JP2007214331A - 電子部品の実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フィレットが小さくはんだの接続強度が弱い。
【解決手段】接続ランド２８、２９に対応する位置に凹部６１、６２が形成された樹脂製のフィルム６３に対し、凹部６１、６２へはんだペースト４３を充填する導体ペースト充填工程４２と、この導体ペースト充填工程４２の後で接続ランド２８、２９と凹部６１、６２とが対向するようにフィルム６３を配線基板２２へ貼り付ける貼付け工程４６と、この貼付けられた状態で加熱あるいは加圧して導体ペースト４３と接続ランド２８、２９とを接触させる接触・転写工程４７と、この接触・転写工程４７の後で配線基板２２からフィルム６３を剥離する剥離工程４８とを有し、凹部にはチップ部品２６の側面２６ａと対向する突起部８１ｂが設けられたものである。これにより、はんだペースト４３が側面２６ａに接するので、はんだ接続面積が大きくなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、導体ペーストを配線基板へ供給し、この導体ペーストで電子部品を配線基板へ装着・接続する電子部品の実装方法に関するものである。

以下、従来の電子部品の実装方法について詳細に説明する。図１２は、従来の電子部品の実装方法の製造フローチャートである。図１２において、クリーム半田印刷工程１では、配線基板２にクリームはんだ３をメタルマスクを用いて印刷する。そしてこのクリーム半田印刷工程１の後の実装工程４では、クリームはんだ３の上にチップ部品５が装着される。そして、この実装工程４の後のリフロー工程６において、クリームはんだ３は加熱・溶融し、チップ部品５が配線基板２へ接続・固定される。

次に、従来の電子部品の実装方法について図１２に示した工程の順で以下詳細に説明する。図１３は、従来の電子部品の実装方法におけるクリーム半田印刷工程１の説明図である。図１２、図１３において、まず配線基板２は、ガラス・エポキシ系の樹脂基材であり、この基材上には予め導体パターン（図示なし）が形成されている。なお、この配線パターン上には絶縁膜（図示せず）が形成されている。この絶縁膜の一部分に絶縁膜不形成部（図示せず）が形成され、そしてこの絶縁膜不形成部には、導体パターンと接続された接続ランド１２が形成されている。

まずクリーム半田印刷工程１では、所定の位置に孔１３が設けられたメタルマスク１４が配線基板２の上に配置される。ここで、これらの孔１３はそれぞれの接続ランド１２と対応する位置に形成されている。

そして、このメタルマスク１４の上面にクリームはんだ３を供給し、スキージ１５を図示Ａ方向へと移動させることで、クリームはんだ３が孔１３へ充填される。そしてこの状態でメタルマスク１４を外すと、孔１３内に充填されたクリームはんだ３ａが接続ランド１２上に残されることとなり、クリームはんだ３が配線基板２上に印刷される。このとき接続ランド１２上には、メタルマスク１４とほぼ同じ厚みのクリームはんだ３ａが形成される。

図１４は、実装工程における配線基板の断面図である。図１２、図１４において、実装工程４では、クリーム半田印刷工程１の後でチップ部品５や半導体素子７が配線基板２上に実装される。このとき、クリームはんだ３ａはチップ部品５の底面にのみ接触する。リフロー工程６では、クリームはんだ３が溶融する温度以上にまで加熱し、この実装工程４で実装されたチップ部品５や半導体素子７をはんだ付けする。

図１５はリフロー工程６の完了後におけるチップ部品の断面図である。図１５において、溶融したクリームはんだ３ａは表面張力によって、チップ部品５の側面電極５ａを伝わって登っていき、チップ部品５が接続ランド１２へ接続固定される。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平２−２７１５９３号公報

ここで、はんだを用いてチップ部品５を接続固定する場合、チップ部品５の接続強度を確保するためには、フィレット１６の高さ１７は、少なくともチップ部品５の高さの２／３以上であることが望ましい。しかしながら従来の電子部品の実装方法において、クリームはんだ３ａはチップ部品の側面電極５ａには接触せず、はんだの表面張力によってはんだ付け接続されるものである。従って、リフロー工程６におけるクリームはんだ３ａの温度ばらつきなどによって、フィレット１６の高さがチップ部品５の２／３未満となるものが発生する。すなわち、クリームはんだ３ａと電極との間の接続面積は小さくなり、その結果はんだ接続強度が弱くなるという課題がある。

