電子零件安裝方法及電子零件安裝線的制作方法
【專利摘要】一種電子零件安裝方法，具有：將具有形成第1電極（12)后的主面的電子零件（2)搭載在具有形成與第1電極（12)對應(yīng)的第2電極（11)后的主面的電路部件（1)上，使含有熱固化性樹脂的接合件⑶及焊料（13)介于第1電極和第2電極之間的工序；一邊將電子零件（2)向電路部件（1)按壓，一邊以比焊料的熔點更低的溫度對熱固化性樹脂進行第1加熱，使之固化，其后，解除按壓的壓力的工序；以及在按壓的壓力被解除的狀態(tài)下，對介于第1電極（12)和第2電極（11)之間的焊料進行第2加熱，使之熔融，將第1電極（12)和第2電極（11)電連接的工序。
【專利說明】電子零件安裝方法及電子零件安裝線

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及使用含有熱固化性樹脂的接合件和焊料，將電子零件安裝于電路部件 上的安裝方法及安裝線。

【背景技術(shù)】
[0002] 在印刷基板等的電路部件上安裝倒裝芯片等的電子零件的情況下，在使含有熱固 化性樹脂的接合件和焊料介于印刷基板的電極和電子零件的電極之間后，將接合件和焊料 加熱，使熱固化性樹脂固化，并且使焊料熔融的回流焊接方式，已被廣泛采用。熔融后的焊 料在電極間浸潤并擴散，隨后，被冷卻，在電極間形成焊料接合部。由此，實現(xiàn)電極間的電連 接。另一方面，熱固化性樹脂的固化物成為保護焊料接合部的樹脂加固部。
[0003] 作為利用回流焊接方式的安裝方法之一，提出了一種使用在比焊料的熔點低的溫 度下固化的熱固化性樹脂，最開始以低溫使熱固化性樹脂固化，隨后，把焊料加熱到熔點以 上的溫度，將電極間用焊料接合的方法（參見專利文獻1)。采用這種方法，熱固化性樹脂的 固化及焊料的熔融要一邊將電子零件向電路部件按壓一邊進行。其原因為，通常在電路部 件的電極和電子零件的電極之間的距離上存在偏差，是為了防止因熱固化性樹脂介于電極 間而導(dǎo)致的電連接不佳或熔融焊料和電極之間的接觸不良。
[0004] 另外，還提出了在電路部件的電極上預(yù)先涂敷焊料，當(dāng)隔著熱固化性樹脂將具有 焊料凸點的電子零件安裝于電路部件上時，使焊料凸點的下端部切入所預(yù)涂的焊料里的方 法。而且，還提出了在不把電子零件向電路部件按壓的狀況下，實施熱固化性樹脂的固化及 焊料的熔融的方法（參見專利文獻2)。
[0005] 在先技術(shù)文獻
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1 :日本特開2000-58597號公報 [0008] 專利文獻2 :日本特開平10-322011號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明要解決的課題
[0010] 如同專利文獻1那樣，在一邊從電子零件施加對電路部件的載重一邊安裝電子零 件的情況下，使用與電子零件的背面抵接，一邊按壓電子零件一邊加熱的焊接工具。而且， 對于按壓電子零件時焊接工具的溫度，設(shè)定了溫度曲線，以從使熱固化性樹脂固化所需的 低溫，變化為使焊料熔融所需的高溫。從而，每1次電子零件的安裝結(jié)束，都需要將焊接工 具的溫度從焊料熔點以上的溫度冷卻到熔點以下的溫度。從而，存在安裝的節(jié)拍時間變長， 生產(chǎn)性變低這樣的問題。
[0011] 另一方面，若從熱固化性樹脂固化之前焊接工具的溫度就是熔點以上的溫度，則 按壓電子零件時壓力的控制較為困難，在焊接工具觸碰到電子零件的背面時，存在熔融焊 料從電子零件和電路部件之間溢出、飛散的可能性。
[0012] 另外，在一邊從電子零件施加對電路部件的載重一邊安裝電子零件的情況下，基 本上需要1個1個地安裝電子零件。假使同時安裝多個電子零件，則在電子零件間按壓的 壓力大小不勻，造成在一部分電子零件上焊料飛散，在另一部分電子零件上發(fā)生連接不佳 這樣的狀況，確保焊料接合部的可靠性變得困難。
[0013] 接下來，如同專利文獻2那樣，在不從電子零件施加對電路部件的載重，實施熱固 化性樹脂的固化及焊料的熔融的情況下，需要在電路部件的電極上預(yù)先涂敷焊料的人工和 時間，在此基礎(chǔ)上，需要使焊料凸點的下端部可靠地切入所預(yù)先涂敷的焊料里。在無法確保 這種切入的情況下，熱固化性樹脂介于電極間，發(fā)生接合不佳。特別是，在熱固化性樹脂中 作為填料分散著二氧化硅等的無機粒子的情況下，接合不佳的發(fā)生率增高。
[0014] 解決課題的手段
[0015] 鑒于上面，本發(fā)明的目的之一為，在確保焊料接合部的可靠性的同時，縮短安裝的 節(jié)拍時間。
[0016] 也就是說，本發(fā)明的一個方式涉及電子零件安裝方法，其特征為，具有：工序（i)， 將具有形成第1電極后的主面的電子零件搭載在具有形成與上述第1電極對應(yīng)的第2電極 后的主面的電路部件上，使含有熱固化性樹脂的接合件及焊料介于上述第1電極和上述第 2電極之間；工序（ii)，一邊將上述電子零件向上述電路部件按壓，一邊以比上述焊料的熔 點更低的溫度對上述熱固化性樹脂進行第1加熱，使之固化，其后，解除上述按壓的壓力； 工序（iii)，在上述按壓的壓力被解除的狀態(tài)下，對介于上述第1電極和上述第2電極之間 的上述焊料進行第2加熱，使之熔融，將上述第1電極和上述第2電極電連接。
