JP2731383B2 - 部品実装構造及び部品実装方法 - Google Patents

部品実装構造及び部品実装方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、部品実装構造及び
部品実装方法に関し、特にプリント基板上への部品実装
が迅速に行え、しかも、部品実装後の工程においてバン
プとバッドとの位置ずれを防止できるとともに、導電性
接着剤の経年劣化による断線現象の発生を防止できるよ
うにした部品実装構造及び部品実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、プリント配線板の高密化を図るた
めに電子部品、特に半導体チップの下面に形成されたパ
ッドとプリント基板上に形成されたパッドとをはんだに
より接続する部品実装構造がある。この部品実装構造
は、半導体チップのパッドにはんだバンプを形成した
後、この半導体チップをプリント基板に載せ、はんだを
溶解させることにより形成される。
【０００３】半導体チップのパッドとしてはアルミニウ
ムを用いるものがあるが、この場合には、はんだが半導
体チップのシリコンに浸透してＩＣの機能を損なうこと
がある。そこで、このアルミニウムからなるパッドの上
にクロムやコバルト等の金属からなるバリア層を形成し
て、半導体チップのシリコンにはんだが浸透することを
防止する方法が採用されるようになっている。
【０００４】しかし、この方法では、バリア層の形成に
多大の時間を要し、コスト高になるという難点がある。
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
るシリコンよりも熱膨脹率が大きく、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のバッド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。
【０００７】ところが、上記絶縁性接着剤Ａと導電性接
着剤Ｂを用いる従来方法によると、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、これに伴ってバンプ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とバッド１間の導電性の確保が難しくなることがあ
る。
【０００８】そこで、特開平２−１０３９４４号公報に
記載されているように、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をその弾性に
よってプリント基板１のパッド１１に当接させる方法が
提案されている。
【０００９】この従来方法によると、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過ぎない
上、バンプ２１上に付着させる導電性接着剤Ｂの付着量
にバラツキが生じ、硬化後の導電性接着剤Ｂの付着高さ
を均一にすることが難しく、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。
【００１０】又、この従来方法では、接着樹脂として室
温硬化の樹脂や紫外線硬化型樹脂を混在させた接着樹脂
が用いられるが、室温硬化（自然硬化）の樹脂を用いる
場合には、接着樹脂が硬化するまでに長時間が必要であ
り、部品２をプリント基板１に載せて数十秒程度押さえ
付けた後、部品を押さえていたツール（例えばボンディ
ングヘッド）を持ち上げて開放するというスループット
性は得られない。
【００１１】そこで、この従来方法において、スループ
ット性を確保するために接着樹脂として紫外線硬化性接
着剤を用いることが考えられるが、この場合には、前述
の断線の発生が防止できるわけではない上に、基板の透
光性が乏しい多層基板には適せず、用途が限定される難
点がある。
【００１２】又、この従来方法において、スループット
性を確保するとともに多層基板にも適用できるようにす
るために、接着樹脂として熱硬化性樹脂を用いることが
考えられるが、これにより、前述の断線の発生が防止で
きるわけではない。
【００１３】そこで、例えば特開平４−１２７５４８号
公報に記載されているように、バンプに接着層を付着さ
せ、更にこの接着層に導電性部材を付着させ、この後、
