(57)【要約】【課題】電子部品の実装位置を高精度に維持しながら実装時間を短縮し、またボイドの発生を十分に抑制できる信頼性の高い電子部品の実装方法を提供する。【解決手段】プリント配線基板上の所定の導電性ランドに対応する領域に反応性硬化性樹脂を配置し（Ｓ２）、次にプリント配線基板及び反応性硬化性樹脂を予熱し（Ｓ３）、次に予熱の温度を保持しつつ、電子部品をプリント配線基板上の反応性硬化性樹脂が配置された所定の位置に圧着マウントしながら、電子部品を接続固定するために反応性硬化性樹脂を反応硬化させる（Ｓ４）。【選択図】  図１
2005026577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線基板上の所定の導電性ランドに対応する領域に反応性硬化性樹脂を配置し、次に前記プリント配線基板及び前記反応性硬化性樹脂を予熱し、次に前記予熱の温度を保持しつつ、電子部品を前記プリント配線基板上の前記反応性硬化性樹脂が配置された所定の位置に圧着マウントしながら、前記電子部品を接続固定するために前記反応性硬化性樹脂を反応硬化させる電子部品の実装方法。
【請求項２】
プリント配線基板上の所定の導電性ランドに対応する領域に反応性硬化性樹脂を配置し、次に電子部品を前記プリント配線基板上の前記反応性硬化性樹脂が配置された所定の位置に圧着マウントしながら前記反応性硬化性樹脂を仮反応させ、次に複数の電子部品を一括で圧着しつつ、前記仮反応を施された前記反応性硬化性樹脂を完全に硬化させる本硬化を行う電子部品の実装方法。
【請求項３】
プリント配線基板上の所定の導電性ランドに対応する領域に反応性硬化性樹脂を配置し、次に前記プリント配線基板及び前記反応性硬化性樹脂を予熱し、次に前記予熱の温度を保持しつつ、電子部品を前記プリント配線基板上の前記反応性硬化性樹脂が配置された所定の位置に圧着マウントしながら、前記反応性硬化性樹脂を仮反応させ、次に複数の前記電子部品を一括で圧着しつつ、前記仮反応を施された前記反応性硬化性樹脂を完全に硬化させる本硬化を行う電子部品の実装方法。
【請求項４】
前記反応性硬化性樹脂を仮反応させる工程において、前記反応性硬化性樹脂の反応率を１０〜９０％とする請求項２または３に記載の電子部品の実装方法。
【請求項５】
前記反応性硬化性樹脂を仮反応させる工程において、前記反応性硬化性樹脂の反応率を６０％以上とし、前記本硬化を行う工程では、前記電子部品の圧着なしに前記反応性硬化性樹脂を完全に硬化させる請求項２〜４のいずれか１項に記載の電子部品の実装方法。
【請求項６】
前記本硬化を行う工程において、前記反応性硬化性樹脂の反応率を９０％以上とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の電子部品の実装方法。
【請求項７】
前記反応性硬化性樹脂を塗布する工程の前に、前記プリント配線基板に対してベーキングを施す請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子部品の実装方法。
【請求項８】
前記ベーキングを５０℃〜２００℃の温度領域で施して、前記プリント配線基板上の水分・不純物を蒸発させる請求項７に記載の電子部品の実装方法。
【請求項９】
前記予熱の工程を、専用のステージまたは炉により行う請求項１および３〜８のいずれか１項に記載の電子部品の実装方法。
【請求項１０】
前記予熱の工程を、前記反応性硬化性樹脂の反応率が５％以下となる条件で行う請求項１および３〜９のいずれか１項に記載の電子部品の実装方法。
【請求項１１】
前記反応性硬化性樹脂として、硬化反応開始温度が３０℃以上である接着剤を使用する請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電子部品の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線基板に反応性硬化性樹脂を用いて電子部品を実装する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子部品の実装方法の一例として、例えば特許文献１に開示された方法について、図１１のフロー図、および図１２の工程を示す断面図を参照して説明する。まず基板ローディング工程（Ｓ１１）で、印刷配線基板３１をローディングし、供給工程（Ｓ１２）で、印刷配線基板３１の電極３１ａ上に、異方性導電接合材料３２を供給する。次にマウント工程（Ｓ１３）で、電子部品３３のリード３３ａを異方性導電接合材料３２を介して印刷配線基板３１の所定個所に載置する。次にプリヒート工程（Ｓ１４）で、異方性導電接合材料３２を予熱する。プリヒート工程（Ｓ１４）は、実装の信頼性に影響する異方性導電接合材料３２中の気泡であるボイドを抑制するために行われる。次に熱圧着工程（Ｓ１５）で、異方性導電接合材料３２の温度が雰囲気温度よりも高い状態において、熱圧着ツールＴにより、電子部品３３のリード３３ａを印刷配線基板３１の電極３１ａに押圧しつつ異方性導電接合材料３２を加熱する。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−５３４２３号公報（段落００１６〜００３２、図１、２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の電子部品の実装方法には、以下のような問題があった。