[0017] 本發(fā)明的另一方式涉及電子零件安裝線，用來將具有形成第1電極后的主面的電 子零件，安裝于具有形成與上述第1電極對應(yīng)的第2電極后的主面的電路部件上，其特征 為，具備：電路部件搬送裝置，搬送上述電路部件；供給裝置，給上述電路部件搬送裝置供 給上述電路部件；電子零件搭載裝置，配置于上述供給裝置的下游側(cè)，在上述電路部件上搭 載上述電子零件，以使含有熱固化性樹脂的接合件及焊料介于上述第1電極和上述第2電 極之間；第1加熱裝置，配置于上述電子零件搭載裝置的下游側(cè)，具備焊接工具，該焊接工 具與和上述電子零件的上述主面相反側(cè)的面抵接，一邊將上述電子零件向上述電路部件按 壓，一邊隔著上述電子零件，以比上述焊料的熔點更低的溫度對上述熱固化性樹脂進行第1 加熱，使之固化；以及第2加熱裝置，配置于上述第1加熱裝置的下游側(cè)，在上述按壓的壓力 被解除的狀態(tài)下，使介于上述第1電極和上述第2電極之間的上述焊料熔融。
[0018] 發(fā)明效果
[0019] 根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)使用熱固化性樹脂和焊料，通過形成焊料接合部和樹脂加固部將 電子零件安裝于電路部件上時，可以縮短安裝的節(jié)拍時間，且能夠以低成本形成可靠性高 的焊料接合部。
[0020] 雖然將本發(fā)明的新特征記述于所附權(quán)利要求中，但是本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)及內(nèi)容的雙 方，連同本發(fā)明的其他目的及特征，通過比照附圖的下面的詳細說明，會進一步充分理解。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的電子零件安裝方法一系列工序的附 圖。
[0022] 圖2是表示本發(fā)明的另一實施方式所涉及的電子零件安裝方法一系列工序的附 圖。
[0023] 圖3是表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的電子零件安裝線概略結(jié)構(gòu)的框圖。
[0024] 圖4是概念表示第2加熱前的焊料凸點和各電極的狀態(tài)及第2加熱后的焊料接合 部的狀態(tài)的縱向剖面圖。
[0025] 圖5是表示具有預(yù)先涂敷了焊料的焊盤電極的電路基板一例的附圖。
[0026] 圖6是表示在具有焊料凸點的主面上具備接合件的電子零件一例的縱向剖面圖。
[0027] 圖7是表示使用使焊料粒子分散后的接合件將電子零件安裝于電路基板上時搭 載電子零件的工序的附圖。

【具體實施方式】
[0028] 本發(fā)明涉及一種將具有形成第1電極后的主面的電子零件，安裝于具有形成與第 1電極對應(yīng)的第2電極后的主面的電路部件上的方法。這樣的安裝一般作為使含有熱固化 性樹脂的接合件及焊料介于第1電極和第2電極之間，將電子零件和電路部件同時加熱的 工序，來實施。安裝的結(jié)果為，電子零件通過焊料接合部接合于電路基板上。熱固化性樹脂 為固化物，成為保護焊料接合部的樹脂加固部。
[0029] 作為安裝對象的電子零件的種類雖然沒有特別限定，但是例如裸芯片或具備插入 板的封裝零件成為對象。本發(fā)明特別適于倒裝芯片安裝等的表面安裝。電子零件既可以是 在具有第1電極的主面上具備焊料凸點的BGA(Ball grid Array:球柵陣列封裝）型，也可 以是不具備焊料的電子零件。
[0030] 電路部件沒有特別限定，而包括在主面上具有焊盤電極的電路基板（紙酚醛基 板、玻璃環(huán)氧基板、樹脂制的柔性基板及陶瓷基板等）或疊層芯片（C0C)構(gòu)造中作為基礎(chǔ)的 電子零件。電路部件的第2電極也可以是預(yù)先涂敷了焊料的電極。
[0031] 本發(fā)明的電子零件安裝方法具有使含有熱固化性樹脂的接合件及焊料介于電子 零件的第1電極和電路部件的第2電極之間而進行搭載的工序。例如，將電路部件載置于 安裝臺上，以使第2電極朝著垂直上方，在電路部件的上表面涂敷含有熱固化性樹脂的接 合件，使之覆蓋第2電極。
[0032] 在第1電極及第2電極的至少一個具備焊料的情況下，在電路部件的上表面，只要 僅僅供給熱固化性樹脂就足夠。另一方面，在第1電極及第2電極全都不具備焊料的情況 下，只要使粒狀物的焊料（焊料粒子）分散于含有熱固化性樹脂的接合件中，對電子零件和 電路部件之間供給，就可以。還有，熱固化性樹脂及焊料不是必須對電路部件供給，也可以 供給熱固化性樹脂或焊料，使之覆蓋電子零件的第1電極。例如，也可以預(yù)先將含有熱固化 性樹脂的接合件涂敷在電子零件的主面上，使之覆蓋BGA型電子零件的焊料凸點的至少一 部分。這種情況下，因為僅僅通過將電子零件載置于電路部件上，以使第1電極和第2電極 對置，就可以將接合件和焊料對電極間供給，所以能夠使制造工序簡單化。
