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JP2007180062A - Printed circuit board manufacturing method and dispenser device - Google Patents

Printed circuit board manufacturing method and dispenser device Download PDF

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JP2007180062A
JP2007180062A JP2005373403A JP2005373403A JP2007180062A JP 2007180062 A JP2007180062 A JP 2007180062A JP 2005373403 A JP2005373403 A JP 2005373403A JP 2005373403 A JP2005373403 A JP 2005373403A JP 2007180062 A JP2007180062 A JP 2007180062A
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circuit component
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JP2005373403A
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Inventor
Shuji Hiramoto
修二 平元
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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    • H10W90/734

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  • Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

【課題】 従来のプリント回路基板の製造工程を大幅に変更することなくコーティングされた樹脂の表面積を効率よく大きくすることで放熱性能を高める。
【解決手段】
少なくとも1つの電極12を表面に有するプリント配線板1の電極近傍に第1のニードル41aによりアンダーフィル樹脂2を塗布し、電極12の上部の少なくとも一部の上にはんだバンプ33を介し回路部品3を実装する。実装された回路部品3の表面に第1のニードル41aによりアンダーフィル樹脂2を塗布する。塗布されたアンダーフィル樹脂2の表面に第2のニードル41bによりエアー22を放射させ複数の孔部2aを形成する。
そしてプリント配線板1をリフロー加熱することで、はんだバンプ33の接合と、アンダーフィル樹脂2の樹脂封止とを一括して行う。
【選択図】 図6
PROBLEM TO BE SOLVED: To improve heat dissipation performance by efficiently increasing the surface area of a coated resin without significantly changing the conventional manufacturing process of a printed circuit board.
[Solution]
The underfill resin 2 is applied by the first needle 41a in the vicinity of the electrode of the printed wiring board 1 having at least one electrode 12 on the surface, and the circuit component 3 is interposed on at least a part of the upper portion of the electrode 12 via the solder bump 33. Is implemented. The underfill resin 2 is applied to the surface of the mounted circuit component 3 by the first needle 41a. The air 22 is radiated by the second needle 41b on the surface of the applied underfill resin 2 to form a plurality of holes 2a.
Then, by reflow heating the printed wiring board 1, the bonding of the solder bumps 33 and the resin sealing of the underfill resin 2 are performed together.
[Selection] Figure 6

Description

本発明は、プリント回路基板の製造方法に係り、特に放熱特性を向上させるプリント回路基板の製造方法及びこの製法に用いるディスペンサ装置に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a printed circuit board, and more particularly to a method of manufacturing a printed circuit board that improves heat dissipation characteristics and a dispenser device used in the manufacturing method.

フリップチップなど半導体素子に接続用電極であるバンプが設けられた電子部品の実装方法として、バンプを基板の電極に半田接合する方法が広く用いられている。この実装方法において、バンプと基板との半田接合部を補強する目的で電子部品と基板との間に補強樹脂であるアンダーフィルを設けることが行われる。このアンダーフィルは、バンプと電極との半田接合部を補強する接合部補強機能と、電子部品と基板との間に介在して基板と電子部品の各材質の熱膨張係数の差に起因する熱応力を緩和する応力緩和機能とを有している。   As a mounting method of an electronic component in which a bump as a connection electrode is provided on a semiconductor element such as a flip chip, a method of soldering a bump to an electrode on a substrate is widely used. In this mounting method, an underfill which is a reinforcing resin is provided between the electronic component and the substrate for the purpose of reinforcing the solder joint between the bump and the substrate. This underfill is caused by heat that is caused by differences in the thermal expansion coefficient between the materials of the board and the electronic component that are interposed between the electronic component and the board, and the joint reinforcement function that reinforces the solder joint between the bump and the electrode. It has a stress relaxation function to relieve stress.

一方、このような電子部品を例えばハードディスクドライブ(HDD)の内部に組み込む場合などは、ベアICのチッピング防止のためにIC表面を樹脂で覆うオーバコート工程を追加する場合がある。   On the other hand, when such an electronic component is incorporated in, for example, a hard disk drive (HDD), an overcoat process for covering the IC surface with resin may be added to prevent chipping of the bare IC.

しかしながら、IC表面を樹脂で覆うことは、放熱特性を著しく低下させて、当該部品の性能を十分に発揮できないという別の問題も生じてしまう。   However, covering the IC surface with a resin significantly reduces the heat dissipation characteristics, and causes another problem that the performance of the component cannot be fully exhibited.

例えば特許文献1では、ICチップ表面に封止した樹脂の表面に凹凸形状を形成することで放熱性能を高めるという提案がなされている。
特開平11−330315号公報(第7頁、図1)
For example, Patent Document 1 proposes that heat radiation performance is improved by forming an uneven shape on the surface of a resin sealed on the surface of an IC chip.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-330315 (page 7, FIG. 1)

しかしながら、上述した特許文献1の技術は、プリント基板上に液状の封止樹脂をコーティングしてから、封止樹脂が硬化する前に、表面に凹凸が形成された部材を封止樹脂の表面に押し当てる。そして封止樹脂が硬化してからその部材を取り去ることにより封止樹脂の表面に凹凸状を形成させる。その為、部品毎に当該凹凸が形成された部材を用意しなければならず、工程が煩雑になるという問題があった。   However, the technique disclosed in Patent Document 1 described above applies a member having irregularities on the surface of the sealing resin after the liquid sealing resin is coated on the printed circuit board and before the sealing resin is cured. Press. Then, after the sealing resin is cured, the member is removed to form an uneven shape on the surface of the sealing resin. Therefore, there is a problem that a member in which the unevenness is formed for each part must be prepared, and the process becomes complicated.

