WO2011114759A1 - 電子部品の実装方法および電子機器 - Google Patents

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聡和 濱尾
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Definitions

  • the present invention relates to an electronic component mounting method and an electronic device.
  • a mounting board on which electronic components such as resistors, capacitors, coils, or semiconductor chips are mounted on the wiring board protects the connection parts, improves insulation reliability, and improves the heat dissipation of heat generated from the electronic parts
  • an underfill resin is injected into the connecting portion.
  • a liquid, low-viscosity underfill resin is injected into the mounting substrate on which the electronic component is mounted from the periphery of the electronic component using a dispenser needle, and the gap between the electronic component and the wiring substrate, or the electronic
  • a method of infiltrating and injecting gaps between leads connected to components using a capillary phenomenon or gravity is generally used.
  • an inflow promoting portion is provided in the vicinity of the electronic component in order to promote the inflow of the underfill resin into the gap between the electronic component and the wiring board, and the underfill resin is positively supplied to the gap by the capillary phenomenon. It has been proposed to promote intrusion (see, for example, Patent Document 1 (page 4-6, FIG. 1)).
  • underfill resin When injecting underfill resin into a mounting board mounted with multiple electronic components arranged in multiple rows, if underfill resin is injected from multiple injection parts, it will be sandwiched between other electronic components Underfill resin permeates from a plurality of directions into the gap between the arranged electronic component and the mounting substrate. In such a situation, air enters between the infiltrating underfill resin and there is no escape space, and voids are likely to occur in the gap between the electronic component and the wiring board. On the other hand, with the demand for downsizing of electronic devices, it is required to further reduce the mounting board area. However, for electronic components that are sandwiched between other electronic components, injecting portions are provided on many parts on the mounting board to promote the penetration of the underfill resin into details, and the underfill resin is actively supplied.
  • An object is to provide a mounting method and an electronic device.
  • the present invention is configured as follows. According to a first aspect of the present invention, there is provided a wiring board on which a first electronic component, a second electronic component, and a third electronic component disposed close to each other between the first component and the second component are mounted.
  • An electronic component mounting method comprising: the first electronic component and the wiring board; and a resin injected into a gap between the third electronic component and the wiring board, the first electronic component and the wiring board Connecting each conductive material of the second electronic component to the wiring board by soldering, joining the third electronic component to the wiring board by a bonding material, and connecting the conductive material to the wiring board by solder; And a step of injecting the resin from between the first electronic component and the third electronic component and from between the second electronic component and the third electronic component.
  • the bonding material is a resin composition based on a silicone resin, an epoxy resin, an acrylic resin, or a polyester resin, or a solder, a brazing material, or a nano silver paste. .
  • the filler contained in the bonding material is a ceramic powder containing at least one of alumina, silica, boron nitride, silicon nitride, aluminum nitride, and silicon carbide, or gold Metal powder containing at least one of silver, copper, aluminum, or iron, carbon powder, glass fiber, carbon fiber, aromatic polyamide fiber, or whisker It includes at least one or more of fibers.
  • a wiring board on which a first electronic component, a second electronic component, and a third electronic component disposed close to each other between the first component and the second component are mounted.
  • An electronic component mounting method comprising: the first electronic component and the wiring substrate; the second electronic component and the wiring substrate; and a resin injected into a gap between the third electronic component and the wiring substrate. Connecting the conductive material of the first electronic component and the second electronic component and the conductive material of the third electronic component longer than the conductive material to the wiring board by solder; And inserting the resin into a gap between the three electronic components and the wiring board.
  • a wiring board a single central electronic component disposed in the vicinity of 3 rows and 3 columns on the wiring board, and surrounding the central electronic component.
  • An electronic component group having eight peripheral electronic components mounted thereon, and a resin injected into a gap between the peripheral electronic component and the wiring substrate, wherein the central electronic component is bonded to the wiring substrate by a bonding material It is directly joined to.
  • a wiring board and a single central electronic component disposed in the vicinity of the three rows and three columns on the wiring substrate, and surrounding the central electronic component.
  • the central electronic component and the peripheral electronic component are each connected to the wiring board via a conductive material, the central electronic component and the wiring board, And a resin injected into a gap between the peripheral electronic component and the wiring board, and the conductive material of the central electronic component is longer than the conductive material of the peripheral electronic component, and the central electronic component and the wiring board
  • the nozzle for injecting the resin into the gap is set at an interval in which the nozzle can be inserted.
  • the electronic component includes a coil, a capacitor, and a resistor, and has a line filter function.
  • the electronic component includes a semiconductor chip component.
  • the electronic component disposed between the plurality of electronic components is bonded to the wiring board by the bonding material, and the gap between the electronic component and the wiring board is eliminated. For this reason, it is not necessary to permeate the resin, and a phenomenon in which a void is generated can be prevented.
  • the resin injection portion can be minimized, an arrangement configuration in which the electronic components are narrowed is possible, and the mounting substrate area can be further reduced.
  • a bonding material having good heat conduction it is possible to improve heat dissipation from the electronic parts that generate heat.
  • the electronic component disposed between the plurality of electronic components has a large gap with the wiring board and can insert a nozzle for injecting the resin. Can be easily injected, and the phenomenon of voids can be greatly reduced.
  • the resin injection portion can be minimized, an arrangement configuration in which the electronic components are narrowed is possible, and the mounting substrate area can be further reduced.
  • the fifth aspect of the present invention it is possible to provide a small electronic device in which the generation of voids in the resin is significantly reduced.
