(57)【要約】  【課題】  半導体ベアチップと表面実装部品とを確実かつ精密に混載実装でき、回路基板としてフレキシブルフィルムを用いた場合でも混載実装を容易に行うことが可能な電子部品の混載実装方法を提供する。  【解決手段】  フレキシブルフィルム１に半導体ベアチップ２を実装するベアチップ実装工程と、この工程後、半導体ベアチップ２以外の電子部品の実装領域に対応する凹状部６２を除いて略平面状のスクリーンマスク６をフレキシブルフィルム１上に載置し、この凹状部６２に対応して凸状部を形成した平板状のスキージ７によりスクリーンマスク６上に供給したクリームはんだを掻き取ることにより、フレキシブルフィルム１にクリームはんだ印刷を行う印刷工程と、この工程後、フレキシブルフィルム１に形成されたクリームはんだに対応して他の電子部品を実装する電子部品工程とを有する。【選択図】  図２
2006303011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板に半導体ベアチップを実装するベアチップ実装工程と、前記ベアチップ実装工程の後、前記半導体ベアチップ以外の電子部品の実装領域にクリームはんだ印刷を行う印刷工程と、前記印刷工程の後、前記回路基板に印刷されたクリームはんだに対応して前記半導体ベアチップ以外の電子部品を実装する電子部品工程とを有する電子部品の混載実装方法であって、
印刷工程は、前記半導体ベアチップ以外の電子部品の実装領域に対応する凹状部を除いて略平面状を有するスクリーンマスクを前記回路基板上に載置し、前記凹状部に対応して凸状部が形成された平板状のスキージを前記スクリーンマスクに当接させ、前記スクリーンマスク上に供給したクリームはんだを掻き取ることにより、前記回路基板にクリームはんだ印刷を行う電子部品の混載実装方法。
【請求項２】
前記回路基板としてフレキシブルフィルムを用い、平坦な受け台に前記フレキシブルフィルムを搭載し、前記フレキシブルフィルムの前記半導体ベアチップの実装領域及び前記他の電子部品の実装領域を除いた領域を押圧して緊張状態を付加することにより、前記受け台上に前記フレキシブルフィルムを密着させた状態で、前記実装領域に電子部品を組み付ける請求項１に記載の電子部品の混載実装方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電子部品の混載実装方法によりクリームはんだ印刷を行う際に前記回路基板上に載置して、前記回路基板を覆うスクリーンマスクであって、
略平面状を有するとともに、前記回路基板の前記半導体ベアチップ以外の実装領域に対応する部分に凹状部を設けたスクリーンマスク。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の電子部品の混載実装方法によりクリームはんだ印刷を行う際に前記回路基板を覆うスクリーンマスクに当接して、該スクリーンマスク上に供給したクリームはんだを掻き取るスキージであって、
平板状に形成されたスキージ本体において、前記スクリーンマスクに形成された凹状部に対応した部分に凸状部を設けたスキージ。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の電子部品の混載実装方法においてクリームはんだの印刷工程からリフロー工程まで引き続き用い、前記フレキシブルフィルムを搭載する平坦な形状の受け台であって、
前記フレキシブルフィルムに対応した略平板形状を有する受け台。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の電子部品の混載実装方法においてクリームはんだの印刷工程からリフロー工程まで引き続き用い、請求項５に記載の受け台上の前記フレキシブルフィルムを押圧して平坦な状態に保つカバー部材であって、