そこで本発明は、上記問題を解決する為になされたものであり、従来のプリント回路基板の製造工程を大幅に変更することなくコーティングされた樹脂の表面積を効率よく大きくすることで放熱性能を高めたプリント回路基板の製造方法、及びディスペンサ装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has improved the heat dissipation performance by efficiently increasing the surface area of the coated resin without significantly changing the manufacturing process of the conventional printed circuit board. Another object of the present invention is to provide a printed circuit board manufacturing method and a dispenser device.

上記目的を達成するために、本発明に係るプリント回路基板の製造方法は、少なくとも1つの電極を表面に有するプリント配線板の前記電極近傍に樹脂を塗布する第1の樹脂塗布工程と、前記電極の上部の少なくとも一部の上にはんだバンプを介し回路部品を実装する回路部品実装工程と、前記部品実装工程により実装された前記回路部品の表面に前記樹脂を塗布する第2の樹脂塗布工程と、前記第1及び第2の樹脂塗布工程により塗布された前記樹脂の表面にエアーを放射させることにより前記樹脂の表面に複数の孔部を形成する孔部形成工程と、前記孔部形成工程が施されたプリント配線板をリフロー加熱することで、前記はんだバンプの接合と、前記樹脂の樹脂封止とを一括して行うリフロー工程とを具備することを特徴としている。   In order to achieve the above object, a printed circuit board manufacturing method according to the present invention includes a first resin application step of applying a resin in the vicinity of the electrode of a printed wiring board having at least one electrode on the surface, and the electrode A circuit component mounting step for mounting a circuit component on at least a part of the upper portion of the circuit board via a solder bump, and a second resin application step for applying the resin to the surface of the circuit component mounted by the component mounting step. A hole forming step of forming a plurality of holes in the surface of the resin by radiating air to the surface of the resin applied in the first and second resin applying steps; and the hole forming step. It is characterized by comprising a reflow process in which the applied printed wiring board is reflow-heated to collectively bond the solder bumps and seal the resin with the resin.

また、本発明に係る他のプリント回路基板の製造方法は、少なくとも1つの電極を表面に有するプリント配線板の前記電極上にはんだバンプを介し回路部品を実装する回路部品実装工程と、前記部品実装工程により回路部品が実装された前記プリント配線板と、前記回路部品との間と、前記回路部品の表面に樹脂を塗布する樹脂塗布工程と、前記樹脂塗布工程により塗布された前記樹脂の表面にエアーを放射させることにより前記樹脂の表面に複数の孔部を形成する孔部形成工程と、前記孔部形成工程が施されたプリント配線板をリフロー加熱することで、前記はんだバンプの接合と、前記樹脂の樹脂封止とを一括して行うリフロー工程とを具備することを特徴としている。   Further, another printed circuit board manufacturing method according to the present invention includes a circuit component mounting step for mounting a circuit component on the electrode of a printed wiring board having at least one electrode on its surface via a solder bump, and the component mounting. Between the printed wiring board on which the circuit components are mounted by the steps and the circuit components, a resin application step of applying a resin to the surface of the circuit components, and a surface of the resin applied by the resin application step A hole forming step for forming a plurality of holes on the surface of the resin by radiating air, and reflow heating the printed wiring board subjected to the hole forming step, thereby joining the solder bumps, And a reflow process for collectively performing resin sealing of the resin.

また、本発明に係るディスペンサ装置は、第1のノズル径を有し、この第1のノズル径からプリント配線基板に対して樹脂を塗布するための樹脂塗布手段と、前記第1のノズル径より小さな径である第2のノズル径を有し、この第2のノズル径から前記樹脂に対してエアーを放射させるエアー放射手段とを有することを特徴としている。   The dispenser device according to the present invention has a first nozzle diameter, a resin application means for applying a resin to the printed wiring board from the first nozzle diameter, and the first nozzle diameter. It has the 2nd nozzle diameter which is a small diameter, and has an air radiation | emission means which radiates | emits air with respect to the said resin from this 2nd nozzle diameter, It is characterized by the above-mentioned.

従来のプリント回路基板の製造工程を大幅に変更することなくコーティングされた樹脂の表面積を効率よく大きくすることで放熱性能を高めることができる。   Heat dissipation performance can be enhanced by efficiently increasing the surface area of the coated resin without significantly changing the conventional printed circuit board manufacturing process.

以下、本発明の実施の形態を図1〜図8を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態に係るプリント回路基板の製造方法の工程を示した図である。図1に示すように、本発明に係るプリント回路基板の製造方法は、プリント配線板準備工程(ステップS0)と、第1の樹脂塗布工程と(ステップS1)と、回路部品実装工程と(ステップS2)と、第2の樹脂塗布工程と(ステップS3)と、孔部形成工程(ステップS4)と、リフロー工程(ステップS5)とを主たる工程としている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing steps of a method for manufacturing a printed circuit board according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the printed circuit board manufacturing method according to the present invention includes a printed wiring board preparation step (step S0), a first resin coating step (step S1), a circuit component mounting step (step S2), the second resin coating process (step S3), the hole forming process (step S4), and the reflow process (step S5) are the main processes.

