专利名称：电子零件安装方法
技术领域：
本发明涉及一种将在下面形成有以软焊料为成分的凸点的带凸点的电子零件与形成在基板上的电极钎焊接合安装的电子零件安装方法。
背景技术：
作为将半导体装置等电子零件安装在基板上的方法，广泛使用使在半导体装置的下面形成的以软焊料为成分的凸点与基板的电极钎焊接合并导通的方法。仅在凸点和电极的钎焊接合中，有时将电子零件保持在基板上的保持力不充分，因此，通常进行通过环氧树脂等热固性树脂对电子零件和基板进行树脂加强。目前，对于该树脂加强广泛使用在安装电子零件后向基板与电子零件的间隙填充底部填充树脂的方法。但是，伴随近年来的电子零件的微细化，不易在基板与电子零件之间填充树脂。因此，作为安装后的电子零件的树脂加强的方法，在搭载电子零件之前，与用于 钎焊接合凸点的焊剂等接合材料一同，涂敷用于将电子零件的角部等加强部位固定于基板的树脂加强材料，在搭载零件之后，使树脂加强材料固化的所谓的“预涂树脂”的树脂加强方法(参照专利文献I)。在该专利文献例中记载有如下的方法，在搭载通过钎焊接合安装于基板的半导体封装之前，在基板的安装面部多个部位涂敷有具备软焊料焊剂功能的加强材料，在搭载零件之后使加强材料热固化并局部地加强半导体封装的钎焊接合部的树脂加强的方法。就该树脂加强方法而言，与对电子零件的下面整面进行加强的加强方式相比，在产生安装不良时，能够容易地从基板上拆下电子零件，修理作业变得容易。进而，在安装后，凸点的钎焊接合部未被树脂加强部在密闭状态下覆盖，因此，具有能够防止在再回流工序中产生钎焊接合部熔融喷出的软焊料隆起(ti ^ ^二)的优点。但是，包含上述的专利文献I中所示的先行技术在内，在现有技术中，由于在零件搭载前执行的加强材料的涂敷的涂敷位置的精度，产生如下的问题。即，在供给作为加强材料的树脂加强材料中，使用分配器等涂敷装置涂敷树脂加强材料。此时，根据涂敷动作的位置控制的精度，会产生部分覆盖电极而涂敷树脂加强材料的情况。而且，在介于这种树脂加强材料电极上的状态下进行与凸点的钎焊接合的情况下，若树脂加强材料具备的软焊料焊剂功能不充分，则钎焊接合性降低，结果会阻碍良好的钎焊接合部的形成。另外，这种树脂加强材料覆盖电极的位置精度不良能够通过较低地设定涂敷装置的涂敷速度来防止。但是，在该情况下，作业节奏延迟，无法避免生产性的降低。这样，在现有技术中，将在下面形成有以软焊料为成分的凸点的带凸点的电子零件安装于形成在基板上的电极的电子零件安装中，存在由于树脂加强材料局部覆盖电极而很难有效地防止钎焊接合性降低的课题。专利文献I :(日本)特开2008 - 300538号公报
发明内容
因此，本发明提供一种电子零件安装方法，在通过树脂加强材料将带凸点的电子零件部分地固定于基板并加强的安装状态下，能够有效地防止由于树脂加强材料局部覆盖电极引起的钎焊接合性的降低。本发明的电子零件安装方法，将在下面形成有以软焊料为成分的凸点的带凸点的电子零件通过将凸点与形成在基板上的电极钎焊接合来进行安装，其中，包含焊剂供给工序，将热固化型焊剂向电极或凸点供给；加强材料供给工序，将在涂敷于基板上的状态下具有不产生塌型的性状的树脂加强材料向在基板上与至少包含电子零件的角部的加强部位对应的位置供给；零件搭载工序，在焊剂供给工序及加强材料供给工序之后将电子零件搭载于基板，经由热固化型焊剂使凸点到达电极，同时，使加强部位与树脂加强材料接触；回流工序，通过在零件搭载工序后根据规定的加热曲线对基板进行加热，使凸点熔融固化，形成连接电极和电子零件的钎焊接合部，且使热固化型焊剂固化，形成从周围加强钎焊接合部的树脂加强部，且使树脂加强材料热固化，形成将加强部位固定于基板的局部加强部，热固化型焊剂配合第一热固性树脂而构成，树脂加强材料配合第二活性成分及触变成分而构成，第一热固性树脂配合有第一活性成分，在热固化型焊剂及树脂加强材料的配合组成中，将第二活性成分的配合比率设为比第一活性成分的配合比率大。 