WO2006098294A1 - 電子部品の実装方法、電子部品を実装した回路基板及びその回路基板を搭載した電子機器 - Google Patents

電子部品の実装方法、電子部品を実装した回路基板及びその回路基板を搭載した電子機器 Download PDF

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solder bump
solder
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Yasue Motohasi
Ryouiti Kawamura
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a method for mounting an electronic component and a circuit board using a thermosetting adhesive, a circuit board on which an electronic component is mounted, and an electronic device on which the circuit board is mounted.
  • solder is printed on the circuit board, the electronic component is mounted, a solder joint is formed by heating the electronic component and the circuit board by reflow, and electrical joining is performed. And electronic parts are fixed.
  • an impact may be applied due to dropping or the like, particularly depending on a small electronic device carried by a person. At this time, depending on the structure of the electronic device and the shape of the electronic component, it is not possible to maintain the strength to withstand the force generated at the time of impact by soldering alone. The destruction phenomenon occurs.
  • thermosetting adhesive containing a thermosetting resin between the electronic component and the circuit board after solder bonding in order to prevent this destruction phenomenon and maintain the bonding strength between the electronic component and the circuit board.
  • thermosetting adhesive containing a thermosetting resin between the electronic component and the circuit board after solder bonding in order to prevent this destruction phenomenon and maintain the bonding strength between the electronic component and the circuit board.
  • thermosetting adhesive is applied to the joining surface by applying flux residue in the solder or by injecting and applying to a joining surface having a small bump interval between the electronic component and the circuit board. It was difficult to spread evenly.
  • the process of injecting the thermosetting adhesive and the process of heating in order to thermoset the injected thermosetting adhesive increased the man-hours in the manufacturing process of the electronic device.
  • thermosetting adhesive is applied to the position where the electronic component of the circuit board is mounted, and a solder bump is attached.
  • a method used mainly for flip chip mounting in which electronic components are mounted and heated by reflow to perform solder bonding and thermosetting adhesive curing at once.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 4-280443 Has been proposed.
  • solder is applied to a land, which is an electrical terminal part for connecting the electronic component on the circuit board, by printing to form an electronic device in which a protruding electrode is formed.
  • Apply a thermosetting adhesive between the component and the substrate press the electronic component against the substrate to bite the protruding electrode, and heat it with a thermocompression bonding head to cure the solder joint and the thermosetting adhesive
  • a method has been proposed as disclosed in, for example, JP-A-10-56259.
  • thermosetting adhesive is applied to the substrate on which the electronic component is mounted, and the electronic component with the solder bumps mounted is mounted.
  • solder joints and thermosetting adhesives are cured all at once by reflow heating, heating is not sufficient with only normal reflow heating due to the composition of the thermosetting adhesive and the size and type of electronic components. To do.
  • thermosetting adhesive is not completely cured, and the mechanical strength is incomplete.
  • thermosetting adhesive is cured only by heating by reflow, the thermosetting adhesive is melted before the solder is melted and the joining is completed.
  • the agent is hardened and a film is formed between the electronic component and the circuit board, and the electronic component cannot be electrically connected by soldering.
  • thermosetting adhesive interposed between the electronic component attached with the solder bump and the circuit board may result in insufficient contact between the electronic component and the board during mounting. There was also a problem that the mechanical joining was incomplete.
  • thermosetting adhesive is applied between the electronic component on which the protruding electrode is formed and the substrate, and the electronic component is applied to the substrate.
  • the thermosetting adhesive is cured only by heat from thermocompression bonding.
  • the heat transferred to the surroundings due to thermocompression bonding increases. And this heat will cause adverse effects such as melting the solder applied to the position where the adjacent parts are mounted, or melting the solder of the previously mounted parts, causing the position to shift. . For this reason, there is a problem that it is impossible to place a component adjacent to the mounting position of the electronic component to be thermocompression bonded.
  • the present invention has been made in view of the strong point, and ensures the stability of electrical joining, cures the thermosetting adhesive between the electronic component and the substrate, and allows the circuit board and the electronic component.
  • the mechanical bond strength can be improved.
  • the present invention provides a method for mounting an electronic component using a thermosetting adhesive that does not adversely affect peripheral components due to heat of thermocompression bonding, and a circuit board on which the electronic component is mounted.
  • thermosetting adhesive containing a thermosetting resin is applied to a position on the circuit board where the electronic component is mounted, and the thermosetting adhesive is applied.
  • the electronic component with solder bumps is mounted at the position where the electronic component coated with is mounted, and the circuit board and the electronic component are contacted by thermocompression or electrically joined by soldering.
  • the thermosetting adhesive is changed to an initial state or a semi-cured state in which a cured state exists, and then electrical bonding is performed by soldering electronic components by heating by reflow, and The thermosetting adhesive is cured.
  • thermosetting adhesive when mounting an electronic component using a thermosetting adhesive, the thermosetting adhesive is completely cured by heating by thermocompression bonding and heating by reflow, thereby mechanically bonding the substrate and the electronic component.
  • thermosetting adhesive is completely cured by heating by thermocompression bonding and heating by reflow, thereby mechanically bonding the substrate and the electronic component.
  • thermosetting adhesive is applied to a position on the substrate where the electronic component is mounted, and the land on the position where another electronic component is mounted is applied.
  • An electronic component with a solder bump attached is mounted at the position where the electronic component printed with solder and coated with a thermosetting adhesive is mounted, and an electronic component with a circuit board and solder bumps attached.
  • the parts were contacted by thermocompression or electrically joined by soldering, and the thermosetting adhesive was changed to an initial state or a semi-cured state where a cured state exists, and other electronic components were printed with solder.
