JP5869911B2 - Thermosetting resin composition - Google Patents
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Description
本発明は、はんだボールを有するパッケージ部品の接合方法に用いる熱硬化性樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a thermosetting resin composition used in a method for joining package parts having solder balls.
電子機器の小型化および薄型化に伴い、はんだボールを有するパッケージ部品（いわゆるボールグリッドアレイパッケージ：ＢＧＡパッケージ）が用いられている。そして、このようなＢＧＡパッケージにおいてもファインピッチのものが要求されているが、ファインピッチのＢＧＡパッケージを実装基板に接合する場合には、はんだボールのみでは接合部分の強度が弱いという問題がある。そのため、通常は、アンダーフィル材をＢＧＡパッケージと実装基板との間に充填し硬化させることで接合部分を補強している。しかしながら、アンダーフィル材を充填し硬化させるためには手間がかかるため、生産コストの点で問題がある。
一方、実装基板上にフラックス剤を含有する接着剤を予め印刷しておき、印刷部分にパッケージ部品を実装する方法が提案されている（特許文献１参照）。
As electronic devices become smaller and thinner, package parts having solder balls (so-called ball grid array package: BGA package) are used. Further, such a BGA package is also required to have a fine pitch. However, when a fine pitch BGA package is joined to a mounting substrate, there is a problem that the strength of the joint portion is weak only with solder balls. For this reason, usually, the joint portion is reinforced by filling and curing an underfill material between the BGA package and the mounting substrate. However, since it takes time to fill and cure the underfill material, there is a problem in terms of production cost.
On the other hand, a method has been proposed in which an adhesive containing a flux agent is printed in advance on a mounting substrate, and a package component is mounted on a printed portion (see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献１に記載の接着剤を用いる方法においても、接着剤の印刷工程を別途行う必要があり、手間がかかると共に特別な設備が必要となるため、生産コストの点で問題がある。
そこで、本発明者らは、特願２０１１−１４４３２８において、簡便な方法により、はんだボールを有するパッケージ部品と実装基板との接合強度を確保することが可能なパッケージ部品の接合方法を提案している。本発明は、このパッケージ部品の接合方法に好適に用いることができる熱硬化性樹脂組成物を提供することを目的とする。
However, the method using an adhesive described in Patent Document 1 also has a problem in terms of production cost because it requires a separate printing process for the adhesive, which takes time and requires special equipment.
In view of this, the present inventors have proposed a bonding method for package components in Japanese Patent Application No. 2011-144328 that can secure bonding strength between a package component having solder balls and a mounting substrate by a simple method. . An object of this invention is to provide the thermosetting resin composition which can be used suitably for the joining method of this package component.
前記課題を解決すべく、本発明は、以下のような熱硬化性樹脂組成物を提供するものである。
すなわち、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂組成物からなり、厚みがはんだボールの高さ寸法に対して２０％以上９０％以下である樹脂組成物膜を形成する膜形成工程と、パッケージ部品のはんだボールを前記樹脂組成物膜中に浸漬させて、前記熱硬化性樹脂組成物を前記はんだボールに付着させる樹脂組成物付着工程と、前記熱硬化性樹脂組成物が付着したパッケージ部品を実装基板の接合用ランド上に搭載する搭載工程と、前記パッケージ部品が搭載された実装基板を加熱することにより、前記はんだボールを溶融させ、前記はんだボールを前記実装基板の接合用ランドに接合するリフロー工程と、を備えるパッケージ部品の接合方法に用いる熱硬化性樹脂組成物であって、エポキシ樹脂と、有機酸と、チクソ剤とを含有し、前記エポキシ樹脂は、ダイマー酸型エポキシ樹脂を含有することを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following thermosetting resin composition.
