JPH11238963A

JPH11238963A - 電子部品の面実装方法及びその実装構造体

Info

Publication number: JPH11238963A
Application number: JP5625798A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nakajima; 高士中島
Original assignee: Mitsui High Tec Inc
Current assignee: Mitsui High Tec Inc
Priority date: 1998-02-21
Filing date: 1998-02-21
Publication date: 1999-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】電子装置に加わる熱サイクルに伴う繰り返し
応力で生じる電極接合部の塑性変形及び脆性破壊を防止
することが可能で、電子装置の信頼性を高めることので
きる電子部品の面実装方法及びその実装構造体を提供す
る。【解決手段】複数の外部端子１６を有する電子部品１
０を、外部端子１６に対応し、有機、無機材質からなる
実装基板１１に設けられた複数の接続端子パッド１９に
電気的に接続するための電子部品の面実装方法におい
て、電子部品１０と実装基板１１との接続は、複数の外
部端子１６とこれに対応する複数の接続端子パッド１９
とを位置合わせした後、外部端子１６と接続端子パッド
１９とを耐熱性樹脂粉末を含む海綿状のフレックス半田
を介して電気的に接続する工程を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子部品の面実装方
法に係り、特にＱＦＰ（クワッド・フラット・パッケー
ジ）、ＱＯＮ（クワッド・アウトライン・ノンリー
ド）、ＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）、ＬＧＡ
（ランド・グリッド・アレイ）、ＳＯＮ（スモール・ア
ウトライン・ノンリード）等の端子電極を有する電子部
品をプリント配線基板を含む熱膨張係数差を有する実装
基板に、電気的に安定して実装することのできる電子部
品の面実装方法及びその実装構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品の一例である半導体装置（半導
体パッケージ）と電子機器や実装基板の一例であるプリ
ント配線基板（セラミックス製やプラスチック製のプリ
ント配線基板を含む、以下ＰＣＢという）とを接続する
場合には、半導体チップを樹脂封止して、得られる半導
体装置の外部端子をソケットを介してＰＣＢに接続する
方法や、あるいはソケットを省略して、半導体装置の外
部端子をＰＣＢに半田を用いて接続する方法を用いるの
が一般的である。ソケットを用いる方法では、ソケット
の接続端子部や半導体装置の外部端子部の機械的な変形
により、半導体装置の外部端子とＰＣＢとの熱膨張係数
差に起因する応力や機械的な歪みが吸収され、一応良好
な機械的接続と電気的な接続が維持されている。しか
し、この方法では、半導体装置とＰＣＢとの実装に占め
る容積がソケットの分だけ大きくなり、電子部品と実装
基板、電子機器とを含む電子装置の小型化、薄型化の傾
向に対する隘路になっている。

【０００３】この容積が大きくなるという問題を解消す
る方法として、図４（ａ）に示すように、半導体装置６
０の搭載されるＰＣＢ６１の複数の電極パッド６２上
に、突出させた半田バンプ６３を予め印刷手段等を用い
て形成して、この半田バンプ６３を介して半導体装置６
０を接続する、いわゆるフリップチップボンディング方
式が提案され、実用化されている。ところが、半導体装
置６０とＰＣＢ６１とが半田バンプ６３を加熱凝固させ
て形成される電極接合部６４を介して機械的に固着され
ているため、半導体装置６０とＰＣＢ６１とにおける熱
膨張係数差による変形が発生する。そして、その応力の
逃げ場がなく、応力が電極接合部６４に集中して、図４
（ｂ）に示すように、電極接合部６４に亀裂６５が生じ
て電気的接続を損なうと共に、半導体装置６０を破壊さ
せるという問題があった。この問題を抑制するために、
半導体装置６０とＰＣＢ６１間にインターポーザを介在
させるか、突出して形成される電極接合部６４の高さを
増やすことが一部行われているが、いずれも容積やコス
トを増加させるとういう問題があった。

【０００４】また、半田以外の材料を用いる方法として
以下のような方法がある。まず、半導体チップの回路面
に複数形成された電極パッドであるアルミニウム電極
に、アルミニウム電極の周囲をマスク用樹脂で予め被覆
しておく。次に、金の粒子を含む電極接合部（金バン
プ）を形成し、この金バンプを介して可撓性を有する回
路基板に実装して、熱膨張係数差による変形や応力を吸
収するＴＡＢ方式が提案されている。しかし、このＴＡ
Ｂ方式では、可撓性回路基板を介在させるために実装面
積が大きくなって、半導体チップにマスク用樹脂を形成
させるための工程の追加や、金バンプ形成のための貴金
属使用によるコストの増加の問題がある。