  • the electronic component is mounted at the position, and the solder bumper is attached by heating by reflow, and electrical bonding is performed by solder bonding between the other electronic component and the circuit board, and the thermosetting adhesive is cured.
  • thermosetting adhesive when mounting an electronic component using a thermosetting adhesive, a combination of heating by thermocompression bonding and heating by reflow is used to cope with thermocompression bonding for curing the thermosetting adhesive.
  • By suppressing the heating it is possible to completely cure the thermosetting adhesive that does not adversely affect the other electronic components in contact with the P and the solder where the other electronic components are mounted.
  • This improves the mechanical bonding strength between the circuit board and the electronic component without adversely affecting the adjacent components, and the electrical bonding by solder bonding of the electronic component with bumps attached to the contact by crimping. It can be done reliably.
  • solder printing is not performed at a position where an electronic component with solder bumps attached to a substrate is mounted, and electrical bonding is performed only with solder bumps attached to electronic components. Since it is not necessary to consider the difficulty of solder printing due to the narrow pitch, it is possible to support the mounting of electronic components with a narrow pitch.
  • thermosetting adhesive is applied to a circuit board, an electronic component having a solder bump attached is mounted at a position where the adhesive is applied, and the electronic component and the circuit board are thermocompression bonded.
  • Narrow pitch bumps by mounting methods that make contact or electrical bonding and at least partially cure the adhesive, then reflow to reinforce contact or make electrical bonding and cure the adhesive It is possible to securely bond electronic components with high resistance, and to maintain the mechanical strength of the circuit board and electronic components by curing the resin, so that the stability and reliability of the mounting can be improved, and thermocompression bonding can be performed.
  • Other electronic components can be mounted at positions adjacent to the electronic components having bumps to be performed, and high-density mounting can be handled.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of an electronic component to which a circuit board and a solder bump are attached before mounting the electronic component of Embodiment 1 of the present invention.
  • Fig. 1B shows the circuit board and solder bumps attached during thermocompression bonding according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 1 is a cross-sectional view of a 1-digit electronic component.
  • FIG. 1C is a cross-sectional view of the electronic component to which the circuit board and the solder bumps are attached after the thermocompression bonding and reflow according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1D is a cross-sectional view of an electronic device on which the circuit board on which the electronic component according to Embodiment 1 of the present invention is mounted is mounted.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of the electronic component on which the circuit board and the solder bumps are mounted before mounting the electronic component of Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view of an electronic component attached with a circuit board and solder bumps during thermocompression bonding according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 2C is a cross-sectional view of the circuit board, the electronic component to which the solder bump is attached, and other electronic components after the thermocompression bonding and reflow according to the second embodiment of the present invention.
  • thermosetting adhesive of the best mode for carrying out the present invention
  • FIG. 1A to 1C are sectional views showing a process of mounting an electronic component in which solder bumps are attached to the circuit board according to the first embodiment of the present invention.
  • a circuit board 11 has a circuit board land 12 and an electronic component 14 has solder bumps 15 attached to terminals.
  • the land 12 and the solder bump 15 are electrically connected.
  • a plurality of solder bumps 15 are arranged on the mounting surface of the electronic component 14, and a plurality of lands 12 are also arranged on the circuit board 11 at positions corresponding to the solder bumps 15.
  • seven lands 12 and seven solder bumps 15 are shown.
  • thermosetting adhesive 13 containing a thermosetting resin is applied to a position where the electronic component 14 of the circuit board 11 is attached. Solder printing is not performed on the lands 12 on the circuit board 11. As a result, when the mounting method of the present invention is performed, solder printing is not performed even if the interval (pitch) between the solder bumps 15 corresponding to each land 12 of the electronic component 14 is narrow. The limitations associated with the difficulty of narrow pitch, such as the influence of heat at the contact point, are eliminated.
  • FIG. 1B shows a cross-sectional view of an electronic component attached with a circuit board and solder bumps during thermocompression bonding according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the thermocompression bonding head 16 in FIG. 1B is used for the process of pressing the electronic component 14 while heating it and thermocompression bonding with the circuit board 11.
  • thermocompression bonding head 16 performs thermocompression bonding between the electronic component 14 and the circuit board 11.
  • thermocompression bonding the thermosetting resin interposed between the solder bumps 15 of the electronic component 14 and the lands 12 of the circuit board 11 is extruded, and at least a part of the solder is joined by heating and electrical joining by heating. Is done.
  • the thermosetting adhesive 13 is in a semi-cured state including both a state where the curing is not progressing in the initial state or a state where the curing is partially progressed.
  • the circuit board 11 and the electronic component 14 are heated by reflow. It should be noted that the at least a part of the solder joint is a partial region for joining and does not affect the other part.
  • FIG. 1C shows a cross-sectional view of the electronic component to which the circuit board and the solder bumps after the thermocompression bonding and reflow according to Embodiment 1 of the present invention are performed.
  • the thermosetting adhesive 13 reaches a cured state by the heating by reflow performed in step (1).
  • the lands 12 of the circuit board 11 and the solder bumps 15 of the electronic component 14 are soldered and electrically joined by reflow heating from the contact state of thermocompression bonding and the partial solder joint state shown in FIG. 1B. It will be in the state.
  • thermosetting adhesive surely reaches a cured state by heating twice by thermocompression bonding and reflow.
  • the mechanical strength between the circuit board and the electronic component can be maintained.
  • the thermosetting adhesive is cured by two heating steps, thermocompression bonding and reflow. Therefore, for this reflow, it is not necessary to greatly change the temperature and time for heating the adhesive.
