JP3704497B2 - 回路基板とリペア方法及び実装構造体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板とリペア方法及び実装構造体に関する。さらに詳しくは、多孔質樹脂フィルムを用いた回路基板とリペア方法及び実装構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯用電子機器の小型化、高性能化に伴い半導体デバイスなどの小型化、高性能化がますます求められている。そのため端子ピン数が増加し、狭ピッチ化あるいはエリア配列にすることが重要となる。しかし、狭ピッチ化にも限界があり、今以上の狭ピッチ化を進める必要がある一方で、素子あるいは配線上にもパッドを設けて実装することが重要となっている。しかしワイヤボンディングのような技術は、半導体装置の周辺から回路基板へ金属ワイヤで接続する実装技術であるため、狭ピッチ接続においても限界があり、エリア配列のピンには対応できない。これが可能な技術として半田による接続があるが、これもリフロ−により半田を溶融させるため、狭ピッチで半田を供給しににくく、また接続においてもエリア配列での実装においては、半田バンプの径が大きいこと、基板製造プロセスの微細化の必要性やパッケージとしての信頼性を考えると、現在２５０μｍピッチ前後が実装限界となっている。しかも環境問題も懸念され、コストも高い。
【０００３】
その他、半田以外にもバリアメタルを形成した後、Ａｕめっきバンプを形成する構造などもある。
【０００４】
一方、フリップチップ実装として突起電極が形成された半導体装置を、接合層を介して回路基板の入出力端子電極上に実装する方式がある。例えばワイヤボンディング法を用いて形成された突起電極を有する半導体装置を、導電性接着剤を介して回路基板の入出力端子電極上に実装し、封止樹脂により補強された実装構造がある。この場合導電性接着剤という接合層の存在により接続部の高信頼性が確保されている。しかし、バンプ形成工程、バンプレベリング工程、導電性接着剤供給工程、実装工程、封止樹脂封入工程、導電性接着剤及び封止樹脂の硬化工程など工程数が非常に多いことや、バッチ処理のため樹脂の硬化時間が長く生産タクト、高生産性が懸念されている。また、導電性接着剤の供給工程では突起電極への転写によって供給するため、狭ピッチになると突起電極を小さくせざるを得ないので、導電性接着剤の転写量（供給量）が減少し、接続信頼性を確保するのが困難となる。
【０００５】
これ以外に、突起電極は電解めっき、または無電解めっきで生成された例えばＡｕ、Ｎｉなどで構成されたものも用いることができる。また、接合層には半田や異方性導電膜（ACF: Anisotropic Conductive Film）や異方性導電ペーストなども用いることができる。半田ペーストとして用いる場合や導電性接着剤（等方的）を用いる場合には実装時はほとんど荷重を必要としないが、異方性導電膜（ＡＣＦ）や異方性導電ペーストなどを用いる場合は、接続の安定性や信頼性を確保するためには最大で２００ｇ／ピン程度の荷重を必要とすることもある。特に図９（ａ）〜（ｂ）に異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いた場合の実装方法を示す。基板６１の電極６２と基板６６の電極６５とが異方性導電膜（ＡＣＦ）６０を介して一体化され実装されている。異方性導電膜（ＡＣＦ）６０の中に含まれている導電粒子６３は例えばＮｉ粒子、Ａｕ（またはＮｉ−Ａｕ）コートされた樹脂ボールなどを用いることができる。接着剤シート６４には例えばエポキシ系樹脂を用いている。熱と荷重を同時に作用させて電極６２と電極６５の間に導電粒子が挟み込まれるように接続がとれる。この異方性導電膜（ＡＣＦ）による実装では、導電粒子が３０μｍ間隔で膜中に分散しており、電極間に１つでも挟まれれば接続を確保することができるから、フリップチップ実装では最も狭ピッチ接続が可能な有効な工法である。また、樹脂の硬化時間も短く、工程数も少ないことから生産性に優れている。しかし、以下に示す課題が生じていた。異方性導電膜（ＡＣＦ）などの熱圧着実装は、従来液晶分野では実績をあげてきたが、一般的にはまだ普及しているとは言えない。それはＡＣＦの中に含まれている導電粒子や熱膨張係数を制御するために混入されているシリカフィラーが実装時に素子面に応力を及ぼし、素子にダメージを与えたり、Ａｌ配線が断線するなどの不良を発生させていたからである。また、突起電極が回路基板の入出力端子電極に導電性フィラーをかみながらも直接接触しつつ樹脂が硬化するために、応力を緩和する要素が存在せず素子特性を劣化させることになる。また、樹脂基板の入出力端子電極上に実装する場合には、実装時に入出力端子電極が変形し、基板内のビアが断裂する不良が生じる場合などもあった。図１０には図９のような構造で従来の異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いて実装したときの結果を示している。半導体装置の突起電極はワイヤボンディング法を用いて形成されたＡｕバンプ、基板はセラミック基板とガラスエポキシ基板（ＦＲ４）、ＡＣＦには５μｍφのＮｉフィラーを含んだ厚み７０μｍのものを用いた。図１０（ａ）では実装後の１ピン当たりの初期接続抵抗を示している。これには半導体装置の端子電極、Ａｕバンプ、ＡＣＦの抵抗が含まれている。セラミックの場合、実装荷重８０ｇ／ｂｕｍｐないと初期の接続が得られなかった。ガラスエポキシ基板でも８０ｇ／ｂｕｍｐかけないと抵抗値が安定しないことがわかった。また図１０（ｂ）は各サンプルの温度に対する抵抗値変化をみたものであるが、ガラスエポキシ基板（ＦＲ４）の実装荷重４０、８０ｇ／ｂｕｍｐのものが安定していることがわかった。しかし、図１０（ｃ）の熱衝撃試験（液相−５５〜１２５℃）に投入した結果では、実装荷重４０ｇ／ｂｕｍｐと８０ｇ／ｂｕｍｐにも差が生じている。そして、８５℃８５％ＲＨに１６時間投入後の２３０℃以上１０秒キ−プの吸湿リフロ−試験では８０ｇ／ｂｕｍｐで実装したものでも接続不良が発生した。これは、接続性を樹脂の圧縮応力だけでもたせているために、吸湿後の熱膨張に耐えられないからである。さらに、図１０（ｄ）は各実装荷重における断面構造を調べた写真であるが、ガラスエポキシ基板（ＦＲ４）の入出力端子電極の変形が実装荷重１５ｇ／ｂｕｍｐぐらいから生じていることがわかる。セラミック基板では基板に剛性があるため、実装荷重８０ｇ／ｂｕｍｐでも入出力端子電極の変形は起きていないが、初期の接続が不安定で、図１０（ｂ）の温度特性では接続不良を引き起こしてしまうのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の実装技術で、異方性導電膜（ＡＣＦ）のような接続は狭ピッチ接続にも対応し、なおかつタクトなど生産性に優れ、低コストで非常に有用な実装技術だが、実装に高荷重が必要で、素子や回路基板へのダメ−ジ考えると一部の特殊用途でしか使用できていない。また、信頼性においては他の実装技術よりも接続信頼性が懸念される傾向がある。
【０００７】
しかし、現在、高性能な品質を確保するだけでなく、低コスト化のためにも生産タクト及び生産性も向上させた実装の開発が必要になっている。このため、生産タクトや高生産性には熱圧着実装が有効と考えられるが、前述のようにＡＣＦのような熱圧着実装はまだ一般的ではなく、半導体装置や回路基板へのダメ−ジ（特性劣化）や接続信頼性が懸念されている現状である。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、基板の反りうねりに対し柔軟に対応でき、導電性接着剤が応力を緩和し素子や配線にダメ−ジを与えず、高生産に適し、高信頼性も確保された低荷重の熱圧着実装が可能になり、狭ピッチ及びエリア配列の高性能な接続が低コストで実現できる回路基板とリペア方法及び実装構造体を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の回路基板は、入出力端子電極を有する回路基板であって、前記回路基板の少なくとも入出力端子電極上の接続部位に樹脂フィルムが存在し、前記樹脂フィルムの接続部位に相当する厚さ方向の位置に前記入出力端子電極内部にまであけられた貫通孔が設けられ、前記入出力端子電極内部にまであけられた貫通孔に導電性接着剤が充填されており、かつ前記樹脂フィルムが多孔質の樹脂フィルムであることを特徴とする。
本発明の別の回路基板は、入出力端子電極を有する回路基板であって、前記回路基板の少なくとも入出力端子電極上の接続部位に樹脂フィルムが存在し、前記樹脂フィルムの接続部位に相当する厚さ方向の位置に導電性接着剤が充填された貫通孔が設けられ、前記導電性接着剤には導電性フィラーが配合され、前記樹脂フィルム中にもフィラーが配合されており、前記導電性接着剤中の導電性フィラーの体積含有率は前記樹脂フィルム中のフィラーの体積含有率よりも大きいことを特徴とする。
【００１０】
次に本発明の回路基板のリペア方法は、入出力端子電極を有する回路基板の少なくとも入出力端子電極上の接続部位に樹脂フィルムが存在し、前記樹脂フィルムの接続部位に相当する厚さ方向の位置に貫通孔が設けられ、前記貫通孔に導電性接着剤が充填されており、かつ前記樹脂フィルムが多孔質の樹脂フィルムである回路基板に電子部品を搭載する際のリペア方法であって、
前記回路基板に電子部品を仮搭載し、
前記仮搭載した後に接続特性を検査し、接続特性の良否を判断した後に良品であれば、加熱加圧して前記電子部品を本搭載し、不良品であれば、電子部品を除去し、新たな電子部品と交換することを特徴とする。
【００１１】
次に本発明の実装構造体は、入出力端子電極を有する回路基板に電子部品を搭載した実装構造体であって、前記回路基板の少なくとも入出力端子電極上の接続部位に樹脂フィルムが存在し、前記樹脂フィルムの接続部位に相当する厚さ方向の位置に貫通孔が設けられ、前記貫通孔に導電性接着剤が充填されており、前記導電性接着剤と前記樹脂フィルムのガラス転移温度が両方とも１８０℃以下で、ガラス転移温度以下の樹脂フィルムの弾性率が５ＧＰａ以下、同じくガラス転移温度以下の導電性接着剤の弾性率が４ＧＰａ以下であり、かつ同温度で導電性接着剤の弾性率が樹脂フィルムの弾性率を越えることはないことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、導電性接着剤を回路基板側に一定かつ安定量供給し、電子部品が熱圧着実装されるための入出力端子電極を有する回路基板とそのリペアー方法及び実装構造体を提供できる。
【００１３】