本发明的电子零件安装方法中，通过将树脂加强材料的第二活性成分的配合比率设为比热固化型焊剂的第一活性成分的配合比率大，在活性成分的有效贡献度较低的树脂加强材料从电极上溢出的情况下，通过第二活性成分也能够确保电极和凸点的钎焊接合性。
图IA是本实施方式的电子零件安装法的工序说明图；图IB是本实施方式的电子零件安装法的工序说明图；图IC是本实施方式的电子零件安装法的工序说明图；图ID是本实施方式的电子零件安装法的工序说明图；图IE是本实施方式的电子零件安装法的工序说明图；图IF是本实施方式的电子零件安装法的工序说明图；图2是表示本发明实施方式的电子零件安装方法中使用的树脂加强材料及热固化型焊剂的成分组成例子的图；图3A是本实施方式的电子零件安装方法的工序说明图；图3B是本实施方式的电子零件安装方法的工序说明图；图4A是本实施方式的电子零件安装方法的工序说明图；图4B是本实施方式的电子零件安装方法的工序说明图；图5是本实施方式的电子零件安装方法的凸点和电极的钎焊接合部的放大剖面图。标记说明I 电子零件Ia :加强部位2:凸点
2r :钎焊接合部5 :基板6 电极7 :转印带8 :热固化型焊剂8a、IOa:环氧树脂8b、I Ob:固化剂 8c、IOc:活性剂8d、IOd :触变剂(子夕乂剤)8e、IOe:可塑剂8r :树脂加强部10 :树脂加强材料IOr :局部加强部
具体实施例方式首先，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在本实施方式的电子零件安装方法中，将在下面形成有多个以软焊料为成分的凸点2的带凸点的小型电子零件I通过将凸点2与形成于基板5的电极6钎焊接合而进行安装。将电子零件I安装于基板5的情况下，应力集中在形成矩形的电子零件I的角部，由此，会在钎焊接合部的电路产生断裂。因此，电子零件I的角部等作为加强部位用树脂加强材料10进行加强。以下，对各工序进行详细说明。首先，如图IA所示，在下面形成有以软焊料为成分的凸点2的电子零件I通过零件保持工具3吸附保持并从零件供给部(省略图示)取出。与此同时，如图IB所示，将上面形成有电极6的基板5保持于基板保持部4。接着，如图IC所示，零件保持工具3向转印带7上移动，进行向凸点2的焊剂供给。转印带7为具有平滑的转印面7a的箱状容器，在转印面7a上以规定厚度形成有热固化型焊剂8的涂月吴。在此，如图IC所示，保持电子零件I的零件保持工具3相对于转印带7下降后上升。而且，电子零件I的下面的凸点2与热固化型焊剂8接触。由此，通过转印将规定量的热固化型焊剂8向凸点2的下端部供给。在此，参照图2对热固化型焊剂8的组成例进行说明。如图2所示，热固化型焊剂8包含环氧树脂8a、固化剂Sb、活性剂Sc、触变剂8d及可塑剂Se。作为环氧树脂8a (第一热固性树脂)，使用双酚A型或双酚F型的环氧树脂，在本实施方式所示的实施例I中含有45. 0wt%的配合比率的环氧树脂。作为使环氧树脂8a固化的固化剂8b，含有7. 0wt%的配合比率的咪唑、酸酐、酰肼、聚硫醇等。活性剂Sc (第一活性成分)具有除去电极6及凸点2的表面的氧化膜的作用，含有5. 5wt%的配合比率的有机酸、胺有机酸盐、胺卤盐(7 ^ >〃 口 Y >塩)等。触变剂8d为了对热固化型焊剂8赋予触变性(★々〃性)而配合，作为触变剂8d，以4. Owt%的配合比率配合脂肪酸酰胺等有机系的触变剂。进而，作为用于对热固化型焊剂8赋予可塑性的可塑剂Se，含有38. 5wt%的配合比率的乙二醇改性物。
