JPH08148816A

JPH08148816A - 導電性接着剤を用いて機器を表面に装着する組立方法

Info

Publication number: JPH08148816A
Application number: JP6312398A
Authority: JP
Inventors: Donald W Dahringer; ウィリアムダーリンガードナルド; Michael Lyons Allen; マイケルライオンズアレン
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1994-11-24
Filing date: 1994-11-24
Publication date: 1996-06-07

Abstract

(57)【要約】【構成】リード３を有する機器２をプリント配線基板
４の上に組み立てる方法である。外部の高圧流体の圧力
を、柔軟な弾性的に伸びうる薄膜１４にかけることによ
り、機器に圧力がかけられる。この薄膜は、機器の外周
およびプリント配線基板の隣接領域をその形に沿って包
囲する。薄膜に外部からの流体圧力をかける前に、圧力
フレームおよび薄膜によって形成された空洞内に真空吸
引を行ってもよい。【効果】導電性接着剤７の硬化期間中に、リード付き
パッケージに、均一な圧力をかけることができる。これ
により、初期接続抵抗のばらつきを小さくでき、それに
よって接着剤接続の信頼性を高めることができる。空洞
内の真空吸引を行うことにより、組立体の信頼性はさら
に高くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、導電接着剤を用いて
機器を表面に装着する組立方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】導電接着剤は電子工業で広く使用されて
いる。重要な適用例としては、型の取り付けやプリント
配線基板の組立がある。図１に示す例では、機器２は、
四辺形配列のリード３により、プリント配線基板４上の
対応する複数の導電パッド５にマウント（取り付け）さ
れている。導電パッド５は、より大きな組立体１の一部
を形成するプリント配線基板４の上の導体６に接続され
ている。

【０００３】機器の大きさがますます小さくなるにした
がって、プリント配線基板に接続すべき機器のリードの
数が増し、隣接するリードまたはパッド同士の距離
（「ピッチ」と呼ばれる）はさらに小さくなり、隣接リ
ード同士を短絡せずに等方導電接着剤を正確に付着する
ことはますます困難になってきている。替わりの方法と
して、基板に垂直な方向（ｚ方向）にだけ導電性のある
非等方導電接着剤を用いる方法がある。

【０００４】非等方導電接着剤は、「ブリッジング」概
念に基づく導電接着剤の一種である。この非等方導電接
着剤（以下、単に導電接着剤と呼ぶ）は、接着剤を形成
する絶縁性高分子マトリックスの中に導電性粒子を分散
させて作る。典型的には、接着剤をプリント配線基板の
表面に施すには、謄写版印刷、スクリーン印刷、または
導電接着剤の膜を張り付けることによる。図２で、プリ
ント配線基板４の上に導電パッド５と導電接着剤７が乗
っている。この導電パッド５に接続するべきリード３を
有する機器２をも併せて示してある。

【０００５】図３に模式的に示すように、機器２をプリ
ント配線基板４の上に置いて押しつけることにより、プ
リント配線基板４の上の導電パッド５と機器２のリード
３との間から導電接着剤７を押し出した後は、各リード
３と導電パッド５との間には一つの粒子の厚さの導電接
着剤の膜が残る。一つずつの粒子それぞれが、機器とプ
リント配線基板との間のギャップをつなぎ、電気的接続
を形成する。同様に、導電パッドを有する半導体チップ
もプリント配線基板表面に取り付けることができる。

