JP2012160489A - 電子部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板上に実装された素子部品を外部から遮蔽するシールドケースのプリント基板との接合部に導電性バンプを形成する工程と、該導電性バンプを前記シールドケースの上から加熱加圧してプリント基板上に形成したグランド回路と接続する工程とを有し、該シールドケースと該プリント基板が熱硬化性接着剤を介して接着、導通させることにより、接続信頼性が高くかつ反りの少ない電子部品が得られる。
【選択図】図2
Description
例えば、音信号を電気信号に変換するMEMSチップとシールドケースとにより構成されるMEMSマイクロホンが知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。ここで、MEMS(Micro Electro Mechanica1 Systems)とは、半導体製造プロセスにおける微細加工技術を駆使して作製された微小部品からなる電気機械システムを意味する。
(1)基板上に実装された素子部品を外部から遮蔽するシールドケースのプリント基板との接合部に導電性バンプを形成する工程と、該導電性バンプを前記シールドケースの上から加熱加圧してプリント基板上に形成したグランド回路と接続する工程とを有し、該シールドケースと該プリント基板が熱硬化性接着剤を介して接着、導通されることを特徴とする電子部品の製造方法。
(2)前記シールドケースが、電鋳法によって形成された複数のシールドケース集合体であって、縦m個×横n個(m、nは、それぞれ独立に、2以上の整数を表す)からなる該シールドケース集合体を、板チョコ状に並べてなり、それらを前記プリント基板に実装して遮蔽された電子部品集合体を作製後、該遮蔽された電子部品集合体を個片に切り分けることを特徴とする上記(1)に記載の電子部品の製造方法。
(3)前記シールドケースが、銅、ニッケル、銅合金又はニッケル合金であることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の電子部品の製造方法。
(4)前記ニッケル合金が、ニッケル−リン、ニッケル−マンガン、ニッケル−コバルト、又はニッケル−鉄であることを特徴とする上記(3)に記載の電子部品の製造方法。
(5)前記シールドケースの厚さが0.03〜0.08mmであり、内側の高さが0.1〜1.5mm、天板の一辺の長さが0.2〜15mmであることを特徴とする上記(1)〜(4)いずれかに記載の電子部品の製造方法。
(6)前記シールドケースの接地部表面が、金、銀、又は錫めっき処理されてなることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
(7)前記導電性バンプがメッキバンプ、スタッドバンプ、印刷バンプのいずれかであることを特徴とする上記(1)〜(6)のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
(8)前記熱硬化性接着剤が、(A)エポキシ樹脂、(B)エポキシ樹脂硬化剤、(C)硬化促進剤、(D)合成ゴム及び(E)無機フィラーを必須成分としてなり、それらを絶縁性フィルム基材に塗布、乾燥して半硬化させたシート状熱硬化性接着剤であることを特徴とする上記(1)〜(7)のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
さらに、多数のプリント基板に対応する素子部品を実装した素子部品集合体とし、該素子部品集合体にシールドケース集合体を実装することで効率良くかつ低コストで、電子部品を製造する方法を提供することができる。
本発明で使用されるシールドケースは素子部品等を外部からの電磁波ノイズまたは粉塵等から保護するものである。シールドケースの材料は、銅、ニッケル、銅合金又はニッケル合金であることが好ましく、特に銅、ニッケル、あるいはニッケル−リン、ニッケル−マンガン、ニッケル−コバルト、ニッケル−鉄であることが好ましい。これらの金属を使用することにより、良好な機械的強度やシールド性が得られる。
本発明で使用されるシールドケース集合体は、板金の絞り加工や曲げ加工で製造するには、機械的強度、寸法精度、コスト及び生産性の面で不利なため、金属製品の複製法の一つである電鋳法によって製造するのが好ましい。この場合、シールドケース集合体の型となる母型の表面に、電気化学反応により、所定の厚さで金属を電着層として還元析出させた後、この電着層を母型から剥離することによって製造する。
