JP2011171462A - 電気回路モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＢＧＡ型パッケージＩＣやＣＳＰ型ＩＣと受動部品の間に発生する半田ボールの発生を防止し、電気回路モジュールの製造歩留まりを改善する電気回路モジュールを提供する。
【解決手段】半導体チップ３（ＢＧＡ型パッケージＩＣもしくはＣＳＰ型ＩＣ）を実装するフリップチップ実装工程と、その後、受動部品６を実装する受動部品端子５上にクリーム半田を塗布する予備半田工程と、その後、受動部品端子５上の前記クリーム半田に熱を印可し、前記クリーム半田を融解させて半田９とする加熱工程と、その後、受動部品端子５上の前記半田９上にフラックス１０を塗布するフラックス塗付工程と、その後、受動部品端子５上に受動部品６を実装する受動部品実装工程と、を有することによって、ＢＧＡ型パッケージＩＣやＣＳＰ型ＩＣと受動部品の間に発生する半田ボールの発生を防止することができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、プリント配線基板を代表とする配線基板の少なくとも片面に半導体チップが実装された電気回路モジュールの製造方法に関するものである。

チップマウンタなどにより電子部品が搭載された電気回路モジュールはリフロー装置へ送られ、電子部品の電極をプリント基板の電極に固着するための半田付けが行われた際、半田ボールが生じることがあり、この半田ボールは回路パターンの短絡の原因となるので除去しなければならない。その半田ボールの除去方法としては、電子部品が半田付けされたプリント基板の表面に合成樹脂を塗布して合成樹脂膜を形成することにより、その合成樹脂膜の内部に半田ボールを包含させ、その合成樹脂膜を前記プリント基板から剥ぎ取
ることが知られている。（特許文献１参照）
また、近年の電子機器の小型化に伴い、この電気回路モジュールも小型化が進んでいるが、その電気回路モジュールの小型化に伴い、半導体チップを実装する部分と受動部品（例えば抵抗やキャパシタ）とを実装する間隔が狭くなっている。（例えば特許文献２参照）

特平開０６−１６４１０９号公報 特開２００５−２７６８７９号公報

しかしながら、特許文献２に記載のような半導体チップが実装された電気回路モジュールでは、半田ボールが半導体チップと受動部品の間に発生した際、その感覚が非常に狭く、かつ、半導体チップのパッケージに特許文献１に記載のような合成樹脂膜が付着した場合、除去が困難であることから、合成樹脂膜を用いて半田ボールを除去する方法が使用できないという課題があった。

そこで、本発明は、前記のように従来の課題を解決するもので、半導体チップと受動部品の間に発生する半田ボールの発生を防止し、電気回路モジュールの製造歩留まりを改善する事を目的とする。

この目的を達成するために、本発明は、少なくとも基板部の片面に半導体チップが実装され、かつ受動部品が実装されている電気回路モジュールの製造方法において、前記半導体チップを実装するフリップチップ実装工程と、その後、前記受動部品を実装する受動部品端子上にクリーム半田を塗布する予備半田工程と、その後、前記受動部品端子上の前記クリーム半田に熱を印可し、前記クリーム半田を融解させて半田とする加熱工程と、その後、前記受動部品端子上の前記半田上にフラックスを塗布するフラックス塗付工程と、その後、前記受動部品を実装する端子上に前記受動部品を実装する受動部品実装工程と、を有することを特徴とする電気回路モジュールの製造方法とした。

これにより所期の目的を達成するものである。

以上のように本発明は、基板部の少なくとも片面に半導体チップを実装し、その後、受動部品を実装する端子上にクリーム半田を塗布し、その後、前記受動部品端子上の前記クリーム半田に熱を印可することによって前記クリーム半田を融解することによって半田とし、その後、前記受動部品端子上の前記半田上にフラックスを塗布し、その後、前記受動部品端子上に前記受動部品を実装することによって、電気回路モジュールの製造工程の歩留まりを向上させることができる。

