JP2006265484A - 接着性樹脂組成物及び電子装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 フラックス特性とリペア性とをともに有し、かつ接合信頼性の高い接着性樹脂組成物を提供し、それを用いて電子部品と基板とを接着することにより、接合信頼性とリペア性とを備えた電子装置を提供する。
【解決手段】 熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂11と、フラックスである有機酸13と、熱可塑性樹脂12と、硬化剤である酸無水物14と、カップリング剤15とを含む接着性樹脂組成物とし、前記接着性樹脂組成物を用いて電子部品と基板とを接着する。前記接着性樹脂組成物は、硬化触媒としてイミダゾールをさらに含むことが好ましい。
【選択図】 図4
【解決手段】 熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂11と、フラックスである有機酸13と、熱可塑性樹脂12と、硬化剤である酸無水物14と、カップリング剤15とを含む接着性樹脂組成物とし、前記接着性樹脂組成物を用いて電子部品と基板とを接着する。前記接着性樹脂組成物は、硬化触媒としてイミダゾールをさらに含むことが好ましい。
【選択図】 図4
Description
本発明は、電子部品と基板との接着に用いられる接着性樹脂組成物及びそれを用いて電子部品と基板とを接着した電子装置に関する。
近年、半導体パッケージは小型化、高集積化が進み、1000ピンを越えるような多端子を有する半導体チップと基板との接合が行われている。この種の接合には、C4と呼ばれるはんだバンプを用いたフリップチップ実装が用いられている。このはんだ接合には、はんだ接合部の洗浄、金属の酸化防止、溶融したはんだの濡れ広がり性の向上などを目的としてフラックスが使用されている。しかし、はんだ接合後にフラックスが残存していると、電気絶縁性の低下や配線部の腐食などの問題が発生する。そのため、現在でははんだ接合後に残存したフラックスを洗浄して除去しているが、洗浄剤の環境問題や、洗浄工程によるコストアップなどの欠点がある。
また、半導体パッケージの小型化、高集積化は、バンプの微細化を促進し、接合強度、信頼性の低下が懸念される。そこで、バンプ接合部の信頼性を高めるために、半導体チップと基板との間にアンダーフィルと呼ばれる絶縁性封止樹脂を流し込んで封止している。しかし、半導体チップと基板との間のスペースは極めて小さくなりつつあり、そこにアンダーフィルを充填することは技術的に益々困難となってきている。
そこで、上記フラックスやアンダーフィルの問題を解決するために、はんだ接合後のフラックスの除去が不要で、アンダーフィルの充填も不要な、フラックス入り接着剤が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。このフラックス入り接着剤は、樹脂中に除去不要なフラックス成分が含まれており、硬化することで、従来のアンダーフィルの役割を果たす接着剤である。
一方、接着剤により接合した半導体チップに接合不良が発生した場合、その接着剤のガラス転移温度以上の温度に接着部を加熱して、基板から半導体チップを引き剥がし、新たに半導体チップを接合する必要性が生じる。この場合、接着剤のガラス転移温度が高すぎると、半導体チップを引き剥がす際に、半導体チップや基板の耐熱温度以上に加熱する必要や、半導体チップや基板の耐えうる強度以上の応力を加える必要があり、半導体チップや基板に損傷を与えたり、新たに接合した半導体チップと基板との接合信頼性が低下するという問題がある。
そこで、上記問題を解決するために、電子部品と基板との接合後に容易に基板から電子部品を取り外すことができる接着剤(以下、リペア性を有する接着剤ということがある。)が提案されている(例えば、特許文献2、特許文献3参照。)。このリペア性を有する接着剤は、熱硬化性樹脂にリペア性樹脂である熱可塑性樹脂を混合させたものである。
特開2003−103398号公報
特開平7−102225号公報
特開2000−319620号公報
しかし、従来は、上記フラックス入り接着剤には、リペア性を有するものが存在しなかった。このため、フラックス入り接着剤を用いて電子部品を基板に接合した場合には、接合信頼性は向上するものの、電子部品を引き剥がす際に基板に損傷を与えたり、新たに接合した電子部品と基板との接合信頼性が低下するという問題があった。
