专利名称：电子部件的表面安装方法以及安装有电子部件的基板的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子部件的表面安装方法以及安装有电子部件的基板，该电子部件的表面安装方法用于将电阻或电容器等各种电子部件表面安装到形成有导电电路的印刷布线基板上。
背景技术：
一般而言，在将电阻或电容器等各种电子部件表面安装到基板上的情况下，通过使用焊锡材料的方法进行。参照图5对上述现有技术进行说明。图5是示出现有例I的表面安装步骤的工序图。 在该现有例中，作为基板，使用了在由耐热性的玻璃环氧树脂或聚酰亚胺树脂构成的基材210的表面，层叠有12 μ m 35 μ m左右厚度的铜箔220后的基板(参照图5(A))。相对于该基板，使用以往公知的光刻和蚀刻法形成导电性电路221(参照该图(B))。并且在对电子部件300进行连接的位置处，为了赋予与焊锡材料的润湿性，施加了 Sn等的镀层，从而制作印刷布线基板200 (参照该图(C))。接着，在导电性电路221的镀层230上，利用丝网印刷等提供焊锡膏240。接着，将电子部件300的电极部310配置到焊锡240上(参照该图(D))。在配置了电子部件300的状态下，以260 270°C进行几秒期间的加热，使焊锡240熔融而形成圆角(fillet) 241后，通过冷却使其硬化。之后，通过清洗去除处于焊锡240内的焊剂材料，完成导电性电路221上的电子部件300的安装。另外，近年来，伴随电子设备的小型化，要求印刷布线基板的进一步的小型化和电子部件相对于基板的更高密度的安装。因此，产生如下不良情况的风险变高导电电路的面积缩小，焊锡材料的供给不足造成的接合不良，以及焊锡材料的溢出引起的相邻电路之间的短路。为了形成确保焊锡的接合可靠性的圆角，需要确保一定程度的导电电路面积，在上述安装方法中，小型化存在限度。为了消除这种问题，提出了使用在薄片状的焊锡材料上层叠焊剂膜后得到的连接薄片的方法、以及使用各向异性导电薄片和各向异性导电膏等的方法(参照专利文献I)。但是，在上述方法中，材料成本由于使焊锡材料等薄膜化或各向异性导电材料的使用而增加，从而不能削减加热工序，因此不能应对低成本化的需要。此外，作为同时应对小型化和低成本化的需要的方法,本申请的申请人已经提出了不使用焊锡材料的表面安装方法(参照专利文献2)。参照图6和图7对上述方法进行说明。图6是利用现有例2的表面安装方法得到的、安装有电子部件的基板的示意性剖视图。图7是示出现有例2的表面安装步骤的工序图。在该现有例中，作为基板，使用了在由玻璃环氧树脂等构成的绝缘性基材410上层叠金属箔420后得到的基板(参照图7(A))。在该基板表面上，按照成为所需图案形状的方式涂覆构成为油墨材料的热塑性的树脂材料(以下称作抗蚀剂)(参照该图(B))。并且，蚀刻去除未被抗蚀剂430覆盖的露出部分的金属来形成导电性电路421。由此得到形成有导电性电路421的印刷布线基板400 (参照该图(C))。此外，在其他工序中，在电子部件500的电极510的表面上，利用镀覆或者以往公知的钉头凸点法等形成突起状的突出电极450 (参照该图(D))。接着，在施加了超声波振动的状态下按压该电子部件500，使得突出电极450抵接在加热至60°C左右的印刷布线基板400表面的抗蚀剂430上(参照该图(E))。由此，利用在突出电极450与抗蚀剂430之间产生的摩擦，熔融并去除抗蚀剂430中的被按压了突出电极450的前端的部位。然后，在突出电极450的前端与导电性电路421之间，形成基于伴随超声波振动产生的摩擦的金属熔接部460。