JP2602389B2 - 部品実装方法 - Google Patents

部品実装方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は部品実装方法に関し、
特に、接着剤を用いた部品実装方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来技術】プリント配線板の高密化を図るために電子
部品、特に半導体のチップ下面に形成したパッド上に、
更にはんだバンプを形成し、該バンプとプリント配線板
上のパッドとをはんだの固着力を利用して接続する部品
実装方法が用いられている。
【0003】ところが、部品側のアルミパッド上に直接
はんだバンプが形成されると、はんだが部品の素材とな
るシリコンチップに浸透してICの機能を損傷するとこ
ろから、アルミパッド上にクロムやコバルト等の金属で
はんだに対するバリア層を形成し、その上にはんだバン
プが形成されるようになっている。
【0004】この方法によると上記バリア層の形成に多
大の時間を要するところから、コスト高となる。そこ
で、図2に示すように部品(半導体チップ)2への浸透
性を持たない金(Au)でアルミパッド上に直接バンプ
21を形成し、導電性接着剤Bを用いてプリント基板1
上に実装することが試みられている。
【0005】ところが、プリント基板1として通常用い
られているガラスエポキシは半導体チップ等の素材であ
るシリコンより熱膨張率が大きく、接着後に加えられる
熱(例えばはんだ付け時等)によってバンプ21の位置
とプリント基板1のパッド11の位置ずれが生じて接着
がはずれる現象が生じていた。
【0006】そこで、より強固な接着力を持たせるため
に図3に示すように、プリント基板1上の部品配置位置
に熱硬化性の絶縁性接着剤Aを予め配置しておく一方、
部品2のバンプ21側に導電性接着剤Bを付着させてお
いて、プリント基板1に対して部品2を熱圧着して絶縁
性接着剤A、導電性接着剤Bを硬化させる方法が試みら
れている。また、特開平4−127548号公報に記載
されているように、部品のバンプの上に熱硬化性接着剤
からなる接着層を付着させ、更にこの接着層に導電性粒
子からなる導電性部材を付着させた後、バンプを上面に
して予備加熱をし、接着層を半硬化させることにより導
電性部材を接着層に取り込み、この後、ポッティング樹
脂としての絶縁性接着剤を配置したプリント基板の部品
配置位置に部品を載せて押圧し、接着層と絶縁性接着剤
とを熱硬化させる方法も提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記絶縁性接着剤Aと
導電性接着剤Bを用いる方法によると、図3(a)、
(b)に示すように絶縁性接着剤Aが加熱されて、硬化
するに至る前段階で流動性が生じ、部品配置位置の周囲
に流れ出し、バンプ21に付着させた導電性接着剤B
が、上記のように流動性を獲得した絶縁性接着剤Aによ
りバンプ21の位置より外側に押し出され、バンプ21
とパッド11間の導電性の確保が難しくなる。
【0008】特開平2−103944号公報には、バン
プ21に付着させた導電性接着剤Bを硬化させておい
て、部品2をプリント基板1に加圧接着し、硬化させた
導電性接着剤Bがその弾性によってプリント基板1のパ
ッド11に当接する発明が開示されている。この方法に
よると、導電性接着剤Bがプリント基板1に弾性によっ
て当接しているにすぎない上、上記のようにバンプ21
上に付着されて硬化された導電性接着剤Bはその付着量
や付着高さを均一にすることが難しく、従って上記弾性
による当接圧も各バンプ21で均一にすることはできな
い。従って、上記硬化した導電性接着剤Bの経年劣化に
よって上記弾性力が部分的に弱くなって断線に至ること
が考えられる。
【0009】また、上記公報には導電性接着剤Bが硬化
しない間に別の接着剤で部品2をプリント基板1に接着
させることでもよい旨開示している。しかしながら、プ
リント基板1上への部品実装は迅速に行う必要があり、
自然硬化性の接着剤を用いたのでは硬化迄に時間がかか
りすぎて、上記要求に答えることはできない。そこで、
実装の迅速性を実現するには、紫外線硬化性接着剤を用
いるか、又は、熱硬化性接着剤を用いるかしなければな
らない。
【0010】しかし、紫外線硬化性接着剤を用いる場合
には、基板としてガラス等の透明体を用いる必要があ
り、多層基板とすることができず、用途が限定される難
点がある。また、熱硬化性接着剤を使用すると上記図3