そこで本発明は、この問題を解決したもので、チップ部品と導体ペーストとの接続面性を大きくし、接続強度の高い電子部品の実装方法を提供することを目的としたものである。

この目的を達成するために本発明の電子部品の実装方法では、接続ランドに対応する位置に凹部が形成された樹脂製のフィルムに対して、前記凹部へ導体ペーストを充填する充填工程と、この充填工程の後で前記接続ランドと前記凹部とが対向するように前記フィルムを前記配線基板へ貼り付ける貼付け工程と、この貼付け工程の後で前記フィルムと前記配線基板とが貼り合わされた状態で加熱あるいは加圧して前記導体ペーストと前記接続ランドとを接触させて転写する接触・転写工程と、この接触・転写工程の後で前記配線基板から前記フィルムを剥離して、前記接続ランド上に凹版転写導体ペーストを形成させる剥離工程と、この剥離工程の後で前記接続ランド上に前記電子部品を装着する実装工程と、この実装工程の後に前記導体ペーストで前記接続ランドと前記電子部品とを接続固定する接続工程とを有し、前記凹版転写導体ペーストには前記側面と対向する突起部が設けられたものである。これにより所期の目的を達成できる。

以上のように本発明によれば、基材上に配線された配線パターンと、この配線パターン上に形成された絶縁膜と、この絶縁膜に設けられた絶縁膜不形成部と、この絶縁膜不形成部に設けられるとともに、前記配線パターンに接続された接続ランドとを含んだ配線基板ヘ電子部品を接続固定する電子部品の実装方法において、前記電子部品は少なくとも側面に電極を有した電子部品を用い、前記接続ランドに対応する位置に凹部が形成された樹脂製のフィルムに対して、前記凹部へ導体ペーストを充填する充填工程と、この充填工程の後で前記接続ランドと前記凹部とが対向するように前記フィルムを前記配線基板へ貼り付ける貼付け工程と、この貼付け工程の後で前記フィルムと前記配線基板とが貼り合わされた状態で加熱あるいは加圧して前記導体ペーストと前記接続ランドとを接触させて転写する接触・転写工程と、この接触・転写工程の後で前記配線基板から前記フィルムを剥離して、前記接続ランド上に凹版転写導体ペーストを形成させる剥離工程と、この剥離工程の後で前記接続ランド上に前記電子部品を装着する実装工程と、この実装工程の後に前記導体ペーストで前記接続ランドと前記電子部品とを接続固定する接続工程とを有し、前記凹版転写導体ペーストには前記側面と対向する突起部が設けられた電子部品の実装方法である。

これにより電子部品の電極に対向して突起部が設けられるので、リフロー工程において突起部が溶融し、突起部が電極と接触し、導体ペーストと電極とが確実に接続されることとなる。これにより、電極と導体ペーストとの接続面積を大きくできるので、電子部品の接続強度が大きくできるとともに、長期的な接続信頼性も高くできることとなる。

なお、配線基板上には、凹部に充填された導体ペーストが転写されるので、導体ペーストが供給される量の精度が良く、導体ペーストの供給量を安定させることができるという効果がある。特に面積が小さな接続ランドや、導体ペーストの高さの高い場合に、導体ペーストの供給量のばらつきを小さくできるので、接続ランドが小さくても良好な接続固定が可能となる。

また、メタルマスクを用いた印刷のように、かすれなどで発生するはんだ量のばらつきも小さいので、かすれなどによる導体ペーストの供給量の不足を考慮して導体ペーストを過剰に供給することも不要となり、過剰供給により生じる隣接した接続ランド間でのショートや、はんだバンプなどの発生を少なくすることができる。

（実施の形態１）
以下、本実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施の形態における導体ペースト供給方法を用いて製造されたモジュール２１の断面図である。図１において、配線基板２２はいわゆる樹脂配線基板である。本実施の形態における配線基板２２は、ガラス織布にエポキシ樹脂が含浸された基材の両面に、配線パターン（図示せず）が形成されている。

そしてこの配線パターン上を覆うように絶縁膜２３（図５に示す）が形成されており、この絶縁膜には半導体素子２４のはんだバンプ２５や、チップ部品２６の電極と対応する位置に、絶縁膜不形成部２７（図５に示す）が設けられている。そしてこの絶縁膜不形成部２７には、半導体素子２４のはんだバンプ２５と接続される接続ランド２８や、チップ部品２６の電極と接続される接続ランド２９が設けられる。なお、これら接続ランド２８、接続ランド２９はともに配線基板２２上で配線パターンに接続されている。