【０００５】一方、半導体装置等の電子部品を実装基板
等に実装する安価な方法として、電子部品と実装基板と
の接続に導電ペーストを用いて実装する方法がある。こ
の方法は、公知のプリント印刷の手法を用いて、導電ペ
ーストからなる突出した電極接合部を形成し、この電極
接合部を介して接合を行う方法である。この導電ペース
トは、二液混合型等の接着剤、溶剤と、銀粒子及び／又
はＰｄ粒子とを混合したもので、溶剤の揮発や接着剤の
硬化反応により導電性の経路が形成され、これを介して
電子部品とマザーボードとの機械的接続と電気的接続と
を同時に達成している。ところが、この導電ペースト
は、電気的接合力が弱いために前述した半田バンプや金
バンプを用いる場合と同様に、電子部品と実装基板との
熱膨張係数差に起因する亀裂により電子回路が遮断され
るという問題がある。また、この導電ペーストを用いる
場合には原料コストが高いため、半導体装置を実装基板
に直接実装することによるコスト低減の効果は大きくな
い。このように電子部品と実装基板との接続に用いる電
極接合部の材料には、接続の信頼性、実装コスト、及び
小型化させるための実装容積を考慮すると、それぞれに
一長一短がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
電子装置の小型化、薄型化が指向されていて、これを達
成するために要求される課題として、電極接合部用材料
のコスト低減、電極接合部の高さの縮小、熱膨張係数差
に起因する電極接合部のクラック、接続剥がれの防止、
及び電子部品の破壊防止がある。本発明の目的は上記課
題を解消する電子部品の面実装方法及びその実装構造体
を提供することであって、電子部品と実装基板とを電極
接合部を介して接合して構成される電子装置において、
この電子装置に加わる熱サイクルに伴う繰り返し応力で
生じる電極接合部の塑性変形及び脆性破壊を防止するこ
とが可能で、電子装置の信頼性を高めることのできる電
子部品の面実装方法及びその実装構造体を提供すること
にある。更に、本発明の他の目的は、電子部品をＰＣＢ
等の実装基板に実装した電子装置の薄型化に対応すると
共に、半導体チップや半導体装置等の電子部品の実装基
板への実装コストを低減することができる電子部品の面
実装方法及びその実装構造体を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の電子部品の面実装方法は、複数の外部端子を有す
る電子部品を、該外部端子に対応し、有機、無機材質か
らなる実装基板に設けられた複数の接続端子パッドに電
気的に接続するための電子部品の面実装方法において、
前記電子部品と前記実装基板との接続は、前記複数の外
部端子とこれに対応する前記複数の接続端子パッドとを
位置合わせした後、前記外部端子と前記接続端子パッド
とを耐熱性樹脂粉末を含む海綿状のフレックス半田を介
して電気的に接続する工程を含む。請求項２記載の電子
部品の面実装方法は、請求項１記載の電子部品の面実装
方法において、前記電子部品と前記実装基板の接続は、
それぞれの前記複数の外部端子及び／又はこれに対応す
る前記複数の接続端子パッドに、半田粉末及び前記耐熱
性樹脂粉末の混合物を溶融硬化させてなるボール状の接
合部を予め形成しておき、次に、前記外部端子と対応す
る前記接続端子パッドとを位置合わせした状態で前記接
合部を加熱、硬化させて前記フレックス半田を形成する
ことによって電気的に接合する。請求項３記載の電子部
品の面実装方法は、請求項１記載の電子部品の面実装方
法において、前記電子部品と前記実装基板の接続は、予
め、それぞれの前記複数の外部端子及び／又はこれに対
応する前記複数の接続端子パッドに、フラックス、半田
粉末及び前記耐熱性樹脂粉末の混合物からなる固体又は
半固体状の接続部材を所定厚みに形成しておき、次に、
前記外部端子と対応する前記接続端子パッドとを位置合
わせした状態で加熱し、前記半田粉末を溶融、硬化させ
て半田中に前記耐熱性樹脂粉末が均一に分散した状態の
前記フレックス半田を形成することによって電気的に接
合する。請求項４記載の電子部品の面実装方法は、請求
項１記載の電子部品の面実装方法において、前記電子部
品と前記実装基板の接続は、予め、それぞれの前記複数
の外部端子及び／又はこれに対応する前記複数の接続端
子パッドに、フラックス、半田粉末及び前記耐熱性樹脂
粉末の混合物からなる固体又は半固体状の接合部材を所
定厚みに形成しておき、次に、前記接合部材を加熱し、
前記半田粉末を溶融、硬化させて半田の中に前記耐熱性
樹脂粉末が均一に分散した前記フレックス半田を形成す
るプリコート処理を行った後、前記外部端子とこれに対
応する前記接続端子パッドとを接合用フラックスを介し
て位置合わせした状態で再加熱し、前記フレックス半田
を再溶融、硬化させて半田中に前記耐熱性樹脂粉末が均
一分散した状態のフレックス半田を形成することによっ
て電気的に接合する。

