(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を有し当該主面には導体配線と接続端子とが設けられた配線基板と、受動部品を少なくとも１つ含む複数の電子部品を有するとともに各電子部品は電極端子を有する電子部品群と、はんだ粉、対流添加剤、および前記はんだ粉の溶融温度で流動性を有する樹脂を含む樹脂組成物と、を用意する第１の工程と、
前記配線基板の前記主面に、前記樹脂組成物を塗布する第２の工程と、
前記接続端子と前記電極端子とを位置合せして、前記電子部品群を前記樹脂組成物表面に当接させる第３の工程と、
少なくとも前記樹脂組成物を加熱して、前記はんだ粉を溶融させるとともに前記対流添加剤により前記はんだ粉を前記接続端子と前記電極端子との間に自己集合させながら成長させて、前記接続端子と前記電極端子とをはんだ接続する第４の工程と、
前記樹脂組成物中の前記樹脂を硬化させて前記電子部品群それぞれと前記配線基板とを前記樹脂により接着固定する第５の工程と、
を含む電子部品の実装方法。
【請求項２】
前記第１の工程では、前記樹脂組成物として、前記はんだ粉の溶融する温度でガスを発生させる特性を有する前記対流添加剤を含むものを用意し、
前記第４の工程では、前記対流添加物を沸騰あるいは分解させて前記樹脂組成物中にガスを発生させて当該ガスを前記樹脂組成物中で対流させることで、前記はんだ粉を前記電極端子と前記接続端子との周辺に集合させて前記電極端子と接続端子とを電気的に接続する、
請求項１の電子部品の実装方法。
【請求項３】
前記第１の工程では、前記電子部品群を、半導体素子を少なくとも１つ以上含んで用意する、
請求項１の電子部品の実装方法。
【請求項４】
前記第３の工程では、前記電子部品群を構成する前記電子部品を個別に収容する複数の凹部を有する仮固定基板を用意したうえで、当該仮固定基板の前記凹部それぞれに前記電子部品を挿入して仮止めした後、前記仮固定基板を前記樹脂組成物に対向させて前記電子部品群を前記樹脂組成物に一括して当接させ、
前記第４の工程では、前記電子部品群を前記樹脂組成物を当接させた状態を保持したまま、当該工程を実施する、
請求項１の電子部品の実装方法。
【請求項５】
前記第３の工程では、前記仮固定基板を、前記樹脂組成物が有する前記樹脂により前記配線基板に接着固定する、
請求項４の電子部品の実装方法。
【請求項６】
前記第３の工程では、前記電子部品群を前記樹脂組成物に当接させた後、前記電子部品群に接する面が柔軟性を有する押圧部材を用意したうえで、当該押圧部材で前記電子部品群を一括して押圧して前記樹脂組成物に当接させ、
前記第４の工程では、前記電子部品群を前記樹脂組成物に当接させた状態を保持したまま、当該工程を実施する、
請求項１の電子部品の実装方法。
【請求項７】
前記第２の工程では、前記樹脂組成物を前記配線基板の全面に塗布する、
請求項１の電子部品の実装方法。
【請求項８】
前記第２の工程では、前記樹脂組成物を前記配線基板の電子部品対応領域にのみ塗布する、
請求項１の電子部品の実装方法。
【請求項９】
前記第１の工程では、前記樹脂組成物として、前記はんだ粉の溶融温度以上、前記樹脂の硬化温度以下の沸点を有する前記対流添加剤を含むものを用意し、
前記第４の工程では、前記樹脂組成物の加熱温度を、前記対流添加剤の沸点以上、前記樹脂組成物の硬化温度以下とする、
請求項２の電子部品の実装方法。
【請求項１０】
前記第１の工程では、前記樹脂組成物として、フラックス、グリセリン、およびワックスよりなる群から選ばれた１種もしくは２種以上の前記対流添加剤を含むものを用意する、
請求項９の電子部品の実装方法。
【請求項１１】
前記第３の工程から前記第５の工程までの期間、前記電子部品群と前記配線基板との間の間隔を保持する、
請求項１の電子部品の実装方法。
【請求項１２】
前記第１の工程では、前記樹脂組成物として、熱硬化性樹脂からなる前記樹脂を含むものを用意する、
請求項１の電子部品の実装方法。
【請求項１３】
前記第５の工程では、前記第４の工程における前記樹脂組成物の加熱温度より高い温度で前記樹脂を加熱硬化させる、
請求項１２の電子部品の実装方法。
【請求項１４】
前記第１の工程では、前記樹脂組成物として、光硬化性樹脂からなる前記樹脂を含むものを用意し、
前記第５の工程では、前記樹脂を光照射により硬化させる、
請求項１の電子部品の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子やチップ抵抗等の電子部品を配線基板に一括してはんだ実装する電子部品の実装方法およびそれを用いて作製した電子回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子やチップ抵抗等の電子部品を配線基板上に実装して電子回路装置を作製する場合には、はんだ接続による方法が広く行われている。
【０００３】
例えば、チップ抵抗やチップコンデンサ等の受動部品は、配線基板のそれぞれの接続端子上にスクリーン印刷によりはんだペーストを所定量印刷した後、それぞれの受動部品をはんだペーストの粘着性を利用して固定する。複数の受動部品について固定が終わると、リフロー炉に入れて一括してはんだ接続を行う。
【０００４】
しかしながら、このようなはんだ接続方法では、以下のような課題がある。すなわち、受動部品であるチップ抵抗やチップコンデンサの狭小化の進展に伴い、はんだ接続時に隣接する接続端子間ではんだの短絡が発生しやすい。また、はんだペーストをスクリーン印刷で塗布することや、受動部品を部品供給器により配線基板の所定位置に正確にマウントすることが困難になる。
【０００５】
一方、電子回路装置では、上記の受動部品だけでなく、半導体素子を含めて配線基板上に一括実装する方法が行われる。例えば、ＱＦＰ等のリードピンを有する半導体素子やチップ抵抗等のチップ部品の場合には、上記と同様に配線基板の接続端子上にあらかじめはんだペーストを塗布しておき、このはんだペーストの粘着性を利用して半導体素子やチップ部品を固定した後、リフロー炉に入れて一括してはんだ接続を行う。
