電子部品の実装方法及び実装システム
【課題】生産性の向上を容易にするとともに、実装システムの簡素化を容易にする電子部品の実装方法および実装システムを提供する。
【解決手段】（ａ）はんだを含む電極２０４が表面に形成された電子部品２００を準備し、（ｂ）熱硬化性樹脂を含む樹脂固形物１０３を、基板上で電子部品の周縁部と重なる部分に載置し、（ｃ）電子部品の周縁部を樹脂固形物の上に重ねるように、電極を接続端子１０２と対向させた状態で、電子部品を前記基板上に搭載し、（ｄ）はんだの融点及び樹脂固形物の硬化温度よりも高い温度まで基板等を加熱した後、冷却することで、熱硬化性樹脂の硬化物により電子部品を基板と接着するとともに、はんだにより電極を接続端子と接合する、電子部品の実装方法。
【解決手段】（ａ）はんだを含む電極２０４が表面に形成された電子部品２００を準備し、（ｂ）熱硬化性樹脂を含む樹脂固形物１０３を、基板上で電子部品の周縁部と重なる部分に載置し、（ｃ）電子部品の周縁部を樹脂固形物の上に重ねるように、電極を接続端子１０２と対向させた状態で、電子部品を前記基板上に搭載し、（ｄ）はんだの融点及び樹脂固形物の硬化温度よりも高い温度まで基板等を加熱した後、冷却することで、熱硬化性樹脂の硬化物により電子部品を基板と接着するとともに、はんだにより電極を接続端子と接合する、電子部品の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に複数のバンプを有する電子部品を、基板に実装する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器には、様々な電子部品が組み込まれており、これらの電子部品は複数の電極を有する基板の所定の位置に接合された状態で、実装構造体として機器に内蔵されている。近年の電子機器の小型化に伴い、機器に組み込まれる電子部品は小型化が進んでいることから、フリップチップやチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）などの小型の電子部品が基板に搭載されることが多くなってきている。
【０００３】
フリップチップやＣＳＰなどの電子部品は、複数の端子が規則的に配置された主面を有し、各端子にははんだ製のバンプ（電極）が形成されている。そのような電子部品を基板に実装するには、バンプをランドと称される基板電極（接続端子）に着地させて加熱し、溶融（リフロー）させた後、放冷することにより、電子部品と基板との相互接続が行われる。これにより、電子部品の各端子は基板の電極と電気的に導通するとともに、電子部品は、はんだ接合部により基板に保持される。
【０００４】
実装構造体には、フリップチップやＣＳＰなどの電子部品の他に、チップ抵抗、チップＬＥＤ、チップコンデンサなどと称される電子部品が実装されることも多い。このような電子部品は、スクリーン印刷などの手法により、基板の電極に金属粒子を含むペースト（例えばクリームはんだ）を塗布した後、ペーストが塗布された電極に搭載される。その後、リフローにより、金属粒子及びバンプを溶融させ、放冷することにより、電子部品が基板に接合される。金属粒子を含むペーストの基板電極への塗布は、フリップチップやＣＳＰなどの電子部品を基板に搭載する前に行われるのが一般的である。
【０００５】
上記のような実装工程により得られた基板と電子部品からなる実装構造体に対して、ヒートサイクルによる熱応力や外力を加えると、バンプにより基板に接合されている電子部品では、はんだ接合部の強度が不足する場合がある。そこで、補強用樹脂により、電子部品を基板に接着して、はんだ接合部を補強することが行われている。
【０００６】
補強用樹脂により、はんだ接合部を補強する方法としては、電子部品の複数のバンプが設けられた主面と基板との隙間の全体にアンダーフィル材を侵入させる方法がある。しかし、アンダーフィル材は、リフロー工程により電子部品と基板との相互接続を行った後に、電子部品と基板との隙間に注入する必要がある。そのため、アンダーフィル材を熱硬化させるための加熱が別に必要となり、実装工程の工数が多くなる。また、アンダーフィル材の付着面積が大きいため、実装構造体をリペアする際に不便である。さらに、アンダーフィル材によって補強されたはんだ接合部を有する基板を再リフローする際には、アンダーフィル材の隙間で、はんだフラッシュが発生しやすくなる。
【０００７】
そこで、電子部品を基板に搭載する前に、予め電子部品の周縁部に対応する基板の位置だけに、補強用樹脂を供給する方法が提案されている（特許文献１参照）。この方法では、リフロー時に、はんだ接合と同時に補強用樹脂を硬化させることが可能であり、さらに、実装構造体のリペアが容易となる点や、再リフロー時にはんだフラッシュが発生しにくいという点でも優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２１８５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
電子部品を搭載する基板には、電子部品のバンプ（電極）と対応するように、複数の電極（接続端子）が規則的に行列状に設けられている。特許文献１では、電子部品が基板に搭載される前に、最外周の電極の外側の複数の補強位置に、補強用樹脂が塗布される。その後、フラックスが塗布されたバンプが電極に着地するように、電子部品が基板に搭載される。このとき、電子部品の周縁部に補強用樹脂を接触させることにより、補強用樹脂は、リフロー工程までの間、電子部品を基板に固定する接着剤として機能する。また、リフロー後には、補強用樹脂は、はんだ接合部に対する補強部となる。
【００１０】
補強用樹脂を基板に塗布する工程は、例えばディスペンサーを使用して行われる。ところが、そのことは、実装システムの構成装置を増加させる要因となるために、システムを簡素化するための障害となり得る。また、補強用樹脂として十分な量の樹脂を、ディスペンサーを使用して基板上に塗布する工程は、実装ヘッド等を使用して電子部品を単に基板に搭載するような工程と比べると、長い時間を要する場合がある。したがって、その工程が、電子部品の実装工程のタクトタイムを短縮する場合のボトルネックとなり、生産性の向上の障害となることもあり得る。
【００１１】
そこで、本発明は、生産性の向上を容易にするとともに、実装システムの簡素化を容易にする電子部品の実装方法および実装システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一局面は、接続端子を有する基板に、前記接続端子と接続される電極を有する電子部品を実装する電子部品の実装方法であって、
（ａ）はんだを含む前記電極が表面に形成された前記電子部品を準備し、
（ｂ）熱硬化性樹脂を含む樹脂固形物を、前記基板上で前記電子部品の周縁部と重なる部分に載置し、
（ｃ）前記電子部品の周縁部を前記樹脂固形物の上に重ねるように、前記電極を前記接続端子と対向させた状態で、前記電子部品を前記基板上に搭載し、
（ｄ）前記はんだの融点及び前記樹脂固形物の硬化温度よりも高い温度まで、前記電子部品及び前記樹脂固形物が載置された前記基板を加熱した後、冷却することで、前記熱硬化性樹脂の硬化物により前記電子部品を前記基板と接着するとともに、前記はんだにより前記電極を前記接続端子と接合する、実装方法に関する。
【００１３】
本発明の他の局面は、接続端子を有する基板に、前記接続端子と接続される電極を有する電子部品を実装する電子部品の実装システムであって、
はんだを含む前記電極が表面に形成された前記電子部品を供給する第１の供給部と、
熱硬化性樹脂を含む樹脂固形物を供給する第２の供給部と、
前記電子部品を保持する第１の保持部、及び前記樹脂固形物を保持する第２の保持部を有する実装ヘッドと、
前記実装ヘッドを移動させる移動部と、
前記第２の保持部を使用して、前記第２の供給部により供給される前記樹脂固形物を、前記基板上の前記電子部品の周縁部と重なる部分に載置させるように前記実装ヘッド及び前記移動部を制御するとともに、前記第１の保持部を使用して、前記第１の供給部により供給される前記電子部品を、前記樹脂固形物を介して前記基板上に載置させるように前記実装ヘッド及び前記移動部を制御する制御部と、
前記はんだの融点及び前記樹脂固形物の硬化温度よりも高い温度まで、前記電子部品及び前記樹脂固形物が載置された前記基板を加熱するリフロー装置と、を具備する実装システムに関する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電子部品の電極と基板の接続端子とのはんだ接合部の補強部を形成するために、従来の液状樹脂ではなく、樹脂固形物が基板上の補強位置に供給される。このため、補強部の材料を基板上に供給するのに要する時間を容易に短縮することができる。その結果、生産性が向上される。さらに、補強部の材料が樹脂固形物であり、軟化するまでは形状が安定していることから、その材料が電極（例えばバンプ）と接続端子（基板電極）との間に侵入することを容易に防止できる。よって、リフロー時には、溶融したバンプで電極を十分に濡らすことが可能となり、はんだ接合部における導通と十分な接合強度が確保される。さらに、補強部の材料を、樹脂固形物として供給するために、その材料の供給量を容易に安定化することができる。
【００１５】
そして、本発明の実装システムにおいては、補強部の材料が樹脂固形物であることから、その材料の基板上への供給に、電子部品等を基板に搭載するための実装ヘッドを利用することも可能となる。よって、従来は必要とされたディスペンサー等を使用する必要性がなく、システムを簡素化することが容易となる。さらに、樹脂固形物の供給も、他の部品と同様に、例えばテープフィーダにより行うことができ、さらにシステムの簡素化が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】複数のバンプを有する電子部品の一例の正面図である。
【図１Ｂ】同電子部品の底面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電子部品を基板に搭載する電子部品実装方法の工程を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電子部品実装システムの全体像を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る電子部品搭載装置を上方から見た構成図である。
【図５】樹脂固形物の供給部の一例の上面図である。
【図６】樹脂固形物の供給部の他の一例の上面図である。
【図７】樹脂固形物の保持部の一例の断面図であり、樹脂固形物を保持した状態を示す図である。
【図８】樹脂固形物の保持部の一例の断面図であり、樹脂固形物の保持を解除した状態を示す図である。
【図９】転写ユニットの上面図である。
【図１０】転写ユニットのＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】電子部品を基板に搭載する手順を示すフローチャートである。
【図１２】電子部品を基板に搭載する工程を示す説明図である。
【図１３】電子部品を搭載した基板をリフロー工程で加熱するときのはんだ接合部の状態を示す概念図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る電子部品搭載装置の制御系統図である。
【図１５Ａ】４箇所の補強位置に補強用樹脂が供給された矩形の第１電子部品の平面図である。
【図１５Ｂ】同電子部品の底面図である。
【図１６】補強用樹脂の載置パターンを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、接続端子を有する基板に、前記接続端子と接続される電極を有する電子部品を実装する電子部品の実装方法に関する。この方法においては、（ａ）はんだを含む電極が表面に形成された電子部品を準備し、（ｂ）熱硬化性樹脂を含む樹脂固形物を、基板上で電子部品の周縁部と重なる部分に載置し、（ｃ）電子部品の周縁部を樹脂固形物の上に重ねるように、電極を接続端子と対向させた状態で、電子部品を基板上に搭載し、（ｄ）はんだの融点及び樹脂固形物の硬化温度よりも高い温度まで、電子部品及び樹脂固形物が載置された基板を加熱した後、冷却することで、熱硬化性樹脂の硬化物により電子部品を基板と接着するとともに、はんだにより電極を接続端子と接合する。
【００１８】
以上のように、形状が安定しない従来の液状樹脂ではなく、樹脂固形物を、はんだ接合部の補強部の材料として使用することで、補強部の材料を基板上に迅速に供給することが可能となる。例えば、適宜の形状及びサイズに予め成形された樹脂固形物を基板上まで搬送するだけで、補強部の材料の基板上への供給が完了する。これにより、電子部品の実装工程のタクトタイムが短縮されて、生産性が向上される。
【００１９】
詳言すれば、従来の液状の樹脂を補強部の材料とする方法では、電子部品の実装の際に、必要な高さとなるように、液状の樹脂を基板上に塗布する必要がある。そのような作業は、実装ヘッドにより電子部品を基板上に搬送するような作業と比べて、比較的長い時間を要する。このため、従来の方法では、補強部の材料を基板上に供給する工程が、電子部品の実装のタクトタイムを短縮する場合のボトルネックとなることも考えられる。これに対して、本発明によれば、樹脂固形物は、予めその形状及びサイズを容易に調節することができ、電子部品の実装の際には、樹脂固形物を単に搬送するだけで、補強部の材料を基板上に供給する工程が完了する。これにより、生産性の向上が容易となる。
【００２０】
さらに、本発明によれば、樹脂固形物は、軟化するまでは形状が安定しているために、電子部品の電極（例えばバンプ）と、基板の接続端子（ランド）との間に補強部の材料が侵入するのを容易に防止することができる。このため、上記電極と接続端子との接合の信頼性を向上させることができる。
【００２１】
ここで、樹脂固形物の高さは、電極及び接続端子の合計高さよりも大きくすることができる。これにより、電極と接続端子との間に隙間を設けるように、電子部品を、樹脂固形物を介して基板上に搭載することができる。このように、樹脂固形物の上に電子部品を直接置くことで、電子部品の重みを樹脂固形物に掛けることができる。これにより、はんだをリフローするまでに、基板上で樹脂固形物の位置がずれて、補強が十分に行えなくなるのを抑制することができる。また、樹脂固形物の高さを大きくすることで、樹脂固形物の軟化温度がはんだの融点よりも低く、先に樹脂固形物が軟化する場合でも、樹脂と電子部品との接触を確保することが容易であり、その高さが低く変形してしまって、電子部品を基板と接着できなくなる事態を防止できる。
