專利名稱：固定夾具、配線基板和電子零部件組裝體及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將各種電子零部件(例如半導(dǎo)體裸芯片，BGA(ball grid array，球柵陣列)，CSP(chip size package，小芯片尺寸的組件)等)裝配到配線基板上的固定夾具。特別是，涉及可將電子零部件進(jìn)行簡(jiǎn)單的倒裝片安裝，而且容易進(jìn)行互換的固定夾具。進(jìn)而，本發(fā)明涉及具有這種固定夾具的配線基板。同時(shí)，本發(fā)明涉及采用這種固定夾具，將電子零部件組裝起來(lái)的組裝體及其制造方法。
近年來(lái)，隨著電子設(shè)備的小型高密度化，不僅在工業(yè)領(lǐng)域而且廣泛地在民用電子設(shè)備領(lǐng)域也強(qiáng)烈要求將LSI等半導(dǎo)體芯片以裸片的狀態(tài)進(jìn)行倒裝組裝。
在倒裝片安裝中，由于用稱作底墊的樹脂粘合劑將半導(dǎo)體芯片粘接到基板上，所以，一旦粘接之后很難修復(fù)。這成為采用倒裝片安裝時(shí)的障礙。
同時(shí)，對(duì)于半導(dǎo)體芯片制造者而言，必須對(duì)裸芯片進(jìn)行測(cè)試和老化試驗(yàn)(burn-in test)之后，將裸芯片從配線基板上取出再出廠。
作為能夠很容易地將半導(dǎo)體芯片從配線基板上取下地裝配倒裝片的固定夾具現(xiàn)在還沒(méi)有進(jìn)入實(shí)用階段，而作為CSP用的固定夾具，已在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，部分地采用把CPS固定用框體安裝到將裝有彈簧的接合銷排列成點(diǎn)陣狀的基板上的夾具。
同時(shí)，在特開平2-268491號(hào)公報(bào)中，描述了一種可把在兩端備有電極的雙極型芯片零部件進(jìn)行互換的組裝方法。該方法如下所述。首先，在絕緣體板的兩端豎直設(shè)置一對(duì)傾斜的金屬板制成底座。然后，將配線基板固定到該底座上。這時(shí)，將形成于該配線基板上的一對(duì)電極分別焊接在所述一對(duì)傾斜的金屬板上進(jìn)行電連接。其次，一面使雙板型芯片零部件兩端的電極分別與所述一對(duì)傾斜金屬板接觸，一面保持雙極型芯片零部件與所述一對(duì)傾斜金屬板之間的彈性。借此，使雙極型芯片零部件的電極與配線基板的電極中間經(jīng)由傾斜金屬板進(jìn)行電連接。采用這種方法，即使將雙極型芯片零部件裝配之后，通過(guò)解除所述一對(duì)傾斜金屬板的彈性?shī)A持，也可很容易地把雙極型芯片零部件從配線基板上取下。
此外，在特開平3-241847號(hào)公報(bào)中，描述了一種在單面形成電極的芯片零部件的組裝方法。該方法如下所述。首先，將芯片零部件上的電極與配線基本上的電極對(duì)位，將芯片零部件面朝下載置于配線基板上。然后，在芯片零部件的上表面(未形成電極一側(cè)的面)上中間經(jīng)由彈性層罩上大致為U形的蓋。然后將蓋的兩個(gè)腳部粘接在配線基板上。通過(guò)上述方式，芯片零部件利用蓋中間經(jīng)由彈性層壓緊在配線基板一側(cè)，將芯片零部件與配線基板進(jìn)行電連接。
但是，上述現(xiàn)有的組裝方法存在以下的問(wèn)題。
上述CPS用的固定夾具其結(jié)構(gòu)規(guī)模過(guò)大，從而，它可作為半導(dǎo)體裸芯片的老化試驗(yàn)用，但由于其價(jià)格和形狀終歸不能作為一般的電子設(shè)備使用。同時(shí)，也很難適用于電極座的配置間距窄的半導(dǎo)體芯片。
在特開平2-268491號(hào)公報(bào)描述的雙極型芯片零部件的組裝方法中，使用在絕緣體板的兩側(cè)整體形成一對(duì)傾斜金屬板的底座。從而，為了制成底座必須進(jìn)行使不同材料構(gòu)成的部件一個(gè)化的作業(yè)，底座的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，成本增加。同時(shí)，在芯片零部件與配線基板之間存在絕緣體板，芯片零部件的電極與配線基板的電極中間經(jīng)由一對(duì)傾斜金屬板進(jìn)行連接。從而導(dǎo)致高頻特性的惡化。同時(shí)，該組裝方法主要著眼于雙極型芯片零部件，這難以適用于倒裝片組裝。進(jìn)而，難以將其用于由多個(gè)電極以窄間距形成的電子零部件，不適合于高密度的組裝。
另外，在特開平3-241847號(hào)公報(bào)所描述的芯片零部件的組裝方法中，在把U形蓋粘接在配線基板上之后，難以進(jìn)行芯片零部件的交換。同時(shí)，在粘接固定蓋時(shí)，芯片零部件相對(duì)于配線基板容易造成位置偏移，特別是在使電極間距很窄時(shí)，合格率顯著降低。
本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有的問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用的固定夾具，該固定夾具可將半導(dǎo)體裸芯片等電子零部件進(jìn)行倒裝片裝配，并且在裝配后可很容易地將電子零部件取下。同時(shí)，本發(fā)明的目的是提供配備有這種固定夾具的配線基板。進(jìn)而，本發(fā)明的目的是提供一種用這種固定夾具組裝電子零部件的組裝體及其制造方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如下。
根據(jù)本發(fā)明的固定夾具其特征為，具有中央部開口的底座，設(shè)置在前述底座上、固定電子零部件用的可動(dòng)爪，以及用于對(duì)電子零部件定位用的至少一對(duì)定位壁。
