专利名称：芯片部件的安装方法及电路板的制作方法
技术领域：
本发明涉及芯片部件的安装方法及电路板。
背景技术：
作为将陶瓷电容芯片、半导体芯片等芯片部件焊接在电路板上的方法，已知的有如下所述的预焊(pre-soldering)法。
首先，在电路板的接合端子(ランド端子)上印刷钎焊膏(はんだペ一スト)。接着，通过在钎焊膏上未装载芯片部件的状态下通过回流炉，使钎焊膏中包含的焊锡成分熔融，得到附着在接合端子上的焊锡附着物。
然后，通过平整工具(参照日本特开平11-87431号公报)等使焊锡附着物平坦化，以便成为适合装载芯片部件的形状。此外，在平坦化的焊锡附着物上涂敷助熔剂之后，在其上放置芯片部件。通过在该状态下通过回流炉，使焊锡附着物熔融，焊接芯片部件。
助熔剂起着防止焊锡伴随着熔融而氧化的重要作用。以往的预焊法中，为了使助熔剂遍及焊锡附着物的整个表面，必须较厚地涂敷助熔剂。即，在装载了芯片部件的状态下，存在于焊锡附着物和芯片部件之间的助熔剂的厚度变大。因此，通过回流炉时，芯片部件由于助熔剂的影响而浮起，可能会产生芯片部件的错位。
发明内容
本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供一种可以防止安装芯片部件时的错位的芯片部件安装方法及电路板。
(芯片部件的安装方法)为解决上述问题，本发明的芯片部件的安装方法中，首先，使附着在电路板的接合端子上的焊锡附着物平坦化。并且，在上述焊锡附着物的平坦化的同时，或者，在上述焊锡附着物的平坦化之后，在上述焊锡附着物的表面形成凹槽。
接着，在上述焊锡附着物上涂敷助熔剂。然后，将芯片部件配置为隔着上述助熔剂装载在上述焊锡附着物上的形态。
如上所述，本发明的芯片部件的安装方法中，使附着在电路板的接合端子上的焊锡附着物平坦化，并在平坦化的焊锡附着物上涂敷助熔剂之后，将芯片部件以隔着上述助熔剂装载在上述焊锡附着物上的形态配置。因此，该状态下，通过实施通过回流炉等公知的热处理，使焊锡附着物熔融，可以得到焊接芯片部件的基本作用。
本发明的特征在于，在焊锡附着物的平坦化的同时，或者，在焊锡附着物的平坦化之后，并且在助熔剂的涂敷之前，在焊锡附着物的表面形成凹槽。凹槽具有作为在焊锡附着物的表面用于保持必要的助熔剂的区域的功能。因此，即使抑制对焊锡附着物的助熔剂的涂敷量，即，即使将助熔剂较薄地涂敷，也无损于防止焊锡的氧化这一助熔剂的功能。由此，在装载芯片部件的状态下，可以减小存在于焊锡附着物和芯片部件之间的助熔剂的厚度，由此，在通过回流炉等热处理时，可以防止由助熔剂的影响导致的芯片部件的错位。
另外，发明人经研究得知，为了避免芯片部件的错位，在热处理时，避免助熔剂中包含的溶剂的崩沸也很重要。
如本发明所述，根据在焊锡附着物的表面形成凹槽的结构，与焊锡附着物对应的助熔剂的接触面积变大。因此，热处理时，可以稳定且均匀地蒸发包含于助熔剂的溶剂，可以避免由溶剂的崩沸导致的芯片部件错位或芯片立起。
并且，凹槽在热处理时，具有作为在焊锡附着物和芯片部件所夹着的区域蒸发溶剂的通路的功能。从这点来看，凹槽对避免由溶剂的崩沸导致的芯片部件错位或芯片立起有效。
优选，将凹槽以在焊锡附着物的表面上连续延伸、一端到达焊锡附着物的端缘的形态形成。
在一个实施方式中，从在电路板上设定的芯片部件安装区域来看，凹槽以如下形态形成，即，从芯片部件安装区域的中央部朝着外周部，凹槽的深度变大。
在另一实施方式中，从在电路板上设定的芯片部件安装区域来看，凹槽以如下形态形成，即，从芯片部件安装区域的中央部朝着外周部，凹槽的条数密度变大。
(电路板)本发明的电路板具有接合端子和焊锡附着物。上述接合端子形成在电路板的板面上，上述焊锡附着物附着在上述接合端子的表面上，并在上述焊锡附着物的表面形成有凹槽。
