JP2009123726A - Production process of aggregate of electronic component and aggregate of electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のチップ型電子部品を一体化した電子部品集合体の製造方法と、その製造方法によって形成される電子部品集合体に関するものである。 The present invention relates to an electronic component assembly manufacturing method in which a plurality of chip-type electronic components are integrated, and an electronic component assembly formed by the manufacturing method.
近年、携帯電話等の通信機器は小型化、高機能化が進んできている。このような通信機器は、配線基板上にICやLSI等の半導体部品、コンデンサやチップ抵抗器等の受動部品及びその他の機構部品を搭載した回路装置で構成されている。そしてこのような回路装置にも小型化の要求が高まってきている。また、この回路装置は、高機能化の要求に応えるために、搭載される部品点数が増加する傾向にある。そのため回路装置は、小型化の要求と相俟って、単位面積あたりの部品点数すなわち実装密度が高くなってきている。 In recent years, communication devices such as mobile phones have been reduced in size and functionality. Such a communication device is composed of a circuit device in which a semiconductor component such as an IC or LSI, a passive component such as a capacitor or a chip resistor, and other mechanical components are mounted on a wiring board. Such circuit devices are also increasingly required to be miniaturized. Further, this circuit device tends to increase the number of components mounted in order to meet the demand for higher functionality. For this reason, the number of parts per unit area, that is, the mounting density of the circuit device has been increased due to the demand for miniaturization.
このような回路装置は、配線基板上の接合パッドにクリーム半田を印刷塗布する工程と、この接合パッド上にマウンタによって電子部品を搭載する工程と、電子部品を搭載した配線基板をリフロー炉で加熱してクリーム半田を溶融させて、電子部品を半田付けするリフロー工程と、を経ることによって形成される。そのため、回路装置の実装密度は、部品の小型化の進行の他に、部品の寸法の誤差(公差)、マウンタの搭載位置の誤差やクリーム半田の印刷誤差の影響を受ける。現状では、これらの影響のために、回路装置の部品間の間隔は、0402タイプ(長さ×幅が0.4mm×0.2mm)の電子部品で0.1mm程度となっている。そのため電子部品の寸法に対する部品間の間隔の比率が高くなって、デッドスペースが多くなるという問題がでてきている。 Such a circuit device includes a step of printing and applying cream solder on a bonding pad on a wiring board, a step of mounting an electronic component on the bonding pad by a mounter, and a heating of the wiring substrate on which the electronic component is mounted in a reflow furnace. Then, the cream solder is melted and the electronic component is soldered to the reflow process. For this reason, the mounting density of circuit devices is influenced by component size errors (tolerances), mounter mounting position errors, and cream solder printing errors in addition to the progress of miniaturization of components. At present, due to these effects, the distance between the components of the circuit device is about 0.1 mm for electronic components of the 0402 type (length × width is 0.4 mm × 0.2 mm). Therefore, the ratio of the interval between components to the size of the electronic component is increased, and there is a problem that the dead space is increased.
このような問題を解決する手段として、アレイ型電子部品を使用する方法が挙げられる。アレイ型電子部品は、例えばコンデンサアレイであれば一個の部品中に2個以上のコンデンサが形成されているものである。例えば2010タイプ(2.0mm×1.0mm)の4連コンデンサアレイは、1005タイプ(1.0mm×0.5mm)のコンデンサを4個並べたものと同等のものである。コンデンサアレイは、個別のコンデンサを並べて搭載する場合に比べて、少なくとも部品間の間隔を必要としない分だけ実装面積が小さくなる。よってアレイ型電子部品は実装密度の高密度化に有利である。しかし、アレイ型電子部品は部品の種類(コンデンサ、抵抗器等)や部品の電気特性(静電容量、抵抗値等)が固定化されている。そのため、アレイ型電子部品は部品の種類や電気特性の選択の幅が狭くなるという問題を有している。 As a means for solving such a problem, there is a method using an array type electronic component. An array type electronic component is, for example, a capacitor array in which two or more capacitors are formed in one component. For example, a 2010 type (2.0 mm × 1.0 mm) quadruple capacitor array is equivalent to an array of four 1005 type (1.0 mm × 0.5 mm) capacitors. The capacitor array has a smaller mounting area than the case where individual capacitors are mounted side by side, so that at least an interval between components is not required. Therefore, the array-type electronic component is advantageous for increasing the mounting density. However, in the array type electronic component, the type of component (capacitor, resistor, etc.) and the electrical characteristics (capacitance, resistance value, etc.) of the component are fixed. Therefore, the array type electronic component has a problem that the range of selection of the component type and the electrical characteristics is narrowed.
