JP2002299810A - 電子部品の実装方法 - Google Patents
電子部品の実装方法Info
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- Wire Bonding (AREA)
Abstract
リップチップ実装し、かつ回路基板両面に電子部品を実
装する方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 回路基板の一表面に、突起状の接続電極
を有する半導体素子等を熱硬化性接着剤によりフリップ
チップ実装する第1の工程と、工程基板他表面にはんだ
リフロー法により電子部品を実装する第2の工程からな
り、第1の工程を第2の工程より前に行うことを特徴と
するものである。
Description
部品等を回路基板に接続する電子部品の実装方法に関す
るものである。
れる薄型化、小型化の要求が高まっており、半導体素子
のパッケージに対しても薄型化要求が強く、金属リード
フレームに半導体素子を固定し金線等で配線後樹脂封止
する従来のパッケージ方法に対し、半導体素子単体を回
路基板にアクティブ面を向けてフェースダウン実装す
る、いわゆるフリップチップ実装方法の使用が増大して
いる。
は、半導体素子上の接続パッドに金属薄膜を形成後はん
だボールを形成し、はんだボール面を前記ハンダペース
ト印刷転写部に対向させて位置合わせ後設置し、その後
加熱炉にてはんだリフローを行い接続完了するものであ
る。さらに信頼性を向上させるために、回路基板と半導
体素子の隙間に樹脂を充填し硬化することも行われる。
は、端子ピッチの狭いものはショートが発生しやすく、
最も狭ピッチのものでも250μm程度である点と、高
信頼性を得るためには樹脂充填硬化の追加工程が必要と
いう問題がある。
着剤を用いたフリップチップ実装方法が最近導入されて
いる。この工程を図を用いて説明する。
上の接続パッドに金線ボールボンディング法やメッキ法
を用い高さ数十μmの突起状電極16を形成する。次に
図6(b)に示すように異方導電性接着剤19を回路基
板17上に軽い圧力と硬化反応が開始しない程度の加熱
を行い仮固定する、次に図6(c)に示すように前記半
導体素子15の突起状電極16を形成した面を回路基板
面に対向させ、接続用ランド18と位置合わせ後圧着ツ
ール6にて加圧及び加熱を行い、突起状電極16と回路
基板上のランド18との電気的導通を得ると同時に接着
剤を硬化させ接続を完了する(図6(d))。
電性接着剤を用いたフリップチップ実装方法は、はんだ
接続方法に比べ接続パッドのピッチが狭いものに対応で
きるという特長があるが、装着される電子部品を回路基
板に対し加圧及び加熱する必要がある。そのため、回路
基板裏面の同位置に他の部品がある場合は実施できない
という問題がある。
性接着剤を用いたフリップチップ実装方法を採り、狭ピ
ッチ電極に対応可能でありかつ回路基板両面に電子部品
を実装する方法を提供することを目的とする。
に、本発明の電子部品の実装方法は、複数の配線層を有
する回路基板の一表面に、突起状の接続電極を有する電
子部品を前記接続電極面と回路基板の配線面を対向さ
せ、熱硬化性接着剤を介して加圧及び加熱硬化すること
により実装する第1の工程と、前記回路基板上に他表面
にハンダペーストを所定位置に配置し、前記ハンダペー
ストが配置された所定位置に電子部品を装着し、前記ハ
ンダペーストをリフローすることにより電子部品を実装
する第2の工程からなり、第1の工程を第2の工程より
前に行うことを特徴とするものである。
は、接続パッド上に突起状電極を形成した半導体素子等
の電子部品を熱硬化性接着剤を介してフリップチップ実
装を行う第1の工程と、チップ型抵抗等のはんだ実装の
部品をはんだペーストを用いて回路基板に装着する第2
の工程とからなり、まず第1の工程を行い、引き続き第
2の工程を行う実装方法である。
は部品が装着されていないため、装着される電子部品を
回路基板に対し加圧及び加熱しても問題は生じない。第
2の工程は、はんだリフローを行って電子部品を装着す
るため、基板裏面に他の部品が装着されていても問題な
く実施できる。
剤にすると、メッキ法による突起のように高さが低くか
つ表面積が広い突起状電極の場合でも接着剤に分散され
た導電粒子によって、より安定した電気的接続が得られ