上述本发明的电路板中，接合端子形成在板面上。并且，焊锡附着物附着在接合端子的表面。因此，在焊锡附着物上涂敷助熔剂之后，将芯片部件以隔着助熔剂装载在焊锡附着物上的形态配置即可。在该状态下，通过实施通过回流炉等热处理，使焊锡附着物熔融，可以得到将芯片部件焊接在电路板的接合端子上的基本作用。
本发明的电路板，其特征在于在焊锡附着物的表面上形成凹槽。下述说明中，包含与关于芯片部件的安装方法的描述相同的说明。凹槽具有作为在焊锡附着物的表面保持必要的助熔剂的区域的功能。因此，即使抑制对焊锡附着物的助熔剂的涂敷量，即，即使将助熔剂较薄地涂敷，也无损于防止焊锡的氧化这一助熔剂的功能。由此，在装载芯片部件的状态下，可以减小存在于焊锡附着物和芯片部件之间的助熔剂的厚度，由此，在通过回流炉等热处理时，可以防止由助熔剂的影响导致的芯片部件的错位。
并且，根据在焊锡附着物的表面形成有凹槽的结构，对焊锡附着物的助熔剂的接触面积变大。因此，热处理时，可以稳定且均匀地蒸发包含于助熔剂的溶剂，可以避免由溶剂的崩沸导致的芯片部件错位或芯片立起。
并且，凹槽在热处理时，具有作为在焊锡附着物和芯片部件所夹着的区域蒸发溶剂的通路的功能。从这点来看，凹槽也具有避免由溶剂的崩沸导致的芯片部件错位或芯片立起的效果。
优选，凹槽以在焊锡附着物的表面上连续延伸、一端到达焊锡附着物的端缘的形态形成。
在一个实施方式中，从在电路板的板面上设定的芯片部件安装区域来看，凹槽以如下形态形成，即，从芯片部件安装区域的中央部朝着外周部，凹槽的深度变大。
在另一实施方式中，从电路板的板面上设定的芯片部件安装区域来看，凹槽以如下形态形成，即，从芯片部件安装区域的中央部朝着外周部，凹槽的条数密度变大。
如上所述，根据本发明，可以提供一种可以防止安装芯片部件时的错位的芯片部件安装方法及电路板。
通过下述详细的说明和附图将足以理解本发明，但不得以此限制本发明。
图1是表示本发明的芯片部件的安装方法的一个实施例所使用的电路板的剖视图；图2是表示本发明的芯片部件的安装方法的一个实施例所包含的一个工序的剖视图；图3是表示图2所示工序之后的工序的剖视图；图4是表示图3所示工序之后的工序的剖视图；图5是表示图4所示工序之后的电路板状态的剖视图；图6是表示在图5所示电路板中从厚度方向上观察焊锡附着物表面的俯视图；
图7是表示在别的实施方式中从厚度方向上观察焊锡附着物表面的俯视图；图8是表示图4所示工序之后的工序的剖视图；图9是表示图8所示工序之后的工序的剖视图；图10是表示将芯片部件焊接在电路板上的状态的剖视图。
具体实施例方式
图1表示了电路板1的剖面。电路板1由有机树脂等电绝缘材料构成，呈具有由厚度方向Z决定的厚度的平板形状。电路板1的板面11上设定了用于安装芯片部件的区域S1(以下称为芯片部件安装区域)。图示的芯片部件安装区域S1是用于安装陶瓷电容芯片的区域，呈由长度方向X及宽度方向Y定义的长方形形状。
电路板1具有接合端子21和保护膜25。接合端子21由Cu等导电金属材料构成，并在电路板1的板面11上被设置在从长度方向X看的芯片部件安装区域S1的两端侧。
保护膜25在电路板1的板面11上附着在接合端子21的周围区域。详细来说，保护膜25具有开口部251，接合端子21的表面通过开口部251露出。并且，优选保护膜25的开口部251的边缘在接合端子21上部分重叠。
接着，如图2所示，在接合端子21的表面印刷钎焊膏31。具体来说，准备具有开口部的掩模61，将掩模61设置为其开口部和保护模25的开口部251(参照图1)重合的形态。此外，在掩模61上装载钎焊膏31，使刮板(スキ一ジ)63在掩模61上向箭头A2方向滑动。
钎焊膏31可以通过混合焊锡成分和助熔剂来制造。焊锡成分可以使用例如Sn/Ag/Cu类。助熔剂具有在印刷钎焊膏时确保钎焊膏的流动性的功能，并且具有在后述的热处理时防止焊锡氧化的功能。
