专利名称：电子元器件接合方法及电子元器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用接合树脂中包含的焊料粉等导电性粒子的自聚集作用而将元器件安装到基板上的电子元器件接合方法。
背景技术：
作为用于进行电路基板与电子元器件的接合的技术之一，已知有利用了“因液体 的表面张力而引起的粒子向接合电极集聚化的现象”的称为“焊料自聚集”的方式。基于图 17(a) (e)，说明该焊料自聚集的情况。在如图17(e)所示那样将元器件5与形成于电路基板1的电极2接合时，在图 17(a)中，向形成于电路基板1的电极2上提供包含焊料粉3的接合树脂4。电极2如图 18A、图18B所示，在与接合的元器件5的电极6相对的位置形成为区域配置状。关于接合树脂4的提供，是利用计量分配、丝网印刷、转印等一般的粘性材料的提 供方法来进行，如图19A、图19B所示那样提供，成为覆盖电路基板1的电极2的形状。在图17(b)中，面向载于平台9上的电路基板1用吸附工具7保持元器件5，使得 电极6与电极2相对那样进行位置对准，并在电极2与电极6之间确保间隙H那样的保持状 态下，对设置于吸附工具7的加热器8、和设置于平台9的加热器10的至少一方进行加热， 并且按预定的温度分布图对元器件5和电路基板1的至少一方进行加热，通过这样，接合树 脂4中的焊料粉3如图17 (c)所示那样熔融，并且在电极2与电极6的间隙H及其周边，使 熔融的焊料粉3聚集的熔融焊料12与接合材料4的树脂成分产生对流Z，从而由于因液体 表面张力而引起的粒子向电极集聚化的现象，熔融焊料12向电极2与电极6之间进行自聚 集。然后，通过将电路基板1及元器件5冷却到焊料粉3的熔点以下，如图17 (d)所示， 向电极2与电极6之间进行自聚集的熔融焊料12凝固，将电极2与电极6进行焊料金属接 合13ο此外，11表示接合树脂4固化后的树脂成分，具有用于保护焊料接合后的元器件5 与电路基板1的接合部、及确保接合强度的底部填料的作用。专利文献1 日本专利特许第3955302号公报
发明内容
然而，在进行接合的特定的电极、例如区域配置电极的情况下，存在以下问题即， 在其最外周的电极，过剩地聚集熔融焊料，发生不良焊料短路，不能进行稳定的产品制造。具体而言，图21Α示出了进行区域配置的电极的情况下的剖面图，在图21Β中表示 该接合部的平面图。如该图21Α和图21Β所示，接合后，在区域配置的最外周的电极，由于 过剩地自聚集的焊料而发生不良焊料短路14。图20Α示出了以覆盖在电路基板1上形成为区域配置状的电极2的形状来提供接 合树脂4的状态。在提供的接合树脂4中，焊料粉3处于均勻分散的状态。
接着，如图20B所示，在电极2与电极6之间确保间隙那样而进行保持和加热，使 焊料粉3熔融，并且使熔融焊料12及接合材料4的树脂成分进行对流Z，从而焊料粉3表现 出图20C所示的流动行为。在电路基板1上进行区域配置形成的电极2中，在配置于内侧的电极、例如图20C 所示的电极b的情况下，以电极b为中心、等间隔地分割与相邻的电极的距离的区域B内存 在的焊料粉3，在接合工序中以一定的概率自聚集起来。其结果，对于形成为区域配置的电极中的除最外周以外的、配置于内侧的电极b，以各电极b为中心、等距离分割与相邻的电极的距离的区域B的面积相同，因此在概率上有 大致相同量(相同体积)的焊料粉3进行自聚集。另一方面，在形成于最外周的电极a的情况下，自聚集起来的焊料粉3包含提供给 最外周电极的外侧的接合树脂4，在较大的区域A内也存在自聚集的焊料粉。原因是，对于最外周的电极a，在焊料粒子熔融、流动的路径Z中，不存在熔融焊料 浸润、停留的电极。其结果，对于最外周的电极a，与区域配置形状的内侧电极b相比，自聚 集的焊料的量(体积)必然变多。为了使得存在于该区域A内的焊料粉3的量、与存在于区域B内的焊料粉3为相 同程度，换言之，为了控制区域配置电极的外侧的接合树脂4的量，对于利用计量分配、印 刷等粘性材料的一般广泛使用的材料提供方法，是极其困难的。本发明的目的在于，提供一种能够利用焊料自聚集方式而无不良短路地、稳定地 实施基板与元器件的接合的电子元器件接合方法。