【０００６】従来の導電接着剤による典型的な接合で
は、各パッケージを並べ、圧力をかけて押し付け、硬化
炉内で個別に硬化するという一連のプロセスを順に行っ
ていた。このようなプロセスの例は、1987年5月26日発
行の米国特許4,667,401号及び1989年9月19日発行の米国
特許4,868,637号（ともに、ジェームズＲ．クレメンツ
(James R.Clements)らに付与された）に記載されてお
り、また、ブライアン・サン(Brian Sun)著の記事「糊
接着剤…垂直導電接着剤("'The Paste Connector'-Vert
ically Conductive Adhesive")」接着技術(Connection
Technology)1988年8月,pp.31-32にも記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の種類の処理で
は、かける圧力を十分に制御することができず、圧力が
不足すると導電接続が得られず、逆に圧力が過大である
とリード及び接続に損傷を与えることもありえた。これ
らのプロセスは、高入力／出力（Ｉ／Ｏ）表面取り付け
パッケージ及びきわめて小さなチップのどちらについて
も実行がむずかしい。これは、スループットが小さいた
めだけでなく、この組立プロセスのためには、プリント
配線基板とパッケージと組立装置との同一面性が必要だ
からである。システムの非同一面性により、歩留まり及
び信頼性特性についての問題を生じることがありうる。

【０００８】さらに、非常に小さな半導体チップでは、
そのチップを壊す危険を犯さずに小さな面積あたりに大
きな力をかける必要がある。したがって、一つの機器ま
たは大きさ及び高さの異なる複数の機器に均一圧力をか
ける方法を含めて、上述の問題を解決する効率的な方
法、及びその方法を実施するための装置が求められてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するものであって、種々のリードまたはパッドを有し、
封止されまたは封止されない機器をプリント配線基板な
どの配線基板の上にバッチで組み立てるプロセスであ
る。外部の高圧流体の圧力を、柔軟な弾性的に伸びうる
薄膜にかけることにより、機器に圧力がかけられる。こ
の薄膜は、機器の外周およびプリント配線基板の隣接領
域をその形に沿って包囲する。薄膜に外部からの流体圧
力をかける前に、圧力フレームおよび薄膜によって形成
された空洞内に真空吸引を行ってもよい。

【００１０】

【作用】本発明の圧力フレーム組立体装置によれば、導
電性接着剤の硬化期間中に、種々のリード付きパッケー
ジおよびパッド付き半導体チップに、均一な圧力をかけ
ることができる。これにより、初期接続抵抗のばらつき
を小さくでき、それによって接着剤接続の信頼性を高め
ることができる。外部から圧力をかけることにより、導
電接着剤の硬化に必要な熱伝導が高められ、この技術に
使いうる処理パラメータの領域が増し、組立時間が短く
なる。種々に表面マウントされたパッケージの組立歩留
まりは１００％に近づき、このシステムの高い信頼性を
示した。

【００１１】また、薄膜に外部からの流体圧力をかける
前に、圧力フレームおよび薄膜によって形成された空洞
内に真空吸引を行うことにより、配線基板上へのパッケ
ージの表面マウントされた組立体の信頼性はさらに高く
なる。この発明によれば、生産性と信頼性の両方の面で
著しい改善がみられる。

【００１２】

【実施例】電気的異方性の導電接着剤を用いた電子回路
の組立は、はんだ技術に比べて、プリント配線基板の製
造者にとってのみならず環境への影響の点からも、多数
の利点がある。接着剤の硬化に必要な温度が低いことか
ら、パッケージ及びプリント配線基板に対する熱的及び
物理的な損傷の双方が少なくなる。接着システムによ
り、はんだ短絡またははんだ不足を起こさずに細かいピ
ッチで素子を組み立てることができ、組立コストを低減
することができる。環境的には、異方性導電接着剤によ
り、塩化フッ化炭素などの環境的に有害な化学薬品を使
用して残留フラックスを洗浄する必要がなくなり、作業
者が溶融して波立ったはんだ槽または再流動炉からの鉛
に曝されることが少なくなる。

【００１３】図４と図５は、本発明を実施するための装
置を模式的に示すものである。これらの図に対応する斜
視図をそれぞれ、図６と図７に示す。図４に展開して示
す装置１１は、ベース１２、スペーサ１３、薄膜（カバ
ー）１４、蓋１５を含んでいる。蓋１５には、薄膜１４
の上に空気などの適当な流体を圧力をかけて導くための
入口１６が取り付けられている。薄膜１４は、高分子サ
イロキサン(polysiloxane)ゴムなどの柔軟な、弾性的に
伸びうる材料であって、スペーサ１３と蓋１５の間の周
辺部に取り付けられる。

