JPH11345833A - 電子部品の製造方法 - Google Patents

電子部品の製造方法

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JPH11345833A
JPH11345833A JP15096798A JP15096798A JPH11345833A JP H11345833 A JPH11345833 A JP H11345833A JP 15096798 A JP15096798 A JP 15096798A JP 15096798 A JP15096798 A JP 15096798A JP H11345833 A JPH11345833 A JP H11345833A
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JP
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electronic component
manufacturing
substrate
component according
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JP15096798A
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Katsumasa Miki
勝政 三木
Shinji Umeda
眞司 梅田
Koji Nomura
幸治 野村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 脆弱な素子の実装を容易にし、工程の効率化
を図り、電子部品の低コスト化に寄与する電子部品の製
造方法に関するものである。 【解決手段】 素子転写治具３１に設けられた素子添付
部３２に、仮基板３３と接合した素子部３４を樹脂添付
し、エッチングで仮基板３３を除去しこの後実装用基板
に重ね合わせて、全素子部３４を同時に実装したのち、
素子部３４と素子転写治具３１を剥離する工程の一括化
により工数削減が図れ、また脆弱な素子の取り扱いが容
易で、電子部品の小型化に寄与する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はセンサや発振子等の
小型の電子部品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子部品を基板上に実装する電子部品の
製造方法は、従来から様々な方法が考案され、幅広く応
用されている。
【０００３】図１１（ａ）〜（ｄ）はフェイスダウン方
式と呼ばれる電子部品の製造方法の一例を示す斜視図で
ある。図１１において、８１は部材、８２は部材電極、
８３はバンプ、８４は基板、８５は配線パターンであ
る。図１１（ａ）に示す部材８１は内部にＩＣ等が搭載
され、部材電極８２により外部と導通を持っている。部
材８１上に図１１（ｂ）に示すようにキャピラリ等を用
いてバンプ８３が形成される。その後図１１（ｃ）に示
すようにバンプ８３を平面板に押圧する等の方法により
ラベリングされ、平面部が形成される。この後バンプ８
３部分に導電性ペースト塗布し、フリップチップボンダ
等の実装機によって図１１（ｄ）に示すように基板８４
上の配線パターン８５と位置あわせして置かれ、硬化炉
によって加熱の後基板８４上に実装される。この後場合
によって接合された電極部分に、封止用の樹脂材料が塗
布される。さらにこの工法とは別に、バンプ形成を基板
側の電極上に行うことも可能である。
【０００４】図１２（ａ）〜（ｃ）はフェイスアップ方
式と呼ばれる電子部品の製造方法の一例を示す斜視図で
ある。図１２において、９１は基板、９２はランド、９
３は配線パターン、９４は部材、９５は部材電極であ
る。図１２（ａ）に示すように基板９１上にはランド９
２、配線パターン９３が設けられ、また部材９４を取り
付けるための場所が設けられている。ダイボンダーによ
り部材９４は、図１２（ｂ）に示すように部材電極９５
を基板９１と逆側にして基板９１上に置かれ、接着剤等
により接合される。この後図１２（ｃ）に示すようにワ
イヤボンダーによりランド９２と部材電極９５は、金属
細線であるワイヤー９６で接続され、配線パターン９３
と部材９４は電気的に接続される。
【０００５】このようにバンプボンダーやメッキによっ
て電極上にバンプを形成し、実装機により部材を基板上
に逐次設置し、全体を加熱するかあるいは実装機で部材
を設置すると同時に加熱を行い、基板と部材とを完全に
接合する。また、部材電極と基板とを導通させるため、
金線等によって接続することも一般的である。具体的な
工法はこの他にも多岐にわたり、必要に応じて使い分け
られている。
【０００６】これらの応用として薄膜材料を素子部にも
つ焦電型赤外線センサの例を示す。図１３は従来の焦電
型赤外線センサの一例を示す斜視図である。
【０００７】図１３において、１０１は素子部、１０２
ａ，１０２ｂはワイヤ、１０３はステムである。素子部
１０１はステム１０３の中央部にダイボンダーによって
実装される。この後素子部１０１の電極部１０１ａと、
ステム１０３に設けられた外部への出力取り出し用の足
１０４を、ワイヤーボンダーによりワイヤ１０２ａ，１
０２ｂによりそれぞれ接続する。
【０００８】また、図１４は焦電型赤外線センサの素子
部の詳細を示す斜視図である。図１４において、１１１
