(57)【要約】【課題】電子部品上面への樹脂の這い上がりを防止することができる電子部品実装方法を提供することを目的とする。【解決手段】複数のバンプ６が設けられた電子部品５を複数の電極２が設けられた基板１に実装する電子部品実装方法において、基板１上面の電極２によって囲まれた内側部分に所定量の熱硬化性の補強樹脂３を供給し、吸着孔７ｂが設けられた中空断面形状の接合作用部７ａを電子部品５の上面に当接させて真空吸引によって保持し、ヒータ８によって接合作用部７ａを介して電子部品５を加熱することにより電子部品５にバンプ形成位置を含む外側部分の温度が内側部分の温度よりも高い温度分布を形成した後に、電子部品５の下面によって補強樹脂３を押し広げ、補強樹脂３をバンプ６によって外縁側から熱硬化させる。これにより、補強樹脂３の外側への流出を防止し、電子部品上面への這い上がりを防止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバンプが設けられた電子部品を複数の電極が設けられた基板に実装する電子部品実装方法であって、前記基板上面の前記電極によって囲まれた内側部分に所定量の熱硬化性樹脂を供給する樹脂供給工程と、搭載ヘッドに装着された中空断面形状の吸着ノズルを前記電子部品の上面に当接させて真空吸引によって保持する部品保持工程と、加熱手段によって前記吸着ノズルを介して電子部品を加熱することにより電子部品にバンプ形成位置を含む外側部分の温度が内側部分の温度よりも高い温度分布を形成する部品加熱工程と、この部品加熱工程によって加熱された電子部品を樹脂供給後の基板に対して下降させて前記熱硬化性樹脂を電子部品の下面によって押し広げる樹脂押し広げ工程と、前記バンプと前記電極とを当接させて当接面を金属間接合する接合工程と、前記熱硬化性樹脂の熱硬化を完了させる工程とを含み、前記樹脂押し広げ工程において、電子部品の下面と基板の上面との間の前記内側部分に存在する熱硬化性樹脂を前記バンプによって外縁側から熱硬化させることにより、熱硬化性樹脂の前記内側部分から外側への流出を防止することを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項２】
前記電子部品の実装後に、更に他の電子部品を前記電子部品の上面に重ねて実装して積層構造を形成する積層工程と、前記積層構造を樹脂封止する樹脂封止工程とを含むことを特徴とする請求項１記載の電子部品実装方法。
【請求項３】
複数のバンプが内側部分を囲んだ矩形枠に沿った配列で形成された電子部品と、前記バンプに対応する位置に電極が形成された基板と、前記電子部品のバンプ形成面と前記基板の電極形成面と前記バンプとで囲まれた空間で熱硬化した熱硬化性樹脂からなり、前記バンプと前記電極とが金属接合した電子部品の実装体であって、前記バンプの一部が外気に露呈していることを特徴とする電子部品の実装体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を基板に実装する電子部品実装方法および電子部品の実装体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フリップチップなど接続用の金属バンプが形成された電子部品を基板に実装する方法として、金属バンプと基板との接合部を補強する目的で電子部品と基板との間に補強樹脂部を設けることが行われる。この補強樹脂部の形成の方法として、電子部品の搭載に先立って実装位置に予め液状の熱硬化性の樹脂を塗布する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この方法においては、基板上に塗布された樹脂の上から電子部品を搭載し、金属バンプと電極との金属接合を行った後に樹脂を熱硬化させるものである。この方法によれば、電子部品を基板に搭載した後に電子部品と基板との隙間に樹脂を注入する方法と比較して、工程の簡略化が可能となりコスト低減ができるという利点がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平３−２４７４２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように補強用の熱硬化性樹脂を予め塗布する方法では、電子部品の薄型化に伴って次のような不具合が生じている。上述の電子部品の実装においては、予め塗布された樹脂は、吸着ノズルによって電子部品を保持して基板に着地させる搭載動作時に電子部品によって押し広げられて外側にはみ出しやすい。このとき電子部品の厚みが小さいと、外側にはみ出した樹脂は表面張力によって電子部品の上面に這い上がる場合がある。