  • the sixth aspect of the present invention it is possible to provide a small electronic device in which resin injection is easy and generation of voids in the resin is greatly reduced.
  • the electronic device which has a highly reliable small line filter function can be provided.
  • the electronic device provided with the small semiconductor chip with high reliability can be provided.
  • FIG. 1A is a top view of the electronic component mounting structure showing the first embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a cross-section taken along the line ⁇ - ⁇ ′ in FIG. FIG.
  • 10 is a wiring board having alumina as a base material and a land pattern on the main surface
  • 20 is a case made of polyphenylene sulfide resin filled with glass fibers and the like
  • 21 is glass so as to close the upper part of the case 20.
  • a lid formed of a polyphenylene sulfide resin filled with fibers, 30 is an electronic component, 31 is a lead of a conductive material, and is bonded to a land pattern pad provided on the wiring board 10 by soldering. 30 and the wiring board 10 are electrically and mechanically connected.
  • the conductive material may be formed of a conductive solder such as a solder ball or a conductive material containing other metals.
  • Reference numeral 40 denotes a resin injected into the gap between the electronic component 30 and the main surface of the wiring board 10 and the gap between the leads 31, 50 denotes a bonding material for bonding the electronic component 30 onto the wiring board, and 60 denotes the resin 40. After being injected and cured, the sealing resin is sealed in the entire remaining space in the case 20.
  • the nozzle 70 for injecting the resin 40 uses the needle of a dispenser (SHOTminiSL, Super ⁇ X-V2: not shown) manufactured by Musashi Engineering, and injects the injection pattern I shown in FIG. Resin was injected and cured in two patterns, Pattern II. All resin injection steps were performed at room temperature.
  • injection pattern I Between the electronic components 30X 1 to 3 of the first row 30 and the electronic components 30Y 1 to 3 of the second row, the point A1 ⁇ A2 is moved while discharging the resin 40 from the nozzle 70, and then the electronic component 30Y of the second row between 1-3 and the third column of the electronic component 30Z 1-3 was a point A3 ⁇ A4 is moved while discharging the resin 40 from the nozzle 70.
  • the sealing resin 60 was potted inside the case 20 so as to cover the resin 40 and cured by heating, and the lid 21 was fixed to the upper part of the case 20.
  • the material shown in Table 1 was used for the resin 40, the bonding material 50, and the sealing resin 60 in this example.
  • the viscosities shown in the table are measured values with a 1 ° 34 ' ⁇ R24 rotor or 3 ° ⁇ R9.7 rotor using an E type (EMD type) viscometer manufactured by Toki Sangyo.
  • the length of each lead 31 attached to the electronic component 30 is arbitrarily set, and the lead 31 is manufactured under the condition of being connected to the wiring board 10 by soldering.
  • the material and other conditions are the same as in the embodiment. .
  • “ ⁇ ” indicates that there is no void or no injection failure has been confirmed, and “x” indicates that there is a void or injection failure has been confirmed.
  • the resin 40 shown in Table 3 in addition to Table 1 was also verified in the implantation pattern I by the mounting method of this example, and as a result, no voids or poor implantation was confirmed. It was confirmed that the injection situation was good.
  • the materials shown in Table 4 in addition to Table 1 were also verified in the same manner as described above in the implantation pattern I by the mounting method of this example. As a result, no voids or poor implantation was confirmed. It was confirmed that the injection situation was good.
  • a mounting substrate having a line filter function can be configured by arranging coils, capacitors, and resistors, and the same effects as described above can be obtained.
  • a resistor having a large amount of heat generation to the wiring board with a bonding material, heat conduction to the wiring board can be promoted, and heat dissipation can be improved.
  • the effect which improves heat dissipation is expectable by selecting a material with favorable thermal conductivity in the material shown in Table 4, or another material as a joining material.
  • a semiconductor device in which bare chip components are mounted on a wiring board can also be configured by the mounting method described above, and the same effects as described above can be obtained. Also, by joining a semiconductor chip with a large calorific value using SiC, GaN, etc. used at high temperature to the wiring board with a bonding material, heat conduction to the wiring board can be promoted and heat dissipation can be improved. . Furthermore, the effect which improves heat dissipation is expectable by selecting a material with favorable thermal conductivity in the material shown in Table 4, or another material as a joining material.
  • an adhesive containing unfilled or various inorganic fillers or glass cloth based on various resins was used, but alkyd resin, phenolic resin, or cellulose Adhesives based on resin may be used, and fillers include various fibers such as carbon fiber or aromatic polyamide fiber, various metal powders such as iron powder or gold powder, boron nitride, silicon nitride, aluminum nitride or silicon carbide. Various ceramic powders such as those filled with various whiskers such as boron nitride whiskers may be used.
  • FIG. 2A is a perspective view of the electronic component mounting structure showing the second embodiment of the present invention
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line ⁇ - ⁇ ′ in FIG. FIG.
  • reference numeral 70 denotes a nozzle for injecting resin. Note that a description of what is common to the first embodiment will be omitted.
  • the mounting method according to the present embodiment will be described for each step of (1) electronic component connection step and (2) resin injection step.
  • the length of 31 is arbitrarily set and connected to the wiring board 10 with solder. II) For the electronic components 30Y 1 to 3 in the second row (center row in the figure), the distance from the main surface of the wiring substrate 10 is 0.4 mm. It was set longer than the length of the lead 31 attached to the other electronic component 30 so that the tip of the nozzle 70 for injecting the resin 40 could be inserted, and connected to the wiring board 10 by soldering.
