專利名稱：電子零部件安裝方法及其使用的電路板和電路板單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子零部件安裝方法，尤其涉及用樹脂加固電路板和電子零部件的接合部的電子零部件安裝方法，還涉及該電子零部件安裝方法使用的電路板和安裝電子零部件的電路板單元。
背景技術(shù)：
作為用焊錫接合在電路板上安裝電子零部件的方法，一般已公知表面安裝技術(shù)。說明這種表面安裝工序，其進(jìn)行的各工序?yàn)?1)釬料膏印刷工序，對電路板的電極焊接區(qū)印刷作為接合材料的釬料膏；(2)電子零部件裝載工序，將電子零部件裝載成電子零部件的電極配置在印刷在電路板的電極焊接區(qū)的釬料膏上；(3)回熔工序，將釬料膏加熱，使其熔化，從而以焊錫使電路板與電子零部件接合。
近年來，隨著電子設(shè)備類的薄、輕、短、小化取得進(jìn)展，電子零部件小型化速度加快，而且CSP(Chip Size Package片規(guī)模組件)等面陣列型零部件加快減小電極間距。隨之，用于使電路板與電子零部件接合的焊錫為微量，接合強(qiáng)度降低成為問題。
因此，作為加固電路板與電子零部件的接合部的接合方法，提出一種方法，預(yù)先在授給電極焊接區(qū)焊錫的電路板上裝貼熱硬化焊劑樹脂片后，將電子零部件裝在其上，并通過加熱，施加焊接和接合部的加固(例如參考專利文獻(xiàn)1日本國專利公開2001-239395號(hào)公報(bào))。
參照圖9A～圖9F說明這種以往的加固方法。圖9A中，預(yù)先在電路板21的電極焊接區(qū)(未圖示)上授給焊錫23。在該電路板21上裝貼熱硬化焊劑樹脂片24(圖9B、圖9C)，將電子零部件25裝在該樹脂片上(圖9D、圖9E)后，使其通過回熔爐接受加熱，從而由焊錫23將電路板21與電子零部件25的電極25a接合，同時(shí)還使熱硬化焊劑樹脂片24硬化，由硬化樹脂片加固焊接部(圖9F)。
此外，作為另一種接合部加固工作方法，已熟知毛細(xì)流動(dòng)法。此毛細(xì)流動(dòng)法所指的方法在表面安裝工序(供給釬料膏、裝載零部件、接合(回熔))后將加固材料供給焊接部，進(jìn)行一定時(shí)間加熱，使加固材料硬化，從而取得接合部加固效果。
參照圖10A～圖10F說明其安裝工序。圖10A中，供給形成接合芯片零部件25的電極25a或CSP26的電極26a的電極焊接區(qū)22的電路板21。
接著，作為釬料膏印刷工序，將電路板21定位并疊合在形成希望的圖案開口的金屬制掩模(未圖示)上，使印刷用的滑件(未圖示)以用適當(dāng)加壓接觸在掩模上的狀態(tài)沿印刷方向直線移動(dòng)，將釬料膏填充到掩模的開口部后，使電路板脫離掩模，從而通過掩模在電路板21的電極焊接區(qū)22上印刷并涂覆釬料膏28(圖10B)。
接著，作為電子零部件裝載工序，利用裝載電子零部件用的吸嘴(未圖示)吸附電子零部件25、26并加以定位后，將電子零部件25、26裝載在電路板21上(圖10C)。這時(shí)，將芯片零部件25的電極25a和CSP26的電極26a放在電極焊接區(qū)22印刷的釬料膏28上，利用這些釬料膏28的粘附力保持電子零部件25、26后，進(jìn)至下一工序。
接著，作為回熔工序，利用熱風(fēng)、紅外線加熱器等熱源(未圖示)進(jìn)行加熱，將印刷的釬料膏28熔化，以熔化后凝固的焊錫29將電子零部件25、26接合在電路板21上(圖10D)。
在上述工序中，完成電路板21的電極焊接區(qū)22與電子零部件25、26的電極25a、26a的錫焊，但近年來由于CSP等封裝組件的小型多引腳化，進(jìn)行電極的小間距化和微細(xì)化，存在焊錫29的接合強(qiáng)度不足等接合可靠性降低的問題。因此，按另外的工序添加在CSP26與電路板21的間隙填充稱為底層填料的加固用的樹脂并使其硬化的工序。作為底層填料填充工序，利用涂覆裝置(未圖示)等在用焊錫29接合的CSP26與電路板21的間隙涂覆未硬化樹脂材料31，從而利用毛細(xì)現(xiàn)象使其填充到間隙中(圖10E)。
最后，作為底層填料硬化工序，利用熱風(fēng)、紅外線加熱器等熱源(未圖示)進(jìn)行加熱，使填充的未硬化樹脂材料31硬化，用硬化的加固樹脂32粘結(jié)CSP26和電路板21，加固接合部(圖10F)。利用上述工序制造在電路板21安裝電子零部件25、26的電路板單元。
然而，圖10A～圖10F所示的電子零部件安裝方法完成電路板21的電極焊接區(qū)22與電子零部件25、26的電極的錫焊工序后，需要在另外的工序填充并硬化底層填料，存在制造工序復(fù)雜、制造成本高且生產(chǎn)率降低的問題。
