JP2641405B2 - 電子部品の実装装置及び実装方法 - Google Patents

電子部品の実装装置及び実装方法

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JP2641405B2
JP2641405B2 JP7040210A JP4021095A JP2641405B2 JP 2641405 B2 JP2641405 B2 JP 2641405B2 JP 7040210 A JP7040210 A JP 7040210A JP 4021095 A JP4021095 A JP 4021095A JP 2641405 B2 JP2641405 B2 JP 2641405B2
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
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    • HELECTRICITY
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    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3485Applying solder paste, slurry or powder

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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子部品の実装装置及び
実装方法に関し、特にMCM(マルチ・チップ・モジュ
ール)構造の電子部品の主表面にIC部品及びチップ部
品を電気的及び機械的に接続するためのギンペーストや
クリーム半田等の接着剤を付着させる装置とその付着方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】電子部品の一例としてのマルチ・チップ
・モジュールの側面図を示す図3,その主表面を示す図
4を参照すると、このモジュール1は、積層型のセラミ
ック等からなるパッケージ15の内部に、多層配線構造
を有し、このパッケージ8の主表面には内部の配線から
導出した多数のパッドが配置され、さらにこれらパッド
と電気的及び機械的に接続された電極を有するチップ部
品6乃至13やリードを有するIC部品2乃至5等が設
けられ、この主表面の中央部には銅とタングステンとか
らなる合金性の方形の土台(ここでは銅タン部18と称
す)が固定され、この銅タン部18の主表面はパッケー
ジ15の高主表面16よりもさらに1.0mm程度高位
置にある。
【0003】この銅タン部18の主表面には、ユーザサ
イドで適宜設計したヒートシンクが固定されるため、こ
の部分はパッケージ8の主表面から最も突出した表面で
なければならない。銅タン部18の周囲の高主面部16
には、4隅のチップ部品10乃至13が、これら部品に
設けた電極と上記パッドとを半田接続する形で、固定さ
れる。高主面部16の周囲の低主面部17には、4隅に
チップ部品6乃至9が同様に半田接続する形で固定さ
れ、さらにこの間にIC部品2乃至5が同様に固定され
る。
【0004】ここで、IC部品2乃至5としては、SO
J(Small Out−lineJ−lead)タイ
プのICが多く用いられるが、この他に表面実装型のタ
イプであれば、接着対象のICになり得る。このIC部
品2乃至5のリード数は12あるいはそれ以上であり、
ICの内部機能に応じて必要数備えている。図4におい
ては、リードが左右一対で配列されているが、この他に
方形の四方に配列された形のパッケージもある。
【0005】チップ部品6乃至13としては、表面実装
型のコンデンサや抵抗素子等の二端子の部品が多用され
る。
【0006】パッケージ15の他主表面(裏面)には、
所定のピッチで多数のリードが植立され、必要に応じて
数百本のリード14が植立され、内部の配線と電気的に
接続されている。
【0007】このようなマルチ・チップ・モジュール構
造の電子部品は、適切な容量値や抵抗値を有するチップ
部品を適宜組み込むことにより、位相補正等で容易に行
えることから、さらに既存のIC部品を適宜組み合わせ
ることにより、ユーザの多様性のあるニーズにも即応で
きることから、最も適した構造の一つであると考えられ
る。
【0008】さて、このような構造のモジュール1で
は、主表面に部品を固着するための接着剤が不可欠であ
り、電気的及び機械的接続を同時に得るために、導電性
