JP5035265B2 - Manufacturing method of electronic component mounting structure - Google Patents
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Description
本発明は、電子部品が備える複数のバンプと基板が備える複数の電極が接合されて成る電子部品実装構造体の製造方法に関するものである。 The present invention relates to the production how the electronic component mounting structure in which a plurality of electrodes is formed by bonding with a plurality of bumps and a substrate provided in the electronic component.
従来、電子部品が備える複数のバンプと基板が備える複数の電極が接合されて成る電子部品構造体の製造方法としては、各バンプを基板の対応する電極に接触させて位置合わせをした後、電子部品及び基板を加熱してバンプと電極を接合させ、更に、電子部品と基板の間にアンダーフィル剤として熱硬化性樹脂を供給してこれを熱硬化させ、電子部品と基板の間に熱硬化物を形成させることによって電子部品と基板を強固に結合するようにした方法が知られている。また、バンプと電極を接合させる前に、基板上の電極を避けた複数の位置に予め熱硬化性樹脂を供給しておき、熱硬化性樹脂に電子部品を接触させながらバンプを電極に接触させて位置合わせした後、加熱によりバンプと電極を接合すると同時に熱硬化性樹脂を熱硬化させる、いわゆる「樹脂先塗り」の方法も知られている(特許文献1)。後者の方法では、電子部品と基板は両者の間に形成される複数の熱硬化物によって結合されることになり、前者のものほど大きな結合力は得られないが、使用する熱硬化性樹脂を少なくすることができるとともに、リペアが容易なために歩留まりを向上させることができるという利点がある。
しかしながら、「樹脂先塗り」の方法によって電子部品実装構造体を製造する場合、電子部品と基板の間に形成される各熱硬化物は、基板の厚さ方向の中間部がその上下部分(電子部品との接合面及び基板との接合面)よりも太い太鼓形状となるため、電子部品と基板の間の線膨張係数の差よって各熱硬化物内に生じる熱応力が断面積の小さい接合面(電子部品との接合面及び基板との接合面)に集中し、接合面の剥離が生じて電子部品実装構造体が破損し易くなるという問題点があった。 However, when an electronic component mounting structure is manufactured by the “resin pre-coating” method, each of the thermosets formed between the electronic component and the substrate has its upper and lower parts (electronic The bonding surface has a small cross-sectional area due to the difference in linear expansion coefficient between the electronic component and the substrate. There is a problem that the electronic component mounting structure is likely to be damaged due to concentration on the (bonding surface with the electronic component and the bonding surface with the substrate) and peeling of the bonding surface.
そこで本発明は、樹脂先塗りの方法をとりつつも熱応力により破損しにくい構成の電子部品実装構造体を得ることができる電子部品実装構造体の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a manufacturing how the electronic component mounting structure it is possible to obtain an electronic parts packaging structure is not easily damaged formed by thermal stresses while keeping the method of resin destination coating.
請求項1に記載の電子部品実装構造体の製造方法は、電子部品が備える複数のバンプと基板が備える複数の電極が接合されて成る電子部品実装構造体の製造方法であって、基板上の電極を避けた複数の樹脂供給位置のそれぞれに熱硬化性樹脂を供給する樹脂供給工程と、各樹脂供給位置に供給された熱硬化性樹脂に電子部品を接触させながら各バンプを基板の対応する電極に接触させて電子部品と基板の位置合わせを行う位置合わせ工程と、位置合わせをした電子部品及び基板を加熱してバンプと電極を接合させるとともに、電子部品と基板の間の熱硬化性樹脂が熱硬化して得られる複数の熱硬化物により電子部品と基板を結合させる加熱工程とを含み、樹脂供給工程における基板上の各樹脂供給位置への熱硬化性樹脂の供給を、熱硬化性樹脂が基板の厚さ方向に複数段に重なるように複数回に分けて行い、前記加熱工程において、前記基板上の各樹脂供給位置に複数段に重なるように供給された熱硬化性樹脂が硬化することにより各熱硬化物の基板の厚さ方向の中間部にくびれ部が形成されるようにした。
The manufacturing method of the electronic component mounting structure according to