そこで、部品の種類の選択や部品の電気特性の選択の幅を広げることが可能な手段として、複数の個別のチップ型電子部品を樹脂モールド等によって一体化した電子部品集合体を形成する方法が挙げられる。この電子部品集合体は、個別のチップ型電子部品を組み合わせて形成されるので、部品の種類の選択や部品の電気特性の選択の自由度が高くなる。電子部品集合体の形態としては、特開2004−179317号公報に開示されているような、保持部材に予め決められた位置関係で複数の電子部品を並べた形態のものがあり、特開2002−057434号公報に開示されているような、複数の保持用凹部を有するブロック体に電子部品を保持する形態のものがある。 Therefore, as a means for expanding the range of selection of component types and electrical characteristics of components, there is a method of forming an electronic component assembly in which a plurality of individual chip type electronic components are integrated by a resin mold or the like Can be mentioned. Since this electronic component assembly is formed by combining individual chip-type electronic components, the degree of freedom in selecting the type of component and selecting the electrical characteristics of the component is increased. As a form of the electronic component assembly, there is a configuration in which a plurality of electronic components are arranged in a predetermined positional relationship on the holding member as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-179317. There exists a form of hold | maintaining an electronic component in the block body which has the some recessed part for holding | maintenance as disclosed by -057434 gazette.
しかしながら、特開2004−179317号公報に開示されている電子部品集合体は、チップ型電子部品を並べる際に、部品装着機すなわちマウンタを使用するため、部品間の間隔が通常の回路装置の部品間の間隔と同等にとどまり、実装密度のさらなる高密度化が困難であった。 However, since the electronic component assembly disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-179317 uses a component mounting machine, that is, a mounter, when arranging chip-type electronic components, the interval between components is a component of a normal circuit device. However, it was difficult to further increase the mounting density.
また、特開2002−057434号公報に開示されている電子部品集合体は、実装密度の高密度化を達成するには、ブロック体の保持用凹部間の間隔を現状の部品間の間隔より小さくする必要がある。しかし、その場合ブロック体の保持用凹部間の厚さが非常に薄くなるため、ブロック体の形成が非常に困難になってしまう。また、ブロック体の強度が弱くなり、チップ型電子部品を保持用凹部に挿入することが困難になってしまう。 Further, in the electronic component assembly disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-057434, in order to achieve high packaging density, the interval between the holding recesses of the block body is smaller than the current interval between components. There is a need to. However, in this case, since the thickness between the holding recesses of the block body becomes very thin, the formation of the block body becomes very difficult. Further, the strength of the block body becomes weak, and it becomes difficult to insert the chip-type electronic component into the holding recess.
本発明は、部品の種類の選択や部品の電気特性の選択の幅を広げることが可能であるという利点を生かしつつ、現状の部品間の間隔よりも小さな間隔が実現可能な電子集合体を得ることができる方法、及びその方法によって得られる電子部品集合体を提案するものである。 The present invention obtains an electronic assembly capable of realizing an interval smaller than the current interval between components while taking advantage of the possibility of expanding the range of selection of component types and electrical characteristics of components. A method that can be used, and an electronic component assembly obtained by the method are proposed.
