JP2010219379A - Method of mounting electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、実装基板の実装面に配置される電子部品と実装面とによって形成される段差部に絶縁性スロープを形成して電子部品を実装する電子部品の実装方法に関する。 The present invention relates to an electronic component mounting method for mounting an electronic component by forming an insulating slope at a stepped portion formed by the electronic component disposed on the mounting surface of the mounting substrate and the mounting surface.
実装基板の電極パッドとこれに実装される半導体チップなどの電極パッドとを接続する配線の形成方法には、近年、導電性インクからなる液滴を乾燥して焼成することにより配線を形成するといったインクジェット法が提案されている。インクジェット法は、配線の形状を液滴の単位で変更できるために、従来のワイヤボンディング法に比べて、配線構造の自由度を大幅に拡張させることができる。そのうえ、ワイヤボンディング法のような空中配線を必要としないために、配線の占有空間を小さくすることもでき、その結果、電子部品の実装スペースそのものを縮小することもできる。 In recent years, a method of forming a wiring for connecting an electrode pad of a mounting substrate and an electrode pad such as a semiconductor chip mounted on the mounting substrate is to form a wiring by drying and firing droplets made of conductive ink. An ink jet method has been proposed. Since the ink jet method can change the shape of the wiring in units of droplets, the degree of freedom of the wiring structure can be greatly expanded compared to the conventional wire bonding method. In addition, since the aerial wiring as in the wire bonding method is not required, the occupied space of the wiring can be reduced, and as a result, the mounting space of the electronic component itself can be reduced.
ところで、上述のようにして電子部品を実装する場合には、実装基板の実装面と電子部品との間に電子部品の厚みに相当する段差が形成されることになる。インクジェット法を利用する場合であれば、このような段差に沿っても配線を形成することはできる。ただし、こうした段差に沿って形成される配線は、屈曲する箇所が段差の分だけ多くなってしまい、配線そのものの機械的さらには電気的な信頼性を損なう虞がある。そのため、配線の接続対象である電極パッド間に段差があるような場合、上述したインクジェット法では、通常、配線へのこうした機械的なストレスを抑えるべく、段差を緩和するための技術が採用されている。 By the way, when the electronic component is mounted as described above, a step corresponding to the thickness of the electronic component is formed between the mounting surface of the mounting substrate and the electronic component. If the inkjet method is used, the wiring can be formed along such a step. However, the wiring formed along such a step has a number of bent portions that are increased by the amount of the step, which may impair the mechanical and electrical reliability of the wiring itself. Therefore, when there is a step between the electrode pads to which the wiring is to be connected, the above-described inkjet method usually employs a technique for reducing the step to suppress such mechanical stress on the wiring. Yes.
このような段差を緩和するための技術には、例えば特許文献1に記載されるように、電子部品のパッド形成面と実装面とを繋ぐように吐出された絶縁性の樹脂材料からなる絶縁性スロープが利用されている。そして上記段差を緩和するかたちに構成された絶縁性スロープ上に導電性インクからなる液滴が吐出されて、この導電性インクが乾燥及び焼成されることにより上記配線が形成される。これにより配線としての屈曲が緩和され、機械的かつ電気的な信頼性も高く維持されるようになる。
As a technique for reducing such a step, for example, as described in
ところで、実装スペースのさらなる縮小化や実装基板の微細化が進行する近年では、上述した絶縁性スロープの位置や形状などにも高い精度が必要とされている。そしてこうした要請に応える絶縁性スロープの製造方法としても上記インクジェット法が検討されている。 By the way, in recent years when the mounting space is further reduced and the mounting substrate is miniaturized, high accuracy is required for the position and shape of the insulating slope described above. The ink jet method has been studied as a method for producing an insulating slope that meets these requirements.
絶縁性インクを微少な液滴として吐出させるインクジェット法では、こうした液滴を形成するために例えば20cPといった低い粘度の絶縁性インクを使用する必要がある。一方、低粘度のインクからなる液滴が実証面上に着弾した場合には、その液滴の濡れ広がりが大きくなり、着弾した液滴自体の形状や位置に関わる精度が得難くなる。そのため、着弾した液滴自体の形状や位置に関わる精度を確保することを目的として、こうした濡れ広がりを抑えるべく、液滴が着弾する実装面などに予め表面処理を施す検討がなされている。 In the ink jet method in which the insulating ink is ejected as fine droplets, it is necessary to use an insulating ink having a low viscosity of, for example, 20 cP in order to form such droplets. On the other hand, when a droplet made of low-viscosity ink lands on the demonstration surface, the droplet spreads greatly, making it difficult to obtain accuracy related to the shape and position of the landed droplet itself. For this reason, in order to ensure the accuracy related to the shape and position of the landed droplet itself, in order to suppress such wetting and spreading, a surface treatment is performed in advance on the mounting surface on which the droplet landes.
