電子零部件安裝方法及其使用的電路板和電路板單元的製作方法
2023-05-31 06:00:16
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製作方法
技術領域：
本發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：
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。說明這種表面安裝工序，其進行的各工序為(1)釺料膏印刷工序，對電路板的電極焊接區印刷作為接合材料的釺料膏；(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的釺料膏上；(3)回熔工序，將釺料膏加熱，使其熔化，從而以焊錫使電路板與電子零部件接合。
近年來，隨著電子設備類的薄、輕、短、小化取得進展，電子零部件小型化速度加快，而且CSP(Chip Size Package片規模組件)等面陣列型零部件加快減小電極間距。隨之，用於使電路板與電子零部件接合的焊錫為微量，接合強度降低成為問題。
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，預先在授給電極焊接區焊錫的電路板上裝貼熱硬化焊劑樹脂片後，將電子零部件裝在其上，並通過加熱，施加焊接和接合部的加固(例如參考專利文獻1日本國專利公開2001-239395號公報)。
參照圖9A～圖9F說明這種以往的加固方法。圖9A中，預先在電路板21的電極焊接區(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)後，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，已熟知毛細流動法。此毛細流動法所指的方法在表面安裝工序(供給釺料膏、裝載零部件、接合(回熔))後將加固材料供給焊接部，進行一定時間加熱，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，供給形成接合晶片零部件25的電極25a或CSP26的電極26a的電極焊接區22的電路板21。
接著，作為釺料膏印刷工序，將電路板21定位併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)以用適當加壓接觸在掩模上的狀態沿印刷方向直線移動，將釺料膏填充到掩模的開口部後，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22上印刷並塗覆釺料膏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並加以定位後，將電子零部件25、26裝載在電路板21上(圖10C)。這時，將晶片零部件25的電極25a和CSP26的電極26a放在電極焊接區22印刷的釺料膏28上，利用這些釺料膏28的粘附力保持電子零部件25、26後，進至下一工序。
接著，作為回熔工序，利用熱風、紅外線加熱器等熱源(未圖示)進行加熱，將印刷的釺料膏28熔化，以熔化後凝固的焊錫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22與電子零部件25、26的電極25a、26a的錫焊，但近年來由於CSP等封裝組件的小型多引腳化，進行電極的小間距化和微細化，存在焊錫29的接合強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並使其硬化的工序。作為底層填料填充工序，利用塗覆裝置(未圖示)等在用焊錫29接合的CSP26與電路板21的間隙塗覆未硬化樹脂材料31，從而利用毛細現象使其填充到間隙中(圖10E)。
最後，作為底層填料硬化工序，利用熱風、紅外線加熱器等熱源(未圖示)進行加熱，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CSP26和電路板21，加固接合部(圖10F)。利用上述工序製造在電路板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22與電子零部件25、26的電極的錫焊工序後，需要在另外的工序填充並硬化底層填料，存在製造工序複雜、製造成本高且生產率降低的問題。
此外，隨著近年電子設備的小型、高功能化，要求電子零部件安裝底板小型、高密度化，因而CSP等封裝零部件基於小型化、多引腳化的電極小間距化和微細化日益進展，最近開始批量生產球狀電極間距為0.4毫米的CSP，預計今後小間距化會快速發展。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毫米的晶片零部件等以往規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於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恆定，但形成間距不大於0.4毫米的CSP時，掩模開口部尺寸變小，用以往的不小於0.10毫米的掩模厚度，則糊狀焊錫堵在掩模開口部，產生印刷缺口等印刷質劣。為了避免這點而減小厚度時，反過來使以往規模的電子零部件的糊狀焊錫量減小，安裝後的焊錫接合強度變弱，造成接合可靠性降低的結果。這樣，由於CSP的電極減小間距，存在不能將以往規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2日本國專利第2589239號公報)。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，具有錫焊時的焊劑的作用，同時還通過進行硬化，發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，供給形成接合晶片零部件25的電極25a和CSP26的電極26a分電極焊接區22的電路板21。