で説明したように加熱時に流動性を獲得した絶縁性樹脂
Aが導電性接着剤Bを押し流してしまう難点がある。
に、上記特開平4−127548号公報に記載している
方法によれば、導電性部材を接着層に取り込むために、
接着層の付着、導電性部材の付着及びこれらの予備加熱
という多段階の工程が必要である上、接着層の接着剤が
速硬性タイプであれば予備加熱の時に半硬化状態の見極
めができず、固すぎたり、軟らか過ぎたりして実用に耐
えることができないという難点があるのに、加えて、ポ
ッティング樹脂が遅硬性タイプであれば部品とプリント
基板との接合プロセスに時間がかかり過ぎて、部品実装
を迅速に行えず、いわゆる、スループットが上がらなく
なるという難点が生じることが分かった。
【0011】この発明は上記従来の事情に鑑みて提案さ
れたものであって、熱硬化性樹脂を使用して短時間に部
品をプリント基板に装着するとともに、バンプに付着さ
せた導電性接着剤の流出を防止できる部品実装方法を提
供することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成すくために以下の手段を採用している。すなわち、図
1に示すように、部品2とプリント基板1を該部品2と
プリント基板1の間に介在させた絶縁性接着剤Aによっ
て接着するとともに、部品2のバンプ21とプリント基
板1上に形成されたパッド1との間に介在させた導電性
接着剤Bで導電性を持たせるようにした部品実装方法に
おいて、上記絶縁性接着剤Aは速硬性タイプの接着剤で
あり、又導電性接着剤Bは遅硬性タイプの接着剤であ
り、部品2バンプ21上熱硬化性の導電性接着剤B
を予め加熱して半硬化状態にした後、部品2をプリント
基板1上に加熱加圧することにより、バンプ21上の
電性接着剤Bが熱硬化する前にプリント基板1上の部品
実装位置に配置された絶縁性接着剤Aを熱硬化させるこ
とを特徴とする部品実装方法である。
【0013】
【作用】本発明によれば、部品2のバンプ21に導電性
接着剤Bを転写するので、部品2のバンプ21に接着剤
を付着させ、更にこの接着剤に導電性部材を付着させる
という面倒な手順が不要になり、工程数を削減すること
ができる上、上記導電性接着剤Bが遅硬性タイプである
ので、予め加熱して半硬化させる工程でその硬化状態の
見極めができ、導電性接着剤Bが硬化し過ぎたり、硬化
不足になったりすることを防止できる。また、導電性接
着剤Bを半硬化状態にした後、部品2をプリント基板1
上に加熱加圧するので、硬化する前に流動性が高くなっ
て周囲に流れようとする絶縁性接着剤Aによってバンプ
21に付着させた導電性接着剤Bがバンプ21から外に
押し流されることはない。更に、この絶縁性接着剤Aが
速硬性タイプの接着剤であるので、短時間で確実にプリ
ント基板1と部品2とを接合させることができ、スルー
プット性を確保できる。
【0014】従って、バンプ21とプリント基板1のパ
ッド11との間に導電性接着剤Bが両者の接着力を保っ
た状態で介在し、その後のはんだ付け処理あるいは経年
劣化による断線等をなくすることができる。
【0015】
【実施例】図1は本発明の実施例を示すフロー図であ
る。図1(a)に示すように容器5にはエポキシ樹脂系
の導電性接着剤Bが所定の厚さに充填され、ボンディン
グツール10に吸着された部品2が上記導電性接着剤B
に軽く押し付けられて、該部品2のバンプ21に転写さ
れる。この後、ボンディングツール10により部品2を
200℃で10〜15秒程度加熱して上記のように部品
2のバンプ21に転写された導電性接着剤Bを半硬化さ
せる。
【0016】ここで導電性接着剤Bとしては、上記の加
熱で硬化し過ぎて接着力が失われたり、硬化不足で後の
絶縁性接着剤Aによる部品2とプリント基板1との接合
工程において導電性接着剤Bがバンプ21から流出する
ことを防止するために、半硬化状態の見極めができる遅
硬性タイプ(硬化までに例えば150℃で1時間以上を
要するもの)の接着剤を用いるようにしている。
【0017】プリント基板1の部品実装位置には別途、
図1(b)に示すように、上記導電性接着剤Bと同様エ
ポキシ樹脂系の熱硬化性の絶縁性接着剤Aが付着され、
部品実装装置のテーブル上に載置されている。この状態
で上記ボンディングツール10に吸着された部品2が位
置合わせされて、該部品2のバンプ21がプリント基板
1のパッド11上に加圧されるとともに、加熱される。
このとき、プリント基板1上に載置された絶縁性接着剤
Aは、一旦急速に流度が大きくなり周囲に流出をはじめ