采用上述固定夾具，將半導(dǎo)體裸芯片(與半導(dǎo)體芯片意義相同)，BGA,CSP等電子零部件的四個(gè)邊及四個(gè)角中的全部或一部分與可動(dòng)爪卡合，使之與定位壁接觸，可對(duì)電子零部件定位固定。從而，如果把該固定夾具固定到配線基板上的話，可將電子零部件倒裝片安裝到配線基板上。并且，由于電子零部件被可動(dòng)爪保持，在組裝后可以將其卸下。從而，即使組裝不良也很容易修復(fù)。進(jìn)而，所述固定夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可低價(jià)格制造并實(shí)際應(yīng)用于電子設(shè)備。同時(shí)，由于底座的中央部是開口的，所以中間不必經(jīng)過(guò)其它導(dǎo)電構(gòu)件(但，凸出部，導(dǎo)電性粘合劑等除外)即可將電子零部件與配線基板直接連接。同時(shí)由于形成將電子零部件的外周包圍起來(lái)的框狀，可將固定構(gòu)件作為一個(gè)部件使用，安裝和制造都很容易。
在上述固定夾具中，前述可動(dòng)爪優(yōu)選地中間經(jīng)由壁厚較薄的薄壁部可彈性位移地保持在前述底座上。借此，在組裝電子零部件時(shí)和組裝好之后，容易將其卸下。
在這種情況下，前述底座的壁厚優(yōu)選地厚于前述薄壁部的壁厚。這里，所謂“底座的壁厚”指的是，當(dāng)把固定夾具安裝到配線基板上時(shí)，在與配線基板的表面平行的方向上底座的壁厚。借此，可增大與配線基板粘接的底座的底面積，提高固定夾具向配線基板上的安裝強(qiáng)度。
此外，前述薄壁部的截面形狀可以折曲或彎曲成大致的C字形，大致的J字形或者大致的V字形。借此可放寬固定夾具、配線基板及電子零部件的尺寸允許誤差范圍。同時(shí)，可防止由于較小的制造誤差，產(chǎn)生過(guò)大的壓緊力而造成電子零部件及配線基板的破損。
同時(shí)，在上述固定夾具中，前述底座的平面形狀優(yōu)選地為在中央部開口的基本上為矩形的框狀。通過(guò)使固定夾具的形狀與通常大多采用的作為電子零部件的平面形狀的矩形相一致，可使其在配線基板上占據(jù)的面積最小。
此外，在這種情況下，前述可動(dòng)爪優(yōu)選地形成于除四個(gè)角之外的四個(gè)邊中至少一個(gè)邊上。從而，由于可動(dòng)爪容易進(jìn)行彈性變形，所以在組裝電子零部件時(shí)和組裝好之后，容易將其卸下。
同時(shí)，在上述固定夾具中，優(yōu)選地在前述可動(dòng)爪的上部形成比前述開口側(cè)底的傾斜面。借此，可易于對(duì)電子零部件進(jìn)行組裝。
此外，在上述固定夾具中，前述定位壁優(yōu)選地為前述底座的內(nèi)壁面。
或者，也可將前述定位壁作為前述可動(dòng)爪的前端面。借此可放寬定位壁與電子零部件的尺寸允許誤差。
此外，在上述固定夾具中，前述可動(dòng)爪與前述定位壁優(yōu)選地由絕緣材料制成。通過(guò)用絕緣材料構(gòu)成至少與電子零部件接觸的構(gòu)件，可防止電子零部件與電路的誤動(dòng)作。
同時(shí)，在上述固定夾具中，前述底座、前述可動(dòng)爪及前述定位壁優(yōu)選地用同一材料整體成形。從而可降低固定夾具的制造成本。
其次，本發(fā)明的裝有固定夾具的配線基板為一種備有用于裝配電子零部件的固定夾具的配線基板，其特征為，前述固定夾具具有固定前述電子零部件用的可動(dòng)爪及用于對(duì)前述電子零部件進(jìn)行定位的至少一對(duì)定位壁，前述配線基板的電極露出在前述一對(duì)定位壁之間。
采用上述裝有固定夾具的配線基板，通過(guò)將半導(dǎo)體裸芯片、BGA、CPS等電子零部件的四個(gè)邊及四個(gè)角中的全部或其中的一部分與可動(dòng)爪卡合，并使之與定位壁接觸，可將電子零部件定位并加以固定。從而，可將電子零部件倒裝片安裝到配線基板上。并且，由于電子零部件用可動(dòng)爪保持，所以在裝配后可很容易地將其卸下。因此，即使裝配不良也可很容易地加以修復(fù)。進(jìn)而，固定夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，可實(shí)際應(yīng)用在電子設(shè)備中。同時(shí)，由于配線基板的電極外露，可不必中間經(jīng)由其它導(dǎo)電構(gòu)件(但，凸出部、導(dǎo)電性粘合劑除外)可直接連接到電子零部件的電極上。
在上述裝有固定夾具的配線基板上，前述可動(dòng)爪優(yōu)選地中間經(jīng)由壁厚較薄的薄壁部可彈性位移地保持。借此，在電子零部件的組裝過(guò)程中和組裝之后，可很容易地將其卸下。
在這種情況下，前述固定夾具通過(guò)將其底面與前述配線基板粘接加以固定，在前述底面上的前述固定夾具的壁厚優(yōu)選地厚于前述薄壁部的壁厚。借此提高固定夾具的安裝強(qiáng)度。
此外，前述薄壁部的截面形狀可折曲或彎曲成大致的C字形，大致的J字型或大致的V字形。借此，可放寬固定夾具、配線基板、及電子零部件的尺寸誤差允許范圍。同時(shí)可防止因小的制造誤差造成過(guò)大的壓緊力而引起的電子零部件和配線基板的破損。
同時(shí)，在上述裝有固定夾具的配線基板上，前述固定夾具的平面形狀優(yōu)選地為中央部開口的大致的矩形框狀。通過(guò)以包圍電子零部件的外周的方式整體化，可作為一個(gè)部件來(lái)處理固定夾具，容易制造和安裝。
此外，在上述裝有固定夾具的配線基板上，優(yōu)選地，上述可動(dòng)爪形成于除四角以外的四個(gè)邊中至少一個(gè)邊上。從而，由于可容易地進(jìn)行可動(dòng)爪的彈性位移，在電子零部件的組裝和組裝之后，可很容易地將其卸下。
同時(shí)，在上述裝有固定夾具配線基板上，優(yōu)選地在前述可動(dòng)爪的上部形成前述電子零部件的配置側(cè)低的傾斜面。從而容易地進(jìn)行電子零部件的組裝。
