JP3598245B2 - 電子部品の実装方法及び基板モジュール - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路用プリント基板(本明細書では、代表例として「基板」と称するが、この「基板」にはインタポーザや電子部品が装着される他の部品などの被装着体を意味する。)に電子部品例えばICチップ、CSP(Chip Size Package)、MCM(Multi Chip Module)、BGA(Ball Grid Array)や表面弾性波(SAW)デバイスなどを単体(ICチップの場合にはベアIC)状態で実装する回路基板への電子部品の実装方法及び上記実装方法により上記電子部品が上記基板に実装された基板モジュールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
今日、電子回路基板は、あらゆる製品に使用されるようになり、日増しにその性能が向上し、回路基板上で用いられる周波数も高くなっており、インピーダンスが低くなるフリップチップ実装は高周波を使用する電子機器に適した実装方法となっている。また、携帯機器の増加から、回路基板にICチップをパッケージではなく裸のまま搭載するフリップチップ実装が求められている。このために、ICチップそのまま単体で回路基板に搭載したときのICチップや、電子機器及びフラットパネルディスブレイへ実装したICチップには、一定数の不良品が混在している。また、上記フリップチップ以外にもCSP(Chip Size Package)、BGA(Ball Grid Array)等が用いられるようになってきている。
【0003】
従来の電子機器の回路基板へICチップを接合する方法としては特公平06−66355号公報等により開示されたものがある。これを図21に示す。図21に示すように、バンプ73を形成したICチップ71にAgペースト74を転写して回路基板76の電極75に接続したのちAgペースト74を硬化し、その後、封止材78をICチップ71と回路基板76の間に流し込む方法が一般的に知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構造のものでは、特に、矩形のICチップの四隅の部分(図21の参照符号100で示す部分)でかつバンプが無い部分や、回路基板のバンプが無い部分(図21の参照符号101で示す部分)では、バンプを介して接合されている他の部分と比較して、密着力が不足し、ICチップと基板との接合工程では両者の接合が良好のように見えても、リフロー工程やヒートサイクル試験工程において、上記密着力の不足から絶縁樹脂とICチップ又は基板との間で剥離が生じてしまい、剥離部分から水分が侵入して短絡又は腐食が生じてしまい、信頼性が低下するといった問題が生じうる可能性がある。
【0005】
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、リフロー工程やヒートサイクル試験工程においても絶縁樹脂と電子部品又は基板との間で剥離が生じにくく、短絡又は腐食が防止でき、信頼性を高めることができる電子部品の実装方法及び基板モジュールを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【0007】
本発明の第1態様によれば、電子部品と基板とを絶縁樹脂で接合しつつ封止する電子部品の実装方法において、
上記絶縁樹脂との密着力向上用の密着力向上剤を、上記電子部品と上記基板との互いに対向する2つの面のうち少なくともいずれか一方の面に配置し、
上記電子部品の電極と上記基板の電極とのうちのいずれか一方の電極に形成したバンプを上記電子部品の電極と上記基板の電極とのうちのいずれか他方の電極に接合するとともに、上記電子部品と上記基板との間を上記絶縁樹脂で封止し、上記絶縁樹脂と上記密着力向上剤とを接触させて上記密着力向上剤により上記絶縁樹脂と上記電子部品又は上記基板との間の密着力を向上させるようにしたことを特徴とする電子部品の実装方法を提供する。
【0008】
本発明の第2態様によれば、上記電子部品が矩形のICチップであり、上記密着力向上剤を、上記基板に実装されるべき上記矩形のICチップの実装部と、上記ICチップが実装されるべき上記基板のICチップ実装部のうちのいずれか一方の実装部の四隅に配置するようにした第1態様に記載の電子部品の実装方法を提供する。
【0009】
本発明の第3態様によれば、上記電子部品がICチップであり、上記密着力向上剤を、上記基板に実装されるべき上記ICチップの実装部と、上記ICチップが実装されるべき上記基板のICチップ実装部とのうちのいずれか一方の実装部の縁部にドット状に配置するようにした第1態様に記載の電子部品の実装方法を提供する。
【0010】
本発明の第4態様によれば、上記電子部品がICチップであり、上記密着力向上剤を、上記基板に実装されるべき上記ICチップの実装部と、上記ICチップが実装されるべき上記基板のICチップ実装部とのうちのいずれか一方の実装部の縁部に枠状でかつ帯状に配置するようにした第1態様に記載の電子部品の実装方法を提供する。
【0011】
本発明の第5態様によれば、上記電子部品がICチップであり、上記密着力向上剤を、上記基板に実装されるべき上記ICチップの実装部と、上記ICチップが実装されるべき上記基板のICチップ実装部とのうちのいずれか一方の実装部の全面に配置するようにした第1態様に記載の電子部品の実装方法を提供する。
【0012】
本発明の第6態様によれば、上記密着力向上剤の入った液槽内に、上記電子部品と上記基板との互いに対向する2つの面のうち少なくともいずれか一方の面を浸漬させることにより、当該面に上記密着力向上剤を配置するようにした第1,4,5のいずれかの態様に記載の電子部品の実装方法を提供する。
【0013】
本発明の第7態様によれば、上記密着力向上剤を、上記電子部品と上記基板との互いに対向する2つの面のうち少なくともいずれか一方の面に塗布又は印刷することにより配置するようにした第1〜5のいずれかの態様に記載の電子部品の実装方法を提供する。
【0014】
本発明の第8態様によれば、上記密着力向上剤を、上記電子部品と上記基板との互いに対向する2つの面の両方の面に塗布又は印刷することにより配置するようにした第1〜5のいずれかの態様に記載の電子部品の実装方法を提供する。
【0015】
本発明の第9態様によれば、上記電子部品と上記基板との互いに対向する2つの面のうち少なくとも上記いずれか一方の面に対向する面に上記密着力向上剤を備えかつ上記絶縁樹脂より構成される絶縁樹脂シートを、上記電子部品と上記基板との間に配置することにより、上記密着力向上剤を、上記電子部品と上記基板との互いに対向する2つの面のうち少なくとも上記いずれか一方の面に配置するようにした第1〜5のいずれかの態様に記載の電子部品の実装方法を提供する。
【0016】
本発明の第10態様によれば、上記電子部品と上記基板との互いに対向する2つの面のそれぞれに上記密着力向上剤を備えかつ上記絶縁樹脂より構成される絶縁樹脂シートを上記電子部品と上記基板との間に配置することにより、上記密着力向上剤を、上記電子部品と上記基板との互いに対向する2つの面のそれぞれの面に配置するようにした第1〜5のいずれかの態様に記載の電子部品の実装方法を提供する。
【0017】
本発明の第11態様によれば、上記密着力向上剤は上記絶縁樹脂シートに形成された固体層より構成されるようにした第9又は10態様に記載の電子部品の実装方法を提供する。
【0018】
本発明の第12態様によれば、上記密着力向上剤は上記絶縁樹脂シートに混合配置された液体又は半固体状であるようにした第9又は10態様に記載の電子部品の実装方法を提供する。
【0019】
本発明の第13態様によれば、上記電子部品と上記基板との互いに対向する2つの面のうち少なくとも上記いずれか一方の面に上記密着力向上剤を配置するとともに、上記絶縁樹脂より構成されるシートを上記電子部品と上記基板との間に配置したのち、上記電子部品と上記基板との接合及び上記電子部品と上記基板との間の上記絶縁樹脂による封止を行うようにした第1〜8のいずれかの態様に記載の電子部品の実装方法を提供する。
【0020】
本発明の第14態様によれば、上記電子部品と上記基板との互いに対向する2つの面の両方に上記密着力向上剤をそれぞれ配置するとともに、上記絶縁樹脂より構成されるシート又は液体を上記電子部品と上記基板との間に配置したのち、上記電子部品と上記基板との接合及び上記電子部品と上記基板との間の上記絶縁樹脂による封止を行うようにした第1〜8のいずれかの態様に記載の電子部品の実装方法を提供する。
【0021】
本発明の第15態様によれば、上記絶縁樹脂シートは、その中央部よりもその表面側に多くの上記密着力向上剤が存在するような濃度分布を持つ第9〜12のいずれかの態様に記載の電子部品の実装方法を提供する。
【0022】
本発明の第16態様によれば、上記絶縁樹脂シートは、シート自体の線膨張係数を低下させる無機フィラーを含む第9,10,11,12,15のいずれかの態様に記載の電子部品の実装方法を提供する。
【0023】
本発明の第17態様によれば、上記絶縁樹脂シートは、上記バンプと上記電極とを電気的に接続させる導電粒子を有する異方性導電膜より構成される第9,10,11,12,15のいずれかの態様に記載の電子部品の実装方法を提供する。
【0024】
本発明の第18態様によれば、上記密着力向上剤は、マイクロカプセルの球形でかつ水分を吸収しにくい材料からなる外皮内に封入され、かつ、所定圧力以上の圧力又は所定温度以上の温度が作用すると上記外皮が破壊されて上記密着力向上剤の密着力向上機能を発揮するようにした第1〜17のいずれかの態様に記載の電子部品の実装方法を提供する。
【0025】
本発明の第19態様によれば、上記密着力向上剤は、エポキシ系、アミノ系、アルキル系、メルカプト系、メトキシ系、若しくは、メタクリロ系のシランカップリング剤、又は、チタネートカップリング剤より構成される第1〜18のいずれかの態様に記載の電子部品の実装方法を提供する。
【0026】
本発明の第20態様によれば、上記絶縁樹脂は、その体積が、上記電子部品と上記基板との間の空間の体積より大きい第1〜19のいずれかの態様に記載の電子部品の実装方法を提供する。
【0027】
本発明の第21態様によれば、第1〜20のいずれかの態様に記載の電子部品の実装方法により上記電子部品が上記基板に実装された基板モジュールを提供する。