略平板状に形成されているとともに、前記フレキシブルフィルムの前記半導体ベアチップの実装領域及び前記半導体ベアチップ以外の電子部品の実装領域に対応する領域が欠損した形状を有し、前記受け台との間で前記フレキシブルフィルムを挟み込むカバー部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板上に各種の異なる電子部品(以下、異種電子部品とよぶ)を混載実装する方法に関し、特に、回路基板となるフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）に半導体ベアチップと表面実装部品（ＳＭＤ；Surface Mount Device）とを実装する電子部品の混載実装方法、及びその混載実装方法に用いるスクリーンマスク、スキージ、受け台、及びカバー部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、各種電子機器の小型軽量化が進んでいる。また、これに対応して、例えば回路基板上に半導体チップと他の回路素子などを含む異種電子部品を混載実装する場合、半導体ベアチップをフェイスダウン状態で回路基板に実装するフリップチップ実装工法が用いられるようになってきた（例えば、特許文献１参照）。また、最近は、半導体ベアチップの周辺に他の表面実装部品をクリームはんだ印刷された回路基板上に搭載して、リフロー工程により電気的、機械的に接続して組み付ける実装方法が用いられている。
【特許文献１】特開平１１−１３５９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、各種電子機器の小型化に伴い、上述した従来のフリップチップ実装工法等では、半導体ベアチップ等の端子間隔の狭ピッチ化による実装精度の管理などが厳しくなっていることから、半導体ベアチップと表面実装部品とを回路基板上に混載実装するのが容易ではなかった。
特に、回路基板として剛性の低いフレキシブルフィルムを使用する場合には、フレキシブルフィルムの取り扱いが難しく、高精度の実装が非常に困難である。また、フレキシブルフィルムを治工具へ取り付け足り、取り外したりする等、実生産以外の段取り工程も多く、生産性も低下していた。例えば、図４に示すように、従来のクリームはんだ印刷の場合には、半導体ベアチップ１０１に対してスクリーンマスク１０２が傾斜を有する形状で逃げており、半導体ベアチップ１０１からのはんだ印刷可能な距離Ｓ１が長くなる。その結果、高精度の実装が困難になっている。なお、図中符号１０２Ａはスクリーンマスク１０２の開口パターン、１０３は封止樹脂、１０４は受け台、１０５はフレキシブルフィルム、１０６はクリームはんだ印刷、１０７はスキージを示す。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、半導体ベアチップと表面実装部品とを確実かつ精密に混載実装でき、回路基板としてフレキシブルフィルムを用いた場合でも混載実装を容易に行うことが可能な電子部品の混載実装方法、スクリーンマスク、スキージ、受け台、及びカバー部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電子部品の混載実装方法は、回路基板に半導体ベアチップを実装するベアチップ実装工程と、前記ベアチップ実装工程の後、前記半導体ベアチップ以外の電子部品の実装領域にクリームはんだ印刷を行う印刷工程と、前記印刷工程の後、前記回路基板に印刷されたクリームはんだに対応して前記半導体ベアチップ以外の電子部品を実装する電子部品工程とを有する電子部品の混載実装方法であって、印刷工程は、前記半導体ベアチップ以外の電子部品の実装領域に対応する凹状部を除いて略平面状を有するスクリーンマスクを前記回路基板上に載置し、前記凹状部に対応して凸状部が形成された平板状のスキージを前記スクリーンマスクに当接させ、前記スクリーンマスク上に供給したクリームはんだを掻き取ることにより、前記回路基板にクリームはんだ印刷を行うものである。これにより、半導体ベアチップと他の表面実装部品などの電子部品とを混載実装する際に、半導体ベアチップの実装を先に行うことができるので、実装部の異物混入に対する管理が容易になり、管理基準を緩和できるようになる。
【０００６】