具体的には、図5に示されるように、実装基板41の実装面41aや電子部品42のパッド形成面42aに、まず撥液層43が形成されることにより、それらの面に均一で高い撥液性が付与される(図5(a))。次いでこの撥液層43に紫外線Lが照射されて、撥液層43に対する液滴の接触角が所望する接触角になるように、撥液層43の撥液性が調整される。このようにして表面処理が施されると、絶縁性スロープを形成するための液層50Lがそこに形成されて(図5(c),(d))、撥液層43によって濡れ広がりが軽減された状態でその液層50Lが硬化されることにより、絶縁性スロープ50Dが形成される(図5(e))。
Specifically, as shown in FIG. 5, the
だが、上記の方法が利用されたとしても、撥液層43の撥液作用の発現が撥液層43と液層50Lとの界面に限られることとなり、こうした界面に対する液量が少ない場合にはその濡れ広がりが抑制可能にもなるが、電子部品42の厚さが必要とされる上記液層50Lにおいてはその撥液作用が不足してしまう。その結果、図5(d)に示されるように、液層50Lの一部あるいは全部が濡れ広がってしまい、設計位置や設計形状から大きなずれを招くことになってしまう。またこうした液層50Lからなる絶縁性スロープ50Dに積層された配線48にあっては、絶縁性スロープ50Dの位置や形状に応じてその膜厚が異なることとなり、結局のところ、機械的さらには電気的な信頼性を損なうものとなってしまう。
However, even if the above method is used, the liquid repellent action of the
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、実装基板の実装面に配置される電子部品と実装面とによって形成される段差部に絶縁性スロープを形成して電子部品を実装する電子部品の実装方法においてその絶縁性スロープの加工精度を向上させる電子部品の実装方法を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to form an insulating slope at a step portion formed by an electronic component disposed on a mounting surface of a mounting board and the mounting surface. An object of the present invention is to provide an electronic component mounting method for improving the processing accuracy of the insulating slope in the electronic component mounting method for mounting the electronic component.
本発明の電子部品の実装方法は、実装基板の実装面と該実装面に配置された電子部品とにより形成された段差に該段差を緩和する絶縁性スロープを形成して前記電子部品を前記実装面に実装する電子部品の実装方法において、絶縁性インクからなる液滴を吐出してその液滴を孤立した状態で硬化することにより形成するスロープ要素を、前記実装面の面方向に敷き詰めて、かつ、前記絶縁性スロープの厚み方向に積み重ねる態様で、前記液滴の吐出と硬化とを繰り返し、前記スロープ要素を積み重ねるときには、前記実装面に沿って隣接する前記スロープ要素を異なるタイミングで積み重ねることにより前記絶縁性スロープを形成することを要旨とする。 In the electronic component mounting method of the present invention, the electronic component is mounted by forming an insulating slope that relaxes the step in a step formed by the mounting surface of the mounting substrate and the electronic component disposed on the mounting surface. In the mounting method of the electronic component to be mounted on the surface, a slope element formed by discharging a droplet made of insulating ink and curing the droplet in an isolated state is spread in the surface direction of the mounting surface, And, in the aspect of stacking in the thickness direction of the insulating slope, repeating the discharge and curing of the droplets, when stacking the slope elements, by stacking the adjacent slope elements along the mounting surface at different timings The gist is to form the insulating slope.
隣接するように吐出された液滴は、それを構成する液状体の表面張力により、液滴同士が合一するように流動する。そのため上記絶縁性スロープの形成過程において隣接するように液滴が吐出されると、絶縁性インクが有する表面張力によって液滴同士が合一してしまい、本来定着されるべき位置から液滴が流動することとなってしまう。そのため、このようにして形成された絶縁性スロープは、それを構成する液滴自体が流動するために本来形成されるべき位置からずれてしまい、その形状もスロープとしての機能を損なうものになってしまう。これに対して本電子部品の実装方法によれば、絶縁性スロープを構成するスロープ要素が孤立した液滴ごとに形成されるため、実装面の面方向のみならず、絶縁性スロープの厚み方向においても液滴の合一が抑制されることになり、実装面の面方向及び絶縁性スロープの厚み方向の双方において絶縁性スロープの加工精度が向上可能になる。また吐出される液滴がその吐出ごとに硬化されるため、着弾した液滴自体の濡れ広がりが抑制されることにもなり、こうして形成されるスロープ要素の積層体であれば、その位置や形状の再現性も向上可能となる。そして、こうした積層体から絶縁性スロープが構成されることから、たとえ急峻なスロープ形状であっても、絶縁性スロープ全体としての形状が崩されることなく、その形状が実現可能になる。 The droplets discharged so as to be adjacent to each other flow so that the droplets are united by the surface tension of the liquid material constituting the droplets. For this reason, when droplets are ejected adjacent to each other in the process of forming the insulating slope, the droplets coalesce due to the surface tension of the insulating ink, and the droplets flow from the position where they should be fixed. Will end up. Therefore, the insulating slope formed in this way is displaced from the position where it should originally be formed because the liquid droplets constituting the same flow, and the shape of the insulating slope also impairs the function as the slope. End up. On the other hand, according to the mounting method of the electronic component, since the slope element constituting the insulating slope is formed for each isolated droplet, not only in the surface direction of the mounting surface but also in the thickness direction of the insulating slope. In addition, the coalescence of the droplets is suppressed, and the processing accuracy of the insulating slope can be improved both in the surface direction of the mounting surface and in the thickness direction of the insulating slope. In addition, since the discharged droplets are cured for each discharge, the wetting and spreading of the landed droplets themselves is also suppressed. The reproducibility can be improved. And since an insulating slope is comprised from such a laminated body, even if it is a steep slope shape, the shape as the whole insulating slope will not be destroyed, but it becomes realizable.