此外，隨著近年電子設(shè)備的小型、高功能化，要求電子零部件安裝底板小型、高密度化，因而CSP等封裝零部件基于小型化、多引腳化的電極小間距化和微細(xì)化日益進(jìn)展，最近開始批量生產(chǎn)球狀電極間距為0.4毫米的CSP，預(yù)計(jì)今后小間距化會(huì)快速發(fā)展。然而，電極間距0.5毫米的CSP和1.0毫米×0.5毫米、0.6毫米×0.3毫米的芯片零部件等以往規(guī)模的電子零部件的安裝中，電路板上的糊狀焊錫印刷通常使用厚度均勻且不小于0.10毫米(0.10毫米～0.15毫米)的金屬制掩模，厚度對全部電子零部件都恒定，但形成間距不大于0.4毫米的CSP時(shí)，掩模開口部尺寸變小，用以往的不小于0.10毫米的掩模厚度，則糊狀焊錫堵在掩模開口部，產(chǎn)生印刷缺口等印刷質(zhì)劣。為了避免這點(diǎn)而減小厚度時(shí)，反過來使以往規(guī)模的電子零部件的糊狀焊錫量減小，安裝后的焊錫接合強(qiáng)度變?nèi)?，造成接合可靠性降低的結(jié)果。這樣，由于CSP的電極減小間距，存在不能將以往規(guī)模的電子零部件和間距小的電子零部件一起安裝在同一電路板的問題。
因此，作為解決此問題的手段，提出了無熔底層填料安裝方法(例如參考專利文獻(xiàn)2日本國專利第2589239號(hào)公報(bào))。無熔底層填料安裝方法所指的安裝方法使用的樹脂包含焊劑成分，具有錫焊時(shí)的焊劑的作用，同時(shí)還通過進(jìn)行硬化，發(fā)揮與上述底層填料相同的提高接合可靠性的作用。
參照圖11A～圖11E說明這種無熔底層填料安裝方法。圖11A中，供給形成接合芯片零部件25的電極25a和CSP26的電極26a分電極焊接區(qū)22的電路板21。
接著，作為釬料膏印刷工序，使用形成希望的開口部的厚度均勻且不小于0.10毫米的金屬制掩模，印刷并涂覆釬料膏28。這里，如圖11B所示，與安裝小間距的CSP26的電極焊接區(qū)22對應(yīng)的部分不形成掩模開口部，安裝小間距的CSP26的電極焊接區(qū)22不進(jìn)行釬料膏28的印刷。因而，避免以往不小于0.10毫米掩模厚度的小間距CSP部分中的缺印刷的印刷質(zhì)劣。
接著，作為無熔底層填料涂覆工序，如圖11C所示，利用涂覆裝置(未圖示)，預(yù)先在小間距CSP26用的電極焊接區(qū)22上涂覆所需量的未硬化樹脂材料33。
接著，作為電子零部件裝載工序，利用裝載電子零部件用的吸嘴(未圖示)依次吸附電子零部件25、26并加以定位后，將電子零部件25、26裝載在電路板21上，如圖11D所示。這時(shí)，將芯片零部件25的電極25a和CSP26的電極26a分別放在電極焊接區(qū)22印刷的釬料膏28上和電極焊接區(qū)22涂覆的未硬化樹脂材料33上，利用這些釬料膏28的粘附力保持電子零部件25、26后，進(jìn)至下一工序。
最后，作為回熔工序，利用熱風(fēng)、紅外線加熱器等熱源(未圖示)進(jìn)行加熱，在電路板21上錫焊電子零部件25、26，如圖11E所示。這時(shí)，釬料膏28熔化，用焊錫29將芯片零部件25的電極25a與電極焊接區(qū)22接合，并且用由焊錫珠形成的電極26a本身熔化的焊錫30將小間距CSP26的電極26a與電極焊接區(qū)22焊接。在該回熔工序中，未硬化樹脂材料33也同時(shí)硬化，用硬化的加固樹脂34粘結(jié)小間距CSP26和電路板21并使其固定，從而加固小間距CSP26的電極26a與電極焊接區(qū)22的接合部。
然而，用圖9A～圖9F所示的熱硬化焊劑樹脂片24進(jìn)行接合部加固的電子零部件安裝方法需要預(yù)先在電路板21的電極焊接區(qū)上形成焊錫23，存在生產(chǎn)率差的問題。焊劑樹脂片24上裝載電子零部件25后通過回熔爐的期間，由于電子零部件25的保持力不夠，存在電子零部件25可能脫落的問題。
圖10A圖10F所示的毛細(xì)回熔法中，存在已陳述的問題，謀求解除此問題的圖11A～圖11E所示的無熔底層填料安裝方法具有以下問題。
首先，雖然安裝小間距CSP26的電極焊接區(qū)22不進(jìn)行釬料膏印刷，但CSP26的電極26a(焊錫珠)通常具有高度偏差，如圖11D所示，在電極的高度低的電極X的情況下，安裝小間距CSP26后，電極高度高于電極X的電極26a與電極焊接區(qū)22接觸，但電極X不接觸電極焊接區(qū)22。這種狀態(tài)下進(jìn)行回熔時(shí)，不能吸收電極高度偏差，如圖11E所示，電極26a與電極焊接區(qū)22未得到接合，存在未接合等安裝質(zhì)劣的問題。
又，無熔底層填料安裝方法雖然使焊錫珠形成的電極26a本身熔化，將CSP26的電極26a與電路板21的電極焊接區(qū)22焊接，但電極26a的焊錫量極其微量，錫焊后的接合強(qiáng)度極低，存在即使用加固樹脂34進(jìn)行加固也不能確保接合可靠性的問題。
再者，需要以利用回熔工序的加熱熔化的焊錫珠形成CSP26的電極26a，存在不能安裝以回熔工序的加熱不熔化的銅珠、黃銅珠、高溫焊錫珠形成電極6a的CSP26的問題。
