることができる。

本発明の第２実施形態による基板組立体製造方法は、図３に示されているように、第１基板２０の上部面２１が下側に向かうように反転する反転段階（３００ａ）と；第１基板２０の下部面２３にソルダペースト３１ｂを塗布するペースト塗布段階（３００ｂ）と；ソルダペースト３１ｂが塗布された第１基板２０の下部面２３に電子部品４０ｂを配置する部品配置段階（３００ｃ）と；電子部品４０ｂの上側および第１基板２０の下部面２３に第３基板６０を配置する第３基板配置段階（３００ｄ）と；ソルダペースト３１ｂを硬化するペースト硬化段階（３００ｅ）とを含む。

これによって、第１基板５０の下部面２３の受容部２５ｂを活用して電子部品４０ｂを実装することができるので、電子部品４０ｂの高密度化および多機能化を達成することができる。また、信号線の長さを短くしてノイズの発生を減少させることができる。

このような構成によって、本発明による第２実施形態による基板組立体製造方法の製造過程は、図３に示されているように、反転段階（３００ａ）を除いては第１実施形態と同一なので、詳細な説明を省略する。ただし、反転段階（３００ａ）では第１基板２０の上部面２１が下側に向かうように第１基板２０の周縁を支持し、支持する領域を反転および復帰可能に回転させることができる装置（図示せず）を採用することができる。

本発明の第３実施形態による基板組立体製造方法は、図４に示されているように、第２基板５０の上部面にソルダペースト３１ｂを塗布するペースト塗布段階（４００ａ）と；ソルダペースト３１ｂが塗布された第２基板５０の上部面（図示せず）に電子部品４０ｂを配置する電子部品配置段階（４００ｂ）と；ソルダペースト３１ｂを硬化するペースト硬化段階（４００ｃ）とを含む。

これによって、第２基板５０の上部面を活用して電子部品４０ｂを実装することができるので、電子部品４０ｂの高密度化および多機能化を達成することができる。また、信号線の長さを短くしてノイズの発生を減少させることができる。

本発明の第３実施形態による基板組立体製造方法の製造過程は、図４に示されているように、第２基板５０の上部面に電子部品４０ｂを実装すること以外に第１実施形態と製造過程が同一なので、詳細な説明を省略する。第３実施形態では第２実施形態を含むことができるのは勿論である。

本発明の第４実施形態による基板組立体製造方法は、図５に示されているように、上部面２１の一側にソルダペースト３１が塗布された第１基板２０の上部面２１他側にフィルム３５を載置させるフィルム載置段階（５００ａ）と；ソルダペースト３１が塗布された第１基板２０の上部面２１に電子部品４０を配置する第１部品配置段階（図示せず）と；フィルム３５が載置された第１基板２０の上部面２１に電子部品４０を配置する第２部品配置段階（５００ｂ）と；フィルム３５に載置された電子製品４０と第１基板２０とを接合する接合段階（５００ｃ）と；電子部品４０の上側および第１基板２０の上部面２１に第２基板５０を配置する第２基板配置段階（５００ｄ）と；ソルダペースト３１を硬化するペースト硬化段階（５００ｅ）とを含む。これによって、フリップチップのような電子部品４０は第１基板２０と第２基板５０の間の受容部２５に実装され、電子部品４０の高密度化および多機能化が達成されることができる。以下、他の実施形態と同一な構成については説明を省略する。

フィルム載置段階（５００ａ）では、電子部品４０を自動的に配置するチップマウント（図示せず）のように、フィルム３５を自動的に載置させる装置を利用することができるのは勿論である。

電子部品４０はフィルム３５によって第１基板２０と結合されることができるフリップチップを含む。電子部品４０は一つ以上を含むことができる。

フィルム３５は薄い異方導電性フィルム（ＡＣＦ）および非導電性フィルム（ＮＣＦ）のうちの一つ以上を含む。

接合段階（５００ｃ）では、載置されたフィルム３５に実装される電子部品４０が第１基板２０と結合されるように加熱および加圧する。しかし、接合段階（５００ｃ）では前述の方法の他にも、第１基板２０の上部面２１にフラックス（ｆｌｕｘ）を塗布した後に接合する方法、超音波を利用して金属間を結合する方法を選択的に採用することができるのは勿論である。

