JP2004343042A - Manufacturing method of electronic device - Google Patents

Manufacturing method of electronic device Download PDF

Info

Publication number
JP2004343042A
JP2004343042A JP2003434345A JP2003434345A JP2004343042A JP 2004343042 A JP2004343042 A JP 2004343042A JP 2003434345 A JP2003434345 A JP 2003434345A JP 2003434345 A JP2003434345 A JP 2003434345A JP 2004343042 A JP2004343042 A JP 2004343042A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
electronic component
thermosetting resin
resin
curing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003434345A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Furuki
哲 古木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Chemical Co Ltd filed Critical Nippon Steel Chemical Co Ltd
Priority to JP2003434345A priority Critical patent/JP2004343042A/en
Publication of JP2004343042A publication Critical patent/JP2004343042A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203—Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H01L2224/83192—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/0132—Binary Alloys
    • H01L2924/01322—Eutectic Alloys, i.e. obtained by a liquid transforming into two solid phases

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the generation of a distortion and residual stress in a substrate having already mounted electronic components, to make favorable the electrically connecting state of the electrodes of the electronic components with the conductor layers of the substrate. <P>SOLUTION: A manufacturing method of an electronic device has a process for disposing firstly a thermosetting resin 36 of an uncured state in the region to dispose an electronic component 20 on a board 10, a process for holding then the electronic component 20 by a holding tool 40 and so disposing it on the board 10 that its bumps 21 oppose to connective portions 12a of conductor layers 12 present on the substrate 10, a process for contacting then the connective portions 12a with the bumps 21 in the state of interposing the thermosetting resin 36 between the substrate 10 and the electronic component 20, and then a process wherein, with infrared rays 39, the thermosetting resin 36 is irradiated through a window member 31 and the substrate 10 by an infrared-ray irradiation apparatus 35 as to heat and cure the thermosetting resin 36. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、基板と、この基板上に実装された電子部品とを備えた電子装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an electronic device including a substrate and an electronic component mounted on the substrate.

一般的に、パターン化された導体層を有する基板に対する半導体部品等の電子部品の実装は、以下のようにして行われる。すなわち、電子部品の電極と基板の導体層とが電気的に接続され、且つ電子部品の電極と基板の導体層との電気的接続部分が封止される。電気的接続部分の封止は、電気的接続部分を湿気や酸素等から保護するために行われる。   Generally, mounting of electronic components such as semiconductor components on a substrate having a patterned conductor layer is performed as follows. That is, the electrode of the electronic component is electrically connected to the conductor layer of the substrate, and the electrical connection between the electrode of the electronic component and the conductor layer of the substrate is sealed. Sealing of the electrical connection portion is performed to protect the electrical connection portion from moisture, oxygen, and the like.

基板に対する電子部品の実装方法の一つに、フリップチップ実装方法がある。フリップチップ実装方法によって電子部品の実装を行う場合には、電子部品には、バンプと呼ばれる突起状の電極が形成される。フリップチップ実装方法では、電子部品は、電子部品のバンプを有する面が基板に向くように配置され、バンプと基板の導体層とが直接あるいは導電性物質を介して電気的に接続される。   One of the mounting methods of electronic components on a substrate is a flip-chip mounting method. When an electronic component is mounted by the flip-chip mounting method, a bump-shaped electrode called a bump is formed on the electronic component. In the flip-chip mounting method, the electronic component is arranged such that the surface of the electronic component having the bump faces the substrate, and the bump and the conductor layer of the substrate are electrically connected directly or via a conductive material.

フリップチップ実装方法には、バンプと導体層とを、直接あるいは半田等の導電性物質を介して、電気的および機械的に接続する方法がある。その他、フリップチップ実装方法には、バンプと導体層とを接触させて、これらを電気的に接続するが、これらを機械的には接続せずに、基板と電子部品との間に配置される封止用の樹脂を硬化させることによって、バンプと導体層の位置関係を固定する方法がある。以下、後者の方法を圧接方法と呼ぶ。この圧接方法は、例えば、特許文献１および特許文献２に記載されている。   As a flip-chip mounting method, there is a method of electrically and mechanically connecting a bump and a conductive layer directly or via a conductive material such as solder. In addition, in the flip chip mounting method, the bump and the conductive layer are brought into contact with each other and electrically connected to each other, but are not mechanically connected and are disposed between the substrate and the electronic component. There is a method of fixing the positional relationship between the bump and the conductor layer by curing the sealing resin. Hereinafter, the latter method is referred to as a pressure welding method. This pressure welding method is described in, for example, Patent Documents 1 and 2.

圧接方法には、導体層やバンプの材質として多様な材質を選択できることや、単一の工程で導体層とバンプの接続から封止までを行うことができること等の利点がある。そのため、近年、その適用が拡大している。   The crimping method has advantages such as that various materials can be selected as the material of the conductor layer and the bump, and that the process from connection to sealing of the conductor layer and the bump can be performed in a single step. Therefore, its application has been expanding in recent years.

ところで、圧接方法では、一般的に、封止用の樹脂として熱硬化性樹脂が用いられる。そして、電子部品を保持するツールによって、電子部品を基板に押し付けながら電子部品を加熱して、バンプと導体層とを接触させた状態で、ツールから電子部品を通して伝えられる熱によって樹脂を硬化させる。   By the way, in the pressure welding method, a thermosetting resin is generally used as a sealing resin. Then, the electronic component is heated by the tool for holding the electronic component while pressing the electronic component against the substrate, and the resin is cured by heat transmitted from the tool through the electronic component in a state where the bump and the conductive layer are in contact with each other.

特許文献１および特許文献２には、封止用の樹脂として光硬化性樹脂を用い、光を用いて樹脂を硬化させる技術が記載されている。特許文献１には、光で樹脂を硬化させた場合には半導体素子には全く熱が加わらないと記載されている。このことから、特許文献１に記載された技術では、光で樹脂を硬化させる場合には、樹脂には熱が加えられないものと考えられる。特許文献２には、透光性基板と半導体素子との間に光硬化性樹脂を介在させ、半導体素子を通して光硬化性樹脂を加熱し、且つ半導体素子を加圧した状態で、透光性基板を通して光硬化性樹脂に紫外線を照射して、光硬化性樹脂を硬化させる技術が記載されている。特許文献２に記載された技術によれば、半導体素子を基板に実装した後に、半導体素子全体を熱硬化性樹脂で被覆し、これを加熱により硬化させる場合において、電気的導通不良の発生を防止することができる。   Patent Literature 1 and Patent Literature 2 describe a technique in which a photocurable resin is used as a sealing resin, and the resin is cured using light. Patent Document 1 describes that when a resin is cured by light, no heat is applied to a semiconductor element. From this, it is considered that in the technique described in Patent Document 1, when the resin is cured by light, heat is not applied to the resin. Patent Document 2 discloses that a light-curable resin is interposed between a light-transmitting substrate and a semiconductor element, the light-curable resin is heated through the semiconductor element, and the semiconductor element is pressurized. A technique is described in which a photocurable resin is irradiated with ultraviolet rays through the resin to cure the photocurable resin. According to the technique described in Patent Document 2, after the semiconductor element is mounted on the substrate, the entire semiconductor element is covered with a thermosetting resin, and when this is cured by heating, occurrence of electrical conduction failure is prevented. can do.

特許文献３には、少なくとも一方が透明である２つの基板を、それぞれの接点部同士が接触するように重ね合わせ、透明な基板を通してレーザビームを接点部に照射することによって、接点部同士を熱的接続する技術が記載されている。ここで、特許文献３の記載によれば、熱的接続とは、接点部の部分的な溶融を伴う接続方法であると解される。また、特許文献３には、２つの基板間に接着フィルムを介在させ、レーザを上述の接点部同士の熱的接続の他に接着剤（接着フィルム）の硬化にも使用できる旨が記載されている。   Patent Literature 3 discloses that two substrates, at least one of which is transparent, are overlapped so that their respective contact portions are in contact with each other, and a laser beam is applied to the contact portions through the transparent substrate to heat the contact portions. It describes a technique for dynamic connection. Here, according to the description of Patent Document 3, it is understood that the thermal connection is a connection method involving partial melting of the contact portion. Patent Document 3 discloses that an adhesive film is interposed between two substrates, and that a laser can be used for curing an adhesive (adhesive film) in addition to the above-described thermal connection between the contact portions. I have.

特公平２−７１８０号公報Japanese Patent Publication No. 2-7180 特許第３２７０７７３号公報Japanese Patent No. 3270773 特表２００１−５２３５８５号公報JP-T-2001-523585

前述の圧接方法のうち、ツールから電子部品を通して伝えられる熱によって熱硬化性樹脂を硬化させる方法では、電子部品は、熱によって膨張した状態で基板に固定される。すると、電子部品の温度が常温に戻る過程において、電子部品が収縮する。これにより、基板の両面のうち、電子部品が実装された面にのみ、収縮する力が働く。その結果、特にガラス、セラミック、ガラスエポキシ等で形成された柔軟性が乏しい基板では、電子部品の実装後に顕著な歪みが生じるという問題が発生する。また、この歪みは、基板に残留応力を発生させる。この残留応力は、常に、電子部品、基板およびこれらの間の樹脂層に、せん断応力による剥離を生じさせるように作用する。そのため、電子装置の信頼性が低下するという問題も発生する。   In the above-described pressing method, in a method of curing a thermosetting resin by heat transmitted from a tool through an electronic component, the electronic component is fixed to a substrate while being expanded by heat. Then, in a process in which the temperature of the electronic component returns to the normal temperature, the electronic component contracts. Thereby, a contracting force acts only on the surface on which the electronic component is mounted, of both surfaces of the substrate. As a result, in particular, a substrate having poor flexibility formed of glass, ceramic, glass epoxy, or the like has a problem that significant distortion occurs after mounting electronic components. In addition, this distortion generates residual stress in the substrate. This residual stress always acts so as to cause peeling due to shear stress in the electronic component, the substrate, and the resin layer therebetween. Therefore, a problem that the reliability of the electronic device is reduced also occurs.

基板の残留応力を低減する方法としては、ツールによる電子部品の加熱温度を低くして、電子部品の温度が常温に戻る過程における電子部品の収縮量を小さくするという方法が考えられる。基板の残留応力を低減する他の方法としては、電子部品の実装前に基板を加熱しておくという方法も考えられる。   As a method of reducing the residual stress of the substrate, a method of lowering the temperature at which the electronic component is heated by the tool and reducing the amount of shrinkage of the electronic component in the process of returning the temperature of the electronic component to room temperature can be considered. As another method for reducing the residual stress of the substrate, a method of heating the substrate before mounting the electronic component can be considered.

しかしながら、電子部品の加熱温度を低くする方法では、熱硬化性樹脂が十分に高い温度で加熱されずに硬化する。このように硬化した樹脂では、一般的に、高いガラス転移温度が得られない。そのため、この方法では、高温下における電子装置の信頼性が低下するという問題点がある。   However, in the method of lowering the heating temperature of the electronic component, the thermosetting resin is cured without being heated at a sufficiently high temperature. In general, a resin cured in this manner cannot obtain a high glass transition temperature. Therefore, this method has a problem in that the reliability of the electronic device at high temperatures is reduced.