るが、パンプ21に付着された導電性接着剤Bは半硬化
状態になっているので、上記流動性を得た絶縁性接着剤
Bでバンプ21の外に押し出されることはない。また絶
縁性接着剤Aとしては速硬性の接着剤を用いているの
で、上記のように流度が大きくなっても周囲に流れ出す
前に硬化することになる。
【0018】このようにして部品2をプリント基板1に
200℃で30秒程度加熱加圧すると、図1(c)に示
すように絶縁性接着剤Aが硬化し、部品2がプリント基
板1に強固に固着され、更に、恒温槽で150℃1時間
程度加熱すると、バンプ21とプリント基板1のパッド
11とが導電性接着剤B固着される。これによって後
のはんだ付け工程等で基板1が加熱された場合、あるい
は経年劣化による断線現象の発生を防止することができ
る。
【0019】尚、上記例では、導電性接着剤Bを半硬化
させるために、ボンディングツール10を用いている
が、他の方法で加熱して半硬化させてもよいことはもち
ろんである。また、導電性及び絶縁性の接着材としてエ
ポキシ系の樹脂を用いているが、他の種類の接着材を用
いてもよいことはもちろんである。
【0020】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明は、導電性
接着剤を部品のバンプに転写するので、接着剤の転写と
導電性部材の転写という2工程によらず1工程で部品の
バンプに導電性を有する接着剤を付着させることがで
き、工程数を削減してコストダウンを図ることができ
る。また、部品のバンプとプリント基板のパッドとを導
通状に接着する導電性接着剤として遅硬性タイプの導電
性接着剤を用いるので、予めこの導電性接着剤を半硬化
させる工程において、半硬化状態であることの見極めが
でき、硬化し過ぎて接着力が失われたり、硬化不足で後
の絶縁性接着剤による部品とプリント基板との接合工程
において導電性接着剤がバンプから流出することを確実
に防止することができる。更に、部品をプリント基板に
固定する絶縁性接着剤として速硬性タイプの接着剤を用
いるので、短時間で部品をプリント基板に固定すること
ができ、スループットを確保できる。そして、絶縁性接
着剤を用いて部品をプリント基板に接着するとともに、
導電性接着剤を用いてバンプとパッドとを接着するよう
にしているので、その後の工程ずプリント基板が加熱れ
ることがあってもバンプとパッドの位置がずれることが
なく、しかも経年変化によってバンプとパッドとの間に
断線が生じることはない。加えて、本発明において、特
にボンディングツールで部品を保持してバンプに対する
導電性接着剤の転写を行った後、該ボンディングツール
に保持したまま前記導電性接着剤を半硬化状態にする場
合には、部品を上下反転させることなく導電性接着剤の
転写、その半硬化までの予熱、プリント基板への部品の
搭載、及び加熱加圧による部品のプリント基板への固定
を処理することができ、工程数を一層削減して大幅にコ
ストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例フロー図である。
【図2】従来例の一実施例概念図である。
【図3】従来例の一実施例フロー図である。
【符号の説明】
1 プリント基板 2 部品 11 パッド 21 バンプ A 絶縁性接着剤 B 導電性接着剤

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 部品とプリント基板を該部品とプリント
    板の間に介在させた絶縁性接着剤によって接着すると
    ともに、部品のバンプとプリント基板上に形成されたパ
    ドとの間に介在させた導電性接着剤で導電性を持たせ
    るようにした部品実装方法において、上記絶縁性接着剤は速硬性タイプの接着剤であり、又導
    電性接着剤は遅硬性タイプの接着剤であり、品のバン
    プ上の熱硬化性の導電性接着剤を予め加熱して半硬化状
    態にした後、部品をプリント基板上に加熱加圧すること
    により、バンプ上の導電性接着剤が熱硬化する前にプリ
    ント基板上の部品実装位置に配置された絶縁性接着剤
    熱硬化させることを特徴とする部品実装方法。
  2. 【請求項2】 ボンディングツールで部品を保持してバ
    ンプに対する導電性接着剤の転写を行った後、該ボンデ
    ィングツールに保持したまま前記導電性接着剤を半硬化
    状態にする請求項1に記載の部品実装方法。
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