接著，作為釺料膏印刷工序，使用形成希望的開口部的厚度均勻且不小於0.10毫米的金屬制掩模，印刷並塗覆釺料膏28。這裡，如圖11B所示，與安裝小間距的CSP26的電極焊接區22對應的部分不形成掩模開口部，安裝小間距的CSP26的電極焊接區22不進行釺料膏28的印刷。因而，避免以往不小於0.10毫米掩模厚度的小間距CSP部分中的缺印刷的印刷質劣。
接著，作為無熔底層填料塗覆工序，如圖11C所示，利用塗覆裝置(未圖示)，預先在小間距CSP26用的電極焊接區22上塗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並加以定位後，將電子零部件25、26裝載在電路板21上，如圖11D所示。這時，將晶片零部件25的電極25a和CSP26的電極26a分別放在電極焊接區22印刷的釺料膏28上和電極焊接區22塗覆的未硬化樹脂材料33上，利用這些釺料膏28的粘附力保持電子零部件25、26後，進至下一工序。
最後，作為回熔工序，利用熱風、紅外線加熱器等熱源(未圖示)進行加熱，在電路板21上錫焊電子零部件25、26，如圖11E所示。這時，釺料膏28熔化，用焊錫29將晶片零部件25的電極25a與電極焊接區22接合，並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22焊接。在該回熔工序中，未硬化樹脂材料33也同時硬化，用硬化的加固樹脂34粘結小間距CSP26和電路板21並使其固定，從而加固小間距CSP26的電極26a與電極焊接區22的接合部。
然而，用圖9A～圖9F所示的熱硬化焊劑樹脂片24進行接合部加固的電子零部件安裝方法需要預先在電路板21的電極焊接區上形成焊錫23，存在生產率差的問題。焊劑樹脂片24上裝載電子零部件25後通過回熔爐的期間，由於電子零部件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22不進行釺料膏印刷，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後，電極高度高於電極X的電極26a與電極焊接區22接觸，但電極X不接觸電極焊接區22。這種狀態下進行回熔時，不能吸收電極高度偏差，如圖11E所示，電極26a與電極焊接區22未得到接合，存在未接合等安裝質劣的問題。
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22焊接，但電極26a的焊錫量極其微量，錫焊後的接合強度極低，存在即使用加固樹脂34進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。
本發明鑑於上述問題，其目的在於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，用加固樹脂加固焊錫接合部以進行接合可靠性高的安裝，並能原樣應用以往表面安裝工序且能應對電子零部件微小化和減小間距而不使生產率和安裝質量下降。
發明內容
本發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，並且包括，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釺料膏的工序、以及在電路板上裝載電子零部件的工序，將配置加固樹脂和釺料膏且裝載電子零部件的電路板加熱後對其進行冷卻。
根據此組成，基本上原樣應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，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，且生產率不下降，對適應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。
最好依次進行在電路板上配置片狀樹脂的工序、在片狀樹脂上供給釺料膏的工序、裝載電子零部件的工序、以及通過對釺料膏進行回熔加熱後將其冷卻，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。
根據此方法，通過裝載電子零部件時對裝載部位供給釺料膏，利用釺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，回熔加熱釺料膏時，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後，硬化的片狀樹脂進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，也僅增加供給釺料膏前在電子電路板裝貼片狀樹脂的工序，能原樣應用以往表面安裝工序安裝電子零部件，同時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，則回熔加熱時熔化的焊錫通過孔貫穿軟化的片狀樹脂進行流動，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，能使電子零部件的電極與電路板可靠地接合，而且通過在凹部內填充釺料膏，即使用於供給釺料膏的掩模厚度小，也能使供給的釺料膏的量大，在微細圖案的情況下也能供給需要量的釺料膏。