本発明は上記問題を解決したもので、フラックス特性とリペア性とをともに有する接着性樹脂組成物及びそれを用いて電子部品と基板とを接着した電子装置を提供する。
本発明の接着性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂と、フラックスと、熱可塑性樹脂とを含む接着性樹脂組成物であって、前記熱硬化性樹脂は、OH基を含み、前記フラックスは、有機酸を含むことを特徴とする。
また、本発明の電子装置は、上記接着性樹脂組成物を用いて電子部品と基板とを接着したことを特徴とする。
本発明により、フラックス特性とリペア性とをともに有し、かつ接合信頼性の高い接着性樹脂組成物を提供でき、またその接着性樹脂組成物を用いて電子部品と基板とを接着することにより、接合信頼性とリペア性とを備えた電子装置を提供できる。
<接着性樹脂組成物の実施の形態>
本発明の接着性樹脂組成物の一例は、熱硬化性樹脂と、フラックスと、熱可塑性樹脂とを含み、上記熱硬化性樹脂は、OH基を含み、上記フラックスは、有機酸を含む接着性樹脂組成物である。
本発明の接着性樹脂組成物の一例は、熱硬化性樹脂と、フラックスと、熱可塑性樹脂とを含み、上記熱硬化性樹脂は、OH基を含み、上記フラックスは、有機酸を含む接着性樹脂組成物である。
熱硬化性樹脂と、フラックスとして有機酸を含むことにより、接合後のフラックスの除去が不要で、アンダーフィルの充填も不要な接合信頼性の高い接着性樹脂組成物を提供できる。また、熱可塑性樹脂を含むことにより、接着性樹脂組成物にリペア性を付与できる。これは、熱硬化性樹脂が硬化した後でも、熱可塑性樹脂は相分離して存在し、この相分離した部分が熱変形部分となり、リペア性が向上するものと考えられる。さらに、上記熱硬化性樹脂がOH基を含むことにより、リペア性がさらに向上する。これは、接合後に残存した有機酸と熱硬化性樹脂とが反応して、熱硬化性樹脂の熱膨張係数が若干増加するためと考えられる。また、この際に熱硬化性樹脂のガラス転移温度には変化がなく、接合信頼性は維持できる。
上記OH基を有する熱硬化性樹脂の主剤としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などを用いることができるが、接合信頼性の点でエポキシ樹脂が好ましい。
上記エポキシ樹脂としては、例えば、固形タイプ又は液状タイプの、ビスフェノールA型エポキシ、ビスフェノールF型エポキシ、ナフタレン型エポキシ、臭素化エポキシ、フェノールノボラック型エポキシ、クレゾールノボラック型エポキシ、ビフェニル型エポキシなどを用いることができる。これらの中でも、特にビスフェノール型エポキシ及びナフタレン型エポキシから選ばれる少なくとも1種のエポキシ樹脂が好ましい。これらは、接合信頼性が特に高いからである。
上記熱硬化性樹脂の硬化剤としては、例えば、酸無水物硬化剤、アミン系硬化剤、フェノール系硬化剤などを用いることができる。酸無水物硬化剤としては、例えば、3,4−ジメチル−6−(2−メチル−1−プロペニル)−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸、無水ナジック酸などを用いることができる。アミン系硬化剤としては、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、メンセンジアミン、イソホロンジアミン、メタキシレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルスルフォンなどを用いることができる。フェノール系硬化剤としては、例えば、フェノールノボラック系、パラキシリレン変性フェノール系、ジシクロペンタジエン変性フェノール系などを用いることができる。
上記硬化剤の中では、酸無水物硬化剤が特に好ましい。酸無水物硬化剤は、フラックス成分としても機能するからである。これにより、本来のフラックス成分である有機酸の添加量を減少させることができる。
上記有機酸としては、例えば、無水こはく酸、無水酢酸、無水マレイン酸、無水安息香酸、無水トリメリット酸、無水フタル酸、無水シトラコン酸、無水ヘキサン酸、無水ジグリコール酸、無水グルタル酸、こはく酸、セバシン酸、アジピン酸、クエン酸、L−グルタミン酸、グルタル酸、ステアリン酸、パルミチン酸、アビエチン酸などを用いることができる。有機酸の添加量は、熱硬化性樹脂の主剤100重量部に対して、5重量部以上50重量部以下が好ましい。この範囲内であれば、フラックス特性を十分に発揮できるからである。