次に各工程の詳細を説明する。   Next, details of each step will be described.

まず、プリント配線板準備工程(ステップS0)を説明する。図2は、プリント配線板準備工程を示した図である。図2に示すように、プリント配線板準備工程(ステップS0)は、基板11の少なくとも一方の面上に電極12を有したプリント配線板1を準備する工程である。   First, the printed wiring board preparation step (step S0) will be described. FIG. 2 is a diagram showing a printed wiring board preparation process. As shown in FIG. 2, the printed wiring board preparation step (step S <b> 0) is a step of preparing the printed wiring board 1 having the electrodes 12 on at least one surface of the substrate 11.

基板11は、絶縁層と、この絶縁層の上に積層された配線層とで構成された銅張積層板の配線層に、所定のエッチング加工を施し、電極12、配線パターン(不図示)を作成することで得られる。絶縁層の材質は、例えばガラスエポキシ、ビスマレイミドトリアジン(BT)レジン、セラミックなどである。尚、基板11はマスキングやパンチングなどの手法により電極12の上部をマスク設定して得られるソルダーレジストが積層されていても良い。   The substrate 11 is subjected to a predetermined etching process on a wiring layer of a copper-clad laminate composed of an insulating layer and a wiring layer laminated on the insulating layer, and an electrode 12 and a wiring pattern (not shown) are formed. It is obtained by creating. Examples of the material for the insulating layer include glass epoxy, bismaleimide triazine (BT) resin, and ceramic. The substrate 11 may be laminated with a solder resist obtained by masking the upper portion of the electrode 12 by a technique such as masking or punching.

また、プリント配線板1上の電極12は、例えばメッキ法やレベラ法などによりはんだがプリコートされていることが望ましい。尚、このはんだは、はんだ粉末と溶剤を含むペースト状フラックスとを均一混合したものであり、本実施の形態に使用し得るはんだ合金としては、例えば、Sn−Pb系合金、Sn−Ag系合金、及びSn−Zn系合金等が挙げられる。尚、プリント配線板1は、複数の配線層やプレーン層で構成された多層のプリント配線板であっても良い。   The electrode 12 on the printed wiring board 1 is preferably precoated with solder by, for example, a plating method or a leveler method. In addition, this solder is obtained by uniformly mixing a solder powder and a paste-like flux containing a solvent. Examples of solder alloys that can be used in this embodiment include Sn—Pb alloys and Sn—Ag alloys. , And Sn—Zn based alloys. The printed wiring board 1 may be a multilayer printed wiring board composed of a plurality of wiring layers or plane layers.

次に、第1の樹脂塗布工程(ステップS1)を説明する。図3は、第1の樹脂塗布工程を示した図である。図3に示すように、第1の樹脂塗布工程(ステップS1)は、プリント配線板準備工程(ステップS0)で準備したプリント配線板1の電極12の近傍(領域α)に樹脂2を塗布する工程である。   Next, the first resin application step (step S1) will be described. FIG. 3 is a diagram showing a first resin application step. As shown in FIG. 3, in the first resin application step (step S1), the resin 2 is applied to the vicinity (area α) of the electrode 12 of the printed wiring board 1 prepared in the printed wiring board preparation step (step S0). It is a process.

樹脂2は、図3に示すように、例えば専用の塗布機器であるディスペンサ4を用いて塗布を行い、ディスペンサ4の一部であるニードル41aの径と塗布時間を制御することで塗布量と塗布の領域を制御することが可能である。   As shown in FIG. 3, the resin 2 is applied using, for example, a dispenser 4 that is a dedicated application device, and the diameter and application time of a needle 41a that is a part of the dispenser 4 are controlled to apply the application amount and the application. Can be controlled.

ここで、ディスペンサ4のニードル41aの径は、対象とするプリント配線板やその他の状況を考慮して例えば0.1mm〜1mmの間で任意に変えて良い。   Here, the diameter of the needle 41a of the dispenser 4 may be arbitrarily changed between, for example, 0.1 mm to 1 mm in consideration of the target printed wiring board and other situations.

また、樹脂2は、いわゆるアンダーフィル樹脂であり、その材質は、例えば液状エポキシ樹脂・芳香族アミン系硬化剤またはフェノール樹脂硬化剤にフラックス成分としてオレイン酸、リンゴ酸等を含んでいる。フェノール樹脂硬化剤はフラックスとしての機能も果たす。   The resin 2 is a so-called underfill resin, and the material thereof includes, for example, a liquid epoxy resin / aromatic amine-based curing agent or phenol resin curing agent and oleic acid, malic acid or the like as a flux component. The phenol resin curing agent also functions as a flux.

従って、このフラックス機能を有するアンダーフィル樹脂2は、後述する回路部品実装工程(ステップS2)で電極12上に回路部品3を搭載する前に塗布されることとなる。   Therefore, the underfill resin 2 having the flux function is applied before the circuit component 3 is mounted on the electrode 12 in a circuit component mounting step (step S2) described later.

