JP5719997B2 - 電子部品の実装方法及び実装システム - Google Patents
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Description
(a)はんだを含む前記電極が表面に形成された前記電子部品を準備し、
(b)熱硬化性樹脂を含む樹脂固形物を、前記基板上で前記電子部品の周縁部と重なる部分に載置し、
(c)前記電子部品の周縁部を前記樹脂固形物の上に重ねるように、前記電極を前記接続端子と対向させた状態で、前記電子部品を前記基板上に搭載し、
(d)前記はんだの融点及び前記樹脂固形物の硬化温度よりも高い温度まで、前記電子部品及び前記樹脂固形物が載置された前記基板を加熱した後、冷却することで、前記熱硬化性樹脂の硬化物により前記電子部品を前記基板と接着するとともに、前記はんだにより前記電極を前記接続端子と接合する、実装方法に関する。
はんだを含む前記電極が表面に形成された前記電子部品を供給する第1の供給部と、
熱硬化性樹脂を含む樹脂固形物を供給する第2の供給部と、
前記電子部品を保持する第1の保持部、及び前記樹脂固形物を保持する第2の保持部を有する実装ヘッドと、
前記実装ヘッドを移動させる移動部と、
前記第2の保持部を使用して、前記第2の供給部により供給される前記樹脂固形物を、前記基板上の前記電子部品の周縁部と重なる部分に載置させるように前記実装ヘッド及び前記移動部を制御するとともに、前記第1の保持部を使用して、前記第1の供給部により供給される前記電子部品を、前記樹脂固形物を介して前記基板上に載置させるように前記実装ヘッド及び前記移動部を制御する制御部と、
前記はんだの融点及び前記樹脂固形物の硬化温度よりも高い温度まで、前記電子部品及び前記樹脂固形物が載置された前記基板を加熱するリフロー装置と、を具備する実装システムに関する。
図1Aは、電子部品200の一例の正面図であり、図1Bはその底面図である。電子部品200は、はんだを含む複数のバンプ204(電極)で基板101の電極(ランド、接続端子)に接続されるボールグリッドアレイ(BGA)型の電子部品である。
基板101には、図2(a)に示すように、電子部品200のバンプ204と接続される電極102(接続端子)が設けられている。
本発明の電子部品の実装方法は、接続端子(電極102)を有する基板101に、接続端子と接続される電極(バンプ204)を有する電子部品200を実装する電子部品の実装方法である。この方法においては、(a)はんだを含むバンプ204が表面に形成された電子部品200を準備し、(b)熱硬化性樹脂を含む樹脂固形物103を、基板101上で電子部品200の周縁部と重なる部分に載置し、(c)電子部品200の周縁部を樹脂固形物101の上に重ねるように、バンプ204を電極102と対向させた状態で、電子部品200を基板101上に搭載し、(d)上記のはんだの融点及び樹脂固形物103の硬化温度よりも高い温度まで、電子部品200及び樹脂固形物103が載置された基板101を加熱した後、冷却することで、上記の熱硬化性樹脂の硬化物により電子部品200を基板101と接着するとともに、上記のはんだによりバンプ204を電極102と接合する。樹脂固形物103は、エポキシ樹脂と無機フィラーとの混合物の成形体から構成することができる。
電子部品実装システム300は、電子部品を実装するための基板を供給する基板供給装置301と、基板供給装置301から搬出された基板の、例えば電極102以外の電極(図示せず)に、スクリーン印刷により金属粒子を含むペーストを塗布するスクリーン印刷装置302と、スクリーン印刷装置302から搬出された基板の電極102に電子部品200を搭載するとともに、金属粒子を含むペーストが塗布された上記の電極に、電子部品200以外の電子部品を搭載する電子部品搭載装置303と、電子部品搭載装置303から搬出された基板を加熱して、電子部品200及び、それ以外の電子部品を基板に接合するリフロー装置304と、を具備する。リフロー装置304から搬出された基板、すなわち実装構造体は、基板回収装置305により回収される。なお、スクリーン印刷装置302は必要に応じてシステムに加えられる装置であり、電子部品200のみの実装では、システムから除外することができる。
図15Aは、矩形の電子部品200の周縁部201xの四隅に対応させて4箇所の補強位置にL字形の樹脂固形物103を配置して、樹脂補強部105aを形成したときの、電子部品200の平面図を示す。図15Bは、同じ電子部品200の底面図(複数のバンプを有する主面201s)である。樹脂補強部105aは、電子部品200の周縁部201xの近傍のバンプ204の一部、および、図示しないが周縁部201xに最も近い電極102の一部とだけ接触するように補強位置に形成されている。ただし、樹脂補強部105aの配置パターンは、特に限定されない。
