JP2003209146A - テープ状実装構造体およびそれを用いた実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 貫通孔が形成されたアンダーフィル剤を接合
部材と被接合部材との間隙に狭持して実装を行う方法に
おいては、このアンダーフィル剤が薄いフィルムである
ために取り扱いが困難であり、テープ実装などの量産に
適した方法がないという問題点を有していた。 【解決手段】 片面または両面を高分子保護フィルムで
被覆された高分子基材で形成されたテープ状実装構造体
であって、このテープ状実装構造体の長手方向に沿った
片端または両端には周期的な貫通孔であるスプロケット
５が開けられており、このテープ状実装構造体にはアラ
イメントマーク４が形成されており、このアライメント
マークと関係付けられかつ接合部材の接合端子に対応し
た配置でこのテープ状実装構造体の略中央に貫通孔３が
形成されてなる実装部が周期的に形成されている構造と
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高密度かつ小型化が
要求される半導体パッケージや液晶モジュールなどの電
子部品を実装する場合の実装構造体や、高性能化や高機
能化および小型化が急速に進んでいる携帯電話やビデオ
カメラなどのモバイル電子機器において電子部品を実装
する場合に用いられる実装構造体およびその実装方法に
関する。また、高密度で小型薄型のエリア実装に関わる
広範なニーズに対応した実装構造体およびその実装方法
を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、半田を用いて半導体集積回路
（以下、その英文Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ・Ｃｉｒｃｕｉ
ｔを省略してＩＣと略記する）パッケージなどの接合部
材とプリント回路基板などの被接合部材とを接合する場
合は、接合部材と被接合部材のどちらか一方の接合端子
にあらかじめ半田が付けられた状態で行うのが通常であ
る。このとき、接合端子表面に球形形状の半田が格子状
に配列されるために、半田が付けられている方の部材を
ボールグリッドアレイ（Ｂａｌｌ・Ｇｒｉｄ・Ａｒｒａ
ｙ）パッケージ（以下、ＢＧＡパッケージと略記する）
と呼んでいる。

【０００３】このようなＢＧＡパッケージを用いた電子
部品の従来の実装について図面を用いて説明する。図６
は、従来のＢＧＡパッケージを用いた実装配置の一例を
示した模式的断面図である。ＩＣパッケージ１０１の接
合端子１０２とプリント回路基板１０４の接合端子１０
５とは精密に位置を合わせて球形半田１０３によって接
合され、ＩＣパッケージ１０１とプリント回路基板１０
４とを電気的に接続して１つの電気回路を構成するよう
になっている。また、この球形半田１０３による接合
は、ＩＣパッケージの接合端子１０２とプリント回路基
板の接合端子１０５の界面で球形半田１０３との合金を
形成して機械的にも強固に結合している。最近では図示
したように、アンダーフィル剤１０６として、ＩＣパッ
ケージの接合端子１０２とプリント回路基板の接合端子
１０５の配置に対応した位置に貫通孔を持った熱可塑性
樹脂などで形成された高分子基材からなる実装構造体を
ＩＣパッケージ１０１とプリント回路基板１０４との間
に個別に挿入して半田接合と同時にこれら部材を熱圧着
する方法も用いられるようになってきた（特開２００１
−２４０２９号公報）。このようにすることにより、接
合時に発生するソルダーボールなどによる短絡を防ぐこ
とができる上に、接合端子や半田近傍の保温性を向上さ
せることができるために、熱的に安定した接合が可能と
なる。

【０００４】また、アンダーフィル剤１０６の形成方法
としては、上記ＩＣパッケージの接合端子１０２とプリ
ント回路基板の接合端子１０５とを半田１０３によって
接合した後、ディスペンサなどを用いてＩＣパッケージ
１０１とプリント回路基板１０４との隙間に高分子接着
剤を注入硬化して形成する場合も多い。このようにアン
ダーフィル剤１０６を注入硬化することによってＩＣパ
ッケージ１０１とプリント回路基板１０４とを接着固定
できるため接合の機械的強度を向上させることができる
上に、ＩＣパッケージ１０１とプリント回路基板１０４
との隙間をなくして外部からのゴミの混入を防止して短
絡などの接続不良をなくすることもできる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
実装方法、特に貫通孔が形成されたアンダーフィル剤を
接合部材と被接合部材との間隙に狭持して実装を行う方
法においては、このアンダーフィル剤が薄いフィルム状
であるために取り扱いが困難であり、テープ実装などの
量産に適した方法がないという問題点を有していた。

【０００６】また、上記アンダーフィル剤を個別の実装
構造体として、例えばトレイ上に乗せて取り扱うと、そ
の実装工程においてゴミやホコリなどが付着しやすく短
絡や断線などの原因となるという問題点を有していた。

【０００７】ＢＧＡパッケージを従来の実装構造体を用
いて接合する場合は、従来の実装構造体に形成されてい
る貫通孔内面と溶融半田との濡れ性が良くないために、
断線不良が生じやすいという問題点を有していた。

【０００８】さらに、従来の実装構造体は、ＢＧＡパッ
ケージを用いた実装を行うことが前提とされていたため
に、接合部材または被接合部材のいずれかの接合端子に
球形半田を形成してＢＧＡ接合端子化しなければなら
ず、ＢＧＡ接合端子が形成されていない部材の接合には
用いることができないという問題点を有していた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の実装構造体は、片面または両面を高分子保護
フィルムで被覆された高分子基材で形成されたテープ状
実装構造体であって、このテープ状実装構造体の長手方
向に沿った片端または両端には周期的な貫通孔であるス
プロケットが開けられており、このテープ状実装構造体
には周期的にアライメントマークが形成されており、こ
のアライメントマークと関係付けられかつ接合部材の接
合端子に対応した配置でこのテープ状実装構造体の略中
央に貫通孔が形成されてなる実装部が周期的に形成され
ている構造とした。