本発明では、電子部品のバンプと基板の電極を接合させる前に、基板上の電極を避けた複数の樹脂供給位置のそれぞれに予め熱硬化性樹脂を供給しておき、各樹脂供給位置に供給された熱硬化性樹脂に電子部品を接触させながら各バンプを基板の対応する電極に接触させて位置合わせをした後、加熱によりバンプと電極を接合すると同時に熱硬化性樹脂を熱硬化させる、いわゆる「樹脂先塗り」の方法によって電子部品と基板とを接合させるのであるが、基板上の各樹脂供給位置への熱硬化性樹脂の供給を、熱硬化性樹脂が基板の厚さ方向に複数段に重なるように複数回に分けて行い、各熱硬化物の基板の厚さ方向の中間部にくびれ部(その上下部分よりも細い部分)が形成されるようにしているので、電子部品と基板の線膨張係数の差により各熱硬化物内に生ずる熱応力が、電子部品及び基板との接合面だけでなく、断面積の小さい熱硬化物のくびれ部にも作用して熱応力が分散されるようになり、熱応力によって破損しにくい電子部品実装構造体を得ることができる。 In the present invention, before bonding the bumps of the electronic component and the electrodes of the substrate, a thermosetting resin is supplied in advance to each of a plurality of resin supply positions that avoid the electrodes on the substrate, and is supplied to each resin supply position. After bringing the bumps into contact with the corresponding electrodes of the substrate while bringing the electronic components into contact with the thermosetting resin thus formed, the bumps and the electrodes are joined by heating, and at the same time, the thermosetting resin is thermally cured. The electronic component and the substrate are joined by the “resin pre-coating” method. The thermosetting resin is supplied to each resin supply position on the substrate in multiple stages in the thickness direction of the substrate. The constricted part (part narrower than the upper and lower parts) is formed in the middle part of the thickness direction of each thermosetting product in the substrate so that it overlaps with the electronic component and the substrate. Due to the difference in linear expansion coefficient The thermal stress generated in each thermosetting product acts not only on the interface between the electronic component and the substrate, but also on the constricted portion of the thermosetting product having a small cross-sectional area, so that the thermal stress is dispersed. Thus, an electronic component mounting structure that is not easily damaged can be obtained.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明の一実施の形態における電子部品実装構造体の側面図、図2(a),(b),(c),(d)及び図3(a),(b),(c)は本発明の一実施の形態における電子部品実装構造体の製造工程の説明図、図4(a),(b),(c)は本発明の一実施の形態における樹脂供給位置の例を示す図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a side view of an electronic component mounting structure according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 (a), (b), (c), (d) and FIGS. 3 (a), (b), (c). ) Is an explanatory diagram of the manufacturing process of the electronic component mounting structure according to the embodiment of the present invention, and FIGS. 4A, 4B, and 4C are examples of the resin supply position according to the embodiment of the present invention. FIG.
図1において、電子部品実装構造体1は基板2と電子部品3から成る。基板2の電極形成面11(図1では上面)には複数の電極12が備えられており、電子部品3の電極形成面21(図1では下面)には複数の電極22が備えられている。電子部品3の各電極22には半田バンプ23が形成されており、各半田バンプ23は基板2上の各電極12と接合されている。
In FIG. 1, an electronic
図1において、電子部品3と基板2の間には複数の柱状の熱硬化物30が設けられており、電子部品3と基板2はこれら複数の熱硬化物30によって結合されている。各熱硬化物30の基板2の厚さ方向(ここでは上下方向)の中間部Mにはくびれ部31(その上下部分よりも細い部分)が形成されている(図1中の拡大図参照)。
In FIG. 1, a plurality of
電子部品3と基板2の間で線膨張係数の差があると、各熱硬化物30には熱応力が生じるが、各熱硬化物30の中間部Mにくびれ部31が形成されている場合には、各熱硬化物30に生じる熱応力は、熱硬化物30と電子部品3との接合面S1及び熱硬化物30と基板2との接合面S2だけでなく、断面積の小さいくびれ部31にも作用して分散されるようになるので、電子部品実装構造体1は熱応力によって破損しにくくなる。
When there is a difference in linear expansion coefficient between the