【００１４】薄膜１４と蓋１５とに挟まれた閉じた空間
の中に流体を導入することにより圧力をかけたとき、薄
膜１４は、機器２、リード３の表面、およびベース１２
の上のプリント配線基板４の隣接する表面の輪郭に従っ
て変形する。圧力をかける前には、薄膜１４が機器２の
上の空間を一様に覆うように注意するべきである。薄膜
１４は、ピンと張っていて、もつれやしわがないことが
望ましい。もつれやしわがあると、薄膜１４のプリント
配線基板４や機器２への追従性に悪影響がありうる。ス
ペーサ１３には少なくとも一つの排出ポート１８があ
り、薄膜１４の下から空気が抜け出るのを許容する。

【０００１５スペーサ１３は取り外し可能なユニットに
なっている。ベース１２のフロア１９の清掃を可能にす
るのが主な理由である。しかし、スペーサ１３をベース
１２に、永久的または取り外し可能にしっかり取り付け
てもよい。ベース１２のフロア１９の上または中に格子
（グリッド、図示せず）を設けてもよい。その格子は、
フロア１９の上のスクリーンもしくは棒の配列、または
ベース１２のフロア１９の中または上に形成されたグレ
ーチング（格子）その他がありうる。格子の主な目的
は、プリント配線基板４の底部とベース１２のフロア１
９との間にエアポケットができる可能性を下げ、圧力と
熱をかけた後にベース１２からプリント配線基板４を取
り外すことを可能とすることにある。【００１６】圧力をかけた状態で流体を導入することに
より、ベース１２や蓋１５などの装置１１の要素部品が
互いに離れる方向の力を受ける。そのため、装置には、
部品を結合させておくための何らかの手段を与えなけれ
ばならない。装置は、たとえば、締め金またはボルトそ
の他の締結手段で固定すればよい。しかし、これらの手
段は使用し組み立てるのに厄介であり、失敗する危険も
ある。実現性のある代替方法としては、たとえば垂直ネ
ジまたはレバーなどの適当な方法で作業できる製本プレ
スなどの簡単なプレスの使用によるものがありうる。よ
り実現性のある代替方法は、薄板製造プレスなどの工業
用プレスの使用である。

【００１７】好ましい実施例では、装置１１は、普通の
薄板製造プレス（図示せず）の上側押版２０と下側押版
２１の間に配置する。プレスによって装置１１にかける
圧力は、装置１１の部品を結合させておき、薄膜１４と
蓋１５との間の流体の漏洩を防ぐには十分であって、し
かもスペーサ１３と蓋１５との間の隣接部に位置する薄
膜１４の部分に損傷を起こすほどには大きくない。ベー
ス１２の上に処理すべき装置を乗せ、また処理が終わっ
た装置を取り外すために、ベース１２、スペーサ１３、
柔軟性のある薄膜１４は、プレスからはずすことができ
る。蓋１５も装置の他の部分と同様にプレスからはずす
ことができる。

【００１８】代替例として、蓋１５をプレスの上側押版
２０に固定し、上側押版２０とともに垂直に取り外しで
きるようにしてもよい。またベース１２も下側押版２１
に固定してもよい。この実施例ではスペーサ１３はベー
ス１２から取り外し可能であるが、スペーサ１３はベー
ス１２に固定してもよい。他の例として、スペーサ１３
を上側押版２０に取り付け、蓋とともに動くようにして
もよい。その場合、薄膜１４をスペーサ１３と蓋１５の
間に固定するか、必要に応じて薄膜を取り替えられるよ
うにすべきである。そのためには、スペーサ１３を蓋１
５に着脱できるように取り付ける必要があるかもしれな
い。