本發(fā)明鑒于上述問題，其目的在于提供一種電子零部件安裝方法及其使用的電路板和安裝電子零部件的電路板單元，能在焊錫使電子零部件與電路板接合的同時(shí)，用加固樹脂加固焊錫接合部以進(jìn)行接合可靠性高的安裝，并能原樣應(yīng)用以往表面安裝工序且能應(yīng)對電子零部件微小化和減小間距而不使生產(chǎn)率和安裝質(zhì)量下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的電子零部件安裝方法，用樹脂加固電路板與電子零部件的接合部，并且包括，在電路板上配置未硬化的加固樹脂的工序、在接合電子零部件的電極的電路板的接合部位的上部配置釬料膏的工序、以及在電路板上裝載電子零部件的工序，將配置加固樹脂和釬料膏且裝載電子零部件的電路板加熱后對其進(jìn)行冷卻。
根據(jù)此組成，基本上原樣應(yīng)用以往表面安裝工序，僅添加簡單的工序就能在焊錫使電子零部件與電路板接合的同時(shí)，用加固樹脂加固電子零部件的焊錫接合部，因而能提高電路板與接合部的可靠性，且生產(chǎn)率不下降，對適應(yīng)電子零部件電極微小化和減小間距而必須以微量焊錫接合的電子零部件安裝尤其有效。
最好依次進(jìn)行在電路板上配置片狀樹脂的工序、在片狀樹脂上供給釬料膏的工序、裝載電子零部件的工序、以及通過對釬料膏進(jìn)行回熔加熱后將其冷卻，一邊使電子零部件與電路板的焊錫接合和片狀樹脂硬化的工序。
根據(jù)此方法，通過裝載電子零部件時(shí)對裝載部位供給釬料膏，利用釬料膏的粘合力可靠地將電子零部件保持在電路板上，不可能脫落。而且，回熔加熱釬料膏時(shí)，片狀樹脂軟化，從而熔化的焊錫貫通樹脂片，使電子零部件的電極與電路板接合后，硬化的片狀樹脂進(jìn)行接合部的加固和電路板與電子零部件的接合，加固電路板上的電子零部件的接合部，謀求提高接合部的可靠性。作為電子零部件安裝工序，也僅增加供給釬料膏前在電子電路板裝貼片狀樹脂的工序，能原樣應(yīng)用以往表面安裝工序安裝電子零部件，同時(shí)還能一起加固電子零部件的接合部。
在片狀樹脂上以一定間隔形成孔，則回熔加熱時(shí)熔化的焊錫通過孔貫穿軟化的片狀樹脂進(jìn)行流動(dòng)，因而能使電子零部件的電極與電路板容易接合。
在片狀樹脂上形成凹部，使其對準(zhǔn)電路板的電極接合部位，則該凹部中的片狀樹脂厚度變小，熔化的焊錫容易貫穿流動(dòng)，能使電子零部件的電極與電路板可靠地接合，而且通過在凹部內(nèi)填充釬料膏，即使用于供給釬料膏的掩模厚度小，也能使供給的釬料膏的量大，在微細(xì)圖案的情況下也能供給需要量的釬料膏。
在片狀樹脂上形成孔，使其對準(zhǔn)電路板的電極接合部位，則回熔加熱時(shí)熔化的焊錫通過孔進(jìn)行電子零部件的電極與電路板的電極接合部位的焊錫接合，因而能使電子零部件的電極與電路板進(jìn)一步容易接合。
這種安裝方法最好依次進(jìn)行在接合電子零部件的電極的電路板的接合部位印刷釬料膏的工序、抑制釬料膏的流動(dòng)性以保持所印刷釬料膏的印刷形狀的工序、在含有釬料膏電路板上涂覆可熱硬化的加固樹脂的工序、在電路板上裝載電子零部件的工序、以及使電子零部件的焊錫接合和加固樹脂硬化的工序。
根據(jù)此組成，由于抑制印刷的釬料膏的流動(dòng)性，并且在含有該釬料膏的電路板上涂覆加固樹脂，涂覆加固樹脂時(shí)釬料膏的印刷形狀不走樣，其后在安裝電子零部件后加熱并進(jìn)行接合的同時(shí)，使加固樹脂硬化，所以安裝工序單純，能生產(chǎn)率良好地進(jìn)行安裝，而且即便因?yàn)殡娮恿悴考⑿』蜏p小間距，使印刷掩模厚度不得不減小，造成接合材料量小，也能用加固樹脂粘接電路板和電子零部件，又由于如上文所述，釬料膏印刷形狀不走樣，且釬料膏的厚度能吸收電極高度偏差，使安裝質(zhì)量不下降，能進(jìn)行接合可靠性高的安裝。
在上述抑制釬料膏的流動(dòng)性的工序中，在涂覆加固樹脂時(shí)，保持釬料膏的印刷形狀，但最好控制該流動(dòng)性，使其根據(jù)裝載電子零部件時(shí)的負(fù)荷改變形狀。又，在上述抑制釬料膏的流動(dòng)性的工序中，最好對釬料膏進(jìn)行烘干，使釬料膏中的溶劑等揮發(fā)。加固樹脂最好使用有焊劑作用的加固樹脂。
本發(fā)明的電路板，在電子零部件的接合面配置利用釬料膏的回熔加熱加以軟化并使其上的熔融焊錫流下到電路板的片狀樹脂。最好在片狀樹脂上以一定間隔形成孔，或者形成凹部，使其對準(zhǔn)電極接合部位，或者形成孔，使其對準(zhǔn)電極接合部位。
通過使用此電路板，能實(shí)施上述電子零部件安裝方法，且原樣應(yīng)用以往表面安裝工序，并能取得該安裝方法的效果。