  • the bonding of solder bumps on electronic components and lands on circuit boards it is possible to achieve a reliable electrical connection through contact by crimping and soldering by heating twice.
  • FIG. 1D is a cross-sectional view of an electronic device on which a circuit board on which electronic components are mounted by the electronic component mounting method of Embodiment 1 of the present invention is mounted.
  • reference numeral 30 denotes an electronic device casing. The surface of the housing of the electronic device and the circuit board 11 are close to each other, but even if an impact due to dropping or the like is applied, the circuit board 11 and the electronic component 14 can maintain a strength that can withstand the force generated during the impact. Since this is possible, the destruction phenomenon is prevented.
  • the solder bump of the electronic component and the land of the circuit board are joined by a solder joint and the mechanical strength is improved by the thermosetting resin.
  • electrical connection by reinforcing the contact between the solder bump and the circuit board by curing the thermosetting adhesive is sufficient.
  • solder bumps of the electronic component and the lands of the circuit board are joined by thermocompression bonding and contact with a thermosetting adhesive and at least partial solder joining, and by reflow.
  • thermocompression bonding and electrical connection are joined by thermocompression bonding and contact with a thermosetting adhesive and at least partial solder joining, and by reflow.
  • Embodiment 2 will be described.
  • the solder bump An explanation will be given of a method of simultaneously mounting an electronic component with an electronic component and another electronic component on a circuit board.
  • thermocompression bonding is performed on an electronic component to which a solder bump is attached, heating by thermocompression does not adversely affect solder that is printed to mount other adjacent electronic components. It is characterized in that it is limited to the extent.
  • FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views showing a process of mounting an electronic component in which solder bumps are attached to the circuit board according to Embodiment 2 of the present invention and another electronic component.
  • a circuit board 20 has a land 12 for mounting an electronic component 14 and a land 21 for mounting another electronic component, and the electronic component 14 has a solder bump 15 attached thereto.
  • the lands 12 are for connection with the solder bumps 15 of the electronic component 14, and seven lands 12 and seven solder bumps 15 are shown as in FIG.
  • the thermosetting adhesive 13 is applied to a position where the electronic component 14 of the circuit board 20 is attached.
  • FIG. 1 Similarly to FIG.
  • solder printing is not performed on the lands 12 to which the electronic component 14 is attached, and the solder bumps 15 of the electronic component 14 are electrically connected to the lands 12.
  • the land 21 is printed with solder 22 for mounting other electronic components.
  • four lands 21 and solders 22 are shown in FIG.
  • FIG. 2B shows a cross-sectional view of an electronic component attached with a circuit board and solder bumps during thermocompression bonding according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the thermocompression bonding head 16 in FIG. 2B is used in a process of pressing the electronic component 14 while heating and thermocompression bonding with the circuit board 20 in the same manner as in FIG. 1B.
  • thermocompression bonding of the electronic component 14 and the circuit board 20 is performed by the thermocompression bonding head 16.
  • This heating by thermocompression bonding does not adversely affect the solder 22 printed to mount other electronic components adjacent to the mounting position of the electronic component 14 due to heat, for example, the solder 22 melts. Limit the heating temperature, heating time, or heating area to keep it at a moderate level.
  • the solder bumps 15 of the electronic component 14 and the lands 12 of the circuit board 20 are bonded by pressure bonding and at least partially soldered by heating.
  • thermosetting adhesive 13 is cured in the initial state by heating by thermocompression bonding, and reaches a semi-cured state including both a state in which there is no curing or a state in which the curing has proceeded.
  • Mounted on the mounting position on the circuit board 20 on which other electronic components are mounted after the hot pressing process The circuit board 20, the electronic component 14, and other electronic components are heated by reflow.
  • FIG. 2C shows a cross-sectional view of the circuit board, the electronic component to which the solder bump is attached, and other electronic components after the thermocompression bonding and reflow according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the thermosetting adhesive 13 reaches a cured state by heating by reflow performed after the thermocompression bonding of FIG. 2B.
  • the lands 12 of the circuit board 20 and the solder bumps 15 of the electronic component 14 are electrically joined by soldering by reflow heating from the state of contact and partial soldering in FIG. It becomes a state.
  • the other electronic components 24, particularly the other electronic components 23 and lands 21 adjacent to the electronic component 14 are not affected by the soldering due to the thermocompression bonding. It will be in the state joined electrically.
  • thermosetting adhesive surely reaches a cured state by heating twice by thermocompression bonding and reflow.
  • the mechanical strength between the circuit board and the electronic component can be maintained.
  • the solder bumps of electronic components and the lands of the circuit board can be securely connected electrically by soldering by means of crimping contact, thermocompression bonding, and reflow soldering twice.
  • thermosetting adhesive in two heating steps, it is possible to suppress the heat transmitted to the circuit board during thermocompression bonding, and for electronic components that use thermosetting adhesive that performs thermocompression bonding.
  • Other electronic components can also be mounted at adjacent positions
  • thermosetting adhesive of the present invention by utilizing a combination of a plurality of methods of thermocompression bonding and reflow, it is possible to achieve high density and mechanical strength by a small narrow pitch component. This is useful for mounting in small electronic devices that are small and require mechanical strength, such as mobile phones.

