电子模块、电子设备以及电子模块和电子设备的制造方法与流程

文档序号:19532806发布日期:2019-12-27 15:33阅读:161来源:国知局
电子模块、电子设备以及电子模块和电子设备的制造方法与流程

本发明涉及电子模块、电子设备、电子模块的制造方法以及电子设备的制造方法。



背景技术:

用作电子设备的示例的诸如数码相机或包括相机的智能电话之类的图像拾取装置包括印刷电路板,该印刷电路板是包括诸如图像传感器之类的电子部件的电子模块的一个示例。印刷电路板包括印刷布线板,电子部件安装在印刷布线板上。随着图像拾取装置的小型化和性能的改善,电子部件也小型化并且性能改善。诸如连接盘(land)栅格阵列lga和无引线芯片载体lcc之类的可以小型化并且其中可以布置大量端子的封装被用于针对图像拾取装置使用的电子部件。这些封装可以小型化,因为用作端子的连接盘设置在封装的主表面上,因此不需要引线端子。封装的连接盘和印刷布线板的连接盘经由包括焊料的焊料接合部分接合。但是,取决于使用条件,焊料接合部分有时会断开。例如,当图像拾取装置掉落时,焊料接合部分有时会因跌落的影响而断开。此外,当电子部件的性能改善时,电子部件的操作中生成的热量增加,因此电子部件的热膨胀量增加,并且因此电子部件的变形量增加。因此,应力施加到焊料接合部分,并且焊料接合部分有时会断开。

已知一种通过含树脂的底部填充物来加强焊料接合部分以抑制焊料接合部分的断开的方法。日本专利特许公开no.2006-186011公开了一种通过使用焊料粉末和热固性树脂的混合物的糊剂将电子部件安装在印刷布线板上的方法。当将这种糊剂加热到等于或高于焊料熔点的温度时,糊剂分离成焊料和未固化的热固性树脂。在焊料周围分离的未固化的热固性树脂最终通过加热引起的固化反应而固化。

顺便提及,需要电子部件的进一步小型化。由于需要进一步减小电子部件的连接盘之间的间距以进一步使电子部件小型化,因此需要使焊料接合部分小型化。在这种情况下,要求改善焊料接合部分的接合可靠性。



技术实现要素:

根据本发明的第一方面,一种电子模块包括:电子部件,包括底表面和多个第一连接盘,底表面包括第一区域和围绕第一区域的第三区域,所述多个第一连接盘设置在第三区域中;印刷布线板,包括主表面和多个第二连接盘,主表面包括第二区域和围绕第二区域的第四区域,主表面面向电子部件的底表面,所述多个第二连接盘设置在第四区域中;多个焊料接合部分,分别将所述多个第一连接盘接合到所述多个第二连接盘;以及树脂部分,含有热固性树脂的固化产物并且接触所述多个焊料接合部分。在第二区域中提供凹陷部分。在凹陷部分中不提供树脂部分。

根据本发明的第二方面,一种电子模块包括:电子部件,包括底表面和多个第一连接盘,底表面包括第一区域和围绕第一区域的第三区域,所述多个第一连接盘设置在第三区域中;印刷布线板,包括主表面和多个第二连接盘,主表面包括第二区域和围绕第二区域的第四区域,主表面面向电子部件的底表面,所述多个第二连接盘设置在第四区域中;多个焊料接合部分,分别将所述多个第一连接盘接合到所述多个第二连接盘;以及树脂部分,含有热固性树脂的固化产物并且接触所述多个焊料接合部分。树脂部分以锐角与第一区域接触。

根据本发明的第三方面,一种电子模块的制造方法包括:制备电子部件和印刷布线板,电子部件包括底表面和多个第一连接盘,底表面包括第一区域和围绕第一区域的第三区域,所述多个第一连接盘设置在第三区域中,印刷布线板包括主表面和多个第二连接盘,主表面包括其中提供凹陷部分的第二区域和围绕第二区域的第四区域,主表面面向电子部件的底表面,所述多个第二连接盘设置在第四区域中;在所述多个第二连接盘中的每一个第二连接盘上提供含有焊料粉末和未固化的热固性树脂的糊剂;将电子部件安装在印刷布线板上,使得所述多个第一连接盘分别面向所述多个第二连接盘;以及加热糊剂,以形成将所述多个第一连接盘接合到所述多个第二连接盘的多个焊料接合部分并形成树脂部分,使得树脂部分与所述多个焊料接合部分接触并且在凹陷部分中不存在。

参考附图,根据示例性实施例的以下描述,本发明的其它特征将变得清楚。

附图说明

图1是图示用作根据第一示例性实施例的电子设备的示例的数码相机的解释图。

图2是根据第一示例性实施例的印刷电路板的截面图。

图3a是根据第一示例性实施例的图像传感器的平面图。

图3b是根据第一示例性实施例的印刷布线板的平面图。

图4a是根据第一示例性实施例的制造印刷电路板的方法的解释图。

图4b是根据第一示例性实施例的制造印刷电路板的方法的解释图。

图4c是根据第一示例性实施例的制造印刷电路板的方法的解释图。

图5a是根据第一示例性实施例的制造印刷电路板的方法的解释图。

图5b是根据第一示例性实施例的制造印刷电路板的方法的解释图。

图5c是根据第一示例性实施例的制造印刷电路板的方法的解释图。

图6a是当在面内方向上切割根据第一示例性实施例的印刷电路板时图像传感器的示意图。

图6b是当在面内方向上切割根据第一示例性实施例的印刷电路板时印刷布线板的示意图。

图7a是修改示例1的印刷电路板的截面图。

图7b是修改示例2的印刷电路板的截面图。

图7c是修改示例3的印刷电路板的截面图。

图8a是修改示例4的印刷布线板的平面图。

图8b是修改示例5的印刷布线板的平面图。

图9是示例中回流炉内的温度的曲线图。

图10是根据第二示例性实施例的印刷电路板的截面图。

图11a是根据第二示例性实施例的图像传感器的平面图。

图11b是根据第二示例性实施例的印刷布线板的平面图。

图12a是根据第二示例性实施例的制造印刷电路板的方法的解释图。

图12b是根据第二示例性实施例的制造印刷电路板的方法的解释图。

图12c是根据第二示例性实施例的制造印刷电路板的方法的解释图。

图13a是根据第二示例性实施例的制造印刷电路板的方法的解释图。

图13b是根据第二示例性实施例的制造印刷电路板的方法的解释图。

图13c是根据第二示例性实施例的制造印刷电路板的方法的解释图。

图14a是当在面内方向上切割根据第二示例性实施例的印刷电路板时图像传感器的示意图。

图14b是当在面内方向上切割根据第二示例性实施例的印刷电路板时印刷布线板的示意图。

图15a是根据第三示例性实施例的印刷电路板的截面图。

图15b是根据第四示例性实施例的印刷电路板的截面图。

图16a是根据比较示例的印刷电路板的截面图。

图16b是当在面内方向上切割根据比较示例的印刷电路板时图像传感器的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。

第一示例性实施例

图1是数码相机600的解释图,数码相机600是用作根据第一示例性实施例的电子设备的示例的图像拾取装置。作为图像拾取装置的数码相机600是具有可更换透镜单元的数码相机,并且包括相机主体601。包括透镜的作为镜筒的透镜单元602可拆卸地安装在相机主体601上。相机主体601包括壳体611以及用作设置在壳体611中的电子模块的示例的印刷电路板300和700。印刷电路板300和700经由缆线950电互连。

印刷电路板300包括用作电子部件的示例的图像传感器100以及其上安装有图像传感器100的印刷布线板200。印刷电路板700包括用作电子部件的示例的图像处理设备800以及其上安装有图像处理设备800的印刷布线板900。

