電子部品実装構造

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【発明の名称】	電子部品実装構造
【発明者】	【氏名】小林正喜【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１０４８番地松下電工株式会社内【氏名】杉本勝【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１０４８番地松下電工株式会社内【氏名】木村秀吉【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１０４８番地松下電工株式会社内【氏名】橋本拓磨【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１０４８番地松下電工株式会社内【氏名】西岡浩二【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１０４８番地松下電工株式会社内【氏名】石崎真也【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１０４８番地松下電工株式会社内【氏名】森哲【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１０４８番地松下電工株式会社内【氏名】岩堀裕【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１０４８番地松下電工株式会社内【氏名】塩濱英二【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１０４８番地松下電工株式会社内
【要約】	【課題】電子部品実装構造において、電子部品と電子部品実装基板との間にある接合層におけるボイドの発生を防止することができるようにする。【解決手段】電子部品実装構造１は、ＬＥＤチップ２と、ＬＥＤチップ２が実装される素子実装基板３と、素子実装基板３の背面３１に形成された接合パターン４とを備える電子部品１０を、電子部品実装基板６上に実装すると共に、接合パターン４を、クリームはんだにより形成された接合層５を介して、電子部品実装基板６に接合して形成され、接合層５の、接合パターンの外周４０より内側領域に、クリームはんだ中の気化した有機成分の排出を促すため通気路７を備えている。気化した有機成分がこの通気路７を介して接合層５の外部に排出され易くなり、接合層５におけるボイドの発生が防止される。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個又は複数個の素子と、前記素子が実装される素子実装基板と、前記素子実装基板の前記素子が実装された面とは反対側の背面に形成された接合パターンとを備える電子部品を、電子部品実装基板上に実装すると共に、前記接合パターンを、初期状態においてペースト状であり有機成分を含有する接合材料により形成された接合層を介して、前記電子部品実装基板に接合してなる電子部品実装構造において、
前記接合材料中の気化した有機成分の排出を促すための通気路が、前記接合層の、前記接合パターンの外周より内側領域に形成されていることを特徴とする電子部品実装構造。
【請求項２】
請求項１に記載の電子部品実装構造において、
前記電子部品は、前記接合パターンの外周より内側に、該接合パターンが形成されておらず、前記接合部材に対して濡れ性の悪い下地露出部を有し、
前記通気路が、前記接合層の、前記下地露出部に対向する領域に形成されていることを特徴とする電子部品実装構造。
【請求項３】
請求項１に記載の電子部品実装構造において、
前記接合層は、相対的に高融点の接合材料と、初期状態においてペースト状であり有機成分を含有する相対的に低融点の接合材料とを含んで形成され、この高融点の接合材料を低融点の接合材料で挟んでなる単位接合層を複数備えることを特徴とする電子部品実装構造。
【請求項４】
請求項１に記載の電子部品実装構造において、
前記電子部品実装基板は、前記接合パターンに対向する面上に、前記接合層を形成する接合材料に対して濡れ性のよい材料により形成されたランド部と、該ランド部が形成されておらず、前記接合層を形成する接合材料に対して濡れ性の悪い材料により形成された非接合部とを有し、
前記通気路が、前記接合層の、前記非接合部に対向する領域に、形成されていることを特徴とする電子部品実装構造。
【請求項５】
１個又は複数個の素子と、前記素子が実装される素子実装基板と、前記素子実装基板の前記素子が実装された面とは反対側の背面に形成された接合パターンとを備える電子部品を、電子部品実装基板上に実装すると共に、前記接合パターンを、初期状態においてペースト状であり有機成分を含有する接合材料により形成された接合層を介して、前記電子部品実装基板に接合してなる電子部品実装構造において、
前記電子部品は、前記接合層から前記接合材料中の気化した有機成分の排出を促すために、前記素子実装基板の背面の中央側が背面の周縁側に比べて前記電子部品実装基板の方向に突出した略錘体状の突出部を有することを特徴とする電子部品実装構造。
【請求項６】
請求項１又は請求項５に記載の電子部品実装構造において、
前記素子は、発光ダイオード（light emitting diode）チップであり、
前記素子実装基板は、前記素子に電気的に接続される配線部を有し、
前記電子部品実装基板は、金属板と、この金属板上に形成された絶縁層とを備え、且つ、前記金属板の一部が前記絶縁層から露出するように形成された金属板露出部と、前記金属板上に前記絶縁層を介して形成された配線パターンとを有し、
前記電子部品の配線部が、前記電子部品実装基板の方向に引き出されて前記配線パターンに電気的に接続され、
