JP4360193B2 - Paste transfer method to electronic parts - Google Patents
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Description
本発明は、電子部品に導電ペーストやフラックスなどのペーストを付与するための方法、並びに装置に関し、より詳細には、転写ステージ上おいて電子部品にペーストを転写法により塗布する方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for applying a paste such as a conductive paste or a flux to an electronic component, and more particularly to a method and an apparatus for applying a paste to an electronic component by a transfer method on a transfer stage.
従来、電子部品に導電ペーストを転写法により付与する方法が知られている。転写法により導電ペーストを付与するに際しては、導電ペーストを均一な厚みに転写することが望まれる。 Conventionally, a method of applying a conductive paste to an electronic component by a transfer method is known. When applying the conductive paste by the transfer method, it is desirable to transfer the conductive paste to a uniform thickness.
図9(a)〜(e)は、下記の特許文献1に記載の導電ペーストの転写方法を説明するための部分切欠断面図である。この転写方法では、図9(a)に示すように、転写ステージ51の上方に吸着ヘッド52が配置されている。吸着ヘッド52は、上下方向に移動可能に構成されている。吸着ヘッド52の下面に電子部品53が吸着により保持されている。電子部品53の下面にはバンプ54,55が形成されている。ここでは、バンプ54,55の表面に導電ペーストが転写方法により塗布される。
FIGS. 9A to 9E are partial cutaway cross-sectional views for explaining the conductive paste transfer method described in
特許文献1に記載の方法では、先ず、吸着ヘッド52により電子部品53が吸着保持される。次に、吸着ヘッド52が降下される。吸着ヘッド52が所定の高さ位置に到達した際に、降下速度が低められる。そして、低速下降を継続し、図9(b)に示すように、バンプ54,55が転写ステージ51の上面に押圧されると、押圧荷重が検出される。押圧荷重が所定の値になった際に、フラットニング完了と判断して吸着ヘッド52の降下が停止される。この時点の吸着ヘッド52の高さが予め記憶される。
In the method described in
次に、図9(c)に示すように、フラットニング後に、吸着ヘッド52が上方に移動される。この場合、バンプ54,55の下端はフラットニングにより平坦化されている。
Next, as shown in FIG. 9C, after the flattening, the
しかる後、図9(d)に示すように、転写ステージ51上において、スキージ56を水平方向に移動させることにより導電ペースト57が展延される。それによって、図9(e)に示すように、所定の膜厚となるように導電ペースト層57Aが形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 9D, the
導電ペースト層57A上に、吸着ヘッド52に保持された電子部品が降下され、バンプ54,55に導電ペーストが付着され、しかる後、吸着ヘッド52が上昇される。この場合、前述した吸着ヘッド52の予め記憶されていた高さ位置に基づいて、導電ペースト転写時の吸着ヘッドの高さ位置が求められ、該転写時高さ位置まで吸着ヘッド52が降下されて転写が行なわれる。
上記のように、特許文献1に記載の導電ペースト転写方法では、バンプ54,55のフラットニングを行なうとともに、フラットニング完了時の吸着ヘッド52の高さ位置に基づいて、転写時の吸着ヘッド52の高さ位置が求られる。このようにして求められた転写時の吸着ヘッド52の高さ位置と、導電ペースト層57Aの厚みとを制御することにより、バンプ54,55の表面に均一な厚みに導電ペーストが転写される。
As described above, in the conductive paste transfer method described in
しかしながら、導電ペーストとは異なり、例えば半田接合の前に電極等に付与されるフラックスなどの粘度の低いペーストを転写法により転写する場合、特許文献1に記載の方法では、高精度にフラックスを塗布することができなかった。すなわち、転写ステージ51の上面においてスキージ56を水平方向に移動させてフラックスを展延させたとしても、フラックスの粘度が低いため図9(e)に示す導電ペースト層57Aのように厚みの均一なフラックス層を形成することはできない。また、スキージ56により均一な厚みのフラックス層が形成されたとしても、粘度が低いため、直ちにフラックスが外側に展延し、フラックス層の厚みが薄くならざるを得なかった。
However, unlike a conductive paste, for example, when transferring a low-viscosity paste such as a flux applied to an electrode or the like before soldering by a transfer method, the method described in
他方、多数の電子部品にフラックスなどのペーストを転写する場合、転写ステージを交換することがあるが、特許文献1に記載の方法では、転写ステージを交換すると、再度、吸着ヘッド52の転写時高さ位置を求めない限り、吸着ヘッドの停止位置が変動するため、ペースト転写量がばらつくという問題もあった。 On the other hand, when a paste such as a flux is transferred to a large number of electronic components, the transfer stage may be replaced. As long as the position is not obtained, the stop position of the suction head fluctuates, which causes a problem that the amount of paste transfer varies.