例如,图像传感器100是互补金属氧化物半导体图像传感器(cmos图像传感器)或电荷耦合器件图像传感器(ccd图像传感器)。图像传感器100具有将通过透镜单元602入射的光转换成电信号的功能。

例如,图像处理设备800是数字信号处理器。图像处理设备800具有从图像传感器100获得电信号、执行校正所获得的电信号的处理以及从而生成图像数据的功能。

图2是根据第一示例性实施例的印刷电路板300的截面图。图像传感器100是lga封装。要注意的是,图像传感器100可以是lcc封装。图像传感器100包括作为半导体元件的传感器元件101以及作为第一基部的绝缘基板102。绝缘基板102包括用作图像传感器100的底表面的主表面111。图像传感器100包括用作设置在绝缘基板102的主表面111上的多个第一连接盘的连接盘130。传感器元件101设置在绝缘基板102的与主表面111相反的表面112上。连接盘130是由诸如铜之类的导电金属形成的电极。例如,连接盘130用作信号电极、电力电极、接地电极或虚设电极。沿着主表面111的面内方向将被称为x-y方向,并且垂直于主表面111的面外方向将被称为z方向。

图3a是从主表面111侧观察的图像传感器100的平面图。连接盘130在平面图中均具有圆形形状,但是形状不限于此。连接盘130在平面图中可以均具有多边形形状或+形状。绝缘基板102由例如陶瓷(诸如氧化铝)形成。

如图2中所示,印刷布线板200包括用作第二基部的绝缘基板202。绝缘基板202包括用作印刷布线板200的主表面的主表面211。印刷布线板200包括用作设置在绝缘基板202的主表面211上的多个第二连接盘的连接盘230。连接盘230是由诸如铜之类的导电金属形成的电极。例如,连接盘230用作信号电极、电力电极、接地电极或虚设电极。绝缘基板202由诸如环氧树脂之类的绝缘材料形成。

印刷布线板200包括阻焊层240,阻焊层240是阻焊剂的膜。阻焊层240提供在主表面211上。在本示例性实施例中,连接盘230是焊料掩模限定的连接盘:smd连接盘。即,“连接盘230”是指在绝缘基板202的主表面211上形成的导体图案的部分,并且这些部分通过在阻焊层240中限定的开口550暴露,如图2中所示。要注意的是,连接盘230可以是非焊料掩模限定的连接盘:nsmd连接盘。图3b是从主表面211侧观察的印刷布线板200的平面图。连接盘230在平面图中均具有圆形形状,但是形状不限于此。连接盘230在平面图中可以均具有多边形形状或+形状。

在本示例性实施例中,在图像传感器100中,绝缘基板102的主表面111上不存在阻焊层,因此绝缘基板102的主表面111用作封装基板的表面。此外,在印刷布线板200中,阻焊层240提供在绝缘基板202的主表面211上,因此阻焊层240的表面241用作印刷布线板200的表面。

如图2中所示,多个连接盘130分别经由含焊料的多个焊料接合部分400接合到多个连接盘230。在每个焊料接合部分400中,不与连接盘130和230以及阻焊层240接触的部分被作为底部填充物的树脂部分450覆盖。在稍后将描述的凹陷部分的外周侧上,优选地,焊料接合部分400之间的间隙填充有树脂部分450。树脂部分450主要含有固化产物,该固化产物是通过热固化热固性树脂而获得的树脂材料。在本示例性实施例中,多个焊料接合部分400由树脂部分450的单体覆盖。要注意的是,虽然多个焊料接合部分400优选地被树脂部分450的单体覆盖,但是构造不限于此,并且多个焊料接合部分400可以被多个分离的树脂部分覆盖。

如图3a中所示,主表面111包括用作第一区域的区域r1和用作围绕区域r1的第三区域的区域r3。多个连接盘130布置在区域r3中,其间具有间隔。区域r1是多个连接盘130当中位于最内周侧的连接盘130所围绕的区域中的最大尺寸的矩形区域。区域r1是包括主表面111的中心的区域。如图3b中所示,主表面211包括用作第二区域的区域r2和用作围绕区域r2的第四区域的区域r4。多个连接盘230布置在区域r4中,其间具有间隔。区域r2是多个连接盘230当中位于最内周侧的连接盘230所围绕的区域中的最大尺寸的矩形区域。连接盘230分别设置在与连接盘130相对的位置处。

区域r1和区域r2彼此相对。区域r3和区域r4彼此相对。在阻焊层240中,在区域r2上方限定用作印刷布线板200的凹陷部分的开口500。即,阻焊层240的开口500用作在印刷布线板200的主表面211上提供的凹陷部分。这个凹陷部分是相对于图像传感器100安装在印刷布线板200上的表面(即,相对于图2中所示的阻焊层240的表面241)凹陷的部分。阻焊层240的开口500被限定为环形形状,如图3b中所示。开口500是第一示例性实施例中的通孔,并且在主表面211的区域r2中提供的导体图案235通过开口500暴露。

如图2中所示,区域r3和区域r4之间的间隙填充有树脂部分450。树脂部分450与多个焊料接合部分400接触。其中通过树脂部分450在区域r1和区域r2之间、特别是在开口500上方限定不存在树脂部分450的空间sp1。

将描述印刷电路板300的制造方法。图4a、图4b、图4c、图5a、图5b和图5c各自是用于制造图2中所示的印刷电路板300的方法的每个步骤的解释图。

如图4a中所示,在步骤s1中制备其上提供有连接盘230的绝缘基板202。接下来,在步骤s2中,在主表面111和211中的一个或两个上形成阻焊层240。在本示例性实施例中,阻焊层240在主表面211上形成。在步骤s2中,将开口500限定在与区域r1和r2中的一个或两个对应的位置处。在本示例性实施例中,开口500限定在与区域r2对应的位置处,因为阻焊层240在主表面211上形成。要注意的是,在步骤s2中,在阻焊层240中的与连接盘230对应的位置处还限定了连接盘230通过其暴露的开口。虽然例如如何限定开口500(即,如何形成阻焊层240)没有特别限制,但是在印刷布线板的制造工艺中结合光刻的形成方法是经济的并且因此是优选的。

在本示例性实施例中,通过在阻焊层240中提供开口500,暴露在绝缘基板202的主表面211的区域r2中提供的导体图案235。这种导体图案235的用途不受特别限制,并且可以是例如接地线。通过经由上述步骤s1和s2制造印刷布线板200来制备印刷布线板200。此外,还制备以不同制造工艺制造的图像传感器100。

接下来,在步骤s3中,在多个连接盘230中的每一个上设置糊剂p,如图4c中所示。糊剂p含有焊料粉末和未固化的热固性树脂。热固性树脂优选地是热固性环氧树脂,特别优选地为双酚-a环氧树脂。糊剂p还可以包含焊接所需的助焊剂(flux)成分。

在步骤s3中,通过丝网印刷或使用分配器将糊剂p供应到印刷布线板200。要注意的是,如图4c中所示,可以供应糊剂p以覆盖每个连接盘230的整体,或者,虽然本文省略了其图示,但是可以供应糊剂p以部分地覆盖每个连接盘230。

接下来,如图5a中所示,在步骤s4中,图像传感器100安装在印刷布线板200上,使得糊剂p夹在连接盘130和连接盘230之间。在本示例性实施例中,在步骤s4中,通过使用未示出的安装器,将图像传感器100安装在印刷布线板200上。此时,图像传感器100被定位并安装在印刷布线板200上,使得连接盘130与连接盘230相对。

