CN1441242A - 固化性粘合剂组合物的固化物固化水平的非破坏测试方法和电子装置的制造方法 - Google Patents

固化性粘合剂组合物的固化物固化水平的非破坏测试方法和电子装置的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的课题是可非破坏性地且高效率地测试电子器件实装于配线板上的电子装置中该电子器件与配线板的连接部分的固化性粘合剂的固化物固化水平(或反应率)。本发明提供一种解决上述课题的非破坏性地测试固化性粘合剂组合物的固化物固化水平的方法，该方法包含通过在固化性粘合剂组合物中含有能因激发光的照射而发射荧光的荧光成分、使含有该荧光成分的固化性粘合剂组合物固化、对所得到的固化物照射激发光、并观察所产生的荧光来测试该固化物的固化水平的。

Description

固化性粘合剂组合物的固化物固化水平 的非破坏测试方法和电子装置的制造方法
技术领域
本发明涉及固化性粘合剂组合物的固化物固化水平的非破坏测试方法，和电子装置的制造方法。
背景技术
在配线基板实装裸片IC等电子器件来制造半导体装置等电子装置时，从缩短制造步骤和使生产率的提高成为可能的观点出发，使用热固型薄膜状各向异性导电粘合剂或绝缘性粘合剂、或者热固型糊状各向异性导电粘合剂或绝缘性粘合剂的树脂压粘连接方法已经得到广泛利用。
在这样的树脂压粘连接方法中，通过向配线基板与电子器件之间的连接部分供给如上所述的粘合剂、热压粘而使热固性粘合剂固化，从而确保连接可靠性，但连接可靠性取决于热固性粘合剂的反应率，有反应率越高、固化水平就越高、连接可靠性也越高这样的关系。因此，为了确保能令人满意的连接可靠性，一般来说，必须使反应率提高到60～90％以上来提高固化水平。
因此，为了确保电子元件的连接可靠性，必须测定连接后(即固化后)热固性粘合剂固化物的反应率，而以往实际上是用FT-IR法或DSC法测定的。
发明内容
发明要解决的课题
然而，用FT-IR法或DSC法测定在配线板上实装了电子器件的电子装置中在该电子器件与配线板的连接部分存在的热固性粘合剂固化物的反应率时，有必须破坏电子装置才能采集热固性粘合剂固化物这样的问题。进而，测定时间一般也必须在数小时以上，测试效率上也有问题。用UV(紫外线)等活性能量线照射固化的活性能量线固化性粘合剂固化物的反应率测定时，也产生同样的问题。
本发明就是要解决以上先有技术的课题，目的是使得能够非破坏性地且高效率地测试在配线板上实装了电子器件的电子装置中在该电子器件与配线板的连接部分固化的固化性粘合剂(即固化物)的固化水平。
用来解决课题的手段
本发明者等人发现，通过在固化性粘合剂组合物中含有能因照射激发光而发射荧光的荧光成分、对固化性粘合剂组合物的固化物照射光、并观察所产生的荧光，就能非破坏性且高效率地测试固化物的固化水平，从而完成了本发明。
即，本发明提供一种测试方法，即非破坏性地测试固化性粘合剂组合物的固化物固化水平的方法，其特征在于，通过在该固化性粘合剂组合物中含有能因激发光的照射而发射荧光的荧光成分、使含有该荧光成分的固化性粘合剂组合物固化、对所得到的固化物照射激发光、并观察所产生的荧光，来测试该固化物的固化水平。
进而，本发明提供一种制造方法，即由配线基板和实装于其上的电子器件组成的电子装置的制造方法，其特征在于包含
(a)在配线基板上经由固化性粘合剂组合物暂时粘结电子器件的步骤(其中，该固化性粘合剂组合物含有能因激发光的照射而发射荧光的荧光成分)；
(b)然后，使该固化性粘合剂组合物固化的步骤；和
(c)通过对所得到的固化物照射激发光并观察所产生的荧光，非破坏性地测试该固化物的固化水平的步骤。
附图说明
图1是显示热固性粘合剂组合物固化前的荧光观察结果的照片。
图2是显示实施例1的热固性粘合剂组合物的固化物荧光观察结果的照片。
图3是显示实施例2的热固性粘合剂组合物的固化物荧光观察结果的照片。
图4是显示实施例3的热固性粘合剂组合物的固化物荧光观察结果的照片。
图5是显示实施例4的热固性粘合剂组合物的固化物荧光观察结果的照片。
图6是显示实施例7的热固性粘合剂组合物的固化物荧光观察结果的照片。
具体实施方式
以下详细说明本发明的实例。
本发明是一种通过使含有能因激发光的照射而发射荧光的荧光成分的固化性粘合剂组合物固化、对所得到的固化物照射激发光、并观察所产生的荧光来测试固化性粘合剂组合物的固化物固化水平的方法。其中，荧光成分发射的荧光可以通过玻璃基板观察，因而，即使在固化性粘合剂组合物施用于电子装置中的情况下，也能通过玻璃基板观察荧光。因此，使固化的固化性粘合剂组合物(即固化物)的荧光的非破坏测试成为可能。