【０００８】請求項５記載の電子部品の面実装方法は、
請求項３又は４記載の電子部品の面実装方法において、
前記接合部材は、前記半田粉末を２５〜５０体積％、及
び前記耐熱性樹脂粉末を１０〜２５体積％含み、残りの
主体が前記フラックスからなる。請求項６記載の電子部
品の面実装方法は、請求項１〜５のいずれか１項に記載
の電子部品の面実装方法において、前記耐熱性樹脂粉末
は、不定形の表面を有する塊状及び／又は球状の粒子と
なって、その直径が５〜３０μｍの範囲である。請求項
７記載の電子部品の面実装方法は、請求項１〜５のいず
れか１項に記載の電子部品の面実装方法において、前記
耐熱性樹脂粉末は、繊維状物からなっている。請求項８
記載の電子部品の面実装方法は、請求項１〜７のいずれ
か１項に記載の電子部品の面実装方法において、前記耐
熱性樹脂粉末は、導電性薄材で被覆されている。請求項
９記載の電子部品の面実装方法は、請求項１〜８のいず
れか１項に記載の電子部品の面実装方法において、前記
電子部品は半導体装置であって、前記外部端子は、ＱＦ
Ｐ型半導体装置においてはガルウィングリードの先部端
子又はＪリードの先部端子、ＱＯＮ又はＳＯＮ型半導体
装置においては封止樹脂下面に露出した端子リード、Ｂ
ＧＡ型半導体装置においては半田ボール端子、ＬＧＡ型
半導体装置においてはランドグリッド端子、フリップチ
ップ型半導体装置においてはバンプ端子、ベアチップ型
半導体装置においてはランド端子の何れか１からなる。
請求項１０記載の電子部品の実装構造体は、複数の外部
端子を有する半導体装置等の電子部品が、前記外部端子
に対応する複数の接続端子パッドが設けられた実装基板
又は電子機器に接続されている電子部品の実装構造体で
あって、前記複数の外部端子と対応する前記複数の接続
端子パッドは、耐熱性樹脂粉末を含む海綿状のフレック
ス半田を介して接続されている。

【０００９】耐熱性樹脂粉末とは、ポリイミド系樹脂、
エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、ウレタン系樹脂、ア
クリル系樹脂等の高分子樹脂（ポリマー系樹脂）及びゴ
ム状の弾性を有するエラストマ系樹脂から選択された１
又は２以上の組み合わせからなる。半田粉末とは、錫と
鉛を主成分とする合金、又は錫と鉛のそれぞれの単体金
属の混合物からなる４５０℃未満の低い融点を持つ粉末
である。接合部材中の半田粉末の含有率が２５体積％よ
り少ないと、電極との接合面での接触不良を生じ易く、
導電性不良の要因となる。また、半田粉末が５０体積％
を超えると、半田粉末が溶融した後固化して形成される
電極接合部の剛性が高くなって、フレックス性が低下し
熱サイクルを受けたときに応力の吸収ができず亀裂等を
生じ易くなるので好ましくない。