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Abstract

　回路基板（２０）の電子部品（１４）を実装する位置に熱硬化性接着剤（１３）を塗布し、他の電子部品を実装するランド（２１）にはんだ（２２）を印刷し、電子部品をマウントし、回路基板（２０）と電子部品（１４）を熱圧着により接触又は電気的接合を行い、且つ熱硬化性接着剤（１３）を初期状態若しくは硬化の状態が存在する半硬化状態にし、他の電子部品をマウントし、次に、リフローによって電子部品（１４）と他の電子部品と回路基板（２０）とのはんだ接合による電気的な接合と熱硬化性接着剤（１３）の硬化を行う。

Description

明 細 書
電子部品の実装方法、電子部品を実装した回路基板及びその回路基板 を搭載した電子機器
技術分野
[0001] 本発明は、熱硬化性接着剤による電子部品と回路基板との実装方法及び電子部 品を実装した回路基板及びその回路基板を搭載した電子機器に関する。
背景技術
[0002] 電子部品を回路基板に実装する方法としては、回路基板にはんだを印刷し、電子 部品をマウントし、電子部品と回路基板をリフローによる加熱によってはんだ接合を 形成して、電気的な接合と電子部品の固定が行われている。しかし、電子部品を実 装した回路基板を搭載する電子機器において、特に人が携帯する小型電子機器に よっては落下等によって衝撃が加わることがある。この際、電子部品と回路基板の接 合は、電子機器の構造や電子部品の形状等によっては、はんだ接合だけでは衝撃 時に発生する力に耐えうる強度を保つことができず、接合の剥離等の破壊現象が発 生する。
[0003] 従来、この破壊現象を防ぎ電子部品と回路基板間の接合強度を保っために、はん だ接合の後に電子部品と回路基板の間に熱硬化性の樹脂を含む熱硬化性接着剤 をすきまから注入し、加熱して熱硬化させることによって機械的な強度を保つ方法が あった。
[0004] しかし、この方法は、はんだ中のフラックスの残渣によって、又は電子部品と回路基 板のバンプ間隔の狭い接合面に外部から注入して塗布するために、熱硬化性接着 剤を接合面に均等に広げることが困難であった。また、熱硬化性接着剤を注入する 工程と、注入した熱硬化性接着剤を熱硬化させるために加熱する工程が加わること で、電子機器の製造工程における工数が増加した。
[0005] さらに、近年の電子機器の小型化に伴い電子部品のバンプの間隔が狭くなつてい く傾向である。このバンプの間隔が狭くなつていくと、回路基板の対応する位置には んだ印刷を行うことが困難若しくは不可能となり、将来的にこの工法は使用できなくな る方向にある。
[0006] そこで上記の課題を解決するために、電子部品と回路基板を接続する方法として は、回路基板の電子部品を装着する位置に熱硬化性接着剤を塗布し、はんだバン プを付けた電子部品をマウントし、リフローにて加熱してはんだ接合と熱硬化性接着 剤の硬化を一括で行う、主にフリップチップの取り付けのために用いられている方法 力 例えば特開平 4— 280443号公報のように提案されている。
[0007] また、電子部品と回路基板を接続する他の方法としては、回路基板上の電子部品 を接続する電気的終端部であるランドにはんだを印刷によって塗布し、突起状電極 を形成した電子部品と基板との間に熱硬化性接着剤を塗布し、電子部品を基板に押 し付けて突起状電極を食い込ませ、熱圧着ヘッドによって加熱してはんだ接合と熱 硬化性接着剤を硬化させる方法が、例えば特開平 10— 56259号公報のように提案 されている。
[0008] し力 ながら従来の熱硬化性接着剤を用いた電子部品の実装方法においては、電 子部品を実装する基板に熱硬化性接着剤を塗布し、はんだバンプを取り付けた電子 部品をマウントし、リフローによる加熱によってはんだ接合および熱硬化性接着剤の 硬化を一括で行う際に、熱硬化性接着剤の構成や電子部品の大きさや種類等により 、通常のリフローによる加熱だけでは加熱が不足する。
[0009] 加熱が不足すると、熱硬化性接着剤の硬化が不完全になり機械的強度が不完全 なものが発生するという問題がある。
[0010] これに対し、リフローによる加熱だけで熱硬化性接着剤を硬化させるよう、リフロー 時間を長くしたり温度を高く設定すると、はんだが溶融し接合が完了する前に、熱硬 化性接着剤が硬化し電子部品と回路基板間に皮膜を形成して、電子部品のはんだ 接合による電気的接合ができなレ、ものが発生するという問題がある。
[0011] また、はんだバンプを取り付けた電子部品と回路基板間に介在する熱硬化性接着 剤によりマウント時の電子部品と基板との間の接触が不十分になることがあり、はんだ 接合による電気的接合が不完全となる問題もあった。
[0012] さらに、電子部品を実装する基板のランドにはんだを印刷により塗布し、突起状電 極を形成した電子部品と基板との間に熱硬化性接着剤を塗布し、電子部品を基板に 熱圧着ヘッドによって加熱しながら押し付けて、はんだ接合と熱硬化性接着剤の硬 化を行う方法においては、熱圧着による熱だけで熱硬化性接着剤の硬化を行うので 、熱圧着する電子部品の大きさ等によって熱圧着による周囲に伝わる熱が大きくなる 。そして、この熱によって、隣接する部品を実装する位置に塗布されたはんだが溶け たり、又は先に実装された部品のはんだが溶けたりして位置がずれてしまう等の悪影 響が出てしまう。そのため、熱圧着を行う電子部品の実装位置に隣接する部品を配 置することができないとレ、う問題があった。