バンプを上向きにして予備加熱して導電性部材を接着層
内に取り込むと共に接着層を半硬化させ、更にこの後、
電子部品を上下反転してから予め絶縁性樹脂（ポッティ
ング樹脂）を配置させたプリント基板に電子部品を乗
せ、加熱加圧することにより電子部品をプリント基板に
固定すると共に、バンプとプリント基板のパッドとを導
電性部材を取り込んだ接着層（導電性接着剤）で接続す
る方法が提案されている。
【００１４】この従来方法によれば、絶縁性樹脂を硬化
させる時に既に導電性部材を取り込んだ接着層（導電性
接着剤層）が半硬化状態になっているので、加熱後に流
動性を高められた絶縁性樹脂によって導電性材料がバン
プから押し流されることはなくなる。又、半硬化状態の
導電性接着剤層を加熱してバンプとプリント基板のパッ
ドとを接着するので、後のはんだ付け時や、経年劣化に
よる断線を防止することができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、特開平４−
１２７５４８号公報に記載された従来方法では、接着層
の付着、導電性材料の付着、電子部品の上下反転、予備
加熱、電子部品の上下反転、電子部品の搭載、加熱加圧
という多数の工程が必要になり、コスト高を招くという
難点が有る上、絶縁性樹脂が遅硬性である場合には、電
子部品をプリント基板に搭載した後の加熱加圧に要する
時間が長くなり、スループット性を確保することができ
ず、生産性を高める上で不利になるという難点がある。
【００１６】また、この特開平４−１２７５４８号公報
に記載された従来方法において、導電性接着層を構成す
る接着剤として速硬タイプの接着剤を用いると、半硬化
状態の見極めが困難になり、硬化しすぎて特開平２−１
０３９４４号公報に記載された方法と同様に、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恐れが生じる。
【００１７】本発明は、上記の事情を鑑みてなされたも
のであり、バンプに付着させた導電性接着剤をバンプか
ら流出させることなく、熱硬化性樹脂を使用して短時間
内に部品をプリント基板に固定できるようにした部品実
装構造及びこの部品実装構造を形成できる部品実装方法
を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る部品実装構
造は、上記の目的を達成するため、部品２とプリント基
板１との間を絶縁性接着剤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上のパッド１
１とを導電性接着剤Ｂで接着した部品実装構造におい
て、前記絶縁性接着剤Ａは速硬性タイプの接着剤であ
り、前記導電性接着剤Ｂは遅硬性タイプの接着剤である
ことを特徴とする。
【００１９】又、本発明に係る部品実装方法（以下、本
発明方法という。）は、上記本発明の部品実装構造を得
るために、部品２のバンプ２１に導電性接着剤Ｂ層を設
け、かつ部品２とプリント基板１との間に絶縁性接着剤
Ａを介在させ、バンプ２１をプリント基板１上のパッド
１１に押圧しつつ加熱し、前記導電性接着剤Ｂが硬化す
る前に前記絶縁性接着剤Ａを硬化して部品２を実装する
ことを特徴とする。
【００２０】本発明方法において、部品２のバンプ２１
に導電性接着剤Ｂ層を設ける方法は特に限定されない
が、例えば転写という１工程で各バンプ２１に均一な厚
さの導電性接着剤Ｂ層を設けることができ、バンプに接
着層を付着させ、更にこの接着層に導電性部材を付着さ
せた後、予備加熱するという複雑な工程によらず、１つ
の工程でバンプ２に導電性接着剤Ｂ層を設けることがで
きる。
【００２１】又、本発明方法においては、部品２のバン
プに導電性接着剤Ｂ層を設け、かつ部品２とプリント基
板１との間に絶縁性接着剤Ａを介在させた後、バンプ２
１をプリント基板１上のパッド１１に押圧しつつ加熱す
る。
【００２２】これにより、前記導電性接着剤Ｂ及び絶縁
性接着剤Ａが硬化するが、本発明方法では、例えば前記
導電性接着剤Ｂとして遅硬タイプの接着剤を用い、絶縁
性接着剤Ａとして速硬タイプの接着剤を用いることよ
り、導電性接着剤Ｂが硬化する前に前記絶縁性接着剤Ａ
を硬化させる。
【００２３】これらの接着剤の硬化プロセスにおいて
は、加熱の開始後、一旦接着剤の流動性が高められた後
