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JP4036017B2 - Electronic component mounting structure - Google Patents
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JP4036017B2 - Electronic component mounting structure - Google Patents

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JP4036017B2
JP4036017B2 JP2002078520A JP2002078520A JP4036017B2 JP 4036017 B2 JP4036017 B2 JP 4036017B2 JP 2002078520 A JP2002078520 A JP 2002078520A JP 2002078520 A JP2002078520 A JP 2002078520A JP 4036017 B2 JP4036017 B2 JP 4036017B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を基板の一面に接続し、電子部品と基板との接続部を樹脂で補強してなる電子部品の実装構造関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の電子部品の実装構造の一般的な断面構成を図10に示す。フリップチップ、CSP(チップサイズパッケージ)、セラミック部品、モールド部品等の電子部品10が、セラミック基板やプリント基板等の基板20の一面に、接続部材30を介して接続されている。
【0003】
ここで、接続部材30は、はんだや導電性接着剤等が採用され、接続部材30は電子部品10の部品電極11と基板20の基板電極21とを電気的に接続している。そして、この接続部材30にて形成された電子部品10と基板20との接続部を補強するため、樹脂40が設けられている。
【0004】
この樹脂40は、例えばエポキシ系、シリコン系、ポリアミド系、アクリル系等の樹脂であり、接続部材30を被覆したり、接続部材30以外の電子部品10と基板20との間に充填されて両者を密着させたりすることで、上記接続部の補強の役目をなしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の実装構造においては、樹脂40の塗布方法や注入時の電子部品10下における樹脂40の回り込み方によっては、樹脂40中にボイドが発生するという不具合が生じる。
【0006】
特に、上記図10に示すような、電子部品10における下部に凹部12があるものにおいては、この凹部12にまで樹脂40をボイドの発生無く注入するのは非常に困難である。このことについて、従来の実装方法を参照しながら説明する。
【0007】
図11は、上記図10に示す従来実装構造を形成するための従来実装方法を示す工程図である。なお、図11(a)〜(d)は基板20の一面から見た図であるが、便宜上、樹脂40の領域にはハッチングを施してある。また、図11(e)は基板20の厚み方向に沿った断面図である。
【0008】
まず、図11(a)、(b)に示すように、基板20の一面に、接続部材30を介して電子部品10を搭載し、基板20の基板電極21と電子部品10の部品電極11とを接続する。次に、図11(c)に示すように、ディスペンサK1等を用いて電子部品10の片側から基板20の一面上に樹脂40を塗布する。
【0009】
すると、塗布された樹脂40は、毛細管現象によって電子部品10と基板20との間に注入されていく。そして、注入完了後、樹脂40を加熱等によって硬化させることにより、実装構造が完成する。
【0010】
しかし、電子部品10と基板20との隙間は一般に小さく、樹脂の回り込み方によっては、樹脂注入完了後に、図11(d)、(e)に示すように、電子部品10の直下にて樹脂40により空気が閉じこめられてボイド100が生じる。
【0011】
特に、図11(d)、(e)に示すように、電子部品10の直下部分に凹部12が存在する場合、この凹部12以外の部分における電子部品10と基板20との隙間は通常10μm〜40μm程度しかない。このため、樹脂注入の際、電子部品10と基板20との間のうち、凹部12と基板20との間の部位よりも、それ以外の部位にて早く樹脂40が回り込んでしまう。そのため、ボイド100が発生しやすい。
【0012】
このようなボイド100は、電子装置の信頼性試験において、端子間のリーク電流不良や、電極部の腐食によるコンタクト不良や、さらには、はんだ接続部に発生する歪みを低減させる効果がボイドによって弱くなることによるはんだクラックの発生等、電子装置の信頼性を著しく低下させる原因となる。
【0013】
このボイド発生を抑制する手段としては、従来、特開平11−26483号公報や特開2001−210662号公報等に記載されているように、基板に空気抜きの貫通孔を設けて樹脂を充填することにより、ボイドを除去する手法がある。
【0014】
しかし、この手法の場合、空気抜きの貫通孔からたれる樹脂の処理に多大な工数がかかることや、樹脂硬化後、貫通孔に埋まった樹脂と基板との熱膨張係数の差により温度サイクル環境下において基板割れが発生するという不具合が生じる。
【0015】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、電子部品と基板との接続部を樹脂で補強するようにした実装構造において、樹脂中にボイドが発生するのを適切に抑制することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、電子部品(10)を基板(20)の一面に接続し、電子部品の両端部に設けられた部品電極と前記基板との接続部を樹脂(40)で補強してなる電子部品の実装構造において、電子部品は、基板の一面と対向する面に電子部品の外側の部分とは連通しない凹部(12)が形成されているものであり、基板の一面には、当該一面に対して電子部品を投影した領域からこの領域の外側にわたって連続して形成された溝部(22)が設けられており、溝部の幅は、電子部品の凹部の幅以上であって、溝部には樹脂が充填されていることを特徴とする。