本發(fā)明的電路板單元，包含電子零部件、具有使電子零部件的電極接合的電極焊接區(qū)的電路板、使電子零部件的電極與電路板的電極焊接區(qū)接合的焊錫接合部、以及配置在電路板上以加固焊錫接合部的加固樹脂，加固樹脂由單一樹脂材料組成，并以實(shí)質(zhì)上相同的厚度將其連續(xù)配置成遍及電路板的全部表面或至少配置多個(gè)電子零部件的規(guī)定區(qū)域的全部表面，并且加以硬化。
根據(jù)此電路板單元的組成，能利用上述電子零部件安裝方法，生產(chǎn)率良好地取得電子零部件與電路板的接合可靠性高的電路板單元，即使電路板上的電子零部件安裝密度高、多個(gè)電子零部件的間隔微小的情況下，由于這些電子零部件配置區(qū)域的全部表面配置加固樹脂，使其一起硬化，也能生產(chǎn)率良好且可靠地加固這些電子零部件與電路板的接合部。


圖1A～圖1E是本發(fā)明實(shí)施方式1的電子零部件安裝方法的工序圖。
圖2是用該實(shí)施方式的電子零部件安裝方法制造的電路板單元的立體圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施方式3的樹脂片的立體圖。
圖4A～圖4F是本發(fā)明實(shí)施方式4的電子零部件安裝方法的工序圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施方式5的樹脂片的立體圖。
圖6A～圖6E是該實(shí)施方式的電子零部件安裝方法的工序圖。
圖7A、圖7B是能用于本發(fā)明實(shí)施方式1～5的電路板的截面圖。
圖8A～圖8F是本發(fā)明實(shí)施方式6的電子零部件安裝方法的工序圖。
圖9A～圖9F是以往例的電子零部件安裝方法的工序圖。
圖10A～圖10F是另一以往例的底層填料安裝方法的工序圖。
圖11A～圖11E是又一以往例的無熔底層填料安裝方法的工序圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照圖1A～圖8F說明本發(fā)明電子零部件安裝方法的各實(shí)施方式。
實(shí)施方式1圖1A～圖1E是本發(fā)明實(shí)施方式1的電子零部件安裝方法的工序圖。本實(shí)施方式是在電路板1上安裝1.0毫米×0.5毫米大小的芯片零部件6(有時(shí)僅記為電子零部件6)、電極間距為0.4毫米的WL-CSP(Wafer-Level CSP)5(有時(shí)僅記為電子零部件5)的方法。圖1A中，電路板1由例如玻璃環(huán)氧樹脂制，具有鍍金的接合用的電極焊接區(qū)2。接著的工序中，如圖1B所示，在電路板1上配置未硬化的樹脂片3。樹脂片3中使用厚30微米的熱硬化樹脂片，切取成與電路板1的總體尺寸相同，裝貼并配置在電路板1上。樹脂片3的尺寸也可依照應(yīng)加固電路板1與電子零部件5、6的接合部的區(qū)域切取，并根據(jù)電路板1和電子零部件5、6的尺寸適當(dāng)選擇其厚度，通常使用幾十微米～幾百微米的。
樹脂片3的與電路板1的裝貼面的粘附力為2.0N/mm3。但是，粘附力選定表面安裝工序中不從電路板1剝離程度的粘附力即可。樹脂片3的焊錫印刷面和零部件安裝面的粘附力為0.05N/mm3。尤其在將印刷法用作釬料膏供給方法時(shí)，最好調(diào)整成樹脂片3不貼到用于印刷的金屬掩模的電路板面的程度的粘附力。
接著的工序中，如圖1C所示，在電路板1的電極焊接區(qū)2的上部的樹脂片3上，用厚80微米的金屬掩模供給釬料膏4。然后，如圖1D所示，裝載芯片零部件6和WL-CSP5。
接著的工序中，利用回熔爐等加熱方式對電路板1加熱，并且如圖1E所示，進(jìn)行焊錫接合和接合部的加固，從而完成電路板1中安裝電子零部件5、6的電路板單元9?；厝蹱t中，由包含約常溫～130℃的升溫區(qū)、140℃～180℃的釬料膏的焊劑激活預(yù)熱區(qū)、約180℃～250℃的焊錫熔化并使電路板1與電子零部件5、6利用焊錫接合的主加熱區(qū)、240℃至常溫的冷卻區(qū)的約400秒左右的溫度管理程序進(jìn)行處理。
在回熔工序的幾秒鐘～350秒鐘左右的加熱區(qū)中，樹脂片3軟化，熔化的焊錫貫穿軟化的樹脂片3，從而用焊錫7使電路板1與電子零部件5、6接合。然后，在冷卻區(qū)中，樹脂片3失去流動(dòng)性，形成硬化，硬化的加固樹脂8覆蓋接合部，而且使電子零部件5、6與電路板1粘結(jié)，從而加固電路板1與電子零部件5、6的接合部，提高其接合強(qiáng)度。
圖2示出用上述電子零部件安裝方法制造的電路板單元9的具體例。此電路板單元9中，電路板1上裝載多個(gè)電子零部件5、6，用焊錫7使電子零部件5、6的電極與電路板1的電極焊接區(qū)2接合，該焊錫接合部受配置在電路板1上的樹脂片3硬化后形成的加固樹脂8加固，并且遍及電路板1的全部表面以實(shí)質(zhì)上相同的厚度配置該加固樹脂8。因而，即使電路板1上的電子零部件5、6的安裝密度高、多個(gè)電子零部件5、6的間隔小的情況下，由于這些電子零部件5、6的配置區(qū)域的全部表面配置加固樹脂8并一起進(jìn)行硬化，也能生產(chǎn)率良好且可靠地加固電子零部件5、6域電路板1的接合部。
