電子部件安裝方法和電子部件安裝結構的製作方法

2023-04-24 10:58:36

專利名稱：電子部件安裝方法和電子部件安裝結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於將下面具有突出部的電子部件安裝在基底上的電子部件安裝方法，以及一種由該電子安裝方法形成的電子部件安裝結構。
背景技術：
焊劑接合方法已經被廣泛使用作為在基底上安裝電子部件的方法。設置在電子部件上的連接電極，如突出部，被焊劑接合到基底上的電極，因此在電子部件和基底間建立了電子導電係數。此外，如此安裝的電子部件通過焊點保持在基底上。在安裝部件以後的操作狀態中，當外力，例如源自熱循環的熱應力，作用在電子部件上，失效強度僅由焊點規定。 為此原因，電子部件通過使用加強樹脂以及還通過焊劑接合焊接到基底，因此加強了來自於焊點的保持力(參見，例如，專利資料1)。在與專利資料有關的描述的例子中，焊點由焊糊(釺焊膏)焊接到安裝表面塊中， 在該安裝表面塊中下面具有多個焊點的半導體封裝被安裝在印刷電路板上。進一步，一些沿著外邊緣設置的焊點通過包括熱固性樹脂的加強材料被本地地加強。具體地，在相關領域，已經依據組成成分(component composition)系統使用兩種彼此不同的焊接材料；即， 包含焊劑的焊糊用於焊劑接合連接例如突出部的電極到基底上的電極以及加強材料用於以加強方式固定如半導體封裝的部件主體到基底。相關技術資料專利資料專利資料1 JP-A-2008-300538

發明內容
本發明解決的問題然而，在組成成分系統方面當彼此不同的接合材料被混合地使用在電子部件的安裝的情況中，近來增加的電子部件的微型化引起下述缺陷。特別地，當小部件是目標時，變得困難的是應用作為一種主要成分的包含熱固性樹脂的加強材料在基底上而不接觸通過例如印刷的技術被饋送在基底上的焊糊，從而焊接設置在電子部件下面的突出部。因為這些原因，在回流焊接過程中加強材料與焊劑成分在焊糊中混合，其妨礙了加強樹脂的正常熱固化，因此導致加強材料產生充分加強效果的失敗。如上所述，用於下面設置有突出部的電子部件的相關領域的電子部件安裝操作在產生加強材料的加強效果方向總是遇到失敗並且在保證焊接強度方向遇到困難。因此，本發明的目標是提供一種電子部件安裝方法以及電子部件安裝結構，其能夠保證用於下面設置有突出部的電子部件的焊接強度。解決問題的方法本發明的一種電子部件安裝方法是一種用於在基底上安裝下面具有的突出部的電子部件的電子部件安裝方法，包括焊接材料供給步驟，用於供給包括包含在第一熱固性樹脂中的焊劑粒子的焊劑接合材料到形成在基底上的電極；粘合劑應用步驟，用於應用包括作為主要成分、不含焊劑粒子的第二熱固性樹脂的粘合劑到設置在對應於基底上的電子部件的外邊緣的位置的多個加強點；部件安裝步驟，用於在供給有焊劑接合材料和應用有粘合劑的基底上安裝電子部件，通過焊劑接合材料使突出部落在電極上，並且使電子部件的外邊緣與粘合劑接觸；以及熱焊接步驟，用於加熱已經經歷屬於部件安裝步驟的處理的基板，從而因此熔化和固化焊劑粒子並且因此形成用於焊接接合所述突出部到所述電極的焊劑接合區域，熱固化第一熱固性樹脂從而因此形成用於加強焊劑接合區域的第一樹脂加強區域，並且熱固化第二熱固性樹脂從而因此形成用於固定電子部件的外邊緣到基底上的加強點的第二樹脂加強區域。