フラックスは、はんだ接合の際に、電極102の表面およびバンプ204の表面に存在する酸化物などを除去したり、はんだの表面張力を低減したりする作用を有する材料であればよい。これらの作用(以下、活性作用)により、はんだと電極102との濡れ性が大きくなり、信頼性の高い良好なはんだ接合が可能となる。
樹脂固形物103には、熱硬化性樹脂が用いられる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂などを例示できる。常温(例えば25℃)で固形であり、加熱により容易に軟化する点で、熱硬化性樹脂には、平均分子量が1000〜10000程度のエポキシ樹脂オリゴマー、または、そのようなエポキシ樹脂オリゴマーと、分子量がより小さい液状エポキシ樹脂との混合物を使用するのがよい。ただし、液状エポキシ樹脂が多すぎると混合物がペースト状となるために、混合比は、例えば、1:1程度が好ましい。
(実施例1)
まず、FR4基板に、電極(接続端子)として所定パターンのランドを形成した。電子部品の周縁部の四隅およびその近傍を含むように、4箇所の補強位置にL型の樹脂固形物を(図16(a)参照)で配置した。また、転写テーブルにスキージを用いてフラックスの塗膜を形成し、その塗膜を電子部品であるフリップチップBGAパッケージ(1005チップ)のSn−Ag−Cu系のはんだで構成されたバンプ(融点約220℃)に転写した。
樹脂固形物の材料に、エポキシ樹脂オリゴマー100重量部、ヒドラジド系硬化剤20重量部、無機フィラーとしての球状シリカ(平均粒径:3μm)50重量部、チキソ剤としての超微粒子シリカ5重量部、並びに、添加剤としてのシランカップリング剤1重量部を使用した。樹脂固形物の軟化温度は82℃であり、推奨される熱硬化温度は235℃であった。それ以外は、実施例1と同様にして、樹脂固形物の作製、基板と電子部品との接着、並びに、電極とバンプとのはんだ接合を行った。
樹脂固形物の材料に、液状エポキシ樹脂100重量部、ヒドラジド系硬化剤20重量部、無機フィラーとしての球状シリカ50重量部、チキソ剤としての超微粒子シリカ5重量部、並びに、添加剤としてのシランカップリング剤1重量部を使用した。そして、実施例1と同様にして、樹脂固形物の作製を行った。しかしながら、この比較例1では、上記の混合物をプレス成形してもペレット状の樹脂固形物が得られず、混合物はペースト状となった。よって、この段階で実験を中止した。
Claims (5)
- 接続端子を有する基板に、前記接続端子と接続される電極を有する電子部品を実装する電子部品の実装方法であって、
(a)はんだを含む前記電極が表面に形成された前記電子部品を準備し、
(b)熱硬化性樹脂を含み、かつ前記電極及び前記接続端子の合計高さよりも大きい高さを有する樹脂固形物を、前記基板上で前記電子部品の周縁部と重なる部分に載置し、
(c)前記電子部品の周縁部を前記樹脂固形物の上に重ねるように、前記電極を前記接続端子と対向させた状態で、前記電極と前記接続端子との間に隙間を設けるように、前記電子部品を、前記樹脂固形物を介して前記基板上に搭載し、
(d)前記はんだの融点及び前記樹脂固形物の硬化温度よりも高い温度まで、前記電子部品及び前記樹脂固形物が載置された前記基板を加熱した後、冷却することで、その加熱により一旦軟化した前記熱硬化性樹脂を前記電子部品の周縁部と接触させた状態で硬化させ、その硬化物により前記電子部品を前記基板と接着するとともに、前記はんだにより前記電極を前記接続端子と接合する、実装方法。 - さらに、(e)前記隙間にフラックスまたはクリームはんだを充填する、請求項1に記載の電子部品の実装方法。
- 前記樹脂固形物の軟化温度が、前記はんだの融点よりも低い、請求項1または2に記載の電子部品の実装方法。
- さらに、前記工程(b)の前に、(f)前記基板の前記樹脂固形物が載置される部分に粘着剤を付与する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子部品の実装方法。
- さらに、前記工程(b)の前に、(g)前記樹脂固形物の前記基板と対向する面に粘着剤を付与する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子部品の実装方法。
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