在片狀樹脂上形成孔，使其對準電路板的電極接合部位，則回熔加熱時熔化的焊錫通過孔進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一步容易接合。
這種安裝方法最好依次進行在接合電子零部件的電極的電路板的接合部位印刷釺料膏的工序、抑制釺料膏的流動性以保持所印刷釺料膏的印刷形狀的工序、在含有釺料膏電路板上塗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。
根據此組成，由於抑制印刷的釺料膏的流動性，並且在含有該釺料膏的電路板上塗覆加固樹脂，塗覆加固樹脂時釺料膏的印刷形狀不走樣，其後在安裝電子零部件後加熱並進行接合的同時，使加固樹脂硬化，所以安裝工序單純，能生產率良好地進行安裝，而且即便因為電子零部件微小化和減小間距，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，又由於如上文所述，釺料膏印刷形狀不走樣，且釺料膏的厚度能吸收電極高度偏差，使安裝質量不下降，能進行接合可靠性高的安裝。
在上述抑制釺料膏的流動性的工序中，在塗覆加固樹脂時，保持釺料膏的印刷形狀，但最好控制該流動性，使其根據裝載電子零部件時的負荷改變形狀。又，在上述抑制釺料膏的流動性的工序中，最好對釺料膏進行烘乾，使釺料膏中的溶劑等揮發。加固樹脂最好使用有焊劑作用的加固樹脂。
本發明的電路板，在電子零部件的接合面配置利用釺料膏的回熔加熱加以軟化並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，使其對準電極接合部位，或者形成孔，使其對準電極接合部位。
通過使用此電路板，能實施上述電子零部件安裝方法，且原樣應用以往表面安裝工序，並能取得該安裝方法的效果。
本發明的電路板單元，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的電路板、使電子零部件的電極與電路板的電極焊接區接合的焊錫接合部、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，並以實質上相同的厚度將其連續配置成遍及電路板的全部表面或至少配置多個電子零部件的規定區域的全部表面，並且加以硬化。
根據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、多個電子零部件的間隔微小的情況下，由於這些電子零部件配置區域的全部表面配置加固樹脂，使其一起硬化，也能生產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是本發明實施方式1的電子零部件安裝方法的工序圖。
圖2是用該實施方式的電子零部件安裝方法製造的電路板單元的立體圖。
圖3是本發明實施方式3的樹脂片的立體圖。
圖4A～圖4F是本發明實施方式4的電子零部件安裝方法的工序圖。
圖5是本發明實施方式5的樹脂片的立體圖。
圖6A～圖6E是該實施方式的電子零部件安裝方法的工序圖。
圖7A、圖7B是能用於本發明實施方式1～5的電路板的截面圖。
圖8A～圖8F是本發明實施方式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。
具體實施例方式
下面，參照圖1A～圖8F說明本發明電子零部件安裝方法的各實施方式。
實施方式1圖1A～圖1E是本發明實施方式1的電子零部件安裝方法的工序圖。本實施方式是在電路板1上安裝1.0毫米×0.5毫米大小的晶片零部件6(有時僅記為電子零部件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由例如玻璃環氧樹脂制，具有鍍金的接合用的電極焊接區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，裝貼並配置在電路板1上。樹脂片3的尺寸也可依照應加固電路板1與電子零部件5、6的接合部的區域切取，並根據電路板1和電子零部件5、6的尺寸適當選擇其厚度，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釺料膏供給方法時，最好調整成樹脂片3不貼到用於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2的上部的樹脂片3上，用厚80微米的金屬掩模供給釺料膏4。然後，如圖1D所示，裝載晶片零部件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，並且如圖1E所示，進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。回熔爐中，由包含約常溫～130℃的升溫區、140℃～180℃的釺料膏的焊劑激活預熱區、約180℃～250℃的焊錫熔化並使電路板1與電子零部件5、6利用焊錫接合的主加熱區、240℃至常溫的冷卻區的約400秒左右的溫度管理程序進行處理。
在回熔工序的幾秒鐘～350秒鐘左右的加熱區中，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。然後，在冷卻區中，樹脂片3失去流動性，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，從而加固電路板1與電子零部件5、6的接合部，提高其接合強度。