【００１９】装置１１は、一つのプリント配線基板を収
容できるだけの大きさでもよい。装置１１はまた、数個
のプリント配線基板、または標準的なプリント配線基板
数個分の大きさのプリント配線基板シート数枚分を収容
できる大きさで、薄膜製造プレスの大きさの限界に達す
るものでもよい。

【００２０】作業において、プリント配線基板４と、そ
のプリント配線基板４の接触パッド５上の導電接着剤７
と、その導電接着剤７に接触しているリード（またはパ
ッド）３付きの少なくとも一つの機器（すなわち半導体
チップ）２との組立体１は、ベース１２のフロア１９の
上に置く。スペーサ１３はベース１２の周辺部に置く。
薄膜１４は、ベース１２とスペーサ１３とによって形成
される空隙を囲むように、スペーサ１３の上に置く。蓋
１５は、スペーサ１３と蓋１５の間の、薄膜１４の周辺
部分を固定するように薄膜１４の上方に置く。

【００２１】その後、装置１１を下側押版２１の上に置
き、プレスを動作させて上側押版２０を蓋１５に接触さ
せる。圧力をかけた空気などの適当な流体を、入口１６
を介して薄膜１４の上に導入し、薄膜１４を、機器２お
よび、プリント配線基板４およびベース１２の露出して
いる上表面の形状に沿って接触させ、変形させる。

【００２２】この圧力は、機器２をプリント配線基板４
に押しつける適当な大きさとしてあらかじめ設定され
る。この適当な圧力により、機器２に取り付けられたリ
ードまたはパッド３とプリント配線基板４の上の導電パ
ッド５の接触表面の間から余分の接着剤を押し出し、単
一粒子厚さの薄い接着剤膜を残し、その接着剤の膜内の
粒子が接触表面間の電気的接触を形成する。この圧力
は、機器２に損傷を与える（たとえば、リードをつぶし
たり、曲げたり、切断したりする）ほどに大きくしては
ならない。

【００２３】上記流体は、空気などの適当な加圧流体源
（図示せず）に接続された入口１６を経由して薄膜１４
の上に導入され、薄膜１４をプリント配線基板４および
その上の機器２に向けて押しつける。薄膜１４によって
機器２の上にかけられる圧力は、組立体１に損傷を与え
ずに、リード（またはパッド）を導電接着剤７内の金属
粒子と接触させて、機器２のリード（またはパッド）３
とプリント配線基板４上の金属部分との間に連続的導電
路を形成するのにちょうど十分なだけの大きさとすべき
である。この接合に必要な圧力を提供できるものであれ
ば、市販の空気圧縮機をこの圧力空気源として使用でき
る。たとえば、５〜５００ｐｓｉ（ポンド／平方インチ
０．３６〜３６Ｋｇ／ｃｍ²）の範囲の流体圧力をこの
薄膜にかけることができる。

【００２４】薄膜１４を通じて機器２に実際にかかる圧
力は、外からかけた圧力による圧力と薄膜１４の引っ張
りによる圧力との和であるから、外からかけた圧力より
も若干大きい。典型的には、５〜２５ｐｓｉ（０．３６
〜１．８Ｋｇ／ｃｍ²）の範囲、望ましくは１５ｐｓｉ
（１．０８Ｋｇ／ｃｍ²）の圧力で、ほとんどのＩＣパ
ッケージ用途には十分である。例外としては、たとえば
１／８インチ（３．１７ｍｍ）四方以下の封止しない半
導体などの極端に小さなパッケージがありうる。このよ
うな場合はたとえば２００〜３００ｐｓｉ（１４．４〜
２１．６Ｋｇ／ｃｍ²）程度の高圧をかける必要がある
かもしれない。