また、電子部品の実装前に基板を加熱しておく方法では、一般的に基板は電子部品よりも大きな熱容量を有する場合がほとんどであるため、基板の加熱と冷却に多くの時間とエネルギーを消費し、不経済であるという問題点がある。また、電子部品が実装される基板上に、他の部品が存在している場合には、その部品の保護の観点から、基板を加熱することが好ましくない場合もある。   In addition, in the method of heating the board before mounting the electronic component, generally, the board generally has a larger heat capacity than the electronic component, so that much time and energy are consumed for heating and cooling the board. And there is a problem that it is uneconomical. When another component is present on the board on which the electronic component is mounted, it may not be preferable to heat the board from the viewpoint of protection of the component.

特許文献１には、前述のように、封止用の樹脂として光硬化性樹脂を用い、これを光によって硬化させる技術が記載されている。また、特許文献１には、光によって樹脂を硬化させた場合には半導体素子には全く熱が加わらないと記載されている。また、一般に、紫外線等の光によって常温において樹脂を硬化させることは可能である。   As described above, Patent Document 1 describes a technique of using a photocurable resin as a sealing resin and curing the resin with light. Patent Document 1 describes that when a resin is cured by light, no heat is applied to a semiconductor element. Generally, it is possible to cure the resin at room temperature with light such as ultraviolet light.

しかしながら、低温で樹脂を硬化させた場合には、前述のように、硬化後の樹脂において、高いガラス転移温度が得られないという問題点がある。また、この場合には、ガラス転移温度から常温までの高弾性域における樹脂の熱収縮量が必要以上に小さくなる。そのため、硬化後の樹脂よりなる樹脂層に発生する収縮応力が不足し、常温あるいは電子装置の使用温度域において、バンプと導体層との接触状態が不安定になりやすいという問題点がある。   However, when the resin is cured at a low temperature, there is a problem that a high glass transition temperature cannot be obtained in the cured resin as described above. In this case, the amount of heat shrinkage of the resin in the high elasticity region from the glass transition temperature to the normal temperature becomes smaller than necessary. For this reason, there is a problem that the contraction stress generated in the resin layer made of the cured resin is insufficient, and the contact state between the bump and the conductor layer is likely to be unstable at room temperature or the operating temperature range of the electronic device.

特許文献２に記載された技術では、半導体素子を通して光硬化性樹脂を加熱しながら、光硬化性樹脂に紫外線を照射して光硬化性樹脂を硬化させる。そのため、この技術では、光硬化性樹脂を硬化させる際に半導体素子が加熱される。従って、この技術によっては、電子部品の温度が常温に戻る過程において電子部品が収縮することによる問題を解決することはできない。   In the technique described in Patent Document 2, while the photocurable resin is heated through a semiconductor element, the photocurable resin is irradiated with ultraviolet rays to cure the photocurable resin. Therefore, in this technique, the semiconductor element is heated when the photocurable resin is cured. Therefore, this technique cannot solve the problem caused by the contraction of the electronic component while the temperature of the electronic component returns to the normal temperature.

特許文献３に記載された技術では、レーザビームによって接点部同士を熱的接続するため、以下のような第１ないし第３の問題点がある。第１の問題点は、多くのエネルギーが必要になるということである。第２の問題点は、接点部に照射するレーザビームのエネルギーによって接着剤を硬化させる場合には、接着剤（接着フィルム）のうち、接点部の近傍に存在する部分以外の部分は十分に硬化せず、２つの基板の機械的な接続や接点部の封止が十分に行われないおそれがあることである。   In the technique described in Patent Document 3, since the contact portions are thermally connected to each other by a laser beam, there are the following first to third problems. The first problem is that much energy is required. The second problem is that when the adhesive is cured by the energy of the laser beam applied to the contact portion, portions of the adhesive (adhesive film) other than the portion existing near the contact portion are sufficiently cured. That is, mechanical connection between the two substrates and sealing of the contact portion may not be sufficiently performed.

以下、特許文献３に記載された技術の第３の問題点について説明する。近年、表示デバイスの高解像度化や、電子装置を搭載した最終製品の軽薄短小化の要請を背景に、これらの構成部品となる電子装置の小型化が求められている。そのため、電子装置においては回路配線の高密度化が要求されている。このような要求に応えるためには、精度の点から、半田のような低融点合金による電極を用いることが困難となる。その場合、めっき等のメタライジング処理によって、微小な電極を形成あるいは表面処理することによって、微小な電極に必要な材料を配すると共に、金／スズあるいは金／金等の組み合わせによる共晶接合を利用して、電子部品の電極と基板の導体層とを接続することが一般的となる。このような場合において、メタライジング処理によって形成あるいは表面処理される電極あるいはその表面部分の材質の多くは、樹脂を加熱できる波長域の電磁波に対しては吸収性が非常に低く、且つその共晶点が樹脂の硬化温度に対して概して高温である。そのため、この場合、特許文献３に記載された技術によって接点部同士を熱的接続しようとすると、前述のように多大なエネルギーが必要になる他、接点部同士の熱的接続と接着剤の硬化とを行おうとすると、樹脂である接着剤の硬化に適する温度条件と接点部同士の熱的接続に適する条件とが一致せず、接点部同士を良好に熱的接続させることと接着剤を良好に硬化させることとの両立が困難となる。   Hereinafter, a third problem of the technology described in Patent Document 3 will be described. In recent years, with the demand for higher resolution display devices and lighter and smaller end products equipped with electronic devices, there has been a demand for downsizing of electronic devices that constitute these components. For this reason, electronic devices are required to have higher circuit wiring densities. In order to meet such requirements, it is difficult to use an electrode made of a low melting point alloy such as solder from the viewpoint of accuracy. In that case, by forming or surface-treating the minute electrode by metallizing treatment such as plating, the necessary material for the minute electrode is arranged, and eutectic bonding by a combination of gold / tin or gold / gold is performed. It is general to connect the electrodes of the electronic component to the conductor layers of the substrate by utilizing the same. In such a case, most of the material of the electrode formed or surface-treated by the metallizing process or the surface portion thereof has a very low absorptivity to electromagnetic waves in a wavelength range capable of heating the resin, and its eutectic. The point is generally higher than the curing temperature of the resin. Therefore, in this case, if the contact portions are to be thermally connected to each other by the technique described in Patent Document 3, a large amount of energy is required as described above. In addition, the thermal connection between the contact portions and the curing of the adhesive are performed. If the temperature conditions suitable for curing the resin adhesive do not match the conditions suitable for the thermal connection between the contact portions, the contact portions can be thermally connected well, and And it is difficult to achieve both.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、基板と、この基板上に実装された電子部品とを備えた電子装置の製造方法であって、電子部品の実装後の基板における歪みや残留応力の発生を抑制でき、且つ電子部品の電極と基板の導体層との電気的接続状態を良好にすることができるようにした電子装置の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an electronic device including a substrate and an electronic component mounted on the substrate, the method comprising: It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an electronic device capable of suppressing the occurrence of distortion and residual stress in a semiconductor device and improving the electrical connection between the electrode of the electronic component and the conductor layer of the substrate.

本発明の電子装置の製造方法は、基板と、この基板上に実装された電子部品とを備え、基板は、少なくとも一方の面において露出するパターン化された導体層を有し、電子部品は、導体層に接続される電極を有する電子装置を製造する方法である。   A method for manufacturing an electronic device according to the present invention includes a substrate and an electronic component mounted on the substrate, wherein the substrate has a patterned conductive layer exposed on at least one surface, and the electronic component includes: A method for manufacturing an electronic device having an electrode connected to a conductor layer.

本発明の電子装置の製造方法は、
基板として、導体層と電極との接続部分の封止用の熱硬化性樹脂を加熱するための電磁波に対して透過性を有するものを用い、基板と電子部品との間に硬化前の熱硬化性樹脂を介在させて、電極が導体層と対向するように基板上に電子部品を配置する工程と、
導体層と電極とを接触させると共に、基板を通して熱硬化性樹脂に電磁波を照射することによって、導体層および電極を溶融させることなく、熱硬化性樹脂を加熱し、硬化させる工程とを備えている。 The method for manufacturing an electronic device according to the present invention includes:
As the substrate, a material having transparency to electromagnetic waves for heating the thermosetting resin for sealing the connection between the conductor layer and the electrode is used, and thermosetting before curing between the substrate and the electronic component is used. Arranging the electronic component on the substrate so that the electrode faces the conductor layer, with a conductive resin interposed,
Contacting the conductor layer and the electrode, and irradiating the thermosetting resin with electromagnetic waves through the substrate, without melting the conductor layer and the electrode, heating the thermosetting resin, and curing the thermosetting resin. .

本発明の電子装置の製造方法では、熱硬化性樹脂を硬化させる工程において、電子部品を通して熱硬化性樹脂を加熱するのではなく、熱硬化性樹脂に電磁波を照射することによって、導体層および電極を溶融させることなく、熱硬化性樹脂を加熱し、硬化させる。そのため、熱硬化性樹脂を硬化させる工程において、熱による電子部品の膨張が抑制され、その結果、その後の電子部品の収縮も抑制される。従って、本発明によれば、電子部品の実装後の基板における歪みや残留応力の発生が抑制される。また、本発明では、熱硬化性樹脂は電磁波によって十分に加熱されるため、電子部品の電極と基板の導体層との電気的接続状態を良好にすることができる。   In the method of manufacturing an electronic device according to the present invention, in the step of curing the thermosetting resin, the conductive layer and the electrodes are irradiated by irradiating the thermosetting resin with electromagnetic waves instead of heating the thermosetting resin through the electronic components. Is heated and cured without melting the resin. Therefore, in the step of curing the thermosetting resin, expansion of the electronic component due to heat is suppressed, and as a result, subsequent contraction of the electronic component is also suppressed. Therefore, according to the present invention, occurrence of distortion and residual stress in the board after mounting the electronic component is suppressed. Further, in the present invention, the thermosetting resin is sufficiently heated by the electromagnetic wave, so that the electrical connection between the electrode of the electronic component and the conductor layer of the substrate can be improved.

なお、本発明において、「導体層および電極を溶融させる」とは、導体層および電極の断面を電子顕微鏡で観察した際に導体層と電極の界面が判別できないほど、導体層と電極を一体化させることを言う。   In the present invention, “melting the conductor layer and the electrode” means that the conductor layer and the electrode are so integrated that the interface between the conductor layer and the electrode cannot be determined when the cross section of the conductor layer and the electrode is observed with an electron microscope. Say to let.

なお、本発明の電子装置の製造方法における電磁波は、広義の電磁波を指す。本発明の電子装置の製造方法において、電磁波の波長は、７００ｎｍ〜２５０００ｎｍの波長範囲内の波長を含むことが好ましい。   Note that the electromagnetic wave in the method for manufacturing an electronic device of the present invention refers to an electromagnetic wave in a broad sense. In the electronic device manufacturing method according to the aspect of the invention, it is preferable that the wavelength of the electromagnetic wave includes a wavelength in a wavelength range of 700 nm to 25000 nm.