此外，在上述裝有固定夾具的配線基板上，也可在與配備前述固定夾具的前述配線基板的第一表面的對(duì)向側(cè)的第二表面上，形成與在前述第一表面上形成的電極相連接的電極。借此，獲得電子零部件的倒裝片安裝用夾具。
其次，根據(jù)本發(fā)明的電子零部件組裝體為一種采用固定夾具把電子零部件裝配到配線基板上的電子零部件組裝體，其特征為，前述固定夾具備有可動(dòng)爪和至少一對(duì)定位壁，前述可動(dòng)爪將前述電子零部件固定在前述配線基板上，前述一對(duì)定位壁通過(guò)將前述電子零部件配置于它們之間，對(duì)位于前述配線基板的表面平行的方向上的前述電子零部件的位置進(jìn)行限定，前述電子零部件的電極與在前述一對(duì)定位壁之間形成的前述配線基板的電極相連接。
采用上述電子零部件的組裝體，可將半導(dǎo)體裸芯片，BGA,CSP等電子零部件倒裝片安裝到配線基板上。并且，由于電子零部件由可動(dòng)爪保持，在組裝后可很容易地卸下。從而，即使產(chǎn)生組裝不良也可很容易地進(jìn)行修復(fù)。進(jìn)而，固定夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可廉價(jià)制造，可實(shí)際應(yīng)用于電子設(shè)備中。同時(shí)，可以不必中間經(jīng)過(guò)其它導(dǎo)電構(gòu)件(但，凸出部，導(dǎo)電性粘合劑除外)直接將電子零部件的電極與配線基板的電極連接起來(lái)。
在上述電子零部件組裝體中，前述可動(dòng)爪優(yōu)選地將前述電子零部件向前述配線基板一側(cè)推壓。從而提高電子零部件與配線基板電極連接的可靠性。
在上述電子零部件組裝體中，作為前述電子零部件，可以用半導(dǎo)體芯片，BGA或者CSP。
此外，在上述電子零部件組裝體中，前述電子零部件的電極與前述配線基板的電極優(yōu)選地經(jīng)由導(dǎo)電性粘合劑連接。借此，不必在電極上形成凸出部也可進(jìn)行組裝。此外，在形成凸出部的情況下，即使凸出部和配線基板等存在制造誤差，也可進(jìn)行良好的電連接。
同時(shí)，在上述電子零部件組裝體中，優(yōu)選地在前述電子零部件的電極或前述配線基板的電極上形成凸出部。借此，只要把電子零部件安裝在固定夾具上就可實(shí)現(xiàn)電連接。
在這種情況下，優(yōu)選地，未形成凸出部一側(cè)的電極中間經(jīng)由導(dǎo)電性粘合劑與前述凸出部相連接。借此，導(dǎo)電性粘合劑吸收凸出部及配線基板等的制造誤差，實(shí)現(xiàn)良好的電接觸。
此外，在上述電子零部件組裝體中，優(yōu)選地，在前述電子零部件上安裝比前述電子零部件外形尺寸大的固定板，前述可動(dòng)爪中間經(jīng)由前述固定板間接地固定前述電子零部件，前述定位壁中間經(jīng)由前述固定板間接地限定前述電子零部件的位置。這里，所謂“外形尺寸大”是指，在從上面向下的投影中，固定板比電子零部件大。這樣，如果將固定板的尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，就可使固定夾具標(biāo)準(zhǔn)化，可更進(jìn)一步降低成本。
在這種情況下，也可使前述固定板及前述定位壁具有相互嵌合的嵌合形狀，借助前述嵌合形狀限定位置以及/或者固定前述固定板。借此增加固定夾具的設(shè)計(jì)自由度。
此外，優(yōu)選地，在前述固定板的下表面的周圍形成傾斜面。借此，在安裝電子零部件時(shí)，使可動(dòng)爪與傾斜面接觸，從而可容易地移動(dòng)可動(dòng)爪，容易進(jìn)行組裝。
同時(shí)，優(yōu)選地，前述固定板中間經(jīng)由具有彈性的粘合層安裝到電子零部件上。借此，可通過(guò)使粘合層發(fā)生彈性形變吸收各種制造誤差。
其次，根據(jù)本發(fā)明的電子零部件組裝體的制造方法，其特征為，在獲得配備有具有可動(dòng)爪和至少一對(duì)定位壁的固定夾具及露出在前述一對(duì)定位壁之間所形成的電極的配線基板之后，將電子零部件嵌入前述一對(duì)定位壁之間，通過(guò)用前述可動(dòng)爪將前述電子零部件固定，將前述電子零部件的電極與前述配線基板的電極連接在一起。
采用上述電子零部件組裝體的制造方法，通過(guò)將半導(dǎo)體裸芯片、BGA、CSP等電子零部件的四個(gè)邊和四個(gè)角的全部或其中的一部分與可動(dòng)爪卡合，與定位壁接觸，可對(duì)電子零部件進(jìn)行定位固定。從而，可把電子零部件倒裝片安裝到配線基板上。同時(shí)，可以中間不經(jīng)過(guò)其它導(dǎo)電構(gòu)件(但，凸出部，導(dǎo)電性粘合劑除外)將配線基板的露出的電極與電子零部件的電極直接連接起來(lái)。并且，由于電子零部件用可動(dòng)爪保持，從而在組裝后也可很容易地將其卸下。因此，即使產(chǎn)生組裝不良也可很容易地進(jìn)行修復(fù)。進(jìn)而，固定夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可廉價(jià)制造，可實(shí)際應(yīng)用于電子設(shè)備。
在上述電子零部件組裝體的制造方法中，在前述電子零部件的電極與前述配線基板的電極連接之后，也可進(jìn)行前述連接的導(dǎo)通檢查。借此可判斷連接的好壞。同時(shí)，在連接不良的情況下，可將電子零部件卸下進(jìn)行修復(fù)。
在前述導(dǎo)通檢查之后，也可在前述電子零部件與前述配線基板之間注入底墊。借此，可防止連接部因環(huán)境變化造成的惡化，同時(shí)可加強(qiáng)連接部的機(jī)械強(qiáng)度。
同時(shí)，在前述導(dǎo)通檢查后，也可用樹脂將前述電子零部件密封。從而獲得半導(dǎo)體組件。