【００２５】実験を行った実施例では、導電接着剤の高
分子マトリックスとしては、ビスフェノールＦのディグ
リシダイル・エーテル(diglycidyl ether of bisphenol
F)（大日本インク・アンド・ケミカル社、エピクロン
８３０(Epiclon 830,米国登録商標)）から用意した。ワ
オーリング(Waring,米国登録商標)ブレンダによって、
蒸発させた(fumed)シリカ・シクソトロープ(silica thi
xotrope)（キャボット(Cabot),ＴＳ−７２０）を５パー
ツ／１００樹脂（ｐｈｒ）の濃度で拡散させた。シクソ
トロープ濃度は、１〜１０パーツ／１００樹脂の範囲が
有用である。この混合物に、１０ｐｈｒの2ーエチル,4ー
メチリミダゾール(2-ethyl,4-methilimidazole)硬化剤
を、導電粒子とともに添加した。

【００２６】異方性導電接着をうまく行うには、プリン
ト配線基板と機器のリードまたはパッドとの間（ｚ方
向）の電気伝導性の信頼性を確保するべく、導電接着剤
内に十分な数の粒子が存在するように、しかも同時に、
隣接する導電パッド及びリードの間（ｘ−ｙ方向）の電
気的絶縁を維持するように、金属粒子の濃度を制御しな
ければならない。実際に、隣接するリード３または隣接
する導電パッド５同士の短絡を起こさない範囲で、最大
量の導電粒子を与えるように、導電接着剤中の必要な金
属粒子の体積濃度を得るように努力すべきである。さら
に、十分な接着性能が、機械的に丈夫な接続を維持する
ために必要である。

【００２７】混合材料を手で混ぜ合わせ、真空（１５μ
ｍＨｇ）中で３０分間脱気した。実施例では、粒子は、
銀メッキしたガラスの球であって、直径８〜２０μｍ
（平均直径１４μｍ）であり、ポッターズ工業(Potters
Industries)から入手できる。これらの粒子を、１０〜
１５体積％（２６〜３２重量％）、望ましくは１２．５
体積％（２９重量％）だけ加える。

【００２８】試験プリント配線基板の上のパッケージの
組立は、複数工程にしたがって達成された。導電接着剤
は混合され、脱気され、プリント配線基板の上に謄写さ
れた。導電接着剤の厚さは、ドクター・ブレードと締め
金とを用いた場合は約２ミル（約５０．８μｍ）であ
り、謄写印刷機（ヘンリー・マンＡＰ−８１０）を手動
で操作した場合は約５ミル（約１２７μｍ）であった。
いくつかのパッケージは謄写されたプリント配線基板の
上に手で置いた。また、いくつかのパッケージは、適当
な道具（たとえば、マニックス(Manix)すなわち単一箇
所はんだ付け機械(Single Site Solder Machine,SSS
M)）を用いて置いた。

【００２９】それから、図５に示すように、組み合わさ
れたプリント配線基板を装置１１の中に置き、上側押版
２０と下側押版２１の間に置き、ここで、熱と圧力の下
で導電接着剤を硬化した。

【００３０】プリント配線基板は、主としてベース１２
の底部から、１００〜３５０℃の範囲に、望ましくは１
２５℃に加熱される。さらに高温にすることは、構成機
器、接着剤マトリックス成分、必要な硬化速度によって
は有用である。加熱は種々の方法で供給しうる。たとえ
ば、ａ）ベース１２と下側押版２１の間に高温板を置
く、ｂ）ベース１２の中に加熱コイルを埋め込む、ｃ）
必要な領域に熱を供給するための、加熱コイル、電気加
熱、高温水加熱、蒸気加熱などの適当な加熱手段を下側
押版内に提供する、などの方法がある。

【００３１】装置の下部を加熱するのと同様に、装置の
上部の加熱を追加してもよい。しかし、上からの加熱
は、下からの加熱の必要な量の一部を補う程度であっ
て、ベース１２および下側押版２１が装置１１の他の部
分すなわち蓋１５や上側押版２０によって冷却されるの
を避け、それにより硬化時間の増大を避けることを主な
目的とする。上からの加熱温度は、たとえば３０〜３５
０℃の範囲であって、望ましくは５５℃である。他の実
施例として、加熱装置を逆にして、装置１１の上側の温
度の方を下側の温度よりも高くしてもよい。

