JP2006278589A - 電子部品実装用樹脂組成物および電子部品の実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】固体撮像素子の機能を妨げることがなく、実装および封止の点での十分な性能を発揮できる樹脂組成物およびこれを用いた固体撮像素子の実装方法を実現する。
【解決手段】樹脂組成物は、エポキシ樹脂および潜在性硬化触媒を含有し、昇温速度を５℃／分としたレオメーターによる測定によって得られる粘度−温度曲線において、粘度の最低値η_０が１．０×１０^２Ｐａ・ｓ以上、１．０×１０^４Ｐａ・ｓ以下であり、粘度が最低値η_０となる温度が５０〜８０℃の範囲内にあり、５０〜８０℃の範囲中の少なくとも１０℃の幅の温度範囲における最大粘度と最小粘度をそれぞれη_ａ、η_ｂとしたとき、（log₁₀η_ａ−log₁₀η_ｂ）／１０の値が０以上、０．０５以下であり、粘度が１．０×１０^５Ｐａ・ｓとなる温度が１００〜１３０℃の範囲内にあり、３０℃における粘度をη₃₀としたとき、η₃₀／η_０の値が１以上、１０以下であるものである。
【選択図】図５

Description

本発明は、貫通する開口部を有する基板に対して、フリップチップ方式によって、固体撮像素子等の電子部品の機能面が開口部に向くように電子部品を実装するために使用される電子部品実装用樹脂組成物、およびこれを用いた電子部品の実装方法に関する。

従来、半導体素子等の電子部品を基板に実装する方法としては、チップオンボード方式が多く用いられていた。この方法では、電子部品は接着剤を用いて基板上に固定され、ワイヤボンディングによって電子部品の電極と基板の導体層とが接続される。

近年、電子部品の高密度実装の要求が高まっている。この要求を満たすために、最近では、例えば特許文献１ないし３に記載されているように、フリップチップ方式によって電子部品を基板に実装する方法も用いられている。この実装方法において、例えば、電子部品として固体撮像素子を用いる場合には、受光面である機能面が配置された１つの面において、機能面の周辺に複数の電極が設けられる。一方、基板には、電子部品の機能面を露出させるための貫通する開口部が設けられる。また、基板には、一方の面において露出し、電子部品の電極に接続される複数の導体層が設けられる。電子部品は、その機能面が基板の開口部に向くように配置され、電子部品の電極と基板の導体層とが電気的に接続される。また、この電極と導体層との電気的接続部分は封止される。

フリップチップ方式による電子部品の実装方法には、電極と導体層とを、金属接合により直接、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した後、電極と導体層との接続部分の周囲に封止用樹脂を充填する方法がある。以下、この方法を第１の実装方法と言う。その他、フリップチップ方式による電子部品の実装方法には、予め導体層のうち電極が接続される部分の周辺に封止用樹脂を配置しておき、電極と導体層とを接触させて、これらを電気的に接続し、封止用樹脂を硬化させることによって、電極と導体層の位置関係を固定する方法がある。以下、この方法を第２の実装方法と言う。

なお、特許文献１には、撮像素子の電極と基板の電極とを、半田バンプ等の導電性の接着層によって接続する実装方法が記載されているが、撮像素子の電極と基板の電極との接続部分を封止することは記載されていない。特許文献１に記載された実装方法において、撮像素子の電極と基板の電極との接続後に、この接続部分の周囲に封止用樹脂を充填すると、上記の第１の実装方法となる。

特許文献２には、異方性導電樹脂を用いて、固体撮像素子チップのバンプと筺体の配線パターンとを接続する実装方法が記載されている。この実装方法は、上記の第２の実装方法に相当すると考えられる。

特許文献３には、撮像素子およびバンプが形成された基板を、開口部を有するプリント配線基板に対して、上記の第２の実装方法によって実装する方法が記載されている。また、特許文献３には、封止用樹脂がプリント配線基板の開口部に流入することを防止するために、開口部の周部にダム状の突起部を設ける技術が記載されている。

なお、特許文献４には、適度のチキソ性を有し、２つの配線板を相互に接続する場合に適した熱硬化性樹脂が記載されている。

特開２００２−５１２６８号公報 特開２００３−１８９１９５号公報 特開２００３−２０９３３２号公報 特開２００４−３６３１６７号公報

前述の第１の実装方法では、電極と導体層とを接続する際に、電極および導体層が高温になり、その結果、耐熱性に乏しい電子部品も高温になりやすい。そのため、第１の実装方法では、熱によって電子部品の電気的機能が損なわれる場合があるという問題点があった。また、第１の実装方法では、狭い空間に封止用樹脂を充填する必要があることから、低粘度の封止用樹脂を用いる必要がある。そのため、第１の実装方法では、封止用樹脂が電子部品の機能面上に流れ込み、電子部品が固体撮像素子の場合には、その光学的機能が損なわれる場合があるという問題点があった。