そして接続ランド２８とはんだバンプ２５との間は、凹版転写によって供給されることで設けられた凹版転写導体３０によって接続されている。一方接続ランド２９とチップ部品２６の電極との間は、凹版転写導体３１によって接続されている。なお、本実施の形態における凹版転写導体３０、凹版転写導体３１は共に鉛フリーのはんだであり、錫・銀・銅系の合金によるはんだを用いている。

そして、半導体素子２４と配線基板２２との接続強度や信頼性を維持するために、半導体素子２４と配線基板２２との間の隙間３２には樹脂３３が充填されている。

では次にこのようなモジュール２１の製造方法について以下図面を用いて説明する。図２は、本実施の形態におけるモジュール２１の製造フローチャートである。図２において図１と同じものは同じ番号を用いて、その説明は簡略化している。ではこの図２の順序に従って、本実施の形態におけるモジュール２１の製造方法を説明する。

図３は、本実施の形態における導体ペースト充填工程におけるフィルムの断面図である。図２、図３において、まず凹版加工工程４１では、接続ランド２８や接続ランド２９に対応する位置に、それぞれ凹部６２と凹部６１（図３に示す）が加工された樹脂製のフィルム６３を製造する工程である。なおフィルム６３は、樹脂フィルムにエキシマレーザなどによって直接凹部６１、６２を加工する方法や、金属製のマスタ金型を用いて樹脂成型する方法などを用いて形成される。従って加工されたフィルム６３には、非常に寸法精度の高い凹部６１、６２が形成される。なお、本実施の形態におけるフィルム６３にはポリイミドを用いているので、熱などによる変形が小さく、寸法精度の良好な凹部６１、凹部６２を実現できる。

そして導体ペースト充填工程４２では、凹版加工工程４１で加工された凹部６１、６２へはんだペースト４３（導体ペーストの一例として用いた）を充填する工程である。この工程では、フィルム６３の凹部６１、６２が加工された面にはんだペースト４３を供給し、スキージ６４をフィルム６３の左端から右端方向（図示矢印方向）へと移動させることで、はんだペースト４３が凹部６１、凹部６２へ充填される。ここではんだペースト４３には、有機溶剤が含まれ、粘性を有した柔らかい状態にしている。これは、はんだペースト４３が、スキージ６４によって掻かれた場合にフィルム６３上をローリングし易くするためである。

そして乾燥工程４４では、導体ペースト充填工程４２において凹部６１、凹部６２へ充填されたはんだペースト４３に含まれる有機溶剤を約１／２程度まで蒸発させる。ここで、はんだペースト４３中の溶剤を完全に蒸発させずに、適度に有機溶剤を含んだ状態としておく。なお本実施の形態では、有機溶剤の含有比率が高い汎用のはんだペースト４３を用いたために、この乾燥工程４４を設けたが、これは予め有機溶剤の含有量を抑えたようなはんだペーストなどを用いればこの工程を省略することも可能である。

乾燥工程４４において有機溶剤が蒸発すると、凹部６１、凹部６２へ充填されたはんだペースト４３の体積は減少する。そこで、その減少分を補うために導体ペースト充填工程４２と乾燥工程４４とが２回から３回程度行われる。なお本実施の形態においては、最後の導体ペースト充填工程４５の後には乾燥工程４４は行わずに、貼付け工程４６へと移行する。このようにして、有機溶剤を適度に残した状態で、はんだペースト４３の凹部６１、凹部６２への充填が完了する。なお本実施の形態では、ペースト充填工程４２と乾燥工程４４とを繰り返したが、これは予め有機溶剤の含有量を抑えたようなはんだペーストなどを用いればこの繰り返し回数を減らすこともできる。

図４は本実施の形態における貼付け工程における基板の断面図であり、図５は同、貼付け工程における配線基板の要部拡大図である。図４、図５において、図１から図３と同じものは同じ番号を用いて、その説明は簡略化している。図２と図４、図５において、貼付け工程４６では、フィルム６３が配線基板２２に貼り付けられる。このとき、凹部６１と接続ランド２９および凹部６２と接続ランド２８との位置がそれぞれ対応するように貼り合わされる。