【０００６】
そして電子部品の上面に付着した樹脂は、吸着ノズルを汚損して吸着不良を引き起こす原因となる。更に基板に実装された電子部品に他の電子部品を重ねて実装する積層構造の場合には、下段の電子部品に付着した樹脂が熱硬化すると、この電子部品の上面に重ねて電子部品を実装する際の正常な搭載を妨げる場合がある。このように従来の電子部品実装方法においては、予め塗布した樹脂の電子部品上面への這い上がりを有効に防止することが困難で、種々の不具合の原因となるという問題点があった。
【０００７】
そこで本発明は、電子部品上面への樹脂の這い上がりを防止することができる電子部品実装方法および電子部品の実装体を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品実装方法は、複数のバンプが設けられた電子部品を複数の電極が設けられた基板に実装する電子部品実装方法であって、前記基板上面の前記電極によって囲まれた内側部分に所定量の熱硬化性樹脂を供給する樹脂供給工程と、搭載ヘッドに装着された中空断面形状の吸着ノズルを前記電子部品の上面に当接させて真空吸引によって保持する部品保持工程と、加熱手段によって前記吸着ノズルを介して電子部品を加熱することにより電子部品にバンプ形成位置を含む外側部分の温度が内側部分の温度よりも高い温度分布を形成する部品加熱工程と、この部品加熱工程によって加熱された電子部品を樹脂供給後の基板に対して下降させて前記熱硬化性樹脂を電子部品の下面によって押し広げる樹脂押し広げ工程と、前記バンプと前記電極とを当接させて当接面を金属間接合する接合工程と、前記熱硬化性樹脂の熱硬化を完了させる工程とを含み、前記樹脂押し広げ工程において、電子部品の下面と基板の上面との間の前記内側部分に存在する熱硬化性樹脂を前記バンプによって外縁側から熱硬化させることにより、熱硬化性樹脂の前記内側部分から外側への流出を防止する。
【０００９】
請求項２記載の電子部品実装方法は、請求項１記載の電子部品実装方法であって、前記電子部品の実装後に、更に他の電子部品を前記電子部品の上面に重ねて実装して積層構造を形成する積層工程と、前記積層構造を樹脂封止する樹脂封止工程とを含む。
【００１０】
請求項３記載の電子部品の実装体は、複数のバンプが内側部分を囲んだ矩形枠に沿った配列で形成された電子部品と、前記バンプに対応する位置に電極が形成された基板と、前記電子部品のバンプ形成面と前記基板の電極形成面と前記バンプとで囲まれた空間で熱硬化した熱硬化性樹脂からなり、前記バンプと前記電極とが金属接合した電子部品の実装体であって、前記バンプの一部が外気に露呈している。
【００１１】
本発明によれば、搭載ヘッドに設けられた加熱手段によって吸着ノズルを介して電子部品を加熱することにより電子部品にバンプ形成位置を含む外側部分の方が内側部分よりも温度が高い温度分布を形成しておき、加熱された電子部品を樹脂塗布後の基板に対して下降させて熱硬化性樹脂を電子部品の下面によって押し広げる樹脂押し広げ工程において、電子部品の下面と基板の上面との間の内側部分に存在する熱硬化性樹脂を、より温度が高いバンプによって外縁側から熱硬化させることにより、熱硬化性樹脂が内側部分から流出するのを防止して、電子部品上面への樹脂の這い上がりを防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１、図２、図３は本発明の実施の形態１の電子部品実装方法の工程説明図である。この電子部品実装方法は、複数のバンプが設けられた電子部品を複数の電極が設けられた基板に実装するものである。
【００１３】
図１（ａ）において、基板１の上面には複数の電極２が、図３（ａ）に示すように、内側部分を囲んだ矩形枠に沿った配列で形成されている。すなわち、基板１の上面は、電極が形成された電極形成面となっている。なお、電極２は必ずしもこの配列でなくてもよく、少なくとも電子部品５のバンプ６に対応する位置に形成されていればよい。基板１上面にはエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂がディスペンサ４によって塗布される。これにより、図１（ｂ）に示すように、基板１上面の電極２によって囲まれた内側部分には、所定量の熱硬化性樹脂である補強樹脂３が供給される（樹脂供給工程）。