る。
第2の工程において、はんだリフロー法より接着剤を用
いたフリップチップ実装が適した部品、たとえば接続電
極ピッチが狭くはんだリフローでは対応できない半導体
素子等をはんだ実装する方法を提供するものである。
る。
例であり、回路基板片面に半導体素子がフリップチップ
実装され、他面に受動部品が実装された回路モジュール
を作成する工程を、順を追って図示したものである。
続用ランド3部分に熱硬化性接着剤シート2を仮止めし
た状態を示す。熱硬化性接着剤シートはエポキシ樹脂基
材と硬化剤の混合物を厚さ50μmのシート状に成形し
たものであり、架橋開始温度は約100℃である。この
シートを表面温度80℃に保った圧着ツールを使用し、
加圧時間2秒、圧力98kPaの条件で加圧加熱し仮止
めした。
ンディング法を用いて、高さ約70μmの突起状電極5
を形成した半導体素子4を、圧着ツール6に吸着し、回
路基板のランド3に対して位置合わせを行った状態であ
る。圧着ツールはヒーターが内蔵してあり、通電するこ
とによって急速に昇温でき、また、回路基板との平行度
は半導体素子面内で±5μm以内に調整している。使用
した半導体素子は、周囲配置型で各辺に0.1mmピッ
チ、各50パッド、計200パッドを設けたテストチッ
プである。
ルを下ろし、半導体素子に各突起状電極当たり0.68
6N(70g)、200個の電極全体で計137.2N
(14.0kg)の荷重を加えながら、ヒーターに通電
して180℃まで昇温し、15秒間保持した。その結
果、圧力により突起電極と回路基板ランド間の余分な接
着剤は排除され、さらに突起状電極が変形することによ
り、突起高さのばらつき等を吸収し、電気的導通が得ら
れた。また、接着剤の硬化は終了し、架橋密度はほぼ1
00%になった。
裏面のチップ型部品接続用ランド7部分にはんだペース
ト8を設置した状態である。はんだペースト8はメタル
マスクを用いて所定の位置にスクリーン印刷法で設置し
た。
抵抗9aを前記はんだペーストを印刷したランド部にマ
ウントした。
設定した、はんだリフロー炉に通した。
だペースト8はリフロー後チップ型抵抗9aの電極部9
b部でフィレットを形成し、良好な接続が得られた。
+150℃ 各30分の熱衝撃試験を行ったところ、不
良発生は2500サイクル以上という高信頼性が得られ
た。
に半導体素子を使用したが、これに限定するものではな
い。また、熱硬化性接着剤はシート状に限るものではな
く、ペースト状のものをディスペンサ装着しても同様の
効果を得ることができる。
性粒子を含まないものであるが、微小な導電性粒子を含
む、異方導電性接着剤を用いることができる。この場
合、特に前記突起状電極がメッキ法によって形成された
ものに有効である。すなわち、メッキ法による突起状電
極は一般に高さが20μm程度と低くかつ平板状である
ため、前記図1(c)工程における圧力による突起状電
極と回路基板ランド間の余分な接着剤の排除、および、
突起状電極が変形することによる突起高さのばらつきの
吸収が十分行われないが、導電性粒子を含む異方導電性
接着剤を使用することによって、安定した電気的接続を
得ることができる。
態の他の例であり、回路基板片面に半導体素子を接着剤
を用いてフリップチップ実装し、他面に電子部品をはん
だ実装した回路モジュールを作成する工程を、順を追っ
て図示したものであり、特に接続電極ピッチが狭くはん
だリフローでは対応できない半導体素子を基板裏面のは
んだ実装面に装着したものである。
る小型回路基板10に半導体素子をフリップチップ実装
する工程である。
接続用ランド11a部分に熱硬化性接着剤シート12を
仮止めした状態を示す。熱硬化性接着剤シートはエポキ
シ樹脂基材と硬化剤の混合物を厚さ50μmのシート状
に成形したものであり、架橋開始温度は約100℃であ
る。このシートを表面温度80℃に保った圧着ツールを
使用し、加圧時間2秒、圧力98kPaの条件で加圧加
熱し仮止めした。
ンディング法を用いて、高さ約70μmの突起状電極1
3を形成した半導体素子14を、圧着ツール6に吸着
し、回路基板のランド11aに対して位置合わせを行っ
た状態である。圧着ツールはヒーターが内蔵してあり、
通電することによって急速に昇温でき、また、回路基板
との平行度は半導体素子面内で±5μm以内に調整して
いる。使用した半導体素子は、周囲配置型で各辺に0.