また、本発明の電子装置の製造方法において、基板はガラス基板であってもよい。   In the method for manufacturing an electronic device according to the present invention, the substrate may be a glass substrate.

また、本発明の電子装置の製造方法において、熱硬化性樹脂を硬化させる工程では、導体層と電極とが密着するように電子部品を加圧してもよい。   In the method of manufacturing an electronic device according to the present invention, in the step of curing the thermosetting resin, the electronic component may be pressurized so that the conductor layer and the electrode are in close contact with each other.

また、本発明の電子装置の製造方法において、熱硬化性樹脂を硬化させる工程では、熱硬化性樹脂に電磁波を照射する際に、電子部品の温度を調節してもよい。   In the method of manufacturing an electronic device according to the present invention, in the step of curing the thermosetting resin, the temperature of the electronic component may be adjusted when the thermosetting resin is irradiated with an electromagnetic wave.

また、本発明の電子装置の製造方法において、熱硬化性樹脂には、電磁波の吸収率を高めるための材料が添加されていてもよい。   Further, in the method for manufacturing an electronic device of the present invention, a material for increasing the absorptivity of electromagnetic waves may be added to the thermosetting resin.

また、本発明の電子装置の製造方法において、熱硬化性樹脂を硬化させる工程では、基板と熱硬化性樹脂とが接触する領域の全域に電磁波を照射してもよい。   Further, in the method of manufacturing an electronic device according to the present invention, in the step of curing the thermosetting resin, the whole area of the region where the substrate and the thermosetting resin are in contact may be irradiated with electromagnetic waves.

本発明の電子装置の製造方法では、熱硬化性樹脂を硬化させる工程において、電子部品を通して熱硬化性樹脂を加熱するのではなく、熱硬化性樹脂に電磁波を照射することによって、導体層および電極を溶融させることなく、熱硬化性樹脂を加熱し、硬化させる。そのため、熱硬化性樹脂を硬化させる工程において、熱による電子部品の膨張が抑制され、その結果、その後の電子部品の収縮も抑制される。従って、本発明によれば、電子部品の実装後の基板における歪みや残留応力の発生を抑制することができるという効果を奏する。更に、本発明によれば、熱硬化性樹脂は電磁波によって十分に加熱されるため、電子部品の電極と基板の導体層との電気的接続状態を良好にすることができるという効果を奏する。また、本発明では、熱硬化性樹脂を硬化させる工程において、基板を通して熱硬化性樹脂に電磁波を照射するようにしたので、熱硬化性樹脂を硬化させる工程において、熱による電子部品の膨張をより抑制することが可能になる。これにより、本発明によれば、電子部品の実装後の基板における歪みや残留応力の発生をより抑制することが可能になるという効果を奏する。   In the method of manufacturing an electronic device according to the present invention, in the step of curing the thermosetting resin, the conductive layer and the electrodes are irradiated by irradiating the thermosetting resin with electromagnetic waves instead of heating the thermosetting resin through the electronic components. Is heated and cured without melting the resin. Therefore, in the step of curing the thermosetting resin, expansion of the electronic component due to heat is suppressed, and as a result, subsequent contraction of the electronic component is also suppressed. Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of distortion and residual stress in the board after mounting the electronic component. Further, according to the present invention, since the thermosetting resin is sufficiently heated by the electromagnetic wave, there is an effect that the electrical connection between the electrode of the electronic component and the conductor layer of the substrate can be improved. Further, in the present invention, in the step of curing the thermosetting resin, the electromagnetic wave is applied to the thermosetting resin through the substrate, so that in the step of curing the thermosetting resin, the expansion of the electronic component due to heat is reduced. It becomes possible to suppress. As a result, according to the present invention, it is possible to further suppress the occurrence of distortion and residual stress in the board after mounting the electronic component.

また、本発明の電子装置の製造方法では、熱硬化性樹脂を硬化させる工程において、導体層と電極とが密着するように電子部品を加圧するようにしてもよい。この場合には、電子部品の電極と基板の導体層との電気的接続状態をより良好にすることができるという効果を奏する。   In the method of manufacturing an electronic device according to the present invention, in the step of curing the thermosetting resin, the electronic component may be pressurized so that the conductor layer and the electrode are in close contact with each other. In this case, there is an effect that the electrical connection between the electrode of the electronic component and the conductor layer of the substrate can be improved.

また、本発明の電子装置の製造方法では、熱硬化性樹脂を硬化させる工程において、熱硬化性樹脂に電磁波を照射する際に、電子部品の温度を調節するようにしてもよい。この場合には、熱硬化性樹脂を硬化させる工程において、熱による電子部品の膨張をより抑制することが可能になり、その結果、電子部品の実装後の基板における歪みや残留応力の発生をより抑制することができるという効果を奏する。   In the method of manufacturing an electronic device according to the present invention, in the step of curing the thermosetting resin, the temperature of the electronic component may be adjusted when the thermosetting resin is irradiated with an electromagnetic wave. In this case, in the step of curing the thermosetting resin, it is possible to further suppress the expansion of the electronic component due to heat, and as a result, the occurrence of distortion and residual stress in the board after mounting the electronic component is reduced. This has the effect of being able to be suppressed.

また、本発明の電子装置の製造方法では、熱硬化性樹脂に、電磁波の吸収率を高めるための材料が添加されていてもよい。この場合には、熱による電子部品の膨張を抑制しながら、熱硬化性樹脂を効率よく加熱することができるという効果を奏する。   Further, in the method of manufacturing an electronic device according to the present invention, a material for increasing the absorptivity of electromagnetic waves may be added to the thermosetting resin. In this case, there is an effect that the thermosetting resin can be efficiently heated while suppressing expansion of the electronic component due to heat.

また、本発明の電子装置の製造方法では、熱硬化性樹脂を硬化させる工程において、基板と熱硬化性樹脂とが接触する領域の全域に電磁波を照射してもよい。この場合には、熱硬化性樹脂の全体が電磁波によって十分に加熱されるため、電子部品の電極と基板の導体層との電気的接続状態をより良好にすることができるという効果を奏する。   In the method of manufacturing an electronic device according to the present invention, in the step of curing the thermosetting resin, the entire area of the region where the substrate and the thermosetting resin are in contact may be irradiated with the electromagnetic wave. In this case, since the entire thermosetting resin is sufficiently heated by the electromagnetic wave, an effect that the electrical connection between the electrode of the electronic component and the conductor layer of the substrate can be further improved.

また、本発明の電子装置の製造方法では、導体層および電極を溶融させることなく、熱硬化性樹脂の収縮応力によって、電子部品の電極と基板の導体層とを電気的に接続する。そのため、本発明では、電磁波の波長または波長帯として、熱硬化性樹脂の硬化に最適な波長または波長帯を選択することができる。これにより、本発明によれば、良好な樹脂の硬化状態を得ることが可能であり、その結果、電子装置の信頼性を向上でき、且つより経済的であるという効果を奏する。特に、熱硬化性樹脂に、電磁波の吸収率を高めるための材料を添加する場合には、上述の効果を顕著に発揮させることができる。   In the method of manufacturing an electronic device according to the present invention, the electrodes of the electronic component and the conductor layers of the substrate are electrically connected by the contraction stress of the thermosetting resin without melting the conductor layers and the electrodes. Therefore, in the present invention, a wavelength or a wavelength band optimal for curing the thermosetting resin can be selected as the wavelength or the wavelength band of the electromagnetic wave. As a result, according to the present invention, it is possible to obtain a good cured state of the resin, and as a result, it is possible to improve the reliability of the electronic device and to achieve more economical effects. In particular, when a material for increasing the absorption of electromagnetic waves is added to the thermosetting resin, the above effects can be remarkably exhibited.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１ないし図３は、本発明の一実施の形態に係る電子装置の製造方法における各工程を説明するための説明図である。本実施の形態に係る電子装置の製造方法は、基板１０とこの基板１０上にフリップチップ実装方法によって実装された電子部品２０とを備えた電子装置を製造する方法である。電子部品２０は、例えば半導体素子である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 to FIG. 3 are explanatory views for explaining respective steps in a method of manufacturing an electronic device according to an embodiment of the present invention. The method for manufacturing an electronic device according to the present embodiment is a method for manufacturing an electronic device including a substrate 10 and an electronic component 20 mounted on the substrate 10 by a flip-chip mounting method. The electronic component 20 is, for example, a semiconductor element.

始めに、図１を参照して本実施の形態において用いられる基板１０について説明する。基板１０は、絶縁性の支持層１１と、この支持層１１における少なくとも一方の面（図１における上側の面）１１ａにおいて露出するパターン化された導体層１２とを有している。導体層１２は、後述する電子部品２０のバンプ２１に接続される接続部１２ａを有している。支持層１１は、後述する熱硬化性樹脂を硬化させるために照射される電磁波に対して透過性を有している。支持層１１の材料は、有機材料でもよいし、無機材料でもよい。支持層１１の好ましい厚さ範囲は、０．２〜１．５ｍｍである。支持層１１としては、例えば、厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス基板が用いられる。また、基板１０は、熱硬化性樹脂を硬化させるために用いられる波長域の電磁波に対して透過性のあるものであればよく、硬質な基板でもよいし、フレキシブル基板でもよい。   First, a substrate 10 used in the present embodiment will be described with reference to FIG. The substrate 10 has an insulating support layer 11 and a patterned conductor layer 12 exposed on at least one surface (upper surface in FIG. 1) 11a of the support layer 11. The conductor layer 12 has a connection portion 12a connected to a bump 21 of an electronic component 20 described later. The support layer 11 has transparency with respect to an electromagnetic wave applied to cure a thermosetting resin described below. The material of the support layer 11 may be an organic material or an inorganic material. The preferred thickness range of the support layer 11 is 0.2 to 1.5 mm. As the support layer 11, for example, an alkali-free glass substrate having a thickness of 0.7 mm is used. Further, the substrate 10 may be a substrate that is permeable to electromagnetic waves in a wavelength range used for curing the thermosetting resin, and may be a hard substrate or a flexible substrate.

本実施の形態に係る電子装置の製造方法では、図１に示したように、基板１０は、支持層１１の一方の面１１ａが上を向き、反対側の面１１ｂが支持台３０の上面３０ａに接するようにして、支持台３０の上に載置される。   In the method for manufacturing an electronic device according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the substrate 10 has one surface 11 a of the support layer 11 facing upward and the opposite surface 11 b facing the upper surface 30 a of the support base 30. Is placed on the support table 30 so as to be in contact with.