接着剤(クリーム半田や銀ペースト等)が用いられる。
このような接着剤が高主面部16及び低主面部17上の
各パッドの表面を覆うと共に、これら各パッド以外には
流出しないように、適量をこれら各パッド上に付着させ
る。各パッド上に接着剤が付着した後、ハンドリング方
法により、チップ部品6乃至13やIC部品2乃至5等
の各リードや各電極を仮接着し、その後230°前後の
高温にて、この接着剤をリフローした後、常温雰囲気中
にもどし硬化させ接着工程を終了する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】以上のような接着剤を
付着させる方法としては、スクリーン印刷方法がある
が、銅タン部18が突出しているため、これにスクリー
ンが触れてしまい、使用することはできない。
【0010】そこで考えられるのが、デイスペンサノズ
ルの使用である。図5の側面図に示すディスペンサノズ
ル64,65により、各パッド60乃至63の部品に接
着剤を付着する方法であるが、このような方法では複数
の段差があるため、ディスペンサノズルの移動制御が複
雑となるばかりでなく、ポイントごとに接着剤を塗布し
ていく方法であるため、塗布時間が長くなり、作業能率
が向上しないという欠点がある。このような傾向は、実
装部品が増大するに従って顕著となり、特にMCM構造
ではポイント数が数百箇所もあるため、この種のディス
ペンサは、実用上採用できない。
【0011】ちなみに「小型電子部品の取付方法」と称
する特公昭60−59757号公報に示されている図6
の断面図を参照すると、電子部品71,72のリードが
貫通し、さらにこれらリードに曲げ切り加工が施されて
取付けされた印刷基板73の面に、足曲げ部74,75
を避けるように接着剤塗布台76を用意したものが示さ
れているが、このような接着剤塗布台76では、段差の
ある面の各々に同時に接着剤77が塗布できないばかり
でなく、この印刷基板73は本発明が特に接着対象とし
ているMCM構造ではないため、接着すべき主表面に多
くの足曲げ部74,75が露出している。このため、台
76の相対位置のずれや、後工程のリフロー処理時等
に、接着剤77がこのような足曲げ部74,75に接着
してしまうという心配があり、信頼性の高い接続作業を
確保することができないという欠点がある。
【0012】また、電子部品71,72のリードが深く
落ち込み印刷基板73の面から下方に突出して、これが
接着剤塗布台76の接近を阻害しかねないという問題点
や、下面に接着した電子部品が落下してしまうという心
配もある。
【0013】以上のような問題点に鑑み、本発明では次
の課題を揚げる。
【0014】(1)段差のある主表面の各々に接着剤が
均一に、しかも迅速に付着するようにすること。
【0015】(2)接着剤を付着する装置を複雑なもの
とせず、可能な限り簡単なものとすること。
【0016】(3)接着剤の付着作業時間を短縮するこ
と。
【0017】(4)接着箇所が増大しても、付着作業時
間が増加しないようにすること。
【0018】(5)不要な部分に接着剤が付着して、短
絡事故が生じないようにすること。
【0019】(6)接着剤が飛散して、これが実装部品
の隙間に入り込んで、短絡事故が生じないようにするこ
と。
【0020】(7)良好な電気的接続が得られると共
に、不要な箇所との高い絶縁性が保てるようにするこ
と。
【0021】(8)接着剤が飛散するような制御を行わ
ないようにすること。
【0022】(9)後工程で接着する部品が落下した
り、位置ずれしないように、接着主表面をあらかじめ安
定した水平状態にして、接着剤を付着すること。
【0023】(10)接着剤を付着した主表面の上下を
逆転する等、接着剤が飛散するような方法を用いないよ
うにすること。
【0024】(11)接着剤の補給などインテナンスを
簡単な作業で行えるようにすること。
【0025】(12)特にMCM構造の電子部品が、信
頼性の高い製品として、供給できるようにすること。
【0026】
【課題を解決するための手段】本発明の電子部品の実装
装置の特徴は、電子部品の絶縁性の主表面は形成された
パッドにそれぞれ導電性の接着剤を付着するスタンプ
と、前記スタンプを駆動する制御手段と、前記スタンプ
のスタンプ面に前記接着剤を供給するタンクとを備えた
電子部品の実装装置であって、前記スタンプは、前記主
表面の互いに段差のある面にそれぞれ形成された前記パ
ッドに前記接着剤が付着するように、段差のあるスタン
プ面を備えている電子部品の実装装置において、前記電
子部品はマルチチップ・モジュールであり、前記主表面