接下来,如图5b中所示,其上安装有图像传感器100的印刷布线板200被传送到回流炉1000。然后,在图5b中所示的步骤s5-1和图5c中所示的步骤s5-2中,在调节回流炉1000中的加热温度的同时加热糊剂p,从而经由焊料接合图像传感器100和印刷布线板200。

首先,将描述图5b中所示的步骤s5-1。在步骤s5-1中,将回流炉1000内的温度调节到等于或高于糊剂p中所含的焊料粉末的熔点的第一温度t1。因此,糊剂p中的焊料粉末熔化,因此糊剂p分离成熔融焊料401和未固化的热固性树脂451。具体而言,热固性树脂451移动到熔融焊料401附近。虽然第一温度t1优选地随时间恒定,但是第一温度t1可以随时间改变。

然后,在图5c中所示的步骤s5-2中,将回流炉1000内的温度调节到低于焊料熔点的第二温度t2,从而使熔融焊料401固化。即,t2<t1成立。因此,形成将连接盘130接合到连接盘230的焊料接合部分400。在图1中所示的壳体611中提供以这种方式制造的印刷电路板300。

第二温度t2也是热固性树脂451固化的温度,并且回流炉1000内的温度保持在第二温度t2的时段等于或长于热固性树脂451固化所需的预定时间。因此,热固性树脂451逐渐固化,从而形成图2中所示的树脂部分450。虽然第二温度t2优选地随时间恒定,但是第二温度t2可以随时间改变。

焊料接合部分400,更具体而言是焊料接合部分400和连接盘130之间的接触部分以及焊料接合部分400和连接盘230之间的接触部分,由图2中所示的树脂部分450加强,因此焊料接合部分400的接合可靠性得到改善。

要注意的是,虽然已经描述了在相同的回流炉1000中连续执行图5b中所示的步骤s5-1和图5c中所示的步骤s5-2的情况,但是构造不限于此。在回流炉1000的尺寸小并且不能确保步骤s5-2的足够时间的情况下,在步骤s5-1的回流炉1000中加热之后,中间产物可以移动到未示出的加热炉,然后可以将热固性树脂451加热到第二温度t2以固化。

在步骤s5-1中,糊剂p分离成其中焊料聚集的熔融焊料401以及在熔融焊料401周围流动的未固化的热固性树脂451。此时,未固化的热固性树脂451的表面积小于糊状态的表面积,因此其粘度明显降低并且其流动性增加。流动性增加的热固性树脂451通过毛细管现象流动以缩小间隙。

此外,当加热到第一温度t1时,图像传感器100的主表面111和印刷布线板200的主表面211中的一个或两个不会变成几何平坦的表面。即,图像传感器100和印刷布线板200中的一个或两个由于加热而翘曲。取决于这种翘曲的状态,在图像传感器100的中心侧图像传感器100和印刷布线板200之间的间隙有时相对于图像传感器100的外周侧相对窄。图像传感器100的中心侧是没有提供连接盘的区域,因此糊剂p不被供应到该区域。由于图像传感器100的小型化导致连接盘130之间的间距减小,因此焊料接合部分400也需要小型化,因此,图像传感器100和印刷布线板200之间的间隔减小并且更可能发生毛细管现象。

因此,在本示例性实施例中,在与位于图像传感器100的中心侧的区域r1相对的区域r2之上提供没有提供阻焊剂的开口500。作为这个开口500的结果,空间大于未提供开口500的状态(即,存在阻焊剂的状态)下的空间,因此抑制了由毛细管现象造成的树脂流动。

图6a是图示当在焊料接合部分400和树脂部分450处在作为面内方向的x-y方向上切割图2中所示的印刷电路板300时的图像传感器100的示意图。图6b是图示当在焊料接合部分400和树脂部分450处在作为面内方向的x-y方向上切割图2中所示的印刷电路板300时的印刷布线板200的示意图。

如图6a和图6b中所示,形成树脂部分450,其在树脂部分450向中心侧的流动被开口500抑制的状态下固化。如图6b中所示,树脂部分450与用作凹陷部分的开口500分离。即,树脂部分450没有提供在开口500中和由开口500围住的区域中。以这种方式,树脂部分450不与限定凹陷部分的部分接触。树脂部分450优选地与整个开口500分离。因此,在焊料接合部分400周围,特别是在多个焊料接合部分400当中位于需要接合强度的外周部分中的焊料接合部分4001周围,抑制了树脂部分450的树脂量的不足。即,可以抑制树脂向没有提供焊料接合部分的图像传感器100的中心侧的流动,因此可以增加在焊料接合部分400周围、特别是焊料接合部分4001周围维持的树脂量。此外,在位于外周部分中的焊料接合部分4001当中需要特别高接合强度的角落部分中定位的焊料接合部分40011周围,也可以增加所维持的树脂的量。

当数码相机600的使用环境(即,温度)改变时,由于图像传感器100和印刷布线板200之间的线性膨胀系数的差异,在焊料接合部分400中生成应力。此外,当数码相机600掉落时,冲击力施加到焊料接合部分400。在本示例性实施例中,由于焊料接合部分400由树脂部分450加强,因此,即使当施加由温度改变生成的应力或由掉落引起的冲击力时,也可以抑制焊料接合部分400的断开,并且因此,可以改善焊料接合部分400的接合可靠性。在这里,焊料接合部分400的断开的示例包括焊料接合部分400的断裂、焊料接合部分400从连接盘130的剥离以及焊料接合部分400从连接盘230的剥离。由于焊料接合部分400的接合可靠性增加,因此电气和机械连接可长时间维持。因此,可以延长印刷电路板300的寿命以及数码相机600的寿命。

通过使用含热固性树脂的糊剂p制造印刷电路板300,可以仅通过执行加热步骤s5-1和s5-2同时执行焊料接合和底部填充物的形成。因此,可以容易地制造印刷电路板300。

在这里,假设图像传感器100的主表面111的面积是sp,多个连接盘130的总面积是ss,并且多个焊料接合部分400的数量(即,端子的数量)是n。此外,假设作为树脂部分450的体积m1与树脂部分450的体积m1和多个焊料接合部分400的总体积m2之和的比率的混合比率,即m1/(m1+m2),是m。另外,假设在多个连接盘230中最内周侧的连接盘230围绕的区域r2的面积是si,并且由开口500的外周围住的区域的面积是sg。在图4b中所示的步骤s2中限定的开口500的外形优选地使得焊料接合部分400周围的空间可以用热固性树脂充分填充。即,由开口500的外周围住的区域的面积sg优选地满足下面的公式(1)。

即,作为满足公式(1)的面积sg的结果,焊料接合部分400周围的空间可以用热固性树脂充分填充。特别是在步骤s2中,优选的是,阻焊层240在主表面211上形成,使得位于最内周侧的连接盘230与开口500的外周之间的最小距离d为0.5mm至5.0mm。更优选地,最小距离d为2.0mm或更小。因此,焊料接合部分400周围的空间可以用热固性树脂充分填充。

修改示例1

图7a是修改示例1的印刷电路板300a的截面图。虽然在第一示例性实施例中已经描述了导体图案235存在于与印刷布线板200的阻焊层240的开口500对应的位置处的情况,但是构造不限于此。如图7a中所示,可以采用以下构造,其中在与开口500对应的位置处不存在导体图案并且用作印刷布线板200a的基材的绝缘基板202的主表面211的部分通过阻焊层240的开口500暴露。

修改示例2

图7b是修改示例2的印刷电路板300a-1的截面图。虽然在第一示例性实施例中已经描述了阻焊层240的开口500是通孔的情况,但是构造不限于此。如图7b中所示,印刷布线板200a-1包括在绝缘基板202的主表面211上提供的阻焊层240a-1。在阻焊层240a-1中,限定作为有底孔的开口500a-1来代替作为第一示例性实施例中描述的通孔的开口500。只要开口500a-1相对于相邻的阻焊层240a-1凹陷10μm或更多就足够了。