【００２２】
このとき、樹脂固形物の軟化により電子部品が降下して、電極と接続端子とが十分に接触するように、樹脂固形物の組成、形状、及びサイズを設定すればよい。また、樹脂と電子部品との接触が消失し、それにより電子部品を基板と接着できなくなるのを防止する観点から、軟化したときの樹脂固形物の変形が大きくなりすぎないように、樹脂固形物の組成等を設定すればよい。
【００２３】
さらに、上記の隙間にフラックスまたはクリームはんだを充填するように、電極または接続端子に、予めフラックスまたはクリームはんだを付与することができる。これにより、フラックスまたはクリームはんだの表面張力および／または粘着力により、電極と接続端子との間にずれが生じるのを防止することができる。また、フラックス等を隙間に充填することで、樹脂の侵入をより効果的に防止できる。
【００２４】
また、樹脂固形物を基板上に仮に固定して、その移動を防止するために、基板上の樹脂固形物が載置される部分に、粘着剤を予め塗布しておくこともできる。そのような粘着剤は、ごく少量で十分な効果を発揮する。したがって、例えば、ディスペンサーで補強部の材料である液状樹脂を供給する場合と比べて、その作業は、短い時間で完了する。同じ目的で、樹脂固形物の基板と対向する側の面（下面）に、予め粘着剤を塗布しておいてもよい。これにより、実装システムからディスペンサーを除外することも容易となる。
【００２５】
また、本発明は、接続端子を有する基板に、接続端子と接続される電極を有する電子部品を実装する電子部品の実装システムに関する。このシステムは、はんだを含む電極が表面に形成された電子部品を供給する第１の供給部と、熱硬化性樹脂を含む樹脂固形物を供給する第２の供給部と、電子部品を保持する第１の保持部、及び樹脂固形物を保持する第２の保持部を有する実装ヘッドと、実装ヘッドを移動させる移動部と、制御部と、リフロー装置とを備える。
【００２６】
制御部は、第２の保持部を使用して、第２の供給部により供給される樹脂固形物を、基板上の電子部品の周縁部と重なる部分に載置させるように実装ヘッド及び移動部を制御する。さらに、制御部は、第１の保持部を使用して、第１の供給部により供給される電子部品を、樹脂固形物を介して基板上に載置させるように実装ヘッド及び移動部を制御する。リフロー装置は、はんだの融点及び樹脂固形物の硬化温度よりも高い温度まで、電子部品及び樹脂固形物が載置された基板を加熱する。
【００２７】
このように、本発明によれば、リフロー装置を使用するまでの各部材のセッティングは、電子部品及び樹脂固形物を基板上の所定位置まで搬送し、載置する手段を使用するだけで完了させることができる。したがって、少ない工数かつ短い時間で、電子部品と基板との接合不良を回避することができる電子部品の実装を実現し得る。よって、生産性を向上させることができる。
【００２８】
さらに、第２の供給部に例えばテープフィーダを使用することで、他の様々な部品と全く同様に、補強部の材料を供給することが可能となる。したがって、システムの簡素化が容易となる。
【００２９】
ここで、樹脂固形物は、例えば、樹脂固形物に突き立てる、上下動可能な針状部材と、針状部材を内部に収納するとともに、針状部材を先端から突出させるシリンダとを含む第２の保持部により保持して、基板上まで搬送することができる。このとき、上述したように、基板上の樹脂固形物が載置される部分に予め粘着剤を塗布したり、樹脂固形物の下面に予めタックを持たせたりすることで、はんだのリフローや電子部品の搭載までに樹脂固形物が基板上で動いて、位置ずれしてしまうのを防止することができる。
【００３０】
または、第２の保持部は、樹脂固形物を吸着する吸着ノズルを含むものとすることもできる。そして、吸着ノズルの先端や上記のシリンダの先端を離型処理することで、第２の保持部による樹脂固形物の保持をスムーズに解除することができる。その結果、保持の解除の際に樹脂固形物が基板上で位置ずれしてしまうのを防止することも可能となる。吸着ノズルやシリンダの先端の離型処理は、具体的には、それらの先端をシリコーンゴムで形成したり、それらの先端にフッ素樹脂、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を施したりすることで実現できる。
【００３１】
上記の樹脂固形物は、例えば、エポキシ樹脂と無機フィラーとの混合物の成形体とすることができる。
【００３２】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。まず、基板に搭載される電子部品の構造について説明する。
図１Ａは、電子部品２００の一例の正面図であり、図１Ｂはその底面図である。電子部品２００は、はんだを含む複数のバンプ２０４（電極）で基板１０１の電極（ランド、接続端子）に接続されるボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）型の電子部品である。
【００３３】
電子部品２００は、薄い基板（部品内基板）２０１と、その上面に実装された半導体素子２０２と、半導体素子２０２を被覆する封止樹脂２０３とを具備する。部品内基板２０１の下面は、電子部品の主面２０１ｓを構成しており、主面２０１ｓには複数の端子が規則的に行列状に配列され、各々の端子にはバンプ２０４が設けられている。バンプ２０４、ないしはそれに含まれるはんだの融点は、バンプ２０４がＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金はんだを含むものであれば、例えば２１７〜２２１℃である。バンプ２０４をＳｎ−Ｂｉ系合金はんだから形成すれば、融点は、例えば１３８〜１３９℃とすることができる。
【００３４】
なお、電子部品の構造は、図１Ａおよび図１Ｂに示す構造に限定されない。例えば、様々な形態のフリップチップやチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）の部品などが電子部品に含まれる。
【００３５】
以下、基板１０１に電子部品２００を搭載する場合を例にとって説明する。
基板１０１には、図２（ａ）に示すように、電子部品２００のバンプ２０４と接続される電極１０２（接続端子）が設けられている。
【００３６】
次に、本発明の電子部品の実装方法について説明する。
本発明の電子部品の実装方法は、接続端子（電極１０２）を有する基板１０１に、接続端子と接続される電極（バンプ２０４）を有する電子部品２００を実装する電子部品の実装方法である。この方法においては、（ａ）はんだを含むバンプ２０４が表面に形成された電子部品２００を準備し、（ｂ）熱硬化性樹脂を含む樹脂固形物１０３を、基板１０１上で電子部品２００の周縁部と重なる部分に載置し、（ｃ）電子部品２００の周縁部を樹脂固形物１０１の上に重ねるように、バンプ２０４を電極１０２と対向させた状態で、電子部品２００を基板１０１上に搭載し、（ｄ）上記のはんだの融点及び樹脂固形物１０３の硬化温度よりも高い温度まで、電子部品２００及び樹脂固形物１０３が載置された基板１０１を加熱した後、冷却することで、上記の熱硬化性樹脂の硬化物により電子部品２００を基板１０１と接着するとともに、上記のはんだによりバンプ２０４を電極１０２と接合する。樹脂固形物１０３は、エポキシ樹脂と無機フィラーとの混合物の成形体から構成することができる。
【００３７】
まず、図２（ｂ）に示すように、電子部品２００が搭載される基板１０１において、電子部品２００の周縁部２０１ｘに対応する補強位置１０４に少なくとも１つの樹脂固形物１０３を載置する。樹脂固形物１０３は、熱硬化性樹脂を含む、粉体ではない、樹脂の塊（ペレット）である。樹脂固形物１０３は、バンプ２０４と電極１０２とのはんだ接合部を補強する補強部の材料として機能する。バンプ２０４がＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金はんだを使用していれば、樹脂固形物１０３の軟化温度は例えば５０〜１５０℃とすることができ、硬化温度は例えば２２０〜２４０℃とすることができる。バンプ２０４がＳｎ−Ｂｉ系合金はんだを使用していれば、樹脂固形物１０３の軟化温度は例えば４０〜１００℃とすることができ、硬化温度は例えば１４０〜１６０℃とすることができる。以上の結果、樹脂固形物１０３は、常温（例えば、２５℃）で固形（ペレット）であり、常温で形状が安定している。樹脂固形物１０３を構成する成形体は、例えば、固形エポキシ樹脂をベースとして、それに、液状エポキシ樹脂、シリカ、顔料、及びカップリング剤等を混合し、その混合物をプレス成形することにより得ることができる。
【００３８】
なお、複数の補強位置１０４は、周縁部２０１ｘの全体ではなく、例えば矩形の主面２０１ｓを有する電子部品２００の４隅またはその近傍に対応させて、複数設けることが好ましい。また、複数の補強位置１０４には、樹脂固形物１０３を仮に固定するために、樹脂固形物１０３を載置する前に、少量の粘着剤を配しておくのが好ましい。これにより、基板上で樹脂固形物１０３が位置ずれするのを防止することができる。同様の目的で、樹脂固形物１０３の下面（基板１０１と対向する側の面）に予め粘着剤を付与しておくこともできる。
【００３９】
ここで、樹脂固形物１０３の高さは、電子部品２００の主面２０１ｓから計測したバンプ２０４の高さと、基板１０１の表面から計測した電極１０２の高さとの合計よりも大きくすることができる。これにより、電子部品２００を、樹脂固形物１０３を介して基板１０１の上に搭載したときに、バンプ２０４と、電極１０２との間に所定の隙間Ｌを設けることができる。そして、その隙間Ｌにフラックス等を充填することで、フラックスの表面張力および／または粘着力により、バンプ２０４と電極１０２との位置ずれを防止することができる。このとき、樹脂固形物１０３の軟化温度はバンプ２０４の融点よりも低く設定するのが好ましい。これにより、リフローの際に、始めに樹脂固形物１０３が軟化して、電子部品２００が沈み込むことで、バンプ２０４が電極１０２に着地する。
【００４０】
以下、樹脂固形物１０３の軟化温度がバンプ２０４の融点よりも低く設定されているとともに、樹脂固形物１０３の高さが、バンプ２０４及び電極１０２の合計高さよりも大きいものとして説明を続ける。なお、樹脂固形物１０３の軟化温度をバンプ２０４の融点よりも高くし、バンプ２０４及び電極１０２の合計高さの方を、樹脂固形物１０３の高さよりも大きくすることも可能である。
【００４１】
ここで、隙間Ｌは、バンプ２０４及び電極１０２のサイズ、並びに樹脂固形物１０３の組成にもよるが、例えば０．０５〜１ｍｍとするのが好ましい。隙間Ｌの上限値を１ｍｍとすることで、後のリフロー工程で、軟化した樹脂固形物１０３が、バンプ２０４と電極１０２との間に侵入するのを防止するのが容易となる。一方、隙間Ｌの下限値を０．０５ｍｍとすることで、樹脂固形物１０３が一旦軟化して高さが小さくなったときにも、樹脂固形物１０３と電子部品２００の周縁部２０１ｘとの接触を維持することが容易となる。これにより、バンプ２０４と電極１０２との接合部を確実に補強することができる。
【００４２】
次に、複数のバンプ２０４にフラックス２０６を塗布した後、図２（ｃ）に示すように、電子部品２００を、樹脂固形物１０３を介して基板に搭載する。これにより、複数のバンプ２０４と、対応するそれぞれの電極１０２との隙間Ｌにフラックス２０６が充填される。これにより、複数のバンプ２０４に加え、全ての電極１０２がフラックス２０６で十分に濡れた状態になる。これにより、上述した理由で、複数のバンプ２０４と、対応するそれぞれの電極１０２との間の位置ずれが防止される。なお、フラックス２０６に代えて、クリームはんだを使用することができる。クリームはんだを隙間Ｌに充填することによっても、その表面張力および／または粘着力により、複数のバンプ２０４と、対応するそれぞれの電極１０２との間の位置ずれを防止することができる。加えて、クリームはんだを使用することで、はんだ接合部をより強度の高いものとすることも可能となる。
【００４３】
このとき、補強用樹脂としての樹脂固形物１０３は、常温では変形しないので、補強用樹脂が電極１０２とバンプ２０４との間に侵入するのを防止することが容易となる。このため、電極１０２とバンプ２０４とがフラックス２０６で繋がった状態が維持される。なお、複数のバンプ２０４にフラックス２０６を塗布する方法は、特に限定されないが、スキージを用いて平坦面に形成したフラックス２０６の塗膜をバンプ２０４に転写する方式が好ましい。
【００４４】
樹脂固形物１０３を介して電子部品２００が搭載された基板１０１は、リフロー装置で加熱される。樹脂固形物１０３の軟化温度がバンプ２０４の融点よりも低い場合には、まず、樹脂固形物１０３が軟化する。これにより、図２（ｄ）に示すように、樹脂固形物１０３により支えられた電子部品２００が降下し、複数のバンプ２０４が、対応するそれぞれの電極１０２に着地する。このとき、隙間Ｌを適切に設定することで、変形した樹脂固形物１０３が、バンプ２０４と電極１０２との間に侵入することが防止される。その結果、電極１０２とバンプ２０４とがフラックス２０６で繋がった状態でバンプ２０４がリフローされる。よって、溶融したバンプが電極１０２に十分に濡れ広がり、セルフアラインメントの効果が発揮される。これにより、はんだ接合部における導通と十分な接合強度が確保される。そして、樹脂固形物１０３は、さらに熱硬化温度まで加熱され、その硬化物により、基板１０１と電子部品２００とが接着される。
【００４５】
さらに、隙間Ｌ及び樹脂固形物１０３の組成を適切に設定することで、リフローの際に、バンプ２０４と電極１０２とが接触するように、十分に電子部品２００を降下させることが可能となる。そしてさらに、隙間Ｌ及び樹脂固形物１０３の組成を適切に設定することで、樹脂固形物１０３が熱硬化するまでに、樹脂固形物１０３の変形が大きくなりすぎて、電子部品２００と基板１０１とが接着されなくなるのを防止することもできる。
【００４６】