この電子部品の実装方法は、前記電子部品に近い位置から順に前記スロープ要素を積み重ねてもよい。
電子部品と実装面との段差を緩和する絶縁性スロープは、電子部品に近い位置ほどその厚みが厚くなるかたちに構成される。つまり上述した絶縁性スロープは、電子部品に近い位置ほどそのスロープ要素が多く積み重ねられることになる。この電子部品の実装方法によれば、電子部品に近い側から順にスロープ要素が積み重ねられるため、先行して積み重ねられるスロープ要素の各々が電子部品の側面に直接あるいは間接的に支持され続けることになる。それゆえ上記絶縁性スロープの形成過程においては、積み重ねられたスロープ要素の崩れがこうした支持態様により抑制されることになり、上述した効果がより確実なものとなる。
In this electronic component mounting method, the slope elements may be stacked in order from a position close to the electronic component.
The insulating slope that relaxes the step between the electronic component and the mounting surface is configured such that the closer to the electronic component, the thicker the thickness. In other words, the above-described insulating slope has a larger number of slope elements stacked closer to the electronic component. According to this electronic component mounting method, since the slope elements are stacked in order from the side close to the electronic component, each of the previously stacked slope elements continues to be supported directly or indirectly on the side surface of the electronic component. . Therefore, in the process of forming the insulating slope, the collapse of the stacked slope elements is suppressed by such a support mode, and the above-described effect is more reliable.
この電子部品の実装方法は、実装面に沿って敷き詰められた複数のスロープ要素からなる層に他のスロープ要素を積み重ねる態様が繰り返されることにより前記絶縁性スロープを形成してもよい。 In this electronic component mounting method, the insulating slope may be formed by repeating a mode in which other slope elements are stacked on a layer composed of a plurality of slope elements spread along the mounting surface.
この電子部品の実装方法によれば、実装面に沿う層ごとにスロープ要素が積み重ねられるため、先行して形成された層内では、スロープ要素の各々が実装面に沿って隣接する他のスロープ要素により支持されることになる。それゆえ上記絶縁性スロープの形成過程においては、積み重ねられたスロープ要素の崩れがこうした支持態様により抑制されることになり、上述した効果がより確実なものとなる。 According to this electronic component mounting method, since the slope elements are stacked for each layer along the mounting surface, each of the slope elements is adjacent to the other slope element along the mounting surface in the previously formed layer. It will be supported by. Therefore, in the process of forming the insulating slope, the collapse of the stacked slope elements is suppressed by such a support mode, and the above-described effect is more reliable.
この電子部品の実装方法は、前記絶縁性インクが光硬化性樹脂からなることが好ましい。
吐出ごとの硬化が可能な絶縁性インクとしては、例えば光硬化性樹脂からなるインクや熱硬化性樹脂からなるインクが挙げられる。ただし熱硬化性樹脂からなるインクを用いた場合には、吐出された液滴を加熱する必要があるため、その加熱によって実装基板や電子部品などが熱的な損傷を受けてしまう虞がある。この電子部品の実装方法によれば、吐出された液滴に対して所定波長の光が照射されるだけで液滴が硬化可能となり、上述したような実装基板や電子部品への熱的な影響が回避可能になる。
In this electronic component mounting method, the insulating ink is preferably made of a photocurable resin.
Examples of the insulating ink that can be cured for each discharge include ink made of a photocurable resin and ink made of a thermosetting resin. However, when ink made of a thermosetting resin is used, it is necessary to heat the ejected droplets, which may cause thermal damage to the mounting substrate, electronic components, and the like. According to this electronic component mounting method, the liquid droplets can be cured simply by irradiating the ejected liquid droplets with light of a predetermined wavelength, and the thermal influence on the mounting substrate and the electronic component as described above. Can be avoided.
なお光硬化性樹脂を用いた場合には、先行して積み重ねられたスロープ要素が後続する液滴への照射に対して光学的な障害となる虞がある。この点、電子部品に近い位置から順にスロープ要素が積み重ねられる態様であれば、先行して積み重ねられたスロープ要素が電子部材の側面に張り付いたかたちになるため、上述したような光照射に関わる問題が軽減されることにもなる。また実装面の面方向に沿う層ごとにスロープ要素が積み重ねられる態様であっても、同じく光照射に関わる問題が軽減されることにもなる。 In addition, when using a photocurable resin, there exists a possibility that the slope element previously piled up may become an optical obstacle with respect to irradiation to the subsequent droplet. In this respect, if the slope elements are stacked in order from the position close to the electronic component, the previously stacked slope elements are attached to the side surface of the electronic member. The problem will be reduced. Moreover, even in a mode in which the slope elements are stacked for each layer along the surface direction of the mounting surface, the problem related to light irradiation is also reduced.
この電子部品の実装方法は、導電性インクからなる液滴を前記絶縁性スロープの表面に吐出して前記実装基板の電極パッドと前記電子部品の電極パッドとを結ぶ配線を前記スロープの表面に形成してもよい。 In this electronic component mounting method, a droplet made of conductive ink is ejected onto the surface of the insulating slope to form a wiring connecting the electrode pad of the mounting substrate and the electrode pad of the electronic component on the surface of the slope. May be.
