专利名称：电子元件单元和加强粘合剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子元件单元，其中电子元件的连接端子由焊接块连接电路板的电极，并且电子元件由热硬化树脂的热硬化材料和加强粘合剂部分地连接到电路板。
背景技术：
通常，在具有由焊料块连接到电路板电极的电子元件连接端子的电子元件单元中，已经知晓了这样的电子元件单元，其中，在电子元件的连接端子连接到电路板的电极前，或者连接端子连接到电极后，热硬化树脂提供到电子元件和电路板之间的部分以热凝固热硬化树脂，从而圆柱的树脂连接件形成在电子元件和电路板之间，而坚固地连接电子元件到电路板(专利文件1)。此外，还已经知晓了这样的电子元件单元，其中诸如硅石粉的无机填充剂事先加到热硬化树脂，从而热凝固的热硬化树脂的弹性系数很高(硬)，以增加电子元件和电路板之间的连接力，并且改善连接可靠性。<现有技术的文献><专利文献>专利文件1 JP-A-2004-311898
发明内容
<本发明要解决的问题>然而，当硅石粉(silica powder)被加到热硬化树脂以增加热凝固材料的硬度时， 执行去除有缺陷电子元件的工作(修理工作)时软化树脂连接件所需的温度很高。因此， 可能对电子元件或电路板造成温度损伤的问题。因此，本发明的目标是提供电子元件单元和加强粘合剂，其中在电子元件和电路板之间可改善连接强度，并且可在不热损伤电子元件或电路板的情况下执行修理工作。〈解决问题的手段〉本发明的电子元件单元包括电子元件单元，所述单元包括电子元件，在其下表面上具有多个连接端子；以及电路板，在其上表面上具有对应于连接端子的多个电极，其中连接端子和电极由焊料块连接，所述电子元件和电路板通过热硬化树脂的热硬化材料制作的树脂连接件被部分连接，并且金属粉以分散的状态被包含在所述树脂连接件中。在上述结构中，金属粉的熔点低于执行从电路板去除电子元件的工作时加热所述树脂连接件的温度。在上述结构中，金属粉用由SruBi或h组成的任一单一金属形成，或者由包括Sn、 Bi、In、Zn、Sb、Cu、Pb、Cd、Ag和Au的至少两种或更多种的合金形成，并且该金属粉的熔点为300°C或更低。本发明的加强粘合剂用于形成电子元件单元的树脂连接件，该电子元件单元包括电子元件，在其下表面上的多个连接端子；电路板，在其上表面上具有对应于连接端子的多个电极；其中连接端子和电极由焊料块连接，电子元件和电路板由热硬化树脂的热硬化材料所制作的树脂连接件被部分连接，并且金属粉以分散的状态被包含在热硬化树脂中。在上述结构中，金属粉的熔点低于执行从电路板去除电子元件的工作时加热所述树脂连接件的温度。在上述结构中，金属粉用由SruBi或h组成的任一单一金属形成，或者由包括Sn、 Bi、In、Zn、Sb、Cu、Pb、Cd、Ag和Au的至少两种或更多种的合金形成，并且该金属粉的熔点为300°C或更低。在上述结构中，金属粉覆盖有膜，其熔点高于执行从该电路板去除该电子元件的工作时加热该树脂连接件的温度。〈本发明的优点〉在本发明中，由热凝固材料或部分连接电子元件到电路板的热硬化树脂的热硬化材料(或者形成树脂连接件所用的加强粘合剂的热硬化树脂)制造的树脂连接件具有以分散状态包括的金属粉。其中以分散状态包括金属粉的热凝固材料或热硬化树脂的热硬化材料具有在室温下弹性系数很高且硬度增加的特性，另一方面，当加热树脂连接件到高于焊料熔点的温度时，弹性系数迅速降低，从而树脂连接件易于软化。因此，由于设置有上述树脂连接件的电子元件单元(或用加强粘合剂形成的树脂连接件)在连接可靠性上很高，并且可抑制执行修理工作时软化树脂连接件所需温度到很低的温度，所以可改善电子元件和电路板之间的连接强度，并且可在不对电子元件或电路板造成热损伤的情况下执行修理工作。
图1是本发明第一实施例中电子元件单元的侧视图。图2是分别示出本发明第一实施例中的电子元件单元的树脂连接件和通常的电子元件单元的树脂连接件的温度和弹性系数之间关系的图线。图3(a)至3(d)是本发明第一实施例中电子元件安装单元的制造工艺的示意图。图4是本发明第一实施例中的电子元件单元的平面图。图5是本发明第一实施例中的电子元件单元的平面图。图6是本发明第一实施例中的电子元件单元的平面图。图7是本发明第一实施例中的电子元件单元的平面图。图8(a)至8(d)是本发明第二实施例中的电子元件安装单元的制造工艺的示意图。