すなわち、本発明においては、受動部品を実装する端子上にクリーム半田を塗布し、その後、そのクリーム半田に熱を印可し融解する事によって半田とし、その後、その前記クリーム半田上にフラックスを塗布し、その後、前記受動部品端子上に前記受動部品を実装することにより、半田が分離することなく半田ボールの発生を抑えることができるので、ＢＧＡ型パッケージＩＣやＣＳＰ型ＩＣとその他の部品の間に発生した半田ボールの発生を防止する事ができ、その結果として、電気回路モジュールの製造工程の歩留まりを向上することができるのである。

本発明の実施の形態１における電気回路モジュールの写真を示す図 本発明の実施の形態１における電気回路モジュール１の製造方法の手順を示す図 本発明の実施の形態１におけるフリップチップ実装工程を実施した後の電気回路モジュール１を横からみた断面図 本発明の実施の形態１における予備半田工程を実施する際の電気回路モジュール１を横からみた断面図 本発明の実施の形態１における予備半田工程を実施する際の電気回路モジュール１を横からみた断面図 図６は、本発明の実施の形態１におけるフラックス塗布工程を実施した後の電気回路モジュール１を横からみた断面図 本発明の実施の形態１における受動部品実装工程を実施する際の電気回路モジュール１を横からみた断面図 本発明の実施の形態１における受動部品実装工程を実施した後、すなわち、最終的な電気回路モジュール１を横からみた断面図

以下に、本発明のセラミック基板の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
（実施の形態１）
まず、はじめに、本発明の実施１における最終的な製品の構成である電気回路モジュールに関して説明する。

図１は、本発明の実施の形態１における電気回路モジュールの写真を示す図である。
電気回路モジュール１は、図１に示すように、電気回路モジュール１は、寸法：５．６［ｍｍ］ｘ４．３［ｍｍ］という、非常に小さな形状のものであり、多くの機能を有しかつ小型である電子機器（例えば携帯電話や補聴器等）に内蔵されるものである。
電気回路モジュール１は、基板部２上には、予め設けられた半導体チップ端子（図示せず）上に半導体チップ３が実装されている。また、後述するが、半導体チップ３と基板部２の間にはアンダーフィル剤４（図１に図示なし、図３に図示している）が塗布されている。また、基板部２上には、予め受動部品端子５（図１に図示なし、図３に図示している）上に受動部品６が実装されている。

本発明の実施の形態１においては、基板部２は、アルミナ粉末を５５［ｗｔ％］、ガラス粉末を４５［ｗｔ％］の割合で配合し、それを９００［℃］にて焼成することによって形成されたセラミック製のものが用いられている。
また、半導体チップ３は、半導体メモリが用いられている。なお、本発明の実施の形態１においては、半導体チップとして、ベアチップを用いたが、ＢＧＡ型パッケージを有するＩＣや、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）型ＩＣを用いてもよい。

また、受動部品６は、チップコンデンサが用いられている。
次に、本発明の実施の形態１における電気回路モジュール１の製造方法に関して説明する。図２は、本発明の実施の形態１における電気回路モジュール１の製造方法の手順を示すものである。

（ステップ１：フリップチップ実装工程）
まず、はじめに、基板部２上に半導体チップ３を実装し、その後、基板部２と半導体チップ３の間にアンダーフィル剤を塗布するフリップチップ実装を行なう。図３は、本発明の実施の形態１におけるフリップチップ実装工程を実施した後の電気回路モジュール１を横からみた断面図を示すものである。

（ステップ２：予備半田工程）
次に、基板部２上の受動部品端子５上に、クリーム半田７を塗布する予備半田工程を行なう。本発明の実施の形態１において、クリーム半田７の塗布には、ディスペンサー８を用いた。図４は、本発明の実施の形態１における予備半田工程を実施する際の電気回路モジュール１を横からみた断面図を示すものである。