本発明では第一の解決手段として、複数のチップ型電子部品を樹脂モールドによって一体化した電子部品集合体の製造方法において、複数のチップ型電子部品を保持部材上に詰めて並べて保持させるステップと、前記複数のチップ型電子部品を保持させた前記保持部材を平面方向に延伸させて、前記複数のチップ型電子部品の各々の間に隙間を形成するステップと、前記保持部材を延伸させた状態で硬化性の絶縁性樹脂を流し込み、前記複数のチップ型電子部品を被覆すると共に、前記隙間に前記絶縁性樹脂を充填するステップと、前記絶縁性樹脂を硬化させた後、前記保持部材を除去するステップと、を有する電子部品集合体の製造方法を提案する。なお、保持部材を平面方向に延伸させる手段としては、保持部材を加熱して熱膨張させる方法、または保持部材に張力を加えて引き伸ばす方法がある。 In the present invention, as a first solution, in a method of manufacturing an electronic component assembly in which a plurality of chip-type electronic components are integrated by a resin mold, a step of packing and holding a plurality of chip-type electronic components on a holding member; Extending the holding member holding the plurality of chip-type electronic components in a planar direction to form a gap between each of the plurality of chip-type electronic components; and extending the holding member And a step of pouring a curable insulating resin to cover the plurality of chip-type electronic components and filling the gap with the insulating resin; and after the insulating resin is cured, the holding member is removed. And a step of manufacturing the electronic component assembly. In addition, as a means for extending the holding member in the plane direction, there are a method in which the holding member is heated and thermally expanded, or a method in which tension is applied to the holding member and the holding member is extended.
上記第一の解決手段は、一旦チップ型電子部品を互いに接触した状態で並べて、保持部材を平面方向に延伸させるによって部品間の隙間を形成するものである。隙間の大きさの制御は、保持部材の熱膨張率(線膨張率)と加熱温度による制御、または保持部材を引き伸ばす時の張力による制御が可能である。これによって部品間の間隔を従来の実装密度のレベル(0402タイプで0.1mmの間隔)よりもさらに小さくすることが可能になる。 In the first solution, the chip-type electronic components are once arranged in contact with each other and the holding member is extended in the plane direction to form a gap between the components. The size of the gap can be controlled by the coefficient of thermal expansion (linear expansion coefficient) of the holding member and the heating temperature, or by the tension when the holding member is stretched. As a result, the interval between components can be made smaller than the level of conventional mounting density (0.12 mm interval for the 0402 type).
また、本発明では第ニの解決手段として、上記第一の解決手段のステップを経て形成された電子部品集合体を提案する。この第二の解決手段による電子部品集合体は、部品間の間隔が従来の実装密度のレベル(0402タイプで0.1mmの間隔)よりもさらに小さく形成されるので、さらなる高密度実装が可能となる。また、この電子部品集合体は、異なる形状の電子部品を含んでいても良い。これにより、回路設計に対応した電子部品集合体を得ることができる。 In the present invention, an electronic component assembly formed through the steps of the first solution is proposed as the second solution. The electronic component assembly according to the second solution means that the interval between the components is formed even smaller than the conventional mounting density level (0.12 mm interval for the 0402 type), so that further high-density mounting is possible. Become. Moreover, this electronic component assembly may include electronic components having different shapes. Thereby, an electronic component assembly corresponding to the circuit design can be obtained.
本発明の製造方法によれば、部品の種類の選択や部品の電気特性の選択の幅を広げることが可能であるという利点を生かしつつ、現状の部品間の間隔よりも小さな間隔が実現可能な電子集合体を得ることができる。また、本発明の電子部品集合体によれば、現状の実装密度よりもさらに高い実装密度を実現することができる。 According to the manufacturing method of the present invention, it is possible to realize an interval smaller than the current interval between components while taking advantage of the possibility of widening the selection of component types and the selection of electrical characteristics of components. An electronic assembly can be obtained. Moreover, according to the electronic component assembly of the present invention, a mounting density higher than the current mounting density can be realized.