上にはIC部品及びチップ部品のリード,電極と接着さ
れるパッドが配列されていることにある。また、前記タ
ンクは、前記段差のあるスタンプ面に一様に接着剤を供
給するように段差のある液面を備え互いに独立したタン
クである
【0027】特に前記電子部品はマルチチップ・モジュ
ールであり、前記主表面上にはIC部品及びチップ部品
のリード,電極と接着されるパッドが配列されているこ
とを特徴とし、また特に前記タンクは、前記段差のある
スタンプ面に一様に接着剤を供給するように段差のある
液面を備え互いに独立したタンクであることを特徴と
し、さらに特に前記制御手段は、前記スタンプを上下方
向に駆動する手段であることを特徴とする。
【0028】また、本発明の電子部品の実装方法の構成
は、電子部品の絶縁性の主表面の互いに段差のある面に
それぞれ形成された多数のパッドに、導電性の接着剤を
付着させる際に、前記接着剤を前記多数のパッドに同時
に供給することを特徴とする。
【0029】
【実施例】本発明の一実施例の電子部品の実装装置の側
面図を示す図1を参照すると、この実施例は、転写スタ
ンプ52と、それぞれに接着剤を入れた多数のタンク4
0乃至46を備えた台47との備える。
【0030】ここで、接着対象となる電子部品は図3,
図4に示したマルチ・チップ・モジュール1である。こ
のモジュール1の主表面には、チップ部品6乃至13と
IC部品2乃至5とがすでに接着しているが、これら部
品を接着する前の状態即ちIC部品の二列に配列したリ
ードに各々接着するパッドとチップ部品の一対の電極に
各々接着するパッドとが露出した状態の主表面を有する
モジュールのパッケージ15が、スタンプ52と台47
との間に、設定される。スタンプ52と台47とは上に
水平位に保持され、パッケージ15が入るように離間し
ている。
【0031】転写スタンプ52には、上述した多数のパ
ッドに一様に接着剤を付着するため、これらパッドと共
通した位置でかつ共通した接着剤付着寸法を備えたスタ
ンプ面30乃至36を備える。このようなスタンプ面3
4は、IC部品4のリードに、低位置スタンプ面32は
IC部品2のリードに、低位置スタンプ面33はIC部
品3のリードに、低位置スタンプ面35,36はそれぞ
れチップ部品8,9の電極に各々対応している。これら
スタンプ面の高位置スタンプ面30,31はチップ部品
12,13の電極に各々対応している。同様に他のスタ
ンプ面も、チップ部品6,7IC部品4に各々対応して
いる。転写スタンプ52の高位置スタンプ面30,31
と低位置スタンプ面32乃至36との上下寸法差は、図
4に示す高主面部16と低主面部17との段差に等し
い。転写スタンプ52の中央部分には、方形の凹部53
があり、銅タン部18の突出部分を避けるために必要で
ある。
【0032】このようなスタンプ面の直下には、接着剤
の入ったタンクが用意される。このようなタンクは、I
C部品毎、及びチップ部品毎にそれぞれ用意される。タ
ンク42乃至45とタンク40,41との液面差は、上
記転写スタンプ52の上下寸法差に等しくなるように、
クリーム半田が注入される。各タンク40乃至46は、
上部が開口しており、開口部の面積はスタンプ面の面積
の2倍乃至4倍が好ましい。各開口部の寸法は低面に至
るまで、共通の寸法を有する。開口部の面積はこの中に
入るスタンプ面の面積の例えば3倍の設定した場合に
は、どのタンクも3倍に共通設定することが好ましい。
このように共通設定すれば、接着剤の減少量が常に一定
となり、上記所定の段差をつねに維持することができ
る。このため、特定のタンクの接着剤が、著しく減少し
てスタンプ面に付着しなくなるという事故が生じる心配
がない。
【0033】転写スタンプ52は、主軸50に連結さ
れ、図示しない駆動手段により水平位を保持しながら上
下動方向51に移動する。
【0034】まず、転写スタンプ52が下方へ移動し、
スタンプ面がタンク内にそれぞれ用意されたクリーム半
田が付着する。次に、スタンプ52を静かに上方へ移動
するが、この際に付着したクリーム半田のうち余分のも
のは、もとのタンク内に滴下するため、後工程で飛散す
る心配がない。
【0035】スタンプ52が上方へ退避した後、上述し
たモジュールが、この直下に設定される。スタンプ52
の各スタンプ面が、モジュールの主表面のパッドの直上
に位置するように、簡単なモジュールの位置調整が行わ
れるが、図示していない。
【0036】次に、静かにスタンプ52を上方移動さ
せ、モジュールの高主面部16には高位置スタンプ面3
0,31が、低主面部17には低位置スタンプ面32乃
至36が、それぞれ当接する。この際、各スタンプ面に