在图2所示工序之后，在电路板1上实施通过回流炉等热处理。该热处理在钎焊膏31上未装载芯片部件的状态下进行。
通过这种热处理，使钎焊膏31中包含的焊锡成分合金化，如图3所示，得到附着在接合端子21上的焊锡附着物33。焊锡附着物33在平行于厚度方向Z的剖面上看，为圆形形状或尖锐形状。助熔剂35在热处理时从焊锡成分中分离，并附着在焊锡附着物33的表面。
然后，用清洗液等溶解附着在焊锡附着物33上的助熔剂35，从焊锡附着物33的表面除去助熔剂35。
接着，如图4所示，使焊锡附着物33平坦化。这里，所谓平坦化是指使焊锡附着物33接近于适合在其上装载芯片部件的形状、即在与厚度方向Z平行的剖面上看接近平滑形状的加工。图示实施方式中，使平整工具7的面71接触焊锡附着物33的表面。并且，如箭头A4所示，平整工具7的面71对焊锡附着物33施加压力，压碎焊锡附着物33。
图5是表示图4所示工序之后的电路板1的状态的剖视图，图6是表示在图5所示电路板1中从厚度方向Z观察焊锡附着物33的表面的俯视图。根据参照图4说明的平坦化工序，如图5及图6所示，可以得到平坦化的焊锡附着物33。列举平坦化的焊锡附着物33的尺寸的一个例子，则长度尺寸(从长度方向X观察的尺寸)为200μm，宽度尺寸(从宽度方向Y观察的尺寸)为1000μm，厚度尺寸(从厚度方向Z观察的尺寸)为20μm。
并且，在图示实施方式中，在使焊锡附着物33平坦化的同时，在焊锡附着物33的表面形成有凹槽41、43(参照图5及图6)。具体来说，在平整工具7的面71上具有凸条73(参照图4)，通过凸条73可以在平坦化的同时形成凹槽41、43。
参照图6，凹槽41以在焊锡附着物33的表面上沿宽度方向Y连续延伸、两端到达焊锡附着物33的宽度方向Y的两端边缘的形态形成。同样，凹槽43以在焊锡附着物33的表面上沿长度方向X连续延伸并到达焊锡附着物33的长度方向X的两端边缘的形态形成。对凹槽41、43的尺寸进行说明，则宽度可以设定在例如5μm～180μm的范围内，举一例说明，则可以设定为10μm。另外，深度可以设定在例如5μm～20μm的范围内，举一例说明，则可以设定为10μm。
另外，对凹槽41、43间的布置关系进行说明，则凹槽41、43在焊锡附着物33的表面上，例如沿长度方向X和宽度方向Y形成格子状。具体来说，凹槽41以沿宽度方向Y延伸并相互隔开长度方向X的间隔的形态形成。凹槽43以沿长度方向X延伸并相互隔开宽度方向Y的间隔的形态形成，并与凹槽41相交。
这种格子状的凹槽41、43，可以通过在平整工具7的面71上设为格子状的凸条73来形成。
另外，参照图6，芯片部件安装区域S1包括中央部S11和设定为围绕中央部S11的外周部S12。一个实施方式中，沿宽度方向Y延伸的凹槽41以如下形态形成，即，从芯片部件安装区域S1的中央部S11朝着外周部S12，凹槽41的深度d1(参照图5)增大。凹槽41的深度d1并不限于连续变大，也可以阶段性变大。例如，在芯片部件安装区域S1的中央部S11，也可以将凹槽41的深度d1设定为第1值，并在外周部S12将凹槽41的深度d1设定为比第1值大的第2值。对于沿长度方向X延伸的凹槽43也可以同样地使深度改变。
在另一实施方式中，如图7所示，沿长度方向X延伸的凹槽43沿宽度方向Y以不同间隔设置，使得越从芯片部件安装区域S1的中央部S11朝着外周部S12，凹槽43的条数密度变大。凹槽43的条数密度并不限于连续变大，也可以阶段性变大。另外，和图示不同，也可以使沿宽度方向Y延伸的凹槽41同样地改变条数密度。
另外，图示实施方式的情况下，采用在使焊锡附着物33平坦化的同时，在焊锡附着物33的表面形成凹槽41、43的工序(参照图4及图5)，但是，电可以和该工序不同，采用在使焊锡附着物平坦化之后在焊锡附着物的表面形成凹槽的工序。