前記電子部品の接合パターンが、前記接合層を介して前記金属板露出部に接合されていることを特徴とする電子部品実装構造。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランジスタ、ダイオード等の電子部品を基板に実装する電子部品実装構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子部品に設けられた電極等を、基板上に設けられた配線パターン等に、はんだを介して接合した電子部品実装構造が一般的に知られている。また、電子部品の放熱性を高めるために、電子部品に放熱用の接合部を設けて基板にはんだ接合した電子部品実装構造や、電子部品と基板の接合部を補強するために、電子部品と基板の間の隙間にアンダーフィル樹脂を注入した電子部品実装構造等も知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような電子部品実装構造においては、接合工程を簡略化するために、通常はリフロー工法等が用いられる。リフロー工法では、予め基板上の接合箇所にペースト状のクリームはんだを塗布し、その上に位置合わせされた電子部品を載置した後、リフロー炉内でクリームはんだを加熱溶融させて、電子部品と基板とを接合させる。リフロー工法等を用いることにより、多数個の部品を短時間で接合することができ、高い量産効率が得られる利点がある。
【特許文献１】特開平１１－１６３０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このようなリフロー工程においては、リフロー炉内ではんだを加熱溶融させた際、クリームはんだに含まれるフラックスの一部は気化し、その他は液化状態で、はんだ表面に集結する傾向がある。このため、はんだ接合部分が電子部品の背面と基板との間にある場合、気化したフラックスが接合部内に留まり易く、はんだ接合部内に留まった気化成分がボイド（空隙）を発生させてしまい、はんだ接合強度の低下や放熱性の低下を発生させるという問題があった。なお、特許文献１に記載の電子部品実装構造においては、アンダーフィル樹脂中に、空隙部とこの空隙部から外部へ通じる開口が形成されているが、接合工程において気化したフラックスにより形成されるはんだ接合部のボイド（空隙）の発生を防止することができるものではない。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、電子部品と電子部品実装基板との間にあるはんだ接合部のボイドの発生を防止することができる電子部品実装構造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】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、１個又は複数個の素子と、前記素子が実装される素子実装基板と、前記素子実装基板の前記素子が実装された面とは反対側の背面に形成された接合パターンとを備える電子部品を、電子部品実装基板上に実装すると共に、前記接合パターンを、初期状態においてペースト状であり有機成分を含有する接合材料により形成された接合層を介して、前記電子部品実装基板に接合してなる電子部品実装構造において、前記接合材料中の気化した有機成分の排出を促すための通気路が、前記接合層の、前記接合パターンの外周より内側領域に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、前記電子部品は、前記接合パターンの外周より内側に、該接合パターンが形成されておらず、前記接合部材に対して濡れ性の悪い下地露出部を有し、前記通気路が、前記接合層の、前記下地露出部に対向する領域に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１に記載の発明において、前記接合層は、相対的に高融点の接合材料と、初期状態においてペースト状であり有機成分を含有する相対的に低融点の接合材料とを含んで形成され、この高融点の接合材料を低融点の接合材料で挟んでなる単位接合層を複数備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１に記載の発明において、前記電子部品実装基板は、前記接合パターンに対向する面上に、前記接合層を形成する接合材料に対して濡れ性のよい材料により形成されたランド部と、該ランド部が形成されておらず、前記接合層を形成する接合材料に対して濡れ性の悪い材料により形成された非接合部とを有し、前記通気路が、前記接合層の、前記非接合部に対向する領域に、形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、１個又は複数個の素子と、前記素子が実装される素子実装基板と、前記素子実装基板の前記素子が実装された面とは反対側の背面に形成された接合パターンとを備える電子部品を、電子部品実装基板上に実装すると共に、前記接合パターンを、初期状態においてペースト状であり有機成分を含有する接合材料により形成された接合層を介して、前記電子部品実装基板に接合してなる電子部品実装構造において、前記電子部品は、前記接合層から前記接合材料中の気化した有機成分の排出を促すために、前記素子実装基板の背面の中央側が背面の周縁側に比べて前記電子部品実装基板の方向に突出した略錘体状の突出部を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１又は請求項５に記載の発明において、前記素子は、発光ダイオード（light emitting diode）チップであり、前記素子実装基板は、前記素子に電気的に接続される配線部を有し、前記電子部品実装基板は、金属板と、この金属板上に形成された絶縁層とを備え、且つ、前記金属板の一部が前記絶縁層から露出するように形成された金属板露出部と、前記金属板上に前記絶縁層を介して形成された配線パターンとを有し、前記電子部品の配線部が、前記電子部品実装基板の方向に引き出されて前記配線パターンに電気的に接続され、前記電子部品の接合パターンが、前記接合層を介して前記金属板露出部に接合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、接合材料中の気化した有機成分の排出を促すための通気路が、接合層の、接合パターンの外周より内側領域に形成されているので、接合材料を加熱溶融して電子部品を電子部品実装基板に実装させる際、気化した有機成分が通気路を介して接合層の外部に排出され易くなる。