此外，在上述說明中，作為電子零部件，示出使用芯片零部件6和WL-CSP5的例子，但也可使用連接器零部件等用錫焊接合的任何電子零部件。
實(shí)施方式2接著，說明本發(fā)明實(shí)施方式2。下面的實(shí)施方式說明中，對與先行實(shí)施方式相同的組成要素標(biāo)注相同的參考號(hào)，省略說明，主要說明不同點(diǎn)。
上述實(shí)施方式1中，將熱硬化樹脂片用作樹脂片3，但本實(shí)施方式將熱可塑性樹脂片用作樹脂片3。這樣使用熱可塑性樹脂片時(shí)，也能取得同樣的接合部加固效果。
實(shí)施方式3接著，參照圖3說明本發(fā)明實(shí)施方式3。本實(shí)施方式中，遍及樹脂片3的實(shí)質(zhì)上全部表面以間距50微米的恒定間隔，矩陣狀實(shí)施孔徑例如50微米的細(xì)孔10。可在與釬料膏4的焊錫粒子實(shí)質(zhì)上對應(yīng)的幾微米至與電極焊接區(qū)2的尺寸對應(yīng)的直徑的范圍適當(dāng)選擇細(xì)孔10的孔徑。
本實(shí)施方式中，也能用與實(shí)施方式1相同的工序進(jìn)行電子零部件5、6的焊錫接合，并一起加固接合部。通過樹脂片3上以恒定間隔形成細(xì)孔10，在回熔工序的幾秒鐘～350秒鐘左右的加熱區(qū)中，樹脂片3軟化時(shí)，熔化的焊錫通過細(xì)孔10貫穿軟化的樹脂片3進(jìn)行流動(dòng)，因而即使樹脂片3的厚度(即加固樹脂8的厚度)加大成封住電子零部件5、6與電路板1的間隙，也能方便且可靠地將電子零部件5、6的電極與電路板1的電極焊接區(qū)2接合。
實(shí)施方式4接著，參照圖4A～圖4F說明本發(fā)明實(shí)施方式4。本實(shí)施方式與實(shí)施方式1的不同點(diǎn)是添加對電路板1上配置的樹脂片3形成凹部11并使其對準(zhǔn)電路板1的電極焊接區(qū)2的工序，如圖4C所示。
依次說明安裝工序。圖4A、圖4B與圖1A、圖1B相同。圖4C的工序中，在電路板1上配置的樹脂片3形成凹部11，使其與電路板1的電極焊接區(qū)2對準(zhǔn)。可通過將下表面與印刷釬料膏4的金屬掩模的開口部對應(yīng)地形成凸部的夾具(未圖示)接觸樹脂片3的上表面，形成此凹部11。接著，在圖4D的釬料膏4的印刷工序中，用金屬掩模在樹脂片3上供給釬料膏4。此釬料膏4的印刷工序中，不僅在金屬掩模的開口部，而且通過開口部在凹部11內(nèi)，都填充釬料膏4。其后的圖4E、圖4F的工序又與圖1D、圖1E相同。
根據(jù)本實(shí)施方式，則通過形成凹部11，使其對準(zhǔn)電路板1的電極焊接區(qū)2，該凹部11中的片狀樹脂3厚度變小，熔化的焊錫容易貫穿流動(dòng)，能使電子零部件5、6的電極與電路板1的電極焊接區(qū)2可靠地接合，而且通過在凹部11內(nèi)填充釬料膏4，即使用于供給釬料膏4的金屬掩模厚度小，也能使供給的釬料膏4的量大，在微細(xì)圖案的情況下也能供給需要量的釬料膏。
實(shí)施方式5接著，參照圖5、圖6A～圖6E說明本發(fā)明實(shí)施方式5。本實(shí)施方式中，如圖5所示，在樹脂片3上實(shí)施孔12，使其與電路板1的電極焊接區(qū)2對準(zhǔn)。
本實(shí)施方式中，用與實(shí)施方式1相同的工序也能進(jìn)行電子零部件5、6的焊錫接合，并一起加固接合部。在樹脂片3形成孔12，使其與電極焊接區(qū)2對準(zhǔn)，從而回熔加熱時(shí)熔化的焊錫通過孔12進(jìn)行焊錫接合，所以使電子零部件5、6的電極與電路板1的電極焊接區(qū)2容易且可靠地接合。
參照圖6A～圖6E進(jìn)行詳細(xì)說明。電路板1由玻璃環(huán)氧樹脂制，具有鍍金的電極焊接區(qū)2。接著，如圖6B所示，在電路板1上配置樹脂片3。樹脂片3中使用厚120微米的熱硬化樹脂片，切取成與電路板1的總體尺寸相同，裝貼并配置在電路板1上。也可將樹脂片3裝貼成其孔12與電路板1的電極焊接區(qū)2對位。
此外，樹脂片3的與電路板1的裝貼面的粘附力為2.0N/mm3。但是，粘附力選定表面安裝工序中不從電路板1剝離程度的粘附力即可。樹脂片3的焊錫印刷面和零部件安裝面的粘附力為0.05N/mm3。尤其在將印刷法用作釬料膏供給方法時(shí)，最好調(diào)整成樹脂片3不貼到用于印刷的金屬掩模的電路板面的程度的粘附力。
接著，如圖6C所示，在電路板1的電極焊接區(qū)2的上部的樹脂片3上，用厚80微米的金屬掩模供給釬料膏4。然后，如圖6D所示，裝載芯片零部件6和WL-CSP5。