【0028】
本発明の第22態様によれば、電子部品と基板とを接合したのち上記電子部品と上記基板との間を絶縁樹脂で封止して構成される基板モジュールにおいて、
上記電子部品の電極と上記基板の電極とのうちのいずれか一方の電極に形成したバンプを上記電子部品の電極と上記基板の電極とのうちのいずれか他方の電極に接合し、上記電子部品と上記基板との互いに互いに対向する2つの面のうち少なくともいずれか一方の面に配置された密着力向上剤が上記絶縁樹脂と接触して上記密着力向上剤により上記絶縁樹脂と上記電子部品又は上記基板との間の密着力が向上するようにしたことを特徴とする基板モジュールを提供する。
【0029】
本発明の第23態様によれば、上記電子部品が矩形のICチップであり、上記密着力向上剤が、上記基板に実装されるべき上記矩形のICチップの実装部と、上記ICチップが実装されるべき上記基板のICチップ実装部のうちのいずれか一方の実装部の四隅に配置されて上記絶縁樹脂と接触し、上記密着力向上剤により上記絶縁樹脂と上記電子部品又は上記基板との間の密着力が向上しているようにした第22態様に記載の基板モジュールを提供する。
【0030】
本発明の第24態様によれば、上記電子部品がICチップであり、上記密着力向上剤を、上記基板に実装されるべき上記ICチップの実装部と、上記ICチップが実装されるべき上記基板のICチップ実装部とのうちのいずれか一方の実装部の縁部にドット状に配置されて上記絶縁樹脂と接触し、上記密着力向上剤により上記絶縁樹脂と上記電子部品又は上記基板との間の密着力が向上しているようにした第22態様に記載の基板モジュールを提供する。
【0031】
本発明の第25態様によれば、上記電子部品がICチップであり、上記密着力向上剤を、上記基板に実装されるべき上記ICチップの実装部と、上記ICチップが実装されるべき上記基板のICチップ実装部とのうちのいずれか一方の実装部の縁部に枠状でかつ帯状に配置されて上記絶縁樹脂と接触し、上記密着力向上剤により上記絶縁樹脂と上記電子部品又は上記基板との間の密着力が向上しているようにした第22態様に記載の基板モジュールを提供する。
【0032】
本発明の第26態様によれば、上記電子部品がICチップであり、上記密着力向上剤を、上記基板に実装されるべき上記ICチップの実装部と、上記ICチップが実装されるべき上記基板のICチップ実装部とのうちのいずれか一方の実装部の全面に配置されて上記絶縁樹脂と接触し、上記密着力向上剤により上記絶縁樹脂と上記電子部品又は上記基板との間の密着力が向上しているようにした第22態様に記載の基板モジュールを提供する。
【0033】
本発明の第27態様によれば、電子部品と基板とを接合したのち上記電子部品と上記基板との間を絶縁樹脂で封止して構成される基板モジュールにおいて、
上記電子部品の電極と上記基板の電極とのうちのいずれか一方の電極に形成したバンプを上記電子部品の電極と上記基板の電極とのうちのいずれか他方の電極に接合し、上記電子部品と上記基板との互いに互いに対向する2つの面のうち少なくともいずれか一方の面に配置されかつメルカプト系、アミノ系、又はチタネートカップリング剤より構成する密着力向上剤が上記絶縁樹脂と接触して上記密着力向上剤により上記絶縁樹脂と上記電子部品又は上記基板との間の密着力が向上し、上記絶縁樹脂の反応速度を高めるようにしたことを特徴とする基板モジュールを提供する。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0035】
本発明の第1実施形態にかかる電子部品の実装方法は、図1(A),(B)に示すように、電子部品、例えば、矩形のICチップ1と基板、例えば接合表面に無機質材料が存在する矩形の回路基板4とを接合したのち、ICチップ1と回路基板4との間を絶縁樹脂6で封止する電子部品の実装方法において、上記絶縁樹脂6との密着力向上用の密着力向上剤7を、上記ICチップ1と上記回路基板4との互いに対向する2つの面、例えば、上記回路基板4に実装されるべき上記矩形のICチップ1の矩形の実装部1aと、上記ICチップ1が実装されるべき上記回路基板4の矩形のICチップ実装部4aとのうちの少なくともいずれか一方の実装部(例えば、ICチップ1の実装部1a)に配置するとともに、液体状の上記絶縁樹脂6を上記回路基板4の矩形のICチップ実装部4aに配置し、上記ICチップ1の電極2,…,2と上記回路基板4の電極5,…,5とのうちのいずれか一方の電極(例えば、ICチップ1の電極2,…,2)に形成したバンプ3,…,3を上記ICチップの電極2,…,2と上記回路基板4の電極5,…,5とのうちのいずれか他方の電極(例えば、回路基板4の電極5,…,5)に、レベリングせずに、接合し、その後、上記ICチップ1と上記回路基板4との間を上記絶縁樹脂6で封止し、上記絶縁樹脂6と上記密着力向上剤7とを接触させて上記密着力向上剤7により上記絶縁樹脂6と上記ICチップ1又は上記回路基板4(例えば、上記絶縁樹脂6と上記ICチップ1)との間の密着力を向上させるようにしている。なお、図1(A),(B)において、8はICチップ1を吸着保持及び加熱、加圧する接合ツールであり、9は回路基板4が載置されるステージである。なお、実装部1aの形状は矩形に限られるものではない。
【0036】
上記ICチップ1の電極2,…,2と上記回路基板4の電極5,…,5とのうちのいずれか一方の電極に形成したバンプ3,…,3を上記ICチップ1の電極2,…,2と上記回路基板4の電極5,…,5とのうちのいずれか他方の電極に接合する一例として、図1(A),(B)においては、上記ICチップ1の電極2,…,2に、例えばワイヤボンディングなどの公知の方法で予め形成したバンプ3,…,3を、上記回路基板4の電極5,…,5に接合したものを示している。しかしながら、逆に、本発明の第2実施形態にかかる電子部品の実装方法として図2(A),(B)に示すように、上記回路基板4の電極5,…,5に形成されたバンプ3,…,3を、上記ICチップ1の電極2,…,2に接合するようにしてもよい。また、図2(C)に示すように、液体状の上記絶縁樹脂6を、回路基板4の矩形のICチップ実装部4aではなく、上記ICチップ1の矩形の実装部1aに配置するようにしてもよい。
【0037】
上記絶縁樹脂6は、例えば、絶縁性熱硬化性樹脂(例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミドなど)、又は絶縁性熱可塑性樹脂(例えば、ポニフェニレンサルファイド(PPS)、ポリカーボネイト、変性ポリフェニレンオキサイド(PPO)など)、又は、絶縁性熱硬化性樹脂に絶縁性熱可塑性樹脂を混合したものなどが使用できるが、ここでは、代表例として絶縁性熱硬化性樹脂として説明を続ける。この熱硬化性樹脂のガラス転移点は一般に120〜200℃程度である。なお、熱可塑性樹脂のみを使用する場合には、最初は加熱して一旦軟化させたのち、加熱を停止して自然冷却させることにより硬化させる一方、絶縁性熱硬化性樹脂に熱可塑性樹脂を混合したものを使用する場合には、熱硬化性樹脂のほうが支配的に機能するため、熱硬化性樹脂のみと場合と同様に加熱することにより硬化する。
【0038】
上記第1実施形態にかかる電子部品の実装方法においては、図1(A)に示すように、回路基板4のICチップ実装部4aに、回路基板4とICチップ1との接合後の隙間間に配置される硬化された絶縁樹脂6s(図1(B)参照)の体積に大略相当するか又はそれ以上の体積を持つ液体状の絶縁樹脂6を回路基板4のICチップ実装部4aの中央部に配置する。
【0039】
次いで、図8に示すような電子部品搭載装置600において、部品保持部材601の先端の熱せられた接合ツール8により、前工程でバンプ3が各電極2上に形成されたICチップ1をトレー602から吸着保持しつつ、該ICチップ1を、上記前工程で準備されかつステージ9上に載置された回路基板4に対して、ICチップ1の各電極2が対応する回路基板4の各電極5上に位置するように位置合わせしたのち、上記熱せられた接合ツール8によりICチップ1を回路基板4に押圧する。この位置合わせは、公知の位置認識動作を使用する。例えば、図9(C)に示すように、回路基板4に形成された位置認識マーク605又はリード若しくはランドパターンを、電子部品搭載装置600の回路基板認識用カメラ604で認識して、図9(D)に示すようにカメラ604で得られた画像606を基に、回路基板4のステージ9上での直交するXY方向のXY座標位置とXY座標の原点に対する回転位置とを認識して回路基板4の位置を認識する。一方、図9(A)に示すように、接合ツール8に吸着保持されたICチップ1の位置認識用マーク608又は回路パターンをICチップ用位置認識カメラ603で認識して、図9(B)に示すようにカメラ603で得られた画像607を基に、ICチップ1の上記XY方向のXY座標位置とXY座標の原点に対する回転位置とを認識してICチップ1の位置を認識する。そして、上記回路基板4とICチップ1との位置認識結果を基に、接合ツール8又はステージ9を移動させて、ICチップ1の各電極2が対応する回路基板4の各電極5上に位置するように位置合わせしたのち、上記熱せられた接合ツール8によりICチップ1を回路基板4に押圧する。このとき、各バンプ3は、その先端頭部が、絶縁樹脂6や密着力向上剤7を掻き分けながら回路基板4の各電極5に接触して、回路基板4の各電極5上で変形されながら押しつけられていく。よって、絶縁樹脂6や密着力向上剤7が電極上に配置されていても、バンプ3が電極に必ず接触するようにしているため、電気的接続において、何ら問題とはならない。
【0040】
このとき、ICチップ1を介してバンプ3側に印加する荷重は、バンプ3の外径により異なるが、折れ曲がって重なり合うようになっているバンプ3の頭部が、回路基板4の電極5に接触して必ず変形する程度の荷重を加えることが必要である。
【0041】
なお、セラミックヒータ又はパルスヒータなどの内蔵ヒータ8aにより熱せられた接合ツール8により、上記前工程でバンプ3が電極2上に形成されたICチップ1を、上記前工程で準備された回路基板4に対してICチップ1の電極2が対応する回路基板4の電極5上に位置するように位置合わせする位置合わせ工程と、位置合わせしたのち押圧接合する工程とを、1つの位置合わせ兼押圧接合装置で行うようにしてもよい。しかしながら、別々の装置、例えば、多数の回路基板を連続生産する場合において位置合わせ作業と押圧接合作業とを同時的に行うことにより生産性を向上させるため、上記位置合わせ工程は位置合わせ装置(図示せず)で行い、上記押圧接合工程は接合装置(図示せず)で行うようにしてもよい。