  • the injected resin 40 penetrates into the peripheral portion of the lead attached to the electronic component 30Y 2 and wets and spreads on the wiring substrate 10 to reach the gap between the peripheral electronic component 30 and the wiring substrate 10 and the lead 31, thereby causing a capillary phenomenon. And infiltrated the details of the parts by gravity.
  • the tip of the nozzle 70 as a source of resin 40, second column near the center of the electronic component 30Y 2 located in the center of (in the figure the center column), i.e. the central portion of the entire electronic component 30 placed Therefore, it spreads evenly to the surrounding electronic components 30 and penetrated into the details.
  • the wiring board 10 was kept at a necessary temperature and time, and the resin 40 was injected and cured.
  • Table 5 shows the material curing conditions of the resin 40 used in this example.
  • the sealing resin 60 shown in Table 5 was injected into the case 20 so as to cover the resin 40. At this time, the remaining space in the gap between the electronic component 30Y 2 and the wiring substrate 10 after the resin 40 was injected was filled with the sealing resin 60. Thereafter, the sealing resin 60 was cured, the lid 21 was attached, and the lid 21 and the case 20 were bonded.
  • Results of verifying the occurrence of voids in the resin injected into the gap between the electronic components 30Y 1 to 3 arranged in the second row (center row in the figure) of the mounting board produced by the above process was as follows.
  • the verification of the present invention was performed by the same method as described above.
  • the comparative example is the same as described above. In this example, no voids and poor injection were observed in the gap between each electronic component 30 and the wiring board 10, and the injection state of the resin 40 was good.
  • the electronic component arranged between the plurality of electronic components has a large gap with the wiring board, and the nozzle is inserted to inject the resin. This prevents the phenomenon that voids are generated in the gap between the electronic component and the wiring board when the resin is injected, and the resin can be injected in a good state.
  • the resin injection portion can be minimized, an arrangement configuration in which the electronic components are narrowed becomes possible, and the mounting substrate area can be reduced as compared with the conventional case.
  • a mounting substrate having a line filter function can be configured by arranging coils, capacitors, and resistors, and the same effects as described above can be obtained.
  • a capacitor with a small amount of heat generation is disposed as an electronic component having a large distance from the wiring board, and a coil or resistor having a relatively large amount of heat generation is disposed as an electronic component having a small distance from the wiring board, thereby Such an electronic component having a large heat generation generates heat and the heat conducted to the wiring board is not easily transmitted to the electronic component having a small heat generation such as a capacitor.
  • a semiconductor device in which bare chip components are mounted on a wiring board can also be configured by the above mounting method, and the same effect as described above can be obtained.
  • other electronic components with a small amount of heat generated in the periphery are electronic components with a large distance from the wiring board.
  • the semiconductor chip having a large calorific value is arranged as an electronic component having a small distance from the wiring board.
  • an alumina wiring board having a uniform material is used to prevent the influence of irregular reflection of ultrasonic waves.
  • the wiring board is made of glass cloth reinforced epoxy resin, phenol resin, polyimide resin, bismaleimide resin, paper base epoxy resin, phenol resin, polyester resin, silicon nitride or nitride
  • Various ceramics such as aluminum and a polyimide or polyester base material which is a flexible base material may be used.
  • a silicone gel, epoxy resin or urethane resin having a viscosity at room temperature of 8 Pa ⁇ s or less was used as the resin.
  • other liquid thermosetting resins may be used.
  • silicone rubber is used as the sealing resin
  • silicone gel epoxy resin, phenol resin, acrylic resin, or other liquid thermosetting resin
  • the sealing resin or the lid may not be omitted when the stress such as vibration, external force, exposure to contaminants is small.
  • the casting of the sealing resin 60 may be a vacuum casting, or in order to increase the fluidity of the sealing resin 60, the casting may be performed by heating within a range that does not adversely affect the resin 40. .
  • solder such as high-temperature solder
  • brazing materials such as nano silver paste bonding material or silver brazing may be used as the solder.