【0017】
それによれば、接続された電子部品と基板との間において、基板に設けられた溝部の存在により、電子部品の直下部分と電子部品の外側の部分とが連通し、空気の抜け道が形成されたことになる。
【0018】
そのため、電子部品と基板との接続部を樹脂で補強すべく、樹脂を基板に配置する際に、電子部品の直下に発生する樹脂中の気泡は、溝部を介して逃されるため、樹脂中にボイドとして残りにくい。そして、上記樹脂の配置を行った場合には、部(22)に樹脂(40)が充填された形となる。
【0019】
従って、本発明によれば、電子部品と基板との接続部を樹脂で補強するようにした実装構造において、樹脂中にボイドが発生するのを適切に抑制することができる。
【0030】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一部分には、図中、同一符号を付してある。
【0032】
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係る電子部品の実装構造を示す概略断面図である。電子部品10が基板20の一面に接続部材30を介して接続され、この電子部品10と基板20との接続部を補強するために、電子部品10と基板20との間に樹脂40が充填されている。
【0033】
電子部品10は、フリップチップ、CSP(チップサイズパッケージ)、セラミック部品、モールド部品等を採用することができ、本例では、モールドされたダイオードとしている。この電子部品10の単体構成図を図2(a)、(b)に示す。図2において(a)は図1に対応した断面図、(b)は(a)中のA矢視図である。
【0034】
電子部品10は、その両端部に部品電極11を有しており、基板20の一面と対向する面にモールド樹脂により形成された凹部12が形成されている。ここで、図2に示すように、本例の電子部品10では、部品電極11の間の距離W11は2mm程度であり、凹部12は直径D1がφ1mm程度の丸穴形状をなしている。また、電子部品10の幅W12は2mm程度である。
【0035】
また、図1に示す基板20は、アルミナ基板、AlN基板といったセラミック基板やプリント基板等を採用することができ、本例では、アルミナ基板としている。この基板20の単体構成図を図3(a)、(b)に示す。図3において(a)は図1に対応した断面図、(b)は(a)中のB矢視図である。
【0036】
基板20の一面には、電子部品10の部品電極11に対応した位置に、AuやAg、Cu等からなる基板電極21が形成されている。また、図3(b)には、基板20の一面に対して、搭載される電子部品10を投影した領域R、すなわち部品投影領域Rが破線にて示されている。
【0037】
そして、基板20の一面には、上記部品投影領域Rからこの領域Rの外側にわたって連続して形成された溝部22が設けられている。図3(b)に示すように、基板電極21を隔てた方向における溝部22の幅W21は、電子部品の凹部12の直径D1以上基板電極21間の距離以下にすることができる。
【0038】
本例では、この溝部22の幅W21は1.1mm〜2.0mm程度にすることができる。また、溝部22における上記幅W21と直交する方向の幅W22は、本例では1.5mm〜3.0mm程度にすることができる。さらに、図3(a)に示される溝部22の深さD2は、0.1mm〜0.4mm程度にすることができる。
【0039】
このような電子部品10と基板20とは、図1に示すように、接続部材30を介して部品電極12と基板電極22とが接続されることにより、機械的、電気的に接続されている。接続部材30としては、はんだや導電性接着剤等が採用される。
【0040】
そして、図1に示すように、樹脂40は、接続部材30にて形成された電子部品10と基板20との接続部を補強するために基板20の一面上に設けられている。この樹脂40は、例えばエポキシ系、シリコン系、ポリアミド系、アクリル系等の樹脂である。
【0041】
本例では、樹脂40は、接続部材30を被覆するとともに、接続部材30以外の部分における電子部品10と基板20との間にて凹部12および溝部22までもほぼ隙間無く充填されている。このように樹脂40を配置することにより、電子部品10と基板20との接続部が補強されている。
【0042】
ちなみに、本例では、アルミナ基板としての基板20の熱膨張係数αが7ppm程度、モールド部品としての電子部品10の熱膨張係数αが23ppm程度である。このように、熱膨張係数の差が大きいために、温度サイクル環境下では接続部材30による接続部にクラックが発生しやすい。そのため、樹脂40によって補強している。
【0043】
このような本実施形態の実装構造によれば、接続された電子部品10と基板20との間において、基板20に設けられた溝部22の存在により、電子部品10の直下部分と電子部品10の外側の部分とが連通し、空気の抜け道が形成されたことになる。
【0044】
そのため、電子部品10と基板20との接続部を樹脂40で補強すべく、樹脂40を基板20に配置する際に、電子部品10の直下に発生する樹脂40中の気泡は、溝部22を介して逃されるため、樹脂40中にボイドとして残りにくい。従って、本実装構造においては、樹脂40中にボイドが発生するのを適切に抑制することができる。
【0045】
次に、上記図1に示す実装構造に基づいて、本実施形態の実装方法を説明する。図4〜図7は、本実装方法を示す工程図である。なお、図5〜図7の各(a)図においては、便宜上、樹脂40の領域にハッチングを施してある。