修改示例3

图7c是修改示例3的印刷电路板300b的截面图。虽然在第一示例性实施例和修改示例1中已经描述了开口500具有环形形状的情况,但是构造不限于此。如图7c中所示,可以采用其中在由开口500b的外周围住的区域中不存在阻焊剂的构造。在这种情况下,如图7c中所示,在与开口500b对应的位置处没有提供导体图案,并且可以通过阻焊层240b的开口500b向外部暴露用作印刷布线板200b的基材的绝缘基板202的主表面211的部分。此外,虽然这里省略了图示,但是可以与第一示例性实施例中一样,导体图案存在于与开口500b对应的位置处。此外,开口500b不限于通孔,并且可以与修改示例2中一样是有底孔。

修改示例4

图8a是修改示例4的印刷电路板的印刷布线板200c的平面图。如图8a中所示,除了多个连接盘230之外,印刷布线板200c还可以包括用于供应热固性树脂的连接盘237。虽然在图8a中所示的示例中连接盘237各自具有l形状,但是形状不限于此,并且可以是诸如矩形形状或圆形形状之类的任意形状。此外,虽然优选地连接盘237设置在印刷布线板的可能发生热固性树脂不足的角落部分附近,但是构造不限于此,并且可以在印刷布线板的侧边提供连接盘237。通过在连接盘237上印刷含有热固性树脂的焊料糊剂,可以增加电子部件和印刷布线板200c之间的热固性树脂的量。

修改示例5

图8b是修改示例5的印刷电路板的印刷布线板200d的平面图。开口的数量不限于一个,并且可以提供多个开口。图8b中所示的印刷布线板200d的阻焊层240d包括四个开口500d。每个开口500d提供在与区域r2对应的位置处,并且具有沿着最内周侧的连接盘230延伸的细长形状。在这种情况下,由互连多个开口500d的包络线围住的区域r21的面积可以用作公式(1)的面积sg。

示例1

作为示例1,将描述通过第一示例性实施例中描述的制造方法制造图2中所示的印刷电路板300的情况。示例1的图像传感器100是lga封装。图像传感器100的底表面的面积是900mm2,连接盘130的总面积是150mm2,并且由焊料形成的有效端子的数量是300。图像传感器100的绝缘基板102的材料是氧化铝陶瓷。

印刷布线板200的绝缘基板202是fr-4。绝缘基板202的外形尺寸为大约50.0mm×50.0mm。阻焊层240的厚度大约为0.02mm。连接盘230的材料是cu。每个连接盘230的直径为1.0mm,并且连接盘230以1.6mm的间距布置成栅格形状。

在阻焊层240中限定了连接盘230通过其暴露的开口。由多个连接盘230中的最内周侧的连接盘围绕的区域的面积被设定为180mm2,并且由开口500的外周围住的区域的面积被设定为170mm2。此外,焊料糊剂中的热固性树脂的混合比率被设定为60vol%。因此,开口500的外形满足公式(1)。

在图4c中所示的步骤s3中,通过丝网印刷在连接盘230上提供糊剂p。厚度为0.02mm的印刷板用于丝网印刷。糊剂p含有作为热固性树脂的双酚-a环氧树脂以及与环氧树脂反应的固化剂。焊料粉末的合金组成是锡-58铋的共晶组成,熔点为139℃,并且其平均粒径为40μm。在糊剂p中添加的焊料粉末的量为大约40vol%,其余部分包括热固性树脂、固化剂以及用于确保焊料接合性质的少量助焊剂成分。

在图5a中所示的步骤s4中,通过使用安装器将lga型图像传感器100安装在其上供应有糊剂p的印刷布线板200上。此时,连接盘130被定位成与连接盘130要接合到的印刷布线板200的连接盘230相对。

接下来,在图5b中所示的步骤s5-1和图5c中所示的步骤s5-2中加热图5a中所示的糊剂p。在图9中图示了这个时候的回流炉1000内的温度轮廓。图9是示出示例中回流炉1000内的温度的曲线图。在步骤s5-1中,如图9中所示,将回流炉1000内的温度调节到等于或高于作为焊料熔点的139℃的温度,因此糊剂p中的焊料被熔化。因此,糊剂p被分离成熔融焊料401和热固性树脂451。

此时,与焊料分离的热固性树脂的流动性增加,因此热固性树脂通过毛细管现象流到印刷布线板200和图像传感器100之间的间隙的狭窄部分。由于在阻焊层240中限定的开口500提供在示例1的印刷布线板200的中心部分处,因此树脂向中心部分的流动受到抑制,并且热固性树脂451维持在焊料接合部分400附近。

然后,如图9中所示,在步骤s5-2中,将回流炉1000内的温度调节到热固化所需并且低于作为焊料熔点的139℃的温度,因此热固性树脂451被固化。

通过上述制造方法制造的印刷电路板300被分解成图像传感器100和印刷布线板200,如图6a和图6b中所示。在图像传感器100和印刷布线板200中的每一个上观察热固性树脂。确认没有树脂流到印刷布线板200上的开口500内的区域。此外,确认树脂没有流到图像传感器100的外部。确认所有焊料接合部分400被树脂部分450覆盖。根据示例1,由于焊料接合部分400被树脂部分450覆盖,因此改善了印刷电路板300的接合强度。

比较示例

图16a是比较示例的印刷电路板300x的截面图。印刷电路板300x不具有如示例中的开口500。在比较示例中,通过执行与示例1的步骤s1、s2、s3、s4、s5-1和s5-2类似的步骤来制造印刷电路板300x。

在印刷电路板300x中,图像传感器100x的连接盘130x和印刷布线板200x的连接盘230x经由焊料接合部分400x接合。树脂部分450x设置在图像传感器100x和印刷布线板200x之间。树脂部分450x不存在于外周上的焊料接合部分400x的外部。在比较示例中,不能控制作为流体的未固化的热固性树脂的移动,因此未固化的热固性树脂流出而不停留在焊料接合部分400x附近。在热固性树脂从焊料接合部分400x附近流出的情况下,焊料接合部分400x不能被充分地加强。

图16b是在焊料接合部分400x和树脂部分450x处在x-y方向上切割的比较示例的印刷电路板300x的图像传感器100x的示意图。热固性树脂扩散到图像传感器100x的底表面的中心侧,并且从位于多个焊料接合部分400x中的最外周侧的焊料接合部分400x1附近流出。焊料接合部分400x1部分或完全未被树脂部分450x覆盖。特别地,在位于角落部分的焊料接合部分400x11周围几乎不形成任何树脂部分450x。

印刷电路板的评估

通过使用x射线透射观察装置对通过上述制造方法制造的示例1的印刷电路板执行焊料接合部分的检查。结果,没有观察到相邻焊料接合部分之间的焊桥的接合缺陷。此外,在通过电测试检查焊料接合部分时没有观察到导电缺陷。

在示例1中,在比焊料的熔点低的130℃的低温处执行用于使树脂热固化的步骤s5-2。因此,图像传感器的热变形量小,并且保证了所包括的传感器元件的足够的光学性能。

接下来,将图像传感器100和印刷布线板200剥离,并检查焊料接合部分400和树脂部分450的状态。焊料接合部分400以湿扩散状态接合在图像传感器100的连接盘130和印刷布线板200的连接盘230上,并且没有观察到中断焊料接合的树脂部分450的痕迹。