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  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
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Abstract

　電子部品を搭載する実装基板の信頼性の確保、および小型化に向け、複数の電子部品が実装された実装基板の樹脂封止処理において、ボイドの発生や充填不良を防止する電子部品の実装方法を確立する。　樹脂４０の注入部の間に配置される電子部品３０を、接合材５０により配線基板１０に接合する工程を有する。

Description

電子部品の実装方法および電子機器
　本発明は、電子部品の実装方法および電子機器に関する。
　配線基板に、抵抗、コンデンサ、コイル、あるいは半導体チップのような電子部品が実装される実装基板は、接続部を保護して絶縁信頼性を向上させ、電子部品から発生する熱の放熱性を向上することを目的として、一般的には接続部にアンダーフィル樹脂を注入する。この注入方法としては、電子部品が搭載された実装基板に、液状で低粘度のアンダーフィル樹脂を電子部品の周囲からディスペンサのニードルを用いて注入し、電子部品と配線基板との間隙、あるいは電子部品に接続されるリード間の隙間に毛細間現象や重力を利用して浸透させ、注入する方式が一般にとられている。
　また、電子部品の近傍に、電子部品と配線基板との間隙へのアンダーフィル樹脂の流入を促すために流入促進部を設け、アンダーフィル樹脂を積極的に供給して毛細管現象により上記間隙への浸入を促すことが提案されている（例えば、特許文献１（第４－６頁、第１図）参照）。
特開２００８－１２４１４０
　複数の電子部品を複数の列に配列して実装された実装基板にアンダーフィル樹脂を注入する際、複数の注入部からアンダーフィル樹脂が注入されると、他の電子部品の間に挟まれて配置された電子部品と実装基板との間隙にはアンダーフィル樹脂が複数の方向から浸入することになる。このような状況では、浸入するアンダーフィル樹脂に空気が挟まれて逃げ場がなくなり、該電子部品と配線基板との間隙にはボイドが生じやすくなる。
　一方、電子機器の小型化の要求に伴い、実装基板面積をさらに縮小することが求められている。しかし、他の電子部品の間に挟まれて配置される電子部品は、アンダーフィル樹脂の細部への浸透を促すために実装基板上の多方に注入部を設け、アンダーフィル樹脂を積極的に供給する必要がある。このため、注入部が電子部品と干渉しない程度の間隔をとって電子部品を配列する必要があり、実装基板面積をさらに縮小することは困難となっている。また、多方からアンダーフィル樹脂を注入すると上記のように電子部品と配線基板との間隙にボイドが生じやすくなるといった問題が生じる。
　本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、電子部品と配線基板との間隙にボイドが残留することを低減するとともに、実装基板面積をさらに縮小することを実現できる電子部品の実装方法および電子機器を提供することを目的とする。
　上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
　請求項１に記載の発明は、第１電子部品と、第２電子部品と、前記第１部品と前記第２部品との間に近接配置された第３電子部品とが実装された配線基板と、前記第１電子部品と前記配線基板、および前記第３電子部品と前記配線基板との間隙に注入された樹脂と、を備えた電子部品の実装方法であって、前記第１電子部品および前記第２電子部品の各導電材を前記配線基板に半田により接続し、前記第３電子部品を接合材により前記配線基板に接合して、その導電材を前記配線基板に半田により接続する工程と、前記第１電子部品と前記第３電子部品との間、および前記第２電子部品と前記第３電子部品との間から前記樹脂を注入する工程と、を有するものである。
　請求項２に記載の発明は、前記接合材は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂をベースとした樹脂組成物、または、半田、ロウ材、ナノ銀ペーストのいずれかとするものである。
　請求項３に記載の発明は、前記接合材に含まれる充填材は、アルミナ、シリカ、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、または炭化ケイ素のいずれか少なくとも１つ以上を含むセラミック粉末、または、金、銀、銅、アルミニウム、または鉄のいずれか少なくとも１つ以上を含む金属粉末、または、炭素粉末、または、ガラス繊維、カーボン繊維、芳香族ポリアミド繊維、またはウイスカのいずれか少なくとも１つ以上を含む繊維のいずれか少なくとも１つ以上を含むものである。
　請求項４に記載の発明は、第１電子部品と、第２電子部品と、前記第１部品と前記第２部品との間に近接配置された第３電子部品とが実装された配線基板と、前記第１電子部品と前記配線基板、前記第２電子部品と前記配線基板、および前記第３電子部品と前記配線基板との間隙に注入された樹脂と、を備えた電子部品の実装方法であって、前記第１電子部品および前記第２電子部品の導電材、およびそれらの導電材よりも長い前記第３電子部品の導電材を前記配線基板に半田により接続する工程と、ノズルを前記第３電子部品と前記配線基板との間隙に挿入して、前記樹脂を注入する工程と、を有するものである。
　請求項５に記載の発明は、配線基板と、前記配線基板上に３行３列に近接して配置され、その中央に実装された１個の中央電子部品と前記中央電子部品を包囲して実装された８個の周辺電子部品とを有する電子部品群と、前記周辺電子部品と前記配線基板との間隙に注入される樹脂と、を備え、前記中央電子部品は、接合材により前記配線基板に直接接合されるものである。