また、特許文献1に記載の導電ペーストの転写方法では、図9に示したバンプ54,55への導電ペーストの転写による塗布方法が示されていたが、バンプだけでなく、電子部品の他の部分、例えば平板状の電極や電子部品を構成している金属ケースなどにフラックスなどの低粘度のペーストを塗布する場合にも同様の問題があった。
Moreover, in the transfer method of the electrically conductive paste described in
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、粘度の低いペーストを転写法により電子部品に付与する場合であっても、ペーストを高精度にかつ均一な膜厚に転写することを可能とする電子部品へのペースト転写方法を提供することにある。 The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned disadvantages of the prior art and to transfer a paste with high accuracy and a uniform film thickness even when a paste having a low viscosity is applied to an electronic component by a transfer method. and to provide a paste transfer how to electronic components possible.
本願の第1の発明は、上面に凹部が設けられた転写ステージの該凹部内にペーストを供給する工程と、前記転写ステージの上面において、スキージを移動させて前記凹部内にペーストを充填させるとともに、凹部外のペーストを掻き取る工程と、前記転写ステージの凹部内のペーストに電子部品の一部を浸漬し、電子部品の一部にペーストを転写する工程と、前記電子部品を前記凹部から引き上げる工程とを備える電子部品へのペースト転写方法であって、前記凹部内には残りの部分よりも相対的に深さが深い溝が形成されており、前記ペーストが転写される前記電子部品の一部が突出部を有し、前記凹部は前記電子部品の一部に対応して前記突出部が前記溝に入り込む形状を有し、前記転写工程において前記凹部内の前記残りの部分の表面に前記電子部品の一部が接触することを特徴とする電子部品のペースト転写方法である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a step of supplying a paste into the recess of a transfer stage provided with a recess on the upper surface, and a squeegee is moved on the upper surface of the transfer stage to fill the recess with the paste. Scraping the paste outside the recess, dipping a part of the electronic component in the paste inside the recess of the transfer stage, transferring the paste to a part of the electronic component, and lifting the electronic component from the recess A paste transfer method to an electronic component comprising a step , wherein a groove having a depth relatively deeper than that of the remaining portion is formed in the recess, and the electronic component is transferred to the paste. The protrusion has a protrusion, the recess has a shape corresponding to a part of the electronic component, and the protrusion enters the groove, and the surface of the remaining portion in the recess in the transfer step An electronic component method paste transfer, wherein said part of the electronic components are in contact.
また、本発明に係る電子部品へのペースト転写方法の他の特定の局面では、上記溝として深さが異なる複数種の溝が設けられている。 In another specific aspect of the paste transfer method to the electronic component according to the present invention, a plurality of types of grooves having different depths are provided as the grooves.
本発明に係る電子部品へのペースト転写方法のさらに他の特定の局面では、上記ペーストとして、半田による接合の前に付与されるフラックスが用いられる。 In still another specific aspect of the method for transferring a paste to an electronic component according to the present invention, a flux that is applied before joining with solder is used as the paste.