また、このフラックス機能を有するアンダーフィル樹脂2は、その硬化促進温度が予備加熱温度より高く、かつ、はんだバンプ33の溶融温度より高く、そして、加熱のピーク温度以下で硬化が完了し得るものを使用する。これにより、フラックス機能を有するアンダーフィル樹脂2の熱硬化は、はんだバンプ33と電極12との接合が完了してから促進される。従って、はんだバンプ33の接合前にフラックス機能を有するアンダーフィル樹脂2の熱硬化が完了することはなく、はんだバンプ33の接合支障や接続信頼性の低下を防止できる。   The underfill resin 2 having the flux function is one whose curing acceleration temperature is higher than the preheating temperature, higher than the melting temperature of the solder bumps 33, and can be cured at the heating peak temperature or lower. use. Thereby, the thermosetting of the underfill resin 2 having a flux function is promoted after the joining of the solder bump 33 and the electrode 12 is completed. Therefore, the thermosetting of the underfill resin 2 having a flux function is not completed before the solder bumps 33 are joined, and it is possible to prevent troubles in joining the solder bumps 33 and lowering of connection reliability.

次に、回路部品実装工程(ステップS2)を説明する。図4は、回路部品実装工程を示した図である。図4に示すように、回路部品実装工程(ステップS2)は、第1の樹脂塗布工程(ステップS1)が実施されたプリント配線板1に回路部品3を実装する工程である。   Next, the circuit component mounting step (step S2) will be described. FIG. 4 is a diagram showing a circuit component mounting process. As shown in FIG. 4, the circuit component mounting step (step S2) is a step of mounting the circuit component 3 on the printed wiring board 1 on which the first resin coating step (step S1) has been performed.

但し、この回路部品実装工程では、回路部品3は、はんだバンプ33を介して電極12上に搭載するのみであり、実際のはんだ接合は行わない。しかし、はんだバンプ33は粘着性を有するので、搭載された回路部品3は後述するリフロー工程(ステップS5)により加熱接合されるまでの間、はんだバンプ33または、電極12上に塗布されているはんだペーストによって固定できる。   However, in this circuit component mounting process, the circuit component 3 is only mounted on the electrode 12 via the solder bumps 33, and actual soldering is not performed. However, since the solder bump 33 has adhesiveness, the solder applied to the solder bump 33 or the electrode 12 until the mounted circuit component 3 is heated and bonded by a reflow process (step S5) described later. Can be fixed with paste.

ここで実装される回路部品3は、例えば、半導体集積回路部品やパッケージ部品等の、はんだ接合以外にその接続強度を確保する必要があるものとは限らない。即ち、例えば部品本体31が5mm角平板程度の比較的大きい回路部品ばかりではなく、HDDのフレキシブル基板(FPC)上等の部品であり、1mm〜2mm角程度の比較的小さな回路部品でも良い。尚、部品本体31の一方の表面に電極32が設けられ、その電極32の上面にはんだバンプ33を有していることが好ましい。尚、プリント配線板1の電極12は、回路部品3の電極32が実装されるように、これに対応した位置に電極12が設けられている。   The circuit component 3 mounted here is not necessarily required to ensure the connection strength other than solder bonding, such as a semiconductor integrated circuit component or a package component. That is, for example, the component main body 31 is not only a relatively large circuit component of about 5 mm square plate, but also a component on a flexible substrate (FPC) of the HDD, and may be a relatively small circuit component of about 1 mm to 2 mm square. In addition, it is preferable that the electrode 32 is provided on one surface of the component main body 31 and the solder bump 33 is provided on the upper surface of the electrode 32. In addition, the electrode 12 of the printed wiring board 1 is provided in the position corresponding to this so that the electrode 32 of the circuit component 3 may be mounted.

また、はんだバンプ33の接合温度は、フラックス機能を有するアンダーフィル樹脂2の硬化促進温度の上限、即ち、熱硬化完了温度より低い。また、この接合温度は、硬化促進温度の下限温度より高くても良いが、硬化促進温度と同等またはそれ以下であることが好ましい。   Further, the bonding temperature of the solder bump 33 is lower than the upper limit of the curing acceleration temperature of the underfill resin 2 having a flux function, that is, the thermosetting completion temperature. The bonding temperature may be higher than the lower limit temperature of the curing acceleration temperature, but is preferably equal to or lower than the curing acceleration temperature.

回路部品3は、プリント配線板1の電極12上に確実に搭載されるように、例えば、部品を実装するマウンタ5等の専用の実装機で回路部品3の部品本体31の電極32が設けられていない方の面を吸着し、はんだバンプ33を介して電極32と電極12とが対応する位置に移動し、所定の力(F)で鉛直下方向に実装(マウント)することで実現する。   In order to securely mount the circuit component 3 on the electrode 12 of the printed wiring board 1, for example, an electrode 32 of the component main body 31 of the circuit component 3 is provided by a dedicated mounting machine such as a mounter 5 for mounting the component. This is realized by adsorbing the opposite surface, moving the electrodes 32 and 12 to corresponding positions via the solder bumps 33, and mounting (mounting) vertically with a predetermined force (F).

ここで、マウントに要する荷重は回路部品3の1つのはんだバンプ33当たり、例えば50gfであり、マウントに要する時間は、例えば100msec〜2sec等、回路部品3の大きさや形状により異なる。 Here, the load required for mounting is, for example, 50 gf per one solder bump 33 of the circuit component 3, and the time required for mounting varies depending on the size and shape of the circuit component 3 such as 100 msec to 2 sec.