[0033] 接著，一邊將電子零件對電路部件按壓，一邊以比焊料的熔點更低的溫度，對熱固 化性樹脂進行第1加熱，使之固化，其后，解除按壓的壓力。此時，若一邊以焊料的熔點以上 的溫度加熱一邊將電子零件對電路部件按壓，則壓力的控制變得極其困難。若壓力過大，則 存在熔融焊料從電子零件和電路部件之間溢出或飛散的可能性。另一方面，在焊料的熔點 以下的溫度下使熱固化性樹脂的固化反應(yīng)進行的情況下，按壓的壓力控制比較容易。其原 因為，焊料成為電子零件的主面和電路部件的主面之間的間隔物，抵抗按壓的壓力。為了在 防止焊料的熔融的同時，使熱固化性樹脂充分固化，優(yōu)選的是，將焊料的熔點和熱固化性樹 脂的固化反應(yīng)進行的溫度之差設(shè)為10°c以上。另外，從以較低溫形成焊料接合部的觀點出 發(fā)，優(yōu)選的是，將溫度差設(shè)為100°c以下。
[0034] 第1加熱的溫度雖然根據(jù)焊料的熔點或電子零件的種類而不同，但是例如，優(yōu)選 的是130?200°C。若是過于低溫，則在熱固化性樹脂的固化反應(yīng)進行中需要比較長的時 間，若過于高溫，則防止焊料的熔融較為困難。
[0035] 將電子零件對電路部件按壓的壓力雖然沒有特別限定，但是只要考慮電路部件的 變形或焊料凸點的高度等，進行適當(dāng)設(shè)定就可以。例如，只要施加介于第1電極和第2電極 之間的焊料排除熱固化性樹脂的介入，和第1電極及第2電極至少進行點接觸，優(yōu)選的是進 行面接觸的程度的載重，就可以。但是，在接合件含有無機材料的粉末作為填料的情況下， 因為焊料和各電極之間的接觸易于因填料而受阻，所以優(yōu)選的是，施加足夠的載重。
[0036] 在按壓時，優(yōu)選的是，使介于第1電極和第2電極之間的焊料的至少一部分產(chǎn)生變 形。通過使焊料變形，可以更加可靠地形成可靠性高的焊料接合部。因焊料發(fā)生變形，而在 焊料的內(nèi)部蓄積應(yīng)力，因此認為，在焊料的熔融時促進和電極之間的浸潤。
[0037] 接著，在按壓的壓力被解除的狀態(tài)下，對介于第1電極和第2電極之間的焊料進行 第2加熱，使之熔融，讓熔融焊料和第1電極及第2電極接觸。該工序要在電子零件不受到 來自外部的壓力的狀態(tài)下進行。從而，只要在普通的回流焊接爐或焊爐中，和電子零件及電 路部件一起，將介于它們之間的焊料加熱，就可以。從而，可以使安裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單化，以 低成本實施電子零件安裝。
[0038] 對于使含有熱固化性樹脂的接合件及焊料介于電子零件的第1電極和電路部件 的第2電極之間而進行搭載的工序來說，也可以將多個電子零件對至少1個電路部件進行 搭載。這種情況下，可以一邊對至少1個電路部件，同時按壓多個電子零件，一邊以比焊料 的熔點更低的溫度將熱固化性樹脂加熱。因為如果是小于焊料的熔點的溫度，則能夠以比 較大的壓力將電池零件對電路部件按壓，所以可以減小電子零件間施加載重的不勻。從而， 即便同時按壓多個電子零件，也可以使全部電子零件的第1電極及與之對應(yīng)的第2電極，和 焊料進行點接觸或者面接觸。
[0039] 另一方面，當(dāng)使介于多個電子零件的第1電極和至少1個電路部件的第2電極之 間的焊料熔融時，只要對于全部的電子零件，解除按壓的壓力就可以。而且，只要將全部的 電子零件，和電路部件一起在回流焊接爐或焊爐中同時進行第2加熱，就可以。根據(jù)這種安 裝方法，不需要每個電子零件都重復(fù)往電路部件的搭載、第1加熱及第2加熱，可以高效地 進行安裝。從而，可以減低電子零件安裝的成本。
[0040] 在接合件中使用的熱固化性樹脂雖然沒有特別限定，但是可以使用環(huán)氧樹脂、苯 酚樹脂、三聚氰胺樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂及雙馬來酰亞胺樹脂等。熱固化性樹脂也 可以含有固化劑、固化促進劑及反應(yīng)性稀釋劑等。例如，作為環(huán)氧樹脂的固化劑，最好使用 酸酐、脂肪族或芳香族胺、咪唑或其衍生物等。作為固化促進劑，可以示例雙氰胺等。接合 件也可以還含有炭黑、無機材料的粉末（二氧化硅等的陶瓷粒子）等。
[0041] 在接合件中，也可以使之含有助焊劑或活性劑等的成分。借此，更加可靠地確保熔 融焊料和電極的浸潤性。作為活性劑，可以使用例如從有機酸、胺類及由它們的鹵化物組成 的群選擇的至少1種。作為鹵化物中含有的鹵素，可舉出溴或氯。
[0042] 在接合件中，也可以使之分散焊料粒子。焊料粒子的含有量雖然沒有特別限定，但 是只要相對于焊料粒子和熱固化性樹脂的總計，例如設(shè)為20?60質(zhì)量％，就可以。使之分 散焊料粒子后的接合件在電子零件及電路部件的各電極全都不具備焊料凸點或所預(yù)涂的 焊料的情況下，較為方便。
