JP5603496B2 - 電子部品実装ライン及び電子部品実装方法 - Google Patents
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Description
本発明は、チップ部品のような小型の電子部品と、チップサイズパッケージのような大型の電子部品を基板に実装するための電子部品実装ライン及び電子部品実装方法に関する。
集積回路や抵抗、コンデンサなどの電子部品は、プリント配線板に実装される。近年の電子機器の小型化に伴い、1枚のプリント配線板に実装される電子部品の数や種類は多くなっている。電子部品のダウンサイジングの要求からチップサイズパッケージ(CSP)が基板に搭載されることが多くなってきている。
CSPは、複数の端子が規則的に配列された主面を有し、各端子にははんだバンプが形成されている。CSPをプリント配線板に実装するためには、複数の端子にそれぞれ設けられたはんだバンプをランドと称されるプリント配線板の電極に着地させて加熱し、溶融(リフロー)させた後、放冷することにより、CSPとプリント配線板との相互接続が行われる。これにより、CSPの各端子はプリント配線板のランドと電気的に導通するとともに、はんだによりプリント配線板に接合される。
CSPをプリント配線板に実装した場合、ヒートサイクルによる熱応力や外力を加えると、はんだによる接合力だけでは、接合部の強度が不足する場合がある。また、はんだによる接続だけでは、落下衝撃に対する強度が不十分である。そこで、補強用樹脂により、CSPのはんだによる接合部を補強することが行われている。
補強用樹脂により、はんだによる接合部を補強する方法としては、CSPの複数のはんだバンプが設けられたパッケージの主面とプリント配線板との隙間にアンダーフィル材を侵入させる方法がある。また、特許文献1は、CSPなどの電子部品をプリント配線板に搭載する前に、予め電子部品の周縁部に対応するプリント配線板の位置だけに、補強用樹脂を供給する方法を提案している。この方法は、アンダーフィル材を用いる場合に比べて、電子部品のリペアが容易となる点で優れている。
ところで、通常、プリント配線板上には、CSPの他に、チップ抵抗、チップコンデンサなどのクリームはんだで接合されるチップ型の電子部品やコネクターのようなリード付部品等も実装される。そして、このようなプリント配線板への電子部品の実装を行う設備としては、クリームはんだを印刷するスクリーン印刷装置と、仮止め用の接着剤を塗布する接着剤塗布装置と、チップ型の小型電子部品を搭載する電子部品搭載装置(第1電子部品搭載装置)と、CSPを含む大型電子部品やコネクターなどの異型電子部品を搭載する電子部品搭載装置(第2電子部品搭載装置)と、はんだを溶融させるリフロー装置とを、その記載順に配置した電子部品実装ラインが使用されている。このような電子部品実装ラインの構成は、超小型電子部品から30mm角サイズまでの大型電子部品の搭載とリフローとを一連の工程として行い得る完成されたものであり、20年以上の歴史を有している。
上述したように、はんだバンプで接合されるCSPとクリームはんだで接合される電子部品とを、従来から伝統的に使用されている電子部品実装ラインによってプリント配線板に混載して実装する場合、その実装工程としては、(1)ライン上で搬送されてきたプリント配線板の、クリームはんだで接合される電子部品を実装する位置に、スクリーン印刷装置を用いてクリームはんだをスクリーン印刷する、(2)接着剤塗布装置により、CSPの周縁部に対応するプリント配線板の位置に、補強用樹脂として接着剤を塗布する、(3)第1電子部品搭載装置によりクリームはんだで接合される電子部品を搭載する、(4)第2電子部品搭載装置によりCSP等を搭載する、(5)リフロー処理する、のような工程順に行われるのが通常である。
しかし、従来の電子部品実装ラインによれば、次のような、問題が生じ得る。
図9(a)に示すように、(2)の工程で塗布する補強用樹脂105は(4)の工程で搭載されるCSP210に接触可能な高さ、すなわちCSP210を搭載したときにCSP210の部品内基板211に届くような高さになるように調整して、プリント配線板101上のランド102bに近接する補強位置104に供給される必要がある。
