電子零件安裝方法
2023-05-13 08:10:51 2
專利名稱：電子零件安裝方法
技術領域：
本發明涉及一種將在下面形成有以軟焊料為成分的凸點的帶凸點的電子零件與形成在基板上的電極釺焊接合安裝的電子零件安裝方法。
背景技術：
作為將半導體裝置等電子零件安裝在基板上的方法，廣泛使用使在半導體裝置的下面形成的以軟焊料為成分的凸點與基板的電極釺焊接合併導通的方法。僅在凸點和電極的釺焊接合中，有時將電子零件保持在基板上的保持力不充分，因此，通常進行通過環氧樹脂等熱固性樹脂對電子零件和基板進行樹脂加強。目前，對於該樹脂加強廣泛使用在安裝電子零件後向基板與電子零件的間隙填充底部填充樹脂的方法。但是，伴隨近年來的電子零件的微細化，不易在基板與電子零件之間填充樹脂。因此，作為安裝後的電子零件的樹脂加強的方法，在搭載電子零件之前，與用於 釺焊接合凸點的焊劑等接合材料一同，塗敷用於將電子零件的角部等加強部位固定於基板的樹脂加強材料，在搭載零件之後，使樹脂加強材料固化的所謂的「預塗樹脂」的樹脂加強方法(參照專利文獻I)。在該專利文獻例中記載有如下的方法，在搭載通過釺焊接合安裝於基板的半導體封裝之前，在基板的安裝面部多個部位塗敷有具備軟焊料焊劑功能的加強材料，在搭載零件之後使加強材料熱固化並局部地加強半導體封裝的釺焊接合部的樹脂加強的方法。就該樹脂加強方法而言，與對電子零件的下面整面進行加強的加強方式相比，在產生安裝不良時，能夠容易地從基板上拆下電子零件，修理作業變得容易。進而，在安裝後，凸點的釺焊接合部未被樹脂加強部在密閉狀態下覆蓋，因此，具有能夠防止在再回流工序中產生釺焊接合部熔融噴出的軟焊料隆起(ti ^ ^二)的優點。但是，包含上述的專利文獻I中所示的先行技術在內，在現有技術中，由於在零件搭載前執行的加強材料的塗敷的塗敷位置的精度，產生如下的問題。即，在供給作為加強材料的樹脂加強材料中，使用分配器等塗敷裝置塗敷樹脂加強材料。此時，根據塗敷動作的位置控制的精度，會產生部分覆蓋電極而塗敷樹脂加強材料的情況。而且，在介於這種樹脂加強材料電極上的狀態下進行與凸點的釺焊接合的情況下，若樹脂加強材料具備的軟焊料焊劑功能不充分，則釺焊接合性降低，結果會阻礙良好的釺焊接合部的形成。另外，這種樹脂加強材料覆蓋電極的位置精度不良能夠通過較低地設定塗敷裝置的塗敷速度來防止。但是，在該情況下，作業節奏延遲，無法避免生產性的降低。這樣，在現有技術中，將在下面形成有以軟焊料為成分的凸點的帶凸點的電子零件安裝於形成在基板上的電極的電子零件安裝中，存在由於樹脂加強材料局部覆蓋電極而很難有效地防止釺焊接合性降低的課題。專利文獻I :(日本)特開2008 - 300538號公報
發明內容
因此，本發明提供一種電子零件安裝方法，在通過樹脂加強材料將帶凸點的電子零件部分地固定於基板並加強的安裝狀態下，能夠有效地防止由於樹脂加強材料局部覆蓋電極引起的釺焊接合性的降低。本發明的電子零件安裝方法，將在下面形成有以軟焊料為成分的凸點的帶凸點的電子零件通過將凸點與形成在基板上的電極釺焊接合來進行安裝，其中，包含焊劑供給工序，將熱固化型焊劑向電極或凸點供給；加強材料供給工序，將在塗敷於基板上的狀態下具有不產生塌型的性狀的樹脂加強材料向在基板上與至少包含電子零件的角部的加強部位對應的位置供給；零件搭載工序，在焊劑供給工序及加強材料供給工序之後將電子零件搭載於基板，經由熱固化型焊劑使凸點到達電極，同時，使加強部位與樹脂加強材料接觸；回流工序，通過在零件搭載工序後根據規定的加熱曲線對基板進行加熱，使凸點熔融固化，形成連接電極和電子零件的釺焊接合部，且使熱固化型焊劑固化，形成從周圍加強釺焊接合部的樹脂加強部，且使樹脂加強材料熱固化，形成將加強部位固定於基板的局部加強部，熱固化型焊劑配合第一熱固性樹脂而構成，樹脂加強材料配合第二活性成分及觸變成分而構成，第一熱固性樹脂配合有第一活性成分，在熱固化型焊劑及樹脂加強材料的配合組成中，將第二活性成分的配合比率設為比第一活性成分的配合比率大。 