接著，如圖6E所示，利用回熔爐等加熱方式對電路板1加熱，進(jìn)行焊錫接合和接合部的加固?；厝蹱t中，由包含約常溫～130℃的升溫區(qū)、140℃～180℃的釬料膏的焊劑激活預(yù)熱區(qū)、約180℃～250℃的焊錫熔化并使電路板1與電子零部件5、6利用焊錫接合的主加熱區(qū)、240℃至常溫的冷卻區(qū)的約400秒左右的溫度管理程序進(jìn)行處理。
在回熔工序的幾秒鐘～350秒鐘左右的加熱區(qū)中，樹脂片3軟化，熔化的焊錫貫穿軟化的樹脂片3，從而用焊錫7通過孔3使電路板1與電子零部件5、6接合。然后，在冷卻區(qū)中，樹脂片3失去流動(dòng)性，形成硬化，硬化的加固樹脂8覆蓋接合部，而且使電子零部件5、6與電路板1粘結(jié)，從而加固電路板1與電子零部件5、6的接合部，提高其接合強(qiáng)度。
實(shí)施方式6接著，參照圖7A、圖7B說明本發(fā)明實(shí)施方式6。本實(shí)施方式中，預(yù)先在電路板1上裝貼并配置樹脂片3。由于這樣制成預(yù)先裝貼樹脂片3的電路板1，通過僅進(jìn)行以往的表面安裝工序就能實(shí)施上述方式1～實(shí)施方式5的電子零部件接合方法，加固工序接合部。圖7B的電路板1與實(shí)施方式4對應(yīng)地示出在樹脂片3形成凹部11的例子。
實(shí)施方式7接著，參照作為其電子零部件安裝方法工序圖的圖8A～圖8F說明本發(fā)明圖8A中，1是電路板，2是接合電子零部件5、6的電極的電極焊接區(qū)，將該電路板1送入后續(xù)的釬料膏4的印刷工序。釬料膏4的印刷工序中，使電路板1對形成希望的開口部的金屬制掩模(未圖示)定位并疊合，并使印刷用的滑件(未圖示)以用適當(dāng)加壓接觸在掩模上的狀態(tài)沿印刷方向直線移動(dòng)，將釬料膏4填充到掩模的開口部后，使電路板1脫離掩模，從而通過掩模在電路板1的電極焊接區(qū)2上授給釬料膏4。
這里，掩模厚度比以往不小于0.10毫米(通常為0.10毫米～0.15毫米)的厚度小，為0.06毫米～0.08毫米。通過這樣使用可在安裝CSP5的電極焊接區(qū)2印刷的厚度均勻的掩模，能對安裝包含以往規(guī)模的芯片零部件6的全部電子零部件5、6的電極焊接區(qū)2穩(wěn)定地印刷釬料膏4。
本實(shí)施方式中，將掩模厚度取為0.06毫米～0.08毫米，但不限于此，只要是可對安裝小間距電子零部件的電極焊接區(qū)印刷的厚度即可。
接著，轉(zhuǎn)移到釬料膏烘干工序，在熱板(未圖示)上加熱電極焊接區(qū)2上印刷糊狀釬料膏4的電路板，使釬料膏4中的溶劑揮發(fā)并烘干，從而如圖8C所示，形成流動(dòng)性受到抑制的釬料膏14的狀態(tài)。在120℃～180℃下進(jìn)行20秒鐘～120秒鐘的烘干。抑制流動(dòng)性的釬料膏14在后工序的未硬化樹脂材料涂覆工序和電子零部件制造工序中，相對于涂覆未硬化樹脂材料時(shí)的未硬化樹脂材料的流動(dòng)保持釬料膏4的印刷形狀，但將其流動(dòng)性控制成相對于裝載電子零部件5、6時(shí)的裝載負(fù)荷改變形狀。
本實(shí)施方式對整個(gè)電路板1加熱，以烘干電路板1上實(shí)質(zhì)上全部區(qū)域的釬料膏4，但不限于此，也可有選擇地烘干電路板1上裝載的電子零部件中1個(gè)或多個(gè)特定電子零部件所對應(yīng)的區(qū)域的釬料膏4。
本實(shí)施方式將熱板用作進(jìn)行烘干的手段，但不限于此，也可用熱風(fēng)、微波、光等的烘干、或真空烘干等，對釬料膏4進(jìn)行烘干。
接著，如圖8D所示，在未硬化樹脂材料涂覆工序中，利用涂覆裝置(未圖示)對含有抑制流動(dòng)性的釬料膏14的電路板1的全部表面涂覆所需量的可熱硬化的未硬化樹脂材料15。未硬化樹脂材料15最好使用通常慣用的環(huán)氧類樹脂。抑制流動(dòng)性的釬料膏14不因涂覆未硬化樹脂材料15時(shí)的未硬化樹脂材料15的流動(dòng)而印刷形狀走樣，所以能保持印刷形狀。
本實(shí)施方式中，在電路板1上的實(shí)質(zhì)上全部區(qū)域涂覆可熱硬化的未硬化樹脂材料15，但不限于此，與烘干工序相同，也可有選擇地涂覆裝在電路板1上的電子零部件1中1個(gè)或多個(gè)特定電子零部件所對應(yīng)的區(qū)域，這時(shí)最好對與前工序有選擇地烘干的區(qū)域一致的區(qū)域進(jìn)行涂覆。
本實(shí)施方式雖然使用涂覆裝置進(jìn)行涂覆，但不限于此，也可用印刷裝置或噴墨裝置等，只要能對電路板1供給所需量的可熱硬化的未硬化樹脂材料15即可。