【０００６】
また、ＢＧＡ構成の半導体素子では、はんだボールが設けられており、このはんだボールにより半導体素子と配線基板とは接続される。さらに、ベアチップ構成の半導体素子を配線基板に直接実装することも行われる。この直接実装法では、半導体素子の電極端子表面にはんだや金（Ａｕ）等からなるバンプを形成し、このバンプを介して接続が行われる。このようなバンプを用いたフリップチップ実装方法は、ファインピッチの接続が可能であり、高機能で、かつ小型の電子回路装置を実現できることから広く利用されている。
【０００７】
例えば、図８Ａ−図８Ｂは、従来の電子回路装置の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。まず、図８Ａに示すように、導体配線（図示せず）などが形成された配線基板５１の接続端子５２の表面に、スクリーン印刷法等を用いてはんだペースト層５３を形成する。一方、半導体素子５４の電極端子５５にはんだバンプ５６を形成する。次に、配線基板５１の接続端子５２と半導体素子５４の電極端子５５とを位置合せし、さらにチップ部品５７と配線基板５１の接続端子５２とを位置合せして配線基板５１と半導体基板５２とを仮止めする。この状態で配線基板５１と半導体基板５２とをリフロー炉で加熱してはんだを溶融させる。これにより電極端子５５、５８を配線基板５１の接続端子５２に電気的に接続することができる。このようにして接続した状態を図８Ｂに示す。
【０００８】
パッケージされた半導体素子では、チップ部品と同等に扱って同一工程でリフローすることは可能である。しかしながら、ベアチップ構成の半導体素子では、ファインピッチの接続が要求されることが多いことから、チップ部品と同一工程でリフローして接続することは困難である。
【０００９】
これに対して、従来から、チップ抵抗やチップコンデンサ等のチップ部品を第１のリフロー工程で実装し、その後バンプが形成された半導体素子の電極端子を配線基板の接続端子に超音波実装する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【００１０】
このようなフリップチップ実装をするためには、半導体素子の電極端子の表面にバンプを形成することが必要とされる。しかしながら、このようなバンプの形成は、端子数の増大とともにそのコストも増大する。
【００１１】
従来のバンプ形成技術としては、メッキ法やスクリ−ン印刷法等がある。メッキ法は、ファインピッチでバンプを形成できるが、工程が複雑で、生産性や廃液処理に課題がある。スクリーン印刷法は、生産性には優れているが、印刷用マスクを用いる必要があるため、ファインピッチでの形成が困難になる。
【００１２】
はんだを用いてバンプをファインピッチで形成することが可能な方法として、例えば次の方法がある。有機酸鉛塩と金属錫を主要成分とするペースト状組成物（化学反応析出型はんだ）を、接続端子が形成された配線基板上にベタ塗りし、配線基板を加熱することによって、鉛（Ｐｂ）とスズ（Ｓｎ）の置換反応を起こさせ、Ｐｂ／Ｓｎの合金を配線基板の接続端子上に選択的に析出させる方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−６０３３９号公報
【特許文献２】特開平１−１５７７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記したように、半導体素子をフリップチップ実装する従来方法では、半導体素子とチップ部品等の他の電子部品とを一括してリフローはんだ付けする方法や、半導体素子のみを上記のように別工程として超音波接続する方法であっても、半導体素子にはバンプが必要となる。
【００１４】
このようなバンプの形成を化学反応析出型はんだにより行う場合には、特定の化学反応を利用するため、はんだ組成の選択の自由度が低く、実装構造の無鉛化（Ｐｂフリー化）の対応も容易ではない。
【００１５】
さらに、はんだに代えて、異方性導電材料を用いたフリップチップ実装法や、導電性樹脂材料を用いる方法もある。しかし、これらの方法では、接続抵抗が大きくなることやファインピッチでの実装が困難であること、あるいはチップ部品等との一括実装が困難である。
【００１６】
また、チップ抵抗やチップコンデンサ等の受動部品は、例えば０６０３サイズが実用化されており、さらに０４０２サイズに狭小化する開発も行われている。このような極小サイズの受動部品を従来の実装方法で実装することは非常に困難である。
【００１７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、チップ部品等の極小サイズの受動部品やファインピッチの半導体素子等の電子部品でも信頼性よく、かつこれらを一括して配線基板上に実装することが可能な電子部品の実装方法およびこの実装方法を用いた電子回路装置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】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明の電子部品の実装方法は、
主面を有し当該主面には導体配線と接続端子とが設けられた配線基板と、受動部品を少なくとも１つ含む複数の電子部品を有するとともに各電子部品は電極端子を有する電子部品群と、はんだ粉、対流添加剤、および前記はんだ粉の溶融温度で流動性を有する樹脂を含む樹脂組成物と、を用意する第１の工程と、
前記配線基板の前記主面に、前記樹脂組成物を塗布する第２の工程と、
前記接続端子と前記電極端子とを位置合せして、前記電子部品群を前記樹脂組成物表面に当接させる第３の工程と、
少なくとも前記樹脂組成物を加熱して、前記はんだ粉を溶融させるとともに前記対流添加剤により前記はんだ粉を前記接続端子と前記電極端子との間に自己集合させながら成長させて、前記接続端子と前記電極端子とをはんだ接続する第４の工程と、