【0046】
まず、上記図2に示される電子部品10および上記図3に示される基板20を用意する。このとき、基板20においては、上記図3を参照して述べたように、基板20の一面に、当該一面に対して部品投影領域Rからこの領域Rの外側にわたって連続して形成された溝部22を設ける。
【0047】
ここで、溝部22は、部品投影領域Rからこの領域Rのうち、後述する樹脂40を注入する際の樹脂の注入部側の端部とは反対側の端部の外側にわたって連続して形成される。
【0048】
この溝部22は、例えば基板20が積層セラミック基板の場合は、基板20の一面側に配置されるグリーンシートを焼成する前に、当該グリーンシートにプレス加工等で穴あけを行ったり、当該グリーンシート焼成後にレーザ加工やミル加工等で溝加工を行うことにより形成することができる。
【0049】
また、基板20が積層プリント基板の場合も同様に、熱圧着プレス前に最表層シートにプレス加工等で穴あけを行ったり、熱圧着プレス後にミル加工等で溝加工を行うことにより溝部22を形成することができる。
【0050】
このように、溝部22が形成された基板20を用いて、次に、図4に示すような、電子部品10を基板20に組み付ける部品組付工程を行う。
【0051】
[図4に示す工程]
図4において(a)は基板20の一面から見た図、(b)は(a)中のC−C断面図である。この部品組付工程では、基板20の一面に接続部材30を介して電子部品10を搭載し、電子部品10の部品電極11と基板20の基板電極21とを接続する。次に、図5に示す工程を行う。
【0052】
[図5に示す工程]
図5において(a)は基板20の一面から見た図、(b)は(a)中のD−D断面図である。この工程は、樹脂40を基板20の一面上に塗布する樹脂塗布工程である。例えば、ディスペンサを用いたり、スタンプ法、印刷法、吹き付け法等により、樹脂40を基板20の一面上に塗布する。
【0053】
このとき、本例のように、溝部22が電子部品10の片側のみから突出して形成されている場合には、電子部品10の周囲のうち溝部22が突出した側には、樹脂40を塗布しない。つまり、上述したように、溝部22は、基板20の一面において部品投影領域Rからこの領域Rのうち樹脂40の注入部側の端部とは反対側の端部の外側にわたって連続して形成されたものである。
【0054】
[図6に示す工程]
図6において(a)は基板20の一面から見た図、(b)は(a)中のE−E断面図である。この工程は、塗布された樹脂40を、毛細管現象によって電子部品10と基板20との間に注入して充填する樹脂注入工程である。
【0055】
本例では、好ましい形態として、図6(b)に示すように、基板20を電子部品10よりも上側に位置させた状態で、樹脂40の注入を行うようにする。このとき、さらに基板20を水平面に対して角度θ(例えば0〜90°)傾け、樹脂40の注入部が溝部22の電子部品10からの突出側よりも高くなるようにする。もちろん、基板20を電子部品10よりも下側に位置させた状態で行っても良い。
【0056】
この工程においては、接続された電子部品10と基板20との間において、基板20に設けられた溝部22を存在させることにより、電子部品10の直下部分と電子部品10の外側の部分とが連通し、空気の抜け道としての連通部22aが形成されている。
【0057】
そのため、塗布された樹脂40が電子部品10と基板20との間に注入される際に、電子部品10の直下に発生する樹脂40中の気泡は、溝部22の連通部22aを介して外に逃されるため、樹脂40中にボイドとして残りにくい。
【0058】
特に、本例のように基板20に溝部22を形成した場合に、樹脂注入時に、基板20を電子部品10よりも上側に位置させれば、電子部品10の凹部12に効率よく樹脂40が充填できる。また、下側に位置する電子部品10側へ樹脂40が片寄って注入されるため、溝部22の連通部22aを広くとることができるので、より空気を抜けさせやすくできる。
【0059】
[図7に示す工程]
図7において(a)は基板20の一面から見た図、(b)は(a)中のF−F断面図である。この工程は、注入が完了した樹脂40を、熱処理するなどによって硬化させる樹脂硬化工程である。この工程の完了に伴い、上記図1に示す実装構造が完成する。
【0060】
そして、以上述べた本実施形態の実装方法によれば、それによれば、樹脂注入工程において、基板20に設けられた溝部22の存在により、樹脂40中にボイドが残りにくくなる。従って、本実施形態によれば、電子部品10と基板20との接続部を樹脂40で補強するようにした実装構造において、樹脂40中にボイドが発生するのを適切に抑制することの可能な実装方法を提供することができる。
【0061】
(第2実施形態)
図8は、本発明の第2実施形態に係る実装構造の要部を示す図である。上記第1実施形態では、基板20側に溝部22を設けたが、本実施形態は、この基板20の溝部22に代えて、電子部品10側に凹部13を設け、この凹部13に基板20の溝部22と同じ機能を持たせたものである。
【0062】
図8は、本実施形態の電子部品10における基板20の一面と対向する対向面を示したもので、この対向面には、対向面の内周部から外縁部まで連続して形成された凹部13が設けられている。この凹部13は、当該対向面の内周部から樹脂40の注入部側の外縁部とは反対側の外縁部まで連続して形成されたものである。
【0063】
このような電子部品10を用いて、上記図1と同様に電子部品を基板20に接続したものが、本実施形態の実装構造である。それによれば、基板20には溝部22が無くても、電子部品10の凹部13が当該溝部22同様の役割を果たす。
【0064】
すなわち、接続された電子部品10と基板20との間において、電子部品10に設けられた凹部13の存在により、電子部品10の直下部分と電子部品10の外側の部分とが連通し、空気の抜け道が形成されたことになる。