付着した接着剤は、それぞれのパッドに付着する。
【0037】この次に、静かにスタンプ52を上方移動
させて接着剤の付着工程を終了する。
【0038】この次の工程では、ハンドリング手段によ
り、図4に示したリードや電極等が仮固定され、静かに
水平位を保持しながら、230℃前後のリフロー処理の
雰囲気に移され、その後常温雰囲気中に通され、クリー
ム半田は硬化して、パッドとリードや電極等とが、電気
的及び機械的に強く接続される。
【0039】以上の通り、接着剤の付着した転写スタン
プ52は、単に上下動するだけであるから、制御方法が
簡単であり、仮りに転写スタンプ52の上下を逆になる
ように回転させた場合に発生する接着剤の飛散もない。
また、制御方法が簡単であるため、作業時間も短かく、
一度に段差のあるパッド面に接着剤を付着できる。ま
た、接着剤の付着中及び直後のモジュールの主表面は、
電子部品のリードや電極等が供給されるまで、常に水平
位が保持されているから、接着剤の不均一な付着がな
く、均一な付着膜が得られる。
【0040】さらに、MCM構造の主表面には溶融半田
となじみ易い部分はパッドのみで、図2に示すように溶
融半田となじみ易い配線やリード等が露出していないた
め、リフロー処理中に、短絡事故の発生する心配がない
ばかりでなく、パッド上への接着剤の付着位置ずれが、
ある程度まで許容し得るという利点がある。
【0041】上述した接着剤は、クリーム半田である
が、この他に銀ペースト等であってもよく、要するに同
程度の粘性を備えた導電性の水溶性あるいは油性の接着
剤であれば、使用できる。
【0042】転写スタンプ52は、一つの金属性素材か
ら切り出されてもよいが、各スタンプ面を持ったブロッ
クを組み合わせて用いてもよい。
【0043】この実施例によれば、ちなみにターン・ア
ラウンド・タイム(TAT)がディスペンサ方法に比較
して、30%乃至50%短縮し、接着工程の投資コスト
も10%乃至30%低減することが判明した。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
段差のあるスタンプ面を備えたスタンプで一度に接着剤
を付着させることができるから、能率的にしかも信頼性
の高い接着が得られ、上述した(1)乃至(12)の課
題がことごとく達成された。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の実装装置を示す側面図であ
る。
【図2】図1の転写スタンプの下面を示す平面図であ
る。
【図3】本発明の一実施例で接着対象となるマルチ・チ
ップ・モジュールを示す側面図である。
【図4】図3のモジュールの主表面を示す平面図であ
る。
【図5】従来の実装方法を示す側面図である。
【図6】従来の小型電子部品の取付方法を示す断面図で
ある。
【符号の説明】
1 マルチ・チップ・モジュール 2,3,4,5,34 IC部品 6乃至9,10乃至13,35,36 チップ部品 14 リード 15 パッケージ 16 高主面部 17 低主面部 18 銅タン部 30,31 高位置スタンプ面 32乃至36 低位置スタンプ面 42乃至46 タンク47台 51 上下動方向 52 転写スタンプ 53 凹部 60乃至63 パッド 64,65 ディスペンサ 66 キャリアボート 71,72 電子部品 73 印刷基板 74,75 足曲げ部 76 塗布台 77 接着剤

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子部品の絶縁性の主表面は形成された
    パッドにそれぞれ導電性の接着剤を付着するスタンプ
    と、前記スタンプを駆動する制御手段と、前記スタンプ
    のスタンプ面に前記接着剤を供給するタンクとを備えた
    電子部品の実装装置であって、前記スタンプは、前記主
    表面の互いに段差のある面にそれぞれ形成された前記パ
    ッドに前記接着剤が付着するように、段差のあるスタン
    プ面を備えた電子部品の実装装置において、前記電子部品はマルチチップ・モジュールであり、前記
    主表面上にはIC部品及びチップ部品のリード,電極と
    接着されるパッドが配列されて いることを特徴とする電
    子部品の実装装置。
  2. 【請求項2】 前記タンクは、前記段差のあるスタンプ
    面に一様に接着剤を供給するように段差のある液面を備
    え互いに独立したタンクである請求項1記載の電子部品
    の実装装置。
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