次第に硬化して行くが、絶縁性接着剤Ａとして速硬タイ
プの接着剤を用いると、流動性が高められた後、周囲に
流れる前に絶縁性接着剤Ａを硬化させることができ、そ
の周囲に位置する導電性接着剤Ｂを押し流すことがなく
なる。又、絶縁性接着剤Ａの量が多い場合には、絶縁性
接着剤Ａが流動性を高められて周囲の導電性接着剤Ｂの
ところに流れることがあり得るが、遅硬タイプの導電性
接着剤Ｂの流動性が低く、流れ難い状態の間に絶縁性接
着剤の流動性が高められ、かつ、例えば数十秒間という
短時間で絶縁性接着剤が硬化するので、導電性接着剤を
押し流すことなく短時間で絶縁性接着剤によって部品２
をプリント基板１上の所定の位置に固定することがで
き、このはんだ付け時などに部品２の位置がずれること
を防止できる。
【００２４】又、部品２をプリント基板１に押圧し始め
てから数十秒経過して絶縁性接着剤Ａが硬化すれば、部
品２をプリント基板１に押圧するツール、例えばボンデ
ィングツールを持ち上げて部品２を開放することができ
るので、スループット性を確保することができる。
【００２５】そして、この後、導電性接着剤Ｂを硬化さ
せることにより、本発明の部品実装構造を得ることがで
きる。この導電性接着剤Ｂはバンプ２１をプリント基板
１のパッド１１に押圧している状態で絶縁性接着剤Ａが
硬化した後に硬化するので、バンプ２１とプリント基板
１のパッド１１とが確実に導電性接着剤Ｂにより接続さ
れ、後のはんだ付け時や経年劣化による断線が生じる恐
れはない。
【００２６】本発明方法においては、特に限定されない
が、バンプの導電性接着剤を予め加熱して半硬化した
後、バンプをプリント基板上のバッドに押圧しつ加熱す
ることができる。
【００２７】この場合には、絶縁性接着剤Ａを硬化させ
る時には、既に導電性接着剤Ｂが半硬化状態になってい
るので、流動性が高められた絶縁性接着剤Ａによって導
電性接着剤Ｂが流されることを一層確実に防止できる。
【００２８】本発明の部品実装構造は例えば上述したよ
うに本発明方法により得られるので、本発明の部品実装
構造によれば、導電性接着剤Ｂがバンプから押し流され
ることなく例えば数十秒間という短時間で絶縁性接着剤
によって部品２をプリント基板１上の所定の位置に固定
することができ、又、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によって確実に接続され、
後のはんだ付け時に部品位置がずれてバンプ２１とパッ
ド１１との接続が断たれたり、導電性接着剤Ｂの経年劣
化によって断線したりすることを防止できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて具体的に説明する。図１のフロー図に示す本発明
の一実施例に係る部品実装方法では、同図（ａ）に示す
ように、部品２を、そのパンブ２１が下向きになるよう
にボンディングツール１０に吸着支持させ、容器５に所
定の厚さに収容されたエポキシ樹脂系の導電性接着剤Ｂ
に軽く上から押し付けた後、該容器５の上方に持ち上げ
られ、これにより、バンプ２１に所定の厚さの導電性接
着剤Ｂが転写される。
【００３０】この後、必要に応じてボンディングツール
１０により部品２を２００℃で１０〜１５秒間加熱し
て、上記バンプ２１に付着した導電性接着剤Ｂを半硬化
させる。部品２の加熱により、導電性接着剤Ｂは一旦流
動性を高められるが、溶剤が揮散するに従って次第に硬
化し、半硬化状態では押さえれば変形する程度のチクソ
トロピイ性を備えている。
【００３１】ここで、導電性接着剤Ｂとしては、上記の
加熱で硬化して接着力が失われないように、硬化までに
例えば１５０℃で１時間以上の加熱を必要とする程度の
遅硬性の接着剤を用いる。
【００３２】同図（ｂ）に示すように、プリント基板１
上には別途、エポキシ樹脂系の熱硬化性樹脂からなる絶
縁性接着剤Ａが付着され、部品実装装置のテーブルに載
置されている。この状態で、上記ボンディングツール１
０に吸着された部品２が該部品２のバンプ２１がプリン
ト基板１の対応するパッド１１の上方に位置するように
位置合わせされた後、同図（ｃ）に示すように、ボンデ
ィングツール１０で該部品２のバンプ２１をプリント基
板１の対応するパッド１１に押圧しつつ、該部品２を加
熱する。
【００３３】この熱が部品２を介して絶縁性接着剤Ａに