[0043] 焊料的種類雖然沒有特別限定，但是可以使用例如以Sn為基礎(chǔ)的焊料或金焊料。 作為以Sn為基礎(chǔ)的焊料，可舉出Sn-Ag合金、Sn-Bi合金、Sn-Ag-Cu合金、Sn-Bi-Ag合金、 Sn_Cu 合金、Sn_Sb 合金、Sn-Ag-Cu-Bi 合金、Sn-Ag-Bi-In 合金、Sn-Ag-Cu-Sb 合金、Sn_Zn 合金及Sn-Zn-Bi合金等。
[0044] 下面，一邊參照附圖，一邊說明本發(fā)明的一個實施方式所涉及的電子零件安裝方 法。
[0045] (實施方式1)
[0046] 工序⑴
[0047] 在此，對于倒裝芯片安裝進行說明，該倒裝芯片安裝使用在第1電極12上具備焊 料凸點13的裸芯片作為具有形成第1電極后的主面的電子零件2,使用具有焊盤電極11的 電路基板1作為具有形成第2電極后的主面的電路部件。
[0048] 首先，如圖1 (a)所示，電路基板1被配置于指定的載物臺上，使之將其主面上所形 成的焊盤電極11朝向垂直上方。
[0049] 接著，如圖1(b)所示，涂敷含有熱固化性樹脂的接合件3,使之覆蓋電路基板1的 焊盤電極11。接合件的形態(tài)沒有特別限定，既可以是膏狀物，也可以是薄膜等的固體。膏 狀的接合件可以使用市場上銷售的接合件涂敷裝置的點涂機，進行涂敷使之覆蓋焊盤電極 11。薄膜等固體的接合件可以利用市場上銷售的零件搭載裝置等，配置于電路基板2之上， 使之覆蓋焊盤電極11。
[0050] 隨后，具有焊料凸點13的電子零件2被搭載于電路基板1的主面上。當(dāng)搭載電子 零件2時，首先隔著接合件3,進行電子零件2和電路基板1的對位，以便多個焊料凸點13 觸碰到各自對應(yīng)的焊盤電極11。電子零件2往電路基板1的搭載只要能使用例如具備吸引 嘴4的市場上銷售的電子零件搭載裝置來進行，就可以。
[0051] 工序（ii)
[0052] 接著，如圖1(c)所示，一邊將電子零件2對電路基板1按壓，施加載重，一邊隔著 電子零件2對接合件3進行第1加熱。這種按壓和第1加熱使用下述焊接工具5來進行， 該焊接工具5具有與電子零件2的背面（主面的相反方的面）進行抵接的抵接面，并且具 備將抵接面加熱的加熱功能。優(yōu)選的是，焊接工具5的抵接面是平坦的，以便可以對電子零 件2均勻地施加壓力，并且具有比電子零件2的背面的大小更大的面積。通過施加足夠的 載重來按壓電子零件2，焊料凸點13在電路基板1的焊盤電極11和電子零件2之間被稍微 壓塌，發(fā)生變形。此時，在各電極和焊料凸點13之間形成面接觸。另一方面，接合件中含有 的熱固化性樹脂的固化反應(yīng)得以進行。
[0053] 按壓電子零件2的過程中焊接工具5的抵接面的溫度通過與加熱功能合一設(shè)置的 溫度調(diào)節(jié)功能，被調(diào)整為小于焊料凸點13的熔點，且適于熱固化性樹脂的固化的溫度。在 熱固化性樹脂的固化充分進行，形成了由固化物而產(chǎn)生的樹脂加固部3a的時候，由焊接工 具5做出的電子零件2的按壓被解除。樹脂加固部3a填充于焊料凸點13周邊的間隙內(nèi)， 具有保護將在后面的工序中形成的焊料接合部的功能。
[0054] 然后，焊接工具5可以在將抵接面的溫度維持成小于焊料凸點13的熔點且適于熱 固化性樹脂的固化的溫度的原狀下，向下次應(yīng)按壓的其他電子零件2的上方移動，重復(fù)電 子零件2的按壓。從而，不需要使焊接工具5的溫度發(fā)生變化，即便在連續(xù)安裝多個電子零 件2的場合，仍可以大幅縮短節(jié)拍時間。
[0055] 雖然還能夠緊接著樹脂加固部3a的形成之后，利用焊接工具5使焊料凸點13熔 融，但是采用那種方法，需要將焊接工具5的抵接面的溫度暫時升溫到焊料凸點13熔融的 溫度。而且，在連續(xù)安裝多個電子零件2的場合，需要將焊接工具5的抵接面的溫度降溫到 小于焊料凸點13的熔點。從而，在焊接工具5的抵接面的溫度調(diào)整中花費時間，縮短安裝 的節(jié)拍時間較為困難。
[0056] 工序（iii)
[0057] 接著，在對電子零件2的按壓的壓力被解除的狀態(tài)下，對介于焊盤電極11和電子 零件2之間的焊料凸點13進行第2加熱，使之熔融。由此，熔融焊料在焊盤電極11及電子 零件2的第1電極12上浸潤并擴散。隨后，若焊料的溫度下降，則焊料凝固，形成焊料接合 部13a。第2加熱的方法只要是不從電子零件2施加對電路基板1的載重的方法，就沒有特 別限定。例如圖1 (d)所示，只要將搭載電子零件2后的電路基板1放入焊爐6中，加熱到 焊料凸點13的熔點以上的溫度，就可以。
[0058] (實施方式2)
[0059] 下面，說明將多個電子零件2同時搭載于1塊電路基板1上的情形。還有，電路基 板1的數(shù)量不限于1個，例如將10個電子零件2以各5個的形式安裝于2塊電路基板1上 的情形（也就是將多個電子零件分配安裝于至少2塊電路基板上的情形）也包含于本實施 方式中。
[0060] 工序⑴