That is, the thermosetting resin composition of the present invention comprises a thermosetting resin composition, and forms a resin composition film having a thickness of 20% or more and 90% or less with respect to the height dimension of the solder ball. A step of immersing a solder ball of a package component in the resin composition film to attach the thermosetting resin composition to the solder ball; and attaching the thermosetting resin composition A mounting step of mounting the packaged component on a mounting land for bonding the mounting substrate; and heating the mounting substrate on which the package component is mounted to melt the solder ball, thereby bonding the solder ball to the mounting substrate A thermosetting resin composition for use in a method for joining package parts comprising a reflow process for joining to a land, comprising an epoxy resin, an organic acid, and a thixotropic agent. The epoxy resin is characterized in that it contains a dimer acid type epoxy resin.
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂硬化剤をさらに含有することが好ましい。
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、単官能グリシジル基含有化合物をさらに含有することが好ましい。
本発明の熱硬化性樹脂組成物においては、厚みが０．２ｍｍの膜を形成した場合におけるタック力が２Ｎ／ｍ２以上１４Ｎ／ｍ２以下であり、温度４０℃における粘度が２０Ｐａ・ｓ以上３０００Ｐａ・ｓ以下であり、温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温した場合における最低粘度が１Ｐａ・ｓ以下であり、且つ、温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温した後のはんだ融点における粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上であることが好ましい。
The thermosetting resin composition of the present invention preferably further contains an epoxy resin curing agent.
The thermosetting resin composition of the present invention preferably further contains a monofunctional glycidyl group-containing compound.
In the thermosetting resin composition of the present invention, when a film having a thickness of 0.2 mm is formed, the tack force is 2 N / m 2 or more and 14 N / m 2 or less, and the viscosity at a temperature of 40 ° C. is 20 Pa · s or more. It is 3000 Pa · s or less, the minimum viscosity is 1 Pa · s or less when the temperature is raised from a temperature of 40 ° C. to the melting point of the solder at a rate of 0.1 ° C./second, and the melting point of the solder from the temperature of 40 ° C. It is preferable that the viscosity at the melting point of the solder after being heated at a temperature rising rate of 0.1 ° C./second is 10,000 Pa · s or more.
本発明に関するパッケージ部品の接合方法においては、以下説明するように、簡便な方法により、はんだボールを有するパッケージ部品と実装基板との接合強度を確保することが可能となる。
すなわち、本発明に関するパッケージ部品の接合方法においては、はんだボールを有するパッケージ部品を実装基板に搭載する前に、前記パッケージ部品のはんだボールを所定の厚みの樹脂組成物膜中に浸漬させて、熱硬化性樹脂組成物を前記はんだボールに付着させている。このようにすることにより、前記パッケージ部品のはんだボールにのみ前記熱硬化性樹脂組成物を付着させることができ、前記熱硬化性樹脂組成物の付着量を均一にすることもできる。そのため、前記パッケージ部品における前記熱硬化性樹脂組成物の付着量が多過ぎるために、パッケージ部品を樹脂組成物膜から引き剥がすことができないといった問題が生じるおそれはなく、一方で、前記パッケージ部品における前記熱硬化性樹脂組成物の付着量が少な過ぎるために、前記パッケージ部品と前記実装基板との接合強度を確保することができないといった問題が生じるおそれはない。
また、本発明に関するパッケージ部品の接合方法においては、前記熱硬化性樹脂組成物が付着したパッケージ部品を前記実装基板に搭載した後に、リフロー工程を行っている。このように、リフロー工程での熱を利用して、前記熱硬化性樹脂組成物を前記はんだボールに濡れ広がらせると共に、前記熱硬化性樹脂組成物が濡れ広がった後には前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させることにより、前記パッケージ部品と前記実装基板との接合強度を確保することができる。
このようにして、アンダーフィル材などを用いて接合部分を補強しない場合でも、簡便な方法により、はんだボールを有するパッケージ部品と実装基板との接合強度を確保することが可能となる。
In the method for bonding package components according to the present invention, it is possible to ensure the bonding strength between the package component having solder balls and the mounting substrate by a simple method, as will be described below.