本発明に係る電子部品へのペースト転写方法では、転写ステージの上面に設けられた凹部内にペーストが供給され、スキージを移動させることにより、凹部内にペーストが充填されるとともに、凹部外のペーストが掻き取られ、凹部内のペーストに電子部品の一部が浸漬されて、電子部品の一部にペーストが転写される。従って、ペーストとして、例えば、フラックスのように粘度が低いものを用いた場合であっても凹部内にペーストが確実に保持される。よって、凹部の深さを制御することにより、電子部品の外表面にペーストを均一な厚みにかつ高精度に転写することができる。 In the paste transfer method to the electronic component according to the present invention, the paste is supplied into the concave portion provided on the upper surface of the transfer stage, and the paste is filled in the concave portion by moving the squeegee, and the paste outside the concave portion. Is scraped off, a part of the electronic component is immersed in the paste in the recess, and the paste is transferred to a part of the electronic component. Therefore, for example, even when a paste having a low viscosity such as flux is used, the paste is reliably held in the recess. Therefore, by controlling the depth of the recess, the paste can be transferred to the outer surface of the electronic component with a uniform thickness and with high accuracy.
本発明に係る電子部品へのペースト転写方法においては、凹部内に部分的に深さが相対的に残りの部分よりも深い溝が形成されているので、例えば電子部品の一部が下方に突出しており、該突出している部分にもペーストの塗布が求められる場合、本発明に従ってペーストを均一な厚みに塗布することができる。特に、電子部品の一部として、下方に突出した部分を有する金属ケースなどにフラックスなどのペーストを塗布する必要がある場合、本発明に従って、該金属ケースの下方突出部分にペーストを確実にかつ容易に塗布することができる。 In the paste transfer method to the electronic component according to the present invention, since is formed deep grooves than partially relatively remainder of the depth in the recess, for example a portion protrudes below the electronic component If it is required to apply the paste to the protruding portion, the paste can be applied to a uniform thickness according to the present invention. In particular, when it is necessary to apply a paste such as a flux to a metal case having a downward projecting part as a part of an electronic component, the paste is reliably and easily applied to the downward projecting part of the metal case according to the present invention. Can be applied.
溝として、深さが異なる複数種の溝が設けられている場合には、突出長さが異なる複数の下方突出部分を有する電子部品に対して、本発明に従ってペーストを均一な厚みにかつ確実に塗布することができる。 When a plurality of types of grooves having different depths are provided as the grooves, the paste is uniformly and reliably provided in accordance with the present invention for electronic components having a plurality of downward protruding portions having different protruding lengths. Can be applied.
ペーストが半田接合前に用いられるフラックスである場合には、該フラックスが粘度が低くとも、本発明に従ってフラックスを電子部品の外表面に均一に転写することができる。 When the paste is a flux used before soldering, even if the flux has a low viscosity, the flux can be uniformly transferred to the outer surface of the electronic component according to the present invention.
以下、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。 Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention.
図1(a),(b)は、本発明の一実施形態に係る電子部品のペースト転写方法を説明するための略図的正面断面図である。 1A and 1B are schematic front cross-sectional views for explaining a paste transfer method for an electronic component according to an embodiment of the present invention.
