JP4203513B2 - 電子部品の実装構造 - Google Patents

Description

本発明は、種々の電気機器や電子回路ユニット等に使用して好適な電子部品の実装構造に関するものである。

従来の電子部品の実装構造に係る図面を説明すると、図１６は従来の電子部品の実装構造を示す説明図であり、次に、従来の電子部品の実装構造の構成を図１６に基づいて説明すると、絶縁基板５１上に設けられた配線パターン５２には、バンプ５３によって電子部品５４が取り付けられる。

また、電子部品５４の領域を除く絶縁基板５１上と配線パターン５２上には、絶縁皮膜５５が設けられ、この絶縁皮膜５５は、電子部品５４の領域を含む箇所に皮膜除去部５５ａが設けられ、この皮膜除去部５５ａの絶縁基板５１と電子部品５４との間には、樹脂からなるアンダーフィル５６が設けられて、このアンダーフィル５６は、皮膜除去部５５ａの縁部によって流出が防止された構成となっている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２１４５８６号公報

しかし、従来の電子部品の実装構造において、アンダーフィル５６は、皮膜除去部５５ａの縁部によって流出が防止されるため、アンダーフィル５６の広がりを防止するために絶縁皮膜５５を厚膜にする必要があり、この場合、厚膜の絶縁皮膜５５の形成が面倒で、コスト高になり、また、アンダーフィル５６の広がりを防止するために絶縁皮膜５５を薄膜にすると、皮膜除去部５５ａを広くする必要があり、この場合、絶縁基板５１が大型になるという問題がある。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、絶縁皮膜上のアンダーフィルが皮膜除去部によって広がりを抑制されて、小型で、安価な電子部品の実装構造を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、複数の端子が設けられた絶縁基板と、前記端子を避けた状態で前記絶縁基板上に設けられた感光性の絶縁皮膜と、本体部の下面に設けられた電極が前記端子に接続された電子部品と、前記絶縁皮膜と前記電子部品との間、及び前記絶縁基板と前記電子部品との間に設けられた樹脂からなるアンダーフィルとを備え、前記絶縁皮膜は、前記本体部の近傍に設けられた皮膜除去部を有し、前記絶縁皮膜上に設けられた前記アンダーフィルが前記皮膜除去部の縁部に止まって前記皮膜除去部に落ち込まないようにすることによって広がりを抑制され、前記皮膜除去部に位置する前記絶縁皮膜の側面と前記絶縁基板の表面との間の角度が８０度程度で形成されたことを特徴としている。

このように構成した本発明は、絶縁皮膜上に設けられたアンダーフィルの広がりが皮膜除去部によって抑制されて、それ以上のアンダーフィルの広がりが無くなり、アンダーフィルの広がりの抑制効果は、皮膜除去部の厚さ、深さ、幅に拘わらないため、皮膜除去部を薄く、浅く、幅狭にでき、安価で、絶縁基板の小型化や薄型化が容易にできる。
また、本発明は、皮膜除去部に位置する絶縁皮膜の側面と絶縁基板の表面との間の角度が８０度程度で形成されたことを特徴としている。このように構成した本発明は、絶縁皮膜の表面端部でのアンダーフィルの止まりを良好にできて、絶縁皮膜とアンダーフィルとで作られる接触角を大きくできる。

また、本発明は、上記発明において、皮膜除去部は、本体部を囲むように設けられ、アンダーフィルが皮膜除去部の縁部で止まったことを特徴としている。このように構成した本発明は、本体部を囲む皮膜除去部によって、アンダーフィルの広がりの防止を一層確実にできる。

また、本発明は、上記発明において、電子部品が半導体チップで形成されたことを特徴としている。このように構成した本発明は、アンダーフィルによって取付補強が必要な半導体チップにおいて好適である。