【０００５】
１点目の問題は、電子部品のマウント後から熱圧着させるまでの工程において電子部品の配置位置がずれる「位置ズレ」が発生し易いことである。従来の電子部品の実装方法では、電子部品をマウントしてから樹脂を硬化させるまでの間にプリヒート工程が行われる。そのため、電子部品をマウントしたプリント配線基板を移動させる時、あるいは熱などの作用により変形したプリント配線基板を再度平面状態に固定する時に、電子部品の位置ズレが発生する。さらには、予熱により樹脂が流動して、マウントされた電子部品が位置ズレを生じる場合もあった。このような位置ズレは、特に薄いプリント配線基板に起こり易い現象である。また、プリント配線基板が変形した状態で熱圧着をすると、上述の実装位置ズレが発生する。反応性硬化性樹脂を用いて電子部品を実装する大半の場合、１０μｍレベルの実装位置精度が要求されるため、実装位置ズレは信頼性などに大きく影響を及ぼすこととなる。
【０００６】
２点目の問題は、高精度な実装を維持しようとすると、長い実装時間を要することである。従来の実装方法では、プリント配線基板上の反応性硬化性樹脂上に電子部品をマウントした後に予熱を行なっている。そのため、１点目の実装位置ズレの問題を懸念すると、電子部品をマウントしてから予熱をして熱圧着するまで、電子部品が実装されたプリント配線基板を移動させることができない。その結果、実装の待ち時間が発生し、実装時間が増加するという問題があった。
【０００７】
また、１つの電子部品ごとに熱圧着硬化を行うと、反応性硬化性樹脂の反応特性にもよるが、大概の場合１０秒以上の長い実装時間を必要とする。また、複数の電子部品をマウントした後、それらの複数の電子部品を一括して熱圧着硬化させた場合、実装時間は短くなるが、１点目の位置ズレの問題を避けられない。
【０００８】
３点目の問題は、ボイドを完全に取り除くのが困難なことである。これは、反応性硬化性樹脂と電子部品の間に水分または不純物が付着した状態で電子部品をマウントすることに起因してボイドが発生するためである。これを避けるために電子部品のマウント後に予熱を施した場合、多大な予熱時間が必要である。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題を解決するために、電子部品の実装位置を高精度に維持しながら実装時間を短縮し、またボイドを十分に抑制できる信頼性の高い電子部品の実装方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の電子部品の実装方法においては、プリント配線基板上の所定の導電性ランドに対応する領域に反応性硬化性樹脂を配置し、次に前記プリント配線基板及び前記反応性硬化性樹脂を予熱し、前記予熱の温度を保持しつつ、電子部品を前記プリント配線基板上の所定の位置に圧着マウントしながら、前記電子部品を接続固定するために前記反応性硬化性樹脂を反応硬化させる。
【００１１】
この方法によれば、以下の効果が得られる。まず、反応性硬化性樹脂の予熱を電子部品のマウント前に行なうことにより、電子部品のマウント後のプリント配線基板の搬送や、再固定を不必要とし、実装位置を高精度に維持することができる。また、マウント前の予熱により、配線基板と反応性硬化性樹脂との間の水分又は、反応性硬化性樹脂上に付着した水分子を効率よく除去できる。したがって、反応性硬化性樹脂中のボイドの発生が減少する。その結果、高信頼性・高寿命の実装を実現することができる。反応性硬化性樹脂としては、例えば熱硬化性接着剤を用いることができる。
【００１２】
本発明の第２の電子部品の実装方法においては、プリント配線基板上の所定の導電性ランドに対応する領域に反応性硬化性樹脂を配置し、次に電子部品を前記プリント配線基板上の前記反応性硬化性樹脂が配置された所定の位置に圧着マウントしながら前記反応性硬化性樹脂を仮反応させ、次に複数の電子部品を一括で圧着しつつ、前記仮反応を施された前記反応性硬化性樹脂を完全に硬化させる本硬化を行う。
【００１３】
この方法における反応性硬化性樹脂を仮反応させる工程によれば、以下の２つの利点が挙げられる。第１に、圧着マウントと反応性硬化性樹脂の反応を同時に行なうため、実装位置精度を高く保つことができる。第２に、反応性硬化性樹脂をゲル化することにより急激な樹脂の流動を防止し、ボイドを抑制することができる。また、本硬化に際して一括圧着を施すことにより、一度に複数の電子部品を固定することができ、その結果、従来の方法よりも実装時間を短縮でき高速実装が可能となる。
【００１４】
本発明の第３の電子部品の実装方法においては、プリント配線基板上の所定の導電性ランドに対応する領域に反応性硬化性樹脂を配置し、次に前記プリント配線基板及び前記反応性硬化性樹脂を予熱し、次に前記予熱の温度を保持しつつ、電子部品を前記プリント配線基板上の前記反応性硬化性樹脂が配置された所定の位置に圧着マウントしながら、前記反応性硬化性樹脂を仮反応させ、次に複数の前記電子部品を一括で圧着しつつ、前記仮反応を施された前記反応性硬化性樹脂を完全に硬化させる本硬化を行う。
【００１５】
この方法は、第１の方法と第２の方法の長所を組み合わせた実装方法である。この方法によれば、第１の実装方法よりも高速実装が可能となり、第２の実装方法よりも高信頼性な実装が可能となり、高速、高精度、高信頼性の実装を実現することができる。
