JP7100888B2 - 電子部品の実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板上への電子部品の実装方法に関し、特に、基板上への電子部品のチップの電極に印刷技術を用いた配線を施す電子部品の実装方法に関する。

電子部品のチップは、典型的には、略直方体の平板であり、その２つの主面のどちらか一方の長手両端部にストライプ状の電極が互いに平行に一対に与えられている。かかるチップの電極を上向きにして基板上に配置した場合、金属細線を用いたワイヤーボンディング法などで配線（結線）を与えて実装され得る（フェイスアップ実装）。他方、チップの電極を下側に向けて基板上に配置した場合には、フリップチップ法や、異方性導電フィルムを用いたボンディング法などで配線を与えて実装され得る（フェイスダウン実装）。

ところで、印刷技術を用いて電子部品のチップと基板上の配線との間を導電性インクや導電ペーストなどで結線する実装方法も提案されている。

例えば、特許文献１では、電子部品のチップ（半導体チップ）のフェイスアップ実装の方法として、基板（ダイパッド）に形成した配線（リードフレーム）と、チップに形成した電極（ボンディングパッド）との間にインクジェット印刷装置で導電性液状材料を吐出して薄膜状の配線パターンを形成する実装方法を開示している。なお、インクジェット印刷装置により配線パターンを形成するには、電極を有するチップの上側表面と基板の表面との間の段差を解消するよう、基板にパターン形成用平坦面を形成し、その上に配線を印刷するとしている。

一方、特許文献２では、電子部品のチップ（ＩＣ基板）のフェイスダウン実装の方法として、チップの電極パッドの上にバンプを設けこの上に印刷で導電性接着剤を与えるとともに、これを基板に対向させつつ接触させて、導電性接着剤を硬化させる実装方法を開示している。かかる方法は、チップに印刷をするため、比較的大型のチップの実装に適している。

特開２００５－５０９１１号公報 特開平９－３６１１９号公報

基板上への電子部品のチップの電極に印刷技術を用いることで、該電極が微細でも簡便に配線を与え得る。一方で、小型のチップにあっては、細かい配線を確実に与えることは難しくなる。

また、単一の基板上にフェイスアップ実装及びフェイスダウン実装の双方を施そうとする場合、それぞれに異なる装置が用いられるため、作業工程が複雑となり易い。また、製造タクトタイムが長くなってしまう。これらはいずれもコスト上昇の要因となり得る。

本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、基板上への電子部品のチップの配線に印刷技術を用いて該配線を簡便且つ確実に与える電子部品の実装方法を提供することにある。

本発明による電子部品の実装方法は、電子部品のチップをその電極を上向きにしてシリコーンゴムの上に配置していくチップ配置ステップと、前記シリコーンゴムの上に前記電極を横切るように導電ペーストで配線を印刷する印刷ステップと、粘着剤を表面に与えられた基材上に前記チップ及び前記配線を転写させる転写ステップと、を含むことを特徴とする。

かかる発明によれば、印刷技術を用いて、基板上への電子部品のチップの配線を簡便且つ確実に与えることができる。

上記した発明において、前記チップ配置ステップは、第２のチップをその電極を下向きにしてこれを前記シリコーンゴムの上に配置していく第２チップ配置ステップを更に含み、前記転写ステップは、前記基材上に転写された前記第２のチップの電極を横切るように導電ペーストで配線を印刷する第２の印刷ステップを更に含むことを特徴としてもよい。かかる発明によれば、単一の基板上にフェイスアップ実装及びフェイスダウン実装の双方を簡便に施すことができる。

上記した発明において、前記印刷ステップはスクリーンオフセット印刷するステップであることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、印刷技術としてスクリーンオフセット印刷を用い、簡便に配線を与えることができる。

上記した発明において、前記シリコーンゴムはＰＤＭＳからなることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、ＰＤＭＳを用いることで簡便に配線を与えることができる。