リフロー工程が終了すると、はんだは冷却されて固化し、電子部品２００の各々の端子が基板１０１の対応する電極に接合される。リフロー工程において、バンプ２０４及び電極１０２を濡らしたはんだによるセルフアラインメントの効果が樹脂固形物１０３の熱硬化により阻害されないように、樹脂固形物１０３は、溶融したバンプで電極１０２が十分に濡れてから熱硬化するような配合であることが好ましい。熱硬化させる前の、軟化した樹脂固形物１０３の粘度は、温度上昇とともに低下する傾向がある。よって、樹脂固形物１０３の硬化反応をバンプ２０４の溶融よりも遅らせることにより、溶融したバンプによるセルフアラインメントの効果を得やすくなる。例えば、バンプ２０４の軟化温度（融点）よりも、樹脂固形物１０３の硬化温度を高くすることにより、セルフアラインメントの効果を確実に得ることができる。
【００４７】
図３に、本発明の電子部品実装方法を実施するための電子部品実装システム（電子部品実装ライン）の一例の全体像を示す。
電子部品実装システム３００は、電子部品を実装するための基板を供給する基板供給装置３０１と、基板供給装置３０１から搬出された基板の、例えば電極１０２以外の電極（図示せず）に、スクリーン印刷により金属粒子を含むペーストを塗布するスクリーン印刷装置３０２と、スクリーン印刷装置３０２から搬出された基板の電極１０２に電子部品２００を搭載するとともに、金属粒子を含むペーストが塗布された上記の電極に、電子部品２００以外の電子部品を搭載する電子部品搭載装置３０３と、電子部品搭載装置３０３から搬出された基板を加熱して、電子部品２００及び、それ以外の電子部品を基板に接合するリフロー装置３０４と、を具備する。リフロー装置３０４から搬出された基板、すなわち実装構造体は、基板回収装置３０５により回収される。なお、スクリーン印刷装置３０２は必要に応じてシステムに加えられる装置であり、電子部品２００のみの実装では、システムから除外することができる。
【００４８】
図４は、電子部品実装システム３００を構成する電子部品搭載装置３０３を上方から見た構成図である。電子部品搭載装置３０３は、電子部品２００を供給する第１部品供給部３０７と、樹脂固形物１０３及び、電子部品２００以外の電子部品や、その他の各種部品を供給する第２部品供給部３０８と、基板１０１を保持して位置決めする基板保持部３０９と、フラックスの塗膜をバンプ２０４に供給する転写ユニット３１０と、これらが配置される基台３０３ａとを具備する。
【００４９】
電子部品搭載装置３０３は、さらに、供給された電子部品２００及び樹脂固形物１０３を基板１０１に搭載または載置する移動可能な搭載ヘッド３１１と、例えば樹脂固形物１０３を補強位置１０４で仮に固定するための粘着剤を補強位置１０４に塗布する、移動可能な塗布ヘッド３１２と、搭載ヘッド３１１と塗布ヘッド３１２の移動および動作を制御する制御部３１３とを具備する。搭載ヘッド３１１と塗布ヘッド３１２は、専用のＸＹ移動機構（図示せず）に支持されており、制御部３１３によるＸＹ移動機構の制御によって基台３０３ａの上方空間を移動する。
【００５０】
塗布ヘッド３１２は、粘着剤を吐出する塗布ノズルを有するディスペンサーと、塗布ノズルを昇降させる昇降機構を内蔵している。塗布ヘッド３１２は、専用のＸＹ移動機構に支持されて、基台３０３ａの上方空間を移動する構成とすることができる。または、塗布ヘッド３１２を搭載ヘッド３１１と一体化し、共通のＸＹ移動機構によって基台３０３ａの上方空間を移動する構成としてもよい。なお、樹脂固形物１０３の吸着ノズル等からの離型性が良好であり、かつ粘着剤がなくとも樹脂固形物１０３の位置ずれが生じないような場合には、電子部品搭載装置３０３から塗布ヘッド３１２を除外することもできる。例えば、樹脂固形物１０３の下面に予め粘着剤を付与することにより、塗布ヘッド３１２をシステムから除外することができる。
【００５１】
第１部品供給部３０７の構造は、特に限定されないが、例えば、格子状に配置された複数の電子部品２００を載置したトレイを、搭載ヘッド３１１のピックアップ位置に供給するトレイフィーダを具備する。
【００５２】
電子部品２００は、図１Ａ、Ｂに示すような、複数のバンプ２０４が設けられた主面２０１ｓを有するＢＧＡ型の比較的小型の電子部品である。
【００５３】
第２部品供給部３０８の構造も特に限定されないが、例えば、複数の樹脂固形物１０３や、他の各種部品を所定間隔で保持するテープを所定のピッチで搭載ヘッド３１１のピックアップ位置に送り出すテープフィーダを具備する。
【００５４】
図５及び図６に、第２部品供給部３０８としてのテープフィーダにより、樹脂固形物１０３が供給される様子を示す。図中の矢印は、テープの進行方向を示す。図示例のテープフィーダ３０８ａは、上面視でＬ字形の樹脂固形物１０３を供給するものであり、複数の樹脂固形物１０３が載置されたキャリアテープ３０８ｃと、樹脂固形物１０３の上を覆う複数のカバーテープ３０８ｄとを有している。一方、テープフィーダ３０８ｂは、上面視で矩形の樹脂固形物１０３を供給するものであり、複数の樹脂固形物１０３が載置されたキャリアテープ３０８ｅと、樹脂固形物１０３の上を覆う複数のカバーテープ３０８ｆとを有している。テープフィーダ３０８ａ及び３０８ｂは、それぞれ、キャリアテープ３０８ｃ及び３０８ｅを矢印方向に間欠送りすることにより、搭載ヘッド３１１によるピックアップ位置に樹脂固形物１０３を供給する。
【００５５】
基板１０１を保持して位置決めする基板保持部３０９は、どのような構造でもよいが、例えば図４に示すように、基板１０１を保持したキャリア３１４を搬送する基板搬送コンベア３１５により構成される。基板搬送コンベア３１５は、基板１０１を各電子部品の搭載が行われる位置まで搬送して位置決めするため、基板保持部３０９として機能する。
【００５６】
搭載ヘッド３１１は、内蔵された昇降機構によって昇降動作を行う吸着ノズル等の保持部を有している。吸着ノズルの昇降動作と吸引とによって、第１部品供給部３０７及び第２部品供給部３０８から、電子部品２００や樹脂固形物１０３がピックアップされる。また、基板１０１の所定箇所での昇降動作と吸引解除（真空破壊）により、電子部品が基板１０１に搭載される。
【００５７】
図７及び図８に、搭載ヘッド３１１に具備される、樹脂固形部１０３の保持部の他の一例を示す。この保持部４００は、樹脂固形物１０３に突き立てられる、上下動可能な針状部材４０１と、針状部材４０１が内部に収容される中空のシリンダ４０２とを有している。針状部材４０１及びシリンダ４０２は、搭載ヘッド３１１の移動に伴って一体的に移動する。
【００５８】
そして、図７に示すように、樹脂固形物１０３を保持するときには、針状部材４０１がシリンダ４０２の先端から突出して、樹脂固形物１０３に突き立てられる。その保持を解除するときには、図８に示すように、針状部材４０１がシリンダ４０２の内部に引き入れられることにより、シリンダ４０２の先端が樹脂固形物１０３と当接して、針状部材４０１が樹脂固形物１０３から抜き取られる。樹脂固形物１０３の保持の解除がスムーズに行えるように、上記した吸着ノズル及びシリンダ４０２の先端には離型処理を施すのが好ましい。離型処理は、それらの先端をシリコーンゴムで形成したり、それらの先端にフッ素樹脂、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を施したりすることで実現できる。
【００５９】
さらに、搭載ヘッド３１１は、吸着ノズル、並びに、針状部材４０１及びシリンダ４０２を、軸芯を中心として回転させることで、保持した電子部品２００や樹脂固形物１０３の姿勢を修正するための回転機構を備えていてもよい。その場合には、電子部品搭載装置３０３には、それらの保持部により保持された電子部品２００や樹脂固形物１０３の位置及び姿勢のずれを検知するための、画像認識システム（例えばラインセンサ等の光学センサ及び画像処理装置）を設けるのがよい。
【００６０】
搭載ヘッド３１１の移動および搭載ヘッド３１１による電子部品のピックアップ、並びに搭載または載置などの動作は、制御部３１３からの指令により制御される。同様に、塗布ヘッド３１２の移動および塗布ヘッド３１２からの粘着剤の吐出などの動作は、制御部３１３からの指令により制御される。制御部３１３は、搭載ヘッド３１１および塗布ヘッド３１２の移動および動作を規制するプログラムを記憶するメモリ３１３ａ、ＣＰＵまたはＭＰＵなどの中央演算装置３１３ｂ、様々なインターフェース、パーソナルコンピュータなどで構成されている。
【００６１】
フラックスの塗膜を供給する転写ユニット３１０は、電子部品２００のバンプ２０４に転写するのに適した厚さのフラックスの塗膜を供給できる機構を有するものであればよく、特に限定されない。例えば、図９に示すような、下方に設けられたベーステーブル３２０と、ベーステーブル３２０の上面に設けられた転写テーブル３２１と、転写テーブル３２１の上方に配置されたスキージユニット３２３とを具備する。スキージユニット３２３は、転写テーブルのＹ軸方向の幅とほぼ等しい長さを有する第１スキージ部材３２３ａと第２スキージ部材３２３ｂとを備え、これらはそれぞれ一定の間隔をあけてＹ軸方向と平行に配置されている。各スキージ部材は、スキージユニット３２３に内蔵された昇降機構によって昇降自在、すなわち転写テーブル３２１に形成される塗膜に対して進退自在となっている。
【００６２】
図１０に示すように、第１スキージ部材３２３ａと第２スキージ部材３２３ｂとの間にフラックス２０６を供給した後、スキージユニット３２３を矢印の方向に移動させるとともに、所定のタイミングで第１スキージ部材３２３ａと第２スキージ部材３２３ｂを昇降させることにより、フラックスの塗膜が供給される。
【００６３】
次に、電子部品２００および第２電子部品２１０が基板１０１に搭載される際の具体的な流れについて、図１１のフローチャート、並びに、図１２及び図１３の参考図に沿って説明する。
【００６４】
制御部３１３は、基板１０１が基板保持部３０９に位置決めされたことを認識すると（ＳＰ１）、以下のような搭載ヘッド３１１の移動および動作の制御を開始する。まず、搭載ヘッド３１１は、第２部品供給部３０８で、上記した保持部４００または図示しない吸着ノズルにより樹脂固形物１０３をピックアップし（ＳＰ２）、図１２（ａ）に示すように、電子部品２００を基板１０１上の補強位置１０４に載置する（ＳＰ３）。次に、搭載ヘッド３１１は、第１部品供給部３０７で吸着ノズル等の保持部により電子部品２００をピックアップし（ＳＰ４）、電子部品２００を転写ユニット３１０に移動させる（ＳＰ５）。次に、搭載ヘッド３１１は、転写ユニット３１０の転写テーブルに形成された塗膜に電子部品２００のバンプ２０４を接触させ、バンプ２０４にフラックスを転写する（ＳＰ６）。これにより、図１２（ｂ）に示すように、フラックス２０６が電子部品２００のバンプ２０４に塗布される。バンプ２０４にフラックス２０６を転写するとき、フラックスの塗膜の所定の位置に電子部品２００が着地するように、画像認識システムの認識結果を利用した位置合わせの制御を行うことが好ましい。フラックスの塗膜の厚さは、バンプ２０４の大きさやバンプ１個あたりの塗布量を考慮して適宜調整される。
【００６５】
次に、搭載ヘッド３１１は、電子部品２００を基板１０１の電極１０２の上方に移動させ（ＳＰ７、図１２（ｃ））、複数のバンプ２０４が対応するそれぞれの電極１０２と対向するように、樹脂固形物１０３を介して電子部品２００を基板１０１に搭載する（ＳＰ８）。このとき、図１２（ｄ）のように、バンプ２０４と電極１０２との間に隙間Ｌが設けられるとともに、バンプ２０４からフラックス２０６の一部が電極１０２に転写され、バンプ２０４と電極１０２との間にフラックス２０６が充填される。電子部品２００を基板１０１の電極１０２に搭載する際に、上述したように、画像認識システムを利用して、撮像信号に基づいて精密な位置合わせ及び姿勢の修正を行ってもよい。
【００６６】
電子部品２００、樹脂固形物１０３、および、それ以外の電子部品等を搭載した基板１０１は、リフロー装置に搬送される（ＳＰ９）。リフロー装置内で、電子部品１０１および樹脂固形物１０３は、基板１０１ごと加熱され、図１３（ａ）に示すように、始めに樹脂固形物１０３が軟化する。これにより、電子部品２００が下降し、バンプ２０４が電極１０２に着地する。
【００６７】
その状態で、バンプ２０４が溶融し、次いで、樹脂固形物１０３に由来する軟化樹脂が硬化して樹脂補強部１０５ａ（硬化物）になる。その際、電子部品２００と基板１０１との間に位置ずれがある場合には、軟化樹脂が硬化する前に、溶融したはんだのセルフアラインメントの効果により位置ずれが解消する。はんだ接合が完了すると、図１３（ｂ）に示すように、バンプ２０４の形状はやや変形し、電子部品２００と電極１０２との距離が縮められる。熱硬化性フラックスを用いる場合には、フラックスの硬化物２０６ａが形成されるため、フラックスの洗浄工程は省いてもよい。
【００６８】
なお、補強位置１０４に予め粘着剤を塗布する場合には、制御部３１３は、以下のような塗布ヘッド３１２の移動および動作の制御を開始する。まず、塗布ヘッド３１２は、補強位置１０４の上方に移動し、位置合わせをする。塗布ヘッド３１２にも精密な位置合わせのために画像認識システムを利用してもよい。次に、塗布ヘッド３１２は、電子部品２００の周縁部２０１ｘに対応する基板１０１の補強位置１０４に、図示しない粘着剤を供給する。なお、電子部品２００の周縁部２０１ｘは、例えば、ＢＧＡ型の電子部品を構成する樹脂基板２０１の周縁部である。
【００６９】
補強位置１０４は、基板１０１の電子部品２００の周縁部２０１ｘに対応する領域に、通常は複数設定される。ここで、基板１０１の電子部品２００の周縁部２０１ｘに対応する領域とは、複数のバンプを有する主面２０１ｓの外形に沿って基板に設定される枠状領域である。補強位置１０４は、その枠状領域の所定箇所に設定される。
【００７０】
一般的なＢＧＡ型の電子部品の周縁部の形状は矩形である。矩形の電子部品においては、少なくとも矩形の周縁部の四隅またはその近傍に対応する複数の補強位置に、補強用樹脂を配置することが好ましい。このような配置で補強位置を設定することで、少量の補強用樹脂の使用でも、大きな補強効果が得られる。また、補強のバランスがよいため、電子部品が衝撃を受けたときに、はんだ接合部に発生する応力を低減しやすくなる。
【００７１】
なお、樹脂固形物１０３の軟化温度がバンプ２０４の融点よりも高く、バンプ２０４及び電極１０２の合計高さの方を、樹脂固形物１０３の高さよりも大きくする場合には、上述のリフロー工程では、バンプ２０４が先に溶融する。これにより、電子部品２００が降下して樹脂固形物１０３と電子部品２００の周縁部とが接触し、次いで、樹脂固形物１０３が軟化した後、硬化し、これにより、電子部品２００が基板１０１と接着される。その後、溶融したバンプ２０４を冷却することで、バンプ２０４と電極１０２とが接合される。