本發明的電子零件安裝方法中，通過將樹脂加強材料的第二活性成分的配合比率設為比熱固化型焊劑的第一活性成分的配合比率大，在活性成分的有效貢獻度較低的樹脂加強材料從電極上溢出的情況下，通過第二活性成分也能夠確保電極和凸點的釺焊接合性。
圖IA是本實施方式的電子零件安裝法的工序說明圖；圖IB是本實施方式的電子零件安裝法的工序說明圖；圖IC是本實施方式的電子零件安裝法的工序說明圖；圖ID是本實施方式的電子零件安裝法的工序說明圖；圖IE是本實施方式的電子零件安裝法的工序說明圖；圖IF是本實施方式的電子零件安裝法的工序說明圖；圖2是表示本發明實施方式的電子零件安裝方法中使用的樹脂加強材料及熱固化型焊劑的成分組成例子的圖；圖3A是本實施方式的電子零件安裝方法的工序說明圖；圖3B是本實施方式的電子零件安裝方法的工序說明圖；圖4A是本實施方式的電子零件安裝方法的工序說明圖；圖4B是本實施方式的電子零件安裝方法的工序說明圖；圖5是本實施方式的電子零件安裝方法的凸點和電極的釺焊接合部的放大剖面圖。標記說明I 電子零件Ia :加強部位2:凸點
2r :釺焊接合部5 :基板6 電極7 :轉印帶8 :熱固化型焊劑8a、IOa:環氧樹脂8b、I Ob:固化劑 8c、IOc:活性劑8d、IOd :觸變劑(子夕乂剤)8e、IOe:可塑劑8r :樹脂加強部10 :樹脂加強材料IOr :局部加強部
具體實施例方式首先，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。在本實施方式的電子零件安裝方法中，將在下面形成有多個以軟焊料為成分的凸點2的帶凸點的小型電子零件I通過將凸點2與形成於基板5的電極6釺焊接合而進行安裝。將電子零件I安裝於基板5的情況下，應力集中在形成矩形的電子零件I的角部，由此，會在釺焊接合部的電路產生斷裂。因此，電子零件I的角部等作為加強部位用樹脂加強材料10進行加強。以下，對各工序進行詳細說明。首先，如圖IA所示，在下面形成有以軟焊料為成分的凸點2的電子零件I通過零件保持工具3吸附保持並從零件供給部(省略圖示)取出。與此同時，如圖IB所示，將上面形成有電極6的基板5保持於基板保持部4。接著，如圖IC所示，零件保持工具3向轉印帶7上移動，進行向凸點2的焊劑供給。轉印帶7為具有平滑的轉印面7a的箱狀容器，在轉印面7a上以規定厚度形成有熱固化型焊劑8的塗月吳。在此，如圖IC所示，保持電子零件I的零件保持工具3相對於轉印帶7下降後上升。而且，電子零件I的下面的凸點2與熱固化型焊劑8接觸。由此，通過轉印將規定量的熱固化型焊劑8向凸點2的下端部供給。在此，參照圖2對熱固化型焊劑8的組成例進行說明。如圖2所示，熱固化型焊劑8包含環氧樹脂8a、固化劑Sb、活性劑Sc、觸變劑8d及可塑劑Se。作為環氧樹脂8a (第一熱固性樹脂)，使用雙酚A型或雙酚F型的環氧樹脂，在本實施方式所示的實施例I中含有45. 0wt%的配合比率的環氧樹脂。作為使環氧樹脂8a固化的固化劑8b，含有7. 