具体实施例方式(第一实施例)在图1中，第一实施例中的电子元件单元1包括电子元件2和电路板3。电子元件2的下表面的端子形成表面11上形成的多个连接端子12通过焊料块23连接到在电路板3的上表面的电极形成表面21上形成的多个电极22。焊料块23在连接端子12连接到电极22之前形成在连接端子12上，并且加热且熔化以在连接端子12连接到电极22时连接该连接端子12到电极22。
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在图1中，在电子元件2的下表面和电路板3的上表面之间的多个部分中，提供由热硬化树脂的热硬化材料制作的圆柱树脂连接件M。在竖直方向上相对的电子元件2的端子形成表面11和电路板3的电极形成表面21通过多个树脂连接件M部分连接。在图1的放大图中，树脂连接件M中分别包括分散状态的金属粉25。金属粉25 的熔点低于执行从电路板3去除电子元件2的工作(修理工作)时加热树脂连接件M的温度(在下文，为了便于说明，将其称为“修理工作温度”)。作为金属粉25，选择例如由 Sn (锡)、Bi (铋)和h (铟)组成的任一单一金属，或者包括SruBi、IruSi (锌)、Sb (锑)、 Cu (铜)、Pb (铅)、Cd (镉)、Ag (银)和Au (金)的至少两种或更多种的合金，并且金属粉 25具有300°C或更低的熔点。在以分散状态包括金属粉25的树脂连接件M (热硬化树脂的热硬化材料)中，在室温下弹性系数很高，并且硬度增加。另一方面，当树脂连接件被加热到高于焊料熔点的温度时，弹性系数极低，从而树脂连接件易于变软。该现象认为是由于这样的原因而发生的， 即当以分散的状态包括金属粉25的热硬化树脂的热硬化材料(树脂连接件24)加热到高于焊料熔点的温度时，金属粉25熔化在树脂连接件M中，并且熔化的金属粉25分散在树脂连接件对中。图2中的实线示出的图线示出了电子元件单元1中的树脂连接件M的弹性系数(硬度)和温度之间的关系。图2中虚线示出的图线示出了通常的电子元件单元的树脂连接件的弹性系数和温度之间的关系，其中不包括呈分散状态的金属粉25。现在，参考图3，将在下面描述电子元件单元1的制造工艺。在制造电子元件单元 1中，首先，由其中以分散状态包括金属粉25的热硬化树脂制作的加强粘合剂2 由作为树脂提供单元(图3(a)，树脂提供工艺)的分配器31提供到多个树脂提供位置R，其避免了电路板3的电极形成表面21上的电极22。电路板3上的树脂提供位置R例如可设定到如图4和图5所示的电路板3的四个角，或者可设定到如图6所示的沿着电路板3的四个边的位置。另外，树脂提供位置可设定到电路板3的没有电极22的中心部分以及电路板3的四个角的位置，如图7所示。当加强粘合剂2 被分别提供到电路板3的电极形成表面21上的树脂提供位置 R时，在电子元件2的电极形成表面21中所形成的焊料块23，即连接端子12，被向下定向的位置，电子元件2被吸嘴32吸住后，电子元件2的连接端子12被分别定位到电路板3的对应的电极22，从而电子元件2的连接端子12在竖直方向上分别对应于电路板3的电极 22 (图3 (b)，定位工艺)。然后，吸嘴32下降以允许电子元件2的下表面(端子形成表面 11)与供应到电路板3的上表面上的加强粘合剂2 接触，并且电子元件2的连接端子12 分别与电路板3的电极22从上部接触(端子和电极接触工艺，图3(c))。当允许连接端子12与电极22接触时，释放由吸嘴32吸附的电子元件2。在吸嘴 32升起以分开电子元件2与吸嘴32后，在图中未示出的回流炉中执行加热操作。因此，焊料块23熔化以焊接且连接该连接端子12到电极22，并且热凝固加强粘合剂2 (加热工艺 (图3 (d))。因此，热凝固电子元件2和电路板3之间的加强粘合剂Ma，以形成多个加强粘合剂2 的热凝固材料，即电子元件2和电路板3之间的树脂连接件M。因此，电子元件2 连接到电路板3，并且形成电子元件2和电路板3的连接体la。在形成连接体Ia时，连接体Ia被冷却以分别凝固连接体Ia的树脂连接件M (冷却工艺)。因此，完成电子元件单元。