第２の実装方法では、封止用樹脂を硬化させる際に、これを加熱する。しかし、その際の封止用樹脂の温度は、第１の実装方法において電極と導体層とを接続する際の電極および導体層の温度に比べると低い。そのため、第２の実装方法には、熱によって電子部品の電気的機能が損なわれることがないという利点がある。また、第２の実装方法には、工程が簡単であるため、コストの低減が可能になるという利点がある。更に、第２の実装方法には、第１の実装方法のように封止用樹脂の粘度を低くする必要がないため、封止用樹脂の設計の幅が広がるという利点がある。

しかしながら、第２の実装方法においても、封止用樹脂が電子部品の機能面上に流れ込むことを防止する必要がある。従来、この問題は、封止用樹脂の特性の制御によっては解決されておらず、封止用樹脂をフィルム状にしたり、特許文献３に記載されているように開口部内への封止用樹脂の流れ込みを防止する構造にする等して、この問題を回避していた。

また、第２の実装方法によって電子部品を基板に実装する場合には、硬化後の封止用樹脂において、ボイドが存在しないことや、フィレットが歪みのない良好な形状である等の、実装および封止の点での十分な性能が要求される。

しかしながら、従来は、第２の実装方法によって電子部品を基板に実装する場合に適した封止用樹脂の具体的な特性については十分な検討がなされていなかった。

そのため、従来は、第２の実装方法によって電子部品を基板に実装する場合に、例えば、他の用途で高い信頼性を有する樹脂が用いられていた。しかしながら、この場合には、硬化後の封止用樹脂において上述のような十分な性能が得られるような実装条件の幅が非常に狭く、且つ硬化後の封止用樹脂の不良発生率が高くなるといった問題点があった。

なお、特許文献４に記載されている熱硬化性樹脂は、２つの配線板を相互に接続する場合に適した特性を有している。しかし、この特性は、第２の方法によって電子部品を基板に実装する場合に適しているとは言えない。

なお、以上説明した問題点は、貫通する開口部を有する基板に対して、フリップチップ方式によって固体撮像素子を実装する場合に限らず、貫通する開口部を有する基板に対して、フリップチップ方式によって電子部品の機能面が開口部に向くように実装する場合の全般に当てはまる。固体撮像素子以外の電子部品の例としては、発光素子、受光素子、種々のセンサ等がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、貫通する開口部を有する基板に対して、フリップチップ方式によって、電子部品の機能面が開口部に向くように電子部品を実装するために使用される電子部品実装用樹脂組成物であって、電子部品の機能を妨げることがなく、且つ実装および封止の点での十分な性能を発揮することのできる電子部品実装用樹脂組成物、およびこれを用いた電子部品の実装方法を提供することにある。

本発明の電子部品実装用樹脂組成物は、貫通する開口部を有する基板に対して、フリップチップ方式によって、電子部品の機能面が開口部に向くように電子部品を実装するために使用されるものである。この樹脂組成物は、エポキシ樹脂および潜在性硬化触媒を含有している。また、この樹脂組成物は、昇温速度を５℃／分としたレオメーターによる測定によって得られる粘度−温度曲線において、粘度の最低値η_０が１．０×１０^２Ｐａ・ｓ以上、１．０×１０^４Ｐａ・ｓ以下であり、粘度が最低値η_０となる温度が５０〜８０℃の範囲内にあり、５０〜８０℃の範囲中の少なくとも１０℃の幅の温度範囲における最大粘度と最小粘度をそれぞれη_ａ、η_ｂとしたとき、（log₁₀η_ａ−log₁₀η_ｂ）／１０の値が０以上、０．０５以下であり、粘度が１．０×１０^５Ｐａ・ｓとなる温度が１００〜１３０℃の範囲内にあり、３０℃における粘度をη₃₀としたとき、η₃₀／η_０の値が１以上、１０以下であるものである。

本発明の電子部品実装用樹脂組成物は、温度２５℃においてＥ型粘度計によって測定される粘度に関して、回転数１ｒｐｍにおける粘度を回転数１０ｒｐｍにおける粘度で除した値が３〜１０の範囲内の値となる性質を有していてもよい。