このため、接合層におけるボイドの発生を防止することができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、電子部品が、接合パターンの外周より内側に、接合部材に対して濡れ性の悪い下地露出部を有するので、接合材料が下地露出部に付着し難い結果、通気路が、接合層の、下地露出部に対向する領域に形成され易くなる。このため、より容易に接合層におけるボイドの発生を防止することができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、接合層は、高融点の接合材料を低融点の接合材料で挟んでなる単位接合層を複数備えるので、接合工程の温度を適切に調節して低融点の接合材料のみを溶融させ、高融点の接合材料の形状を保持させることにより、隣り合う単位接合層間に、より確実に通気路を形成させることが可能であると共に、高融点の接合材料の形状やサイズを調節することにより、通気路のサイズも制御可能である。このため、より容易に接合層におけるボイドの発生を防止することができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、電子部品実装基板が、接合パターンに対向する面上に、接合層を形成する接合材料に対して濡れ性のよい材料により形成されたランド部と、接合層を形成する接合材料に対して濡れ性の悪い材料により形成された非接合部とを有するので、接合材料が非接合部に付着し難い結果、通気路が、接合層の、非接合部に対向する領域に形成され易くなる。このため、より容易に接合層におけるボイドの発生を防止することができる。
【００１６】
請求項５の発明によれば、電子部品が、素子実装基板の背面の中央側が背面の周縁側に比べて電子部品実装基板の方向に突出した略錘体状の突出部を有するので、接合材料を加熱溶融して電子部品を電子部品実装基板に実装させる際、接合パターンの内側から外側に向けて気体の流れが生じ易くなる。このため、気化した有機成分の接合層外への排出を促して、接合層におけるボイドの発生を防止することができる。
【００１７】
請求項６の発明によれば、電子部品の配線部が、電子部品実装基板の方向に引き出されて配線パターンに電気的に接続され、電子部品の接合パターンが、接合層を介して熱伝導性のよい金属板露出部に接合されているので、この接合層が放熱用の接合部として有利に作用する。ＬＥＤチップを素子とする電子部品では、ＬＥＤの効率が１０％前後であることから、注入電力を増加させるにつれて多大な熱が発生し、発生した熱を外部に逃がすことが出来ない場合、素子の温度が上昇して効率の更なる低下や、寿命の低下を招く虞れがあるが、接合層が放熱用の接合部として作用ので、素子の温度上昇を抑制してＬＥＤの効率の低下及び寿命の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の第１の実施形態に係る電子部品実装構造について、図１を参照して説明する。電子部品実装構造１は、ＬＥＤチップ（素子）２と、ＬＥＤチップ２が実装される素子実装基板３と、素子実装基板３の背面３１に形成された接合パターン４とを備える電子部品１０を、電子部品実装基板６上に実装すると共に、接合パターン４を、接合層５を介して電子部品実装基板６に接合して形成される。
【００１９】
ＬＥＤチップ２の電極にはバンプ２１が形成されており、ＬＥＤチップ２はこのバンプ２１を介して素子実装基板３に実装される。素子実装基板３は、樹脂、セラミック等の材料により形成され、正面３０側にＬＥＤチップ２を実装するための凹部３０ａを有すると共に、平面状の背面３１に接合パターン４が形成されている。また、素子実装基板３の表面には、正面３０の凹部３０ａから背面３１に亘って配線部３２が形成されている。
【００２０】
接合パターン４は、熱伝導性に優れると共に、接合層５を形成する接合材料に対して濡れ性に優れる材料（例えば、銅などの金属）を用いて、その外周４０が略正方形となるように形成されている。また、接合パターン４の外周４０より内側には、接合パターン４が形成されておらず、接合層５を形成する接合材料に対して濡れ性の悪い下地露出部４１が形成されている。下地露出部４１は、接合パターン４を線状に分断するように形成されており、接合パターン４の短手方向の断面は、テーパー状になっている。
【００２１】
このような素子実装基板３は、例えば、射出成型法などにより樹脂、セラミック等を成形し、レーザを用いた立体回路形成法等により配線部３２や接合パターン４を形成することにより作製される。下地露出部４１は、例えば、接合パターン４を形成した後に、エッチングを施す従来工法により形成される。ＬＥＤチップ２は、素子実装基板３の凹部３０ａの底面にある配線部３２端に、フリップチップ実装して、素子実装基板３に実装される。
【００２２】
接合層５は、下地露出部４１に対向する領域に通気路７を有している。接合層５を形成する接合材料としては、クリームはんだ等の、初期状態においてペースト状であり有機成分を含有する接合材料が使用される。
【００２３】
電子部品実装基板６は、銅、アルミニウム等からなる金属板６１と、絶縁層６２と、配線パターン６３，６４とを備えており、金属板６１上に、絶縁層６２を介して配線パターン６３，６４が形成されている。このような電子部品実装基板６は、例えば、予め表面に配線パターン６３，６４を形成したガラスエポキシ製プリント配線板を、プリプレグを間に挟んだ状態で金属板６１にプレスすることにより作製される。