接着，如图8所示，在焊锡附着物33的表面涂敷助熔剂37。具体来说，准备具有开口部的掩模65，将掩模65设置为使焊锡附着物33位于其开口部内侧的形态。此外，在掩模65上装载助熔剂37，并使刮板67在掩模65上向箭头A6方向滑动。
这里所使用的助熔剂37可以是和以往的钎焊膏31(参照图2)所包含的助熔剂相同的构成，也可以是不同的构成。助熔剂37具有在焊锡附着物33上装载芯片部件时以粘附力保持芯片部件的功能，并且，具有在此后的热处理时防止焊锡氧化的功能。作为这种助熔剂37的例子，可以列举水溶性助熔剂。
另外，对焊锡附着物33的助熔剂37的涂敷量可以通过掩模65的厚度T3来控制。例如，通过减小掩模65的厚度T3，可以抑制助熔剂37的涂敷量，即，可以将助熔剂37较薄地涂敷。
接着，如图9所示，在电路板1上配置芯片部件5，使得在垂直于厚度方向Z的平面上看与芯片部件安装区域S1重叠。具体来说，将芯片部件5配置为隔着助熔剂37装载在焊锡附着物33上的形态。芯片部件5通过助熔剂37的粘附力保持在焊锡附着物33及保护膜25上。
另外，图示的芯片部件5具有陶瓷基体51和形成在平行于陶瓷基体51的长度方向的两侧面的端子电极53。芯片部件5以陶瓷基体51的长度方向和电路板1的宽度方向Y一致的形态设置在电路板1上。
在图9所示工序之后，在芯片部件5装载在电路板1上的状态下，实施通过回流炉等热处理。由此，使焊锡附着物33熔融，如图10所示，芯片部件5的端子电极53通过焊锡34接合在接合端子21上。
在上述芯片部件的安装方法中，如图4及图5所示，使附着在电路板1的接合端子21上的焊锡附着物33平坦化。接着，如图8所示，将助熔剂37涂敷在平坦化的焊锡附着物33上。然后，如图9所示，以隔着助熔剂37装载在焊锡附着物33上的形态配置芯片部件5。在该状态下实施通过回流炉等热处理，从而使焊锡附着物33熔融，如图10所示，可以得到焊接芯片部件5的基本作用。
并且，如参照图4及图5进行的说明，不仅使焊锡附着物33平坦化，还在焊锡附着物33的表面形成凹槽41、43。在装载芯片部件5的状态下(参照图9)实施热处理时，凹槽41、43具有作为在焊锡附着物33的表面上保持必要的助熔剂37的区域的功能。因此，如图8所示，通过减小掩模65的厚度T3，可以抑制对焊锡附着物33的助熔剂37的涂敷量，即，即使将助熔剂37较薄地涂敷，也无损于防止伴随着热处理而使焊锡氧化这一助熔剂37的功能。
由此，如图9所示，在装载芯片部件5的状态下，可以减小存在于焊锡附着物33和芯片部件5之间的助熔剂37的厚度T5，并且在此后的热处理时，可以防止由助熔剂37的影响导致的芯片部件5的错位。
并且，通过在焊锡附着物33的表面形成凹槽41、43的结构，在装载了芯片部件5的状态下，对焊锡附着物33的助熔剂37的接触面积变大(参照图9)。因此，热处理时，可以稳定且均匀地蒸发包含于助熔剂37的溶剂，可以避免由溶剂的崩沸导致的芯片部件5的错位或芯片立起。
并且，凹槽41、43具有在热处理时用于在焊锡附着物33和芯片部件5所夹着的区域使溶剂蒸发的通路的功能(参照图9)。从这点来看，凹槽41、43对避免由溶剂的崩沸导致的芯片部件5的错位或芯片立起有效。
并且，如参照图6进行的说明，凹槽41以在焊锡附着物33的表面上连续延伸、一端到达焊锡附着物33的端缘的形态形成。这种形态的凹槽41适合作为用于在焊锡附着物33和芯片部件5所夹着的区域排出过剩的助熔剂37的通路(参照图9)。另外，还适合作为用于热处理时蒸发助熔剂37所包含的溶剂的通路。因此，具有防止芯片部件5的错位或芯片立起的作用。凹槽43也同样如此。
另外，发明人经研究得知，使芯片部件5错位或芯片立起的力具有从芯片部件安装区域S1的中央部S11朝着外周部S12(参照图6)变大的倾向。