本発明の電子部品の実装方法は、貫通する開口部を有する基板に対して、フリップチップ方式によって、電子部品の機能面が開口部に向くように電子部品を実装する方法である。電子部品は、機能面が配置された１つの面において、機能面の周辺に配置された電極を有し、基板は、一方の面において露出し、電極に接続される導体層を有している。

本発明の電子部品の実装方法は、
基板の一方の面において、導体層のうち、電極に接続される部分の上に、本発明の電子部品実装用樹脂組成物を配置する工程と、
機能面が開口部に対向し、且つ電極が導体層に対向するように、電子部品を基板上に配置する工程と、
基板と電子部品との間に樹脂組成物を介在させた状態で、電極と導体層とを接触させ、電極と導体層の少なくとも一方を、２００〜２４０℃の範囲内の温度になるように加熱しながら、５〜３０秒の範囲内の時間だけ、電極および導体層を、それらが互いに密着するように加圧することにより、電極と導体層とを接続すると共に、樹脂組成物を硬化させて電極と導体層との接続部分の周囲を封止する加熱・加圧工程とを備えている。

本発明の電子部品実装用樹脂組成物によれば、貫通する開口部を有する基板に対して、フリップチップ方式によって、電子部品の機能面が開口部に向くように電子部品を実装する際に、電子部品の機能を妨げることがなく、且つ実装および封止の点での十分な性能を発揮することができるという効果を奏する。

また、本発明の電子部品の実装方法によれば、樹脂組成物が、電子部品の機能を妨げることがなく、且つ実装および封止の点での十分な性能を発揮することができるという効果を奏する。

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。始めに、図１ないし図４を参照して、本発明の一実施の形態に係る電子部品の実装方法について説明する。本実施の形態は、電子部品として固体撮像素子を用いた例である。図１ないし図３は、本実施の形態に係る電子部品の実装方法における各工程を説明するための説明図である。図４は、基板と電子部品（固体撮像素子）とを含む固体撮像装置の平面図である。

本実施の形態に係る電子部品の実装方法は、基板１０に対して、電子部品として固体撮像素子２０を実装する方法である。まず、本実施の形態において用いられる基板１０と固体撮像素子２０について説明する。基板１０は、一方の面１０ａと、その反対側の面１０ｂとを有している。また、基板１０は、貫通する開口部１１を有している。基板１０は、更に、一方の面１０ａにおいて露出する複数の導体層１２を有している。

固体撮像素子２０は、一方の面２０ａと、その反対側の面２０ｂとを有している。また、固体撮像素子２０は、一方の面２０ａに配置された機能面（受光面）２１を有している。固体撮像素子２０は、更に、面２０ａにおいて、機能面２１の周辺に配置された複数の電極２２を有している。電極２２は、例えばバンプである。前述の基板１０の開口部１１は、固体撮像素子２０の機能面２１を露出させるためのものである。また、基板１０の導体層１２は、固体撮像素子２０の電極２２に接続されるようになっている。

本実施の形態に係る実装方法では、まず、図１に示したように、基板１０は、一方の面１１ａが上を向き、反対側の面１１ｂが支持台３０の上面に接するようにして、支持台３０の上に載置される。支持台３０は、温度調節可能なヒーターを内蔵している。基板１０に対する固体撮像素子２０の実装時には、支持台３０およびその上の基板１０は、例えば５０〜８０℃の範囲内の温度になるように加熱される。

次に、基板１０の一方の面１０ａにおいて、導体層１２のうち、固体撮像素子２０の電極２２に接続される部分の上に、本実施の形態に係る電子部品実装用樹脂組成物（以下、単に樹脂組成物と言う。）１３を、例えばディスペンサーによって塗布することにより配置する。次に、加熱・加圧ツール４０によって固体撮像素子２０を吸引し保持する。加熱・加圧ツール４０は、温度調節可能なヒーターを内蔵している。更に、加熱・加圧ツール４０は、垂直および水平方向に移動可能で、且つ保持した固体撮像素子２０に対して荷重を加えることができるようになっている。

次に、図２に示したように、加熱・加圧ツール４０を下降させて、機能面２１が基板１０の開口部１１に対向し、且つ電極２２が基板１０の導体層１２に対向するように、固体撮像素子２０を基板１０上に配置する。