之后，通过停止超声波振动，冷却由热塑性树脂构成的抗蚀剂430，再次使其固化，并经由突出电极450和金属熔接部460对电子部件500的电极510和导电性电路421进行电连接(参照该图 (F)和图6)。利用以上那样的表面安装方法，不需要使用焊锡材料，且能够同时应对小型化和低成本化的需要。但是，在上述表面安装方法的情况下，存在如下风险较高的问题在附加了超声波振动的工序中，在电子部件500的电极510与突出电极450之间的界面、和突出电极450与金属熔接部460之间的界面上产生裂纹。S卩，利用了超声波振动的接合机理按照接合界面的相对滑动摩擦、表面氧化膜的破坏、金属扩散的产生、接合结束的顺序进行。但是，这一系列的流程不应该在接合界面整体上同时发生，有时还对接合已完成的部位继续施加超声波振动产生的负载。该情况下，超声波振动的应力由于界面的滑动而不能放出，从而对接合部作用剪切应力。由此，通常焊接部的变形强度变大，因此容易在接合部附近产生裂纹。此外，在上述安装方法中，还存在形成突起状的突出电极450的成本较高的问题。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2005-203693号公报专利文献2 :日本特许第3584404号公报
发明内容
发明所要解决的课题本发明的目的在于提供电子部件的表面安装方法以及安装有电子部件的基板，该表面安装方法能够在不使用焊锡材料的情况下抑制接合界面的裂纹产生。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本发明采用了以下手段。S卩，第一电子部件的表面安装方法具有如下工序在基板主体上设置导电性电路、和形成于该导电性电路的表面侧的热塑性树脂层；在电子部件的电极表面设置金属层；以及将所述电子部件的所述金属层按压至所述热塑性树脂层，并且施加在与该金属层的表面大致平行的方向上振动的超声波振动产生的负载，由此通过熔融部分地去除热塑性树脂而使所述金属层和所述导电性电路接合，之后消除超声波振动产生的负载，通过冷却使熔融后的热塑性树脂固化，该电子部件的表面安装方法的特征在于，所述金属层由剪切强度比构成所述导电性电路的材料的剪切强度低的材料形成的薄层构成。根据本发明，能够在不使用焊锡材料的情况下进行电子部件的表面安装。此外，采用了由剪切强度比构成导电性电路的材料的剪切强度低的材料形成的薄层构成的层作为金属层，由此即使在通过超声波振动施加了负载的情况下，也能够抑制导电性电路破损。此外，采用上述那样的结构作为金属层，由此能够抑制剪切应力相对于电子部件的电极与金属层的接合部分(为了方便说明，称作第I接合部分)、以及金属层与导电性电路的接合部分(为了方便说明，称作第2接合部分)引起的负载。其理由如下所述。 S卩，第一，利用超声波振动，通过突出电极的前端，部分去除热塑性树脂层，与将突出电极和导电性电路接合的情况相比，第2接合部分的面积变广，从而能够减轻剪切应力。第二，与突出电极的情况相比，能够使厚度(本发明的情况为金属层的层厚，在突出电极的情况下与突出量相当)变薄，因此能够减小在第I接合部分与第2接合部分之间产生的应力力矩，能够减轻各接合部分处的剪切应力。第三，与突出电极的情况相比，弹性变形区域变大，且延展性增加，因此容易吸收剪切应力。如上所述，根据本发明，能够抑制导电性电路的破损，并且抑制剪切应力相对于各接合部分引起的负载，因此能够抑制接合界面的裂纹产生。使由其莫氏硬度比构成所述导电性电路的材料的莫氏硬度大的材料构成的粒子分散在所述热塑性树脂层中即可。由此，利用施加超声波振动产生的负载时的振动，通过分散在热塑性树脂层中的粒子发挥对金属表面进行损伤的“锉削效果”。由此，去除金属表面的非活性层(氧化膜)，开始金属接合。