本実施形態では、転写ステージ1と、スキージ2とを有するペースト転写装置が用いられる。転写ステージ1の上面1aには、凹部1bが形成されている。本実施形態では、凹部1bは、所定の深さを有するように構成されているが、凹部1b内において、残りの部分よりも深い溝1cが形成されている。
In this embodiment, a paste transfer apparatus having a
スキージ2の下端2aは、転写ステージ1の上面1aに当接されている。スキージ2は、下端2aが転写ステージ1の上面1aに当接された状態で矢印方向に移動され得るように構成されている。
The lower end 2 a of the
ペーストを転写するに際しては転写ステージ1の上面に、ペースト3が供給され、スキージ2を矢印方向、すなわち水平方向に移動させることにより、ペースト3が凹部1b内に充填される。また、余分なペースト3はスキージ2により掻き取られることになる。
When transferring the paste, the
本実施形態では、ペースト3として半田接合の前に電子部品に付与される粘度の低いフラックスが用いられている。このようなフラックスは、平坦面上において所定の膜厚になるように塗布されたとしても、直ちに外縁部分から外側に展延する。従って、所望の厚みのフラックス層を形成することは困難である。
In this embodiment, a low-viscosity flux that is applied to the electronic component before soldering is used as the
本実施形態では、上記転写ステージ1及びスキージ2を用いて、図1の電子部品4へのペースト3の転写が行なわれる。電子部品4は、図1では略図的に示されているが、ここでは、電子部品4の金属ケースにペースト3が塗布される。電子部品4の金属ケースは、下方にペーストが転写される接合部4aを有する。接合部4aは、本実施形態では、他の部分よりも下方に垂れ下がっており、さらに接合部4aの中央に、下方に突出している突出部4bが形成されている。
In the present embodiment, the
上記突出部4bの接合部4aの下端からの下方突出量Xに比べて、前述した転写ステージ1側の凹部1bから溝1cの底までの深さYの方が大きくされている。
The depth Y from the
他方、電子部品4は、略図的に示す保持部材5により保持されている。そして、保持部材5は、電子部品駆動装置6により上下方向に移動可能とされている。従って、電子部品4は、保持部材5とともに上下方向に移動され得る。ペーストの転写に際しては、電子部品4が下方に移動され、図1(b)に示すように、凹部1bに接合部4aが挿入される。この場合、突出部4bが溝1cに嵌まり合う。従って、次に、電子部品4を引き上げることにより、電子部品4の接合部4aの外表面及び突出部4bの外表面にペースト3が転写される。この場合、ペースト3は、凹部1b内に充填されているため、ペースト3の粘度が低い場合であっても、ペースト3は、凹部1bの平面形状に従った形状となるように凹部1b内に充填されている。しかも、凹部1bの深さに応じた厚みのペーストが確実に形成される。また、溝1c内においても、溝1cの深さに応じた厚みとなるようにペーストが充填されている。
On the other hand, the
従って、本実施形態によれば、接合部4aの下面及び突出部4bの下面に、均一な厚みとなるようにペーストを確実に転写することができる。言い換えれば、ペースト3の粘度が低い場合であっても、凹部1bの深さ及び溝1cの凹部1bの底から下方への深さ方向寸法を制御することにより、電子部品4の接合部4a及び突出部4bの下面に所望の厚みとなるようにペーストを確実に転写することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the paste can be reliably transferred to the lower surface of the
図1(a),(b)では、電子部品4、及び電子部品4の金属ケースの接合部4aの形状は略図的に示したが、より具体的には、図2及び図3に示す電子部品11などに本発明のペースト転写方法を提供することができる。図2及び図3に示す電子部品11では、ケース基板12上に、IC13や積層セラミックコンデンサ14などの複数の電子部品素子が搭載されている。IC13は、下面に複数のバンプ15を有する。バンプ15が、ケース基板12上の電極ランド15aに半田により接合されている。
1A and 1B, the shape of the
このようなIC13のバンプ15を半田付けにより接合するに先立ち、バンプ15の表面に、フラックスを塗布する必要がある。このようなフラックスの塗布に図1(a),(b)に示したペースト転写方法を用いることができる。すなわち、図1(a),(b)に示した凹部1bとして、バンプ15に対応した形状の凹部を形成しておけば、上述した実施形態に従って、各バンプ15上にフラックスを確実に転写することができる。
Prior to joining the
また、上記IC13や積層セラミックコンデンサ14などの複数の電子部品が搭載されている部分は、金属ケース16により覆われている。金属ケース16は、接合部16a〜16cなどを有する。接合部16a〜16cは、半田により基板12上の電極ランド15b〜15dなどに接合されている。このような接合部16a〜16cの先端部分は、図2から明らかなように、他の金属ケース部分よりも下方に突出されている。従って、このような接合部16a〜16cの下面へのフラックスの塗布についても、図1(a),(b)に示した実施形態に従って行なわれ得る。すなわち、上記凹部1bとして、接合部16a〜16cなどに対応した形状の凹部を形成することにより、接合部16a〜16cの下面に確実に均一な厚みにフラックスを転写することができる。
Further, a portion where a plurality of electronic components such as the
図4〜図6は、上述した転写ステージ1の一例を示す図である。図4に略図的平面図で示す転写ステージ21では、複数の凹部22及び複数の凹部23が形成されている。凹部22及び23は、いずれも、ペーストが充填される部分であるが、異なる電子部品にペーストを転写するために設けられている。