この電子部品の実装方法によれば、絶縁性スロープが高い加工精度の下で形成されることから、それに着弾した液滴も位置ずれなどが軽減されることとなる。その結果、絶縁性スロープに積層される配線に関して、その形状や膜厚のばらつきが抑えられることになり、ひいては機械的さらには電気的な信頼性が向上されることになる。 According to this electronic component mounting method, since the insulating slope is formed with high processing accuracy, the positional deviation of the liquid droplets landing on the slope is reduced. As a result, variations in the shape and film thickness of wirings stacked on the insulating slope are suppressed, and as a result, mechanical and electrical reliability is improved.
以下、本発明の電子部品の実装方法を具体化した一実施形態について図1〜図4を参照して説明する。図1(a)は本実施形態の電子装置10の平面構造を示す平面図であり、図1(b)は図1(a)に示す1b−1b線に沿った断面構造を示す部分断面図である。
Hereinafter, an embodiment embodying the electronic component mounting method of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1A is a plan view showing a planar structure of the
図1(a),(b)に示されるように、電子装置10が具備する矩形板状の実装基板11にはその最上層に絶縁層が設けられており、この絶縁層の上面である実装面11aには矩形状の第1電極パッド13が同実装面11aの四辺に沿って配列されている。実装基板11の最上層である絶縁層の構成材料としては、可撓性あるいは非可撓性の各種絶縁材料を用いることができる。可撓性を有する具体的な材料としては、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、フッ素系樹脂などの合成樹脂を用いることが可能である。また非不可撓性を有する具体的な材料としては、低温焼結基材であるガラスセラミックの他、高温焼結基材や誘電体材料などを用いることが可能である。
As shown in FIGS. 1A and 1B, a rectangular plate-shaped mounting
なお、上述する実装基板11は、上記第1電極パッド13の他、実装基板11の実装面11aに各種配線を有する構成であってもよい。さらに、上述する実装基板11は、各種配線がプリントされた複数の回路基板を下層に有する多層基板であってもよく、上記実装面11aに第1電極パッド13が形成されているものであればよい。さらにまた、実装基板11の第1電極パッド13は、実装面11aの四辺に沿って配列されているが、例えば実装面11aの1辺にだけ形成される構成でもよい。
Note that the mounting
実装面11aには、上記複数の第1電極パッド13に取り囲まれるように、電子部品としての矩形板状の半導体チップ12が図示しない接着層を介して接合されている。半導体チップ12の上面であるパッド形成面12aには、矩形状をなす複数の第2電極パッド15が、実装基板11の各第1電極パッド13に対応するかたちで、半導体チップ12の四辺に沿って配列されている。さらにパッド形成面12aには、第2電極パッド15を囲うかたちで絶縁層が形成されている。第2電極パッド15を囲う絶縁層は、無機絶縁材料や有機絶縁材料からなる薄膜であって、無機絶縁材料としては、SiO2やSiNなどを用いることが可能であり、有機絶縁材料としては、ポリイミド樹脂などを用いることが可能である。
A rectangular plate-
なお、上述する電子部品は、半導体チップ12等の能動部品に限らず、抵抗器やコンデンサなどに代表されるような受動部品であってもよく、パッド形成面12aに第2電極パッド15が形成されて、そのパッド形成面12aの反対側面を実装面11aに向けた実装、所謂フェイスアップ方式の実装が可能なものであればよい。さらに、半導体チップ12の第2電極パッド15は、パッド形成面12aの四辺に沿って配列されているが、実装基板11の第1電極パッド13と同様に、例えばパッド形成面12aの1辺にだけ第2電極パッド15が形成される構成や第2電極パッド15が1つだけ形成される構成であってもよい。
The electronic component described above is not limited to an active component such as the
上述する実装面11aとパッド形成面12aとの間には、半導体チップ12の厚さに相当する段差が存在する。半導体チップ12の外周には、実装面11aとパッド形成面12aとをつなぐ連続面を有した絶縁性スロープ17(以下、単にスロープという。)が設けられている。スロープ17は半導体チップ12から離間するにつれてその膜厚が薄くなるかたちに構成されており、またスロープ17の表面である上記連続面は実装面11aとパッド形成面12aとの間の段差を緩和するかたちに構成されている。
A step corresponding to the thickness of the
このスロープ17は、絶縁材料からなる構造単位(スロープ要素)が積み重なる態様で構成されている。詳述すると、図2(a),(b)に示されるように、上記スロープ17が設けられる空間には、実装面11aを構成する2つの独立な方向(行方向と列方向)及び半導体チップ12の厚み方向(層方向)への所定距離の平行移動により不変な空間格子である3次元のパターン格子20が規定されている。この3次元のパターン格子20において上記スロープが占有する空間は、例えば実装面11aの面方向において3行n列の単位格子21で構成されており、また半導体チップ12の厚み方向において1層〜3層の単位格子21で構成されている。このパターン格子20を構成する単位格子21は、スロープ17の構造単位であるスロープ要素が占有する空間である。つまり単位格子21を占有する絶縁材料により構造単位であるスロープ要素が構成されており、このスロープ要素が積み重ねられる態様で上記スロープ17が構成されている。なお図2では、パターン格子20の構成を説明する便宜上、単位格子21を十分に拡大して示している。
The
なおスロープ17を構成する絶縁性材料としては、エポキシ系の熱硬化性樹脂やアクリル系の光硬化性樹脂、あるいはこれらを混合させたものを用いることが可能であるが、本実施形態ではスロープ17を形成する際に加熱による実装基板11や半導体チップ12などへの熱的な影響を回避すべく、所定波長の紫外光を一定時間照射することにより硬化される光硬化性樹脂が用いられている。
The insulating material constituting the