本発明の電子部品集合体に係る実施の形態について、図面に基づいて説明する。図1は本発明の製造方法によって形成された電子部品集合体を示しており、図1(a)は側面方向から見たもの、図1(b)は下面方向から見たものである。 Embodiments according to the electronic component assembly of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A and 1B show an electronic component assembly formed by the manufacturing method of the present invention. FIG. 1A is a side view, and FIG. 1B is a bottom view.
電子部品集合体1は、複数のチップ型電子部品2が長さ方向W1、幅方向W2の間隔で並べられており、この並べられた複数のチップ型電子部品2が絶縁性樹脂で形成された樹脂モールド3によって一体化された構造を有する。そして、この電子部品集合体1の下面には、配線基板上の接合パッドと接続するために、複数のチップ型電子部品2の端子電極2aの一部が露出している。
In the
チップ型電子部品2は、部品の種類としては例えば積層コンデンサ、積層インダクタ、抵抗チップ、チップバリスタ等が挙げられる。チップ型電子部品2の形状は、角型や円筒型等があるが、角型が好ましい。図1の電子部品集合体1は、同じサイズの9個のチップ型電子部品2が3個×3個の格子状に方向を揃えて整列されているが、図2に示す電子部品集合体1’のように、部品の種類、部品のサイズ(長さ、幅、高さ)及び部品の向きは揃っていなくても良く、回路設計に応じて様々に変更が可能である。
The chip type
本発明の電子部品集合体1は、チップ型電子部品2間の間隔W1及びW2が、0.1mmよりも小さく形成されている。現状のマウンタによる実装密度のレベルでは、部品間の間隔の限界が0402タイプで0.1mmなので、本発明の電子部品集合体1は、従来よりもさらに高密度の実装が可能となる。
In the
樹脂モールド3は、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の、硬化性の絶縁性樹脂で形成される。絶縁性樹脂は、光硬化性、紫外線硬化性または熱硬化性のものが使用される。絶縁性樹脂は、0.1mmよりも小さい部品間の隙間に入り込むことができるように、粘度等が適宜調整されて使用される。
The
本発明の電子部品集合体1を配線基板に実装した状態を図3に示す。電子部品集合体1の下面に露出したチップ型電子部品2の端子電極2aが、配線基板4上の接合パッド4aに接合される。接合パッド4a同士の間隔も最小で0.1mmよりも狭くなるため、接合パッドの大きさは通常の配線基板の接合パッドよりも小さく設計される。
FIG. 3 shows a state where the
次に本発明の電子部品集合体の第一のプロセスに係る実施形態について説明する。なお、以下の説明では1005タイプ(長さ1.0mm、幅0.5mm、高さ0.5mm)のチップ型電子部品を0.01〜0.02mmの間隔で3個×3個の格子状に並べた電子部品集合体を例にとって説明する。 Next, an embodiment according to a first process of the electronic component assembly of the present invention will be described. In the following description, chip type electronic components of 1005 type (length 1.0 mm, width 0.5 mm, height 0.5 mm) are arranged in a 3 × 3 lattice pattern at intervals of 0.01 to 0.02 mm. The electronic component assembly arranged in the above will be described as an example.