0wt%的配合比率的咪唑、酸酐、醯肼、聚硫醇等。活性劑Sc (第一活性成分)具有除去電極6及凸點2的表面的氧化膜的作用，含有5. 5wt%的配合比率的有機酸、胺有機酸鹽、胺滷鹽(7 ^ >〃 口 Y >塩)等。觸變劑8d為了對熱固化型焊劑8賦予觸變性(★々〃性)而配合，作為觸變劑8d，以4. Owt%的配合比率配合脂肪酸醯胺等有機系的觸變劑。進而，作為用於對熱固化型焊劑8賦予可塑性的可塑劑Se，含有38. 5wt%的配合比率的乙二醇改性物。
S卩，如上述組成所示，熱固化型焊劑8為在第一熱固性樹脂即環氧樹脂8a配合第一活性成分即活性劑8c的組成。另外，作為熱固化型焊劑8的供給方式，也可以通過分配或印刷等方法向電極6上供給熱固化型焊劑8來代替通過轉移向凸點2供給熱固化型焊劑
8。即，在此，將在第一熱固性樹脂配合有第一活性成分的熱固化型焊劑8向電極6或凸點2供給(焊劑供給工序)。另外，與焊劑供給工序並行，通過配合對基板5供給樹脂加強材料10。如圖ID所示，貯存有樹脂加強材料10的分配器9 一邊在基板5上移動一邊從噴嘴9a排出樹脂加強材料10。分配器9以規定的堤狀截面形狀向預先設定的基板5的加強部位供給樹脂加強材料10。在此，電子零件I的包含角部的外緣部設定為加強部位。在這些加強部位，電子零件I的外緣部經由樹脂加強材料10固定於基板5並對釺焊接合部進行加強。此時，樹脂加強材料10接近電子零件I中位於最外緣的電極6並被供給。
在此，參照圖2，對樹脂加強材料10的組成例進行說明。如圖2所示，樹脂加強材料10包含環氧樹脂10a、固化劑10b、活性劑10c、觸變劑IOd及可塑劑10e。作為環氧樹脂IOa (第二熱固性樹脂)，同樣使用雙酚A型或雙酚F型的環氧樹脂，在實施例I中，含有55. 0wt%的配合比率的環氧樹脂。作為使環氧樹脂IOa固化的固化劑10b，含有12. Owt%的配合比率的咪唑、酸酐、醯肼、聚硫醇等。活性劑IOc (第二活性成分)與活性劑Sc (第一活性成分)同樣地具有除去電極6及凸點2的表面的氧化膜的作用，含有8. 5wt%的配合比率的有機酸、胺有機酸鹽、胺滷鹽等。假設樹脂加強材料10和熱固化型焊劑8在電極6上接觸，在活性劑IOc (第二活性成分)中使用與活性劑Sc (第一活性成分)相同成分的物質。即使樹脂加強材料10和熱固化型焊劑8在電極6上接觸，若共用活性劑，則樹脂加強材料10及熱固化型焊劑8也不會產生意想不到的反應。作為為了賦予觸變性而配合的觸變劑10d，觸變性賦予效果比有機系的觸變劑高的無機系的觸變劑以O. 5wt%的配合比率與樹脂加強材料10配合。而且，作為為了賦予可塑性而配合的可塑劑10e，在樹脂加強材料10中含有24. 0wt%的配合比率的橡膠成分。在上述成分組成中，作為無機系的觸變劑使用觸變性賦予效果高的二氧化矽微粒子，因此，樹脂加強材料10的觸變性成為遠大於熱固化型焊劑8的觸變性的值。因此，樹脂加強材料10在被堤狀塗敷於基板5上的狀態下不會產生塌型(型崩Λ)，成為能夠維持堤狀的截面形狀的性狀。由此，在後述的搭載電子零件I時，電子零件I的加強部位Ia與堤狀的截面形狀的樹脂加強材料10可靠地接觸。即，將具有在塗敷於基板5的狀態下不產生塌型的性狀的樹脂加強材料10向與在基板5中至少包含電子零件I的角部的加強部位對應的位置供給(加強材料供給工序)。在此，樹脂加強材料10在第二熱固性樹脂即環氧樹脂IOa配合作為第二活性成分的活性劑IOc以及作為觸變成分的觸變劑IOd而構成。