【００２４】
電子部品実装構造１は、例えば、リフロー工法等を利用して、電子部品１０の配線部３２を、接合部８を介して電子部品実装基板６の配線パターン６３に電気的に接続し、電子部品１０の接合パターン４を、接合層５を介して電子部品実装基板６の配線パターン６４に接合することにより形成される。
【００２５】
本実施形態の電子部品実装構造１によれば、接合材料中の気化した有機成分の排出を促すための通気路７が、接合層５の、接合パターンの外周４０より内側領域に形成されているので、接合材料を加熱溶融して電子部品１０を電子部品実装基板６に実装させる際、気化した有機成分が通気路７を介して接合層５の外部に排出され易くなる。このため、接合層５におけるボイドの発生を防止することができる。また、接合パターンの外周４０より内側に、接合部材に対して濡れ性の悪い下地露出部４１を有するので、接合層５を形成する接合材料が下地露出部４１に付着し難い結果、通気路７が、接合層５の、下地露出部４１に対向する領域に形成され易くなる。このため、より容易に接合層５におけるボイドの発生を防止することができる。
【００２６】
また、接合パターン４の断面をテーパー状としたので、下地露出部４１の形成に伴う接合パターン４の面積の減少を抑えつつ、通気路７を形成することができる。また、接合パターン４の断面をテーパー状にして接合パターン４の面積を大きくすると共に、接合パターン４に銅などの熱伝導性に優れる材料を用いたので、ＬＥＤチップ２からの熱が、接合パターン４内で素子実装基板３の背面３１に平行な方向に広がり易くなり、接合パターン４の熱抵抗をより効果的に下げることができる。
【００２７】
次に、本発明の第２の実施形態について図２を参照して説明する。本実施形態の電子部品実装構造１は、電子部品実装基板６が、電子部品１０の正面に配置された基板６ａと、電子部品１０の背面に配置された基板６ｂにより形成されている点で第１の実施形態と異なる。
【００２８】
電子部品１０の正面に配置された基板６ａは、絶縁層６２及び配線パターン６３を備えており、電子部品１０の凹部３０ａに対向する位置に開口部７０を有している。ＬＥＤチップ２からの光は、この開口部７０を介して出射される。
【００２９】
電子部品１０の背面に配置された基板６ｂは、例えば、銅などの金属板により形成されており、接合パターン４に対向する領域を取り囲むように、接合層５を形成する接合材料に対して濡れ性を有しないレジスト９が形成されている。
【００３０】
素子実装基板３の背面３１には、第１の実施形態の接合パターン４と同じパターン形状の接合パターン４が形成されており、接合パターン４の外周４０より内側に下地露出部４１が形成されている。また、素子実装基板３の正面３０には、配線部３２が形成されている。接合層５は、この下地露出部４１に対向する領域に通気路７を有している。
【００３１】
本実施形態においても第１の実施形態と同様の方法により、電子部品１０及び電子部品実装基板６を作製することができ、クリームはんだを用いたリフロー工法等により電子部品１０を電子部品実装基板６に実装することができる。電子部品実装構造１は、電子部品１０の前面において、電子部品１０の配線部３２を基板６ａの配線パターン６３に電気的に接続し、電子部品１０の接合パターン４を、接合層５を介して基板６ｂに接合することにより形成される。
【００３２】
本実施形態の電子部品実装構造１においても、通気路７が、接合層５の、接合パターンの外周４０より内側領域に形成されているので、気化した有機成分が通気路７を介して接合層５の外部に排出され易くなり、接合層５におけるボイドの発生を防止することができる。また、接合パターンの外周４０より内側に下地露出部４１を有するので、接合材料が下地露出部４１に付着し難い結果、通気路７が、接合層５の、下地露出部４１に対向する領域に形成され易くなる。このため、より容易に接合層５におけるボイドの発生を防止することができる。
【００３３】
次に、本発明の第３の実施形態について図３を参照して説明する。本実施形態の電子部品実装構造１は、電子部品１０が、下地露出部４１を接合パターンの外周４０より内側に有しておらず、電子部品実装基板６が、接合パターン４に対向する面上に、ランド部６５及び絶縁層露出部（非接合部）６２ａを有する点で第１の実施形態と異なる。
【００３４】
電子部品１０の接合パターン４は、接合層５を形成する接合材料に対して濡れ性に優れる材料を用いて、その外周４０が略正方形となるように形成されている。電子部品実装基板６は、接合パターン４に対向する面上に、熱伝導性に優れると共に接合層５を形成する接合材料に対して濡れ性のよい材料により形成されたランド部６５と、このランド部６５が形成されておらず、接合層５を形成する接合材料に対して濡れ性の悪い材料により形成された絶縁層露出部６２ａとを有している。ランド部６５の形状は、第１の実施形態における接合パターン４と同じパターン形状であり、ランド部６５の短手方向の断面は、テーパー状になっている。通気路７は、接合層５の、絶縁層露出部６２ａに対向する領域に形成されている。
【００３５】
本実施形態においても第１の実施形態と同様の方法により、電子部品１０及び電子部品実装基板６を作製することができ、クリームはんだを用いたリフロー工法等により電子部品１０を電子部品実装基板６に実装することができる。電子部品実装構造１は、電子部品１０の配線部３２を、接合部８を介して電子部品実装基板６の配線パターン６３に電気的に接続し、電子部品１０の接合パターン４を、接合層５を介して電子部品実装基板６のランド部６５に接合することにより形成される。
【００３６】