本發明的電子部件安裝結構是一種電子部件安裝結構，其中利用包含包括在第一熱固性樹脂中的焊劑粒子的焊劑接合材料和包含作為主要成分的、不含焊劑粒子的第二熱固性樹脂的粘合劑，下面設置有突出部的電子部件被安裝在基底上，該結構包括焊劑接合區域，其通過熔化和固化焊劑粒子形成並且其焊接接合突出部到形成在基底上的電極；第一樹脂加強區域，其由熱固化第一熱固化樹脂形成並且其加強了焊劑接合區域；以及第二樹脂加強區域，其由熱固化第二熱固化樹脂製成並且固定電子部件的外邊緣到設置在基底上的加強點。有益效果根據本發明，與用於在基板上安裝下面設置有突出部的電子部件的電子部件安裝操作有關，包括包含在第一熱固性樹脂中的焊劑粒子的焊劑接合材料被用於焊接所述突出部到形成在基底上的電極。此外，包含作為主要成分的且不含焊劑粒子的第二熱固性樹脂的粘合劑被用於固定電子部件的外邊緣到設置在基底上的加強點。結果，即使當焊劑接合材料和粘合劑被混合在一起時，熱固性樹脂的正常熱固化也不會受到妨礙，因此能夠保證下面設置有突出部的電子部件的焊接強度。


圖1(a)到(c)是本發明一個實施例的電子部件安裝方法的步驟的說明圖。圖2(a)到(C)是本發明一個實施例的電子部件安裝方法的步驟的說明圖。圖3是本發明的實施例的電子部件安裝結構的部分橫截面圖。圖4是本發明的實施例的電子部件安裝結構的部分橫截面圖。
具體實施例方式現在參照附圖描述本發明的實施例。在圖1(a)中，在焊接電子部件中所用的多個電極2形成在基底1的上表面la。如圖1 (b)所示，包括包含在第一熱固性樹脂3a中的焊劑粒子北的焊劑接合材料3通過一種技術被供給到每個電極2，該技術例如絲網印刷技術和分配技術(dispensing technique)(焊接材料供給步驟)。如圖1 (c)所示，多個加強點Ib位於基底1上的一行電極2的任一端部並且設置在對應於電子部件的外邊緣的位置。加強點Ib被應用包含作為主要成分的、不含焊劑粒子的第二熱固性樹脂的粘合劑4 (粘合劑應用步驟)。這時，由於應用粘合劑4的位置接近位於最外邊緣的電極2，可能發生的情況是在應用分配器5的操作過程中，粘合劑會接觸先前供給到電極2上的焊劑接合材料3，從而因此部分混合。在本實施例中，為了防止這種失敗的發生，構成焊劑接合材料3的第一熱固性樹脂3a的組成是類似於由粘合劑4所構成的第二熱固性樹脂的組成，因此防止熱固化妨礙的發生，即使當第一熱固性樹脂和第二熱固性樹脂彼此混合的時候。現在描述用於第一熱固性樹脂3a和第二熱固性樹脂的樹脂組成。首先，作為熱固性樹脂的基樹脂使用的是包括環氧樹脂，如雙酚縮水甘油基天空醚環氧樹脂(bisphenol diglycidyl ether epoxy resin)、甘氨醯胺環氧樹脂、長鏈脂肪族的縮水甘油基天空醚環氧樹脂(aliphatic diglycidyl ether epoxy resin)和甘氨醯脂環氧樹脂。進一步，用於固化基樹脂的固化介質包括胺類(脂肪族胺類和脂環族胺類)、酸酐(脂肪族酸酐和脂環族酸酐)、咪唑(imidazoles)、醯胼(hydrazides)、二甲脲、雙氰胺(dicyandiamide)和類似物。稀釋材料，單體和低分子重量的化合物用於作為稀釋介質。任何金屬氧化物粉末， 如矽酸鹽、氧化鋁和碳酸鈣；有機粉末，如橡膠和塑料；和金屬粉末，如焊劑、銅和銀，被選擇作為根據應用充當固體添加劑的填充物。根據需要的特性選擇凝膠介質，熱固性樹脂如二甲苯和香茅醛，離子阱介質、顏色介質、聯結介質、表面活化介質和類似物。除了環氧樹脂，丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、苯酚樹脂和類似物也可以被用作熱固性樹脂。現在描述當組合使用焊劑接合材料3和粘合劑4時所應用的特定示例組合。現在描述第一個示例組合。