【００１０】接合部材中の耐熱性樹脂粉末が１０体積％
より少ないと、フレックス半田の全体の応力を緩和する
海綿状の構造とすることができないのでフレックス性が
なくなり好ましくない。逆に、耐熱性樹脂粉末が２５体
積％を超えると、全体の電気伝導性が低下してしまう。
ここで、海綿状とは、半田粉末が溶融固化してなる半田
メタル中に耐熱性樹脂粉末が分散して、所定の弾性を維
持させることのできる組織構造をいう。導電性薄材と
は、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｐｂ
−Ｓｎ等の金属又は合金からなる。フラックスとは、半
田付けの際に電極材料及び半田の酸化物等の有害物を除
去し、電極材料の表面を保護する目的で用いる微量のビ
スマス等の金属を含むペースト状又は液状の材料であっ
て、半田粉末、耐熱性樹脂粉末を高粘性状態で保持し
て、全体を半固体状に維持させる働きも有している。塊
状及び／又は球状の粒子となる耐熱性樹脂粉末の直径が
５μｍより少ないと応力緩和効果が生じなくなる。逆に
この直径が３０μｍを超えると、形成される電極接合部
の全体的な機械的強度が減少して破壊され易くなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに図１は本発明の一実施の形態
に係る電子部品の面実装方法を適用して製造される電子
装置の説明図、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ
電子部品の面実装方法における初期、中期、後期の説明
図、図３（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ変形例（ａ）〜
（ｄ）の説明図である。

【００１２】まず、図１に示すように、本発明の一実施
の形態に係る電子部品の面実装方法を適用して製造され
る半導体装置１０（電子部品の一例）が接続されたプリ
ント配線基板１１（実装基板の一例）を有する電子装置
１２（実装構造体の一例）について説明する。半導体装
置１０は、所定の回路パターンが設けられた半導体チッ
プ１３と、半導体チップ１３を端子ボール１４を介して
表面側に搭載するためのセラミック基板１５と、セラミ
ック基板１５の裏面側に形成され図示しない所定の回路
部に接続された複数の外部端子１６と、外部端子１６の
周囲を保護するためのカバーレジスト１７とを備えてい
る。なお、ここではセラミック基板１５を有する半導体
装置１０を用いているが、このセラミック基板１５を省
略して、半導体チップの裏面又は側面に直接外部端子を
設けることもできる。高分子樹脂等の有機材質や、金
属、セラミックス等の無機材質を基材とする、プリント
配線基板１１は、半導体装置１０の搭載される側の面が
カバーレジスト１８によって被覆されていて、カバーレ
ジスト１８によって被覆されず、しかも半導体装置１０
の外部端子１６に対応する位置に、図示しない所定の回
路部に接続された複数の接続端子パッド１９を有してい
る。そして電子装置１２は、外部端子１６と接続端子パ
ッド１９との間に形成される電極接合部（バンプ）２０
を介して、半導体装置１０とプリント配線基板１１とが
連結されて、全体が構成されている。

【００１３】以下、本発明の一実施の形態に係る電子部
品の面実装方法を適用して、電子装置１２のプリント配
線基板１１に半導体装置１０を実装する方法について、
図２を参照しながら説明する。電極接合部２０を形成さ
せるための接合部材２１は、フラックス、半田粉末、及
び半田溶融温度よりも高い耐熱温度を有した耐熱性樹脂
粉末からなっている。そして、これらの混合比率は、フ
ラックスが４０体積％、半田粉末が３５体積％、耐熱性
樹脂粉末が２５体積％となっている。フラックスには、
接合部材２１を半固体状態又は粘性の高い固体状態にし
て、電極面への付着性を付与するための溶剤や樹脂等の
結合成分が含まれる。溶剤にはミネラルスピリット等の
石油系溶剤の他に、芳香族系、アルコール系、エステル
系、ケトン系、セロソルプ系等の公知のものが使用で
き、この溶剤の種類を選択したり、その量を調整したり
することにより、電極接合部２０の形成を円滑に行わせ
ることができる。半田粉末は、錫と鉛との合金からな
り、若干量のビスマス、カドミニウムなどを添加した
り、錫と鉛の量比を調整したりして、接合部材の溶融点
を必要に応じて調整することができるようになってい
る。なお、上記以外の金属を選択することもでき、例え
ば溶融凝固する接着機能を有して鉛等を含有しない金属
粉末を半田粉末として形成してもよい。

【００１４】耐熱性樹脂粉末は、例えばポリイミド系樹
脂からなって、その直径が約５〜３０μｍ（好ましくは
１２〜２０μｍ）の球形粒子と、不定形の表面を持った
同程度の大きさの塊状粒子との混合物からなっている。
なお、このような球状あるいは塊状の粒子をそれぞれ単
独で用いることもできる。また、繊維状に形成された樹
脂フィアバー等からなる繊維状物を耐熱性樹脂粉末とし
て用いることも可能であり、この場合には、特にフレッ
クス半田の引張強度を高めることができ、亀裂の発生に
対して効果的である。そして、耐熱性樹脂粉末の表面
に、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｐｂ
−Ｓｎ等の導電性の金属又は合金から選択された材料か
らなる導電性薄材を、無電解めっき処理等により直接又
は下地層を介して形成させる。半田に対して濡れ性のよ
い導電性金属又は合金を耐熱性樹脂粉末の粒子に被覆す
ることによって、半田と耐熱性樹脂粉末との濡れ性が向
上して、半田中に耐熱性樹脂粉末を均一に分散させて良
好な電気伝導性を維持できる。このように構成された混
合物が加熱溶融されて接続硬化した後は、所定形状の耐
熱性樹脂粉末が半田メタル中に均一分散し、海綿状のフ
レックス半田となって必要な弾性を有するようになり、
こうして形成される電極接合部２０の高さが低くなって
も脆性破壊を効果的に抑制できるようになる。