これにより、基板の反りうねりに対し柔軟に対応でき、導電性接着剤が応力を緩和し素子や配線にダメ−ジを与えないので、高生産に適し、高信頼性も確保された低荷重の熱圧着実装が可能になる。従って、狭ピッチ及びエリア配列の高性能な接続が低コストで実現される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態にかかる回路基板の概略図である。回路基板の入出力端子電極上に樹脂フィルムが存在し、接続部位に相当する位置に貫通孔が設けられ、導電性接着剤が充填されている回路基板である。このとき樹脂フィルムを多孔質にすることにより、特に貫通孔内側の導電性接着剤と接触する部分においては導電性接着剤の樹脂成分が孔に浸入していき、密着力が強まり接続信頼性が向上する。もちろん導電性接着剤を貫通孔に充填することにより、基板の反りうねりに対し柔軟に対応でき、導電性接着剤が応力を緩和し素子や配線にダメ−ジなどを防ぐことができる。さらに、導電性接着剤を用いることで基板の電極が変形するまでの実装荷重を必要とせず低荷重実装が可能になり、接続信頼性も高い。これにより高生産に適し、高信頼性も確保された低荷重の熱圧着実装が可能になる。
【００１５】
ここで多孔質とは空気を含んだ空孔を意味し、独立孔であるが、樹脂フィルム成形時にいくつかの独立孔が合わさりより大きな孔を形成することも可能である。存在比率は樹脂フィルムの５０％以下であることが望ましい。より好ましくは３〜４０％の範囲内にあることが望ましい。あまり比率が高すぎると樹脂フィルム硬化時に空孔がそのまま残存してしまい、信頼性に弊害が生じるからである。また、孔の大きさは平均２０μｍφ以下であることが望ましい。より好ましくは０．１〜１０μｍφの範囲内にあることが望ましい。理由は存在比率の場合と同様である。
【００１６】
次に、多孔質フィルムの好ましい厚さは、多孔質フィルムは半導体装置の突起電極（バンプ）の高さをａ（μｍ）、回路基板の下地部分からの高さをｂ（μｍ）とすると少なくとも多孔質フィルムの厚さ≧ａ＋ｂ（μｍ）であることが望ましい。より好ましくは多孔質フィルムの厚さ≧ａ＋ｂ＋５（μｍ）である。これを裏付ける実験結果を図１１および表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】
図１１および表１は、０．３ｍｍ厚で５ｍｍ□の大きさ、ピン数１００ピンのＳｉテストチップを、０．６ｍｍ厚のガラスエポキシＦＲ４基板に各条件で実装したときの結果を示す。このとき、樹脂フィルムにはナガセケムテックス製品番Ｒ６００１で厚みが３０μｍ及び５０μｍのもの、導電性接着剤には８５重量％のＡｇフィラーを含んだものを用いた。回路基板の入出力端子電極の高さは１５μｍである。突起電極は無電解Ｎｉ−Ａｕのめっきバンプで高さは５、１５、３５μｍのものを用いた。めっきバンプの大きさはテストチップの開口部が１００μｍ□なので、高さ５、１５、３５μｍのものはそれぞれ１１０、１３０、１７０μｍ□になる。樹脂フィルムに穴をあけ導電性接着剤を充填して実装したときのチップ−基板間距離を３箇所測定した結果を表１に示す。表１の結果からわかるように１ピン３．５ｇのほとんど無荷重で実装した場合でも少なくとも数μｍ程度（一番上の結果で４μｍ）収縮するため、信頼性及び密着力を確保するためにはこの収縮量も考慮することが重要になる。また、端的な例として、図１２に断面写真の１例を示す。突起電極の高さ３５μｍ、回路基板の入出力端子電極の高さ１５μｍに対し３０μｍの厚みの樹脂フィルムで実装した場合である。突起電極の高さと回路基板の入出力端子電極の高さの和は５０μｍであるから、樹脂フィルムの厚みより２０μｍ大きい。そこでチップ−基板間距離は最低でも５０μｍ程度になることはあきらかで、樹脂フィルムの厚み（絶対量）が足りないためにチップ−基板間に隙間が生じていることがわかる。
【００１９】
なお、貫通孔はレ−ザ−により形成することが可能である。樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させるときは８０℃で１秒もあれば粘着性がでて回路基板に接着させ、なおかつ半硬化状態を保つことができる。樹脂膜（フィルム）には通常の異方性導電膜（ＡＣＦ）に用いられているとの同じような樹脂を用いることができるが、ナガセケムテックス（株）製品番Ｒ６００１で１週間程度は常温保存可能な樹脂膜（フィルム）を用いることもできる。また、穴をあける工程と樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させる工程は別々に行えるので生産タクトが向上でき生産性に優れる。
【００２０】
導電性接着剤はエポキシ系樹脂を主成分とした構成となり、導電性フィラーには、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉのうちの少なくとも１つを用いることができる。また、封止樹脂は樹脂膜（フィルム）を用い、一般のエポキシ系樹脂を主成分として含むが、そして、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮなどの無機物の粒子だけを含んだ絶縁樹脂として用いることもできるし、導電性粒子、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉなどの少なくとも１つを含んだ異方性導電樹脂として用いることもできる。
【００２１】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態にかかる回路基板の概略図である。回路基板の入出力端子電極上に樹脂フィルムが存在し、接続部位に相当する位置に貫通孔が設けられ、導電性接着剤が充填されている回路基板である。このとき貫通孔は入出力端子電極内部にまでおよび、導電性接着剤は入出力端子電極内部にまでおよんだ貫通孔に充填されている。このとき、電極内部の深さは１０μｍ以下であることが望ましい。より好ましくは０．１〜５μｍ程度である。これは通常回路基板の入出力端子電極は下地がＣｕでその上にＮｉやＰｄを数μｍから１０μｍ程度積み、さらにＡｕやＰｔなどの反応性に乏しい安定な元素を最大でも１μｍ程度積む。このとき貫通孔がＣＵなどの酸化されやすい金属まで到達すると、導電性接着剤硬化時に酸化され接続性が劣化する原因となるので、ＮｉやＰｄの領域で貫通孔をとめた方がよいとの理由からである。
【００２２】
こうすることにより、導電性接着剤は入出力端子電極表面だけでなく、側面にも接触するので、接触性が増すと同時にし、一種のくさびのようになり接続信頼性も向上する。もちろん導電性接着剤を貫通孔に充填することにより、基板の反りうねりに対し柔軟に対応でき、導電性接着剤が応力を緩和し素子や配線にダメ−ジなどを防ぐことができる。さらに、導電性接着剤を用いることで基板の電極が変形するまでの実装荷重を必要とせず低荷重実装が可能になり、接続信頼性も高い。これにより高生産に適し、高信頼性も確保された低荷重の熱圧着実装が可能になる。
【００２３】
なお貫通孔はレ−ザ−により形成することが可能である。また、出力を調整することにより回路基板の入出力端子電極内部にまで及ぶ貫通孔を形成することができる。樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させるときは８０℃で１秒もあれば粘着性がでて回路基板に接着させ、なおかつ半硬化状態を保つことができる。樹脂膜（フィルム）には通常の異方性導電膜（ＡＣＦ）に用いられているとの同じような樹脂を用いることができるが、ナガセケムテックス（株）製品番Ｒ６００１で１週間程度は常温保存可能な樹脂膜（フィルム）を用いることもできる。また、穴をあける工程と樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させる工程は別々に行えるので生産タクトが向上でき生産性に優れる。
【００２４】
導電性接着剤はエポキシ系樹脂を主成分とした構成となり、導電性フィラーには、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉの少なくとも１つを用いることができる。また、封止樹脂は樹脂膜（フィルム）を用い、一般のエポキシ系樹脂を主成分として含むが、そして、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮなどの無機物の粒子だけを含んだ絶縁樹脂として用いることもできるし、導電性粒子、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉなどの少なくとも１つを含んだ異方性導電樹脂として用いることもできる。
【００２５】
（実施の形態３）
図３は本発明の第３の実施の形態にかかる回路基板の概略図である。回路基板の入出力端子電極上に樹脂フィルムが存在し、接続部位に相当する位置に貫通孔が設けられ、導電性接着剤が充填されている回路基板である。このとき導電性接着剤の導電性フィラ−の全体積の少なくとも５０％以上は大きさが均一なフィラ−で構成することにより、貫通孔に充填される導電性接着剤の充填性が良好になるので、実装時により低荷重で導電性フィラ−の良好な接触状態を得ることでき、接続信頼性が向上する。
【００２６】
ここで、導電性フィラーの粒子直径は０．１〜１３μｍφのものが望ましい。これを裏付ける実験結果を図１３に示す。図１３は回路基板上にナガセケムテックス製品番Ｒ６００１で厚みが３０及び５０μｍのものを接着し、その上に９μｍ厚のポリエチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）のカバーフィルムがついたものである（全体の厚みは３９μｍ及び５９μｍになっている）。これにＹＡＧレーザーにて５０μｍφの穴をあけ各導電性接着剤を充填し、その埋め込み性をＳＥＭによる断面観察したものである。導電性フィラーはいずれもＡｇである。導電性接着剤１は平均粒径８μｍ程度で最大粒径５０μｍ程度のものも含まれている導電性接着剤である。導電性接着剤２及び３は平均粒径１〜２μｍ程度の粒状のフィラーで最大１３μｍφ程度のものが含まれている導電性接着剤である。導電性接着剤４は粒径５μｍφ程度の粒のそろった単一分散の粒度分布をもった導電性接着剤である。これからあきらかなように導電性接着剤１のように粗いフィラーだと断面から観察されるフィラーの充填性がよくなく、導電性接着剤２〜４におけるより細かいフィラーになると充填性及び充填密度も非常に良好になることがわかる。
【００２７】