S卩，如上述组成所示，热固化型焊剂8为在第一热固性树脂即环氧树脂8a配合第一活性成分即活性剂8c的组成。另外，作为热固化型焊剂8的供给方式，也可以通过分配或印刷等方法向电极6上供给热固化型焊剂8来代替通过转移向凸点2供给热固化型焊剂
8。即，在此，将在第一热固性树脂配合有第一活性成分的热固化型焊剂8向电极6或凸点2供给(焊剂供给工序)。另外，与焊剂供给工序并行，通过配合对基板5供给树脂加强材料10。如图ID所示，贮存有树脂加强材料10的分配器9 一边在基板5上移动一边从喷嘴9a排出树脂加强材料10。分配器9以规定的堤状截面形状向预先设定的基板5的加强部位供给树脂加强材料10。在此，电子零件I的包含角部的外缘部设定为加强部位。在这些加强部位，电子零件I的外缘部经由树脂加强材料10固定于基板5并对钎焊接合部进行加强。此时，树脂加强材料10接近电子零件I中位于最外缘的电极6并被供给。
在此，参照图2，对树脂加强材料10的组成例进行说明。如图2所示，树脂加强材料10包含环氧树脂10a、固化剂10b、活性剂10c、触变剂IOd及可塑剂10e。作为环氧树脂IOa (第二热固性树脂)，同样使用双酚A型或双酚F型的环氧树脂，在实施例I中，含有55. 0wt%的配合比率的环氧树脂。作为使环氧树脂IOa固化的固化剂10b，含有12. Owt%的配合比率的咪唑、酸酐、酰肼、聚硫醇等。活性剂IOc (第二活性成分)与活性剂Sc (第一活性成分)同样地具有除去电极6及凸点2的表面的氧化膜的作用，含有8. 5wt%的配合比率的有机酸、胺有机酸盐、胺卤盐等。假设树脂加强材料10和热固化型焊剂8在电极6上接触，在活性剂IOc (第二活性成分)中使用与活性剂Sc (第一活性成分)相同成分的物质。即使树脂加强材料10和热固化型焊剂8在电极6上接触，若共用活性剂，则树脂加强材料10及热固化型焊剂8也不会产生意想不到的反应。作为为了赋予触变性而配合的触变剂10d，触变性赋予效果比有机系的触变剂高的无机系的触变剂以O. 5wt%的配合比率与树脂加强材料10配合。而且，作为为了赋予可塑性而配合的可塑剂10e，在树脂加强材料10中含有24. 0wt%的配合比率的橡胶成分。在上述成分组成中，作为无机系的触变剂使用触变性赋予效果高的二氧化硅微粒子，因此，树脂加强材料10的触变性成为远大于热固化型焊剂8的触变性的值。因此，树脂加强材料10在被堤状涂敷于基板5上的状态下不会产生塌型(型崩Λ)，成为能够维持堤状的截面形状的性状。由此，在后述的搭载电子零件I时，电子零件I的加强部位Ia与堤状的截面形状的树脂加强材料10可靠地接触。即，将具有在涂敷于基板5的状态下不产生塌型的性状的树脂加强材料10向与在基板5中至少包含电子零件I的角部的加强部位对应的位置供给(加强材料供给工序)。在此，树脂加强材料10在第二热固性树脂即环氧树脂IOa配合作为第二活性成分的活性剂IOc以及作为触变成分的触变剂IOd而构成。