　請求項６に記載の発明は、配線基板と、前記配線基板上に３行３列に近接して配置され、その中央に実装された１個の中央電子部品と前記中央電子部品を包囲して実装された８個の周辺電子部品とを有し、前記中央電子部品および周辺電子部品がそれぞれ導電材を介して前記配線基板に接続された電子部品群と、前記中央電子部品と前記配線基板、および前記周辺電子部品と前記配線基板との間隙に注入される樹脂と、を備え、前記中央電子部品の導電材は、前記周辺電子部品の導電材よりも長く、前記中央電子部品と前記配線基板との間隙に前記樹脂を注入するノズルを挿入可能な間隔にしたものである。
　請求項７に記載の発明は、前記電子部品は、コイル、コンデンサ、および抵抗を有し、ラインフィルタ機能を有するものである。
　請求項８に記載の発明は、前記電子部品は、半導体チップ部品を有するものである。
　請求項１に記載の発明によれば、複数の電子部品の間に配置される電子部品は、接合材により配線基板に接合され電子部品と配線基板間の間隙がなくなる。このため、樹脂を浸透させる必要がなく、ボイドが生じる現象を防止することができる。また、樹脂の注入部を最小限に抑えることができるようになるため、電子部品間を狭めた配置構成が可能となり、実装基板面積をさらに縮小することができる。
　請求項２記載の発明によれば、配線基板に接合される電子部品との接合力を向上することができる。また、熱伝導が良好な接合材を使用することにより、発熱する電子部品からの放熱性を改善することも可能になる。
　請求項３記載の発明によれば、請求項２と同様の接合力の向上が期待できるとともに、さらに放熱性を改善する効果が得られる。
　請求項４に記載の発明によれば、複数の電子部品の間に配置される電子部品は、配線基板との間隙の間隔が大きくなり、樹脂を注入するノズルを挿入できるようになるため、樹脂の注入が容易になり、ボイドが生じる現象を大幅に低減することができる。また、樹脂の注入部を最小限に抑えることができるようになるため、電子部品間を狭めた配置構成が可能となり、実装基板面積をさらに縮小することができる。
　請求項５に記載の発明によれば、樹脂中のボイドの発生を大幅に低減した小型の電子機器を提供することができる。
　請求項６に記載の発明によれば、樹脂の注入作業が容易で、樹脂中のボイドの発生を大幅に低減した小型の電子機器を提供することができる。
　請求項７に記載の発明によれば、信頼性の高い小型のラインフィルタ機能を有する電子機器を提供することができる。
　請求項８に記載の発明によれば、信頼性の高い小型の半導体チップを備えた電子機器を提供することができる。
本発明の第１の実施形態を示す電子部品の実装構造の概略図 本発明の第２の実施形態を示す電子部品の実装構造の概略図
　以下、本発明の第１の実施形態について図を参照して説明する。
　図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態を示す電子部品の実装構造の上面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のα－α´線に沿った横断面図である。図において、１０はアルミナを基材とし、主面にランドパターンを施した配線基板、２０はガラス繊維等を充填したポリフェニレンスルフィド樹脂で形成されたケース、２１はケース２０の上部を塞ぐようにガラス繊維等を充填したポリフェニレンスルフィド樹脂で形成された蓋、３０は電子部品、３１は導電材のリードであり、配線基板１０に設けられたランドパターンのパッドに半田で接合されることにより、電子部品３０と配線基板１０を電気的にかつ機械的に接続する。なお、導電材としては、半田ボールのような導電性の半田により形成されるもの、またはその他の金属を含む導電性材料で形成されるものであっても良い。また、４０は電子部品３０と配線基板１０の主面との間隙、および各リード３１間の間隙に注入される樹脂、５０は電子部品３０を配線基板上に接合する接合材、６０は樹脂４０を注入・硬化させた後、ケース２０内の残空間全体に封入される封止樹脂である。
　以下、本実施形態における実装方法ついて、（１）電子部品の接続工程、（２）樹脂注入工程を各工程毎に説明する。
（１）電子部品の接続工程
　厚さ１ｍｍのアルミナを基材とし、主面に銅箔厚さ２００μｍのランドパターンを施した配線基板を用い、図１（ａ）および以下に示すように、９個（３０Ｘ1～3、３０Ｙ1～3、３０Ｚ1～3）の設置面が略矩形形状で、隣合う２辺の寸法が１０～２０ｍｍ程度の電子部品３０を配線基板１０の主面上に３列に各３個ずつ従来よりも狭い１ｍｍ間隔で配置し、各電子部品３０に付属する各リード３１を配線基板１０の主面上に形成された銅のランドパターンに半田を用いて接続した。
・１列目の電子部品（図中左側列）：３０Ｘ1、３０Ｘ2、３０Ｘ3
・２列目の電子部品（図中中央列）：３０Ｙ1、３０Ｙ2、３０Ｙ3
・３列目の電子部品（図中右側列）：３０Ｚ1、３０Ｚ2、３０Ｚ3
　また、各列における各電子部品３０と配線基板１０との接続は下記Ｉ）～ＩＩＩ）の条件で行った。ＩＩ）およびＩＩＩ）で使用した接合材５０を表１に示す。なお、Ｉ）～ＩＩＩ）の工程は条件により順番を変更しても特に問題はない。
Ｉ）１列目の電子部品３０Ｘ1～3および３列目の電子部品３０Ｚ1～3について
　配線基板１０の主面との間隔が０．４ｍｍになるように、電子部品３０に付属する各リード３１の長さを任意に設定し、配線基板１０に半田で接続する。
ＩＩ）２列目（図中中央列）の中央の電子部品３０Ｙ2について
　接合材５０により配線基板１０の主面上に接合部分の厚さが約０．１ｍｍになるように接合し、その後リード３１を配線基板１０と半田で接続する。
ＩＩＩ）２列目（図中中央列）の電子部品３０Ｙ1および３０Ｙ3について
　前記Ｉ）と同様に、配線基板１０の主面との間隔を０．４ｍｍになるように、電子部品３０に付属する各リード３１の長さを任意に設定し、配線基板１０に半田で接続するものと、前記ＩＩ）と同様に、接合材５０により配線基板１０の主面上接合部分の厚さが約０．１ｍｍになるように接合し、その後リード３１を配線基板１０と半田で接続するものの両方を製作する。