焊劑接合材料3是由作為膠粘主體且包含焊劑粒子北的第一熱固性樹脂3a製成的焊糊。通過把例如錫基焊劑的焊劑製成微粒所形成的焊劑粒子被用作焊劑粒子北。用作第一熱固性樹脂3a的化合物包含作為基樹脂的雙酚縮水甘油基天空醚環氧樹脂，作為固化介質的(脂環族的)酸酐，作為稀釋劑的環氧單體，以及作為添加劑的凝膠介質和有機酸，用於施加活性特性以消除焊劑表面的氧化膜。特別地，第一熱固性樹脂3a 也展示了包含在普通焊糊中的焊劑特性。如同焊劑接合材料3，粘合劑4包含雙酚縮水甘油基天空醚環氧樹脂作為基樹脂， 添加(10% )咪唑到(脂環族的)(90% )酐的合成物作為固化介質，環氧單體作為稀釋劑， 例如矽酸鈣的金屬氧化物粉末和例如橡膠的有機粉末作為固化添加劑填充物，和凝膠介質，顏色介質和離子阱介質作為添加劑。在第一個組合的例子中，焊劑接合材料3和粘合劑 4包含雙酚縮水甘油基天空醚環氧樹脂作為基樹脂並且具有相同的成分。相對於固化介質， 焊劑接合材料3和粘合劑4通常包含90%的(脂環族的)酐。現在給出第二個示例組合的說明。用作第一熱固性樹脂3a的化合物包含雙酚縮水甘油基天空醚環氧樹脂作為基樹脂，醯胼作為固化介質，環氧單體作為稀釋劑，膠凝介質作為添加劑，諸如rhodin用於給予活性特性的熱固性樹脂以及有機酸。熱固性樹脂的添加使得當焊接後需要維修的時候，通過加熱以軟化樹脂加強塊成為可能。因此，產生易於移除電子部件的能力上的優勢。如同焊劑接合材料3，粘合劑4包含包括(70%的)雙酚縮水甘油基天空醚環氧樹脂和(30%的)長鏈脂肪族的縮水甘油基天空醚環氧樹脂的混合物作為基樹脂，添加咪唑到(脂環族的)酐的合成物作為固化介質，環氧單體作為稀釋劑，例如矽酸鈣的金屬氧化物粉末和例如橡膠的有機粉末作為固體添加劑填充物和膠凝介質和顏色介質作為添加劑。在第二個示例組合中，焊劑接合材料3和粘合劑4通常包含(70%的)雙酚縮水甘油基天空醚環氧樹脂作為基樹脂。進一步，相對於固化介質，焊劑接合材料3和粘合劑4通常包含 100% 醯胼(hydrazide)。在第一和第二個示例組合的例子中以及關於兩種類型的樹脂組成的成分；S卩，構成焊劑接合材料3的第一熱固性樹脂以及構成粘合劑4的第二熱固性樹脂，包含在兩種類型的樹脂中的基樹脂和固化介質每一個具有包含50%或者更多的共同成分的組成。如上所述，關於兩種類型的樹脂組成的成分；即，第一熱固性樹脂和第二熱固性樹脂，基樹脂和固化介質每一個包含50%或者更多的共同成分。結果，即使當所述樹脂包含不同於基樹脂和固化介質的不同成分時以及當兩種類型的樹脂混合時，正常的熱固化反應的發生不會被妨礙。如圖2 (a)所示，焊劑接合材料3被供給到電極2，並且電子部件6安裝到具有粘結劑4應用到上表面Ia上的加強點Ib的基底1上。電子部件6是具有突出部的電子部件， 如同BGA(球網格整列)，其中用於外部連接的突出部7由下面上的焊劑形成。在電子部件 6的安裝過程中，電子部件6被降低(如通過箭頭「a」所示)到基底1，突出部7對準對應的電極2。如圖2(b)所示，突出部7通過焊劑接合材料3落到它們對應的電極2上，粘結劑 4與電子部件6的外邊緣6a接觸(部件安裝步驟)。接下來，已經經歷部件安裝步驟的基底1被傳輸到回流裝置，在那裡基底通過預先設定的溫度分布圖(profile)被加熱。如圖2(c)所示，通過加熱，焊劑粒子北被熔化並且沿著突出部7固化，因此形成焊劑接合區域7*，該焊劑接合區域7*被用於焊接接合突出部7到它們相應的電極2。同時，在焊劑接合材料3中的第一熱固性樹脂3a被熱固化，因此形成第一樹脂加強區域3a*，該第一樹脂加強區域3a*從焊劑接合區域7*的鄰近區域加強焊劑接合區域7*。