JP4319258B2

JP4319258B2 - リワーク方法

Info

Publication number: JP4319258B2
Application number: JP32211095A
Authority: JP
Inventors: 功塚越; 幸寿廣澤; 宏治小林; 遵一小出; 泰史後藤
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 1995-12-12
Filing date: 1995-12-12
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2015-12-12
Also published as: JPH09161931A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品と回路板や、回路板同士を接着固定した接続部のリワーク方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子部品の小型薄型化に伴い、これらに用いる回路は高密度、高精細化している。このような電子部品と微細電極の接続は、従来のハンダやゴムコネクタ等では対応が困難であることから、最近では接着剤による方法が多用されるようになってきた。この場合、接着剤中に導電粒子等の導電材料を所定量配合し加圧または加熱加圧により厚み方向に電気的接続を得るもの（例えば特開昭５５−１０４００７号公報）と、導電粒子を用いないで接続時の加圧により電極面同士の接触により電気的接続を得るもの（例えば特開昭６０−２６２４３０号公報）が知られている。最近ではより微細化のために、導電粒子の表面を絶縁処理したり、導電粒子含有層と絶縁性接着剤の複層構成とする試みもある。
これらの接着剤や膜状物による接続部材を用いた接続において、電気的接続が不良であったり、接続後に電子部品や回路が不良であった場合、接続部間を剥離し、残った接着剤を例えば溶剤や剥離液で除去洗浄した後、再度良品を接着剤により接続する（以下リワークという）ことが求められる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このとき例えば、液晶ディスプレイパネルのような多数の回路を有する一つの電子部品に、例えばＩＣチップのような多数の他の電子部品を接続する場合、前述の接着剤除去法では、周辺部の他の接続部にまで影響し、接続不良や信頼性が低下する問題があった。この場合、リワークを行わないと１個の不良ＩＣチップのためにパネル全体が不良となってしまうので、リワーク性が重要視される。また例えばＣＯＢ（チップオンボード）やＭＣＭ（マルチチップモジュール）等のＩＣチップは、隣接する電子部品との間隔が０．５ｍｍ程度以下と密接形成される場合が多く、剥離のための治具さえ入らない場合が多く、適当な剥離方法さえない状況となっている。
【０００４】
さらに、このような用途に使用される接着剤は、接続信頼性に優れることから、熱や紫外線等による硬化型が多用され、その場合の一般的な剥離方法は、高温下で接着剤の凝集力を低下させた状態で機械的に剥離するが、この場合も周辺部の他の接続部にまで影響し、熱による損傷から接続不良を与えやすい。加えて、ＩＣチップのような電子部品の周囲にはみ出した接着剤は、スペースの少ないことや強引な機械的剥離では、回路が損傷する等のため上記方法では剥離されずに、基板回路上に残ってしまいリワーク時の障害となっている。
このようなことから、製品製造時におけるリワークが進まず接続作業性に劣ることから、コスト高の一因となっており、その改善が強く求められている。
本発明は、上記欠点に鑑みなされたもので、周辺部の他の接続部に影響を及ぼし難く、微小なスペース部分に於いても剥離作業が可能な、接着剤実装による電子部品のリワーク方法に関する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、接着剤で基板上の回路と電気的に接続されたバンプを有する電子部品を剥離する際に、前記回路よりも接着剤のスレッシュホールド値を小さくしたエキシマレーザーを、前記電子部品からはみだした接着剤に、前記電子部品の剥離前または剥離後に照射して前記基板上の接着剤を除去し、剥離した部位に再度接着剤を用いてバンプを有する正常な電子部品を電気的に接続することを特徴とする隣接する電子部品が０．５ｍｍ以下に密接形成された電子部品のリワーク方法に関し、その実施態様として、電子部品の剥離後に残存する接着剤がＩＴＯ膜を含む基板上または電子部品の下面に形成されてなることを特徴とする電子部品のリワーク方法に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明を図面を参照にしながら説明する。