因此，即使在金属层的莫氏硬度比导电性电路的莫氏硬度低的情况下，也能够适当进行利用导电性电路表面的氧化膜破坏的接合。此外，第二发明是一种电子部件的表面安装方法，其具有如下工序在基板主体上设置导电性电路、和形成于该导电性电路的表面侧的金属层；在所述金属层的表面侧设置热塑性树脂层；以及将电子部件的电极表面按压至所述热塑性树脂层，并且施加在与所述电极表面大致平行的方向上振动的超声波振动产生的负载，由此通过熔融部分地去除热塑性树脂而使所述电极和所述金属层接合，之后消除超声波振动产生的负载，通过冷却使熔融后的热塑性树脂固化，该电子部件的表面安装方法的特征在于，所述金属层由剪切强度比构成所述导电性电路的材料的剪切强度低的材料形成的薄层构成。在上述第二发明中，由于与第一发明的情况同样的理由，能够抑制导电性电路的破损，并且抑制剪切应力相对于各接合部分引起的负载，因此能够抑制接合界面产生裂纹。此外，本发明的安装有电子部件的基板的特征在于，通过上述任意一项所述的电子部件的表面安装方法而在基板主体上安装有电子部件。发明的效果如以上所说明那样，根据本发明，能够在不使用焊锡材料的情况下抑制接合界面的裂纹产生。
图1是本发明的实施例1的安装有电子部件的基板的示意性剖视图。图2是示出本发明的实施例1的电子部件的表面安装方法中的表面安装步骤的工序图。图3是说明本发明的实施例2的电子部件的表面安装方法的图。图4是示出本发明的实施例3的电子部件的表面安装方法中的表面安装步骤的工序图。图5是示出现有例I的表面安装步骤的工序图。
图6是利用现有例2的表面安装方法得到的、安装有电子部件的基板的示意性剖视图。图7是示出现有例2的表面安装步骤的工序图。
具体实施例方式下面，参照附图，根据实施例例示性地详细说明用于实施本发明的方式。但是，该实施例所记载的结构部件的尺寸、材质、形状及其相对配置等只要没有特别特定的记载，就不是将本发明的范围仅限定于此的意思。(实施例1)参照图1和图2说明本发明的实施例1的电子部件的表面安装方法以及安装有电子部件的基板。〈安装有电子部件的基板〉尤其是，参照图1说明利用本发明的实施例1的电子部件的表面安装方法得到的安装有电子部件的基板。本实施例的安装有电子部件的基板100具有作为基板主体的绝缘性基材10 ;形成于绝缘性基材10的表面上的导电性电路21 ;以及金属层50，其设置于电子部件40中的一对电极41的表面，并且在与导电性电路21电连接的状态下被固定。此外，在基板100中，还设置有发挥进一步增强绝缘性基材10与电子部件40之间的固定的功能的树脂固定部31。另外，作为绝缘性基材10的材料的优选例，可列举玻璃环氧树脂。此外，在本实施例中，作为电子部件40，能够应用电阻或电容器等可利用表面安装进行安装的各种电子部件。<电子部件的表面安装方法>尤其是，参照图2对本实施例的电子部件的表面安装方法进行说明。
工序 I 在绝缘性基材10的表面层叠金属箔20 (参照图2 (A))。(具体的一个例子)在50μ m厚度的玻璃环氧树脂制的绝缘性基材(玻璃环氧树脂预成型料)10的单面上，重叠35 μ m厚度的由硬质铝构成的金属箔20，并通过热压对它们进行粘接。另外，该粘接方法是公知技术，因此省略其详细说明。
由此得到在绝缘性基材10的表面上层叠有金属箔20的部件。另外，作为金属箔20的其他具体例子，可列举18 μ m的铜箔。