もちろん導電性接着剤を貫通孔に充填することにより、基板の反りうねりに対し柔軟に対応でき、導電性接着剤が応力を緩和し素子や配線にダメ−ジなどを防ぐことができる。さらに、導電性接着剤を用いることで基板の電極が変形するまでの実装荷重を必要とせず低荷重実装が可能になり、接続信頼性も高い。これにより高生産に適し、高信頼性も確保された低荷重の熱圧着実装が可能になる。
【００２８】
なお、貫通孔はレ−ザ−により形成することが可能である。樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させるときは８０℃で１秒もあれば粘着性がでて回路基板に接着させ、なおかつ半硬化状態を保つことができる。樹脂膜（フィルム）には通常の異方性導電膜（ＡＣＦ）に用いられているとの同じような樹脂を用いることができるが、ナガセケムテックス（株）製品番Ｒ６００１で１週間程度は常温保存可能な樹脂膜（フィルム）を用いることもできる。また、穴をあける工程と樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させる工程は別々に行えるので生産タクトが向上でき生産性に優れる。
【００２９】
導電性接着剤はエポキシ系樹脂を主成分とした構成となり、導電性フィラーには、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉの少なくとも１つを用いることができる。また、封止樹脂は樹脂膜（フィルム）を用い、一般のエポキシ系樹脂を主成分として含むが、そして、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮなどの無機物の粒子だけを含んだ絶縁樹脂として用いることもできるし、導電性粒子、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉなどの少なくとも１つを含んだ異方性導電樹脂として用いることもできる。
【００３０】
（実施の形態４）
図４は本発明の第４の実施の形態にかかる回路基板の概略図である。回路基板の入出力端子電極上に樹脂フィルムが存在し、接続部位に相当する位置に貫通孔が設けられ、導電性接着剤が充填されている回路基板である。このとき前記導電性接着剤の導電性フィラ−の全体積の少なくとも２０％以上７０％以下の程度が、フィラー形状が粒状のものであることが好ましい。これにより、フィラ−形状を粒状にすることにより貫通孔に充填される導電性接着剤の充填性が良好になるので、実装時により低荷重で導電性フィラ−の良好な接触状態を得ることでき、接続信頼性が向上する。逆に鱗片状ではバルク状でのフィラ−の接触性はよいが、充填性が悪くなるので、埋め込んだ後の接続性が懸念される。
【００３１】
もちろん導電性接着剤を貫通孔に充填することにより、基板の反りうねりに対し柔軟に対応でき、導電性接着剤が応力を緩和し素子や配線にダメ−ジなどを防ぐことができる。さらに、導電性接着剤を用いることで基板の電極が変形するまでの実装荷重を必要とせず低荷重実装が可能になり、接続信頼性も高い。これにより高生産に適し、高信頼性も確保された低荷重の熱圧着実装が可能になる。
【００３２】
なお、貫通孔はレ−ザ−により形成することが可能である。樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させるときは８０℃で１秒もあれば粘着性がでて回路基板に接着させ、なおかつ半硬化状態を保つことができる。樹脂膜（フィルム）には通常の異方性導電膜（ＡＣＦ）に用いられているとの同じような樹脂を用いることができるが、ナガセケムテックス（株）製品番Ｒ６００１で１週間程度は常温保存可能な樹脂膜（フィルム）を用いることもできる。また、穴をあける工程と樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させる工程は別々に行えるので生産タクトが向上でき生産性に優れる。
【００３３】
導電性接着剤はエポキシ系樹脂を主成分とした構成となり、導電性フィラーには、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉの少なくとも１つを用いることができる。また、封止樹脂は樹脂膜（フィルム）を用い、一般のエポキシ系樹脂を主成分として含むが、そして、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮなどの無機物の粒子だけを含んだ絶縁樹脂として用いることもできるし、導電性粒子、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉなどの少なくとも１つを含んだ異方性導電樹脂として用いることもできる。
【００３４】
（実施の形態５）
図５は本発明の第５の実施の形態にかかる回路基板の概略図である。回路基板の入出力端子電極上に樹脂フィルムが存在し、接続部位に相当する位置に貫通孔が設けられ、導電性接着剤が充填されている回路基板である。このとき、導電性接着剤中の導電性フィラ−の体積含有率が前記樹脂フィルム中のフィラ−の体積含有率よりも大きくする。このとき大きくする程度は、体積含有率の比較で差が５％〜６０％程度の範囲にあることが望ましい。例えば導電性接着剤のフィラーの体積含有率が５５％であるとすると、樹脂フィルム中のフィラーの含有率が５０％で差が５％というような具合である。これにより、実装時に樹脂フィルムが溶融・固化するときに樹脂フィルムと同時に導電性接着剤も一緒に縮むが、導電性フィラ−の体積が樹脂フィルムに含まれているフィラ−の体積より大きいので、導電性接着剤の導電性フィラ−の接触（充填密度）が飽和するため、導電性接着剤に律速されて縮み量が決定される。従って低荷重で導電性フィラ−の最良の接触状態を得ることでき、接続信頼性が向上する。
【００３５】
もちろん導電性接着剤を貫通孔に充填することにより、基板の反りうねりに対し柔軟に対応でき、導電性接着剤が応力を緩和し素子や配線にダメ−ジなどを防ぐことができる。さらに、導電性接着剤を用いることで基板の電極が変形するまでの実装荷重を必要とせず低荷重実装が可能になり、接続信頼性も高い。これにより高生産に適し、高信頼性も確保された低荷重の熱圧着実装が可能になる。
【００３６】
なお、貫通孔はレ−ザ−により形成することが可能である。樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させるときは８０℃で１秒もあれば粘着性がでて回路基板に接着させ、なおかつ半硬化状態を保つことができる。樹脂膜（フィルム）には通常の異方性導電膜（ＡＣＦ）に用いられているとの同じような樹脂を用いることができるが、ナガセケムテックス（株）製品番Ｒ６００１で１週間程度は常温保存可能な樹脂膜（フィルム）を用いることもできる。また、穴をあける工程と樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させる工程は別々に行えるので生産タクトが向上でき生産性に優れる。
【００３７】
導電性接着剤はエポキシ系樹脂を主成分とした構成となり、導電性フィラーには、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉの少なくとも１つを用いることができる。また、封止樹脂は樹脂膜（フィルム）を用い、一般のエポキシ系樹脂を主成分として含むが、ＳｉＯ 2 やＡｌ2Ｏ3、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮなどの絶縁性の無機物の粒子だけを含んだ絶縁樹脂を封止樹脂として用いることもできる。
【００３８】
（実施の形態６）
図６（ａ）〜（ｇ）は本発明の第６の実施の形態にかかる回路基板に電子部品を搭載するときのリペア方法を示す概略図である。回路基板５の入出力端子電極４上に樹脂フィルム１が存在し（図６（ａ））、接続部位に相当する位置に貫通孔１０が設けられ（図６（ｂ））、導電性接着剤３がスキージー１１により充填される（図６（ｃ）−（ｄ））。その後、端子電極１３と突起電極１４を有する電子部品１２が仮搭載される（図６（ｅ））。これは、１ｇ／ピン程度の荷重で仮搭載すれば充分である。好ましくは搭載される界面部分が８０℃程度に暖められていると樹脂フィルムに粘着性がでてより確実に仮搭載される。そして、そこでプロ−ブ針１５を入出力端子電極４に当て検査する（図６（ｆ））。その後、良品であれば、加熱・加圧ヘッド１６により加熱・加圧して本搭載し、不良品であれば、電子部品を除去し、新たな電子部品を同じように搭載して、検査、本搭載する。導電性接着剤はヒ−トシ−ル性の樹脂を用いるとリペアにより効果的である。このときの条件は、前記表１にも示した通り、５ｍｍ□で１００ピンのチップに対し３．５ｇ／ピン程度の実装荷重で十分信頼性がある接続性が得られる。また加熱条件に関しては、１８０℃〜２３０℃で３〜２０ｓｅｃ程度の熱が導電性接着剤と樹脂フィルムに加えられればよい。実装荷重１ピン当たり３．５ｇの低荷重で１８０℃、２０ｓｅｃ（昇温１０秒、その後１０秒保持）の熱量が加えられたときの信頼性結果の１例として、温度サイクル試験（−４０〜８５℃）に投入した結果を図１４に示す（４サンプル）。結果は非常に良好であった。
【００３９】
もちろん導電性接着剤を貫通孔に充填することにより、基板の反りうねりに対し柔軟に対応でき、導電性接着剤が応力を緩和し、素子や配線にダメ−ジなどを防ぐことができる。さらに、導電性接着剤を用いることで基板の電極が変形するまでの実装荷重を必要とせず低荷重実装が可能になり、接続信頼性も高い。これにより高生産に適し、高信頼性も確保された低荷重の熱圧着実装が可能になる。
【００４０】
なお、貫通孔はレ−ザ−により形成することが可能である。樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させるときは８０℃で１秒もあれば粘着性がでて回路基板に接着させ、なおかつ半硬化状態を保つことができる。樹脂膜（フィルム）には通常の異方性導電膜（ＡＣＦ）に用いられているとの同じような樹脂を用いることができるが、ナガセケムテックス（株）製品番Ｒ６００１で１週間程度は常温保存可能な樹脂膜（フィルム）を用いることもできる。また、穴をあける工程と樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させる工程は別々に行えるので生産タクトが向上でき生産性に優れる。
【００４１】