発明の開示
[0013] 本発明は力かる点に鑑みてなされたものであり、電気的接合の安定性を確保し、電 子部品と基板の間の熱硬化性接着剤を硬化させ回路基板と電子部品の機械的な接 合強度を向上することができるものである。また、熱圧着の熱により周辺部品に悪影 響を与えない熱硬化性接着剤による電子部品の実装方法及び電子部品を実装した 回路基板を提供するものである。
[0014] 本発明の熱硬化性接着剤による電子部品の実装方法は、回路基板の電子部品を 実装する位置に熱硬化性の樹脂を含む熱硬化性接着剤を塗布し、熱硬化性接着剤 を塗布した電子部品を実装する位置にはんだバンプを取り付けた電子部品をマウン トし、回路基板と電子部品を熱圧着により接触又ははんだ接合による電気的接合を 行うものである。さらに、熱硬化性接着剤を初期状態若しくは硬化の状態が存在する 半硬化状態にすることを行レ、、次に、リフローによる加熱により、電子部品のはんだ接 合による電気的接合を行い、且つ熱硬化性接着剤の硬化を行うものである。
[0015] 本構成によって、熱硬化性接着剤による電子部品を実装する際に、熱圧着による 加熱とリフローによる加熱により、熱硬化性接着剤を完全に硬化させることにより基板 と電子部品の機械的な接合強度を向上し、且つ圧着による接触とはんだ接合による 電気的な接合を確実に行うことができる。
[0016] また、本発明の熱硬化性接着剤による電子部品の実装方法は、基板の電子部品を 実装する位置に熱硬化性接着剤を塗布し、他の電子部品を実装する位置のランドに はんだを印刷し、熱硬化性接着剤を塗布した電子部品を実装する位置にはんだバ ンプを取り付けた電子部品をマウントし、回路基板とはんだバンプを取り付けた電子 部品を熱圧着により接触又ははんだ接合による電気的接合を行い且つ熱硬化性接 着剤を初期状態若しくは硬化の状態が存在する半硬化状態にすることを行い、他の 電子部品をはんだを印刷した位置にマウントし、リフローによる加熱によってはんだバ ンプを取り付けた電子部品及び他の電子部品と回路基板とのはんだ接合による電気 的接合を行い且つ熱硬化性接着剤の硬化を行うものである。
[0017] 本構成によって、熱硬化性接着剤による電子部品を実装する際に、熱圧着による 加熱とリフローによる加熱を組み合わせて対応することにより熱硬化性接着剤を硬化 するための熱圧着時の加熱を抑えることで、 P 接する他の電子部品と他の電子部品 を実装する位置のはんだに対して熱による悪影響を与えることなぐ熱硬化性接着剤 を完全に硬化させることができる。この事によって隣接する部品に悪影響を与えること なぐ回路基板と電子部品の機械的な接合強度を向上し、且つ圧着による接触とは んだバンプを取り付けた電子部品のはんだ接合による電気的な接合を確実に行うこ とができる。
[0018] さらに、本発明においては、基板に対してはんだバンプを取り付けた電子部品を実 装する位置にはんだ印刷は行わず、電子部品に取り付けたはんだバンプだけで電 気的接合を行うことにより、狭ピッチ化によるはんだ印刷の困難さを考慮する必要が ないので、狭ピッチの電子部品の実装にも対応が可能である。
[0019] 本発明によれば、回路基板に熱硬化性接着剤を塗布し、接着剤を塗布した位置に はんだバンプを取り付けた電子部品をマウントし、電子部品と回路基板を熱圧着する ことにより接触又は電気的な接合を行い、且つ接着剤を少なくとも部分的には硬化さ せ、その後リフローにより接触を強化し又は電気的な接合を行い且つ接着剤を硬化 させる実装方法により、狭ピッチのバンプを有する電子部品の確実な接合が可能で 且つ樹脂の硬化により回路基板と電子部品の機械的強度保つことが可能であり、実 装の安定性と信頼性を高めることができ、さらに熱圧着を行うバンプを有する電子部 品に隣接する位置に他の電子部品の実装も可能であり高密度実装にも対応できる。 図面の簡単な説明
[0020] [図 1A]図 1Aは、本発明の実施の形態 1の電子部品を実装する前の回路基板とはん だバンプを取り付けた電子部品の断面図である。 o
o
[図 IB]図 1 Bは、本発明の実施の形態 1の熱圧着中の回路基板とはんだバンプを取 り付1—
1—けた電子部品の断面図である。
園 1C]図 1Cは、本発明の実施の形態 1の熱圧着とリフローを行った後の回路基板と はんだバンプを取り付けた電子部品の断面図である。
園 1D]図 1Dは、本発明の実施の形態 1の電子部品を実装した回路基板を搭載した 電子機器の断面図である。
園 2A]図 2Aは、本発明の実施の形態 2の電子部品を実装する前の回路基板とはん だバンプを取り付けた電子部品の断面図である。
[図 2B]図 2Bは、本発明の実施の形態 2の熱圧着中の回路基板とはんだバンプを取 り付けた電子部品の断面図である。
園 2C]図 2Cは、本発明の実施の形態 2の熱圧着とリフローを行った後の回路基板と はんだバンプを取り付けた電子部品と他の電子部品の断面図である。
符号の説明
回路基板
12 ランド
13 熱硬化性接着剤
14 電子部品
15 はんだバンプ
16 熱圧着ヘッド
20 回路基板
21 ランド
22 はんだ
23, 24 電子部品
30 電子機器の筐体