[0061] 首先，如圖2(a)所示，把具有多個電子零件2的搭載位置的電路基板1A，以將其主 面上所形成的焊盤電極（未圖示）朝向垂直上方的形式，配置于指定的載物臺上。接著，在 各電子零件的搭載位置上涂敷含有熱固化性樹脂的接合件3,使之覆蓋電路基板1A的焊盤 電極。接合件3的形態(tài)及對電路基板1A的供給方法沒有特別限定，和實施方式1相同。隨 后，具有焊料凸點13的多個電子零件2被依次搭載于電路基板1A的主面上。還有，雖然在 圖2中表示出，電子零件2以各1個的形式搭載于電路基板1A的搭載位置上的情形，但是 也可以根據(jù)使用的電子零件搭載裝置的規(guī)格，將多個電子零件2同時搭載于多個對應(yīng)的搭 載位置上。
[0062] 工序（ii)
[0063] 接著，如圖2 (c)所示，一邊將多個電子零件2同時對電路基板1A按壓，施加載重， 一邊隔著電子零件2對接合件3進行第1加熱。這種按壓和第1加熱可以使用下述焊接工 具5A來進行，該焊接工具5A具有能與多個電子零件2全部的背面抵接的較大的抵接面，并 且具備將抵接面加熱的加熱功能。由于這樣同時進行多個電子零件2的按壓及第1加熱， 因而與實施方式1的情形相比，能夠更進一步縮短安裝的節(jié)拍時間。
[0064] 在此，優(yōu)選的也是，焊接工具5A的抵接面是平坦的，以便可以對全部的電子零件2 均勻地施加壓力，并且具有比搭載著全部電子零件2的區(qū)域的面積更大的面積。另外，優(yōu)選 的是，按壓的壓力設(shè)為焊料凸點13被稍稍壓塌而產(chǎn)生變形的程度。按壓電子零件2的過程 中焊接工具5A的抵接面的溫度被調(diào)整為小于焊料凸點13的熔點，且適于熱固化性樹脂的 固化的溫度。然后，只要在全部的電子零件2和電路基板1A之間的熱固化性樹脂的固化充 分進行，形成了樹脂加固部3a的時候，同時解除由焊接工具5A做出的電子零件2的加熱和 按壓，就可以。
[0065] 還有，因為第1加熱以小于焊料凸點13的熔點的溫度進行，所以焊料凸點13成為 電子零件2和電路基板1A之間的間隔物。從而，能夠以比較大的壓力按壓多個電子零件2。 因而，可以防止在一部分的電子零件中，未形成焊料凸點13和焊盤電極之間的接觸之類的 不佳狀況的發(fā)生。
[0066] 工序（iii)
[0067] 接著，如圖2(d)所示，在對全部電子零件2的按壓的壓力被解除的狀態(tài)下，將由熱 固化性樹脂的固化物（樹脂加固部3a)接合了多個電子零件2后的電路基板1A，放入焊爐 6中，進行第2加熱。借此，可以使多個電子零件2的焊料凸點13同時熔融。從而，可以針 對多個電子零件2,同時形成焊料接合部13a。
[0068] 下面，對于實施本發(fā)明的電子零件安裝方法所用的安裝線，進行說明。
[0069] 在圖3中，用簡單化后的框圖，表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的在電路基板 1A上安裝多個電子零件所用的電子零件安裝線（下面也只稱為安裝線）。安裝線100包括 供給電路基板1A的供給裝置101、電子零件搭載裝置102、第1加熱裝置103、第2加熱裝 置104及回收安裝完成后的電路基板1A的回收裝置105。再者，安裝線100還包括搬送裝 置（搬送機）106,用來將電路基板1A，從供給裝置101經(jīng)過電子零件搭載裝置102、第1加 熱裝置103及第2加熱裝置104,搬送到回收裝置105。在搬送裝置106上，安裝有保持電 路基板1A的載物臺。搬送裝置106通過使保持電路基板1A的載物臺，從安裝線的上游側(cè) 向下游側(cè)移動，來搬送電路基板1A。
[0070] 下面，舉出在圖2所示的那種電路基板1A上安裝圖1、2所示的那種BGA型的多個 電子零件2的情形為例，進行說明。
[0071] 電子零件搭載裝置102是一種具有下述功能的組合裝置，該功能為，在從供給裝 置101供給的電路基板1A上涂敷含有熱固化性樹脂的接合件3之后，在電路基板1A上搭 載電子零件2。也就是說，電子零件搭載裝置102在裝置內(nèi)的上游側(cè)，具有在電路基板1A上 涂敷接合件3的涂敷單元，在裝置內(nèi)的下游側(cè)，具有在電路基板1A上搭載電子零件2的搭 載單元。因此，可以在同一裝置的內(nèi)部將接合件3供給到電路基板1A上之后，立刻對電路 基板1A進行電子零件2的安裝。
[0072] 因而，能謀求安裝的節(jié)拍時間的進一步縮短。
[0073] 還有，在電子零件2或者電路基板1A預(yù)先于具有第1電極或者第2電極的主面上 備有熱固化性樹脂的情況下，不需要涂敷接合件3的涂敷單元。另外，也可以取代使用組合 裝置，而在比電子零件搭載裝置102更靠上游側(cè)，另行配置涂敷接合件3所用的涂敷裝置。
[0074] 在電子零件搭載裝置102內(nèi)部的上游側(cè)，首先由具備涂敷頭（點涂機）的涂敷單 元，在電路基板1A上涂敷含有熱固化性樹脂的接合件3。涂敷頭能夠通過3軸移動機構(gòu)移 動到任意的位置上，那種3軸移動機構(gòu)的動作由指定的控制裝置來控制。在此，要控制涂敷 頭的動作，以便由從涂敷頭供給的接合件3覆蓋電路基板1A的主面的焊盤電極11。從涂敷 頭涂敷接合件3的定時及要涂敷的接合件3的量由控制裝置來控制。通常在電路基板1A 的多個電子零件2的搭載位置上分別涂敷接合件3。