【００３２】圧力は、ベース１２とスペーサ１３とによ
って形成された空洞の上に配設された柔軟に伸びうる薄
膜１４を介してベース１２の上の組立体にかけられる。
流体によって薄膜１４に圧力がかかると、それによって
薄膜１４が伸び、薄膜１４はパッケージに接触してその
形状に沿って変形する。薄膜は、圧力をかけられたとき
に、個々のパッケージに沿って変形できる程度に十分に
柔軟性があり、これにより、プリント配線基板に垂直な
方向に均一な圧力がかかることが保証される。薄膜は、
流体によってかけられた力が取り去られたときにすぐ、
その薄膜が、まだ伸びていない元の位置に戻るように、
弾性材料で作られているべきである。

【００３３】針金スクリーンは、プリント配線基板４を
加熱されたベース１２から分離する格子として使用さ
れ、薄膜１４がスペーサ１３の中の排出ポート１８への
アクセスを密閉するのを防ぐ。硬化時間は、３０秒〜６
０分（平均は２〜４分）であって、各組立体の硬化工程
に充てられた。

【００３４】上記装置の多様性について、種々のリード
や接続を備えた機器を用いて試験した。試験対象には、
２個のリードを備えたディスクリート抵抗器を１００
個、５０ミル（１．２７ｍｍ）ピッチはんだメッキかも
め翼型リード１４本を備えた小型アウトライン集積回路
（ＳＯＩＣ）を１２個、２５ミル（０．６３５ｍｍ）ピ
ッチはんだメッキかもめ翼型リード１３２本を備えたデ
ージーチェーン(daisy-chained)・プラスチック・四辺
形平型パッケージ（ＰＱＦＰ）を４５個（接合部は3,14
8個）が含まれていた。使用したプリント配線基板は、
ガラス繊維強化エポキシ製の防火グレード４（ＦＲ−
４）の基板であって、銅箔で覆い、はんだのコーティン
グを施したものであった。

【００３５】上述のように組み立てられて硬化された、
抵抗器、ＳＯＩＣおよびＰＱＦＰは、短絡および相互接
続について試験された。すべてのパッケージについて、
健全接合点の歩留まり率は１００％であった。ここで、
健全接合点は、２個のリードの抵抗器および１４個のリ
ードのＳＯＩＣについては抵抗値が１００ｍΩよりも小
さいものとし、１３２個のリードのＰＱＦＰについては
そのリードのうちの各１６個のリードごとについて１Ω
（プリント配線基板および内部パッケージデージーチェ
ーンからの抵抗の寄与分を含む）よりも小さいものをい
うと定義した。隣接するリードおよびパッドの間の短絡
は観察されなかった。

【００３６】この発明は、フレキシブル平ケーブル（す
なわちケーブル・ピグテール）をプリント配線基板上の
導体に接続するのにも使用できる。たとえば図８及び図
９に示すように、接触部（図示せず）を備えた平ケーブ
ル１７の端部は、プリント配線基板上に堆積された導電
接着剤によって、プリント配線基板上の導体６に接続し
てもよい。図８は、そのような接続が一つの機器になさ
れた状態を示し、図９では、ケーブルが２個以上の機器
に接続されている。ケーブルが装置１１の周辺部を越え
て延びている場合、スペーサ１３には排出ポート１８の
替わりまたは排出ポート１８に加えて長い開口２２が設
けられ、これにより、ケーブルが、装置１１を越えて、
開口２２を通して延びることができるようになってい
る。

【００３７】上述の実施例では、機器は、弾性的に変形
しうる薄膜によってその場所に保持される。その薄膜
は、薄膜の上にかけられた流体圧力によって、機器に適
合しうる形で保持される。しかし、機器が小さくなるに
従って、薄膜に圧力をかけたときに、機器および配線基
板の表面に押しつけられた薄膜によって機器が動かされ
ることがありうる。複数の機器の大きさが不揃いであっ
たり、その配線基板の上に複数の機器が互いに接近して
置かれている場合にも、それらの機器が動かされるとい
う危険がある。