前記樹脂組成物中の前記樹脂を硬化させて前記電子部品群それぞれと前記配線基板とを前記樹脂により接着固定する第５の工程と、
を含む。
【００１９】
また、上記方法において、前記第１の工程では、前記電子部品群を、半導体素子を少なくとも１つ以上含んで用意するのが好ましい。なお、受動部品とは、チップ抵抗やチップコンデンサ等の電子部品をいい、半導体素子とは半導体集積回路素子等のようにそれ自体で機能する電子部品をいう。これらは、一般に定義されているものと同じである。
【００２０】
この方法により、少なくとも受動部品を１つ以上含む複数の電子部品を一括してハンダ接続することができる。また、これらの電子部品にあらかじめはんだバンプやはんだペースト等を形成する必要がないので、製造工程を大幅に簡略化できる。
【００２１】
さらに、電子部品として半導体素子を１つ以上含む場合には、ファインピッチの半導体素子であっても、あるいはベアチップ構成の半導体素子であっても、同一の工程で一括して実装できる。
【００２２】
このように、本発明の実装方法では、互いに種類の異なる複数の電子部品を、同一工程、同一条件で配線基板に実装できる。さらに、電子部品と配線基板とを、はんだ接続工程に引き続いて樹脂組成物中の樹脂により固定することができるので、工程の簡略化と接続信頼性を改善を図ることができる。また、従来と異なり、はんだ粉の自己集合によりはんだが成長していく実装方法であるので、それぞれの電子部品と配線基板との間隔がそれぞれ異なっていても、良好な接続が可能であり、実装歩留まりを向上させることができる。
【００２３】
なお、前記第３の工程では、前記電子部品群を構成する前記電子部品を個別に収容する複数の凹部を有する仮固定基板を用意したうえで、当該仮固定基板の前記凹部それぞれに前記電子部品を挿入して仮止めした後、前記仮固定基板を前記樹脂組成物に対向させて前記電子部品群を前記樹脂組成物に一括して当接させ、
前記第４の工程では、前記電子部品群を前記樹脂組成物を当接させた状態を保持したまま、当該工程を実施するのが好ましい。
【００２４】
そうすれば、電子部品を配線基板に配置する位置を正確に設定することができる。この場合に、仮固定基板の表面を、はんだに対して濡れ性の悪くするのが好ましい。また、電子部品を仮固定基板の凹部に仮固定する方法としては、粘着テープ等を用いてもよい。あるいは、仮固定基板として、ゴム弾性を有する材料からなるものを用いたうえで、ゴム弾性によって電子部品を凹部に固定してもよい。なお、厚さ（高さ寸法）にそれほどの差がない電子部品を実装する場合には、平坦な板状の仮固定基板としてもよい。
【００２５】
なお、前記第３の工程では、前記仮固定基板を、前記樹脂組成物が有する前記樹脂により前記配線基板に接着固定するのが好ましい。そうすれば、仮固定基板を電子部品の保護部材とすることができる。
【００２６】
なお、前記第３の工程では、前記電子部品群を前記樹脂組成物に当接させた後、前記電子部品群に接する面が柔軟性を有する押圧部材を用意したうえで、当該押圧部材で前記電子部品群を一括して押圧して前記樹脂組成物に当接させ、
前記第４の工程では、前記電子部品群を前記樹脂組成物に当接させた状態を保持したまま、当該工程を実施するのが好ましい。
【００２７】
そうすれば、樹脂組成物を加熱してはんだを自己集合させて成長させる場合に、電子部品が樹脂組成物に当接した状態を保持できるので、微小のチップ部品でも確実にはんだ接続を行える。また、厚みの異なる電子部品を用いても、柔軟性のある押圧部材により、この厚みを吸収することができるので安定したはんだ接続を一括して行える。
【００２８】
なお、前記第２の工程では、前記樹脂組成物を前記配線基板の全面に塗布する、あるいは、前記樹脂組成物を前記配線基板の電子部品対応領域にのみ塗布するのが好ましい。
【００２９】
なお、前記第１の工程では、前記樹脂組成物として、前記はんだ粉の溶融する温度でガスを発生させる特性を有する前記対流添加剤を含むものを用意し、
前記第４の工程では、前記はんだ粉の溶融時に前記対流添加物から発生する前記ガスの対流により前記はんだ粉を前記電極端子の表面と前記接続端子の表面上とに自己集合させるのが好ましい。
【００３０】
この場合、さらに、前記第１の工程では、前記樹脂組成物として、前記はんだ粉の溶融温度以上、前記樹脂の硬化温度以下の沸点を有する前記対流添加剤を含むものを用意し、
前記第４の工程では、前記樹脂組成物の加熱温度を、前記対流添加剤の沸点以上、前記樹脂組成物の硬化温度以下とするのが好ましい。
【００３１】
なお、前記第１の工程では、前記樹脂組成物として、フラックス、グリセリン、およびワックスよりなる群から選ばれた１種もしくは２種以上の前記対流添加剤を含むものを用意するのが好ましい。
【００３２】
なお、前記第３の工程から前記第５の工程までの期間、前記電子部品群と前記配線基板との間の間隔を保持するのが好ましい。
【００３３】
そうすれば、対流添加剤による対流が確実に生じる。そのため、はんだ粉の自己集合によって生じるはんだの成長を、それぞれの電極端子と接続端子との間で均一に生じさせることができる。その結果、はんだ接続不良の発生を大幅に抑制できる。
【００３４】
なお、前記第１の工程では、前記樹脂組成物として、熱硬化性樹脂からなる前記樹脂を含むものを用意するのが好ましい。
【００３５】
この場合に、さらに、前記第５の工程では、前記第４の工程における前記樹脂組成物の加熱温度より高い温度で前記樹脂を加熱硬化させるのが好ましい。
【００３６】
そうすれが、はんだの成長によるはんだ接続が確実にでき、かつ樹脂組成物中にはんだ粉が残留することを抑制できる。また、はんだが溶融している状態で樹脂を硬化できるので、はんだが球状にならなくなる。そのため、端子間隔をファインピッチにしても、隣接する電子部品の間で短絡が生じることがなくなる。
【００３７】
なお、前記第１の工程では、前記樹脂組成物として、光硬化性樹脂からなる前記樹脂を含むものを用意し、前記第５の工程では、前記樹脂を光照射により硬化させるのが好ましい。そうすれば、硬化時間を短縮することができる。