図9(a)に示すように、(2)の工程で塗布する補強用樹脂105は(4)の工程で搭載されるCSP210に接触可能な高さ、すなわちCSP210を搭載したときにCSP210の部品内基板211に届くような高さになるように調整して、プリント配線板101上のランド102bに近接する補強位置104に供給される必要がある。
ここで、工程(2)と工程(4)との間に、クリームはんだで接合される電子部品を搭載する工程(3)を設けている場合、工程(2)と工程(4)との間に時間が空くために、その時間中に補強用樹脂の面方向への流動が起こることがある。この結果、工程(1)でランドに載せた印刷済みのクリームはんだに補強用樹脂が接触し、クリームはんだの活性力を低下させることがある。このため、リフローではんだの溶融、濡れ広がりが不十分となって接合不良を生じるおそれがあった。また、時間の経過により補強用樹脂の型崩れが進行して高さが低くなりすぎると、図9(b)に示すように、CSP210を配置しても、補強用樹脂とCSPとが接触せず、補強という所期の目的を達成できないことがあった。
本発明は、上記のような課題、すなわち、補強用樹脂が経時的に流動することに起因する電子部品の実装不良を抑制できる実装ライン及び実装方法を提供することを目的とする。
本発明の電子部品実装ラインは、基板を上流から下流へ移動させながら基板へのクリームはんだ印刷、電子部品搭載及びリフローを順次行う電子部品実装ラインであって、クリームはんだを介して搭載される第1電子部品を搭載する第1搭載領域及び複数のはんだバンプを有する第2電子部品を搭載する第2搭載領域を有する基板を供給する基板供給装置と、前記基板供給装置から供給された前記基板の前記第1搭載領域に、クリームはんだを塗布するスクリーン印刷装置と、前記スクリーン印刷装置によってクリームはんだが塗布された基板の前記第1搭載領域に、前記第1電子部品を搭載する第1電子部品搭載装置と、前記第1搭載領域に第1電子部品を搭載した基板の前記第2搭載領域の周縁部に設定された少なくとも1つの補強位置に、熱硬化性樹脂を塗布する樹脂塗布装置と、前記熱硬化性樹脂が塗布された基板の前記第2搭載領域に、前記第2電子部品を、その周縁部と前記補強位置に塗布された熱硬化性樹脂とが接触するように搭載する第2電子部品搭載装置と、前記第1電子部品及び前記第2電子部品が搭載された基板を加熱して、前記クリームはんだ及び前記はんだバンプを溶融させるとともに、前記熱硬化性樹脂を硬化させ、放冷することにより、前記第1電子部品及び前記第2電子部品を前記基板に接合するリフロー装置とを備え、前記第1電子部品搭載装置の下流に前記樹脂塗布装置が配置され、前記第2電子部品搭載装置は、前記樹脂塗布装置の下流に隣接配置されている。そして、この電子部品実装ラインにおいて、前記第2電子部品に対しては前記熱硬化性樹脂による補強が行われる一方で、前記第1電子部品に対しては前記熱硬化性樹脂による補強が行われない。
また、本発明の電子部品実装方法は、電子部品実装ラインの上流から下流へ基板を移動させながら、クリームはんだにより接続される複数の接続用端子を有する第1電子部品及び複数のはんだバンプを有する第2電子部品を基板に実装する電子部品実装方法であって、複数の前記接続用端子に接続される複数の第1電極を含む第1搭載領域と複数の前記はんだバンプに接続される複数の第2電極を含む第2搭載領域と、を備えた基板を準備する第一工程と、前記電子部品実装ラインに配置されたスクリーン印刷装置によって、前記第1電極にクリームはんだを塗布する第二工程と、前記電子部品実装ラインに配置された第1電子部品搭載装置によって、複数の前記接続用端子がそれぞれ対応する前記第1電極のクリームはんだに着地するように、前記第1電子部品を前記基板に搭載する第三工程と、前記電子部品実装ラインに配置された樹脂塗布装置によって、前記第2搭載領域の周縁部に設定された少なくとも1つの補強位置に、熱硬化性樹脂を塗布する第四工程と、前記電子部品実装ラインに配置された第2電子部品搭載装置によって、前記複数のはんだバンプが、それぞれ対応する前記第2電極に着地するように、前記第2電子部品を前記基板に搭載するとともに、前記補強位置に塗布された前記熱硬化性樹脂を前記第2電子部品の周縁部に接触させる第五工程と、前記電子部品実装ラインに配置されたリフロー装置によって、前記第1電子部品及び前記第2電子部品が搭載された前記基板を加熱して、前記クリームはんだ及び前記はんだバンプを溶融させるとともに、前記熱硬化性樹脂を硬化させ、放冷することにより、前記第1電子部品及び前記第2電子部品を前記基板に接合する第六工程と、を備え、前記第三工程に用いられる前記第1電子部品搭載装置の下流に、前記第四工程に用いられる前記樹脂塗布装置が配置され、前記第五工程は、前記樹脂塗布装置の下流に隣接配置された前記第2電子部品搭載装置によって行われる。