而且，在热固化型焊剂8、树脂加强材料10的配合组成例中，树脂加强材料10中的活性剂IOc的配合比率比热固化型焊剂8中的活性剂Sc的配合比率大。在此，若用数值表示相对于热固化型焊剂8的活性剂Sc的、树脂加强材料10的活性剂10c，则如图2所示，成为I. 55的值。对该数值的含义在后文中说明。接着，进行电子零件I向基板5的搭载。S卩，如图IE所示，向凸点2进行热固化型焊剂8的供给后，保持有电子零件I的零件保持工具3向供给有树脂加强材料10后的基板5的上方移动。而且，零件保持工具3相对于基板5的电极6对凸点2进行对位。接着，零件保持工具3下降。由此，如图IF所示，凸点2经由热固化型焊剂8到达电极6。而且，与此同时，电子零件I的加强部位Ia与向基板5上供给的树脂加强材料10接触。S卩，在此，在焊剂供给工序及加强材料供给工序后将电子零件I搭载于基板5上。而且，经由热固化型焊剂8使凸点2到达电极6，同时，使电子零件I的加强部位Ia与向基板5上供给的树脂加强材料10接触(零件搭载工序)。在此，参照图3对零件搭载工序中的树脂加强材料10的动作进行说明。在本实施方式中，作为安装对象的电子零件I为小型零件，因此，如图3A所示，从最外缘的凸点2至电子零件I的外端部的空间S减小，应成为使树脂加强材料10接触的加强余量的部分变窄。因此，在基板5中供给树脂加强材料10的位置接近电极6设定，树脂加强材料10涂敷 在与最外缘的电极6极其接近的位置。因此，在将电子零件I搭载于基板5的状态下，如图3B所示，被电子零件I的加强部位Ia按压的树脂加强材料10在基板5的上面向内侧方向扩展，一部分部分地覆盖电极6的上面而成为介于凸点2的下端面与电极6的上面之间的状态。而且，基板5保持这样的状态而被送至回流装置。如图4A所示，根据规定的加热曲线进行加热。由此，由软焊料形成的凸点2熔融固化而与电极6钎焊接合，形成钎焊接合部2r。此时，通过热固化型焊剂8中含有的活性成分的作用除去在凸点2及电极6的表面生成的氧化膜。因此，熔融的软焊料容易在电极上扩展，确保良好的钎焊接合性。而且，通过热固化型焊剂8中的环氧树脂8a热固化，形成从周围加强钎焊接合部2r的树脂加强部Sr。进而，通过使树脂加强材料10热固化，将基板5的上面和电子零件I的加强部位Ia固接，形成对电子零件I部分地加强的局部加强部10r。S卩，上述的回流工序中，通过在零件搭载工序之后根据规定的加热曲线对基板5进行加热，使凸点2熔融固化而形成连接电极6和电子零件I的钎焊接合部2r，同时，使热固化型焊剂8固化，形成从周围加强钎焊接合部2r的树脂加强部Sr。而且，使树脂加强材料10热固化,形成将加强部位Ia固定于基板5的局部加强部IOr (回流工序)。接着，参照图5对上述的回流工序中的树脂加强材料10的动作及凸点2和电极6的钎焊接合下的树脂加强材料10的作用进行说明。如上所述，在零件搭载工序中被按压的树脂加强材料10的一部分部分地覆盖电极6的上面6a，在树脂加强材料10介于凸点2的下端面与电极6的上面6a之间状态下进行回流工序。此时，树脂加强材料10中的活性剂IOc的配合比率设定为比热固化型焊剂8中的活性剂8c的配合比率大。由此，使用如树脂加强材料10那样设定为高触变性的性状的不易流动的粘性材料的情况下，能够对电极6的上面6a及凸点2的表面2a产生充分的活性作用。即，对以使电子零件I的加强部位Ia和基板5固接的目的供给的树脂加强材料10要求不易塌型的高触变性。因此，树脂加强材料10中含有的活性成分中，仅与表面2a及上面6a接触的部分中含有的活性成分有助于提高钎焊接合性。