而且，在熱固化型焊劑8、樹脂加強材料10的配合組成例中，樹脂加強材料10中的活性劑IOc的配合比率比熱固化型焊劑8中的活性劑Sc的配合比率大。在此，若用數值表示相對於熱固化型焊劑8的活性劑Sc的、樹脂加強材料10的活性劑10c，則如圖2所示，成為I. 55的值。對該數值的含義在後文中說明。接著，進行電子零件I向基板5的搭載。S卩，如圖IE所示，向凸點2進行熱固化型焊劑8的供給後，保持有電子零件I的零件保持工具3向供給有樹脂加強材料10後的基板5的上方移動。而且，零件保持工具3相對於基板5的電極6對凸點2進行對位。接著，零件保持工具3下降。由此，如圖IF所示，凸點2經由熱固化型焊劑8到達電極6。而且，與此同時，電子零件I的加強部位Ia與向基板5上供給的樹脂加強材料10接觸。S卩，在此，在焊劑供給工序及加強材料供給工序後將電子零件I搭載於基板5上。而且，經由熱固化型焊劑8使凸點2到達電極6，同時，使電子零件I的加強部位Ia與向基板5上供給的樹脂加強材料10接觸(零件搭載工序)。在此，參照圖3對零件搭載工序中的樹脂加強材料10的動作進行說明。在本實施方式中，作為安裝對象的電子零件I為小型零件，因此，如圖3A所示，從最外緣的凸點2至電子零件I的外端部的空間S減小，應成為使樹脂加強材料10接觸的加強餘量的部分變窄。因此，在基板5中供給樹脂加強材料10的位置接近電極6設定，樹脂加強材料10塗敷 在與最外緣的電極6極其接近的位置。因此，在將電子零件I搭載於基板5的狀態下，如圖3B所示，被電子零件I的加強部位Ia按壓的樹脂加強材料10在基板5的上面向內側方向擴展，一部分部分地覆蓋電極6的上面而成為介於凸點2的下端面與電極6的上面之間的狀態。而且，基板5保持這樣的狀態而被送至回流裝置。如圖4A所示，根據規定的加熱曲線進行加熱。由此，由軟焊料形成的凸點2熔融固化而與電極6釺焊接合，形成釺焊接合部2r。此時，通過熱固化型焊劑8中含有的活性成分的作用除去在凸點2及電極6的表面生成的氧化膜。因此，熔融的軟焊料容易在電極上擴展，確保良好的釺焊接合性。而且，通過熱固化型焊劑8中的環氧樹脂8a熱固化，形成從周圍加強釺焊接合部2r的樹脂加強部Sr。進而，通過使樹脂加強材料10熱固化，將基板5的上面和電子零件I的加強部位Ia固接，形成對電子零件I部分地加強的局部加強部10r。S卩，上述的回流工序中，通過在零件搭載工序之後根據規定的加熱曲線對基板5進行加熱，使凸點2熔融固化而形成連接電極6和電子零件I的釺焊接合部2r，同時，使熱固化型焊劑8固化，形成從周圍加強釺焊接合部2r的樹脂加強部Sr。而且，使樹脂加強材料10熱固化,形成將加強部位Ia固定於基板5的局部加強部IOr (回流工序)。接著，參照圖5對上述的回流工序中的樹脂加強材料10的動作及凸點2和電極6的釺焊接合下的樹脂加強材料10的作用進行說明。如上所述，在零件搭載工序中被按壓的樹脂加強材料10的一部分部分地覆蓋電極6的上面6a，在樹脂加強材料10介於凸點2的下端面與電極6的上面6a之間狀態下進行回流工序。此時，樹脂加強材料10中的活性劑IOc的配合比率設定為比熱固化型焊劑8中的活性劑8c的配合比率大。由此，使用如樹脂加強材料10那樣設定為高觸變性的性狀的不易流動的粘性材料的情況下，能夠對電極6的上面6a及凸點2的表面2a產生充分的活性作用。即，對以使電子零件I的加強部位Ia和基板5固接的目的供給的樹脂加強材料10要求不易塌型的高觸變性。因此，樹脂加強材料10中含有的活性成分中，僅與表面2a及上面6a接觸的部分中含有的活性成分有助於提高釺焊接合性。