【００１６】
上記の方法における反応性硬化性樹脂を仮反応させる工程では、反応性硬化性樹脂の反応率を１０〜９０％とすることが好ましい。それにより、反応性硬化性樹脂をゲル化させて、電子部品を確実に仮固定することができ、実装位置を高精度に維持することができる。また、樹脂の反応時間、反応速度を適切に調節することにより、樹脂の急激な流動を防止することができ、ボイドを抑制することができる。
【００１７】
反応性硬化性樹脂を仮反応させる工程において、反応性硬化性樹脂の反応率を６０％以上とし、本硬化を行う工程では、電子部品の圧着なしに反応性硬化性樹脂を完全に硬化させるように構成することができる。それにより、仮圧着でプリント配線基板と電子部品の接合を得、その接合硬化状態を維持したまま、圧着を必要とせず反応性硬化性樹脂を完全に硬化させるため、異なる複数の電子部品を高速に実装することが可能である。また、一括圧着ヘッド無しに実装を実現することができるため、安価な設備で電子部品の高速実装を実現することができる。
【００１８】
本硬化を行う工程において、反応性硬化性樹脂の反応率を９０％以上とすることが好ましい。それによれば、反応性硬化性樹脂がほぼ完全に硬化しているため、電子部品とプリント配線基板の接合強度が大きく、電子部品の高信頼性・高寿命の実装を実現することができる。
【００１９】
反応性硬化性樹脂を塗布する工程の前に、プリント配線基板に対してベーキングを施すことが好ましい。ベーキングは、５０℃〜２００℃の温度領域で施して、プリント配線基板上の水分・不純物を蒸発させることが好ましい。それにより、プリント配線基板の表面上の水分又は不純物を取り除き、結果ボイドを抑制することができ、高信頼性・高寿命の実装を実現することができる。
【００２０】
予熱の工程は、専用のステージまたは炉により行うことが好ましい。それにより、従来、位置ズレを懸念することによって発生していた待ち時間を排除することができ、高速実装が可能となる。また、予熱の工程は、反応性硬化性樹脂の反応率が５％以下となる条件で行うことが好ましい。それにより、反応性硬化性樹脂を反応硬化させずに反応性硬化性樹脂上の水分又は不純物を取り除き、結果ボイドを抑制することができ、高信頼性・高寿命の実装を実現することができる。
【００２１】
反応性硬化性樹脂として、硬化反応開始温度が３０℃以上である接着剤を使用することが好ましい。それにより、予熱温度を３０℃以上に設定することができるため、反応性硬化性樹脂を反応硬化させずに前記反応性硬化性樹脂上の水分又は不純物を取り除くことができる。結果ボイドを抑制することができ、高信頼性・高寿命の実装を実現することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して具体的に説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電子部品の実装方法の工程を示すフローチャートである。図２〜図７は、図１のフローチャートに示す各工程により処理される電子部品の実装に係る要素を示す断面図である。
【００２４】
図１の実装工程フローチャートに示すように、まず、基板ベーキング工程（Ｓ１）により、図２に示すように、導電性ランド２を有するプリント配線基板１を、高温槽（図示せず）で熱処理し、プリント配線基板１上の水分や不純物を取り除く。次に、樹脂配置工程（Ｓ２）により、図３に示すように、プリント配線基板１を樹脂配置用ステージ３に載置して、プリント配線基板１上の電子部品をマウント配置すべき部分に、反応性硬化性樹脂４を配置する。次に、プリヒート工程（Ｓ３）により、図４に示すように、専用のプリヒート用ステージ５を用いて、反応性硬化性樹脂４が塗布されたプリント配線基板１を予熱する。次に、仮反応硬化マウント工程（Ｓ４）により、図５に示すように、塗布及び予熱を施されたプリント配線基板１を仮反応硬化マウント用ステージ６上に載置し、圧着用ツール７を用いて、複数の電子部品８を圧着マウントする。同時に反応性硬化性樹脂４を仮反応硬化させる。次に、本硬化工程（Ｓ５）により、図６に示すように、プリント配線基板１を本硬化用ステージ９上に載置し、本硬化圧着用ヘッド１０、および柔軟性シート１１を用いて、仮反応硬化マウント工程（Ｓ４）で仮固定された複数の電子部品８を、一括して圧着し、反応性硬化性樹脂４を完全に反応硬化させる。
【００２５】
以上の実装方法の各工程について、以下に、より詳細に説明する。
【００２６】
図２に示す基板ベーキング工程（Ｓ１）では、プリント配線基板１上の水分や不純物を取り除くため、プリント配線基板１を５０℃以上の高温層で熱処理する。このベーキング工程における処理の温度と時間は、ボイドや接合不良の原因となる水分や不純物を取り除くために適切な範囲に設定する。
【００２７】