换言之，与以在上面6a上自由流动为前提而设定配合组成的热固化型焊剂8相比，树脂加强材料10中的活性成分的有效贡献度较低。因此，为了良好地确保与被供给树脂加强材料10的加强部位接近的电极6和凸点2的钎焊接合性，树脂加强材料10中的活性剂IOc的配合比率需要设定为比热固化型焊剂8中的活性剂8c的配合比率大。在本实施方式中，如图2所示，以树脂加强材料10中的活性剂(第二活性成分)10c的配合比率除以热固化型焊剂8中的活性剂(第一活性成分)Sc的配合比率的活性剂量之比为I. 55的方式进行设定。在此，为了良好地确保上述的钎焊接合性，优选将该活性剂量之比设定在I. 2以上且I. 8以下的范围内。通过将树脂加强材料10中的活性剂IOc的配合比率设为热固化型焊剂8中的活性剂Sc的配合比的I. 2倍，树脂加强材料10的氧化膜除去能力与热固化型焊剂8大致相同。在活性剂量之比不足I. 2的情况下，树脂加强材料10的氧化膜除去能力比热固化型焊剂8小，电极6和凸点2的钎焊接合性不充分。若增加树脂加强材料10中的活性剂IOc的配合比率，则树脂加强材料10的氧化膜除去能力虽提高，但有可能成为保存稳定性及迁移的主要原因，因此，认为最好止于热固化型焊剂8的活性剂8c中的配合比的I. 8倍。另外，在图2中作为比较例I所示的树脂加强材料10、热固化型焊剂8的配合组成 例表示上述活性剂量之比为O. 91，超出1.2以上且I. 8以下的范围内的例子。S卩，在该比较例I中，表示了在具有与实施例I同一配合组成的热固化型焊剂8和实施例I的树脂加强材料10中，将活性剂IOc的配合比率减小至5. 0wt%的例子。而且，实验证明，若以该比较例I所示的树脂加强材料10和热固化型焊剂8的组合执行图I 图4所示的零件安装过程，则不能确保与被供给树脂加强材料10的加强部位接近的电极6和凸点2的钎焊接合性。如上述说明，本实施方式所示的电子零件安装方法为如下的方法，将在下面形成有以软焊料为成分的凸点2的带凸点的电子零件I通过将凸点2与形成在基板上的电极钎焊接合而进行安装的方法。而且，本实施方式所示的电子零件安装方法包括焊剂供给工序、加强材料供给工序、零件搭载工序以及在零件搭载工序后进行的回流工序。焊剂供给工序向电极6或凸点2供给热固化型焊剂8。加强材料供给工序将具有在涂敷于基板5的状态下不产生塌型的性状的树脂加强材料10向与在基板5中至少包含电子零件I的角部的加强部位Ia对应的位置供给。零件搭载工序在焊剂供给工序及加强材料供给工序之后将电子零件I搭载于基板5上，经由热固化型焊剂8使凸点2到达电极6，并且使加强部位Ia与树脂加强材料10接触。S卩，经由在第一热固性树脂即环氧树脂8a配合有第一活性成分即活性剂Sc的热固化型焊剂8使凸点2到达电极6。进而，使在第二热固性树脂即环氧树脂IOa配合有第二活性成分即活性剂IOc的树脂加强材料10与电子零件I的加强部位Ia接触。回流工序通过在零件搭载工序后根据规定的加热曲线对基板5进行加热，使凸点2熔融固化，形成连接电极6和电子零件I的钎焊接合部，且使热固化型焊剂8固化，形成从周围加强钎焊接合部的树脂加强材料10。进而，使树脂加强材料10热固化而形成将加强部位Ia固定于基板5的局部加强部。即，通过在该零件搭载后对基板5进行加热，形成将凸点2和电极6接合的钎焊接合部2r。进而，采用形成从周围加强该钎焊接合部2r的树脂加强部Sr的方式。