在执行以这样方式制造的电子元件单元1的修理工作时，树脂连接件电子元件单元1的全部部件)被加热到适合于修理工作的指定温度(上述的"修理工作温度")。 然而，因为修理工作需要熔化焊料块23实现，修理工作温度至少高于焊料的熔点(见图2)， 所以通过考虑电子元件2被加热到高温时产生的不利影响，所述修理工作温度被设定到 300°C或更低。树脂连接件M中包括的金属粉25的表面(加强粘合剂Ma的热硬化树脂的内部)覆盖有膜(氧化物膜)M，其熔点高于上述的修理工作温度，如图1的放大图(即氧化物膜M不需要去除)所示。这是因为这样的原因，包括金属粉25的热硬化树脂(加强粘合剂Ma)在其使用上显然与焊膏不同，所述焊膏具有混合在热硬化树脂中的焊料粒子，以用于连接该连接端子到电极。当树脂连接件M加热到修理工作温度时，树脂连接件M中包括的分散状态的金属粉25被熔化而起作用，从而降低了树脂连接件M的弹性系数。因此，在修理工作温度， 树脂连接件M的变软程度高于不包括金属粉25时，从而修理工作易于执行(见图幻。此夕卜，树脂连接件M在到电路板3的上表面(电极形成表面21)的界面上易于分开，其优选适合于修理工作。该现象设想为因树脂连接件M中包括的金属粉25的一部分由于其重量 (毛重)没有均勻分布在树脂连接件M的下部的原因(在金属粉25没有均勻分布在下部中的状态下热凝固热硬化树脂(见图1的放大图)。(第二实施例)现在，将在下面参考图8描述第二实施例。在第二实施例中，制造的电子元件单元 1的结构与上述的电子元件单元的结构相同，然而，制造工艺与上述的制造工艺不同。在制造第二实施例中的电子元件单元1时，首先，在电子元件2被吸嘴32吸附后，方式为电子元件2的电极形成表面21 (即连接端子12中形成的焊料块23)向下定向，并且电子元件2的连接端子12分别设置到电路板3的对应的电极22，从而电子元件2的连接端子12在竖直方向上分别对应于电路板3的电极22 (定位工艺)，吸嘴32下降以允许电子元件2的连接端子12分别从上部与电路板3的电极22接触(图8(a)，端子和电极接触工艺)。然后，释放吸嘴32对电子元件2的吸附以升高吸嘴32，并且分开电子元件2与吸嘴32。然后，电子元件和电路板由图中未示出的回流炉加热，以熔化焊料块23，并且焊接且连接电子元件2 的连接端子12到电路板3的电极22 (图8 (b)，端子和电极连接工艺)。在电子元件2的连接端子12焊接且连接到电路板3的电极22时，焊接连接的电子元件2和电路板3从回流炉取出，以通过分配器31提供加强粘合剂2 到多个树脂提供位置R，在所述位置避开电子元件2的下表面(端子形成表面11)和电路板3的上表面(电极形成表面21)之间连接端子12到电极22的连接部分(图8(c)，树脂提供工艺)。电路板3上的树脂提供位置R与第一实施例的情况相同。当加强粘合剂2 提供到电子元件2的下表面和电路板3的上表面之间的部分时，其间提供加强粘合剂Ma的电子元件2和电路板3在加热装置或回流炉(这里使用的回流炉不需要与上述端子和电极连接工艺中使用的回流炉相同)中加热以热凝固加强粘合剂Ma (图8 (d)，树脂热凝固工艺)。因此，电子元件2和电路板3之间的加强粘合剂Ma 被热凝固，从而多个加强粘合剂2 的热凝固材料，即树脂连接件M，形成在电子元件2和电路板3之间，以连接电子元件2到电路板3，并且形成电子元件2和电路板3的连接体la。在形成连接体Ia时，电子元件2和电路板3的连接体Ia冷却，以分别凝固连接体Ia的树脂连接件M(冷却工艺)。因此，完成电子元件单元1。以这样方式完成的电子元件单元1的修理工作的工艺与第一实施例的情况相同。如上所述，本实施例中的电子元件单元1包括下表面上具有多个连接端子12的电子元件2、上表面上具有对应于连接端子12的多个电极22的电路板3、连接该连接端子12 至IJ电极22的焊料块23以及由部分连接电子元件2到电路板3的加强粘合剂Ma的热硬化材料制作的树脂连接件对，并且金属粉25以分散的状态包括在树脂连接件M中。此外，该实施例中的加强粘合剂2 用于形成电子元件单元1的树脂连接件M并且包括在热硬化树脂中呈分散状态的金属粉25。在电子元件单元1和加强粘合剂2 中， 金属粉25的熔点低于执行从电路板3去除电子元件2的工作时加热树脂连接件M的温度 (修理工作温度)。在本实施例中，由部分连接电子元件到电路板3的热硬化树脂的热凝固材料(或用于形成树脂连接件M的加强粘合剂Ma的热硬化树脂)制作的树脂连接件M具有以分散状态包括的金属粉25。在其中以分散状态包括金属粉25的热硬化树脂的热凝固材料 (树脂连接件24)具有在室温下弹性系数很高且硬度增加的特性，另一方面，当树脂连接件加热到高于焊料熔点的温度时，弹性系数极度下降，从而易于软化树脂连接件。因此，由于设置有上述树脂连接件M (或以加强粘合剂2 形成的树脂连接件