【0042】
上記回路基板4としては、例えばセラミック多層基板、樹脂多層基板(ガラエポ、松下電器産業株式会社製登録商標「アリブ」(ALIVH)の基板)などが用いられる。このような回路基板4は、熱履歴や、裁断、加工により反りやうねりを生じていることがあり、必ずしも完全な平面ではないことがある。そこで、例えば約10μm以下に調整されるように平行度がそれぞれ管理された接合ツール8とステージ9とにより、接合ツール8側からステージ9側に向けて熱と荷重をICチップ1を通じて回路基板4に局所的に印加することにより、その印加された部分の回路基板4の反りが矯正せしめられる。また、ICチップ1は、アクティブ面の中心を凹として反っているが、これを接合時に1バンプあたり20gf以上の強い荷重で加圧することで、回路基板4とICチップ1の両方の反りやうねりを矯正することができる。このICチップ1の反りは、ICチップ1を形成するとき、Siに薄膜を形成する際に生じる内部応力により発生するものである。バンプの変形量は10〜25μm程度であり、この程度の回路基板が当初から持っている内層銅箔から表面に現れるうねりの影響にバンプ3の変形でそれぞれのバンプ3が順応することで許容できるようになる。
【0043】
こうして回路基板4の反りが矯正された状態で、例えば140〜230℃の熱がICチップ1と回路基板4の間の絶縁樹脂6の例である熱硬化性樹脂6に例えば数秒〜20秒程度印加され、この熱硬化性樹脂6が硬化される。このとき、最初は熱硬化性樹脂6が流れてICチップ1のエッジまで封止する。また、樹脂であるため、加熱されたとき、当初は自然に軟化するため、このようにエッジまで流れるような流動性が生じる。熱硬化性樹脂の体積はICチップ1と回路基板4との間の空間の体積より大きくすることにより、この空間からはみ出すように流れ出て、封止効果を奏することができる。このとき、同時に、ICチップ1の実装部1aに配置されていた密着力向上剤7が絶縁樹脂6と基板又はIC表面で反応して、ICチップ1の実装部1aと絶縁樹脂6との間の密着力を向上させる。なお、図1(B)では、理解しやすくするため、ICチップ1の実装部1aと絶縁樹脂6との間で密着力が向上した部分を参照符号14により誇張して明示しているが、実際には、このように明確な層として見えるものではない。
【0044】
この後、加熱されたツール8が上昇することにより、加熱源がなくなるためICチップ1と熱硬化性樹脂6の温度が急激に低下して、熱硬化性樹脂6は流動性を失い、図1(B)に示すように、ICチップ1は硬化した熱硬化性樹脂6sにより回路基板4上に固定される。また、回路基板4側をステージ9のヒータ9aなどにより加熱しておくと、接合ツール8の温度をより低く設定することができる。なお、図中、参照符号6sは、絶縁樹脂の例としての熱硬化性樹脂6のうち接合ツール8の熱により溶融した溶融中の熱硬化性樹脂が溶融後に熱硬化された樹脂である。
【0045】
上記密着力向上剤7の例としては、エポキシ系、アミノ系、アルキル系、メルカプト系、メトキシ系、若しくは、メタクリロ系のシランカップリング剤、又は、チタネートカップリング剤である。なお、密着力向上剤7としては絶縁性は必要である。
【0046】
ここで、密着力向上剤7の一例としてのシランカップリング剤の構造は化学構造式XSi(OR)3で表され、一分子中に少なくとも2種類の反応性の異なる官能基を持っている。上記化学構造式中、Xは各種合成樹脂などの有機質材料と化学結合する反応基であり、ここでは絶縁樹脂6と化学結合する反応基となる。上記化学構造式中、ORはガラス又は金属などの無機質材料と化学結合する反応基であり、ここではICチップ1の表面の材料又は回路基板4の表面の材料と化学結合する反応基となる。よって、シランカップリング剤のアルコキシシリル基(Si−OR)が水あるいは湿気により加水分解されるとシラノール基になる。接合工程において水分を加えることにより、空気中の水分と反応して加熱ツールにより圧着する際に水は除去される。又は、IC等に塗布する場合は、水希釈した密着性向上剤を用いる。これを炉に入れて、例えば120℃30分の熱処理を行う。このシラノール基と無機質表面(ICチップ1の表面又は回路基板4の表面)とが縮合反応により、Si−O−M結合を形成する。また、一方の反応基[X−]は有機質(絶縁樹脂6)と結合あるいは相溶化し、結果的に無機質と有機質を化学的に結合させる、言い換えれば、ICチップ1の表面又は回路基板4の表面と絶縁樹脂6とを化学的に結合させることができる。一方、チタネートカップリング剤は、Tiを含む親水基と樹脂と相互作用する疎水基とからなっており、これが無機物の表面に有機質の被膜を作り出して密着性及び流れ性を改善する。
【0047】
なお、絶縁樹脂6がエポキシ系の場合には、上記密着力向上剤7としてはメルカプト系、又は、アミノ系のシランカップリング剤が好ましく、その理由は、メルカプト系、又は、アミノ系のシランカップリング剤の上記密着力向上剤7がエポキシ系の絶縁樹脂6に接触すると急激に反応して密着力を高めるため、密着力向上剤を使用しない場合と比較して、密着力は2〜3倍向上し、かつ、半分の時間で接合を完了することができるためである。
【0048】
エポキシ系シランカップリング剤の具体例としては、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランがある。また、アミノ系シランカップリング剤の具体例としては、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N’−ビス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、アミノシラン[特殊アミノシラン配合物(メタノール溶液又は水希釈)]、アミノシラン[特殊アミノシラン配合物(IPA溶液又は水希釈)]である。また、アルキル系シランカップリング剤の具体例としては、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシランである。また、メルカプト系シランカップリング剤の具体例としては、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシランである。また、メトキシ系シランカップリング剤の具体例としては、γ−クロロプロピルトリメトキシシランである。また、メタクリロ系シランカップリング剤の具体例としては、
、γ−(メタクリロキシプロピル)トリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランである。また、シラン系とは異なる、チタネート系シランカップリング剤の具体例としては、表1に掲げるものを使用することができる。
【0049】
【表1】
【0050】
また、回路基板4又はICチップ1側に窒化膜がある場合には、上記シランカップリング剤のうち、特に、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが好ましい。
【0051】
上記第1実施形態によれば、密着力向上剤7により、絶縁樹脂6と、ICチップ1又は回路基板4との密着力を向上させることができるため、リフロー工程やヒートサイクル試験工程においても絶縁樹脂6とICチップ1又は回路基板4との間で剥離が生じにくく、短絡又は腐食が防止でき、信頼性を高めることができる。また、ICチップ1と回路基板4との間に配置される液体状の絶縁樹脂6の体積をICチップ1と回路基板4との間の空間の体積より大きくするようにすれば、この空間から絶縁樹脂6がはみ出すように流れ出て、ICチップ1と回路基板4との間の封止効果を奏することができる。よって、ICチップと回路基板4を接合すると同時に絶縁樹脂6による封止を行うことができて、ICチップと回路基板4を接合した後にICチップの下に封止樹脂(アンダーフィルコート)による封止工程を行う必要がなく、工程を短縮することができる。又は、数十秒の短時間で生産でき、基板の反り、うねりが吸収できるので、安価な基板が使用できる。
【0052】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。なお、以下の図では、理解しやすくするため、ICチップ1の実装部1aと絶縁樹脂6との間又は回路基板4のICチップ実装部4aと絶縁樹脂6との間で密着力が向上した部分を参照符号14により誇張して明示しているが、実際には、このように明確な層として見えるものではない。また、密着力が向上した部分はシートに均一に混ざり込んでいても良い。
【0053】
例えば、上記図1では、上記密着力向上剤7を、ICチップ1の実装部1aの全面に図3(D)に示すように配置するようにして、ICチップ1の実装部1a全体において密着力の向上を図るようにしているが、これに限らず、図3(H)に示すように、上記回路基板4のICチップ実装部4aの全面に配置するようにして、回路基板4のICチップ実装部4a全体において密着力の向上を図るようにしてもよい。なお、図中、4bは回路基板4のICチップ実装部4aのリードである。また、実装部4aの形状は矩形に限られるものではない。
【0054】
また、これに限らず、本発明の第3実施形態にかかる電子部品の実装方法として、図3(A)に示すように、上記密着力向上剤7を、上記ICチップ1の実装部1aと上記回路基板4のICチップ実装部4aのうちのいずれか一方の実装部、一例として図3(A)ではICチップ1の実装部1aの四隅のみに配置するようにして、ICチップ1の実装部1aの四隅部分において密着力の向上を図るようにしてもよい。実装部の形状は矩形に限られるものではなく、さらに、各密着力向上剤7の配置された形状も円形に限らず任意の形状でよく、寸法もこれに限られるものではない。なお、ICチップ1の実装部1aの四隅に代えて、図3(E)に示すように回路基板4のICチップ実装部4aの四隅に配置して、回路基板4のICチップ実装部4aの四隅部分において密着力の向上を図るようにしてもよい。また、全面に塗布ものに比べて密着力向上剤の塗布が短時間で可能となる。
【0055】