【0065】
そのため、電子部品10と基板20との接続部を樹脂40で補強すべく、樹脂40を基板20に配置する際に、電子部品10の直下に発生する樹脂40中の気泡は、凹部13を介して逃されるため、樹脂40中にボイドとして残りにくい。そして、上記樹脂40の配置を行った場合、本実施形態では、凹部13に樹脂40が充填された形となる。
【0066】
従って、本実施形態の実装構造によっても、樹脂40中にボイドが発生するのを適切に抑制することができる。なお、このような凹部13は型成形や切削加工等により電子部品10に対して形成することができる。
【0067】
また、本実施形態の実装方法は、図8に示す電子部品10と溝部が形成されていない基板10とを用いて、上記第1実施形態と同様に、部品組付工程、樹脂塗布工程、樹脂注入工程、樹脂硬化工程を行うことができる。それにより、本実施形態の実装構造は適切に形成される。
【0068】
そして、本実施形態の実装方法においても、電子部品10の凹部13の存在により、樹脂40中にボイドが残りにくくなる。従って、本実施形態によっても、電子部品10と基板20との接続部を樹脂40で補強するようにした実装構造において、樹脂40中にボイドが発生するのを適切に抑制することの可能な実装方法を提供することができる。
【0069】
なお、本実施形態においても、樹脂注入工程にて、基板20を電子部品10よりも上側に位置させても良いが、させなくても良い。
【0070】
(他の実施形態)
基板20に形成する溝部22の種々の変形例を図9(a)、(b)、(c)に示す。図9は基板20をその一面から見た図であり、部品投影領域Rおよび電子部品10における各部の位置を破線にて示してある。図9(a)、(b)に示すように、溝部22は電子部品10の凹部12の全部でなくとも一部と重なっていればよい。
【0071】
また、溝部22は、基板20の一面に対して部品投影領域Rからこの領域Rのうち樹脂の注入部側の端部とは反対側の端部の外側にわたって連続して形成されていれば良いが、図9(c)に示すように、部品投影領域Rすなわち電子部品10における樹脂の注入部側の端部の外側までも連続して形成されていても良い。
【0072】
また、この図9(c)と同様のことが、第2実施形態にも言える。すなわち、電子部品10の凹部13は、上記対向面の内周部から樹脂40の注入部側の外縁部およびそれとは反対側の外縁部の両外縁部まで連続して形成されたものであっても良い。
【0073】
また、空気の抜け道として機能する上記溝部22や凹部13の形状は、上記例のように平面矩形のものでなくとも、任意の形状とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る電子部品の実装構造を示す概略断面図である。
【図2】図1における電子部品の単体構成図である。
【図3】図1における基板の単体構成図である。
【図4】第1実施形態に係る電子部品の実装方法を示す工程図である。
【図5】図4に続く実装方法を示す工程図である。
【図6】図5に続く実装方法を示す工程図である。
【図7】図6に続く実装方法を示す工程図である。
【図8】本発明の第2実施形態に係る実装構造の要部を示す図である。
【図9】基板に形成する溝部の種々の変形例を示す図である。
【図10】従来の電子部品の実装構造の一般的な断面構成を示す図である。
【図11】従来の一般的な実装方法を示す工程図である。
【符号の説明】
10…電子部品、13…凹部、20…基板、22…溝部、40…樹脂。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is an electronic component connected to the one surface of the substrate, the connection portion between the electronic component and the substrate about the mounting structure of an electronic component comprising resin reinforced with.
[0002]
[Prior art]
FIG. 10 shows a general cross-sectional configuration of a conventional electronic component mounting structure. An electronic component 10 such as a flip chip, a CSP (chip size package), a ceramic component, or a molded component is connected to one surface of a substrate 20 such as a ceramic substrate or a printed substrate via a connection member 30.
[0003]
Here, the connection member 30 employs solder, a conductive adhesive, or the like, and the connection member 30 electrically connects the component electrode 11 of the electronic component 10 and the substrate electrode 21 of the substrate 20. A resin 40 is provided to reinforce the connecting portion between the electronic component 10 and the substrate 20 formed by the connecting member 30.