また、本発明は、上記発明において、アンダーフィルが液状である時、絶縁皮膜とアンダーフィルとで作られる接触角が９０度〜１３５度にしたことを特徴としている。このように構成した本発明は、この液状のアンダーフィルの接触角が９０度未満になると、アンダーフィル８の流動性が高くなって、アンダーフィル８が広く流れ出る状態となり、また、液状のアンダーフィルの接触角が１３５度を越えると、アンダーフィルの流動性が低くなって、アンダーフィル８の流れが悪くなることから、接触角が９０度〜１３５度の範囲にすると、アンダーフィルの流動性が低くもなく、高くもない範囲にできて、絶縁皮膜とアンダーフィルとが濡れにくい状態となる。

また、本発明は、上記発明において、絶縁被膜とアンダーフィルがエポキシ系の樹脂で形成されたことを特徴としている。このように構成した本発明は、アンダーフィルの流動性が低くもなく、高くもない状態の接触角が９０度〜１３５度の範囲のものが容易に得られる。

本発明は、絶縁皮膜上に設けられたアンダーフィルの広がりが皮膜除去部によって抑制されて、それ以上のアンダーフィルの広がりが無くなり、アンダーフィルの広がりの抑制効果は、皮膜除去部の厚さ、深さ、幅に拘わらないため、皮膜除去部を薄く、浅く、幅狭にでき、安価で、絶縁基板の小型化や薄型化が容易にできる。また、絶縁皮膜の表面端部でのアンダーフィルの止まりを良好にできて、絶縁皮膜とアンダーフィルとで作られる接触角を大きくできる。

発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本発明の電子部品の実装構造に係る要部断面図、図２は本発明の電子部品の実装構造に係る絶縁基板の平面図、図３は図１のＡ部分の拡大図、図４は本発明の電子部品の実装方法を示す正面図、図５は本発明の電子部品の実装方法を示す平面図、図６は本発明の電子部品の実装方法に係り、液状のアンダーフィルの第１の流れ状態を示す説明図、図７は本発明の電子部品の実装方法に係り、液状のアンダーフィルの第２の流れ状態を示す説明図、図８は本発明の電子部品の実装方法に係り、液状のアンダーフィルの第３の流れ状態を示す説明図、図９は本発明の電子部品の実装方法に係り、液状のアンダーフィルの第４の流れ状態を示す説明図である。

また、図１０は本発明の電子部品の実装構造に係り、絶縁皮膜における皮膜除去部の形成方法に係る第１工程を示す説明図、図１１は本発明の電子部品の実装構造に係り、絶縁皮膜における皮膜除去部の形成方法に係る第２工程を示す説明図、図１２は本発明の電子部品の実装構造の他の実施形態に係る要部断面図、図１３は図１２のＢ部分の拡大図、図１４は本発明の電子部品の実装構造の他の実施形態に係り、絶縁皮膜における皮膜除去部の形成方法に係る第１工程を示す説明図、図１５は本発明の電子部品の実装構造の他の実施形態に係り、絶縁皮膜における皮膜除去部の形成方法に係る第２工程を示す説明図である。

次に、本発明の電子部品の実装構造に係る構成を図１〜図３に基づいて説明すると、積層基板等からなる絶縁基板１上には、配線パターンの一部である複数の端子２が設けられ、この端子２は、四角線に沿って四角状（ロ字状）に２列に配列されている。

また、この絶縁基板１上には、端子２を避けた状態で、エポキシ系の樹脂からなる半田レジスト等の絶縁皮膜３が設けられ、この絶縁皮膜３は、端子２の配列に沿って設けられた帯状の第１の皮膜除去部４を有し、この第１の皮膜除去部４は、四角状（ロ字状）をなし、四角状の互いに平行な第１の線に位置する第１の削除部４ａと、この第１の削除部４ａに繋がり、四角状の互いに平行な第２の線に位置する第２の削除部４ｂを有する。

更に、絶縁皮膜３は、第１の皮膜除去部４で囲まれた位置に設けられた島状の皮膜部３ａを有すると共に、第１の削除部４ａの端部から第１の削除部４ａと一直線状に延びる第２の皮膜削除部５，及び一方の第１の削除部４ａの中央近傍から直角に外方に延びる第２の皮膜除去部５と、この第２の皮膜除去部５に繋がる環状の第３の皮膜除去部６を有する。