目视观察剥离后的树脂部分450的状态。阻焊层240和树脂部分450之间的粘合部分大部分没有破裂,并且在阻焊层240和绝缘基板202之间发生剥离。即,确认热固性树脂451充分固化,并通过强粘合性粘附到阻焊层240。

第二示例性实施例

将描述用作根据第二示例性实施例的电子设备的示例的数码相机的印刷电路板。图10是根据第二示例性实施例的印刷电路板300e的截面图。第二示例性实施例的数码相机包括用作电子模块的示例的图10中所示的印刷电路板300e,而不是图1中所示的印刷电路板300。

如图10中所示,印刷电路板300e包括用作电子部件的示例的图像传感器100e以及其上安装有图像传感器100e的印刷布线板200e。例如,图像传感器100e是cmos图像传感器或ccd图像传感器。图像传感器100e具有将通过图1中所示的透镜单元602入射的光转换成电信号的功能。

图像传感器100e是lga封装。要注意的是,图像传感器100e可以是lcc封装。图像传感器100e包括作为半导体元件的传感器元件101和作为第一基部的绝缘基板102e。绝缘基板102e包括用作图像传感器100e的底表面的主表面111e。图像传感器100e包括设置在绝缘基板102e的主表面111e上的、用作多个第一连接盘的连接盘130。传感器元件101设置在绝缘基板102e的与主表面111e相反的表面112e上。连接盘130是由诸如铜之类的导电金属形成的电极。例如,连接盘130用作信号电极、电力电极、接地电极或虚设电极。沿着主表面111e的面内方向将被称为x-y方向,而垂直于主表面111e的面外方向将被称为z方向。

图11a是从主表面111e侧观察的图像传感器100e的平面图。连接盘130在平面图中均具有圆形形状,但是形状不限于此。连接盘130在平面图中可以均具有多边形形状或+形状。绝缘基板102e由例如陶瓷(诸如氧化铝)形成。

如图10中所示,与第一示例性实施例类似,印刷布线板200e包括用作第二基部的绝缘基板202。绝缘基板202包括用作印刷布线板200e的主表面的主表面211。印刷布线板200e包括设置在绝缘基板202的主表面211上的、用作多个第二连接盘的连接盘230。连接盘230是由诸如铜之类的导电金属形成的电极。例如,连接盘230用作信号电极、电力电极、接地电极或虚设电极。绝缘基板202由诸如环氧树脂之类的绝缘材料形成。

印刷布线板200e包括阻焊层240e,阻焊层240e是阻焊剂的膜。阻焊层240e提供在主表面211上。在本示例性实施例中,连接盘230是smd连接盘。要注意的是,连接盘230可以是nsmd连接盘。图11b是从主表面211侧观察的印刷布线板200e的平面图。连接盘230在平面图中均具有圆形形状,但是形状不限于此。连接盘230在平面图中可以均具有多边形形状或+形状。

如图10中所示,多个连接盘130分别经由含焊料的多个焊料接合部分400接合到多个连接盘230。在每个焊料接合部分400中,不与连接盘130和230以及阻焊层240e接触的部分被作为底部填充物的树脂部分450e覆盖。树脂部分450e主要含固化产物,该固化产物是通过热固化热固性树脂获得的树脂材料。在本示例性实施例中,多个焊料接合部分400由树脂部分450e的单体覆盖。要注意的是,虽然多个焊料接合部分400优选地被树脂部分450e的单体覆盖,但是构造不限于此,并且多个焊料接合部分400可以被多个分离的树脂部分覆盖。

如图11a中所示,主表面111e包括用作第一区域的区域r1和用作围绕区域r1的第三区域的区域r3。多个连接盘130布置在区域r3中,其间具有间隔。区域r1是多个连接盘130当中位于最内周侧的连接盘130所围绕的区域中的最大尺寸的矩形区域。区域r1是包括主表面111e的中心的区域。如图11b中所示,主表面211包括用作第二区域的区域r2和用作围绕区域r2的第四区域的区域r4。多个连接盘230布置在区域r4中,其间具有间隔。区域r2是多个连接盘230当中位于最内周侧的连接盘230所围绕的区域中的最大尺寸的矩形区域。连接盘230分别设置在与连接盘130相对的位置处。

区域r1和区域r2彼此相对。区域r3和区域r4彼此相对。树脂部分450e以锐角与用作图像传感器100e的底表面的绝缘基板102e的主表面111e接触。具体而言,树脂部分450e以锐角与主表面111e的区域r1接触。在图10中,树脂部分450e与图像传感器100e的区域r1接触的部分4511e的角度是θ11。部分4511e是树脂部分450e的内侧部分。此外,树脂部分450e的外侧部分的角度是θ12。在本示例性实施例中,角度θ11和θ12都是锐角。

作为控制在固化之前液态热固性树脂的流动的结果,固化之后树脂部分450e的角度θ11和θ12变为锐角,并且如图10中所示,区域r3和r4之间的间隙被填充有树脂部分450e。树脂部分450e与多个焊料接合部分400接触。通过树脂部分450e在区域r1和r2之间限定不存在树脂部分450e的空间sp2。

每单位面积树脂部分450e和绝缘基板102e之间的粘附性低于每单位面积树脂部分450e和阻焊层240e之间的粘附性。通过将角度θ11和θ12设定为锐角,特别是将角度θ11设定为锐角,可以在限定空间sp2的同时确保树脂部分450e和绝缘基板102e之间的接触面积。因此,可以抑制树脂部分450e和绝缘基板102e之间的接触界面上的应力集中,可以抑制树脂部分450e和绝缘基板102e之间的剥离,并且可以减少施加到焊料接合部分400的应力。为了使角度θ11和θ12成为锐角,尤其是使角度θ11成为锐角,在本示例性实施例中,使用使液态热固性树脂相对于图像传感器100e的主表面111e的接触角度是锐角的这种绝缘基板102e。具体而言,通过经由改变例如作为图像传感器100e的表面的绝缘基板102e的主表面111e的表面粗糙度和/或绝缘基板102e的材料来控制液态热固性树脂的接触角度,角度θ11和θ12被设定为锐角。通过经由改变图像传感器100e的表面粗糙度控制液态热固性树脂相对于图像传感器100e的接触角度来设定固化的树脂部分450e的角度θ11和θ12对于制造的容易性是优选的。此外,为了使液态热固性树脂容易湿扩散,即,使接触角度可能是锐角,树脂部分450e在其上与图像传感器100e接触的绝缘基板102e的主表面111e的表面粗糙度优选地为100nm或更大。此外,绝缘基板102e的主表面111e的表面粗糙度优选地为500nm或更小,使得液态热固性树脂不会过度湿扩散。主表面111e的表面粗糙度是算术平均粗糙度。在绝缘基板102e的主表面111e的表面粗糙度为100nm至500nm的情况下,在由多个连接盘130围绕的区域中湿扩散的树脂与在由多个连接盘230围绕的区域中湿扩散的树脂相比在内侧进一步湿扩散大约1mm。因此,可以抑制在主表面111e上过度湿扩散的树脂,并且还可以抑制多个焊料接合部分400中最外周侧上的焊料接合部分400周围的树脂不足。

将描述印刷电路板300e的制造方法。图12a、图12b、图12c、图13a、图13b和图13c各自是用于制造图10中所示的印刷电路板300e的方法的每个步骤的解释图。

如图12a中所示,在步骤s1e中制备其上提供有连接盘230的绝缘基板202。接下来,在步骤s2e中,在主表面111e和211中的一个或两个上形成阻焊层240e。在本示例性实施例中,在步骤s2e中,在主表面211上形成阻焊层240e。在这个步骤s2e中,在阻焊层240e中的与连接盘230对应的位置处限定连接盘230通过其暴露的开口。通过经由上述步骤s1e和s2e制造印刷布线板200e来制备印刷布线板200e。此外,制备通过不同制造工艺制造的图像传感器100e。