采用本發(fā)明，利用具有可動(dòng)爪及定位壁的固定夾具可把半導(dǎo)體芯片，BGA,CSP等電子零部件倒裝片安裝到配線基板上。并且，由于電子零部件用可動(dòng)爪保持，在組裝后，可很容易地將其卸下。從而，即使組裝不好，也可很容易進(jìn)行修復(fù)。進(jìn)而，固定夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可廉價(jià)制造并能實(shí)際應(yīng)用到電子設(shè)備中。


圖1是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例一的電子零部件組裝體的剖視圖。
圖2是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例一的固定夾具的簡(jiǎn)略結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖3是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例二的電子零部件組裝體的剖視圖。
圖4是表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例二的固定夾具的簡(jiǎn)略結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖5是表示有關(guān)本發(fā)明實(shí)施例二的另一個(gè)電子零部件組裝體的剖視圖。
圖6是表示有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例三的電子零部件組裝體的剖視圖。
圖7是表示在有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例四的電子零部件組裝體中，凸出部與電極的連接部分的放大剖視圖。
下面利用實(shí)施例來(lái)具體地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。
實(shí)施例一圖1是有關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例一的電子零部件的組裝體的剖視圖。
在本實(shí)施倒中，將半導(dǎo)體裸芯片(下面簡(jiǎn)稱“半導(dǎo)體芯片”)105用固定夾具120倒裝片安裝到配線基板101上。
在配線基板101的表面上以預(yù)定的形狀配列設(shè)置電極102。圖中雖未示出，但實(shí)際上配線基板101在大多數(shù)情況下為多層配線基板。為了對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體芯片105上的微細(xì)的狹窄間距的電極座在配線基板101上設(shè)置電極102并進(jìn)行配線，配線基板101為多層基板是很自然的。此外，在圖中沒(méi)有表示出來(lái)、但在實(shí)際的配線基板上，也可于其周邊裝配電容、電阻等所謂無(wú)源基片零部件。不言而喻，也可裝配半導(dǎo)體組件。
在半導(dǎo)體芯片105的電極座上，用公知的方法形成凸出部106。
為將半導(dǎo)體芯片105定位固定，用粘合劑104把固定夾具120固定在配線基板101上。固定夾具120對(duì)于與配線基板101上的電極102的形成位置之間的關(guān)系正確定位進(jìn)行設(shè)置。
圖2是表示固定夾具120的簡(jiǎn)略結(jié)構(gòu)的透視圖。
固定夾具120具有將半導(dǎo)體芯片105向配線基板101的方向壓緊固定用的可動(dòng)爪123，用于將半導(dǎo)體芯片105沿平行于配線基板101的表面的方向進(jìn)行限位用的定位壁128以及在中央部備有開口122的大致為矩形框狀的底座121。
可動(dòng)爪123中間經(jīng)過(guò)壁厚較薄的薄壁部125分別與底座121的四個(gè)邊成一整體?？蓜?dòng)爪123的前端從定位壁128向內(nèi)側(cè)方向(配置半導(dǎo)體芯片105的開口122一側(cè))突出。對(duì)向的可動(dòng)爪123的前端之間的間隔小于半導(dǎo)體芯片105的寬度?？蓜?dòng)爪123與半導(dǎo)體芯片105的上表面的周圍的邊卡合，將半導(dǎo)體芯片105固定。
在可動(dòng)爪123的上部，形成開口122一側(cè)低的傾斜面127。在安裝半導(dǎo)體芯片105時(shí)，只要把半導(dǎo)體芯片105載置于傾斜面127上從上方向下方塞入即可。隨著半導(dǎo)體芯片105在傾斜面127上的移動(dòng)，薄壁部125產(chǎn)生彈性形變，對(duì)向的可動(dòng)爪123向外側(cè)的方向避開，使半導(dǎo)體芯片105插入成為可能。塞入之后，可動(dòng)爪123恢復(fù)原狀。借此半導(dǎo)體芯片105與可動(dòng)爪123卡合而被固定。
優(yōu)選地，以可動(dòng)爪123的下表面以預(yù)定的應(yīng)力把半導(dǎo)體芯片105向下方壓緊的方式來(lái)設(shè)定可動(dòng)爪123的高度。從而提高凸出部106與電極102的連接可靠性。
半導(dǎo)體芯片105在平行于配線基板101的表面方向上的位置是通過(guò)使半導(dǎo)體芯片105的周圍壁與底座121的內(nèi)壁面、即與對(duì)向的兩對(duì)定位壁128接觸來(lái)正確地限定的。
通過(guò)以上方式，使形成于半導(dǎo)體芯片105的電極座上的凸出部106與從底座121的開口122內(nèi)露出而形成的配線基板101的電極102進(jìn)行位置精度很高地相互接觸。