[0004]
The resin 40 is, for example, an epoxy resin, a silicon resin, a polyamide resin, an acrylic resin, or the like that covers the connection member 30 or is filled between the electronic component 10 other than the connection member 30 and the substrate 20. Or the like is used to reinforce the connecting portion.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional mounting structure described above, there is a problem that voids are generated in the resin 40 depending on a method of applying the resin 40 and a method of wrapping the resin 40 under the electronic component 10 at the time of injection.
[0006]
In particular, in the electronic component 10 having the recess 12 at the lower portion as shown in FIG. 10, it is very difficult to inject the resin 40 into the recess 12 without generating voids. This will be described with reference to a conventional mounting method.
[0007]
FIG. 11 is a process diagram showing a conventional mounting method for forming the conventional mounting structure shown in FIG. 11A to 11D are views seen from one surface of the substrate 20, but for convenience, the region of the resin 40 is hatched. FIG. 11E is a cross-sectional view along the thickness direction of the substrate 20.
[0008]
First, as shown in FIGS. 11A and 11B, the electronic component 10 is mounted on one surface of the substrate 20 via the connection member 30, and the substrate electrode 21 of the substrate 20 and the component electrode 11 of the electronic component 10 are Connect. Next, as shown in FIG. 11C, a resin 40 is applied onto one surface of the substrate 20 from one side of the electronic component 10 using a dispenser K1 or the like.
[0009]
Then, the applied resin 40 is injected between the electronic component 10 and the substrate 20 by capillary action. Then, after the injection is completed, the mounting structure is completed by curing the resin 40 by heating or the like.
[0010]
However, the gap between the electronic component 10 and the substrate 20 is generally small, and depending on how the resin wraps around, the resin 40 is formed directly under the electronic component 10 as shown in FIGS. As a result, air is trapped and a void 100 is generated.
[0011]
In particular, as shown in FIGS. 11 (d) and 11 (e), when the concave portion 12 exists in the portion immediately below the electronic component 10, the gap between the electronic component 10 and the substrate 20 in the portion other than the concave portion 12 is usually 10 μm to There is only about 40μm. For this reason, at the time of resin injection, the resin 40 wraps around faster than the part between the electronic component 10 and the substrate 20 and the part between the recess 12 and the substrate 20. Therefore, the void 100 is likely to occur.
[0012]
Such a void 100 weakens the effect of reducing leakage current between terminals, contact failure due to corrosion of the electrode portion, and distortion generated in the solder connection portion in the reliability test of the electronic device. This may cause a significant decrease in the reliability of the electronic device, such as generation of solder cracks.
[0013]
As means for suppressing the generation of voids, conventionally, as described in JP-A-11-26483, JP-A-2001-210462, etc., a through-hole for venting air is provided in a substrate and filled with resin. There is a technique for removing voids.
[0014]
However, in this method, it takes a lot of man-hours to process the resin dripping from the air vent through hole, and after the resin is cured, the difference in the thermal expansion coefficient between the resin buried in the through hole and the substrate can cause In this case, there is a problem that the substrate is cracked.
[0015]
In view of the above problems, an object of the present invention is to appropriately suppress the occurrence of voids in a resin in a mounting structure in which a connecting portion between an electronic component and a substrate is reinforced with resin.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the electronic component (10) is connected to one surface of the substrate (20), and the connection portion between the component electrodes provided at both ends of the electronic component and the substrate. In the mounting structure of the electronic component formed by reinforcing the resin with the resin (40), the electronic component has a concave portion (12) that does not communicate with the outer portion of the electronic component on the surface facing the one surface of the substrate. And a groove (22) formed continuously from the area where the electronic component is projected onto the one surface to the outside of the area is provided on one surface of the substrate. And the groove is filled with resin.
[0017]
According to this, between the connected electronic component and the substrate, due to the presence of the groove provided in the substrate, the portion directly under the electronic component communicates with the outer portion of the electronic component, and an air passage is formed. It will be.
[0018]
Therefore, when the resin is placed on the substrate in order to reinforce the connection between the electronic component and the substrate with the resin, bubbles in the resin that are generated immediately below the electronic component are released through the groove, so It is hard to remain as a void. Then, when performing the arrangement of the resin is a form of the resin (40) is filled in the groove portion (22).
[0019]
Therefore, according to the present invention, in the mounting structure in which the connecting portion between the electronic component and the substrate is reinforced with the resin, it is possible to appropriately suppress the generation of voids in the resin.
[0030]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments shown in the drawings will be described below. In the following embodiments, the same parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
[0032]
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a mounting structure of an electronic component according to the first embodiment of the present invention. The electronic component 10 is connected to one surface of the substrate 20 via the connection member 30, and the resin 40 is filled between the electronic component 10 and the substrate 20 in order to reinforce the connection portion between the electronic component 10 and the substrate 20. ing.
[0033]
As the electronic component 10, a flip chip, a CSP (chip size package), a ceramic component, a molded component, or the like can be adopted. In this example, a molded diode is used. Single unit diagrams of the electronic component 10 are shown in FIGS. 2A is a cross-sectional view corresponding to FIG. 1, and FIG. 2B is a view taken in the direction of arrow A in FIG.