【００３８】
本発明の電子回路装置は、主面を有し当該主面には導体配線と接続端子とが設けられた配線基板と、
受動部品を少なくとも１つ含んで前記配線基板に実装された複数の電子部品を有し、各電子部品は電極端子を有する電子部品群と、
前記電子部品それぞれを、前記配線基板に接着固定する樹脂組成物と、
を有し、
前記樹脂組成物は、はんだ粉、対流添加剤、および前記はんだ粉の溶融温度で流動性を有する樹脂を含み、前記はんだ粉の自己集合と溶融とにより前記電極端子と前記接続端子とを接続し、前記樹脂により前記電子部品と前記配線基板とを接続固定する。
【００３９】
上記構成によれば、受動部品含む複数の電子部品を一括して実装し、かつ同じ樹脂により固定することができる。さらに、半導体素子を１つ以上含んでいる場合であっても、同様に一括して電子部品を配線基板に実装することができ、実装工程を大幅に簡略化できる。
【００４０】
さらに、本発明の電子回路装置は、
主面を有し当該主面には導体配線と接続端子とが設けられた配線基板と、
受動部品を少なくとも１つ含んで前記配線基板に実装された複数の電子部品を有するとともに各電子部品は電極端子を有する電子部品群と、
前記電子部品群を覆う保護基板と、
前記電子部品および前記保護基板それぞれを、前記配線基板に接着固定する樹脂組成物と、
を有し、
前記樹脂組成物は、はんだ粉、対流添加物、および前記はんだ粉の溶融温度で流動性を有する樹脂を含み、前記はんだ粉の自己集合と溶融とにより前記電極端子と前記接続端子とを接続し、前記樹脂により前記電子部品および前記保護基板と前記配線基板とを接続固定する。
【００４１】
この構成によれば、受動部品含む複数の電子部品を一括して配線基板に実装でき、かつ保護基板により保護することができる。
【００４２】
この場合、電子部品は、さらに少なくとも１つ以上の半導体素子を含んでいるのが好ましい。
【発明の効果】
【００４３】
本発明による電子部品の実装方法は、電子部品あるいは配線基板側にはんだバンプを形成する工程が不要となり、実装工程を大幅に簡略化できる。また、チップ部品等の受動部品と半導体素子とを同一工程で実装できるので、さらに工程を簡略化できる。これにより電子回路装置を安価に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１Ａ】本発明の第1の実施の形態にかかる電子部品の実装方法を説明する第１の主要工程の断面図である。
【図１Ｂ】本発明の第1の実施の形態にかかる電子部品の実装方法を説明する第２の主要工程の断面図である。
【図１Ｃ】本発明の第1の実施の形態にかかる電子部品の実装方法を説明する第３の主要工程の断面図である。
【図２Ａ】本発明の第２の実施の形態にかかる電子部品の実装方法を説明する第１の主要工程の断面図である。
【図２Ｂ】本発明の第２の実施の形態にかかる電子部品の実装方法を説明する第２の主要工程の断面図である。
【図２Ｃ】本発明の第２の実施の形態にかかる電子部品の実装方法を説明する第３の主要工程の断面図である。
【図３】第１の実施の形態または第２の実施の形態の電子部品の実装方法により実装する他の電子回路装置を説明するための平面図である。
【図４Ａ】本発明の第３の実施の形態にかかる電子部品の実装方法を説明するための第１の主要な工程の断面図である。
【図４Ｂ】本発明の第３の実施の形態にかかる電子部品の実装方法を説明するための第２の主要な工程の断面図である。
【図４Ｃ】本発明の第３の実施の形態にかかる電子部品の実装方法を説明するための第３の主要な工程の断面図である。
【図５】同実装方法により作製された電子回路装置の平面図である。
【図６】同実施の形態の電子部品の実装方法を用いて作製した変形例の電子回路装置の断面図である。
【図７】同実施の形態の電子部品の実装方法を用いて作製した別の変形例の電子回路装置の断面図である。
【図８Ａ】従来の電子回路装置の製造方法の一例を説明するための第１の工程断面図である。
【図８Ｂ】従来の電子回路装置の製造方法の一例を説明するための第２の工程断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１，１４，２１，５１    配線基板
２ａ，２ｂ，２ｃ，２２a，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，５２    接続端子
３    樹脂組成物
４    樹脂
５    はんだ粉
６，１５，１６，１７，２３，５４    半導体素子（電子部品）
７，１８，１９    チップ抵抗（電子部品）
８，２０    チップコンデンサ（電子部品）
６ａ，７ａ，８ａ，１８ａ，１９ａ，２０ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａ，５５，
５８    電極端子
１０    押圧部材
１１    はんだ
１２，３０，４０，５０    仮固定基板
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ    凹部
２４    第１のチップコンデンサ
２５    第２のチップコンデンサ
２６    導体配線
４０ｄ，４０ｅ，４０ｆ，４０ｇ    領域
５０ｄ，５０ｅ    突部
５３    はんだ層
５６    はんだバンプ
５７    チップ部品
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同一要素については同一符号を付しており説明を省略する場合がある。
【００４７】
（第１の実施の形態）
図１Ａ−図１Ｃは、本発明の第１の実施の形態にかかる電子部品の実装方法を説明する主要工程の断面図である。
【００４８】