【００１０】このような構造にすることにより、テープ
実装による量産に対応可能な実装構造体とすることがで
きるために、トレイなどを用いることもなくゴミやホコ
リの付着し難い実装が可能となり上記問題点を解決する
ことができた。

【００１１】上記テープ状実装構造体に形成されている
実装部において、切断後の実装部の一辺が前記テープ状
実装構造体の送り方向に対して傾斜して形成されている
構造とした。そのため、切断後の実装部をテープ状実装
構造体から容易に取り外すことができるようになり、扱
いの容易なテープ実装となり、量産に対応可能な実装構
造体とすることができるために、トレイなどを用いるこ
ともなくゴミやホコリの付着し難い実装が可能となり上
記問題点を解決することができた。

【００１２】本発明の実装構造体の構造を、実装部に形
成された貫通孔の内面の一部または全面には金属膜が形
成されていることを特徴とする構造とした。このような
構造にすることにより、テープ実装を行った場合に、本
発明の実装構造体に形成されている貫通孔内面と実装時
の溶融半田との濡れ性を改善することができるため、断
線などの接合不良を低減することができ上記問題点を解
決することができた。

【００１３】本発明の実装構造体の構造として、上記実
装部に形成された貫通孔の内部には半田組成物が充填さ
れていることを特徴とする構造とした。このような構造
とすることにより、テープ実装を行った場合に、ＢＧＡ
接合端子を形成した実装部品を用いることなく半田実装
が可能となり上記問題点を解決することができた。

【００１４】本発明のテープ状実装構造体の実装方法と
して、以下の（ａ）〜（ｊ）の実装工程を用いた。 （ａ）上記スプロケットで位置を検出して上記テープ状
実装構造体の送りを所定の位置で停止する送り停止工
程。 （ｂ）上記アライメントマークを基準として上記実装部
を切断する実装部切断工程。 （ｃ）切断した上記実装部を吸着移動手段で真空吸引し
て上記テープ状実装構造体から取り外す実装部取り外し
工程。 （ｄ）上記停止していたテープ状実装構造体を再び所定
の速度で送る再送工程。 （ｅ）プリント回路基板側に高分子保護フィルムが形成
されている場合は、上記切断した実装部に被覆されてい
る前記高分子保護フィルムを剥離する第１の高分子保護
フィルム剥離工程。 （ｆ）プリント回路基板上のアライメントマークに合わ
せて切断した上記実装部を前記プリント基板上に配置す
るプリント回路基板上配置工程。 （ｇ）もう一方の高分子保護フィルムを剥離する第２の
高分子保護フィルム剥離工程。 （ｈ）ボールグリッドアレイパッケージを上記アライメ
ントマークに合わせて上記実装部上に配置するボールグ
リッドアレイパッケージ配置工程。 （ｉ）上記ボールグリッドアレイパッケージおよびプリ
ント回路基板を、上記実装部を介して加熱接合する加熱
接合工程。 （ｊ）上記加熱接合されたボールグリッドアレイパッケ
ージおよびプリント回路基板および実装部を冷却して取
り出す冷却取り出し工程。

【００１５】このような実装工程を用いることにより、
ボールグリッドアレイパッケージを実装する場合に、本
発明のテープ状実装構造体を用いたテープ実装が可能と
なり、量産に適した半田実装ができるようになり上記問
題点を解決することができた。

【００１６】貫通孔の内部に半田組成物が充填されてい
る本発明のテープ状実装構造体の実装方法として、以下
の（ａ）〜（ｊ）の実装工程を用いた。 （ａ）上記スプロケットで位置を検出して上記テープ状
実装構造体の送りを所定の位置で停止する送り停止工
程。 （ｂ）上記アライメントマークを基準として上記実装部
を切断する実装部切断工程。 （ｃ）切断した上記実装部を吸着移動手段で真空吸引し
て上記テープ状実装構造体から取り外す実装部取り外し
工程。 （ｄ）上記停止していたテープ状実装構造体を再び所定
の速度で送る再送工程。 （ｅ）プリント回路基板側に高分子保護フィルムが形成
されている場合は、上記切断した実装部に被覆されてい
る前記高分子保護フィルムを剥離する第１の高分子保護
フィルム剥離工程。 （ｆ）プリント回路基板上のアライメントマークに合わ
せて切断した上記実装部を前記プリント基板上に配置す
るプリント回路基板上配置工程。 （ｇ）もう一方の高分子保護フィルムを剥離する第２の
高分子保護フィルム剥離工程。 （ｈ）半導体集積回路パッケージを上記アライメントマ
ークに合わせて上記実装部上に配置する半導体集積回路
配置工程。 （ｉ）上記半導体集積回路パッケージおよびプリント回
路基板を、上記実装部を介して加熱接合する加熱接合工
程。 （ｊ）上記加熱接合された半導体集積回路パッケージお
よびプリント回路基板および実装部を冷却して取り出す
冷却取り出し工程。 このような実装工程を用いることにより、ボールグリッ
ドアレイ接合端子が形成されていなくても半導体集積回
路を実装する場合に、本発明のテープ状実装構造体を用
いたテープ実装が可能となり、量産に適した半田実装が
できるようになり上記問題点を解決することができた。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明のテープ状実装構造
体およびそれを用いた実装方法に関する実施の形態につ
いて図面を用いながら説明する。