上記熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエーテルサルホン、ポリエステル樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンアクリレート共重合体、ポリアミド樹脂、ブタジエンゴム/スチレン共重合体、フェノキシ樹脂、又はこれらの混合物などを用いることができる。熱可塑性樹脂の添加量は、熱硬化性樹脂の主剤100重量部に対して、10重量部以上50重量部以下が好ましい。この範囲内であれば、リペア性を十分に発揮できるからである。
また、上記接着性樹脂組成物は、硬化触媒をさらに含むことが好ましい。これにより、熱硬化性樹脂の主剤の硬化をより促進することができるからである。硬化触媒としては、例えば、イミダゾール類、有機ホスフィン類、ジアザビシクロウンデンセン、ジアザビシクロウンデンセントルエンスルホン酸塩、ジアザビシクロウンデンセントルエンオクチル酸塩などを用いることができる。この中では、特にイミダゾールが好ましい。イミダゾールは、上記酸無水物硬化剤を活性化させやすいからである。イミダゾールとしては、例えば、2−ヘプタデシルイミダゾール、2,4−ジアミノ−6−(2’−メチル−イミダゾリル−(1’))−エチル−s−トリアジン、2−フェニルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2,4−ジアミノ−6−(2’−ウンデシルイミダゾリル)−エチル−s−トリアジン、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾールなどを用いることができる。硬化触媒の添加量は、熱硬化性樹脂の主剤100重量部に対して、0.5重量部以上30重量部以下が好ましい。この範囲内であれば、熱硬化性樹脂の主剤の硬化を十分に促進できるからである。
また、上記接着性樹脂組成物は、無機フィラーをさらに含んでもよい。これにより、熱伝導性が向上するからである。無機フィラーとしては、例えば、シリカ粉末、アルミナ粉末などを用いることができる。無機フィラーの添加量は、熱硬化性樹脂の主剤100重量部に対して、400重量部以下が好ましい。この範囲内であれば、接着性の低下がないからである。
また、上記接着性樹脂組成物は、カップリング剤をさらに含むことが好ましい。これにより、接着性樹脂組成物に含まれる各成分の結合がより向上するからである。カップリング剤としては、例えば、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤などを用いることができる。カップリング剤の添加量は、熱硬化性樹脂の主剤100重量部に対して、0.1重量部以上7重量部以下とすることができる。
図4は、本実施形態の接着性樹脂組成物のイメージ図である。本実施形態の接着性樹脂組成物は、通常液状に形成され、例えば、熱硬化性樹脂の主剤としてエポキシ樹脂11と、リペア成分として熱可塑性樹脂12と、フラックス成分である有機酸13と、硬化剤である酸無水物14と、カップリング剤15とを含んでいる。
<電子装置の実施の形態>
本発明の電子装置の一例は、上記実施形態で説明した接着性樹脂組成物を用いて電子部品と基板とを接着した電子装置である。本実施形態の電子装置は、上記接着性樹脂組成物を用いて電子部品と基板とを接着しているので、接合信頼性とリペア性とを備えている。
本発明の電子装置の一例は、上記実施形態で説明した接着性樹脂組成物を用いて電子部品と基板とを接着した電子装置である。本実施形態の電子装置は、上記接着性樹脂組成物を用いて電子部品と基板とを接着しているので、接合信頼性とリペア性とを備えている。
次に、図面に基づき本実施形態の電子装置の製造方法を説明する。図1から図3は、本実施形態の電子装置の製造工程を示す工程断面図である。先ず、図1に示すように、表面に複数の電極2が形成されている基板1上に、上記接着性樹脂組成物3を塗布する。電極2は、金、銀、銅などの導電性金属で形成されている。また、基板2は、セラミック基板、ガラスエポキシ基板などを用いることができる。さらに、接着性樹脂組成物3は、前述のとおり、OH基を有する熱硬化性樹脂の主剤と、硬化剤と、有機酸と、熱可塑性樹脂と、硬化触媒と、カップリング剤などを含んでいる。