そして、絶縁皮膜３は、２５μ程度の厚さを有し、端子２の厚さ（１０μｍ）よりも厚く、また、第１，第２の皮膜除去部４，５の幅は、１０μｍ以上で形成されている。

半導体チップ等からなる直方体状の電子部品７は、本体部７ａと、本体部７ａの下面に設けられ、四角状（ロ字状）に配列された複数の電極７ｂを有し、この電子部品７は、電極７ｂが半田やボールグリッドアレイ等によって端子２に接続して取り付けられている。

この時、皮膜部３ａは、本体部７ａの中央部に位置し、第２の皮膜除去部５は、本体部７ａの周縁から外側に突出し、第３の皮膜除去部６は、本体部７ａの近傍を囲むように配置されると共に、絶縁基板１と本体部７ａの下面間は、５０〜８０μｍ程度の寸法となっていると共に、第１，第２，第３の皮膜除去部４，５，６における絶縁皮膜３の側面と絶縁基板１の表面との間の角度Ｋ１は、特に図３に示すように、９０度で形成されている。

エポキシ系の樹脂からなるアンダーフィル８は、絶縁皮膜３と本体部７ａの下面間、絶縁基板１と本体部７ａの下面間、及び本体部７ａの周縁部に設けられて、電子部品７の取付を強固にするようになっており、そして、本体部７ａの周縁部からはみ出し、はみ出したアンダーフィル８は、広がり抑制用の第３の皮膜除去部６によってその縁部で広がりが抑制されていて、第３の皮膜除去部６の縁部における液状のアンダーフィル８は、図３に示すように、絶縁皮膜３とアンダーフィル８とで作られる接触角が９０度〜１３５度の範囲になっている。

この液状のアンダーフィル８の接触角が９０度未満になると、アンダーフィル８の流動性が高くなって、アンダーフィル８が広く流れ出る状態となり、また、液状のアンダーフィル８の接触角が１３５度を越えると、アンダーフィル８の流動性が低くなって、アンダーフィル８の流れが悪くなり、そして、接触角が９０度〜１３５度の範囲にすると、絶縁皮膜３とアンダーフィル８とが濡れにくい状態となる。

次に、本発明の電子部品の実装方法について図４〜図９に基づいて説明すると、先ず、図４，図５に示すように、液状のアンダーフィル８を注入するためのディスペンサ９が電子部品７の周縁で、中央近傍に第２の皮膜除去部５が設けられた第１の削除部４ａと対向するもう一つの第１の削除部４ａと直交する位置に配置される。

この状態で、ディスペンサ９によって液状のアンダーフィル８が注入されると、図６に示すように、アンダーフィル８は、絶縁皮膜３と本体部７ａ間のギャップが小さいため、その間に毛細管現象によって流れ込み、次に、この絶縁皮膜３と本体部７ａ間で溢れたアンダーフィル８がディスペンサ９に近い第１の削除部４ａに毛細管現象によって流れ込む。

そして、第１の削除部４ａから溢れたアンダーフィル８は、ギャップの小さい皮膜部３ａと本体部７ａ間に流れ込むようになると共に、第２の皮膜除去部５の縁部に位置したアンダーフィル８は、その量が少ないために、アンダーフィル８の粘性によって第２の皮膜除去部５の縁部に止まって、第２の皮膜除去部５内に流入しない状態にある。

更に、液状のアンダーフィル８を注入すると、図７に示すように、ギャップの小さい絶縁皮膜３と本体部７ａ間でアンダーフィル８の流入が先行しながら、漸次ギャップの大きな第２の削除部４ｂがアンダーフィル８によって埋められるようになって、ディスペンサ９に遠い位置にある第１の削除部４ａと第２の削除部４の一部が残された状態になると共に、この間では、空気が第２の皮膜除去部５から排出されるようになる。