支持台３０は、基板１０が載置される位置に配置された板状の窓部材３１と、この窓部材３１を支持するフレーム部３２とを有している。フレーム部３２は、窓部材３１に対応する位置に開口部３２ａを有している。支持台３０の上面３０ａに平行な開口部３２ａの断面は、基板１０上において電子部品２０とこの電子部品２０の周囲に形成される樹脂層のはみ出し部分（フィレット）とが配置される領域以上の大きさを有している。窓部材３１の平面形状は、開口部３２ａの断面形状よりも大きくなっている。窓部材３１の上面と、フレーム部３２の上面は、平坦な上面３０ａを形成している。   The support 30 has a plate-shaped window member 31 arranged at a position where the substrate 10 is placed, and a frame portion 32 that supports the window member 31. The frame portion 32 has an opening 32a at a position corresponding to the window member 31. The cross section of the opening 32a parallel to the upper surface 30a of the support 30 is larger than the area where the electronic component 20 and the protruding portion (fillet) of the resin layer formed around the electronic component 20 are arranged on the substrate 10. It has a size. The planar shape of the window member 31 is larger than the cross-sectional shape of the opening 32a. The upper surface of the window member 31 and the upper surface of the frame portion 32 form a flat upper surface 30a.

窓部材３１は、電子部品２０の実装時に加えられる荷重に耐えられるような十分な強度を有し、且つ、熱硬化性樹脂を硬化させるために照射される電磁波に対する高い透過率を有している。なお、電磁波としては、例えば赤外線が用いられる。窓部材３１の材料としては、赤外線の波長領域を含む広い波長領域の電磁波に対して高い透過率を有する石英が好ましいが、その他のガラス材料を用いることもできる。   The window member 31 has a sufficient strength to withstand a load applied when the electronic component 20 is mounted, and has a high transmittance to an electromagnetic wave applied to cure the thermosetting resin. . Note that, for example, infrared rays are used as the electromagnetic waves. As a material of the window member 31, quartz having high transmittance to electromagnetic waves in a wide wavelength range including an infrared wavelength range is preferable, but other glass materials can also be used.

窓部材３１の周縁部とフレーム部３２との間には隙間３３が設けられている。隙間３３は、支持層１１の面１１ｂにおける周縁部に近い位置に対向するようになっている。また、フレーム部３２の内部には、吸引路３４が設けられている。吸引路３４の一方の端部は、上記隙間３３に接続されている。吸引路３４の他端には、図示しない吸引ポンプが接続されるようになっている。支持台３０は、真空ポンプによって吸引路３４内の気体を吸引することによって、上面３０ａに基板１０を吸着させて基板１０を一時的に保持できるようになっている。   A gap 33 is provided between the peripheral portion of the window member 31 and the frame portion 32. The gap 33 is opposed to a position near the peripheral edge on the surface 11 b of the support layer 11. Further, a suction path 34 is provided inside the frame part 32. One end of the suction path 34 is connected to the gap 33. A suction pump (not shown) is connected to the other end of the suction path 34. The support table 30 is capable of temporarily holding the substrate 10 by adsorbing the substrate 10 on the upper surface 30a by sucking the gas in the suction path 34 with a vacuum pump.

本実施の形態では、基板１０に電子部品２０を実装する際には、上述のように真空吸着によって基板１０を支持台３０に固定するようにしている。しかし、基板１０に電子部品２０を実装する際には、基板１０を所定位置に配置できればよく、例えば、機械的な治具によって基板１０を所定の支持台に固定してもよいし、基板１０を搬送する装置によって基板１０を所定の位置に配置してもよい。   In the present embodiment, when the electronic component 20 is mounted on the substrate 10, the substrate 10 is fixed to the support 30 by vacuum suction as described above. However, when mounting the electronic component 20 on the substrate 10, it is sufficient that the substrate 10 can be arranged at a predetermined position. For example, the substrate 10 may be fixed to a predetermined support base by a mechanical jig, The substrate 10 may be arranged at a predetermined position by a device that transports the substrate.

窓部材３１の下方には、赤外線照射装置３５が設けられている。赤外線照射装置３５は、熱硬化性樹脂を硬化させるための電磁波としての赤外線を、窓部材３１に照射するようになっている。熱硬化性樹脂を硬化させるための電磁波の波長は、近赤外線の波長域７００ｎｍ〜２５００ｎｍおよび中間赤外線の波長域２５００ｎｍ〜２５０００ｎｍを含む波長範囲内、すなわち７００ｎｍ〜２５０００ｎｍの波長範囲内の波長を含むことが好ましい。また、熱硬化性樹脂を硬化させるための電磁波は、上記波長範囲内の単一の波長の赤外線でもよいし、上記波長範囲内の互いに異なる波長を有する複数の赤外線を含んでいてもよい。また、熱硬化性樹脂を硬化させるための電磁波は、上記波長範囲内の赤外線に加え、上記波長範囲外の電磁波を含んでいてもよい。   An infrared irradiation device 35 is provided below the window member 31. The infrared irradiator 35 irradiates the window member 31 with infrared rays as electromagnetic waves for curing the thermosetting resin. The wavelength of the electromagnetic wave for curing the thermosetting resin should be within the wavelength range including the near-infrared wavelength range 700 nm to 2500 nm and the mid-infrared wavelength range 2500 nm to 25000 nm, that is, include the wavelength within the wavelength range of 700 nm to 25000 nm. Is preferred. Further, the electromagnetic wave for curing the thermosetting resin may be an infrared ray having a single wavelength within the above wavelength range, or may include a plurality of infrared rays having different wavelengths within the above wavelength range. Further, the electromagnetic wave for curing the thermosetting resin may include an electromagnetic wave outside the above wavelength range in addition to the infrared ray within the above wavelength range.

なお、本実施の形態では、窓部材３１の上で、基板１０に電子部品２０を実装する処理が繰り返し行われる。そのため、主に熱硬化性樹脂からの伝熱により、窓部材３１の表面温度が徐々に上昇する可能性がある。そこで、例えば、窓部材３１に、冷媒が循環するジャケットを設けたり、窓部材３１の表面に冷風を吹き付けたりして、窓部材３１の温度を所定の温度になるように調節してもよい。   In the present embodiment, the process of mounting the electronic component 20 on the substrate 10 on the window member 31 is repeatedly performed. Therefore, the surface temperature of the window member 31 may gradually increase mainly due to heat transfer from the thermosetting resin. Thus, for example, the temperature of the window member 31 may be adjusted to a predetermined temperature by providing the window member 31 with a jacket through which a refrigerant circulates, or by blowing cool air onto the surface of the window member 31.

本実施の形態に係る電子装置の製造方法では、まず、図１に示したように、基板１０上において、電子部品２０が配置される領域に、硬化前の絶縁性の熱硬化性樹脂３６を配置する。熱硬化性樹脂３６の配置は、例えば、シリンジ３７を用いて塗布することによって行われる。   In the method of manufacturing an electronic device according to the present embodiment, first, as shown in FIG. 1, an insulating thermosetting resin 36 before curing is applied to a region on the substrate 10 where the electronic component 20 is to be arranged. Deploy. The arrangement of the thermosetting resin 36 is performed by, for example, applying using a syringe 37.

なお、熱硬化性樹脂３６には、この熱硬化性樹脂３６を硬化させるための電磁波の吸収率を高めるための材料、例えば顔料が添加されていてもよい。この添加材料としては、例えば、樹脂に混練して使用する有機系または無機系の赤外線吸収材料であって、市販されているものを用いることができる。熱硬化性樹脂３６を硬化させるための電磁波が赤外線である場合には、添加材料が添加された状態の熱硬化性樹脂３６を黒体に近づけることが有効である。そのためには、顔料としてのカーボンブラックを、熱硬化性樹脂３６に対する重量比で０．１％以上の添加量で、熱硬化性樹脂３６に添加することが有効である。この場合のカーボンブラックの添加量は、熱硬化性樹脂３６に対する重量比で１〜５％の範囲内であることが好ましい。   The thermosetting resin 36 may be added with a material for increasing the absorptivity of electromagnetic waves for curing the thermosetting resin 36, for example, a pigment. As the additive material, for example, an organic or inorganic infrared absorbing material which is kneaded with a resin and used, and which is commercially available can be used. When the electromagnetic waves for curing the thermosetting resin 36 are infrared rays, it is effective to bring the thermosetting resin 36 to which the additive material has been added close to a black body. For that purpose, it is effective to add the carbon black as a pigment to the thermosetting resin 36 in an amount of 0.1% or more by weight to the thermosetting resin 36. In this case, the amount of carbon black to be added is preferably in the range of 1 to 5% by weight relative to the thermosetting resin 36.

次に、図２で示したように保持ツール４０によって、基板１０に実装する電子部品２０を保持する。電子部品２０は、一方の面２０ａにおいて露出する複数のバンプ２１を有している。導体層１２の接続部１２ａとバンプ２１は、支持層１１の面１１ａと電子部品２０の面２０ａとが向き合ったときに互いに対向する位置に配置されている。バンプ２１は、本発明における電極に対応する。   Next, as shown in FIG. 2, the electronic component 20 mounted on the substrate 10 is held by the holding tool 40. The electronic component 20 has a plurality of bumps 21 exposed on one surface 20a. The connection portion 12a of the conductor layer 12 and the bump 21 are arranged at positions facing each other when the surface 11a of the support layer 11 and the surface 20a of the electronic component 20 face each other. The bump 21 corresponds to the electrode in the present invention.

保持ツール４０は、電子部品２０を吸着し保持するコレット４１と、このコレット４１を保持するツール本体４２とを有している。ツール本体４２は、コレット４１に接する面４２ａにおいて複数の吸引口４２ｂを有している。ツール本体４２の内部には、吸引口４２ｂに続く吸引路４２ｃが設けられている。吸引路４２ｃは、図示しない真空ポンプに接続されるようになっている。そして、ツール本体４２は、真空ポンプによって吸引路４２ｃ内の気体を吸引することによって、面４２ａにコレット４１を吸着させてコレット４１を保持できるようになっている。   The holding tool 40 has a collet 41 for sucking and holding the electronic component 20 and a tool body 42 for holding the collet 41. The tool main body 42 has a plurality of suction ports 42b on a surface 42a in contact with the collet 41. Inside the tool main body 42, a suction path 42c that follows the suction port 42b is provided. The suction path 42c is connected to a vacuum pump (not shown). The tool body 42 can hold the collet 41 by adsorbing the collet 41 on the surface 42a by sucking the gas in the suction passage 42c by a vacuum pump.

また、コレット４１は、電子部品２０に接する面４１ａにおいて吸引口４１ｂを有している。コレット４１の内部には、吸引口４１ｂに続く吸引路４１ｃが設けられている。ツール本体４２の内部には、吸引路４１ｃに続く吸引路４２ｄが設けられている。吸引路４２ｄは、図示しない真空ポンプに接続されるようになっている。そして、保持ツール４０は、真空ポンプによって吸引路４１ｃ，４２ｄ内の気体を吸引することによって、面４１ａに電子部品２０を吸着させて電子部品２０を保持できるようになっている。   Further, the collet 41 has a suction port 41b on a surface 41a in contact with the electronic component 20. Inside the collet 41, a suction path 41c that follows the suction port 41b is provided. Inside the tool main body 42, a suction path 42d following the suction path 41c is provided. The suction path 42d is connected to a vacuum pump (not shown). The holding tool 40 can hold the electronic component 20 by sucking the gas in the suction passages 41c and 42d with a vacuum pump, so that the electronic component 20 is sucked to the surface 41a.