（ステップ３：加熱工程）
次に、受動部品端子５上のクリーム半田７に熱を印可し、前記クリーム半田７を融解させて半田８とする加熱工程を行なう。本発明の実施の形態１においては、電気回路モジュール１を、リフロー装置にて、熱印加温度２４０℃、熱印可時間５分間にて行なった。ここで、熱印加温度を２４０℃としたのは、クリーム半田７の融点が２２０℃近辺
であったため、２０℃の余裕をもたせたからである。図５は、本発明の実施の形態１における予備半田工程を実施する際の電気回路モジュール１を横からみた断面図を示すものである。図５に示すように、クリーム半田７は、２２０℃の熱を印加する事によって融解されるため、半田９として受動部品端子５の全体に適度に満満遍なく行き渡る。なお、図４中ではクリーム半田７、図５中では半田９と区別をしているが、融解前と融解後で区別しているのみで材料としては同じものである。

（ステップ４：フラックス塗布工程）
次に、受動部品端子５上の半田９上にフラックス１０を塗布するフラックス塗付工程を行なう。図６は、本発明の実施の形態１におけるフラックス塗布工程を実施した後の電気回路モジュール１を横からみた断面図を示すものである。ここで、フラックス１０を用いたのは、後の受動部品実装工程で、受動部品を基板に固定する作用と加熱により半田表面の酸化膜を除去し、部品との半田濡れ性を良くするためである。

（ステップ５：受動部品実装工程）
次に、受動部品端子５上に受動部品６を実装する受動部品実装工程を行なう。図７は、本発明の実施の形態１における受動部品実装工程を実施する際の電気回路モジュール１を横からみた断面図を示すものである。なお、本発明の実施の形態１における本工程における実装は、一般的な実装装置を用いて行なった。

（本発明の効果）
図８は、本発明の実施の形態１における受動部品実装工程を実施した後、すなわち、最終的な電気回路モジュール１を横からみた断面図を示すものである。図８に示すように、前述の加熱工程により、半田表面の酸化膜が除去され、半田が溶融し受動部品端子５全体に半田が濡れ広がり、更に、予備半田として、半田が一体化することにより、半田が分離することなく半田ボールの発生が抑えられる。実際に、本発明の実施の形態１における電気回路モジュール製造方法を導入する前の半田ボールに起因する電気回路モジュールの電気回路の短絡の不良率が１〜５％であったが、本発明の実施の形態１における電気回路モジュール製造方法を導入後は、その不良率はゼロ（発生なし）となった。

このように、本発明における電気回路モジュールの製造方法により、電気回路モジュールの製造工程の歩留まりを向上することができる。

本発明にかかる電気回路モジュールの製造方法は、半導体チップとその他の部品の間に発生した半田ボールの発生を防止する事ができ、その結果として、電気回路モジュールの製造工程の歩留まりを向上することができるので、小型である電子機器（例えば携帯電話や補聴器等）に内蔵される電気回路モジュールの製造方法として有用である。

１ 電気回路モジュール
２ 基板部
３ 半導体チップ
４ アンダーフィル剤
５ 受動部品端子
６ 受動部品
７ クリーム半田
８ ディスペンサー
９ 半田
１０ フラックス

Claims (1)

1. 少なくとも基板部の片面に半導体が実装され、かつ受動部品が実装されている電気回路モジュールの製造方法において、
   前記半導体を実装するフリップチップ実装工程と、
   その後、前記受動部品を実装する受動部品端子上にクリーム半田を塗布する予備半田工程と、
   その後、前記受動部品端子上の前記クリーム半田に熱を印可し、前記クリーム半田を融解させて半田とする加熱工程と、
   その後、前記受動部品端子上の前記半田上にフラックスを塗布するフラックス塗付工程と、
   その後、前記受動部品端子上に前記受動部品を実装する受動部品実装工程と、
   を有することを特徴とする電気回路モジュールの製造方法
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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