導電性接着剤はエポキシ系樹脂を主成分とした構成となり、導電性フィラーには、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉの少なくとも１つを用いることができる。また、封止樹脂は樹脂膜（フィルム）を用い、一般のエポキシ系樹脂を主成分として含むが、そして、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮなどの無機物の粒子だけを含んだ絶縁樹脂として用いることもできるし、導電性粒子、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉなどの少なくとも１つを含んだ異方性導電樹脂として用いることもできる。
【００４２】
（実施の形態７）
図７（ａ）〜（ｂ）は本発明の第７の実施の形態にかかる回路基板に電子部品を搭載した実装構造を示す概略図である。回路基板５の入出力端子電極４上に樹脂フィルム１が存在し、接続部位に相当する位置に貫通孔が設けられ、導電性接着剤３が充填される。その後、電子部品１２が搭載される。ここで、電子部品を搭載後の導電性接着剤３及び樹脂フィルム１の厚みは、少なくとも電子部品の実装領域においては搭載する前より小さくなっている。このような状態の構造にすることで、導電性接着剤の導電性フィラ−の最良の接触状態を得ることでき、接続信頼性が向上する。ここで、前記表１の特に突起電極（バンプ）の高さが５μｍのときの結果からわかるように、最も実装荷重が低荷重の場合（３．５ｇ／ピン）であっても４μｍ程度の収縮はあることから、少なくとも接続信頼性を確保するためには４μｍ以上薄くなる必要がある。
【００４３】
これは下記表２に示す条件の少なくとも１つを満たすことで実現することができる。
【００４４】
【表２】
【００４５】
表２において、条件（ａ）は樹脂フィルムの反応開始温度から反応終了温度までにおいて導電性接着剤の弾性率が樹脂フィルムの弾性率と等しいか小さい領域が存在する。これは樹脂フィルムが反応して溶融・固化するまでに樹脂フィルムが実装荷重に応じて縮むが、そのとき導電性接着剤の弾性率が樹脂フィルムより等しいか小さい領域が存在することで導電性接着剤も樹脂フィルムと一緒に縮むことができることを意味する。そして導電性接着剤の導電性フィラ−の接触性が良好になり接続信頼性が向上する。また、樹脂フィルムも圧縮され補強材としての信頼性が向上する。条件（ｂ）は導電性接着剤に熱硬化性樹脂を用いた場合は半硬化状態で、あるいは熱可塑性樹脂を用いることで弾性率の小さい状態が始めから保たれており、条件（ａ）におけるのと同じ効果が得られる。条件（ｃ）においては、導電性接着剤を樹脂フィルムより遅硬化のものにするということである。これも硬化を遅らせることにより、樹脂フィルムが硬化するときに導電性接着剤がペ−ストもしくは半硬化状態を保つことができ、条件（ａ）、（ｂ）におけるのと同じ効果をうむことができる。条件（ｄ）は導電性接着剤のガラス転移温度が１７０℃以下の熱硬化性樹脂で樹脂フィルムの硬化保持温度が１７０℃以上であるいうものである。この条件にすることで、導電性接着剤が硬化したとしても樹脂フィルムの硬化温度が導電性接着剤のガラス転移温度以上であるため、弾性率が極端に小さく柔らかくなるので、条件（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と同じような効果が得られる。条件（ｄ）は導電性接着剤と樹脂フィルムのガラス転移温度が両方とも１８０℃以下で、ガラス転移温度以下の樹脂フィルムの弾性率が５ＧＰａ以下、同じくガラス転移温度以下の導電性接着剤の弾性率が４ＧＰａ以下でかつ同温度で導電性接着剤の弾性率が樹脂フィルムの弾性率を越えることはないというものである。これにより両者の材料の弾性率が低いので熱応力に対し応力緩和に優れること、フィラ−充填量の多い導電性接着剤の弾性率の方を樹脂フィルムより低くすることで、導電性接着剤の応力緩和作用をさらに高めることで、熱歪みに対する機械的なバルク破壊をふせぎ、導電性フィラ−の接触が損なわれることを防止することができる。これにより接続信頼性がさらに向上する。また、図８に示すように導電性接着剤と樹脂フィルムの硬化を、昇温工程と温度保持工程を有するようにすることで、樹脂フィルムの反応が緩やかになり、樹脂フィルムを回路基板に貼り付けるときにかんだ空気をボイドとして実装領域外に排出することができ、より接続信頼性が向上する。もし、この工程を有しないと樹脂フィルムの反応・硬化が急激なためボイドは実装領域内に閉じこめられ、信頼性低下の原因となる。
【００４６】
もちろん導電性接着剤を貫通孔に充填することにより、基板の反りうねりに対し柔軟に対応でき、導電性接着剤が応力を緩和し素子や配線にダメ−ジなどを防ぐことができる。さらに、導電性接着剤を用いることで基板の電極が変形するまでの実装荷重を必要とせず低荷重実装が可能になり、接続信頼性も高い。これにより高生産に適し、高信頼性も確保された低荷重の熱圧着実装が可能になる。
【００４７】
なお、貫通孔はレ−ザ−により形成することが可能である。樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させるときは８０℃で１秒もあれば粘着性がでて回路基板に接着させ、なおかつ半硬化状態を保つことができる。樹脂膜（フィルム）には通常の異方性導電膜（ＡＣＦ）に用いられているとの同じような樹脂を用いることができるが、ナガセケムテックス（株）製品番Ｒ６００１で１週間程度は常温保存可能な樹脂膜（フィルム）を用いることもできる。また、穴をあける工程と樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させる工程は別々に行えるので生産タクトが向上でき生産性に優れる。
【００４８】
導電性接着剤はエポキシ系樹脂を主成分とした構成となり、導電性フィラーには、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉの少なくとも１つを用いることができる。また、封止樹脂は樹脂膜（フィルム）を用い、一般のエポキシ系樹脂を主成分として含むが、そして、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮなどの無機物の粒子だけを含んだ絶縁樹脂として用いることもできるし、導電性粒子、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉなどの少なくとも１つを含んだ異方性導電樹脂として用いることもできる。
【００４９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明により、導電性接着剤を回路基板側に一定かつ安定量供給し、電子部品が低荷重で熱圧着実装されるための入出力端子電極を有する高信頼性、高生産性に優れた回路基板が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である回路基板の概略断面図
【図２】本発明の第２の実施の形態である回路基板の概略断面図
【図３】本発明の第３の実施の形態である回路基板の概略断面図
【図４】本発明の第４の実施の形態である回路基板の概略断面図
【図５】本発明の第５の実施の形態である回路基板の概略断面図
【図６】（ａ）〜（ｇ）は本発明の第６の実施の形態である回路基板に電子部品を搭載するときのリペア方法を示す概略工程断面図
【図７】（ａ）〜（ｂ）は本発明の第７の実施の形態である実装構造の概略工程断面図
【図８】本発明の第７の実施の形態における加熱温度工程説明図
【図９】（ａ）〜（ｂ）は従来の異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いた実装方法を示す概略工程断面図
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は従来の異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いて実装した場合の結果、及び（ｄ）は接続部断面写真
【図１１】本発明の第１の実施の形態における実験の方法を示す断面図
【図１２】本発明の第１の実施の形態における実験の結果を示す断面図
【図１３】本発明の第３の実施の形態における実験の結果を示す観察図
【図１４】本発明の第６の実施の形態における実験の結果を示すグラフ
【符号の説明】
１ 樹脂フィルム（樹脂膜）
２ 孔
３ 導電性接着剤
４ 入出力端子電極
５ 回路基板
６ 導電性フィラ−
７ 樹脂
８ 樹脂フィルム中のフィラ−
９ 剥離シ−ト
１０ 穴（レ−ザ−による）
１１ スキ−ジ
１２ 電子部品
１３ 端子電極
１４ 突起電極
１５ プロ−ブ針
１６ 加圧・加熱ヘッド
６１ 基板１
６２ 電極１
６３ 導電粒子
６４ 接着剤
６５ 電極２
６６ 基板２
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板とリペア方法及び実装構造体に関する。さらに詳しくは、多孔質樹脂フィルムを用いた回路基板とリペア方法及び実装構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯用電子機器の小型化、高性能化に伴い半導体デバイスなどの小型化、高性能化がますます求められている。そのため端子ピン数が増加し、狭ピッチ化あるいはエリア配列にすることが重要となる。しかし、狭ピッチ化にも限界があり、今以上の狭ピッチ化を進める必要がある一方で、素子あるいは配線上にもパッドを設けて実装することが重要となっている。しかしワイヤボンディングのような技術は、半導体装置の周辺から回路基板へ金属ワイヤで接続する実装技術であるため、狭ピッチ接続においても限界があり、エリア配列のピンには対応できない。これが可能な技術として半田による接続があるが、これもリフロ−により半田を溶融させるため、狭ピッチで半田を供給しににくく、また接続においてもエリア配列での実装においては、半田バンプの径が大きいこと、基板製造プロセスの微細化の必要性やパッケージとしての信頼性を考えると、現在２５０μｍピッチ前後が実装限界となっている。しかも環境問題も懸念され、コストも高い。
【０００３】
その他、半田以外にもバリアメタルを形成した後、Ａｕめっきバンプを形成する構造などもある。
【０００４】