また、これに限らず、本発明の第4実施形態にかかる電子部品の実装方法として、上記密着力向上剤7を、上記ICチップの実装部1aと上記回路基板4のICチップ実装部4aのうちのいずれか一方の実装部、例えば、図3(B)ではICチップ1の実装部1aの縁部にドット状に図3(B)に示すように配置するようにして、ICチップ1の実装部1aの縁部において密着力の向上を図ることもできる。実装部の形状は矩形に限られるものではなく、さらに、配置個数は図3(B)に限らず、これより多くしてもよいし、少なくしても良いとともに、各密着力向上剤7の配置された形状も円形に限らず任意の形状でよく、寸法もこれに限られるものではない。なお、ICチップ1の実装部1aの縁部にドット状に配置する代わりに、図3(F)に示すように回路基板4のICチップ実装部4aの縁部にドット状に配置して、回路基板4のICチップ実装部4aの縁部において密着力の向上を図るようにしてもよい。また、密着力向上剤7を全面に配置するよりも短時間で済み、密着力向上剤7の使用量を減らすことができる。
【0056】
また、本発明の第5実施形態にかかる電子部品の実装方法として、上記密着力向上剤7を、上記ICチップ1の矩形の実装部1aと上記回路基板4の矩形のICチップ実装部4aのうちのいずれか一方の実装部、例えば、図3(C)ではICチップ1の実装部1aの縁部に矩形枠状でかつ帯状に図3(C)に示すように配置するようにして、ICチップ1の実装部1aの縁部において密着力の向上を図ることもできる。実装部の形状は矩形に限られるものではなく、さらに、各密着力向上剤7の配置された形状は均一幅の帯状に限らず任意の形状でよく、寸法もこれに限られるものではない。なお、ICチップ1の実装部1aの縁部に帯状に配置する代わりに、図3(G)に示すように回路基板4のICチップ実装部4aの縁部に帯状に配置して、回路基板4のICチップ実装部4aの縁部において密着力の向上を図るようにしてもよい。
【0057】
また、図22のようにICチップ1の中心部分のみにポリイミド6が配置され外周部にSiNパッシベイションが露出したようなICパターンの場合には、SiN部で剥離が起きやすいが、ICチップ1の実装部1aの縁部に矩形枠状でかつ帯状に上記密着力向上剤7を配置することにより、上記剥離を防止することができる。
【0058】
上記図3(A)〜(H)における上記密着力向上剤7の厚さは、絶縁樹脂6と反応として密着力向上を図ることができる程度の厚さがあれば十分である。
【0059】
また、上記密着力向上剤7を配置する面は、ICチップ1の実装部1aに限らず、本発明の第6実施形態にかかる電子部品の実装方法として、図4(A),(B)に示すように、上記回路基板4のICチップ実装部4aにのみ配置するようにしてもよい。このようにすれば、密着力向上剤7により、絶縁樹脂6と回路基板4との間での密着力を向上させることができるため、リフロー工程やヒートサイクル試験工程においても絶縁樹脂6と回路基板4との間で剥離が生じにくく、短絡又は腐食が防止でき、信頼性を高めることができる。特に、密着力向上剤7により樹脂の流れ性及びヌレ性を向上させることができ、樹脂に混ぜたフィラーとの密着性も向上し、樹脂の強度を向上させることができる。
【0060】
また、本発明の第7実施形態にかかる電子部品の実装方法として、図5(A),(B)に示すように、上記ICチップ1の実装部1aと上記回路基板4のICチップ実装部4aとの両方に上記密着力向上剤7を配置するようにしてもよい。このようにすれば、密着力向上剤7により、絶縁樹脂6と、ICチップ1と回路基板4との両方の間での密着力を向上させることができるため、リフロー工程やヒートサイクル試験工程においても絶縁樹脂6とICチップ1との間及び絶縁樹脂6と回路基板4との間で剥離が生じにくく、短絡又は腐食がより確実に防止でき、信頼性をより高めることができる。特に、密着力向上剤7により樹脂の流れ性及びヌレ性を向上させることができ、樹脂に混ぜたフィラーとの密着性も向上し、樹脂の強度を向上させることができる。
【0061】
第7実施形態及び他の実施形態において、上記密着力向上剤7を回路基板側とICチップ側の両方に対して配置する場合には、回路基板側では回路基板4に適した密着力向上剤7を配置させる一方、ICチップ側ではICチップ1に適した密着力向上剤7を配置させるようにして、回路基板側とICチップ側とでは異なる種類の密着力向上剤7を使用するようにしてもよい。
【0062】
また、上記密着力向上剤7の配置方法の一例としては、例えばメルカプト系又はアミノ系のシランカップリング剤などの上記密着力向上剤7をアルコール、水等で希釈した液体の入った密着力向上液槽内に、上記ICチップ1と上記回路基板4との互いに対向する2つの面のうち少なくともいずれか一方の面を浸漬させ、例えばICチップ1全体を浸漬させたのち、オーブンなどで乾燥させることにより、図3(D)に示すように当該面全体に上記密着力向上剤7を配置するようにしている。このように、ICチップ1全体を密着力向上液槽内に浸漬させたのち乾燥させるだけで、ICチップ1の上記面に上記密着力向上剤7を配置させることができるため、簡単でかつ短時間で配置処理が行える。また、均一な膜を形成することが可能となり、ICチップ側がSiNで基板側が有機材料の場合、最適な密着力向上剤を使用することが可能となる。
【0063】
また、このような浸漬方法に限らず、塗布ノズルから液体状の又はペーストなどの半固体状の密着力向上剤7を所定個所に塗布する塗布方法又はスクリーン印刷などの印刷方法により、図3(A)〜(D)に示すように上記密着力向上剤7を配置するようにしてもよい。一例として、本発明の第8実施形態にかかる電子部品の実装方法として、図6(A),(B)には、液体状の絶縁樹脂6を回路基板4のICチップ実装部4aの中央部に電極5,…,5を覆わないように山状に塗布配置したのち、さらに液体状の絶縁樹脂6の外面に、液体の密着力向上剤7を塗布する。その後、ICチップ1と回路基板4とを押圧接合することにより、ICチップ1と回路基板4との間で液体状の絶縁樹脂6が広がると同時にICチップ1の実装部1a全体に液体の密着力向上剤7が広がったのち、加熱して絶縁樹脂6を硬化させるようにして、図1(B)と同様に、密着力向上剤7により、硬化した絶縁樹脂6sとICチップ1の実装部1a全体とにおいて密着力の向上を図るようにしてもよい。なお、この場合、ICチップ1と回路基板4との間で液体状の絶縁樹脂6が広がるとき、液体の密着力向上剤7の一部が絶縁樹脂6内に入り込み、ICチップ1の実装部1aの近傍に位置しなくなるものもあるが、そのような密着力向上剤7はICチップ1の実装部1aとの密着力の向上機能には寄与しないだけで、硬化後の絶縁樹脂6sの絶縁性を阻害するとはならない。また、密着力向上剤7が液体の場合、MCMのように基板のあちこちにICがある場合や、ICのサイズが異なっている場合でも、1台のディスペンサーで密着力向上剤7の液体を吐出制御することにより、密着力向上剤7の塗布が可能となる。
【0064】
また、本発明の第9実施形態にかかる電子部品の実装方法として、図7(A),(B)に示すように、まず始めに、液体状の密着力向上剤7を回路基板4のICチップ実装部4aの例えば全面に塗布したのち、液体状の絶縁樹脂6を回路基板4のICチップ実装部4aの中央部に電極5,…,5をなるべく覆わないように塗布し、さらにその後、液体状の絶縁樹脂6の外面に、液体の密着力向上剤7を塗布する。その後、ICチップ1と回路基板4とを押圧接合することにより、ICチップ1と回路基板4との間で液体状の絶縁樹脂6が広がると同時に回路基板4のICチップ実装部4a全体とICチップ1の実装部1a全体とに液体の密着力向上剤7がそれぞれ広がったのち、加熱して絶縁樹脂6を硬化させるようにして、密着力向上剤7により、硬化した絶縁樹脂6sと回路基板4のICチップ実装部4a全体とICチップ1の実装部1a全体とのそれぞれにおいて密着力の向上を図るようにしてもよい。また、液体の密着力向上剤7と接着剤である液体状の絶縁樹脂6とを別々に保存しておくことができるので、封止材のポットライフ(保存性)を長くすることができる。
【0065】
また、液体状の上記絶縁樹脂6に対して、ICチップ側、又は回路基板側、又はICチップ側及び回路基板側に、固体シート状の密着力向上剤7を上記第7及び第8実施形態のように配置するようにしてもよい。
【0066】
また、液体の上記密着力向上剤7を浸漬、塗布、又は印刷などの方法で所定個所に配置するものに限らず、固体の上記密着力向上剤7を使用することもできる。なお、絶縁樹脂6も固体又は半固体の絶縁樹脂シート6bとし、かつ、ICチップ1と回路基板4との間の絶縁樹脂シート6bの体積をICチップ1と回路基板4との間の空間の体積より大きくするようにすれば、この空間から絶縁樹脂シート6bの絶縁樹脂がはみ出すように流れ出て、ICチップ1と回路基板4との間の封止効果を奏することができる。よって、ICチップと回路基板4を接合すると同時に絶縁樹脂シート6bの絶縁樹脂による封止を行うことができて、ICチップと回路基板4を接合した後にICチップの下に封止樹脂(アンダーフィルコート)による封止工程を行う必要がなく、工程を短縮することができる。
【0067】
例えば、本発明の第10実施形態にかかる電子部品の実装方法を図10(A),(B)に示す。この電子部品の実装方法では、図11に示すように、ベースフィルム6xの上に、シランカップリング剤をベースフィルム6xとは反対側の面に混入させて固体の密着力向上層7bを形成した絶縁性熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂シート6bを配置し、さらにその上を耐湿性のカバーシート6yで覆うことにより、封止用樹脂シート11を予め形成する。そして、この封止用樹脂シート11を使用するときには、カバーシート6yを取り外し、ベースフィルム6xから密着力向上層7b付きのエポキシ樹脂シート6bを取り外して、回路基板4とICチップ1との間の所定位置に位置決めして使用する。このとき、上記絶縁樹脂より構成される絶縁樹脂シート6bの密着力向上層7bが、上記矩形のICチップ1の実装部1aと上記回路基板4のICチップ実装部4aのうちの上記いずれか一方の面、例えば、図10(A)では上記ICチップ1の実装部1aに対向するように配置し、ICチップ1を回路基板4に押圧して、上記密着力向上層7bにより、上記ICチップ1の実装部1aと絶縁樹脂シート6bの絶縁樹脂との密着力を向上させるようにしてもよい。上記封止用樹脂シート11の具体例としては、厚さ50μmのベースフィルム6xに、例えば、シランカップリング剤をベースフィルム6xとは反対側の面に混入させて密着力向上層7bを形成した絶縁性熱硬化性樹脂である厚さ40〜50μmのエポキシ樹脂シート6bを配置し、さらにその上を厚さ30μmのカバーシート6yで覆うことにより形成される。