図３に示す樹脂配置工程（Ｓ２）では、プリント配線基板１上の電子部品をマウント配置すべき部分に、適切な量の反応性硬化性樹脂４を配置する。反応性硬化性樹脂４としては、例えば、異方性導電接合材料ＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）、ＮＣＰ（Ｎｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）、ＮＣＦ（Ｎｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）などを用いることができる。この工程では、４０℃以上で３０秒以上の予熱を施されたプリント配線基板１に、塗布機（図示せず）を用いて、例えば異方性導電接合材料を塗布する。この時、実装すべき電子部品の個数に応じ、また接合部分での電気的接続および接合強度が十分になるように、接合材料の塗布量を適切に設定する。プリント配線基板１を固定する塗布機の樹脂配置用ステージ３は、３０℃以上の温度に設定されており、プリント配線基板１上に余分な水分や不純物が付着しないように配慮される。
【００２８】
図４に示すプリヒート工程（Ｓ３）では、専用のプリヒートステージ５を設けることによって、反応性硬化性樹脂４が塗布されたプリント配線基板１を常に予熱できるようになっている。また、この予熱温度と予熱時間は、使用する樹脂に応じて適切に設定可能である。ここでは、反応性硬化性樹脂４の一例として、反応硬化温度領域が６０℃以下で反応率０％の材料を選択した。反応性硬化性樹脂４の反応硬化開始温度が高ければ高いほど、予熱温度をその反応開始温度を超えない範囲で高く設定した方が望ましい。これは後に詳細に説明するが、予熱温度が高いほど樹脂上の水分又は不純物を取り除く時間が短縮できるからである。また、反応性硬化性樹脂４のプリヒート工程を電子部品２のマウント前に行なうことにより、電子部品２のマウント後のプリント配線基板１の搬送や、再固定を不必要とし、実装位置を高精度に維持できる。マウント前のプリヒート工程により、配線基板１と反応性硬化性樹脂４との間の水分又は、反応性硬化性樹脂４上に付着した水分子を除去することができ、反応性硬化性樹脂４中のボイドの発生が抑制される。その結果、高信頼性・高寿命の実装を実現することができる。
【００２９】
図７に、反応性硬化性樹脂４及び配線基板１の予熱時間に対する、ボイドの発生の様子を示す。ここでの予熱温度は５０℃である。各図の中央に電子部品８が配置されており、その下面に設けられたバンプ１２が導電性ランド２の上に接合されている。電子部品８の中の領域に、反応性硬化性樹脂４中に発生したボイド１３が複数の丸い形状で示されている。図７（ａ）は予熱時間が６０秒、（ｂ）は１８０秒、（ｃ）は３００秒の場合を示す。
【００３０】
図７（ａ）の予熱６０秒の場合多数ボイド１３が発生するが、（ｃ）のように予熱３００秒を施すことにより、ボイド１３の発生を大幅に抑制できることが分かる。また、プリヒート工程（Ｓ３）では、反応性硬化性樹脂４上の水分や不純物を取り除ければ良いので、反応性硬化性樹脂４に熱風をあてる、赤外線を照射する、マイクロ波を照射する、レーザーを照射するなどの方法により代用することも可能である。
【００３１】
図５に示す仮反応硬化マウント工程（Ｓ４）では、塗布及び予熱を施されたプリント配線基板１に複数の電子部品８を圧着マウントし、同時に反応性硬化性樹脂４を熱などの作用によって仮反応硬化させる。仮反応硬化は、例えば、熱せられた電子部品８を反応性硬化性樹脂４にマウントすることによっても実施可能である。この工程において電子部品８上の水分や不純物は熱の作用により飛ばされ、ボイドの発生も抑制でき、接合信頼性が向上する。この仮反応硬化マウント工程（Ｓ４）では、反応性硬化性樹脂４の仮反応硬化により反応性硬化性樹脂４がゲル化し、マウントされた電子部品８が仮固定される。すなわち、圧着マウントと反応性硬化性樹脂４の反応が同時に行なわれるため、実装位置を高精度に保つことができる。また、仮反応硬化マウント工程（Ｓ４）での反応性硬化性樹脂４の反応速度・時間を適切に調節することにより、反応性硬化性樹脂４の急激な流動を抑えることができ、その結果、ボイドを抑制することができる。図８に、反応性硬化性樹脂Ａの熱硬化時間に対する反応率のグラフを示す。反応硬化温度は２５０℃である。この反応率に基づいて、実装時に電子部品８が位置ずれしない接着強度、および、実装時間・温度を考慮して、熱硬化時間を適切に設定する。
【００３２】
仮反応硬化マウント工程（Ｓ４）の一例においては、プリント配線基板１を固定する仮反応硬化マウント用ステージ６の温度は３０℃以上、電子部品８をピックアップ・マウントする圧着用ツール７の温度は７０℃〜３５０℃、圧着時間は０．２秒〜２秒、圧着荷重は６０ｇ〜２００ｇとしている。また前述のプリヒート工程（Ｓ３）において、電子部品８を圧着しながら、反応性硬化性樹脂４を、レーザー照射、赤外線照射、マイクロ波照射、熱風照射などにより仮反応硬化させることも可能である。
【００３３】
図６に示す本硬化工程（Ｓ５）では、仮反応硬化マウント工程（Ｓ４）で仮固定された複数の電子部品８を一括して圧着し、反応性硬化性樹脂４を完全に反応硬化させる。また、この本硬化工程（Ｓ５）の一例においては、プリント配線基板１を固定する本硬化用ステージ９の温度は３０℃以上、電子部品８を一括熱圧着する本硬化圧着用ヘッド１０の温度は７０℃〜３５０℃である。一括で圧着する電子部品８の数は１つのヘッド１０で２個以上であり、実装する電子部品８の種類にも依るが、５０個程度までは可能である。複数の電子部品８と本硬化圧着用ヘッド１０の間には、複数の電子部品８の高さばらつきを吸収するための柔軟性シート１１（例えばポリイミドやテフロンシートなど）を用いる。圧着時間は５〜３０秒、圧着荷重は６０ｇ〜２００ｇ／ＩＣとしている。このとき反応性硬化性樹脂４を完全に硬化させるために、反応性硬化性樹脂４の反応率は９０％以上とすることが望ましい。樹脂の反応率が高ければ高いほど、実装接合強度が増し、それに伴い実装信頼性が高くなる。