本実施形態の電子部品実装構造１においても、通気路７が、接合層５の、接合パターンの外周４０より内側領域に形成されているので、気化した有機成分が通気路７を介して接合層５の外部に排出され易くなり、接合層５におけるボイドの発生を防止することができる。また、電子部品実装基板６が、接合パターン４に対向する面上に、ランド部６５及び絶縁層露出部６２ａを有するので、接合材料が絶縁層露出部６２ａに付着し難い結果、通気路７が、接合層５の、絶縁層露出部６２ａに対向する領域に形成され易くなる。このため、より容易に接合層５におけるボイドの発生を防止することができる。
【００３７】
また、ランド部６５の断面をテーパー状としたので、絶縁層露出部６２ａの形成に伴うランド部６５の面積の減少を抑えつつ、通気路７を形成することができる。また、ランド部６５の断面をテーパー状にしてランド部６５の面積が大きくすると共に、ランド部６５に熱伝導性に優れる材料を用いたので、ＬＥＤチップ２からの熱が、ランド部６５内で電子部品実装基板６の表面に平行な方向に広がり易くなり、ランド部６５の熱抵抗をより効果的に下げることができる。
【００３８】
次に、本発明の第４の実施形態について図４及び図５を参照して説明する。本実施形態の電子部品実装構造１は、接合層５が、相対的に高融点の接合材料を相対的に低融点の接合材料で挟んでなる単位接合層５０を複数個有する点で他の実施形態と異なる。
【００３９】
図４に示されるように、本実施形態においては、電子部品１０として、例えば、第１の実施形態と同形状の電子部品１０が用いられる。また、電子部品実装基板６として、例えば、金属板６１上に絶縁層６２を介して配線パターン６３及びランド部６５が形成された基板が用いられる。ランド部６５は、接合層５を形成する接合材料に対して濡れ性のよい材料により形成され、接合パターン４と対向するように線状に形成されている。
【００４０】
接合層５は、相対的に高融点の接合材料からなるはんだバンプ５１と、初期状態においてペースト状であり有機成分を含有する相対的に低融点のクリームはんだ５２とを含んで形成されている。単位接合層５０は、このはんだバンプ５１を、クリームはんだ５２で挟んで形成される。図４において、単位接合層５０は、接合パターン４及びランド部６５に沿って、紙面の手前から奥行き方向に延びるように、略円柱状に形成されている。
【００４１】
電子部品１０は、例えば、以下のような方法により電子部品実装基板６に実装される。まず、電子部品１０の接合パターン４に相対的に低融点のクリームはんだ５２を塗布し、その上に相対的に高融点のはんだバンプ５１を載せてリフロー工程を通す。その際、リフロー炉内の温度は、高融点のはんだバンプ５１が溶融する温度よりも低温の、クリームはんだ５２のみが溶融する温度以下に管理する。このようにして、電子部品１０の接合パターン４上に、はんだバンプ５１が固定された構造を作製する。
【００４２】
次に、電子部品実装基板６のランド部６５にクリームはんだ５２を塗布する。そして、電子部品１０の背面を電子部品実装基板６に対向させて、はんだバンプ５１がランド部６５上に載るように位置合わせして載置した後、再度リフロー工程を通す。この際も、リフロー炉内の温度は、クリームはんだ５２のみが溶融する温度以下に管理する。はんだバンプ５１は工程の最後まで形状を保つことができ、図４に示されるような接合層５が形成される。
【００４３】
このような方法によれば、１回目のリフロー工程にて溶融したクリームはんだ５２は、フラックス等の不純物が排出されることによって融点が上昇する。従って、リフロー炉の温度をクリームはんだ５２のみが溶融する温度以下に管理することにより、二回目のリフロー工程において電子部品実装基板６側のクリームはんだ５２が溶融した際にも、電子部品１０側に付着したクリームはんだ５２が再溶融することなく、電子部品１０に対するはんだバンプ５１の位置ずれを防ぎつつ、電子部品１０を電子部品実装基板６に接合することが可能である。
【００４４】
なお、本実施形態においては、一回目のリフロー工程により、電子部品１０側にはんだバンプ５１を固定し、二回目のリフロー工程で、この電子部品１０を電子部品実装基板６に固定した場合について説明したが、一回日のリフロー工程で電子部品実装基板６側にはんだバンプ５１を固定し、二回目のリフロー工程で電子部品１０とはんだバンプ５１が付いた電子部品実装基板６とを接合してもよい。
【００４５】
本実施形態の電子部品実装構造１においても、通気路７が、接合層５の、接合パターンの外周より内側領域に形成されているので、気化した有機成分が通気路７を介して接合層５の外部に排出され易くなり、接合層５におけるボイドの発生を防止することができる。また、接合パターンの外周より内側に下地露出部４１を有するので、接合材料が下地露出部４１に付着し難い結果、通気路７が、接合層５の、下地露出部４１に対向する領域に形成され易くなる。このため、より容易に接合層５におけるボイドの発生を防止することができる。
【００４６】
また、接合層５は、高融点の接合材料を低融点の接合材料で挟んでなる単位接合層５０を複数備えるので、接合工程の温度を適切に調節して低融点の接合材料のみを溶融させ、高融点の接合材料の形状を保持させることにより、隣り合う単位接合層５０間に、より確実に通気路７を形成させることが可能であると共に、高融点の接合材料の形状やサイズを調節することにより、通気路７のサイズも制御可能である。例えば、図５に示されるように、サイズの大きいはんだバンプ５１を用いることにより、接合層５の厚みを大きくすることができる。なお、図５においては、電子部品実装基板６として、電子部品１０の背面に対向する領域に、絶縁層６２が取り除かれた金属板露出部６１ａを有し、電子部品１０の接合パターン４に対向する領域を取り囲むように、接合層５を形成する接合材料に対して濡れ性の悪いレジスト９が形成された基板を示している。このように、図５に示される電子部品実装構造１は、熱抵抗の高い絶縁層６２が除去されているので、図４に示す構造に比べて、更にＬＥＤチップ２の放熱性が高まる効果がある。
【００４７】