尚、図4に示している回路部品3は、電極32は2つのみを図示しているが、回路部品3の種類により、例えば約200μm間隔で並べられていても良い。また、はんだバンプ33の高さは、例えば10μmの略球形状のものであり、その組成としてはSn、Sn/Pb、Pb/In、Sn/Bi、Sn/Ag等がある。   The circuit component 3 shown in FIG. 4 has only two electrodes 32, but may be arranged at intervals of about 200 μm, for example, depending on the type of the circuit component 3. The height of the solder bump 33 is, for example, approximately 10 μm and has a composition of Sn, Sn / Pb, Pb / In, Sn / Bi, Sn / Ag, or the like.

次に、第2の樹脂塗布工程(ステップS3)を説明する。図5は、第2の樹脂塗布工程を示した図である。図5に示すように、第2の樹脂塗布工程(ステップS3)は、回路部品実装工程(ステップS2)が実施された回路部品3の表面に樹脂を塗布する工程である。   Next, the second resin application step (step S3) will be described. FIG. 5 is a diagram showing a second resin application process. As shown in FIG. 5, the second resin application step (step S3) is a step of applying resin to the surface of the circuit component 3 on which the circuit component mounting step (step S2) has been performed.

図5に示すように、回路部品3が実装されたプリント配線板1に、回路部品3の表面にステップS2と同様のディスペンサ4を用いて塗布を行い、ディスペンサ4の一部であるニードル41aの径と塗布時間を制御すること塗布量と塗布の領域を制御することが可能である。ここで、ディスペンサ4のニードル41aの径や樹脂2については上述の第1の樹脂塗布工程と同様であるため、その説明を省略する。   As shown in FIG. 5, the surface of the circuit component 3 is applied to the printed wiring board 1 on which the circuit component 3 is mounted using the same dispenser 4 as in step S <b> 2, and the needle 41 a which is a part of the dispenser 4 is applied. It is possible to control the application amount and the application area by controlling the diameter and application time. Here, since the diameter of the needle 41a of the dispenser 4 and the resin 2 are the same as those in the first resin application step described above, the description thereof is omitted.

このように第2の樹脂塗布工程を施すことで、回路部品3は樹脂2で覆われる(オーバーコートされる)こととなる。   By performing the second resin application process in this way, the circuit component 3 is covered (overcoated) with the resin 2.

次に、孔部形成工程(ステップS4)を説明する。図6は、孔部形成工程を示した図である。図6に示すように、孔部形成工程(ステップS4)は、前記第1及び第2の樹脂塗布工程により塗布された前記樹脂の表面にエアーを放射させることにより樹脂の表面に複数の孔部を形成する工程である。   Next, the hole forming step (step S4) will be described. FIG. 6 is a view showing the hole forming step. As shown in FIG. 6, in the hole forming step (step S4), a plurality of hole portions are formed on the surface of the resin by radiating air to the surface of the resin applied by the first and second resin applying steps. Is a step of forming.

このエアーの射出は、図3で示した専用の塗布機器であるディスペンサ4を用いて放射を行う。即ち、ディスペンサ4は樹脂2を射出する第1のニードル41aの他に、エアーを放射する第2のニードル41bを有し、この第2のニードル41bの径と放射時間を制御することアンダーフィル樹脂2への孔部の数や深さ等を制御することが可能である。   The air is emitted by using the dispenser 4 which is a dedicated application device shown in FIG. That is, the dispenser 4 has a second needle 41b that radiates air in addition to the first needle 41a that injects the resin 2, and controls the diameter and radiation time of the second needle 41b. It is possible to control the number, depth, etc. of the holes to 2.

また、エアー射出用の第2のニードル41bは、既存のサイドフィル用ディスペンサノズルからの分岐エアー配管からエアーの供給が可能であり、エアー放射機構であるXYZステージおよび駆動機構も樹脂塗布用のディスペンサと共用可能である。   The second needle 41b for air injection can supply air from a branch air pipe from the existing sidefill dispenser nozzle, and the XYZ stage as an air radiation mechanism and the drive mechanism are also dispensers for resin coating. And can be shared.

ここで、ディスペンサ4のニードル41bの径は、対象とするプリント配線板やその他の状況を考慮して例えば20μm〜50μmの間で任意に変えて良い。   Here, the diameter of the needle 41b of the dispenser 4 may be arbitrarily changed between 20 μm and 50 μm, for example, in consideration of the target printed wiring board and other situations.

また、回路部品3上に塗布された樹脂への孔部の数は出来るだけ多いほうが良い。特に後述する図7に示したように回路部品3の表面に塗布されたアンダーフィル樹脂2には多くの孔部を設けたほうが放熱対策としては好ましい。   Further, the number of holes in the resin applied on the circuit component 3 should be as large as possible. In particular, as shown in FIG. 7 to be described later, it is preferable to provide many holes in the underfill resin 2 applied to the surface of the circuit component 3 as a heat dissipation measure.

更に、第2のニードル41bの角度や位置の制御によって、回路部品3と基板11との間に塗布されているアンダーフィル樹脂2へも同様に孔部を複数個設けても良い。   Further, a plurality of holes may be similarly provided in the underfill resin 2 applied between the circuit component 3 and the substrate 11 by controlling the angle and position of the second needle 41b.