発明を実施するための最良の形態
[0022] 以下に本発明を実施するための最良の形態の熱硬化性接着剤による電子部品の 実装方法について、図面を用いて説明する。
[0023] (実施の形態 1) 図 1Aから図 1Cに本発明の実施の形態 1の回路基板にはんだバンプを取り付けた 電子部品を実装する工程の断面図を示す。図 1Aにおいて、回路基板 11は回路基 板のランド 12を有し、電子部品 14は端子に取り付けたはんだバンプ 15を有する。電 子部品 14が回路基板 11に取り付けられると、ランド 12とはんだバンプ 15とを電気的 に接続する構成である。はんだバンプ 15は電子部品 14の実装する面に複数配列さ れており、ランド 12も回路基板 11上の、はんだバンプ 15に対応した位置に複数配置 されている。図 1では、ランド 12とはんだバンプ 15はそれぞれ 7個表示している。また 、熱硬化性樹脂を含む熱硬化性接着剤 13は、回路基板 11の電子部品 14を取り付 ける位置に塗布される。なお、回路基板 11上のランド 12に対してはんだ印刷は行わ ない。これによつて、本発明の実装方法を実施するにあたって、電子部品 14の各ラ ンド 12に対応する各はんだバンプ 15間の間隔（ピッチ）が狭くなつても、はんだ印刷 を行わないので、 P 接する位置の熱の影響を受けるなどの狭ピッチの困難さに伴う 制限がなくなる。
[0024] 図 1Bに、本発明の実施の形態 1の熱圧着中の回路基板とはんだバンプを取り付け た電子部品の断面図を示す。図 1Bの熱圧着ヘッド 16は、電子部品 14を加熱しなが ら押し付けて、回路基板 11と熱圧着する工程に用レ、るものである。
[0025] 図 1Bにおいて、電子部品 14は、熱硬化性接着剤 13を塗布した回路基板 11上の 取り付け位置にマウントされる。次に、熱圧着ヘッド 16によって電子部品 14と回路基 板 11との熱圧着を行う。熱圧着を行うことによって、電子部品 14のはんだバンプ 15と 回路基板 11のランド 12の間に介在する熱硬化性樹脂を押し出しながら、圧着による 接触と加熱による少なくとも一部分のはんだ接合による電気的な接合が行われる。ま た同時に、熱圧着による加熱によって、熱硬化性接着剤 13は初期のまま硬化が進ん でいない状態若しくは部分的に硬化が進んだ状態の双方を含む半硬化の状態とな る。熱圧着の工程の後は、回路基板 11と電子部品 14はリフローにより加熱が行われ る。なお、上記少なくとも一部分のはんだ接合は、接合のための部分的な領域であつ て、他の部分に及んでも力、まわない。
[0026] 図 1Cに本発明の実施の形態 1の熱圧着とリフローを行った後の回路基板とはんだ バンプを取り付けた電子部品の断面図を示す。図 1Cにおいて、図 1Bの熱圧着の後 に行ったリフローによる加熱によって、熱硬化性接着剤 13は硬化状態に達する。同 時に、回路基板 11のランド 12と電子部品 14のはんだバンプ 15は、図 1Bの熱圧着 による接触と部分的なはんだ接合の状態から、リフローによる加熱によってはんだ接 合がなされ電気的に接合している状態となる。
[0027] 本発明の実施の形態 1の熱硬化性接着剤による電子部品の実装方法によれば、 熱硬化性接着剤は、熱圧着とリフローによる 2度の加熱によって確実に硬化状態に 達し、アンダーフィルとして回路基板と電子部品との機械的強度を保つことができる。 この際の熱硬化性接着剤の硬化は熱圧着とリフローの 2度の加熱によって行ってい るので、このリフローに関しては、接着剤の加熱の為に温度と時間を大きく変更する 必要は無い。また、電子部品のはんだバンプと回路基板のランドとの接合についても 、圧着による接触と 2度の加熱によるはんだ接合によって、電気的に確実に接続する こと力 Sできる。
[0028] 図 1Dに、本発明の実施の形態 1の電子部品の実装方法で電子部品を実装した回 路基板を搭載した電子機器の断面図を示す。図 1Dで、 30は電子機器の筐体である 。電子機器の筐体の表面と回路基板 11は接近しているが、落下等による衝撃が加わ つたとしても回路基板 11と電子部品 14とが衝撃時に発生する力に耐えうる強度を保 つことができるので、破壊現象が防止される。
[0029] なお、上記の実施の形態 1の説明では、電子部品のはんだバンプと回路基板のラ ンドとの接合ははんだ接合によって電気的に確実な接続と熱硬化性樹脂による機械 的強度の向上を行ったが、接合の強度が要求されない電子機器においては、熱硬 化性接着剤の硬化によるはんだバンプと回路基板の接触の補強による電気的な接 続のみでも十分である。
[0030] また同様に、電子部品のはんだバンプと回路基板のランドとの接合は、熱圧着によ り熱硬化性接着剤による接触と少なくとも部分的なはんだ接合を行レ、、リフローによつ て確実な電気的接合を図ったが、熱圧着では確実に接触のみを行レ、、リフローによ つて電気的接合を行うことも可能である。
[0031] (実施の形態 2)
次に実施の形態 2について説明する。本発明の実施の形態 2では、はんだバンプ を取り付けた電子部品と他の電子部品を同時に回路基板に実装を行う方法につい て説明する。実施の形態 2では、はんだバンプを取り付けた電子部品を熱圧着する 際に熱圧着による加熱が、隣接する他の電子部品を実装するために印刷されるはん だ等に対して悪影響を受けない程度に留める点に特徴がある。