図１〜４は、本発明の一実施例を説明するリワーク方法の断面模式図であり、基板１と剥離を要する電子部品２を接続部材３を用いて接続してある。
基板１としては、ポリイミドやポリエステル等のプラスチックフィルム、ガラス・エポキシ等の複合体、シリコーン等の半導体、ガラスやセラミックス等の無機物があり、必要により接着剤を介して、接続面に回路もしくは電極等の接続端子（図略）を有する。
【０００７】
電子部品２としては、半導体（ＩＣ）チップ類や前述の基板１などがある。
接続部材３は、接着剤中に導電粒子等の導電材料を所定量配合し、加圧または加熱加圧により厚み方向に電気的接続を得る異方導電接着剤や、導電材料により全方向に導電性を得るもの、あるいは導電粒子を用いないで接続時の加圧により電極面同士の接触により、電気的接続を得るもの等のいずれでも良く、これらはまた、液状物でもフィルム等の膜状物を用いて接続したものでも良い。
接続部材３の主成分である接着剤は、熱可塑性や、熱や光により硬化性を示す材料が広く適用できる。例示するとエポキシ、シアノエステル、ポリイミド、シリコーン、ポリエステル等の各系があり、これらは２種以上複合しても使用できる。中でもエポキシ系接着剤は、短時間硬化が可能で接続作業性が良く、分子構造上接着性に優れるので特に好ましく適用できる。
【０００８】
図１〜４の接続構造の代表例として例えば、電子部品２をＩＣチップとし、基板１としてＩＴＯ（酸化インジウム）回路４を有するガラス基板、接続部材３は異方導電接着剤の組み合わせであるＣＯＧがある。
図１（ａ）において、剥離を必要とする電子部品２がズラス基板１に、接続部材３で接続されている。電子部品２のバンプ５は必要に応じて存在できる。
図１（ｂ）は、電子部品２が除去された状態を示し、電子部品２の下面の接続部材３は基板１には殆ど残らず剥離されているが、電子部品２の側面の接続部材３が基板１に残っている様子を示す。
ここで電子部品２の除去方法としては、加熱により接続部材３の凝集力を低下させて剥離する方法でも良いが、周辺の電子部品に熱損傷を及ぼしやすいことから、我々の先行する発明である駆動下で剪断剥離する装置（特願平７−１３５３６０）による方法が、狭スペース部でも除去可能なことから好適である。
【０００９】
図１（ｃ）は、基板１に残った接続部材３に、レーザ光６を照射して、接続部材３を除去している様子を示す。図示してない電子部品２の下面部分の接続部材３が残留した場合も、同様にレーザ光６を照射して除去できる。
レーザ光６は、炭酸ガスやＹＡＧによるものでも接続部材３が除去可能であれば適用可能であるが、エキシマによるものが短波長で高出力であり、低温プロセスとできることから好適である。エキシマの中では、Ｋｒ−Ｆ（発振波長２４８ｎｍ）や、Ａｒ−Ｆ（同１９３ｎｍ）、Ｘｅ−Ｂｒ（同２８２ｎｍ）、Ｋｒ−Ｃｌ（同２２２ｎｍ）、Ａｒ−Ｃｌ（同１７５ｎｍ）、Ｆ−Ｆ（同１５７ｎｍ）等が適用可能であり、これらは接続部材を構成する接着剤成分の主要な結合エネルギーと発振波長（１５０〜３５０ｎｍ）の関係に注目して、なるべく両者の波長を近づけることが好ましい。
ここでまた、接着剤除去部の回路を破壊しないことも重要であり、そのためにはスレッシュホールド値（結合エネルギーの分解のしきい値）に注目して、回路のスレッシュホールド値よりも接着剤を小さくすることが好ましい。
エキシマレーザによる光化学反応は、基本的に熱を伴わないので炭化等の熱変質がないことから残留物の処理が簡単であり、また周辺の電子部品に熱損傷を与えない特徴がある。
【００１０】
図２（ａ）は、電子部品２を除去する前に電子部品２の側面にレーザ光６を照射してはみ出した接続部材を劣化もしくは除去させた後に、図２（ｂ）のように電子部品２を接続部材３と共に除去している様子を示す。この場合も良好にリワーク可能である。
図３は、多数の例えばＩＣチップのような電子部品２が密集して存在する場合であるが、エキシマレーザ光６は、光束がせまい上、レンズで集光することやマスクで必要面積とすることも可能なので、数μｍといった極めてごく小面積の狭スペース部でも接続部材を除去可能である。
図４は、図１〜３のように剥離した電子部品２に残留した接続部材３面にレーザ光６を照射し除去している。
【００１１】