【００３４】
また、仮反応硬化マウント工程（Ｓ４）での圧着用ツール７の温度を上げるか、または圧着時間を長くして、反応性硬化性樹脂４の反応率が６０％以上になるよう設定することにより、本硬化工程（Ｓ５）での圧着の必要性が無くなる。これは、反応性硬化性樹脂４の反応率が高くなると、仮反応硬化マウント工程（Ｓ４）で、プリント配線基板１と電子部品８との接合が十分取れるためである。圧着の必要が無くなれば、設備として本硬化圧着用ヘッド１０を省くことができ、より安価な設備で実装が可能となる。その代わりに、本硬化用ステージ９により基板１全体を熱するように構成すればよい。
【００３５】
一括で圧着する電子部品８の数は、本硬化圧着用ヘッド１０の個数を増やすか、または面積を広げることにより、無制限に増加させることが可能である。また、仮反応硬化マウント工程（Ｓ４）での仮硬化反応時間、一括で圧着する電子部品８の数、初期硬化反応率（反応率１０％〜９０％）が時間的に速い樹脂を適切に設定・調節することによって、実装時間を大幅に短縮することができる。この実施の形態に基づく実施例では、従来の実装方法より１０秒以上も実装時間を短縮することができた。
【００３６】
圧着を必要とする本硬化工程（Ｓ５）で、異なる電子部品８を実装するときは、図９のように本硬化圧着用ヘッド１４を、あらかじめ部分的に高さが異なるように設計しておけば、上述と同様に本硬化工程（Ｓ５）を施すことができる。
【００３７】
上述の実施の形態１によれば、反応性硬化性樹脂４のプリヒート工程を電子部品８のマウント前に行なうことにより、以下の利点を得ることができる。まず、電子部品８のマウント後のプリント配線基板１の搬送や、再固定を不必要とし、実装位置を高精度に維持することができる。また、マウント前のプリヒート工程により、配線基板１と反応性硬化性樹脂４との間の水分又は、反応性硬化性樹脂４上に付着した水分子を、効率よく除去できる。したがって、反応性硬化性樹脂４中のボイドの発生が減少する。その結果、高信頼性・高寿命の実装を実現することができる。
【００３８】
また、電子部品のマウント前の工程で、専用のステージまたは炉を設けて予熱を行うことにより、従来位置ズレを懸念することによって発生していた待ち時間を排除することができ、高速実装が可能となる。
【００３９】
また、仮反応硬化マウント工程（Ｓ４）を施すことにより、以下の利点が得られる。まず、圧着マウントと反応性硬化性樹脂４を反応させる操作を同時に行なうため、実装位置を高精度に保つことができる。また、反応性硬化性樹脂４をゲル化することにより、急激な樹脂の流動を防止し、ボイドを抑制することができる。
【００４０】
さらに、本硬化工程（Ｓ５）で一括圧着を施すことにより、一度に複数の電子部品８を固定することができる。したがって、従来の方法よりも実装時間を短縮でき、高速実装が可能となる。
【００４１】
（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１における電子部品の実装方法を、超薄型エレクトレットコンデンサマイクロホン（以下ＥＣＭと記す）の製造工程に適用した例である。まず、図１０に示す断面図を参照して、ＥＣＭの構造について説明する。
【００４２】
このＥＣＭは、導電性ケース２０を有し、導電性ケース２０の音孔２９が形成された側に、２０μｍ程度のスペーサ２２を介して、エレクトレット材が貼り付けられた振動板フィルム２３が配置されている。振動板フィルム２３は、振動板リング２４（リング高さ０．２ｍｍ）により支持されている。振動板リング２４と導電性ケース２０の間に、ベアＦＥＴチップ２６が実装されたプリント配線基板２５が配置されている。プリント配線基板２５は、振動板リング２４および導電性ケース２０と、それぞれ異なる極性で電気的に導通している。プリント配線基板２５と導電性ケース２０とは、導電性ケース２０をかしめるなどして電気的導通を保ち、音が進入しないように音響的に封じられている。また、導電性ケース２０は、プリント配線基板２５のみと導通を取るため、振動板フィルム２３などの他の部材とは絶縁体２１を介して絶縁されている。
【００４３】
ベアＦＥＴチップ２６は、熱などによる反応性硬化性樹脂ＡＣＰ材２７の硬化によって、プリント配線基板２５上に接続固定されている。すなわち、ベアＦＥＴチップ２６の各電極がそれに対応するプリント配線基板２５上の金パターンに電気的に接続されるように、反応性硬化性樹脂ＡＣＰ材料２７の中に混在させた導電性粒子を介して、ベアＦＥＴチップ２６の電極に設けられた金バンプ２８とプリント配線基板２５上の金パターンとが接続されている。
【００４４】
以上のように構成された超薄型ＥＣＭについて、図１０を参照してその動作を説明する。音孔２９が設けられたケース２０の底面と、エレクトレット材が貼り付けられた振動板フィルム２３との間にスペーサ２２が配置されることにより、コンデンサが形成されている。振動板フィルム２３が外部からの音圧や振動に起因して振れる事によりそのギャップが変化して、コンデンサの電圧が変化する。その電圧の変化を音の信号として、プリント配線基板２５に設けられた専用の端子を通じて取り出す仕組みになっている。