ここで、接続ランド２８や接続ランド２９の中央部は絶縁膜不形成部２７であり、その接続ランド２８や接続ランド２９の外縁部は絶縁膜２３で覆われるようにしてある。これは配線基板２２での製造工程において、接続ランド２８や接続ランド２９と絶縁膜２３とがズレて製造された場合でも、接続ランド２８や接続ランド２９の形状や大きさが変わらないようにするためである。従って接続ランド２８、接続ランド２９の大きさや形状が変化し難いので、半導体素子２４やチップ部品２６のはんだ付け強度が安定した接続ができる。なお、本実施の形態において絶縁膜２３は、接続ランド２８や接続ランド２９の外周から約２０μｍだけを覆っている。

このように接続ランド２８や接続ランド２９の外縁部は絶縁膜２３によって覆われているので、貼付け工程４６においてフィルム６３は、絶縁膜２３の上面に接触することとなるので、はんだペースト４３と接続ランド２８や接続ランド２９との間には、絶縁膜２３の厚み分だけの隙間が生じ、接触しないこととなる。なお本実施の形態における絶縁膜２３の厚みが約２５μｍであるので、はんだペースト４３と接続ランド２８や接続ランド２９との間の隙間も約２５μｍとなる。

図６は本実施の形態における接触・転写工程における接触転写設備の断面図であり、図７は同、接触転写設備の要部拡大断面図である。図６、図７において、図１から図５と同じものには、同じ番号を用いて、その説明は簡略化している。図２と図６、図７において、貼付け工程４６で貼り合わされたフィルム６３と配線基板２２とは、２枚の硬質ゴム７１の間に挟み込まれて、熱プレス７２に収納される。接触・転写工程４７では、フィルム６３と配線基板２２とは２枚の硬質ゴム７１間に挟み込まれた状態で、熱プレス７２によって加熱・圧縮（図中の矢印方向）される。

ここで重要な点は、はんだペースト４３を接続ランド２８や接続ランド２９へ転写するためには、はんだペースト４３と接続ランド２８や接続ランド２９とが接触しなければならないことである。しかしながら、貼付け工程４６で貼り付けられた状態では、はんだペースト４３と接続ランド２８、接続ランド２９との間は隙間により接触していない。そこでこの接触・転写工程４７で加熱や加圧を行い、はんだペースト４３と接続ランド２８や、はんだペースト４３と接続ランド２９とをしっかりと接触させるものである。なお発明者らの実験によれば、汎用のはんだペーストを用いた場合には、２２．５ｋＰａの加圧状態にて、１７０℃の温度で１０分間加熱することではんだペースト４３が配線基板２２へ良好に転写することが確認できた。

この実験において、はんだペースト４３が接続ランド２８、接続ランド２９へ良好に転写できた理由については検証できていないが、以下の理由によるものであると考えられる。

まず一つ目は、フィルム６３はポリイミドであるので、熱を加えると柔らかくなり、その弾性力は減少する。そして、加熱によって変形しやすくなったフィルム６３は、硬質ゴム７１間に挟み込まれた状態で加圧されるので、絶縁膜不形成部２７に対応した隙間部分において選択的に変形を起こすと考えられる。なお、本実施の形態では絶縁膜不形成部２７に対応した箇所のフィルム６３が変形され易くするために、凹部６１の開口部は接続ランド２９における絶縁膜不形成部よりも小さくし、また凹部６２の開口部は接続ランド２８における絶縁膜不形成部よりも小さくしている。これによって、凹部６１と絶縁膜不形成部２７および、凹部６２と絶縁膜不形成部２７との間には間隔６５（図５に示す）を有することとなる。これにより、フィルム６３への応力は間隔６５により分散され、間隔６５部分で弾性変形することができる。従って、はんだペースト４３が接続ランド２８あるいは接続ランド２９と接触し易くなる。また、フィルム６３の塑性変形が小さくなり、フィルム６３を再利用し易くなる。

さらに本実施の形態の接触・転写工程４７でのはんだペースト４３は、有機溶剤が適量含まれた状態とし、加熱温度はこの有機溶剤が蒸発する温度以上としている。これによって有機溶剤は蒸発し、この有機溶剤の蒸発による体積の膨張によって、はんだペースト４３の体積が増加する。その結果はんだペースト４３は、凹部６１や凹部６２の開口部より盛り上がると考えられる（図７においては下方に押し下げられる）。以上のような作用によって、はんだペースト４３と接続ランド２８、接続ランド２９とが接触する。