本发明的电子元器件接合方法的特征在于，在使包含导电性粒子的接合树脂介于 基板与元器件之间并且保持在所述基板的第一电极与所述元器件的第二电极之间的间隙 的状态下、进行了加热的所述接合树脂流动，从而熔融的所述导电性粒子向所述第一电极 与所述第二电极之间进行自聚集，其后冷却到所述导电性粒子的凝固温度以下而将所述元 器件安装到所述基板上，这时，在包含全部所述第一电极和所述第二电极的接合区域以外、 且在所述接合树脂内，将不参与所述基板与所述元器件之间的电连接的虚拟电极配置于所 述基板的与所述第一电极连接的布线上，通过所述加热，所述接合树脂流动，从而使熔融的 所述导电性粒子向所述第一电极与所述第二电极之间以及所述虚拟电极进行自聚集并凝 固。另外，本发明的电子元器件接合方法的特征在于，在使包含导电性粒子的接合树 脂介于基板与元器件之间并且保持在所述基板的第一电极与所述元器件的第二电极之间 的间隙的状态下、进行了加热的所述接合树脂流动，从而熔融的所述导电性粒子向所述第 一电极与所述第二电极之间进行自聚集，其后冷却到所述导电性粒子的凝固温度以下而将 所述元器件安装到所述基板上，这时，在包含全部所述第一电极和所述第二电极的接合区 域以外、且在所述接合树脂内，作为不参与所述基板与所述元器件之间的电连接的虚拟电 极，将与所述第一电极相邻的第一虚拟电极、和与所述第一虚拟电极以短于所述第一电极 的间距的间隔而相邻的第二虚拟电极配置于所述基板上，通过所述加热，所述接合树脂流 动，从而使熔融的所述导电性粒子向所述第一电极与所述第二电极之间以及所述虚拟电极 进行自聚集并凝固。另外，本发明的电子元器件接合方法的特征在于，在使包含导电性粒子的接合树脂介于基板与元器件之间并且保持在所述基板的第一电极与所述元器件的第二电极之间 的间隙的状态下、进行了加热的所述接合树脂流动，从而熔融的所述导电性粒子向所述第 一电极与所述第二电极之间进行自聚集，其后冷却到所述导电性粒子的凝固温度以下而将 所述元器件安装到所述基板上，这时，在包含全部所述第一电极和所述第二电极的接合区 域以外、且在所述接合树脂内，将不参与所述基板与所述元器件之间的电连接的虚拟电极 配置于所述元器件的与所述第二电极连接的布线上，通过所述加热，所述接合树脂流动，从 而使熔融的所述导电性粒子向所述第一电极与所述第二电极之间以及所述虚拟电极进行 自聚集并凝固。 另外，本发明的电子元器件接合方法的特征在于，在使包含导电性粒子的接合树 脂介于基板与元器件之间并且保持在所述基板的第一电极与所述元器件的第二电极之间 的间隙的状态下、进行了加热的所述接合树脂流动，从而熔融的所述导电性粒子向所述第 一电极与所述第二电极之间进行自聚集，其后冷却到所述导电性粒子的凝固温度以下而将 所述元器件安装到所述基板上，这时，在包含全部所述第一电极和所述第二电极的接合区 域以外、且在所述接合树脂内，作为不参与所述基板与所述元器件之间的电连接的虚拟电 极，将与所述第二电极相邻的第一虚拟电极、和与所述第一虚拟电极以短于所述第二电极 的间距的间隔而相邻的第二虚拟电极配置于所述元器件上，通过所述加热，所述接合树脂 流动，从而使熔融的所述导电性粒子向所述第一电极与所述第二电极之间以及所述虚拟电 极进行自聚集并凝固。本发明的电子元器件的特征在于，是在使包含导电性粒子的接合树脂介于基板与 元器件之间并且保持在所述基板的第一电极与所述元器件的第二电极之间的间隙的状态 下进行了加热的所述接合树脂流动、从而熔融的所述导电性粒子向所述第一电极与所述第 二电极之间进行自聚集、其后冷却到所述导电性粒子的凝固温度以下而将所述元器件安装 到所述基板上的电子元器件，在包含全部所述第一电极和所述第二电极的接合区域以外、 且在所述接合树脂内，将不参与所述基板与所述元器件之间的电连接的虚拟电极形成于所 述基板的与所述第一电极连接的布线上。另外，本发明的电子元器件的特征在于，是在使包含导电性粒子的接合树脂介于 基板与元器件之间并且保持在所述基板的第一电极与所述元器件的第二电极之间的间隙 的状态下进行了加热的所述接合树脂流动、从而熔融的所述导电性粒子向所述第一电极与 所述第二电极之间进行自聚集、其后冷却到所述导电性粒子的凝固温度以下而将所述元器 件安装到所述基板上的电子元器件，在包含全部所述第一电极和所述第二电极的接合区域 以外、且在所述接合树脂内，作为不参与所述基板与所述元器件之间的电连接的虚拟电极， 将与所述第一电极相邻的第一虚拟电极、和与所述第一虚拟电极以短于所述第一电极的间 距的间隔而相邻的第二虚拟电极形成于所述基板的与所述第一电极连接的布线上。