That is, in the method for bonding package parts according to the present invention, before mounting the package parts having solder balls on the mounting substrate, the solder balls of the package parts are immersed in a resin composition film having a predetermined thickness, A curable resin composition is adhered to the solder balls. By doing in this way, the said thermosetting resin composition can be made to adhere only to the solder ball of the said package component, and the adhesion amount of the said thermosetting resin composition can also be made uniform. Therefore, since there is too much adhesion amount of the thermosetting resin composition in the package component, there is no fear that the package component cannot be peeled off from the resin composition film. Since the adhesion amount of the thermosetting resin composition is too small, there is no possibility of causing a problem that the bonding strength between the package component and the mounting substrate cannot be ensured.
Moreover, in the joining method of the package components regarding this invention, after mounting the package components to which the said thermosetting resin composition adhered to the said mounting substrate, the reflow process is performed. Thus, using the heat in the reflow process, the thermosetting resin composition is wetted and spread on the solder balls, and after the thermosetting resin composition is wetted and spread, By curing the object, the bonding strength between the package component and the mounting substrate can be ensured.
In this manner, even when the joint portion is not reinforced using an underfill material or the like, it is possible to secure the joint strength between the package component having the solder ball and the mounting substrate by a simple method.
また、本発明者らは、本発明に関するパッケージ部品の接合方法においては、リフロー工程において熱硬化性樹脂組成物に過度の熱履歴がかかる場合には、前記パッケージ部品と前記実装基板との接合強度を確保することができなくなるという課題を見出した。そして、この課題を解決すべく鋭意研究をした結果、リフロー工程において熱硬化性樹脂組成物に過度の熱履歴がかかる場合でも、前記パッケージ部品と前記実装基板との接合強度を確保することができる熱硬化性樹脂組成物を発明するに至った。 In addition, in the bonding method of the package component according to the present invention, when excessive heat history is applied to the thermosetting resin composition in the reflow process, the bonding strength between the package component and the mounting substrate is determined. I found the problem that I could not secure. And as a result of earnest research to solve this problem, even when excessive heat history is applied to the thermosetting resin composition in the reflow process, the bonding strength between the package component and the mounting substrate can be ensured. It came to invent the thermosetting resin composition.
本発明によれば、リフロー工程において熱硬化性樹脂組成物に過度の熱履歴がかかる場合でも、前記パッケージ部品と前記実装基板との接合強度を確保することができ、前記パッケージ部品の接合方法に好適に用いることができる熱硬化性樹脂組成物を提供する。 According to the present invention, even when an excessive heat history is applied to the thermosetting resin composition in the reflow process, it is possible to ensure the bonding strength between the package component and the mounting substrate, and to the method for bonding the package component. A thermosetting resin composition that can be suitably used is provided.
まず、本発明に関するパッケージ部品の接合方法の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図４は、本発明に関するパッケージ部品の接合方法を説明するための図である。
本発明に関するパッケージ部品の接合方法は、図１〜図４に示すように、はんだボール１１を有するパッケージ部品１を実装基板２に接合させるパッケージ部品の接合方法であって、以下説明する膜形成工程、樹脂組成物付着工程、搭載工程、およびリフロー工程を備える方法である。
パッケージ部品１は、はんだボール１１を有するパッケージ部品であり、パッケージ基板１２の一方の面におけるランド１３上にはんだボール１１を有するものである。前記はんだボールの直径は特に限定されないが、例えば、０．１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以上０．７ｍｍ以下であることがより好ましい。はんだボールの直径が前記下限未満の場合には、はんだボールが小さ過ぎるためにパッケージ部品を実装基板に接合することが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超える場合には、はんだボールによる接合のみでもパッケージ部品と実装基板との接合強度を確保できるため、本発明のパッケージ部品の接合方法を採用する必要はない。また、前記はんだボールのピッチは特に限定されないが、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．４ｍｍ以上１．３ｍｍ以下であることがより好ましい。はんだボールのピッチが前記下限未満の場合には、パッケージ部品を実装することが困難であるばかりか、熱硬化性樹脂組成物の付着量の制御が難しいため、過度の付着によるはんだボールの接合不良となりやすい傾向にあり、他方、前記上限を超える場合には、はんだボールによる接合のみでもパッケージ部品と実装基板との接合強度を確保できるため、パッケージ部品の接合方法を採用する必要はない。
パッケージ部品１の大きさは特に限定されないが、例えば、パッケージ部品１の一辺の長さが５ｍｍ以上３０ｍｍ以下となる大きさであることが好ましい。また、パッケージ部品１あたりのはんだボールの数は特に限定されないが、例えば、２００個以上１０００個以下であることが好ましい。
本発明に用いるはんだは特に限定されず、公知のはんだを適宜用いることができる。また、本発明に用いるはんだの融点も特に限定されないが、通常は、１３０℃以上２５０℃以下であることが好ましい。
First, an embodiment of a method for joining package parts according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 4 are views for explaining a method of joining package parts according to the present invention.