次に、図2、図3及び図4を用いて電子部品実装構造体1の製造方法について説明する。電子部品実装構造体1を製造するには先ず、基板2を基板保持台40に保持する。このとき基板2は電極形成面11が上方を向くようにする(基板保持工程。図2(a))。基板保持台40に基板2を保持させたら、基板2の電極形成面11上の電極12を避けた複数の樹脂供給位置のそれぞれに、ディスペンサ(樹脂供給装置)50によって熱硬化性樹脂30aを供給する(図2(b),(c)。樹脂供給工程)。
Next, a method for manufacturing the electronic
基板2上の樹脂供給位置としては、例えば、図4(a),(b)に示すように、基板2の外縁近傍の四隅に点状に(図4(a))、或いはL字状に(図4(b))供給するのであってもよいし、図4(c)に示すように、基板2の四辺のうち対向する二辺に沿って直
線状に供給するもの等であってもよい。更に、図4(c)に示すように、基板2の中央部の電極12が存在しない部分に熱硬化性樹脂30aを供給するようにしてもよい。
As the resin supply position on the
この樹脂供給工程では、図2(b),(c)に示すように、基板2上の各樹脂供給位置への熱硬化性樹脂30aの供給を、熱硬化性樹脂30aが基板2の厚さ方向(ここでは上下方向)に複数段に重なるように複数回(ここでは2回)に分けて行うようにする。ここで、複数回に分けて供給した熱硬化性樹脂30aが流動することなく基板2の厚さ方向に複数段に重なるようにするようにするため、熱硬化性樹脂30aには或る程度の粘性を有しているもの(例えば、粘度ηが10≦η≦90(Pa・s:パスカル秒)を満たし、かつチキソ比TIが3≦TI≦15を満たす熱硬化性樹脂30a等)を使用する。
In this resin supply step, as shown in FIGS. 2B and 2C, the
樹脂供給工程が終了したら、電子部品3の電極形成面21が(すなわち半田バンプ23が)下を向くように、圧着ツール60によって電子部品3を吸着する。そして基板2の上方で圧着ツール60を下降させ(図2(d))、基板2上の各樹脂供給位置に供給された熱硬化性樹脂30aに電子部品3を接触させながら各半田バンプ23を基板2の対応する電極12に接触させて電子部品3と基板2の位置合わせを行う(位置合わせ工程。図3(a))。この位置合わせ工程では、基板2の各樹脂供給位置に複数段に重ねて供給した熱硬化性樹脂30aの最上段のものに、電子部品3の電極形成面21の半田バンプ23を避けた位置が接触するようにする。
When the resin supply process is completed, the
位置合わせ工程が終了したら、或いは位置合わせ工程と同時に、圧着ツール60の内部のヒータ(図示せず)を作動させて電子部品3及び基板2を加熱し、半田バンプ23を溶融させて半田バンプ23と電極12を加熱接合するとともに、熱硬化性樹脂30aを熱硬化させる。これにより電子部品3と基板2の間の熱硬化性樹脂30aが熱硬化し、電子部品3と基板2の間に複数の熱硬化物30が形成されて、電子部品3と基板2が結合される(加熱工程)。この加熱工程において、基板2上の各樹脂供給位置に複数段に重なるように供給された熱硬化性樹脂30aは、基板2の厚さ方向の中間部Mにくびれ部31が形成されるように変形しながら熱硬化する(図3(b))。
When the positioning process is completed or simultaneously with the positioning process, a heater (not shown) inside the
加熱工程が終了したら、圧着ツール60による電子部品3の吸着を解除し、圧着ツール60を上昇させて、圧着ツール60から電子部品3を分離した後(図3(c))、電子部品3及び基板2の結合体1aを冷却する(冷却工程)。結合体1aの各熱硬化物30が冷却により固化したら、電子部品実装構造体1が完成する。
After the heating process is finished, the
以上説明したように、本実施の形態における電子部品実装構造体の製造方法は、電子部品3が備える複数の半田バンプ23と基板2が備える複数の電極12が接合されて成る電子部品実装構造体の製造方法であり、基板2上の電極12を避けた複数の樹脂供給位置のそれぞれに熱硬化性樹脂30aを供給する樹脂供給工程と、各樹脂供給位置に供給された熱硬化性樹脂30aに電子部品3を接触させながら各半田バンプ23を基板2の対応する電極12に接触させて電子部品3と基板2の位置合わせを行う位置合わせ工程と、位置合わせをした電子部品3及び基板2を加熱して半田バンプ23と電極12を接合させるとともに電子部品3と基板2の間の熱硬化性樹脂30aが熱硬化して得られる複数の熱硬化物30により電子部品3と基板2を結合させる加熱工程とを含み、樹脂供給工程における基板2上の各樹脂供給位置への熱硬化性樹脂30aの供給を、熱硬化性樹脂30aが基板2の厚さ方向に複数段に重なるように複数回に分けて行い、各熱硬化物30の基板2の厚さ方向の中間部にくびれ部31が形成されるようにしている。
As described above, the manufacturing method of the electronic component mounting structure according to the present embodiment is an electronic component mounting structure formed by bonding the plurality of solder bumps 23 included in the
このように、本実施の形態では、電子部品3の半田バンプ23と基板2の電極12を接合させる前に、基板2上の電極12を避けた複数の樹脂供給位置のそれぞれに予め熱硬化性樹脂30aを供給しておき、各樹脂供給位置に供給された熱硬化性樹脂30aに電子部
品3を接触させながら各半田バンプ23を基板2の対応する電極12に接触させて位置合わせをした後、加熱により半田バンプ23と電極12を接合すると同時に熱硬化性樹脂30aを熱硬化させる、いわゆる「樹脂先塗り」の方法によって電子部品3と基板2とを接合させるのであるが、基板2上の各樹脂供給位置への熱硬化性樹脂30aの供給を、熱硬化性樹脂30aが基板2の厚さ方向に複数段に重なるように複数回に分けて行い、各熱硬化物30の基板2の厚さ方向の中間部にくびれ部31が形成されるようにしているので、電子部品3と基板2の線膨張係数の差により各熱硬化物30内に生ずる熱応力が、電子部品3及び基板2との接合面S1,S2だけでなく、断面積の小さい熱硬化物30のくびれ部31にも作用して分散されるようになり、熱応力によって破損しにくい電子部品実装構造体1を得ることができる。