另外，本发明的电子元器件的特征在于，是在使包含导电性粒子的接合树脂介于 基板与元器件之间并且保持在所述基板的第一电极与所述元器件的第二电极之间的间隙 的状态下进行了加热的所述接合树脂流动、从而熔融的所述导电性粒子向所述第一电极与 所述第二电极之间进行自聚集、其后冷却到所述导电性粒子的凝固温度以下而将所述元器 件安装到所述基板上的电子元器件，在包含全部所述第一电极和所述第二电极的接合区域 以外、且在所述接合树脂内，将不参与所述基板与所述元器件之间的电连接的虚拟电极形成于所述元器件的与所述第二电极连接的布线上。另外，本发明的电子元器件的特征在于，是在使包含导电性粒子的接合树脂介于 基板与元器件之间并且保持在所述基板的第一电极与所述元器件的第二电极之间的间隙 的状态下进行了加热的所述接合树脂流动、从而熔融的所述导电性粒子向所述第一电极与 所述第二电极之间进行自聚集、其后冷却到所述导电性粒子的凝固温度以下而将所述元器 件安装到所述基板上的电子元器件，其特征在于，在包含全部所述第一电极和所述第二电 极的接合区域以外、且在所述接合树脂内，作为不参与所述基板与所述元器件之间的电连 接的虚拟电极，将与所述第二电极相邻的第一虚拟电极、和与所述第一虚拟电极以短于所 述第二电极的间距的间隔而相邻的第二虚拟电极形成于所述元器件上。根据该结构，由于在基板或元器件的适当的位置形成了虚拟电极，所以通过使过剩的熔融的导电性金属向所述虚拟电极进行自聚集，能够实现无基板的电极与元器件的电 极的不良短路且质量稳定的批量化生产。
图IA是本发明实施方式1中使用的电路基板的放大俯视图。图IB是表示向该实施方式中使用的电路基板提供接合树脂的状态的俯视图。图2是该实施方式的虚拟电极的作用的说明图。图3A是表示该实施方式的虚拟电极所捕获的过剩焊料的水平剖面图。图3B是表示该实施方式的虚拟电极所捕获的过剩焊料的G-H剖面图。图3C是表示该实施方式的虚拟电极所捕获的过剩焊料的J-K剖面图。图4是表示该实施方式的虚拟电极的具体形状的放大俯视图。图5是表示该实施方式的虚拟电极的另一具体形状的放大俯视图。图6A是表示该实施方式的虚拟电极的另一具体形状的焊接前的放大俯视图。图6B是表示该实施方式的虚拟电极的另一具体形状的焊接后的放大俯视图。图7A是表示该实施方式的虚拟电极的另一具体形状的焊接前的放大俯视图。图7B是表示该实施方式的虚拟电极的另一具体形状的焊接后的放大俯视图。图8A是现有的电路基板的放大俯视图。图8B是表示向现有的电路基板提供接合树脂的状态的俯视图。图9是表示现有的发生短路状态的俯视图。图10是表示现有的发生短路状态的机理说明图。图11是本发明实施方式2中使用的电路基板的放大俯视图。图12是该实施方式的另一具体例的电路基板的放大俯视图。图13是该实施方式的另一具体例的电路基板的放大俯视图。图14是该实施方式的另一具体例的电路基板的放大俯视图。图15是该实施方式的另一具体例的电路基板的放大俯视图。图16是该实施方式的另一具体例的电路基板的放大俯视图。图17是基于“焊料自聚集方式”的接合工序的说明图。图18A是现有的电路基板的放大俯视图。图18B是元器件的放大俯视图。
图19A是表示向现有的电路基板提供接合树脂的状态的俯视图。图19B是表示向现有的电路基板提供接合树脂的状态的剖面图。图20A是表示现有的电路基板的情况下的“焊料自聚集方式”和机理的说明图。图20B是表示现有的电路基板的情况下的“焊料自聚集方式”和机理的说明图。图20C是表示现有的电路基板的情况下的“焊料自聚集方式”和机理的说明图。图21A是该现有例的接合结果的剖面图。图2IB是该现有例的接合结果的俯视图。