そして、この電子部品実装方法において、前記第2電子部品に対しては前記熱硬化性樹脂による補強を行う一方で、前記第1電子部品に対しては前記熱硬化性樹脂による補強を行わない。
本発明の電子部品実装ライン及び電子部品実装方法によれば、補強用樹脂として供給される熱硬化性樹脂が、経時的に型崩れして広がったり変形したりすることを原因とする、電子部品の接合部の接合不良を抑制できる。
本発明の新規な特徴を添付の請求の範囲に記述するが、本発明は、構成および内容の両方に関し、本発明の他の目的および特徴と併せ、図面を照合した以下の詳細な説明によりさらによく理解されるであろう。
はじめに、本発明の電子部品実装ラインで製造される実装基板を構成する第1電子部品、第2電子部品および基板について説明する。
図1は、第1電子部品200の一例の斜視図である。第1電子部品200は、クリームはんだで接合される少なくとも1つの接続用端子201を有する。クリームはんだで接合される電子部品としては、例えば0402サイズや1005サイズに代表されるチップ部品の他、トランジスタ等のリード付部品などが挙げられる。また、バンプ付部品であってもクリームはんだを介して接合され、補強用樹脂による補強やバンプにフラックスを塗布(転写)することを要さない部品は、第1電子部品に分類される。
図2Aは、第2電子部品210の一例の縦断面図であり、図2Bはその底面図である。第2電子部品210は、薄い部品内基板211の上面に実装された半導体素子212を封止樹脂213で封止したCSPである。部品内基板211の下面は、第2電子部品210の主面211sを構成しており、主面211sには複数の端子が規則的に行列状に配列され、各々の端子には、はんだバンプ214が設けられている。第2電子部品は、補強用樹脂による補強の対象となる部品であり、基板に搭載される前に、はんだバンプ214にはフラックスが塗布(転写)される。
図3に示すように、基板101は、第1電子部品200の接続用端子201と接続される第1電極102aが設けられた第1搭載領域及び第2電子部品210の複数のはんだバンプ214と接続される複数の第2電極102bが設けられた第2搭載領域を具備する。また、第2搭載領域の周縁部、すなわち第2電子部品210の周縁部に対応する領域には、補強用樹脂、すなわち熱硬化性樹脂が塗布される少なくとも1つの補強位置104が設定されている。
補強位置104は、基板101の複数の第2電極102bが設けられた第2搭載領域の周縁部に、通常は複数設定される。ここで、基板101の第2搭載領域の周縁部とは、第2搭載領域に搭載される第2電子部品210の主面211sの周縁部211xに対応する枠状領域である。補強位置104は、その枠状領域の所定箇所に設定される。一般的なCSPの主面の形状は矩形である。矩形の第2電子部品においては、少なくとも、その四隅またはその近傍に対応するように、複数の補強位置を設定することが好ましい。
次に、本実施形態に係る電子部品実装ラインの装置構成の一例について図面を参照して説明する。図4に、本実施形態に係る電子部品実装ライン300の装置構成の全体像を示す。
電子部品実装ラインは、複数の装置を基板搬送コンベアで連結したものであり、連結した基板搬送コンベアによって基板を上流から下流へ移動させながら、基板へのクリームはんだ印刷、電子部品搭載、リフロー等を順次行うものである。本実施形態に係る電子部品実装ライン300は、
(i)電子部品を実装するための基板101を供給する基板供給装置301と、
(ii)基板供給装置301から供給された基板101の第1搭載領域に設けられた所定の電極(第1電極102a)に、スクリーン印刷によりクリームはんだを塗布するスクリーン印刷装置302と、
(iii)クリームはんだが塗布された第1電極102aに第1電子部品200を搭載する第1電子部品搭載装置303と、