工序 2 在金属箔20的表面上，通过由热塑性树脂构成的油墨材料形成期望的图案形状(导电性电路的形状)的抗蚀剂30 (参照该图(B))。(具体的一个例子)在金属箔20的表面上，利用在150°C左右的温度下进行熔融的聚烯烃系的热塑性粘接剂等，形成期望的图案形状的抗蚀剂30 (热塑性树脂层)。该抗蚀剂30通过利用凹版印刷等方法涂覆2 3 μ m厚左右而形成。 工序3》利用蚀刻去除未被抗蚀剂30覆盖的露出部位的金属箔20，形成导电性电路21。该导电性电路21的表面由作为热塑性树脂层的抗蚀剂30覆盖(参照该图(C))。 (具体的一个例子)在蚀刻处理时，在50°C的条件下使用NaOH(120g/l)作为蚀刻液即可。此处，还能够替代用作抗蚀剂30的聚烯烃系树脂而使用聚酯系的可塑性树脂。该情况下，在蚀刻时的蚀刻液中，使用酸系的FeCl2。此外，在本实施例中，能够将导电性电路21的接合部的面积减小为小于电子部件40的电极41中的接合部的面积。因此，与以往的利用焊锡材料的安装方法(例如在1.OmmXO. 5mm尺寸的芯片电容器的情况下,需要电极面积的2倍左右的面积)相比，能够减小导电性电路21的接合部的面积。〈〈其他工序》在其他工序中，在电子部件40的电极41中的与导电性电路21的接合侧的整个面上，利用镀覆等形成I μ m左右的薄层的金属层50 (参照该图(D))。此处，构成该金属层50的材料使用了其剪切强度(剪切阻力)比构成导电性电路21的材料的剪切强度低的材料。此外，金属层50的两面形成为平坦的面。(具体的一个例子)分别针对1.OmmXO. 5mm尺寸的芯片电容器(电子部件40)中的一对电极41，在与导电性电路21的接合侧的整个面上，使用剪切强度1600kg/cm2的金，利用以往公知的镀金法等以成为Ιμπι左右厚度的方式形成金属层50。此处，在导电性电路21由铝构成的情况下，剪切强度为2000 3000kg/cm2左右，在由铜构成的情况下，剪切强度为3000kg/cm2以上。因此,在任意一种情况下,金属层50的剪切强度都比导电性电路21的剪切强度低。另外，在本实施例中，示出了仅在电极41中的与导电性电路21的接合侧的面上设置金属层50的情况，但也可以在电极41中的整个露出面上形成金属层50。该情况下，不需要对电极41中的接合侧的面以外的面(上表面和侧面)实施镀覆，从而能够简化形成金属层50的工序。
工序 4 将设置于电子部件40的电极41的表面的金属层50按压至作为热塑性树脂层的抗蚀剂30,并且施加在与金属层50的表面大致平行的方向上振动的超声波振动产生的负载(参照该图(E))。在将在导电性电路21上形成有抗蚀剂30的绝缘性基材10加热到了60°C左右的状态下进行该工序。由此，通过施加压力产生的负载、同时施加超声波振动产生的负载，利用超声波振动的机械摩擦从导电性电路21的表面去除由热塑性树脂构成的抗蚀剂30的一部分。SP，抗蚀剂30由于摩擦热，其一部分熔融，并且由于加压，熔融后的树脂在与施加压力的方向垂直的方向上被推开，从而从金属层50的表面与导电性电路21的表面之间的区域被去除。此外，通过同样地以机械方式去除导电性电路21表面的氧化物层，电极41上的金属层50的表面与导电性电路21的表面接触，并且利用超声波振动产生的摩擦，在这些表面之间形成金属熔接部。之后，通过消除超声波振动产生的负载，由于热而熔融的热塑性树脂通过冷却而再次固化。由此，形成了发挥进一步增强绝缘性基材10与电子部件40之间的固定的功能的树脂固定部31 (参照该图(F))。(具体的一个例子)在压力O.2kg/mm2的条件下将设置于芯片电容器(电子部件40)的电极41的金属层50按压至抗蚀剂30，并且施加振动频率63KHz的超声波振动产生的负