まず、図4に示すように、9個のチップ型電子部品2を、格子状に詰めて並べる。チップ型電子部品2を並べる方法としては、リニアフィーダ等の部品供給装置や既存の整列治具等を用いる方法がある。なお、「詰めて並べる」とは、チップ型電子部品2が互いに接触するかまたはそれに近い状態にして並べることを言う。また、「それに近い状態」とは、互いに接する状態よりも若干隙間があいている状態を言う。ここでは0.01mmよりも小さい隙間があいている状態とする。
First, as shown in FIG. 4, nine chip-type
続いて、図5に示すように、接着部材5aを付与したPTFE(ポリテトラフルオロエチレン:線膨張率=約100ppm/℃)の保持部材5を用意し、整列させたチップ型電子部品2を保持させる。チップ型電子部品2は接着部材5aに接着されて保持部材5に保持される。この場合、図4に示すように、チップ型電子部品2が接着部材5aに食い込むようにしても良い。保持部材5は、ここではPTFEの板材を用いたが、加熱して膨張する板状のものであれば材質に特に制限はない。ただし所望の部品間の間隔を得るための加熱温度が、樹脂モールド用の絶縁性樹脂に悪影響を与えない温度になるような部材を選択することが望ましい。接着部材5aは、例えばシリコン系の接着シート等が好ましい。また、接着部材5aは、保持部材5の熱膨張に追随可能な材質であることが好ましい。なお、本実施形態ではチップ型電子部品2を並べてから保持部材5に保持されている例を示しているが、保持部材5上で直接チップ型電子部品2を並べても良い。
Subsequently, as shown in FIG. 5, a PTFE (polytetrafluoroethylene: linear expansion coefficient = about 100 ppm / ° C.) holding
続いて、図6に示すように、保持部材5を加熱して熱膨張させる。PTFE製の保持部材5を約200℃で加熱することにより、チップ型電子部品2間の間隔が0.01〜0.02mmに広がる。チップ型電子部品2間の間隔は、保持部材5の膨張率によって制御することができる。保持部材5の膨張率は、保持部材5の線膨張率と加熱温度によって制御することができる。よって線膨張率がわかっている材質を保持部材5として用い、加熱温度を制御することによってチップ型電子部品2間の間隔を制御することができる。
Subsequently, as shown in FIG. 6, the holding
続いて、図7に示すように、チップ型電子部品2を樹脂モールド3で被覆して一体化させる。このとき、チップ型電子部品2間の間隔を保っておく必要があるため、保持部材5を熱膨張させたままの状態にする必要がある。そのため、保持部材5を加熱した状態で硬化性の絶縁性樹脂を流し込む。絶縁性樹脂を流し込む場合、チップ型電子部品2間に絶縁性樹脂を充填するために、真空チャンバ等を用いて減圧下で行っても良い。硬化性の絶縁性樹脂が熱硬化性であれば、そのまま加熱して硬化させる。光硬化性または紫外線硬化性であれば、保持部材5を加熱した状態で光または紫外線を照射して硬化させる。絶縁性樹脂を硬化させた後、保持部材5及び接着部材5aを除去する。このようにして、図1に示す電子部品集合体1が得られる。
Subsequently, as shown in FIG. 7, the chip-type
なお、上記実施形態では、電子部品集合体1を1個ずつ形成する方法を示してきたが、図8に示すように、さらに多数個のチップ型電子部品2を格子状に並べて、上記の実施形態と同様にして樹脂モールド3を形成した後、ダイシングソーやレーザ加工機等を用いて、切断線CLに沿って切断分割する方法を用いても良い。
In the above-described embodiment, the method of forming the
次に本発明の電子部品集合体の第ニのプロセスに係る実施形態について説明する。この第二のプロセスは、保持部材5の材質、チップ型電子部品2間の間隔の形成方法が異なる以外は、第一のプロセスと同じである。よって、ここでは第一のプロセスと異なる部分について説明する。
Next, an embodiment according to the second process of the electronic component assembly of the present invention will be described. This second process is the same as the first process except that the material of the holding
第一のプロセスと同様にして整列させたチップ型電子部品2を、図9に示すように保持部材5に保持させる。この保持部材5は、半導体ウェハ用のダイシングシートに用いられるものと同等のものである。材質としては、ポリオレフィン系のものが用いられる。ここでは便宜上円形で描かれているが、略矩形状のシートでもよい。保持部材5には接着剤が付与されているので、チップ型電子部品2はこの接着剤によって保持部材5に保持される。
The chip-type
続いて、図10に示すように、保持部材5に張力を加えて引き伸ばす。このとき、張力が均等にかかるようにして引き伸ばす。張力を均等にかけることにより、チップ型電子部品2間の間隔が略同じになるようにする。このようにして、チップ型電子部品2間の間隔が0.02mmになるまで保持部材5を引き伸ばす。チップ型電子部品2間の間隔の制御は、張力を制御することによって行うことができる。なお、保持部材5を引き伸ばす方法としては、例えば(株)テクノビジョン製TEX−21BG等のウェハエキスパンダを使用するのが好ましい。
Subsequently, as shown in FIG. 10, the holding