[0075] 接下來，在電子零件搭載裝置102內(nèi)部的下游側(cè)，由搭載單元，進行電子零件2往 電路基板1A的搭載。搭載單元例如具備：供給臺，供給多個電子零件2被配置成矩陣狀的 托盤；安裝頭；3軸移動機構(gòu)，使安裝頭移動；控制裝置，控制3軸移動機構(gòu)的動作。安裝頭 具備吸引嘴4,通過吸引來拾起電子零件2,并通過解除吸引，而使電子零件2在任意的位置 上釋放。在此，電子零件2在把焊料凸點13朝向垂直下方后的狀態(tài)下，由吸引嘴4從托盤 拾起，移動到電路基板1A的電子零件的搭載位置上方。然后，通過由3軸移動機構(gòu)做出的 安裝頭的升降動作，在使電子零件2觸碰到電路基板1A的搭載位置之后，解除由吸引嘴做 出的吸引。通過進行多次同樣的操作，就可以在電路基板1A的多個零件搭載位置上，分別 搭載多個電子零件2。
[0076] 接著，搭載多個電子零件2后的電路基板1A被搬送至第1加熱裝置103,進行定 位。第1加熱裝置103具備焊接工具5A，該焊接工具5A具有能與多個電子零件2的背面 同時抵接的抵接面，可以借助來自上方的壓力，將多個電子零件2對電路基板1A同時按壓。 焊接工具5A例如具有通過加壓用促動器（例如液壓缸、氣缸）從上方施加向下方的壓力的 功能，以及將和電子零件2之間的抵接面加熱的加熱功能。
[0077] 在第1加熱裝置103內(nèi)，首先使定位后的電路基板1A上的多個電子零件2的背面 同時接觸焊接工具5A的抵接面，由加壓用促動器將多個電子零件2朝向電路基板1A同時 按壓。其間，焊接工具5A的抵接面的溫度被控制成可以通過隔著電子零件2的傳熱使熱固 化性樹脂的固化反應(yīng)進行，且不使焊料熔融的溫度。還有，也可以通過使之在放置著電路基 板1A的載物臺上還包括加熱裝置，來促進熱固化性樹脂的固化反應(yīng)。隨后，在熱固化性樹 脂的固化反應(yīng)充分進行的時候，解除由焊接工具5A做出的按壓。
[0078] 接著，電路基板1A被搬送至第2加熱裝置104。第2加熱裝置104雖然沒有特別 限定，但只要是例如具有通道狀加熱空間的回流焊爐就可以。電路基板1A在通道狀的爐內(nèi) 由搬送裝置106搬送的期間，進行第2加熱，達到焊料凸點13的熔點以上的溫度。其間，不 需要將電子零件2對電路基板1A按壓那樣的外力。經(jīng)過回流焊爐后的電路基板1A既可以 通過自然冷卻進行冷卻，也可以使用風(fēng)扇等的吹風(fēng)裝置進行冷卻。借此，多個電子零件2的 焊料凸點13同時被焊接于電路基板1A的焊盤電極11上。
[0079] 隨后，電子零件2的安裝完成后的電路基板1A(安裝結(jié)構(gòu)體）由回收裝置105進 行回收?；厥昭b置105例如具備將安裝電子零件2后的電路基板1A收納于收集架等中所 用的卸料機。
[0080] 下面，對于焊料接合部的結(jié)構(gòu)，進行說明。
[0081] 圖4(X)模式表示出以焊料的熔點以上的溫度進行第2加熱之前焊料凸點12的狀 態(tài)。焊料凸點13在電子零件的第1電極12和電路部件的第2電極11之間，成為被稍稍壓 塌的狀態(tài)。其原因為，當(dāng)進行使熱固化性樹脂固化所需的第1加熱時，電子零件對電路部件 進行按壓。另一方面，被壓塌的焊料凸點13的周圍由熱固化性樹脂的固化物（未圖示）包 圍。因此，認為給予焊料凸點13的上下方向的壓力未釋放，而作為應(yīng)力殘留在焊料凸點13 的內(nèi)部。
[0082] 圖4 (Y)模式表示出，以焊料的熔點以上的溫度進行第2加熱之后焊料接合部13a 的狀態(tài)。因為若通過第2加熱，焊料熔融，則被閉鎖在焊料凸點13內(nèi)部的應(yīng)力得到釋放，所 以認為，熔融焊料迅速在第1電極12及第2電極11上浸潤并擴散。此時，在焊料凸點的周 圍，雖然存在作為熱固化性樹脂之固化物的樹脂加固部3a，但是要考慮，熱固化性樹脂的固 化物通過第2加熱已經(jīng)變得比較柔軟。從而，盡管焊料凸點的周圍由樹脂加固部3a包圍， 但是即便不從電子零件進行對電路部件的按壓，各電極和熔融焊料的浸潤仍進行，在焊料 接合部13a上形成附圖中所示的那種類似凸緣的形狀的區(qū)域。因此，認為將形成可靠性高 的焊料接合部13a。
[0083] 還有，在上述實施方式中，雖然說明了將具有焊料凸點的電子零件安裝于電路基 板上的情形，但是具有焊料凸點的電子零件只不過是能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)本發(fā)明安裝方法及安裝 線的安裝的電子零件的一例。在使用沒有焊料凸點的電子零件的情況下，例如圖5所示，通 過作為電路基板，使用焊盤電極11具備預(yù)涂后的焊料14的電路基板1B，也能夠進行同樣的 安裝。