更に、液状のアンダーフィル８を注入すると、図８に示すように、ディスペンサ９に遠い位置にある第１の削除部４ａの一部と第２の皮膜除去部５が残された状態になり、続いて、液状のアンダーフィル８を注入すると、ディスペンサ９に遠い位置にある第１の削除部４ａの一部に存在する空気が第２の皮膜除去部５から排出されて、図９に示すような状態となる。

そして、図９の状態では、本体部７ａの下面から溢れたアンダーフィル８は、本体部７ａの周縁を埋めると共に、一部は第３の皮膜除去部６側に流出するが、この第３の皮膜除去部６がアンダーフィル８の堰となり、図３に示すような接触角を持って、アンダーフィル８のそれ以上の流出が阻止され、電子部品の実装が完了する。

次に、本発明の絶縁皮膜における皮膜除去部の形成方法の一例を図１０，図１１に基づいて説明すると、先ず、図１０に示すように、端子２を形成した絶縁基板１上には、端子２を覆った状態で、印刷等によって感光性の絶縁皮膜３を形成したものを用意する。

次に、図１０に示す第１工程として、第１，第２，第３の皮膜除去部４，５，６の位置に光透過部１１ａを有したマスク１１を用意し、このマスク１１が絶縁皮膜３上に載置された後、光源１２による平行光線によって、絶縁被膜３を露光する。

次に、図１１に示す第２工程として、マスク１１を取り除いた状態で、絶縁皮膜３を現像すると、図１１や図３に示すように、光透過部１１ａによって光が当たった部分が除去されて、第１，第２，第３の皮膜除去部４，５，６が形成されると共に、第１，第２，第３の皮膜除去部４，５，６における絶縁皮膜３の側面と絶縁基板１の表面との間の角度Ｋ１は、９０度で形成されるようになって、皮膜除去部の形成が完了する。

また、図１２，図１３は本発明の電子部品の実装構造の他の実施形態を示し、この他の実施形態を説明すると、第１，第２，第３の皮膜除去部４，５，６における絶縁皮膜３の側面と絶縁基板１の表面との間の角度Ｋ２が８０度程度で形成されたものであり、その他の構成は、上記実施例と同様の構成を有し、同一部品に同一番号を付し、ここではその説明を省略する。

そして、角度Ｋ２が８０度程度で形成されると、特に、図１３で示す第３の被膜除去部６の位置にあっては、絶縁被膜３の表面端部からのアンダーフィル８の絶縁基板１の表面（第３の被膜除去部６）への落ち込みを極力抑えることができて、絶縁皮膜３の表面端部でのアンダーフィル８の止まりを良好にでき、絶縁皮膜３とアンダーフィル８とで作られる接触角を大きくできる。

また、本発明の他の実施形態における電子部品の実装方法は、前記実施例と同様の方法に行われるため、ここではその説明を省略する。

次に、本発明の他の実施形態に係る絶縁皮膜における皮膜除去部の形成方法の一例を図１４，図１５に基づいて説明すると、先ず、図１４に示すように、端子２を形成した絶縁基板１上には、端子２を覆った状態で、印刷等によって感光性の絶縁皮膜３を形成したものを用意すると共に、第１，第２，第３の皮膜除去部４，５，６の位置に光透過部１１ａを有したマスク１１を用意する。

次に、図１４に示す第１工程として、マスク１１を絶縁皮膜３上に載置すると共に、マスク１１と光源１２との間には、区画壁１３ａによって格子状に区画された光透過孔１３ｂを有した光散乱部材１３を配置し、光源１２の移動によって、光透過孔１３ｂから絶縁被膜３を露光する。

すると、光透過孔１３ｂを通った光は、マスク１１に対して垂直光と傾斜光となり、この垂直光と傾斜光が光透過部１１ａを通って絶縁被膜３を露光するようになっている。

次に、図１５に示す第２工程として、マスク１１を取り除いた状態で、絶縁皮膜３を現像すると、図１５や図１３に示すように、光透過部１１ａによって光が当たった部分が除去されて、第１，第２，第３の皮膜除去部４，５，６が形成されると共に、第１，第２，第３の皮膜除去部４，５，６における絶縁皮膜３の側面と絶縁基板１の表面との間の角度Ｋ２は、８０度程度（鋭角）で形成されるようになって、皮膜除去部の形成が完了する。