また、前記回路基板としてフレキシブルフィルムを用い、平坦な受け台に前記フレキシブルフィルムを搭載し、前記フレキシブルフィルムの前記半導体ベアチップの実装領域及び前記他の電子部品の実装領域を除いた領域を押圧して緊張状態を付加することにより、前記受け台上に前記フレキシブルフィルムを密着させた状態で、前記実装領域に電子部品を組み付けるものである。これにより、確実かつ精密に半導体ベアチップと表面実装部品との混載実装が可能であり、回路基板としてフレキシブルフィルムを用いた場合でも、容易かつ高精度に実装できるようになる。また、剛性の低いフレキシブルフィルムにおいて生じる撓みや折り曲げなどの不具合を防ぐことができ、クリームはんだ印刷からリフロー硬化までの電子部品の実装作業について一貫した生産を行うことができ、生産性の向上が図れる。
【０００７】
本発明のスクリーンマスクは、上記の電子部品の混載実装方法によりクリームはんだ印刷を行う際に前記回路基板上に載置して、前記回路基板を覆うスクリーンマスクであって、略平面状を有するとともに、前記回路基板の前記半導体ベアチップ以外の実装領域に対応する部分に凹状部を設けたものである。これにより、スクリーンマスクに凹状部を設けるので、クリームはんだ印刷の際に発生する応力が半導体ベアチップに加わることがなく、半導体ベアチップ実装部への悪影響が防止され、実装部の信頼性が確保される。
【０００８】
本発明のスキージは、上記の電子部品の混載実装方法によりクリームはんだ印刷を行う際に前記回路基板を覆うスクリーンマスクに当接して、該スクリーンマスク上に供給したクリームはんだを掻き取るスキージであって、平板状に形成されたスキージ本体において、前記スクリーンマスクに形成された凹状部に対応した部分に凸状部を設けたものである。また、スキージにおいて、例えばスクリーンマスクの凹状部対応部分のみを、凸型スキージがスクリーンマスクに対して力が加わるように当接するため、むらのない良好なクリームはんだ印刷が可能であり、均等で安定した厚さのクリームはんだが形成される。
【０００９】
本発明の受け台は、上記の電子部品の混載実装方法においてクリームはんだの印刷工程からリフロー工程まで引き続き用い、前記フレキシブルフィルムを搭載する平坦な形状の受け台であって、前記フレキシブルフィルムに対応した略平板形状を有するのものである。
【００１０】
本発明のカバー部材は、上記の電子部品の混載実装方法においてクリームはんだの印刷工程からリフロー工程まで引き続き用い、上記の受け台上の前記フレキシブルフィルムを押圧して平坦な状態に保つカバー部材であって、略平板状に形成されているとともに、前記フレキシブルフィルムの前記半導体ベアチップの実装領域及び前記半導体ベアチップ以外の電子部品の実装領域に対応する領域が欠損した形状を有し、前記受け台との間で前記フレキシブルフィルムを挟み込むものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、半導体ベアチップと表面実装部品とを、確実かつ精密に混載実装でき、回路基板としてフレキシブルフィルムを用いた場合でも、混載実装を容易に行うことが可能な電子部品の混載実装方法及びその混載実装方法に用いるスクリーンマスク、スキージ、受け台、及びカバー部材を提供できる。また、ベアチップの極く近傍の領域までクリームはんだ印刷ができることにより、ベアチップと表面実装部品との間隔を狭隣接化ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明の一実施形態に係る電子部品の混載実装方法によって半導体ベアチップをフレキシブルフィルムに組み付けるときの工程を示す説明図、図２は図１に示す工程に続いてスクリーンマスクを使用してフレキシブルフィルム上にクリームはんだ印刷を施す工程を示す説明図、図３は図２に示す工程で用いるスキージの構造を説明する斜視図である。
【００１３】
本実施形態の電子部品の混載実装方法は、回路基板として柔軟なフレキシブルフィルム１を用いており、このフレキシブルフィルム１上に半導体ベアチップ２と表面実装部品（ＳＭＤ）３とを混載して実装するものである。なお、半導体ベアチップ２の実装には、フリップチップ実装方法、異方性導電膜を用いた実装方法などを用いることができる。
【００１４】
