JP2870456B2 - 電子部品の接合方法 - Google Patents

電子部品の接合方法

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JP2870456B2 JP7206784A JP20678495A JP2870456B2 JP 2870456 B2 JP2870456 B2 JP 2870456B2 JP 7206784 A JP7206784 A JP 7206784A JP 20678495 A JP20678495 A JP 20678495A JP 2870456 B2 JP2870456 B2 JP 2870456B2
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  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は電子部品の接合方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、液晶表示装置では、表示パネル
を駆動するLSIチップ等の半導体チップをTAB(Ta
pe Automated Bonding)技術によりテープキャリアパッ
ケージ(Tape Carrier Package:以下、TCPという)
化して実装し、このTCPのアウタリード(一の電子部
品の接続電極)を回路基板の接合パッド(他の電子部品
の接続電極)に接合したものがある。
【0003】ところで、従来よりアウタリードと接合パ
ッドとを接続する接合方法の一つにはんだ付けがある。
この場合、はんだは予め接合パッド上面に形成されてい
る。次に、このはんだの形成方法について図8および図
9を参照して説明する。所定の大きさよりも若干大きめ
の絶縁基板2は、最終的には一点鎖線で示す切断線に沿
って切断されることにより、所定の大きさとされるよう
になっている。この絶縁基板2の一端部上面には、切断
線の内側に複数の接合パッド3が一定のピッチで配列形
成され、切断線の外側には共通リード線4が形成され、
それらの間に接続線5が形成されている。このうち接合
パッド3には引き回し線6が接続されている。そして、
接合パッド4の配列部分および共通リード線4の一端部
を除く絶縁基板2の上面にはソルダレジスト7が塗布さ
れている。この状態において、共通リード線4の一端部
をめっき電極8としてはんだの電解めっきを行うと、接
合パッド3の上面にはんだ層9が形成される。この後、
切断線に沿って切断すると、接合パッド3の上面にはん
だ層9が形成された回路基板1が得られる。
【0004】次に、このようにして得られた回路基板1
の接合パッド3に図示しないTCPのアウタリードを接
合する場合、はんだ層9上にアウタリードを位置させ、
ヒートツールによって加熱しつつ加圧すると、接合パッ
ド3にアウタリードがはんだ層9を介して接合されるこ
とになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の接合方法にあっては、はんだ層9を形成する際、め
っき電極8となる共通リード線4の一端部と複数の接合
パッド3との間の各配線抵抗が配線長等が異なるために
同一とならず、印加されるめっき電圧が接合パッド3ご
とに変化し、すべての接合パッド3にはんだ層9を均一
に析出させて形成することが困難である。そのため、各
接合パッド3でははんだ層9の形成量にバラツキが生
じ、過少の場合はアウタリードとの間の接合強度が不足
し、過分の場合はアウタリードとの接合に際し溶融した
過分のはんだ層9が隣接するものに接触して短絡を引き
起こし易い。特に、後者の短絡の問題は、アウタリード
を微小ピッチ化するのに弊害となっていた。この発明の
課題は、はんだ等の接合材の量等を均一にできるように
することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、接合材成形
部材の上面に一定ピッチで配設されている同一形状の複
数の凹部にそれそれ接合材料を供給して接合材形成
し、これらの接合材を一の電子部品に設けられている複
数の接続電極に転写し、転写された前記接合材を介して
前記一の電子部品の接続電極を他の電子部品に設けられ
ている接続電極に接合するようにしたもである。
【0007】そして、この発明のように、はんだ成形部
材の同一形状の複数の凹部にそれぞれはんだペースト
供給し溶解、固化、洗浄しはんだ片を成形すると、こ
れらのはんだ片の平面的形状および量を同一とすること
ができ、したがって前記はんだ成形部材上のはんだ片の
上面に電子部品に設けられている複数の接続端子を当接
し、少なくとも加圧して前記接続端子に前記はんだ片を
転写し、転写されたはんだ片を介して電子部品の接続端
子を回路基板接合パッドに接合すると、接続端子と接
合パッドを接合するためのはんだの量等を均一にするこ
とができる。
【0008】
【発明の実施の形態】次に、この発明の一実施形態につ