上記した発明において、前記導電ペーストは前記チップの厚さよりも大なる厚さで与えられることを特徴としてもよい。かかる発明によれば、チップの厚さによる段差を導電ペーストによる配線の厚さで吸収することができる。

上記した発明において、前記印刷ステップ及び／又は転写ステップ後に前記導電ペーストを焼成する焼成ステップを含むことを特徴としてもよい。かかる発明によれば、簡便に与えた配線を強固に焼成することができる。

本発明の実施例による電子部品の実装方法を示すフロー図である。 電子部品の実装方法の工程の一部を示す斜視図である。 電子部品の実装方法の工程の一部を示す斜視図である。 電子部品の実装方法の工程の一部を示す斜視図である。 電子部品の実装方法の工程の一部を示す斜視図である。 電子部品を実装した粘着層付ポリイミドシートの写真である。

以下、本発明の１つの実施例である電子部品の実装方法について、図１を参照しつつ、図２乃至図４に沿ってその詳細を説明する。

図１に図２を併せて参照すると、まず、シリコーンゴムによるシリコーンシート１の上に第１の電子部品のチップ１０を配置する（Ｓ１：チップ配置ステップ）。チップ１０は、略直方体の平板であり、その２つの主面のうちの一方の主面において長手方向の両端部に一対の電極１１及び電極１２を備える。電極１１及び１２は、互いに平行となるようストライプ状に形成されている。ここで、チップ１０は、電極１１及び電極１２を上向きにしてシリコーンシート１の上面に配置される。シリコーンシート１に用いるシリコーンゴムとしては、例えば、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）が好適である。なお、第２の電子部品のチップ２０については、後述する。

さらに図３を参照すると、電極１１及び１２を横切るようにシリコーンシート１の上に導電ペーストによる配線１３及び１４がそれぞれ印刷される（Ｓ２：印刷ステップ）。導電ペーストとしては、例えば、ストレッチャブルＡｇインク（東洋紡株式会社製／サンプル名：ＳＳＰ２８０１）を用い得る。チップ１０はその厚さによって、配線１３及び１４に段差を生じさせる。そこで、かかる段差を吸収できるよう、配線１３及び１４はチップ１０の厚さよりも厚く印刷されるようにしてもよい。また、配線１３及び１４を形成する導電ペーストは高い伸縮性を有するいわゆるストレッチャブル導電ペーストとすることが好ましい。

さらに図４を参照すると、シリコーンシート１上のチップ１０及び配線１３、１４が粘着剤を表面に有する基材２の上に転写される（Ｓ３：転写ステップ）。すなわち、チップ１０はその上下を反転させて、基材２の上で電極１１及び１２を下側に向けたフェイスダウン実装とされて、基材２とチップ１０との間に配線１３及び１４を挟んだ状態で固定される。

以上のように、印刷技術を用いることで、細かい配線であっても、基板などの基材の上にチップ１０及びその配線１３、１４を簡便且つ確実に配置、形成させることができる。ここで、基材２上の配線を全て印刷によって形成させる場合、チップの位置に対して印刷の位置を合わせるため、転写においては厳密な位置合わせを必要としなくなる。

なお、印刷にはスクリーン印刷を用いると、上記したようにチップ１０の厚さを吸収できるよう配線の厚さを厚くし得て好ましい。また、スクリーンオフセット印刷も用いることができ、凹凸面を含めた曲面への電子部品の実装を簡便に施すことができる。

ところで、上記した方法を用いて、さらにフェイスアップ実装されたチップ及びその配線もフェイスダウン実装されたチップ及びその配線に併せて単一の基材２の上に形成させることができる。

詳細には、再び図１に図２を併せて参照すると、配置ステップＳ１では、第２の電子部品であるチップ２０をシリコーンシート１の上に配置する第２チップ配置ステップＳ１－ａを更に含む。チップ２０は、チップ１０と同様に略直方体の平板であり、その２つの主面のうちの一方の主面において長手方向の両端部に一対の電極２１及び電極２２を備える（図４参照）。ここで、チップ２０は、電極２１及び電極２２を下向きにしてシリコーンシート１の上面に配置される。