次に、基板１０と固体撮像素子２０との間に樹脂組成物１３を介在させた状態で、電極２２と導体層１２とを接触させ、電極２２と導体層１２の少なくとも一方を、２００〜２４０℃の範囲内の温度になるように加熱しながら、５〜３０秒の範囲内の時間だけ、電極２２および導体層１２を、それらが互いに密着するように加圧することにより、電極２２と導体層１２とを接続すると共に、樹脂組成物１３を硬化させて電極２２と導体層１２との接続部分の周囲を封止する。この工程は、本発明における加熱・加圧工程に対応する。電極２２と導体層１２の少なくとも一方の加熱は、例えば、加熱・加圧ツール４０によって固体撮像素子２０を加熱することによって行う。

以上の一連の工程により、図３に示したように、フリップチップ方式によって固体撮像素子２０が基板１０に実装され、基板１０と固体撮像素子２０とを含む固体撮像装置が製造される。この固体撮像装置において、固体撮像素子２０の機能面２１は、基板１０の開口部１１に向くように配置されて、開口部１１から露出している。

本実施の形態に係る実装方法によれば、後で詳しく説明する特性を有する樹脂組成物１３を用いることにより、樹脂組成物１３が固体撮像素子２０の機能面２１上に流れ込むことを防止することができる。また、本実施の形態によれば、硬化後の樹脂組成物１３において、ボイドが発生することを防止できると共に良好な形状のフィレットを形成することができる。従って、本実施の形態によれば、樹脂組成物１３が、固体撮像素子１０の機能を妨げることがなく、且つ実装および封止の点での十分な性能を発揮することができる。

次に、本実施の形態に係る樹脂組成物１３について詳しく説明する。この樹脂組成物１３は、エポキシ樹脂および潜在性硬化触媒を含有している。また、この樹脂組成物１３は、昇温速度を５℃／分としたレオメーターによる測定によって得られる樹脂組成物１３の粘度−温度曲線において、以下の３つの要件を満たしている。

第１の要件は、粘度の最低値η_０が１．０×１０^２Ｐａ・ｓ以上、１．０×１０^４Ｐａ・ｓ以下であり、粘度が最低値η_０となる温度が５０〜８０℃の範囲内にあり、５０〜８０℃の範囲中の少なくとも１０℃の幅の温度範囲における最大粘度と最小粘度をそれぞれη_ａ、η_ｂとしたとき、（log₁₀η_ａ−log₁₀η_ｂ）／１０の値が０以上、０．０５以下であることである。

第２の要件は、粘度が１．０×１０^５Ｐａ・ｓとなる温度が１００〜１３０℃の範囲内にあることである。

第３の要件は、３０℃における粘度をη₃₀としたとき、η₃₀／η_０の値が１以上、１０以下であることである。

樹脂組成物１３に使用されるエポキシ樹脂としては、特に制限はないが、常温（２５℃）で液状であるものが好ましい。ここで言う常温で液状であるエポキシ樹脂は、常温で液状であるという要件を満たせば、それ以外の要件には特に制限されない。樹脂組成物１３に使用されるエポキシ樹脂の例としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、カルボン酸グリシジルエステル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ウレタン変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等がある。樹脂組成物１３に使用されるエポキシ樹脂は、上記のように例示した各樹脂のうちの１種でもよいし、２種以上の混合物でもよい。樹脂組成物１３に使用されるエポキシ樹脂が、２種以上の樹脂の混合物である場合には、混合した状態で常温において液状であることが好ましい。なお、液状とは、多少粘性を有する状態も含む。また、常温で液状であるエポキシ樹脂には、常温以上の軟化点を示す半固体状のエポキシ樹脂であっても高温時に溶融し、常温下で難結晶性を示し、流動性を有するものも含む。また、エポキシ樹脂は、加水分解性塩素含有量が６００ｐｐｍ以下であることが好ましい。

また、樹脂組成物１３に使用される潜在性硬化触媒は、樹脂組成物１３の保存時と、固体撮像素子２０の実装工程中で樹脂組成物１３が低温である段階における安定性を樹脂組成物１３に与え、これにより、固体撮像素子２０の実装工程における作業性を良好なものとする。ここでいう潜在性硬化触媒は、特定の温度以上になると急速にエポキシ樹脂硬化触媒として機能する性質を有する。樹脂組成物１３に使用可能な潜在性硬化触媒には、マイクロカプセル型、アミンアダクト型等、いくつかの種類がある。このうち、特に、実装性や安定性の点からマイクロカプセル型の潜在性硬化触媒を用いることが好ましい。また、樹脂組成物１３には、複数種類の潜在性硬化触媒を組み合わせて使用してもよい。