[0034]
The electronic component 10 has component electrodes 11 at both ends thereof, and a recess 12 made of mold resin is formed on a surface facing one surface of the substrate 20. Here, as shown in FIG. 2, in the electronic component 10 of this example, the distance W11 between the component electrodes 11 is about 2 mm, and the recess 12 has a round hole shape with a diameter D1 of about φ1 mm. Further, the width W12 of the electronic component 10 is about 2 mm.
[0035]
Moreover, the board | substrate 20 shown in FIG. 1 can employ | adopt the ceramic board | substrate, a printed circuit board, etc., such as an alumina board | substrate and an AlN board | substrate, In this example, it is set as the alumina board | substrate. The single-piece | unit structure figure of this board | substrate 20 is shown to Fig.3 (a), (b). 3A is a cross-sectional view corresponding to FIG. 1, and FIG. 3B is a view taken in the direction of arrow B in FIG.
[0036]
On one surface of the substrate 20, a substrate electrode 21 made of Au, Ag, Cu or the like is formed at a position corresponding to the component electrode 11 of the electronic component 10. Also, in FIG. 3B, a region R where the electronic component 10 to be mounted is projected onto one surface of the substrate 20, that is, the component projection region R is indicated by a broken line.
[0037]
A groove portion 22 is formed on one surface of the substrate 20 continuously from the component projection region R to the outside of the region R. As shown in FIG. 3B, the width W <b> 21 of the groove 22 in the direction separating the substrate electrodes 21 can be not less than the diameter D <b> 1 of the recess 12 of the electronic component and not more than the distance between the substrate electrodes 21.
[0038]
In this example, the width W21 of the groove portion 22 can be about 1.1 mm to 2.0 mm. Further, the width W22 of the groove portion 22 in the direction orthogonal to the width W21 can be about 1.5 mm to 3.0 mm in this example. Furthermore, the depth D2 of the groove part 22 shown by Fig.3 (a) can be about 0.1 mm-0.4 mm.
[0039]
As shown in FIG. 1, the electronic component 10 and the substrate 20 are mechanically and electrically connected by connecting the component electrode 12 and the substrate electrode 22 via a connection member 30. . As the connection member 30, solder, a conductive adhesive, or the like is employed.
[0040]
As shown in FIG. 1, the resin 40 is provided on one surface of the substrate 20 in order to reinforce the connection portion between the electronic component 10 formed by the connection member 30 and the substrate 20. The resin 40 is, for example, an epoxy resin, a silicon resin, a polyamide resin, an acrylic resin, or the like.
[0041]
In this example, the resin 40 covers the connection member 30, and the recess 12 and the groove portion 22 are filled with almost no gap between the electronic component 10 and the substrate 20 in a portion other than the connection member 30. By arranging the resin 40 in this way, the connection portion between the electronic component 10 and the substrate 20 is reinforced.
[0042]
Incidentally, in this example, the thermal expansion coefficient α of the substrate 20 as the alumina substrate is about 7 ppm, and the thermal expansion coefficient α of the electronic component 10 as the mold part is about 23 ppm. Thus, since the difference in thermal expansion coefficient is large, cracks are likely to occur in the connection portion by the connection member 30 in a temperature cycle environment. Therefore, the resin 40 is reinforced.
[0043]
According to such a mounting structure of the present embodiment, between the connected electronic component 10 and the substrate 20, due to the presence of the groove portion 22 provided in the substrate 20, the portion immediately below the electronic component 10 and the electronic component 10. The outside portion communicates with each other, and an air passage is formed.
[0044]
Therefore, when the resin 40 is disposed on the substrate 20 in order to reinforce the connection portion between the electronic component 10 and the substrate 20 with the resin 40, bubbles in the resin 40 that are generated immediately below the electronic component 10 pass through the groove 22. Therefore, it is difficult to remain as a void in the resin 40. Therefore, in this mounting structure, generation of voids in the resin 40 can be appropriately suppressed.
[0045]
Next, the mounting method of this embodiment will be described based on the mounting structure shown in FIG. 4 to 7 are process diagrams showing the mounting method. 5A to 7A, the region of the resin 40 is hatched for convenience.
[0046]
First, the electronic component 10 shown in FIG. 2 and the substrate 20 shown in FIG. 3 are prepared. At this time, in the substrate 20, as described with reference to FIG. 3, the groove portion 22 formed continuously on one surface of the substrate 20 from the component projection region R to the outside of the region R with respect to the one surface. Is provided.
[0047]
Here, the groove portion 22 is continuously formed from the component projection region R to the outside of the end portion on the side opposite to the end portion on the resin injection portion side when the resin 40 described later is injected. The
[0048]
For example, when the substrate 20 is a multilayer ceramic substrate, the groove 22 is formed by punching the green sheet by pressing or the like before firing the green sheet disposed on one side of the substrate 20 or firing the green sheet. It can be formed by performing groove processing later by laser processing, milling, or the like.
