[发明专利]电子部件安装方法和电子部件安装装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种方法和装置，用于通过焊接将电子部件安装到配线衬底上。

背景技术

迄今为止，传统上采用的形成电子电路的方法是通过回流焊接将电子部件连接到配线衬底上，所述电子部件的示例包括诸如电阻和电容之类的无源器件或者诸如半导体元件之类的功能性元件。

在回流焊接中，将预定量的焊料等涂敷到配线衬底上的给定连接端子上，并且然后通过焊料的粘附强度来固定电子部件的电极端子，以便面对连接端子。其后，将电子部件通过焊料所粘附的配线衬底放置在回流炉中，使得焊料熔化。结果，将电子部件的电极端子和配线衬底的连接端子彼此相连。

在前述方法中，只利用焊料的粘附强度来固定配线衬底和电子部件，并且通过当焊料熔化时焊料的表面张力产生的自对齐效应将两个部件彼此接合，使得可以解决在连接端子和电极端子之间可能产生的任意程度的位移。

然而，因为微芯片部件会增加以下问题：直接安装CSP封装或具有裸芯片结构的半导体元件，以便解决近年来显著减小的配线衬底尺寸和厚度问题。在其中在配线衬底上使用诸如裸芯片半导体元件之类的薄电子部件的情况下，在回流中的加热工艺中产生翘曲或漩涡，导致不能获得自对齐效应，并且待焊接的部分不幸地脱落并且未能焊接。在使用具有微尺寸的电子部件(例如具有0603尺寸或抛光为较薄的裸芯片半导体元件的芯片部件)的情况下，不能通过在回流炉中产生的风压将这些电子部件精确地放置在连接端子处。

为了解决所述问题，存在一种可用的方法，当在将电子部件经由焊料粘附到配线衬底的连接端子之后，当通过加热/增压头将电子部件从其背面进行增压和加热时，使焊料熔化，使得将电极端子与连接端子彼此相连。该方法不会产生前述部件的位移。然而，由于没有发挥自对齐效应，因此必须预先高精度地将电子部件的电极端子的位置与配线衬底的连接端子对齐。还需要保持位置对齐的电子部件和配线衬底，直到焊料熔化并且固化为止。

为了响应于所述必要性，提出了一种安装半导体芯片的方法(在下文中称为第一安装方法)，其被设计用于提高表面安装时的定位精确性和生产效率。

第一安装方法包括步骤：

将焊料涂敷到配线衬底上的预定位置，并且放置电子部件；

将焊料熔化以最终到达至少熔化温度，并且将电子部件的引脚(lead)焊接到配线衬底的焊接区(land)；以及

在全部连接点处熔化焊料之后，振动配线衬底直到任意一个引脚-焊接区(lead-land)连接点冷却到最终达到固化点为止。

(例如，参见专利文献1)

根据第一安装方法，所施加的振动减小了电子部件和配线衬底之间的摩擦阻力。在其中减小摩擦阻力的情况下，待焊接的引脚和焊接区通过在熔化的焊料中产生的表面张力吸引到一起，使得它们之间的距离最小化。结果，可以有利地将它们彼此焊接。

另外，提出了一种经由焊料突起(solder bump)将半导体芯片安装到配线衬底上的方法(在下文中称作第二安装方法)。

第二安装方法包括步骤：

将半导体芯片保持在接合工具中，并且将半导体芯片的位置与配线衬底对齐；

使已位置对齐的半导体芯片的焊料突起与配线衬底上的预定位置处的电极焊盘接触；

加热并且熔化焊料突起；

在熔化工艺期间，调节配线衬底和半导体芯片之间的间隔；以及

通过使用已熔化焊料突起的自对齐动作沿XYθ方向驱动接合工具，调节熔化工艺之后配线衬底和半导体芯片之间的任意位移。

(例如，参见专利文献2)

专利文献1：日本未审专利公开H06-260744

专利文献2：日本未审专利公开H10-032225

发明内容

本发明要解决的问题

根据第一安装方法，在加热焊料从而使其熔化的状态中向配线衬底施加振动，减小了电子部件和配线衬底之间的摩擦阻力，并且从而有效地施加了自对齐效应。然而，通常电子部件不能承受用于将从外部将电子部件压到配线衬底中的负荷，并且电子部件由于振动而易于移动。结果，电子部件经常由于回流装置中的风压而相对连接端子不重合。另外，其中间距非常精细的半导体芯片等可能由于振动而短路。

其中将加热和驱动机制设置在接合工具一侧的第二安装方法具有下述问题。当重复地加热接合工具时，将热传输到XYθ驱动机制中，这不利地使支撑机制等的滑动性能退化。

提出本发明以便解决前述问题，并且本发明的主要目的是提出一种安装方法和一种安装装置，用于制造生成率和可靠性更高的电子部件安装本体。