一方、フリップチップ実装として突起電極が形成された半導体装置を、接合層を介して回路基板の入出力端子電極上に実装する方式がある。例えばワイヤボンディング法を用いて形成された突起電極を有する半導体装置を、導電性接着剤を介して回路基板の入出力端子電極上に実装し、封止樹脂により補強された実装構造がある。この場合導電性接着剤という接合層の存在により接続部の高信頼性が確保されている。しかし、バンプ形成工程、バンプレベリング工程、導電性接着剤供給工程、実装工程、封止樹脂封入工程、導電性接着剤及び封止樹脂の硬化工程など工程数が非常に多いことや、バッチ処理のため樹脂の硬化時間が長く生産タクト、高生産性が懸念されている。また、導電性接着剤の供給工程では突起電極への転写によって供給するため、狭ピッチになると突起電極を小さくせざるを得ないので、導電性接着剤の転写量（供給量）が減少し、接続信頼性を確保するのが困難となる。
【０００５】
これ以外に、突起電極は電解めっき、または無電解めっきで生成された例えばＡｕ、Ｎｉなどで構成されたものも用いることができる。また、接合層には半田や異方性導電膜（ACF: Anisotropic Conductive Film）や異方性導電ペーストなども用いることができる。半田ペーストとして用いる場合や導電性接着剤（等方的）を用いる場合には実装時はほとんど荷重を必要としないが、異方性導電膜（ＡＣＦ）や異方性導電ペーストなどを用いる場合は、接続の安定性や信頼性を確保するためには最大で２００ｇ／ピン程度の荷重を必要とすることもある。特に図９（ａ）〜（ｂ）に異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いた場合の実装方法を示す。基板６１の電極６２と基板６６の電極６５とが異方性導電膜（ＡＣＦ）６０を介して一体化され実装されている。異方性導電膜（ＡＣＦ）６０の中に含まれている導電粒子６３は例えばＮｉ粒子、Ａｕ（またはＮｉ−Ａｕ）コートされた樹脂ボールなどを用いることができる。接着剤シート６４には例えばエポキシ系樹脂を用いている。熱と荷重を同時に作用させて電極６２と電極６５の間に導電粒子が挟み込まれるように接続がとれる。この異方性導電膜（ＡＣＦ）による実装では、導電粒子が３０μｍ間隔で膜中に分散しており、電極間に１つでも挟まれれば接続を確保することができるから、フリップチップ実装では最も狭ピッチ接続が可能な有効な工法である。また、樹脂の硬化時間も短く、工程数も少ないことから生産性に優れている。しかし、以下に示す課題が生じていた。異方性導電膜（ＡＣＦ）などの熱圧着実装は、従来液晶分野では実績をあげてきたが、一般的にはまだ普及しているとは言えない。それはＡＣＦの中に含まれている導電粒子や熱膨張係数を制御するために混入されているシリカフィラーが実装時に素子面に応力を及ぼし、素子にダメージを与えたり、Ａｌ配線が断線するなどの不良を発生させていたからである。また、突起電極が回路基板の入出力端子電極に導電性フィラーをかみながらも直接接触しつつ樹脂が硬化するために、応力を緩和する要素が存在せず素子特性を劣化させることになる。また、樹脂基板の入出力端子電極上に実装する場合には、実装時に入出力端子電極が変形し、基板内のビアが断裂する不良が生じる場合などもあった。図１０には図９のような構造で従来の異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いて実装したときの結果を示している。半導体装置の突起電極はワイヤボンディング法を用いて形成されたＡｕバンプ、基板はセラミック基板とガラスエポキシ基板（ＦＲ４）、ＡＣＦには５μｍφのＮｉフィラーを含んだ厚み７０μｍのものを用いた。図１０（ａ）では実装後の１ピン当たりの初期接続抵抗を示している。これには半導体装置の端子電極、Ａｕバンプ、ＡＣＦの抵抗が含まれている。セラミックの場合、実装荷重８０ｇ／ｂｕｍｐないと初期の接続が得られなかった。ガラスエポキシ基板でも８０ｇ／ｂｕｍｐかけないと抵抗値が安定しないことがわかった。また図１０（ｂ）は各サンプルの温度に対する抵抗値変化をみたものであるが、ガラスエポキシ基板（ＦＲ４）の実装荷重４０、８０ｇ／ｂｕｍｐのものが安定していることがわかった。しかし、図１０（ｃ）の熱衝撃試験（液相−５５〜１２５℃）に投入した結果では、実装荷重４０ｇ／ｂｕｍｐと８０ｇ／ｂｕｍｐにも差が生じている。そして、８５℃８５％ＲＨに１６時間投入後の２３０℃以上１０秒キ−プの吸湿リフロ−試験では８０ｇ／ｂｕｍｐで実装したものでも接続不良が発生した。これは、接続性を樹脂の圧縮応力だけでもたせているために、吸湿後の熱膨張に耐えられないからである。さらに、図１０（ｄ）は各実装荷重における断面構造を調べた写真であるが、ガラスエポキシ基板（ＦＲ４）の入出力端子電極の変形が実装荷重１５ｇ／ｂｕｍｐぐらいから生じていることがわかる。セラミック基板では基板に剛性があるため、実装荷重８０ｇ／ｂｕｍｐでも入出力端子電極の変形は起きていないが、初期の接続が不安定で、図１０（ｂ）の温度特性では接続不良を引き起こしてしまうのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の実装技術で、異方性導電膜（ＡＣＦ）のような接続は狭ピッチ接続にも対応し、なおかつタクトなど生産性に優れ、低コストで非常に有用な実装技術だが、実装に高荷重が必要で、素子や回路基板へのダメ−ジ考えると一部の特殊用途でしか使用できていない。また、信頼性においては他の実装技術よりも接続信頼性が懸念される傾向がある。
【０００７】
しかし、現在、高性能な品質を確保するだけでなく、低コスト化のためにも生産タクト及び生産性も向上させた実装の開発が必要になっている。このため、生産タクトや高生産性には熱圧着実装が有効と考えられるが、前述のようにＡＣＦのような熱圧着実装はまだ一般的ではなく、半導体装置や回路基板へのダメ−ジ（特性劣化）や接続信頼性が懸念されている現状である。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、基板の反りうねりに対し柔軟に対応でき、導電性接着剤が応力を緩和し素子や配線にダメ−ジを与えず、高生産に適し、高信頼性も確保された低荷重の熱圧着実装が可能になり、狭ピッチ及びエリア配列の高性能な接続が低コストで実現できる回路基板とリペア方法及び実装構造体を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の回路基板は、入出力端子電極を有する回路基板であって、前記回路基板の少なくとも入出力端子電極上の接続部位に樹脂フィルムが存在し、前記樹脂フィルムの接続部位に相当する厚さ方向の位置に前記入出力端子電極内部にまであけられた貫通孔が設けられ、前記入出力端子電極内部にまであけられた貫通孔に導電性接着剤が充填されており、かつ前記樹脂フィルムが多孔質の樹脂フィルムであることを特徴とする。
本発明の別の回路基板は、入出力端子電極を有する回路基板であって、前記回路基板の少なくとも入出力端子電極上の接続部位に樹脂フィルムが存在し、前記樹脂フィルムの接続部位に相当する厚さ方向の位置に導電性接着剤が充填された貫通孔が設けられ、前記導電性接着剤には導電性フィラーが配合され、前記樹脂フィルム中にもフィラーが配合されており、前記導電性接着剤中の導電性フィラーの体積含有率は前記樹脂フィルム中のフィラーの体積含有率よりも大きいことを特徴とする。
【００１０】
次に本発明の回路基板のリペア方法は、入出力端子電極を有する回路基板の少なくとも入出力端子電極上の接続部位に樹脂フィルムが存在し、前記樹脂フィルムの接続部位に相当する厚さ方向の位置に貫通孔が設けられ、前記貫通孔に導電性接着剤が充填されており、かつ前記樹脂フィルムが多孔質の樹脂フィルムである回路基板に電子部品を搭載する際のリペア方法であって、
前記回路基板に電子部品を仮搭載し、
前記仮搭載した後に接続特性を検査し、接続特性の良否を判断した後に良品であれば、加熱加圧して前記電子部品を本搭載し、不良品であれば、電子部品を除去し、新たな電子部品と交換することを特徴とする。
【００１１】
次に本発明の実装構造体は、入出力端子電極を有する回路基板に電子部品を搭載した実装構造体であって、前記回路基板の少なくとも入出力端子電極上の接続部位に樹脂フィルムが存在し、前記樹脂フィルムの接続部位に相当する厚さ方向の位置に貫通孔が設けられ、前記貫通孔に導電性接着剤が充填されており、前記導電性接着剤と前記樹脂フィルムのガラス転移温度が両方とも１８０℃以下で、ガラス転移温度以下の樹脂フィルムの弾性率が５ＧＰａ以下、同じくガラス転移温度以下の導電性接着剤の弾性率が４ＧＰａ以下であり、かつ同温度で導電性接着剤の弾性率が樹脂フィルムの弾性率を越えることはないことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、導電性接着剤を回路基板側に一定かつ安定量供給し、電子部品が熱圧着実装されるための入出力端子電極を有する回路基板とそのリペアー方法及び実装構造体を提供できる。
【００１３】
これにより、基板の反りうねりに対し柔軟に対応でき、導電性接着剤が応力を緩和し素子や配線にダメ−ジを与えないので、高生産に適し、高信頼性も確保された低荷重の熱圧着実装が可能になる。従って、狭ピッチ及びエリア配列の高性能な接続が低コストで実現される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態にかかる回路基板の概略図である。回路基板の入出力端子電極上に樹脂フィルムが存在し、接続部位に相当する位置に貫通孔が設けられ、導電性接着剤が充填されている回路基板である。このとき樹脂フィルムを多孔質にすることにより、特に貫通孔内側の導電性接着剤と接触する部分においては導電性接着剤の樹脂成分が孔に浸入していき、密着力が強まり接続信頼性が向上する。もちろん導電性接着剤を貫通孔に充填することにより、基板の反りうねりに対し柔軟に対応でき、導電性接着剤が応力を緩和し素子や配線にダメ−ジなどを防ぐことができる。さらに、導電性接着剤を用いることで基板の電極が変形するまでの実装荷重を必要とせず低荷重実装が可能になり、接続信頼性も高い。これにより高生産に適し、高信頼性も確保された低荷重の熱圧着実装が可能になる。
【００１５】
ここで多孔質とは空気を含んだ空孔を意味し、独立孔であるが、樹脂フィルム成形時にいくつかの独立孔が合わさりより大きな孔を形成することも可能である。存在比率は樹脂フィルムの５０％以下であることが望ましい。より好ましくは３〜４０％の範囲内にあることが望ましい。あまり比率が高すぎると樹脂フィルム硬化時に空孔がそのまま残存してしまい、信頼性に弊害が生じるからである。また、孔の大きさは平均２０μｍφ以下であることが望ましい。より好ましくは０．１〜１０μｍφの範囲内にあることが望ましい。理由は存在比率の場合と同様である。
【００１６】
次に、多孔質フィルムの好ましい厚さは、多孔質フィルムは半導体装置の突起電極（バンプ）の高さをａ（μｍ）、回路基板の下地部分からの高さをｂ（μｍ）とすると少なくとも多孔質フィルムの厚さ≧ａ＋ｂ（μｍ）であることが望ましい。より好ましくは多孔質フィルムの厚さ≧ａ＋ｂ＋５（μｍ）である。これを裏付ける実験結果を図１１および表１に示す。