[0032] 図 2Aから図 2Cに本発明の実施の形態 2の回路基板にはんだバンプを取り付けた 電子部品と他の電子部品を実装する工程の断面図を示す。図 2Aにおいて、回路基 板 20は電子部品 14を装着するためのランド 12と他の電子部品を実装するためのラ ンド 21を有し、電子部品 14は取り付けたはんだバンプ 15を有する。ランド 12は電子 部品 14のはんだバンプ 15と接続用であり、図 1と同様にランド 12とはんだバンプ 15 はそれぞれ 7個表示している。熱硬化性接着剤 13は、回路基板 20の電子部品 14を 取り付ける位置に塗布される。また、図 1と同様に電子部品 14を取り付けるランド 12 にはんだ印刷は行わず、電子部品 14のはんだバンプ 15でランド 12との電気的接続 を行う。ランド 21には、他の電子部品を実装するためにはんだ 22が印刷される。また 、ランド 21とはんだ 22は図 2中に 4個表示している。
[0033] 図 2Bに、本発明の実施の形態 2の熱圧着中の回路基板とはんだバンプを取り付け た電子部品の断面図を示す。図 2Bの熱圧着ヘッド 16は、図 1Bと同様に、電子部品 14を加熱しながら押し付けて、回路基板 20と熱圧着する工程に用いるものである。
[0034] 図 2Bにおいて、図 1Bと同様に電子部品 14は、熱硬化性接着剤 13を塗布した回 路基板 20上の取り付け位置にマウントされる。次に、熱圧着ヘッド 16によって電子部 品 14と回路基板 20との熱圧着を行う。この熱圧着による加熱は、電子部品 14の実 装位置に隣接する他の電子部品を実装するために印刷されたはんだ 22が、熱により 悪影響、例えばはんだ 22が溶けてしまう等の悪影響を受けない程度のレベルに留め るように、加熱温度、加熱時間あるいは加熱領域などを制限する。熱圧着を行うこと によって、電子部品 14のはんだバンプ 15と回路基板 20のランド 12は、圧着による接 触と加熱による少なくとも部分的なはんだ接合による電気的な接合が行われる。また 同時に、熱圧着による加熱によって、熱硬化性接着剤 13は初期のまま硬化が進んで レ、ない状態若しくは硬化が進んだ状態の双方を含む半硬化の状態に達する。熱圧 着の工程の後、他の電子部品を実装する回路基板 20上の取り付ける位置にマウント し、回路基板 20と電子部品 14と他の電子部品はリフローにより加熱が行われる。
[0035] 図 2Cに本発明の実施の形態 2の熱圧着とリフローを行った後の回路基板とはんだ バンプを取り付けた電子部品と他の電子部品の断面図を示す。図 2Cにおいて、図 2 Bの熱圧着の後に行ったリフローによる加熱によって、熱硬化性接着剤 13は硬化状 態に達する。同時に、回路基板 20のランド 12と電子部品 14のはんだバンプ 15は、 図 2Bの熱圧着による接触と部分的なはんだ接合の状態から、リフローによる加熱に よってはんだ接合がなされて電気的に接合した状態となる。また、他の電子部品 24、 特に電子部品 14と隣接する他の電子部品 23とランド 21も同様に熱圧着によっては んだは悪影響を受けていないので、リフローによる加熱によって正常にはんだ接合が なされ、電気的に接合した状態となる。
[0036] 本発明の実施の形態 2の熱硬化性接着剤による電子部品の実装方法によれば、 熱硬化性接着剤は熱圧着とリフローによる 2度の加熱によって確実に硬化状態に達 し、アンダーフィルとして回路基板と電子部品との機械的強度を保つことができる。ま た、電子部品のはんだバンプと回路基板のランドとの接合についても、圧着による接 触と熱圧着とリフローによる 2度の加熱によるはんだ接合によって、電気的に確実に 接続すること力できる。さらに、 2度の加熱に分けて熱硬化性接着剤の硬化を行うこと で熱圧着時の回路基板に伝わる熱を抑えることが可能となり、熱圧着を行う熱硬化性 接着剤を用いる電子部品に隣接する位置に、他の電子部品も実装することができる
産業上の利用可能性
[0037] 本発明の熱硬化性接着剤による電子部品の実装方法によれば、熱圧着とリフロー の複数の方法を組み合わせ有効に活用することによって、小型狭ピッチ部品による 高密度で且つ機械的強度を保つ実装を行うことが可能であり、携帯電話のような小 型で且つ機械的強度が要求される小型電子機器における実装において有用である

Claims

請求の範囲
[1] 回路基板に熱硬化性接着剤を塗布し、前記熱硬化性接着剤を塗布した位置にはん だバンプを含む電子部品をマウントし、前記回路基板と前記電子部品を熱圧着し、 前記熱圧着によって前記電子部品と前記回路基板を接触させるとともに、前記熱硬 化性接着剤を少なくとも一部を硬化させ、その後リフローにより前記電子部品と前記 回路基板を電気的接合させ、同時に前記熱硬化性接着剤を硬化させる電子部品の 実装方法。
[2] 回路基板に熱硬化性接着剤を塗布し、前記熱硬化性接着剤を塗布した位置にはん だバンプを含む電子部品をマウントし、前記回路基板と前記電子部品を熱圧着し、 前記熱圧着によって前記電子部品と前記回路基板を接触に加えて少なくとも一部を 電気的接合させるとともに、前記熱硬化性接着剤を少なくとも一部を硬化させ、その 後リフローにより前記電子部品と前記回路基板を電気的接合させ、同時に前記熱硬 化性接着剤を硬化させる電子部品の実装方法。