次に、図2に示すように、基板1の上に、複数のバンプ5を備えた電子部品4を配置して、バンプ5と電極2とを位置合わせする。バンプ5としては、はんだバンプを用いることができる。電子部品4としては、例えば、半導体チップ、ウエハなどが該当する。
次に、図3に示すように、基板1の電極2と電子部品4のバンプ5とを加圧しながら接合した後、加熱する。この際、バンプ5が溶融し、接着性樹脂組成物3に含まれる有機酸がフラックスとして作用し、基板1と電子部品4とがはんだ接合されるとともに、接着性樹脂組成物3が硬化する。これにより、アンダーフィルの充填を行わなくても、基板1と電子部品4とを高い接合信頼性をもって接合できる。また、残存する有機酸は熱硬化性樹脂と反応するため、除去が不要である。さらに、接着性樹脂組成物3には、熱可塑性樹脂が含まれているので、バンプ5の溶融温度以上に再度加熱することにより、確実に基板1から電子部品4を取り外すことができる。即ち、本実施形態の電子装置は、高いリペア性を有する。
以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明する。但し、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
<接着性樹脂組成物の作製>
熱硬化性樹脂の主剤として室温で液状タイプの大日本インキ化学工業製のビスフェノールF型エポキシ樹脂“EXA830LVP”(商品名)100重量部と、硬化剤である酸無水物として旭電化製のメチルテトラヒドロ無水フタル酸“KRM−291−5”(商品名)100重量部と、フラックス成分である有機酸として関東化学製のアビエチン酸20重量部と、リペア成分である熱可塑性樹脂としてアルドリッチ製の固体アクリル樹脂“PMMA”(商品名)20重量部と、硬化触媒として四国化成製のイミダゾール“1M2EZ”(商品名)0.5重量部と、カップリング剤として信越化学製のγ−グリシドキプロピルトリエトキシシラン“KBM403”(商品名)1重量部とを均一に撹拌・混合して本実施例の接着性樹脂組成物(接着剤)を作製した。
<接着性樹脂組成物の作製>
熱硬化性樹脂の主剤として室温で液状タイプの大日本インキ化学工業製のビスフェノールF型エポキシ樹脂“EXA830LVP”(商品名)100重量部と、硬化剤である酸無水物として旭電化製のメチルテトラヒドロ無水フタル酸“KRM−291−5”(商品名)100重量部と、フラックス成分である有機酸として関東化学製のアビエチン酸20重量部と、リペア成分である熱可塑性樹脂としてアルドリッチ製の固体アクリル樹脂“PMMA”(商品名)20重量部と、硬化触媒として四国化成製のイミダゾール“1M2EZ”(商品名)0.5重量部と、カップリング剤として信越化学製のγ−グリシドキプロピルトリエトキシシラン“KBM403”(商品名)1重量部とを均一に撹拌・混合して本実施例の接着性樹脂組成物(接着剤)を作製した。
<電子部品と基板の準備>
電子部品として、パッドサイズ(直径)100μm、電極ピッチ200μm、電極数1936の金製の電極に、はんだバンプを形成した縦10mm、横10mmの半導体チップ(LSIチップ)を準備した。はんだバンプは、融点が217℃のSn−3.5wt%Ag−0.5wt%Cuのはんだから形成した。また、このLSIチップの電極に対応して1936個の電極を有するガラスエポキシ基板を準備した。
電子部品として、パッドサイズ(直径)100μm、電極ピッチ200μm、電極数1936の金製の電極に、はんだバンプを形成した縦10mm、横10mmの半導体チップ(LSIチップ)を準備した。はんだバンプは、融点が217℃のSn−3.5wt%Ag−0.5wt%Cuのはんだから形成した。また、このLSIチップの電極に対応して1936個の電極を有するガラスエポキシ基板を準備した。
<電子装置の作製>
図1に示すように、本実施例の接着剤10mgを、上記ガラスエポキシ基板の中央部に塗布した。次に、図2に示すように、上記LSIチップのバンプとガラスエポキシ基板の電極とが接するようにフェイスダウンの状態で位置合わせを行い、図3に示すように、室温(25℃)で荷重0.3kg、接合時間10秒の条件で加圧し、その後、リフロー炉に入れてはんだ接合と接着剤の硬化を行った。リフロー条件は、1.0℃/秒で160〜200℃まで昇温し、160〜200℃で2分間保持し、さらに1.0℃/秒で最大250℃まで昇温した。このようにして本実施例の電子装置(半導体装置)を作製した。