【００１５】電極接合部２０を形成させる場合には、以
上説明したフラックス、半田粉末、及び耐熱性樹脂粉末
を混合してペースト状（半固体状）又は所定硬度以上と
なる固体状の接合部材２１を作成する。そして外部端子
１６及び／又は接続端子パッド１９の電極面（電極パッ
ド）に印刷又は塗布等の工程により、接合部材２１を所
定厚みに被覆させる（図２（ａ）参照）。このとき、外
部端子１６及び接続端子パッド１９の周囲は非導電性の
カバーレジスト１７、１８によって被覆されていて、接
合部材２１が流れて不要な電気的接続が生じるのを防止
するようになっている。なお、接合部材２１は、外部端
子１６と接続端子パッド１９の何れか一方又は、両方に
形成することができる。そして、接合部材２１によって
形成された電極接合部２０を有する半導体装置１０及び
／又はプリント配線基板１１に対して、所定の温度で加
熱固化させるプリコート処理を行って、ペースト状に形
成された接合部材２１を予め硬化させておくこともでき
る。これによって、接合部材２１によって形成される電
極接合部２０が変形したり、接合部材２１が周囲に流れ
たりするのが防止できるので、取り扱いが容易になると
共に、各端子間の間隔（ピッチ）を短くでき、実装密度
を高めることができる。さらに、以降の接合処理を精密
に行えると共に、短絡事故などを回避できる。プリコー
ト処理における接合部材２１又はフラックスを含有しな
い耐熱性樹脂粉末と半田粉末との混合物を半田の溶融温
度で加熱して、その表面張力によって全体が丸いボール
状の接合部を形成して、この状態で凝固させることによ
って、いわゆる半田ボール端子を形成させることもでき
る。これによって、従来よりも簡単に半田ボール端子の
製造を行え、かつ電子部品実装時の位置決め精度等の生
産性を向上できる。

【００１６】また外部端子１６と接続端子パッド１９の
両方に接合部材２１を被覆させる場合には、例えばプリ
コート処理を行った後、何れか一方又は両方の接合部材
２１の露出した表面に予め接合用フラックス２２を必要
に応じて塗布しておき、両者の加熱の際の接合面におけ
る溶融接合性を向上させて実装を効率的に行うようにし
てもよい（図２（ｂ）参照）。次に、半導体装置１０の
各外部端子１６及びプリント配線基板１１の各接続端子
パッド１９のそれぞれに対応する所定位置に半導体装置
１０とプリント配線基板１１とを配置し、両者を合わせ
た状態でリフロー炉に入れて、約４５０℃以下の範囲で
加熱し、電極接合部２０の半田粉末を溶融させる。これ
によって、半田粉末が溶融固化した半田メタル中に耐熱
性樹脂粉末が分散して海綿状のフレックス半田が形成さ
れる。そして、このフレックス半田からなる電極接合部
２０によって半導体装置１０とプリント配線基板１１と
が電気的に接合される（図２（ｃ）参照）。なお、図２
において白丸は半田粉末を黒丸は耐熱性樹脂粉末を示し
ている。

【００１７】図２（ｃ）の電極接合部２０は接合状態の
フレックス半田を示しているが、このように耐熱性樹脂
粉末が分散され、弾性を有するフレックス半田を介在さ
せることによって、仮に半導体装置と実装基板の間に熱
膨張係数差があっても、応力や歪みを吸収して、半導体
チップ１３を含む半導体装置１０や電極接合部２０の破
壊を防止することができる。