図１Ａに示すように、実装すべき電子部品群を構成する各電子部品の電極端子に対応した接続端子２ａ、２ｂ、２ｃが形成された配線基板１を用意する。なお、配線基板１の表面には、接続端子２ａ、２ｂ、２ｃだけでなく、これらを接続する導体配線や外部との接続のための接続端子等も形成されているが、図示していない。さらに、配線基板１は単層配線や両面配線構成でもよいが、内層導体や貫通電極あるいはインナービア等を設け、さらに裏面にも導体配線を形成した多層構成でもよい。また、配線基板１としては、樹脂からなる基材を主体とした構成でもよいし、アルミナ等のセラミック基材を主体とした構成、あるいはガラスを主体とした構成等であってもよい。
【００４９】
なお、本実施の形態では、電子部品群として半導体素子、チップ抵抗およびチップコンデンサを一括して実装する場合を例として説明する。したがって、以下では、個別の電子部品について説明する場合には、それぞれ半導体素子６、チップ抵抗７およびチップコンデンサ８として説明する。さらに、本実施の形態では、この半導体素子６の電極端子６ａの表面には、はんだに対してぬれ性のよい薄膜だけが形成されており、はんだバンプ等は設けていない。
【００５０】
配線基板１の接続端子２ａは、半導体素子６の電極端子６ａに対応して形成されている。また、同様に接続端子２ｂは、チップ抵抗７に対応して形成されている。さらに、接続端子２ｃは、チップコンデンサ８に対応して形成されている。
【００５１】
このような配線基板１の上に樹脂組成物３を塗布する。このときの樹脂組成物３としては、ペースト状で比較的粘度が大きいものが使用される。樹脂組成物３は、はんだ粉５、対流添加剤（図示せず）およびはんだ粉５の溶融温度で流動性を有する樹脂４を主成分として含む。なお、樹脂組成物３を塗布する前に、配線基板１の表面、特に接続端子２ａ、２ｂ、２ｃの表面は、例えばアセトンやアルコール等の有機溶剤あるいは洗浄液で清浄化処理を行っておくことが望ましい。
【００５２】
なお、以下では、樹脂組成物３として、半田粉５が錫（Ｓｎ）−銀（Ａｇ）−銅（Ｃｕ）系合金、対流添加剤が有機酸を活性成分とする樹脂系フラックス、および樹脂がエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いた場合について説明する。
【００５３】
次に、図１Ｂに示すように、半導体素子６の電極端子６ａを接続端子２ａに位置合せして、半導体素子６を樹脂組成物３に当接させる。同様にして、チップ抵抗７の電極端子７ａを接続端子２ｂに位置合せして、チップ抵抗７を樹脂組成物３に当接させる。さらに、チップコンデンサ８を、その電極端子８ａを接続端子２ｃに位置合せした後、樹脂組成物３に当接させる。
【００５４】
なお、電極端子６ａ、７ａ、８ａおよび接続端子２ａ、２ｂ、２ｃの表面には、はんだに対してぬれ性のよい金属層、例えば金（Ａｕ）層を形成しておく。また、少なくとも樹脂組成物３が塗布されている領域の配線基板上の導体配線の表面には、はんだに対して濡れ性の悪い材料からなる保護膜を形成しておく。この保護膜としては、例えば酸化ケイ素薄膜等の無機保護膜、めっきレジスト等の樹脂保護膜が用いられる。
【００５５】
半導体素子６、チップ抵抗７およびチップコンデンサ８等の全ての電子部品を樹脂組成物３の表面に当接した後、柔軟性を有する押圧部材１０により、これらの電子部品と配線基板１との間隔や位置ずれが生じない程度に押圧する。なお、柔軟性を有する押圧部材１０としては、例えば金属板とポリイミドフィルムとの間に耐熱性の液体を入れた物を用いることができる。このような構成であれば、厚みの異なる複数の電子部品であっても、一括押圧を容易に実現できる。このとき、それぞれの電極端子６ａ、７ａ、８ａと接続端子２ａ、２ｂ、２ｃとの間隔Ｈは、全て同じに設定してもよいが、それぞれの電子部品の電極端子のピッチに応じて、ファインピッチの場合には間隔Ｈを短くし、粗いピッチの場合には大きくしてもよい。この間隔Ｈは樹脂組成物の塗布量により決められるので、それぞれの電子部品に応じて塗布量を設定してもよい。
【００５６】
この状態で、少なくとも樹脂組成物３をはんだ粉５が溶融する温度まで加熱する。なお、樹脂組成物３の加熱は、配線基板１側からヒータで加熱してもよいし、押圧部材１０側からヒータで加熱してもよい。あるいは、全体を加熱炉中に入れて全面から加熱する方法でもよい。あるいは、マイクロ波を照射して樹脂組成物３と、その近傍のみを加熱してもよい。
【００５７】
この加熱温度では、樹脂４の粘度が小さくなり流動性が増加する。同時に、この温度で対流添加剤が沸騰あるいは分解してガスを放出する。放出されたガスにより、はんだ粉５が樹脂組成物３中を激しく動き回る。はんだ粉５がこのように運動しているときに、電極端子６ａ、７ａ、８ａの表面および接続端子２ａ、２ｂ、２ｃの表面に接触すると、これらの表面がはんだに対してぬれ性が良好であるため、これらの表面で捕捉されて溶融状態のはんだ１１となって成長していく。
【００５８】
以上のようにしてはんだ１１が成長していき、対流添加剤によるガス放出がなくなった時点では、電極端子６ａ、７ａ、８ａと接続端子２ａ、２ｂ、２ｃとの間が、はんだ１１によりそれぞれ接続される。
【００５９】
電極端子６ａ、７ａ、８ａと接続端子２ａ、２ｂ、２ｃとの間が、それぞれはんだ１１により接続され、対流添加剤によるガス放出がなくなった後で、樹脂４を硬化させる。樹脂組成物３中の樹脂４として、熱硬化性樹脂を用いた場合には、はんだ粉５を溶融させる温度よりさらに高い温度で加熱することで硬化させることができる。この硬化により、半導体素子６、チップ抵抗７およびチップコンデンサ８と配線基板１との間が、それぞれ接着されて固定される。
【００６０】
これにより、本実施の形態の電子部品の実装方法により作製した電子回路装置を得ることができる。
【００６１】
なお、はんだ粉５として、上記したように錫−銀−銅（Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ）系合金はんだを用い、対流添加剤として有機酸を活性成分とする樹脂系フラックスを用いた場合には、はんだ粉５を溶融するための配線基板２０の加熱温度としては、１５０℃〜２２０℃の範囲に設定するのが好ましい。
【００６２】