[0084] 另外，在上述實施方式中，雖然說明了涂敷含有熱固化性樹脂的接合件使之覆蓋 電路基板的焊盤電極的情形，但是接合件也可以預(yù)先具備在電子零件中。例如圖6所示，也 可以在電子零件2的具有第1電極12的主面上，事先涂敷含有熱固化性樹脂的固體的接合 件3b。因為通過使用這種附帶接合件3b的電子零件2,可以省去把接合件涂敷于電路基板 上的工序，所以節(jié)拍時間的進一步縮短成為可能。另外，因為通過使焊料凸點13的前端部 從接合件3b突出，可以可靠地確保焊料凸點13和電路部件的第2電極之間的接觸，所以焊 料接合部的可靠性變得更高。
[0085] 再者，在電子零件的第1電極及電路部件的第2電極全都預(yù)先不具備焊料的情況 下，如圖7所示，通過將使焊料粒子15分散后的接合件3涂敷于電路基板1上，就能夠進行 同樣的安裝。這種情況下，接合件要作為各向異性導(dǎo)電粘接劑來發(fā)揮作用。
[0086] 下面，對于本發(fā)明的電子零件安裝方法，根據(jù)實施例進行具體說明。但是，下面的 實施例并不用來限定本發(fā)明。
[0087] 《實施例1》
[0088] 作為接合件，使用了含有環(huán)氧樹脂、固化劑、炭黑、二氧化硅及偶聯(lián)劑的熱固化性 樹脂組合物。該組合物調(diào)整了組成，以便固化反應(yīng)在150°C下進行。
[0089] 作為電路部件，使用了玻璃環(huán)氧基板（FR4)。
[0090] 作為電子零件，使用了 BGA型的半導(dǎo)體芯片（尺寸7X7mm，焊料凸點數(shù)700個）。
[0091] 在焊料凸點的形成中，使用了 Sn-Ag共晶焊料（熔點221°C )。
[0092] 首先，在FR4基板上，采用Cu箔形成電子零件28個量的焊盤電極，準(zhǔn)備好試驗用 基板。在試驗用基板的各電子零件的搭載區(qū)域上，按1. 5_3分別涂敷接合件，接下來，將電 子零件搭載到試驗用基板上。此時，進行正確的對位，以便電子零件的焊料凸點和對應(yīng)的焊 盤電極對置。
[0093] 〈第1加熱〉
[0094] 接著，準(zhǔn)備好焊接工具，該焊接工具具有和FR4基板的面積相同的面積（72cm2)的 平坦面。然后，使焊接工具的平坦面與全部電子零件的背面抵接，從電子零件的背面朝向試 驗用基板施加使焊料凸點稍稍產(chǎn)生變形的程度的力（2. 8kN)。此時，將焊接工具的抵接面的 溫度，通過內(nèi)置的加熱器設(shè)定成150°C。其結(jié)果為，在300秒后，接合件的固化反應(yīng)基本上完 成。
[0095]〈第2加熱〉
[0096] 接著，解除由焊接工具做出的按壓，將搭載電子零件后的試驗用基板，放入預(yù)先設(shè) 定成260°C的焊爐內(nèi)，加熱60秒，隨后進行冷卻。借此，在電子零件和試驗用基板的焊盤電 極之間形成焊料接合部。
[0097] 隨后，測量全部電子零件的焊料接合部的連接電阻值，結(jié)果全都是電阻非常小，電 連接狀態(tài)良好。第1加熱和第2加熱的總計時間是360秒。
[0098]《比較例1》
[0099] 在第1加熱之后，不解除由焊接工具做出的按壓，將力減低為0. 56kN，另一方面， 把焊接工具的平坦面的溫度升溫至260°C，接下來，除了進行第2加熱的工序之外，實施和 實施例1相同的操作。隨后，測量全部電子零件的焊料接合部的連接電阻值，結(jié)果全都是電 阻非常小，電連接狀態(tài)良好。另外，第1加熱和第2加熱的凈總計時間是360秒。但是，為 了把焊接工具的平坦面的溫度升溫至260°C，花費5分鐘時間，進而，為了恢復(fù)為原來的溫 度，需要20分鐘。另外，當(dāng)進行第2加熱時，為了對全部的電子零件施加均勻的壓力，以便 熔融焊料不從電子零件和試驗用基板之間溢出，對于焊接工具的平坦面的角度及載重的大 小，需要精密的控制。
[01 00]《比較例2》
[0101] 在將電子零件搭載到試驗用基板上之后，不使用焊接工具，而將其放入預(yù)先設(shè)定 成150°C的焊爐內(nèi)，進行第1加熱，使之進行熱固化性樹脂的固化反應(yīng)。隨后，將焊爐的溫度 升溫至260°C，進行第2加熱。其后，測量全部電子零件的焊料接合部的連接電阻值，結(jié)果在 電阻上觀察到較大的差異，判明焊料接合部的可靠性低。
[0102] 根據(jù)上面的結(jié)果，至少判明，第1加熱需要一邊將電子零件對電路部件按壓，一邊 進行。另外，還判明，在進行第2加熱時，通過解除按壓，能夠?qū)崿F(xiàn)安裝的節(jié)拍時間的大幅縮 短。
[0103] 雖然有關(guān)目前優(yōu)選的實施方式，說明了本發(fā)明，但是不應(yīng)該限定性地解釋那樣的 公示。各種的變通及改變通過閱讀上述公示，對本發(fā)明所屬的【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)的技術(shù)人員一定 會變得明確。從而，所附的權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)解釋為，在不脫離本發(fā)明的真實精神及范圍的狀況 下，包含全部的變通及改變。