（２）樹脂注入工程
　樹脂４０を注入するノズル７０は、武蔵エンジニアリング製のディスペンサ（ＳＨＯＴｍｉｎｉＳＬ、ＳｕｐｅｒΣＸ－Ｖ２：図示せず）のニードルを用い、図１（ａ）および以下に示す注入パターンＩと注入パターンＩＩの２通りのパターンにより樹脂を注入して硬化させた。なお、樹脂の注入工程は全て室温下で行った。
〔注入パターンＩ〕
　１列目の電子部品３０Ｘ1～3と２列目電子部品３０Ｙ1～3の間をＡ１→Ａ２の地点をノズル７０から樹脂４０を吐出させながら移動させ、次に２列目の電子部品３０Ｙ1～3と３列目の電子部品３０Ｚ1～3の間をＡ３→Ａ４の地点をノズル７０から樹脂４０を吐出させながら移動させた。これを樹脂４０がリード３１を覆う高さに設定された所定の注入量に到達するまで繰り返し、前述のように毛細管現象や重力を利用して各部間に浸透させた。
〔注入パターンＩＩ〕
　中央の電子部品３０Ｙ2の周囲をＢ１→Ｂ２→Ｂ３→Ｂ４→Ｂ１の順にノズル７０から樹脂４０を吐出させながら、樹脂４０がリード３１を覆う高さに設定された所定の注入量に到達するまで移動を繰り返し、各電子部品３０と配線基板１０との間隙および各リード３１間に、毛細管現象や重力を利用して細部に浸透させた。
　その後、樹脂４０を覆うように封止樹脂６０をケース２０の内部にポッティングして加熱硬化させ、ケース２０の上部に蓋２１を固定した。
　なお、本実施例における樹脂４０、接合材５０、封止樹脂６０は表１に示す材料を使用した。表中に示される粘度は東機産業製のＥ型（ＥＭＤ型）粘度計を使用し、１°３４’×Ｒ２４ロータまたは３°×Ｒ９．７ロータでの測定値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　次に、上記工程により作製した実装基板の２列目（図中中央列）に配置された電子部品３０Ｙ1～3について、配線基板との空隙に注入された樹脂中のボイドの発生の有無を検証した結果について説明する。
　本検証は、超音波探傷装置を用い、配線基板の実装面の裏側の面から超音波を照射して、その反射波を検知することによりボイドの存在の有無を確認した。なお、超音波周波数は５０ＭＨｚ（焦点１２ｍｍ）とした。
　実施例および比較例の検証結果を表２に示す。比較例は、実施例と同様に配線基板１０の主面上に３列に各３個ずつ合計９個配置される電子部品３０を、全て配線基板１０の主面との間隔が０．４ｍｍとなるように、電子部品３０に付属する各リード３１の長さを任意に設定し、配線基板１０に半田で接続する条件で作製したものであり、材質およびその他の条件は実施例と同様である。
　表２中の検証結果について、○はボイドが無い、または注入不良が確認されなかったことを示しており、×はボイドが有る、または注入不良が確認されたことを示している。
　実施例の検証＃１～＃３について、いずれもボイドおよび注入不良は認められず、樹脂４０の注入状況は良好であった。一方、比較例の検証＃１および＃２では、中央の電子部品３０Ｙ2において、注入パターンＩおよびＩＩのいずれにおいてもボイドが確認された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　また、樹脂４０について、表１以外に表３に示す樹脂４０についても本実施例の実装方法により、注入パターンＩにおいて上記と同様の検証を行ったところ、ボイドが無い、または注入不良が確認されず、良好な注入状況であることを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　さらに、接合材５０について、表１以外に表４に示す材質についても本実施例の実装方法により、注入パターンＩにおいて上記と同様の検証を行ったところ、ボイドが無い、または注入不良が確認されず、良好な注入状況であることを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　このように、複数の電子部品の間に配置される電子部品を接合材で配線基板に接合することにより、樹脂の注入時に電子部品と配線基板との間隙にボイドが生じる現象を防止し、樹脂を良好な状態で注入することができた。また、樹脂の注入部を最小限に抑えることができるようになるため、電子部品間を狭めた配置構成が可能となり、実装基板面積を従来よりも縮小することができた。
　上記の実装方法により、コイル、コンデンサ、および抵抗を配置してラインフィルタ機能を有する実装基板を構成することもでき、上記と同様の効果が得られる。また、発熱量の大きい抵抗を接合材で配線基板に接合することにより、配線基板への熱伝導を促し、放熱性を向上することができる。さらに、接合材を表４に示す材質またはその他の材質において、熱伝導率の良好な材質を選択することにより、さらに放熱性を改善する効果が期待できる。
　一方、上記の実装方法により、ベアチップ部品が配線基板に実装された半導体装置を構成することもでき、上記と同様の効果が得られる。また、高温下で使用されるＳｉＣやＧａＮなどを用いた発熱量の大きい半導体チップを接合材で配線基板に接合することにより、配線基板への熱伝導を促し、放熱性を向上することができる。さらに、接合材を表４に示す材質またはその他の材質において、熱伝導率の良好な材質を選択することにより、さらに放熱性を改善する効果が期待できる。
　なお、中央の電子部品底面と基板を接合する接合材として、各種樹脂をベースに無充填または各種の無機充填材、あるいはガラスクロスを含む接着剤を用いたが、アルキド樹脂、フェノール樹脂、またはセルロース樹脂をベースとした接着剤を用いても良く、充填材に、炭素繊維または芳香族ポリアミド繊維などの各種繊維、鉄粉または金粉などの各種金属粉、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウムまたは炭化ケイ素などの各種セラミック粉末、窒化ホウ素ウイスカなどの各種ウイスカを充填したものを用いても良い。