次に、リフロー工程(ステップS5)を説明する。図7は、リフロー工程を示した図である。図7に示すように、リフロー工程(ステップS5)は、孔部形成工程(ステップS4)を経て所望の位置に複数の孔部を射出した状態のプリント配線板1において、所定の温度プロファイルでリフローを実施することで、電極12とはんだバンプ33とのはんだ接合、そして、フラックス機能を有するアンダーフィル樹脂2の封止が一括して行われ、プリント回路基板100を得る工程である。   Next, the reflow process (step S5) will be described. FIG. 7 is a diagram showing a reflow process. As shown in FIG. 7, the reflow process (step S5) is a reflow process with a predetermined temperature profile in the printed wiring board 1 in a state where a plurality of holes are ejected to a desired position through the hole forming process (step S4). In this step, the solder bonding between the electrode 12 and the solder bump 33 and the sealing of the underfill resin 2 having a flux function are collectively performed to obtain the printed circuit board 100.

このリフロー工程(ステップS5)は、一般的なはんだリフローの温度プロファイルと同様に、予備加熱処理と加熱処理の2つの処理工程で行う。即ち、予備加熱処理を行った後、さらに昇温して加熱処理を行い、はんだバンプ33(場合により電極12上のはんだペースト)の接合のみならず、フラックス機能を有するアンダーフィル樹脂2の熱硬化を行う。   This reflow process (step S5) is performed in two process steps of a preheating process and a heating process, similarly to a general solder reflow temperature profile. That is, after performing the preheating process, the temperature is further raised and the heating process is performed, and not only the bonding of the solder bump 33 (the solder paste on the electrode 12 in some cases) but also the thermosetting of the underfill resin 2 having a flux function. I do.

このリフロー工程(ステップS5)の加熱温度の詳細について、図8を用いて説明する。   Details of the heating temperature in the reflow process (step S5) will be described with reference to FIG.

図8は、リフロー工程の温度特性の一例を示した図である。図8において、縦軸は温度、横軸は時間を表す。そして、Y1は予備加熱温度、P0はフラックス機能を有するアンダーフィル樹脂2の硬化促進下限温度、P1はピーク温度を示し、T1は予備加熱温度保持時間、T2はピーク温度保持時間を表す。また、A点は予備加熱昇温終端、B点はリフロー加熱昇温部、そして斜線部Cは硬化範囲を表す。   FIG. 8 is a diagram showing an example of temperature characteristics in the reflow process. In FIG. 8, the vertical axis represents temperature and the horizontal axis represents time. Y1 is a preheating temperature, P0 is a curing acceleration lower limit temperature of the underfill resin 2 having a flux function, P1 is a peak temperature, T1 is a preheating temperature holding time, and T2 is a peak temperature holding time. Further, point A represents the preheating temperature rising end, point B represents the reflow heating temperature rising portion, and hatched portion C represents the curing range.

このリフロー工程(ステップS5)の第1ステップとして、図1のS0〜S4の工程で製造されたプリント回路基板100予備加熱処理を行う。予備加熱処理は、予備加熱温度Y1の温度に設定されて、予備加熱温度保持時間T1の時間行われる。   As a first step of the reflow process (step S5), a preheating process for the printed circuit board 100 manufactured in the processes of S0 to S4 in FIG. 1 is performed. The preheating treatment is set to the temperature of the preheating temperature Y1, and is performed for the preheating temperature holding time T1.

この予備加熱処理を行うことで、回路部品3の熱衝撃を緩和できる。また、はんだペーストが存在している場合にはその中の揮発材料の大部分を蒸発させて除去し、はんだを乾燥し、はんだ粉末とはんだ付けされる金属表面とをある程度清浄できる。   By performing this preheating treatment, the thermal shock of the circuit component 3 can be reduced. Further, when the solder paste is present, most of the volatile material in the solder paste is removed by evaporation, the solder is dried, and the solder powder and the metal surface to be soldered can be cleaned to some extent.

更に、この予備加熱処理を行うことで、例えばプリント配線板1上に回路部品3の他に小型チップ部品が実装されていれば、当該部品の立ち上がり現象、例えばマンハッタン、ツームストン現象、及びはんだの吸い上がり現象、例えばウィッキングを防止することができる。   Furthermore, by performing this preheating treatment, for example, if a small chip component is mounted on the printed wiring board 1 in addition to the circuit component 3, the rising phenomenon of the component, for example, Manhattan, Tombstone phenomenon, and solder absorption The rising phenomenon, for example, wicking can be prevented.

尚、予備加熱温度Y1は、ピーク温度P1より低い温度(例えば140〜175℃)で、予備加熱保持時間T1は、60秒以上が目安とされる。   The preheating temperature Y1 is lower than the peak temperature P1 (for example, 140 to 175 ° C.), and the preheating holding time T1 is 60 seconds or more.

リフロー工程(ステップS5)の第2ステップとして、更に加熱を行い、温度をピーク温度P1まで一気に上昇させる。   As a second step of the reflow process (step S5), further heating is performed, and the temperature is increased to the peak temperature P1 at once.