いて説明するに、まず、図1(a)に示すはんだ成形部材
(接合材成形部材)10を用意する。このはんだ成形部
材10は、基本的には、シリコン等からなる基板状の型
プレート11の上面に平面ほぼ長方形状でほぼ一定の深
さの同一形状の複数の凹部が一定のピッチで形成された
構造となっている。このはんだ成形部材10は、図2
(a)〜(d)に示す工程の順に製作される。まず、図2(a)
のように、型プレート11の上面にスピンコート法等で
フォトレジスト12を1.0〜2.0μm程度の厚さに塗布す
る。次に、図2(b)のように、フォトレジスト12をガ
ラス等のマスク13を用いて露光し、現像を行うことで
マスク13通りの形状としたフォトレジスト12aを加
工する。次に、図2(c)のように、マスク13通りに加
工されたフォトレジスト12aをマスクにして型プレー
ト11を水酸化カリウム(KOH)等のアルカリ系エッ
チング液でエッチングし、型プレート11の上面に凹部
14を形成する。この後、フォトレジスト12aを除去
する。次に、図2(d)のように、凹部14の表面と型プ
レート11の表面に熱酸化法等で酸化膜15を数千Å程
度の厚さに形成する。この酸化膜15は凹部14から成
形材を容易に離型し易くするためのものであるので、型
プレート11の材質がシリコンやガラス等のはんだとの
離型性の良いものである場合には、この酸化膜15の形
成を省略してもよい。かくして、図1(a)に示すはんだ
成形部材10が製作される。
【0009】次に、図1(b)に示すように、はんだ成
形部材10の複数の凹部14にそれぞれはんだペースト
(接合材料)20aを供給してはんだ片(接合材)20
を配列して形成する。このはんだ片20は、図3(a)
〜(d)に示す工程の順に形成される。まず、図3
(a)のように、はんだペースト20aを型プレート1
1の上面に載せ、スキージ16を一方側から他方側へ移
動させて、図3(b)のように、すべての凹部14には
んだペースト20aを同一量ずつ供給する。次に、不活
性ガス等により酸素濃度が数ppm以下となった雰囲気
中において、凹部14内のはんだペースト20aを所定
の温度で加熱し、図3(c)のように、溶解はんだ20
bとする。この場合、はんだペースト20a中の金属材
が溶解するとともに、金属材以外の他の有機物成分が蒸
発するが、蒸発しない有機物成分は溶解金属材との比重
差によって分離し表面に析出する。次に、型プレート1
1全体を冷却して凹部14内の溶解 はんだ20bを冷
却し固化させると、図3(d)のように、凹部14内に
はんだ片20が形成される。この後、はんだ片20の表
面に析出した有機物成分を洗浄して除去する。かくし
て、図1(b)に示すように、はんだ成形部材10の凹
部14にはんだ片20が形成される。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は、はんだ成形
部材の上面に一定ピッチで配設されている同一形状の複
数の凹部にそれぞれはんだペーストを供給し溶解、固
化、洗浄しはんだ片を成形し、前記はんだ成形部材上
のはんだ片の上面に電子部品に設けられている複数の接
続端子を当接し、少なくとも加圧して前記接続端子に前
記はんだ片を転写し、転写された前記はんだ片を介して
前記電子部品の接続端子を回路基板に設けられている
合パッドに接合するようにしたものである。
【0011】ここで、はんだ片20の形状について説明
する。図1(a)においてすでに説明したように、はんだ
成形部材10の凹部14は平面ほぼ長方形状でほぼ一定
の深さとなっているので、図5に示すように、はんだ片
20の形状は厚さがほぼ一定の平面ほぼ長方形状とな
る。また、複数の凹部14は同一形状であるので、複数
のはんだ片20も同一形状となる。ところで、はんだ片
20の平面形状がほぼ長方形状となるようにしたのは、
次に図6を参照して説明する回路基板1の接合パッド3
の平面形状がほぼ長方形状であるので、この接合パッド
3の平面形状と同一かもしくはそれよりも若干小さくな
るようにしたからである。
【0012】次に、図6を参照して、TCPのアウタリ
ード32と回路基板1の接合パッド3とを接合する場合
について説明する。ただし、図6においては、説明の便
宜上、図8および図9に示された部分と同一名称部分に
同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。まず、複
数のアウタリード32に転写された各はんだ片20を複
数の接合パッド3の各上面に重ね合わせる。この場合、
はんだ片20と接合パッド3の平面形状が共にほぼ長方
形状であるので、両者の縦横方向の各中心線が互いに一
致するように重ね合わせる。次に、ヒートツール40を
降下させて加圧するとともに加熱し、はんだ片20を溶
融させた後固化させると、図7に示すように、はんだ片
20を介してアウタリード32が接合パッド3に熱圧着
されることになる。この熱圧着工程は、例えばN22
ArH2との混合ガスによる低酸素の不活性還元ガス雰