図1に示すように、本実施例の接着剤10mgを、上記ガラスエポキシ基板の中央部に塗布した。次に、図2に示すように、上記LSIチップのバンプとガラスエポキシ基板の電極とが接するようにフェイスダウンの状態で位置合わせを行い、図3に示すように、室温(25℃)で荷重0.3kg、接合時間10秒の条件で加圧し、その後、リフロー炉に入れてはんだ接合と接着剤の硬化を行った。リフロー条件は、1.0℃/秒で160〜200℃まで昇温し、160〜200℃で2分間保持し、さらに1.0℃/秒で最大250℃まで昇温した。このようにして本実施例の電子装置(半導体装置)を作製した。
<はんだ接合性の評価>
本実施例の半導体装置を用いて、各接続点の間の導通電流を測定することにより、はんだ接合性を評価した。図5に導通電流を測定する際のイメージ図を示す。図5において、基板21の配線部24と、半導体チップ23の配線部25とは、はんだバンプ22を介して電気的に接続されている。そして、接続点AとBとの間に電圧をかけることにより、完全に導通が形成されていれば電流が流れ、一部でも導通が遮断されていれば電流が流れないことになる。そこで、導通電流の有無ではんだ接合性を評価した。即ち、導通電流が確認された場合には、はんだ接合性は良と判断し、導通電流が確認されなかった場合には、はんだ接合性は不良と判断した。その結果、本実施例では、導通電流が確認され、はんだ接合性は良と判断された。
本実施例の半導体装置を用いて、各接続点の間の導通電流を測定することにより、はんだ接合性を評価した。図5に導通電流を測定する際のイメージ図を示す。図5において、基板21の配線部24と、半導体チップ23の配線部25とは、はんだバンプ22を介して電気的に接続されている。そして、接続点AとBとの間に電圧をかけることにより、完全に導通が形成されていれば電流が流れ、一部でも導通が遮断されていれば電流が流れないことになる。そこで、導通電流の有無ではんだ接合性を評価した。即ち、導通電流が確認された場合には、はんだ接合性は良と判断し、導通電流が確認されなかった場合には、はんだ接合性は不良と判断した。その結果、本実施例では、導通電流が確認され、はんだ接合性は良と判断された。
<接合信頼性の評価>
次に、本実施例の半導体装置を用いて、温度サイクル試験を行って各接続点の間の導通抵抗の変化を測定することにより、接合信頼性を評価した。温度サイクル試験は、−65℃で30分間冷却、室温(25℃)で10分間放置、及び125℃で30分間加熱を1サイクルとして、150回繰り返した。導通抵抗は、前述の図5に示したように、接続点AとBとの間に電圧をかけて流れた電流を測定することにより、導通抵抗を測定した。測定は、温度サイクル試験の前後で行い、温度サイクル試験後の導通抵抗の上昇が、温度サイクル試験前の導通抵抗に対して10%以下の場合には、接合信頼性は良と判断し、10%を超えた場合には、接合信頼性は不良と判断した。その結果、本実施例では、導通抵抗の上昇が10%以下と確認され、接合信頼性は良と判断された。
次に、本実施例の半導体装置を用いて、温度サイクル試験を行って各接続点の間の導通抵抗の変化を測定することにより、接合信頼性を評価した。温度サイクル試験は、−65℃で30分間冷却、室温(25℃)で10分間放置、及び125℃で30分間加熱を1サイクルとして、150回繰り返した。導通抵抗は、前述の図5に示したように、接続点AとBとの間に電圧をかけて流れた電流を測定することにより、導通抵抗を測定した。測定は、温度サイクル試験の前後で行い、温度サイクル試験後の導通抵抗の上昇が、温度サイクル試験前の導通抵抗に対して10%以下の場合には、接合信頼性は良と判断し、10%を超えた場合には、接合信頼性は不良と判断した。その結果、本実施例では、導通抵抗の上昇が10%以下と確認され、接合信頼性は良と判断された。
<リペア性の評価>
さらに、本実施例の半導体装置を用いて、LSIチップの取り外しと、再搭載を行ってリペア性を評価した。
さらに、本実施例の半導体装置を用いて、LSIチップの取り外しと、再搭載を行ってリペア性を評価した。
先ず、上記温度サイクル試験を行った半導体装置とは別の半導体装置について、硬化した接着剤を230℃に加熱した状態でガラスエポキシ基板からLSIチップの取り外しを行った。この取り外しの後に、基板に外観上の損傷が認められた場合には、この時点においてリペア性は不良と判断した。その結果、本実施例では基板に外観上の損傷は認められなかった。