ここで、はんだペーストとはんだバンプ33は、その接合の温度特性が異なることもある。しかし、これらの接合温度は予備加熱温度Y1より高く、ピーク温度P1より低い温度であるので、加熱温度が予備加熱温度Y1からピーク温度P1に達するまでの間に、電極12と電極32とのはんだ接合を完了することができる。   Here, the solder paste and the solder bump 33 may have different temperature characteristics of the joint. However, since these junction temperatures are higher than the preheating temperature Y1 and lower than the peak temperature P1, the solder between the electrode 12 and the electrode 32 before the heating temperature reaches the peak temperature P1 from the preheating temperature Y1. Joining can be completed.

尚、加熱温度がピーク温度P1に達するまでの間に、この加熱温度がフラックス機能を有するアンダーフィル樹脂2の硬化促進下限温度P0を通過するため、この通過時点からフラックス機能を有するアンダーフィル樹脂2の硬化が開始する。   Since the heating temperature passes through the curing acceleration lower limit temperature P0 of the underfill resin 2 having the flux function until the heating temperature reaches the peak temperature P1, the underfill resin 2 having the flux function from this passing point. Curing starts.

リフロー工程(ステップS5)の最終ステップとして、ピーク温度P1の温度を保ちつつ、ピーク温度保持時間T2の間、加熱処理を行う。   As the final step of the reflow process (step S5), heat treatment is performed for the peak temperature holding time T2 while maintaining the temperature of the peak temperature P1.

ここで、ピーク温度P1及びピーク温度保持時間T2の具体例としては、はんだバンプ33中に、溶融温度183℃のSn−Pb系合金はんだを使用した場合、ピーク温度P1が200℃〜230℃で、ピーク温度保持時間T2が20sec〜60sec程度が目安とされる。   Here, as a specific example of the peak temperature P1 and the peak temperature holding time T2, when Sn—Pb alloy solder having a melting temperature of 183 ° C. is used in the solder bump 33, the peak temperature P1 is 200 ° C. to 230 ° C. In general, the peak temperature holding time T2 is about 20 to 60 sec.

この予備加熱処理〜加熱処理からなるリフロー工程(ステップS5)を行うことにより、フラックス機能を有するアンダーフィル樹脂2の硬化が完了する。   By performing the reflow process (step S5) including the preliminary heating process to the heating process, the curing of the underfill resin 2 having the flux function is completed.

以上述べてきたプリント配線板準備工程S0〜リフロー工程S5の全ての工程を経ることで、プリント回路基板100が完成する。   The printed circuit board 100 is completed through all the steps of the printed wiring board preparation step S0 to the reflow step S5 described above.

以上のような製造工程によれば、樹脂部分にエアーを放射することによりアンダーフィル表層に微細な空孔を設けることが可能である。そのため樹脂塗布部分の表面積が著しく増加する。このためより高発熱化する傾向が著しいベアICおよびICオーバーコート部分の放熱特性を著しく向上させることが可能である。   According to the above manufacturing process, it is possible to provide fine holes in the underfill surface layer by radiating air to the resin portion. For this reason, the surface area of the resin-coated portion is significantly increased. For this reason, it is possible to remarkably improve the heat radiation characteristics of the bare IC and the IC overcoat portion, which have a tendency to generate higher heat.

また、エアー射出用の第2のニードル41bは既存のサイドフィル用ディスペンサノズルからの分岐エアー配管からエアーの供給が可能であり、エアー放射機構であるXYZステージおよび駆動機構も樹脂塗布用のディスペンサと共用可能である。そのため本ディスペンサ4は低コストで実現可能である
従って、従来のプリント回路基板の製造工程を大幅に変更することなくコーティングされた樹脂の表面積を効率よく大きくすることで放熱性能を高めることができる。
The second needle 41b for air injection can supply air from a branch air pipe from an existing sidefill dispenser nozzle. Can be shared. Therefore, the present dispenser 4 can be realized at low cost. Therefore, the heat radiation performance can be enhanced by efficiently increasing the surface area of the coated resin without significantly changing the manufacturing process of the conventional printed circuit board.

尚、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で各工程を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の工程の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、第1の樹脂塗布工程(ステップS1)の前に回路部品実装工程(ステップS2)を実施し、その後、第1の樹脂塗布工程(ステップS1)と第2の樹脂塗布工程(ステップS3)とを実施するような構成にしても良い。更に、異なる実施形態に亘る工程を適宜組み合せてもよい。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment as it is, It can modify and implement each process in the implementation stage in the range which does not deviate from the summary. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of steps disclosed in the embodiment. For example, the circuit component mounting process (step S2) is performed before the first resin coating process (step S1), and then the first resin coating process (step S1) and the second resin coating process (step S3). You may make it the structure which implements. Furthermore, the processes in different embodiments may be appropriately combined.

本発明の実施の形態に係るプリント回路基板の製造方法の工程を示した図。The figure which showed the process of the manufacturing method of the printed circuit board which concerns on embodiment of this invention. プリント配線板準備工程を示した図。The figure which showed the printed wiring board preparation process. 第1の樹脂塗布工程を示した図。The figure which showed the 1st resin application | coating process. 回路部品実装工程を示した図。The figure which showed the circuit component mounting process. 第2の樹脂塗布工程を示した図。The figure which showed the 2nd resin application | coating process. 孔部形成工程を示した図。The figure which showed the hole part formation process. リフロー工程を示した図。The figure which showed the reflow process. リフロー工程の温度特性の一例を示した図。The figure which showed an example of the temperature characteristic of a reflow process.