この後、第一のプロセスと同様にして樹脂モールドによって一体化して、電子部品集合体1が得られる。なお、第二のプロセスで用いた保持部材5はフィルム状であるので、樹脂モールドを形成する際は、保持部材5を剛体の板状部材の上に固定して行うのが好ましい。
Thereafter, the
以上説明したプロセスによって得られた電子部品集合体は、従来の実装密度よりもさらに高い実装密度を実現することができるものである。 The electronic component assembly obtained by the process described above can realize a higher mounting density than the conventional mounting density.
1、1’ 電子部品集合体
2 チップ型電子部品
3 樹脂モールド
4 配線基板
4a 接合パッド
5 保持部材
5a 接着部材
DESCRIPTION OF
Claims (5)
複数のチップ型電子部品を保持部材上に詰めて並べて保持させるステップと、
前記複数のチップ型電子部品を保持させた前記保持部材を平面方向に延伸させて、前記複数のチップ型電子部品の各々の間に隙間を形成するステップと、
前記保持部材を延伸させた状態で硬化性の絶縁性樹脂を流し込み、前記複数のチップ型電子部品を被覆すると共に、前記隙間に前記絶縁性樹脂を充填するステップと、
前記絶縁性樹脂を硬化させた後、前記保持部材を除去するステップと、
を有することを特徴とする電子部品集合体の製造方法。 In the manufacturing method of an electronic component assembly in which a plurality of chip-type electronic components are integrated by a resin mold,
A step of packing a plurality of chip-type electronic components on a holding member and holding them side by side;
Extending the holding member holding the plurality of chip-type electronic components in a planar direction to form a gap between each of the plurality of chip-type electronic components;
Pouring a curable insulating resin in a state in which the holding member is stretched, covering the plurality of chip-type electronic components, and filling the gap with the insulating resin;
Removing the holding member after curing the insulating resin;
A method for producing an electronic component assembly, comprising:
複数のチップ型電子部品を保持部材上に詰めて並べて保持させるステップと、
前記複数のチップ型電子部品を保持させた前記保持部材を平面方向に延伸させて、前記複数のチップ型電子部品の各々の間に隙間を形成するステップと、
前記保持部材を延伸させた状態で硬化性の絶縁性樹脂を流し込み、前記複数のチップ型電子部品を被覆すると共に、前記隙間に前記絶縁性樹脂を充填するステップと、
前記絶縁性樹脂を硬化させた後、前記保持部材を除去するステップと、
を経て形成されていることを特徴とする電子部品集合体。 In an electronic component assembly in which a plurality of chip-type electronic components are integrated by a resin mold,
A step of packing a plurality of chip-type electronic components on a holding member and holding them side by side;
Extending the holding member holding the plurality of chip-type electronic components in a planar direction to form a gap between each of the plurality of chip-type electronic components;
Pouring a curable insulating resin in a state in which the holding member is stretched, covering the plurality of chip-type electronic components, and filling the gap with the insulating resin;
Removing the holding member after curing the insulating resin;
An electronic component assembly characterized by being formed through a process.
The electronic component assembly according to claim 4, wherein the plurality of chip-type electronic components include different shapes.
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