ツール本体４２は、セラミックヒータ等の加熱装置を含んでいてもよい。本発明においては、積極的に電子部品２０を加熱する必要性は低く、電子部品２０を加熱しない場合には加熱装置はなくてもよい。また、図示しないが、ツール本体４２は、このツール本体４２を昇降させる機構に、断熱のためのブロックを介して締結されている。ツール本体４２を昇降させる機構は、例えば、エアシリンダやサーボモータを有している。   The tool main body 42 may include a heating device such as a ceramic heater. In the present invention, the necessity of actively heating the electronic component 20 is low, and when the electronic component 20 is not heated, the heating device may be omitted. Although not shown, the tool main body 42 is fastened to a mechanism for raising and lowering the tool main body 42 via a block for heat insulation. The mechanism that raises and lowers the tool body 42 has, for example, an air cylinder and a servomotor.

タクトタイムの短縮の観点から、保持ツール４０は、電子部品２０を短時間で加熱または冷却できることが望ましい。そのため、コレット４１およびツール本体４２の主要部の材質は、熱伝導率と、熱容量と、繰り返し使用に対する機械的耐久性とのバランスを考慮して、温度追従性のよいものとすることが望ましい。このような材質としては、アルミニウム合金、炭化珪素、窒化アルミニウム等がある。   From the viewpoint of shortening the tact time, it is desirable that the holding tool 40 can heat or cool the electronic component 20 in a short time. Therefore, it is desirable that the material of the main part of the collet 41 and the tool main body 42 should have good temperature followability in consideration of the balance between the thermal conductivity, the heat capacity, and the mechanical durability against repeated use. Examples of such a material include an aluminum alloy, silicon carbide, and aluminum nitride.

電子部品２０は、面２０ａとは反対側の面がコレット４１の面４１ａに接するようにして保持ツール４０によって保持されて、バンプ２１が接続部１２ａと対向するように基板１０の上に配置される。   The electronic component 20 is held by the holding tool 40 such that the surface opposite to the surface 20a is in contact with the surface 41a of the collet 41, and is placed on the substrate 10 such that the bumps 21 face the connection portions 12a. You.

次に、図３に示したように、保持ツール４０を降下させ、基板１０と電子部品２０との間に熱硬化性樹脂３６を介在させた状態で、接続部１２ａとバンプ２１とを接触させる。保持ツール４０を降下させる過程で、熱硬化性樹脂３６は広がり、基板１０と電子部品２０との間にくまなく充填される。   Next, as shown in FIG. 3, the holding tool 40 is lowered, and the connection portion 12 a and the bump 21 are brought into contact with each other with the thermosetting resin 36 interposed between the substrate 10 and the electronic component 20. . In the process of lowering the holding tool 40, the thermosetting resin 36 spreads and is filled between the substrate 10 and the electronic component 20.

なお、必要に応じて、保持ツール４０によって電子部品２０に荷重を加えることによって、接続部１２ａおよびバンプ２１を、それらが互いに密着するように加圧してもよい。   If necessary, a load may be applied to the electronic component 20 by the holding tool 40 to press the connection portion 12a and the bump 21 so that they are in close contact with each other.

次に、赤外線照射装置３５によって、赤外線３９を窓部材３１に照射する。この赤外線３９は、窓部材３１および支持層１１を透過して、基板１０と熱硬化性樹脂３６とが接触する領域の全域に照射され、その結果、熱硬化性樹脂３６に照射される。熱硬化性樹脂３６は、赤外線３９が照射されることにより加熱され、硬化する。なお、この際、接続部１２ａおよびバンプ２１は溶融しない。熱硬化性樹脂３６が硬化することで、基板１０と電子部品２０との間に樹脂層が形成され、この樹脂層によって、接続部１２ａとバンプ２１との接続部分が封止される。熱硬化性樹脂３６を硬化させる工程における樹脂３６の温度は、電子部品２０に大きな熱がかからないような温度範囲内とするのがよい。このような温度範囲は、好ましくは２００℃以下であり、特に好ましくは８０〜１６０℃の範囲である。樹脂層のうち、基板１０と電子部品２０との間からはみ出した部分は、フィレット３８を形成する。   Next, the window member 31 is irradiated with the infrared light 39 by the infrared irradiation device 35. The infrared rays 39 pass through the window member 31 and the support layer 11 and are irradiated on the entire region where the substrate 10 and the thermosetting resin 36 are in contact with each other. As a result, the thermosetting resin 36 is irradiated. The thermosetting resin 36 is heated and cured by being irradiated with the infrared rays 39. At this time, the connection portion 12a and the bump 21 do not melt. By curing the thermosetting resin 36, a resin layer is formed between the substrate 10 and the electronic component 20, and the connection between the connection portion 12a and the bump 21 is sealed by the resin layer. The temperature of the resin 36 in the step of curing the thermosetting resin 36 is preferably within a temperature range in which a large amount of heat is not applied to the electronic component 20. Such a temperature range is preferably 200 ° C. or less, particularly preferably 80 to 160 ° C. A portion of the resin layer protruding from between the substrate 10 and the electronic component 20 forms a fillet 38.

本実施の形態において、基板１０と熱硬化性樹脂３６とが接触する領域の全域に赤外線を照射する場合、上記領域の全域に一度に赤外線を照射してもよいし、赤外線の照射位置を変えながら上記領域の一部に赤外線を照射する処理を繰り返すことによって上記領域の全域に赤外線を照射するようにしてもよい。後者の方が、短時間で熱硬化性樹脂３６に多くのエネルギーを与えられる点で、より好ましい。   In the present embodiment, when irradiating the entire area of the region where the substrate 10 and the thermosetting resin 36 are in contact with the infrared ray, the entire area of the above area may be irradiated with the infrared ray at once, or the irradiation position of the infrared ray may be changed. While repeating the process of irradiating a part of the area with infrared rays, the whole area of the area may be irradiated with infrared rays. The latter is more preferable because more energy can be given to the thermosetting resin 36 in a short time.

赤外線の照射位置を変えながら、基板１０と熱硬化性樹脂３６とが接触する領域の一部に赤外線を照射する処理を繰り返す場合には、赤外線としてレーザ光を用いることが好ましい。この場合、レーザ光によって上記領域に形成されるレーザスポットの直径は、１０μｍ〜３ｍｍの範囲内であることが好ましい。また、レーザスポットの直径は、バンプ２１の幅以上であることが好ましく、バンプ２１の幅の１〜３０倍の範囲内であることがより好ましく、バンプ２１の幅の５〜１００倍の範囲内であることが更に好ましい。   When the process of irradiating a part of the region where the substrate 10 and the thermosetting resin 36 are in contact with each other while changing the irradiation position of the infrared ray is repeated, it is preferable to use a laser beam as the infrared ray. In this case, it is preferable that the diameter of the laser spot formed in the region by the laser beam is in the range of 10 μm to 3 mm. In addition, the diameter of the laser spot is preferably equal to or greater than the width of the bump 21, more preferably within the range of 1 to 30 times the width of the bump 21, and within the range of 5 to 100 times the width of the bump 21. Is more preferable.

また、レーザ光の波長は、近赤外線の波長域７００ｎｍ〜２５００ｎｍ内の単波長であることが好ましい。レーザ光の波長は、特に、熱硬化性樹脂３６におけるエネルギーの吸収が大きい点で、８００ｎｍ以上であることが好ましい。また、レーザ光の波長は、特に、窓部材３１に用いられるガラスにおけるエネルギーの吸収を抑えるために、２０００ｎｍ以下であることが好ましい。   Further, it is preferable that the wavelength of the laser light is a single wavelength within the near infrared wavelength range of 700 nm to 2500 nm. The wavelength of the laser light is preferably 800 nm or more, particularly in view of the fact that the thermosetting resin 36 has a large energy absorption. In addition, the wavelength of the laser beam is preferably 2000 nm or less in order to suppress energy absorption in glass used for the window member 31.

熱硬化性樹脂３６に赤外線３９を照射することによって熱硬化性樹脂３６を加熱すると、熱硬化性樹脂３６からの伝熱によって、電子部品２０の温度が上昇する。熱硬化性樹脂３６が硬化する際に電子部品２０の温度が上昇し過ぎると、電子部品２０が膨張した状態で基板１０に固定されることにより発生する不具合が顕著になる。そこで、熱硬化性樹脂３６に赤外線３９を照射する際には、電子部品２０の温度が上昇し過ぎないように、電子部品２０を冷却することによって、電子部品２０の温度を調節することが好ましい。電子部品２０を冷却する方法としては、例えば、図２および図３に示したように、空気等の気体を噴出するノズル４３をコレット４１の近傍に設けておき、このノズル４３より噴出される気体を電子部品２０に吹き付けることによって、電子部品２０より放熱させる方法がある。あるいは、電子部品２０を冷却する方法は、例えば、コレット４１に取り付けヒートシンクによって電子部品２０を冷却する方法や、コレット４１に取り付けたペルチェ素子等の冷却装置によって電子部品２０を冷却する方法であってもよい。   When the thermosetting resin 36 is heated by irradiating the thermosetting resin 36 with infrared rays 39, the temperature of the electronic component 20 increases due to heat transfer from the thermosetting resin 36. If the temperature of the electronic component 20 rises too much when the thermosetting resin 36 is cured, the problem that occurs when the electronic component 20 is fixed to the substrate 10 in an expanded state becomes prominent. Therefore, when irradiating the infrared ray 39 to the thermosetting resin 36, it is preferable to adjust the temperature of the electronic component 20 by cooling the electronic component 20 so that the temperature of the electronic component 20 does not excessively increase. . As a method for cooling the electronic component 20, for example, as shown in FIGS. 2 and 3, a nozzle 43 for ejecting a gas such as air is provided near the collet 41, and the gas ejected from the nozzle 43 is provided. Is sprayed onto the electronic component 20 to dissipate heat from the electronic component 20. Alternatively, the method of cooling the electronic component 20 is, for example, a method of cooling the electronic component 20 with a heat sink attached to the collet 41 or a method of cooling the electronic component 20 with a cooling device such as a Peltier element attached to the collet 41. Is also good.

次に、赤外線照射装置３５からの赤外線３９の放射を停止すると共に、保持ツール４０を電子部品２０から離す。以後、基板１０と電子部品２０との間の樹脂層は、その温度が常温に戻るように冷却されて、基板１０に対する電子部品２０の実装が完了する。このようにして、基板１０と、この基板１０上に実装された電子部品２０とを備えた電子装置が完成する。樹脂層の温度が常温に戻る過程で、樹脂層には収縮応力が発生する。この収縮応力によって、接続部１２ａとバンプ２１との密着状態が保持され、接続部１２ａとバンプ２１との電気的接続状態が保持される。   Next, the emission of the infrared light 39 from the infrared irradiation device 35 is stopped, and the holding tool 40 is separated from the electronic component 20. Thereafter, the resin layer between the substrate 10 and the electronic component 20 is cooled so that the temperature returns to the normal temperature, and the mounting of the electronic component 20 on the substrate 10 is completed. In this way, an electronic device including the substrate 10 and the electronic components 20 mounted on the substrate 10 is completed. In the process of returning the temperature of the resin layer to normal temperature, contraction stress is generated in the resin layer. Due to this contraction stress, the contact state between the connection portion 12a and the bump 21 is maintained, and the electrical connection state between the connection portion 12a and the bump 21 is maintained.