【００７２】
さらに、図１４に示すように、制御部３１３は、搭載ヘッド３１１（および塗布ヘッド３１２）だけでなく、第１部品供給部３０７、第２部品供給部３０８、基板保持部３０９および転写ユニット３１０の少なくとも１つまたは全部を制御するようにしてもよい。例えば、制御部３１３は、転写ユニット３１０に電子部品２００が到着するまでに転写テーブルにフラックスの塗膜が形成されるように、転写ユニット３１０による塗膜の形成のタイミングを制御してもよい。
【００７３】
次に、樹脂補強部の配置パターンについて具体的に説明する。
図１５Ａは、矩形の電子部品２００の周縁部２０１ｘの四隅に対応させて４箇所の補強位置にＬ字形の樹脂固形物１０３を配置して、樹脂補強部１０５ａを形成したときの、電子部品２００の平面図を示す。図１５Ｂは、同じ電子部品２００の底面図（複数のバンプを有する主面２０１ｓ）である。樹脂補強部１０５ａは、電子部品２００の周縁部２０１ｘの近傍のバンプ２０４の一部、および、図示しないが周縁部２０１ｘに最も近い電極１０２の一部とだけ接触するように補強位置に形成されている。ただし、樹脂補強部１０５ａの配置パターンは、特に限定されない。
【００７４】
図１６には５種類の樹脂補強部の配置パターンを例示する。４点配置のパターン（ａ）、８点配置のパターン（ｂ）、１２点配置のパターン（ｃ）およびＬ型配置のパターン（ｄ）では、矩形の電子部品の周縁部の四隅またはその近傍に、複数の補強位置が設定されている。Ｕ型配置のパターン（ｅ）でも、四隅およびその近傍を含むように補強位置が設定されている。配置パターン（ａ）〜（ｅ）の順に、補強効果は大きくなるが、それだけ補強用樹脂（樹脂固形物１０３）の使用量も多くなる。一方、配置パターン（ｅ）〜（ａ）の順にリペア（リワーク性）は良好となる。配置パターンは、電子部品のサイズおよび生産タクトに応じて、補強効果を考慮して、適宜選択すればよい。
【００７５】
なお、周縁部のほぼ全体に樹脂補強部を配置してもよい。ただし、バンプのリフロー時に、補強用樹脂やフラックスからガスが発生することがあるため、ガスを逃がすための開口を設けることが望ましい。
【００７６】
次に、フラックスについて説明する。
フラックスは、はんだ接合の際に、電極１０２の表面およびバンプ２０４の表面に存在する酸化物などを除去したり、はんだの表面張力を低減したりする作用を有する材料であればよい。これらの作用（以下、活性作用）により、はんだと電極１０２との濡れ性が大きくなり、信頼性の高い良好なはんだ接合が可能となる。
【００７７】
フラックスの組成は、特に限定されないが、例えば、ロジンのようなベース剤、有機酸やハロゲン化水素酸塩などの活性剤、溶剤、チキソ性付与剤などを含む。
【００７８】
本発明では、フラックスと補強用樹脂としての熱硬化性樹脂とが接触することを想定して、熱硬化性フラックスを用いることが望ましい。熱硬化性フラックスを用いる場合、フラックスと補強用樹脂とが混合された場合でも、補強用樹脂の正常な熱硬化が阻害されにくくなる。これは、フラックスの有効成分の補強用樹脂への移動が抑制されるためと考えられる。
【００７９】
熱硬化性フラックスは、フラックスに熱硬化性樹脂を含ませることにより得ることができる。フラックスに含ませる熱硬化性樹脂としては、耐熱性に優れる点などから、例えばエポキシ樹脂が好適である。
【００８０】
次に、補強用樹脂としての樹脂固形物の材料について説明する。
樹脂固形物１０３には、熱硬化性樹脂が用いられる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂などを例示できる。常温（例えば２５℃）で固形であり、加熱により容易に軟化する点で、熱硬化性樹脂には、平均分子量が１０００〜１００００程度のエポキシ樹脂オリゴマー、または、そのようなエポキシ樹脂オリゴマーと、分子量がより小さい液状エポキシ樹脂との混合物を使用するのがよい。ただし、液状エポキシ樹脂が多すぎると混合物がペースト状となるために、混合比は、例えば、１：１程度が好ましい。
【００８１】
さらに、樹脂固形物１０３は、硬化剤、硬化促進剤、無機フィラー（例えば球状シリカ）、チキソ剤（例えば超微粒子シリカ）及び添加剤（例えばシランカップリング剤）などを含んでもよい。硬化剤としては、酸無水物、脂肪族または芳香族アミン、イミダゾールまたはその誘導体などが好ましく用いられ、硬化促進剤としては、ジシアンジアミドなどを例示できる。また、樹脂固形物の絶縁特性を向上させるためにイオン補足剤を添加してもよいし、色を付けるために顔料を添加してもよい。
【００８２】
無機フィラーは、熱硬化性樹脂の総量の例えば２倍程度を含有させることで、樹脂固形物１０３及び、その硬化物を高弾性率化することが可能となる。これにより、樹脂固形物が軟化したときに原形が留めやすくなる。その結果、樹脂固形物が熱硬化にいたるときに、樹脂固形物と電子部品との接触状態を確保することが容易となる。したがって、はんだ接合部を高い信頼性で補強することが可能となる。ただし、無機フィラーの混合量が多すぎると、電子部品２００の周縁部と基板１０１との接着が不十分となる場合がある。
【００８３】
さらに、樹脂固形物１０３には、電極１０２またはバンプ２０４の表面に存在する酸化物を除去する作用を有する成分を含ませることができる。例えば、フラックスに含ませる活性剤などを樹脂固形物１０３に含ませてもよい。これにより、軟化した補樹脂固形物１０３が電極１０２またはバンプ２０４と接触した場合にも、溶融したバンプと電極１０２との濡れがより確実に確保される。
【００８４】
なお、本発明は、１種の電子部品を基板に搭載する場合に限らず、複数種の電子部品を基板に搭載する場合にも適用できる。その場合、必要に応じて、電子部品搭載装置には、搭載ヘッドに装着するための複数の吸着ノズルを保持するノズルストッカを設け、複数の電子部品にそれぞれ対応させて吸着ノズルを交換できるようにしてもよい。
【００８５】
次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
まず、ＦＲ４基板に、電極（接続端子）として所定パターンのランドを形成した。電子部品の周縁部の四隅およびその近傍を含むように、４箇所の補強位置にＬ型の樹脂固形物を（図１６（ａ）参照）で配置した。また、転写テーブルにスキージを用いてフラックスの塗膜を形成し、その塗膜を電子部品であるフリップチップＢＧＡパッケージ（１００５チップ）のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだで構成されたバンプ（融点約２２０℃）に転写した。
【００８６】
その後、バンプとランドを対向させるように、電子部品を、樹脂固形物を介して基板の上に搭載した。このとき、樹脂固形物の高さは、約０．５ｍｍであり、バンプとランドとの隙間は約０．１ｍｍであった。次に、電子部品を搭載した基板をリフロー装置で２４０〜２５０℃で加熱することで、基板と電子部品との接着、及び電極とバンプとのはんだ接合を行った。
【００８７】
ここで、樹脂固形物の材料には、エポキシ樹脂オリゴマー５０重量部、液状エポキシ樹脂５０重量部、ヒドラジド系硬化剤２０重量部、無機フィラーとしての球状シリカ（平均粒径：３μｍ）２００重量部、チキソ剤としての超微粒子シリカ２重量部、並びに、添加剤としてのシランカップリング剤１重量部を使用した。それらの材料を混練して混合物とし、その混合物をプレス成形することで、ペレット状の樹脂固形物を形成した。樹脂固形物の軟化温度は５６℃であり、推奨される熱硬化温度は２３５℃であった。
【００８８】
（実施例２）
樹脂固形物の材料に、エポキシ樹脂オリゴマー１００重量部、ヒドラジド系硬化剤２０重量部、無機フィラーとしての球状シリカ（平均粒径：３μｍ）５０重量部、チキソ剤としての超微粒子シリカ５重量部、並びに、添加剤としてのシランカップリング剤１重量部を使用した。樹脂固形物の軟化温度は８２℃であり、推奨される熱硬化温度は２３５℃であった。それ以外は、実施例１と同様にして、樹脂固形物の作製、基板と電子部品との接着、並びに、電極とバンプとのはんだ接合を行った。
【００８９】
（比較例１）
樹脂固形物の材料に、液状エポキシ樹脂１００重量部、ヒドラジド系硬化剤２０重量部、無機フィラーとしての球状シリカ５０重量部、チキソ剤としての超微粒子シリカ５重量部、並びに、添加剤としてのシランカップリング剤１重量部を使用した。そして、実施例１と同様にして、樹脂固形物の作製を行った。しかしながら、この比較例１では、上記の混合物をプレス成形してもペレット状の樹脂固形物が得られず、混合物はペースト状となった。よって、この段階で実験を中止した。
【００９０】
上記の各実施例に対して、はんだ接合を終了した電子部品を基板から剥がして、ランドにバンプが十分に付着しているかどうかを観察した。
【００９１】
以上の結果を表１に示す。
【００９２】
【表１】
【００９３】
表１に示すように、実施例１及び２はともに樹脂固形物の成形性は良好であった。また、実施例１及び２ともに、バンプと電極との良好なはんだ接合性を得られた。特に、実施例１では、実施例２よりも比較的多量の無機フィラーを混合することができたために、硬化物をより高弾性率化することが容易となった。その結果、極めて良好なはんだ接合性及び、その補強性を両立できた。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明の電子部品の実装方法、および電子部品実装システムは、複数のバンプが設けられた電子部品を基板に実装する場合に、確実な電気的導通と十分な接合強度の補強を確保可能とするものであり、特に小型のＢＧＡ型電子部品の表面実装の分野において有用である。
【符号の説明】
【００９５】
１０１・・・基板、１０２・・・電極、１０３・・・樹脂固形物、１０４・・・補強位置、１０５・・・樹脂補強部（熱硬化性樹脂の硬化物）、２００・・・電子部品、２０１・・・部品内基板、２０１ｓ・・・主面、２０１ｘ・・・周縁部、２０３・・・封止樹脂、２０４・・・バンプ、２０６・・・フラックス、３００・・・電子部品実装システム、３０１・・・基板供給装置、３０２・・・電子部品搭載装置、３０３ａ・・・基台、３０４・・・リフロー装置、３０５・・・基板回収装置、３０６・・・制御装置、３０７・・・第１部品供給部、３０８・・・第２部品供給部、３０９・・・基板保持部、３１０・・・転写ユニット、３１１・・・搭載ヘッド、３１２・・・塗布ヘッド、３１２ａ・・・塗布ノズル、押圧端子、３１２ｂ・・・押圧端子、３１３・・・制御部、３１３ａ・・・メモリ、３１３ｂ・・・中央演算装置、３１４・・・キャリア、３１５・・・基板搬送コンベア、３２０・・・ベーステーブル、３２１・・・転写テーブル、３２３・・・スキージユニット、３２３ａ・・・第１スキージ部材、３２３ｂ・・・第２スキージ部材、４００・・・保持部、４０１・・・針状部材、４０２・・・シリンダ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に複数のバンプを有する電子部品を、基板に実装する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器には、様々な電子部品が組み込まれており、これらの電子部品は複数の電極を有する基板の所定の位置に接合された状態で、実装構造体として機器に内蔵されている。近年の電子機器の小型化に伴い、機器に組み込まれる電子部品は小型化が進んでいることから、フリップチップやチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）などの小型の電子部品が基板に搭載されることが多くなってきている。
【０００３】
フリップチップやＣＳＰなどの電子部品は、複数の端子が規則的に配置された主面を有し、各端子にははんだ製のバンプ（電極）が形成されている。そのような電子部品を基板に実装するには、バンプをランドと称される基板電極（接続端子）に着地させて加熱し、溶融（リフロー）させた後、放冷することにより、電子部品と基板との相互接続が行われる。これにより、電子部品の各端子は基板の電極と電気的に導通するとともに、電子部品は、はんだ接合部により基板に保持される。
【０００４】
実装構造体には、フリップチップやＣＳＰなどの電子部品の他に、チップ抵抗、チップＬＥＤ、チップコンデンサなどと称される電子部品が実装されることも多い。このような電子部品は、スクリーン印刷などの手法により、基板の電極に金属粒子を含むペースト（例えばクリームはんだ）を塗布した後、ペーストが塗布された電極に搭載される。その後、リフローにより、金属粒子及びバンプを溶融させ、放冷することにより、電子部品が基板に接合される。金属粒子を含むペーストの基板電極への塗布は、フリップチップやＣＳＰなどの電子部品を基板に搭載する前に行われるのが一般的である。
【０００５】
上記のような実装工程により得られた基板と電子部品からなる実装構造体に対して、ヒートサイクルによる熱応力や外力を加えると、バンプにより基板に接合されている電子部品では、はんだ接合部の強度が不足する場合がある。そこで、補強用樹脂により、電子部品を基板に接着して、はんだ接合部を補強することが行われている。
【０００６】
補強用樹脂により、はんだ接合部を補強する方法としては、電子部品の複数のバンプが設けられた主面と基板との隙間の全体にアンダーフィル材を侵入させる方法がある。しかし、アンダーフィル材は、リフロー工程により電子部品と基板との相互接続を行った後に、電子部品と基板との隙間に注入する必要がある。そのため、アンダーフィル材を熱硬化させるための加熱が別に必要となり、実装工程の工数が多くなる。また、アンダーフィル材の付着面積が大きいため、実装構造体をリペアする際に不便である。さらに、アンダーフィル材によって補強されたはんだ接合部を有する基板を再リフローする際には、アンダーフィル材の隙間で、はんだフラッシュが発生しやすくなる。
【０００７】
そこで、電子部品を基板に搭載する前に、予め電子部品の周縁部に対応する基板の位置だけに、補強用樹脂を供給する方法が提案されている（特許文献１参照）。この方法では、リフロー時に、はんだ接合と同時に補強用樹脂を硬化させることが可能であり、さらに、実装構造体のリペアが容易となる点や、再リフロー時にはんだフラッシュが発生しにくいという点でも優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２１８５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