【００１８】ここで図３に示す変形例（ａ）〜（ｄ）
は、本発明の一実施の形態に係る電子部品の面実装方法
を適用することのできる電子部品（半導体装置）の外部
端子の接続形態を示している。このような電子部品の外
部端子には、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、（ａ）
ＱＦＰ型半導体装置３０のガルウィングリードの先部端
子３１、（ｂ）ＱＯＮ型半導体装置３２の端子リード３
３、（ｃ）ＢＧＡ型半導体装置３４の半田ボール端子３
５、及び（ｄ）ＬＧＡ型半導体装置３６のランドグリッ
ド端子３７の４タイプ等があり、それぞれフレックス半
田３８を介して基板３９の電極パッド（接続端子パッ
ド）４０に接続されている。変形例（ａ）には、ＱＦＰ
型半導体装置３０の側部から湾曲あるいは屈曲して伸延
するガルウィングリードの先部端子３１（外部端子）が
マザーボードである基板３９の接続端子パッドとして形
成された電極パッド４０にフレックス半田３８を介して
接続されている例が示されている。なお、前記説明した
ガルウィングリードの他にも、先端がＪ字状に形成され
ているＪリードの先部端子に適用することもできる。変
形例（ｂ）には、ＱＯＮ型半導体装置３２の半導体チッ
プ搭載面の裏面側の封止樹脂下面に露出して設けられる
端子リード３３（外部端子）と基板３９の電極パッド４
０とがフレックス半田３８を介して接続されている例を
示している。なお、このＱＯＮ型半導体装置の代わりに
同じノンリード型に属するＳＯＮ型半導体装置を用いる
こともできる。

【００１９】変形例（ｃ）は、全体がボール状に形成さ
れた半田ボール端子３５（外部端子）を下部に備えるＢ
ＧＡ型半導体装置３４に適用した例であり、基板３９の
電極パッド４０と半田ボール端子３５間にフレックス半
田３８が介挿されてＢＧＡ型半導体装置３４が基板３９
上に実装されている。これは、半田ボール端子３５及び
／又は電極パッド４０の面に予め接合部材を塗布、印刷
等の工程で所定厚みに被覆して、両者を合わせた状態で
加熱処理して、最終的にフレックス半田３８を形成させ
ることにより得られる。変形例（ｄ）は、周囲と電気的
に絶縁されたランドグリッド端子３７（外部端子）を底
面に有するＬＧＡ型半導体装置３６を基板３９上に実装
させた例を示しており、ランドグリッド端子３７と基板
３９の電極パッド４０間にフレックス半田３８が所定の
厚み例えば０．０３〜０．２５ｍｍの範囲で形成されて
いる。また、以上説明した形式の半導体装置の端子の他
に、例えばフリップチップ型半導体装置のバンプ端子や
ベアチップ型半導体装置のランド端子にも本発明を適用
することが可能である。以上説明したように、本発明の
電子部品の面実装方法によって、本発明の一実施の形態
に係る電子部品の実装構造体が形成され、異なるタイプ
の外部端子を有する電子部品に対して有効に適用するこ
とができる。即ち、熱膨張係数差の大きくなる電子部品
と実装基板とを、弾力性を有するフレックス半田からな
る電極接合部を介して接合して、使用時の熱サイクルに
伴う電極接合部の塑性変形、及び脆性破壊を防止して信
頼性が高く、しかも低コストで実装を行うことのできる
電子部品の面実装方法を提供することが可能となる。

【００２０】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではな
く、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用
範囲である。例えば、本実施の形態においては、半導体
装置の外部端子とプリント配線基板の接続端子パッドと
を接続する場合について示したが、電子部品（半導体装
置）をその他の電子機器に直接実装するようにしてもよ
い。

【００２１】

【発明の効果】請求項１〜９記載の電子部品の面実装方
法、及び請求項１０記載の電子部品の実装構造体におい
ては、複数の外部端子と対応する複数の接続端子パッド
は、内部に耐熱性樹脂粉末を含む海綿状のフレックス半
田を介して接続されるので、この電子装置に加わる熱サ
イクルに伴って発生する繰り返し応力をフレックス半田
で形成される電極接合部で吸収、緩和することができ
る。従って、電極接合部の塑性変形及び脆性破壊を防止
して長期にわたる信頼性を維持できる。さらに、電子部
品をプリント配線基板等の実装基板に実装した電子装置
の薄型化に容易に対応できると共に、実装が容易であ
り、しかも電極接合部に高価な貴金属を使用しないの
で、半導体チップや半導体装置等の電子部品の基板への
実装コストを低減できる。特に、請求項２記載の電子部
品の面実装方法は、複数の外部端子及び／又はこれに対
応する複数の接続端子パッドにボール状の接合部を予め
形成しておき、これを溶融硬化させてフレックス半田に
よる接合を形成させるので、位置決め及び接続操作を確
実に行うことができる。また、フラックス成分を介在さ
せることなく接合が行なえるので、加熱の際にフラック
スが流れて周囲を汚染させることがなく、清浄な状態を
維持できる。請求項３記載の電子部品の面実装方法にお
いては、外部端子及び／又は接続端子パッドに接合部材
を所定厚みに形成しておき、次に、外部端子と対応する
接続端子パッドを合わせた状態で加熱し、フレックス半
田を形成するので、所定の弾性を有する電極接合部を介
して電子部品を基板又は電子機器に効率的に搭載させる
ことができ、さらに安価で、かつ信頼性の高い実装を行
うことができる。