次に、本発明の第５の実施形態について図６を参照して説明する。本実施形態の電子部品実装構造１は、下地露出部４１が、接合パターン４の内側から外周側に向けて末広がりに形成されていると共に、素子実装基板３の少なくともＬＥＤチップ２が実装された領域の直下に対応する背面の領域１１が、接合層５を介して電子部品実装基板６に接合されている点で上記第１乃至第４の実施形態と異なる。
【００４８】
電子部品１０は、他の実施形態と同様、ＬＥＤチップ２と、素子実装基板３と、接合パターン４とを備えており、接合パターンの外周４０より内側には下地露出部４１が形成されている。この下地露出部４１は、ＬＥＤチップ２が実装された領域の直下に対応する背面の領域１１を避ける形で形成されている。従って、電子部品１０を電子部品実装基板６に接合した状態では、ＬＥＤチップ２が実装された領域の直下に対応する背面の領域１１は、接合材料を介して電子部品実装基板６に接合される。また、下地露出部４１は、接合パターン４の内側から外側に向けて末広がりに形成されると共に、接合パターン４の中心Ｏに対して対称的に形成されている。
【００４９】
電子部品実装基板６は、金属板６１と、絶縁層６２と、配線パターン６３とを備えており、電子部品１０の背面に対向する領域に、絶縁層６２が取り除かれた金属板露出部６１ａを有している。
【００５０】
本実施形態においても第１の実施形態と同様の方法により、電子部品１０及び電子部品実装基板６を作製することができ、クリームはんだを用いたリフロー工法等により電子部品１０を電子部品実装基板６に実装することができる。電子部品実装構造１は、電子部品１０の配線部３２を、接合部８を介して電子部品実装基板６の配線パターン６３に電気的に接続し、電子部品１０の接合パターン４を、接合層５を介して電子部品実装基板６の金属板露出部６１ａに接合することにより形成される。
【００５１】
本実施形態の電子部品実装構造１においても、通気路７が、接合層５の、接合パターンの外周４０より内側領域に形成されているので、気化した有機成分が通気路７を介して接合層５の外部に排出され易くなり、接合層５におけるボイドの発生を防止することができる。また、接合パターンの外周４０より内側に下地露出部４１を有するので、接合材料が下地露出部４１に付着し難い結果、通気路７が、接合層５の、下地露出部４１に対向する領域に形成され易くなる。このため、より容易に接合層５におけるボイドの発生を防止することができる。
【００５２】
また、素子実装基板３の少なくともＬＥＤチップ２が実装された領域の直下に対応する背面の領域１１が、接合層５を介して電子部品実装基板６に接合されているので、ＬＥＤチップ２から発生した熱を、より確実に電子部品実装基板６側に放熱することができる。
【００５３】
また、下地露出部４１が、接合パターン４の内側から外周側に向けて末広がりに形成されているので、接合層５に形成される通気路７も、その幅が接合パターン４の内側から外側に向けて末広がりになるように形成される。このため、接合材料を加熱溶融して電子部品１０を電子部品実装基板６に実装させる際、接合パターン４の内側から外側に向けて気体の流れが生じ易く、有機成分の接合層５外への排出を促し、接合層５におけるボイドの発生を、より効果的に防止することができる。更に、下地露出部４１は、接合パターン４の中心Ｏに対して対称的に形成されているので、接合パターン４の中心Ｏに対して、熱の流れが対称的に生じ易くなる。このため、熱の流れに伴うはんだの溶融の仕方も対称的に起こり、気化した有機成分が溶融したはんだの流れと共に通気路７中にスムーズに排出され易くなり、より効果的にボイドの発生を防止することが可能である。
【００５４】
また、電子部品１０の配線部３２が、電子部品実装基板６の方向に引き出されて配線パターン６３に電気的に接続され、電子部品１０の接合パターン４が、接合層５を介して熱伝導性のよい金属板露出部６１ａに接合されているので、この接合層５が放熱用の接合部として有利に作用する。ＬＥＤチップ２を素子とする電子部品１０では、ＬＥＤの効率が１０％前後であることから、注入電力を増加させるにつれて多大な熱が発生し、発生した熱を外部に逃がすことが出来ない場合、素子の温度が上昇して効率の更なる低下や、寿命の低下を招く虞れがあるが、接合層５が放熱用の接合部として作用するので、素子の温度上昇を抑制してＬＥＤの効率の低下及び寿命の低下を防止することができる。
【００５５】
次に、本発明の第６の実施形態に係る電子部品実装構造に付いて、図７を参照して説明する。本実施形態の電子部品実装構造１は、複数個のＬＥＤチップ２ａ～２ｃを備える点で、上記第１乃至第５の実施形態と異なる。
【００５６】
電子部品１０は、複数個のＬＥＤチップ２ａ～２ｃと、素子実装基板３と、接合パターン４とを備えている。接合パターン４は、その外周４０が略三角形状になるように形成されており、下地露出部４１は、ＬＥＤチップ２が実装された領域の直下に対応する背面の領域１１ａ～１１ｃを避けるように、接合パターンの外周４０より内側に形成されている。なお、下地露出部４１が接合パターン４に包囲されないように形成されていれば、各ＬＥＤチップ２ａ～２ｃに対応して形成された接合パターン４の各領域４ａ～４ｃは互いに連結されていてもよい。図７（ｃ）においては、ＬＥＤチップ２ａに対応して形成された接合パターンの領域４ａが、ＬＥＤチップ２ｂに対応して形成された接合パターンの領域４ｂ及びＬＥＤチップ２ｃに対応して形成された接合パターンの領域４ｃと連結し、接合パターンの領域４ｂと接合パターンの領域４ｃが連結していない例を示している。
【００５７】
電子部品実装基板６としては、例えば、上記第１の実施形態に示される基板を用いることができる。本実施形態においても第１の実施形態と同様の方法により、電子部品１０及び電子部品実装基板６を作製することができ、クリームはんだを用いたリフロー工法等により電子部品１０を電子部品実装基板６に実装することができる。
【００５８】