【００４５】
また、従来よりＥＣＭは、入力インピーダンスを下げるためのインピーダンス変換素子としてＦＥＴを用いている。これは、ＥＣＭにおいてＦＥＴを用いない場合、入力インピーダンスが１００万Ω以上となり、携帯電話等での使用上非常に電気的設計が困難となるためである。従来のＥＣＭに組み込まれるＦＥＴとしては、ベアＦＥＴをモールドしたパッケージＦＥＴが使用されていた。ところがパッケージＦＥＴはベアＦＥＴよりも大きく高さも高く、ＥＣＭの薄型化において大きなネックとなっていた。なぜならば、ＥＣＭの設計上、チップがその他の部材と接触しないように設計する必要があるためである。
【００４６】
ベアＦＥＴは従来のパッケージＦＥＴよりもより薄く、０．１ｍｍ程度の高さである。また、実装面積も小さいため、実装パターンの自由度、実装可能チップ数増加などの利点がある。従来、ベアＦＥＴを実装する工法においては、ボイドや位置ずれによる信頼性、タクトなどの点においての課題があった。ＥＣＭのプリント配線基板上にベアチップを実装するため、まずタクト向上の目的で、１シートの集合プリント配線基板にＥＣＭ１００個分の個別基板を配置させ、それぞれの個別基板にベアＦＥＴを実装し、後に個別に打抜くなどする方法を用いていた。ＥＣＭのチップ実装においては、高速タクト化によるコスト効果は非常に大きい。
【００４７】
以下に、上述のＥＣＭを製造する工程における、プリント配線基板にベアＦＥＴチップを実装する方法について説明する。この方法は、実施の形態１の場合と同様であり、図１〜９を参照して説明する。なお、実施の形態１においては、１はプリント配線基板と称して説明したが、この実装方法の説明においては、集合プリント配線基板と称して説明する。
【００４８】
図１の実装工程フローチャートに示すように、まず、基板ベーキング工程（Ｓ１）により、集合プリント配線基板を高温槽で熱処理して、集合プリント配線基板上の水分や不純物を取り除く。次に樹脂配置工程（Ｓ２）により、集合プリント配線基板上における電子部品をマウント配置すべき部分に、反応性硬化性樹脂を配置する。次に、プリヒート工程（Ｓ３）により、専用のプリヒート用ステージを用いて、反応性硬化性樹脂が塗布された集合プリント配線基板を予熱する。次に、仮反応硬化マウント工程（Ｓ４）により、塗布及び予熱を施された集合プリント配線基板に、複数の電子部品を圧着マウントし、同時に反応性硬化性樹脂を仮反応硬化させる。次に、本硬化工程（Ｓ５）により、仮反応硬化マウント工程（Ｓ４）で仮固定された複数の電子部品を、一括して圧着し、反応性硬化性樹脂を完全に反応硬化させる。
【００４９】
以上の実装方法の各工程について、以下に、より詳細に説明する。
【００５０】
基板ベーキング工程（Ｓ１）では、図２に示すように、集合プリント配線基板１を５０℃以上の高温層で熱処理し、集合プリント配線基板１上の水分や不純物を取り除く。このベーキング工程における処理の温度と時間は、ボイドや接合不良の原因となる水分や不純物を取り除くために適切な範囲に設定する。
【００５１】
樹脂配置工程（Ｓ２）では、図３に示すように、集合プリント配線基板１上の電子部品をマウント配置すべき部分に、適切な量の反応性硬化性樹脂４を配置する。反応性硬化性樹脂４としては、例えば、異方性導電接合材料ＡＣＰ、ＮＣＰ、ＡＣＦ、ＮＣＦなどを用いることができる。この工程では、４０℃以上で３０秒以上の予熱を施された集合プリント配線基板１に、塗布機（図示せず）を用いて、例えば異方性導電接合材料を塗布する。この時、実装すべき電子部品の個数に応じ、また接合部分での電気的接続および接合強度が十分になるように、接合材料の塗布量を適切に設定する。集合プリント配線基板１を固定する塗布機の樹脂配置用ステージ３は、３０℃以上の温度に設定されており、集合プリント配線基板１上に余分な水分や不純物が付着しないように配慮される。
【００５２】
プリヒート工程（Ｓ３）では、図４に示すように、専用のプリヒートステージ５を設けることによって、反応性硬化性樹脂４が塗布された集合プリント配線基板１を予熱する。この予熱温度と予熱時間は、使用する樹脂に応じて適切に設定可能である。ここでは、反応性硬化性樹脂４の一例として、反応硬化温度領域が６０℃以下で反応率０％の材料を選択する。反応性硬化性樹脂４の反応硬化開始温度が高ければ高いほど、予熱温度をその反応開始温度を超えない範囲で高く設定した方が望ましい。これは後に詳細に説明するが、予熱温度が高いほど樹脂上の水分又は不純物を取り除く時間が短縮できるからである。また、反応性硬化性樹脂４のプリヒート工程を電子部品２のマウント前に行なうことにより、電子部品２のマウント後の集合プリント配線基板１の搬送や、再固定を不必要とし、実装位置を高精度に維持できる。マウント前のプリヒート工程により、配線基板１と反応性硬化性樹脂４との間の水分又は、反応性硬化性樹脂４上に付着した水分子を除去することができ、反応性硬化性樹脂４中のボイドの発生が抑制される。その結果、高信頼性・高寿命の実装を実現することができる。
【００５３】