【0068】
このように、密着力向上剤7を固体にすれば、液体のものより取り扱いが簡単になるとともに、液体の場合よりも、より均一に密着力向上剤7を配置することができる。また、電子部品組立工程において、基板やICチップに密着力向上剤7を塗布するといったような新たな工程が増えず、上記したように取り扱いが簡単になる。
【0069】
逆に、密着力向上層7bを回路基板4のICチップ実装部4a側に配置するようにしてもよい。すなわち、本発明の第11実施形態にかかる電子部品の実装方法を図12(A),(B)に示す。この電子部品の実装方法では、第10実施形態で使用した図11に示す封止用樹脂シート11を使用し、カバーシート6yを取り外し、ベースフィルム6xから密着力向上層7b付きのエポキシ樹脂シート6bを取り外して、回路基板4とICチップ1との間の所定位置に位置決めして使用する。このとき、上記絶縁樹脂より構成される絶縁樹脂シート6bの密着力向上層7bが、上記回路基板4の矩形のICチップ実装部4aに対向するように配置し、ICチップ1を回路基板4に押圧して、上記密着力向上層7bにより、上記回路基板4のICチップ実装部4aと絶縁樹脂シート6bの絶縁樹脂との間での密着力を向上させるようにしてもよい。このように、密着力向上剤7を固体にすれば、液体のものより取り扱いが簡単になるとともに、液体の場合よりも、より均一に密着力向上剤7を配置することができる。また、電子部品組立工程において、基板やICチップに密着力向上剤7を塗布するといったような新たな工程が増えず、上記したように取り扱いが簡単になる。
【0070】
また、第10実施形態と第11実施形態とを組み合わせたもの、すなわち、第12実施形態にかかる電子部品の実装方法として、図14(A),(B)に示すように、上記ICチップ1の実装部1aと上記回路基板4のICチップ実装部4aとのそれぞれに上記密着力向上層7bを備えかつ上記絶縁樹脂より構成される図13の封止用樹脂シート13を使用するようにしてもよい。すなわち、図13に示すように、ベースフィルム6xの上に、シランカップリング剤をベースフィルム6xに接触する面と当該面とは反対側の面すなわち上下両面にそれぞれ混入させて密着力向上層7b,7bを形成した絶縁性熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂シート6bを配置し、さらにその上を耐湿性のカバーシート6yで覆うことにより、封止用樹脂シート13を予め形成する。そして、この封止用樹脂シート13を使用するときには、カバーシート6yを取り外し、ベースフィルム6xから上下に密着力向上層7b,7b付きのエポキシ樹脂シート6bを取り外して、回路基板4とICチップ1との間の所定位置に位置決めして使用する。このとき、上記絶縁樹脂より構成される絶縁樹脂シート6bの上下2つの密着力向上層7b,7bが、上記ICチップ1の実装部1aと上記回路基板4のICチップ実装部4aとにそれぞれ対向するように配置し、ICチップ1を回路基板4に押圧して、上記密着力向上層7b,7bにより、上記ICチップ1の実装部1aと絶縁樹脂シート6bの絶縁樹脂との密着力を向上させるとともに、上記回路基板4のICチップ実装部4aと絶縁樹脂シート6bの絶縁樹脂との密着力を向上させるようにしてもよい。
【0071】
このように、密着力向上剤7を固体にすれば、液体のものより取り扱いが簡単になるとともに、液体の場合よりも、より均一に密着力向上剤7を配置することができる。また、電子部品組立工程において、基板やICチップに密着力向上剤7を塗布するといったような新たな工程が増えず、上記したように取り扱いが簡単になる。
【0072】
また、上記絶縁樹脂シート6bにおいて密着力向上層7bを形成するとき、明確に区分けされた層を形成するものに限らず、絶縁樹脂シート6b全体に密着力向上剤7を含浸させ、絶縁樹脂シート6bの中央部よりも上下両端部での密着力向上剤7の濃度を高くするようにしてもよい。すなわち、図15(A),(B)に示すように、本発明の第13実施形態にかかる電子部品の実装方法においては、図15(A)中にグラフで示すように、密着力向上剤7を、絶縁樹脂シート6bの中央部よりも、回路基板4に対向する表面とICチップ1に対向する表面とに多く配合した封止用樹脂シート15を使用することにより、回路基板4の表面での絶縁樹脂シート6bの絶縁樹脂6との結合に寄与する密着力向上剤7の量を多くして、より高い密着強度を得るとともに、ICチップ1に対向する表面での絶縁樹脂シート6bの絶縁樹脂6との結合に寄与する密着力向上剤7の量を多くして、より高い密着強度を得ることができる。
【0073】
この密着力向上剤7は、絶縁樹脂シート6bの作製時には均一に配合されるように形成しても、硬化反応後に上記したような分布になるものであっても効果は同様である。
【0074】
また、本発明の第14実施形態にかかる電子部品の実装方法として、図16(A),(B)に示すように、絶縁樹脂シート6bの所望の個所、例えば、ICチップ1の実装部1aに対向する部分に液体状又は半固体状(ペースト状)の密着力向上剤7を塗布又は印刷又は浸漬により配置して、密着力向上剤7により、ICチップ1の実装部1aと絶縁樹脂シート6bの絶縁樹脂との密着力を向上させるようにしてもよい。上記絶縁樹脂シート6bの所望の個所は、回路基板4のICチップ実装部4aに対向する部分として、そこに液体状の密着力向上剤7を塗布又は印刷又は浸漬により配置し、回路基板4のICチップ実装部4aと絶縁樹脂シート6bの絶縁樹脂との密着力を向上させるようにしてもよい。また、ICチップ1の実装部1aと回路基板4のICチップ実装部4aとの両方に対向する部分にそれぞれ液体状の密着力向上剤7を塗布又は印刷又は浸漬により配置し、ICチップ1の実装部1aと絶縁樹脂シート6bの絶縁樹脂との密着力を向上させると同時に、回路基板4のICチップ実装部4aと絶縁樹脂シート6bの絶縁樹脂との密着力を向上させるようにしてもよい。また、SiNに最適な密着力向上剤と、Al2O3などセラミック基板又は樹脂基板に最適な密着力向上剤とを組み合わせて使用することもできる。
【0075】
また、本発明の第15実施形態にかかる電子部品の実装方法として、図17(A),(B)に示すように、ICチップ1の実装部1a又は回路基板4のICチップ実装部4aに、液体状の密着力向上剤7を塗布又は印刷又は浸漬により配置し、絶縁樹脂シート6bをICチップ1の実装部1aと回路基板4のICチップ実装部4aとの間に挟みこんだのち、ICチップ1を回路基板4に押圧接合して、密着力向上剤7により、ICチップ1の実装部1aと絶縁樹脂シート6bの絶縁樹脂との密着力を向上させるとともに、回路基板4のICチップ実装部4aと絶縁樹脂シート6bの絶縁樹脂との密着力を向上させるようにしてもよい。
【0076】
また、本発明の第16実施形態にかかる電子部品の実装方法として、図18(A),(B)に示すように、上記絶縁樹脂シート6b全体又は表面に密着力向上剤7を含侵させた絶縁樹脂シート6bに、無機フィラー16を配合して、上記密着力向上剤7による密着力向上の効果に加えて、無機フィラー16の存在により絶縁樹脂シート6bの線膨張係数を低下させることができ、より長寿命化させることができて、信頼性を向上させることができるようにしてもよい。
【0077】
このような絶縁樹脂シート6bを形成する場合、最初、絶縁樹脂シート6bの中央部では多くICチップ1側及び回路基板4側ではそれぞれ少なく無機フィラー16を配置するとともに絶縁樹脂シート6bの全体に大略均一に密着力向上剤7を含侵させても、絶縁樹脂シート6bの上下両側に比較してその中央部で無機フィラー16と密着力向上剤7とが活発に反応してしまい、結果的に密着力向上剤7が絶縁樹脂シート6bの中央部よりも上下両端部の濃度が高くなるように配合された図15(A)の場合と同様の濃度分布状態となり、同様な効果を奏することができる。
【0078】
以下に、無機フィラー16が配合されかつ密着力向上剤7が上下両面に配置されている絶縁樹脂シート6bを使用して電子部品を実装する方法について説明する。
【0079】
まず、回路基板4のICチップ実装部4a上に、ICチップ1の大きさより若干大きな寸法にてカットされた無機フィラー16を配合した固体又は半固体の絶縁樹脂層の一例としての熱硬化性樹脂より構成される絶縁樹脂シート6bを配置し、例えば80〜120℃に熱せられた貼付けツール(図9(A)の接合ツールと同様に対象物を吸着保持可能なツール)により、例えば5〜10kgf/cm2程度の圧力で絶縁樹脂シート6bをステージ9上の基板4の電極5上に貼り付けて、回路基板4の準備工程が完了する。ここで、絶縁樹脂シート6bは、球状又は破砕シリカ、アルミナ等のセラミクスなどの無機系フィラー16を絶縁樹脂中に分散させて混合し、これをドクターブレード法などにより平坦化し溶剤成分を気化させ固体化したものが好ましいとともに、後工程のリフロー工程での高温に耐えうる程度の耐熱性(例えば、240℃に10秒間耐えうる程度の耐熱性)を有することが好ましい。上記絶縁樹脂は、例えば、絶縁性熱硬化性樹脂(例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミドなど)、又は絶縁性熱可塑性樹脂(例えば、ポニフェニレンサルファイド(PPS)、ポリカーボネイト、変性ポリフェニレンオキサイド(PPO)など)、又は、絶縁性熱硬化性樹脂に絶縁性熱可塑性樹脂を混合したものなどが使用できるが、ここでは、代表例として絶縁性熱硬化性樹脂として説明を続ける。この熱硬化性樹脂のガラス転移点は一般に120〜200℃程度である。なお、熱可塑性樹脂のみを使用する場合には、最初は加熱して一旦軟化させたのち、加熱を停止して自然冷却させることにより硬化させる一方、絶縁性熱硬化性樹脂に熱可塑性樹脂を混合したものを使用する場合には、熱硬化性樹脂のほうが支配的に機能するため、熱硬化性樹脂のみと場合と同様に加熱することにより硬化する。
【0080】
