电子部件的表面安装方法以及安装有电子部件的基板技术

本发明专利技术提供电子部件的表面安装方法以及安装有电子部件的基板，该方法能够在不使用焊锡材料的情况下抑制接合界面的裂纹产生。电子部件（40）的表面安装方法具有如下工序：在绝缘性基材（10）上设置导电性电路（21）、和形成于导电性电路（21）的表面侧的由热塑性树脂构成的抗蚀剂（30）；在电子部件（40）的电极（41）的表面设置金属层（50）；以及在将电子部件（40）的金属层（50）按压至抗蚀剂（30），并且施加在与金属层（50）的表面大致平行的方向上振动的超声波振动产生的负载，由此通过熔融部分地去除抗蚀剂（30）而使金属层（50）和导电性电路（21）接合，之后消除超声波振动产生的负载，通过冷却使熔融后的热塑性树脂固化，在该电子部件（40）的表面安装方法中，金属层（50）由其剪切强度比构成导电性电路（21）的材料的剪切强度低的材料形成的薄层构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电子部件的表面安装方法以及安装有电子部件的基板，该电子部件的表面安装方法用于将电阻或电容器等各种电子部件表面安装到形成有导电电路的印刷布线基板上。
技术介绍
一般而言，在将电阻或电容器等各种电子部件表面安装到基板上的情况下，通过使用焊锡材料的方法进行。参照图5对上述现有技术进行说明。图5是示出现有例I的表面安装步骤的工序图。 在该现有例中，作为基板，使用了在由耐热性的玻璃环氧树脂或聚酰亚胺树脂构成的基材210的表面，层叠有12 μ m 35 μ m左右厚度的铜箔220后的基板(参照图5(A))。相对于该基板，使用以往公知的光刻和蚀刻法形成导电性电路221(参照该图(B))。并且在对电子部件300进行连接的位置处，为了赋予与焊锡材料的润湿性，施加了 Sn等的镀层，从而制作印刷布线基板200 (参照该图(C))。接着，在导电性电路221的镀层230上，利用丝网印刷等提供焊锡膏240。接着，将电子部件300的电极部310配置到焊锡240上(参照该图(D))。在配置了电子部件300的状态下，以260 270°C进行几秒期间的加热，使焊锡240熔融而形成圆角(fillet) 241后，通过冷却使其硬化。之后，通过清洗去除处于焊锡240内的焊剂材料，完成导电性电路221上的电子部件300的安装。另外，近年来，伴随电子设备的小型化，要求印刷布线基板的进一步的小型化和电子部件相对于基板的更高密度的安装。因此，产生如下不良情况的风险变高导电电路的面积缩小，焊锡材料的供给不足造成的接合不良，以及焊锡材料的溢出引起的相邻电路之间的短路。为了形成确保焊锡的接合可靠性的圆角，需要确保一定程度的导电电路面积，在上述安装方法中，小型化存在限度。为了消除这种问题，提出了使用在薄片状的焊锡材料上层叠焊剂膜后得到的连接薄片的方法、以及使用各向异性导电薄片和各向异性导电膏等的方法(参照专利文献I)。但是，在上述方法中，材料成本由于使焊锡材料等薄膜化或各向异性导电材料的使用而增加，从而不能削减加热工序，因此不能应对低成本化的需要。此外，作为同时应对小型化和低成本化的需要的方法,本申请的申请人已经提出了不使用焊锡材料的表面安装方法(参照专利文献2)。参照图6和图7对上述方法进行说明。图6是利用现有例2的表面安装方法得到的、安装有电子部件的基板的示意性剖视图。图7是示出现有例2的表面安装步骤的工序图。在该现有例中，作为基板，使用了在由玻璃环氧树脂等构成的绝缘性基材410上层叠金属箔420后得到的基板(参照图7(A))。在该基板表面上，按照成为所需图案形状的方式涂覆构成为油墨材料的热塑性的树脂材料(以下称作抗蚀剂)(参照该图(B))。并且，蚀刻去除未被抗蚀剂430覆盖的露出部分的金属来形成导电性电路421。由此得到形成有导电性电路421的印刷布线基板400 (参照该图(C))。此外，在其他工序中，在电子部件500的电极510的表面上，利用镀覆或者以往公知的钉头凸点法等形成突起状的突出电极450 (参照该图(D))。接着，在施加了超声波振动的状态下按压该电子部件500，使得突出电极450抵接在加热至60°C左右的印刷布线基板400表面的抗蚀剂430上(参照该图(E))。由此，利用在突出电极450与抗蚀剂430之间产生的摩擦，熔融并去除抗蚀剂430中的被按压了突出电极450的前端的部位。然后，在突出电极450的前端与导电性电路421之间，形成基于伴随超声波振动产生的摩擦的金属熔接部460。之后，通过停止超声波振动，冷却由热塑性树脂构成的抗蚀剂430，再次使其固化，并经由突出电极450和金属熔接部460对电子部件500的电极510和导电性电路421进行电连接(参照该图 (F)和图6)。