（１）まず、図１において、フレキシブルフィルム１の上に半導体ベアチップ２を実装する（ベアチップ実装工程）。このため、初めに、図１に示すように、平らな上面を有する受け台３を水平状態に設置する。そして、回路基板となるフレキシブルフィルム１を、ベースとなる受け台３に緊張させた状態に伸ばして固定する。このため、受け台３とともにフレキシブルフィルムを緊張状態に保持するための手段であるカバー部材４を用いる。このカバー部材４は、受け台３との間に対向して設けた図示外の穴若しくはピンにより、フレキシブルフィルム１の位置を合わせ、互いに反対方向にフレキシブルフィルム１を引っ張って所定の張力を付加する。これにより、フレキシブルフィルム１にしわのない緊張状態を付与することができる。
【００１５】
（２）そして、半導体ベアチップ２を保持したベアチップ組み付け装置５を用い、前述した公知の実装方法により、半導体ベアチップ２をフレキシブルフィルム１の上に実装し、半導体ベアチップ２の端子とフレキシブルフィルム１の導電パターンとを電気的に接続する。
【００１６】
（３）このようにして半導体ベアチップ２をフレキシブルフィルム１上に実装した後、表面実装部品の実装を行うために、クリームはんだ印刷を行う（印刷工程）。即ち、半導体ベアチップ２の組付け（モールドによる封止も含めて）が完了したら、図２に示すように、一部を除いて略平面状のフレキシブルフィルム１を平らな受け台３の上に載せ、その上に平らなカバー部材４となる板を搭載する。さらに、そのカバー４となる板上にスクリーンマスク６を載置する。このスクリーンマスク６には、クリームはんだ印刷のための開口パターン６１が形成されている。また、このスクリーンマスク６において、フレキシブルフィルム１上に実装された半導体ベアチップ２に対応する部分は、組み付けられた半導体ベアチップ２（封止（モールド）樹脂２０が半導体ベアチップ２の周囲にある場合には、その封止樹脂２０も含めて）に当たらないように、クリームはんだ印刷8の部分のみに凹状部６２を形成している。
【００１７】
（４）このようにしてスクリーンマスク６を載置した後、その上にクリームはんだ（図略）を供給し、そのクリームはんだをスキージ７によって掻き取る。これにより、開口パターン６１の孔の部分を通り抜けフレキシブルフィルム１の上に載った（塗布された）クリームはんだのみが、クリームはんだ印刷８としてフレキシブルフィルム１上に残ることとなる。上述した工程により、組み付けられた半導体ベアチップ２に、不要なクリームはんだが塗布されることがない。また、スクリーンマスク６に凹状部６２を設けることにより、スキージ７で掻き取る際に、半導体ベアチップ２に不要な応力が加えられることがない。このため、表面実装部品を実装する際の不具合や半導体ベアチップ実装部への悪影響を防止できる。従って、実装部の不良、例えば半導体ベアチップの破損などを防止でき、信頼性を確保できる。
【００１８】
ここで、スキージ７は、図２及び図３に示すように、四角い平板状の部材により形成されており、スキージ本体７２の一部（先端部分）には、スクリーンマスク６の凹状部６２に対応する凸状部７１を設けている。また、スクリーンマスク６とスキージ本体７２との間には、若干のクリアランスＤを設けている。従って、本工程（印刷工程）では、図３に示すように、スクリーンマスク６の上にスキージ７を垂直に立て、スクリーンマスク６の上のクリームはんだを矢印ＤＲの方向に掻き取る際に、凹状部７１がスクリーンマスク６の凹状部６２に当接する。これにより、凹状部６２のみスクリーンマスク６上のクリームはんだを良好に掻き取ることができる。換言すれば、スキージ７の凸状部７１がスクリーンマスク６の凹状部６２のみに当接するため、半導体ベアチップ２に不要な応力が加えられることなく、スキージ７による安定した掻き取り作用が得られる。その結果、スクリーンマスク６の開口パターン６１の下のフレキシブルフィルム１には、むらのない良好なクリームはんだ印刷が行われる。
【００１９】
（５）次に、前述の印刷工程の後、回路基板であるフレキシブルフィルム１に形成されたクリームはんだに対応して、表面実装部品、つまり図示外の他の電子部品を実装していく（電子部品工程）。