以上のように加熱によって、はんだペースト４３を流動し易く、またフィルム６３を変形し易くするとともに、はんだペースト４３の体積を膨張させる。また加圧によって、フィルム６３の接続ランド２８、接続ランド２９の対応部分を変形させることによって、先に記載した条件においてはんだペースト４３は、接続ランド２８や接続ランド２９へと転写できたものと考えられる。

本実施の形態では、エキシマレーザ加工によって１枚毎にフィルム６３を製造するので、フィルム６３の加工コストが高い。従って、このフィルム６３は再利用される。そのためにフィルム６３の厚みを厚くすることで、変形が弾性限界内となるようにし、残留変形を小さくして繰り返し使用できるようにしている。なお本実施の形態におけるフィルム６３は、約１２５μｍの厚みである。

ところが、フィルム６３を金型による樹脂成型などで製造すれば、フィルム６３の製造コストを下げることができる。またこのような場合には、フィルム６３を使い捨てることにもなるので、環境への配慮もあり、フィルム６３の厚みを薄くする。そしてそのように薄く、安いフィルムを用いれば、加熱温度をさらに低温にするとか、あるいは加圧条件をもっと低い圧力にしても転写が可能となる。つまり、常温にて柔らかく、弾性力が小さな樹脂や、厚みの薄いフィルムを用いれば、１回の利用で変形し易くなるので再利用は困難となるが、はんだペースト４３を接続ランド２８、接続ランド２９へ容易に接触させることができることとなる。また、はんだペースト４３に含まれる有機溶剤の含有比率が大きければ、蒸発に伴うはんだペースト４３の膨張が大きくなり、転写されやすくなるものと考えられる。

この接触・転写工程４７で常温にまで冷却された後に、配線基板２２はフィルム６３が貼り付けられた状態のままで熱プレス７２から取り出される。そして取り出された配線基板２２は、剥離工程４８で配線基板２２からフィルム６３が剥がされる。このときはんだペースト４３に含まれたロジン（松脂）によって、はんだペースト４３は接続ランド２８や接続ランド２９と接着された状態となっている。これによって、はんだペースト４３は配線基板２２側に残留し、配線基板２２へ転写されることとなる。そしてそのために接触・転写工程４７における加熱温度は、ロジンが粘着性を有する温度とすることも重要である。

なおこのとき、はんだペースト４３が凹部６１や凹部６２に残留し難くしなければならない。そこで、本実施の形態では予めフィルム６３の凹部６１、凹部６２にフッ素系の潤滑剤を塗布している。また、この剥離工程４８において、はんだペースト４３を凹部６１や凹部６２に残留し難くするためにも、接触・転写工程４７において有機溶剤を適量含んだ状態としておくことと、フィルム６３が上となる方向にて加熱されることも重要であると考えている。つまり、有機溶剤が蒸発することで、はんだペースト４３と凹部６１、凹部６２との間に蒸発した溶剤が入り込み、はんだペースト４３は凹部６１、凹部６２から剥がれ易くなるものと考えられる。

図８は剥離工程でフィルムの剥離が完了した状態の配線基板の断面図である。図８に示すように、以上のような工程によって凹部６１、凹部６２に充填されたはんだペースト４３が配線基板２２へ転写される。このとき、配線基板２２に転写が完了した凹版転写導体ペースト８１、凹版転写導体ペースト８２の有機溶剤の成分は蒸発しているので、転写後のダレは小さくなる。これにより配線基板２２上には、凹部６１の形状を忠実に再現した凹版転写導体ペースト８１と、凹部６２の形状を忠実に再現した凹版転写導体ペースト８２とが形成される（このように凹部が形成されたフィルムを用いて導体ペーストを配線基板へ転写する方法を凹版転写と言う）。そしてさらにこのダレが抑制されることによって、はんだペースト４３のはんだ粉が、接続ランド２８や接続ランド２９の外側へ流れ出し難くなるので、不要な箇所にはんだ粒を発生し難くなる。従って、このようなはんだ粒による接続ランド同士の短絡などは発生し難くなるので、隣接する接続ランド同士の間隔を小さくでき、はんだバンプ２５間の間隔を小さくすることができることとなる。