【００１８】図１は本発明によるテープ状実装構造体の
外観を模式的に示す斜視図である。また、図２は本発明
によるテープ状実装構造体の実装部の断面を模式的に示
す断面図である。図示するように、高分子基材１には貫
通孔３が形成されている。貫通孔３はＩＣパッケージや
プリント回路基板の接合端子の配列に対応した位置に正
確に穿孔されている。図１に示した実施例では、貫通孔
３は４×４の格子状に開けられている。この貫通孔３の
位置はアライメントマーク４を基準として決められてい
る。図１においては、アライメントマーク４は、実装部
２の対向する２頂点の近傍に形成されているが、実装部
２の全ての頂点近傍に形成しても良い。このアライメン
トマーク４は周期的な貫通孔であるスプロケット５の位
置を基準としてスクリーン印刷などで印刷形成される。
なお、このアライメントマークの形成方法としては、レ
ーザ描画などの他の方法を用いても良いことは言うまで
もない。

【００１９】スプロケット５は、図２における高分子保
護フィルム７ａ、７ｂおよび高分子基材１に連通して形
成された貫通孔であり、本発明のテープ状実装構造体の
長手方向に沿った両端に周期的に形成されている。スプ
ロケット５は上記長手方向に沿った片端のみに形成して
も良い。しかし、安定したテープ送りと正確な位置出し
を行うためには、両端に設けるのが望ましい。スプロケ
ット５をカムなどで引っ掛けて本発明のテープ状実装構
造体を移動させるために、このスプロケットは通常矩形
形状あるいは円形形状をしている。

【００２０】ここで、図１においても高分子基材１は高
分子保護フィルム７ａ、７ｂによって表面を被覆されて
いるが、図面を見やすくするために省略されている。

【００２１】高分子基材１は２００〜２４０℃に加熱す
ることによって軟化し、半田接合時にＩＣパッケージや
プリント回路基板などの接合部材と熱融着する性質を有
している熱融着性材料で形成されている。そのような材
料としては、熱硬化性高分子材料および熱可塑性高分子
材料がある。熱硬化性高分子材料としては、熱硬化性ポ
リエチレンテレフタレート樹脂、熱硬化性エポキシ樹
脂、熱硬化性アクリル樹脂、熱硬化性ポリオレフィン樹
脂、熱硬化性塩化ビニル樹脂、熱硬化性フェノール樹
脂、熱硬化性ナフタレン樹脂、熱硬化性エステル樹脂、
熱硬化性ウレタン樹脂などを用いることができる。ま
た、熱可塑性高分子材料としては、熱可塑性ポリエチレ
ンテレフタレート樹脂、熱可塑性エポキシ樹脂、熱可塑
性アクリル樹脂、熱可塑性ポリオレフィン樹脂、熱可塑
性塩化ビニル樹脂、熱可塑性フェノール樹脂、熱可塑性
ナフタレン樹脂、熱可塑性エステル樹脂、熱可塑性ウレ
タン樹脂などを用いることができる。

【００２２】また、図２には明示されていないが、高分
子基材１としては、高耐熱性高分子材料から形成されて
いる主基材の両面を上記熱融着性材料で被覆した３層構
造の高分子基材を用いても良い。そのような高耐熱性高
分子材料としては、ポリイミドやシリコン系高分子材料
あるいはこれらと無機フィラーとの混合物などを用いる
ことができる。これらの高分子材料は耐熱性が高く化学
的安定性にも優れているために、接合後も外部環境から
の湿度などの影響を受けにくく高い信頼性の接合が可能
となる。このような３層構造の高分子基材を用いること
によって、その高分子基材の表面を被覆している熱融着
性材料は半田接合時に高温のため充分軟化溶融してお
り、ＩＣパッケージやプリント回路基板との界面の隅々
まで入り込む。一方、高耐熱性高分子からなる主基材
は、接合時の２００〜２４０℃という高温にもかかわら
ず、その機械的強度を充分保っており、加圧によりわず
かに変形するもののＩＣパッケージとプリント回路基板
との間隙を所定の厚みに保つ役割を果たす。すなわち、
この主基材は圧着時の圧力の作用を分散させずに、前記
熱融着性材料に集中させることによって、より強固な熱
融着を可能とするものである。

【００２３】さらに、図２に示すように、高分子基材１
は両面を高分子保護フィルム７ａ、７ｂで被覆されてい
る。これは、本発明のテープ状実装構造体を用いて実装
を行う工程中において、実装面にキズを付けたりホコリ
が付いたりするのを防ぐためである。高分子保護フィル
ム７ａ、７ｂを図２のように高分子基材１の両面に形成
するのが好ましいが、本発明のテープ状実装構造体は図
１に示されているようにロール部６でロール状に巻き取
って用いるために、ロール部６の径を小さくするために
高分子保護フィルムは少なくとも片面に形成されておれ
ば良い。

【００２４】高分子保護フィルム７ａ、７ｂとしては、
塩化ビニルやポリウレタンあるいはポリエチレンテレフ
タレートなどの高分子材料からなるフィルムを用いるこ
とができる。この高分子保護フィルム７ａ、７ｂの高分
子基材１に対向する面には粘着剤が塗布形成されてお
り、前記高分子基材１に気泡が入らないように均一に貼
り付けられている。この貼り付け工程は、高分子保護フ
ィルム７ａ、７ｂの粘着剤面を被覆している粘着防止テ
ープを剥離しながら、高分子保護フィルム７ａ、７ｂと
高分子基材１の端面同士を合わせ、ゴムやウレタンなど
の弾力性のある材料で表面を被覆した圧延ロールを用い
て端面から順次圧延していくことにより容易に行うこと
ができる。本実施の形態で用いた高分子保護フィルム７
ａ、７ｂの厚さは３０〜１００μｍであるが、使用目的
によってはさらに薄い高分子保護フィルムを用いても良
い。