而且，在该实施方式I的零件安装时，热固化型焊剂8配合第一活性成分的第一热固性树脂而构成，树脂加强材料10配合第二活性成分及触变成分而构成，所述第一热固性树脂配合有第一活性成分。另外，在热固化型焊剂8及树脂加强材料10的配合组成中，将活性剂IOc的配合比率设为比活性剂Sc的配合比率大。由此，在因树脂加强材料10的供给时的位置偏移及零件搭载时的电子零件I的扩展等而使活性成分的贡献度较低的树脂加强材料10从电极6上溢出的情况下，通过树脂加强材料10与凸点2及电极6接触的部分中包含的活性剂IOc能够确保电极6和凸点2的钎焊接合性。而且，能够有效地防止由树脂加强材料10局部覆盖电极6产生的加强部部位的凸点和电极6的钎焊接合性的降低。产业上的可利用性本发明的电子零件安装方法具有如下效果，在通过树脂加强材料部分地将带凸点的电子零件固定于基板进行加强的安装状态下，能够有效地防止由树脂加强材料局部覆盖 电极而产生的钎焊接合性的降低，在将带凸点的电子零件钎焊接合于基板而制造安装基板的领域是有用的。
权利要求
1.一种电子零件安装方法，将在下面形成有以软焊料为成分的凸点的带凸点的电子零件通过将所述凸点与形成在基板上的电极钎焊接合来进行安装，其特征在于，包含 焊剂供给工序，将热固化型焊剂向所述电极或所述凸点供给； 加强材料供给工序，将在涂敷于所述基板上的状态下具有不产生塌型的性状的树脂加强材料向在所述基板上与至少包含所述电子零件的角部的加强部位对应的位置供给； 零件搭载工序，在所述焊剂供给工序及加强材料供给工序之后将所述电子零件搭载于基板，经由所述热固化型焊剂使所述凸点到达所述电极，同时，使所述加强部位与所述树脂加强材料接触； 回流工序，通过在所述零件搭载工序后根据规定的加热曲线对所述基板进行加热，使所述凸点熔融固化，形成连接所述电极和电子零件的钎焊接合部，且使所述热固化型焊剂固化，形成从周围加强所述钎焊接合部的树脂加强部，且使所述树脂加强材料热固化，形成将所述加强部位固定于所述基板的局部加强部， 所述热固化型焊剂配合第一热固性树脂而构成，所述树脂加强材料配合第二活性成分及触变成分而构成，所述第一热固性树脂配合有第一活性成分，在所述热固化型焊剂及所述树脂加强材料的配合组成中，将所述第二活性成分的配合比率设为比所述第一活性成分的配合比率大。
2.如权利要求I所述的电子零件安装方法，其特征在于， 所述树脂加强材料与所述热固化型焊剂相比具有高触变性。
3.如权利要求I所述的电子零件安装方法，其特征在于， 所述树脂加强材料的所述第二活性成分的配合比率除以所述热固化型焊剂的所述第一活性成分的配合比率的活性剂量之比在I. 2以上且I. 8以下。
4.如权利要求I所述的电子零件安装方法，其中， 所述第一活性成分和所述第二活性成分为相同的成分。
全文摘要
本发明提供一种电子零件安装方法，经由在第一热固性树脂配合有第一活性成分的热固化型焊剂使凸点到达电极，使在第二热固性树脂配合有第二活性成分的树脂加强材料与电子零件(1)的加强部位接触后，对基板进行加热，形成将凸点和电极接合的钎焊接合部，同时，在进行形成从周围加强钎焊接合部的树脂加强部的方式的零件安装时，在热固化型焊剂及树脂加强材料的配合组成中，将第二活性成分的配合比率设为比第一活性成分的配合比率大。
文档编号H05K3/34GK102823336SQ20118001606
公开日2012年12月12日 申请日期2011年9月26日 优先权日2010年9月27日
发明者和田义之, 境忠彦, 佐伯翼, 宗像宏典, 本村耕治 申请人:松下电器产业株式会社