は基板、１１２ａ，１１２ｂは電極部、１１３は受光
部、１１４はエッチング孔、１１５はキャビティ部であ
る。素子部は基板１１１上にスパッタ等の薄膜形成法、
並びにフォトリソ、エッチング等のパターニング技術を
用いて形成される。受光部１１３はＰＬＴ等を主材料と
する焦電素子部と、電極部１１２ａ，１１２ｂが焦電素
子部を上下で挟み込む３層構造で構成される。
【０００９】また、表面全体はポリイミド等の薄い樹脂
でカバーされており、１部にエッチング孔１１４が設け
られている。基板１１１のエッチング孔１１４の部分の
みをエッチング液に接触させ、受光部１１３の直下の基
板１１１を除去し、キャビティ部１１５を形成する。受
光部１１３に赤外線が入射すると焦電素子部の温度が上
昇し、焦電効果により電荷が発生する。この電荷を上下
の電極で取り出し、出力信号とする。この時受光部１１
３の直下に基板１１１が存在すると、基板１１１への熱
の逃げにより焦電素子部の温度上昇が阻害されて出力信
号レベルが大きく低下する。よって受光部１１３の直下
を空洞化するキャビティ部１１５を設けることで、焦電
型赤外線センサの感度向上が図れる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】近年、振動子やセンサ
素子等を初めとする素子の軽薄短小化が進み、実装する
場合の素子の搬送方法、位置決め方法、接合方法や、基
板側の電極形状等が対応を迫られている。素子が脆弱で
あれば搬送の際の破損や、実装時の加圧などによる変形
等が問題となる。特に素子が箔のような場合には、治具
への当接によって変形したり、また素子そのものの反り
等によって正確な位置決めが困難である。
【００１１】更に静電気等によって素子が実装用ツール
や治具に吸着し、搬送及び実装が効率よく行えない等の
問題が生ずる。加えて微細で脆弱な素子を正確に位置決
めし基板へ確実に接合するには、作業により慎重さが要
求され、作業効率の低下や歩留まりの減少等によりコス
ト高となる。加えて素子を接合する際、ツール実装によ
り位置決め及び加圧したままの場合は長時間機械が拘束
され、稼働率が低下する。
【００１２】また、位置決め及び加圧が無い場合には、
接合用のペースト等の流動により位置ずれが生じ高精度
の実装ができなくなる。また、加えて振動子等は他の部
品との接触によって特性が劣化するものも多く、中空で
保持する必要がある場合等はより実装が困難なものとな
る。
【００１３】焦電型赤外線センサの場合は、薄膜状の素
子の直下にキャビティ部１１５を設けるためわずかな外
力によっても破損され、実装の際の取り扱いが困難であ
る。また、素子部を正確に入射赤外線の光路上に置く必
要があるため、正確な位置決めが要求される。この実装
の際ダイボンダー等を用いた場合、ツールにより素子を
搬送、位置決め、取り付けが行われるが、この際の時間
がそのまま生産能力に反映され製造個数が制限される。
加えて、ワイヤ等で配線を設ける等の工数が必要であ
り、ワイヤの部分及び基板部分の体積が要求されるため
製品の小型化が困難である。
【００１４】本発明は脆弱で短小な素子をより効率よく
高精度に実装できる電子部品の製造方法を提供すること
を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、平板形状を有する素子転写治具に実装した
い素子を樹脂により仮固着し、また場合により素子と素
子補強用基板を同時に仮固着した後に補強用基板を除去
したのち、基板と位置あわせを行ってから、加圧、加熱
等によって素子と基板とを接合し、この後に素子転写治
具と素子とを仮固着している樹脂を除去することによ
り、素子を基板上に完全に転写し、更に基板には熱によ
って溶融する材料によりある高さをもった３次元形状の
電極を設ける方法である。
【００１６】これにより、脆弱な素子の取り扱いが容易
となり、かつ実装は複数の素子を一体で取り扱うことが
できるので、作業性が大きく向上する。また、３次元形
状の熱融解性材料の電極を基板側に設けることで、加圧
及び加熱により容易に素子の添付が行え、また場合によ
っては加圧量の制限により素子を中空で保持した状態で
実装することも可能となり、素子の特性を損なうことな
く製造することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、素子を素子転写治具に添付する工程と、電極が形成
された基板と前記素子転写治具とを前記素子と前記電極
とを位置あわせして重ね合わせる工程と、前記素子と前
記電極とを接合する工程と、前記素子と前記素子転写治
具とを分離する工程を少なくとも有する電子部品の製造
方法であり、短小で脆弱な素子を容易に取り扱え、実装
することができるといった作用を有する。
【００１８】請求項２に記載の発明は、素子を平板状の
素子転写治具上に複数添付し、基板上に１度に複数の部
材を転写する請求項１の電子部品の製造方法であり、複
数の工程を一括処理することにより工数の削減が図れる
といった作用を有する。
【００１９】請求項３に記載の発明は、素子を素子転写
治具に対して樹脂を用いて添付する請求項１または請求
項２に記載の電子部品の製造方法であり、素子の添付や
剥離が容易に行えるといった作用を有する。
【００２０】請求項４に記載の発明は、素子を添付する
接着材料として、アクリル系樹脂あるいはアクリル系樹
脂を含有する溶剤を用いる請求項１〜３のいずれか１つ