在本發(fā)明中，固定夾具120只要有固定半導(dǎo)體芯片105用的可動(dòng)爪123和定位用的定位壁128即可，并不限于圖2所示的結(jié)構(gòu)?？蓜?dòng)爪123如圖2所示，可沿半導(dǎo)體芯片的四邊設(shè)置四個(gè)，也可僅沿對(duì)向的兩個(gè)邊設(shè)置兩個(gè)?；蛘呖稍O(shè)置更多個(gè)?；蛘卟豢ㄖ乖诎雽?dǎo)體芯片的邊上而僅卡止四角(或者對(duì)向的兩個(gè)角)地設(shè)置。同時(shí)，通過(guò)在定位壁128的形成位置上采取適當(dāng)?shù)拇胧?，也可僅設(shè)置一個(gè)可動(dòng)爪123。另一方面，定位壁128為了能夠從兩側(cè)夾持半導(dǎo)體芯片105至少要有對(duì)向的一對(duì)。也可如圖2所示，沿半導(dǎo)體芯片的四個(gè)邊連續(xù)地設(shè)置，也可僅沿著半導(dǎo)體芯片的對(duì)向的兩個(gè)邊設(shè)置?；蛘?，也可以從不與半導(dǎo)體的四個(gè)邊而僅與其四個(gè)角(或者對(duì)向的兩個(gè)角)接觸的方式設(shè)置。
圖2是表示可動(dòng)爪123不形成于四個(gè)角處的四個(gè)角為開放式的固定夾具的例子。在這種四角為開放式的情況下，由于四個(gè)可動(dòng)爪123可分別獨(dú)立移動(dòng)，使得半導(dǎo)體芯片的安裝及卸下的操作性能良好。
與半導(dǎo)體芯片105的四個(gè)邊及四個(gè)角任何一種相對(duì)應(yīng)的可動(dòng)爪123優(yōu)選地中間經(jīng)過(guò)薄壁部125與中央具有開口122的大致為矩形的框狀底座121一體化。借助薄壁部125可使可動(dòng)爪123的彈性位移變得更加容易。
為了能夠和半導(dǎo)體芯片105的外形尺寸相一致，以很高的精度形成對(duì)向的定位壁128之間的內(nèi)部尺寸。借此，可對(duì)半導(dǎo)體芯片105正確地定位。
底座121具有比薄壁部125更厚的壁厚。從而，增大與配線基板101對(duì)向的底部的面積，提高粘接強(qiáng)度。
底座121可使其平面形狀與大致為矩形的半導(dǎo)體芯片105的四個(gè)邊對(duì)應(yīng)的方式形成。這時(shí)，底座121可如圖2所示，連續(xù)地形成四個(gè)邊，也可使四個(gè)邊相互獨(dú)立地(即，相互分離地)設(shè)置?；蛘撸部芍瞥上噜彽膬蛇呥B續(xù)的兩組底座。但是，整體形成的底座制造和設(shè)置比較容易，價(jià)格也便宜。此外，也可將底座121不與半導(dǎo)體芯片105的四個(gè)邊而是僅與其四個(gè)(或?qū)ο虻膬蓚€(gè))角對(duì)應(yīng)地獨(dú)立設(shè)置。
在上述實(shí)施例中，對(duì)在半導(dǎo)體芯片105的電極座上形成凸出部106的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但是也可以沒(méi)有凸出部而進(jìn)行裝配。但是，由于半導(dǎo)體芯片105上的電極座通常表面上會(huì)有凹陷，從而優(yōu)選地利用電鍍或?qū)щ娦哉澈蟿┲瞥赏钩霾?，有利于進(jìn)行接觸。
導(dǎo)電性粘合劑的使用帶來(lái)良好的結(jié)果。即使在形成凸出部106的情況下，通過(guò)在凸出部106與配線基板101上的電極102之間添加導(dǎo)電性粘合劑，與基板表面的凹凸及凸出部106的高度的起伏無(wú)關(guān)，可確保良好的電接觸。這將帶來(lái)可降低為了確保接觸而由可動(dòng)爪123產(chǎn)生的壓緊力、同時(shí)由于不必使底座121具有很強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度，從而可使之小型化的效果。
對(duì)固定夾具120的材料沒(méi)有特定的限制，例如可利用金屬等導(dǎo)電性材料，以及樹脂或橡膠等絕緣性材料。然而，與半導(dǎo)體芯片105接觸的可動(dòng)爪123及定位壁128要用絕緣性材料制成，以防止半導(dǎo)體芯片105的誤動(dòng)作。同時(shí)，當(dāng)將底座121，可動(dòng)爪123及定位壁128用同一材料整體成形時(shí)，能夠以低的成本制造固定夾具120。特別是，當(dāng)用樹脂將整個(gè)固定夾具120整體成形時(shí)，其成形性良好，精度高，可低價(jià)制造，是很理想的。
實(shí)施例2
圖3是有關(guān)實(shí)施例二的電子零部件組裝體的剖視圖。此外，圖4是用于圖3的電子零部件組裝體的固定夾具的透視圖。在圖3，圖4中，與圖1，圖2相同的構(gòu)件賦予相同的符號(hào)，對(duì)它們的詳細(xì)說(shuō)明加以省略。
本實(shí)施例一與實(shí)施例二相比，其固定夾具的形狀不同。下面，對(duì)本實(shí)施例的固定夾具進(jìn)行說(shuō)明。
在圖3，圖4中，220為固定夾具，221為底座，222為開口，223為可動(dòng)爪，225為薄壁部，227為傾斜面，228為定位壁。
本實(shí)施例的固定夾具220的薄壁部225彎曲成截面大致為C字形的形狀，其一端連接到底座221上，在其另一端上形成可動(dòng)爪223。在薄壁部225的上表面上形成傾斜面227，該傾斜面在配置電子零部件105的開口222一側(cè)較低。
半導(dǎo)體芯片105的安裝和實(shí)施例一的情況一樣，以如下方式進(jìn)行。將半導(dǎo)體芯片105載置于傾斜面227上，從上方向下方塞入。隨著半導(dǎo)體芯片105在傾斜面227上的移動(dòng)，薄壁部225發(fā)生彈性形變，對(duì)向的可動(dòng)爪223向外側(cè)避開。在半導(dǎo)體芯片105塞入后，可動(dòng)爪223復(fù)原，將半導(dǎo)體芯片105向配線基板101方向壓緊。與此同時(shí)，從底座221的開口222內(nèi)外露所形成的電極102與半導(dǎo)體芯片105的凸出部106連接。半導(dǎo)體芯片105在與配線基板101的表面平行的方向上的位置通過(guò)半導(dǎo)體芯片105的周圍壁與底座221的內(nèi)壁表面、即對(duì)向的兩對(duì)定位壁228的接觸被正確地限定。