さらに、当該シールドケース集合体は接地部表面に、金、銀、または錫めっき処理する
ことが好ましい。このような表面処理を施すことによりシールドケース集合体とプリント基板との接続安定性が良好になる。
後述する電鋳法によるシールドケース集合体の製造において、母型からの剥離及び導電性バンプの形成が容易となるため好ましい。前記間隔は、コスト、生産性の観点から最大1mm程度とするのが好ましい。
[導電性バンプの形成方法]
本発明で使用される導電性バンプの形成方法については、特に限定されないが、所定の位置に予めバンプ形状を加工した電着型を使用することにより、シールドケース作製時に一体で金属バンプも形成することができる。特に、このように電着型にバンプ形状を加工することにより、工程数削減のみならず、均一な高さのバンプが得られ、さらに形状が応力吸収構造となることから良好な接続信頼性が得られる。その他、メッキバンプやワイヤボンディングを応用したスタッドバンプなどの金属製バンプ、導電性ペーストからなる印刷バンプ等の公知な形成方法が使用できる。
ンプ・ボンディング法として知られているように、キャピラリーから導出したスタッドバ
ンプ用ワイヤーの先端に膨頭部を形成した後、キャピラリーによって膨頭部をシールドケ
ース表面のバンプ接地箇所に押し当ててベース部を形成し、キャピラリーでベース部の上部を水平方向に馴らした後、スタッドバンプ用ワイヤを切断してスタッドバンプを形成する。
[熱硬化性接着剤]
本発明で使用される熱硬化性接着剤は液状で、又はシート状にして使用するが、特に、作業性及び接続信頼性の点でシート状熱硬化性接着剤として、好ましく使用される。
本発明で使用されるシート状熱硬化性接着剤(以降、熱硬化性接着シートとする)は、(A)エポキシ樹脂、(B)エポキシ樹脂硬化剤、(C)硬化促進剤、(D)合成ゴム及び(E)無機フィラーを必須成分としており、メチルエチルケトン、メチルセロソルブなどの好適な有機溶剤で希釈してワニスとなし、フィルム基材に塗布、乾燥して半硬化させることにより製造する。
熱硬化性接着剤をフィルム基材に塗布乾燥するにあたっては、乾燥温度は、80〜180℃の温度が好ましい。フィルム基材としては、通常離型フィルムとして使用されているフィルム基材であれば、特に制限はなく、例えば、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン等が挙げられる。
熱硬化性接着シートの厚さは5〜25μmが好ましく、5μm以上であると接着力が保たれ、25μm以下であると接続の信頼性の低下がなく、電磁波漏洩もないため好ましい。
図1は本発明の方法により製造された電子部品の一例を模式的に示す断面図である。
図2は図1A部の拡大図であり、本発明の方法に従った製造工程の一例を工程順に示す説明図である。
まず、図2(1)から(4)により本発明の電子部品の製造方法(実装方法)を説明する。
バンプの設置個数は、シールドケースの形状や大きさに応じて設定されるが、設置間隔が1mm以上であることが好ましい。バンプの配列については直線状、または千鳥状など特に限定されないが、多数個取りのシールドケース集合体の場合は千鳥状に配列することにより安定した接地が得られるため好ましい。また、シールドケース1の接地部表面は、導電性バンプ2と前記シールドケース1との接続信頼性向上のため金、銀、又は錫めっき処理されてなることが好ましい。
次に、本発明による多数個取りの場合の、電子部品の製造方法について説明する。
図3は、本発明の方法において、多数個からなる素子部品へのシールドケースの実装及び個片に切り分けるまでの製造工程の一例を工程順に示す説明図である。また、図4は、本発明の方法において、板チョコ状に並べられた素子部品にシールドケースを実装した後(個片に切り分ける前)の電子部品集合体の斜視図である。
まず、図3(a)に示すように、素子部品8を実装したプリント基板6の所定に位置に、導電性バンプ2を形成した面に熱硬化性接着シート3を仮付けしたシールドケース1を当接する。次いで、図3(b)、(c)に示すように、熱圧着ツール7でシールドケース1の接地部分(バンプ形成部)を加圧、加熱してプリント基板6に接着する。次いで、図3(d)及び図4に示すように,隣接する電子部品10の中問部分で個片に切り分けることにより、図1に示す電子部品を多数個得ることができる。