に記載の電子部品の製造方法であり、素子の添付や剥離
が溶剤などによって容易に行え、剥離後の残渣も少ない
といった作用を有する。
【００２１】請求項５に記載の発明は、トルエン４０〜
８０ｗｔ％とアクリル樹脂２０〜６０ｗｔ％の溶液ある
いは前記溶液と、トルエンよりも高温の気化温度を有す
る溶剤と混合した溶液を用いる請求項４に記載の電子部
品の製造方法であり、素子の着脱が良好でありかつ、樹
脂自体の取り扱いが容易で残渣も少ないといった作用を
有する。
【００２２】請求項６に記載の発明は、素子を素子転写
治具に添付する際、常温から所定の温度まで温度勾配を
もたせて昇温したのち、一定温度に保持する請求項４ま
たは５に記載の電子部品の製造方法であり、樹脂硬化時
の気泡の発生を抑え、接着をより良好にするといった作
用を有する。
【００２３】請求項７に記載の発明は、被着体および素
子転写治具の温度を０．０３℃／秒から０．５℃／秒の
範囲で単独あるいは複数の温度勾配をもって昇温させる
請求項６に記載の電子部品の製造方法であり、樹脂硬化
時の気泡の発生を抑え、接着をより良好にするといった
作用を有する。
【００２４】請求項８に記載の発明は、素子を添付する
接着材料として、熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性樹脂を
含有する溶剤を用いる請求項１から３のいずれか１つに
記載の電子部品の製造方法であり、溶剤あるいは加熱に
より脱着が容易でかつ、適正な粘度への調整が可能で作
業性がよいといった作用を有する。
【００２５】請求項９に記載の発明は、素子を添付する
接着材料として、ホットメルト系樹脂を用いる請求項１
から３のいずれか１つに記載の電子部品の製造方法であ
り、加熱により樹脂の硬度を変化させることで素子の脱
着が容易でかつ、良好な洗浄性をもつといった作用を有
する。
【００２６】請求項１０に記載の発明は、素子を素子転
写治具に対して両面に粘着性を有する箔状部材を用いて
添付する請求項１または２に記載の電子部品の製造方法
であり、素子転写治具と素子とを簡便に接着でき、かつ
ＵＶ等接着強度が低下する材料を用いれば、剥離も容易
であるといった作用を有する。
【００２７】請求項１１に記載の発明は、素子を素子転
写治具へ添付したのち、樹脂を溶解する溶剤に素子が剥
離しない一定時間浸漬する請求項３から９のいずれか１
つに記載の電子部品の製造方法であり、余分な樹脂を除
去することにより実装時の妨げが無く、良好な生産が行
えるといった作用を有する。
【００２８】請求項１２に記載の発明は、素子を添付し
た素子転写治具を酸性溶液に浸漬する工程を有する請求
項１から１１のいずれか１つに記載の電子部品の製造方
法であり、素子および素子周辺の余分な樹脂分、汚れな
どが簡単に除去でき、実装の際の作業性や製品の仕上が
りが良いといった作用を有する。
【００２９】請求項１３に記載の発明は、素子を添付し
た素子転写治具と、半田電極が形成された基板とを位置
決めして重ね合わせ、加熱によって半田を溶融させて前
記素子と前記基板とを接合する請求項１から１２のいず
れか１つに記載の電子部品の製造方法であり、素子転写
治具上の複数の素子を同時に位置あわせして基板上に接
合することができ、作業性が向上するといった作用を有
する。
【００３０】請求項１４に記載の発明は、素子を添付し
た素子転写治具と、半田電極が形成された基板とを位置
決めして重ね合わせ、加熱によって半田を溶融させて前
記素子と前記基板とを接合する工程において、融点が１
７０℃から３５０℃の半田を用い、窒素雰囲気中におい
て融点以上の温度の保持時間を５分以内とし、かつ１０
０℃以上の保持時間を１０分以内とする請求項１３に記
載の電子部品の製造方法であり、仮付けしている樹脂な
どが熱によって変質せず、接合後の剥離や洗浄などが良
好であるといった作用を有する。
【００３１】請求項１５に記載の発明は、素子転写治具
と基板とを加熱時にばねあるいは重りで加圧する請求項
１３または１４に記載の電子部品の製造方法であり、素
子と基板上の電極との接触面積を増加させて接合性を良
くし、かつ接合後の素子の保持位置を規定でき、精度の
良い実装が行えるといった作用を有する。
【００３２】請求項１６に記載の発明は、仮基板上に素
子部および電極部が形成された素子を素子転写治具に添
付する工程と、前記素子転写治具を溶剤中に浸漬して仮
基板を除去する工程とを有する請求項１から１５のいず
れか１つに記載の電子部品の製造方法であり、脆弱な素
子の取り扱いが容易で、実装後は仮基板がないので素子
の特性を損なうことがないといった作用を有する。
【００３３】請求項１７に記載の発明は、ＭｇＯ基板上
に素子部および電極部が形成された素子を素子転写治具
に添付する工程と、前記素子転写治具を燐酸溶剤中に浸
漬してＭｇＯ基板を除去する工程とを有する請求項１６
に記載の電子部品の製造方法であり、仮付けした樹脂へ
の影響が少なく、素子等が形成された仮基板を簡単に除
去できるといった作用を有する。
【００３４】請求項１８に記載の発明は、８０℃以下の
温度の燐酸溶液に浸漬する請求項１７に記載の電子部品
の製造方法であり、加熱によりＭｇＯ基板の除去スピー
ドが向上し、かつ８０℃以下で仮付けしている樹脂の強
度が良好に保持されるといった作用を有する。
【００３５】請求項１９に記載の発明は、素子が添付さ
れた素子転写治具と、半田電極が形成された基板とを位
置あわせして重ね合わせ、加熱により前記素子と前記半