なお、この実施形態において、光散乱部材１３の光透過孔１３ｂの開口部の大きさや長さを変えることによって、鋭角の角度Ｋ２の度合いを変更することができる。

本発明の電子部品の実装構造に係る要部断面図である。 本発明の電子部品の実装構造に係る絶縁基板の平面図である。 図１のＡ部分の拡大図である。 本発明の電子部品の実装方法を示す正面図である。 本発明の電子部品の実装方法を示す平面図である 本発明の電子部品の実装方法に係り、液状のアンダーフィルの第１の流れ状態を示す説明図である。 本発明の電子部品の実装方法に係り、液状のアンダーフィルの第２の流れ状態を示す説明図である。 本発明の電子部品の実装方法に係り、液状のアンダーフィルの第３の流れ状態を示す説明図である。 本発明の電子部品の実装方法に係り、液状のアンダーフィルの第４の流れ状態を示す説明図である。 本発明の電子部品の実装構造に係り、絶縁皮膜における皮膜除去部の形成方法に係る第１工程を示す説明図である。 本発明の電子部品の実装構造に係り、絶縁皮膜における皮膜除去部の形成方法に係る第２工程を示す説明図である。 本発明の電子部品の実装構造の他の実施形態に係る要部断面図である。 図１２のＢ部分の拡大図である。 本発明の電子部品の実装構造の他の実施形態に係り、絶縁皮膜における皮膜除去部の形成方法に係る第１工程を示す説明図である。 本発明の電子部品の実装構造の他の実施形態に係り、絶縁皮膜における皮膜除去部の形成方法に係る第２工程を示す説明図である。 従来の電子部品の実装構造、及びその実装方法を示す説明図である。

符号の説明

１ 絶縁基板
２ 端子
３ 絶縁皮膜
３ａ 皮膜部
４ 第１の皮膜除去部
４ａ 第１の削除部
４ｂ 第２の削除部
５ 第２の皮膜除去部
６ 第３の皮膜除去部
７ 電子部品
７ａ 本体部
７ｂ 電極
８ アンダーフィル
９ ディスペンサ
Ｋ１，Ｋ２ 角度
１１ マスク
１１ａ 光透過部
１２ 光源
１３ 光散乱部材
１３ａ 区画壁
１３ｂ 光透過孔

Claims (5)

1. 複数の端子が設けられた絶縁基板と、前記端子を避けた状態で前記絶縁基板上に設けられた感光性の絶縁皮膜と、本体部の下面に設けられた電極が前記端子に接続された電子部品と、前記絶縁皮膜と前記電子部品との間、及び前記絶縁基板と前記電子部品との間に設けられた樹脂からなるアンダーフィルとを備え、
   前記絶縁皮膜は、前記本体部の近傍に設けられた皮膜除去部を有し、前記絶縁皮膜上に設けられた前記アンダーフィルが前記皮膜除去部の縁部に止まって前記皮膜除去部に落ち込まないようにすることによって広がりを抑制され、
   前記皮膜除去部に位置する前記絶縁皮膜の側面と前記絶縁基板の表面との間の角度が８０度程度で形成されたことを特徴とする電子部品の実装構造。
2. 前記皮膜除去部は、前記本体部を囲むように設けられ、前記アンダーフィルが前記皮膜除去部の縁部で止まったことを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装構造。
3. 前記電子部品が半導体チップで形成されたことを特徴とする請求項１、又は２記載の電子部品の実装構造。
4. 前記アンダーフィルが液状である時、前記絶縁皮膜と前記アンダーフィルとで作られる接触角が９０度〜１３５度にしたことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の電子部品の実装構造。
5. 前記絶縁被膜と前記アンダーフィルがエポキシ系の樹脂で形成されたことを特徴とする請求項４記載の電子部品の実装構造。

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