以上説明したように、本実施の形態では、熱硬化性樹脂３６を硬化させる工程において、電子部品２０を通して熱硬化性樹脂３６を加熱するのではなく、熱硬化性樹脂３６に電磁波を照射することによって、接続部１２ａおよびバンプ２１を溶融させることなく、熱硬化性樹脂３６を加熱し、硬化させる。そのため、本実施の形態では、熱硬化性樹脂３６を硬化させる工程において、熱による電子部品２０の膨張が抑制され、その結果、その後の電子部品２０の収縮も抑制される。従って、本実施の形態によれば、電子部品２０の実装後の基板１０における歪みや残留応力の発生を抑制することができる。更に、本実施の形態によれば、熱硬化性樹脂３６は電磁波によって十分に加熱されるため、硬化後の熱硬化性樹脂３６よりなる樹脂層に発生する収縮力を十分大きくすることができる。その結果、本実施の形態によれば、接続部１２ａとバンプ２１との電気的接続状態を良好にすることができる。   As described above, in the present embodiment, in the step of curing the thermosetting resin 36, the thermosetting resin 36 is irradiated with electromagnetic waves instead of heating the thermosetting resin 36 through the electronic component 20. Thus, the thermosetting resin 36 is heated and cured without melting the connection portions 12a and the bumps 21. Therefore, in the present embodiment, in the step of curing the thermosetting resin 36, expansion of the electronic component 20 due to heat is suppressed, and as a result, subsequent contraction of the electronic component 20 is also suppressed. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to suppress the occurrence of distortion and residual stress in substrate 10 after electronic component 20 is mounted. Further, according to the present embodiment, since the thermosetting resin 36 is sufficiently heated by the electromagnetic waves, the contraction force generated in the resin layer made of the thermosetting resin 36 after curing can be sufficiently increased. As a result, according to the present embodiment, the electrical connection between the connection portion 12a and the bump 21 can be improved.

また、本実施の形態では、熱硬化性樹脂３６を硬化させる工程において、基板１０を通して熱硬化性樹脂３６に電磁波を照射する。これにより、熱硬化性樹脂３６を硬化させる工程において、熱による電子部品２０の膨張をより抑制することが可能になる。従って、電子部品２０の実装後の基板１０における歪みや残留応力の発生をより抑制することが可能になる。   In the present embodiment, in the step of curing the thermosetting resin 36, the thermosetting resin 36 is irradiated with electromagnetic waves through the substrate 10. Accordingly, in the step of curing the thermosetting resin 36, it is possible to further suppress the expansion of the electronic component 20 due to heat. Therefore, it is possible to further suppress the occurrence of distortion and residual stress in the substrate 10 after mounting the electronic component 20.

また、本実施の形態では、電磁波によって、接続部１２ａおよびバンプ２１を溶融させることなく、熱硬化性樹脂３６を加熱し、硬化させるので、基板１０と電子部品２０の機械的な接続、および接続部１２ａとバンプ２１との接続部分の封止を、多くのエネルギーを必要とすることなく短時間で行うことができる。   Further, in the present embodiment, the thermosetting resin 36 is heated and cured by the electromagnetic wave without melting the connection portions 12a and the bumps 21, so that the mechanical connection and the connection between the substrate 10 and the electronic component 20 are performed. The connection between the portion 12a and the bump 21 can be sealed in a short time without requiring much energy.

また、本実施の形態では、熱硬化性樹脂３６を硬化させる工程において、基板１０と熱硬化性樹脂３６とが接触する領域の全域に電磁波を照射している。そのため、本実施の形態によれば、熱硬化性樹脂３６の全体が電磁波によって十分に加熱されるため、接続部１２ａとバンプ２１との電気的接続状態をより良好にすることができる。また、本実施の形態において、電磁波の照射位置を変えながら上記領域の一部に電磁波を照射する処理を繰り返すことによって上記領域の全域に電磁波を照射するようにした場合には、短時間で熱硬化性樹脂３６を硬化させることが可能になる。   Further, in the present embodiment, in the step of curing the thermosetting resin 36, the entire region where the substrate 10 and the thermosetting resin 36 are in contact is irradiated with the electromagnetic wave. Therefore, according to the present embodiment, the entire thermosetting resin 36 is sufficiently heated by the electromagnetic waves, so that the electrical connection between the connection portion 12a and the bump 21 can be improved. Further, in the present embodiment, when the process of irradiating a part of the region with the electromagnetic wave while changing the irradiation position of the electromagnetic wave is repeated so as to irradiate the entire region of the region with the electromagnetic wave, the heat may be quickly applied. The curable resin 36 can be cured.

また、本実施の形態では、熱硬化性樹脂３６を硬化させる工程において、接続部１２ａとバンプ２１とが密着するように電子部品２０を加圧するようにしてもよい。これにより、接続部１２ａとバンプ２１との電気的接続状態をより良好にすることが可能になる。   Further, in the present embodiment, in the step of curing the thermosetting resin 36, the electronic component 20 may be pressed so that the connection portion 12a and the bump 21 are in close contact with each other. This makes it possible to improve the electrical connection between the connection portion 12a and the bump 21.

また、本実施の形態において、熱硬化性樹脂３６に電磁波を照射する際には、電子部品２０の温度が上昇し過ぎないように、電子部品２０を冷却することによって、電子部品２０の温度を調節することが好ましい。このように電子部品２０の温度を調節することにより、熱硬化性樹脂３６を硬化させる工程において、熱による電子部品２０の膨張をより抑制することが可能になる。これにより、電子部品２０の実装後の基板１０における歪みや残留応力の発生をより抑制することが可能になる。   In the present embodiment, when irradiating the thermosetting resin 36 with an electromagnetic wave, the temperature of the electronic component 20 is reduced by cooling the electronic component 20 so that the temperature of the electronic component 20 does not rise excessively. Adjustment is preferred. By adjusting the temperature of the electronic component 20 in this manner, in the step of curing the thermosetting resin 36, it is possible to further suppress the expansion of the electronic component 20 due to heat. This makes it possible to further suppress the occurrence of distortion and residual stress in the substrate 10 after mounting the electronic component 20.

また、本実施の形態において、熱硬化性樹脂３６に、電磁波の吸収率を高めるための材料を添加した場合には、熱による電子部品２０の膨張を抑制しながら、熱硬化性樹脂３６を効率よく加熱することが可能になる。   Further, in the present embodiment, when a material for increasing the absorptivity of electromagnetic waves is added to the thermosetting resin 36, the thermosetting resin 36 is made more efficient while suppressing expansion of the electronic component 20 due to heat. It becomes possible to heat well.

［実施例］
次に、図４および図５を参照して本実施の形態における第１の実施例について説明する。図４は本実施例によって製造される電子装置の平面図である。図５は図４におけるＡ−Ａ線断面図である。本実施例では、基板１０にガラス基板を用い、図４および図５に示したように、基板１０の大きさは、縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍとした。また、電子部品２０の大きさは、縦１０ｍｍ、横１０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍとした。電子部品２０は、基板１０の一方の面における中央部に配置されている。図５において、符号５１は、基板１０と電子部品２０との間に配置された熱硬化性樹脂３６が硬化して形成された樹脂層を示している。 [Example]
Next, a first example of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a plan view of an electronic device manufactured according to the present embodiment. FIG. 5 is a sectional view taken along line AA in FIG. In this embodiment, a glass substrate is used as the substrate 10, and as shown in FIGS. 4 and 5, the size of the substrate 10 is 50 mm in length, 50 mm in width, and 0.7 mm in thickness. The size of the electronic component 20 was 10 mm in length, 10 mm in width, and 0.4 mm in thickness. The electronic component 20 is arranged at a central portion on one surface of the substrate 10. 5, reference numeral 51 denotes a resin layer formed by curing the thermosetting resin 36 disposed between the substrate 10 and the electronic component 20.

本実施例では、上述の基板１０、電子部品２０および熱硬化性樹脂３６を用い、後で示す３通りの条件で電子装置を製造した。次に、製造された電子装置について、基板１０の変形量を比較した。ここで、図４、図６および図７を参照して、基板１０の変形量の定義と測定方法について説明する。まず、図４に示したように、電子部品２０が実装される前の基板１０の両面のうち、電子部品２０が実装される面とは反対側の面において、この面の中心を通り、基板１０の一側面に平行な直線上に、２つの標点５２，５３を設定した。この標点５２，５３は、上記面の中心から互いに反対方向に１０ｍｍだけ離れた位置に配置される。従って、標点５２，５３の間隔は２０ｍｍである。ここでは、標点５２，５３間における面の最大変位量を、基板１０の変形量と定義する。   In this example, an electronic device was manufactured using the above-described substrate 10, electronic component 20, and thermosetting resin 36 under the following three conditions. Next, with respect to the manufactured electronic devices, the deformation amount of the substrate 10 was compared. Here, with reference to FIG. 4, FIG. 6, and FIG. 7, the definition and measurement method of the deformation amount of the substrate 10 will be described. First, as shown in FIG. 4, of the two surfaces of the substrate 10 before the electronic component 20 is mounted, the surface opposite to the surface on which the electronic component 20 is mounted passes through the center of this surface, and Two reference points 52 and 53 were set on a straight line parallel to one side surface of 10. The reference points 52 and 53 are arranged at positions away from the center of the surface by 10 mm in directions opposite to each other. Therefore, the interval between the reference points 52 and 53 is 20 mm. Here, the maximum displacement of the surface between the reference points 52 and 53 is defined as the deformation of the substrate 10.

ここで、図６を参照して、電子部品２０の実装前後における基板１０の変形の態様について説明する。図６において、（ａ）は電子部品２０の実装前における基板１０を示し、（ｂ）は基板１０に電子部品２０が実装されてなる電子装置を示している。（ａ）に示したように、電子部品２０の実装前における基板１０は平板状である。しかし、電子部品２０の実装後における基板１０は、実装の条件によっては、（ｂ）に示したように、電子部品２０が実装された面とは反対側の面が突出するように変形する場合がある。この変形は、基板１０と電子部品２０との間に配置された熱硬化性樹脂を硬化させる工程で、電子部品２０が加熱されて膨張した状態で基板１０に固定され、その後、電子部品２０の温度が常温に戻る過程において、電子部品２０が収縮するために発生すると考えられる。   Here, with reference to FIG. 6, a description will be given of a mode of deformation of the substrate 10 before and after mounting the electronic component 20. 6A shows the substrate 10 before the electronic component 20 is mounted, and FIG. 6B shows an electronic device in which the electronic component 20 is mounted on the substrate 10. As shown in (a), the board 10 before mounting the electronic component 20 is in a flat plate shape. However, when the substrate 10 after the mounting of the electronic component 20 is deformed such that the surface opposite to the surface on which the electronic component 20 is mounted projects as shown in FIG. There is. This deformation is a step of curing a thermosetting resin disposed between the substrate 10 and the electronic component 20, and is fixed to the substrate 10 in a state where the electronic component 20 is heated and expanded. It is considered that the electronic component 20 shrinks during the process of returning the temperature to the normal temperature.