【００１７】
【表１】
図１１および表１は、０．３ｍｍ厚で５ｍｍ□の大きさ、ピン数１００ピンのＳｉテストチップを、０．６ｍｍ厚のガラスエポキシＦＲ４基板に各条件で実装したときの結果を示す。このとき、樹脂フィルムにはナガセケムテックス製品番Ｒ６００１で厚みが３０μｍ及び５０μｍのもの、導電性接着剤には８５重量％のＡｇフィラーを含んだものを用いた。回路基板の入出力端子電極の高さは１５μｍである。突起電極は無電解Ｎｉ−Ａｕのめっきバンプで高さは５、１５、３５μｍのものを用いた。めっきバンプの大きさはテストチップの開口部が１００μｍ□なので、高さ５、１５、３５μｍのものはそれぞれ１１０、１３０、１７０μｍ□になる。樹脂フィルムに穴をあけ導電性接着剤を充填して実装したときのチップ−基板間距離を３箇所測定した結果を表１に示す。表１の結果からわかるように１ピン３．５ｇのほとんど無荷重で実装した場合でも少なくとも数μｍ程度（一番上の結果で４μｍ）収縮するため、信頼性及び密着力を確保するためにはこの収縮量も考慮することが重要になる。また、端的な例として、図１２に断面写真の１例を示す。突起電極の高さ３５μｍ、回路基板の入出力端子電極の高さ１５μｍに対し３０μｍの厚みの樹脂フィルムで実装した場合である。突起電極の高さと回路基板の入出力端子電極の高さの和は５０μｍであるから、樹脂フィルムの厚みより２０μｍ大きい。そこでチップ−基板間距離は最低でも５０μｍ程度になることはあきらかで、樹脂フィルムの厚み（絶対量）が足りないためにチップ−基板間に隙間が生じていることがわかる。
【００１９】
なお、貫通孔はレ−ザ−により形成することが可能である。樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させるときは８０℃で１秒もあれば粘着性がでて回路基板に接着させ、なおかつ半硬化状態を保つことができる。樹脂膜（フィルム）には通常の異方性導電膜（ＡＣＦ）に用いられているとの同じような樹脂を用いることができるが、ナガセケムテックス（株）製品番Ｒ６００１で１週間程度は常温保存可能な樹脂膜（フィルム）を用いることもできる。また、穴をあける工程と樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させる工程は別々に行えるので生産タクトが向上でき生産性に優れる。
【００２０】
導電性接着剤はエポキシ系樹脂を主成分とした構成となり、導電性フィラーには、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉのうちの少なくとも１つを用いることができる。また、封止樹脂は樹脂膜（フィルム）を用い、一般のエポキシ系樹脂を主成分として含むが、そして、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮなどの無機物の粒子だけを含んだ絶縁樹脂として用いることもできるし、導電性粒子、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉなどの少なくとも１つを含んだ異方性導電樹脂として用いることもできる。
【００２１】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態にかかる回路基板の概略図である。回路基板の入出力端子電極上に樹脂フィルムが存在し、接続部位に相当する位置に貫通孔が設けられ、導電性接着剤が充填されている回路基板である。このとき貫通孔は入出力端子電極内部にまでおよび、導電性接着剤は入出力端子電極内部にまでおよんだ貫通孔に充填されている。このとき、電極内部の深さは１０μｍ以下であることが望ましい。より好ましくは０．１〜５μｍ程度である。これは通常回路基板の入出力端子電極は下地がＣｕでその上にＮｉやＰｄを数μｍから１０μｍ程度積み、さらにＡｕやＰｔなどの反応性に乏しい安定な元素を最大でも１μｍ程度積む。このとき貫通孔がＣＵなどの酸化されやすい金属まで到達すると、導電性接着剤硬化時に酸化され接続性が劣化する原因となるので、ＮｉやＰｄの領域で貫通孔をとめた方がよいとの理由からである。
【００２２】
こうすることにより、導電性接着剤は入出力端子電極表面だけでなく、側面にも接触するので、接触性が増すと同時にし、一種のくさびのようになり接続信頼性も向上する。もちろん導電性接着剤を貫通孔に充填することにより、基板の反りうねりに対し柔軟に対応でき、導電性接着剤が応力を緩和し素子や配線にダメ−ジなどを防ぐことができる。さらに、導電性接着剤を用いることで基板の電極が変形するまでの実装荷重を必要とせず低荷重実装が可能になり、接続信頼性も高い。これにより高生産に適し、高信頼性も確保された低荷重の熱圧着実装が可能になる。
【００２３】
なお貫通孔はレ−ザ−により形成することが可能である。また、出力を調整することにより回路基板の入出力端子電極内部にまで及ぶ貫通孔を形成することができる。樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させるときは８０℃で１秒もあれば粘着性がでて回路基板に接着させ、なおかつ半硬化状態を保つことができる。樹脂膜（フィルム）には通常の異方性導電膜（ＡＣＦ）に用いられているとの同じような樹脂を用いることができるが、ナガセケムテックス（株）製品番Ｒ６００１で１週間程度は常温保存可能な樹脂膜（フィルム）を用いることもできる。また、穴をあける工程と樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させる工程は別々に行えるので生産タクトが向上でき生産性に優れる。
【００２４】
導電性接着剤はエポキシ系樹脂を主成分とした構成となり、導電性フィラーには、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉの少なくとも１つを用いることができる。また、封止樹脂は樹脂膜（フィルム）を用い、一般のエポキシ系樹脂を主成分として含むが、そして、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮなどの無機物の粒子だけを含んだ絶縁樹脂として用いることもできるし、導電性粒子、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉなどの少なくとも１つを含んだ異方性導電樹脂として用いることもできる。
【００２５】
（実施の形態３）
図３は本発明の第３の実施の形態にかかる回路基板の概略図である。回路基板の入出力端子電極上に樹脂フィルムが存在し、接続部位に相当する位置に貫通孔が設けられ、導電性接着剤が充填されている回路基板である。このとき導電性接着剤の導電性フィラ−の全体積の少なくとも５０％以上は大きさが均一なフィラ−で構成することにより、貫通孔に充填される導電性接着剤の充填性が良好になるので、実装時により低荷重で導電性フィラ−の良好な接触状態を得ることでき、接続信頼性が向上する。
【００２６】
ここで、導電性フィラーの粒子直径は０．１〜１３μｍφのものが望ましい。これを裏付ける実験結果を図１３に示す。図１３は回路基板上にナガセケムテックス製品番Ｒ６００１で厚みが３０及び５０μｍのものを接着し、その上に９μｍ厚のポリエチレン−２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）のカバーフィルムがついたものである（全体の厚みは３９μｍ及び５９μｍになっている）。これにＹＡＧレーザーにて５０μｍφの穴をあけ各導電性接着剤を充填し、その埋め込み性をＳＥＭによる断面観察したものである。導電性フィラーはいずれもＡｇである。導電性接着剤１は平均粒径８μｍ程度で最大粒径５０μｍ程度のものも含まれている導電性接着剤である。導電性接着剤２及び３は平均粒径１〜２μｍ程度の粒状のフィラーで最大１３μｍφ程度のものが含まれている導電性接着剤である。導電性接着剤４は粒径５μｍφ程度の粒のそろった単一分散の粒度分布をもった導電性接着剤である。これからあきらかなように導電性接着剤１のように粗いフィラーだと断面から観察されるフィラーの充填性がよくなく、導電性接着剤２〜４におけるより細かいフィラーになると充填性及び充填密度も非常に良好になることがわかる。
【００２７】
もちろん導電性接着剤を貫通孔に充填することにより、基板の反りうねりに対し柔軟に対応でき、導電性接着剤が応力を緩和し素子や配線にダメ−ジなどを防ぐことができる。さらに、導電性接着剤を用いることで基板の電極が変形するまでの実装荷重を必要とせず低荷重実装が可能になり、接続信頼性も高い。これにより高生産に適し、高信頼性も確保された低荷重の熱圧着実装が可能になる。
【００２８】
なお、貫通孔はレ−ザ−により形成することが可能である。樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させるときは８０℃で１秒もあれば粘着性がでて回路基板に接着させ、なおかつ半硬化状態を保つことができる。樹脂膜（フィルム）には通常の異方性導電膜（ＡＣＦ）に用いられているとの同じような樹脂を用いることができるが、ナガセケムテックス（株）製品番Ｒ６００１で１週間程度は常温保存可能な樹脂膜（フィルム）を用いることもできる。また、穴をあける工程と樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させる工程は別々に行えるので生産タクトが向上でき生産性に優れる。
【００２９】
導電性接着剤はエポキシ系樹脂を主成分とした構成となり、導電性フィラーには、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉの少なくとも１つを用いることができる。また、封止樹脂は樹脂膜（フィルム）を用い、一般のエポキシ系樹脂を主成分として含むが、そして、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮなどの無機物の粒子だけを含んだ絶縁樹脂として用いることもできるし、導電性粒子、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉなどの少なくとも１つを含んだ異方性導電樹脂として用いることもできる。
【００３０】
（実施の形態４）