【００３８】この問題は、図１０および図１１に示すよ
うに、図５の排出ポート１８を削除して、ベース１２に
少なくとも一つの真空ポート２３を具備させることによ
って克服できる。真空を使用することによって、前述の
格子２４の使用が必要になる。作業においては、ベース
１２、スペーサ１３、薄膜１４、蓋１５によって形成さ
れた空洞の中に、導電接着剤および機器２を付けたプリ
ント配線基板４を置く。

【００３９】薄膜１４と蓋１５とによってこの空洞を包
囲した後に、真空ポート２３を通じて真空吸引を行い、
機器２の移動を起こさないようにして、薄膜１４を機器
２に接触させながら機器２に沿って変形させる。真空吸
引は、空洞内の空気圧がー１〜−１４．７ｐｓｉの範囲
になるようにする。その後、流体圧力を薄膜１４の上に
かけて、電子機器２の上の接点とプリント配線基板４の
上の接点との間の電気接続が十分になされるようにす
る。

【００４０】他の実施例として、薄膜は、２枚の弾性材
料の膜からなっていてもよい。たとえば、内側の膜は機
器に面し、他の膜よりも薄く、容易に変形して、わずか
の吸引で機器に沿って変形する目的に使用される。そし
てもう１枚の膜は、内側の膜の上にかぶせられ、加圧流
体によって変形される。

【００４１】

【発明の効果】本発明の圧力フレーム組立体装置によれ
ば、導電性接着剤の硬化期間中に、種々のリード付きパ
ッケージおよびパッド付き半導体チップに、均一な圧力
をかけることができる。これにより、初期接続抵抗のば
らつきを小さくでき、それによって接着剤接続の信頼性
を高めることができる。外部から圧力をかけることによ
り、導電接着剤の硬化に必要な熱伝導が高められ、この
技術に使いうる処理パラメータの領域が増し、組立時間
が短くなる。

【００４２】また、薄膜に外部からの流体圧力をかける
前に、圧力フレームおよび薄膜によって形成された空洞
内に真空吸引を行うことにより、配線基板上へのパッケ
ージの表面マウントされた組立体の信頼性はさらに高く
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】プリント配線基板の一部およびそのプリント配
線基板上に表面マウント（取付）された四辺形機器の斜
視図。

【図２】プリント配線基板の上に薄膜状の導電性接着剤
を乗せた状態の断面とリード付き導電性素子とが組み立
てられる前の状態を示す模式図。

【図３】図２に示す構成において、圧力をかけた後に、
導電性素子（パッド）がプリント配線基板上で、導電性
接着剤の導電粒子を介して機器のリードと電気的に接続
された状態を示す模式図。