As described above, in the present embodiment, before the solder bumps 23 of the
これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施の形態では、電子部品3のバンプとして半田バンプ23が用いられており、加熱工程で半田バンプ23が溶融されることによって半田バンプ23と基板2の電極12が接合されるようになっていたが、バンプは半田バンプ23以外のバンプ(例えば金バンプ)を用いてもよい。この場合には、基板2の電極12にクリーム半田等の導電性の接合材料を塗布しておけば、加熱工程における加熱によって、バンプと基板2の電極12を接合させることができる。
Although the embodiments of the present invention have been described so far, the present invention is not limited to those shown in the above-described embodiments. For example, in the above-described embodiment, the solder bumps 23 are used as the bumps of the
樹脂先塗りの方法をとりつつも熱応力により破損しにくい構成の電子部品実装構造体を得ることができる電子部品実装構造体の製造方法を提供する。 To provide a manufacturing how the electronic component mounting structure while keeping the method of resin destination coating also can be obtained an electronic component mounting structure is not easily damaged structure due to thermal stress.
1 電子部品実装構造体
2 基板
3 電子部品
12 電極
23 半田バンプ(バンプ)
30 熱硬化物
30a 熱硬化性樹脂
31 くびれ部
DESCRIPTION OF
30
Claims (1)
基板上の電極を避けた複数の樹脂供給位置のそれぞれに熱硬化性樹脂を供給する樹脂供給工程と、
各樹脂供給位置に供給された熱硬化性樹脂に電子部品を接触させながら各バンプを基板の対応する電極に接触させて電子部品と基板の位置合わせを行う位置合わせ工程と、
位置合わせをした電子部品及び基板を加熱してバンプと電極を接合させるとともに、電子部品と基板の間の熱硬化性樹脂が熱硬化して得られる複数の熱硬化物により電子部品と基板を結合させる加熱工程とを含み、
樹脂供給工程における基板上の各樹脂供給位置への熱硬化性樹脂の供給を、熱硬化性樹脂が基板の厚さ方向に複数段に重なるように複数回に分けて行い、前記加熱工程において、前記基板上の各樹脂供給位置に複数段に重なるように供給された熱硬化性樹脂が硬化することにより各熱硬化物の基板の厚さ方向の中間部にくびれ部が形成されるようにしたことを特徴とする電子部品実装構造体の製造方法。 A method for manufacturing an electronic component mounting structure in which a plurality of bumps provided in an electronic component and a plurality of electrodes provided in a substrate are joined,
A resin supply step of supplying a thermosetting resin to each of a plurality of resin supply positions avoiding the electrodes on the substrate;
An alignment step of aligning the electronic component and the substrate by bringing each bump into contact with a corresponding electrode of the substrate while contacting the electronic component with the thermosetting resin supplied to each resin supply position;
The aligned electronic component and substrate are heated to bond the bumps and electrodes, and the electronic component and the substrate are joined by a plurality of thermosets obtained by thermosetting the thermosetting resin between the electronic component and the substrate. Heating step,
In the heating step, the thermosetting resin is supplied to each resin supply position on the substrate in the resin supply step by dividing the thermosetting resin into a plurality of times so that the thermosetting resin overlaps the thickness direction of the substrate . By constricting the thermosetting resin supplied so as to overlap each resin supply position on the substrate in a plurality of stages , a constricted portion is formed at the intermediate portion in the thickness direction of the substrate of each thermosetting product. An electronic component mounting structure manufacturing method characterized by the above.
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