図４は本発明の第４の実施の形態にかかる回路基板の概略図である。回路基板の入出力端子電極上に樹脂フィルムが存在し、接続部位に相当する位置に貫通孔が設けられ、導電性接着剤が充填されている回路基板である。このとき前記導電性接着剤の導電性フィラ−の全体積の少なくとも２０％以上７０％以下の程度が、フィラー形状が粒状のものであることが好ましい。これにより、フィラ−形状を粒状にすることにより貫通孔に充填される導電性接着剤の充填性が良好になるので、実装時により低荷重で導電性フィラ−の良好な接触状態を得ることでき、接続信頼性が向上する。逆に鱗片状ではバルク状でのフィラ−の接触性はよいが、充填性が悪くなるので、埋め込んだ後の接続性が懸念される。
【００３１】
もちろん導電性接着剤を貫通孔に充填することにより、基板の反りうねりに対し柔軟に対応でき、導電性接着剤が応力を緩和し素子や配線にダメ−ジなどを防ぐことができる。さらに、導電性接着剤を用いることで基板の電極が変形するまでの実装荷重を必要とせず低荷重実装が可能になり、接続信頼性も高い。これにより高生産に適し、高信頼性も確保された低荷重の熱圧着実装が可能になる。
【００３２】
なお、貫通孔はレ−ザ−により形成することが可能である。樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させるときは８０℃で１秒もあれば粘着性がでて回路基板に接着させ、なおかつ半硬化状態を保つことができる。樹脂膜（フィルム）には通常の異方性導電膜（ＡＣＦ）に用いられているとの同じような樹脂を用いることができるが、ナガセケムテックス（株）製品番Ｒ６００１で１週間程度は常温保存可能な樹脂膜（フィルム）を用いることもできる。また、穴をあける工程と樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させる工程は別々に行えるので生産タクトが向上でき生産性に優れる。
【００３３】
導電性接着剤はエポキシ系樹脂を主成分とした構成となり、導電性フィラーには、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉの少なくとも１つを用いることができる。また、封止樹脂は樹脂膜（フィルム）を用い、一般のエポキシ系樹脂を主成分として含むが、そして、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮなどの無機物の粒子だけを含んだ絶縁樹脂として用いることもできるし、導電性粒子、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉなどの少なくとも１つを含んだ異方性導電樹脂として用いることもできる。
【００３４】
（実施の形態５）
図５は本発明の第５の実施の形態にかかる回路基板の概略図である。回路基板の入出力端子電極上に樹脂フィルムが存在し、接続部位に相当する位置に貫通孔が設けられ、導電性接着剤が充填されている回路基板である。このとき、導電性接着剤中の導電性フィラ−の体積含有率が前記樹脂フィルム中のフィラ−の体積含有率よりも大きくする。このとき大きくする程度は、体積含有率の比較で差が５％〜６０％程度の範囲にあることが望ましい。例えば導電性接着剤のフィラーの体積含有率が５５％であるとすると、樹脂フィルム中のフィラーの含有率が５０％で差が５％というような具合である。これにより、実装時に樹脂フィルムが溶融・固化するときに樹脂フィルムと同時に導電性接着剤も一緒に縮むが、導電性フィラ−の体積が樹脂フィルムに含まれているフィラ−の体積より大きいので、導電性接着剤の導電性フィラ−の接触（充填密度）が飽和するため、導電性接着剤に律速されて縮み量が決定される。従って低荷重で導電性フィラ−の最良の接触状態を得ることでき、接続信頼性が向上する。
【００３５】
もちろん導電性接着剤を貫通孔に充填することにより、基板の反りうねりに対し柔軟に対応でき、導電性接着剤が応力を緩和し素子や配線にダメ−ジなどを防ぐことができる。さらに、導電性接着剤を用いることで基板の電極が変形するまでの実装荷重を必要とせず低荷重実装が可能になり、接続信頼性も高い。これにより高生産に適し、高信頼性も確保された低荷重の熱圧着実装が可能になる。
【００３６】
なお、貫通孔はレ−ザ−により形成することが可能である。樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させるときは８０℃で１秒もあれば粘着性がでて回路基板に接着させ、なおかつ半硬化状態を保つことができる。樹脂膜（フィルム）には通常の異方性導電膜（ＡＣＦ）に用いられているとの同じような樹脂を用いることができるが、ナガセケムテックス（株）製品番Ｒ６００１で１週間程度は常温保存可能な樹脂膜（フィルム）を用いることもできる。また、穴をあける工程と樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させる工程は別々に行えるので生産タクトが向上でき生産性に優れる。
【００３７】
導電性接着剤はエポキシ系樹脂を主成分とした構成となり、導電性フィラーには、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉの少なくとも１つを用いることができる。また、封止樹脂は樹脂膜（フィルム）を用い、一般のエポキシ系樹脂を主成分として含むが、ＳｉＯ 2 やＡｌ2Ｏ3、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮなどの絶縁性の無機物の粒子だけを含んだ絶縁樹脂を封止樹脂として用いることもできる。
【００３８】
（実施の形態６）
図６（ａ）〜（ｇ）は本発明の第６の実施の形態にかかる回路基板に電子部品を搭載するときのリペア方法を示す概略図である。回路基板５の入出力端子電極４上に樹脂フィルム１が存在し（図６（ａ））、接続部位に相当する位置に貫通孔１０が設けられ（図６（ｂ））、導電性接着剤３がスキージー１１により充填される（図６（ｃ）−（ｄ））。その後、端子電極１３と突起電極１４を有する電子部品１２が仮搭載される（図６（ｅ））。これは、１ｇ／ピン程度の荷重で仮搭載すれば充分である。好ましくは搭載される界面部分が８０℃程度に暖められていると樹脂フィルムに粘着性がでてより確実に仮搭載される。そして、そこでプロ−ブ針１５を入出力端子電極４に当て検査する（図６（ｆ））。その後、良品であれば、加熱・加圧ヘッド１６により加熱・加圧して本搭載し、不良品であれば、電子部品を除去し、新たな電子部品を同じように搭載して、検査、本搭載する。導電性接着剤はヒ−トシ−ル性の樹脂を用いるとリペアにより効果的である。このときの条件は、前記表１にも示した通り、５ｍｍ□で１００ピンのチップに対し３．５ｇ／ピン程度の実装荷重で十分信頼性がある接続性が得られる。また加熱条件に関しては、１８０℃〜２３０℃で３〜２０ｓｅｃ程度の熱が導電性接着剤と樹脂フィルムに加えられればよい。実装荷重１ピン当たり３．５ｇの低荷重で１８０℃、２０ｓｅｃ（昇温１０秒、その後１０秒保持）の熱量が加えられたときの信頼性結果の１例として、温度サイクル試験（−４０〜８５℃）に投入した結果を図１４に示す（４サンプル）。結果は非常に良好であった。
【００３９】
もちろん導電性接着剤を貫通孔に充填することにより、基板の反りうねりに対し柔軟に対応でき、導電性接着剤が応力を緩和し、素子や配線にダメ−ジなどを防ぐことができる。さらに、導電性接着剤を用いることで基板の電極が変形するまでの実装荷重を必要とせず低荷重実装が可能になり、接続信頼性も高い。これにより高生産に適し、高信頼性も確保された低荷重の熱圧着実装が可能になる。
【００４０】
なお、貫通孔はレ−ザ−により形成することが可能である。樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させるときは８０℃で１秒もあれば粘着性がでて回路基板に接着させ、なおかつ半硬化状態を保つことができる。樹脂膜（フィルム）には通常の異方性導電膜（ＡＣＦ）に用いられているとの同じような樹脂を用いることができるが、ナガセケムテックス（株）製品番Ｒ６００１で１週間程度は常温保存可能な樹脂膜（フィルム）を用いることもできる。また、穴をあける工程と樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させる工程は別々に行えるので生産タクトが向上でき生産性に優れる。
【００４１】
導電性接着剤はエポキシ系樹脂を主成分とした構成となり、導電性フィラーには、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉの少なくとも１つを用いることができる。また、封止樹脂は樹脂膜（フィルム）を用い、一般のエポキシ系樹脂を主成分として含むが、そして、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮなどの無機物の粒子だけを含んだ絶縁樹脂として用いることもできるし、導電性粒子、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉなどの少なくとも１つを含んだ異方性導電樹脂として用いることもできる。
【００４２】
（実施の形態７）
図７（ａ）〜（ｂ）は本発明の第７の実施の形態にかかる回路基板に電子部品を搭載した実装構造を示す概略図である。回路基板５の入出力端子電極４上に樹脂フィルム１が存在し、接続部位に相当する位置に貫通孔が設けられ、導電性接着剤３が充填される。その後、電子部品１２が搭載される。ここで、電子部品を搭載後の導電性接着剤３及び樹脂フィルム１の厚みは、少なくとも電子部品の実装領域においては搭載する前より小さくなっている。このような状態の構造にすることで、導電性接着剤の導電性フィラ−の最良の接触状態を得ることでき、接続信頼性が向上する。ここで、前記表１の特に突起電極（バンプ）の高さが５μｍのときの結果からわかるように、最も実装荷重が低荷重の場合（３．５ｇ／ピン）であっても４μｍ程度の収縮はあることから、少なくとも接続信頼性を確保するためには４μｍ以上薄くなる必要がある。
【００４３】
これは下記表２に示す条件の少なくとも１つを満たすことで実現することができる。
【００４４】
【表２】