田電極とを接合したのち、溶剤への浸漬により前記素子
と前記素子転写治具とを分離して素子を基板上へ転写す
る工程を有する請求項１から１８のいずれか１つに記載
の電子部品の製造方法であり、溶剤により樹脂を溶解す
ることで素子転写治具上の素子全体を損壊することなく
容易に基板上の電極へ転写でき、かつ洗浄効果もあると
いった作用を有する。
【００３６】請求項２０に記載の発明は、請求項４また
は５に記載のアクリル系樹脂を用い、樹脂の溶解及び素
子と素子転写治具との剥離工程において、アセトンを用
いる請求項１９に記載の電子部品の製造方法であり、素
子転写治具と基板との間の浸透性がよく、かつ樹脂を容
易に溶解可能で、素子の転写が良好に行えるといった作
用を有する。
【００３７】請求項２１に記載の発明は、請求項４また
は５に記載のアクリル系樹脂を用い、樹脂の溶解及び素
子と素子転写治具との剥離工程において、ハロゲン化炭
化水素系溶剤を用いる請求項１９に記載の電子部品の製
造方法であり、請求項２０に記載の発明と同様の作用を
有する。
【００３８】請求項２２に記載の発明は、請求項４また
は５に記載のアクリル系樹脂を用い、樹脂の溶解及び素
子と素子転写治具との剥離工程において、トルエンを用
いる請求項１９に記載の電子部品の製造方法であり、請
求項２０に記載の発明と同様の作用を有する。
【００３９】請求項２３に記載の発明は、素子転写治具
に貫通孔を設ける請求項１から２２のいずれか１つに記
載の電子部品の製造方法であり、貫通孔からの溶剤の浸
透により素子転写治具と基板との間全体に溶剤が容易に
浸透し、転写が容易であると同時に、素子と電極との接
合時の加熱の際素子転写治具の体積が減少するので温度
上昇が容易で、より少ない熱量での作業が可能である。
【００４０】請求項２４に記載の発明は、素子転写治具
の素子添付部近傍に、素子転写治具の端部へ通じて素子
添付部と段差を有する溝を設ける請求項１から２２のい
ずれか１つに記載の電子部品の製造方法であり、溝を通
じて溶剤が全体に容易に浸透し、素子の電極への転写が
容易であると同時に、溝部分の体積が無いので加熱の際
に温度が上昇しやすく、素子と電極との接合がより少な
い熱量で可能となるといった作用を有する。
【００４１】請求項２５に記載の発明は、素子が添付さ
れた素子転写治具と、半田電極が形成された基板とを位
置あわせして重ね合わせ、加熱により前記素子と前記半
田電極とを接合したのち、加熱により前記素子と前記素
子転写治具とを分離して素子を基板上へ転写する工程を
有する請求項１から１８のいずれか１つに記載の電子部
品の製造方法であり、加熱によって仮付け樹脂が溶解あ
るいは昇華し、素子転写治具と素子との剥離が容易に行
え、良好な転写が実施できるといった作用を有する。
【００４２】請求項２６に記載の発明は、ホットメルト
型の樹脂を用い、加熱により樹脂が溶融した状態におい
て素子と素子転写治具の剥離を行う請求項２５に記載の
電子部品の製造方法であり、請求項２５に記載の発明と
同様の作用を有する。
【００４３】請求項２７に記載の発明は、熱可塑性樹脂
を用い、加熱により樹脂を脆化させた後に素子と素子転
写治具の剥離を行う請求項２５に記載の電子部品の製造
方法であり、請求項２５に記載の発明と同様の作用を有
する。
【００４４】請求項２８に記載の発明は、素子が添付さ
れる素子転写治具と、半田電極が形成される基板とが同
一の材料である請求項１から２７のいずれか１つに記載
の電子部品の製造方法であり、加熱等の際に素子転写治
具と基板との熱膨張が等しいので、実装の位置ずれや、
両者の歪みの差による素子の変形や損壊等が防止できる
といった作用を有する。
【００４５】請求項２９に記載の発明は、素子を焦電型
赤外線センサ素子とした請求項１〜２８のいずれか１つ
に記載の電子部品の製造方法であり、実装が一括してで
きるので工数が削減でき、同時に箔状素子の損壊を防止
でき、基板が素子直下のみならず全体に存在せず、実装
時に素子側電極と基板側電極とが導通できるので、従来
のようにワイヤ等で配線を行う必要が無く工数の削減が
図れ、また基板とワイヤの体積が削減され低背化できる
といった作用を有する。
【００４６】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は基板上に島状
のパット電極及び３次元形状を有するブリッジ電極の形
成工程の一例を示す斜視図である。
【００４７】図１（ａ）〜（ｄ）において、１１は基
板、１２は成膜部、１３はパッド電極、１４は印刷部、
１５はブリッジ電極である。
【００４８】まず、図１（ａ）に示すように基板１１の
表面にスパッタ等の方法により成膜部１２が基板１１の
表面の中央部全体にほぼ均一な膜厚で成膜される。基板
１１の材料はガラスを用い、また成膜部１２の材料は例
えば、ガラスとの密着性を確保するためにまずＣｒを１
層目に設け、２層目に後工程で印刷される半田等との濡
れ性を考慮してＣｕを用いる。続いて成膜部１２をフォ
トリソ及びエッチング法により、図１（ｂ）に示すよう
に複数のパッド電極１３を形成する。この後パッド電極
１３上に半田ペーストを塗布し、図１（ｃ）に示すよう
に印刷部１４を形成する。半田ペーストの塗布はスクリ
ーン印刷法を用い、印刷マスクパターンの開口部寸法
は、パッド電極１３の寸法よりも広くしておく。この後
リフロー炉等により基板１１を加熱し、印刷部１４を溶
融、冷却し、図１（ｄ）に示すようにブリッジ電極１５