図９は実装工程における配線基板の断面図である。図２、図９において、実装工程４９では、剥離工程４８でフィルム６３が剥がされた後で、凹版転写導体ペースト８１上にチップ部品２６（電子部品の一例として用いた）を実装し、凹版転写導体ペースト８２上に半導体素子２４を実装する。なお本実施の形態におけるチップ部品２６の底面の両端部と、側面電極２６ａとに連続して電極が形成されているものである。

なお本実施の形態における凹部６１はチップ部品２６の底面に対応する位置に設けられた装着面６１ａと、チップ部品２６の側面に対向するように装着面６１ａから上方に突出して形成された突起部６１ｂとを有した形状である。そして凹版転写導体ペースト８１にはこの形状が忠実に再現されることとなる。つまりチップ部品２６が装着されて、チップ部品２６と接触する装着面８１ａと、この装着面８１ａの外側に設けられ、装着面８１ａから上方へ突出した突起部８１ｂとが形成されることとなる。ここで、装着面はチップ部品２６が装着されたときのバウンディングなどによる装着ズレを防止するために設けられる。

突起部８１ｂは、装着面８１ａより突出して形成される。従って、突起部８１ｂの側面８１ｃが、チップ部品２６の側面電極２６ａに対向して配置されることとなる。

ここで、側面８１ｃには、上方へ向かって側面電極２６ａとの間に間隔が大きくなる方向の傾斜を設けている。これにより、チップ部品２６がずれて実装されても、突起部を押しつぶし難くなる。本実施の形態では、面８１ｃの先端とチップ部品２６の側面電極２６ａとの間の間隔は、実装工程４９におけるチップ部品２６の装着ズレ量よりも大きくしている。なお本実施の形態では、側面８１ｃに傾斜を設けたが、これは電極とほぼ平行となるようにしても良い。ただしこの場合には側面８１ｃと電極２６ａとの間の間隔は、実装ズレ以上の間隔としておくことが望ましい。

一方凹部６２ははんだバンプ２５に対応する位置に設けられ、天面にははんだバンプ２５の球面に対応した球面状の凹部が形成されている。そして版転写導体ペースト８２にはこの形状が忠実に再現されることとなる。つまり凹版転写導体ペースト８２の天面にも外周端から中心に向かって窪む方向の凹部が形成されることとなる。従って、半導体素子２４の装着位置がずれても凹部によって中心方向へと移動させられるので、実装が容易になる。

図１０は、リフロー工程完了後のモジュールの断面図である。リフロー工程５０（接続工程の一例として用いた）では、実装工程４９で実装された半導体素子２４やチップ部品２６をはんだ付けする。このようにして半導体素子２４やチップ部品２６が装着された配線基板２２をリフロー炉によって加熱して凹版転写導体ペースト８１、凹版転写導体ペースト８２を溶かす。これによって、はんだバンプ２５と接続ランド２８との間は凹版転写導体３０によって接続され、一方チップ部品２６と接続ランド２９との間は凹版転写導体３１で接続されることとなる。

以上のように、チップ部品２６の側面電極２６ａの近傍に突起部８１ｂの側面８１ｃが設けられるので、リフロー工程５０において突起部８１ｂが溶融すると、側面８１ｃと側面電極２６ａとが接触し、はんだペースト４３と側面電極２６ａとが確実にはんだ付けされる。これにより、フィレット３４の高さ３５が大きくできる。従って、側面電極２６ａとはんだとの接続面積を大きくできるので、チップ部品２６の接続強度が大きくなる。そしてこのようにフィレット３４が大きくできるので、フィレットへのクラックなどが発生しにくくなり、長期的な接続信頼性も高くできる。

そしてこのことは、近年環境への配慮から、使用されるようになった鉛フリーのクリームはんだを用いた場合、特に有用である。つまり、一般的に、鉛フリーはんだは、鉛を含むはんだに比べてはんだ付け性が劣る。従って、特にチップ部品５と配線基板１１との接続固定に鉛フリーはんだを用いる場合において、接続面積を大きくすることは非常に重要な課題となっている。そこで、本実施の形態に示したように突起部８１ｂを設けることにより、鉛フリーはんだを用いてもフィレット３４の高さ３５を大きくできる。これにより、鉛フリーはんだに対してもチップ部品２６を確実にはんだ付け接続でき、接続強度を大きくできる。