　次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図２（ａ）は、本発明の第２の実施形態を示す電子部品の実装構造の斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のβ－β´線に沿った横断面図である。図において、７０は樹脂を注入するノズルを示している。なお、第１の実施形態と共通するものについては説明を省略する。
　以下、本実施形態における実装方法ついて、（１）電子部品の接続工程、（２）樹脂注入工程を各工程毎に説明する。
（１）電子部品の接続工程
　厚さ１ｍｍのアルミナを基材とし、主面に銅箔厚さ２００μｍのランドパターンを施した配線基板を用い、図１（ａ）および以下に示すように、９個（３０Ｘ1～3、３０Ｙ1～3、３０Ｚ1～3）の設置面が略矩形形状で、隣合う２辺の寸法が１０～２０ｍｍ程度の電子部品３０を配線基板１０の主面上に３列に各３個ずつ従来よりも狭い１ｍｍ間隔で配置し、各電子部品３０に付属する各リード３１を配線基板１０の主面上に形成された銅のランドパターンに半田を用いて接続した。
・１列目の電子部品（図中左側列）：３０Ｘ1、３０Ｘ2、３０Ｘ3
・２列目の電子部品（図中中央列）：３０Ｙ1、３０Ｙ2、３０Ｙ3
・３列目の電子部品（図中右側列）：３０Ｚ1、３０Ｚ2、３０Ｚ3
　また、各列における各電子部品３０と配線基板１０との接続は下記Ｉ）～ＩＩ）の条件で行った。なお、Ｉ）～ＩＩ）の工程は条件により順番を変更しても特に問題はない。
Ｉ）１列目の電子部品３０Ｘ1～3および３列目の電子部品３０Ｚ1～3について
　配線基板１０の主面との間隔が０．４ｍｍになるように、電子部品３０に付属する各リード３１の長さを任意に設定し、配線基板１０に半田で接続する
ＩＩ）２列目（図中中央列）の電子部品３０Ｙ1～3について
　配線基板１０の主面との間隔を０．４ｍｍよりも長く、樹脂４０を注入するノズル７０の先端部が挿入できるように、他の電子部品３０に付属するリード３１の長さよりも長く設定し、配線基板１０に半田で接続した。
（２）樹脂注入工程
　各電子部品３０を配線基板１０に半田で接続した後、配線基板１０をホットプレートにセットし、基板表面温度が９５℃になったところで、くの字またはＬ字に折り曲げた形状のノズル７０の先端部を、２列目（図中中央列）の中央に位置する電子部品３０Ｙ2と配線基板１０の主面との間隙の中央付近に挿入し、樹脂４０の注入量が所定量に到達するまで注入した。注入された樹脂４０は電子部品３０Ｙ2に付属するリードの周辺部に浸透するとともに、前記配線基板１０上を濡れ広がり、周辺の電子部品３０と配線基板１０の空隙およびリード３１に達し、毛細管現象や重力により部品の細部に浸透させた。このとき、樹脂４０の供給元となるノズル７０の先端部は、２列目（図中中央列）の中央に位置する電子部品３０Ｙ2の中央付近、すなわち配置された全電子部品３０の中央部に位置するため、周囲の電子部品３０に均等に広がって細部に浸透していった。このようにして配線基板１０を必要な温度、時間に保ち、樹脂４０を注入した後硬化させた。
　本実施例で使用した樹脂４０の材質硬化条件を表５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　その後、樹脂４０を覆うようにケース２０内に上記表５に示す封止樹脂６０を注入した。このとき、樹脂４０が注入された後の電子部品３０Ｙ2と配線基板１０との間隙の残空間は封止樹脂６０で満たした。その後、封止樹脂６０を硬化させて蓋２１を取り付け、蓋２１とケース２０を接着した。
　上記工程により作製した実装基板の２列目（図中中央列）に配置された電子部品３０Ｙ1～3について、配線基板との空隙に注入された樹脂中のボイドの発生の有無を検証した結果は以下のようであった。なお、本発明の検証は、前述と同様の方法で行った。比較例も前述と同様である。
　本実施例では、各電子部品３０と配線基板１０との間隙にボイドおよび注入不良は認められず、樹脂４０の注入状況は良好であった。
　このように、複数の電子部品の間に配置される電子部品は、配線基板との間隙の間隔を大きくし、ノズルを挿入して樹脂を注入したので、樹脂の注入が容易になるとともに、樹脂の注入時に電子部品と配線基板との間隙にボイドが生じる現象を防止し、樹脂を良好な状態で注入することができた。また、樹脂の注入部を最小限に抑えることができるようになるため、電子部品間を狭めた配置構成が可能となり、実装基板面積を従来よりも縮小することができた。
　上記の実装方法により、コイル、コンデンサ、および抵抗を配置してラインフィルタ機能を有する実装基板を構成することもでき、上記と同様の効果が得られる。また、発熱量の小さいコンデンサを配線基板との間隔が大きい電子部品として配置し、発熱量の比較的大きいコイルまたは抵抗を配線基板との間隔が小さい電子部品として配置することにより、コイルまたは抵抗のような発熱量の大きい電子部品が発熱して配線基板に伝導した熱がコンデンサのような発熱量の小さい電子部品に伝わりにくくなる。このように、電子部品および実装基板の寿命が延び信頼性の向上に寄与する効果を得ることもできる。
　一方、上記の実装方法により、ベアチップ部品が配線基板に実装された半導体装置を構成することもでき、上記と同様の効果が得られる。また、高温下で使用されるＳｉＣやＧａＮなどを用いた発熱量の大きい半導体チップが搭載される場合、周辺に配置されるその他の発熱量の小さい電子部品を配線基板との間隔が大きい電子部品として配置し、発熱量の大きい半導体チップを配線基板との間隔が小さい電子部品として配置する。これにより、半導体チップのような発熱量の大きい電子部品が発熱して配線基板に伝導した熱が発熱量の小さい周辺の電子部品に伝わりにくくなる。このように、電子部品および実装基板の寿命が延び信頼性の向上に寄与する効果を得ることもできる。