図1に示されるように、こうしたスロープ17の表面には、第1電極パッド13と第2電極パッド15とを電気的に接続する金属配線19が積層されている。上述したように実装面11aとパッド形成面12aとの間の段差がスロープ17により緩和されているため、こうしたスロープ17に積層された金属配線19も、上記段差による屈曲が十分に抑えられたものとなっている。実装基板11の第1電極パッド13とそれらに対応する半導体チップ12の各第2電極パッド15とが段差による屈曲により機械的な信頼性が低下されることのない、すなわちスロープ17を介して配置された機械的な信頼性の高い金属配線19により接続されるようになる。
As shown in FIG. 1, a
次に、上述した電子装置10における半導体チップ12の実装方法について図3及び図4を参照しながら説明する。図3は、半導体チップ12の実装方法における各製造工程の流れを示すフローチャートである。図4(a)〜(h)は、絶縁性スロープの形成工程を示した工程図である。
Next, a mounting method of the
図3に示されるように、半導体チップ12の実装方法においては、配置工程(ステップS11)と、スロープ形成工程(ステップS12)と、配線形成工程(ステップS13)とが順に実施される。
As shown in FIG. 3, in the mounting method of the
配置工程は、実装基板11の実装面11aに半導体チップ12を配置する工程である。この工程ではまず、電子装置10の設計ルールに基づき、実装面11aの所定範囲に図示しない接着層が形成される。次いでチップマウンターなどの搬送装置によって半導体チップ12が接着層上に載置されて、実装基板11と半導体チップ12とが接着層を介して接合される。
The placement step is a step of placing the
スロープ形成工程は、インクジェット法を用いてスロープ17を形成する工程である。本工程においては、図4に示されるように、液滴吐出ヘッド30から液滴Dを吐出して硬化させたスロープ要素を積み重ねた積層体をパターン格子20の1行目から順に形成することによりスロープ17が形成される。
A slope formation process is a process of forming the
詳述すると、絶縁材料が溶媒中に分散した絶縁性インクからなる複数の液滴Dは、それ
が他の液滴Dから離間する態様で液滴吐出ヘッド30から単位格子21に吐出される。次いで単位格子21内の液滴Dが孤立した状態のまま硬化されることにより、1つのスロープ要素が形成される。そして複数のスロープ要素が積み重ねられる態様で複数の液滴Dの吐出及び硬化が繰り返されることにより、スロープ17が形成される。
More specifically, a plurality of droplets D made of an insulating ink in which an insulating material is dispersed in a solvent are ejected from the
この際、硬化する前の液滴Dが隣接する単位格子21に存在すると、絶縁性インクの表面張力によって液滴D同士が合一するように流動して本来定着すべき位置から各液滴Dが流動してしまう。こうした状況の下で形成されるスロープ17は、その位置や形状がスロープ17を構成する液滴Dの流動によって本来形成されるべき位置や形状と異なるものとなってしまう。そこで、本実施形態の液滴吐出ヘッド30は、着弾した液滴Dがそれぞれ孤立するように、パターン格子20における同じ行の奇数列にのみ液滴Dが吐出される。(図4(a))。1行目の奇数列の単位格子21に液滴Dが着弾すると、その着弾タイミングにあわせて紫外光31が照射されて同液滴Dが硬化し、1行目の奇数列の単位格子21にスロープ要素32aが形成される(図4(b))。
At this time, if the droplet D before being cured exists in the
続いて、液滴吐出ヘッド30が同じ位置で再び駆動することにより、先行して形成されたスロープ要素32aの上面に他の液滴Dが着弾する(図4(c))。そしてこの液滴Dの着弾タイミングに合わせて再び紫外光31が照射されることにより、スロープ要素32aに積み重ねられたかたちで、1行目の奇数列の単位格子21に2層目のスロープ要素32bが形成される(図4(d))。さらに液滴吐出ヘッド30が同じ位置で再び駆動することにより、先行して形成されたスロープ要素32bの上面に他の液滴Dが着弾する。そして液滴Dの着弾タイミングに合わせて紫外光31が照射されることにより、スロープ要素32a,32bにさらに積み重ねたかたちで3層目のスロープ要素32cが形成される。こうして1行目の奇数列には、スロープ17の膜厚に応じた3つのスロープ要素からなる積層体32が形成される(図4(e))。
Subsequently, when the
上述した各スロープ要素32a〜32cは、孤立するように奇数列にのみ吐出された液滴Dをその吐出毎に硬化させていることから、着弾した液滴Dの合一や着弾した液滴D自体の濡れ広がりが抑制されることとなり、その形成位置や形状の再現性が向上されることになる。そして、こうしたスロープ要素32a〜32cを積み重ねて形成される積層体32においても、その形成位置や形状の再現性が向上されることになる。
Since each of the
続いて、実装基板11に対して液滴吐出ヘッド30をパターン格子20の行方向に沿って移動させて、同様の手順でパターン格子20における1行目の偶数列に3層からなる積層体32を形成し、1行目の単位格子21の全領域に積層体32が形成される。
Subsequently, the
本工程では次に、1行目よりも膜厚の小さい行である2行目に積層体33が形成される。まず、液滴吐出ヘッド30を実装基板11に対して移動させて2行目の直上に位置させる。液滴吐出ヘッド30が2行目の直上に位置すると、液滴吐出ヘッド30が駆動されて、パターン格子20における2行目の奇数列の単位格子21に向かって液滴Dが吐出される。そして液滴Dの着弾タイミングに合わせて紫外光31が照射されることにより、2行目の奇数列に1層目のスロープ要素33aが形成される(図4(f))。
Next, in this step, the
続いて、液滴吐出ヘッド30が再び同じ位置で駆動することにより、先行して形成されたスロープ要素33aの上面に他の液滴Dが着弾する。そしてこの液滴Dの着弾タイミングに合わせて紫外光31が照射されることにより、スロープ要素32aに積み重ねられたかたちで2層目のスロープ要素33bが形成される(図4(g))。こうして2行目の奇数列に、スロープ17の膜厚に応じた積層体33が形成される。そして、実装基板11に対して液滴吐出ヘッド30をパターン格子20の行方向に沿って移動させて、同様の手順でパターン格子20における2行目の偶数列に2層からなる積層体33を形成し、2行目
の全領域に積層体33が形成される。
Subsequently, when the
上述した各スロープ要素33a,33bは、孤立するように吐出された液滴Dをその吐出毎に硬化させていることから、着弾した液滴Dの合一や着弾した液滴D自体の濡れ広がりが抑制されることとなり、その形成位置や形状の再現性が向上されることになる。そして、こうしたスロープ要素33a,33bを積み重ねて形成される積層体33においても、その形成位置や形状の再現性が向上されることになる。