接著，在電子零部件裝載工序中，利用裝載電子零部件用的吸嘴(未圖示)依次吸附芯片零部件6、CSP5并加以定位后，如圖8E所示，將芯片零部件6、CSP5裝載在電路板1上。這時(shí)，如上文所述，對抑制流動(dòng)性的釬料膏14將其流動(dòng)性控制成相對于裝載這些芯片零部件6、CSP5時(shí)的負(fù)荷改變形狀，使裝載后的芯片零部件6的電極6a和CSP5的電極5a成為插到抑制流動(dòng)性的釬料膏14的狀態(tài)，以抑制流動(dòng)性的釬料膏4為中介，穩(wěn)定連接電極焊接區(qū)2，因而即使CSP5的電極5a有電極高度偏差，存在高度低的電極X，也能吸收該高度偏差，防止發(fā)生未接合等安裝質(zhì)劣。
由于利用基于裝載CSP5時(shí)的裝載負(fù)荷的抑制流動(dòng)性的釬料膏14的形變和可熱硬化的未硬化樹脂材料15的粘附力保持裝載的芯片零部件6、CSP5，即使因使用可對電極焊接區(qū)2印刷的厚度小的掩模而芯片零部件6用的釬料膏14的量小，芯片零部件6、CSP5的保持力也不降低，以可靠保持的狀態(tài)進(jìn)至下一工序，因而能防止缺件等安裝質(zhì)劣。
此外，在本實(shí)施方式中，不專門進(jìn)行裝載負(fù)荷控制，但也可做成控制裝載負(fù)荷，使任意負(fù)荷下能安裝。通過做成這樣，控制流動(dòng)性受控制的釬料膏14的形變量，進(jìn)行芯片零部件6和CSP5的保持力的調(diào)整和裝載后焊錫擴(kuò)散量的調(diào)整等，能可靠地防止缺件、短路等安裝質(zhì)劣。
在最后的回熔工序中，利用熱風(fēng)、紅外線加熱器等熱源(未圖示)進(jìn)行加熱，使釬料膏14熔化，并且如圖8F所示，熔化后凝固的焊錫對電路板1上的芯片零部件6和CSP5進(jìn)行錫焊，從而形成焊錫7的接合部。回熔條件取為無鉛焊錫的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范概要，即140℃～180℃下進(jìn)行90秒鐘～120秒鐘的預(yù)熱，使峰溫度為240℃～250℃，并確保焊錫熔化溫度220℃不短于30秒鐘。
這時(shí)，釬料膏14熔化，對芯片零部件6的電極6a與電極焊接區(qū)2進(jìn)行錫焊，并且由釬料膏14和焊錫珠形成的電極5a本身熔化，使CSP5的電極5a與電極焊接區(qū)2受到錫焊。未硬化樹脂材料15也得以硬化，與加熱硬化的加固樹脂8一起，使電路板1與芯片零部件6和CSP5粘結(jié)，進(jìn)行焊錫7的接合部的加固。這樣，CSP5以其焊錫量中增加釬料膏14的焊錫量后得到的高效率進(jìn)行錫焊，因而錫焊后的接合強(qiáng)度提高，而且能以加熱硬化后的加固樹脂8帶來的焊錫7的接合部的加固確保接合可靠性高。
由于利用加熱后硬化的加固樹脂8粘結(jié)電路板1和芯片零部件6，進(jìn)行該焊錫7的接合部的加固，即使因使用可對安裝CSP5的電極焊接區(qū)2印刷的厚度小的掩模而芯片零部件6用的糊狀焊錫量小，也能確保接合可靠性高。
在本實(shí)施方式中，利用在電路板1的實(shí)質(zhì)上全部區(qū)域加熱硬化的加固樹脂8粘結(jié)電路板1和電子零部件5、6，但不限于此，也可利用在與前工序相符的區(qū)域有選擇地加熱硬化的加固樹脂粘結(jié)電路板1和電子零部件5、6。
上述實(shí)施方式示出由焊錫珠形成CSP5的電極5a的例子，但由于用回熔工序加熱而熔化的釬料膏14進(jìn)行錫焊，不限于此，也可以是用回熔工序加熱而不熔化的銅珠、黃銅珠、高溫焊錫珠等形成電極5a電子零部件。
此外，示出了利用釬料膏14的焊劑去除錫焊時(shí)電極和電極焊接區(qū)的氧化物等的例子，但不限于此，可熱硬化的加固樹脂也可具有焊劑，以進(jìn)一步提高焊劑的作用。
工業(yè)上的實(shí)用性本發(fā)明在對電子零部件和電路板進(jìn)行焊錫接合的同時(shí)，用片狀樹脂加固電子零部件的焊錫接合部，從而能提高與電路板的接合部的可靠性，并且不使生產(chǎn)率降低，尤其對適應(yīng)電子零部件電極微小化和減小間距而以微量焊錫進(jìn)行接合的電子零部件安裝等有用。
權(quán)利要求
1.一種電子零部件安裝方法，其特征在于，用樹脂(8)加固電路板(1)與電子零部件(5、6)的接合部，并且包括在電路板(1)上配置未硬化的加固樹脂(3、15)的工序、在接合電子零部件(5、6)的電極(5a、6a)的電路板(1)的接合部位(2)的上部配置釬料膏(4)的工序、以及在電路板(1)上裝載電子零部件(5、6)的工序，將配置加固樹脂(3、15)和釬料膏(4)且裝載電子零部件(5、6)的電路板(1)加熱后對其進(jìn)行冷卻。
2.如權(quán)利要求1中所述的電子零部件安裝方法，其特征在于，依次進(jìn)行在電路板(1)上配置片狀樹脂(3)的工序、在片狀樹脂(3)上供給釬料膏(4)的工序、裝載電子零部件(5、6)的工序、以及通過對釬料膏(4)進(jìn)行回熔加熱后將其冷卻，以便使電子零部件(5、6)與電路板(1)的焊錫(7)接合和片狀樹脂硬化的工序。
3.如權(quán)利要求2中所述的電子零部件安裝方法，其特征在于，在片狀樹脂(3)上以一定間隔形成孔(10)。