次に、図18(A)に示すように、図8の電子部品搭載装置600において、部品保持部材601の先端の熱せられた接合ツール8により、上記前工程で各バンプ3が各電極2上に形成されたICチップ1をトレー602から吸着保持しつつ、該ICチップ1を、上記前工程で準備されかつステージ9上に載置された回路基板4に対して、ICチップ1の各電極2が対応する回路基板4の各電極5上に位置するように位置合わせしたのち、上記熱せられた接合ツール8によりICチップ1を回路基板4に押圧する。この位置合わせは、公知の位置認識動作を使用する。例えば、図9(C)に示すように、回路基板4に形成された位置認識マーク605又はリード若しくはランドパターンを、電子部品搭載装置600の基板認識用カメラ604で認識して、図9(D)に示すようにカメラ604で得られた画像606を基に、回路基板4のステージ9上での直交するXY方向のXY座標位置とXY座標の原点に対する回転位置とを認識して基板4の位置を認識する。一方、図9(A)に示すように、接合ツール8に吸着保持されたICチップ1の位置認識用マーク608又は回路パターンをICチップ用位置認識カメラ603で認識して、図9(B)に示すようにカメラ603で得られた画像607を基に、ICチップ1の上記XY方向のXY座標位置とXY座標の原点に対する回転位置とを認識してICチップ1の位置を認識する。そして、上記回路基板4とICチップ1との位置認識結果を基に、接合ツール8又はステージ9を移動させて、ICチップ1の各電極2が対応する回路基板4の各電極5上に位置するように位置合わせしたのち、上記熱せられた接合ツール8によりICチップ1を回路基板4に押圧する。
【0081】
このとき、各バンプ3は、その頭部3aが、回路基板4の各電極5上で変形されながら押しつけられていく。このとき、熱硬化性樹脂中の無機フィラー16は、接合開始当初に熱硬化性樹脂中に入り込んできた尖っているバンプ3により、バンプ3の外側方向へ押し出される。また、この外側方向への押し出し作用によりバンプ3と基板電極5の間に無機フィラー16が入り込まないことにより、接続抵抗値を低下させる効果を発揮する。このとき、もし、バンプ3と回路基板電極5の間に無機フィラー16が多少入り込んだとしても、バンプ3と回路基板電極5とが直接接触していることにより、全く問題はない。このとき、ICチップ1を介してバンプ3側に印加する荷重は、バンプ3の外径により異なるが、折れ曲がって重なり合うようになっているバンプ3の頭部3aが、必ず図18(B)のように変形する程度の荷重を加えることが必要である。この荷重は、最低で20(gf/バンプ1ケあたり)を必要とする。20(gf/バンプ1ケあたり)未満では抵抗値100mmΩ/バンプより大きくなって抵抗値が大きくなりすぎて実用上問題があるため、20(gf/バンプ1ケあたり)以上であることが好ましい。また、80μm,40μmのそれぞれの外径のバンプと最低荷重との関係に基づき信頼性の高い領域を検討すると、40μm以上の外径のバンプでは最低荷重は25(gf/バンプ1ケあたり)以上であることが好ましく、40μm未満の外径のバンプでは最低荷重は20(gf/バンプ1ケあたり)以上ぐらいが信頼性が高いことが推定される。なお、今後、リードの狭ピッチ化とともにバンプ外径が40μm未満と小さくなった場合、バンプの投影面積に応じて、その2乗に比例して荷重が減少する傾向があることが推定される。よって、ICチップ1を介してバンプ3側に印加する最低荷重は、最低で20(gf/バンプ1ケあたり)を必要とするのが好ましい。上記ICチップ1を介してバンプ3側に印加する荷重の上限は、ICチップ1、バンプ3、回路基板4などが損傷しない程度とする。場合によって、その最大荷重は150(gf/バンプ1ケあたり)を越えることもある。
【0082】
なお、セラミックヒータ又はパルスヒータなどの内蔵ヒータ8aにより熱せられた接合ツール8により、上記前工程でバンプ3が電極2上に形成されたICチップ1を、上記前工程で準備された回路基板4に対してICチップ1の電極2が対応する回路基板4の電極5上に図18(A)に示すように位置するように位置合わせする位置合わせ工程と、位置合わせしたのち図18(B)に示すように押圧接合する工程とを、1つの位置合わせ兼押圧接合装置で行うようにしてもよい。しかしながら、別々の装置、例えば、多数の基板を連続生産する場合において位置合わせ作業と押圧接合作業とを同時的に行うことにより生産性を向上させるため、上記位置合わせ工程は位置合わせ装置で行い、上記押圧接合工程は接合装置で行うようにしてもよい。
【0083】
回路基板4は、一般に、熱履歴や、裁断、加工により反りやうねりを生じており、必ずしも完全な平面ではないことが多い。そこで、例えば約10μm以下に調整されるように平行度がそれぞれ管理された接合ツール8とステージ9とにより、接合ツール8側からステージ9側に向けて熱と荷重をICチップ1を通じて回路基板4に局所的に印加することにより、その印加された部分の回路基板4の反りが矯正せしめられる。また、ICチップ1は、アクティブ面の中心を凹として反っているが、これを接合時に1バンプあたり20gf以上の強い荷重で加圧することで、回路基板4とICチップ1の両方の反りやうねりを矯正することができる。このICチップ1の反りは、ICチップ1を形成するとき、Siに薄膜を形成する際に生じる内部応力により発生するものである。バンプの変形量は10〜25μm程度であり、この程度の回路基板が当初から持っている内層銅箔から表面に現れるうねりの影響にバンプ3の変形でそれぞれのバンプ3が順応することで許容できるようになる。
【0084】
こうして回路基板4の反りが矯正された状態で、例えば140〜230℃の熱がICチップ1と回路基板4の間の絶縁樹脂シート6bに例えば数秒〜20秒程度印加され、この絶縁樹脂シート6bが硬化される。このとき、最初は絶縁樹脂シート6bを構成する熱硬化性樹脂が流れてICチップ1のエッジまで封止する。また、樹脂であるため、加熱されたとき、当初は自然に軟化するため、このようにエッジまで流れるような流動性が生じる。熱硬化性樹脂の体積はICチップ1と回路基板4との間の空間の体積より大きくすることにより、この空間からはみ出すように流れ出て、封止効果を奏することができる。この後、加熱されたツール8が上昇することにより、加熱源がなくなるためICチップ1と絶縁樹脂シート6bの温度が急激に低下して、絶縁樹脂シート6bは流動性を失い、図18(B)に示すように、ICチップ1は硬化した熱硬化性樹脂6sにより回路基板4上に固定される。また、回路基板4側をステージ9のヒータ9aなどにより加熱しておくと、接合ツール8の温度をより低く設定することができる。
【0085】
なお、無機フィラー16を絶縁樹脂シート6bにその5〜90wt%程度配合することにより、絶縁樹脂シート6bの絶縁樹脂の弾性率、熱膨張係数を回路基板4に最適なものにコントロールすることができる。これに加えて、通常のメッキバンプでこれを利用すると、バンプと回路基板4の間に無機フィラーが入り込み、接合信頼性が低くなる。しかしながら、本実施形態のようにスタッドバンプ(ワイヤーボンディングを応用した形成方法)を用いるようにすれぱ、接合開始当初に絶縁樹脂中に入り込んできた尖っているバンプにより、無機フィラー16を、よって、絶縁樹脂を、バンプの外側方向へ押し出さすことにより、バンプが変形していく過程で無機フィラー16と絶縁樹脂をバンプと電極の間から押し出し、不要な介在物を存在させないようにすることができ、より信頼性を向上させることができる。
【0086】
また、同じ重量の無機フィラー16を配合する場合には、平均粒径が3μm以上の大きな無機フィラーを用いるようにするか、複数の異なる平均粒径を持つ無機フィラーを用いるようにするか、一方の無機フィラーの平均粒径は、他方の無機フィラーの平均粒径の2倍以上異なっている無機フィラーを用いるようにするか、少なくとも2種類の無機フィラーのうちの一方の無機フィラーは3μmを超える平均粒径を持ち、他方の無機フィラーは3μm以下の平均粒径を持つ無機フィラーを用いるようにすれば、無機フィラーの周りにおける吸湿量を減らしめることができ、耐湿性を向上させることが可能となるとともに、無機フィラーの量を増加させることができて、フィルム化(固体化)することが容易になる上に、絶縁樹脂シートの線膨張係数を低下させることができ、より長寿命化させることができて、信頼性を向上させることができる。。
【0087】
さらに、平均粒径の大きい一方の無機フィラーは上記絶縁樹脂と同一材料からなるようにすれば、応力緩和作用を奏するようにすることができ、又、平均粒径の大きい一方の無機フィラーは上記絶縁樹脂であるエポキシ樹脂よりも柔らかく、上記一方の無機フィラーが圧縮されるようにすれば、応力緩和作用を奏するようにすることもできる。
【0088】
また、ICチップ1又は上記回路基板4と絶縁樹脂シート6bとの接合界面では無機フィラーが存在しないかその量を少なくすれば、絶縁樹脂シート6bの絶縁樹脂本来の接着性が発揮されて、上記接合界面で接着性の高い絶縁樹脂が多くなり、ICチップ1又は上記回路基板4と絶縁樹脂との密着強度を向上させることができて、無機フィラー16による線膨張係数を下げる効果を持たせたまま、ICチップ1又は上記回路基板4との接着性が向上する。これにより、各種信頼性試験での寿命が向上するとともに、曲げに対しての剥離強度が向上する。
【0089】
さらに、上記ICチップ1に接触する部分では、ICチップ1表面に用いられる膜素材に対して密着性を向上させる絶縁樹脂を用いる一方、上記回路基板4に接触する部分では、回路基板表面の材料に対して密着性を向上させる絶縁樹脂を用いるようにすれば、さらに密着性を向上させることができる。
【0090】
また、本発明の第17実施形態にかかる電子部品の実装方法として、図19(A)に示すように、ICチップ1と基板4との接合において、上記密着力向上剤7を有するACF(Anisotropic Conductive Film:異方性導電膜)20を使用するようにしてもよい。このACF20を使用する場合には、ACF20中に多数存在しかつ上記バンプ3と上記電極5とを電気的に接続させる導電粒子21をバンプ3と基板電極5との間に必ず挟む必要があること以外は、上記絶縁樹脂シート6bを使用する場合と同様な作用効果を奏する。
【0091】