次に、LSIチップを損傷なく取り外せたガラスエポキシ基板について、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)を用いて残存している接着剤を溶解して除去した。なお、接着剤の除去作業時間は、5分以内とした。続いて、取り外したLISチップと同種のLSIチップを前述と同様にして再搭載して、新たな半導体装置を作製した。この半導体装置を用いて前述と同様にして導通電流の有無を確認し、導通電流が確認されなかった場合には、この時点においてリペア性は不良と判断した。その結果、本実施例では導通電流が確認された。
さらに、導通電流が確認された半導体装置について、前述と同様にして温度サイクル試験を行い、温度サイクル試験後の導通抵抗の上昇が、温度サイクル試験前の導通抵抗に対して10%以下の場合には、最終的にリペア性は良と判断し、10%を超えた場合には、この時点においてリペア性は不良と判断した。その結果、本実施例では、導通抵抗の上昇が10%以下と確認され、最終的にリペア性は良と判断された。
(比較例1)
有機酸であるアビエチン酸を含まない以外は、実施例1と同様にして本比較例の接着剤を作製した。この接着剤を用いて、実施例1と同様にしてはんだ接合性を評価した。その結果、本比較例では、導通電流が確認されず、はんだ接合性は不良と判断された。従って、本比較例では接合信頼性の評価はできなかった。
有機酸であるアビエチン酸を含まない以外は、実施例1と同様にして本比較例の接着剤を作製した。この接着剤を用いて、実施例1と同様にしてはんだ接合性を評価した。その結果、本比較例では、導通電流が確認されず、はんだ接合性は不良と判断された。従って、本比較例では接合信頼性の評価はできなかった。
次に、本比較例の接着剤と、従来のフラックスとを用いて、実施例1と同種のLSIチップとガラスエポキシ基板とを、温度25℃、荷重0.3kg、接合時間10秒の条件で仮接合し、最大250℃のリフローに入れ、リフロー接合し、その後、残存するフラックスを洗浄し、LSIチップとガラスエポキシ基板との間に、本比較例の接着剤を充填し、150℃で加熱した。従来のフラックスとしては、ロジン系フラックスを用いた。このようにして作製した本比較例の半導体装置を用いて実施例1と同様にしてリペア性を評価した。その結果、最終的にリペア性は良と判断された。
(比較例2)
熱可塑性樹脂であるアクリル樹脂を含まない以外は、実施例1と同様にして本比較例の接着剤を作製した。この接着剤を用いて、実施例1と同様にしてはんだ接合性、接合信頼性、リペア性を評価した。その結果、はんだ接合性及び接続信頼性は良と判断されたが、LSIチップの取り外した後の基板に損傷が認められたため、リペア性は不良と判断された。
熱可塑性樹脂であるアクリル樹脂を含まない以外は、実施例1と同様にして本比較例の接着剤を作製した。この接着剤を用いて、実施例1と同様にしてはんだ接合性、接合信頼性、リペア性を評価した。その結果、はんだ接合性及び接続信頼性は良と判断されたが、LSIチップの取り外した後の基板に損傷が認められたため、リペア性は不良と判断された。
以上の結果を表1に示す。
表1から、はんだ接合性を良好に得るにはフラックス成分として有機酸が必要であり、リペア性を良好に得るには熱可塑性樹脂が必要であることが分かる。
<有機酸の添加量の最適化>
実施例1の接着剤に添加した有機酸であるアビエチン酸の添加量を変化させた以外は、実施例1と同様にしてそれぞれ接着剤(サンプル1〜5)を作製した。この各接着剤を用いて、実施例1と同様にしてはんだ接合性、接合信頼性、リペア性を評価した。その結果を表2に示す。なお、表2において、サンプル3は、実施例1と同様の組成の接着剤である。
実施例1の接着剤に添加した有機酸であるアビエチン酸の添加量を変化させた以外は、実施例1と同様にしてそれぞれ接着剤(サンプル1〜5)を作製した。この各接着剤を用いて、実施例1と同様にしてはんだ接合性、接合信頼性、リペア性を評価した。その結果を表2に示す。なお、表2において、サンプル3は、実施例1と同様の組成の接着剤である。
表2から、有機酸であるアビエチン酸の添加量は、5重量部以上50重量部以下が好ましいことが分かる。
<熱可塑性樹脂の添加量の最適化>