【００２５】また、図２に示されているように、貫通孔
３の内面には金属膜８が形成されている。金属膜８とし
て用いられる金属材料としては、半田との濡れ性が良
く、半田と合金化しやすい金属であればどのような金属
でも用いることができる。そのような金属として、例え
ば、金、銀、銅、ビスマス、アンチモン、スズ、亜鉛、
あるいは鉛などの金属やこれらの合金を用いることがで
きる。

【００２６】金属膜８は、貫通孔３の内面に一様に形成
されていることが望ましいが、貫通孔３の内面の１部に
形成されていても良い。

【００２７】この金属膜８の形成方法の一つの実施形態
を以下に示す。金属膜８を形成するために、本発明のテ
ープ状実装構造体に貫通孔３を穿孔する前に、高分子基
材１の表面に金属膜形成用の保護フィルムをあらかじめ
被覆しておく。金属膜形成用の保護フィルムとしては、
塩化ビニルやポリウレタンあるいはポリエチレンテレフ
タレートなどの高分子材料からなる高分子フィルムを用
いることができる。この金属膜形成用の保護フィルムに
は、貼り付け面に粘着剤が設けられており、高分子基材
１との隙間に気泡が入らないように均一に押し付けるこ
とによって貼り付けることができる。すなわち、金属膜
形成用の保護フィルムの粘着剤面を被覆している粘着防
止テープを剥離しながら、この保護フィルムと高分子基
材１の端面同士を合わせ、ウレタンなどの弾力性のある
材料で表面を被覆した圧延ロールを用いて端面から順次
圧延していくことにより容易に行うことができる。

【００２８】次に貫通孔３を形成する工程について説明
する。ＩＣパッケージの接合端子およびプリント回路基
板の接合端子に対応した位置に、金属膜形成用の保護フ
ィルムと一緒に高分子基材１に貫通孔３を穿孔する工程
である。この工程で用いる穿孔手段としては、接合端子
の配列に対応した型が形成された打ち抜き金型を用いて
機械的に穿孔したり、炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザや
エキシマレーザなどの高出力レーザ光を接合端子の配列
に対応した箇所に照射して高分子基材１を溶融蒸発また
は分解蒸発させて穿孔したりする方法を用いることがで
きる。この穿孔の位置出し基準は上記のアライメントマ
ーク４を用いる。打ち抜き金型を用いる場合は、バリが
発生するため、バリ取り工程が必要となる場合がある。
このようにして、高分子基材１とその両面に貼り付けら
れた金属膜形成用の保護フィルムの両方に、接合端子の
配列に対応した貫通孔３が形成されることになる。

【００２９】次に、浴槽に入れた有機金属化合物ペース
トに貫通孔３を形成した金属膜形成用の保護フィルムが
貼り付けられた高分子基材を浸漬あるいはディッピング
した後、ローラまたはドクターブレードを用いて均一化
して、有機金属化合物ペーストを高分子基材１の両面に
貼り付けられた金属膜形成用の保護フィルムの表面と貫
通孔３の内面に均一に塗布する工程である。

【００３０】有機金属化合物ペーストは、有機配位子金
属錯体を含有する有機化合物を溶媒に分散させて形成し
たものである。金属錯体を構成する金属元素としては、
金、銀、亜鉛、ビスマス、クロム、鉛、アンチモン、コ
バルト、銅、スズなどを用いることができる。有機配位
子金属錯体の有機配位子としては、安息香酸、ステアリ
ン酸、ナフテン酸、オクチル酸、カブリル酸、ラウリル
酸、バルミチン酸、リノール酸、オレイン酸などを用い
ることができる。さらに、有機金属化合物を溶解する溶
媒としては、石油系溶媒、ベンゼン、アルコール系溶
媒、トルエン系溶媒などの通常の有機溶媒を用いること
ができる。また、有機金属化合物が前記溶媒に溶解しに
くい場合は、トリオクチルフォスフィンオキシドやリン
酸トリブチルやアミンなどの付加錯体を生成する配位子
を添加すると良い。

【００３１】有機金属化合物ペーストの塗布は、上記の
浸漬やディッピング以外にもスピンコーティングや印刷
などを用いることができる。ただし、スピンコーティン
グや印刷法を用いる場合は、高分子基材１の両面に均一
に塗布するように注意しなければならない。そのために
は、有機金属化合物ペーストの粘度を充分最適化してお
くことが重要である。

【００３２】次に、高分子基材１の両面に温風を吹きつ
けて、この高分子基材１の両面に塗布された有機金属化
合物ペーストに含まれている溶媒を揮発除去するととも
に、有機金属化合物を反応・熱分解して金属元素を析出
させて金属膜を形成する。温風の温度は１００〜３００
℃程度であり、温度が低すぎると充分溶媒が揮発除去で
きない上に有機金属化合物の反応や熱分解が起こらな
い。また、温度が高すぎると高分子フィルムが溶融した
り析出金属が酸化したりしてしまう。ただし、有機金属
化合物を１００％熱分解させる必要はなく、部分的に金
属元素が析出している状態でも実装接合時の半田の濡れ
性を著しく改善することができる。