表２において、条件（ａ）は樹脂フィルムの反応開始温度から反応終了温度までにおいて導電性接着剤の弾性率が樹脂フィルムの弾性率と等しいか小さい領域が存在する。これは樹脂フィルムが反応して溶融・固化するまでに樹脂フィルムが実装荷重に応じて縮むが、そのとき導電性接着剤の弾性率が樹脂フィルムより等しいか小さい領域が存在することで導電性接着剤も樹脂フィルムと一緒に縮むことができることを意味する。そして導電性接着剤の導電性フィラ−の接触性が良好になり接続信頼性が向上する。また、樹脂フィルムも圧縮され補強材としての信頼性が向上する。条件（ｂ）は導電性接着剤に熱硬化性樹脂を用いた場合は半硬化状態で、あるいは熱可塑性樹脂を用いることで弾性率の小さい状態が始めから保たれており、条件（ａ）におけるのと同じ効果が得られる。条件（ｃ）においては、導電性接着剤を樹脂フィルムより遅硬化のものにするということである。これも硬化を遅らせることにより、樹脂フィルムが硬化するときに導電性接着剤がペ−ストもしくは半硬化状態を保つことができ、条件（ａ）、（ｂ）におけるのと同じ効果をうむことができる。条件（ｄ）は導電性接着剤のガラス転移温度が１７０℃以下の熱硬化性樹脂で樹脂フィルムの硬化保持温度が１７０℃以上であるいうものである。この条件にすることで、導電性接着剤が硬化したとしても樹脂フィルムの硬化温度が導電性接着剤のガラス転移温度以上であるため、弾性率が極端に小さく柔らかくなるので、条件（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と同じような効果が得られる。条件（ｄ）は導電性接着剤と樹脂フィルムのガラス転移温度が両方とも１８０℃以下で、ガラス転移温度以下の樹脂フィルムの弾性率が５ＧＰａ以下、同じくガラス転移温度以下の導電性接着剤の弾性率が４ＧＰａ以下でかつ同温度で導電性接着剤の弾性率が樹脂フィルムの弾性率を越えることはないというものである。これにより両者の材料の弾性率が低いので熱応力に対し応力緩和に優れること、フィラ−充填量の多い導電性接着剤の弾性率の方を樹脂フィルムより低くすることで、導電性接着剤の応力緩和作用をさらに高めることで、熱歪みに対する機械的なバルク破壊をふせぎ、導電性フィラ−の接触が損なわれることを防止することができる。これにより接続信頼性がさらに向上する。また、図８に示すように導電性接着剤と樹脂フィルムの硬化を、昇温工程と温度保持工程を有するようにすることで、樹脂フィルムの反応が緩やかになり、樹脂フィルムを回路基板に貼り付けるときにかんだ空気をボイドとして実装領域外に排出することができ、より接続信頼性が向上する。もし、この工程を有しないと樹脂フィルムの反応・硬化が急激なためボイドは実装領域内に閉じこめられ、信頼性低下の原因となる。
【００４６】
もちろん導電性接着剤を貫通孔に充填することにより、基板の反りうねりに対し柔軟に対応でき、導電性接着剤が応力を緩和し素子や配線にダメ−ジなどを防ぐことができる。さらに、導電性接着剤を用いることで基板の電極が変形するまでの実装荷重を必要とせず低荷重実装が可能になり、接続信頼性も高い。これにより高生産に適し、高信頼性も確保された低荷重の熱圧着実装が可能になる。
【００４７】
なお、貫通孔はレ−ザ−により形成することが可能である。樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させるときは８０℃で１秒もあれば粘着性がでて回路基板に接着させ、なおかつ半硬化状態を保つことができる。樹脂膜（フィルム）には通常の異方性導電膜（ＡＣＦ）に用いられているとの同じような樹脂を用いることができるが、ナガセケムテックス（株）製品番Ｒ６００１で１週間程度は常温保存可能な樹脂膜（フィルム）を用いることもできる。また、穴をあける工程と樹脂膜（フィルム）を回路基板に接着させる工程は別々に行えるので生産タクトが向上でき生産性に優れる。
【００４８】
導電性接着剤はエポキシ系樹脂を主成分とした構成となり、導電性フィラーには、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉの少なくとも１つを用いることができる。また、封止樹脂は樹脂膜（フィルム）を用い、一般のエポキシ系樹脂を主成分として含むが、そして、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＡｌＮなどの無機物の粒子だけを含んだ絶縁樹脂として用いることもできるし、導電性粒子、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｔｉなどの少なくとも１つを含んだ異方性導電樹脂として用いることもできる。
【００４９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明により、導電性接着剤を回路基板側に一定かつ安定量供給し、電子部品が低荷重で熱圧着実装されるための入出力端子電極を有する高信頼性、高生産性に優れた回路基板が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である回路基板の概略断面図
【図２】本発明の第２の実施の形態である回路基板の概略断面図
【図３】本発明の第３の実施の形態である回路基板の概略断面図
【図４】本発明の第４の実施の形態である回路基板の概略断面図
【図５】本発明の第５の実施の形態である回路基板の概略断面図
【図６】（ａ）〜（ｇ）は本発明の第６の実施の形態である回路基板に電子部品を搭載するときのリペア方法を示す概略工程断面図
【図７】（ａ）〜（ｂ）は本発明の第７の実施の形態である実装構造の概略工程断面図
【図８】本発明の第７の実施の形態における加熱温度工程説明図
【図９】（ａ）〜（ｂ）は従来の異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いた実装方法を示す概略工程断面図
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は従来の異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いて実装した場合の結果、及び（ｄ）は接続部断面写真
【図１１】本発明の第１の実施の形態における実験の方法を示す断面図
【図１２】本発明の第１の実施の形態における実験の結果を示す断面図
【図１３】本発明の第３の実施の形態における実験の結果を示す観察図
【図１４】本発明の第６の実施の形態における実験の結果を示すグラフ
【符号の説明】
１ 樹脂フィルム（樹脂膜）
２ 孔
３ 導電性接着剤
４ 入出力端子電極
５ 回路基板
６ 導電性フィラ−
７ 樹脂
８ 樹脂フィルム中のフィラ−
９ 剥離シ−ト
１０ 穴（レ−ザ−による）
１１ スキ−ジ
１２ 電子部品
１３ 端子電極
１４ 突起電極
１５ プロ−ブ針
１６ 加圧・加熱ヘッド
６１ 基板１
６２ 電極１
６３ 導電粒子
６４ 接着剤
６５ 電極２
６６ 基板２
Claims (13)
- 入出力端子電極を有する回路基板であって、前記回路基板の少なくとも入出力端子電極上の接続部位に樹脂フィルムが存在し、前記樹脂フィルムの接続部位に相当する厚さ方向の位置に前記入出力端子電極内部にまであけられた貫通孔が設けられ、前記入出力端子電極内部にまであけられた貫通孔に導電性接着剤が充填されており、かつ前記樹脂フィルムが多孔質の樹脂フィルムであることを特徴とする回路基板。
- 前記導電性接着剤には導電性フィラーが配合されており、前記導電性接着剤の導電性フィラーの全体積の５０体積％以上は大きさが実質的に均一なフィラーで構成されている請求項１に記載の回路基板。
- 入出力端子電極を有する回路基板であって、前記回路基板の少なくとも入出力端子電極上の接続部位に樹脂フィルムが存在し、前記樹脂フィルムの接続部位に相当する厚さ方向の位置に導電性接着剤が充填された貫通孔が設けられ、前記導電性接着剤には導電性フィラーが配合され、前記樹脂フィルム中にも絶縁性のフィラーが配合されており、前記導電性接着剤中の導電性フィラーの体積含有率は前記樹脂フィルム中の絶縁性のフィラーの体積含有率よりも大きい回路基板。
- 入出力端子電極を有する回路基板の少なくとも入出力端子電極上の接続部位に樹脂フィルムが存在し、前記樹脂フィルムの接続部位に相当する厚さ方向の位置に貫通孔が設けられ、前記貫通孔に導電性接着剤が充填されており、かつ前記樹脂フィルムが多孔質の樹脂フィルムである回路基板に電子部品を搭載する際のリペア方法であって、
前記回路基板に電子部品を仮搭載し、
前記仮搭載した後に接続特性を検査し、接続特性の良否を判断した後に良品であれば、加熱加圧して前記電子部品を本搭載し、不良品であれば、電子部品を除去し、新たな電子部品と交換することを特徴とするリペア方法。 - 前記回路基板の導電性接着剤はヒ−トシ−ル性の導電性接着剤である請求項４に記載のリペア方法。
- 入出力端子電極を有する回路基板に電子部品を搭載した実装構造体であって、前記回路基板の少なくとも入出力端子電極上の接続部位に樹脂フィルムが存在し、前記樹脂フィルムの接続部位に相当する厚さ方向の位置に貫通孔が設けられ、前記貫通孔に導電性接着剤が充填されており、前記導電性接着剤と前記樹脂フィルムのガラス転移温度が両方とも１８０℃以下で、ガラス転移温度以下の樹脂フィルムの弾性率が５ＧＰａ以下、同じくガラス転移温度以下の導電性接着剤の弾性率が４ＧＰａ以下であり、かつ同温度で導電性接着剤の弾性率が樹脂フィルムの弾性率を越えることはないことを特徴とする実装構造体。
- 電子部品搭載時の導電性接着剤と樹脂フィルムは硬化されて一体化されている請求項６に記載の実装構造体。
- 前記導電性接着剤が前記樹脂フィルムより遅れて硬化する材料である請求項６に記載の実装構造体。
- 前記導電性接着剤のガラス転移温度が１７０℃以下の熱硬化性樹脂で前記樹脂フィルムの硬化保持温度が１７０℃以上である請求項６に記載の実装構造体。
- 導電性接着剤の導電性フィラーはＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ、Ｆｅ及びＴｉから選ばれる少なくとも１つを含む請求項６に記載の実装構造体。
- 樹脂フィルムはエポキシ系樹脂を主成分として含み、無機物の粒子を含む請求項６に記載の実装構造体。
- 樹脂フィルムはエポキシ系樹脂を主成分として含み、導電性接着剤は導電性フィラーとしてＡｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃ、Ｐｔ及びＦｅから選ばれる少なくとも１つを含む請求項６に記載の実装構造体。
- 前記電子部品の突起電極はＡｕ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｐｄ、Ｃ、Ｐｔ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｆｅ及びＣｒの少なくとも１つを含む請求項６に記載の実装構造体。
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