(iv)基板101の第2搭載領域の周縁部に設定された複数の補強位置104に、補強用樹脂105を塗布する補強用樹脂塗布装置304と、
(v)補強用樹脂塗布装置304から搬送された基板101の第2搭載領域に、第2電子部品210を搭載する第2電子部品搭載装置305と、
(vi)第2電子部品搭載装置305の後工程に配置される、基板101を加熱してはんだを溶融させることにより第1電子部品200及び第2電子部品210を基板101にはんだ接合するリフロー装置306と、
(vii)基板回収装置307と、を具備する。
(i)電子部品を実装するための基板101を供給する基板供給装置301と、
(ii)基板供給装置301から供給された基板101の第1搭載領域に設けられた所定の電極(第1電極102a)に、スクリーン印刷によりクリームはんだを塗布するスクリーン印刷装置302と、
(iii)クリームはんだが塗布された第1電極102aに第1電子部品200を搭載する第1電子部品搭載装置303と、
(iv)基板101の第2搭載領域の周縁部に設定された複数の補強位置104に、補強用樹脂105を塗布する補強用樹脂塗布装置304と、
(v)補強用樹脂塗布装置304から搬送された基板101の第2搭載領域に、第2電子部品210を搭載する第2電子部品搭載装置305と、
(vi)第2電子部品搭載装置305の後工程に配置される、基板101を加熱してはんだを溶融させることにより第1電子部品200及び第2電子部品210を基板101にはんだ接合するリフロー装置306と、
(vii)基板回収装置307と、を具備する。
図5は、電子部品実装ライン300の一部分である、第1電子部品搭載装置303と、補強用樹脂塗布装置304と、第2電子部品搭載装置305と、を接続した構成を上方から見た構成図である。図5に示すように、第1電子部品搭載装置303と補強用樹脂塗布装置304と第2電子部品搭載装置305とは、各装置の基板搬送コンベア309a,309b,309cを連結することで、スクリーン印刷装置302から搬送されてきた基板101を搬送するためのラインを構成している。基板搬送コンベア309a,309b,309cは、各装置において、電子部品の搭載や樹脂の塗布を行う作業位置まで基板を搬送して位置決めするための基板保持部として機能する。なお、図5中の矢印は、電子部品実装ライン300の上流から下流への進行方向を示す。
第1電子部品搭載装置303は、スクリーン印刷装置302から搬送されてきた基板101上の第1電極102aに第1電子部品200を搭載する。第1電子部品搭載装置303は、中央部に配置された基板搬送コンベア309aと、基板搬送コンベア309aの側方に配置された第1部品供給部313と、搭載ヘッド323とを備える。第1部品供給部313には、第1電子部品200を供給するためのテープフィーダが複数個配置されている。搭載ヘッド323はXY移動機構(図示せず)に支持されており、所定の制御部によるXY移動機構の制御によって、第1部品供給部313から基板搬送コンベア309aの上方空間を移動する。
搭載ヘッド323は、内蔵された昇降機構によって昇降動作を行う吸引ノズル323dを備えており、吸引ノズル323dの昇降動作と吸引とによって第1部品供給部313から第1電子部品200をピックアップし、基板101の第1搭載領域の上方からの昇降動作と吸引解除(真空破壊)によって第1電子部品200を基板101に搭載する。
搭載ヘッド323は、第1電子部品200の接続用端子201を、それぞれ対応する予めクリームはんだが塗布された第1電極102aに着地させるように、基板101に搭載する。
補強用樹脂塗布装置304は、第1電子部品搭載装置303から搬送されてきた基板101上の第2搭載領域の周縁部に設定された補強位置104に、補強用樹脂105を塗布する。補強用樹脂塗布装置304は、中央部に配置された基板搬送コンベア309bと、補強用樹脂105を吐出する塗布ノズル324dを有する塗布ヘッド324を備えている。塗布ヘッド324はXYZ移動機構(図示せず)に支持されており、所定の制御部によるXYZ移動機構の制御によって、基板搬送コンベア309bの上方空間を、水平方向ならびに上下方向へ移動する。塗布ヘッド324の移動及び塗布ノズル324dからの補強用樹脂105の吐出などの動作は、制御部からの指令により制御される。