図７は、図６（ｂ）におけるＢ部を拡大して示している。図７に示したように、本実施例では、標点５２，５３間における面５６の最大変位量ｄを、基板１０の変形量と定義する。この変形量が大きいほど基板１０に発生する残留応力が大きく、逆に、変形量が小さいほど基板１０に発生する残留応力が小さいことを意味する。   FIG. 7 shows a portion B in FIG. 6B in an enlarged manner. As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the maximum displacement d of the surface 56 between the reference points 52 and 53 is defined as the deformation of the substrate 10. The larger the amount of deformation, the larger the residual stress generated in the substrate 10, and conversely, the smaller the amount of deformation, the smaller the residual stress generated in the substrate 10.

基板１０の変形量の測定は、東京精密社製の表面粗さ形状測定機サーフコム１１０Ｂ（商品名）を使用して行った。また、基板１０の変形量の測定は、先端部半径５μｍのダイヤモンド触針を使用し、触針圧力は４ｍＮ、カットオフ値は０．８ｍｍ、スキャンスピードは０．３ｍｍ／秒という条件で行った。   The measurement of the amount of deformation of the substrate 10 was performed using Surfcom 110B (trade name) manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd. The deformation of the substrate 10 was measured using a diamond stylus having a tip radius of 5 μm, a stylus pressure of 4 mN, a cutoff value of 0.8 mm, and a scan speed of 0.3 mm / sec. .

３通りの条件で製造した３つの電子装置について、製造の条件と基板１０の変形量との対応関係を以下の表に示す。この表中の「電子部品の冷却の有無」の項目において、「あり」は、熱硬化性樹脂３６に赤外線を照射する際に、ヒートシンクを用いて電子部品２０を冷却したことを表わし、「なし」は、このような電子部品２０の冷却を行わなかったことを表わしている。ヒートシンクとしては、電子部品２０の約１００倍の重量を有するアルミニウム合金ブロックよりなるヒートシンクを用いた。また、表中の「照射強度」、「照射時間」の各項目は、それぞれ、赤外線の照射強度、照射時間を表わしている。   The following table shows the correspondence between the manufacturing conditions and the amount of deformation of the substrate 10 for the three electronic devices manufactured under the three conditions. In the item of “whether electronic components are cooled” in this table, “present” indicates that the electronic component 20 was cooled using a heat sink when irradiating the thermosetting resin 36 with infrared rays, and “none”. "Indicates that such electronic component 20 was not cooled. As the heat sink, a heat sink made of an aluminum alloy block having about 100 times the weight of the electronic component 20 was used. In addition, each item of “irradiation intensity” and “irradiation time” in the table represents the irradiation intensity and the irradiation time of the infrared ray, respectively.

Figure 2004343042
Figure 2004343042

上記の表における電子装置Ａ，Ｂの製造条件では、熱硬化性樹脂３６に赤外線を照射する際に電子部品２０を冷却して電子部品２０の温度上昇を抑制しながら熱硬化性樹脂３６を硬化させている。一方、電子装置Ｃの製造条件では、熱硬化性樹脂３６に赤外線を照射する際に電子部品２０を冷却することなく、電子部品２０の温度上昇を抑制せずに熱硬化性樹脂３６を硬化させている。上記の表から分かるように、電子部品２０の温度上昇を抑制せずに熱硬化性樹脂３６を硬化させた場合よりも、電子部品２０の温度上昇を抑制しながら熱硬化性樹脂３６を硬化させた場合の方が、基板１０の変形量が小さくなる。この結果は、電子装置の製造過程における熱による電子部品２０の膨張、およびその後の電子部品２０の収縮が、基板１０の変形に大きく影響することを示唆している。   In the manufacturing conditions of the electronic devices A and B in the above table, when the thermosetting resin 36 is irradiated with infrared rays, the thermosetting resin 36 is cured while cooling the electronic component 20 to suppress the temperature rise of the electronic component 20. Let me. On the other hand, under the manufacturing conditions of the electronic device C, when the thermosetting resin 36 is irradiated with infrared rays, the thermosetting resin 36 is cured without cooling the electronic component 20 without suppressing the temperature rise of the electronic component 20. ing. As can be seen from the above table, the thermosetting resin 36 is cured while suppressing the temperature rise of the electronic component 20 as compared with the case where the thermosetting resin 36 is cured without suppressing the temperature rise of the electronic component 20. In this case, the deformation of the substrate 10 is smaller. This result suggests that the expansion of the electronic component 20 due to heat during the manufacturing process of the electronic device and the subsequent contraction of the electronic component 20 greatly affect the deformation of the substrate 10.

次に、本実施例で使用した熱硬化性樹脂３６の組成の例を示す。本実施例では、熱硬化性樹脂３６として、無機充填剤としてシリカを３重量％含有する一液硬化型エポキシ樹脂材料（商品名：ＮＥＸ−１８１（０１２）、新日鐵化学（株）製）を用いた。これに顔料を上記エポキシ樹脂に対して３重量％添加したものを樹脂Ａとし、顔料を添加しない状態のものを樹脂Ｂとした。また、顔料はカーボンブラックである。樹脂Ｂは褐色半透明である。これに対し、樹脂Ａは、顔料としてのカーボンブラックが添加されて、黒体に近づけられている。樹脂Ａおよび樹脂Ｂの組成を以下の表に示す。   Next, an example of the composition of the thermosetting resin 36 used in this embodiment will be described. In the present embodiment, as the thermosetting resin 36, a one-part curable epoxy resin material containing 3% by weight of silica as an inorganic filler (trade name: NEX-181 (012), manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) Was used. Resin A was obtained by adding 3% by weight of the pigment to the epoxy resin, and resin B was obtained without adding the pigment. The pigment is carbon black. Resin B is translucent brown. On the other hand, the resin A has a carbon black as a pigment, and has a black body. The compositions of Resin A and Resin B are shown in the following table.

Figure 2004343042
Figure 2004343042

上記樹脂Ａ，Ｂについて、赤外線の照射時間と樹脂の温度との関係を調べた。樹脂Ａ，Ｂに対する赤外線の照射は、照射装置としてＥＸＦＯ社製のＮＯＶＡＣＵＲＥ ＩＲ（商品名）を用い、照射強度を２０，０００ｍＷとし、赤外線として波長帯域が０．７μｍ〜４．８μｍの赤外線を用いて行った。また、赤外線は、１．１ｍｍの厚さのガラス製の支持板越しに樹脂Ａ，Ｂに照射した。赤外線の照射時間と樹脂の温度との関係を図８に示す。図８において、符号６１は樹脂Ａについての赤外線の照射時間と樹脂の温度との関係を示し、符号６２は樹脂Ｂについての赤外線の照射時間と樹脂の温度との関係を示している。   Regarding the resins A and B, the relationship between the irradiation time of infrared rays and the temperature of the resin was examined. Irradiation of infrared rays to resins A and B is performed using NOVACURE IR (trade name) manufactured by EXFO as an irradiation apparatus, irradiation intensity is set to 20,000 mW, and infrared rays having a wavelength band of 0.7 μm to 4.8 μm are used as infrared rays. I went. The infrared rays were applied to the resins A and B through a glass support plate having a thickness of 1.1 mm. FIG. 8 shows the relationship between the irradiation time of infrared rays and the temperature of the resin. In FIG. 8, reference numeral 61 indicates a relationship between the irradiation time of the infrared ray for the resin A and the temperature of the resin, and reference numeral 62 indicates a relation between the irradiation time of the infrared ray for the resin B and the temperature of the resin.

図８から分かるように、顔料を添加していない樹脂Ｂよりも、顔料を添加して赤外線の吸収率を高めた樹脂Ａの方が、赤外線の照射に対して温度の上昇が速い。このことから、顔料を添加して赤外線の吸収率を高めた樹脂を用いることによって、電子部品２０の実装時間を短縮することが可能になることが分かる。   As can be seen from FIG. 8, the temperature of resin A, to which a pigment is added to increase the absorptivity of infrared rays, is higher than that of resin B to which no pigment is added, with respect to the irradiation of infrared rays. From this, it can be seen that the use of a resin having an increased infrared absorptance by adding a pigment makes it possible to shorten the mounting time of the electronic component 20.

次に、本実施の形態における第２の実施例について説明する。本実施例では、第１の実施例と同様に、基板１０にガラス基板を用い、基板１０の大きさは、縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍとした。本実施例では、電子部品２０として、シリコン基板を用いて形成された半導体素子を用いた。この電子部品２０の大きさは、縦１６ｍｍ、横１．８ｍｍ、厚さ０．５ｍｍである。電子部品２０は、金めっきが施されたバンプ２１を有している。   Next, a second example of the present embodiment will be described. In this embodiment, as in the first embodiment, a glass substrate is used as the substrate 10, and the size of the substrate 10 is 50 mm long, 50 mm wide, and 0.7 mm thick. In this embodiment, a semiconductor element formed using a silicon substrate is used as the electronic component 20. The size of the electronic component 20 is 16 mm in length, 1.8 mm in width, and 0.5 mm in thickness. The electronic component 20 has a bump 21 plated with gold.

本実施の形態では、赤外線照射装置３５として、近赤外線の波長域中の単波長のレーザ光を出射する半導体レーザを用いた。一例として、半導体レーザとしては、浜松ホトニクス社製の半導体レーザを用いた。この半導体レーザは、波長８０８ｎｍのレーザ光を出射する。また、この半導体レーザの定格出力は２０Ｗである。また、この半導体レーザによって出射されたレーザ光によって、基板１０と熱硬化性樹脂３６とが接触する領域に形成されるレーザスポットの直径は２．４ｍｍであった。   In the present embodiment, a semiconductor laser that emits a single-wavelength laser beam in the near-infrared wavelength region is used as the infrared irradiation device 35. As an example, a semiconductor laser manufactured by Hamamatsu Photonics was used as the semiconductor laser. This semiconductor laser emits laser light having a wavelength of 808 nm. The rated output of this semiconductor laser is 20 W. The diameter of a laser spot formed in a region where the substrate 10 and the thermosetting resin 36 are in contact with each other by the laser light emitted by the semiconductor laser was 2.4 mm.