[0104] 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0105] 本發(fā)明在使用熱固化性樹脂和焊料，將電子零件安裝于電路部件上的電子零件安 裝的領(lǐng)域，是有用的，能夠縮短安裝的節(jié)拍時間，并且以低成本形成可靠性高的接合部。
[0106] 符號說明
[0107] 1、1A、1B :電路基板，2 :電子零件，3 :接合件，3a :樹脂加固部，4 :吸引嘴，5、5A :焊 接工具，6 :焊爐，11 :焊盤電極（第2電極），12 :第1電極，13 :焊料凸點，13a :焊料接合部， 14 :焊料預(yù)涂層，15 :焊料粒子，100 :安裝線，101 :供給裝置，102 :電子零件搭載裝置，103 : 第1加熱裝置，104 :第2加熱裝置，105 :回收裝置
【權(quán)利要求】
1. 一種電子零件安裝方法，其特征為， 具有： 工序（i)，將具有形成第1電極后的主面的電子零件搭載在具有形成與上述第1電極 對應(yīng)的第2電極后的主面的電路部件上，使含有熱固化性樹脂的接合件及焊料介于上述第 1電極和上述第2電極之間； 工序（ii)，一邊將上述電子零件向上述電路部件按壓，一邊以比上述焊料的熔點更低 的溫度對上述熱固化性樹脂進行第1加熱，使之固化，其后，解除上述按壓的壓力；以及 工序（iii)，在上述按壓的壓力被解除的狀態(tài)下，對介于上述第1電極和上述第2電極 之間的上述焊料進行第2加熱，使之熔融，將上述第1電極和上述第2電極電連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的電子零件安裝方法，其特征為， 在上述工序（ii)中，一邊將多個上述電子零件同時向至少1個上述電路部件按壓，一 邊以比上述焊料的熔點更低的溫度對上述熱固化性樹脂進行第1加熱。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的電子零件安裝方法，其特征為， 在上述工序（iii)中，在上述按壓的壓力被解除的狀態(tài)下，對介于多個上述電子零件 的第1電極和至少1個上述電路部件的第2電極之間的上述焊料同時進行第2加熱。
4. 如權(quán)利要求1?3任1項所述的電子零件安裝方法，其特征為， 在上述工序（ii)中，通過上述按壓，使介于上述第1電極和上述第2電極之間的焊料 的至少一部分產(chǎn)生變形。
5. 如權(quán)利要求1?4任1項所述的電子零件安裝方法，其特征為， 上述第1電極具備上述焊料的至少一部分，來作為凸點。
6. 如權(quán)利要求1?5任1項所述的電子零件安裝方法，其特征為， 在上述第2電極上，預(yù)涂了上述焊料的至少一部分。
7. 如權(quán)利要求1?6任1項所述的電子零件安裝方法，其特征為， 上述焊料的至少一部分是粒狀物，分散在上述接合件中。
8. 如權(quán)利要求1?7任1項所述的電子零件安裝方法，其特征為， 上述接合件含有無機材料的粉末，來作為填料。
9. 一種電子零件安裝線，用來將具有形成第1電極后的主面的電子零件，安裝于具有 形成與上述第1電極對應(yīng)的第2電極后的主面的電路部件上，其特征為， 具備： 電路部件搬送裝置，搬送上述電路部件； 供給裝置，給上述電路部件搬送裝置供給上述電路部件； 電子零件搭載裝置，配置于上述供給裝置的下游側(cè)，在上述電路部件上搭載上述電子 零件，以使含有熱固化性樹脂的接合件及焊料介于上述第1電極和上述第2電極之間； 第1加熱裝置，配置于上述電子零件搭載裝置的下游側(cè)，具備焊接工具，該焊接工具與 和上述電子零件的上述主面相反側(cè)的面抵接，一邊將上述電子零件向上述電路部件按壓， 一邊隔著上述電子零件，以比上述焊料的熔點更低的溫度對上述熱固化性樹脂進行第1加 熱，使之固化；以及 第2加熱裝置，配置于上述第1加熱裝置的下游側(cè)，在上述按壓的壓力被解除的狀態(tài) 下，使介于上述第1電極和上述第2電極之間的上述焊料熔融。
10.如權(quán)利要求9所述的電子零件安裝線，其特征為， 在上述電子零件搭載裝置將多個上述電子零件搭載到至少1個上述電路部件上之后， 上述電路部件搬送裝置將上述至少1個電路部件搬送至上述第1加熱裝置， 上述第1加熱裝置利用上述焊接工具，一邊將多個上述電子零件同時向上述至少1個 電路部件按壓，一邊以比上述焊料的熔點更低的溫度對上述熱固化性樹脂進行第1加熱， 上述第2加熱裝置在上述按壓的壓力被解除的狀態(tài)下，對介于上述多個電子零件的第 1電極和上述至少1個電路部件的第2電極之間的上述焊料同時進行第2加熱。
【文檔編號】H05K3/34GK104221480SQ201380019898
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月19日
【發(fā)明者】永福秀喜 申請人:松下知識產(chǎn)權(quán)經(jīng)營株式會社