Since each of the
本工程では最後に、最も膜厚の小さい行である3行目の積層体34が形成される。まず、液滴吐出ヘッド30を実装基板11に対して移動させて3行目の直上に位置させる。液滴吐出ヘッド30が3行目の直上に位置すると、液滴吐出ヘッド30が駆動して、パターン格子20における3行目の奇数列の単位格子21に向かって液滴Dが吐出される。そしてこの液滴Dの着弾タイミングに合わせて紫外光31が照射されることにより、スロープ要素34aが形成される(図4(h))。こうして3行目の奇数列に、スロープ17の膜厚に応じた積層体34が形成される。そして、実装基板11に対して液滴吐出ヘッド30をパターン格子20の行方向に沿って移動させて、同様の手順でパターン格子20における3行目の偶数列に積層体34を形成し、3行目の全領域に積層体34が形成される。
In this step, finally, the
上述したスロープ要素34aも、孤立するように吐出された液滴Dをその吐出毎に硬化させていることから、着弾した液滴Dの合一や着弾した液滴D自体の濡れ広がりが抑制されることとなり、その形成位置や形状の再現性が向上されることになる。そして、こうしたスロープ要素34aからなる積層体34においても、その形成位置や形状の再現性が向上されることになる。
Since the above-described
こうしてパターン格子20の1〜3行目に形成された積層体32〜34によりスロープ17が形成される。各積層体32〜34は、上述したように、それぞれ孤立した状態となるように吐出された液滴Dをその吐出毎に硬化させたスロープ要素を積み重ねたものであることから、その形成位置や形状の再現性が向上される。そして、こうした再現性の高い積層体32〜34から構成されるスロープ17もその形成位置や形状の再現性が向上することとなり、実装面11aの面方向及びスロープ17の厚み方向における加工精度が向上される。そのため、たとえ急峻な絶縁性スロープであっても、絶縁性スロープ全体としての形状を崩すことなく、所望の形状に安定して形成することが可能となる。
Thus, the
また、スロープ17を半導体チップ12に近い位置の1行目から順に積層体を形成することにより、先行して形成されたスロープ要素が半導体チップ12の側面に直接あるいは間接的に支持されることとなる。それゆえこうしたスロープ要素が積み重ねられた積層体32〜34の崩れがそうした支持態様によって抑制されることになり、スロープ17を所望の形状に安定して形成することが可能となる。一方、半導体チップ12から遠い位置(パターン格子20の3行目)から積層体を形成した場合には、先行して形成されたスロープ要素が後続するスロープ要素の形成に対して光学的な障害となってしまい、後続する液滴Dへの紫外光31の照射を阻害する虞がある。これに対し本実施形態では、パターン格子20において、半導体チップ12の近い位置の1行目から順にスロープ要素が形成されることから、先行して形成されたスロープ要素が光学的な障害になることが回避され、紫外光31の照射に関わる問題が軽減されることにもなる。
In addition, by forming the stacked body in order from the first row at a position close to the
配線形成工程(ステップS13)は、実装面11aの第1電極パッド13とパッド形成面12aの第2電極パッド15とを電気的に接続する金属配線19を形成する工程である。すなわち、スロープ形成工程において形成されたスロープ17の表面に金属配線19を形成する工程である。金属配線19は、導電性材料としての導電性微粒子の分散系からなる導電性インクを用いたインクジェット法によって形成される。本実施形態では、実装面
11aの第1電極パッド13の上面からスロープ17上を通りパッド形成面12aの第2電極パッド15までの各位置に導電性インクからなる液滴が吐出され連続的に配置される。次いで、配置された液滴に加熱処理が施されることにより分散媒の蒸発と導電性微粒子の焼成とが進行して金属配線19が形成される。
The wiring formation step (step S13) is a step of forming a
本実施形態では、スロープ17の形状が安定していることから、そこに配置される導電性インクの液滴が不用意に移動されることが抑制されるようになり、配線のパターンが安定的に描画されるようにもなる。描画される配線のパターンが安定していることから、形成される配線の膜厚のばらつきが抑制されて、機械的強度の不足や断線などが低減されることになる。すなわち、金属配線19の機械的な安定性とともに、電気的な安定性も向上されることになる。
In the present embodiment, since the shape of the
なお、導電性インクの導電性微粒子は、数nm〜数十nmの粒径を有する微粒子であり、例えば銀、金、銅、白金、パラジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、イリジウム、鉄、錫、コバルト、ニッケル、クロム、チタン、タンタル、タングステン、インジウム等の金属、あるいはこれらの合金を用いることができる。 The conductive fine particles of the conductive ink are fine particles having a particle diameter of several nanometers to several tens of nanometers, for example, silver, gold, copper, platinum, palladium, rhodium, osmium, ruthenium, iridium, iron, tin, cobalt. Further, metals such as nickel, chromium, titanium, tantalum, tungsten, and indium, or alloys thereof can be used.
一方、分散媒は、導電性微粒子を分散できるもので凝集を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、n−ヘプタン、n−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、p−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、縺|ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を例示できる。これらのうち、導電性微粒子の分散性と分散液の安定性、また液滴吐出法への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましい分散媒としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。 