接下来,在步骤s3e中将糊剂p设置在多个连接盘230中的每一个上,如图12c中所示。糊剂p含有焊料粉末和未固化的热固性树脂。热固性树脂优选地为热固性环氧树脂,特别优选地为双酚-a环氧树脂。糊剂p还可以含有焊接所需的助焊剂成分。

在步骤s3e中,通过丝网印刷或使用分配器将糊剂p供应到印刷布线板200e。要注意的是,如图12c中所示,可以供应糊剂p以覆盖每个连接盘230的整体,或者,虽然这里省略了其图示,但是可以供应糊剂p以部分地覆盖每个连接盘230。

接下来,如图13a中所示,在步骤s4e中,图像传感器100e安装在印刷布线板200e上,使得糊剂p夹在连接盘130和连接盘230之间。在本示例性实施例中,在步骤s4e中,通过使用未示出的安装器将图像传感器100e安装在印刷布线板200e上。此时,图像传感器100e定位并安装在印刷布线板200e上,使得连接盘130与连接盘230相对。

接下来,如图13b中所示,其上安装有图像传感器100e的印刷布线板200e被传送到回流炉1000。然后,在图13b中所示的步骤s5e-1和图13c中所示的步骤s5e-2中,在调节回流炉1000中的加热温度的同时加热糊剂p,从而经由焊料接合图像传感器100e和印刷布线板200e。

首先,将描述图13b中所示的步骤s5e-1。在步骤s5e-1中,将回流炉1000内的温度调节到等于或高于糊剂p中所含的焊料粉末的熔点的第一温度t1。因此,糊剂p中的焊料粉末熔化,因此糊剂p分离成熔融焊料401和未固化的热固性树脂451e。具体而言,热固性树脂451e移动到熔融焊料401附近。虽然第一温度t1优选地随时间恒定,但是第一温度t1可以随时间改变。

然后,在图13c中所示的步骤s5e-2中,将回流炉1000内的温度调节到低于焊料熔点的第二温度t2,从而使熔融焊料401固化。即,t2<t1成立。因此,形成将连接盘130接合到连接盘230的焊料接合部分400。在图1中所示的壳体611中提供以这种方式制造的印刷电路板300e。

第二温度t2也是热固性树脂451e固化的温度,并且回流炉1000内的温度在第二温度t2处保持等于或长于热固性树脂451e固化所需的预定时间的时段。因此,热固性树脂451e逐渐固化,从而形成图10中所示的树脂部分450e。虽然第二温度t2优选地随时间恒定,但是第二温度t2可以随时间改变。

焊料接合部分400,更具体而言是焊料接合部分400和连接盘130之间的接触部分以及焊料接合部分400和连接盘230之间的接触部分,由图10中所示的树脂部分450e加强,因此焊料接合部分400的接合可靠性得到改善。

要注意的是,虽然已经描述了在同一回流炉1000中连续执行图13b中所示的步骤s5e-1和图13c中所示的步骤s5e-2的情况,但是构造不限于此。在回流炉1000的尺寸小并且不能确保步骤s5e-2的足够时间的情况下,在步骤s5e-1的回流炉1000中加热之后,中间产物可以移动到未示出的加热炉,然后可以将热固性树脂451e加热到第二温度t2以固化。

在步骤s5e-1中,糊剂p分离成其中焊料聚集的熔融焊料401以及围绕熔融焊料401流动的未固化的热固性树脂451e。此时,未固化的热固性树脂451e的表面积小于糊状态的表面积,因此其粘度明显降低并且其流动性增加。

其流动性增加的热固性树脂451e在形成接触角度的形状的同时在用作图像传感器100e的底表面的主表面111e上湿扩散。在本示例性实施例中,用作图像传感器100e的底表面的主表面111e的表面粗糙度大于在印刷布线板200e的主表面211上提供的阻焊层240e的表面241e的表面粗糙度。由于树脂更可能在较大表面粗糙度的表面上湿扩散,因此热固性树脂451e在主表面111e上与在表面241e上相比在较宽区域中湿扩散,主表面111e具有比阻焊层240e的表面241e更大的表面粗糙度。因此,热固性树脂451e相对于图像传感器100e的主表面111e形成锐角的树脂形状。因此,不管图像传感器100e和印刷布线板200e的翘曲状态如何,都可以形成与接触角度对应的形状。即,树脂部分450e以锐角与图像传感器100e的主表面111e接触。因此,应力变得不太可能集中在用作图像传感器100e的底表面的主表面111e和由热固性树脂形成的树脂部分450e之间的接触界面上,因此施加到焊料接合部分400的应力可以减少。因此,改善了焊料接合部分400的接合强度和可靠性。此外,在绝缘基板102e的主表面111e的表面粗糙度为100nm至500nm的情况下,在由多个连接盘130围绕的区域中湿扩散的树脂与在由多个连接盘230围绕的区域中湿扩散的树脂相比在内侧进一步湿扩散大约1mm。因此,可以抑制主表面111e上的树脂湿扩散太多,并且也可以抑制在多个焊料接合部分400中位于最外周侧的焊料接合部分400周围的树脂不足。

图14a是图示当在焊料接合部分400和树脂部分450e处在作为面内方向的x-y方向上切割图2中所示的印刷电路板300e时的图像传感器100e的示意图。图14b是图示当在焊料接合部分400和树脂部分450e处在作为面内方向的x-y方向上切割印刷电路板300e时的印刷布线板200e的示意图。

如图14a和图14b中所示,形成树脂部分450e,其在树脂部分450e向中心侧的流动受到抑制的状态下固化。因此,在焊料接合部分400周围,特别是在多个焊料接合部分400当中位于需要接合强度的外周部分中的焊料接合部分4001周围,抑制了树脂部分450e的树脂量不足。即,可以抑制树脂向没有提供焊料接合部分的图像传感器100e的中心侧的流动,因此可以增加在焊料接合部分400周围、特别是焊料接合部分4001周围维持的树脂量。此外,在位于外周部分中的焊料接合部分4001当中需要特别高的接合强度的角落部分中定位的焊料接合部分40011周围,维持的树脂量也可以增加。

当数码相机的使用环境(即,温度)改变时,由于图像传感器100e和印刷布线板200e之间的线性膨胀系数的差异,在焊料接合部分400中生成应力。此外,当数码相机掉落时,冲击力施加到焊料接合部分400。在本示例性实施例中,由于焊料接合部分400由树脂部分450e加强,因此,即使当施加由温度改变生成的应力或由掉落引起的冲击力时,也可以抑制焊料接合部分400的断开。在这里,焊料接合部分400的断开的示例包括焊料接合部分400的断裂、焊料接合部分400从连接盘130的剥离以及焊料接合部分400从连接盘230的剥离。焊料接合部分400的接合可靠性增加,并且电气和机械连接可长时间维持。因此,可以延长印刷电路板300e的寿命以及数码相机的寿命。

通过使用含热固性树脂的糊剂p制造印刷电路板300e,可以通过仅执行加热步骤s5e-1和s5e-2同时执行焊料接合和底部填充物的形成。因此,可以容易地制造印刷电路板300e。

第三示例性实施例

将描述用作根据第三示例性实施例的电子设备的示例的数码相机的印刷电路板。图15a是根据第三示例性实施例的印刷电路板300f的截面图。第三示例性实施例的数码相机包括用作电子模块的示例的图15a中所示的印刷电路板300f,而不是图1中所示的印刷电路板300。