的电子元件单元1在连接可靠性上很高并且可抑制执行修理工作时软化树脂连接件M所需的温度(修理工作温度)到低的温度，所以在电子元件2和电路板3之间的连接强度可得到改善，并且可执行修理工作而不对电子元件2或电路板3造成热损坏。本发明参考具体的实施例进行了详细的描述，然而，本领域的技术人员应当理解的是，可进行各种变化或修改而不脱离本发明的精神和范围。本申请基于2009年7月8日提交的日本专利申请(JPA No. 2009-161330)，并且其内容通过引用结合于此。<工业实用性>提供了电子元件单元和加强粘合剂，其中连接强度可在电子元件和电路板之间得到改善，并且可进行修理工作而不对电子元件或电路板造成热损坏。参考标号和符号的说明1.电子元件单元2.电子元件3.电路板12.连接端子22.电极23.焊料块24.树脂连接件24a.加强粘合剂25.金属粉M.膜
权利要求
1.一种电子元件单元，包括电子元件，在其下表面上具有多个连接端子；以及电路板，在其上表面上具有对应于所述连接端子的多个电极；其中该连接端子和该电极由焊料块连接，该电子元件和该电路板通过由热硬化树脂的热硬化材料所制作的树脂连接件被部分连接，并且金属粉以分散状态包括在该树脂连接件中。
2.根据权利要求1所述的电子元件单元，其中该金属粉的熔点低于在执行从该电路板去除该电子元件的工作时加热该树脂连接件的温度。
3.根据权利要求2所述的电子元件单元，其中该金属粉用由Sn、Bi或h组成的任一单一金属形成，或者由包括Sn、Bi、In、Zn、Sb、Cu、Pb、Cd、Ag和Au的至少两种或更多种的合金形成，并且该金属粉的熔点为300°C或更低。
4.一种形成电子元件单元和电路板的树脂连接件所用的加强粘合剂，该电子元件单元包括电子元件，所述电子元件在其下表面上具有多个连接端子；该电路板在其上表面上具有对应于该连接端子的多个电极；其中该连接端子和该电极由焊料块连接，该电子元件和该电路板通过由热硬化树脂的热硬化材料所制造的树脂连接件被部分连接，其中金属粉以分散状态包括在该热硬化树脂中。
5.根据权利要求4所述的加强粘合剂，其中该金属粉的熔点低于执行从该电路板去除该电子元件的工作时加热该树脂连接件的温度。
6.根据权利要求5所述的加强粘合剂，其中该金属粉用由Sn、Bi或h组成的任一单一金属形成，或者由包括Sn、Bi、In、Zn、Sb、Cu、Pb、Cd、Ag和Au的至少两种或更多种的合金形成，并且该金属粉的熔点为300°C或更低。
7.根据权利要求4至6任何一项的所述加强粘合剂，其中该金属粉覆盖有膜，其熔点高于执行从该电路板去除该电子元件的工作时加热该树脂连接件的温度。
全文摘要
本发明公开了电子元件单元和加强粘合剂，其中电子元件和电路板之间的连接强度增加，并且可执行修理工作而不导致对电子元件或电路板的损坏。具体公开了电子元件单元(1)，其包括电子元件(2)，在其下表面上提供有多个连接端子(12)；以及电路板(3)，在其上表面上对应于连接端子(12)提供有多个电极(22)，并且通过采用焊料块(23)连接该连接端子(12)到电极(22)并且通过采用树脂连接件(24)部分连接电子元件(2)到电路板(3)而形成，树脂连接件(24)包括由热硬化树脂形成的热硬化树脂材料，其中树脂连接件(24)内以分散的状态包含金属粉(25)。金属粉(25)的熔点低于执行从电路板(3)去除电子元件(2)的工作(修理工作)时加热树脂连接件(24)的温度。
文档编号H01L23/12GK102474988SQ201080030708
公开日2012年5月23日 申请日期2010年5月26日 优先权日2009年7月8日
发明者吉永诚一, 境忠彦, 本村耕治 申请人:松下电器产业株式会社