此外，構成粘合劑4的第二熱固性樹脂通過加熱被熱固化，因此形成第二樹脂加強區域4*，該第二樹脂加強區域4*用於固定焊接電子部件6的外邊緣6a到基底1 的加強點Ib (熱焊接步驟)。圖3示出了電子部件安裝結構的部分橫截面視圖，其中利用由包括焊劑粒子的第一熱固性樹脂製成的焊劑接合材料和包括作為基樹脂的、不含焊劑粒子的第二熱固性樹脂的粘合劑，其下面設置有突出部7的電子部件6被安裝在基底1上。橫截面視圖示出了包括位於沿著最外邊緣和利用粘合劑4的加強點Ib的附近區域中的突出部7的區域，在形成於電子部件6上的多個突出部7之間。具體地，電子部件安裝結構包括焊劑接合區域7*，該區域通過沿著突出部7熔化和固化焊劑粒子北製成並且該區域焊接接合突出部7到它們對應的位於基板1上的焊極 2 ；第一樹脂加強區域3a*，其由熱固化在焊劑接合材料3中的第一熱固性樹脂3a形成並且其加強了焊劑接合區域7* ；以及第二樹脂加強區域4*，其通過熱固化由粘合劑4構成的第二熱固性樹脂形成並且固定焊接電子部件6的最外邊緣6a到設置在基底1上的加強點。第一樹脂加強區域3a*從焊劑接合區域7*周圍加強了焊劑接合區域7*，在位於樹脂加強區域4*附近的區域A (由波狀框表示)中第一樹脂加強區域的一部分與隨後應用的粘合劑4保持接觸，因此被部分混合。在區域A中，連續性存在於第二樹脂加強區域4*和第一樹脂加強區域3a*之間。關於兩種樹脂的組成成分；即，在電子部件安裝結構中，由焊劑接合材料3構成的第一熱固性樹脂3a和由粘合劑4構成的第二熱固性樹脂，包含在兩種類型樹脂中的基樹脂和固化介質每一個具有包含50%或者更多共同成分的組成。因此，第二樹脂加強區域4*和第一樹脂加強區域3a*不妨礙區域A中的熱固化反應並且熱固化，同時先前混合的成分保持大致均勻固化分散的狀態。由固定電子部件6的外邊緣6a到設置在基底1上的加強點 Ib的第二樹脂強化區域4*產生的加強效果不會受到熱固化反應的妨礙。因此，能夠解決使用了用於將突出部焊接接合到電極的包含焊劑的焊糊的現有技術的缺陷。即，可能防止加強效果的惡化，這種惡化是當熱固化反應因焊劑與熱固化樹脂的混合而受到妨礙時所引起的。實施例示出其中由焊劑製成的突出部7被形成為電子部件6的突出部的例子。然而，應用在本發明中的突出部的材料不限於焊劑。本發明也可以應用到具有突出部的電子部件，其中突出部由不同於焊劑的金屬製成，例如金(Au)。特別地，如圖4所示的電子部件安裝結構形成與電子部件安裝操作有關，該安裝操作用於利用具有上述構型的焊劑接合材料3和粘合劑4安裝具有金屬突出部7A的電子部件6A到基底1上。在該實施例中，焊劑接合材料3中的焊劑粒子北被熔化和固化，因此形成焊接接合突出部7A到位於基底1上的電極2的焊劑接合區域北*。用於加強焊劑接合區域北*的第一樹脂加強區域3a*通過熱固化第一熱固性樹脂3a形成。同樣地，形成有第二樹脂加強區域4*用於藉助於熱固化第二熱固性樹脂固定電子部件6A的外邊緣6a到設置在基底1 上的加強點。甚至在本發明的實施例中，當如圖3所示的實施例的情況中，第二樹脂加強區域 4*和第一樹脂加強區域3a*的每一個不妨礙區域A中的熱固化的發生。在加強區域中先前混合的成分被熱固化，同時保持大致均勻固化分散的狀態。固定電子部件6的外邊緣6a到設置在基底1上加強點的第二樹脂加強區域4*的加強效果不被熱固化反應妨礙。雖然通過參照具體實施例已經詳細描述了本發明，但是對本領域技術人員來說顯而易見的是能夠對本發明作出不同的變化或修改而不偏離本發明的精神和範圍。