On the other hand, the dispersion medium is not particularly limited as long as it can disperse the conductive fine particles and does not cause aggregation. For example, in addition to water, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, n-heptane, n-octane, decane, dodecane, tetradecane, toluene, xylene, cymene, durene, indene, dipentene, tetrahydronaphthalene, decahydro Hydrocarbon compounds such as naphthalene and cyclohexylbenzene, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, bis (2- Methoxyethyl) ether, ether compounds such as p-dioxane, propylene carbonate, Examples include polar compounds such as tyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, and cyclohexanone. Of these, water, alcohols, hydrocarbon compounds, and ether compounds are preferable and more preferable in terms of the dispersibility of the conductive fine particles, the stability of the dispersion, and the ease of application to the droplet discharge method. Examples of the dispersion medium include water and hydrocarbon compounds.
ちなみに、実装面11aとパッド形成面12aの各電極パッド同士を例えばワイヤボンディング法を用いて接続した場合には、半導体チップ12及び実装基板11が高温に加熱されたり、大きな機械的なストレスが局所的に加わったりする。そのため、ワイヤボンディング法を用いた場合には、実装基板11及び半導体チップ12に耐熱性や機械的なストレスへの耐久性が高い水準で要求される。しかし、本実施形態のように液滴吐出法を用いて金属配線19を形成すれば、上述したような実装基板11及び半導体チップ12への要求を軽減することができ、これらの材質選定における自由度を拡大することもできる。
Incidentally, when the electrode pads on the mounting
以上説明したように本実施形態の電子部品の実装方法によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)上記実施形態によれば、液滴Dを孤立するかたちで吐出し、その吐出毎に硬化させたスロープ要素を積み重ねることで積層体32〜34を形成し、これらの積層体32〜34でスロープ17を構成した。こうすることにより、吐出された液滴Dの合一が抑制されて、スロープ要素の形成位置や形状の再現性が向上し、こうしたスロープ要素から形成される積層体32〜34の形成位置や形状もその再現性が向上される。そして、積層体32〜34から構成されるスロープ17も、その形成位置や形状の再現性が向上されることとなり、所望の形状に安定して形成することが可能となる。
As described above, according to the electronic component mounting method of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) According to the above embodiment, the droplets D are ejected in an isolated form, and the
(2)上記実施形態のスロープ17は、半導体チップ12に近い位置からスロープ要素を積層した。こうすることにより、先行して形成されたスロープ要素が半導体チップ12の側面に直接あるいは間接的に支持されることとなり、スロープ要素が積み重ねられた積層体32〜34の崩れを抑制することが可能となる。それゆえスロープ17の形状を所望の形状に安定して形成することが可能となる。
(2) In the
(3)また、半導体チップ12に近い位置からスロープ要素を積層することにより、先行して形成されたスロープ要素が後続して形成されるスロープ要素の光学的な障害となることが回避されることとなり、光照射に関わる問題を低減することが可能である。
(3) Further, by stacking the slope elements from a position close to the
(4)上記実施形態によれば、絶縁材料として紫外光硬化樹脂を用いてスロープ17を形成した。こうすることにより、スロープ17を形成する際の加熱処理が回避されることとなり、スロープ17を形成する上での実装基板11などへの熱的な影響を回避することが可能となる。
(4) According to the embodiment, the
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、半導体チップ12に近い位置から順にスロープ要素を積み重ねてスロープ17を形成した。これに限らず、液滴Dを孤立するように吐出するとともにその吐出毎に硬化させたスロープ要素を実装面11aの面方向において異なるタイミングで積み重ねてスロープ17の加工精度を向上させる上では、各スロープ要素の形成順序を適宜変更してもよい。例えば半導体チップ12に対して遠い位置(パターン格子20の3行目)から順にスロープ要素を積み重ねてもよい。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
In the above embodiment, the
・また例えば、実装面11aに沿って敷き詰められた複数のスロープ要素からなる層に他のスロープ要素を積み重ねる態様が繰り返されることによりスロープ17を形成してもよい。つまり実装面11aに沿って隣接するスロープ要素を異なるタイミングで積み重ねる態様であれば、半導体チップ12に近い位置から順にスロープ要素を積み重ねることなく、パターン格子20の1層目から順にスロープ要素を敷き詰める態様であってもよい。こうした構成であれば、先行して積み重ねられたスロープ要素が実装面11aの面方向で隣接する他のスロープ要素により支持されることになる。それゆえ積み重ねられたスロープ要素の崩れがそうした支持態様によって抑制されることになる。こうした構成によれば、スロープ17の加工精度の向上が確実に得られる。
In addition, for example, the