【００１４】
この樹脂供給において、補強樹脂３は、図３（ｂ）に示すように、複数の電極２が配列された矩形枠で囲まれる内側部分の略中央位置に、補強樹脂３を中央部が盛り上がった丘状に塗布される。そしてディスペンサ４より吐出される補強樹脂３の吐出量は、後述するように電子部品と基板との間の封止隙間を充填するのに過不足ない適正量に設定される。
【００１５】
次いで基板１への電子部品の実装が行われる。本実施の形態１では、電子部品の実装は超音波ボンディングによって行われ、樹脂供給後の基板１は超音波ボンディング装置に送られる。ここではまずボンディングヘッド（搭載ヘッド）を電子部品５をストックした部品供給部（図示省略）へ移動させて、ボンディングヘッドに装着されたボンディングツール７の接合作用部を７ａを、下面に金属のバンプ６が複数形成された電子部品５の上面に当接させる。ここで電子部品５の下面には、複数のバンプ６が内側部分を囲んだ矩形枠に沿った配列で形成されている。すなわち電子部品５の下面は、バンプが形成されたバンプ形成面となっている。
【００１６】
そして真空吸引手段（図示省略）によって、接合作用部７ａに開孔した吸着孔７ｂから真空吸引することにより、図１（ｃ）に示すように、電子部品５を真空吸引によって接合作用部７ａの下面に保持する（部品保持工程）。ここでは接合作用部７ａは、搭載ヘッドであるボンディングヘッドに装着された中空断面形状の吸着ノズルとしても機能する。
【００１７】
ボンディングツール７には加熱手段であるヒータ８が内蔵されており、実装動作においてボンディングツール７はヒータ８によって常に加熱された状態にある。したがってボンディングツール７によって電子部品５を吸着保持すると電子部品５は接合作用部７ａを介して加熱される（部品加熱工程）。
【００１８】
この部品加熱工程においては、接合作用部７ａから電子部品５への伝熱は中空断面形状の当接面を介して行われることから、電子部品５を吸着保持した後に加熱時間が経過することにより、電子部品５にはバンプ形成位置を含む外側部分の温度が内側部分の温度よりも高い温度分布が形成される（図１（ｃ）において電子部品５に重ねて表記した温度分布グラフ参照）。これにより電子部品５の外縁に位置するバンプ６は、電子部品５の中央部よりも高い温度に加熱される。
【００１９】
この部品加熱を継続しながら、電子部品５を保持したボンディングツール７は補強樹脂３が塗布された基板１上に移動する。そして図２（ａ）に示すように、ボンディングツール７を下降させて、部品加熱工程によって加熱された電子部品５を樹脂塗布後の基板１に対して下降させ、丘状に塗布された補強樹脂３を電子部品５の下面によって押し広げる（樹脂押し広げ工程）。
【００２０】
この樹脂押し広げ工程において、加熱された電子部品５の下面が補強樹脂３の頂部に接触することにより、補強樹脂３は上部から加熱される。そして加熱されて粘度が低下し濡れ性が向上した補強樹脂３は、図２（ｂ）に示すように電子部品５の下面に沿って速やかに濡れ拡がり、外縁部に位置するバンプ６まで到達する。
【００２１】
このとき、電子部品５には前述のように外側部分の方が内側部分よりも温度が高い温度分布が形成されていることから、濡れ拡がった補強樹脂３はより高温に加熱されたバンプ６に接触することによって外縁側から熱硬化を開始する。すなわち、電子部品５の下面によって押し広げられた補強樹脂３はバンプ６の近傍に到達すると熱硬化を開始して粘度が増加し、これにより、図３（ｃ）に示すように、内側部分に存在する未硬化状態の補強樹脂３のバンプ６の外側への流出が防止される。ここで、前述のように基板１上に供給される補強樹脂３の量は、電子部品５と基板１との間の封止隙間内を充填するのに過不足ない所定量に管理されていることから、電子部品５が完全に着地した状態においても、補強樹脂３が電子部品５の外側にはみ出すことがない。
【００２２】
そして電子部品５がさらに下降することによりバンプ６を電極２に当接させ、次いで振動子（図示省略）を駆動してボンディングツール７に超音波振動を印加することにより、バンプ６と電極２の当接面を振動と荷重により金属接合する（接合工程）。そしてこの状態で、図２（ｃ）に示すように、前述の部品加熱工程より開始した電子部品５の加熱を継続することにより、補強樹脂３の熱硬化を完了させる。
【００２３】