如图15a中所示,印刷电路板300f包括用作电子部件的示例的图像传感器100f以及其上安装有图像传感器100f的印刷布线板200f。例如,图像传感器100f是cmos图像传感器或ccd图像传感器。图像传感器100f具有将通过图1中所示的透镜单元602入射的光转换成电信号的功能。

图像传感器100f是lga封装。要注意的是,图像传感器100f可以是lcc封装。图像传感器100f包括作为半导体元件的传感器元件101和作为第一基部的绝缘基板102f。绝缘基板102f包括用作图像传感器100f的底表面的主表面111f。图像传感器100f包括设置在主表面111f上的、用作多个第一连接盘的连接盘130。传感器元件101设置在绝缘基板102f的与主表面111f相反的表面112f上。连接盘130是由诸如铜之类的导电金属形成的电极。例如,连接盘130用作信号电极、电力电极、接地电极或虚设电极。沿着主表面111f的面内方向将被称为x-y方向,而垂直于主表面111f的面外方向将被称为z方向。

类似于第一示例性实施例,印刷布线板200f包括作为第二基部的绝缘基板202和设置在绝缘基板202的主表面211上的用作多个第二连接盘的连接盘230。连接盘230是由诸如铜之类的导电金属形成的电极。例如,连接盘230用作信号电极、电力电极、接地电极或虚设电极。绝缘基板202由诸如环氧树脂之类的绝缘材料形成。

在主表面211上提供由阻焊剂的膜构成的阻焊层240f。在本示例性实施例中,连接盘230是smd连接盘,但也可以是nsmd连接盘。

多个连接盘130经由含有焊料的多个焊料接合部分400分别接合到多个连接盘230。在每个焊料接合部分400中,不与连接盘130和230以及阻焊层240f接触的部分被作为底部填充物的树脂部分450f覆盖。树脂部分450f主要含有固化产物,该固化产物是通过热固化热固性树脂获得的树脂材料。在本示例性实施例中,多个焊料接合部分400由树脂部分450f的单体覆盖。要注意的是,虽然多个焊料接合部400优选被树脂部分450f的单体覆盖,但是构造不限于此,并且多个焊料接合部分400可以被多个分离的树脂部分覆盖。

树脂部分450f与用作图像传感器100f的表面的绝缘基板102f的主表面111f以锐角接触。特别地,树脂部分450f在区域r1中与图像传感器100f的表面接触,即,在区域r1中的主表面111f的部分上以锐角接触。在图15a中,用作树脂部分450f与图像传感器100f的区域r1接触的第一部分的部分451f的角度是θ1。在本示例性实施例中,角度θ1是锐角。部分451f是树脂部分450f的内侧部分。

此外,树脂部分450f与用作印刷布线板200f的表面的阻焊层240f的表面241f以锐角接触。特别地,树脂部分450f在区域r2中以锐角与阻焊层240f的表面241f的部分接触。在图15a中,用作树脂部分450f与图像的区域r2中的表面241f的部分接触的第二部分的部分452f的角度是θ2。部分452f是树脂部分450f的内侧部分。在本示例性实施例中,角度θ2是锐角。

作为控制在固化之前液态热固性树脂的流动的结果,固化后树脂部分450f的角度θ1和θ2变为锐角,并且如图15a中所示,区域r3和r4之间的间隙被填充有树脂部分450f。树脂部分450f与多个焊料接合部分400接触。通过树脂部分450f在区域r1和r2之间限定不存在树脂部分450f的空间sp3。

为了使角度θ1成为锐角,在本示例性实施例中,使用使液态热固性树脂的接触角度是锐角的绝缘基板102f。此外,为了使角度θ2成为锐角,在本示例性实施例中,使用使液体热固性树脂的接触角度为锐角的阻焊层240f。

由于液态热固性树脂相对于图像传感器100f和印刷布线板200f的接触角度是锐角,因此图像传感器100f侧的树脂形状和印刷布线板200f侧的树脂形状都有锐角。由于树脂部分450f以锐角与图像传感器100f接触,因此应力变得不太可能集中在用作图像传感器100f的底表面的主表面111f与由热固性树脂形成的树脂部分450f之间的接触界面上,因此可以减少施加到焊料接合部分400的应力。此外,由于树脂部分450f以锐角与印刷布线板200f接触,因此应力变得不太可能集中在用作印刷布线板200f的安装表面的表面241f与由热固性树脂形成的树脂部分450f之间的接触界面上,因此可以减少施加到焊料接合部分400的应力。由于树脂部分450f的这种形状,所以焊料接合部分400的接合强度进一步得到改善。

通过改变例如用作图像传感器100f的表面的绝缘基板102f的主表面111f的表面粗糙度和/或绝缘基板102f的材料来控制液体热固性树脂相对于图像传感器100f的接触角度。通过改变例如用作印刷布线板200f的表面的阻焊层240f的表面241f的表面粗糙度和/或阻焊层240f的材料来控制液态热固性树脂相对于印刷布线板200f的接触角度。通过改变图像传感器100f和印刷布线板200f中的每一个的表面粗糙度来控制树脂相对于图像传感器100f和印刷布线板200f中的每一个的接触角度对于制造的容易性是优选的。

液态热固性树脂相对于图像传感器100f的接触角度优选地小于液态热固性树脂相对于印刷布线板200f的接触角度。即,在树脂部分450f中,角度θ1优选地小于角度θ2。因此,接合强度进一步改善。为了使角度θ1小于角度θ2,在本示例性实施例中,图像传感器100f与树脂部分450f接触处的图像传感器100f的一部分的表面粗糙度被设定为大于印刷布线板200f与树脂部分450f接触处的印刷布线板200f的一部分的表面粗糙度。即,绝缘基板102f的主表面111f的表面粗糙度被设定为大于阻焊层240f的表面241f的表面粗糙度。在这里,表面粗糙度是例如算术平均粗糙度。通过以这种方式设定不同的表面粗糙度,在回流步骤中实现不同的接触角度。

第四示例性实施例

将描述用作根据第四示例性实施例的电子设备的示例的数码相机的印刷电路板。图15b是根据第四示例性实施例的印刷电路板300g的截面图。图15b中所示的印刷电路板300g包括与第二示例性实施例类似的图像传感器100e、印刷布线板200g和与第一示例性实施例类似的多个焊料接合部分400。第四示例性实施例的印刷布线板200g包括与第一示例性实施例的印刷布线板200类似的其上提供有多个连接盘230的绝缘基板202,并且在绝缘基板202的主表面211上形成阻焊层240g。在阻焊层240g中提供与第一示例性实施例的开口500类似的开口500g。开口500g是相对于印刷布线板200g的表面(即,阻焊层240g的表面241g)凹陷的凹陷部分。开口500g被限定为环形形状,并且作为基部的导体图案235通过开口500g暴露。另外,印刷电路板300g包括以锐角与图像传感器100e接触的树脂部分450g,类似于第二示例性实施例的印刷电路板300e。即,树脂部分450g的角度θ11和θ12与第二示例性实施例类似地是锐角。

根据第四示例性实施例,类似于第一示例性实施例,通过开口500g有效地抑制树脂流动。此外,由于树脂部分450g以锐角与图像传感器100e接触,因此与第二示例性实施例类似地形成应力不可能集中在图像传感器100e的底表面和热固性树脂之间的接触界面上的结构。因此,焊料接合部分400的接合强度和接合可靠性得到改善。

要注意的是,在第四示例性实施例的印刷电路板300g中,可以使用类似于修改示例1、2、3和5中的开口来代替开口500g。此外,可以与修改示例4类似地添加连接盘237。此外,虽然第四示例性实施例的树脂部分450g与印刷布线板200g接触的第二接触角度是钝角,但是与第三示例性实施例类似,优选地第二接触角度是锐角。此时,优选的是,树脂部分与图像传感器接触处的树脂部分的一部分的角度小于树脂部分与印刷布线板接触处的树脂部分的一部分的角度。