在本實(shí)施例二中，通過(guò)將其斷面彎曲成大致的C字形形成薄壁部225，可增大可動(dòng)爪223的位移量。從而，即使在可動(dòng)爪223的下表面與配線基板101的上表面的間隔的尺寸精度、半導(dǎo)體芯片105的厚度精度、凸出部106的高度精度，以及配線基板101的平整度有偏差的情況下，也可將這些偏差吸收。從而，由于在制造時(shí)可放寬這些尺寸的允許誤差范圍，從而可降低成本。同時(shí)，可防止由于過(guò)大的壓緊力而造成的半導(dǎo)體芯片105及電極102的破損。
此外，薄壁部225的截面形狀并不局限于圖3所示的大致C字形。例如，也可以是大致的J字形，大致的V字形等。此外，也可以是一種描繪出一個(gè)順滑曲線的彎曲形狀。
除上面所述之外，對(duì)實(shí)施例一的描述也適合于本實(shí)施例二。
圖5是有關(guān)本實(shí)施例二的另外一種電子零部件組裝體的剖視圖。在圖5中，與圖3相同的構(gòu)件賦予相同的符號(hào)，并省略對(duì)它們的詳細(xì)描述。
圖5的組裝體是關(guān)于對(duì)在平行于配線基板101的表面方向的半導(dǎo)體芯片105的定位方法，與圖3的組裝體不同。圖5的組裝體中，以如下的方式對(duì)半導(dǎo)體芯片105進(jìn)行定位。用于圖5的組裝體的固定夾具220′的底座221′的內(nèi)壁面不與半導(dǎo)體芯片105的周圍壁接觸，不對(duì)半導(dǎo)體芯片105進(jìn)行任何定位。半導(dǎo)體芯片105的定位用可動(dòng)爪223的前端面229進(jìn)行。前端面(在本例子中為定位壁)229相對(duì)于配線基板101的表面傾斜地形成，與半導(dǎo)體芯片105上表面的拐角部接觸。由前端面229賦予半導(dǎo)體芯片105的力可被分解成相對(duì)于配線基板101的表面的垂直方向的分力和平行方向的分力。垂直方向的分力為將半導(dǎo)體芯片105向配線基板101的壓緊力，它使凸出部106與電極102連接。另一方面，平行方向的分力用于限定半導(dǎo)體芯片105在平行于配線基板101的表面方向的半導(dǎo)體芯片105的位置。即，由對(duì)向配置的一對(duì)可動(dòng)爪223產(chǎn)生的與配線基板101的表面平行方向的壓緊力將半導(dǎo)體芯片105定位在平衡位置。
通過(guò)利用可動(dòng)爪223的前端面229對(duì)半導(dǎo)體芯片105的位置進(jìn)行限定，即使半導(dǎo)體芯片105的外形尺寸及定位壁的形成位置有制造誤差，也可通過(guò)保持可動(dòng)爪223的薄壁部225的彈性變形吸收。從而放寬了這些尺寸的允許誤差。
實(shí)施例三圖6是本發(fā)明的實(shí)施例三的電子零部件組裝體的剖視圖。和圖1具有相同功能的構(gòu)件賦予相同的符號(hào)，并省略對(duì)它們的說(shuō)明。
和實(shí)施例一相同，用粘合劑104把固定夾具120固定在本實(shí)施例三的配線基板101上。用固定夾具120將半導(dǎo)體芯片105倒裝片安裝到配線基板101上。
本實(shí)施例三與實(shí)施例一有以下不同之處。
在與半導(dǎo)體芯片105的凸出部106的形成面相對(duì)向一側(cè)的面上，中間經(jīng)由具有彈性的預(yù)定厚度的緩沖粘合層粘接固定板201。固定板201的平面形狀比半導(dǎo)體芯片105的平面形狀大。固定板201超出半導(dǎo)體芯片105的外周端并與半導(dǎo)體芯片105一體化。將半導(dǎo)體芯片105向固定夾具120上的安裝通過(guò)將可動(dòng)爪123卡合到固定板201上表面周圍的邊上來(lái)進(jìn)行。半導(dǎo)體芯片105在平行于配線基板101的表面方向上的定位是通過(guò)使固定板201的周圍壁與定位壁128接觸來(lái)進(jìn)行的。不言而喻，半導(dǎo)體芯片105與固定板201的相對(duì)位置必須預(yù)先正確地加以確定。
這樣，在實(shí)施例三中，半導(dǎo)體芯片105中間經(jīng)由固定板201由可動(dòng)爪223間接地壓緊固定。同時(shí)，半導(dǎo)體芯片105中間經(jīng)由固定板201由定位壁128間接地進(jìn)行位置限定。
優(yōu)選地，將固定板201下表面的端部倒角形成傾斜面203。從而可以容易地將半導(dǎo)體芯片插入。
除上述各點(diǎn)之外，與圖1所示的實(shí)施例一相同。
如本實(shí)施例那樣，當(dāng)在固定板201與半導(dǎo)體芯片105之間設(shè)置緩沖粘接層202時(shí)，可動(dòng)爪123的壓緊力被緩沖粘接層202的彈性變形所吸收。從而，可放寬可動(dòng)爪123的下表面與配線基板101的上表面之間的間隔尺寸的精度、半導(dǎo)體芯片105的厚度精度、凸出部106的高度精度、以及配線基板101的平整度的誤差允許量。即，可以吸收它們?cè)谥圃鞎r(shí)的尺寸離散，可降低成本。
作為緩沖粘接層202，可使用有彈性的材料(例如硅酮橡膠，環(huán)氧類樹脂等)。
如本實(shí)施例所述，通過(guò)中間經(jīng)由固定板201組裝半導(dǎo)體芯片105，可使固定夾具120標(biāo)準(zhǔn)化。為了使成本降至最低，半導(dǎo)體芯片105的尺寸不存在標(biāo)準(zhǔn)化的形狀、尺寸和面積。從而在實(shí)施例一的情況下，必須與半導(dǎo)體芯片相對(duì)應(yīng)地準(zhǔn)備特定的固定夾具120。但是，如果采用固定板201，可將固定板201的尺寸數(shù)目限制到一定的數(shù)目。借此，通過(guò)減少固定夾具120的種類可降低成本。這與現(xiàn)有的QFP(quad flat pachage四芯扁平組件)等組件的標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)思相同。