具体实施例方式以下，基于图1A、图IB 图16，说明本发明的各实施方式。(实施方式1)图1A、图IB 图7A、图7B表示本发明的实施方式1。如图IA所示，在电路基板1中，形成和元器件5的电极6相对而以等间隔、等间距 进行区域配置的25个电极2，并在该电极2的外周部形成不参与和元器件5的电极6之间 的电连接的24个虚拟电极15。由图IA中用虚拟线所示的元器件5的大小可知，在元器件 5中不存在与电路基板1 一侧的虚拟电极15对应的电极。此外，为了区别于和元器件5的 电极6电连接的电路基板1的电极2，在虚拟电极15中填入阴影来图示。关于接合树脂4的提供，是如图IB所示那样以覆盖虚拟电极15的形式来进行的。此外，在图IB中，虽然表示了以覆盖所有形成的虚拟电极15的形状来提供接合树 脂4的示例，但未必需要在接合树脂4的提供时刻覆盖所有的电极。只要在后面的接合工 序中，接合树脂4产生流动而覆盖虚拟电极15即可。将具有该电极2和虚拟电极15的电路基板1、与具有电极6的元器件5的位置对 准，使得电极2与电极6相对，且处于在电极2与电极6之间维持间隙H的状态，在以上的 状态下，对设置于吸附工具7的加热器8、和设置于平台9的加热器10的至少一方进行加 热，按预定的温度分布图对元器件5和电路基板1的至少一方进行加热。图2表示此时的接合树脂4中的作为导电性粒子的焊料粉3的流动行为。在电路基板1上区域配置形成的电极2中的最外周的电极e的情况下，以该电极 e为中心、等间隔地分割与相邻的电极的距离的区域E内存在的焊料粉3，在接合工序中以 一定的概率自聚集起来。由于电极2中的电极e以外的电极的以该电极为中心、等间隔地分割与相邻的电 极的距离的区域E的面积也相同，所以在概率上大致相同量(相同体积)的焊料粉3向各 电极2进行自聚集。另一方面，在形成于电极2的外侧的虚拟电极15、例如图2中的电极d的情况下， 自聚集起来的焊料粉3存在于包含提供给虚拟电极15的外侧的接合树脂4的较大的区域 D内。原因是，对于位于最外周的虚拟电极15，在焊料粒子熔融、流动的路径Z中，不存 在熔融焊料浸润、停留的电极。其结果，对于位于最外周的电极d，与位于内侧的电极e相 比，自聚集的焊料的量(体积)必然变多。其结果，在图3A所示那样接合的状态下，对于虚拟电极15，由于比电极2有更多的焊料自聚集，因此，有些地方如图3A还有图3C所示那样吸收过剩焊料，所以有些地方发生 焊料短路14。通过这样利用虚拟电极15吸收过剩焊料，则电极2如图3B所示，各电极都以均等的焊料量与电极6进行良好的焊料金属接合13。然而，对于过剩的焊料自聚集后的虚拟电极15，即使例如发生了焊料短路14，也 由于是电路设计上不需要的电极，因此在电气特性上没有问题。此外，图3A表示从上部在X射线中观察接合后的焊料接合部时的示意图，图3B表 示G-H剖面图，图3C表示J-K面剖面图。根据以上结果，在区域配置的接合用电极的最外周部，能够不发生现有例那样的 不良焊料短路，而稳定地进行电路基板1与元器件5的接合。此外，在图1A、图IB 图3A、图3B、图3C中，虽然表示了在电路基板1上形成吸收 过剩焊料用的虚拟电极15的事例，但本发明不限于此。也可以在元器件5 —侧形成虚拟电 极15。另外，在图1A、图IB 图3A、图3B、图3C中，虽然表示了区域配置电极的事例，但 本发明不限于此。也可以是外围配置、和其它电极配置。另外，在图1A、图IB 图3A、图3B、图3C中，虽然表示了与接合用的电极2未电连 接的虚拟电极15的事例，但本发明不限于此。例如，也可以形成于从区域配置的接合用的 电极2开始对基板表层进行迂回布线的电路图案上。(实施例1)作为图IA所示的电路基板，使用了等级为FR4的环氧玻璃基板的、厚度为0. 6mm 的双面基板。在电路基板1上，将与元器件5的电极6接合用的电极2以200 μ m为间距， 配置为484个引脚的区域状。此外，对于电极2，使用了以ΦΙΟΟμπι为直径大小、18μπι为 高度而形成的、对Cu实施了镀Ni/Au的电极。另外，在电极2的外周部，同样以200 μ m为间距，设置了相同大小的吸收过剩焊料 用的虚拟电极15。如图IB所示，在电路基板1的电极2及虚拟电极15上，按照以下条件提供接合树 脂4，实施电路基板1与元器件5的接合。对于接合树脂4，使用了按照含有50wt%的平均粒径为20 μ m的焊料粉3、22wt% 的环氧树脂、22wt%的固化剂、5wt%的活性剂、Iwt %的固化催化剂的组成比而构成的材 料。作为焊料粉3的组成，使用了 SnBi类焊料。对于元器件5，使用了厚度为150 μ m、5. 02mm见方的半导体芯片，对于其有源面， 采用了将高度为12 μ m、直径为Φ 100 μ m的镀Au电极进行区域配置为与电路基板1的电极 2相对的形状的结构。