示例2

作为示例2,将描述通过第二示例性实施例中描述的制造方法制造图10中所示的印刷电路板300e的情况。示例2的图像传感器100e是lga封装。图像传感器100e的底表面的面积是900mm2,连接盘130的总面积是150mm2,并且由焊料形成的有效端子的数量是300。图像传感器100e的绝缘基板102e的材料是氧化铝陶瓷。

印刷布线板200e的绝缘基板202是fr-4。绝缘基板202的外形尺寸大约为50.0mm×50.0mm。阻焊层240e的厚度大约为0.02mm。连接盘230的材料是cu。每个连接盘230的直径为1.0mm,并且连接盘230以1.6mm的间距布置成栅格形状。

在图12c中所示的步骤s3e中,通过丝网印刷将糊剂p提供在连接盘230上。厚度为0.02mm的印刷板用于丝网印刷。糊剂p含有作为热固性树脂的双酚-a环氧树脂以及与环氧树脂反应的固化剂。焊料粉末的合金组成为锡-58铋的共晶组成,熔点为139℃,其平均粒径为40μm。在糊剂p中添加的焊料粉末的量为大约40vol%,其余部分包括热固性树脂、固化剂和用于确保焊料接合性质的少量助焊剂成分。

多个连接盘230当中最内周侧的连接盘围绕的区域的面积被设定为180mm2。此外,焊料糊剂中的热固性树脂的混合比率被设定为60vol%。

此外,使用这样的构件:用作图像传感器100e的底表面的绝缘基板102e的表面粗糙度ra1大于印刷布线板200e的阻焊层240e的表面粗糙度ra2。在示例2中,使用这样的构件:图像传感器100e的底表面的表面粗糙度ra1在算术平均粗糙度方面为333.9nm。此外,在示例2中,使用这样的构件:印刷布线板200e的阻焊层240e的表面粗糙度ra2为39.7nm,其小于表面粗糙度ra1。

在图13a中所示的步骤s4e中,通过使用安装器将lga型图像传感器100e安装在其上供应有糊剂p的印刷布线板200e上。此时,连接盘130被定位成与连接盘130要接合到的印刷布线板200e的连接盘230相对。

接下来,在图13b中所示的步骤s5e-1和图13c中所示的步骤s5e-2中加热糊剂p。在图9中图示了此时回流炉1000内的温度轮廓。在步骤s5e-1中,如图9中所示,将回流炉1000内的温度调节到等于或高于作为焊料熔点的139℃的温度,因此糊剂p中的焊料熔化。因此,糊剂p被分离成熔融焊料401和热固性树脂451e。

然后,如图9中所示,在步骤s5e-2中,将回流炉1000内的温度调节到热固化所需且低于作为焊料熔点的139℃的温度,因此热固性树脂451e固化。液态热固性树脂451e的湿扩散形状(即,固化后的树脂部分450e的形状)成功地维持在相对于图像传感器100e的锐角状态。要注意的是,当印刷布线板200e的阻焊层240e的表面粗糙度ra2在算术表面粗糙度方面为50nm或更小时,未实现树脂部分450e的锐角形状。

通过上述制造方法制造的印刷电路板300e被分解成图像传感器100e和印刷布线板200e,如图14a和图14b中所示。在图像传感器100e和印刷布线板200e中的每一个上观察热固性树脂。通过将图像传感器100e侧的树脂部分450e的痕迹与印刷布线板200e侧的树脂部分450e的痕迹进行比较,确认图像传感器100e上的树脂部分450e在比印刷布线板200e上的树脂部分450e更宽的范围内扩散。以锐角与图像传感器100e接触的树脂部分450e也被树脂部分450e的痕迹支撑。此外,由于在图像传感器100e侧留下了热固性树脂的痕迹的事实,因此确认实现了与由无机材料形成的绝缘基板102e的高接合强度。另外,图像传感器100e的底表面的333.9nm的表面粗糙度是印刷布线板200e的阻焊层240e的表面的39.7nm的表面粗糙度的大约十倍。根据这个事实可以确认,通过表面的不平整造成的锚固效应,图像传感器100e侧的接合强度得到增强。

示例3

作为示例3,将描述制造上述图15a中所示的印刷电路板300f的情况。在示例3中,图像传感器100f的主表面111f的表面粗糙度ra1在算术平均粗糙度方面被设定为333.9nm。印刷布线板200f的阻焊层240f的表面241f的表面粗糙度ra2在算术平均粗糙度方面被设定为100nm。

测量液态热固性树脂相对于图像传感器100f的底表面的接触角度和液态热固性树脂相对于印刷布线板200f的安装表面的接触角度。因此,确认两个接触角度都小于90°,即,是锐角。另外,确认液态热固性树脂相对于图像传感器100f的接触角度小于液态热固性树脂相对于印刷布线板200f的接触角度。热固化后的树脂部分450f以锐角与图像传感器100f和印刷布线板200f两者接触。确认图像传感器100f和印刷布线板200f之间的接合强度比示例2中增强了。

另外,作为比较示例,还执行使用图像传感器用作电子部件的实验,该电子部件与热固性树脂的接触角度是钝角。在这个比较示例中,由于接触角度是钝角,因此应力可能在剥离热固性树脂的方向上集中在热固性树脂和图像传感器之间的接触界面上,因此焊料接合部分的接合强度和接合可靠性差。

接下来,通过使用x射线透射观察设备对通过上述制造方法制造的印刷电路板300f执行焊料接合部分400的检查。因此,没有观察到相邻焊料接合部分400之间的焊桥的接合缺陷。此外,在通过电测试检查焊料接合部分400时没有观察到导电缺陷。由于用于固化热固性树脂的加热步骤是在低于焊料熔点的130℃的低温处执行的,因此图像传感器100f的热变形量小,并且图像传感器100f的足够光学性能得到保证。

要注意的是,本发明不限于上述示例性实施例和示例,并且可以在本发明的技术构思内以多种方式进行修改。此外,示例性实施例中描述的效果仅仅是本发明可以实现的最优选效果的列举,并且本发明的效果不限于示例性实施例中描述的效果。

虽然在包括上述修改示例在内的示例性实施例中描述了包括图像传感器作为示例性电子部件的印刷电路板,但是构造不限于此。例如,图1中所示的印刷电路板700可以通过印刷电路板300至300g的相同制造方法制造。此外,即使电子部件是存储器集成电路(存储器ic)或电源ic,也可以制造印刷电路板。此外,虽然用作图像拾取装置的数码相机600被描述为上述示例性实施例中的电子设备的示例,但是构造不限于此。例如,电子设备可以是除图像拾取装置之外的电子设备,诸如是图像形成装置或移动通信设备。图像形成装置的示例包括打印机。

虽然在上述示例性实施例中已经描述了在设置糊剂p的步骤中将糊剂p设置在印刷布线板上的情况,但是构造不限于此,并且可以在电子部件上设置糊剂p。此外,糊剂p可以设置在印刷布线板和电子部件两者上。

此外,虽然优选地凹陷部分由阻焊层限定,但是构造不限于此。相对于表面凹陷的凹陷部分可以直接在印刷布线板的基部中限定。

此外,虽然电子部件优选地是lga或lcc封装,但是构造不限于此。即,本发明还可以应用于除lga和lcc之外的封装的电子部件,其中在其底表面上形成多个连接盘。

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明,但是应该理解的是,本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释,以涵盖所有这些修改以及等同的结构和功能。

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