本実施形態の電子部品実装構造１によれば、電子部品１０が複数の素子を有する場合であっても、通気路７が、接合層５の、接合パターンの外周４０より内側領域に形成されているので、気化した有機成分が通気路を介して接合層５の外部に排出され易くなり、接合層５におけるボイドの発生を防止することができる。また、接合パターンの外周４０より内側に下地露出部４１を有するので、接合材料が下地露出部４１に付着し難い結果、通気路７が、接合層５の、下地露出部４１に対向する領域に形成され易くなる。このため、より容易に接合層５におけるボイドの発生を防止することができる。
【００５９】
また、素子実装基板３の少なくともＬＥＤチップ２が実装された領域の直下に対応する背面の領域１１ａ～１１ｃが、接合層５を介して電子部品実装基板６に接合されているので、ＬＥＤチップ２から発生した熱を、より確実に電子部品実装基板６側に放熱することができる。また、下地露出部４１が、接合パターン４の内側から外周側に向けて末広がりに形成されているので、通気路７が接合パターン４の内側から外側に向けて末広がりに形成され、電子部品１０を電子部品実装基板６に実装させる際に発生する有機成分が接合層５外に排出され易くなる。
【００６０】
次に、本発明の第７の実施形態について図８を参照して説明する。本実施形態の電子部品実装構造１は、下地露出部４１が、接合パターン４の内側から外側に向けて末広がりに形成された本流部分４１ａと、この本流部分４１ａから枝分かれした支流部分４１ｂを有する点で第６の実施形態と異なる。
【００６１】
電子部品１０は、複数のＬＥＤチップ２ａ～２ｃと、素子実装基板３と、接合パターン４とを備えている。接合パターン４は、その外周４０が略円形状になるように形成されている。下地露出部４１は、ＬＥＤチップ２が実装された領域の直下に対応する背面の領域１１ａ～１１ｃを避けるように、接合パターンの外周４０より内側に形成されており、接合パターン４の中心側から外側に向けて末広がりに形成された本流部分４１ａと、この本流部分４１ａから枝分かれするように形成された支流部分４１ｂを備えている。支流部分４１ｂは、枝先から本流部分４１ａに向けて末広がりに形成されている。また、下地露出部４１は、接合パターン４の中心Ｏに対して対称的に形成されている。電子部品実装基板６としては、例えば、上記第１の実施形態に示される基板を用いることができる。
【００６２】
本実施形態の電子部品実装構造１によれば、上記第６の実施形態と同様の効果が得られる。また、下地露出部４１が、接合パターン４の中心側から外側に向けて末広がりに形成された本流部分４１ａと、この本流部分４１ａから枝分かれするように、枝先から本流部分４１ａに向けて末広がりに形成された支流部分４１ｂを有するので、電子部品１０を電子部品実装基板６に実装させる際、気化した有機成分が、通気路７を通って効率的に接合部５外へ排出される。このため、ＬＥＤチップ２から発生した熱を、より確実に電子部品実装基板６側に放熱することができる。このため、より確実に接合層５におけるボイドの発生を防止することができる。
【００６３】
次に、本発明の第８の実施形態について図９を参照して説明する。本実施形態の電子部品実装構造１は、電子部品実装基板６に形成された金属板露出部６１ａに面する絶縁層６２の断面を傾斜面６６とした点で他の実施形態と異なる。
【００６４】
電子部品１０は、他の実施形態と同様、ＬＥＤチップ２と、素子実装基板３と、接合パターン４とを備えており、接合パターンの外周４０より内側には、接合パターン４を９分割するように縦横に延びる下地露出部４１が形成されている。
【００６５】
電子部品実装基板６は、金属板６１と、絶縁層６２と、配線パターン６３とを備えており、電子部品１０の背面に対向する領域に、絶縁層６２が取り除かれた金属板露出部６１ａを有している。金属板露出部６１ａの、配線パターン６３が近傍に形成されていない対向する２辺６０ａ，６０ｂには、傾斜面６６が形成されている。なお、傾斜面６６を形成する部位は、これら２辺６０ａ，６０ｂに限定されるものではなく、辺６０ｃ，６０ｄに傾斜面６６を形成してもよい。また、電子部品実装基板６上の、電子部品１０の接合パターン４に対応する部位には、電子部品１０の接合パターン４と同じ形状のランド部６５が形成されている。
【００６６】
このランド部６５は、図９に示されるように、電子部品実装基板６の材料としてはんだ濡れ性の良い材料（例えば、銅など）を用い、金属板露出部６１ａの一部をレジスト９で覆ってはんだ接合されない領域（非接合部）を設けることにより形成される。また、図１０に示されるように、電子部品実装基板６としてはんだ濡れ性の悪い材料（例えば、アルミニウム、セラミック等）を用い、その上に、はんだ濡れ性の良い材料（例えば、銅など）の層を設けることによりランド部６５を形成するようにし、ランド部６５以外の領域を非接合部としてもよい。
【００６７】
本実施形態においても第１の実施形態と同様の方法により、電子部品１０及び電子部品実装基板６を作製することができ、クリームはんだを用いたリフロー工法等により電子部品１０を電子部品実装基板６に実装することができる。電子部品実装構造１は、電子部品１０の配線部３２を、接合部８を介して電子部品実装基板６の配線パターン６３に電気的に接続し、電子部品１０の接合パターン４を、接合層５を介して電子部品実装基板６のランド部６５に接合することにより形成される。
【００６８】
本実施形態の電子部品実装構造１においても、通気路７が、接合層５の、接合パターンの外周４０より内側領域に形成されているので、気化した有機成分が通気路７を介して接合層５の外部に排出され易くなり、接合層５におけるボイドの発生を防止することができる。
【００６９】