The package component bonding method according to the present invention is a package component bonding method in which a package component 1 having solder balls 11 is bonded to a mounting substrate 2 as shown in FIGS. , A resin composition attaching step, a mounting step, and a reflow step.
The package component 1 is a package component having solder balls 11, and has the solder balls 11 on the lands 13 on one surface of the package substrate 12. The diameter of the solder ball is not particularly limited, but is preferably 0.1 mm or more and 0.8 mm or less, and more preferably 0.2 mm or more and 0.7 mm or less. When the diameter of the solder ball is less than the lower limit, the solder ball is too small and it tends to be difficult to join the package component to the mounting substrate. Since the bonding strength between the package component and the mounting substrate can be ensured only by bonding, it is not necessary to adopt the method for bonding package components of the present invention. The pitch of the solder balls is not particularly limited, but is preferably 0.2 mm or more and 1.5 mm or less, and more preferably 0.4 mm or more and 1.3 mm or less. If the pitch of the solder balls is less than the above lower limit, it is difficult to mount the package parts, and it is difficult to control the adhesion amount of the thermosetting resin composition. On the other hand, when the above upper limit is exceeded, the bonding strength between the package component and the mounting substrate can be ensured only by bonding with the solder ball, so there is no need to adopt a method for bonding package components.
Although the size of the package component 1 is not particularly limited, for example, it is preferable that the length of one side of the package component 1 is 5 mm or more and 30 mm or less. Further, the number of solder balls per package component 1 is not particularly limited, but is preferably 200 or more and 1000 or less, for example.
The solder used for this invention is not specifically limited, A well-known solder can be used suitably. Also, the melting point of the solder used in the present invention is not particularly limited, but usually it is preferably 130 ° C. or higher and 250 ° C. or lower.
膜形成工程においては、図１に示すように、厚み（Ｔ）がはんだボールの高さ寸法（Ｈ）に対して２０％以上９０％以下である樹脂組成物膜３を形成する。樹脂組成物膜の厚み（Ｔ）が前記下限未満では、パッケージ部品に付着する熱硬化性樹脂組成物の付着量が不足するためにパッケージ部品と実装基板との接合強度が不十分となり、他方、前記上限を超えると、パッケージ部品に付着する熱硬化性樹脂組成物の付着量が多過ぎるために、パッケージ部品を樹脂組成物膜から引き剥がすことができないといった問題が生じるおそれがある。
樹脂組成物膜３を形成する方法は特に限定されないが、熱硬化性樹脂組成物を支持体４上に塗布することにより、図１に示すような、樹脂組成物膜３を形成する方法を採用することができる。このような場合に用いる塗布装置としては、例えば、ロールコーター、カーテンコーター、スプレーコーター、ディップコーター、バーコーター、アプリケーター、スクリーン印刷機、ダイコーター、リップコーター、コンマコーター、グラビアコーターが挙げられる。これらの中でも、膜厚の均一性およびチップマウント装置への適用のしやすさという観点から、ロールコーター、ダイコーターがより好ましく、ロールコーターが特に好ましい。
In the film forming step, as shown in FIG. 1, a resin composition film 3 having a thickness (T) of 20% or more and 90% or less with respect to the height dimension (H) of the solder ball is formed. If the thickness (T) of the resin composition film is less than the lower limit, the bonding strength between the package component and the mounting substrate becomes insufficient due to the insufficient amount of the thermosetting resin composition attached to the package component, If the upper limit is exceeded, the amount of the thermosetting resin composition adhering to the package component is too large, and there is a possibility that the package component cannot be peeled off from the resin composition film.