また、接続が完了した後に、樹脂４を熱硬化させてそれぞれの電子部品６、７、８と配線基板１とを接着固定させる場合（例えば熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合）には、２３５℃〜２６０℃の範囲に加熱するのが好ましい。
【００６３】
なお、はんだ粉５としては、上記のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金に限定されることはなく、１００℃〜３００℃の範囲に融点をもつ低融点金属であればよい。例えば、錫−亜鉛（Ｓｎ−Ｚｎ）系合金はんだ、錫−ビスマス（Ｓｎ−Ｂｉ）系合金はんだや銅−銀（Ｃｕ−Ａｇ）系合金はんだ等を低融点金属として用いることができる。
【００６４】
また、対流添加剤としては、有機酸を活性成分とする樹脂系フラックスに限定されることはなく、配線基板１を加熱してはんだ粉５を溶融させる温度において沸騰あるいは分解してガスを放出する材料であればよい。
【００６５】
また、配線基板１が、ガラスのような透明基板の場合には、樹脂組成物３の樹脂４として、光重合性オリゴマー等の光硬化性樹脂を用いて、光照射して硬化させてもよい。
【００６６】
なお、本実施の形態では、半導体素子、チップ抵抗およびチップコンデンサからなる電子部品を実装した電子回路装置における実装方法を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、チップ抵抗やチップコンデンサ等の受動部品を少なくとも１つ以上含む複数の電子部品を一括して実装する構成においても本発明を実施することができる。さらに、半導体素子を１つ以上含む電子部品を一括して実装してもよい。受動部品としては、チップ抵抗やチップコンデンサだけでなく、表面実装タイプであれば特に限定されることなく使用できる。また、半導体素子としても、リードレスタイプであれば、パッケージした半導体素子でもよいし、ベアチップ構成の半導体素子であってもよい。
【００６７】
（第２の実施の形態）
図２Ａ−図２Ｃは、本発明の第２の実施の形態にかかる電子部品の実装方法を説明する主要工程の断面図である。本実施の形態においても、電子部品群として半導体素子６、チップ抵抗７およびチップコンデンサ８を一括実装する場合を例として説明する。このため、以下では個別の電子部品については、それぞれ半導体素子６、チップ抵抗７およびチップコンデンサ８として説明し、総称して説明するときには電子部品６、７、８とするときがある。
【００６８】
まず、図２Ａに示すように、複数の電子部品６、７、８を保持するための仮固定基板１２と、電子回路装置を構成するための電子部品群（電子部品６、７、８）とを用意する。仮固定基板１２には、半導体素子６に対応する開口と深さを有する凹部１３ａ、チップ抵抗７に対応する開口と深さを有する凹部１３ｂ、チップコンデンサ８に対応する開口と深さを有する凹部１３ｃがそれぞれ形成されている。この仮固定基板１２の凹部１３ａ、１３ｂ、１３ｃそれぞれに、半導体素子６、チップ抵抗７およびチップコンデンサ８を吸着等により仮接着させる。
【００６９】
この状態で、図２Ｂに示すように、これらの電子部品６、７、８が配線基板１上の樹脂組成物３に当接するように、仮固定基板１２を配線基板１に位置合せする。
【００７０】
つぎに、図２Ｃに示すように、第１の実施の形態と同様に樹脂組成物３を加熱して、対流添加剤を沸騰または分解させてガスを発生させてガス対流を生じさせる。ガス対流に伴い、加熱により溶融しているはんだ粉５を電極端子６ａ、７ａ、８ａおよび接続端子２ａ、２ｂ、２ｃの表面に自己集合させて成長させる。溶融したはんだ粉５（すなわち、はんだ１１）の成長に伴い、電極端子６ａ、７ａ、８ａと接続端子２ａ、２ｂ、２ｃとは、溶融したはんだ１１を介して接合する。はんだ１１が成長していき、対流添加剤によるガス放出がなくなった時点では、電極端子６ａ、７ａ、８ａと接続端子２ａ、２ｂ、２ｃとの間が、それぞれはんだ１１により接続される。両端子の接続が完了したのち、さらにはんだ粉５を溶融させる温度よりさらに高い温度に加熱して樹脂組成物３中の樹脂４を熱硬化させる。その後、仮固定基板１２を除去する。これにより、図１Ｃに示す電子回路装置（第１の実施の形態の電子回路装置と同じ形状を有する）が得られる。
【００７１】
なお、仮固定基板１２は、真空吸着により電子部品６、７、８を吸着固定してもよい。また、仮固定基板１２を透明基板とし、凹部１３ａ、１３ｂ、１３ｃに、光照射によって接着性を喪失する粘着剤を塗布しておき、この粘着剤によって電子部品を仮固定してもよい。この場合には、最終的に仮固定基板１２を除去する時に、凹部１３ａ、１３ｂ、１３ｃが形成されている面とは反対側の面から光照射して、この粘着剤の粘着性を喪失させれば容易に仮固定基板１２を剥離させることができる。
【００７２】
本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、樹脂組成物３をそれぞれの電子部品６、７、８ごとに塗布した例について説明した。このような実装方法は、図３に示すような電子回路装置において用いることができる。
【００７３】
図３は、第１の実施の形態または第２の実施の形態の電子部品の実装方法により実装する他の電子回路装置を説明するための平面図である。図３では、配線基板１４上に電子部品として、半導体素子１５、１６、１７、チップ抵抗１８、１９、およびチップコンデンサ２０を一括して実装した電子回路装置を示す。このように、半導体素子１５、１６、１７、受動部品であるチップ抵抗１８、１９、およびチップコンデンサ２０からなる複数の電子部品を実装する場合でも、本発明の実装方法によれば歩留まりよく、かつ簡単な工法により実装することができる。なお、図３に示すように、半導体素子１５、１６、１７、チップ抵抗１８、１９、およびチップコンデンサ２０のそれぞれの間に比較的大きな隙間がある場合には、第１の実施の形態および第２の実施の形態で説明したように、それぞれの電子部品を実装する領域ごとに樹脂組成物３を独立して形成してもよい。その場合、樹脂組成物３はそれぞれの電子部品に対応した形状（特に厚み）に形成される。