また、電子部品１０が、接合パターンの外周４０より内側に下地露出部４１を有し、電子部品実装基板６が、接合パターン４に対向する面上に、ランド部６５及びレジスト９を有するので、接合材料が下地露出部４１及びレジスト９に付着し難い結果、通気路７が、接合層５の、下地露出部４１及びレジスト９に対向する領域に形成され易くなる。また、接合パターン４及びランド部６５を同じパターン形状としたことにより、通気路７の断面積を大きくすることができ、気化した有機成分をより効果的に接合層５の外部へ排出することができる。
【００７０】
また、電子部品実装基板６の金属板露出部６１ａに面する絶縁層６２の断面を傾斜面６６としたので、気化した有機成分が接合層５の外部へ向かう自然な流れが生じ易く、有機成分をより効果的に接合層５の外部へ排出することができる。
【００７１】
次に、本発明の第９の実施形態について図１１を参照して説明する。本実施形態の電子部品実装構造１は、素子実装基板３の背面に略錘形状の突出部３３が形成されている点で他の実施形態と異なる。
【００７２】
電子部品１０は、ＬＥＤチップ２と、素子実装基板３と、接合パターン４とを備えている。素子実装基板３の背面３１は２段形状となっており、下段部分には配線部３２の終端が形成されており、上段部分には、中央側が背面３１の周縁側に比べて電子部品実装基板６の方向に突出した略四角錘形状の突出部３３が形成されている。なお、突出部３３の形状は略錘形状であれば、特に限定されるものではない。また、突出部３３の表面には、接合材料に対して濡れ性に優れる材料にて、接合パターン４が形成されている。なお、図１１に示されるように、突出部３３の頂部３３ａは、背面３１内において中心部に近い方が、ボイドの発生をより効果的に防止できるが、必ずしも背面３１の中心部になくてもよく、背面３１の周縁側に寄っていてもよい。
【００７３】
電子部品実装基板６は、金属板６１と、絶縁層６２と、配線パターン６３とを備えており、電子部品１０の背面に対向する領域に、絶縁層６２が取り除かれた金属板露出部６１ａを有している。
【００７４】
本実施形態においても第１の実施形態と同様の方法により、電子部品１０及び電子部品実装基板６を作製することができ、クリームはんだを用いたリフロー工法等により電子部品１０を電子部品実装基板６に実装することができる。電子部品実装構造１は、電子部品１０の配線部３２を、接合部８を介して電子部品実装基板６の配線パターン６３に電気的に接続し、電子部品１０の接合パターン４を、接合層５を介して電子部品実装基板６の金属板露出部６１ａに接合することにより形成される。
【００７５】
本実施形態の電子部品実装構造１によれば、電子部品１０が、素子実装基板３の背面３１の中央側が背面３１の周縁側に比べて電子部品実装基板６の方向に突出した略錘体状の突出部３３を有するので、接合材料を加熱溶融して電子部品１０を電子部品実装基板６に実装させる際、接合パターン４の内側から外側に向けて、矢印ａ方向に気体の流れが生じ易くなる。このため、気化した有機成分の接合層５外への排出を促して、接合層５におけるボイドの発生を防止することができる。
【００７６】
また、電子部品１０の配線部３２が、電子部品実装基板６の方向に引き出されて配線パターン６３に電気的に接続され、電子部品１０の接合パターン４が、接合層を５介して熱伝導性のよい金属板露出部６１ａに接合されているので、この接合層５が放熱用の接合部として有利に作用し、素子の温度上昇を抑制してＬＥＤの効率の低下及び寿命の低下を防ぐことができる。
【００７７】
なお、本発明は上記第１乃至第９の実施形態の構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、素子はＬＥＤチップ２でなくてもよく、種々のトランジスタ、ダイオード等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る電子部品実装構造の電子部品のＡ－Ａ’線断面図、（ｂ）は同電子部品の背面図、（ｃ）は同電子部品実装構造の断面図。
【図２】第２の実施形態に係る電子部品実装構造の断面図。
【図３】（ａ）は第３の実施形態に係る電子部品実装構造の電子部品実装基板の上面図、（ｂ）は同電子部品実装基板のＢ－Ｂ’線断面図、（ｃ）は同電子部品実装構造の断面図。
【図４】第４の実施形態に係る電子部品実装構造の断面図。
【図５】第４の実施形態の変形例に係る電子部品実装構造の断面図。
【図６】（ａ）は第５の実施形態に係る電子部品実装構造の電子部品のＣ－Ｃ’線断面図、（ｂ）は同電子部品の背面図、（ｃ）は同電子部品実装構造の断面図。
【図７】（ａ）は第６の実施形態に係る電子部品実装構造の電子部品のＤ－Ｄ’線断面図、（ｂ）は同電子部品の正面図、（ｃ）は同電子部品の背面図。
【図８】第７の実施形態に係る電子部品実装構造の電子部品の背面図。
【図９】（ａ）は第８の実施形態に係る電子部品実装構造の電子部品実装基板の上面図、（ｂ）は同電子部品実装基板のＥ－Ｅ’線断面図、（ｃ）は同電子部品実装構造の断面図。
【図１０】第８の実施形態の変形例に係る電子部品実装基板の断面図。
【図１１】（ａ）は第９の実施形態に係る電子部品実装構造の電子部品のＦ－Ｆ’線断面図、（ｂ）は同電子部品の背面図、（ｃ）は同電子部品実装構造の断面図。
【符号の説明】
【００７９】
１電子部品実装構造
２ＬＥＤチップ（素子）
３素子実装基板
４接合パターン
５接合層
６電子部品実装基板
７通気路
１０電子部品
３３突出部
４１下地露出部
５０単位接合層
６１ａ金属板露出部

【出願人】	【識別番号】０００００５８３２【氏名又は名称】松下電工株式会社【住所又は居所】大阪府門真市大字門真１０４８番地
【出願日】	平成１６年９月２７日（２００４．９．２７）
【代理人】	【識別番号】１０００８４３７５【弁理士】【氏名又は名称】板谷康夫
【公開番号】	特開２００６－９３６２１（Ｐ２００６－９３６２１Ａ）
【公開日】	平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【出願番号】	特願２００４－２８０２９８（Ｐ２００４－２８０２９８）