在本发明中，之所以能通过观察荧光来测试固化水平(或反应率)，是由于可以发现在表征所产生荧光的某种指标(例如发光强度、发光分布等)与固化水平(或反应率)之间有相关关系。
例如，关于发光分布这样的指标，在使用热固性物质作为固化性粘合剂组合物的情况下，可以列举使用在热固性粘合剂组合物热固化前不溶于热固性粘合剂组合物中但通过固化用加热而逐渐徐徐混溶于组合物中的成分作为荧光成分的情况。在这种情况下，固化前荧光的发光状态，由于没有混溶到组合物中，因而呈可以明确地观察到组合物中荧光成分颗粒轮廓的状态，随着通过加热使热固化进行(反应率上升)，荧光成分便混溶到组合物中，其轮廓慢慢模糊起来，从而成为组合物整体均匀发光的状态。作为这样的荧光成分与热固性粘合树脂的组合，可以列举使用热熔融型潜固化剂(例如咪唑系潜固化剂)作为荧光成分、使用环氧树脂作为热固性粘合树脂的组合。此时，理想的是预先求出面方向荧光分布与固化水平(或反应率)的视觉相关性或数值相关性。
进而，关于发光强度这样的指标，可以列举使用伴随着热固化或活性能量线固化的进行(反应率的上升)，与固化性粘合树脂反应而使荧光强度降低的成分的情况。进而，固化性粘合树脂本身也可以是荧光物质，在这种情况下，可以使用伴随固化的进行其本身的荧光强度降低或与其它成分反应而使荧光强度降低的物质作为固化性粘合树脂。
本发明中，作为观察荧光的方法，可以使用众所周知的荧光测定装置，较好可以列举使用已知入射型荧光显微镜等观察的方法。
作为用来使荧光成分发射荧光的激发光，因荧光成分的种类而异，在使用咪唑系潜固化剂的情况下，可以列举波长330～580nm的光、从汞灯光源得到的光。
作为固化性粘合剂组合物的形状，同先有粘合剂组合物一样，可以是糊状、液状、薄膜状中任何一种。
固化性粘合剂组合物中，除热固性粘合树脂或活化能量线固化性粘合树脂或荧光成分外，还可以含有各向异性导电连接用导电粒子、增塑剂、填充剂等。
本发明的测试方法可以较好地适用于由配线基板和实装于其上的电子器件组成的电子装置的制造方法。
即，由配线基板和实装于其上的电子器件组成的电子装置的制造方法有以下步骤(a)～(c)。
步骤(a)
首先，在配线基板(例如，半导体元件搭载用软配线基板)上，经由含有能因激发光的照射而发射荧光的荧光成分的固化性粘合剂组合物，使电子器件(例如半导体元件)暂时粘结。在此，暂时粘结可以利用固化性粘合剂组合物的粘合性通过比较缓和的压粘进行。
步骤(b)
然后，使固化性粘合剂组合物热固化。作为要使用的固化装置或要采用的本热固化条件，可以根据所使用的固化性粘合树脂的种类或荧光成分的种类等来确定。
步骤(c)
对所得列的固化物照射激发光，并通过用已知荧光测定器(例如入射型荧光显微镜)观察，非破坏性地测试固化性粘合剂组合物的固化物固化水平(或反应率)。其中，固化水平的判定，如上所述，可以通过对不同固化水平的固化性粘合剂组合物的固化物预先用FT-IR法或DSC法实测反应率，把所得到的反应率与所产生的荧光的相关关系用图进行二维化，再将要判定固化水平的固化物的观察荧光数据运用到该相关关系中来进行。
要说明的是，通过步骤(c)的测试，在发现固化性粘合剂组合物的固化物固化水平没有达到预期水平的情况下，所得到的电子装置可以作为次品予以废弃，或者再次投入步骤(b)，必要时还可以再投入步骤(c)。这样做也可以提高制造成品率。在可以满足固化水平的情况下，必要时实施封装步骤等，使作为成品装运成为可能。
实施例
以下，基于实施例具体地说明本发明。
实施例1～7
表1中所示组成的热固性粘合剂组合物用流延法成形为25μm厚的各向异性导电粘合薄膜。
〔表1〕成分                                       重量份苯氧基树脂(YP50，东都化成公司)               30萘型环氧树脂(HP4032D，大日本油墨化学公司)    30咪唑系潜固化剂(HX3941HP，旭化成环氧公司)     40Ni-Au被覆丙烯酸树脂粒子(粒径5μm)            20
所得到的各向异性导电粘合膜挟在厚度0.7mm的玻璃基板的ITO电极(10Ω/□)与配备了金隆起物(尺寸：长×宽×高＝25×90×20μm；间距＝80μm)的厚2mm、20mm见方的IC片之间，用加热面上实施了50μm厚特氟隆(注册商标)加工的恒加热型加热头在表2的连接温度条件下以5秒钟、推力40MPa进行热压粘，制作了半导体装置。
对所得到的半导体装置按以下说明进行连接可靠性试验、反应率试验、荧光观察。各试验所得到的结果列于表2中。
连接可靠性试验
将半导体装置投入调整到温度85℃、湿度85％RH的炉中，进行1000小时老化。在老化后连接端子间的电阻值上升不足5Ω的情况下判定为良好，表2中用“○”表示；在5Ω以上的情况下判定为不良，在表2中用“×”表示。