【００７４】
なお、図３において、チップ抵抗１８、１９およびチップコンデンサ２０には、それぞれ電極端子１８ａ、１９ａ、２０ａが設けられている。さらに、半導体素子１５、１６、１７にも電極端子が設けられているが、平面図では見えないことから図示されていない。
【００７５】
（第３の実施の形態）
図４Ａ−図４Ｃは、本発明の第３の実施の形態にかかる電子部品の実装方法を説明するための主要な工程の断面図である。電子回路装置においては、電源配線からの雑音誘導や信号遅延防止の目的で、電子部品である半導体素子の電極端子の近傍に大きな容量を有するチップコンデンサを配置することが要求される場合がある。このような場合には、電子部品群が配置された領域にまとめて樹脂組成物を塗布してもよい。本実施の形態では、このような例についての実装方法を説明する。
【００７６】
図５は、図４Ａ−図４Ｃに示す実装方法により作製された電子回路装置の平面図である。図５では、配線基板２１上に、電子部品群（半導体素子２３、第１のチップチップコンデンサ２４および第２のチップコンデンサ２５）からなる電子回路装置の例を示している。実使用されている電子回路装置では、多くの場合、チップコンデンサ２５が多数実装されている。しかしながら、本実施の形態では、第１、第２のチップコンデンサ２４、２５が実装された構造を、代表例に挙げて本発明を説明する。なお、図５には導体配線２６の一部も示される。さらに、図４Ｃは、図５の電子回路装置をＣ−Ｄ線で切断した断面図を示す。
【００７７】
図５において、第１のチップコンデンサ２４および第２のチップコンデンサ２５はバイパスコンデンサで、接続端子２２ａから延在されている導体配線２６および接続端子２２ｄから延在された導体配線２６によって、半導体素子２３の電源ラインが、それぞれ第１のチップコンデンサ２４および第２のチップコンデンサ２５を介してグランドに接続されている。
【００７８】
以下、この電子回路装置を作成するための電子部品の実装方法について、図４Ａ−図４Ｃを参照して説明する。
【００７９】
まず、図４Ａに示すように、接続端子２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが形成された配線基板２１を用意する。なお、配線基板２１の上には導体配線も形成されているが省略しており、図示していない。配線基板２１に形成された接続端子のうち、接続端子２２ａは第１のチップコンデンサ２４の電極端子２４ａに接続される。また、接続端子２２ｄは第２のチップコンデンサ２５の電極端子２５ａに接続される。また、接続端子２２ｂは、半導体素子２３の電極端子２３ａと第１のチップコンデンサ２４の電極端子２４ａとにそれぞれ接続される。さらに、接続端子２２ｃは、同様に半導体素子２３の電極端子２３ａと第２のチップコンデンサ２５の電極端子２４ａとにそれぞれ接続される。これらの接続端子２２ｂ、２２ｃは導体配線２６により接続されているが、導体配線２６の表面にははんだに対して濡れ性の悪い保護膜が形成されている。しかしながら、導体配線２６の表面において接続端子２２ｂ，２２ｃに当接する部位には、はんだに対して濡れ性の良好な薄膜が選択的に形成されている。
【００８０】
このような端子・配線構造を有する配線基板１の全面に、図４Ａに示すように樹脂組成物３を塗布する。この樹脂組成物３としても、第１の実施の形態および第２の実施の形態で説明した樹脂組成物と同じものが用いられる。
【００８１】
さらに、仮固定基板３０のそれぞれの凹部３０ａ、３０ｂ、３０ｃに半導体素子２３、第１のコンデンサ２４および第２のコンデンサ２５を埋め込み、仮固定する。仮固定基板３０の構造および仮固定基板３０を用いた電子部品の仮固定は、第２の実施の形態における仮固定基板１２、および仮固定基板１２を用いた電子部品の仮固定と同様である。
【００８２】
次に、図４Ｂに示すように、仮固定基板３０を配線基板２１に対向させたうえで、半導体素子２３、第１のコンデンサ２４および第２のコンデンサ２５のそれぞれの電極端子２３ａ、２４ａ、２５ａが接続端子２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄに対向するように仮固定基板３０を配線基板２１に位置合せする。位置合せした後、仮固定基板３０を押圧して、半導体素子２３、第１のコンデンサ２４および第２のコンデンサ２５を樹脂組成物３に当接させる。
【００８３】
この状態で、少なくとも樹脂組成物３をはんだ粉５が溶融する温度まで加熱する。なお、樹脂組成物３の加熱は、配線基板２１側からヒータで加熱してもよいし、仮固定基板３０側からヒータで加熱してもよい。あるいは、全体を加熱炉中に入れて全面から加熱してもよい。あるいは、マイクロ波を照射して樹脂組成物３と、その近傍のみを加熱してもよい。
【００８４】
はんだ粉５が溶融する加熱温度では、樹脂４の粘度が小さくなりその流動性が増加する。同時に、この温度で対流添加剤が沸騰あるいは分解してガスを放出する。この放出されたガスにより、はんだ粉５が樹脂組成物３中を激しく動き回る。はんだ粉５がこのように運動しているときに、はんだ粉５が電極端子２３ａ、２４ａ、２５ａおよび接続端子２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの表面に接触すると、これらの表面ははんだに対してぬれ性が良好であるために溶融したはんだを捕捉し、この結果溶融状態のはんだが両端子表面で成長していく。
【００８５】
このようにして、はんだが成長していくと、対流添加剤によるガス放出がなくなった時点では、電極端子２３ａ、２４ａ、２５ａと接続端子２２ａ、２ｂ、２２ｃ、２２ｄとは、はんだ１１により接続される。
【００８６】