[3] 回路基板に熱硬化性接着剤を塗布し、前記熱硬化性接着剤を塗布した位置にはん だバンプを含む電子部品をマウントし、前記はんだバンプを含む電子部品とは別の 他の電子部品を取り付ける位置にはんだを塗布し、前記回路基板と前記はんだバン プを含む電子部品を熱圧着し、前記熱圧着によって前記はんだバンプを含む電子 部品と前記回路基板を接触させるとともに、前記熱硬化性接着剤を少なくとも一部を 硬化させ、前記はんだを塗布した位置に前記他の電子部品をマウントし、その後リフ ローにより前記回路基板と前記はんだバンプを含む電子部品及び前記他の電子部 品を電気的接合させ、同時に前記熱硬化性接着剤を硬化させる電子部品の実装方 法。
[4] 回路基板に熱硬化性接着剤を塗布し、前記熱硬化性接着剤を塗布した位置にはん だバンプを含む電子部品をマウントし、前記はんだバンプを含む電子部品とは別の 他の電子部品を取り付ける所定の位置にはんだを塗布し、前記回路基板と前記はん だバンプを含む電子部品を熱圧着し、前記熱圧着によって前記はんだバンプを含む 電子部品と前記回路基板を接触に加えて少なくとも一部を電気的接合させるとともに 、前記熱硬化性接着剤を少なくとも一部を硬化させ、前記はんだを塗布した位置に 前記他の電子部品をマウントし、その後リフローにより前記回路基板と前記はんだバ ンプを含む電子部品及び前記他の電子部品を電気的接合させ、同時に前記熱硬化 性接着剤を硬化させる電子部品の実装方法。
[5] 回路基板に熱硬化性接着剤を塗布し、前記熱硬化性接着剤を塗布した位置にはん だバンプを含む電子部品をマウントし、前記回路基板と前記電子部品を熱圧着し、 前記熱圧着によって前記電子部品と前記回路基板を接触させるとともに、前記熱硬 化性接着剤を少なくとも一部を硬化させ、その後リフローにより前記熱硬化性接着剤 を硬化させ前記電子部品と前記回路基板の接触を補強する電子部品の実装方法。
[6] 回路基板に熱硬化性接着剤を塗布し、前記熱硬化性接着剤を塗布した位置にはん だバンプを含む電子部品をマウントし、前記回路基板と前記電子部品を熱圧着し、 前記熱圧着によって前記電子部品と前記回路基板を接触させるとともに、前記熱硬 化性接着剤を少なくとも一部を硬化させ、その後リフローにより前記電子部品と前記 回路基板を電気的接合させ、同時に前記熱硬化性接着剤を硬化させた電子部品を 実装した回路基板。
[7] 回路基板に熱硬化性接着剤を塗布し、前記熱硬化性接着剤を塗布した位置にはん だバンプを含む電子部品をマウントし、前記回路基板と前記電子部品を熱圧着し、 前記熱圧着によって前記電子部品と前記回路基板を接触に加えて少なくとも一部を 電気的接合させるとともに、前記熱硬化性接着剤を少なくとも一部を硬化させ、その 後リフローにより前記電子部品と前記回路基板を電気的接合させ、同時に前記熱硬 化性接着剤を硬化させた電子部品を実装した回路基板。
[8] 回路基板に熱硬化性接着剤を塗布し、前記熱硬化性接着剤を塗布した位置にはん だバンプを含む電子部品をマウントし、前記はんだバンプを含む電子部品とは別の 他の電子部品を取り付ける位置にはんだを塗布し、前記回路基板と前記はんだバン プを含む電子部品を熱圧着し、熱圧着によって前記はんだバンプを含む電子部品と 前記回路基板を接触させるとともに、前記熱硬化性接着剤を少なくとも一部を硬化状 態とし、前記はんだを塗布した位置に前記他の電子部品をマウントし、その後リフロ 一により前記回路基板と前記はんだバンプを含む電子部品及び前記他の電子部品 を電気的接合させ、同時に前記熱硬化性接着剤を硬化させた電子部品を実装した 回路基板。
[9] 回路基板に熱硬化性接着剤を塗布し、前記熱硬化性接着剤を塗布した位置にはん だバンプを含む電子部品をマウントし、前記はんだバンプを含む電子部品とは別の 他の電子部品を取り付ける位置にはんだを塗布し、前記回路基板と前記はんだバン プを含む電子部品を熱圧着し、前記熱圧着によって前記はんだバンプを含む電子 部品と前記回路基板を接触に加えて少なくとも一部を電気的接合させるとともに、前 記熱硬化性接着剤を少なくとも一部を硬化状態とし、前記はんだを塗布した位置に 前記他の電子部品をマウントし、その後リフローにより前記回路基板と前記はんだバ ンプを含む電子部品及び前記他の電子部品を電気的接合させ、同時に前記熱硬化 性接着剤を硬化させた電子部品を実装した回路基板。
[10] 回路基板に熱硬化性接着剤を塗布し、前記熱硬化性接着剤を塗布した位置にはん だバンプを含む電子部品をマウントし、前記回路基板と前記電子部品を熱圧着し、 前記熱圧着によって前記電子部品と前記回路基板を接触させるとともに、前記熱硬 化性接着剤を少なくとも一部を硬化させ、その後リフローにより前記熱硬化性接着剤 を硬化させ前記電子部品と前記回路基板の接触を補強した電子部品を実装した回 路基板。
[11] 請求項 6から 10のいずれか 1項に記載の電子部品を実装した回路基板を搭載した 電子機器。
PCT/JP2006/304948 2005-03-14 2006-03-14 電子部品の実装方法、電子部品を実装した回路基板及びその回路基板を搭載した電子機器 WO2006098294A1 (ja)

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