さらに図３を参照すると、印刷ステップＳ２については上記と同様にチップ１０についての配線１３及び１４が印刷されるが、チップ２０についてはなにもしない。

さらに図４を参照すると、転写ステップＳ３では、基材２の上にチップ１０及び配線１３、１４がシリコーンシート１から転写されるとともに、チップ２０も併せて転写される。すなわち、チップ２０はその上下を反転させて、基材２の上で電極２１及び２２を上側に向けたフェイスアップ実装とされる。

ここで、さらに図５を参照すると、さらに電極２１及び２２を横切るように、基材２の上に導電ペーストによる配線２３及び２４が印刷される（Ｓ３－ａ：第２の印刷ステップ）。これにより、単一の基材２上にフェイスアップ実装及びフェイスダウン実装の双方を簡便に施すことができる。

図６に示すように、単一の基材にフェイスアップ実装及びフェイスダウン実装の双方を施した。すなわち、上記した方法を用いて、粘着層付ポリイミドシートからなる基材２の粘着層上に、電極を下（粘着層付ポリイミドシート側）に向けたひずみセンサからなるチップ１０と電極を上に向けたひずみセンサからなるチップ２０とを配置するとともに、チップ１０及び２０の電極に対してそれぞれ配線１３、１４と配線２３、２４とを接続させた。これによって、チップ１０によるフェイスダウン実装とチップ２０によるフェイスアップ実装の双方を簡便に施すことができた。また、テスターにて抵抗値を測定したところ、これらのチップに対する配線の導通も確認できた。なお、図６に示した配線１３、１４、２３、２４の材料としては、上記のストレッチャブルＡｇインク（東洋紡株式会社製／サンプル名：ＳＳＰ２８０１）を用いた。

また、これらの他に、フェイスアップ実装を単独で施すこともできる。すなわち、シリコーンシート１の上に電極を下向きにして電子部品のチップを配置し、これを基材２に転写後、印刷によって電極を横切るように導電ペーストによる配線を印刷するのである。

なお、印刷された導電ペーストは、印刷後の適宜の工程で焼成されると配線を強固に固定できて好ましい。焼成は、印刷後であれば転写の前や転写の後であっても可能である。典型的には、１５０℃で３０分間保持などによって焼成できる。

以上、本発明による実施例及びこれに基づく変形例を説明したが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の主旨又は添付した特許請求の範囲を逸脱することなく、様々な代替実施例及び改変例を見出すことができるであろう。

１ シリコーンシート
２ 基材
１０、２０ チップ
１１、１２、２１、２２ 電極
１３、１４、２３、２４ 配線

Claims (6)

1. 電子部品のチップをその電極を上向きにしてシリコーンゴムの上に配置していくチップ配置ステップと、
   前記シリコーンゴムの上に前記電極を横切るように導電ペーストで配線を印刷する印刷ステップと、
   粘着剤を表面に与えられた基材上に前記チップ及び前記配線を転写させる転写ステップと、を含むことを特徴とする電子部品の実装方法。
2. 前記チップ配置ステップは、第２のチップをその電極を下向きにしてこれを前記シリコーンゴムの上に配置していく第２チップ配置ステップを更に含み、
   前記転写ステップは、前記基材上に転写された前記第２のチップの電極を横切るように導電ペーストで配線を印刷する第２の印刷ステップを更に含むことを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装方法。
3. 前記印刷ステップはスクリーンオフセット印刷するステップであることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品の実装方法。
4. 前記シリコーンゴムはＰＤＭＳからなることを特徴とする請求項３記載の電子部品の実装方法。
5. 前記導電ペーストは前記チップの厚さよりも大なる厚さで与えられることを特徴とする請求項４記載の電子部品の実装方法。
6. 前記印刷ステップ及び／又は転写ステップ後に前記導電ペーストを焼成する焼成ステップを含むことを特徴とする請求項１乃至５のうちの１つに記載の電子部品の実装方法。

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