実施例1の接着剤に添加した熱可塑性樹脂であるアクリル樹脂の添加量を変化させた以外は、実施例1と同様にしてそれぞれ接着剤(サンプル6〜10)を作製した。この各接着剤を用いて、実施例1と同様にしてはんだ接合性、接合信頼性、リペア性を評価した。その結果を表3に示す。なお、表3において、サンプル8は、実施例1と同様の組成の接着剤である。
実施例1の接着剤に添加した熱可塑性樹脂であるアクリル樹脂の添加量を変化させた以外は、実施例1と同様にしてそれぞれ接着剤(サンプル6〜10)を作製した。この各接着剤を用いて、実施例1と同様にしてはんだ接合性、接合信頼性、リペア性を評価した。その結果を表3に示す。なお、表3において、サンプル8は、実施例1と同様の組成の接着剤である。
表3から、熱可塑性樹脂であるアクリル樹脂の添加量は、10重量部以上50重量部以下が好ましいことが分かる。なお、サンプル6のリペア性不良は、LSIチップを取り外した後の基板に損傷が認められたためであり、サンプル10のリペア性不良は、LISチップを再搭載した後の温度サイクル試験において導通抵抗の上昇が10%を超えたためである。
以上のように、本実施形態では、フラックス特性とリペア性とをともに有し、かつ接合信頼性の高い接着性樹脂組成物を提供できる。また、その接着性樹脂組成物を用いて電子部品と基板とを接着することにより、接合信頼性とリペア性とを備えた電子装置を提供できる。
以上の実施例1を含む本発明の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1) 熱硬化性樹脂と、フラックスと、熱可塑性樹脂とを含む接着性樹脂組成物であって、
前記熱硬化性樹脂は、OH基を含み、
前記フラックスは、有機酸を含むことを特徴とする接着性樹脂組成物。
前記熱硬化性樹脂は、OH基を含み、
前記フラックスは、有機酸を含むことを特徴とする接着性樹脂組成物。
(付記2) 前記熱硬化性樹脂は、主剤としてエポキシ樹脂を含む付記1に記載の接着性樹脂組成物。
(付記3) 前記エポキシ樹脂は、ビスフェノール型エポキシ及びナフタレン型エポキシから選ばれる少なくとも1種のエポキシ樹脂である付記2に記載の接着性樹脂組成物。
(付記4) 前記熱硬化性樹脂は、硬化剤として酸無水物を含む付記1に記載の接着性樹脂組成物。
(付記5) 前記有機酸の添加量は、前記熱硬化性樹脂の主剤100重量部に対して、5重量部以上50重量部以下である付記1に記載の接着性樹脂組成物。
(付記6) 前記熱可塑性樹脂の添加量は、前記熱硬化性樹脂の主剤100重量部に対して、10重量部以上50重量部以下である付記1に記載の接着性樹脂組成物。
(付記7) 前記接着性樹脂組成物は、硬化触媒としてイミダゾールをさらに含む付記1に記載の接着性樹脂組成物。
(付記8) 前記接着性樹脂組成物は、無機フィラーをさらに含む付記1に記載の接着性樹脂組成物。
(付記9) 前記接着性樹脂組成物は、カップリング剤をさらに含む付記1に記載の接着性樹脂組成物。
(付記10) 付記1〜9のいずれか1項に記載の接着性樹脂組成物を用いて電子部品と基板とを接着したことを特徴とする電子装置。
1 基板
2 電極
3 接着性樹脂組成物
4 電子部品
5 バンプ
11 エポキシ樹脂
12 熱可塑性樹脂
13 有機酸
14 酸無水物
15 カップリング剤
21 基板
22 はんだバンプ
23 半導体チップ
24 配線部
25 配線部
2 電極
3 接着性樹脂組成物
4 電子部品
5 バンプ
11 エポキシ樹脂
12 熱可塑性樹脂
13 有機酸
14 酸無水物
15 カップリング剤
21 基板
22 はんだバンプ
23 半導体チップ
24 配線部
25 配線部
Claims (5)
- 熱硬化性樹脂と、フラックスと、熱可塑性樹脂とを含む接着性樹脂組成物であって、
前記熱硬化性樹脂は、OH基を含み、
前記フラックスは、有機酸を含むことを特徴とする接着性樹脂組成物。 - 前記熱硬化性樹脂は、主剤としてエポキシ樹脂を含む請求項1に記載の接着性樹脂組成物。
- 前記熱硬化性樹脂は、硬化剤として酸無水物を含む請求項1に記載の接着性樹脂組成物。
- 前記接着性樹脂組成物は、硬化触媒としてイミダゾールをさらに含む請求項1に記載の接着性樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の接着性樹脂組成物を用いて電子部品と基板とを接着したことを特徴とする電子装置。
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