この後、電子部品５の真空吸着を解除してボンディングツール７を上昇させることにより、ボンディング作業が完了する。このとき、前述のように樹脂押し広げ工程において補強樹脂３の電子部品５の外側への流出が防止されていることにより、電子部品５が厚みが小さい薄型部品である場合においても、補強樹脂３が電子部品５の端面を這い上がって電子部品５の上面に付着することがなく、電子部品５の上面に付着した補強樹脂３によってボンディングツール７の接合作用部７ａが汚損される不具合が発生しない。
【００２４】
なお、必ずしも補強樹脂３の熱硬化を完了させた後にボンディングツール７を上昇させる必要はなく、接合工程後で補強樹脂３の熱硬化完了前にボンディングツール７を上昇させて、接合状態基板１および電子部品５を取り出し、これをオーブン等のヒータ８とは別の加熱手段で加熱することによって補強樹脂３の熱硬化を完了させてもよい。
【００２５】
また実施の形態１の電子部品実装方法によって製造された電子部品の実装体は、複数のバンプ６が内側部分を囲んだ矩形枠に沿った配列で形成された電子部品５と、バンプ６に対応する位置に電極２が形成された基板１と、電子部品５のバンプ形成面と基板１の電極形成面とバンプ６とで囲まれた空間で熱硬化した補強樹脂３からなり、バンプ６と電極２とが金属接合した電子部品の実装体であって、バンプ６の一部が外気に露呈している形態となっている。これにより、この電子部品の実装体が携帯電話・パソコン等の電子機器に組み込まれて使用された結果、この電子部品の実装体が発熱した場合であっても、外気に露呈したバンプの一部から熱が速やかに外部に放出されるので、電子部品の温度が過度に上昇することがないという効果を有する。
【００２６】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２の電子部品実装方法の工程説明図である。本実施の形態２は、実施の形態１に示す電子部品実装方法で実装された電子部品５上にさらに別の電子部品を重ねて実装するものである。
【００２７】
図４（ａ）において、基板１１には実施の形態１と同様の実装形態で電子部品５が実装されており、電極２の両側方には電極１２が形成されている。電子部品５の上面には、樹脂接着材１３が塗布されており、図４（ｂ）に示すように、電子部品５の上面には樹脂接着材１３を介して電子部品１５が搭載される。この電子部品１５の搭載に際し、実施の形態１に示すように電子部品５の上面には実装過程での這い上がりによる補強樹脂３の付着がないため、電子部品１５は搭載姿勢を阻害されることなく正常に搭載される。
【００２８】
電子部品１５の上面には外部接続用の電極１６が形成されており、図４（ｃ）に示すように、電極１６は基板１１の電極１２とワイヤ１７によって接続される。すなわち、図４（ｂ）、（ｃ）に示す工程は、電子部品５の実装後に、更に他の電子部品１５を電子部品１５の上面に重ねて実装して積層構造を形成する積層工程となっている。そしてこの積層構造は、図４（ｄ）に示すように封止用樹脂１８によって全体が覆われ樹脂封止される（樹脂封止工程）。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、搭載ヘッドに設けられた加熱手段によって吸着ノズルを介して電子部品を加熱することにより電子部品にバンプ形成位置を含む外側部分の方が内側部分よりも温度が高い温度分布を形成しておき、加熱された電子部品を樹脂塗布後の基板に対して下降させて熱硬化性樹脂を電子部品の下面によって押し広げる樹脂押し広げ工程において、電子部品の下面と基板の上面との間の内側部分に存在する熱硬化性樹脂を、より温度が高いバンプによって外縁側から熱硬化させることにより、熱硬化性樹脂が内側部分から流出するのを防止して、電子部品上面への樹脂の這い上がりを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の電子部品実装方法の工程説明図
【図２】本発明の実施の形態１の電子部品実装方法の工程説明図
【図３】本発明の実施の形態１の電子部品実装方法の工程説明図
【図４】本発明の実施の形態２の電子部品実装方法の工程説明図
【符号の説明】
１、１１  基板
２、１２  電極
３  補強樹脂
５、１５  電子部品
６  バンプ
７  ボンディングツール
７ａ  接合作用部
８  ヒータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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