符号の説明Explanation of symbols

1 プリント配線板
11 基板
12 電極
2 アンダーフィル樹脂
22 フィラー
3 回路部品
31 部品本体
32 電極
33 はんだバンプ
4 ディスペンサ
41a 第1のニードル
41b 第2のニードル
5 マウンタ
6 フィラー射出器
100 プリント回路基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Printed wiring board 11 Board | substrate 12 Electrode 2 Underfill resin 22 Filler 3 Circuit component 31 Component main body 32 Electrode 33 Solder bump 4 Dispenser 41a 1st needle 41b 2nd needle 5 Mounter 6 Filler injector 100 Printed circuit board

Claims (6)

少なくとも1つの電極を表面に有するプリント配線板の前記電極近傍に樹脂を塗布する第1の樹脂塗布工程と、
前記電極の上部の少なくとも一部の上にはんだバンプを介し回路部品を実装する回路部品実装工程と、
前記部品実装工程により実装された前記回路部品の表面に前記樹脂を塗布する第2の樹脂塗布工程と、
前記第1及び第2の樹脂塗布工程により塗布された前記樹脂の表面にエアーを放射させることにより前記樹脂の表面に複数の孔部を形成する孔部形成工程と、
前記孔部形成工程が施されたプリント配線板をリフロー加熱することで、前記はんだバンプの接合と、前記樹脂の樹脂封止とを一括して行うリフロー工程と
を具備することを特徴とするプリント回路基板の製造方法。
A first resin application step of applying a resin in the vicinity of the electrode of the printed wiring board having at least one electrode on the surface;
A circuit component mounting step for mounting a circuit component on at least a part of the upper portion of the electrode via a solder bump;
A second resin coating step of coating the resin on the surface of the circuit component mounted by the component mounting step;
A hole forming step of forming a plurality of holes in the surface of the resin by radiating air to the surface of the resin applied by the first and second resin applying steps;
A printed circuit board that has been subjected to the hole forming step is subjected to reflow heating, and includes a reflow step in which the bonding of the solder bumps and the resin sealing of the resin are collectively performed. A method of manufacturing a circuit board.
少なくとも1つの電極を表面に有するプリント配線板の前記電極上にはんだバンプを介し回路部品を実装する回路部品実装工程と、
前記部品実装工程により回路部品が実装された前記プリント配線板と、前記回路部品との間と、前記回路部品の表面に樹脂を塗布する樹脂塗布工程と、
前記樹脂塗布工程により塗布された前記樹脂の表面にエアーを放射させることにより前記樹脂の表面に複数の孔部を形成する孔部形成工程と、
前記孔部形成工程が施されたプリント配線板をリフロー加熱することで、前記はんだバンプの接合と、前記樹脂の樹脂封止とを一括して行うリフロー工程と
を具備することを特徴とするプリント回路基板の製造方法。
A circuit component mounting step of mounting a circuit component on the surface of the printed wiring board having at least one electrode via a solder bump;
Between the printed wiring board on which the circuit component is mounted by the component mounting step and the circuit component, and a resin application step of applying a resin to the surface of the circuit component,
A hole forming step of forming a plurality of holes on the surface of the resin by radiating air to the surface of the resin applied by the resin applying step;
A printed circuit board that has been subjected to the hole forming step is subjected to reflow heating, and includes a reflow step in which the bonding of the solder bumps and the resin sealing of the resin are collectively performed. A method of manufacturing a circuit board.
前記ディスペンサは、第1のノズル径と、この第1のノズル径より小さな第2のノズル径を有し、前記樹脂の塗布は前記第1のノズル径により行われ、前記エアーの放射は前記第2のノズル径により行われることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のプリント回路基板の製造方法。   The dispenser has a first nozzle diameter and a second nozzle diameter smaller than the first nozzle diameter, the application of the resin is performed by the first nozzle diameter, and the radiation of the air is performed by the first nozzle diameter. The method for manufacturing a printed circuit board according to claim 1, wherein the method is performed with a nozzle diameter of 2. 前記樹脂塗布工程による樹脂の塗布、及び前記孔部形成工程によるエアーの放射はディスペンサにより行われることを特徴とする請求項1ないし請求項3に記載のプリント回路基板の製造方法。   4. The method of manufacturing a printed circuit board according to claim 1, wherein the resin application in the resin application step and the air emission in the hole forming step are performed by a dispenser. 第1のノズル径を有し、この第1のノズル径からプリント配線基板に対して樹脂を塗布するための樹脂塗布手段と、
前記第1のノズル径より小さな径である第2のノズル径を有し、この第2のノズル径から前記樹脂に対してエアーを放射させるエアー放射手段と
を有することを特徴とするディスペンサ装置。
A resin application means having a first nozzle diameter and applying a resin to the printed wiring board from the first nozzle diameter;
A dispenser device comprising: a second nozzle diameter that is smaller than the first nozzle diameter; and air radiating means that radiates air to the resin from the second nozzle diameter.
前記エアー放射手段は、前記エアーを放射させることにより前記樹脂の表面に複数の孔部状を形成する請求項5に記載のディスペンサ装置。   The dispenser device according to claim 5, wherein the air radiating unit forms a plurality of hole shapes on the surface of the resin by radiating the air.
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