通過(guò)使用導(dǎo)電性粘合劑，利用小的壓緊力就可獲得可靠而良好的連接，這和實(shí)施例一相同。
作為固定夾具120，可采用與實(shí)施例一、二中所說(shuō)明的相同的結(jié)構(gòu)。同時(shí)，在本實(shí)施例中，通過(guò)賦予固定夾具120與固定板201可相互配合的形狀，與實(shí)施例一的情況相比，可增加固定夾具120的形狀設(shè)計(jì)的自由度。例如，僅在對(duì)向的兩個(gè)邊上形成定位壁128，僅僅對(duì)應(yīng)于該兩個(gè)定位壁128形成可動(dòng)爪123。同時(shí)，與定位壁128平行方向的定位可通過(guò)在定位壁128及與其接觸的固定板201上設(shè)置相互嚙合的形狀(例如凸出部和槽)來(lái)進(jìn)行。
實(shí)施例四圖7是在本發(fā)明的實(shí)施例四的電子零部件組裝件中，表示凸出部與電極的連接部分的放大剖視圖。與圖6具有相同作用的構(gòu)件賦予相同的符號(hào)，并省略對(duì)它們的說(shuō)明。
本實(shí)施例四與實(shí)施例三的不同之處在于半導(dǎo)體芯片105的電極座上的凸出部301與配線基板101上的電極102之間夾有導(dǎo)電性粘合劑。
和實(shí)施例三一樣，用粘合劑104將固定夾具120粘接在配線基板101的表面上。半導(dǎo)體芯片105中間經(jīng)由緩沖粘接層202在固定板201上定位粘接。利用底座121的定位壁128將固定板201正確定位，由可動(dòng)爪123加以固定。
在本實(shí)施例中，即使由于配線基板101的表面平整度及凸出部301的形成精度差，凸出部301的前端部不能全部與電極102接觸，也可由導(dǎo)電性粘合劑302將該間隙加以補(bǔ)償。
即使在用導(dǎo)電性粘合劑302進(jìn)行連接的情況下，半導(dǎo)體芯片105的交換也是可能的。通常，電連接部的面積非常小，即使導(dǎo)電性粘合劑302固化，由于粘接力小，可很容易將其剝落。當(dāng)然，毋庸置言，必須打開可動(dòng)爪123。在把半導(dǎo)體芯片105卸下后，殘留在配線基板101的電極102上的導(dǎo)電性粘合劑302的量很少，即使固化之后，也可很容易地將其清除。
此外，在實(shí)施例一中，和上述情況一樣，也可在凸出部與電極之間夾有導(dǎo)電性粘合劑。
如上述實(shí)施例一～四所述，在把半導(dǎo)體芯片105裝配到配線基板101上之后，最后進(jìn)行半導(dǎo)體芯片105與配線基板101的電連接確認(rèn)(導(dǎo)通檢查)。如果檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)接觸不良，通過(guò)使可動(dòng)爪進(jìn)行彈性位移，可很容易地將半導(dǎo)體芯片卸下。從而，極易進(jìn)行修復(fù)。
在接觸良好、不準(zhǔn)備將半導(dǎo)體芯片105卸下的情況下，優(yōu)選地，在半導(dǎo)體芯片105與配線基板101之間注入底墊。借此，防止該連接部因環(huán)境變化而產(chǎn)生惡化，同時(shí)還可加強(qiáng)連接部的機(jī)械強(qiáng)度。在注入底墊之外，或?qū)⑵淙〈?，可用公知的方法用樹脂將半?dǎo)體芯片105密封。從而可獲得半導(dǎo)體組件。
在上述實(shí)施例一～四中，說(shuō)明了對(duì)半導(dǎo)體芯片105進(jìn)行組裝的狀態(tài)，但代替半導(dǎo)體芯片，同樣可組裝BGA及CSP。
在上述實(shí)施例一～四中，說(shuō)明了在半導(dǎo)體芯片105的電極座上形成凸出部106的例子，但也可將凸出部形成在配線基板101的電極102上。
在上述實(shí)施例一～四中，凸出部106也可以是焊接凸出部。這時(shí)，在不形成凸出部一側(cè)的電極上最好涂膠。在這種情況下，不需要導(dǎo)電性粘合劑。
采用上述實(shí)施例一～四所描述的裝有固定夾具的配線基板可構(gòu)成倒裝片用夾具。具體地說(shuō)，在配線基板101的下表面(第二表面)上排列成點(diǎn)陣狀電極(根據(jù)需要，也可在電極上形成凸出部或球形部)，將它們與上表面(第一表面)電極102利用輔助孔等進(jìn)行電連接。將這種配線基板裝配到母插件板上，將下表面的電極與母插件板連接。將這樣獲得的倒裝片用夾具，利用CSP,BGA代替半導(dǎo)體芯片作為裝配的電子零部件，可制成用于CSP,BGA的夾具。
權(quán)利要求
1.固定夾具，其特征為，具有中央部開口的底座，設(shè)置在前述底座上、用于固定電子零部件的可動(dòng)爪，用于對(duì)電子零部件進(jìn)行定位的至少一對(duì)定位壁。
2.如權(quán)利要求1所述的固定夾具，前述可動(dòng)爪中間經(jīng)由壁厚較薄的薄壁部可彈性位移地保持在前述底座上。
3.如權(quán)利要求2所述的固定夾具，前述底座的壁厚大于前述薄壁部的壁厚。
4.如權(quán)利要求2所述的固定夾具，前述薄壁部的截面形狀折曲或彎曲成大致的C字形，大致的J字形或大致的V字形。
5.如權(quán)利要求1所述的固定夾具，前述底座的平面形狀為中央部開口的大致的矩形框狀。
6.如權(quán)利要求5所述的固定夾具，前述可動(dòng)爪形成于除四角之外的四個(gè)邊中至少一個(gè)邊上。
7.如權(quán)利要求1所述的固定夾具，在前述可動(dòng)爪的上部形成前述開口側(cè)低的傾斜面。