本發明申請基於在2009年5月19日提交的日本專利申請(JP-A-2009-120581)， 其完整主題內容通過引用的方式結合於此。工業應用本發明的一種電子部件安裝方法和一種電子部件安裝結構產生了性能優勢從而保證了用於下面設置有突出部的電子部件的焊接強度並且對於那些諸如BGA的具有突出部的電子部件的表面安裝領域來說是有用的。附圖標記說明1 基底2 電極3焊劑接合材料3a第一熱固性樹脂3b焊劑粒子4粘合劑6，6A電子部件6a外邊緣7，7A 突出部
權利要求
1.一種用於在基底上安裝下面具有的突出部的電子部件的電子部件安裝方法，包括 焊接材料供給步驟，用於供給包括包含在第一熱固性樹脂中的焊劑粒子的焊劑接合材料到形成在基底上的電極；粘合劑應用步驟，用於應用包括作為主要成分的不含焊劑粒子的第二熱固性樹脂的粘合劑到設置在對應於基底上的電子部件的外邊緣的位置的多個加強點；部件安裝步驟，用於在供給有焊劑接合材料和應用有粘合劑的基底上安裝電子部件， 通過焊劑接合材料使突出部落在電極上，並且使電子部件的外邊緣與粘合劑接觸；以及熱焊接步驟，用於加熱已經經歷屬於部件安裝步驟的處理的基板，從而因此熔化和固化焊劑粒子以及因此形成用於焊接接合突出部到電極的焊劑接合區域，熱固化第一熱固性樹脂從而因此形成用於加強焊劑接合區域的第一樹脂加強區域，並且熱固化第二熱固性樹脂從而因此形成用於固定電子部件的外邊緣到基底上的加強點的第二樹脂加強區域。
2.根據權利要求1所述的電子部件安裝方法，其中包含在兩種類型的樹脂中，即包含在第一熱固性樹脂和第二熱固性樹脂中的基樹脂和固化介質每一個包含50%或者更多的與兩種類型的樹脂的組成成分有關的共同成分。
3.一種電子部件安裝結構，其中利用包含包括在第一熱固性樹脂中的焊劑粒子的焊劑接合材料和包含作為主要成分的不含焊劑粒子的第二熱固性樹脂的粘合劑，下面設置有突出部的電子部件被安裝在基底上，該結構包括焊劑接合區域，其由熔化和固化焊劑粒子製成並且其焊劑接合突出部到形成在基底上的電極；第一樹脂加強區域，其由熱固化第一熱固化樹脂形成並且其加強了焊劑接合區域；以及第二樹脂加強區域，其由熱固化第二熱固化樹脂形成並且固定電子部件的外邊緣到設置在基底上的加強點。
4.根據權利要求3所述的電子部件安裝結構，其中包含在兩種類型的樹脂中，即包含在第一熱固性樹脂和第二熱固性樹脂中的基樹脂和固化介質每一個包含50%或者更多的與兩種類型的樹脂的組成成分有關的共同成分。
全文摘要
提供一種使得能保證用於下面設置有突出部的電子部件焊接強度的電子部件安裝方法和電子部件安裝結構。在電子部件安裝操作過程中，下面設置有具有焊劑的突出部件(7)的電子部件(6)被安裝到基底(1)上，包括包含在第一熱固性樹脂中的焊劑粒子的焊劑結合材料(3)被用於焊接突出部(7)到形成在基座(1)上的電極(2)，因此形成焊劑連接區域(7*)在那裡焊接粒子和突出部(7)熔化和固化並且第一樹脂強化區域(3a*)強化了焊劑連接區域(7*)。此外，包含作為主要成分的不含焊劑粒子的第二熱固性樹脂的粘合劑(4)被用於固定電子部件(6)的外邊緣(6a)到設置在基底(1)上的加強點。即使當焊劑結合材料(3)和焊接介質(4)一塊混合，不會妨礙熱固性樹脂的正常熱固化。下面設置有突出部(7)的電子部件(6)的焊接強度因此得以保證。
文檔編號H05K3/34GK102349362SQ20108001122
公開日2012年2月8日 申請日期2010年5月14日 優先權日2009年5月19日
發明者酒見省二 申請人:松下電器產業株式會社