圖2示出用上述電子零部件安裝方法製造的電路板單元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硬化後形成的加固樹脂8加固，並且遍及電路板1的全部表面以實質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、多個電子零部件5、6的間隔小的情況下，由於這些電子零部件5、6的配置區域的全部表面配置加固樹脂8並一起進行硬化，也能生產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，示出使用晶片零部件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。
實施方式2接著，說明本發明實施方式2。下面的實施方式說明中，對與先行實施方式相同的組成要素標註相同的參考號，省略說明，主要說明不同點。
上述實施方式1中，將熱硬化樹脂片用作樹脂片3，但本實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，也能取得同樣的接合部加固效果。
實施方式3接著，參照圖3說明本發明實施方式3。本實施方式中，遍及樹脂片3的實質上全部表面以間距50微米的恆定間隔，矩陣狀實施孔徑例如50微米的細孔10。可在與釺料膏4的焊錫粒子實質上對應的幾微米至與電極焊接區2的尺寸對應的直徑的範圍適當選擇細孔10的孔徑。
本實施方式中，也能用與實施方式1相同的工序進行電子零部件5、6的焊錫接合，並一起加固接合部。通過樹脂片3上以恆定間隔形成細孔10，在回熔工序的幾秒鐘～350秒鐘左右的加熱區中，樹脂片3軟化時，熔化的焊錫通過細孔10貫穿軟化的樹脂片3進行流動，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2接合。
實施方式4接著，參照圖4A～圖4F說明本發明實施方式4。本實施方式與實施方式1的不同點是添加對電路板1上配置的樹脂片3形成凹部11並使其對準電路板1的電極焊接區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2對準。可通過將下表面與印刷釺料膏4的金屬掩模的開口部對應地形成凸部的夾具(未圖示)接觸樹脂片3的上表面，形成此凹部11。接著，在圖4D的釺料膏4的印刷工序中，用金屬掩模在樹脂片3上供給釺料膏4。此釺料膏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，都填充釺料膏4。其後的圖4E、圖4F的工序又與圖1D、圖1E相同。
根據本實施方式，則通過形成凹部11，使其對準電路板1的電極焊接區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，能使電子零部件5、6的電極與電路板1的電極焊接區2可靠地接合，而且通過在凹部11內填充釺料膏4，即使用於供給釺料膏4的金屬掩模厚度小，也能使供給的釺料膏4的量大，在微細圖案的情況下也能供給需要量的釺料膏。
實施方式5接著，參照圖5、圖6A～圖6E說明本發明實施方式5。本實施方式中，如圖5所示，在樹脂片3上實施孔12，使其與電路板1的電極焊接區2對準。
本實施方式中，用與實施方式1相同的工序也能進行電子零部件5、6的焊錫接合，並一起加固接合部。在樹脂片3形成孔12，使其與電極焊接區2對準，從而回熔加熱時熔化的焊錫通過孔12進行焊錫接合，所以使電子零部件5、6的電極與電路板1的電極焊接區2容易且可靠地接合。
參照圖6A～圖6E進行詳細說明。電路板1由玻璃環氧樹脂制，具有鍍金的電極焊接區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，裝貼並配置在電路板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釺料膏供給方法時，最好調整成樹脂片3不貼到用於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2的上部的樹脂片3上，用厚80微米的金屬掩模供給釺料膏4。然後，如圖6D所示，裝載晶片零部件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，進行焊錫接合和接合部的加固。回熔爐中，由包含約常溫～130℃的升溫區、140℃～180℃的釺料膏的焊劑激活預熱區、約180℃～250℃的焊錫熔化並使電路板1與電子零部件5、6利用焊錫接合的主加熱區、240℃至常溫的冷卻區的約400秒左右的溫度管理程序進行處理。
在回熔工序的幾秒鐘～350秒鐘左右的加熱區中，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。然後，在冷卻區中，樹脂片3失去流動性，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，從而加固電路板1與電子零部件5、6的接合部，提高其接合強度。
實施方式6接著，參照圖7A、圖7B說明本發明實施方式6。本實施方式中，預先在電路板1上裝貼並配置樹脂片3。由於這樣製成預先裝貼樹脂片3的電路板1，通過僅進行以往的表面安裝工序就能實施上述方式1～實施方式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與實施方式4對應地示出在樹脂片3形成凹部11的例子。