換言之，與以在上面6a上自由流動為前提而設定配合組成的熱固化型焊劑8相比，樹脂加強材料10中的活性成分的有效貢獻度較低。因此，為了良好地確保與被供給樹脂加強材料10的加強部位接近的電極6和凸點2的釺焊接合性，樹脂加強材料10中的活性劑IOc的配合比率需要設定為比熱固化型焊劑8中的活性劑8c的配合比率大。在本實施方式中，如圖2所示，以樹脂加強材料10中的活性劑(第二活性成分)10c的配合比率除以熱固化型焊劑8中的活性劑(第一活性成分)Sc的配合比率的活性劑量之比為I. 55的方式進行設定。在此，為了良好地確保上述的釺焊接合性，優選將該活性劑量之比設定在I. 2以上且I. 8以下的範圍內。通過將樹脂加強材料10中的活性劑IOc的配合比率設為熱固化型焊劑8中的活性劑Sc的配合比的I. 2倍，樹脂加強材料10的氧化膜除去能力與熱固化型焊劑8大致相同。在活性劑量之比不足I. 2的情況下，樹脂加強材料10的氧化膜除去能力比熱固化型焊劑8小，電極6和凸點2的釺焊接合性不充分。若增加樹脂加強材料10中的活性劑IOc的配合比率，則樹脂加強材料10的氧化膜除去能力雖提高，但有可能成為保存穩定性及遷移的主要原因，因此，認為最好止於熱固化型焊劑8的活性劑8c中的配合比的I. 8倍。另外，在圖2中作為比較例I所示的樹脂加強材料10、熱固化型焊劑8的配合組成 例表示上述活性劑量之比為O. 91，超出1.2以上且I. 8以下的範圍內的例子。S卩，在該比較例I中，表示了在具有與實施例I同一配合組成的熱固化型焊劑8和實施例I的樹脂加強材料10中，將活性劑IOc的配合比率減小至5. 0wt%的例子。而且，實驗證明，若以該比較例I所示的樹脂加強材料10和熱固化型焊劑8的組合執行圖I 圖4所示的零件安裝過程，則不能確保與被供給樹脂加強材料10的加強部位接近的電極6和凸點2的釺焊接合性。如上述說明，本實施方式所示的電子零件安裝方法為如下的方法，將在下面形成有以軟焊料為成分的凸點2的帶凸點的電子零件I通過將凸點2與形成在基板上的電極釺焊接合而進行安裝的方法。而且，本實施方式所示的電子零件安裝方法包括焊劑供給工序、加強材料供給工序、零件搭載工序以及在零件搭載工序後進行的回流工序。焊劑供給工序向電極6或凸點2供給熱固化型焊劑8。加強材料供給工序將具有在塗敷於基板5的狀態下不產生塌型的性狀的樹脂加強材料10向與在基板5中至少包含電子零件I的角部的加強部位Ia對應的位置供給。零件搭載工序在焊劑供給工序及加強材料供給工序之後將電子零件I搭載於基板5上，經由熱固化型焊劑8使凸點2到達電極6，並且使加強部位Ia與樹脂加強材料10接觸。S卩，經由在第一熱固性樹脂即環氧樹脂8a配合有第一活性成分即活性劑Sc的熱固化型焊劑8使凸點2到達電極6。進而，使在第二熱固性樹脂即環氧樹脂IOa配合有第二活性成分即活性劑IOc的樹脂加強材料10與電子零件I的加強部位Ia接觸。回流工序通過在零件搭載工序後根據規定的加熱曲線對基板5進行加熱，使凸點2熔融固化，形成連接電極6和電子零件I的釺焊接合部，且使熱固化型焊劑8固化，形成從周圍加強釺焊接合部的樹脂加強材料10。進而，使樹脂加強材料10熱固化而形成將加強部位Ia固定於基板5的局部加強部。即，通過在該零件搭載後對基板5進行加熱，形成將凸點2和電極6接合的釺焊接合部2r。進而，採用形成從周圍加強該釺焊接合部2r的樹脂加強部Sr的方式。