禾Ij用计量分配法将2.Omg的接合树脂4提供到电路基板1上后，与图17(b)所示 的现有例一样，使电路基板1的电极2与元器件5的电极6的间隙H为20 μ m，利用吸附工 具7和平台9使接合温度为200°C，实施接合。对100个接合进行评价的结果为，在电极2与电极6的接合区域内的不良焊料短 路发生率为0%。另一方面，形成于最外周的虚拟电极15中的焊料短路发生为54%。根据该结果，明确可知，利用虚拟电极15的效果，能够防止接合用电极2的焊料短路。(比较例1) 作为比较实验，在现有例的不设置吸收过剩焊料用的虚拟电极15的、图18A所示 的电路基板1中，也实施了接合评价。在电路基板1上，将电极2同样以200 μ m为间距，配置为484个引脚的区域状，采 用直径大小为Φ 100 μ m、高度为18 μ m、对Cu实施了镀Ni/Au的结构。对于元器件5，同样 也使用了将高度为12 μ m、直径为Φ 100 μ m的镀Au电极进行区域配置为与电路基板1的电 极2相对的形状的半导体芯片。对100个进行接合评价的结果为，如图21B所示，仅在电极2的最外周部，75%发 生了焊料短路14。根据该结果，也明确可知，设置于电极2的外侧的虚拟电极15，显著具有抑制接合 电极部的焊料短路的效果。此外，虽然作为虚拟电极15，如图4所示，使用了以与电极2形状相同、大小相同而 形成的电极，但本发明不限于此。具体而言，也可以采用如图5所示那样的四边形等其它形 状的、且大小与电极2不同的结构。另外，虽然表示了在区域配置的电极2的外周部以等间距形成一排虚拟电极15的 事例，但本发明不限于此。具体而言，也可以如图6A所示那样形成多排。S卩，在区域配置的 电极2的外周部，以与电极2的间距Pl相同的间距Pl配置虚拟电极15a，并且在该一排虚 拟电极15a的外侧，以短于间距Pl的间隔P2交错配置虚拟电极15b，使其位于虚拟电极15a 的中央。藉此，相邻的虚拟电极15b与15b之间的间隔，变为短于电极2的间距Pl的间隔 P3。在对该图6A的电路基板1以与前述相同的条件进行焊接时，如图6B所示，在相邻的虚 拟电极15b与15b之间发生焊料短路14，从而吸收过剩焊料，具有抑制区域配置的电极2中 的焊料短路的效果。另外，对于图4至图6A所示的虚拟电极15的数量、位置，最好相对于区域配置的 电极2的外周部电极，以等间距配置相同数量，但不限于此。形成为任意的数量、任意的位 置，都能获得相同的效果。另外，在图4至图6A中，虽然表示了接合用的电极2与虚拟电极15未电连接的事 例，但本发明不限于此。例如，也可以如图7A所示那样在从区域配置的电极2开始对基板1进行迂回布线 的电路图案16上形成虚拟电极15。在此情况下，如图7B所示，在虚拟电极15之间发生焊 料短路14，从而吸收过剩焊料，具有抑制区域配置的电极2中的焊料短路的效果。另外，对 于此情况的虚拟电极15，不限定形状，可以是任意的形状。对于虚拟电极15的配置形状也 同样，除了如图7A所示那样排列为一排之外，还可以是交错配置或跳过1个的配置。即使 虚拟电极15接近，但吸引到该虚拟电极15的焊料，也由于还流过电路图案16而将电路图 案16浸润，所以极少有相邻的虚拟电极15之间焊料桥接而短路的情况。作为此情况的具 体结构，能够举出在引出的电路图案16的接合区域外的部分不设置阻焊剂的结构。在该实施方式1中，虽然在电路基板1 一侧设置了虚拟电极15，但在元器件5—侧 设置虚拟电极15、15a、15b，也能得到同样的效果。(实施方式2)
基于图11 图16，表示本发明的实施方式2。图8A、图8B 图10表示将电极2在电路基板1上进行外围配置的现有例。首先为了比较，说明现有例。图8A中，作为电路基板1，使用了等级为FR4的环氧玻璃基板的、厚度为0. 6mm的双面基板。在电路基板1上，将与电子元器件接合用的电极2以150 μ m为间距，配置为240 个引脚的外围状。此外，对于基板电极2，使用了以宽度60 μ m为大小、15 μ m为高度而形成 的、对Cu实施了镀Ni/Au的电极。如图8B所示，在电路基板1上的电极2上，按照以下条件提供接合树脂4，实施电 路基板1与元器件5的接合。对于接合树脂4，使用了按照含有50wt%的平均粒径为20 μ m的焊料粉3、22wt% 的环氧树脂、22wt%的固化剂、5wt%的活性剂、Iwt %的固化催化剂的组成比而构成的材 料。另外，作为焊料粉3的组成，使用了 SnBi类焊料。