载。进行O. 3秒左右施加这些负载的工序。由此，能够将芯片电容器牢固地固定在绝缘性基材10上，并且能够经由金属层50将芯片电容器中的电极41和绝缘性基材10上的导电性电路21电连接。另外，如上所述，在金属层50与导电性电路21之间形成有金属熔接部，因此这些部件被牢固地固定。另外，作为金属层50的材料的一个例子，示出了金的情况，但金属层50的材料不限于金。金属层50的材料只要具有导电性，且其剪切强度(剪切阻力)比构成导电性电路21的材料的剪切强度低即可。因此，与构成导电性电路21的材料对应地，除了金以外，还能够采用铝、锌、镍、铜或将它们适当组合后得到的合金等。此外，作为绝缘性基材10的一个例子,示出了 50 μ m厚的玻璃环氧树脂制的绝缘性基材，但绝缘性基材10的材料和厚度不限于此。在本实施例中，由于施加超声波振动产生的负载的时间可以为非常短的时间，因此不会将摩擦产生的热传递到绝缘性基材10。因此，还能够使用耐热性低、熔点120°C左右的PET膜(例如25 μ m厚)作为绝缘性基材10。<本实施例的电子部件的表面安装方法的优点> 不需要焊锡材料的效果>>如上所述，根据本实施例的表面安装方法，能够在不使用焊锡材料的情况下将电子部件40安装到绝缘性基材10。因此，能够得到如下的效果。不存在伴随焊锡材料的供给不足或溢出等而导致的断线或短路的问题，能够减小导电性电路21的面积。不需要形成用于确保焊锡接合可靠性的圆角，因此能够减小导电性电路21的面积。不存在与焊锡材料和构成导电性电路21的材料的润湿性相关的问题，从而能够削减导电性电路21的表面镀覆，并且能够采用价廉的铝作为导电性电路21的材料等，可削减材料成本。不需要使焊锡材料熔融的高温的热处理，因此还能够使用PET (聚对苯二甲酸乙二醇酯)等价廉的低耐热材料作为印刷布线基板中的基材(绝缘性基材10)。通过削减高温的热处理所需的装置和使用能量，实现制造成本的进一步降低。此外，能够通过削减使用能量、或者在以往的施工方法中所需的焊锡材料和焊剂材料，减轻对环境的负担。此外，不存在伴随焊锡材料的使用而产生裂纹、孔隙、晶须的问题，且不存在电子部件的浮起等品质降低的问题。而且，不需要在以往的施工方法中所需的蚀刻抗蚀剂剥离、抗蚀剂涂覆、镀覆、焊锡材料的供给、热处理和焊剂材料的清洗等作业，从而能够大幅度削减加工工时。伴随于此，能够削减制造成本、且提高生产率。〈〈用由剪切强度低的材料形成的薄层构成了金属层所获得的效果>>如上所述，在本实施例中，设置于电子部件40的表面的金属层50由剪切强度比构成导电性电路21的材料的剪切强度低的材料形成的薄层(使得导电性电路21成为平坦的面的层)构成。因此，能够得到如下的效果。S卩，在本实施例中，采用上述那样的结构作为金属层50，由此即使在利用超声波振动施加了负载的情况下，也能够抑制导电性电路21破损。这是因为，导电性电路21的剪切强度比金属层50的高、且金属层50的表面为平坦的面。此外，采用上述那样的结构作为金属层50，由此能够抑制剪切应力相对于电子部件40的电极41与金属层50之间的接合部分(为了方便说明，称作第I接合部分)、以及金 属层50与导电性电路21之间的接合部分(为了方便说明，称作第2接合部分)引起的负载。其理由如下所述。即，第一，利用超声波振动，通过突出电极的前端，部分去除热塑性树脂层，与将突出电极和导电性电路接合的情况相比，第2接合部分的面积变广，从而剪切应力减轻。第二，与突出电极的情况相比，能够使厚度(本实施例的情况为金属层50的层厚，在突出电极的情况下与突出量相当)变薄，因此能够减小在第I接合部分与第2接合部分之间产生的应力力矩，能够减轻各接合部分处的剪切应力。第三，与突出电极的情况相比，本实施例的金属层50的弹性变形区域变大，且延展性增加，因此容易吸收剪切应力。如上所述，根据本实施例，能够抑制导电性电路21的破损，并且抑制剪切应力相对于各接合部分引起的负载，因此能够抑制接合界面的裂纹产生。此外，在如以往那样采用突出电极的情况下，为了形成该突出电极，需要形成电镀掩模等工序，而与此相对，根据本实施例，不需要该工序，因此能够以与以往的施工方法比50%左右的低成本进行电子部件的表面安装。