　以上のように、第１の実施形態および第２の実施形態では、超音波によるボイド観察を行う際、超音波の乱反射などの影響を防止するために材質が均一であるアルミナ製の配線基板を使用したが、配線基板の材質は一般的に使用されているガラスクロス強化のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、紙基材のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、窒化ケイ素または窒化アルミニウムなどの各種セラミック、およびフレキシブルな基材であるポリイミドまたはポリエステル基材でも良い。
　また、樹脂として室温における粘度が８Ｐａ・ｓ以下の、シリコーンゲルまたはエポキシ樹脂またはウレタン樹脂を用いたが、これは電子部品の底面に浸透する粘度のものであればシリコーンゴム、フェノール樹脂、アクリル樹脂または他の液状の熱硬化性樹脂であっても良い。
　また、封止樹脂としてシリコーンゴムを用いたが、シリコーンゲル、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂または他の液状の熱硬化性樹脂であっても良い。なお、振動、外力、汚染物質への暴露などのストレスが小さい場合など、封止樹脂または蓋を省略することが可能な場合はなくても良い。
　また、封止樹脂６０の注型は真空注型としても良いし、封止樹脂６０の流動性を高めるために、樹脂４０に悪影響を与えない範囲で、加熱して注型を行っても良い。
　さらに、半田は高温半田などの各種半田、ナノ銀ペースト接合材または銀ロウなどの各種ロウ材を用いても良いことはいうまでもない。
　以上のように、絶縁封止作業工数の少ない簡素な構造において、小型高出力に対応可能で、電気絶縁特性および熱放散性の良好な信頼性の高い電子部品の実装方法を確立することができた。
　小型かつ大容量が要求される高電圧の電気機器、例えば高電圧インバータにおける高密度実装のフィルタ基板への適用等、幅広い用途に適用できる。
１０　配線基板
２０　ケース
２１　蓋
３０　電子部品
３１　リード
４０　樹脂
５０　接合材
６０　封止樹脂
７０　ノズル

Claims (8)

  1. 　第１電子部品と、第２電子部品と、前記第１部品と前記第２部品との間に近接配置された第３電子部品とが実装された配線基板と、
    　前記第１電子部品と前記配線基板、および前記第３電子部品と前記配線基板との間隙に注入された樹脂と、
    を備えた電子部品の実装方法であって、
    　前記第１電子部品および前記第２電子部品の各導電材を前記配線基板に半田により接続し、前記第３電子部品を接合材により前記配線基板に接合して、その導電材を前記配線基板に半田により接続する工程と、
    　前記第１電子部品と前記第３電子部品との間、および前記第２電子部品と前記第３電子部品との間から前記樹脂を注入する工程と、
    を有することを特徴とする電子部品の実装方法。
  2. 　前記接合材は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂をベースとした樹脂組成物、または、半田、ロウ材、ナノ銀ペーストのいずれかである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. 　前記接合材に含まれる充填材は、アルミナ、シリカ、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、または炭化ケイ素のいずれか少なくとも１つ以上を含むセラミック粉末、または、金、銀、銅、アルミニウム、または鉄のいずれか少なくとも１つ以上を含む金属粉末、または、炭素粉末、または、ガラス繊維、カーボン繊維、芳香族ポリアミド繊維、またはウイスカのいずれか少なくとも１つ以上を含む繊維のいずれか少なくとも１つ以上を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。
  4. 　第１電子部品と、第２電子部品と、前記第１部品と前記第２部品との間に近接配置された第３電子部品とが実装された配線基板と、
    　前記第１電子部品と前記配線基板、前記第２電子部品と前記配線基板、および前記第３電子部品と前記配線基板との間隙に注入された樹脂と、
    　を備えた電子部品の実装方法であって、
    　前記第１電子部品および前記第２電子部品の導電材、およびそれらの導電材よりも長い前記第３電子部品の導電材を前記配線基板に半田により接続する工程と、
    　ノズルを前記第３電子部品と前記配線基板との間隙に挿入して、前記樹脂を注入する工程と、
    を有することを特徴とする電子部品の実装方法。
  5. 　配線基板と、
    　前記配線基板上に３行３列に近接して配置され、その中央に実装された１個の中央電子部品と前記中央電子部品を包囲して実装された８個の周辺電子部品とを有する電子部品群と、
    　前記周辺電子部品と前記配線基板との間隙に注入される樹脂と、を備え、
    　前記中央電子部品は、接合材により前記配線基板に直接接合されたことを特徴とする電子機器。
  6. 　配線基板と、
    　前記配線基板上に３行３列に近接して配置され、その中央に実装された１個の中央電子部品と前記中央電子部品を包囲して実装された８個の周辺電子部品とを有し、前記中央電子部品および周辺電子部品がそれぞれ導電材を介して前記配線基板に接続された電子部品群と、
    　前記中央電子部品と前記配線基板、および前記周辺電子部品と前記配線基板との間隙に注入される樹脂と、を備え、
    　前記中央電子部品の導電材は、前記周辺電子部品の導電材よりも長く、前記中央電子部品と前記配線基板との間隙に前記樹脂を注入するノズルを挿入可能な間隔にしたことを特徴とする電子機器。
  7. 　前記電子部品は、コイル、コンデンサ、および抵抗を有し、ラインフィルタ機能を有することを特徴とする請求項５または請求項６記載の電子機器。
  8. 　前記電子部品は、半導体チップ部品を有することを特徴とする請求項５または請求項６記載の電子機器。
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