[0049]
Similarly, when the substrate 20 is a multilayer printed circuit board, the groove 22 is formed by punching the outermost layer sheet by pressing or the like before the thermocompression pressing, or by performing grooving by milling or the like after the thermocompression pressing. can do.
[0050]
In this way, using the substrate 20 on which the groove 22 is formed, a component assembling step for assembling the electronic component 10 to the substrate 20 as shown in FIG.
[0051]
[Steps shown in FIG. 4]
4A is a view from one surface of the substrate 20, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. In this component assembly step, the electronic component 10 is mounted on one surface of the substrate 20 via the connection member 30, and the component electrode 11 of the electronic component 10 and the substrate electrode 21 of the substrate 20 are connected. Next, the process shown in FIG. 5 is performed.
[0052]
[Steps shown in FIG. 5]
5A is a diagram viewed from one surface of the substrate 20, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. This process is a resin coating process in which the resin 40 is coated on one surface of the substrate 20. For example, the resin 40 is applied onto one surface of the substrate 20 using a dispenser, a stamp method, a printing method, a spraying method, or the like.
[0053]
At this time, in the case where the groove portion 22 is formed to protrude from only one side of the electronic component 10 as in this example, the resin 40 is not applied to the side of the periphery of the electronic component 10 where the groove portion 22 protrudes. . That is, as described above, the groove portion 22 is continuously formed on the one surface of the substrate 20 from the component projection region R to the outside of the end portion of the region R opposite to the end portion on the injection portion side of the resin 40. It is a thing.
[0054]
[Steps shown in FIG. 6]
6A is a view as seen from one surface of the substrate 20, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. This process is a resin injection process in which the applied resin 40 is injected and filled between the electronic component 10 and the substrate 20 by capillary action.
[0055]
In this example, as a preferred mode, as shown in FIG. 6B, the resin 40 is injected in a state where the substrate 20 is positioned above the electronic component 10. At this time, the substrate 20 is further inclined at an angle θ (for example, 0 to 90 °) with respect to the horizontal plane so that the injection portion of the resin 40 is higher than the protruding side of the groove portion 22 from the electronic component 10. Of course, it may be performed with the substrate 20 positioned below the electronic component 10.
[0056]
In this step, the groove 22 provided in the substrate 20 is present between the connected electronic component 10 and the substrate 20 so that the portion directly below the electronic component 10 communicates with the outer portion of the electronic component 10. In addition, a communication portion 22a is formed as an air escape path.
[0057]
Therefore, when the applied resin 40 is injected between the electronic component 10 and the substrate 20, bubbles in the resin 40 that are generated immediately below the electronic component 10 are exposed to the outside via the communication portion 22 a of the groove portion 22. Since it escapes, it is hard to remain as a void in the resin 40.
[0058]
In particular, when the groove portion 22 is formed in the substrate 20 as in this example, if the substrate 20 is positioned above the electronic component 10 at the time of resin injection, the resin 40 is efficiently filled in the recess 12 of the electronic component 10. it can. In addition, since the resin 40 is injected to the side of the electronic component 10 located on the lower side, the communication portion 22a of the groove portion 22 can be widened, so that air can be more easily released.
[0059]
[Steps shown in FIG. 7]
7A is a view from one surface of the substrate 20, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line FF in FIG. 7A. This step is a resin curing step in which the resin 40 that has been injected is cured by heat treatment or the like. With the completion of this process, the mounting structure shown in FIG. 1 is completed.
[0060]
And according to the mounting method of this embodiment described above, according to it, in the resin injection | pouring process, it becomes difficult for a void to remain in the resin 40 by presence of the groove part 22 provided in the board | substrate 20. FIG. Therefore, according to the present embodiment, in the mounting structure in which the connection part between the electronic component 10 and the substrate 20 is reinforced with the resin 40, it is possible to appropriately suppress the generation of voids in the resin 40. An implementation method can be provided.
[0061]
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a diagram showing a main part of the mounting structure according to the second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the groove portion 22 is provided on the substrate 20 side. In this embodiment, instead of the groove portion 22 of the substrate 20, the concave portion 13 is provided on the electronic component 10 side. The same function as that of the groove portion 22 is provided.
[0062]
FIG. 8 shows a facing surface that opposes one surface of the substrate 20 in the electronic component 10 of the present embodiment. On this facing surface, a recess formed continuously from the inner peripheral portion to the outer edge portion of the facing surface. 13 is provided. The concave portion 13 is formed continuously from the inner peripheral portion of the facing surface to the outer edge portion on the side opposite to the outer edge portion on the injection portion side of the resin 40.
[0063]
A mounting structure according to the present embodiment is obtained by connecting the electronic component to the substrate 20 using the electronic component 10 as in FIG. According to this, even if the substrate 20 does not have the groove portion 22, the concave portion 13 of the electronic component 10 plays the same role as the groove portion 22.