を形成する。
【００４９】パッド電極１３の寸法よりも印刷マスクの
開口部が広いことにより、印刷の際の位置ずれ等が発生
した場合でもパッド電極１３上には、完全に印刷部１４
を設けることができる。さらに基板１１の材料はガラス
であるので、半田との濡れ性が悪くガラスの基板１１上
には半田電極は形成されず、印刷部１４はほとんど全て
パッド電極１３上に集約される。よって印刷時の位置ず
れ等に関わらずブリッジ電極１５の位置はパッド電極１
３の位置により決定され、加えて印刷部１４の面積が広
ければより高いブリッジ電極１５の形成に寄与する。
【００５０】また、以下の方法によっても同様にブリッ
ジ電極の形成は可能である。図２（ａ）〜（ｄ）は基板
上に島状のパッド電極及び３次元形状を有するブリッジ
電極の形成工程の一例を示す斜視図である。
【００５１】図２（ａ）〜（ｄ）において、２１は基
板、２２は成膜部、２３はパッド電極、２４はブリッジ
電極である。
【００５２】前述の図１と同様、図２（ａ）に示すよう
に基板２１上に成膜部２２を設ける。このとき成膜部２
２は、基板２１との密着性がよくかつ後工程において印
刷される材料との濡れ性が悪い材料と、印刷材料との濡
れ性がよい材料の２層あるいはそれ以上の構造とする。
例えば基板２１と密着する１層目にＣｒ、２層目にＣｕ
を設けるか、あるいは１層目にＴｉ、２層目にＰｄ等を
設ける。続いてフォトリソ、エッチングにより２層目の
み除去して図２（ｂ）に示すようにパッド電極２３を形
成した後、パッド電極２３上に印刷により半田ペースト
等を塗布し、加熱、冷却して図２（ｃ）に示すブリッジ
電極２４を形成する。最後に図２（ｄ）に示すようにエ
ッチングによりブリッジ電極２４の直下以外の成膜部２
２の１層目を除去する。
【００５３】この方法によれば、フォトリソ用レジスト
を用いてエッチングを行うのは２層目のみであるので、
レジストは２層目用のエッチング液にのみ耐性があれば
よく、選択の幅が広がる。また１層目と印刷材料の濡れ
性が悪いので、ガラス以外の材料の基板２１においても
図１と同様、良好にブリッジ電極２４が形成できる。さ
らにブリッジ電極２４の形成時のフラックスの汚れ等
は、１層目の成膜部２２がカバーとなり、成膜部２２の
除去と同時に取り除くことができ、基板２１の表面を清
浄に保つことができる。
【００５４】なお、以上の方法は、成膜材料や印刷材料
が本実施の形態以外の場合でも、同様の性質を有すれば
本発明を実施できることは言うまでもない。また成膜材
料は２層のみならず、より半田との濡れ性を高めるため
にＡｕを表面に設けるなど、より構造が複雑であっても
本実施の形態と同様に実施可能である。
【００５５】図３（ａ）〜（ｃ）は実装する素子の仮接
着方法と素子転写治具を示す斜視図、及び図４（ａ）〜
（ｃ）は同部分拡大図である。
【００５６】図３，図４において、３１は素子転写治
具、３２は素子添付部、３３は仮基板、３４は素子部、
３５ａ，３５ｂは素子電極部で素子部３４と素子電極部
３５ａ，３５ｂにより素子を構成している。素子転写治
具３１は前述の基板と同一材料であり、また耐熱性を有
するガラスで構成され、平板状の表面に素子添付部３２
が複数設けられている。素子添付部３２は前述の基板上
のブリッジ電極の位置と対応するように設けられてい
る。素子添付部３２上に仮基板３３と接合している素子
部３４が添付される。この時、素子部３４の裏面に仮基
板３３は接合され、添付は素子部３４の表面、すなわち
基板へ転写後に基板と反対側を向く面と、素子添付部３
２との間で行われる。添付には樹脂、あるいは両面にＵ
Ｖにより粘着力が低下する樹脂をもつテープ等を用い
る。この時樹脂に求められる条件としては、後工程にお
いてエッチング液への浸漬に耐えられること、また半田
溶融の際の加熱により変質せず、かつ良好な剥離性を有
するなどが挙げられる。
【００５７】この後、素子転写治具３１全体を溶剤に浸
漬し、仮基板３３をエッチングして素子部３４のみを素
子転写治具３１に残す。この時素子部３４は裏面が表面
に露出し、素子電極部３５ａ，３５ｂが現出した状態と
なる。この素子電極部３５ａ，３５ｂが前述のブリッジ
電極と基板及び全ての素子部３４において対応するよう
に位置決めがなされて接着されている必要がある。
【００５８】仮基板３３には例えばＭｇＯなどの材料が
用いられる。これは圧電薄膜や電極を成膜する際に基板
として用いられ、この場合素子部３４はあらかじめ仮基
板３３と接合しているので、新たに素子部３４と仮基板
３３とを接合する工程がなくなる。この場合仮基板３３
の除去には燐酸水溶液が用いられ、加熱により除去速度
は上がる。一方素子部３４と素子転写治具３１との仮接
着材料には、こうした仮基板３３の除去や、搬送の際の
外力等に耐えられることが要求される。更に後述するよ
うに、素子部３４の基板への転写の際の加熱により変質
が少なく、かつその後の素子転写治具３１と素子部３４
との分離が容易なように、溶解、昇華、粘度低下等が容
易なことは重要である。
【００５９】これらの条件を満たすものとして、トルエ
ン等の溶剤に溶解するアクリル系樹脂が挙げられる。例
えばアクリル系樹脂を分散性良く溶解した状態を保つた
めにトルエンとの混合液としたり、粘度調整や溶剤の揮
発を抑え硬化時間を調整するため、より気化温度の高い
溶剤との混合とする。
【００６０】具体的には、トルエン４０〜８０ｗｔ％、
アクリル系樹脂２０〜６０％の混合液を用い、これに対