(实施例2)图3示出了本发明的实施例2。在本实施例中，示出了在上述实施例1所示的结构中，使由较硬材料构成的粒子分散在热塑性树脂层(抗蚀剂)中的情况。其他结构和作用与实施例1相同，因此对相同的结构部分标注相同标号并省略其说明。如在上述实施例1中说明那样，可以采用剪切强度比构成导电性电路21的材料的剪切强度低的材料作为金属层50的材料。例如，还可以使用剪切强度为大约200kg/cm2的锡(Sn)。但是，为了使金属层50和导电性电路21电连接，必须通过施加超声波振动产生的负载，利用金属层50使热塑性树脂(抗蚀剂30)的一部分熔融并将其去除，并且还去除导电性电路21的表面的氧化物层。此处，锡的莫氏硬度为1. 5左右，比铝和铜的莫氏硬度低。另外，铝的莫氏硬度为
2.75，铜的莫氏硬度为2. 5 3. O。因此，在使用铜或铝作为导电性电路21的材料的情况下，如果采用锡作为金属层50的材料，则存在如下问题难以进行基于超声波摩擦去除导电性电路21的表面的氧化物层，难以进行金属层50与导电性电路21之间的金属熔接部的形成。在本实施例中，说明如下方法即使在采用锡等莫氏硬度小的材料作为金属层50的材料的情况下，也能够在金属层50与导电性电路21之间适当地形成金属熔接部。即，在本实施例中，作为抗蚀剂30a，采用了在2μπι 3μ m左右的热塑性树脂层中分散有粒子30b的结构，该粒子30b由莫氏硬度比构成金属层50的材料的莫氏硬度大、且比构成导电性电路21的材料的莫氏硬度大的材料构成(参照图3 (A))。另外，作为热塑性树脂的优选例，可列举聚烯烃系树脂。此外，作为粒子30b的优选例，可列举Si02、A1203、SiC等的陶瓷，或者由镍、铜、锰、铁、钛等金属构成的直径为O. 3 μ m以上O. 5 μ m以下的大致球形的粒子。另外，表面安装方法(工序)与上述实施例1相同，因此省略其说明。 在本实施例中，如上所述，采用了在热塑性树脂中分散有莫氏硬度大的粒子30b的抗蚀剂30a。因此，在施加实施例1中说明的工序4的超声波振动产生的负载的工序中，对金属层50和导电性电路21施加粒子30b的摩擦力的方面与实施例1不同。另外，图3(B)以示意性剖视图示出了如下状态正处于施加超声波振动产生的负载的过程中，且热塑性树脂的一部分被熔融且被去除，并且处于金属层50与导电性电路21接触之前。此外，图3 (C)是安装有电子部件的基板的示意性剖视图(示出施加超声波振动产生的负载的工序后的状态的示意性剖视图)。如图所示，与上述实施例1的情况同样，由于热而熔融的热塑性树脂通过冷却而再次固化，形成了发挥进一步增强绝缘性基材10与电子部件40之间的固定的功能的树脂固定部31a。在实施例1中说明的工序4中，在金属层50与导电性电路21利用超声波振动进行摩擦接触时，如果双方的莫氏硬度存在差异，则产生难以进行莫氏硬度高一侧的表面氧化膜的破坏、难以形成金属熔接部的问题。但是，根据本实施例，将分散在热塑性树脂中的粒子30b设于金属层50与导电性电路21的界面，因此能够均匀地破坏双方的表面氧化膜，适当形成金属熔接部。如上所述，根据本实施例，即使在采用锡等莫氏硬度小的材料作为金属层50的材料的情况下，也能够在金属层50与导电性电路21之间适当地形成金属熔接部。(实施例3)图4示出了本发明的实施例3。在将电子部件固定于绝缘性基材前的阶段，在上述实施例1中，示出了将金属层设置于电子部件的电极侧的情况，但在本实施例中，示出将金属层设置于绝缘性基材侧的情况。其他基本结构和作用与实施例1相同，因此对相同的结构部分标注相同标号并省略其说明。在上述实施例1中，在将电子部件40固定于绝缘性基材10前的阶段，示出了将金属层50设置于电子部件40的电极41的表面的情况。但是，电极41中的接合侧相对于导电性电路21的面具有足够的面积，因此在实施例1的工序4中，不需要高精度地进行电子部件40相对于导电性电路21的位置对准。因此，以低成本化等为目的，在将电子部件40固定于绝缘性基材10前的阶段，还可以将金属层设置在绝缘性基材10侧(更具体而言是导电性电路21的表面)。<电子部件的表面安装方法>尤其是，参照图4对本实施例的电子部件的表面安装方法进行说明。