【００３３】最後に、金属膜形成用の保護フィルムを剥
離することによって、貫通孔３の内面に金属膜３を形成
したテープ状実装構造体ができあがる。

【００３４】以上においては、有機金属化合物を用いた
金属膜の形成方法について説明したが、この有機金属化
合物を用いる代わりに、真空蒸着法やスパッタ法などの
物理的気相成長法やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ・Ｖａｐ
ｏｒ・Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などの化学的気相成長法
あるいはメッキ法などを用いて上記金属膜を形成しても
良いことは言うまでもない。しかし、上記に説明した有
機金属化合物を用いる方法は、これらの気相成長法やメ
ッキ法に比較して、安価な方法で、再現性良く、安全に
上記金属膜を形成することが可能である。

【００３５】このように貫通孔３の内面に金属膜８を形
成しておくと、貫通孔３の内面に金属膜８が形成されて
いない場合に比べると、極めて滑らかに溶融半田が貫通
孔３内に流れ込むため、ＩＣパッケージの接合端子とプ
リント回路基板の接合端子とが確実に半田で接合するこ
とが可能となる。

【００３６】次に、本発明によるテープ状実装構造体の
他の実施形態を、図３に模式的に示す。この実施形態に
示したテープ状実装構造体は、ＩＣパッケージなどのＢ
ＧＡ接合端子を形成しなくても半田実装が可能な実装構
造体である。すなわち、高分子基材１に形成された貫通
孔３の内部に充填された半田組成物９が実装時に溶融半
田として機能し、ＩＣパッケージやプリント回路基板の
接合端子と反応・合金化して半田実装を可能とするもの
である。

【００３７】図３に示したように貫通孔３の内面に金属
膜８を形成しておくと、貫通孔の内面に金属膜８が形成
されていない場合に比べると、半田組成物９が貫通孔３
の端面までしっかりと付着しているためにＩＣパッケー
ジの接合端子とプリント回路基板の接合端子とを確実に
半田で接合することが可能となる。

【００３８】さらに、金属膜８によって半田組成物９が
強固に高分子基材１に密着しているため、実装前に外力
によって半田組成物が落下したり欠損したりするおそれ
がなくなる。

【００３９】次に半田組成物９の形成工程について説明
する。まず、図２に示した実施形態と同様にして貫通孔
３の内面に金属膜８を形成した後、金属膜形成用の保護
フィルムを剥離しないで、そのまま高分子基材１の両面
にフラックス剤を塗布する。このフラックス剤塗布工程
では、浴槽に入れたフラックス剤に貫通孔３を形成した
高分子基材１を浸漬あるいはディッピングした後、ロー
ラまたはドクターブレードを用いて均一化をはかり、フ
ラックス剤を高分子基材１の両面に均一に塗布し被覆す
る。このとき、フラックス剤は、貫通孔３の内面と金属
膜形成用の保護フィルムの表面に一様に塗布される。

【００４０】フラックス剤は半田付けする場合に接合面
を清浄化して半田の濡れ性や接合強度を改善するなどの
作用を有しており、マツヤニ溶剤または四ホウ酸ナトリ
ウムと塩化アンモニウム混合溶剤などからなる融剤であ
る。電子部品に用いられるフラックス剤には塩化物を可
能な限り排除するのが通常である。近年では、環境汚染
や公害を防止する目的で鉛を成分として含まない鉛フリ
ー半田が多く使用されるようになってきたが、フラック
ス剤もそれに応じて種々のものが使用されるようになっ
た。

【００４１】さらに、フラックス剤塗布工程では、上記
のようにして高分子基材の両面に塗布されたフラックス
剤を、常温風または温風を吹きつけ揮発性の有機溶剤成
分を揮発させてフラックス剤を乾燥する。この工程によ
って、貫通孔３や金属膜形成用の保護フィルムの表面に
余分に付き過ぎたフラックス剤を適量でかつ一様に被膜
することができる。

【００４２】次に、２００〜２４０℃で半田が溶融され
ている半田浴の中に上記フラックス剤が塗布された高分
子基材１を浸漬して引き上げ、ローラまたはドクターブ
レードを用いて均一化をはかり、溶融半田を高分子基材
１の両面に均一に塗布した後冷却して、半田組成物９を
貫通孔３の内部に充填する工程である。この工程で高分
子基材１が半田浴に浸漬されるとこの高分子基材１の全
面が溶融半田で濡れ、貫通孔３の内部にも入り込む。半
田浴から高分子基材１を取り出すときに表面を覆ってい
た溶融半田は自重のために流れ落ち、さらにローラやド
クターブレードで削ぎ取られるために高分子基材１を覆
っている金属膜形成用の保護フィルムの表面には半田の
薄層が残るだけである。しかしながら、高分子基材１に
開けられた貫通孔３の内部の溶融半田は表面張力のため
に貫通孔内部に留まろうとし、さらに貫通孔３の内面に
形成された金属膜８と合金を形成して固着するため、ま
たローラやドクターブレードの作用も受けないために、
図３に示すように半田は表面形状を球形あるいは曲面に
保った状態で貫通孔３の内部に残留する。また、このと
き溶融半田は重力の方向に力を受けるために、高分子基
材のどちらかの面の方向に偏った位置で冷却固化され
る。

【００４３】最後に、金属膜形成用の保護フィルムを剥
離すれば、貫通孔３の内部に半田組成物９が充填された
清浄な表面を持った高分子基材１が得られ、本発明の実
装構造体を形成することができる。この場合、高分子基
材１の両面に対称な力が作用するように金属膜形成用の
保護フィルムを剥離することが重要である。さもない
と、貫通孔３の近傍での金属膜形成用の保護フィルム上
に残存した半田被膜が厚かった場合に、どちらか力が偏
った方向に半田被覆と一緒に貫通孔３の内部に充填され
た半田組成物９が抜け落ちることがあるからである。