第2電子部品搭載装置305は、補強用樹脂塗布装置304から搬送されてきた基板101上の第2電極102bに、第2電子部品210を搭載する。第2電子部品搭載装置305は、中央部に配置された基板搬送コンベア309cと、第2部品供給部315と、搭載ヘッド325とを備える。第2電子部品搭載装置305は、基板搬送コンベア309cを補強用樹脂塗布装置304の基板搬送コンベア309bに連結した状態で配置、すなわち補強用樹脂塗布装置304の下流に隣接配置されている。このため、補強用樹脂塗布装置304で補強用樹脂の塗布を終えた基板は、直ちに第2電子部品搭載装置へ搬送され、補強用樹脂が型崩れする前に第2電子部品が搭載される。第2部品供給部315はトレイフィーダであり、複数の第2電子部品210を収納したトレイが配置されている。搭載ヘッド325はXY移動機構(図示せず)に支持されており、所定の制御部によるXY移動機構の制御によって、第2部品供給部315から基板搬送コンベア309cの上方空間を移動する。
搭載ヘッド325は、内蔵された昇降機構によって昇降動作を行う吸引ノズル325dを備えており、吸引ノズル325dの昇降動作と吸引とによって第2部品供給部315から第2電子部品210をピックアップし、基板101の第2搭載領域の上方からの昇降動作と吸引解除(真空破壊)によって第2電子部品210を基板101に搭載する。
第2電子部品搭載装置305は、フラックスの塗膜を形成する転写ユニット320を備える。転写ユニット320は、第2電子部品210のバンプ214に転写するのに適した厚さのフラックスの塗膜を供給できる機構を有する。例えば、図6Aに示すような、下方に設けられたベーステーブル320aと、ベーステーブル320aの上面に設けられた転写テーブル321と、転写テーブル321の上方に配置されたスキージユニット322とを具備する。スキージユニット322は、転写テーブル321のY軸方向の幅とほぼ等しい長さを有する第1スキージ部材322aと第2スキージ部材322bとを備え、これらはそれぞれ一定の間隔をあけてY軸方向と平行に配置されている。各スキージ部材は、スキージユニット322に内蔵された昇降機構によって昇降自在、すなわち転写テーブル321に形成される塗膜に対して進退自在となっている。図6Bに示すように、転写ユニット320は、転写テーブル321に対してスキージユニット322を相対的に水平方向へ移動させることにより、各スキージ部材で転写テーブル321内のフラックスを薄く延ばしてフラックスの塗膜を形成する。
搭載ヘッド325は、第2電子部品210をピックアップした後、転写ユニット320の上方へ移動し、図6Cに示すように、吸引ノズル325dを昇降動作させて第2電子部品210のはんだバンプ214をフラックス206の塗膜に接触させ、はんだバンプ214にフラックス206を転写する。その後、搭載ヘッド325は基板101の第2搭載領域へ移動し、複数のはんだバンプ214をそれぞれ対応する第2電極102bに着地させるようにして、第2電子部品210を基板101に搭載する。このような搭載ヘッド325の移動は、所定の制御部からの指令により制御される。
次に、本発明の電子部品実装ラインによる実装基板の製造方法について説明する。
図7及び図8を参照すれば、まず、図7(a)に示すような部品が搭載されていない基板101が基板供給装置301から搬出され、スクリーン印刷装置302へ送られる。
図7及び図8を参照すれば、まず、図7(a)に示すような部品が搭載されていない基板101が基板供給装置301から搬出され、スクリーン印刷装置302へ送られる。
次に、スクリーン印刷装置302は、基板101の所定の電極(第1電極102a)にクリームはんだ103を印刷するはんだ印刷工程を実行する(図7(b))。スクリーン印刷装置302は、クリームはんだの印刷が完了したら基板101を第1電子部品搭載装置303へ向けて搬出する。
次に、図7(c)に示すように、第1電子部品搭載装置303は、第1電子部品200を基板101へ搭載する第1電子部品搭載工程を実行する。具体的には、基板搬送コンベア309aで基板101を所定の作業位置まで搬送して位置決めする。次に、搭載ヘッド323の吸引ノズル323dで、第1部品供給部313によって供給される第1電子部品200を吸引して保持する。そして、搭載ヘッド323を水平移動させて、第1電子部品200を第1搭載領域に位置決めする。