實施方式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，將該電路板1送入後續的釺料膏4的印刷工序。釺料膏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)定位併疊合，並使印刷用的滑件(未圖示)以用適當加壓接觸在掩模上的狀態沿印刷方向直線移動，將釺料膏4填充到掩模的開口部後，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2上授給釺料膏4。
這裡，掩模厚度比以往不小於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2印刷的厚度均勻的掩模，能對安裝包含以往規模的晶片零部件6的全部電子零部件5、6的電極焊接區2穩定地印刷釺料膏4。
本實施方式中，將掩模厚度取為0.06毫米～0.08毫米，但不限於此，只要是可對安裝小間距電子零部件的電極焊接區印刷的厚度即可。
接著，轉移到釺料膏烘乾工序，在熱板(未圖示)上加熱電極焊接區2上印刷糊狀釺料膏4的電路板，使釺料膏4中的溶劑揮發並烘乾，從而如圖8C所示，形成流動性受到抑制的釺料膏14的狀態。在120℃～180℃下進行20秒鐘～120秒鐘的烘乾。抑制流動性的釺料膏14在後工序的未硬化樹脂材料塗覆工序和電子零部件製造工序中，相對於塗覆未硬化樹脂材料時的未硬化樹脂材料的流動保持釺料膏4的印刷形狀，但將其流動性控制成相對於裝載電子零部件5、6時的裝載負荷改變形狀。
本實施方式對整個電路板1加熱，以烘乾電路板1上實質上全部區域的釺料膏4，但不限於此，也可有選擇地烘乾電路板1上裝載的電子零部件中1個或多個特定電子零部件所對應的區域的釺料膏4。
本實施方式將熱板用作進行烘乾的手段，但不限於此，也可用熱風、微波、光等的烘乾、或真空烘乾等，對釺料膏4進行烘乾。
接著，如圖8D所示，在未硬化樹脂材料塗覆工序中，利用塗覆裝置(未圖示)對含有抑制流動性的釺料膏14的電路板1的全部表面塗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氧類樹脂。抑制流動性的釺料膏14不因塗覆未硬化樹脂材料15時的未硬化樹脂材料15的流動而印刷形狀走樣，所以能保持印刷形狀。
本實施方式中，在電路板1上的實質上全部區域塗覆可熱硬化的未硬化樹脂材料15，但不限於此，與烘乾工序相同，也可有選擇地塗覆裝在電路板1上的電子零部件1中1個或多個特定電子零部件所對應的區域，這時最好對與前工序有選擇地烘乾的區域一致的區域進行塗覆。
本實施方式雖然使用塗覆裝置進行塗覆，但不限於此，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)依次吸附晶片零部件6、CSP5並加以定位後，如圖8E所示，將晶片零部件6、CSP5裝載在電路板1上。這時，如上文所述，對抑制流動性的釺料膏14將其流動性控制成相對於裝載這些晶片零部件6、CSP5時的負荷改變形狀，使裝載後的晶片零部件6的電極6a和CSP5的電極5a成為插到抑制流動性的釺料膏14的狀態，以抑制流動性的釺料膏4為中介，穩定連接電極焊接區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，防止發生未接合等安裝質劣。
由於利用基於裝載CSP5時的裝載負荷的抑制流動性的釺料膏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晶片零部件6、CSP5，即使因使用可對電極焊接區2印刷的厚度小的掩模而晶片零部件6用的釺料膏14的量小，晶片零部件6、CSP5的保持力也不降低，以可靠保持的狀態進至下一工序，因而能防止缺件等安裝質劣。
此外，在本實施方式中，不專門進行裝載負荷控制，但也可做成控制裝載負荷，使任意負荷下能安裝。通過做成這樣，控制流動性受控制的釺料膏14的形變量，進行晶片零部件6和CSP5的保持力的調整和裝載後焊錫擴散量的調整等，能可靠地防止缺件、短路等安裝質劣。
在最後的回熔工序中，利用熱風、紅外線加熱器等熱源(未圖示)進行加熱，使釺料膏14熔化，並且如圖8F所示，熔化後凝固的焊錫對電路板1上的晶片零部件6和CSP5進行錫焊，從而形成焊錫7的接合部。回熔條件取為無鉛焊錫的標準規範概要，即140℃～180℃下進行90秒鐘～120秒鐘的預熱，使峰溫度為240℃～250℃，並確保焊錫熔化溫度220℃不短於30秒鐘。
這時，釺料膏14熔化，對晶片零部件6的電極6a與電極焊接區2進行錫焊，並且由釺料膏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與晶片零部件6和CSP5粘結，進行焊錫7的接合部的加固。這樣，CSP5以其焊錫量中增加釺料膏14的焊錫量後得到的高效率進行錫焊，因而錫焊後的接合強度提高，而且能以加熱硬化後的加固樹脂8帶來的焊錫7的接合部的加固確保接合可靠性高。
由於利用加熱後硬化的加固樹脂8粘結電路板1和晶片零部件6，進行該焊錫7的接合部的加固，即使因使用可對安裝CSP5的電極焊接區2印刷的厚度小的掩模而晶片零部件6用的糊狀焊錫量小，也能確保接合可靠性高。
在本實施方式中，利用在電路板1的實質上全部區域加熱硬化的加固樹脂8粘結電路板1和電子零部件5、6，但不限於此，也可利用在與前工序相符的區域有選擇地加熱硬化的加固樹脂粘結電路板1和電子零部件5、6。