【００２２】請求項４記載の電子部品の面実装方法にお
いては、外部端子及び／又は接続端子パッドに接合部材
を所定厚みに形成しておき、次に、接合部材を加熱して
硬化させるプリコート処理を行うので、接合部材を所定
の硬さに固定でき、回路素子間のピッチが少ない場合で
も、接合部材が変形したり、流れ出たりして生じる回路
の短絡が防止でき、半導体装置等の電子部品の高密度に
対応できる。さらに、外部端子と接続端子パッドとを接
合用フラックスを介して重ね合わせた状態で再加熱して
フレックス半田を形成するので、確実かつ精密に電気的
接合が行え、得られる電子装置の信頼性をさらに向上さ
せることができる。請求項５記載の電子部品の面実装方
法においては、接合部材は、半田粉末、耐熱性樹脂粉
末、及びフラックスの含有量がそれぞれ特定範囲に規定
されているので、使用時の熱サイクルに伴って発生する
熱応力を緩和させるための弾性を、最終的に得られるフ
レックス半田に適正に付与させることができる。

【００２３】また、請求項６記載の電子部品の面実装方
法においては、耐熱性樹脂粉末は、塊状及び／又は球状
の粒子となって、その直径が特定の範囲であり、フレッ
クス半田中に特定割合となるように含まれているので、
さらに適正な弾性をフレックス半田に付与できる。請求
項７記載の電子部品の面実装方法においては、耐熱性樹
脂粉末は、繊維状物からなっているので、フレックス半
田に弾性の付与と共に、引張強度も向上させることが可
能である。請求項８記載の電子部品の面実装方法におい
ては、耐熱性樹脂粉末は、導電性薄材で被覆されている
ので、耐熱性樹脂粉末の増量に伴う導電性不良を解消し
て電気的接続の信頼性を高められる。さらに、被覆され
た耐熱性樹脂粉末と半田との濡れ性を向上できるので、
耐熱性樹脂粉末のフレックス半田中への均一分散を促進
できる。請求項９記載の電子部品の面実装方法において
は、外部端子は、ＱＦＰ型半導体装置においてはガルウ
ィングリードの先部端子又はＪリードの先部端子、ＱＯ
Ｎ又はＳＯＮ型半導体装置においては封止樹脂下面に露
出した端子リード、ＢＧＡ型半導体装置においては半田
ボール端子、ＬＧＡ型半導体装置においてはランドグリ
ッド端子、フリップチップ型半導体装置においてはバン
プ端子、ベアチップ型半導体装置においてはランド端子
の何れか１からなるので、それぞれの異なる接続形式の
半導体装置に対応して、安価に、かつ信頼性の高い実装
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る電子部品の面実装
方法を適用して製造される電子装置の説明図である。

【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ電子部品の
面実装方法における初期、中期、後期の説明図である。

【図３】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ変形例の説明図であ
る。

【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来例の電子部品の
面実装方法における実装前及び実装後の状態を示す説明
図である。