在一个实施方式中，沿宽度方向Y延伸的凹槽41以如下形态形成，即，从芯片部件安装区域S1的中央部S11朝着外周部S12，凹槽41的深度d1(参照图5)变大。根据这种形态，在芯片部件的外周存在较多助熔剂37，而向芯片部件附近供应必要的最小限度的助熔剂，因此，即使在助熔剂急速挥发的情况下，也可以减少芯片部件5错位或芯片立起。在长度方向X延伸的凹槽43同样如此。
在另一实施方式中，如图7所示，沿长度方向X延伸的凹槽43以如下形态形成，即，从芯片部件安装区域S1的中央部S11朝着外周部S12，凹槽43的条数密度变大。根据这种形态，在芯片部件的外周存在较多助熔剂37，而向芯片部件附近供应必要的最小限度的助熔剂，因此，即使助熔剂急速挥发的情况下，也可以减少芯片部件5错位或芯片立起。在宽度方向Y延伸的凹槽41同样如此。
另外，发明人经研究发现，在平行于陶瓷基体51的长度方向的两侧面形成端子电极53的芯片部件结构(参照图9)的情况下，与在垂直于陶瓷基体的长度方向的两端面形成端子电极的通常的芯片部件结构相比，相对置的端子电极间的距离变短，因此，会产生容易发生芯片部件错位或芯片立起的问题。因此，在焊锡附着物33的表面形成了凹槽41、43的结构尤其有效。
以上详细说明了本发明的优选实施方式，本领域普通技术人员在充分理解本发明的基础上，可以在不脱离本发明的精神、范围和教示情况下进行各种变形。
权利要求
1.一种芯片部件的安装方法，其特征在于使附着在电路板的接合端子上的焊锡附着物平坦化，在上述焊锡附着物的平坦化的同时，或者，在上述焊锡附着物的平坦化之后，在上述焊锡附着物的表面形成凹槽，接着，在上述焊锡附着物上涂敷助熔剂，然后，将芯片部件以隔着上述助熔剂装载在上述焊锡附着物上的形态配置。
2.如权利要求1所述的芯片部件的安装方法，其特征在于将凹槽以在焊锡附着物的表面上连续延伸、一端到达焊锡附着物的端缘的形态形成。
3.如权利要求1所述的芯片部件的安装方法，其特征在于从在电路板上设定的芯片部件安装区域来看，凹槽以如下形态形成，即，从芯片部件安装区域的中央部朝着外周部，凹槽的深度变大。
4.如权利要求1所述的芯片部件的安装方法，其特征在于从在电路板上设定的芯片部件安装区域来看，凹槽以如下形态形成，即，从芯片部件安装区域的中央部朝着外周部，凹槽的条数密度变大。
5.如权利要求1所述的芯片部件的安装方法，其特征在于芯片部件具有陶瓷基体、和在陶瓷基体中形成于与其长度方向平行的两侧面的端子电极。
6.一种电路板，具有接合端子和焊锡附着物，其特征在于上述接合端子形成在电路板的板面，上述焊锡附着物附着在上述接合端子的表面，并在上述焊锡附着物的表面形成有凹槽。
7.如权利要求6所述的电路板，其特征在于上述凹槽以在焊锡附着物的表面上连续延伸、一端到达焊锡附着物的端缘的形态形成。
8.如权利要求6所述的电路板，其特征在于从在电路板的板面设定的芯片部件安装区域来看，上述凹槽以如下形态形成，即，从芯片部件安装区域的中央部朝着外周部，凹槽的深度变大。
9.如权利要求6所述的电路板，其特征在于从在电路板的板面设定的芯片部件安装区域来看，凹槽以如下形态形成，即，从芯片部件安装区域的中央部朝着外周部，凹槽的条数密度变大。
全文摘要
本发明提供一种可以防止安装芯片部件时的错位的芯片部件的安装方法。首先，使附着在电路板(1)的接合端子(21)上的焊锡附着物(33)平坦化。并且，在焊锡附着物(33)的平坦化的同时，或者，在焊锡附着物(33)的平坦化之后，在焊锡附着物(33)的表面形成凹槽(41、43)。接着，在焊锡附着物(33)上涂敷助熔剂(37)。然后，将芯片部件(5)以隔着助熔剂(37)装载在焊锡附着物(33)上的形态配置。
文档编号H05K1/00GK1988767SQ200610169049
公开日2007年6月27日 申请日期2006年12月19日 优先权日2005年12月21日
发明者片冈成树, 安彦泰介, 吉井彰敏, 五岛亮, 青木崇, 曾我部智浩 申请人:Tdk株式会社