次に、第1電子部品200の接続用端子201が第1電極102aに印刷されたクリームはんだに着地するように、吸引ノズル323dを昇降させるとともに吸引による保持を解除し、第1電子部品200を基板101に搭載する。第1電子部品搭載装置303による第1電子部品の搭載が完了したら、第1電子部品搭載装置303は、基板搬送コンベア309aを駆動して、基板101を補強用樹脂塗布装置304へ搬出する。
次に、図8(a)に示すように、補強用樹脂塗布装置304は、基板101上の第2電子部品210を搭載するための第2搭載領域の周縁部に設定された補強位置104に、補強用樹脂105を塗布する樹脂塗布工程を実行する。具体的には、基板搬送コンベア309bで基板101を所定の作業位置まで搬送して位置決めする。次に、塗布ヘッド324を水平移動させて、塗布ノズル324dを補強位置104の上方に位置決めする。そして、塗布ノズル324dから補強用樹脂105を補強位置104へ塗布する。補強用樹脂105の塗布パターンは、特に限定されないが、例えば矩形の第2電子部品の周縁部の四隅に対応するような補強位置に塗布される。
補強用樹脂105は、後の工程で搭載される第2電子部品210のパッケージを構成する部品内基板211に接触可能な高さに塗布される。すなわち、図9(a)に示すように、第2電子部品210を搭載したときに、第2電子部品210の部品内基板211に届くような高さになるように、補強用樹脂105の粘度やチキソ性が調整されている。
なお、補強用樹脂としては、熱硬化性樹脂が用いられる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂などを例示できる。
補強用樹脂塗布装置304は、全ての補強位置104への補強用樹脂105の塗布を終えたら、基板搬送コンベア309bを駆動して、基板101を第2電子部品搭載装置305へ搬出する。
次に、図8(b)に示すように、第2電子部品搭載装置305は、第2電子部品210を基板101へ搭載する第2電子部品搭載工程を実行する。具体的には、基板搬送コンベア309cで基板101を所定の作業位置まで搬送して位置決めする。次に、搭載ヘッド325の吸引ノズル325dで、第2部品供給部315によって供給される第2電子部品210を吸引して保持する。そして、搭載ヘッド325を水平移動させて、第2電子部品210をフラックスの塗膜を形成する転写ユニット320の上方に位置決めする。次に、吸引を維持したまま吸引ノズル325dを昇降させることにより、図6Cに示すように、フラックス206の塗膜に第2電子部品210のバンプ214を接触させ、フラックス206を複数のバンプ214に転写する。
フラックス206は、はんだ接合の際に電極表面およびバンプ表面に存在する酸化物などを除去する活性作用を有する材料であればよい。フラックスの組成は、特に限定されないが、例えば、ロジンのようなベース剤、有機酸やハロゲン化物などの活性剤、溶剤、チキソ性付与剤などを含む。フラックスは、熱硬化性樹脂の成分を含む熱硬化性フラックスでもよい。
その後、搭載ヘッド325を水平移動させて、第2電子部品210を第2搭載領域に位置決めする。そして、図8(c)に示すように、第2電子部品210のフラックス206が塗布された複数のバンプ214を、それぞれ対応する第2電極102bに着地させる。
ここで、補強用樹脂塗布装置304で補強位置104に塗布された補強用樹脂105は、塗布直後から流動し始めるが、補強用樹脂塗布装置304の下流に隣接配置された第2電子部品搭載装置によって第2電子部品210を搭載するので、大きく型崩れする前に補強用樹脂105を第2電子部品210の周縁部211xに接触させることができる。また、第2電子部品210と接触することで補強用樹脂105の流動は抑制されるので、補強用樹脂105が隣接する第1電極102a上のクリームはんだと接触して接合不良を誘発する可能性は低減される。
第2電子部品搭載装置305による第2電子部品の搭載が完了したら、第2電子部品搭載装置305は基板搬送コンベア309cを駆動して基板101をリフロー装置306へ搬出する。