してトルエンよりも高い気化温度の溶剤を５０ｗｔ％程
度混合したものを用いると、アクリル樹脂の塗布の際の
乾燥が抑えられて作業性が向上する。これを熱処理して
硬化を行うがその際、０．０３〜０．５℃／秒程度の勾
配を持たせて硬化温度まで昇温する。これにより気泡の
発生が抑制され接着面全体で均一な硬化層が得られ、接
着強度が向上する。
【００６１】こうして得られた接着層は前述の燐酸水溶
液等により容易には浸食されず、また燐酸水溶液８０℃
以下において十分な強度を保つ。さらに同樹脂は後述す
るリフロー炉による加熱によってもあまり変質しない。
例えば融点が１７０℃から３５０℃の半田ペーストを用
いる場合、リフローの際のピーク温度は通常これより２
０〜３０℃高目に設定される。窒素雰囲気中でこれらの
温度で５分以内で加熱し、また１００℃以上の温度で１
０分以下の加熱であれば、この後溶剤への浸漬により樹
脂を溶解することが可能である。
【００６２】溶解にはアセトン、トルエン、ハロゲン化
炭化水素系溶剤等で特に良好で、素子部３４と素子転写
治具３１との剥離の際に用いると効果的である。また、
素子部３４の添付後からリフローによる素子部３４の転
写までの間にこれらの溶剤に一定時間浸漬し、はみ出し
た余分な樹脂を除去することが可能であり、樹脂が電極
上に回り込む等、転写の際の妨げになることを防止でき
る。
【００６３】更に上記と同様の工法は、他の種類の樹脂
によっても可能である。熱可塑性樹脂を用いた場合、接
着工程は上記に類し、また加熱によって樹脂が脆化し、
リフロー後特に溶剤などへの浸漬を行わずとも剥離が容
易に行える。この場合は窒素ではなく通常の大気雰囲気
の場合が良好である。そして熱可塑性樹脂ペーストを用
いる場合は、前述と同様に溶剤により希釈し、粘度や硬
化速度を調節することが可能である。
【００６４】また、ワックス等のホットメルト系樹脂を
用いた場合、加熱により接着、剥離が可能で、洗浄のみ
溶剤で行ったり、温水を用いる等して同様の工程を実現
できる。リフローの際は樹脂が溶解しても、すでに加圧
などにより素子部３４とブリッジ電極とが押しつけられ
ていれば、位置ずれなどの問題も少なく、実使用上問題
はない。この場合燐酸エッチングの際の温度は樹脂の溶
解温度以下であることが必要である。
【００６５】樹脂ではなく両面粘着性テープを用いても
実施可能である。テープの粘着材を紫外線等で粘着性が
劣化するものを用い、かつテープの基材にポリイミド等
の耐熱性のものを用いれば、素子転写治具３１がガラス
であれば容易に紫外線照射が行え、上記と同様の工法が
可能である。
【００６６】図５（ａ）〜（ｃ）は実装の際の素子部の
高さ及び位置決め方法を示す斜視図、及び図６（ａ）〜
（ｃ）は同部分拡大図である。
【００６７】図５，図６において、４１は基板、４２は
ブリッジ電極、４３は位置決め具、４４は位置決め孔で
ある。基板４１上にはブリッジ電極４２が複数設けられ
ている。位置決め具４３は基板４１あるいは前述の素子
転写治具と同様のガラスで形成され、貫通孔である位置
決め孔４４が複数設けられている。位置決め孔４４はブ
リッジ電極４２と前述の素子電極部とが位置決めできる
ように前述の素子添付台が挿入されるよう、対応する位
置に設けられている。基板４１上に位置決め具４３を全
体を位置合わせの上、樹脂などで仮接合した状態で保持
する。この時の樹脂は前述の樹脂を用いることが可能で
ある。
【００６８】図７（ａ），（ｂ）は素子部転写、剥離後
を示す斜視図、及び図８は同部分拡大図である。
【００６９】図７，図８において、５１は基板、５２は
素子転写治具、５３は位置決め具、５４は素子部であ
る。基板５１、位置決め具５３、素子転写治具５２を重
ね合わせ、バネや重り等で加圧したのち、リフロー炉に
投入すると、半田が融解して素子部５４と接合される。
この時素子部５４の位置及び保持される高さは、位置決
め具５３の位置決め孔及び厚みによって規制される。こ
の後に樹脂を溶解、剥離して素子転写治具５２を分離
し、素子部５４の基板５１への転写が完了する。加圧に
よりブリッジ電極は全面均一に押され、接合性がより向
上され、かつ位置ずれ等が防止できる。また基板５１、
素子転写治具５２、位置決め具５３を全て同じ材質にす
ることにより、熱膨張により発生する応力を緩和でき、
基板５１や素子部５４の損壊を防止できる。
【００７０】ところで、素子転写治具５２は以下のよう
にすることにより、更に生産効率を向上できる。図９
（ａ），（ｂ）は素子転写治具の一部を示す斜視図であ
る。
【００７１】図９（ａ），図９（ｂ）において、６１は
素子転写治具、６２は素子添付部、６３は貫通孔、６４
は溝である。貫通孔６３、溝６４は素子転写治具６１に
おいて複数設けられている。素子転写治具６１は体積が
大きく、リフロー時において昇温の妨げになる場合があ
る。また、リフロー後の剥離の際、気泡の発生などによ
り溶剤が容易には全面に行き渡らない場合がある。これ
に対し、貫通孔６３を設けることで、素子転写治具６１
の体積が減少し、同一の熱量の場合の昇温効率が向上
し、かつ貫通孔６３を通じて溶剤が進入し、あるいは気
泡が排出され、全面で良好に剥離が行える。また溝６４
の場合も同様の効果を奏する。
【００７２】図１０は転写後の素子部の一部を示す斜視
図である。図１０において、７１は基板、７２ａ，７２
ｂはブリッジ電極、７３は素子部である。箔状の素子部
７３はブリッジ電極７２ａ，７２ｂと接合し、両持ち構