8.如權(quán)利要求1所述的固定夾具，前述定位壁為前述底座的內(nèi)壁面。
9.如權(quán)利要求1所述的高速夾具，前述定位壁為前述可動(dòng)爪的前端面。
10.如權(quán)利要求1所述的固定夾具，前述可動(dòng)爪和前述定位壁由絕緣材料構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求1所述的固定夾具，前述底座、前述可動(dòng)爪和前述定位壁是用同一材料整體成形的。
12.裝有固定夾具的配線基板，備有用于裝配電子零部件的固定夾具，其特征為，前述固定夾具具有用于固定前述電子零部件的可動(dòng)爪，對(duì)前述電子零部件進(jìn)行定位用的至少一對(duì)定位壁，前述配線基板的電極在前述一對(duì)定位壁之間露出。
13.如權(quán)利要求12所述的裝有固定夾具的配線基板，前述可動(dòng)爪中間經(jīng)由壁厚較薄的薄壁部可彈性位移地保持著。
14.如權(quán)利要求13所述的裝有固定夾具的配線基板，前述固定夾具通過(guò)將其底面粘接在配線基板上加以固定，在前述底面上的前述固定夾具的壁厚大于前述薄壁部的壁厚。
15.如權(quán)利要求13所述的裝有固定夾具的配線基板，前述薄壁部的截面形狀為折曲或彎曲成大致的C字形，大致的J字形或大致的V字形。
16.如權(quán)利要求12所述的裝有固定夾具的配線基板，前述固定夾具的平面形狀為中央部開口的大致的矩形框狀。
17.如權(quán)利要求16所述的裝有固定夾具的配線基板，前述可動(dòng)爪形成于除四角之外的四個(gè)邊中至少一個(gè)邊上。
18.如權(quán)利要求12所述的裝有固定夾具的配線基板，在前述可動(dòng)爪的上部形成前述電子零部件的配置側(cè)低的傾斜面。
19.如權(quán)利要求12所述的裝有固定夾具的配線基板，在與備有前述固定夾具的前述配線基板的第一表面對(duì)向側(cè)的第二表面上，形成和形成于前述第一表面上的電極相連接的電極。
20.電子零部件組裝體，使用固定夾具將電子零部件裝配到配線基板上，其特征為，前述固定夾具具有可動(dòng)爪和至少一對(duì)定位壁，前述可動(dòng)爪將前述電子零部件固定在前述配線基板上，前述一對(duì)定位壁通過(guò)將前述電子零部件配置于它們之間，對(duì)位于與前述配線基板表面平行的方向上的前述電子零部件的位置進(jìn)行限定，前述電子零部件的電極與形成于前述一對(duì)定位壁之間的前述配線基板的電極相連接。
21.如權(quán)利要求20所述的電子零部件組裝體，前述可動(dòng)爪將前述電子零部件向前述配線基板一側(cè)推壓。
22.如權(quán)利要求20所述的電子零部件組裝體，前述電子零部件組裝體為半導(dǎo)體芯片，BGA或CSP。
23.如權(quán)利要求20所述的電子零部件組裝體，前述電子零部件的電極與前述配線基板的電極中間經(jīng)由導(dǎo)電性粘合劑相連接。
24.如權(quán)利要求20所述的電子零部件組裝體，前述電子零部件的電極上或前述配線基板的電極上形成凸出部。
25.如權(quán)利要求24所述的電子零部件組裝體，未形成前述凸出部一側(cè)的電極與前述凸出部中間經(jīng)由導(dǎo)電性粘合劑相連接。
26.如權(quán)利要求20所述的電子零部件組裝體，在前述電子零部件上安裝有外形尺寸比前述電子零部件大的固定板，前述可動(dòng)爪中間經(jīng)由前述固定板間接地固定前述電子零部件，前述定位壁中間經(jīng)由固定板間接地限定前述電子零部件的位置。
27.如權(quán)利要求26所述的電子零部件組裝體，對(duì)前述固定板及前述定位壁賦予能夠相互嵌合的嵌合形狀，利用前述嵌合形狀限定前述固定板的位置以及/或者將前述固定板固定。
28.如權(quán)利要求26所述的電子零部件組裝體，在前述固定板的下表面的周圍形成傾斜面。
29.如權(quán)利要求26所述的電子零部件組裝體，前述固定板中間經(jīng)由具有彈性的粘接層安裝到前述電子零部件上。
30.電子零部件組裝體的制造方法，其特征為，在獲得配備有具有可動(dòng)爪及至少一對(duì)定位壁的固定夾具、露出于前述一對(duì)定位壁之間形成的電極的配線基板后，將電子零部件嵌入前述一對(duì)定位壁之間，通過(guò)用前述固定爪將前述電子零部件固定，將前述電子零部件的電極與前述配線基板的電極連接在一起。
31.如權(quán)利要求30所述的電子零部件組裝體的制造方法，在將前述電子零部件的電極與前述配線基板的電極連接在一起后，對(duì)前述連接進(jìn)行導(dǎo)通檢查。
32.如權(quán)利要求31所述的電子零部件組裝體的制造方法，其前述導(dǎo)通檢查后，在前述電子零部件與前述配線基板之間注入底墊。
33.如權(quán)利要求31所述的電子零部件組裝體的制造方法，在前述導(dǎo)通檢查后，將前述電子零部件用樹脂密封。
全文摘要
將具有可動(dòng)爪和定位壁的固定夾具設(shè)置在配線基板上。從固定夾具的上方插入電子零部件。由于可動(dòng)爪借助傾斜面向外退避,可將電子零部件嵌入定位壁之間。嵌入后,可動(dòng)爪與電子零部件上表面的邊卡合,定位壁與電子零部件的周圍壁接觸。設(shè)置在電子零部件的電極座上的凸出部與配線基板的電極連接。借此,可將電子零部件進(jìn)行倒裝片安裝。在組裝后,通過(guò)移動(dòng)可動(dòng)爪可很容易地將電子零部件卸下。
文檔編號(hào)H05K3/32GK1319885SQ01111910
公開日2001年10月31日 申請(qǐng)日期2001年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月24日
發(fā)明者塚本勝秀, 山口和文, 嶋本健, 立石文和 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社