利用计量分配法将1. Omg的接合树脂4提供到电路基板1上后，与图17(b)所示 的现有例一样，使电路基板1的电极2与元器件5的电极6的间隙H为20 μ m，利用吸附工 具7及平台9使接合温度为200°C，实施接合。对于元器件5，使用了厚度为400 μ m的半导体元件，对于其有源面，采用了将高度 为12 μ m、直径为Φ60 μ m的镀Au电极进行外围配置为与电路基板1的电极2相对的形状 的结构。对100个进行接合评价的结果为，在电极2中，64%发生了图9那样的焊料短路 14。此外，图9是对电子元器件与电路基板的接合部进行了 X射线观察的示意图。在该接合事例中，如图10所示那样对外围配置于电路基板1上的电极2进行接合 时，在该接合工序中，例如在以电极f作为事例时，以电极f为中心、等间隔地分割与相邻的 电极的距离、且大范围包含外围配置的电极的内外的区域F内存在的焊料粉3，以一定概率 自聚集起来。其结果，大范围分布在外围配置的电极f的内外的焊料粉3，由于在其流动路 径Z中不存在浸润焊料的电极，所以聚集起来有接合所需的焊料量以上的量，因此，估计焊 料量会过剩，形成焊料短路。因此，在本发明的实施方式2中，如图11所示，使用在外围配置的电路基板1的电 极2的内外、以等间距配置了吸收过剩焊料用的虚拟电极15的基板，实施接合评价。虚拟 电极15用与电极2相同的大小、材质来构成。使用与图8A中的基板电极结构的接合完全相同的工艺条件，对100个进行接合评 价的结果为，不良焊料短路为0 %。根据该结果，明确可知，在外围配置的电极结构中，通过在其内外设置吸收过剩焊 料用的虚拟电极15，也显著具有抑制接合电极部的焊料短路的效果。虽然作为虚拟电极15，如图11所示，使用了在外围配置的电极2的内外以相同形 状、相同大小形成的电极，但本发明不限于此。根据接合的对象物的大小、接合间距、电路图 案设计，也可以如图12、图13所示，仅在外围电极的单侧或内外两侧共存而形成。另外，关 于其形状、数量，也可根据对象物任意决定。另外，也可以如图14所示，在对形成为外围配置的电极2的基板表层进行迂回布 线的电路图案16上形成。对于形成于电路图案16上的虚拟电极15，不限定形状，可以用任意的形状形成于任意的位置。即使虚拟电极15接近，但吸引到该虚拟电极15的焊料，也由 于还流过电路图案16而将电路图案16浸润，所以极少有相邻的虚拟电极15之间焊料桥接 而短路的情况。作为此情况的具体结构，能够举出在引出的电路图案16的接合区域外的部 分不设置阻焊剂的结构。而且，如图15、16所示，也可以在外围配置的接合电极2的内部将用于吸收过剩焊 料的虚拟电极15作为较大的电极而形成一个或多个。另外，在该实施方式2中也同样，将用于吸收过剩焊料的虚拟电极15设置于元器 件5上、而非电路基板1上，也能得到相同的效果。在上述各实施方式中，虽然说明了接合树脂4中包含的导电性粒子为焊料粉3的 情况，但作为导电性粒子，同样也能使用焊料涂层铜粉、焊料涂层银粉、用低熔点金属涂敷 的金属粒子等导电性粒子。根据本发明，能够有助于提高用于日益小型化且轻量化的电子设备的、微小且具有微细的电极间距的半导体与形成了微细的布线图案的印刷布线板的电极间接合的连接质量。
权利要求
一种电子元器件接合方法，其特征在于，在使包含导电性粒子(3)的接合树脂(4)介于基板(1)与元器件(5)之间并且保持在所述基板(1)的第一电极(2)与所述元器件(5)的第二电极(6)之间的间隙(H)的状态下、进行了加热的所述接合树脂(4)流动，从而熔融的所述导电性粒子(3)向所述第一电极(2)与所述第二电极(6)之间进行自聚集，然后冷却到所述导电性粒子(3)的凝固温度以下来将所述元器件(5)安装于所述基板(1)，这时，在包含全部所述第一电极(2)和所述第二电极(6)的接合区域以外、且在所述接合树脂(4)内，将不参与所述基板(1)与所述元器件(5)之间的电连接的虚拟电极(15)配置于所述基板(1)的与所述第一电极(2)连接的布线上，通过所述加热，所述接合树脂(4)流动，从而使熔融的所述导电性粒子(3)向所述第一电极(2)与所述第二电极(6)之间以及所述虚拟电极(15)进行自聚集并凝固。