また、本発明の第18実施形態にかかる電子部品の実装方法として、図20(A),(B),(C)に示すように、上記第1〜第17の各実施形態において、上記密着力向上剤7を液体状又は半固体状の絶縁樹脂6又は固体の絶縁樹脂シート6bに配置するとき、上記密着力向上剤7をそのまま配置するのではなく、図20(A)に示すように、数ミクロンから数十ミクロンの直径の球形でかつ水分を吸収しにくい材料からなる外皮31内に上記密着力向上剤7を封入して構成したマイクロカプセル30として配置するようにして、ICチップ1と回路基板4とを接合するときには、所定圧力以上の加圧動作又は所定温度(例えば150℃)以上の加熱動作により上記マイクロカプセル30の外皮31が破壊されるようにして、破壊されたマイクロカプセル30中の上記密着力向上剤7が加水分解反応して密着力向上機能を発揮できるようにする。例えば、上記密着力向上剤7がシランカップリング剤の場合のマイクロカプセルの硬化のメカニズムは以下の通りである。数種類のアミン成分とエポキシ樹脂とをある程度反応させて樹脂化し、次いで、上記密着力向上剤7であるシランカップリング剤アミン等の活性基をポリマーの三次元構造中に封じ込めることにより、マイクロカプセル30を形成している。このように形成されたマイクロカプセル30が例えばエポキシ樹脂の絶縁樹脂6又は絶縁樹脂シート6bに接触すると、最初は、マイクロカプセル30の表面は一部反応するが、ここで反応がストップし、次いで、所定圧力以上の加圧又は所定温度以上の加熱により、マイクロカプセル30が溶融及び溶解すると、マイクロカプセル30の外皮31すなわちポリマーの三次元構造中に封じ込められていた上記密着力向上剤7であるシランカップリング剤の活性基が現れ、活性基により一斉に加水分解反応が開始される。なお、図20(C)において、32は破壊された外皮31である。
【0092】
このようにすれば、密着力向上剤7を含む固体の絶縁樹脂シート6bを保存しておくとき、又は、上記密着力向上剤7を液体状又は半固体状の絶縁樹脂6に配置したのち接合までに時間がかかるときなどにおいて、上記密着力向上剤7が水分を吸うことにより加水分解反応が進んで密着力向上機能が劣化するのを防止することができる。
【0093】
また、上記密着力向上剤7を回路基板側とICチップ側の両方に対して配置する場合に、回路基板側では回路基板4に適した密着力向上剤7を封入したマイクロカプセル30を配置させる一方、ICチップ側ではICチップ1に適した密着力向上剤7を封入したマイクロカプセル30を配置させるようにして、回路基板側とICチップ側とでは異なる種類の密着力向上剤7を封入したマイクロカプセル30を使用するようにしてもよい。
【0094】
ここで、密着力向上剤7がシランカップリング剤である場合のマイクロカプセル30の製造方法を説明する。まず、二重ノズルを利用して、上記密着力向上剤7である一定量のカップリング剤を中心側から吐出させると同時に、その周囲から外皮31を形成するための一定量のエポキシ樹脂を管状に吐出させて、硬化材溶液中に滴下させる。この結果、硬化材溶液中において、密着力向上剤7の周囲がエポキシ樹脂で全て覆われ、このエポキシ樹脂が硬化材により架橋されて硬化されて外皮31となるため、密着力向上剤7の周囲がエポキシ樹脂の外皮31で全て覆われたマイクロカプセル30が形成される。
【0095】
また、別の製造方法として、フィラー系材料やガラス繊維などを表面処理することによりマイクロカプセル30を形成する方法には、乾式処理法、湿式処理法、インテグラルブレンド法の3方法が知られている。以下に、その概要を述べる。
【0096】
まず、乾式処理法は、へンシェル・ミキサーのような高速攪拌可能な機械の中に無機フィラー系材料を仕込み、高速攪拌しながら、この中にシランそのもの或いは希釈液をゆっくり滴下或いはスプレー処理してマイクロカプセル30を形成する方法である。必要ならば、窒素ガスを流しても良いし、処理後、加熱処理しても良い。この他に流動槽のような装置も使用することができるが、装置的に大規模になるという欠点がある。上記乾式処理法は、湿式処理法と比較して均一な処理が難しいという欠点があるものの、多量の処理が短時間で出来る点及び処理に熱源を余り必要としない点などの利点もある。
【0097】
次に、湿式処理法は、無機フィラー系材料或いはガラス繊維などをシラン溶液中で処理し、その後、乾燥させてマイクロカプセル30を形成する方法である。シラン溶液は水溶液でも良いし、アルコール性溶液を使用しても良い。アルコール性溶液を使用する場合、あらかじめ部分加水分解させてから使用しても良い。この方法は乾燥時多量の熱源を必要とするため、工業的には不利である。但し、フィラー系材料を湿式法で製造する場合には、乾燥前にシラン溶液を添加するだけで済むためメリットはある。この方法で処理すると、均一に処理出来る。
【0098】
最後に、インテグラルブレンド法は、フィラー材料等を直接処理する方法ではなくて、有機樹脂中でシランとフィラー材料を間接的に処理する方法である。即ち、有機樹脂中にシランを分散させておき、ここにフィラー材料を添加・混合することにより一段階でコンパウディングすることすなわちマイクロカプセル30を形成することが出来る。こうした利点のため、工業的にはしばしば利用されている。但し、シランと有機樹脂とが反応する可能性のある場合には、この方法は適用することは出来ない。
【0099】
【発明の効果】
本発明によれば、密着力向上剤により、絶縁樹脂と、電子部品例えばICチップ又は基板例えば回路基板との密着力を向上させることができるため、リフロー工程やヒートサイクル試験工程においても絶縁樹脂と電子部品又は基板との間で剥離が生じにくく、短絡又は腐食が防止でき、信頼性を高めることができる。また、上記絶縁樹脂と上記電子部品又は上記基板との間の密着力を向上させることができる結果、耐湿性も向上させることができる。
【0100】
また、電子部品と基板との間に配置される液体状の絶縁樹脂の体積を電子部品と基板との間の空間の体積より大きくするようにすれば、この空間から絶縁樹脂がはみ出すように流れ出て、電子部品と基板との間の封止効果を奏することができる。よって、電子部品と基板を接合すると同時に絶縁樹脂による封止を行うことができて、電子部品と基板を接合した後に電子部品の下に封止樹脂(アンダーフィルコート)による封止工程を行う必要がなく、工程を短縮することができる。
【0101】
また、本発明において、電子部品全体を密着力向上液槽内に浸漬させたのち乾燥させることにより密着力向上剤を配置する場合には、簡単でかつ短時間で配置処理が行える。
【0102】
また、本発明において、密着力向上剤を固体にすれば、液体のものより取り扱いが簡単になるとともに、液体の場合よりも、より均一に密着力向上剤を配置することができる。
【0103】
また、本発明において、基板の表面での絶縁樹脂との結合に寄与する密着力向上剤の量を多くすれば、より高い密着強度を得ることができるとともに、電子部品に対向する表面での絶縁樹脂の絶縁樹脂との結合に寄与する密着力向上剤の量を多くすれば、より高い密着強度を得ることができる。
【0104】
また、本発明において、上記絶縁樹脂シートに無機フィラーを配合させれば、上記密着力向上剤による密着力向上の効果に加えて、無機フィラーの存在により絶縁樹脂シートの線膨張係数を低下させることができ、より長寿命化させることができて、信頼性を向上させることができる。
【0105】
また、本発明において、上記密着力向上剤は、マイクロカプセルの球形でかつ水分を吸収しにくい材料からなる外皮内に封入されるようにすれば、所定圧力以上の圧力又は所定温度以上の温度が作用すると、上記外皮が破壊されて上記密着力向上剤の密着力向上機能を発揮することができ、上記密着力向上剤が水分を吸うことにより加水分解反応が進んで密着力向上機能が劣化するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A),(B)はそれぞれ本発明の第1実施形態にかかる電子部品の実装方法において、密着力向上剤をICチップの実装部1a側に配置しかつバンプがICチップの電極に形成された状態及びICチップと回路基板との接合後の状態を説明するためのICチップと回路基板の一部断面図である。
【図2】(A),(B),(C)はそれぞれ本発明の第2実施形態にかかる電子部品の実装方法において、密着力向上剤をICチップの実装部1a側に配置しかつバンプが回路基板の電極に形成された状態及びICチップと回路基板との接合後の状態を説明するためのICチップと回路基板の一部断面図、及び、上記第2実施形態の変形例にかかる電子部品の実装方法において、絶縁樹脂をICチップの実装部1a側に配置した状態を説明するためのICチップと回路基板の一部断面図である。
【図3】(A),(B),(C),(D),(E),(F),(G),(H)はそれぞれ本発明の第3〜第5実施形態にかかる電子部品の実装方法において密着力向上剤をICチップの実装部1aの四隅のみに配置した状態の裏面図、ICチップの実装部1aの縁部にドット状に配置した状態の裏面図、ICチップの実装部1aの縁部に矩形枠状でかつ帯状に配置した状態の裏面図、上記第1実施形態にかかる電子部品の実装方法において密着力向上剤をICチップの実装部1aの全面に配置した状態の裏面図、密着力向上剤を回路基板のICチップ実装部4aの四隅のみに配置した状態の裏面図、回路基板のICチップ実装部4aの縁部にドット状に配置した状態の裏面図、回路基板のICチップ実装部4aの縁部に矩形枠状でかつ帯状に配置した状態の裏面図、上記第1実施形態にかかる電子部品の実装方法において密着力向上剤を回路基板のICチップ実装部4aの全面に配置した状態の裏面図である。
【図4】(A),(B)はそれぞれ本発明の第6実施形態にかかる電子部品の実装方法において、密着力向上剤を回路基板のICチップ実装部4a側に配置した状態及びICチップと回路基板との接合後の状態を示すICチップと回路基板の一部断面図である。
【図5】(A),(B)はそれぞれ本発明の第7実施形態にかかる電子部品の実装方法において、密着力向上剤をICチップの実装部1a側と上記回路基板のICチップ実装部4a側との両方に配置した状態及びICチップと回路基板との接合後の状態を示すICチップと回路基板の一部断面図である。
【図6】(A),(B)はそれぞれ本発明の第8実施形態にかかる電子部品の実装方法の接合工程でのICチップと回路基板の配置状態及びICチップと回路基板との接合後の状態を説明するためのICチップと回路基板の一部断面図である。