4 to 6 are diagrams illustrating an example of the
図5は、凹部22を拡大して示す平面図であり、図6は図5のZ−Z線に沿う断面を拡大して示す断面図である。
FIG. 5 is an enlarged plan view showing the
図5及び図6から明らかなように、凹部22においては、凹部22の他の部分とは異なる深さを有するように溝22aが形成されている。また、図5に示すように、溝22bも形成されており、該溝22bは、溝22aよりもさらに深くされている。このように、本発明において用いられる転写ステージ21における凹部は異なる深さの複数の溝を有するものであってもよい。すなわち、ペーストが転写される電子部品側の突出部の形状に応じて、深さの異なる複数の溝が一つの凹部内に設けられていてもよい。
As is apparent from FIGS. 5 and 6, the
図7(a)〜(c)は、前述したIC13に本発明に従ってペーストを塗布する工程を説明するための各断面図である。
FIGS. 7A to 7C are cross-sectional views for explaining a process of applying a paste to the above-described
図7(a)〜(c)に示す実施形態では、IC13が、吸着ヘッド31により保持されている。IC13の下面には、略図的に示すようにバンプ15が複数形成されている。
In the embodiment shown in FIGS. 7A to 7C, the
図7(a)に示すように転写ステージ32の上面に凹部32aが形成されている。そして、ペースト33が凹部32aに充填されている。凹部32aへのペースト33の充填は、スキージ34の下端34aを転写ステージ32の上面に当節させた状態で移動させることにより行なわれる。凹部32aへのペースト23の充填と同時に余分なペースト33がスキージ34により掻き取られる。
As shown in FIG. 7A, a
しかる後、吸着ヘッド31を下降することにより、凹部32a内のペースト33にバンプ15を浸漬する。しかる後、図7(c)に示すように、吸着ヘッド31に保持されたIC13を引き上げることにより、バンプ15の下面にペースト33が均一な厚みに転写される。
Thereafter, the
このように、本発明に係るペースト転写方法は、図2に示した金属ケース16やIC13などの様々な電子部品にフラックスなどのペーストを転写するのに用いられる。従って、本明細書において、電子部品とは、電子部品構成部材である部品を広く含むものとし、上述した金属ケース16なども電子部品に含めるものとする。
Thus, the paste transfer method according to the present invention is used to transfer paste such as flux to various electronic parts such as the
図7に示したように、バンプ表面にフラックスを本発明に従って転写し、しかる後、半田付けにより基板上にIC13を接合した。この場合、複数種のロットのICに対して同様にしてフラックスを転写しICのバンプを基板上の電極ランドに半田により接合した。フラックスの転写量がばらつくと、ICと基板とのギャップの大きさが変化する。これは、フラックスの塗布量により半田溶融後の半田の濡れ広がり量が変わるためである。
As shown in FIG. 7, the flux was transferred to the bump surface according to the present invention, and then the
そこで、複数種のロットのICに対して、上記実施形態に従ってフラックスを転写し、半田により基板上に接合した後、ICの特性としてVCO電圧を測定した。また、比較のために、従来法に従って、すなわち、転写ステージの上面において所定の厚みとなるようにスキージを用いてフラックス層を形成し、しかる後、ICをフラックス層に浸漬した後引き上げることによりフラックスを転写した。そして、この従来法に従ってフラックスが転写されたICについても、上記実施例と同様にして、基板上に半田により接合した。そして、得られた構造におけるICのVCO電圧を測定した。従来例においても、2種類のロットのICについて、上記測定を行なった。 Therefore, the flux was transferred to a plurality of types of ICs according to the above embodiment and bonded onto the substrate by soldering, and then the VCO voltage was measured as the IC characteristics. For comparison, a flux layer is formed according to a conventional method, that is, using a squeegee so as to have a predetermined thickness on the upper surface of the transfer stage, and then the IC is immersed in the flux layer and then pulled up. Was transcribed. The IC to which the flux was transferred according to this conventional method was also joined to the substrate by soldering in the same manner as in the above example. And the VCO voltage of IC in the obtained structure was measured. Also in the conventional example, the above-described measurement was performed for two types of ICs.