次に、樹脂組成物１３の第１の要件について説明する。第１の要件は、以下の３つの要件（１−１）、（１−２）、（１−３）を含んでいる。
（１−１）粘度の最低値η_０が１．０×１０^２Ｐａ・ｓ以上、１．０×１０^４Ｐａ・ｓ以下である。
（１−２）粘度が最低値η_０となる温度が５０〜８０℃の範囲内にある。
（１−３）５０〜８０℃の範囲中の少なくとも１０℃の幅の温度範囲における最大粘度と最小粘度をそれぞれη_ａ、η_ｂとしたとき、（log₁₀η_ａ−log₁₀η_ｂ）／１０の値が０以上、０．０５以下である。

要件（１−１）は、固体撮像素子２０の実装時において樹脂組成物１３が適度の流動性を有していることを表わしている。粘度の最低値η_０は、１．０×１０^２Ｐａ・ｓ以上、１．０×１０^３Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましい。

要件（１−２）は、樹脂組成物１３が、常温（２５℃）での保存時において安定性が非常に高く、固体撮像素子２０の実装時に５０〜８０℃の範囲内の温度になるように加熱されたときに流動性が高まることを表わしている。

要件（１−３）は、樹脂組成物１３が、固体撮像素子２０の実装時に加熱されたときに、５０〜８０℃の範囲内において、一定の時間、例えば樹脂組成物１３の昇温速度が５℃／分のときには少なくとも２分間、ほぼ一定の粘度を有することを表わしている。このことは、実装時に樹脂組成物１３中に発生した気泡が樹脂組成物１３中を移動して、外部に排出される時間があることを示している。（log₁₀η_ａ−log₁₀η_ｂ）／１０の値は、０以上、０．０２以下であることがより好ましい。また、要件（１−３）における１０℃の幅の温度範囲中に、粘度が最低値η_０となる温度が入っていることがより好ましい。

樹脂組成物１３が、要件（１−１）、（１−２）、（１−３）を含む第１の要件を満たすことにより、樹脂組成物１３は、保存時における安定性、固体撮像素子２０の実装時における適度の流動性、および固体撮像素子２０の実装時における気泡の除去のしやすさを満足することになる。

第２の要件は、樹脂組成物１３が、１００〜１３０℃の範囲内の温度で、流動性を示さなくなることを表わしている。このことは、１００〜１３０℃の範囲内の温度で、基板１０に対する固体撮像素子２０の実装がほぼ終了することを意味している。固体撮像素子２０の実装により適した条件を設定できるように、粘度が１．０×１０^５Ｐａ・ｓとなる温度は、１００〜１１０℃の範囲内の温度であることがより好ましい。なお、粘度が１．０×１０^５Ｐａ・ｓとなることは、樹脂組成物１３の硬化反応が完結したことを意味するものではない。

第３の要件におけるη₃₀／η_０の値は、樹脂組成物１３の流動特性に関係し、この値が小さいほど、固体撮像素子２０の機能面２１への樹脂組成物１３の流れ込みを抑制しやすくなる。そこで、このη₃₀／η_０の値は、第３の要件のように、１以上、１０以下であることが好ましく、１以上、５以下であることがより好ましい。

樹脂組成物１３は、更に、昇温速度を５℃／分としたレオメーターによる測定によって得られる樹脂組成物１３の粘度−温度曲線において、粘度上昇の開始点が８０〜９０℃の範囲内にあることが好ましい。ここで、粘度上昇の開始点とは、粘度が最低値η_０となる温度以上の温度であって、少なくとも１０℃の幅の温度範囲における最大粘度と最小粘度をそれぞれη_ｃ、η_ｄとしたとき、（log₁₀η_ｃ−log₁₀η_ｄ）／１０の値が０．０５を超える継続的な粘度上昇の傾斜を最初に示す温度を言う。粘度上昇の開始点が８０℃よりも低いと、本実施の形態に係る固体撮像素子２０の実装方法における一連の工程の後で、樹脂組成物１３の硬化を完結させる工程が必要となる。

上記第１ないし第３の要件におけるパラメータは、エポキシ樹脂の骨格構造ならびに潜在性硬化触媒の種類に依存する。そのため、本実施の形態に係る固体撮像素子２０の実装方法に適した樹脂組成物１３の設計は、第１ないし第３の要件を満たすように、エポキシ樹脂と潜在性硬化触媒を適宜選択することによって行われる。