反应率试验
采集半导体装置的IC片中央部正下方的热固性粘合剂组合物的固化物，得到该所采集固化物的FT-IR图谱(使用FT-IR装置(UMA-500，BIO-RAD公司))。此图谱中环氧基吸收度(914cm-1附近)与甲基吸收度(2920cm-1附近)之比，与固化前的热固性粘合剂组合物的该比值比较，求出反应率。所得到的结果列于表2中。
荧光观察
从所得到的半导体装置的玻璃基板侧，用入射型荧光显微镜(BX51，Olympus光学工业公司；物镜UplanFI(40倍)；光源100W汞蒸气Apolamphouse U-LH100HGAPO；激发方法宽带IB激发U-MWIB2；激发滤光器BP460-490；分色镜DM505；吸收滤光器BA510IF)非破坏性地观察热固性粘合剂组合物的固化物，在可以观察到发射荧光的潜固化剂颗粒的轮廓的情况下判定为不良好的固化水平(反应率不能令人满意)，在表2中用“×”表示；在不能明确地观察到发射荧光的潜固化剂颗粒的轮廓的情况下判定为良好的固化水平(反应率令人满意)，在表2中用“○”表示。进而，显示所得到的半导体装置中热固性粘合剂组合物的固化物荧光观察结果的照片见图2～图6。要说明的是，图1是显示固化前热固性粘合剂组合物的荧光观察结果的照片。
〔表2〕
      连接温度   连接       FT-IR    荧光实施例    (℃)       可靠性     反应率   观察结果    照片
                            (％)1         170        ×                    35       ×                       图22         180        ×                    51       ×                       图33         190        ○         66       ○           图44         200        ○         73       ○           图55         210        ○         77       ○           -6         220        ○         81       ○           -7         230        ○         83       ○           图6
从表2和图1～6可以看出，通过荧光观察发现，在可以观察到咪唑系潜固化剂颗粒轮廓的情况下反应率低达不足60％，反之，在无法判别轮廓的情况下反应率高达60％以上。这是由于咪唑系潜固化剂会因紫外线的照射而发射荧光，但其它成分(环氧树脂等)不发射荧光，因而在反应率低的状态下潜固化剂颗粒即使已经熔融也还不能充分混溶于周围的粘合剂组合物中，因此可以清楚地判别其轮廓，另一方面，在反应率高的状态下潜固化剂颗粒充分溶解于粘合剂组合物中，因此无法判别其轮廓。因此，在这些实施例的情况下，通过对热固性粘合剂的固化物进行荧光观察，就可以用非破坏性测试简便且高效率地判断热固性粘合剂组合物的固化物固化水平是否达到可以得到良好连接可靠性的水平。
发明效果
按照本发明，在电子器件实装于配线板上的电子装置中，在该电子器件与配线板的连接部分，固化的固化性粘合剂(即固化物)的反应率可以非破坏性地且高效率地测试。

Claims (4)

1.一种测试方法，即非破坏性测试固化性粘合剂组合物的固化物固化水平的方法，其特征在于通过在该固化性粘合剂组合物中含有能因激发光的照射而发射荧光的荧光成分，使含有该荧光成分的固化性粘合剂组合物固化，对所得到的固化物照射激发光，并观察所产生的荧光来测试该固化物的固化水平。
2.权利要求1记载的测试方法，其中，该固化性粘合剂组合物显示热固性，且该荧光成分是热熔融型潜固化剂。
3.权利要求1记载的测试方法，其中，该热熔融型潜固化剂是咪唑系潜固化剂。
4.一种制造方法，即由配线基板和实装于其上的电子器件组成的电子装置的制造方法，其特征在于包含
(a)在配线基板上经由固化性粘合剂组合物暂时粘结电子器件的步骤(其中，该固化性粘合剂组合物含有能因激发光的照射而发射荧光的荧光成分)；
(b)然后，使该固化性粘合剂组合物固化的步骤；和
(c)通过对所得到的固化物照射激发光并观察所产生的荧光，非破坏性地测试该固化物的固化水平的步骤。
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