等間隔に縦14個×横18個の凸部(幅2.6mm×長さ3.6mm×高さ0.7mm)を有し、隣接する個々のシールドケースの間隔を1mmとし、その略中央部に1mm間隔で直径0.2mm、高さ0.15mmの円錐状のバンプとなる突起を形成した母型を用いて、スルファミン酸ニッケル浴中で、電流密度5A/dm2で70分間通電し、厚さ0.04mmのシールドケース集合体を作製した。さらに、このシールドケース集合体の表面に0.01μmのフラッシュ金メッキを施した。
また、熱硬化性接着シートTFA−880CA−010(商品名、京セラケミカル社製、厚さ0.01mm)のバンプ当接部に直径0.25mmの貫通孔を穿設しておき、前記シールドケース集合体のバンプ形成面に位置合わせして、該熱硬化性接着シートを仮付けした。
次いで、該素子部品集合体に前記シールドケース集合体を位置合わせして、加熱温度160℃、圧力5MPaで2分間保持し接着し、その後160℃で1時間硬化させ、電子部品集合体を作製した。同様に、前記電子部品集合体を4個作製し、それらについて、下記の評価方法により反りを評価した。その結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、バンプとなる突起のないシールドケースを作成し、前記素子部品集合体に前記シールドケース集合体を位置合わせしてはんだリフローにより接合して電子部品集合体を作製した。同様に、前記電子部品集合体を4個作製し、それらについて、下記の評価方法により反りを評価した。その結果を表1に示す。
(1)反り
作製した電子部品集合体を平盤に平置きして、電子部品集合体内に板チョコ状に並べられたシールドケース集合体の一つ(縦14個×横18個からなる)に対し、縦をm番目、横をn番目のシールドケース(m、n)とした時、(m、n)が(1,1)、(1,9)、(1,18)、(7,1)、(7,9)、(7,18)、(14,1)、(14,9)、(14,18)である位置に対応するシールドケース合計9個(9点)を選択し、NEXIV VMR−3020(商品名、ニコン社製)を用いて、平盤に対する反りの鉛直成分(距離)を測定し、それらの最大値と最小値の差をシールドケース集合体の反りとして定義し算出した。
2:導電性バンプ
3:熱硬化性接着シート
4:バンプ貫通孔
5:グランド回路
6:プリント基板
7:熱圧着ツール
8:素子部品
9:切断線
10:電子部品
Claims (8)
- 基板上に実装された素子部品を外部から遮蔽するシールドケースのプリント基板との接合部に導電性バンプを形成する工程と、該導電性バンプを前記シールドケースの上から加熱加圧して前記プリント基板上に形成したグランド回路と接続する工程とを有し、該シールドケースと該プリント基板が熱硬化性接着剤を介して接着、導通されることを特徴とする電子部品の製造方法。
- 前記シールドケースが、電鋳法によって形成された複数のシールドケース集合体であって、縦m個×横n個(m、nは、それぞれ独立に、2以上の整数を表す)からなる該シールドケース集合体を、板チョコ状に並べてなり、それらを前記プリント基板に実装して遮蔽された電子部品集合体を作製後、該遮蔽された電子部品集合体を個片に切り分けることを特徴とする請求項1記載の電子部品の製造方法。
- 前記シールドケースが、銅、ニッケル、銅合金又はニッケル合金であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子部品の製造方法。
- 前記ニッケル合金が、ニッケル−リン、ニッケル−マンガン、ニッケル−コバルト、又はニッケル−鉄であることを特徴とする請求項3に記載の電子部品の製造方法。
- 前記シールドケースの厚さが0.03〜0.08mmであり、内側の高さが0.1〜1.5mm、天板の一辺の長さが0.2〜15mmであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
- 前記シールドケースの接地部表面が、金、銀、又は錫めっき処理されてなることを特徴
とする請求項1〜5のいずれかに記載の電子部品の製造方法。 - 前記導電性バンプがメッキバンプ、スタッドバンプ、印刷バンプのいずれかであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
- 前記熱硬化性接着剤が、(A)エポキシ樹脂、(B)エポキシ樹脂硬化剤、(C)硬化促進剤、(D)合成ゴム及び(E)無機フィラーを必須成分としてなり、それらを絶縁性フィルム基材に塗布、乾燥して半硬化させたシート状熱硬化性接着剤であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
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