図７に、反応性硬化性樹脂４及び配線基板１の予熱時間に対する、ボイドの発生の様子を示す。ここでの予熱温度は５０℃である。各図の中央に電子部品８が配置されており、その下面に設けられたバンプ１２が導電性ランド２の上に接合されている。電子部品８の中の領域に、反応性硬化性樹脂４中に発生したボイド１３が複数の丸い形状で示されている。図７（ａ）は予熱時間が６０秒、（ｂ）は１８０秒、（ｃ）は３００秒の場合を示す。
【００５４】
図７（ａ）の予熱６０秒の場合多数ボイド１３が発生するが、（ｃ）のように予熱３００秒を施すことにより、ボイド１３の発生を大幅に抑制できることが分かる。また、プリヒート工程（Ｓ３）では、反応性硬化性樹脂４上の水分や不純物を取り除ければ良いので、反応性硬化性樹脂４に熱風をあてる、赤外線を照射する、マイクロ波を照射する、レーザーを照射するなどの方法により代用することも可能である。
【００５５】
仮反応硬化マウント工程（Ｓ４）では、図５に示すように、塗布及び予熱を施された集合プリント配線基板１に複数の電子部品８を圧着マウントし、同時に反応性硬化性樹脂４を熱などの作用によって仮反応硬化させる。仮反応硬化は、例えば、熱せられた電子部品８を反応性硬化性樹脂４にマウントすることによっても実施可能である。この工程において電子部品８上の水分や不純物は熱の作用により飛ばされ、ボイドの発生も抑制でき、接合信頼性が向上する。この仮反応硬化マウント工程（Ｓ４）では、反応性硬化性樹脂４の仮反応硬化により反応性硬化性樹脂４がゲル化し、マウントされた電子部品８が仮固定される。すなわち、圧着マウントと反応性硬化性樹脂４の反応が同時に行なわれるため、実装位置を高精度に保つことができる。また、仮反応硬化マウント工程（Ｓ４）での反応性硬化性樹脂４の反応速度・時間を適切に調節することにより、反応性硬化性樹脂４の急激な流動を抑えることができ、その結果、ボイドを抑制することができる。図８に、反応性硬化性樹脂Ａの熱硬化時間に対する反応率のグラフを示す。反応硬化温度は２５０℃である。この反応率に基づいて、実装時に電子部品８が位置ずれしない接着強度、および、実装時間・温度を考慮して、熱硬化時間を適切に設定する。
【００５６】
仮反応硬化マウント工程（Ｓ４）の一例においては、集合プリント配線基板１を固定する仮反応硬化マウント用ステージ６の温度は３０℃以上、電子部品８をピックアップ・マウントする圧着用ツール７の温度は７０℃〜３５０℃、圧着時間は０．２秒〜２秒、圧着荷重は６０ｇ〜２００ｇとしている。また前述のプリヒート工程（Ｓ３）において、電子部品８を圧着しながら、反応性硬化性樹脂４を、レーザー照射、赤外線照射、マイクロ波照射、熱風照射などにより仮反応硬化させることも可能である。
【００５７】
本硬化工程（Ｓ５）では、図６に示すように、仮反応硬化マウント工程（Ｓ４）で仮固定された複数の電子部品８を一括して圧着し、反応性硬化性樹脂４を完全に反応硬化させる。また、この本硬化工程（Ｓ５）の一例においては、集合プリント配線基板１を固定する本硬化用ステージ９の温度は３０℃以上、電子部品８を一括熱圧着する本硬化圧着用ヘッド１０の温度は７０℃〜３５０℃である。一括で圧着する電子部品８の数は１つのヘッド１０で２個以上であり、実装する電子部品８の種類にも依るが、５０個程度までは可能である。複数の電子部品８と本硬化圧着用ヘッド１０の間には、複数の電子部品８の高さばらつきを吸収するための柔軟性シート１１（例えばポリイミドやテフロンシートなど）を用いる。圧着時間は５〜３０秒、圧着荷重は６０ｇ〜２００ｇ／ＩＣとしている。このとき反応性硬化性樹脂４を完全に硬化させるために、反応性硬化性樹脂４の反応率は９０％以上とすることが望ましい。樹脂の反応率が高ければ高いほど、実装接合強度が増し、それに伴い実装信頼性が高くなる。
【００５８】
また、仮反応硬化マウント工程（Ｓ４）での圧着用ツール７の温度を上げるか、または圧着時間を長くして、反応性硬化性樹脂４の反応率が６０％以上になるよう設定することにより、本硬化工程（Ｓ５）での圧着の必要性が無くなる。これは、反応性硬化性樹脂４の反応率が高くなると、仮反応硬化マウント工程（Ｓ４）で、集合プリント配線基板１と電子部品８との接合が十分取れるためである。圧着の必要が無くなれば、設備として本硬化圧着用ヘッド１０を省くことができ、より安価な設備で実装が可能となる。その代わりに、本硬化用ステージ９により基板１全体を熱するように構成すればよい。
【００５９】
一括で圧着する電子部品８の数は、本硬化圧着用ヘッド１０の個数を増やすか、または面積を広げることにより、無制限に増加させることが可能である。また、仮反応硬化マウント工程（Ｓ４）での仮硬化反応時間、一括で圧着する電子部品８の数、初期硬化反応率（反応率１０％〜９０％）が時間的に速い樹脂を適切に設定・調節することによって、実装時間を大幅に短縮することができる。この実施の形態に基づく実施例では、従来の実装方法より１０秒以上も実装時間を短縮することができた。
【００６０】
圧着を必要とする本硬化工程（Ｓ５）で、異なる電子部品８を実装するときは、図９のように本硬化圧着用ヘッド１４を、あらかじめ部分的に高さが異なるように設計しておけば、上述と同様に本硬化工程（Ｓ５）を施すことができる。
【００６１】
以上のような工程を実施して得られた集合プリント配線基板（ＥＣＭ用基板１００個分）を打抜いて、各個片のプリント配線基板に分離し、図１０に示したＥＣＭに組み込んだ。その結果、ベアＦＥＴ実装によるＦＥＴ高さを抑制することができ、高さ０．８ｍｍという超薄型のエレクトレットコンデンサマイクロホンを実現することができた。