本発明による第４実施形態は前述の第２および第３実施形態を含むことができるのは勿論であり、それによる構成は前述の内容と同一なので詳細な説明を省略する。

したがって、本実施形態によれば、第１基板と第２基板の間の空間に電子部品を実装することにより電子部品の高密度化が達成され、小型化および多機能化された電子製品を提供することができる。また、信号線の長さが短くなってノイズの発生を減少させることができる。

従来の技術による断面図である。 本発明による基板組立体製造過程の第１実施形態を示す概略図である。 本発明による基板組立体製造過程の第２実施形態を示す概略図である。 本発明による基板組立体製造過程の第３実施形態を示す概略図である。 本発明による基板組立体製造過程の第４実施形態を示す概略図である。

符号の説明

２０ 第１基板
２１ 第１基板の上部面
２３ 第１基板の下部面
２５ 受容部
３１、３１ｂ ソルダペースト
３５ フィルム
４０、４０ｂ 電子部品
５０ 第２基板
５１ ソルダボール
６０ 第３基板

Claims (8)

1. 基板組立体製造方法において、
   第１基板の上部面にソルダペーストを塗布する段階と；
   前記ソルダペーストが塗布された前記第１基板の上部面に電子部品を配置する段階と；
   前記電子部品の上側および前記第１基板の上部面に第２基板を配置する段階と；
   前記ソルダペーストを硬化する段階を含むことを特徴とする基板組立体製造方法。
2. 前記第２基板は、ボールグリッドアレイ方式およびカラムグリッドアレイ方式のうちの一つ以上によって配置されることを特徴とする請求項１に記載の基板組立体製造方法。
3. 前記第１基板の上部面が下側に向かうように第１基板を反転する段階と；
   前記第１基板の下部面にソルダペーストを塗布する段階と；
   前記ソルダペーストが塗布された前記第１基板の下部面に電子部品を配置する段階と；
   前記電子部品の上側および前記第１基板の下部面に第３基板を配置する段階と；
   前記ソルダペーストを硬化する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の基板組立体製造方法。
4. 前記第２基板の上部面にソルダペーストを塗布する段階と；
   前記ソルダペーストが塗布された第２基板の上部面に電子部品を配置する段階と；
   前記ソルダペーストを硬化する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の基板組立体製造方法。
5. 前記電子部品の上側および前記第２基板の上部面に第３基板を配置する段階と；
   前記ソルダペーストを硬化する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の基板組立体製造方法。
6. 前記電子部品は、フリップチップ、角型チップ、Ｗ−ＣＳＰ（ウエハーレベルチップサイズパッケージ）および手動素子のうちの一つ以上を含むことを特徴とする請求項１乃至５に記載の基板組立体製造方法。
7. 基板組立体製造方法において、
   第１基板の上部面一側にソルダペーストを塗布する段階と；
   前記第１基板の上部面他側にフィルムを載置させる段階と；
   前記ソルダペーストが塗布された前記第１基板の上部面に電子部品を配置する段階と；
   前記フィルムが載置された前記第１基板の上部面に電子部品を配置する段階と；
   前記フィルムに載置された電子製品と前記第１基板とを接合する段階と；
   前記電子部品の上側および前記第１基板の上部面に第２基板を配置する段階と；
   前記ソルダペーストを硬化する段階とを含むことを特徴とする基板組立体製造方法。
8. 前記フィルムが載置された基板の上部面に配置される電子部品はフリップチップを含み、
   前記フィルムはＡＣＦおよびＮＣＦのうちのいずれか一つであることを特徴とする請求項７に記載の基板組立体製造方法。

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