結果を図8に示す。 The results are shown in FIG.
図8のA1,A2は、従来法において2種類のロットのICについて測定されたVCO電圧(V)のばらつきを示す。また、図8の横軸のB1〜B6は、上記実施形態の転写方法に従ってフラックスを塗布した場合の6種類のロットB1〜B6のICにおけるVCO電圧(V)のばらつきを示す。 A1 and A2 in FIG. 8 show variations in VCO voltage (V) measured for ICs of two types of lots in the conventional method. Further, B1 to B6 on the horizontal axis in FIG. 8 indicate variations in VCO voltage (V) in the ICs of the six types of lots B1 to B6 when the flux is applied according to the transfer method of the above embodiment.
図8から明らかなように、従来法に比べて上記実施形態によれば、ロット間のVCO電圧(V)のばらつき及びロット内のばらつきを著しく低減し得ることが分かる。 As is apparent from FIG. 8, it can be seen that according to the above embodiment, the variation in the VCO voltage (V) between lots and the variation in lots can be remarkably reduced as compared with the conventional method.
1…転写ステージ
1a…上面
1b…凹部
1c…溝
2…スキージ
2a…下端
3…ペースト
4…電子部品
4a…接合部
4b…突出部
11…電子部品
12…基板
12a〜12d…電極ランド
13…IC
14…積層セラミックコンデンサ
15…バンプ
16…金属ケース
16a〜16c…接合部
21…転写ステージ
22,23…凹部
22a…溝
22b…溝
31…吸着ヘッド
32…転写ステージ
32a…凹部
33…ペースト
34…スキージ
34a…下端
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記転写ステージの上面において、スキージを移動させて前記凹部内にペーストを充填させるとともに、凹部外のペーストを掻き取る工程と、
前記転写ステージの凹部内のペーストに電子部品の一部を浸漬し、電子部品の一部にペーストを転写する工程と、
前記電子部品を前記凹部から引き上げる工程とを備える、電子部品へのペースト転写方法であって、前記凹部内には残りの部分よりも相対的に深さが深い溝が形成されており、前記ペーストが転写される前記電子部品の一部が突出部を有し、前記凹部は前記電子部品の一部に対応して前記突出部が前記溝に入り込む形状を有し、前記転写工程において前記凹部内の前記残りの部分の表面に前記電子部品の一部が接触することを特徴とする電子部品のペースト転写方法。 Supplying a paste into the recess of the transfer stage provided with a recess on the upper surface;
On the upper surface of the transfer stage, a step of moving the squeegee to fill the recess with the paste and scraping the paste outside the recess;
Immersing a part of the electronic component in the paste in the recess of the transfer stage, and transferring the paste to a part of the electronic component;
A method of transferring the electronic component to the electronic component, wherein a groove having a deeper depth than the remaining portion is formed in the recess. A part of the electronic component to which the toner is transferred has a protruding portion, and the concave portion has a shape corresponding to a part of the electronic component, and the protruding portion enters the groove. A part of the electronic component contacts the surface of the remaining portion of the electronic component paste transfer method.
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