また、樹脂組成物１３は、温度２５℃においてＥ型粘度計によって測定される粘度に関して、回転数１ｒｐｍにおける粘度を回転数１０ｒｐｍにおける粘度で除した値（以下、チキソ比と言う。）が、３〜１０の範囲内の値となる性質を有していることが好ましい。樹脂組成物１３のチキソ比が３未満の場合には、毛細管現象により、樹脂組成物１３が電極２２と導体層１２との接続部分から固体撮像素子２０の機能面２１へ流れ込みやすくなる。また、樹脂組成物１３のチキソ比が１０を超える場合には、樹脂組成物１３を安定して塗布することが難しくなる。固体撮像素子２０のサイズや基板１０の種類にもよるが、樹脂組成物１３のチキソ比は、３〜８の範囲内の値であることがより好ましく、３〜６の範囲内の値であることが最も好ましい。

また、樹脂組成物１３においては、エポキシ樹脂と潜在性硬化触媒の他に、実装性と信頼性を損なわない範囲で、他の樹脂成分や少量の界面活性剤、着色剤、改質剤、硬化促進剤、その他のフィラー等の添加剤を配合することが可能である。この場合、エポキシ樹脂および潜在性硬化触媒以外の成分の配合量は、１５重量％以下にとどめることが好ましい。

［実施例］
以下、本実施の形態における実施例と、この実施例と比較するための比較例とについて説明する。まず、実施例および比較例における樹脂組成物の原料について説明する。エポキシ樹脂Ａは、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（液状、エポキシ当量１５０ｇ／ｅｑ）である。エポキシ樹脂Ｂは、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（液状、エポキシ当量１５０ｇ／ｅｑ）である。潜在性硬化触媒Ａは、旭化成ケミカルズ（株）製ノバキュアＨＸ−３７２２（商品名）（有効触媒成分３５％）である。潜在性硬化触媒Ｂは、旭化成ケミカルズ（株）製ノバキュアＨＸ−３０８８（商品名）（有効触媒成分３５％）である。添加剤Ａは、日本アエロジル（株）製アエロジルＲＹ−２００（商品名）である。

樹脂組成物のレオメーターによる測定は、レオメーターとして、ドイツ・ハーケ社製レオストレスＲＳ１５０Ｌ（商品名）を用いて行った。また、この測定における条件は、以下のように設定した。制御モードは、歪制御モードとした。歪量は、０．１０％とした。周波数は、１．０００Ｈｚとした。測定温度範囲は、３０．０〜２００．０℃とした。昇温速度は、５℃／ｍｉｎとした。

樹脂組成物の塗布は、岩下エンジニアリング（株）製ディスペンサーを用いて行った。また、基板１０に対する固体撮像素子２０の実装は、松下電器産業（株）製フリップチップボンダーＦＣＢ−１１Ｍ（商品名）を用いて行った。

次に、実施例および比較例によって製造した固体撮像装置における評価項目とその判定基準について説明する。評価項目は、［樹脂組成物の硬化性］、［樹脂組成物の流れ込み］、［フィレット］、［温度サイクル試験］、［耐湿試験］の５つである。

［樹脂組成物の硬化性］
この評価項目は、前記の松下電器産業（株）製フリップチップボンダーＦＣＢ−１１Ｍ（商品名）を用いて、固体撮像素子２０を２２０℃で加熱して、基板１０に対して固体撮像素子２０を実装したときの、樹脂組成物の硬化の態様に関する。この評価項目については、下記の判定基準で評価した。
◎：６０秒以内で硬化を完結できた。
○：６０秒以内で仮硬化できたが、実装後に硬化を完結させる工程が必要であった。
△：数分以内で仮硬化できたが、実装後に硬化を完結させる工程が必要であった。
×：数分以内で仮硬化もできなかった。

［樹脂組成物の流れ込み］
この評価項目は、固体撮像素子２０の機能面２１への樹脂組成物の流れ込みの程度に関する。この評価項目については、目視にて、下記の判定基準で評価した。
◎：機能面方向への流れ込みがなかった。
○：機能面の付近まで流れ込みがあった。
△：機能面の直前まで流れ込みがあった。
×：機能面への流れ込みがあった。

［フィレット］
この評価項目は、硬化後の樹脂組成物によるフィレットの形状に関する。この評価項目については、目視にて、下記の判定基準で評価した。
◎：フィレットの形状が良好であった。
○：フィレットの形状が歪んでいた。
△：フィレットの形状が歪んでいたと共に、フィレットにボイドも発生していた。
×：フィレットが不完全であった。