[0064]
That is, between the connected electronic component 10 and the substrate 20, due to the presence of the concave portion 13 provided in the electronic component 10, the portion immediately below the electronic component 10 and the outer portion of the electronic component 10 communicate with each other. A loophole has been formed.
[0065]
Therefore, when the resin 40 is arranged on the substrate 20 in order to reinforce the connection part between the electronic component 10 and the substrate 20 with the resin 40, bubbles in the resin 40 generated immediately below the electronic component 10 pass through the recess 13. Therefore, it is difficult to remain as a void in the resin 40. When the resin 40 is arranged, in the present embodiment, the recess 13 is filled with the resin 40.
[0066]
Therefore, it is possible to appropriately suppress the generation of voids in the resin 40 also by the mounting structure of the present embodiment. Such a recess 13 can be formed in the electronic component 10 by molding or cutting.
[0067]
Further, the mounting method of this embodiment uses the electronic component 10 shown in FIG. 8 and the substrate 10 on which no groove is formed, as in the first embodiment, the component assembly step, the resin coating step, the resin An injection process and a resin curing process can be performed. Thereby, the mounting structure of this embodiment is appropriately formed.
[0068]
And also in the mounting method of this embodiment, the presence of the recess 13 of the electronic component 10 makes it difficult for voids to remain in the resin 40. Therefore, even in this embodiment, in the mounting structure in which the connection portion between the electronic component 10 and the substrate 20 is reinforced with the resin 40, the mounting that can appropriately suppress the generation of voids in the resin 40. A method can be provided.
[0069]
Also in this embodiment, the substrate 20 may be positioned above the electronic component 10 in the resin injecting step, but it is not necessary.
[0070]
(Other embodiments)
Various modifications of the groove 22 formed in the substrate 20 are shown in FIGS. 9 (a), 9 (b), and 9 (c). FIG. 9 is a diagram of the substrate 20 as viewed from one side, and the positions of the respective parts in the component projection region R and the electronic component 10 are indicated by broken lines. As shown in FIGS. 9A and 9B, the groove 22 only needs to overlap with a part of the recess 12 of the electronic component 10, if not all.
[0071]
The groove 22 may be formed continuously from the component projection region R to the outer surface of the end of the region R opposite to the end of the resin injection portion on the one surface of the substrate 20. However, as shown in FIG. 9C, the component projection region R, that is, the outside of the end portion of the electronic component 10 on the resin injection portion side may be continuously formed.
[0072]
The same thing as FIG. 9C can be said in the second embodiment. That is, the concave portion 13 of the electronic component 10 is formed continuously from the inner peripheral portion of the facing surface to the outer edge portion on the injection portion side of the resin 40 and both outer edge portions on the opposite outer edge portion. Also good.
[0073]
Further, the shape of the groove portion 22 and the recess portion 13 that function as a passage for air can be any shape even if it is not a flat rectangular shape as in the above example.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a mounting structure for an electronic component according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a unit configuration diagram of the electronic component in FIG. 1;
FIG. 3 is a unit configuration diagram of a substrate in FIG. 1;
FIG. 4 is a process diagram showing the electronic component mounting method according to the first embodiment.
FIG. 5 is a process diagram showing a mounting method following FIG. 4;
6 is a process diagram illustrating a mounting method subsequent to FIG. 5. FIG.
7 is a process diagram illustrating a mounting method subsequent to FIG. 6; FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a main part of a mounting structure according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a view showing various modified examples of groove portions formed on a substrate.
FIG. 10 is a diagram showing a general cross-sectional configuration of a conventional electronic component mounting structure;
FIG. 11 is a process diagram showing a conventional general mounting method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electronic component, 13 ... Recessed part, 20 ... Board | substrate, 22 ... Groove part, 40 ... Resin.

Claims (1)

電子部品(10)を基板(20)の一面に接続し、前記電子部品の両端部に設けられた部品電極と前記基板との接続部を樹脂(40)で補強してなる電子部品の実装構造において、
前記電子部品は、前記基板の一面と対向する面に前記電子部品の外側の部分とは連通しない凹部(12)が形成されているものであり、
前記基板の一面には、当該一面に対して前記電子部品を投影した領域からこの領域の外側にわたって連続して形成された溝部(22)が設けられており、前記溝部の幅は、前記電子部品の凹部の幅以上であって、前記溝部には前記樹脂が充填されていることを特徴とする電子部品の実装構造。
Electronic component mounting structure in which an electronic component (10) is connected to one surface of a substrate (20), and a connection portion between the component electrode provided at both ends of the electronic component and the substrate is reinforced with a resin (40) In
The electronic component is formed with a concave portion (12) that does not communicate with an outer portion of the electronic component on a surface facing one surface of the substrate,
One surface of the substrate is provided with a groove portion (22) continuously formed from a region where the electronic component is projected onto the one surface to the outside of the region, and the width of the groove portion is the electronic component. A mounting structure for an electronic component, wherein the groove is filled with the resin.
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