なお本実施の形態では、鉛フリーはんだを用い、突起部８１ｂの高さ８１ｄは、チップ部品２６の高さの２／３としている。このようにすれば、鉛フリーはんだにおいても、容易にチップ部品２６の側面電極２６ａの上端にまでしっかりとはんだで接続することができる。そして、突起部８１ｂの高さを、チップ部品２６の高さの２／３としておくことで、最低でもチップ部品２６の高さの２／３以上の高さのフィレット３４を形成させることができる。

また、本実施の形態においてはんだペースト４３の融点は、はんだバンプ２５の融点より低いものを用いている。これは、樹脂製の配線基板２２に比べてシリコン製である半導体素子２４の方が熱伝導しやすいことより、リフロー工程５０においてはんだバンプ２５の温度は、はんだペースト４３の温度に比べて温度が上がり易くなる。

そこで本実施の形態では、はんだペースト４３の融点をはんだバンプ２５の融点より低くしておくことで、ほぼ同時に溶融するようにしている。これにより、リフロー工程５０において、はんだペースト４３とはんだバンプ２５とはしっかりとはんだ付けできる。さらに、リフロー工程５０の温度を低く、あるいは時間を短くできるという効果もあり、配線基板２２の反りも小さくできることとなる。ただし、配線基板２２の線膨張係数が小さく、そりなどの問題がないような場合には、はんだペースト４３とはんだバンプ２５とを同じ合金のはんだを用いても構わない。

図１１は、本実施の形態における樹脂充填工程における配線基板の断面図である。図２、図１１において、図１から図１０までとおなじものは同じ番号を用いて、その説明は簡略化している。樹脂充填工程５１では、リフロー工程５０の後で半導体素子２４と配線基板２２との隙間３２へ樹脂３３を流し込む。そして硬化工程５２で加熱して樹脂３３を硬化させている。そして以上のような製造方法を用いることにより、半導体素子２４と配線基板２２との間に凹版転写導体３０が設けられている分、半導体素子２４と配線基板２２との間隔９１（図１０に示す）の方が、チップ部品２６と配線基板２２との間隔９２よりも大きくなる。従って樹脂充填工程５１において樹脂３３が隙間３２に流れ込み易くなるので、樹脂３３内に気泡が残ったりし難くなる。従って信頼性の良好なモジュール２１を実現できる。

なお、本実施の形態における導体ペースト充填工程４２において、予め凹部６１や凹部６２の容積よりも多くのはんだペースト４３を充填し、フィルム６３の表面から盛り上がった状態としても良い。このようにすれば、貼付け工程４６においてはんだペースト４３を接続ランド２８や接続ランド２９へ接触させることも可能になり、さらに確実に転写させることができる。

なお本実施の形態では、導体ペーストとして、はんだペースト４３を用いたが、これは導電性接着剤などを用いても良い。ただしこの場合には、リフロー工程に代えて硬化工程（接続工程の他の例として用いた）が行われる。また突起部はチップ部品２６と重なるような寸法としておくと良い。つまり接着剤は、はんだのように溶融しないので、予めチップ部品２６と導電性接着剤とを接触させておくことが必要であるからである。このようにすれば、導電性接着剤がチップ部品２６から離れた状態のままで硬化することを防止することができる。

本発明にかかる電子部品の実装方法は、チップ部品に接続強度を大きくするという効果を有し、配線基板へ導体ペーストを用いてチップ部品を実装、接続する場合の実装方法として有用である。

本発明の一実施の形態におけるモジュールの断面図 同、モジュールの製造フローチャート 同、導体ペースト充填工程におけるフィルムの断面図 同、貼付け工程における配線基板の断面図 同、配線基板の要部拡大図 同、接触・転写工程における接触転写設備の断面図 同、接触転写設備の要部拡大断面図 同、剥離工程でフィルムの剥離が完了した状態の配線基板の断面図 同、実装工程における配線基板の断面図 同、リフロー工程完了後のモジュールの断面図 同、樹脂充填工程における配線基板の断面図 従来の電子部品の実装方法における製造フローチャート 同、ペースト供給工程の説明図 同、実装工程における配線基板の断面図 同、リフロー工程後のチップ部品の断面図