2.一种电子元器件接合方法，其特征在于，在使包含导电性粒子(3)的接合树脂⑷介 于基板(1)与元器件(5)之间并且保持在所述基板(1)的第一电极(2)与所述元器件(5) 的第二电极(6)之间的间隙(H)的状态下、进行了加热的所述接合树脂(4)流动，从而熔融 的所述导电性粒子(3)向所述第一电极(2)与所述第二电极(6)之间进行自聚集，然后冷 却到所述导电性粒子(3)的凝固温度以下来将所述元器件(5)安装于所述基板(1)，这时，在包含全部所述第一电极(2)和所述第二电极(6)的接合区域以外、且在所述接合树 脂⑷内，作为不参与所述基板⑴与所述元器件(5)之间的电连接的虚拟电极(15)，将与 所述第一电极(2)相邻的第一虚拟电极(15a)、和与所述第一虚拟电极(15a)以短于所述第 一电极(2)的间距的间隔而相邻的第二虚拟电极(15b)配置于所述基板(1)，通过所述加热，所述接合树脂(4)流动，从而使熔融的所述导电性粒子(3)向所述第一 电极⑵与所述第二电极(6)之间以及所述虚拟电极(15)进行自聚集并凝固。
3.一种电子元器件接合方法，其特征在于，在使包含导电性粒子(3)的接合树脂⑷介 于基板(1)与元器件(5)之间并且保持在所述基板(1)的第一电极(2)与所述元器件(5) 的第二电极(6)之间的间隙(H)的状态下、进行了加热的所述接合树脂(4)流动，从而熔融 的所述导电性粒子(3)向所述第一电极(2)与所述第二电极(6)之间进行自聚集，然后冷 却到所述导电性粒子(3)的凝固温度以下来将所述元器件(5)安装于所述基板(1)，这时，在包含全部所述第一电极(2)和所述第二电极(6)的接合区域以外、且在所述接合树 脂(4)内，将不参与所述基板(1)与所述元器件(5)之间的电连接的虚拟电极(15)配置于 所述元器件(5)的与所述第二电极(6)连接的布线上，通过所述加热，所述接合树脂(4)流动，从而使熔融的所述导电性粒子(3)向所述第一 电极⑵与所述第二电极(6)之间以及所述虚拟电极(15)进行自聚集并凝固。
4.一种电子元器件接合方法，其特征在于，在使包含导电性粒子(3)的接合树脂⑷介 于基板(1)与元器件(5)之间并且保持在所述基板(1)的第一电极(2)与所述元器件(5) 的第二电极(6)之间的间隙(H)的状态下、进行了加热的所述接合树脂(4)流动，从而熔融 的所述导电性粒子(3)向所述第一电极(2)与所述第二电极(6)之间进行自聚集，然后冷 却到所述导电性粒子(3)的凝固温度以下来将所述元器件(5)安装于所述基板(1)，这时，在包含全部所述第一电极(2)和所述第二电极(6)的接合区域以外、且在所述接合树 脂⑷内，作为不参与所述基板⑴与所述元器件(5)之间的电连接的虚拟电极(15)，将与 所述第二电极(6)相邻的第一虚拟电极(15a)、和与所述第一虚拟电极(15a)以短于所述第二电极(6)的间距的间隔而相邻的第二虚拟电极(15b)配置于所述元器件(5)，通过所述加热，所述接合树脂(4)流动，从而使熔融的所述导电性粒子(3)向所述第一 电极⑵与所述第二电极(6)之间以及所述虚拟电极(15)进行自聚集并凝固。
5.一种电子元器件，其特征在于，在该电子元器件中，在使包含导电性粒子(3)的接合 树脂⑷介于基板⑴与元器件(5)之间并且保持在所述基板⑴的第一电极(2)与所述 元器件(5)的第二电极(6)之间的间隙(H)的状态下进行了加热的所述接合树脂(4)流 动，从而熔融的所述导电性粒子(3)向所述第一电极(2)与所述第二电极(6)之间进行自 聚集，然后冷却到所述导电性粒子⑶的凝固温度以下来将所述元器件(5)安装于所述基 板⑴，在包含全部所述第一电极(2)和所述第二电极(6)的接合区域以外、且在所述接合树 脂⑷内，将不参与所述基板⑴与所述电子元器件(5)之间的电连接的虚拟电极(15)形 成于所述基板(1)的与所述第一电极(2)连接的布线上。
6.如权利要求5所述的电子元器件，其特征在于，所述元器件(5)是半导体芯片或柔性基板或刚性基板。
7.如权利要求5所述的电子元器件，其特征在于，所述元器件(5)是将所述第二电极(6)进行外围配置的半导体芯片，将所述虚拟电极(15)形成于外围配置的所述第二电极(6)的外侧和内侧的至少一方。