1mmピッチ、各50パッド、計200パッドを設けた
テストチップである。
ルを下ろし、半導体素子に各突起状電極当たり0.68
6N(70g)、200個の電極全体で計137.2N
(14.0kg)の荷重を加えながら、ヒーターに通電
して180℃まで昇温し、15秒間保持した。その結
果、圧力により突起状電極と回路基板ランド間の余分な
接着剤は排除され、さらに突起状電極が変形することに
より、突起高さのばらつき等を吸収し、電気的導通が得
られた。また、接着剤の硬化は終了し、架橋密度はほぼ
100%になった。この結果、小基板10に半導体素子
14を実装した回路モジュールが得られた。
板片面に半導体素子を接着剤フリップチップ実装を行
い、他面に前記回路モジュールを含む電子部品をはんだ
実装する工程を示す。
続用ランド3部分に熱硬化性接着剤シート2を仮止めし
た状態を示す。熱硬化性接着剤シートはエポキシ樹脂基
材と硬化剤の混合物を厚さ50μmのシート状に成形し
たものであり、架橋開始温度は約100℃である。この
シートを表面温度80℃に保った圧着ツールを使用し、
加圧時間2秒、圧力98kPaの条件で加圧加熱し仮止
めした。
ンディング法を用いて、高さ約70μmの突起状電極5
を形成した半導体素子4を、圧着ツール6に吸着し、回
路基板のランド3に対して位置合わせを行った状態であ
る。圧着ツールはヒーターが内蔵してあり、通電するこ
とによって急速に昇温でき、また、回路基板との平行度
は半導体素子面内で±5μm以内に調整している。使用
した半導体素子は、周囲配置型で各辺に0.1mmピッ
チ、各50パッド、計200パッドを設けたテストチッ
プである。
ルを下ろし、半導体素子に各突起状電極当たり0.68
6N(70g)、200個の電極全体で計137.2N
(14.0kg)の荷重を加えながら、ヒーターに通電
して180℃まで昇温し、15秒間保持した。その結
果、圧力により突起電極と回路基板ランド間の余分な接
着剤は排除され、さらに突起状電極が変形することによ
り、突起高さのばらつき等を吸収し、電気的導通が得ら
れた。また、接着剤の硬化は終了し、架橋密度はほぼ1
00%になった。
品接続用ランド7部分にはんだペースト8を設置した状
態である。はんだペースト8はメタルマスクを用いて所
定の位置にスクリーン印刷法で設置した。
だペーストを設置した回路基板面に、チップ型抵抗9
a、および前記工程で小基板に半導体素子を実装した回
路モジュールをマウントした。この後、基板全体をピー
ク温度240℃に設定した、はんだリフロー炉に通し
た。
だペースト8はリフロー後チップ型抵抗9aの電極部9
b部でフィレットを形成、また、回路モジュールの電極
11bと回路基板のランド7間は良好なはんだ接続が得
られた。
50℃ 各30分の熱衝撃試験を行ったところ、不良発
生は2500サイクル以上という高信頼性が得られた。
に半導体素子を使用したが、これに限定するものではな
い。また、熱硬化性接着剤はシート状に限るものではな
く、ペースト状のものをディスペンサ装着しても同様の
効果を得ることができる。さらに、前記実施の形態1と
同様に、接着剤に異方導電性接着剤を用いれば、突起状
電極の形状によらずより高信頼性の電気的接続が得られ
る。
の電子部品の実装方法によれば、狭ピッチ電極の半導体
素子等の電子部品をフリップチップ実装を行い、かつ基
板両面に電子部品を装着できるという効果が得られる。
また、回路基板両面に狭ピッチ電極の半導体素子等の電
子部品を実装できるという効果が得られる。
剤にすると、メッキ法による突起のように高さが低くか
つ表面積が広い突起状電極の場合でも接着剤に分散され
た導電性粒子によって、より安定した電気的接続が得ら
れる。
狭ピッチ電極の半導体素子を基板両面に実装でき、電子
機器の一層の小型化、薄型化が達成できる工業的価値の
大なるものである。
面図
断面図
断面図
の工程断面図
Claims (4)
- 【請求項1】 複数の配線層を有する回路基板の一表面
に、突起状の接続電極を有する電子部品を前記接続電極
面と回路基板の配線面を対向させ、熱硬化性接着剤を介
して加圧及び加熱硬化することにより実装する第1の工
程と、前記回路基板上の他表面にハンダペーストを所定
位置に配置し、前記ハンダペーストが配置された所定位
置に電子部品を装着し、前記ハンダペーストをリフロー
することにより電子部品を実装する第2の工程からな
り、第1の工程を第2の工程より前に行うことを特徴と
する電子部品の実装方法。 - 【請求項2】 前記熱硬化性接着剤が異方導電性接着剤
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。 - 【請求項3】 主たる回路基板Aとは異なる別の回路基
板Bに対し、突起状の接続電極を有する電子部品を前記
接続電極面と回路基板の配線面を対向させ、熱硬化性接
着剤を介して加圧及び加熱硬化することにより実装する
予備工程と、主たる回路基板Aの一表面に、突起状の接
続電極を有する電子部品を前記接続電極面と回路基板A
の配線面を対向させ、熱硬化性接着剤を介して加圧及び
加熱硬化することにより実装する第1の工程と、前記主
たる回路基板A上の他表面にハンダペーストを所定位置
に配置し、前記ハンダペーストが配置された所定位置に
電子部品及び予備工程が終了した回路基板Bを装着し、
前記ハンダペーストをリフローすることにより電子部品
を実装する第2の工程からなり、第1の工程を第2の工
程より前に行うことを特徴とする電子部品の実装方法。 - 【請求項4】 前記予備工程および第1の工程の少なく
とも一方の工程における熱硬化性接着剤が異方導電性接
着剤であることを特徴とする請求項3記載の電子部品の
実装方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001103239A JP2002299810A (ja) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | 電子部品の実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001103239A JP2002299810A (ja) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | 電子部品の実装方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=18956324
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001103239A Pending JP2002299810A (ja) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | 電子部品の実装方法 |
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2001
- 2001-04-02 JP JP2001103239A patent/JP2002299810A/ja active Pending
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