電子部品を搭載する基板には、電子部品のバンプ（電極）と対応するように、複数の電極（接続端子）が規則的に行列状に設けられている。特許文献１では、電子部品が基板に搭載される前に、最外周の電極の外側の複数の補強位置に、補強用樹脂が塗布される。その後、フラックスが塗布されたバンプが電極に着地するように、電子部品が基板に搭載される。このとき、電子部品の周縁部に補強用樹脂を接触させることにより、補強用樹脂は、リフロー工程までの間、電子部品を基板に固定する接着剤として機能する。また、リフロー後には、補強用樹脂は、はんだ接合部に対する補強部となる。
【００１０】
補強用樹脂を基板に塗布する工程は、例えばディスペンサーを使用して行われる。ところが、そのことは、実装システムの構成装置を増加させる要因となるために、システムを簡素化するための障害となり得る。また、補強用樹脂として十分な量の樹脂を、ディスペンサーを使用して基板上に塗布する工程は、実装ヘッド等を使用して電子部品を単に基板に搭載するような工程と比べると、長い時間を要する場合がある。したがって、その工程が、電子部品の実装工程のタクトタイムを短縮する場合のボトルネックとなり、生産性の向上の障害となることもあり得る。
【００１１】
そこで、本発明は、生産性の向上を容易にするとともに、実装システムの簡素化を容易にする電子部品の実装方法および実装システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一局面は、接続端子を有する基板に、前記接続端子と接続される電極を有する電子部品を実装する電子部品の実装方法であって、
（ａ）はんだを含む前記電極が表面に形成された前記電子部品を準備し、
（ｂ）熱硬化性樹脂を含む樹脂固形物を、前記基板上で前記電子部品の周縁部と重なる部分に載置し、
（ｃ）前記電子部品の周縁部を前記樹脂固形物の上に重ねるように、前記電極を前記接続端子と対向させた状態で、前記電子部品を前記基板上に搭載し、
（ｄ）前記はんだの融点及び前記樹脂固形物の硬化温度よりも高い温度まで、前記電子部品及び前記樹脂固形物が載置された前記基板を加熱した後、冷却することで、前記熱硬化性樹脂の硬化物により前記電子部品を前記基板と接着するとともに、前記はんだにより前記電極を前記接続端子と接合する、実装方法に関する。
【００１３】
本発明の他の局面は、接続端子を有する基板に、前記接続端子と接続される電極を有する電子部品を実装する電子部品の実装システムであって、
はんだを含む前記電極が表面に形成された前記電子部品を供給する第１の供給部と、
熱硬化性樹脂を含む樹脂固形物を供給する第２の供給部と、
前記電子部品を保持する第１の保持部、及び前記樹脂固形物を保持する第２の保持部を有する実装ヘッドと、
前記実装ヘッドを移動させる移動部と、
前記第２の保持部を使用して、前記第２の供給部により供給される前記樹脂固形物を、前記基板上の前記電子部品の周縁部と重なる部分に載置させるように前記実装ヘッド及び前記移動部を制御するとともに、前記第１の保持部を使用して、前記第１の供給部により供給される前記電子部品を、前記樹脂固形物を介して前記基板上に載置させるように前記実装ヘッド及び前記移動部を制御する制御部と、
前記はんだの融点及び前記樹脂固形物の硬化温度よりも高い温度まで、前記電子部品及び前記樹脂固形物が載置された前記基板を加熱するリフロー装置と、を具備する実装システムに関する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電子部品の電極と基板の接続端子とのはんだ接合部の補強部を形成するために、従来の液状樹脂ではなく、樹脂固形物が基板上の補強位置に供給される。このため、補強部の材料を基板上に供給するのに要する時間を容易に短縮することができる。その結果、生産性が向上される。さらに、補強部の材料が樹脂固形物であり、軟化するまでは形状が安定していることから、その材料が電極（例えばバンプ）と接続端子（基板電極）との間に侵入することを容易に防止できる。よって、リフロー時には、溶融したバンプで電極を十分に濡らすことが可能となり、はんだ接合部における導通と十分な接合強度が確保される。さらに、補強部の材料を、樹脂固形物として供給するために、その材料の供給量を容易に安定化することができる。
【００１５】
そして、本発明の実装システムにおいては、補強部の材料が樹脂固形物であることから、その材料の基板上への供給に、電子部品等を基板に搭載するための実装ヘッドを利用することも可能となる。よって、従来は必要とされたディスペンサー等を使用する必要性がなく、システムを簡素化することが容易となる。さらに、樹脂固形物の供給も、他の部品と同様に、例えばテープフィーダにより行うことができ、さらにシステムの簡素化が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】複数のバンプを有する電子部品の一例の正面図である。
【図１Ｂ】同電子部品の底面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電子部品を基板に搭載する電子部品実装方法の工程を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電子部品実装システムの全体像を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る電子部品搭載装置を上方から見た構成図である。
【図５】樹脂固形物の供給部の一例の上面図である。
【図６】樹脂固形物の供給部の他の一例の上面図である。
【図７】樹脂固形物の保持部の一例の断面図であり、樹脂固形物を保持した状態を示す図である。
【図８】樹脂固形物の保持部の一例の断面図であり、樹脂固形物の保持を解除した状態を示す図である。
【図９】転写ユニットの上面図である。
【図１０】転写ユニットのＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】電子部品を基板に搭載する手順を示すフローチャートである。
【図１２】電子部品を基板に搭載する工程を示す説明図である。
【図１３】電子部品を搭載した基板をリフロー工程で加熱するときのはんだ接合部の状態を示す概念図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る電子部品搭載装置の制御系統図である。
【図１５Ａ】４箇所の補強位置に補強用樹脂が供給された矩形の第１電子部品の平面図である。
【図１５Ｂ】同電子部品の底面図である。
【図１６】補強用樹脂の載置パターンを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、接続端子を有する基板に、前記接続端子と接続される電極を有する電子部品を実装する電子部品の実装方法に関する。この方法においては、（ａ）はんだを含む電極が表面に形成された電子部品を準備し、（ｂ）熱硬化性樹脂を含む樹脂固形物を、基板上で電子部品の周縁部と重なる部分に載置し、（ｃ）電子部品の周縁部を樹脂固形物の上に重ねるように、電極を接続端子と対向させた状態で、電子部品を基板上に搭載し、（ｄ）はんだの融点及び樹脂固形物の硬化温度よりも高い温度まで、電子部品及び樹脂固形物が載置された基板を加熱した後、冷却することで、熱硬化性樹脂の硬化物により電子部品を基板と接着するとともに、はんだにより電極を接続端子と接合する。
【００１８】
以上のように、形状が安定しない従来の液状樹脂ではなく、樹脂固形物を、はんだ接合部の補強部の材料として使用することで、補強部の材料を基板上に迅速に供給することが可能となる。例えば、適宜の形状及びサイズに予め成形された樹脂固形物を基板上まで搬送するだけで、補強部の材料の基板上への供給が完了する。これにより、電子部品の実装工程のタクトタイムが短縮されて、生産性が向上される。
【００１９】
詳言すれば、従来の液状の樹脂を補強部の材料とする方法では、電子部品の実装の際に、必要な高さとなるように、液状の樹脂を基板上に塗布する必要がある。そのような作業は、実装ヘッドにより電子部品を基板上に搬送するような作業と比べて、比較的長い時間を要する。このため、従来の方法では、補強部の材料を基板上に供給する工程が、電子部品の実装のタクトタイムを短縮する場合のボトルネックとなることも考えられる。これに対して、本発明によれば、樹脂固形物は、予めその形状及びサイズを容易に調節することができ、電子部品の実装の際には、樹脂固形物を単に搬送するだけで、補強部の材料を基板上に供給する工程が完了する。これにより、生産性の向上が容易となる。
【００２０】
さらに、本発明によれば、樹脂固形物は、軟化するまでは形状が安定しているために、電子部品の電極（例えばバンプ）と、基板の接続端子（ランド）との間に補強部の材料が侵入するのを容易に防止することができる。このため、上記電極と接続端子との接合の信頼性を向上させることができる。
【００２１】
ここで、樹脂固形物の高さは、電極及び接続端子の合計高さよりも大きくすることができる。これにより、電極と接続端子との間に隙間を設けるように、電子部品を、樹脂固形物を介して基板上に搭載することができる。このように、樹脂固形物の上に電子部品を直接置くことで、電子部品の重みを樹脂固形物に掛けることができる。これにより、はんだをリフローするまでに、基板上で樹脂固形物の位置がずれて、補強が十分に行えなくなるのを抑制することができる。また、樹脂固形物の高さを大きくすることで、樹脂固形物の軟化温度がはんだの融点よりも低く、先に樹脂固形物が軟化する場合でも、樹脂と電子部品との接触を確保することが容易であり、その高さが低く変形してしまって、電子部品を基板と接着できなくなる事態を防止できる。
【００２２】
このとき、樹脂固形物の軟化により電子部品が降下して、電極と接続端子とが十分に接触するように、樹脂固形物の組成、形状、及びサイズを設定すればよい。また、樹脂と電子部品との接触が消失し、それにより電子部品を基板と接着できなくなるのを防止する観点から、軟化したときの樹脂固形物の変形が大きくなりすぎないように、樹脂固形物の組成等を設定すればよい。
【００２３】
さらに、上記の隙間にフラックスまたはクリームはんだを充填するように、電極または接続端子に、予めフラックスまたはクリームはんだを付与することができる。これにより、フラックスまたはクリームはんだの表面張力および／または粘着力により、電極と接続端子との間にずれが生じるのを防止することができる。また、フラックス等を隙間に充填することで、樹脂の侵入をより効果的に防止できる。
【００２４】
また、樹脂固形物を基板上に仮に固定して、その移動を防止するために、基板上の樹脂固形物が載置される部分に、粘着剤を予め塗布しておくこともできる。そのような粘着剤は、ごく少量で十分な効果を発揮する。したがって、例えば、ディスペンサーで補強部の材料である液状樹脂を供給する場合と比べて、その作業は、短い時間で完了する。同じ目的で、樹脂固形物の基板と対向する側の面（下面）に、予め粘着剤を塗布しておいてもよい。これにより、実装システムからディスペンサーを除外することも容易となる。
【００２５】
また、本発明は、接続端子を有する基板に、接続端子と接続される電極を有する電子部品を実装する電子部品の実装システムに関する。このシステムは、はんだを含む電極が表面に形成された電子部品を供給する第１の供給部と、熱硬化性樹脂を含む樹脂固形物を供給する第２の供給部と、電子部品を保持する第１の保持部、及び樹脂固形物を保持する第２の保持部を有する実装ヘッドと、実装ヘッドを移動させる移動部と、制御部と、リフロー装置とを備える。
【００２６】
制御部は、第２の保持部を使用して、第２の供給部により供給される樹脂固形物を、基板上の電子部品の周縁部と重なる部分に載置させるように実装ヘッド及び移動部を制御する。さらに、制御部は、第１の保持部を使用して、第１の供給部により供給される電子部品を、樹脂固形物を介して基板上に載置させるように実装ヘッド及び移動部を制御する。リフロー装置は、はんだの融点及び樹脂固形物の硬化温度よりも高い温度まで、電子部品及び樹脂固形物が載置された基板を加熱する。
【００２７】
このように、本発明によれば、リフロー装置を使用するまでの各部材のセッティングは、電子部品及び樹脂固形物を基板上の所定位置まで搬送し、載置する手段を使用するだけで完了させることができる。したがって、少ない工数かつ短い時間で、電子部品と基板との接合不良を回避することができる電子部品の実装を実現し得る。よって、生産性を向上させることができる。
【００２８】
さらに、第２の供給部に例えばテープフィーダを使用することで、他の様々な部品と全く同様に、補強部の材料を供給することが可能となる。したがって、システムの簡素化が容易となる。
【００２９】
ここで、樹脂固形物は、例えば、樹脂固形物に突き立てる、上下動可能な針状部材と、針状部材を内部に収納するとともに、針状部材を先端から突出させるシリンダとを含む第２の保持部により保持して、基板上まで搬送することができる。このとき、上述したように、基板上の樹脂固形物が載置される部分に予め粘着剤を塗布したり、樹脂固形物の下面に予めタックを持たせたりすることで、はんだのリフローや電子部品の搭載までに樹脂固形物が基板上で動いて、位置ずれしてしまうのを防止することができる。
【００３０】
または、第２の保持部は、樹脂固形物を吸着する吸着ノズルを含むものとすることもできる。そして、吸着ノズルの先端や上記のシリンダの先端を離型処理することで、第２の保持部による樹脂固形物の保持をスムーズに解除することができる。その結果、保持の解除の際に樹脂固形物が基板上で位置ずれしてしまうのを防止することも可能となる。吸着ノズルやシリンダの先端の離型処理は、具体的には、それらの先端をシリコーンゴムで形成したり、それらの先端にフッ素樹脂、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を施したりすることで実現できる。
【００３１】
上記の樹脂固形物は、例えば、エポキシ樹脂と無機フィラーとの混合物の成形体とすることができる。
【００３２】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。まず、基板に搭載される電子部品の構造について説明する。