【００２０】
以上説明してきたように、本実施形態では、半導体ベアチップの実装を行った後にクリームはんだ印刷を行って、表面実装部品の実装を行うようにしている。このため、基板がクリーンな状態であるから、異物混入に対する管理が容易になり、管理基準を緩和できる。また、スクリーンマスクとスキージを用いることにより、半導体ベアチップの実装後もクリームはんだ印刷を支障なく行うことができ、容易に半導体ベアチップと表面実装部品との混載実装が可能となる。
【００２１】
しかも、本実施形態では、半導体ベアチップからクリームはんだ印刷開始可能領域までの距離Ｓ０を短縮（狭く）することができ、高密度実装が行える。即ち、図４に示す従来のクリームはんだ印刷では、ベアチップに対してスクリーンマスクが傾斜を有する形状で逃げており、ベアチップからはんだ印刷開始可能領域までの距離Ｓ１が長くなっていた。一方、本実施形態では、スキージ７の凸状部７１がスクリーンマスク６の凹状部６２に当接する。このため、スクリーンマスク６の凹状部６２に対応する半導体ベアチップ２の極く近傍まではんだ印刷開始可能領域を拡大させることができ、はんだ印刷開始可能領域までの距離Ｓ０を短縮できる。
【００２２】
さらに、半導体ベアチップの実装及びクリームはんだ印刷を行った後、他の電子部品として表面実装部品（図略）をクリームはんだ印刷の部分に対応させて搭載し、リフロー工程によってクリームはんだを溶かし、表面実装部品を電気的に接続するととともに機械的に固定することによって、表面実装部品を実装している。換言すれば、表面実装部品の実装において、クリームはんだの印刷工程からリフロー工程まで、一貫して同じ治具により回路基板を挟んで固定した状態で、組み付けを行うことができる。従って、治具の取り付け、取り外しといった工程が１回で済み、前・後の段取りロス時間の短縮といった効果ももたらされる。
【００２３】
なお、本発明は、上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。即ち、上述した実施形態において、異種電子部品として、半導体ベアチップと表面実装部品とを取り上げたが、これに限定されるものでなく、半導体ベアチップと実装時の加工条件が異なる他の電子部品に応用してもよいことは明らかである。また、図２で示すクリームはんだ印刷に関する印刷工程は、回路基板としてフレキシブルフィルムを用いて実施しているが、その他の回路基板にも適用できることは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の混載実装方法は、容易かつ確実で、生産性が良好で高精度に半導体ベアチップと表面実装部品との混載実装が可能であり、品質の良い異種電子部品の混載実装製品を製造できる効果を有し、電子部品の混載実装装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体ベアチップ実装するベアチップ実装工程を示す説明図
【図２】本発明の実施形態に係るスクリーンマスクを使用してフレキシブルフィルム上にクリームはんだ印刷を施す印刷工程を示す説明図
【図３】本発明の実施形態に係るスキージ構造を説明する斜視図
【図４】従来のスクリーンマスクを使用してフレキシブルフィルム上にクリームはんだ印刷を施す印刷工程を示す説明図
【符号の説明】
【００２６】
１      フレキシブルフィルム（回路基板）
２      半導体ベアチップ
２０    封止樹脂
３      受け台（半導体ベアチップ実装用のベース）
４      カバー部材
５      ベアチップ組み付け装置
６      スクリーンマスク
６１    スクリーンマスクの開口パターン
６２    スクリーンマスク凹状部
７      スキージ
７１    凸状部
７２    スキージ本体部分
８      クリームはんだ印刷
【図１】
2006303011.tif 000003
【図２】
2006303011.tif 000004
【図３】
2006303011.tif 000005
【図４】
2006303011.tif 000006