8.一种电子元器件，其特征在于，在该电子元器件中，在使包含导电性粒子(3)的接合 树脂⑷介于基板⑴与元器件(5)之间并且保持在所述基板⑴的第一电极(2)与所述 元器件(5)的第二电极(6)之间的间隙(H)的状态下进行了加热的所述接合树脂(4)流 动，从而熔融的所述导电性粒子(3)向所述第一电极(2)与所述第二电极(6)之间进行自 聚集，然后冷却到所述导电性粒子⑶的凝固温度以下来将所述元器件(5)安装于所述基 板⑴，在包含全部所述第一电极(2)和所述第二电极(6)的接合区域以外、且在所述接合树 脂⑷内，作为不参与所述基板⑴与所述元器件(5)之间的电连接的虚拟电极(15)，将与 所述第一电极(2)相邻的第一虚拟电极(15a)、和与所述第一虚拟电极(15a)以短于所述第 一电极(2)的间距的间隔而相邻的第二虚拟电极(15b)形成于所述基板(1)的与所述第一 电极⑵连接的布线上。
9.如权利要求8所述的电子元器件，其特征在于，所述元器件(5)是半导体芯片或柔性基板或刚性基板。
10.如权利要求8所述的电子元器件，其特征在于，所述元器件(5)是将所述第二电极(6)进行外围配置的半导体芯片，将所述虚拟电极(15)形成于外围配置的所述第二电极(6)的外侧和内侧的至少一方。
11.一种电子元器件，其特征在于，在该电子元器件中，在使包含导电性粒子(3)的接 合树脂⑷介于基板⑴与元器件(5)之间并且保持在所述基板⑴的第一电极(2)与所 述元器件(5)的第二电极(6)之间的间隙(H)的状态下进行了加热的所述接合树脂⑷流 动，从而熔融的所述导电性粒子(3)向所述第一电极(2)与所述第二电极(6)之间进行自 聚集，然后冷却到所述导电性粒子⑶的凝固温度以下来将所述元器件(5)安装到所述基 板⑴，在包含全部所述第一电极(2)和所述第二电极(6)的接合区域以外、且在所述接合树 脂(4)内，将不参与所述基板(1)与所述元器件(5)之间的电连接的虚拟电极(15)形成于 所述元器件(5)的与所述第二电极(6)连接的布线上。
12.如权利要求11所述的电子元器件，其特征在于，所述元器件(5)是半导体芯片或柔性基板或刚性基板。
13.如权利要求11所述的电子元器件，其特征在于，所述元器件(5)是将所述第二电极(6)进行外围配置的半导体芯片，将所述虚拟电极(15)形成于外围配置的所述第二电极(6)的外侧和内侧的至少一方。
14.一种电子元器件，其特征在于，在该电子元器件中，在使包含导电性粒子(3)的接 合树脂⑷介于基板⑴与元器件(5)之间并且保持在所述基板⑴的第一电极(2)与所 述元器件(5)的第二电极(6)之间的间隙(H)的状态下进行了加热的所述接合树脂⑷流 动，从而熔融的所述导电性粒子(3)向所述第一电极(2)与所述第二电极(6)之间进行自 聚集，然后冷却到所述导电性粒子⑶的凝固温度以下来将所述元器件(5)安装到所述基 板⑴，在包含全部所述第一电极(2)和所述第二电极(6)的全部的接合区域以外、且在所 述接合树脂(4)内，作为不参与所述基板(1)与所述元器件(5)之间的电连接的虚拟电极 (15)，将与所述第二电极(6)相邻的第一虚拟电极(15a)、和与所述第一虚拟电极(15a)以 短于所述第二电极(6)的间距的间隔而相邻的第二虚拟电极(15b)形成于所述元器件(5)。
15.如权利要求14所述的电子元器件，其特征在于，所述元器件(5)是半导体芯片或柔性基板或刚性基板。
16.如权利要求14所述的电子元器件，其特征在于，所述元器件(5)是将所述第二电极(6)进行外围配置的半导体芯片，将所述虚拟电极(15)形成于外围配置的所述第二电极(6)的外侧和内侧的至少一方。
全文摘要
将元器件(5)安装到基板(1)上时，在包含全部第一电极(2)和第二电极(6)的接合区域以外、且在接合树脂(4)内，将不参与基板(1)与元器件(5)之间的电连接的虚拟电极(15)配置于基板(1)的与第一电极(2)连接的布线上。当通过加热而接合树脂(4)中的导电性粒子(3)熔融时，熔融焊料向第一电极(2)与第二电极(6)之间以及虚拟电极(15)进行自聚集并凝固。藉此，通过焊料向相邻的虚拟电极(15)之间进行自聚集而焊料短路，能够抑制住向相邻的第一电极(2)之间、相邻的第二电极(6)之间提供过剩的焊料，能够抑制住相邻的第一电极(2)之间、相邻的第二电极(6)之间的不良短路。
文档编号H05K13/04GK101848605SQ201010157060
公开日2010年9月29日 申请日期2010年3月23日 优先权日2009年3月24日
发明者塚原法人, 小山雅义 申请人:松下电器产业株式会社