図１Ａは、電子部品２００の一例の正面図であり、図１Ｂはその底面図である。電子部品２００は、はんだを含む複数のバンプ２０４（電極）で基板１０１の電極（ランド、接続端子）に接続されるボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）型の電子部品である。
【００３３】
電子部品２００は、薄い基板（部品内基板）２０１と、その上面に実装された半導体素子２０２と、半導体素子２０２を被覆する封止樹脂２０３とを具備する。部品内基板２０１の下面は、電子部品の主面２０１ｓを構成しており、主面２０１ｓには複数の端子が規則的に行列状に配列され、各々の端子にはバンプ２０４が設けられている。バンプ２０４、ないしはそれに含まれるはんだの融点は、バンプ２０４がＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金はんだを含むものであれば、例えば２１７〜２２１℃である。バンプ２０４をＳｎ−Ｂｉ系合金はんだから形成すれば、融点は、例えば１３８〜１３９℃とすることができる。
【００３４】
なお、電子部品の構造は、図１Ａおよび図１Ｂに示す構造に限定されない。例えば、様々な形態のフリップチップやチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）の部品などが電子部品に含まれる。
【００３５】
以下、基板１０１に電子部品２００を搭載する場合を例にとって説明する。
基板１０１には、図２（ａ）に示すように、電子部品２００のバンプ２０４と接続される電極１０２（接続端子）が設けられている。
【００３６】
次に、本発明の電子部品の実装方法について説明する。
本発明の電子部品の実装方法は、接続端子（電極１０２）を有する基板１０１に、接続端子と接続される電極（バンプ２０４）を有する電子部品２００を実装する電子部品の実装方法である。この方法においては、（ａ）はんだを含むバンプ２０４が表面に形成された電子部品２００を準備し、（ｂ）熱硬化性樹脂を含む樹脂固形物１０３を、基板１０１上で電子部品２００の周縁部と重なる部分に載置し、（ｃ）電子部品２００の周縁部を樹脂固形物１０１の上に重ねるように、バンプ２０４を電極１０２と対向させた状態で、電子部品２００を基板１０１上に搭載し、（ｄ）上記のはんだの融点及び樹脂固形物１０３の硬化温度よりも高い温度まで、電子部品２００及び樹脂固形物１０３が載置された基板１０１を加熱した後、冷却することで、上記の熱硬化性樹脂の硬化物により電子部品２００を基板１０１と接着するとともに、上記のはんだによりバンプ２０４を電極１０２と接合する。樹脂固形物１０３は、エポキシ樹脂と無機フィラーとの混合物の成形体から構成することができる。
【００３７】
まず、図２（ｂ）に示すように、電子部品２００が搭載される基板１０１において、電子部品２００の周縁部２０１ｘに対応する補強位置１０４に少なくとも１つの樹脂固形物１０３を載置する。樹脂固形物１０３は、熱硬化性樹脂を含む、粉体ではない、樹脂の塊（ペレット）である。樹脂固形物１０３は、バンプ２０４と電極１０２とのはんだ接合部を補強する補強部の材料として機能する。バンプ２０４がＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金はんだを使用していれば、樹脂固形物１０３の軟化温度は例えば５０〜１５０℃とすることができ、硬化温度は例えば２２０〜２４０℃とすることができる。バンプ２０４がＳｎ−Ｂｉ系合金はんだを使用していれば、樹脂固形物１０３の軟化温度は例えば４０〜１００℃とすることができ、硬化温度は例えば１４０〜１６０℃とすることができる。以上の結果、樹脂固形物１０３は、常温（例えば、２５℃）で固形（ペレット）であり、常温で形状が安定している。樹脂固形物１０３を構成する成形体は、例えば、固形エポキシ樹脂をベースとして、それに、液状エポキシ樹脂、シリカ、顔料、及びカップリング剤等を混合し、その混合物をプレス成形することにより得ることができる。
【００３８】
なお、複数の補強位置１０４は、周縁部２０１ｘの全体ではなく、例えば矩形の主面２０１ｓを有する電子部品２００の４隅またはその近傍に対応させて、複数設けることが好ましい。また、複数の補強位置１０４には、樹脂固形物１０３を仮に固定するために、樹脂固形物１０３を載置する前に、少量の粘着剤を配しておくのが好ましい。これにより、基板上で樹脂固形物１０３が位置ずれするのを防止することができる。同様の目的で、樹脂固形物１０３の下面（基板１０１と対向する側の面）に予め粘着剤を付与しておくこともできる。
【００３９】
ここで、樹脂固形物１０３の高さは、電子部品２００の主面２０１ｓから計測したバンプ２０４の高さと、基板１０１の表面から計測した電極１０２の高さとの合計よりも大きくすることができる。これにより、電子部品２００を、樹脂固形物１０３を介して基板１０１の上に搭載したときに、バンプ２０４と、電極１０２との間に所定の隙間Ｌを設けることができる。そして、その隙間Ｌにフラックス等を充填することで、フラックスの表面張力および／または粘着力により、バンプ２０４と電極１０２との位置ずれを防止することができる。このとき、樹脂固形物１０３の軟化温度はバンプ２０４の融点よりも低く設定するのが好ましい。これにより、リフローの際に、始めに樹脂固形物１０３が軟化して、電子部品２００が沈み込むことで、バンプ２０４が電極１０２に着地する。
【００４０】
以下、樹脂固形物１０３の軟化温度がバンプ２０４の融点よりも低く設定されているとともに、樹脂固形物１０３の高さが、バンプ２０４及び電極１０２の合計高さよりも大きいものとして説明を続ける。なお、樹脂固形物１０３の軟化温度をバンプ２０４の融点よりも高くし、バンプ２０４及び電極１０２の合計高さの方を、樹脂固形物１０３の高さよりも大きくすることも可能である。
【００４１】
ここで、隙間Ｌは、バンプ２０４及び電極１０２のサイズ、並びに樹脂固形物１０３の組成にもよるが、例えば０．０５〜１ｍｍとするのが好ましい。隙間Ｌの上限値を１ｍｍとすることで、後のリフロー工程で、軟化した樹脂固形物１０３が、バンプ２０４と電極１０２との間に侵入するのを防止するのが容易となる。一方、隙間Ｌの下限値を０．０５ｍｍとすることで、樹脂固形物１０３が一旦軟化して高さが小さくなったときにも、樹脂固形物１０３と電子部品２００の周縁部２０１ｘとの接触を維持することが容易となる。これにより、バンプ２０４と電極１０２との接合部を確実に補強することができる。
【００４２】
次に、複数のバンプ２０４にフラックス２０６を塗布した後、図２（ｃ）に示すように、電子部品２００を、樹脂固形物１０３を介して基板に搭載する。これにより、複数のバンプ２０４と、対応するそれぞれの電極１０２との隙間Ｌにフラックス２０６が充填される。これにより、複数のバンプ２０４に加え、全ての電極１０２がフラックス２０６で十分に濡れた状態になる。これにより、上述した理由で、複数のバンプ２０４と、対応するそれぞれの電極１０２との間の位置ずれが防止される。なお、フラックス２０６に代えて、クリームはんだを使用することができる。クリームはんだを隙間Ｌに充填することによっても、その表面張力および／または粘着力により、複数のバンプ２０４と、対応するそれぞれの電極１０２との間の位置ずれを防止することができる。加えて、クリームはんだを使用することで、はんだ接合部をより強度の高いものとすることも可能となる。
【００４３】
このとき、補強用樹脂としての樹脂固形物１０３は、常温では変形しないので、補強用樹脂が電極１０２とバンプ２０４との間に侵入するのを防止することが容易となる。このため、電極１０２とバンプ２０４とがフラックス２０６で繋がった状態が維持される。なお、複数のバンプ２０４にフラックス２０６を塗布する方法は、特に限定されないが、スキージを用いて平坦面に形成したフラックス２０６の塗膜をバンプ２０４に転写する方式が好ましい。
【００４４】
樹脂固形物１０３を介して電子部品２００が搭載された基板１０１は、リフロー装置で加熱される。樹脂固形物１０３の軟化温度がバンプ２０４の融点よりも低い場合には、まず、樹脂固形物１０３が軟化する。これにより、図２（ｄ）に示すように、樹脂固形物１０３により支えられた電子部品２００が降下し、複数のバンプ２０４が、対応するそれぞれの電極１０２に着地する。このとき、隙間Ｌを適切に設定することで、変形した樹脂固形物１０３が、バンプ２０４と電極１０２との間に侵入することが防止される。その結果、電極１０２とバンプ２０４とがフラックス２０６で繋がった状態でバンプ２０４がリフローされる。よって、溶融したバンプが電極１０２に十分に濡れ広がり、セルフアラインメントの効果が発揮される。これにより、はんだ接合部における導通と十分な接合強度が確保される。そして、樹脂固形物１０３は、さらに熱硬化温度まで加熱され、その硬化物により、基板１０１と電子部品２００とが接着される。
【００４５】
さらに、隙間Ｌ及び樹脂固形物１０３の組成を適切に設定することで、リフローの際に、バンプ２０４と電極１０２とが接触するように、十分に電子部品２００を降下させることが可能となる。そしてさらに、隙間Ｌ及び樹脂固形物１０３の組成を適切に設定することで、樹脂固形物１０３が熱硬化するまでに、樹脂固形物１０３の変形が大きくなりすぎて、電子部品２００と基板１０１とが接着されなくなるのを防止することもできる。
【００４６】
リフロー工程が終了すると、はんだは冷却されて固化し、電子部品２００の各々の端子が基板１０１の対応する電極に接合される。リフロー工程において、バンプ２０４及び電極１０２を濡らしたはんだによるセルフアラインメントの効果が樹脂固形物１０３の熱硬化により阻害されないように、樹脂固形物１０３は、溶融したバンプで電極１０２が十分に濡れてから熱硬化するような配合であることが好ましい。熱硬化させる前の、軟化した樹脂固形物１０３の粘度は、温度上昇とともに低下する傾向がある。よって、樹脂固形物１０３の硬化反応をバンプ２０４の溶融よりも遅らせることにより、溶融したバンプによるセルフアラインメントの効果を得やすくなる。例えば、バンプ２０４の軟化温度（融点）よりも、樹脂固形物１０３の硬化温度を高くすることにより、セルフアラインメントの効果を確実に得ることができる。
【００４７】
図３に、本発明の電子部品実装方法を実施するための電子部品実装システム（電子部品実装ライン）の一例の全体像を示す。
電子部品実装システム３００は、電子部品を実装するための基板を供給する基板供給装置３０１と、基板供給装置３０１から搬出された基板の、例えば電極１０２以外の電極（図示せず）に、スクリーン印刷により金属粒子を含むペーストを塗布するスクリーン印刷装置３０２と、スクリーン印刷装置３０２から搬出された基板の電極１０２に電子部品２００を搭載するとともに、金属粒子を含むペーストが塗布された上記の電極に、電子部品２００以外の電子部品を搭載する電子部品搭載装置３０３と、電子部品搭載装置３０３から搬出された基板を加熱して、電子部品２００及び、それ以外の電子部品を基板に接合するリフロー装置３０４と、を具備する。リフロー装置３０４から搬出された基板、すなわち実装構造体は、基板回収装置３０５により回収される。なお、スクリーン印刷装置３０２は必要に応じてシステムに加えられる装置であり、電子部品２００のみの実装では、システムから除外することができる。
【００４８】
図４は、電子部品実装システム３００を構成する電子部品搭載装置３０３を上方から見た構成図である。電子部品搭載装置３０３は、電子部品２００を供給する第１部品供給部３０７と、樹脂固形物１０３及び、電子部品２００以外の電子部品や、その他の各種部品を供給する第２部品供給部３０８と、基板１０１を保持して位置決めする基板保持部３０９と、フラックスの塗膜をバンプ２０４に供給する転写ユニット３１０と、これらが配置される基台３０３ａとを具備する。
【００４９】
電子部品搭載装置３０３は、さらに、供給された電子部品２００及び樹脂固形物１０３を基板１０１に搭載または載置する移動可能な搭載ヘッド３１１と、例えば樹脂固形物１０３を補強位置１０４で仮に固定するための粘着剤を補強位置１０４に塗布する、移動可能な塗布ヘッド３１２と、搭載ヘッド３１１と塗布ヘッド３１２の移動および動作を制御する制御部３１３とを具備する。搭載ヘッド３１１と塗布ヘッド３１２は、専用のＸＹ移動機構（図示せず）に支持されており、制御部３１３によるＸＹ移動機構の制御によって基台３０３ａの上方空間を移動する。
【００５０】
塗布ヘッド３１２は、粘着剤を吐出する塗布ノズルを有するディスペンサーと、塗布ノズルを昇降させる昇降機構を内蔵している。塗布ヘッド３１２は、専用のＸＹ移動機構に支持されて、基台３０３ａの上方空間を移動する構成とすることができる。または、塗布ヘッド３１２を搭載ヘッド３１１と一体化し、共通のＸＹ移動機構によって基台３０３ａの上方空間を移動する構成としてもよい。なお、樹脂固形物１０３の吸着ノズル等からの離型性が良好であり、かつ粘着剤がなくとも樹脂固形物１０３の位置ずれが生じないような場合には、電子部品搭載装置３０３から塗布ヘッド３１２を除外することもできる。例えば、樹脂固形物１０３の下面に予め粘着剤を付与することにより、塗布ヘッド３１２をシステムから除外することができる。
【００５１】
第１部品供給部３０７の構造は、特に限定されないが、例えば、格子状に配置された複数の電子部品２００を載置したトレイを、搭載ヘッド３１１のピックアップ位置に供給するトレイフィーダを具備する。
【００５２】
電子部品２００は、図１Ａ、Ｂに示すような、複数のバンプ２０４が設けられた主面２０１ｓを有するＢＧＡ型の比較的小型の電子部品である。
【００５３】
第２部品供給部３０８の構造も特に限定されないが、例えば、複数の樹脂固形物１０３や、他の各種部品を所定間隔で保持するテープを所定のピッチで搭載ヘッド３１１のピックアップ位置に送り出すテープフィーダを具備する。
【００５４】
図５及び図６に、第２部品供給部３０８としてのテープフィーダにより、樹脂固形物１０３が供給される様子を示す。図中の矢印は、テープの進行方向を示す。図示例のテープフィーダ３０８ａは、上面視でＬ字形の樹脂固形物１０３を供給するものであり、複数の樹脂固形物１０３が載置されたキャリアテープ３０８ｃと、樹脂固形物１０３の上を覆う複数のカバーテープ３０８ｄとを有している。一方、テープフィーダ３０８ｂは、上面視で矩形の樹脂固形物１０３を供給するものであり、複数の樹脂固形物１０３が載置されたキャリアテープ３０８ｅと、樹脂固形物１０３の上を覆う複数のカバーテープ３０８ｆとを有している。テープフィーダ３０８ａ及び３０８ｂは、それぞれ、キャリアテープ３０８ｃ及び３０８ｅを矢印方向に間欠送りすることにより、搭載ヘッド３１１によるピックアップ位置に樹脂固形物１０３を供給する。