【図４】導電性接着剤接続のバッチ組み立てに用いられ
る圧力フレーム装置の模式的展開正面断面図。

【図５】図４の圧力フレーム装置の、閉じた、作動中の
状態を示す模式的正面断面図。

【図６】図４の圧力フレーム装置の模式的展開斜視図。

【図７】図５の圧力フレーム装置の模式的斜視図。

【図８】プリント配線基板の一部とプリント配線基板表
面に取り付けられた四辺形機器とその機器へのケーブル
ピッグテール接続とを模式的に示す斜視図。

【図９】図６に示す機器にケーブルピッグテール接続を
含めて示す模式的展開斜視図。

【図１０】真空フレーム装置の模式的展開正面断面図。

【図１１】図１０の真空フレーム装置の、閉じた、作動
中の状態を示す模式的正面断面図。

【符号の説明】

１組立体２機器３リード４プリント配線基板５導電パッド６導体７導電接着剤１１装置１２ベース１３スペーサ１４薄膜（カバー）１５蓋１６入口１７平ケーブル１８排出ポート１９フロア２０上側押版２１下側押版２２開口２３真空ポート２４格子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者アレンマイケルライオンズアメリカ合衆国、07974 ニュージャージー、ニュープロビデンス、モアーハウスプレイス 28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気接点を有する少なくとも一つの電子
機器を、導電体を有する配線基板上に取り付けて、その
電気接点と導電体との間の電気的接続を行う方法におい
て、（Ａ）前記少なくとも一つの電子機器の電気接点と電気
的に接続される導電体を含む、前記配線基板上の領域
に、接着剤を付着させることにより、前記少なくとも一
つの機器と前記配線基板との組立体を形成する工程と、（Ｂ）前記機器の接点が前記基板の前記領域内で前記導
電体と対向するする位置になるように、前記機器を前記
配線基板上に置く工程と、（Ｃ）その組立体の上に置かれた薄膜によって提供され
る空洞内を真空にし、またはその薄膜に流体圧力をかけ
たときに、薄膜の一部が前記少なくとも一つの機器を前
記配線基板の電導体に向けて押し付けるような、弾性的
に伸びうる前記薄膜により、前記組立体を包囲する工程
と、（Ｄ）前記薄膜を前記少なくとも一つの機器に向けてそ
してその機器との接触点に引きつけるように、前記空洞
内の空間の真空吸引を行う工程と、（Ｅ）前記接着剤が、前記機器の接点と配線基板の導電
体との間の電気的および機械的な接続を形成するよう
に、前記少なくとも一つの機器に熱および圧力をかける
工程と、を具備することを特徴とする方法。
【請求項２】前記空洞は、ベースと、このベースの周
辺部の上に配設されたスペーサと、そのスペーサの上に
配設されて前記空洞を囲み弾性的に伸びうる薄膜とによ
って形成され、前記薄膜は、前記少なくとも一つの電子機器の上方に保
持され、しかもしわやたるみがなく、前記ベースは、前記薄膜によって囲まれた空洞により画
定された空間内から真空吸引を行うための出口を具備し
ており、前記薄膜の上を覆う蓋が配設されており、前記膜はその
蓋の周辺部と前記スペーサとの間に固定されており、前記蓋は、前記薄膜を伸ばして前記少なくとも一つの機
器の形状に沿って薄膜を変形させるように、圧力をかけ
た流体を前記蓋と薄膜との間に導入するための入り口を
具備し、前記出口は、前記流体の圧力を前記薄膜にかける前に、
前記空洞内の圧力を低下させ、前記薄膜を前記少なくと
も一つの機器に押しつけられて変形させるために用い
る、ことを特徴とする方法。
【請求項３】前記薄膜はポリシロクサンを含むことを
特徴とする方法。
【請求項４】前記薄膜と蓋との間に圧力をかける前
に、前記真空吸引を行うことを特徴とする方法。
【請求項５】前記空洞内の真空引きは−７２から−１
０５８．４ｇ／ｃｍ²であることを特徴とする方法。
【請求項６】前記圧力は、前記薄膜の上に流体圧力を
導入することにより前記電子機器にかけられ、この圧力
が前記薄膜の部分を前記機器に向けて押しつけることを
特徴とする方法。
【請求項７】前記流体圧力領域は０．３６０〜３６．
２５Ｋｇ／ｃｍ²であって、望ましくは０．３６〜１．
８Ｋｇ／ｃｍ²あることを特徴とする方法。
【請求項８】前記組立体を加熱することにより、前記
接着剤の硬化を促進することを特徴とする方法。
【請求項９】前記加熱は、前記組立体を、底部から行
うものとし、その温度は１００〜３５０℃の範囲、望ま
しくは約１２５℃とすることを特徴とする方法。
【請求項１０】請求項８の方法において、前記加熱
は、追加的に上方から行い、その温度は３０〜３５０℃
の範囲、望ましくは約５５℃とすることを特徴とする方
法。
【請求項１１】前記接着剤は、非等方導電性接着剤、
等方導電性接着剤および非導電性接着剤のうちのいずれ
かから選択され、さらに、熱硬化性接着剤、熱可塑性接
着剤および感圧性接着剤のうちのいずれかから選択され
ることを特徴とする方法。