囲気中において行うか、あるいは無洗浄タイプのフラッ
クスを使用して行う。すると、アウタリード32とはん
だ片20双方の表面酸化物が除去され、接合時の酸化を
防ぐことができる。
【0013】以上のように、この実施形態の接合方法で
は、はんだ成形部材10の同一形成の複数の凹部14に
それぞれはんだペースト20aを供給してはんだ片20
を成形しているので、これらのはんだ片20の平面的形
状および量を同一とすることができる。したがって、こ
れらのはんだ片20をTCPのアウタリード32に転写
し、転写されたはんだ片20を介してTCPのアウタリ
ード32を回路基板1の接合パッド3に接合すると、こ
の接合に供されるはんだの量等を均一にすることができ
る。この場合、はんだ片20の平面形状を接合パッド3
の平面形状と同一かもしくはそれよりも若干小さくなる
ようにすると、フィレット形状の均一なものが得られ、
バラツキのない接合強度を得ることができるばかりでな
く、短絡防止にも有効である。この結果、アウタリード
32の微小ピッチ化が可能となり、100μmピッチ以下
とすることもできる。
【0014】なお、上記実施形態では、はんだ片20の
アウタリード32への転写を加圧と加熱とによって行っ
ているが、これに限定されず、加圧のみで転写すること
も可能である。例えば、アウタリード等を電解銅箔で形
成した場合、アウタリードのベースフィルムと対向する
側の面に凹凸が形成されているので、このアウタリード
の凹凸面にはんだ片をヒートツールによる加圧のみで食
い込ませることにより(アンカーリング効果)、はんだ
片をアウタリードに転写するようにしてもよい。
【0015】また、上記実施形態では、TCPのアウタ
リード32と回路基板1の接合パッド3とを接合する場
合について説明したが、これに限定されず、例えばTC
Pのアウタリードと表示パネルの接続電極とを接合する
ようにしてもよく、また半導体チップの実装されていな
い通常のフレキシブル配線基板の接続電極と回路基板ま
たは表示パネルの接続電極とを接合するようにしてもよ
い。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、はんだ成形部材の同一形状の複数の凹部にそれぞれ
はんだペーストを供給し溶解、固化、洗浄しはんだ
成形したので、有機物を含まず、かつ、平面的形状お
よび量同一なはんだ片を形成することができる。これ
によって、はんだ片を電子部品の接続端子に転写し、転
写されたはんだ片を介して電子部品の接続端子を回路基
接合パッドに接合すると接続端子が微小ピッチであ
ってもバラツキのない接合強度を得らことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による一実施形態の電子部品の接合方
法において、(a)ははんだ成形部材を示す斜視図、
(b)はこのはんだ成形部材によって複数のはんだ片を
成形した状態を示す斜視図。
【図2】同接合方法において、(a)〜(b)ははんだ成
形部材の製作工程を順に示す断面図。
【図3】同接合方法において、(a)〜(b)ははんだ
成形部材に複数のはんだ片を形成する工程を順に示す断
面図。
【図4】同接合方法において、はんだ成形部材上のはん
だをTCPのアウタリードに転写する状態を示す斜視
図。
【図5】同接合方法において、はんだをアウタリードに
転写した状態を示す斜視図。
【図6】同接合方法において、転写されたはんだを介し
てアウタリードと回路基板の接合パッドとを接合する状
態を示す斜視図。
【図7】同接合方法において、アウタリードと接合パッ
ドとを接合した状態を示す斜視図。
【図8】従来の回路基板の接合パッドにはんだを形成す
る場合を説明するために示す平面図。
【図9】図8のX−X線に沿う断面図。
【符号の説明】 1 回路基板 3 接合パッド 10 はんだ成形部材 14 凹部 20 はんだ片 30 TCP 31 ベースフィルム 32 アウタリード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05K 3/34 H05K 3/32 H05K 1/16 H05K 1/18 H01R 4/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 はんだ成形部材の上面に一定ピッチで配
    設されている同一形状の複数の凹部にそれぞれはんだペ
    ーストを供給し溶解、固化、洗浄しはんだ片を成形
    し、前記はんだ成形部材上のはんだ片の上面に電子部品
    に設けられている複数の接続端子を当接し、少なくとも
    加圧して前記接続端子に前記はんだ片を転写し、転写さ
    れた前記はんだ片を介して前記電子部品の接続端子を
    路基板に設けられている接合パッドに接合することを特
    徴とする電子部品の接合方法。
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