【００５５】
基板１０１を保持して位置決めする基板保持部３０９は、どのような構造でもよいが、例えば図４に示すように、基板１０１を保持したキャリア３１４を搬送する基板搬送コンベア３１５により構成される。基板搬送コンベア３１５は、基板１０１を各電子部品の搭載が行われる位置まで搬送して位置決めするため、基板保持部３０９として機能する。
【００５６】
搭載ヘッド３１１は、内蔵された昇降機構によって昇降動作を行う吸着ノズル等の保持部を有している。吸着ノズルの昇降動作と吸引とによって、第１部品供給部３０７及び第２部品供給部３０８から、電子部品２００や樹脂固形物１０３がピックアップされる。また、基板１０１の所定箇所での昇降動作と吸引解除（真空破壊）により、電子部品が基板１０１に搭載される。
【００５７】
図７及び図８に、搭載ヘッド３１１に具備される、樹脂固形部１０３の保持部の他の一例を示す。この保持部４００は、樹脂固形物１０３に突き立てられる、上下動可能な針状部材４０１と、針状部材４０１が内部に収容される中空のシリンダ４０２とを有している。針状部材４０１及びシリンダ４０２は、搭載ヘッド３１１の移動に伴って一体的に移動する。
【００５８】
そして、図７に示すように、樹脂固形物１０３を保持するときには、針状部材４０１がシリンダ４０２の先端から突出して、樹脂固形物１０３に突き立てられる。その保持を解除するときには、図８に示すように、針状部材４０１がシリンダ４０２の内部に引き入れられることにより、シリンダ４０２の先端が樹脂固形物１０３と当接して、針状部材４０１が樹脂固形物１０３から抜き取られる。樹脂固形物１０３の保持の解除がスムーズに行えるように、上記した吸着ノズル及びシリンダ４０２の先端には離型処理を施すのが好ましい。離型処理は、それらの先端をシリコーンゴムで形成したり、それらの先端にフッ素樹脂、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を施したりすることで実現できる。
【００５９】
さらに、搭載ヘッド３１１は、吸着ノズル、並びに、針状部材４０１及びシリンダ４０２を、軸芯を中心として回転させることで、保持した電子部品２００や樹脂固形物１０３の姿勢を修正するための回転機構を備えていてもよい。その場合には、電子部品搭載装置３０３には、それらの保持部により保持された電子部品２００や樹脂固形物１０３の位置及び姿勢のずれを検知するための、画像認識システム（例えばラインセンサ等の光学センサ及び画像処理装置）を設けるのがよい。
【００６０】
搭載ヘッド３１１の移動および搭載ヘッド３１１による電子部品のピックアップ、並びに搭載または載置などの動作は、制御部３１３からの指令により制御される。同様に、塗布ヘッド３１２の移動および塗布ヘッド３１２からの粘着剤の吐出などの動作は、制御部３１３からの指令により制御される。制御部３１３は、搭載ヘッド３１１および塗布ヘッド３１２の移動および動作を規制するプログラムを記憶するメモリ３１３ａ、ＣＰＵまたはＭＰＵなどの中央演算装置３１３ｂ、様々なインターフェース、パーソナルコンピュータなどで構成されている。
【００６１】
フラックスの塗膜を供給する転写ユニット３１０は、電子部品２００のバンプ２０４に転写するのに適した厚さのフラックスの塗膜を供給できる機構を有するものであればよく、特に限定されない。例えば、図９に示すような、下方に設けられたベーステーブル３２０と、ベーステーブル３２０の上面に設けられた転写テーブル３２１と、転写テーブル３２１の上方に配置されたスキージユニット３２３とを具備する。スキージユニット３２３は、転写テーブルのＹ軸方向の幅とほぼ等しい長さを有する第１スキージ部材３２３ａと第２スキージ部材３２３ｂとを備え、これらはそれぞれ一定の間隔をあけてＹ軸方向と平行に配置されている。各スキージ部材は、スキージユニット３２３に内蔵された昇降機構によって昇降自在、すなわち転写テーブル３２１に形成される塗膜に対して進退自在となっている。
【００６２】
図１０に示すように、第１スキージ部材３２３ａと第２スキージ部材３２３ｂとの間にフラックス２０６を供給した後、スキージユニット３２３を矢印の方向に移動させるとともに、所定のタイミングで第１スキージ部材３２３ａと第２スキージ部材３２３ｂを昇降させることにより、フラックスの塗膜が供給される。
【００６３】
次に、電子部品２００および第２電子部品２１０が基板１０１に搭載される際の具体的な流れについて、図１１のフローチャート、並びに、図１２及び図１３の参考図に沿って説明する。
【００６４】
制御部３１３は、基板１０１が基板保持部３０９に位置決めされたことを認識すると（ＳＰ１）、以下のような搭載ヘッド３１１の移動および動作の制御を開始する。まず、搭載ヘッド３１１は、第２部品供給部３０８で、上記した保持部４００または図示しない吸着ノズルにより樹脂固形物１０３をピックアップし（ＳＰ２）、図１２（ａ）に示すように、電子部品２００を基板１０１上の補強位置１０４に載置する（ＳＰ３）。次に、搭載ヘッド３１１は、第１部品供給部３０７で吸着ノズル等の保持部により電子部品２００をピックアップし（ＳＰ４）、電子部品２００を転写ユニット３１０に移動させる（ＳＰ５）。次に、搭載ヘッド３１１は、転写ユニット３１０の転写テーブルに形成された塗膜に電子部品２００のバンプ２０４を接触させ、バンプ２０４にフラックスを転写する（ＳＰ６）。これにより、図１２（ｂ）に示すように、フラックス２０６が電子部品２００のバンプ２０４に塗布される。バンプ２０４にフラックス２０６を転写するとき、フラックスの塗膜の所定の位置に電子部品２００が着地するように、画像認識システムの認識結果を利用した位置合わせの制御を行うことが好ましい。フラックスの塗膜の厚さは、バンプ２０４の大きさやバンプ１個あたりの塗布量を考慮して適宜調整される。
【００６５】
次に、搭載ヘッド３１１は、電子部品２００を基板１０１の電極１０２の上方に移動させ（ＳＰ７、図１２（ｃ））、複数のバンプ２０４が対応するそれぞれの電極１０２と対向するように、樹脂固形物１０３を介して電子部品２００を基板１０１に搭載する（ＳＰ８）。このとき、図１２（ｄ）のように、バンプ２０４と電極１０２との間に隙間Ｌが設けられるとともに、バンプ２０４からフラックス２０６の一部が電極１０２に転写され、バンプ２０４と電極１０２との間にフラックス２０６が充填される。電子部品２００を基板１０１の電極１０２に搭載する際に、上述したように、画像認識システムを利用して、撮像信号に基づいて精密な位置合わせ及び姿勢の修正を行ってもよい。
【００６６】
電子部品２００、樹脂固形物１０３、および、それ以外の電子部品等を搭載した基板１０１は、リフロー装置に搬送される（ＳＰ９）。リフロー装置内で、電子部品１０１および樹脂固形物１０３は、基板１０１ごと加熱され、図１３（ａ）に示すように、始めに樹脂固形物１０３が軟化する。これにより、電子部品２００が下降し、バンプ２０４が電極１０２に着地する。
【００６７】
その状態で、バンプ２０４が溶融し、次いで、樹脂固形物１０３に由来する軟化樹脂が硬化して樹脂補強部１０５ａ（硬化物）になる。その際、電子部品２００と基板１０１との間に位置ずれがある場合には、軟化樹脂が硬化する前に、溶融したはんだのセルフアラインメントの効果により位置ずれが解消する。はんだ接合が完了すると、図１３（ｂ）に示すように、バンプ２０４の形状はやや変形し、電子部品２００と電極１０２との距離が縮められる。熱硬化性フラックスを用いる場合には、フラックスの硬化物２０６ａが形成されるため、フラックスの洗浄工程は省いてもよい。
【００６８】
なお、補強位置１０４に予め粘着剤を塗布する場合には、制御部３１３は、以下のような塗布ヘッド３１２の移動および動作の制御を開始する。まず、塗布ヘッド３１２は、補強位置１０４の上方に移動し、位置合わせをする。塗布ヘッド３１２にも精密な位置合わせのために画像認識システムを利用してもよい。次に、塗布ヘッド３１２は、電子部品２００の周縁部２０１ｘに対応する基板１０１の補強位置１０４に、図示しない粘着剤を供給する。なお、電子部品２００の周縁部２０１ｘは、例えば、ＢＧＡ型の電子部品を構成する樹脂基板２０１の周縁部である。
【００６９】
補強位置１０４は、基板１０１の電子部品２００の周縁部２０１ｘに対応する領域に、通常は複数設定される。ここで、基板１０１の電子部品２００の周縁部２０１ｘに対応する領域とは、複数のバンプを有する主面２０１ｓの外形に沿って基板に設定される枠状領域である。補強位置１０４は、その枠状領域の所定箇所に設定される。
【００７０】
一般的なＢＧＡ型の電子部品の周縁部の形状は矩形である。矩形の電子部品においては、少なくとも矩形の周縁部の四隅またはその近傍に対応する複数の補強位置に、補強用樹脂を配置することが好ましい。このような配置で補強位置を設定することで、少量の補強用樹脂の使用でも、大きな補強効果が得られる。また、補強のバランスがよいため、電子部品が衝撃を受けたときに、はんだ接合部に発生する応力を低減しやすくなる。
【００７１】
なお、樹脂固形物１０３の軟化温度がバンプ２０４の融点よりも高く、バンプ２０４及び電極１０２の合計高さの方を、樹脂固形物１０３の高さよりも大きくする場合には、上述のリフロー工程では、バンプ２０４が先に溶融する。これにより、電子部品２００が降下して樹脂固形物１０３と電子部品２００の周縁部とが接触し、次いで、樹脂固形物１０３が軟化した後、硬化し、これにより、電子部品２００が基板１０１と接着される。その後、溶融したバンプ２０４を冷却することで、バンプ２０４と電極１０２とが接合される。
【００７２】
さらに、図１４に示すように、制御部３１３は、搭載ヘッド３１１（および塗布ヘッド３１２）だけでなく、第１部品供給部３０７、第２部品供給部３０８、基板保持部３０９および転写ユニット３１０の少なくとも１つまたは全部を制御するようにしてもよい。例えば、制御部３１３は、転写ユニット３１０に電子部品２００が到着するまでに転写テーブルにフラックスの塗膜が形成されるように、転写ユニット３１０による塗膜の形成のタイミングを制御してもよい。
【００７３】
次に、樹脂補強部の配置パターンについて具体的に説明する。
図１５Ａは、矩形の電子部品２００の周縁部２０１ｘの四隅に対応させて４箇所の補強位置にＬ字形の樹脂固形物１０３を配置して、樹脂補強部１０５ａを形成したときの、電子部品２００の平面図を示す。図１５Ｂは、同じ電子部品２００の底面図（複数のバンプを有する主面２０１ｓ）である。樹脂補強部１０５ａは、電子部品２００の周縁部２０１ｘの近傍のバンプ２０４の一部、および、図示しないが周縁部２０１ｘに最も近い電極１０２の一部とだけ接触するように補強位置に形成されている。ただし、樹脂補強部１０５ａの配置パターンは、特に限定されない。
【００７４】
図１６には５種類の樹脂補強部の配置パターンを例示する。４点配置のパターン（ａ）、８点配置のパターン（ｂ）、１２点配置のパターン（ｃ）およびＬ型配置のパターン（ｄ）では、矩形の電子部品の周縁部の四隅またはその近傍に、複数の補強位置が設定されている。Ｕ型配置のパターン（ｅ）でも、四隅およびその近傍を含むように補強位置が設定されている。配置パターン（ａ）〜（ｅ）の順に、補強効果は大きくなるが、それだけ補強用樹脂（樹脂固形物１０３）の使用量も多くなる。一方、配置パターン（ｅ）〜（ａ）の順にリペア（リワーク性）は良好となる。配置パターンは、電子部品のサイズおよび生産タクトに応じて、補強効果を考慮して、適宜選択すればよい。
【００７５】
なお、周縁部のほぼ全体に樹脂補強部を配置してもよい。ただし、バンプのリフロー時に、補強用樹脂やフラックスからガスが発生することがあるため、ガスを逃がすための開口を設けることが望ましい。
【００７６】
次に、フラックスについて説明する。
フラックスは、はんだ接合の際に、電極１０２の表面およびバンプ２０４の表面に存在する酸化物などを除去したり、はんだの表面張力を低減したりする作用を有する材料であればよい。これらの作用（以下、活性作用）により、はんだと電極１０２との濡れ性が大きくなり、信頼性の高い良好なはんだ接合が可能となる。
【００７７】
フラックスの組成は、特に限定されないが、例えば、ロジンのようなベース剤、有機酸やハロゲン化水素酸塩などの活性剤、溶剤、チキソ性付与剤などを含む。
【００７８】
本発明では、フラックスと補強用樹脂としての熱硬化性樹脂とが接触することを想定して、熱硬化性フラックスを用いることが望ましい。熱硬化性フラックスを用いる場合、フラックスと補強用樹脂とが混合された場合でも、補強用樹脂の正常な熱硬化が阻害されにくくなる。これは、フラックスの有効成分の補強用樹脂への移動が抑制されるためと考えられる。
【００７９】
熱硬化性フラックスは、フラックスに熱硬化性樹脂を含ませることにより得ることができる。フラックスに含ませる熱硬化性樹脂としては、耐熱性に優れる点などから、例えばエポキシ樹脂が好適である。
【００８０】
次に、補強用樹脂としての樹脂固形物の材料について説明する。
樹脂固形物１０３には、熱硬化性樹脂が用いられる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂などを例示できる。常温（例えば２５℃）で固形であり、加熱により容易に軟化する点で、熱硬化性樹脂には、平均分子量が１０００〜１００００程度のエポキシ樹脂オリゴマー、または、そのようなエポキシ樹脂オリゴマーと、分子量がより小さい液状エポキシ樹脂との混合物を使用するのがよい。ただし、液状エポキシ樹脂が多すぎると混合物がペースト状となるために、混合比は、例えば、１：１程度が好ましい。
【００８１】
さらに、樹脂固形物１０３は、硬化剤、硬化促進剤、無機フィラー（例えば球状シリカ）、チキソ剤（例えば超微粒子シリカ）及び添加剤（例えばシランカップリング剤）などを含んでもよい。硬化剤としては、酸無水物、脂肪族または芳香族アミン、イミダゾールまたはその誘導体などが好ましく用いられ、硬化促進剤としては、ジシアンジアミドなどを例示できる。また、樹脂固形物の絶縁特性を向上させるためにイオン補足剤を添加してもよいし、色を付けるために顔料を添加してもよい。
【００８２】