【００４４】次に、本発明のテープ状実装構造体を用い
た実装方法の一実施形態について説明する。図５は本発
明のテープ状実装構造体を用いた実装方法を示した工程
流れ図である。この実装工程は、貫通孔内部に半田組成
物が充填されていない実装構造体を用いる場合も、貫通
孔内部に半田組成物が充填されている実装構造体を用い
る場合も、概略において同じである。異なっている点
は、本発明の実装構造体として貫通孔内に半田組成物が
充填されていないものを用いる場合はＩＣパッケージと
して球形半田によるＢＧＡ接合端子が形成されているＩ
Ｃパッケージを用い、本発明の実装構造体として貫通孔
内に半田組成物が充填されているものを用いる場合はＩ
Ｃパッケージとして上記ＢＧＡ接合端子が形成されてい
ないＩＣパッケージを用いることである。

【００４５】本発明のテープ状実装構造体は、図１に示
したようにロール部６で巻き取られたテープ状をしてお
り、その長手側端に沿って形成されたスプロケットをカ
ムなどの送り機構を用いて実装装置に順次送られて供給
される。その送り速度は、実装装置の工程能力に合わせ
て送りカムの回転速度を制御することによって任意に設
定することができる。また送り距離は、送りカムを回転
させている図示していないステッピングモータの駆動パ
ルスをカウントしてその１ステップ当たりの回転角から
計算したり、スプロケット５の数を光センサなどによっ
てカウントしたりすることによって容易に知ることがで
きる。

【００４６】このようにして、テープの送り距離を測定
することによって、実装部２の粗い位置を知ることがで
きる。実装部２の粗い位置を検出した結果、実装したい
実装部２が切断機の所定の位置にきたことが判別できた
時点でテープの送りを一時停止する。これが、送り停止
工程１１である。

【００４７】次の実装部切断工程１２では、上述の送り
停止工程１１により、実装したい実装部２は切断機の切
断台の所定位置に移動して停止している。切断機にはＣ
ＣＤカメラなどの画像入力装置と入力された画像を処理
してアライメントマーク４の位置を算出する画像処理装
置が備え付けられており、実装部の位置が自動計算され
る。その計算結果に従って、切断機は切断刃を用いて機
械的に実装部２を切断する。

【００４８】また、この実装部２の切断はレーザ光によ
っても行うことができる。レーザ光としては、ＹＡＧレ
ーザや炭酸ガスレーザあるいはエキシマレーザなどから
の高出力レーザ光を用いることができる。これらのレー
ザ光は、走査光学系で走査されながら、集光レンズ系で
高分子基材１上に集光される。ＹＡＧレーザ光や炭酸ガ
スレーザ光は上記高分子基材１を溶融蒸発させて、エキ
シマレーザ光は上記高分子基材１を光分解させて切断を
行う。

【００４９】次の実装部取り外し工程１３では、上記の
ようにしてテープ状実装構造体から切断した実装部２
を、吸着移動手段（コレットなど）を用いて吸引してテ
ープ状実装構造体から分離する。このとき、吸着移動手
段による吸引部は高分子保護フィルム７ａで被覆されて
いるために、貫通孔３の影響を受けずに吸引分離するこ
とができる。

【００５０】図４は上述した実装部切断工程１２におけ
る切断方法の一実施例を示した模式図である。図４では
明確に図示されていないが、高分子保護フィルムが高分
子基材１の両面または片面に貼り付けられている。この
高分子保護フィルムが片面だけに貼り付けられている場
合、その貼り付け面は実装部取り外し工程１３で実装部
を吸着する面側となる。図４に示す切断方法では、破線
で示してある実装部領域２ａ、２ｂに対してアライメン
トマーク４ａ、４ｂ、貫通孔３の配列が傾斜して形成さ
れており、その結果実装部切断工程１２によって切断さ
れた後の切断痕１０の１辺は実装部領域２ｂの１辺に対
して傾斜している。これは、実装部の切断方向が実装構
造体の送り方向に対して傾斜するようにするためであ
る。

【００５１】このように実装部の切断方向が実装構造体
の送り方向に対して傾斜するようにすることによって、
実装部取り出し工程１３で吸着移動手段を用いてテープ
状実装構造体から実装部を分離するときに、分離する力
が送り方向前方に近い方の頂点に集中するため容易に実
装部分離が行えるのである。この傾斜角度は４５度とす
るのが最も小さな力で実装部を分離することができる
が、この傾斜角度をあまり大きくすると高分子基材１の
利用効率が悪くなるため、１０〜３０度程度の傾斜角を
つければ充分である。

【００５２】このようにして実装部を取り外されたテー
プ状実装構造体は、次に切断する実装部が所定の切断位
置に来るように再び送りカムを用いて長手方向に移動さ
せられる。これが再送工程１４である。

【００５３】一方、テープ状実装構造体から分離された
実装部は吸着移動装置と一緒に移動するが、このとき両
面に高分子保護フィルムが貼り付けられている場合は、
吸着面と反対側に貼り付けられた高分子保護フィルムは
移動の途中で保護フィルム剥離手段を用いて剥離され
る。これは、高分子基材のプリント回路基板との接合面
を露にするためである。これが第１の高分子保護フィル
ム剥離工程１５である。

【００５４】高分子基材のプリント回路基板との接合面
が露にされた実装部は、高分子保護フィルムを剥離した
面をプリント回路基板に向けた状態でこのプリント回路
基板と対向した状態に配置される。そして、プリント回
路基板の接合端子と、実装部に開口された貫通孔の位置
とが１対１対応するように位置決めした後、プリント回
路基板上に押し付けて配置される。その後吸着移動手段
は吸引吸着を解除し、次の実装構造体を移動させるため
に切断機に戻る。このとき行われる位置決めは、機械精
度で計算された値に基づいて行っても良いし、プリント
回路基板上に設けられたアライメントマークを画像処理
等によって検出して行っても良い。この一連の工程がプ
リント回路基板上配置工程１６である。