〈〈工序I 与实施例1的情况同样，在绝缘性基材10的表面层叠金属箔20 (参照图4 (A))。(具体的一个例子)在50μ m厚度的玻璃环氧树脂制的绝缘性基材(玻璃环氧树脂预成型料)10的单面上，重叠18 μ m厚度的金属箔(铜箔)20，并通过热压对它们进行粘接。由此得到在绝缘性基材10的表面上层叠金属箔20后的部件。〈〈工序2 在金属箔20的表面上形成了所需图案形状的镀覆用抗蚀剂后，在未被该镀覆用抗蚀剂覆盖的金属箔20的露出部分，利用以往公知的镀覆处理(无电解镀或电解镀处理)形成金属层55。与实施例1的情况同样，构成该金属层55的 材料使用了剪切强度(剪切阻力)比构成导电性电路21的材料的剪切强度低的材料。此外，金属层55的两面形成为平坦的面。此外，与实施例1的情况同样，该金属层55由Iym左右的薄层构成。并且,关于该金属层55的材料，也与实施例1的情况同样，能够根据构成导电性电路21的材料，采用金、铝、锌、镍、铜或将它们适当组合后得到的合金等。在形成了金属层55后,从金属箔20的表面剥离镀覆用抗蚀剂(参照该图(B))。另夕卜，在图4中，未图示镀覆用抗蚀剂。〈〈工序3 在金属箔20上的包含设置有金属层55的部位的表面上，通过由热塑性树脂构成的油墨材料形成期望的图案形状(导电性电路的形状)的抗蚀剂35 (参照该图(C))。(具体的一个例子)在金属箔20上的包含设置有金属层55的部位的表面上，利用150°C左右的温度下熔融的聚烯烃系的热塑性粘接剂等，形成期望的图案形状的抗蚀剂35(热塑性树脂层)。该抗蚀剂30通过利用凹印印刷等方法涂覆2 3 μ m厚左右而形成。〈〈工序4 利用蚀刻去除未被抗蚀剂35覆盖的露出部位的金属箔20，形成导电性电路21。该导电性电路21的表面由作为热塑性树脂层的抗蚀剂35覆盖，并且在设置有金属层55的部位，以夹着该金属层55的方式被抗蚀剂35覆盖(参照该图(D))。〈〈工序5 将电子部件40的电极41的表面按压至作为热塑性树脂层的抗蚀剂35，并且施加在与电极41的表面大致平行的方向上振动的超声波振动产生的负载(参照该图(E))。在将在导电性电路21上形成有抗蚀剂35等的绝缘性基材10加热到了 60°C左右的状态下进行
该工序。通过施加该超声波振动产生的负载来对电子部件40的电极41和金属层55进行电接合的机理与上述实施例1的情况相同。S卩，通过施加压力产生的负载、同时施加超声波振动产生的负载，利用超声波振动的机械摩擦从金属层55的表面去除由热塑性树脂构成的抗蚀剂35的一部分。即，抗蚀剂35利用摩擦热，其一部分熔融，并且利用加压，熔融后的树脂在与施加压力的方向垂直的方向上被推开，从而从电子部件40的电极41的表面与金属层55的表面之间的区域中被去除。此外，通过同样地以机械方式去除电极41的表面的氧化物层，电极41的表面与金属层55的表面接触，并且利用超声波振动产生的摩擦，在这些表面之间形成金属熔接部。