造で中空において強固に保持されている。
【００７３】これらの工法はそのまま焦電型赤外線セン
サの製造に用いることができる。焦電型赤外線センサは
素子部直下に基板を設けないことで特性が大きく向上す
る。また素子部の厚みを薄くすることで受光面積の小型
化が図れるが、この際の素子部が脆弱化したり、小型化
により取り扱い、位置決めが困難な場合で、本発明によ
れば容易に製造可能である。
【００７４】このように本工法によれば、取り扱いが困
難な、脆弱、微小な素子を簡単に取り扱うことができ、
また一括処理により工程が短縮化されて生産効率が向上
する。また脆弱な素子を精度良く実装でき、中空で保持
することも容易に実施可能である。中空構造は外部から
の熱、応力などの影響を受けにくく、たとえばＳＡＷ素
子のように他の部材との接触が許されないような素子
を、特性を変動させることなく実装することが可能であ
る。
【００７５】なお、本実施の形態においては基板全体で
同一の素子を実装する一例を示したが、基板上の電極配
置、素子転写治具の形状の工夫により、形状の異なる素
子を同時に実装することも可能であることは言うまでも
ない。
【００７６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、脆弱な素
子を容易に取り扱うことができ、素子の損傷を防止でき
る。また複数の素子の実装をまとめて行えるので、生産
性が向上する。加えて、薄膜の電極形成及び印刷工法を
用い、印刷面積を調整することで３次元形状を有する電
極が容易に形成できる。この電極に半田材料を用いれ
ば、加熱と加圧により素子の実装が容易で、微細な素子
を中空で保持した状態での実装が可能である。また各種
樹脂及び溶剤を用いることにより、素子の仮づけ、剥離
が容易に行え、生産を良好に実施できる。更に素子転写
治具の材質を基板と同一とすることにより熱膨張を同一
にでき、応力発生を抑止して基板、素子の損壊を防止で
きる。加えて素子転写治具に貫通孔または溝を設けるこ
とで、基板の昇温を簡易化し、更に剥離の際の溶剤の浸
透を容易にするので、生産効率がより改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｄ）本発明の実施の形態における基
板上の電極の製造工程図
【図２】（ａ）〜（ｄ）同実施の形態における基板上の
電極の製造工程図
【図３】（ａ）〜（ｃ）同実施の形態における素子添付
方法を示す製造工程図
【図４】（ａ）〜（ｃ）同素子添付方法の拡大斜視図
【図５】（ａ）〜（ｃ）同実施の形態における位置決め
方法を示す製造工程図
【図６】（ａ）〜（ｃ）同位置決め方法の拡大斜視図
【図７】（ａ），（ｂ）同実施の形態における実装方法
を示す製造工程図
【図８】同要部の拡大斜視図
【図９】（ａ），（ｂ）同実施の形態における素子転写
治具を示す斜視図
【図１０】同実施の形態における実装後の素子を示す斜
視図
【図１１】（ａ）〜（ｄ）従来の実装工法を示す製造工
程図
【図１２】（ａ）〜（ｃ）従来の実装工法を示す製造工
程図
【図１３】従来の焦電型赤外線の構成を示す斜視図
【図１４】従来の焦電型赤外線センサの素子部の構成を
示す斜視図
【符号の説明】
１１，２１，４１，５１，７１，８４，９１ 基板 １３，２３ パッド電極 １５，２４，４２，７２ａ，７２ｂ ブリッジ電極 ３１，５２，６１ 素子転写治具 ３４，５４，７３，１０１ 素子部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 41/22 Ｈ０１Ｌ 41/22 Ｚ

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 素子を素子転写治具に添付する工程と、
    電極が形成された基板と前記素子転写治具とを前記素子
    と前記電極とを位置あわせして重ね合わせる工程と、前
    記素子と前記電極とを接合する工程と、前記素子と前記
    素子転写治具とを分離する工程を少なくとも有する電子
    部品の製造方法。
  2. 【請求項２】 素子を平板状の素子転写治具上に複数添
    付し、基板上に１度に複数の部材を転写する請求項１に
    記載の電子部品の製造方法。
  3. 【請求項３】 素子を素子転写治具に対して樹脂を用い
    て添付する請求項１または請求項２に記載の電子部品の
    製造方法。
  4. 【請求項４】 素子を添付する接着材料として、アクリ
    ル系樹脂あるいはアクリル系樹脂を含有する溶剤を用い
    る請求項１〜３のいずれか１つに記載の電子部品の製造
    方法。
  5. 【請求項５】 トルエン４０〜８０ｗｔ％とアクリル樹
    脂２０〜６０ｗｔ％の溶液あるいは前記溶液と、トルエ
    ンよりも高温の気化温度を有する溶剤と混合した溶液を
    用いる請求項４に記載の電子部品の製造方法。
  6. 【請求項６】 素子を素子転写治具に添付する際、常温
    から所定の温度まで温度勾配をもたせて昇温したのち、
    一定温度に保持する請求項４または請求項５に記載の電
    子部品の製造方法。
  7. 【請求項７】 被着体および素子転写治具の温度を０．
    ０３℃／秒から０．５℃／秒の範囲で単独あるいは複数
    の温度勾配をもって昇温させる請求項６に記載の電子部
    品の製造方法。
  8. 【請求項８】 素子を添付する接着材料として、熱可塑