【符号の説明】

１０半導体装置（電子部品）１１プリント配線基板（実装基板）１２電子装置
（実装構造体）１３半導体チップ１４端子ボー
ル１５セラミック基板１６外部端子１７カバーレジスト１８カバーレ
ジスト１９接続端子パッド２０電極接合
部２１接合部材２２接合用フ
ラックス３０ＱＦＰ型半導体装置３１先部端子
（外部端子）３２ＱＯＮ型半導体装置３３端子リー
ド（外部端子）３４ＢＧＡ型半導体装置３５半田ボー
ル端子（外部端子）３６ＬＧＡ型半導体装置３７ランドグリッド端子（外部端子）３８フレックス半田３９基板４０電極パッド（接続端子パッド）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の外部端子を有する電子部品を、該
外部端子に対応し、有機、無機材質からなる実装基板に
設けられた複数の接続端子パッドに電気的に接続するた
めの電子部品の面実装方法において、前記電子部品と前記実装基板との接続は、前記複数の外
部端子とこれに対応する前記複数の接続端子パッドとを
位置合わせした後、前記外部端子と前記接続端子パッド
とを耐熱性樹脂粉末を含む海綿状のフレックス半田を介
して電気的に接続する工程を含むことを特徴とする電子
部品の面実装方法。
【請求項２】前記電子部品と前記実装基板の接続は、
それぞれの前記複数の外部端子及び／又はこれに対応す
る前記複数の接続端子パッドに、半田粉末及び前記耐熱
性樹脂粉末の混合物を溶融硬化させてなるボール状の接
合部を予め形成しておき、次に、前記外部端子と対応す
る前記接続端子パッドとを位置合わせした状態で前記接
合部を加熱、硬化させて前記フレックス半田を形成する
ことによって電気的に接合する請求項１記載の電子部品
の面実装方法。
【請求項３】前記電子部品と前記実装基板の接続は、
予め、それぞれの前記複数の外部端子及び／又はこれに
対応する前記複数の接続端子パッドに、フラックス、半
田粉末及び前記耐熱性樹脂粉末の混合物からなる固体又
は半固体状の接続部材を所定厚みに形成しておき、次
に、前記外部端子と対応する前記接続端子パッドとを位
置合わせした状態で加熱し、前記半田粉末を溶融、硬化
させて半田中に前記耐熱性樹脂粉末が均一に分散した状
態の前記フレックス半田を形成することによって電気的
に接合する請求項１記載の電子部品の面実装方法。
【請求項４】前記電子部品と前記実装基板の接続は、
予め、それぞれの前記複数の外部端子及び／又はこれに
対応する前記複数の接続端子パッドに、フラックス、半
田粉末及び前記耐熱性樹脂粉末の混合物からなる固体又
は半固体状の接合部材を所定厚みに形成しておき、次
に、前記接合部材を加熱し、前記半田粉末を溶融、硬化
させて半田の中に前記耐熱性樹脂粉末が均一に分散した
前記フレックス半田を形成するプリコート処理を行った
後、前記外部端子とこれに対応する前記接続端子パッド
とを接合用フラックスを介して位置合わせした状態で再
加熱し、前記フレックス半田を再溶融、硬化させて半田
中に前記耐熱性樹脂粉末が均一分散した状態のフレック
ス半田を形成することによって電気的に接合する請求項
１記載の電子部品の面実装方法。
【請求項５】前記接合部材は、前記半田粉末を２５〜
５０体積％、及び前記耐熱性樹脂粉末を１０〜２５体積
％含み、残りの主体が前記フラックスからなる請求項３
又は４記載の電子部品の面実装方法。
【請求項６】前記耐熱性樹脂粉末は、不定形の表面を
有する塊状及び／又は球状の粒子となって、その直径が
５〜３０μｍの範囲である請求項１〜５のいずれか１項
に記載の電子部品の面実装方法。
【請求項７】前記耐熱性樹脂粉末は、繊維状物からな
っている請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子部品
の面実装方法。
【請求項８】前記耐熱性樹脂粉末は、導電性薄材で被
覆されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子
部品の面実装方法。
【請求項９】前記電子部品は半導体装置であって、前
記外部端子は、ＱＦＰ型半導体装置においてはガルウィ
ングリードの先部端子又はＪリードの先部端子、ＱＯＮ
又はＳＯＮ型半導体装置においては封止樹脂下面に露出
した端子リード、ＢＧＡ型半導体装置においては半田ボ
ール端子、ＬＧＡ型半導体装置においてはランドグリッ
ド端子、フリップチップ型半導体装置においてはバンプ
端子、ベアチップ型半導体装置においてはランド端子の
何れか１からなる請求項１〜８のいずれか１項に記載の
電子部品の面実装方法。
【請求項１０】複数の外部端子を有する半導体装置等
の電子部品が、前記外部端子に対応する複数の接続端子
パッドが設けられた実装基板又は電子機器に接続されて
いる電子部品の実装構造体であって、前記複数の外部端子と対応する前記複数の接続端子パッ
ドは、耐熱性樹脂粉末を含む海綿状のフレックス半田を
介して接続されていることを特徴とする電子部品の実装
構造体。