4.如權(quán)利要求2中所述的電子零部件安裝方法，其特征在于，在片狀樹脂(3)上對準(zhǔn)電路板(1)的電極接合部位(2)形成凹部(11)。
5.如權(quán)利要求2中所述的電子零部件安裝方法，其特征在于，在片狀樹脂(3)上對準(zhǔn)電路板(1)的電極接合部位(2)形成孔(12)。
6.如權(quán)利要求1中所述的電子零部件安裝方法，其特征在于，依次進(jìn)行在接合電子零部件(5、6)的電極(5a、6a)的電路板(1)的接合部位(2)印刷釬料膏(4)的工序、抑制釬料膏(4)的流動(dòng)性以保持所印刷釬料膏(4)的印刷形狀的工序、在含有釬料膏(4)電路板(1)上涂覆可熱硬化的加固樹脂(15)的工序、在電路板(1)上裝載電子零部件(5、6)的工序、以及使電子零部件(5、6)的焊錫(7)接合和加固樹脂(15)硬化的工序。
7.如權(quán)利要求6中所述的電子零部件安裝方法，其特征在于，在抑制釬料膏(4)的流動(dòng)性的工序中，在涂覆加固樹脂(15)時(shí)，保持釬料膏(4)的印刷形狀，但控制該流動(dòng)性，使其根據(jù)裝載電子零部件(5、6)時(shí)的裝載負(fù)荷改變形狀。
8.如權(quán)利要求7中所述的電子零部件安裝方法，其特征在于，在抑制釬料膏(4)的流動(dòng)性的工序中，對釬料膏(4)進(jìn)行烘干，使釬料膏(4)中的溶劑等揮發(fā)。
9.如權(quán)利要求8中所述的電子零部件安裝方法，其特征在于，有選擇地烘干電路板(1)上的實(shí)質(zhì)上全部區(qū)域的釬料膏(4)或規(guī)定區(qū)域的釬料膏(4)。
10.如權(quán)利要求8中所述的電子零部件安裝方法，其特征在于，利用熱風(fēng)、加熱器、微波、光烘干或真空烘干，進(jìn)行烘干。
11.如權(quán)利要求6中所述的電子零部件安裝方法，其特征在于，有選擇地在電路板(1)上的實(shí)質(zhì)上全部區(qū)域或規(guī)定區(qū)域涂覆加固樹脂(15)。
12.如權(quán)利要求6中所述的電子零部件安裝方法，其特征在于，使用有焊劑作用的加固樹脂(15)。
13.如權(quán)利要求6中所述的電子零部件安裝方法，其特征在于，使用有使電子零部件(5、6)和電路板(1)粘結(jié)的作用的加固樹脂(15)。
14.如權(quán)利要求6中所述的電子零部件安裝方法，其特征在于，利用基于裝載負(fù)荷的釬料膏(4)的形變和加固樹脂(15)的粘附力，保持裝載的電子零部件(5、6)。
15.一種電路板，其特征在于，在電子零部件(5、6)的接合面配置利用釬料膏(4)的回熔加熱加以軟化并使其上的熔融焊錫流下到電路板(1)的片狀樹脂(3)。
16.如權(quán)利要求15中所述的電路板，其特征在于，在片狀樹脂(3)上以一定間隔形成孔(10)。
17.如權(quán)利要求15中所述的電路板，其特征在于，在片狀樹脂(3)上對準(zhǔn)電極接合部位(2)形成凹部(11)。
18.如權(quán)利要求15中所述的電路板，其特征在于，在片狀樹脂(3)上對準(zhǔn)電極接合部位(2)形成孔(12)。
19.一種電路板單元(9)，其特征在于，包含電子零部件(5、6)、具有使電子零部件(5、6)的電極(5a、6a)接合的電極焊接區(qū)(2)的電路板(1)、使電子零部件(5、6)的電極(5a、6a)與電路板(1)的電極焊接區(qū)(2)接合的焊錫(7)接合部、以及配置在電路板(1)上以加固焊錫(7)接合部的加固樹脂(8)，加固樹脂(8)由單一樹脂材料組成，并以實(shí)質(zhì)上相同的厚度將其連續(xù)配置成遍及電路板(1)的全部表面或至少配置多個(gè)電子零部件(5、6)的規(guī)定區(qū)域的全部表面，并且加以硬化。
全文摘要
一種電子零部件安裝方法，在電路板(1)上配置未硬化的加固樹脂(3、15)分工序、在接合電子零部件(5、6)的電極(5a、6a)的電路板(1)的接合部位的上部配置釬料膏(4)的工序、在電路板(1)上裝載電子零部件(5、6)的工序、以及將配置加固樹脂(3、15)和釬料膏(4)且裝載電子零部件(5、6)的電路板(1)加熱后對其進(jìn)行冷卻。利用這種方法，能進(jìn)行接合可靠性高的安裝，同時(shí)還能原樣應(yīng)用以往的表面安裝工序，而且能應(yīng)對電子零部件的微小化和間距減小，不使生產(chǎn)率和安裝質(zhì)量降低。
文檔編號(hào)H05K3/34GK1922942SQ20058000558
公開日2007年2月28日 申請日期2005年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月24日
發(fā)明者森將人, 大西浩昭, 平野正人, 西田一人 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社