伝わり、絶縁性接着剤Ａは一旦流動性が高められた後、
次第に硬化して行く。この絶縁性接着剤Ａの流動性が高
い時に絶縁性接着剤Ａはバンプ２１及び導電性接着剤Ｂ
の周囲に流れることがあるが、このような場合であって
も導電性接着剤Ｂは既に半硬化状態になっているので、
絶縁性接着剤Ａが導電性接着剤Ｂをバンプ２１から押し
流す恐れはない。
【００３４】ここで、絶縁性接着剤Ａとして、例えば硬
化までに２００℃で３０秒程度の加熱が必要な速硬タイ
プの接着剤を用いているので、絶縁性接着剤Ａは流動性
が高くなっても周囲、例えばバンプ２１及び導電性接着
剤Ｂが配置されている位置に流れる前に硬化する。従っ
て、例えば３０秒程度の加圧加熱により絶縁性接着剤Ａ
が導電性接着剤Ｂのところに流れ着く前に、部品２を絶
縁性接着剤Ａによりプリント基板１の所定の位置に固定
することができ、この後、ボンディングツール１０を持
ち上げて部品２を開放することができ、スループット性
を確保できるようになるのである。
【００３５】なお、この実施例では、予め導電性接着剤
Ｂを半硬化状態にしているので、絶縁性接着剤Ａの量が
多く、このために、絶縁性接着剤Ａの流動性が高められ
て導電性接着剤Ｂのところまで流れることがあっても、
導電性接着剤Ｂがバンプ２１から押し流されることなし
に部品２を絶縁性接着剤Ａによりプリント基板１の所定
の位置に固定することができる。
【００３６】この後、部品２を搭載したプリント基板１
は例えば恒温槽に移され、１５０℃１時間程度加熱する
ことにより導電性接着剤Ｂを硬化させる。これにより、
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で互いに固着され、後のはんだ付け工程でプリン
ト基板１が加熱された場合や経年劣化によって断線が発
生することが防止される。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の部品実装
構造は、部品とプリント基板との間を絶縁性接着剤によ
って接着するとともに、部品のバンプとプリント基板上
のパッドとを導電性接着剤で接着した部品実装構造にお
いて、絶縁性接着剤が速硬性タイプの接着剤であり、前
記導電性接着剤は遅硬性タイプの接着剤であるので、導
電性接着剤の流動性が高まっても導電性接着剤が周囲に
流れる前に硬化し、導電性接着剤をバンプから押し流す
ことがないので、プリント基板上への部品実装が迅速に
行え、しかも、部品実装後の工程においてバンプとバッ
ドとの位置ずれを防止できるとともに、、この位置ずれ
による断線や導電性接着剤の経年劣化による断線現象の
発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の一実施例のフロー図である。
【図２】従来例の概念図である。
【図３】従来例のフロー図である。
【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 (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 部品とプリント基板との間を絶縁性接着
    剤によって接着するとともに、部品のバンプとプリント
    基板上のパッドとを導電性接着剤で接着した部品実装構
    造において、 前記絶縁性接着剤は速硬性タイプの接着剤であり、前記
    導電性接着剤は遅硬性タイプの接着剤であることを特徴
    とする部品実装構造。
  2. 【請求項２】 部品のバンプに導電性接着剤層を設け、
    かつ部品とプリント基板との間に絶縁性接着剤を介在さ
    せ、バンプをプリント基板上のパッドに押圧しつつ加熱
    し、前記導電性接着剤が硬化する前に前記絶縁性接着剤
    を硬化して部品を実装することを特徴とする部品実装方
    法。
  3. 【請求項３】バンプ上の導電性接着剤を予め加熱して半
    硬化した後、バンプをプリント基板上のパッドに押圧し
    つつ加熱する請求項２に記載の部品実装方法。
JP8238138A 1996-09-09 1996-09-09 部品実装構造及び部品実装方法 Expired - Fee Related JP2731383B2 (ja)

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