【００６２】
また、従来技術と比較して、ボイドの発生を大幅に抑制し、実装位置信頼性の高いベアＦＥＴ実装を実現して、高信頼性のエレクトレットコンデンサマイクロホンを作製することができた。
【００６３】
尚、ＥＣＭはその構造上、図１０に示したように、ＦＥＴまたはチップ部品が実装されたプリント配線基板２５が、導電性ケース２０のカシメなどにより固定され、音を通さないように封じられた構造を有する。そのため、実装されたプリント配線基板２５には、カシメなどによって生じる応力によってチップ実装接続個所に大きな負担が掛かる。そのため、ＥＣＭにおいてはチップ実装における高い信頼性が要求される。本実施の形態によれば、ボイドによる接合強度の低下や実装位置ズレによる信頼性低下の要因を効率よく取り除くことができ、高信頼性を維持したエレクトレットコンデンサマイクロホンを実現することができる。
【００６４】
上述の実施の形態２によれば、反応性硬化性樹脂４のプリヒート工程を電子部品８のマウント前に行なうことにより、以下の利点を得ることができる。まず、電子部品８のマウント後の集合プリント配線基板１の搬送や、再固定を不必要とし、実装位置を高精度に維持することができる。また、マウント前のプリヒート工程により、集合プリント配線基板１と反応性硬化性樹脂４との間の水分又は、反応性硬化性樹脂４上に付着した水分子を、効率よく除去できる。したがって、反応性硬化性樹脂４中のボイドの発生が減少する。その結果、高信頼性・高寿命の実装を実現することができる。
【００６５】
また、電子部品のマウント前の工程で、専用のステージまたは炉を設けて予熱を行うことにより、従来位置ズレを懸念することによって発生していた待ち時間を排除することができ、高速実装が可能となる。
【００６６】
また、仮反応硬化マウント工程（Ｓ４）を施すことにより、以下の利点が得られる。まず、圧着マウントと反応性硬化性樹脂４を反応させる操作を同時に行なうため、実装位置を高精度に保つことができる。また、反応性硬化性樹脂４をゲル化することにより、急激な樹脂の流動を防止し、ボイドを抑制することができる。
【００６７】
さらに、本硬化工程（Ｓ５）で一括圧着を施すことにより、一度に複数の電子部品８を固定することができる。したがって、従来の方法よりも実装時間を短縮でき、高速実装が可能となる。
【００６８】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、反応性硬化性樹脂のプリヒート工程を電子部品のマウント前に行なうことにより、電子部品のマウント後のプリント配線基板の搬送や、再固定を不必要とし、実装位置を高精度に維持することができる。また、マウント前のプリヒート工程により、配線基板と反応性硬化性樹脂との間の水分又は、反応性硬化性樹脂上に付着した水分子を効率よく除去することができる。したがって、反応性硬化性樹脂中のボイドの発生が減少する。その結果、高信頼性・高寿命の実装を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における電子部品の実装方法を示すフローチャート
【図２】同実装方法におけるベーキング工程を示す断面図
【図３】同実装方法における樹脂配置工程を示す断面図
【図４】同実装方法におけるプリヒート工程を示す断面図
【図５】同実装方法における仮反応硬化マウント工程を示す断面図
【図６】同実装方法における本硬化工程を示す断面図
【図７】同実装方法における動作説明のために、予熱時間に対するボイドの様子を示すＸ線透過図を模した平面図
【図８】同実装方法における動作説明のために、反応性硬化性樹脂の熱硬化時間に対する反応率を示すグラフ
【図９】同実装方法における、複数の異なる電子部品の実装の場合を示す本硬化工程の断面図
【図１０】本発明の実施の形態２におけるエレクトレットコンデンサマイクロホンの構造を示す断面図
【図１１】従来例の電子部品の実装方法の工程を示すフローチャート
【図１２】図１１に示した実装方法の工程を示す断面図
【符号の説明】
１  プリント配線基板
２  導電性ランド
３  樹脂配置用ステージ
４  反応性硬化性樹脂
５  プリヒート用ステージ
６  仮反応硬化マウント用ステージ
７  圧着用ツール
８  電子部品
９  本硬化用ステージ
１０、１４  本硬化圧着用ヘッド
１１  柔軟性シート
１２  バンプ
１３  ボイド
２０  導電性ケース
２１  絶縁体
２２  スペーサ
２３  振動板フィルム
２４  振動板リング
２５  プリント配線基板
２６  ベアＦＥＴチップ
２７  反応性硬化性樹脂ＡＣＰ材
２８  金バンプ
２９  音孔
３１  印刷配線基板
３１ａ  電極
３２  異方性導電接合材料
３３  電子部品
３３ａ  リード
Ｔ  熱圧着ツール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2005026577.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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