［温度サイクル試験］
この評価項目は、固体撮像装置に対して−４０℃〜８５℃の温度範囲で行った温度サイクル試験の結果に関する。この評価項目については、下記の判定基準で評価した。
◎：接続不良発生時期が１０００サイクルを超えた。
○：接続不良発生時期が５０１〜１０００サイクルの間であった。
△：接続不良発生時期が２５０〜５００サイクルの間であった。
×：接続不良発生時期が２５０サイクル未満であった。

［耐湿試験］
この評価項目は、固体撮像装置に対して、温度８５℃、湿度８５％の条件で行った耐湿試験の結果に関する。この評価項目については、下記の判定基準で評価した。
○：接続不良発生時期が１０００時間を超えた。
△：接続不良発生時期が５００〜１０００時間の間であった。
×：接続不良発生時期が５００時間未満であった。

次に、実施例と第１および第２の比較例における樹脂組成物について説明する。実施例における樹脂組成物は、５０重量部のエポキシ樹脂Ａおよび５０重量部のエポキシ樹脂Ｂからなるエポキシ樹脂に対して、潜在性硬化触媒Ａを５０重量部、添加剤Ａを９重量部混合して製造した。第１の比較例における樹脂組成物は、５０重量部のエポキシ樹脂Ａおよび５０重量部のエポキシ樹脂Ｂからなるエポキシ樹脂に対して、潜在性硬化触媒Ａを５０重量部、添加剤Ａを４重量部混合して製造した。第２の比較例における樹脂組成物は、５０重量部のエポキシ樹脂Ａおよび５０重量部のエポキシ樹脂Ｂからなるエポキシ樹脂に対して、潜在性硬化触媒Ｂを５０重量部、添加剤Ａを９重量部混合して製造した。

実施例と第１および第２の比較例のいずれにおいても、以下のような条件の実装方法によって、基板１０に対して固体撮像素子２０を実装して、固体撮像装置を製造した。基板１０としては、厚さ２５μｍのポリイミドフィルムの上に厚さ１２μｍの銅箔による導体層１２が形成されて構成されたフレキシブル配線基板を用いた。この実装方法では、まず、基板１０を、前記の松下電器産業（株）製フリップチップボンダーＦＣＢ−１１Ｍ（商品名）の支持台３０の上に、導体層１２が配置された一方の面１１ａが上を向くように載置した。次に、常温にて、基板１０の一方の面１０ａにおいて、導体層１２のうち、固体撮像素子２０の電極２２に接続される部分の上に、樹脂組成物を、岩下エンジニアリング（株）製ディスペンサーを用いて塗布することにより配置した。次に、機能面２１が基板１０の開口部１１に対向し、且つ電極２２が基板１０の導体層１２に対向するように、固体撮像素子２０を基板１０上に配置した。次に、基板１０と固体撮像素子２０との間に樹脂組成物を介在させた状態で、電極２２と導体層１２とを接触させ、更に、電極２２および導体層１２を、それらが互いに密着するように加圧した。このときの圧力は、１つの電極２２当たり４０ｇとした。また、加圧時間は３０秒とした。また、このとき、固体撮像素子２０を、２４０℃の一定温度で加熱することにより、電極２２、導体層１２および樹脂組成物を加熱した。このようにして、電極２２と導体層１２とを接続すると共に、樹脂組成物１３を硬化させた。

実施例と第１および第２の比較例における樹脂組成物の組成と、前述の各評価項目についての評価結果を、下記の表に示す。

また、実施例における樹脂組成物の粘度−温度曲線を図５に示し、第１の比較例における樹脂組成物の粘度−温度曲線を図６に示し、第２の比較例における樹脂組成物の粘度−温度曲線を図７に示す。

図５に示したように、実施例における樹脂組成物は、第１ないし第３の要件を全て満たしている。そして、実施例における各評価項目の評価結果は全て良好であった。

図６に示したように、第１の比較例における樹脂組成物は、第１の要件を満たしていない。そして、第１の比較例における各評価項目の評価結果は、樹脂組成物の硬化性以外の項目において、実施例における評価結果よりも劣っていた。特に、第１の比較例では、樹脂組成物の流れ込み、温度サイクル試験および耐湿試験の評価結果が不良であった。また、第１の比較例における硬化後の樹脂組成物にはボイドが発生していた。

図７に示したように、第２の比較例における樹脂組成物は、第２の要件を満たしていない。そして、第２の比較例における各評価項目の評価結果では、樹脂組成物の硬化性が劣っていた。そのため、第２の比較例では、加圧時間が３０秒である前述の実装条件では、樹脂組成物が仮硬化もせず、実装後に硬化を完結させる工程も実施できなかった。