之后，通过消除超声波振动产生的负载，由于热而熔融的热塑性树脂通过冷却而再次固化。由此，形成有发挥进一步增强绝缘性基材10与电子部件40的固定的功能的树脂固定部36 (参照图4 (F))。另外，在工序5中，按压电子部件40的压力、超声波振动的振动频率和施加负载的时间的具体例子与上述实施例1示出的情况相同，因此省略其说明。如上所述，在本实施例中，也能够得到与上述实施例1的情况同样的效果。此外，在本实施例中，如在上述实施例2中说明那样，能够通过使由较硬材料构成的粒子分散在热塑性树脂层(抗蚀剂35)中，来提高施加超声波振动产生的负载时的摩擦力。(其他)上述各实施例中的金属层50、55的层厚优选设为I μ m以上3 μ m以下。将金属层50,55的厚度设定为I μ m以上的理由是考虑到利用超声波摩擦削除的量。在将金属层50、55的厚度设定为小于Iym的情况下，在界面内可能不存在作为电极的金属，从而产生接合缺陷的可能性变高。此外，增厚金属层50、55的厚度是成本增高的主要原因，如果过厚则有在金属层内产生裂纹的风险，因此金属层50、55的厚度的上限优选为3 μ m左右。标号说明10 :绝缘性基材20 :金属箔21:导电性电路30 :抗蚀剂30a:抗蚀剂30b :粒子31 :树脂固定部35 :抗蚀剂40:电子部件41:电极50:金属层55:金属层100 :基板
权利要求
1.一种电子部件的表面安装方法，其具有如下工序在基板主体上设置导电性电路、和形成于该导电性电路的表面侧的热塑性树脂层；在电子部件的电极表面设置金属层；以及将所述电子部件的所述金属层按压至所述热塑性树脂层，并且施加在与该金属层的表面大致平行的方向上振动的超声波振动产生的负载，由此通过熔融部分地去除热塑性树脂而使所述金属层和所述导电性电路接合，之后消除超声波振动产生的负载，通过冷却使熔融后的热塑性树脂固化，该电子部件的表面安装方法的特征在于，所述金属层由其剪切强度比构成所述导电性电路的材料的剪切强度低的材料形成的薄层构成。
2.根据权利要求1所述的电子部件的表面安装方法，其特征在于，使由莫氏硬度比构成所述导电性电路的材料的莫氏硬度大的材料构成的粒子分散在所述热塑性树脂层中。
3.一种电子部件的表面安装方法，其具有如下工序在基板主体上设置导电性电路、和形成于该导电性电路的表面侧的金属层；在所述金属层的表面侧设置热塑性树脂层；以及将电子部件的电极表面按压至所述热塑性树脂层，并且施加在与所述电极表面大致平行的方向上振动的超声波振动产生的负载，由此通过熔融部分地去除热塑性树脂而使所述电极和所述金属层接合，之后消除超声波振动产生的负载，通过冷却使熔融后的热塑性树脂固化，该电子部件的表面安装方法的特征在于，所述金属层由其剪切强度比构成所述导电性电路的材料的剪切强度低的材料形成的薄层构成。
4.一种安装有电子部件的基板，其特征在于，通过权利要求1、2或3所述的电子部件的表面安装方法而在基板主体上安装有电子部件。
全文摘要
本发明提供电子部件的表面安装方法以及安装有电子部件的基板，该方法能够在不使用焊锡材料的情况下抑制接合界面的裂纹产生。电子部件(40)的表面安装方法具有如下工序在绝缘性基材(10)上设置导电性电路(21)、和形成于导电性电路(21)的表面侧的由热塑性树脂构成的抗蚀剂(30)；在电子部件(40)的电极(41)的表面设置金属层(50)；以及在将电子部件(40)的金属层(50)按压至抗蚀剂(30)，并且施加在与金属层(50)的表面大致平行的方向上振动的超声波振动产生的负载，由此通过熔融部分地去除抗蚀剂(30)而使金属层(50)和导电性电路(21)接合，之后消除超声波振动产生的负载，通过冷却使熔融后的热塑性树脂固化，在该电子部件(40)的表面安装方法中，金属层(50)由其剪切强度比构成导电性电路(21)的材料的剪切强度低的材料形成的薄层构成。
文档编号H01L21/60GK103004294SQ201180034819
公开日2013年3月27日 申请日期2011年7月6日 优先权日2010年9月7日
发明者川井若浩 申请人:欧姆龙 株式会社