    性樹脂あるいは熱可塑性樹脂を含有する溶剤を用いる請
    求項１〜３のいずれか１つに記載の電子部品の製造方
    法。
  9. 【請求項９】 素子を添付する接着材料として、ホット
    メルト系樹脂を用いる請求項１〜３のいずれか１つに記
    載の電子部品の製造方法。
  10. 【請求項１０】 素子を素子転写治具に対して両面に粘
    着性を有する箔状部材を用いて添付する請求項１または
    ２に記載の電子部品の製造方法。
  11. 【請求項１１】 素子を素子転写治具へ添付したのち、
    樹脂を溶解する溶剤に素子が剥離しない一定時間浸漬す
    る請求項３〜９のいずれか１つに記載の電子部品の製造
    方法。
  12. 【請求項１２】 素子を添付した素子転写治具を酸性溶
    液に浸漬する工程を有する請求項１〜１１のいずれか１
    つに記載の電子部品の製造方法。
  13. 【請求項１３】 素子を添付した素子転写治具と、半田
    電極が形成された基板とを位置決めして重ね合わせ、加
    熱によって半田を溶融させて前記素子と前記基板とを接
    合する請求項１〜１２のいずれか１つに記載の電子部品
    の製造方法。
  14. 【請求項１４】 素子を添付した素子転写治具と、半田
    電極が形成された基板とを位置決めして重ね合わせ、加
    熱によって半田を溶融させて前記素子と前記基板とを接
    合する工程において、融点が１７０℃から３５０℃の半
    田を用い、窒素雰囲気中において融点以上の温度の保持
    時間を５分以内とし、かつ１００℃以上の保持時間を１
    ０分以内とする請求項１３に記載の電子部品の製造方
    法。
  15. 【請求項１５】 素子転写治具と基板とを加熱時にばね
    あるいは重りで加圧する請求項１３または１４に記載の
    電子部品の製造方法。
  16. 【請求項１６】 仮基板上に素子部および電極部が形成
    されたものを素子転写治具に添付する工程と、前記素子
    転写治具を溶剤中に浸漬して仮基板を除去する工程とを
    有する請求項１〜１５のいずれか１つに記載の電子部品
    の製造方法。
  17. 【請求項１７】 ＭｇＯ基板上に素子部および電極部が
    形成された素子を素子転写治具に添付する工程と、前記
    素子転写治具を燐酸溶剤中に浸漬してＭｇＯ基板を除去
    する工程とを有する請求項１６に記載の電子部品の製造
    方法。
  18. 【請求項１８】 ８０℃以下の温度の燐酸溶液に浸漬す
    る請求項１７に記載の電子部品の製造方法。
  19. 【請求項１９】 素子が添付された素子転写治具と、半
    田電極が形成された基板とを位置あわせして重ね合わ
    せ、加熱により前記素子と前記半田電極とを接合したの
    ち、溶剤への浸漬により前記素子と前記素子転写治具と
    を分離して素子を基板上へ転写する工程を有する請求項
    １〜１８に記載の電子部品の製造方法。
  20. 【請求項２０】 請求項４または５に記載のアクリル系
    樹脂を用い、樹脂の溶解及び素子と素子転写治具との剥
    離工程において、アセトンを用いる請求項１９に記載の
    電子部品の製造方法。
  21. 【請求項２１】 請求項４または５に記載のアクリル系
    樹脂を用い、樹脂の溶解及び素子と素子転写治具との剥
    離工程において、ハロゲン化炭化水素系溶剤を用いる請
    求項１９に記載の電子部品の製造方法。
  22. 【請求項２２】 請求項４または５に記載のアクリル系
    樹脂を用い、樹脂の溶解及び素子と素子転写治具との剥
    離工程において、トルエンを用いる請求項１９に記載の
    電子部品の製造方法。
  23. 【請求項２３】 素子転写治具に貫通孔を設ける請求項
    １〜２２のいずれか１つに記載の電子部品の製造方法。
  24. 【請求項２４】 素子転写治具の素子添付部近傍に、素
    子転写治具の端部へ通じて素子添付部と段差を有する溝
    を設けた請求項１〜２２のいずれか１つに記載の電子部
    品の製造方法。
  25. 【請求項２５】 素子が添付された素子転写治具と、半
    田電極が形成された基板とを位置あわせして重ね合わ
    せ、加熱により前記素子と前記半田電極とを接合したの
    ち、加熱により前記素子と前記素子転写治具とを分離し
    て素子を基板上へ転写する工程を有する請求項１〜１８
    のいずれか１つに記載の電子部品の製造方法。
  26. 【請求項２６】 ホットメルト型の樹脂を用い、加熱に
    より樹脂が溶融した状態において素子と素子転写治具の
    剥離を行う請求項２５に記載の電子部品の製造方法。
  27. 【請求項２７】 熱可塑性樹脂を用い、加熱により樹脂
    を脆化させた後に素子と素子転写治具の剥離を行う請求
    項２５に記載の電子部品の製造方法。
  28. 【請求項２８】 素子が添付される素子転写治具と、半
    田電極が形成される基板とが同一の材料である請求項１
    〜２７のいずれか１つに記載の電子部品の製造方法。
  29. 【請求項２９】 素子が焦電型赤外線検出素子である請
    求項１〜２８のいずれか１つに記載の電子部品の製造方
    法。
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