無機フィラーは、熱硬化性樹脂の総量の例えば２倍程度を含有させることで、樹脂固形物１０３及び、その硬化物を高弾性率化することが可能となる。これにより、樹脂固形物が軟化したときに原形が留めやすくなる。その結果、樹脂固形物が熱硬化にいたるときに、樹脂固形物と電子部品との接触状態を確保することが容易となる。したがって、はんだ接合部を高い信頼性で補強することが可能となる。ただし、無機フィラーの混合量が多すぎると、電子部品２００の周縁部と基板１０１との接着が不十分となる場合がある。
【００８３】
さらに、樹脂固形物１０３には、電極１０２またはバンプ２０４の表面に存在する酸化物を除去する作用を有する成分を含ませることができる。例えば、フラックスに含ませる活性剤などを樹脂固形物１０３に含ませてもよい。これにより、軟化した補樹脂固形物１０３が電極１０２またはバンプ２０４と接触した場合にも、溶融したバンプと電極１０２との濡れがより確実に確保される。
【００８４】
なお、本発明は、１種の電子部品を基板に搭載する場合に限らず、複数種の電子部品を基板に搭載する場合にも適用できる。その場合、必要に応じて、電子部品搭載装置には、搭載ヘッドに装着するための複数の吸着ノズルを保持するノズルストッカを設け、複数の電子部品にそれぞれ対応させて吸着ノズルを交換できるようにしてもよい。
【００８５】
次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
まず、ＦＲ４基板に、電極（接続端子）として所定パターンのランドを形成した。電子部品の周縁部の四隅およびその近傍を含むように、４箇所の補強位置にＬ型の樹脂固形物を（図１６（ａ）参照）で配置した。また、転写テーブルにスキージを用いてフラックスの塗膜を形成し、その塗膜を電子部品であるフリップチップＢＧＡパッケージ（１００５チップ）のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだで構成されたバンプ（融点約２２０℃）に転写した。
【００８６】
その後、バンプとランドを対向させるように、電子部品を、樹脂固形物を介して基板の上に搭載した。このとき、樹脂固形物の高さは、約０．５ｍｍであり、バンプとランドとの隙間は約０．１ｍｍであった。次に、電子部品を搭載した基板をリフロー装置で２４０〜２５０℃で加熱することで、基板と電子部品との接着、及び電極とバンプとのはんだ接合を行った。
【００８７】
ここで、樹脂固形物の材料には、エポキシ樹脂オリゴマー５０重量部、液状エポキシ樹脂５０重量部、ヒドラジド系硬化剤２０重量部、無機フィラーとしての球状シリカ（平均粒径：３μｍ）２００重量部、チキソ剤としての超微粒子シリカ２重量部、並びに、添加剤としてのシランカップリング剤１重量部を使用した。それらの材料を混練して混合物とし、その混合物をプレス成形することで、ペレット状の樹脂固形物を形成した。樹脂固形物の軟化温度は５６℃であり、推奨される熱硬化温度は２３５℃であった。
【００８８】
（実施例２）
樹脂固形物の材料に、エポキシ樹脂オリゴマー１００重量部、ヒドラジド系硬化剤２０重量部、無機フィラーとしての球状シリカ（平均粒径：３μｍ）５０重量部、チキソ剤としての超微粒子シリカ５重量部、並びに、添加剤としてのシランカップリング剤１重量部を使用した。樹脂固形物の軟化温度は８２℃であり、推奨される熱硬化温度は２３５℃であった。それ以外は、実施例１と同様にして、樹脂固形物の作製、基板と電子部品との接着、並びに、電極とバンプとのはんだ接合を行った。
【００８９】
（比較例１）
樹脂固形物の材料に、液状エポキシ樹脂１００重量部、ヒドラジド系硬化剤２０重量部、無機フィラーとしての球状シリカ５０重量部、チキソ剤としての超微粒子シリカ５重量部、並びに、添加剤としてのシランカップリング剤１重量部を使用した。そして、実施例１と同様にして、樹脂固形物の作製を行った。しかしながら、この比較例１では、上記の混合物をプレス成形してもペレット状の樹脂固形物が得られず、混合物はペースト状となった。よって、この段階で実験を中止した。
【００９０】
上記の各実施例に対して、はんだ接合を終了した電子部品を基板から剥がして、ランドにバンプが十分に付着しているかどうかを観察した。
【００９１】
以上の結果を表１に示す。
【００９２】
【表１】
【００９３】
表１に示すように、実施例１及び２はともに樹脂固形物の成形性は良好であった。また、実施例１及び２ともに、バンプと電極との良好なはんだ接合性を得られた。特に、実施例１では、実施例２よりも比較的多量の無機フィラーを混合することができたために、硬化物をより高弾性率化することが容易となった。その結果、極めて良好なはんだ接合性及び、その補強性を両立できた。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明の電子部品の実装方法、および電子部品実装システムは、複数のバンプが設けられた電子部品を基板に実装する場合に、確実な電気的導通と十分な接合強度の補強を確保可能とするものであり、特に小型のＢＧＡ型電子部品の表面実装の分野において有用である。
【符号の説明】
【００９５】
１０１・・・基板、１０２・・・電極、１０３・・・樹脂固形物、１０４・・・補強位置、１０５・・・樹脂補強部（熱硬化性樹脂の硬化物）、２００・・・電子部品、２０１・・・部品内基板、２０１ｓ・・・主面、２０１ｘ・・・周縁部、２０３・・・封止樹脂、２０４・・・バンプ、２０６・・・フラックス、３００・・・電子部品実装システム、３０１・・・基板供給装置、３０２・・・電子部品搭載装置、３０３ａ・・・基台、３０４・・・リフロー装置、３０５・・・基板回収装置、３０６・・・制御装置、３０７・・・第１部品供給部、３０８・・・第２部品供給部、３０９・・・基板保持部、３１０・・・転写ユニット、３１１・・・搭載ヘッド、３１２・・・塗布ヘッド、３１２ａ・・・塗布ノズル、押圧端子、３１２ｂ・・・押圧端子、３１３・・・制御部、３１３ａ・・・メモリ、３１３ｂ・・・中央演算装置、３１４・・・キャリア、３１５・・・基板搬送コンベア、３２０・・・ベーステーブル、３２１・・・転写テーブル、３２３・・・スキージユニット、３２３ａ・・・第１スキージ部材、３２３ｂ・・・第２スキージ部材、４００・・・保持部、４０１・・・針状部材、４０２・・・シリンダ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続端子を有する基板に、前記接続端子と接続される電極を有する電子部品を実装する電子部品の実装方法であって、
（ａ）はんだを含む前記電極が表面に形成された前記電子部品を準備し、
（ｂ）熱硬化性樹脂を含む樹脂固形物を、前記基板上で前記電子部品の周縁部と重なる部分に載置し、
（ｃ）前記電子部品の周縁部を前記樹脂固形物の上に重ねるように、前記電極を前記接続端子と対向させた状態で、前記電子部品を前記基板上に搭載し、
（ｄ）前記はんだの融点及び前記樹脂固形物の硬化温度よりも高い温度まで、前記電子部品及び前記樹脂固形物が載置された前記基板を加熱した後、冷却することで、前記熱硬化性樹脂の硬化物により前記電子部品を前記基板と接着するとともに、前記はんだにより前記電極を前記接続端子と接合する、実装方法。
【請求項２】
前記樹脂固形物の高さが、前記電極及び前記接続端子の合計高さよりも大きく、
前記電極と前記接続端子との間に隙間を設けるように、前記電子部品を、前記樹脂固形物を介して前記基板上に搭載する、請求項１記載の電子部品の実装方法。
【請求項３】
前記樹脂固形物の軟化温度が、前記はんだの融点よりも低い、請求項１または２記載の電子部品の実装方法。
【請求項４】
さらに、（ｅ）前記隙間にフラックスまたはクリームはんだを充填する、請求項２または３記載の電子部品の実装方法。
【請求項５】
さらに、前記工程（ｂ）の前に、（ｆ）前記基板の前記樹脂固形物が載置される部分に粘着剤を付与する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子部品の実装方法。
【請求項６】
さらに、前記工程（ｂ）の前に、（ｇ）前記樹脂固形物の前記基板と対向する面に粘着剤を付与する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子部品の実装方法。
【請求項７】
接続端子を有する基板に、前記接続端子と接続される電極を有する電子部品を実装する電子部品の実装システムであって、
はんだを含む前記電極が表面に形成された前記電子部品を供給する第１の供給部と、
熱硬化性樹脂を含む樹脂固形物を供給する第２の供給部と、
前記電子部品を保持する第１の保持部、及び前記樹脂固形物を保持する第２の保持部を有する実装ヘッドと、
前記実装ヘッドを移動させる移動部と、
前記第２の保持部を使用して、前記第２の供給部により供給される前記樹脂固形物を、前記基板上の前記電子部品の周縁部と重なる部分に載置させるように前記実装ヘッド及び前記移動部を制御するとともに、前記第１の保持部を使用して、前記第１の供給部により供給される前記電子部品を、前記樹脂固形物を介して前記基板上に載置させるように前記実装ヘッド及び前記移動部を制御する制御部と、
前記はんだの融点及び前記樹脂固形物の硬化温度よりも高い温度まで、前記電子部品及び前記樹脂固形物が載置された前記基板を加熱するリフロー装置と、を具備する実装システム。
【請求項８】
前記第２の供給部が、テープフィーダである、請求項７記載の電子部品の実装システム。
【請求項９】
前記第２の保持部が、前記樹脂固形物に突き立てられる、上下動可能な針状部材、並びに、前記針状部材を内部に収納するとともに、前記針状部材を先端から突出させるシリンダを含む、請求項７または８記載の電子部品の実装システム。
【請求項１０】
前記第２の保持部が、前記樹脂固形物を吸着する吸着ノズルを含む、請求項７または８記載の電子部品の実装システム。
【請求項１１】
前記シリンダの先端または前記吸着ノズルの先端が離型処理されている、請求項９または１０記載の電子部品の実装方法。
【請求項１２】
前記樹脂固形物が、エポキシ樹脂と無機フィラーとの混合物の成形体である、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の電子部品の実装システム。
【請求項１】
接続端子を有する基板に、前記接続端子と接続される電極を有する電子部品を実装する電子部品の実装方法であって、
（ａ）はんだを含む前記電極が表面に形成された前記電子部品を準備し、
（ｂ）熱硬化性樹脂を含む樹脂固形物を、前記基板上で前記電子部品の周縁部と重なる部分に載置し、
（ｃ）前記電子部品の周縁部を前記樹脂固形物の上に重ねるように、前記電極を前記接続端子と対向させた状態で、前記電子部品を前記基板上に搭載し、
（ｄ）前記はんだの融点及び前記樹脂固形物の硬化温度よりも高い温度まで、前記電子部品及び前記樹脂固形物が載置された前記基板を加熱した後、冷却することで、前記熱硬化性樹脂の硬化物により前記電子部品を前記基板と接着するとともに、前記はんだにより前記電極を前記接続端子と接合する、実装方法。
【請求項２】
前記樹脂固形物の高さが、前記電極及び前記接続端子の合計高さよりも大きく、
前記電極と前記接続端子との間に隙間を設けるように、前記電子部品を、前記樹脂固形物を介して前記基板上に搭載する、請求項１記載の電子部品の実装方法。
【請求項３】
前記樹脂固形物の軟化温度が、前記はんだの融点よりも低い、請求項１または２記載の電子部品の実装方法。
【請求項４】
さらに、（ｅ）前記隙間にフラックスまたはクリームはんだを充填する、請求項２または３記載の電子部品の実装方法。
【請求項５】
さらに、前記工程（ｂ）の前に、（ｆ）前記基板の前記樹脂固形物が載置される部分に粘着剤を付与する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子部品の実装方法。
【請求項６】
さらに、前記工程（ｂ）の前に、（ｇ）前記樹脂固形物の前記基板と対向する面に粘着剤を付与する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子部品の実装方法。
【請求項７】
接続端子を有する基板に、前記接続端子と接続される電極を有する電子部品を実装する電子部品の実装システムであって、
はんだを含む前記電極が表面に形成された前記電子部品を供給する第１の供給部と、
熱硬化性樹脂を含む樹脂固形物を供給する第２の供給部と、
前記電子部品を保持する第１の保持部、及び前記樹脂固形物を保持する第２の保持部を有する実装ヘッドと、
前記実装ヘッドを移動させる移動部と、
前記第２の保持部を使用して、前記第２の供給部により供給される前記樹脂固形物を、前記基板上の前記電子部品の周縁部と重なる部分に載置させるように前記実装ヘッド及び前記移動部を制御するとともに、前記第１の保持部を使用して、前記第１の供給部により供給される前記電子部品を、前記樹脂固形物を介して前記基板上に載置させるように前記実装ヘッド及び前記移動部を制御する制御部と、
前記はんだの融点及び前記樹脂固形物の硬化温度よりも高い温度まで、前記電子部品及び前記樹脂固形物が載置された前記基板を加熱するリフロー装置と、を具備する実装システム。
【請求項８】
前記第２の供給部が、テープフィーダである、請求項７記載の電子部品の実装システム。
【請求項９】
前記第２の保持部が、前記樹脂固形物に突き立てられる、上下動可能な針状部材、並びに、前記針状部材を内部に収納するとともに、前記針状部材を先端から突出させるシリンダを含む、請求項７または８記載の電子部品の実装システム。
【請求項１０】
前記第２の保持部が、前記樹脂固形物を吸着する吸着ノズルを含む、請求項７または８記載の電子部品の実装システム。
【請求項１１】
前記シリンダの先端または前記吸着ノズルの先端が離型処理されている、請求項９または１０記載の電子部品の実装方法。
【請求項１２】
前記樹脂固形物が、エポキシ樹脂と無機フィラーとの混合物の成形体である、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の電子部品の実装システム。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−６５７０５（Ｐ２０１３−６５７０５Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０３６１１（Ｐ２０１１−２０３６１１）
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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