次に、リフロー装置306は基板101を炉内で加熱してはんだを溶融するリフロー工程を行う。リフロー工程では、第1電子部品200及び第2電子部品210を搭載した基板101が加熱される。リフロー装置内で、溶融したはんだバンプ及びクリームはんだが電極に濡れ広がる。また、補強用樹脂105が硬化され、図8(d)に示すように、樹脂補強部105aが形成される。その結果、基板101の表面に、第1電子部品200及び第2電子部品210がはんだにより接合された実装構造体(実装基板)が得られる。リフロー工程中、補強用樹脂105は第2電子部品と接触し、一方、第1電極上のクリームはんだとは接触していないので、第1電子部品200及び第2電子部品210は良好な状態で基板101に実装される。その後、基板101はリフロー装置306から搬出され、基板回収装置307により回収される。
なお、電子部品実装ラインの構成は、上記実施形態に限られず、補強用樹脂塗布装置とその下流に隣接配置される第2電子部品搭載装置とを有する構成を崩さない範囲で適宜変更可能である。たとえば、スクリーン印刷装置と第1電子部品搭載装置との間、及び/又は、リフロー装置と基板回収装置との間に、検査装置を配置してもよい。また、補強用樹脂塗布装置とは別に、各種電子部品の仮止め用の接着剤を塗布する接着剤塗布装置を、スクリーン印刷装置の下流に配置してもよい。
電子部品実装ラインは、第1電子部品搭載装置を複数含む構成でもよい。この場合、一部の第1電子部品搭載装置を第2電子部品搭載装置の下流に配置してもよい。また、電子部品実装ラインは、第2電子部品搭載装置を複数含む構成でもよい。この場合、少なくとも1つの第2電子部品搭載装置が補強用樹脂塗布装置の下流に隣接配置していればよい。また、補強用樹脂塗布装置とその下流に隣接配置される第2電子部品搭載装置との組を複数含む構成でもよい。
補強用樹脂塗布装置は、補強用樹脂を塗布する専用の装置である必要はなく、仮止め用の接着剤等、他の種類の接着剤や樹脂を塗布する機能を有する多用途タイプの装置でもよい。
第1電子部品搭載装置は、第1電子部品以外の電子部品を搭載する機能を有する多機能型装置でもよい。同様に、第2電子部品搭載装置は、第2電子部品以外の電子部品を搭載する機能を有する多機能型装置でもよい。すなわち、電子部品実装ラインに組み込んだときに、第1電子部品搭載装置や第2電子部品搭載装置として機能する装置であれば、特に限定なく用いることができる。
本発明の電子部品実装ラインによれば、補強用樹脂として供給される熱硬化性樹脂が、経時的に型崩れして広がったり変形したりすることを原因とする、はんだバンプを用いた接合部の接合不良を抑制できる。よって、CSPとチップ型電子部品とを多数混載するような表面実装の分野において有用である。
本発明を現時点での好ましい実施態様に関して説明したが、そのような開示を限定的に解釈してはならない。種々の変形および改変は、上記開示を読むことによって本発明に属する技術分野における当業者には間違いなく明らかになるであろう。したがって、添付の請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、すべての変形および改変を包含する、と解釈されるべきものである。
101:基板(プリント配線板)、102a:第1電極、102b:第2電極、103:クリームはんだ、104:補強位置、105:補強用樹脂、200:第1電子部品、201:接続用端子、210:第2電子部品、211:部品内基板、211s:主面、211x:周縁部、212:半導体素子、213:封止樹脂、214:バンプ、300:電子部品実装ライン、301:基板供給装置、302:スクリーン印刷装置、303:第1電子部品搭載装置、304:補強用樹脂塗布装置、305:第2電子部品搭載装置、306:リフロー装置、307:基板回収装置、309a,309b,309c:基板搬送コンベア、313:第1部品供給部、315:第2部品供給部、320:転写ユニット、320a:ベーステーブル、321:転写テーブル、322:スキージユニット、322a:第1スキージ部材、322b:第2スキージ部材、323:搭載ヘッド、323d:吸引ノズル、324:塗布ヘッド、324d:塗布ノズル、325:搭載ヘッド、325d:吸引ノズル
Claims (4)
- 基板を上流から下流へ移動させながら基板へのクリームはんだ印刷、電子部品搭載及びリフローを順次行う電子部品実装ラインであって、