本発明は、剥離を要する接続部材もしくは接着剤に、エキシマレーザーを照射して劣化除去し、再度接着剤により接続するものである。本発明に用いるエキシマレーザーは、短波長で高出力であり低温プロセスである。そのため、基本的に熱を伴わないので炭化等の熱変質がなく、また周辺の電子部品に熱損傷を与えない。そのため、リワークが極めて容易である。エキシマレーザーは、高分子を簡単に劣化することが可能であり、回路は金属であることから劣化しにくいので、高分子のみを選択的に劣化させ除去可能であるが、次に述べる事柄を配慮すると適用範囲が拡大するのでより好ましい。すなわち、エキシマレーザーの波長は、接続部材を構成する接着剤の主要結合エネルギーと発振波長（１５０〜３５０ｎｍ）の関係に注目して選定することや、加えてスレッシュホールド値（結合エネルギーの分解のしきい値）を回路よりも接着剤を小さくすることや照射回数、接着剤除去部の回数が破壊しないこと等である。また、エキシマレーザー光は、光束がせまい上、レンズで集光することやマスクで必要面積とすることも可能なので、微小スペース部分に於いても剥離作業が簡単容易であり、周辺の電子部品に熱損傷を与えない。
【００１２】
【実施例】
以下、実施例でさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。
実施例１
（１）接続体
試験用ＩＣチップ（１．５×１５ｍｍ、厚み０．５５ｍｍ、長片側端部近傍にバンプとよばれる１００μｍ角、高さ１５μｍの金電極が２００個形成）を、ガラス厚み０．７ｍｍ上に、酸化インジウムの厚み０．２μｍの薄膜回路をバンプに対応させて形成（ＩＴＯ、表面抵抗２０Ω／□）し、両者を接続部材により接続した。ガラスの薄膜回路は、バンプ対応部から外方向に延出し、接続抵抗が測定可能となっている。
接続部材は、粒径±０．１μｍのポリスチレン系粒子にＮｉ／Ａｕの厚さ０．２／０．０２μｍの金属被覆を形成した導電粒子をエポキシ樹脂系接着剤に５体積％分散した、幅２ｍｍのテープ状接着剤（接着剤のガラス転移点は１３５℃）である。接続は、１７０℃、２０ｇ／バンプ、２０秒で行った。
（２）ＩＣチップの剥離
我々の先行する発明である駆動下で剪断剥離する装置（特願平７−１３５３６０）による方法で、ＩＣチップの剥離を行った。すなわち、装置付属のヘッドによりＩＣチップを２００℃に加熱加圧し、テーブルを０．５ｍｍ駆動させて剥離した。剥離部は、図１のようにＩＣチップの下面の接続部材はガラス基板に殆ど残らず剥離されていたが、ＩＣチップの側面（周囲）に当たる部分のガラス基板に接続部材が残っていた。
（３）レーザ照射
Ｋｒ−Ｆ（発振波長２４８ｎｍ）レーザを、６５ｍＪ／ｃｍ²（パルス幅２０μｓ、パルス周波数１０Ｈｚ、５００回）でガラス基板の接続部材の残部に照射した。接続部材は若干変色し、アセトン含浸の綿棒により簡単に洗浄できた。ＩＴＯ回路は、変化が見られなかった。本実施例におけるスレッシュホールド値は、接続部材が１Ｊ／ｃｍ²以下であり、ＩＴＯが約５Ｊ／ｃｍ²であった。
（４）再接続
新しい正常な試験用ＩＣチップを、前記剥離洗浄部に（１）と同様にして再接続した。結果は良好に接続可能であった。
【００１３】
比較例１
実施例１と同様であるが、レーザー照射を行わなかった。アセトン含浸の綿棒で洗浄が不可能であり、再接続が不可能であった。
【００１４】
実施例２
実施例１と同様であるが、（３）と（４）の工程を入れ替えた。すなわち、図２で示した方法であり、ＩＣチップを除去する前にＩＣチップの側面にレーザを照射して、はみ出した接続部材を劣化させた後、ＩＣチップを接続部材と共に除去した。この場合も、周辺部の接着剤が劣化しており、剪断剥離の際に周辺部の接着剤も同時に除去でき再接続が可能であった。
本例は、実施例１に比べ製造工程内にレーザ装置があり、インラインで行う場合に特に有効と見られる。
【００１５】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、周辺部の他の接続部に熱の影響を及ぼし難く、微小部分に於いても剥離作業が可能な剥離方法を提供できる。
そのため、リワーク性が向上し接着剤を用いた接続作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すリワーク方法の断面模式図である。
【図２】本発明の他の実施例を示すリワーク方法の断面模式図である。
【図３】本発明の他の実施例を示すリワーク方法の断面模式図である。
【図４】本発明の他の実施例を示すリワーク方法の断面模式図である。
【符号の説明】
１基板
２電子部品
３接続部材
４回路
５バンプ
６レーザ光

Claims

接着剤で基板上の回路と電気的に接続されたバンプを有する電子部品を剥離する際に、前記回路よりも接着剤のスレッシュホールド値を小さくしたエキシマレーザーを、前記電子部品からはみだした接着剤に、前記電子部品の剥離前または剥離後に照射することにより、前記基板上の接着剤を除去した後、剥離した部位に再度接着剤を用いてバンプを有する正常な電子部品を電気的に接続することを特徴とする隣接する電子部品が０．５ｍｍ以下に密接形成された電子部品のリワーク方法。
請求項１において、電子部品の剥離後に残存する接着剤がＩＴＯ膜を含む基板上または電子部品の下面に形成されてなることを特徴とする電子部品のリワーク方法。