【００５５】プリント回路基板上に配置された実装部の
表面にはもう１枚の高分子保護フィルムが貼り付いてい
るために、これを剥離して高分子基材のＩＣパッケージ
との接合面を露にする。これが第２の高分子保護フィル
ム剥離工程１７である。

【００５６】次にＩＣパッケージを上記実装部の上に移
動し上記実装部と対向させ、ＩＣパッケージの接合端子
と実装部に開口された貫通孔の位置を合わせる。このと
き、本発明の実装構造体として貫通孔内に半田組成物が
充填されていないものを用いる場合はＩＣパッケージと
して球形半田によるＢＧＡ接合端子が形成されているＩ
Ｃパッケージを用い、本発明の実装構造体として貫通孔
内に半田組成物が充填されているものを用いる場合はＩ
Ｃパッケージとして上記ＢＧＡ接合端子が形成されてい
ないＩＣパッケージを用いる。その後、ＩＣパッケージ
をゆっくりと実装部に移動させて近づけて配置する。こ
のとき行われる位置決めは、機械精度で計算された値に
基づいて行っても良いし、プリント回路基板上に設けら
れたアライメントマークを画像処理等によって検出して
行っても良い。これがＢＧＡパッケージ配置工程１８で
ある。上記ＢＧＡ接合端子が形成されていないＩＣパッ
ケージを用いる場合は、この工程を半導体集積回路配置
工程と呼ぶ。

【００５７】次に、加熱接合工程１９を説明する。加熱
接合工程１９は以下の一連の工程から構成される。ま
ず、上記のプリント回路基板の接合端子の位置に、ＩＣ
パッケージの接合端子上に形成された球形半田または本
発明の実装部の半田組成物が対向するように配置した状
態で、１８０〜２００℃の温度で上記ＩＣパッケージ、
実装部、およびプリント回路基板を予熱して、ＩＣパッ
ケージの接合端子やプリント回路基板の接合端子の上に
あらかじめ塗布されているフラックス剤を溶融反応させ
る。このことによって、ＩＣパッケージやプリント回路
基板の接合端子の表面が清浄化されて半田との反応性を
向上させることができる。

【００５８】次に、上記ＩＣパッケージや本発明の実装
構造体から切り出した実装部、およびプリント回路基板
を２００〜２４０℃に加熱して、ＩＣパッケージの接合
端子上に形成された球形半田または本発明の実装構造体
に形成されている半田組成物を溶融させる。

【００５９】次に、上記ＩＣパッケージや本発明の実装
構造体から切り出した実装部、およびプリント回路基板
を２００〜２４０℃に加熱した状態でＩＣパッケージを
移動させて、ＩＣパッケージの接合端子上に形成された
球形半田または半田組成物を溶融してなる溶融半田とＩ
Ｃパッケージの接合端子およびプリント回路基板の接合
端子とを接触させて合金化すると同時に、本発明の実装
構造体から切り出した実装部を介してＩＣパッケージを
プリント回路基板に加圧して本発明の実装構造体と密着
させる工程である。

【００６０】この工程により、ＩＣパッケージおよびプ
リント回路基板と本発明の実装構造体から切り出した実
装部の界面が密着し、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂
で構成された実装構造体を構成する高分子基材が、ＩＣ
パッケージおよびプリント回路基板と溶融接着されてこ
れらの部品が完全に接合される。

【００６１】最後の工程は、冷却取り出し工程２０であ
る。この工程は、上記加熱接合工程で接合されたＩＣパ
ッケージおよび本発明のテープ状実装構造体から切り出
された実装部およびプリント回路基板を冷却して取り出
す工程である。

【００６２】以上が本発明のテープ状実装構造体を用い
た実装方法の一実施形態である。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のテープ状
実装構造体は、片面または両面を高分子保護フィルムで
被覆された高分子基材で形成されたテープ状実装構造体
であって、このテープ状実装構造体の長手方向に沿った
片端または両端には周期的な貫通孔であるスプロケット
が開けられており、このテープ状実装構造体にはアライ
メントマークが形成されており、このアライメントマー
クと関係付けられかつ接合部材の接合端子に対応した配
置でこのテープ状実装構造体の略中央に貫通孔が形成さ
れてなる実装部が周期的に形成されている構造とするこ
とによって、テープ実装による量産に対応可能な実装構
造体とすることができるために、トレイなどを用いるこ
ともなくゴミやホコリの付着し難い実装が可能となり、
ＢＧＡパッケージを用いた半田実装に対して量産性を向
上させることができ、安価で信頼性の高い半田実装を実
現できるという効果を有する。

【００６４】また、本発明のテープ状実装構造体に設け
られた前記実装部の一辺が前記テープ状実装構造体の送
り方向に対して傾斜して形成されている構造とすること
により、切断後の上記実装部を上記テープ状実装構造体
から容易に取り外すことができるようになり、扱いの容
易なテープ実装による量産に対応可能な実装構造体とす
ることができ、またその結果量産歩留まりも向上すると
いう効果を有する。

【００６５】また、本発明のテープ状実装構造体の貫通
孔内に金属膜を形成することによって、本発明の実装構
造体に形成されている貫通孔内面と溶融半田との濡れ性
を改善することができ、その結果接合不良の少ない半田
実装が可能となるため高信頼で安価なＢＧＡパッケージ
を用いた半田実装が可能となるという効果を有する。