クリームはんだを介して搭載される第1電子部品を搭載する第1搭載領域及び複数のはんだバンプを有する第2電子部品を搭載する第2搭載領域を有する基板を供給する基板供給装置と、
前記基板供給装置から供給された前記基板の前記第1搭載領域に、クリームはんだを塗布するスクリーン印刷装置と、
前記スクリーン印刷装置によってクリームはんだが塗布された基板の前記第1搭載領域に、前記第1電子部品を搭載する第1電子部品搭載装置と、
前記第1搭載領域に第1電子部品を搭載した基板の前記第2搭載領域の周縁部に設定された少なくとも1つの補強位置に、熱硬化性樹脂を塗布する樹脂塗布装置と、
前記熱硬化性樹脂が塗布された基板の前記第2搭載領域に、前記第2電子部品を、その周縁部と前記補強位置に塗布された熱硬化性樹脂とが接触するように搭載する第2電子部品搭載装置と、
前記第1電子部品及び前記第2電子部品が搭載された基板を加熱して、前記クリームはんだ及び前記はんだバンプを溶融させるとともに、前記熱硬化性樹脂を硬化させ、放冷することにより、前記第1電子部品及び前記第2電子部品を前記基板に接合するリフロー装置とを備え、
前記第1電子部品搭載装置の下流に前記樹脂塗布装置が配置され、前記第2電子部品搭載装置は、前記樹脂塗布装置の下流に隣接配置されており、
前記第2電子部品に対しては前記熱硬化性樹脂による補強を行う一方で、前記第1電子部品に対しては前記熱硬化性樹脂による補強を行わない、電子部品実装ライン。 - 前記第2電子部品搭載装置が、フラックスの塗膜を形成する転写ユニットを有し、前記第2電子部品を前記基板に搭載する前に、前記第2電子部品の前記複数のはんだバンプを前記フラックスの塗膜に接触させて、前記はんだバンプに前記フラックスを転写する、請求項1記載の電子部品実装ライン。
- 電子部品実装ラインの上流から下流へ基板を移動させながら、クリームはんだにより接続される複数の接続用端子を有する第1電子部品及び複数のはんだバンプを有する第2電子部品を基板に実装する電子部品実装方法であって、
複数の前記接続用端子に接続される複数の第1電極を含む第1搭載領域と複数の前記はんだバンプに接続される複数の第2電極を含む第2搭載領域と、を備えた基板を準備する第一工程と、
前記電子部品実装ラインに配置されたスクリーン印刷装置によって、前記第1電極にクリームはんだを塗布する第二工程と、
前記電子部品実装ラインに配置された第1電子部品搭載装置によって、複数の前記接続用端子がそれぞれ対応する前記第1電極のクリームはんだに着地するように、前記第1電子部品を前記基板に搭載する第三工程と、
前記電子部品実装ラインに配置された樹脂塗布装置によって、前記第2搭載領域の周縁部に設定された少なくとも1つの補強位置に、熱硬化性樹脂を塗布する第四工程と、
前記電子部品実装ラインに配置された第2電子部品搭載装置によって、前記複数のはんだバンプが、それぞれ対応する前記第2電極に着地するように、前記第2電子部品を前記基板に搭載するとともに、前記補強位置に塗布された前記熱硬化性樹脂を前記第2電子部品の周縁部に接触させる第五工程と、
前記電子部品実装ラインに配置されたリフロー装置によって、前記第1電子部品及び前記第2電子部品が搭載された前記基板を加熱して、前記クリームはんだ及び前記はんだバンプを溶融させるとともに、前記熱硬化性樹脂を硬化させ、放冷することにより、前記第1電子部品及び前記第2電子部品を前記基板に接合する第六工程と、を備え、
前記第三工程に用いられる前記第1電子部品搭載装置の下流に、前記第四工程に用いられる前記樹脂塗布装置が配置され、前記第五工程は、前記樹脂塗布装置の下流に隣接配置された前記第2電子部品搭載装置によって行われ、
前記第2電子部品に対しては前記熱硬化性樹脂による補強を行う一方で、前記第1電子部品に対しては前記熱硬化性樹脂による補強を行わない、電子部品実装方法。 - 前記第2電子部品搭載装置が、フラックスの塗膜を形成する転写ユニットを有し、
前記第五工程において、前記第2電子部品を前記基板に搭載する前に、前記第2電子部品の前記複数のはんだバンプを、前記フラックスの塗膜に接触させて、前記はんだバンプに前記フラックスを転写する、請求項3記載の電子部品実装方法。
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