上述實施方式示出由焊錫珠形成CSP5的電極5a的例子，但由於用回熔工序加熱而熔化的釺料膏14進行錫焊，不限於此，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，示出了利用釺料膏14的焊劑去除錫焊時電極和電極焊接區的氧化物等的例子，但不限於此，可熱硬化的加固樹脂也可具有焊劑，以進一步提高焊劑的作用。
工業上的實用性本發明在對電子零部件和電路板進行焊錫接合的同時，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，並且不使生產率降低，尤其對適應電子零部件電極微小化和減小間距而以微量焊錫進行接合的電子零部件安裝等有用。
權利要求
1.一種電子零部件安裝方法，其特徵在於，用樹脂(8)加固電路板(1)與電子零部件(5、6)的接合部，並且包括在電路板(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)的上部配置釺料膏(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)和釺料膏(4)且裝載電子零部件(5、6)的電路板(1)加熱後對其進行冷卻。
2.如權利要求1中所述的電子零部件安裝方法，其特徵在於，依次進行在電路板(1)上配置片狀樹脂(3)的工序、在片狀樹脂(3)上供給釺料膏(4)的工序、裝載電子零部件(5、6)的工序、以及通過對釺料膏(4)進行回熔加熱後將其冷卻，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.如權利要求2中所述的電子零部件安裝方法，其特徵在於，在片狀樹脂(3)上以一定間隔形成孔(10)。
4.如權利要求2中所述的電子零部件安裝方法，其特徵在於，在片狀樹脂(3)上對準電路板(1)的電極接合部位(2)形成凹部(11)。
5.如權利要求2中所述的電子零部件安裝方法，其特徵在於，在片狀樹脂(3)上對準電路板(1)的電極接合部位(2)形成孔(12)。
6.如權利要求1中所述的電子零部件安裝方法，其特徵在於，依次進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)印刷釺料膏(4)的工序、抑制釺料膏(4)的流動性以保持所印刷釺料膏(4)的印刷形狀的工序、在含有釺料膏(4)電路板(1)上塗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.如權利要求6中所述的電子零部件安裝方法，其特徵在於，在抑制釺料膏(4)的流動性的工序中，在塗覆加固樹脂(15)時，保持釺料膏(4)的印刷形狀，但控制該流動性，使其根據裝載電子零部件(5、6)時的裝載負荷改變形狀。
8.如權利要求7中所述的電子零部件安裝方法，其特徵在於，在抑制釺料膏(4)的流動性的工序中，對釺料膏(4)進行烘乾，使釺料膏(4)中的溶劑等揮發。
9.如權利要求8中所述的電子零部件安裝方法，其特徵在於，有選擇地烘乾電路板(1)上的實質上全部區域的釺料膏(4)或規定區域的釺料膏(4)。
10.如權利要求8中所述的電子零部件安裝方法，其特徵在於，利用熱風、加熱器、微波、光烘乾或真空烘乾，進行烘乾。
11.如權利要求6中所述的電子零部件安裝方法，其特徵在於，有選擇地在電路板(1)上的實質上全部區域或規定區域塗覆加固樹脂(15)。
12.如權利要求6中所述的電子零部件安裝方法，其特徵在於，使用有焊劑作用的加固樹脂(15)。
13.如權利要求6中所述的電子零部件安裝方法，其特徵在於，使用有使電子零部件(5、6)和電路板(1)粘結的作用的加固樹脂(15)。
14.如權利要求6中所述的電子零部件安裝方法，其特徵在於，利用基於裝載負荷的釺料膏(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，其特徵在於，在電子零部件(5、6)的接合面配置利用釺料膏(4)的回熔加熱加以軟化並使其上的熔融焊錫流下到電路板(1)的片狀樹脂(3)。
16.如權利要求15中所述的電路板，其特徵在於，在片狀樹脂(3)上以一定間隔形成孔(10)。
17.如權利要求15中所述的電路板，其特徵在於，在片狀樹脂(3)上對準電極接合部位(2)形成凹部(11)。
18.如權利要求15中所述的電路板，其特徵在於，在片狀樹脂(3)上對準電極接合部位(2)形成孔(12)。
19.一種電路板單元(9)，其特徵在於，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(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(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，並以實質上相同的厚度將其連續配置成遍及電路板(1)的全部表面或至少配置多個電子零部件(5、6)的規定區域的全部表面，並且加以硬化。
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釺料膏(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)和釺料膏(4)且裝載電子零部件(5、6)的電路板(1)加熱後對其進行冷卻。利用這種方法，能進行接合可靠性高的安裝，同時還能原樣應用以往的表面安裝工序，而且能應對電子零部件的微小化和間距減小，不使生產率和安裝質量降低。
文檔編號H05K3/34GK1922942SQ20058000558
公開日2007年2月28日 申請日期2005年2月24日 優先權日2004年2月24日
發明者森將人, 大西浩昭, 平野正人, 西田一人 申請人:松下電器產業株式會社