本実施例では、以下のようにして、熱硬化性樹脂３６を硬化させた。まず、赤外線照射装置３５としての半導体レーザの出力を５Ｗとして、半導体レーザよりレーザ光を出射させた。そして、基板１０と熱硬化性樹脂３６とが接触する領域において、電子部品２０の長手方向に延びる中心線の一方の端部の位置にレーザスポットの中心を合わせた。次に、レーザスポットを、上記中心線の他方の端部の位置に達するまで、上記中心線に沿って、１ｍｍ／秒の速度で移動させた。このように、本実施例では、レーザ光の照射位置を変えながら、基板１０と熱硬化性樹脂３６とが接触する領域の一部にレーザ光を照射する処理を繰り返すことによって上記領域の全域にレーザ光を照射し、熱硬化性樹脂３６を硬化させた。レーザ光を照射する際には、接続部１２ａとバンプ２１とが密着するように電子部品２０を加圧した。本実施例では、上記領域に対して、電子部品２０の長手方向の長さ１ｍｍ当たり２．４秒間、レーザ光が照射されることになる。従って、本実施例によれば、第１の実施例に比べて短い時間で熱硬化性樹脂３６を硬化させることが可能になる。本実施例によって製造された電子装置における基板１０の変形量は、０．４μｍであった。   In this example, the thermosetting resin 36 was cured as follows. First, the output of the semiconductor laser as the infrared irradiation device 35 was set to 5 W, and laser light was emitted from the semiconductor laser. Then, in a region where the substrate 10 and the thermosetting resin 36 are in contact with each other, the center of the laser spot is aligned with one end of a center line extending in the longitudinal direction of the electronic component 20. Next, the laser spot was moved at a speed of 1 mm / sec along the center line until it reached the position of the other end of the center line. As described above, in the present embodiment, while changing the irradiation position of the laser beam, the process of irradiating the laser beam to a part of the region where the substrate 10 and the thermosetting resin 36 are in contact with each other is repeated, so that The thermosetting resin 36 was cured by irradiating a laser beam. When irradiating the laser light, the electronic component 20 was pressurized so that the connection portion 12a and the bump 21 were in close contact with each other. In this embodiment, the area is irradiated with laser light for 2.4 seconds per 1 mm in the longitudinal direction of the electronic component 20. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to cure the thermosetting resin 36 in a shorter time than in the first embodiment. The amount of deformation of the substrate 10 in the electronic device manufactured according to this example was 0.4 μm.

このように、本実施例によれば、レーザ光のように、光の照射領域における単位面積当たりのエネルギーの大きな光を用いて熱硬化性樹脂３６を硬化させるようにしたので、熱硬化性樹脂３６をより短時間で硬化させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the thermosetting resin 36 is cured by using light having a large energy per unit area in the light irradiation region, such as a laser beam. 36 can be cured in a shorter time.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、実施の形態では、熱硬化性樹脂を加熱し、硬化させるための電磁波として、赤外線、特に近赤外線の波長域と中間赤外線の波長域とを含む波長範囲内の波長を有する赤外線の例を挙げたが、上記電磁波は、波長域が２５μｍ〜１ｍｍの遠赤外線でもよいし、赤外線以外の電磁波であってもよい。   Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, in the embodiment, as an electromagnetic wave for heating and curing the thermosetting resin, an example of an infrared ray having a wavelength within a wavelength range including an infrared ray, particularly a near-infrared wavelength range and a mid-infrared wavelength range. As described above, the electromagnetic wave may be far infrared rays having a wavelength range of 25 μm to 1 mm, or may be electromagnetic waves other than infrared rays.

本発明の一実施の形態に係る電子装置の製造方法における一工程を説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for describing one step in the method for manufacturing the electronic device according to the embodiment of the present invention. 図１に示した工程に続く工程を説明するための説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a step that follows the step shown in FIG. 1. 図２に示した工程に続く工程を説明するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a step that follows the step of FIG. 2. 本発明の一実施の形態における第１の実施例によって製造される電子装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of an electronic device manufactured according to a first example of an embodiment of the present invention. 図４におけるＡ−Ａ線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line AA in FIG. 4. 基板の変形量の測定方法を説明するための説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for describing a method for measuring a deformation amount of a substrate. 図６におけるＢ部の拡大図である。It is an enlarged view of the B section in FIG. 本発明の一実施の形態における第１の実施例で用いた熱硬化性樹脂の特性を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing characteristics of the thermosetting resin used in the first example of the embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of reference numerals

１０…基板、１１…支持層、１２…導体層、１２ａ…接続部、２０…電子部品、２１…バンプ、３０…支持台、３１…窓部材、３２…フレーム部、３５…赤外線照射装置、３６…熱硬化性樹脂、４０…保持ツール、４３…ノズル。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... board | substrate, 11 ... support layer, 12 ... conductor layer, 12a ... connection part, 20 ... electronic component, 21 ... bump, 30 ... support base, 31 ... window member, 32 ... frame part, 35 ... infrared irradiation device, 36 ... thermosetting resin, 40 ... holding tool, 43 ... nozzle.

Claims (7)

基板と、この基板上に実装された電子部品とを備え、前記基板は、少なくとも一方の面において露出するパターン化された導体層を有し、前記電子部品は、前記導体層に接続される電極を有する電子装置の製造方法であって、
前記基板として、前記導体層と電極との接続部分の封止用の熱硬化性樹脂を加熱するための電磁波に対して透過性を有するものを用い、前記基板と前記電子部品との間に硬化前の前記熱硬化性樹脂を介在させて、前記電極が前記導体層と対向するように前記基板上に前記電子部品を配置する工程と、
前記導体層と電極とを接触させると共に、前記基板を通して前記熱硬化性樹脂に前記電磁波を照射することによって、前記導体層および電極を溶融させることなく、熱硬化性樹脂を加熱し、硬化させる工程と
を備えたことを特徴とする電子装置の製造方法。 A substrate, and an electronic component mounted on the substrate, wherein the substrate has a patterned conductive layer exposed on at least one surface, and the electronic component has an electrode connected to the conductive layer. A method for manufacturing an electronic device having:
As the substrate, a substrate having transparency to an electromagnetic wave for heating a thermosetting resin for sealing a connection portion between the conductor layer and the electrode is used, and cured between the substrate and the electronic component. Interposing the previous thermosetting resin, arranging the electronic component on the substrate such that the electrode faces the conductor layer,
A step of heating and curing the thermosetting resin without melting the conductor layer and the electrodes by irradiating the electromagnetic wave to the thermosetting resin through the substrate while bringing the conductive layer and the electrode into contact with each other; A method for manufacturing an electronic device, comprising: 前記電磁波の波長は、７００ｎｍ〜２５０００ｎｍの波長範囲内の波長を含むことを特徴とする請求項１記載の電子装置の製造方法。   2. The method according to claim 1, wherein the wavelength of the electromagnetic wave includes a wavelength within a wavelength range of 700 nm to 25000 nm. 前記基板はガラス基板であることを特徴とする請求項１または２記載の電子装置の製造方法。   The method according to claim 1, wherein the substrate is a glass substrate. 前記熱硬化性樹脂を硬化させる工程では、前記導体層と電極とが密着するように前記電子部品を加圧することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電子装置の製造方法。   4. The method according to claim 1, wherein in the step of curing the thermosetting resin, the electronic component is pressed so that the conductor layer and the electrode are in close contact with each other. 5. 前記熱硬化性樹脂を硬化させる工程では、前記熱硬化性樹脂に電磁波を照射する際に、前記電子部品の温度を調節することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電子装置の製造方法。   5. The electronic device according to claim 1, wherein in the step of curing the thermosetting resin, the temperature of the electronic component is adjusted when irradiating the thermosetting resin with an electromagnetic wave. 6. Manufacturing method. 前記熱硬化性樹脂には、前記電磁波の吸収率を高めるための材料が添加されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の電子装置の製造方法。   The method for manufacturing an electronic device according to claim 1, wherein a material for increasing the absorption rate of the electromagnetic wave is added to the thermosetting resin. 前記熱硬化性樹脂を硬化させる工程では、前記基板と前記熱硬化性樹脂とが接触する領域の全域に前記電磁波を照射することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の電子装置の製造方法。
The electronic device according to claim 1, wherein in the step of curing the thermosetting resin, the electromagnetic wave is applied to an entire region where the substrate and the thermosetting resin are in contact with each other. Manufacturing method.
JP2003434345A 2003-04-25 2003-12-26 Manufacturing method of electronic device Pending JP2004343042A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003434345A JP2004343042A (en) 2003-04-25 2003-12-26 Manufacturing method of electronic device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003120870 2003-04-25
JP2003434345A JP2004343042A (en) 2003-04-25 2003-12-26 Manufacturing method of electronic device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004343042A true JP2004343042A (en) 2004-12-02

Family

ID=33543245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003434345A Pending JP2004343042A (en) 2003-04-25 2003-12-26 Manufacturing method of electronic device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004343042A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190109501A (en) * 2017-01-30 2019-09-25 가부시키가이샤 신가와 Mounting Units and Mounting Systems
JP2021012989A (en) * 2019-07-09 2021-02-04 株式会社ディスコ Insulation layer forming method
WO2022102228A1 (en) * 2020-11-13 2022-05-19 タツモ株式会社 Joining device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190109501A (en) * 2017-01-30 2019-09-25 가부시키가이샤 신가와 Mounting Units and Mounting Systems
KR102210623B1 (en) 2017-01-30 2021-02-02 가부시키가이샤 신가와 Mounting device and mounting system
JP2021012989A (en) * 2019-07-09 2021-02-04 株式会社ディスコ Insulation layer forming method
WO2022102228A1 (en) * 2020-11-13 2022-05-19 タツモ株式会社 Joining device
TWI821747B (en) * 2020-11-13 2023-11-11 日商龍雲股份有限公司 joint device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008249839A (en) Organic el panel and manufacturing method therefor
JP2011119732A (en) Light emitting diode package, light emitting diode package module including the package, method of manufacturing the same, head lamp module including the module, and method of controlling the head lamp module
JP4542926B2 (en) Joining method
JP5078666B2 (en) Method for bonding ceramic substrate and aluminum substrate, and light emitting element mounting body
JP5500927B2 (en) Method for manufacturing light emitting device
CN109698179B (en) Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
JP2009105266A (en) Method of manufacturing semiconductor apparatus
JP3303832B2 (en) Flip chip bonder
JP3013589B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR100638824B1 (en) Method for bonding light emitting diode chip
JP4001341B2 (en) Bonding method and apparatus
JP2004343042A (en) Manufacturing method of electronic device
JP2003258037A (en) Connecting head for ultrasonic flip-chip mounting to heat semiconductor chip by using laser beam
US6991703B2 (en) Bonding method, bonding stage and electronic component packaging apparatus
JP4380442B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP2005095944A (en) Metallic substrate-metal impregnated carbon composite structure, and method of producing the structure
JP2016143685A (en) Semiconductor module
JPH11157952A (en) Production of bonded body
JP4038435B2 (en) Die bonding equipment
JP2021150548A (en) Semiconductor manufacturing device and manufacturing method of semiconductor device
JPH10200251A (en) Manufacture of circuit module
JP2021118199A (en) Light emitting device that emits deep ultraviolet light and water sterilizer using the same
JP2006140402A (en) Semiconductor integrated circuit device
JP2006140403A (en) Manufacturing method and manufacturing device for semiconductor device
JP3490992B2 (en) Ultrasonic head for flip chip connection

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061020

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080711

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080716

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20081112