・上記実施形態では、液滴Dが吐出される段差に対してとくに表面処理を行わなかったが、例えば液滴Dの接触角を制御するような表面処理を行ってもよい。 In the above embodiment, the surface treatment is not particularly performed on the step where the droplet D is ejected. However, for example, a surface treatment that controls the contact angle of the droplet D may be performed.
D…液滴、L…紫外線、P…第2電極パッド、BP…第1電極パッド、10…電子装置、11…実装基板、11a…実装面、12…半導体チップ、12a…パッド形成面、13…第1電極パッド、15…第2電極パッド、17…絶縁性スロープ、19…金属配線、20…パターン格子、21…単位格子、30…液滴吐出ヘッド、31…紫外光、32…積層体、32a,32b,32c…スロープ要素、33…積層体、33a,33b…スロープ要素、34…積層体、34a…スロープ要素、41…基板、41a…実装面、42…電子部品、42a…パッド形成面、43…撥液層、48…配線、50D…絶縁性スロープ、50L…液層。
D ... droplet, L ... ultraviolet light, P ... second electrode pad, BP ... first electrode pad, 10 ... electronic device, 11 ... mounting substrate, 11a ... mounting surface, 12 ... semiconductor chip, 12a ... pad forming surface, 13 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1st electrode pad, 15 ... 2nd electrode pad, 17 ... Insulating slope, 19 ... Metal wiring, 20 ... Pattern lattice, 21 ... Unit lattice, 30 ... Droplet discharge head, 31 ... Ultraviolet light, 32 ...
Claims (5)
絶縁性インクからなる液滴を吐出してその液滴を孤立した状態で硬化することにより形成するスロープ要素を、前記実装面の面方向に敷き詰めて、かつ、前記絶縁性スロープの厚み方向に積み重ねる態様で、前記液滴の吐出と硬化とを繰り返し、
前記スロープ要素を積み重ねるときには、前記実装面に沿って隣接する前記スロープ要素を異なるタイミングで積み重ねることにより前記絶縁性スロープを形成する
ことを特徴とする電子部品の実装方法。 In an electronic component mounting method, an insulating slope that relaxes the step is formed at a step formed by a mounting surface of a mounting substrate and an electronic component disposed on the mounting surface, and the electronic component is mounted on the mounting surface. ,
Slope elements formed by discharging droplets made of insulating ink and curing the droplets in an isolated state are spread in the surface direction of the mounting surface and stacked in the thickness direction of the insulating slope. In an aspect, repeating the ejection and curing of the droplets,
When stacking the slope elements, the insulating slope is formed by stacking the slope elements adjacent along the mounting surface at different timings.
ことを特徴とする請求項1に記載の電子部品の実装方法。 The electronic component mounting method according to claim 1, wherein the slope elements are stacked in order from a position close to the electronic component.
ことを特徴とする請求項1に記載の電子部品の実装方法。 2. The electronic component mounting according to claim 1, wherein the insulating slope is formed by repeating a mode in which another slope element is stacked on a layer composed of a plurality of slope elements spread along a mounting surface. Method.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子部品の実装方法。 The said insulating ink consists of photocurable resin. The mounting method of the electronic component as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の電子部品の実装方法。 The liquid droplets made of conductive ink are ejected onto the surface of the insulating slope to form a wiring connecting the electrode pad of the mounting substrate and the electrode pad of the electronic component on the surface of the slope. The mounting method of the electronic component as described in any one of 1-4.
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CN113380790A (en) * | 2020-05-05 | 2021-09-10 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | Semiconductor device structure and method for manufacturing the same |
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