以上説明したように、本実施の形態によれば、樹脂組成物１３が固体撮像素子２０の機能面２１上に流れ込むことを防止することができ、且つ、硬化後の樹脂組成物１３において、ボイドが発生することを防止できると共に良好な形状のフィレットを形成することができる。従って、本実施の形態によれば、樹脂組成物１３が、固体撮像素子１０の機能を妨げることがなく、且つ実装および封止の点での十分な性能を発揮することができる。

また、本実施の形態によれば、簡単な工程で、且つ短時間で、基板１０に対して固体撮像素子２０を実装することが可能になる。

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、加熱・加圧工程では、電極と導体層の少なくとも一方が２００〜２４０℃の範囲内の温度になるようにすればよい。従って、加熱・加圧工程では、固体撮像素子２０を加熱する代わりに、基板１０を加熱してもよい。

また、本発明は、貫通する開口部を有する基板に対して、フリップチップ方式によって固体撮像素子を実装する場合に限らず、貫通する開口部を有する基板に対して、フリップチップ方式によって電子部品の機能面が開口部に向くように実装する場合の全般に適用することができる。固体撮像素子以外の電子部品の例としては、発光素子、受光素子、種々のセンサ等がある。

本発明の一実施の形態に係る電子部品の実装方法における一工程を説明するための説明図である。 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。 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。 本発明の一実施の形態における基板と固体撮像素子とを含む固体撮像装置の平面図である。 実施例における樹脂組成物の粘度−温度曲線を示す特性図である。 第１の比較例における樹脂組成物の粘度−温度曲線を示す特性図である。 第２の比較例における樹脂組成物の粘度−温度曲線を示す特性図である。

符号の説明

１０…基板、１１…開口部、１２…導体層、１３…樹脂組成物、２０…固体撮像素子、２１…機能面、２２…電極。

Claims (3)

1. 貫通する開口部を有する基板に対して、フリップチップ方式によって、電子部品の機能面が前記開口部に向くように電子部品を実装するために使用される電子部品実装用樹脂組成物であって、
   エポキシ樹脂および潜在性硬化触媒を含有し、
   昇温速度を５℃／分としたレオメーターによる測定によって得られる粘度−温度曲線において、
   粘度の最低値η_０が１．０×１０^２Ｐａ・ｓ以上、１．０×１０^４Ｐａ・ｓ以下であり、
   粘度が最低値η_０となる温度が５０〜８０℃の範囲内にあり、
   ５０〜８０℃の範囲中の少なくとも１０℃の幅の温度範囲における最大粘度と最小粘度をそれぞれη_ａ、η_ｂとしたとき、（log₁₀η_ａ−log₁₀η_ｂ）／１０の値が０以上、０．０５以下であり、
   粘度が１．０×１０^５Ｐａ・ｓとなる温度が１００〜１３０℃の範囲内にあり、
   ３０℃における粘度をη₃₀としたとき、η₃₀／η_０の値が１以上、１０以下であることを特徴とする電子部品実装用樹脂組成物。
2. 前記電子部品実装用樹脂組成物は、温度２５℃においてＥ型粘度計によって測定される粘度に関して、回転数１ｒｐｍにおける粘度を回転数１０ｒｐｍにおける粘度で除した値が３〜１０の範囲内の値となる性質を有していることを特徴とする請求項１記載の電子部品実装用樹脂組成物。
3. 貫通する開口部を有する基板に対して、フリップチップ方式によって、電子部品の機能面が前記開口部に向くように電子部品を実装する方法であって、
   前記電子部品は、前記機能面が配置された１つの面において、前記機能面の周辺に配置された電極を有し、前記基板は、一方の面において露出し、前記電極に接続される導体層を有し、前記方法は、
   前記基板の一方の面において、前記導体層のうち、前記電極に接続される部分の上に、請求項１または２記載の樹脂組成物を配置する工程と、
   前記機能面が前記開口部に対向し、且つ前記電極が前記導体層に対向するように、前記電子部品を前記基板上に配置する工程と、
   前記基板と電子部品との間に前記樹脂組成物を介在させた状態で、前記電極と導体層とを接触させ、前記電極と導体層の少なくとも一方を、２００〜２４０℃の範囲内の温度になるように加熱しながら、５〜３０秒の範囲内の時間だけ、前記電極および導体層を、それらが互いに密着するように加圧することにより、前記電極と導体層とを接続すると共に、前記樹脂組成物を硬化させて前記電極と導体層との接続部分の周囲を封止する加熱・加圧工程と
   を備えたことを特徴とする電子部品の実装方法。
   
   

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