利用以上那样的表面安装方法，不需要使用焊锡材料，且能够同时应对小型化和低成本化的需要。但是，在上述表面安装方法的情况下，存在如下风险较高的问题在附加了超声波振动的工序中，在电子部件500的电极510与突出电极450之间的界面、和突出电极450与金属熔接部460之间的界面上产生裂纹。S卩，利用了超声波振动的接合机理按照接合界面的相对滑动摩擦、表面氧化膜的破坏、金属扩散的产生、接合结束的顺序进行。但是，这一系列的流程不应该在接合界面整体上同时发生，有时还对接合已完成的部位继续施加超声波振动产生的负载。该情况下，超声波振动的应力由于界面的滑动而不能放出，从而对接合部作用剪切应力。由此，通常焊接部的变形强度变大，因此容易在接合部附近产生裂纹。此外，在上述安装方法中，还存在形成突起状的突出电极450的成本较高的问题。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2005-203693号公报专利文献2 :日本特许第3584404号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术的目的在于提供电子部件的表面安装方法以及安装有电子部件的基板，该表面安装方法能够在不使用焊锡材料的情况下抑制接合界面的裂纹产生。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本专利技术采用了以下手段。S卩，第一电子部件的表面安装方法具有如下工序在基板主体上设置导电性电路、和形成于该导电性电路的表面侧的热塑性树脂层；在电子部件的电极表面设置金属层；以及将所述电子部件的所述金属层按压至所述热塑性树脂层，并且施加在与该金属层的表面大致平行的方向上振动的超声波振动产生的负载，由此通过熔融部分地去除热塑性树脂而使所述金属层和所述导电性电路接合，之后消除超声波振动产生的负载，通过冷却使熔融后的热塑性树脂固化，该电子部件的表面安装方法的特征在于，所述金属层由剪切强度比构成所述导电性电路的材料的剪切强度低的材料形成的薄层构成。根据本专利技术，能够在不使用焊锡材料的情况下进行电子部件的表面安装。此外，采用了由剪切强度比构成导电性电路的材料的剪切强度低的材料形成的薄层构成的层作为金属层，由此即使在通过超声波振动施加了负载的情况下，也能够抑制导电性电路破损。此外，采用上述那样的结构作为金属层，由此能够抑制剪切应力相对于电子部件的电极与金属层的接合部分(为了方便说明，称作第I接合部分)、以及金属层与导电性电路的接合部分(为了方便说明，称作第2接合部分)引起的负载。其理由如下所述。 S卩，第一，利用超声波振动，通过突出电极的前端，部分去除热塑性树脂层，与将突出电极和导电性电路接合的情况相比，第2接合部分的面积变广，从而能够减轻剪切应力。第二，与突出电极的情况相比，能够使厚度(本专利技术的情况为金属层的层厚，在突出电极的情况下与突出量相当)变薄，因此能够减小在第I接合部分与第2接合部分之间产生的应力力矩，能够减轻各接合部分处的剪切应力。第三，与突出电极的情况相比，弹性变形区域变大，且延展性增加，因此容易吸收剪切应力。如上所述，根据本专利技术，能够抑制导电性电路的破损，并且抑制剪切应力相对于各接合部分引起的负载，因此能够抑制接合界面的裂纹产生。使由其莫氏硬度比构成所述导电性电路的材料的莫氏硬度大的材料构成的粒子分散在所述热塑性树脂层中即可。由此，利用施加超声波振动产生的负载时的振动，通过分散在热塑性树脂层中的粒子发挥对金属表面进行损伤的“锉削效果”。由此，去除金属表面的非活性层(氧化膜)，开始金属接合。因此，即使在金属层的莫氏硬度比导电性电路的莫氏硬度低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.07 JP 2010-1998321.一种电子部件的表面安装方法，其具有如下工序在基板主体上设置导电性电路、和形成于该导电性电路的表面侧的热塑性树脂层；在电子部件的电极表面设置金属层；以及将所述电子部件的所述金属层按压至所述热塑性树脂层，并且施加在与该金属层的表面大致平行的方向上振动的超声波振动产生的负载，由此通过熔融部分地去除热塑性树脂而使所述金属层和所述导电性电路接合，之后消除超声波振动产生的负载，通过冷却使熔融后的热塑性树脂固化，该电子部件的表面安装方法的特征在于，所述金属层由其剪切强度比构成所述导电性电路的材料的剪切强度低的材料形成的薄层构成。2.根据权利要求1所述的电子部件的表面安装方法，其特征在于，使由莫氏硬度比构成所...

【专利技术属性】
技术研发人员：川井若浩，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：
国别省市：