而且，在該實施方式I的零件安裝時，熱固化型焊劑8配合第一活性成分的第一熱固性樹脂而構成，樹脂加強材料10配合第二活性成分及觸變成分而構成，所述第一熱固性樹脂配合有第一活性成分。另外，在熱固化型焊劑8及樹脂加強材料10的配合組成中，將活性劑IOc的配合比率設為比活性劑Sc的配合比率大。由此，在因樹脂加強材料10的供給時的位置偏移及零件搭載時的電子零件I的擴展等而使活性成分的貢獻度較低的樹脂加強材料10從電極6上溢出的情況下，通過樹脂加強材料10與凸點2及電極6接觸的部分中包含的活性劑IOc能夠確保電極6和凸點2的釺焊接合性。而且，能夠有效地防止由樹脂加強材料10局部覆蓋電極6產生的加強部部位的凸點和電極6的釺焊接合性的降低。產業上的可利用性本發明的電子零件安裝方法具有如下效果，在通過樹脂加強材料部分地將帶凸點的電子零件固定於基板進行加強的安裝狀態下，能夠有效地防止由樹脂加強材料局部覆蓋 電極而產生的釺焊接合性的降低，在將帶凸點的電子零件釺焊接合於基板而製造安裝基板的領域是有用的。
權利要求
1.一種電子零件安裝方法，將在下面形成有以軟焊料為成分的凸點的帶凸點的電子零件通過將所述凸點與形成在基板上的電極釺焊接合來進行安裝，其特徵在於，包含 焊劑供給工序，將熱固化型焊劑向所述電極或所述凸點供給； 加強材料供給工序，將在塗敷於所述基板上的狀態下具有不產生塌型的性狀的樹脂加強材料向在所述基板上與至少包含所述電子零件的角部的加強部位對應的位置供給； 零件搭載工序，在所述焊劑供給工序及加強材料供給工序之後將所述電子零件搭載於基板，經由所述熱固化型焊劑使所述凸點到達所述電極，同時，使所述加強部位與所述樹脂加強材料接觸； 回流工序，通過在所述零件搭載工序後根據規定的加熱曲線對所述基板進行加熱，使所述凸點熔融固化，形成連接所述電極和電子零件的釺焊接合部，且使所述熱固化型焊劑固化，形成從周圍加強所述釺焊接合部的樹脂加強部，且使所述樹脂加強材料熱固化，形成將所述加強部位固定於所述基板的局部加強部， 所述熱固化型焊劑配合第一熱固性樹脂而構成，所述樹脂加強材料配合第二活性成分及觸變成分而構成，所述第一熱固性樹脂配合有第一活性成分，在所述熱固化型焊劑及所述樹脂加強材料的配合組成中，將所述第二活性成分的配合比率設為比所述第一活性成分的配合比率大。
2.如權利要求I所述的電子零件安裝方法，其特徵在於， 所述樹脂加強材料與所述熱固化型焊劑相比具有高觸變性。
3.如權利要求I所述的電子零件安裝方法，其特徵在於， 所述樹脂加強材料的所述第二活性成分的配合比率除以所述熱固化型焊劑的所述第一活性成分的配合比率的活性劑量之比在I. 2以上且I. 8以下。
4.如權利要求I所述的電子零件安裝方法，其中， 所述第一活性成分和所述第二活性成分為相同的成分。
全文摘要
本發明提供一種電子零件安裝方法，經由在第一熱固性樹脂配合有第一活性成分的熱固化型焊劑使凸點到達電極，使在第二熱固性樹脂配合有第二活性成分的樹脂加強材料與電子零件(1)的加強部位接觸後，對基板進行加熱，形成將凸點和電極接合的釺焊接合部，同時，在進行形成從周圍加強釺焊接合部的樹脂加強部的方式的零件安裝時，在熱固化型焊劑及樹脂加強材料的配合組成中，將第二活性成分的配合比率設為比第一活性成分的配合比率大。
文檔編號H05K3/34GK102823336SQ20118001606
公開日2012年12月12日 申請日期2011年9月26日 優先權日2010年9月27日
發明者和田義之, 境忠彥, 佐伯翼, 宗像宏典, 本村耕治 申請人:松下電器產業株式會社