符号の説明

２２ 配線基板
２３ 絶縁膜
２６ チップ部品
２６ａ 側面電極
２７ 絶縁膜不形成部
２８ 接続ランド
２９ 接続ランド
４２ 導体ペースト充填工程
４３ はんだペースト
４６ 貼付け工程
４７ 接触・転写工程
４８ 剥離工程
４９ 実装工程
５０ リフロー工程
６１ 凹部
６２ 凹部
６３ フィルム
８１ 凹版転写導体ペースト
８１ｂ 突起部

Claims (16)

1. 基材上に配線された配線パターンと、この配線パターン上に形成された絶縁膜と、この絶縁膜に設けられた絶縁膜不形成部と、この絶縁膜不形成部に設けられるとともに、前記配線パターンに接続された接続ランドとを含んだ配線基板ヘ電子部品を接続固定する電子部品の実装方法において、前記電子部品は少なくとも側面電極を有した電子部品を用い、前記接続ランドに対応する位置に凹部が形成された樹脂製のフィルムに対して、前記凹部へ導体ペーストを充填する充填工程と、この充填工程の後で前記接続ランドと前記凹部とが対向するように前記フィルムを前記配線基板へ貼り付ける貼付け工程と、この貼付け工程の後で前記フィルムと前記配線基板とが貼り合わされた状態で加熱あるいは加圧して前記導体ペーストを転写する転写工程と、この転写工程の後で前記配線基板から前記フィルムを剥離して、前記接続ランド上に凹版転写導体ペーストを形成させる剥離工程と、この剥離工程の後で前記接続ランド上に前記電子部品を装着する実装工程と、この実装工程の後に前記導体ペーストで前記接続ランドと前記電子部品とを接続固定する接続工程とを有し、前記凹版転写導体ペーストには前記側面電極と対向する突起部が設けられた電子部品の実装方法。
2. 凹版転写導体ペーストには、電子部品の底面と接触する装着面が形成された請求項１に記載の電子部品の実装方法。
3. 突起部には、側面電極と対向する側面を有し、この側面には上方に向かって前記側面電極との間の間隔が大きくなる方向の傾斜を設けた請求項１に記載の電子部品の実装方法。
4. 側面の上端部と前記側面電極との間の間隔は、前記電子部品の実装ズレ量より大きくした請求項３に記載の電子部品の実装方法。
5. 突起部には、側面電極と対向する側面を有し、この側面下端と前記側面電極との間の間隔は、前記電子部品の実装ズレ量より大きくした請求項３に記載の電子部品の実装方法。
6. 突起部には、側面電極とほぼ平行に対向した側面を設け、この側面と前記電極との間の間隔は、前記電子部品の実装ズレ量より大きくした請求項１に記載の電子部品の実装方法。
7. 導体ペーストは、はんだペーストとした請求項１に記載の電子部品の実装方法。
8. 導体ペーストには、導電性接着剤を用いるとともに、突起部の側面と側面電極とを接触させる請求項１に記載の電子部品の実装方法。
9. 転写工程ではフィルムを加圧し、前記フィルムにおける接続ランドとの対向部近傍を変形させる請求項１に記載の電子部品の実装方法。
10. フィルムは熱によって弾性力が小さくなる樹脂を用い、接触・転写工程ではフィルムを加熱するとともに加圧する請求項９に記載の電子部品の実装方法。
11. 絶縁膜の厚みは、フィルム厚み方向に対する弾性限界の変形量より薄くした請求項１０に記載の電子部品の実装方法。
12. 転写工程では少なくとも導体ペーストを加熱し、この加熱による導体ペーストの体積の膨張によって、前記導体ペーストと接続導体とを接触させる請求項１に記載の電子部品の実装方法。
13. 導電性ペーストにはローリング可能な粘度を有するクリームはんだを用い、接触・転写工程では前記クリームはんだの溶剤を蒸発させて、体積を膨張させる請求項１２に記載の電子部品の実装方法。
14. 凹部の開口は、絶縁膜不形成部の開口より小さくした請求項１に記載の電子部品の実装方法。
15. 導体ペーストは、フィルム表面より盛り上げて充填された請求項１に記載の電子部品の実装方法。
16. 導体ペーストにはクリームはんだを用い、充填工程と貼付け工程との間には、クリームはんだの溶剤を蒸発させる乾燥工程を有した請求項１に記載の電子部品の実装方法。

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