【図7】(A),(B)はそれぞれ本発明の第9実施形態にかかる電子部品の実装方法の接合工程でのICチップと回路基板の配置状態及びICチップと回路基板との接合後の状態を説明するためのICチップと回路基板の一部断面図である。
【図8】上記第1実施形態で使用される電子部品搭載装置の斜視図である。
【図9】(A)、(B)、(C)、(D)はそれぞれ図8の電子部品搭載装置での部品側での位置認識動作を示す斜視図、部品の位置認識画像の図、基板側での位置認識動作を示す斜視図、基板の位置認識画像の図である。
【図10】(A),(B)はそれぞれ本発明の第10実施形態にかかる電子部品の実装方法の接合工程でのICチップと回路基板の配置状態及び接合後の状態を説明するためのICチップと回路基板の一部断面図である。
【図11】図10(A)で使用する封止用樹脂シートの一例の部分断面図である。
【図12】(A),(B)はそれぞれ本発明の第11実施形態にかかる電子部品の実装方法の接合工程でのICチップと回路基板の配置状態及び接合後の状態を説明するためのICチップと回路基板の一部断面図である。
【図13】図12(A)で使用する封止用樹脂シートの一例の部分断面図である。
【図14】(A),(B)はそれぞれ本発明の第12実施形態にかかる電子部品の実装方法の接合工程でのICチップと回路基板の配置状態及び接合後の状態を説明するためのICチップと回路基板の一部断面図である。
【図15】(A),(B)はそれぞれ本発明の第13実施形態にかかる電子部品の実装方法の接合工程でのICチップと回路基板の配置状態及び接合後の状態を説明するためのICチップと回路基板の一部断面図である。
【図16】(A),(B)はそれぞれ本発明の第14実施形態にかかる電子部品の実装方法の接合工程でのICチップと回路基板の配置状態及び接合後の状態を説明するためのICチップと回路基板の一部断面図である。
【図17】(A),(B)はそれぞれ本発明の第15実施形態にかかる電子部品の実装方法の接合工程でのICチップと回路基板の配置状態及び接合後の状態を説明するためのICチップと回路基板の一部断面図である。
【図18】(A),(B)はそれぞれ本発明の第16実施形態にかかる電子部品の実装方法の接合工程でのICチップと回路基板の配置状態及び接合後の状態を説明するためのICチップと回路基板の一部断面図である。
【図19】(A),(B)はそれぞれ本発明の第17実施形態にかかる電子部品の実装方法の接合工程でのICチップと回路基板の配置状態及び接合後の状態を説明するためのICチップと回路基板の一部断面図である。
【図20】(A),(B),(C)はそれぞれ本発明の第18実施形態にかかる電子部品の実装方法の接合工程において使用するマイクロカプセルの拡大断面図、マイクロカプセルを有する絶縁樹脂シートを使用する接合工程でのICチップと回路基板の配置状態及び接合後の状態を説明するためのICチップと回路基板の一部断面図である。
【図21】従来の電子機器の回路基板へICチップを接合する方法により接合された回路基板とICチップとの状態を示す一部断面図である。
【図22】本発明の第5実施形態の変形例にかかる電子部品の実装方法において、外周部にSiNパッシベイションが露出したようなICパターンの場合にICチップの縁部に矩形枠状でかつ帯状に密着力向上剤を配置してSiN部での剥離を防止する状態を示すICチップと回路基板の断面図である。
【符号の説明】
1…ICチップ、1a…実装部、2,5…電極、3…バンプ、4…回路基板、4…ICチップ実装部、6…絶縁樹脂、6b…絶縁樹脂シート、6x…ベースフィルム、6y…カバーシート、7…密着力向上剤、7b…密着力向上層、8…接合ツール、8a…ヒータ、9…ステージ、9a…ヒータ、11,13,15…封止用樹脂シート、14…密着力が向上した部分、16…無機フィラー、20…ACF、21…導電粒子、30…マイクロカプセル、31…外皮。
Claims (7)
- 電子部品と基板とを絶縁樹脂で接合しつつ封止する電子部品の実装方法において、
上記絶縁樹脂との密着力向上用の密着力向上剤を、上記電子部品と上記基板との互いに対向する2つの面のうち少なくともいずれか一方の面に配置し、
上記電子部品の電極と上記基板の電極とのうちのいずれか一方の電極に形成したバンプを上記電子部品の電極と上記基板の電極とのうちのいずれか他方の電極に接合するとともに、上記電子部品と上記基板との間を上記絶縁樹脂で封止し、上記絶縁樹脂と上記密着力向上剤とを接触させて上記密着力向上剤により上記絶縁樹脂と上記電子部品又は上記基板との間の密着力を向上させるとともに、
上記電子部品が矩形のICチップであり、上記密着力向上剤を、上記基板に実装されるべき上記矩形のICチップの実装部と、上記ICチップが実装されるべき上記基板のICチップ実装部のうちのいずれか一方の実装部の四隅に配置する電子部品の実装方法。 - 電子部品と基板とを絶縁樹脂で接合しつつ封止する電子部品の実装方法において、
上記絶縁樹脂との密着力向上用の密着力向上剤を、上記電子部品と上記基板との互いに対向する2つの面のうち少なくともいずれか一方の面に配置し、
上記電子部品の電極と上記基板の電極とのうちのいずれか一方の電極に形成したバンプを上記電子部品の電極と上記基板の電極とのうちのいずれか他方の電極に接合するとともに、上記電子部品と上記基板との間を上記絶縁樹脂で封止し、上記絶縁樹脂と上記密着力向上剤とを接触させて上記密着力向上剤により上記絶縁樹脂と上記電子部品又は上記基板との間の密着力を向上させるとともに、
上記電子部品がICチップであり、上記密着力向上剤を、上記基板に実装されるべき上記ICチップの実装部と、上記ICチップが実装されるべき上記基板のICチップ実装部とのうちのいずれか一方の実装部の縁部にドット状に配置する電子部品の実装方法。 - 電子部品と基板とを絶縁樹脂で接合しつつ封止する電子部品の実装方法において、
上記絶縁樹脂との密着力向上用の密着力向上剤を、上記電子部品と上記基板との互いに対向する2つの面のうち少なくともいずれか一方の面に配置し、
上記電子部品の電極と上記基板の電極とのうちのいずれか一方の電極に形成したバンプを上記電子部品の電極と上記基板の電極とのうちのいずれか他方の電極に接合するとともに、上記電子部品と上記基板との間を上記絶縁樹脂で封止し、上記絶縁樹脂と上記密着力向上剤とを接触させて上記密着力向上剤により上記絶縁樹脂と上記電子部品又は上記基板との間の密着力を向上させるとともに、
上記電子部品がICチップであり、上記密着力向上剤を、上記基板に実装されるべき上記ICチップの実装部と、上記ICチップが実装されるべき上記基板のICチップ実装部とのうちのいずれか一方の実装部の縁部に枠状でかつ帯状に配置する電子部品の実装方法。 - 電子部品と基板とを絶縁樹脂で接合しつつ封止する電子部品の実装方法において、
上記絶縁樹脂との密着力向上用の密着力向上剤を、上記電子部品と上記基板との互いに対向する2つの面のうち少なくともいずれか一方の面に配置し、
上記電子部品の電極と上記基板の電極とのうちのいずれか一方の電極に形成したバンプを上記電子部品の電極と上記基板の電極とのうちのいずれか他方の電極に接合するとともに、上記電子部品と上記基板との間を上記絶縁樹脂で封止し、上記絶縁樹脂と上記密着力向上剤とを接触させて上記密着力向上剤により上記絶縁樹脂と上記電子部品又は上記基板との間の密着力を向上させるとともに、
上記密着力向上剤は、マイクロカプセルの球形でかつ水分を吸収しにくい材料からなる外皮内に封入され、かつ、所定圧力以上の圧力又は所定温度以上の温度が作用すると上記外皮が破壊されて上記密着力向上剤の密着力向上機能を発揮する電子部品の実装方法。 - 電子部品と基板とを絶縁樹脂で接合しつつ封止して構成される基板モジュールにおいて、
上記絶縁樹脂との密着力向上用の密着力向上剤を、上記電子部品と上記基板との互いに対向する2つの面のうち少なくともいずれか一方の面に配置し、
上記電子部品の電極と上記基板の電極とのうちのいずれか一方の電極に形成したバンプを上記電子部品の電極と上記基板の電極とのうちのいずれか他方の電極に接合し、上記電子部品と上記基板との間を上記絶縁樹脂で封止し、上記絶縁樹脂と上記密着力向上剤とが接触して上記密着力向上剤により上記絶縁樹脂と上記電子部品又は上記基板との間の密着力が向上し、
上記電子部品が矩形のICチップであり、上記密着力向上剤を、上記基板に実装されるべき上記矩形のICチップの実装部と、上記ICチップが実装されるべき上記基板のICチップ実装部のうちのいずれか一方の実装部の四隅に配置する基板モジュール。 - 電子部品と基板とを絶縁樹脂で接合しつつ封止して構成される基板モジュールにおいて、
上記絶縁樹脂との密着力向上用の密着力向上剤を、上記電子部品と上記基板との互いに対向する2つの面のうち少なくともいずれか一方の面に配置し、
上記電子部品の電極と上記基板の電極とのうちのいずれか一方の電極に形成したバンプを上記電子部品の電極と上記基板の電極とのうちのいずれか他方の電極に接合し、上記電子部品と上記基板との間を上記絶縁樹脂で封止し、上記絶縁樹脂と上記密着力向上剤とが接触して上記密着力向上剤により上記絶縁樹脂と上記電子部品又は上記基板との間の密着力が向上し、
上記電子部品がICチップであり、上記密着力向上剤を、上記基板に実装されるべき上記ICチップの実装部と、上記ICチップが実装されるべき上記基板のICチップ実装部とのうちのいずれか一方の実装部の縁部にドット状に配置する基板モジュール。 - 電子部品と基板とを絶縁樹脂で接合しつつ封止して構成される基板モジュールにおいて、
上記絶縁樹脂との密着力向上用の密着力向上剤を、上記電子部品と上記基板との互いに対向する2つの面のうち少なくともいずれか一方の面に配置し、
上記電子部品の電極と上記基板の電極とのうちのいずれか一方の電極に形成したバンプを上記電子部品の電極と上記基板の電極とのうちのいずれか他方の電極に接合し、上記電子部品と上記基板との間を上記絶縁樹脂で封止し、上記絶縁樹脂と上記密着力向上剤とが接触して上記密着力向上剤により上記絶縁樹脂と上記電子部品又は上記基板との間の密着力が向上し、
上記電子部品がICチップであり、上記密着力向上剤を、上記基板に実装されるべき上記ICチップの実装部と、上記ICチップが実装されるべき上記基板のICチップ実装部とのうちのいずれか一方の実装部の縁部に枠状でかつ帯状に配置する基板モジュール。
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