【００６６】さらに、本発明の実装構造体の構造とし
て、上記実装部に形成された貫通孔の内部には半田組成
物が充填されていることを特徴とする構造とすることに
より、テープ実装を行った場合に、ＢＧＡ接合端子を形
成した実装部品を用いることなく半田実装が可能とな
り、より安価な実装が可能となるという効果を有する。
さらにまた、このことにより、実装部品がＢＧＡパッケ
ージであるか否かを問わずに、多品種少量生産に適した
実装を行うことができるという効果を有する。

【００６７】また、上記に説明した本発明の実装方法
は、本発明のテープ状実装構造体を用いたテープ実装を
可能ならしめ、量産性に優れた信頼性の高い実装を実現
できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のテープ状実装構造体の外観の１実施形
態を示す模式的斜視図である。

【図２】本発明のテープ状実装構造体の実装部の断面の
１実施形態を示す模式的断面図である。

【図３】本発明のテープ状実装構造体の実装部の断面の
１実施形態を示す模式的断面図である。

【図４】実装部切断工程における切断方法の１実施形態
を示した模式図である。

【図５】本発明のテープ状実装構造体を用いた実装方法
を示した工程流れ図である。

【図６】従来のＢＧＡパッケージを用いた実装配置の１
例を示した模式的断面図である。

【符号の説明】

１ 高分子基材 ２ 実装部 ２ａ、２ｂ 実装部領域 ３ 貫通孔 ４、４ａ、４ｂ アライメントマーク ５、５ａ、５ｂ スプロケット ６ ロール部 ７ａ、７ｂ 高分子保護フィルム ８ 金属膜 ９ 半田組成物 １０ 切断痕

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 貴代仁 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 山本 修平 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 Ｆターム(参考） 5E313 AA03 AA11 AA17 CC03 DD33 DD34 EE24 EE50 FF22 FG06 5F044 KK02 LL01 MM11 MM13 MM26 MM40 MM42 NN13 NN18 NN24

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一方の面を高分子保護フィル
   ムで被覆された高分子基材で形成されたテープ状実装構
   造体であって、このテープ状実装構造体の長手方向に沿
   った片端または両端には周期的な貫通孔であるスプロケ
   ットが開けられており、このテープ状実装構造体には周
   期的にアライメントマークが形成されており、このアラ
   イメントマークと関係付けられかつ接合部材の接合端子
   に対応した配置でこのテープ状実装構造体の略中央に貫
   通孔が形成されている実装部が周期的に形成されてなる
   ことを特徴とするテープ状実装構造体。
2. 【請求項２】 前記テープ状実装構造体に形成されてい
   る実装部において、切断後の前記実装部の一辺が前記テ
   ープ状実装構造体の送り方向に対して傾斜して形成され
   ていることを特徴とする請求項１に記載のテープ状実装
   構造体。
3. 【請求項３】 前記貫通孔の内面の１部または全面には
   金属膜が形成されていることを特徴とする請求項１また
   は２に記載のテープ状実装構造体。
4. 【請求項４】 前記貫通孔の内部には半田組成物が充填
   されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか
   一項に記載のテープ状実装構造体。
5. 【請求項５】 請求項１、２、または３のいずれか一項
   に記載のテープ状実装構造体を用いて素子を基板に実装
   する実装方法であって、 スプロケットで位置を検出してテープ状実装構造体の送
   りを所定の位置で停止する送り停止工程と、 アライメントマークを基準として実装部を切断する実装
   部切断工程と、 切断した前記実装部を吸着移動手段で真空吸引してテー
   プ状実装構造体から取り外す実装部取り外し工程と、 停止していた前記テープ状実装構造体を再び所定の速度
   で送る再送工程と、 プリント回路基板上のアライメントマークに合わせて切
   断した前記実装部を前記プリント回路基板上に配置する
   プリント回路基板上配置工程と、 高分子保護フィルムを剥離する高分子保護フィルム剥離
   工程と、 素子を前記アライメントマークに合わせて前記実装部上
   に配置する素子配置工程と、 前記素子と前記プリント回路基板を、前記実装部を介し
   て加熱接合する加熱接合工程と、 前記加熱接合された素子とプリント回路基板および実装
   部を冷却して取り出す冷却取り出し工程と、を繰り返し
   て行うことを特徴とする素子の実装方法。
6. 【請求項６】 請求項４に記載のテープ状実装構造体を
   用いて素子を基板に実装する実装方法であって、 スプロケットで位置を検出してテープ状実装構造体の送
   りを所定の位置で停止する送り停止工程と、 アライメントマークを基準として実装部を切断する実装
   部切断工程と、 切断した前記実装部を吸着移動手段で真空吸引して前記
   テープ状実装構造体から取り外す実装部取り外し工程
   と、 停止していた前記テープ状実装構造体を再び所定の速度
   で送る再送工程と、 プリント回路基板上のアライメントマークに合わせて切
   断した前記実装部を前記プリント回路基板上に配置する
   プリント回路基板上配置工程と、 高分子保護フィルムを剥離する高分子保護フィルム剥離
   工程と、 半導体集積回路素子を前記アライメントマークに合わせ
   て前記実装部上に配置する半導体集積回路配置工程と、 前記半導体集積回路素子およびプリント回路基板を、前
   記実装部を介して加熱接合する加熱接合工程と、 前記加熱接合された半導体集積回路素子およびプリント
   回路基板および実装部を冷却して取り出す冷却取り出し
   工程と、を繰り返して行うことを特徴とする半導体集積
   回路素子の実装方法。