電極端子２３ａ、２４ａ、２５ａと接続端子２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄとが、それぞれはんだ１１により接続されたうえで、対流添加剤によるガス放出がなくなった後、樹脂４を硬化させる。樹脂組成物３中の樹脂４として、熱硬化性樹脂を用いた場合には、はんだ粉５を溶融させる温度よりさらに高い温度に加熱することで樹脂４を硬化させることができる。この硬化により、半導体素子２３、第１のコンデンサ２４および第２のコンデンサ２５と配線基板２１との間が、それぞれ接着されて固定される。
【００８７】
この硬化後に仮固定基板３０を除去すれば、図４Ｃに示す電子回路装置が作製される。
【００８８】
なお、図４Ａ−図４Ｃでは、配線基板１の全面に樹脂組成物３を塗布した例を示したが、数個の電子部品をまとめて、その領域のみ共通して樹脂組成物３を塗布してもよい。
【００８９】
このように、本実施形態の電子部品の実装方法によれば、あらかじめはんだバンプを形成することなく、半導体素子と受動部品とを含む複数の電子部品を同一工程、同一条件で一括して実装することができる。
【００９０】
図６は、本実施の形態の電子部品の実装方法を用いて作製した本発明の電子回路装置の変形例の断面図である。この電子回路装置は、本実施の形態で説明した仮固定基板３０を樹脂４の固定後にもそのまま残して、電子部品の保護として用いた点が図４に示す電子回路装置と異なる。すなわち、この変形例の場合には、仮固定基板４０が保護基板として機能する。
【００９１】
この電子回路装置では、仮固定基板４０が樹脂組成物３に当接していた領域４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ、４０ｇで、仮固定基板４０と樹脂組成物３とが接着しており、これにより仮固定基板４０が配線基板２１に接着保持される。このために、仮固定基板４０が樹脂組成物３に当接する領域４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ、４０ｇは、樹脂組成物に接着しやすい材料および表面に加工されている。なお、この仮固定基板４０にも凹部４０ａ、４０ｂ、４０ｃが設けられており、これらの構成については、本実施の形態の電子部品の実装方法で説明した仮固定基板３０と同じである。このように仮固定基板４０を樹脂４の硬化後に除去せずに、保護基板として残してもよい。
【００９２】
図７は、本実施の形態の電子部品の実装方法を用いて作製した本発明の電子回路装置の別の変形例の断面図である。この電子回路装置では、仮固定基板５０を樹脂４の硬化後においても残して電子部品の保護の役割をさせている。すなわち、この別の変形例においても、仮固定基板５０が保護基板として機能する。ただし、仮固定基板５０の外周領域の少なくとも３箇所に突部５０ｄ、５０ｅを設けており、この突部５０ｄ、５０ｅにより仮固定基板５０は配線基板２１と直接接触している。なお、図７においては、複数ある突部５０ｄ、５０ｅのうちの２つだけが示されている。このように配線基板２１に直接接触させることにより、電子部品２３、２４、２５と配線基板２１との間隔を一定に保持できる。このため、すべての電極端子と接続端子との間において、はんだ粉５の自己集合と成長とによるはんだ接続をより安定して行うことができる。なお、この仮固定基板５０においても凹部５０ａ、５０ｂ、５０ｃが設けられており、これらの構成については、本実施の形態の電子部品の実装方法で説明した仮固定基板３０と同じである。
【００９３】
なお、図７に示す別の変形例の電子回路装置では、仮固定基板５０を残して保護基板として用いたが、前述した本実施の形態で説明したように樹脂４の硬化後にこの仮固定基板５０を除去してもよい。
【００９４】
なお、上記の製造方法において、樹脂組成物３を構成する樹脂４として、熱硬化性樹脂の代わりに光硬化性樹脂を用いることによって、光照射によって樹脂を硬化させることができる。
【００９５】
また、上述した各実施の形態においては、半導体素子とチップ抵抗およびチップコンデンサあるいは複数の半導体素子とチップ抵抗およびチップコンデンサ等の組み合わせによる電子部品を実装する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図３に示す電子回路装置では３個の半導体素子、２個のチップ抵抗および１個のチップコンデンサの場合について説明したが、さらに多くの電子部品を一括実装してもよい。
【００９６】
また、半導体素子としては、ベアチップ構成でもよいし、ＣＳＰのようにパッケージされた構成であってもよい。また、チップ抵抗やチップコンデンサ等の受動部品としては、表面実装タイプではんだ付けが可能なものであれば適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明の電子部品の実装方法は、電子部品および配線基板の何れの側にもあらかじめバンプを形成しておく必要がなく、かつ高密度で、ファインピッチの半導体素子と受動部品とを一括して実装することもでき、電子回路装置の実装工程を大幅に簡略化することが可能となり、種々の電子機器分野に有用である。
【図１Ａ】
0004405554.tif 000002
【図１Ｂ】
0004405554.tif 000003
【図１Ｃ】
0004405554.tif 000004
【図２Ａ】
0004405554.tif 000005
【図２Ｂ】
0004405554.tif 000006
【図２Ｃ】
0004405554.tif 000007
【図３】
0004405554.tif 000008
【図４Ａ】
0004405554.tif 000009
【図４Ｂ】
0004405554.tif 000010
【図４Ｃ】
0004405554.tif 000011
【図５】
0004405554.tif 000012
【図６】
0004405554.tif 000013
【図７】
0004405554.tif 000014
【図８Ａ】
0004405554.tif 000015
【図８Ｂ】
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