The method of forming the resin composition film 3 is not particularly limited, but a method of forming the resin composition film 3 as shown in FIG. 1 by applying the thermosetting resin composition on the support 4 is adopted. can do. Examples of the coating apparatus used in such a case include a roll coater, a curtain coater, a spray coater, a dip coater, a bar coater, an applicator, a screen printer, a die coater, a lip coater, a comma coater, and a gravure coater. Among these, a roll coater and a die coater are more preferable, and a roll coater is particularly preferable from the viewpoint of film thickness uniformity and ease of application to a chip mount apparatus.
樹脂組成物付着工程においては、図２に示すように、パッケージ部品１のはんだボール１１を樹脂組成物膜３中に浸漬させて、熱硬化性樹脂組成物をはんだボール１１に付着させる。
パッケージ部品１のはんだボール１１を樹脂組成物膜３中に浸漬させる場合には、はんだボール１１が支持体４に接触するようにすることが好ましい。このようにすれば、樹脂組成物膜３の厚みが均一であるために、はんだボール１１に付着する熱硬化性樹脂組成物の付着量を均一にすることができる。
In the resin composition attaching step, as shown in FIG. 2, the solder balls 11 of the package component 1 are immersed in the resin composition film 3 to attach the thermosetting resin composition to the solder balls 11.
When the solder balls 11 of the package component 1 are immersed in the resin composition film 3, it is preferable that the solder balls 11 are in contact with the support 4. In this way, since the thickness of the resin composition film 3 is uniform, the amount of the thermosetting resin composition that adheres to the solder balls 11 can be made uniform.
搭載工程においては、図３に示すように、熱硬化性樹脂組成物３１が付着したパッケージ部品１を実装基板２の接合用ランド２１上に搭載する。
実装基板２は、絶縁基材２２と、絶縁基材２２上に形成された接合用ランド２１とを備えるものである。そして、この接合用ランド２１上にパッケージ部品１など各種部品を搭載する。
搭載工程に用いる装置としては、公知のチップマウント装置を適宜用いることができる。なお、本発明においては、搭載工程の前に樹脂組成物付着工程を施す必要がある。そのため、搭載工程に用いる装置としては、部品をピックアップしてから実装基板２に搭載するまでの間に、樹脂組成物付着工程を施すことが可能な装置を用いることが好ましい。
接合用ランド２１の材質としては、公知の導電性材料（銅、銀など）を適宜用いることができる。また、絶縁基材２２としては、公知の絶縁基材（ガラスエポキシ基材、ポリイミド基材など）を適宜用いることができる。
In the mounting step, as shown in FIG. 3, the package component 1 to which the thermosetting resin composition 31 is attached is mounted on the bonding land 21 of the mounting substrate 2.
The mounting substrate 2 includes an insulating base material 22 and bonding lands 21 formed on the insulating base material 22. Various components such as the package component 1 are mounted on the bonding land 21.
As a device used in the mounting process, a known chip mount device can be used as appropriate. In the present invention, it is necessary to perform a resin composition adhesion step before the mounting step. Therefore, as an apparatus used for the mounting process, it is preferable to use an apparatus that can perform the resin composition adhesion process after picking up the component and mounting it on the mounting substrate 2.
As a material of the bonding land 21, a known conductive material (such as copper or silver) can be used as appropriate. Moreover, as the insulating base material 22, a well-known insulating base material (a glass epoxy base material, a polyimide base material, etc.) can be used suitably.
リフロー工程においては、パッケージ部品１が搭載された実装基板２を加熱することにより、はんだボール１１を溶融させ、図４に示すように、はんだボール１１を実装基板の接合用ランド２１に接合する。
リフロー工程に用いる装置としては、公知のリフロー炉を適宜用いることができる。
リフロー工程における加熱温度は、はんだの融点に応じて異なるために限定されないが、例えば、はんだの融点よりも１０℃以上高いことが好ましく、はんだの融点よりも１５℃以上高いことがより好ましい。
リフロー工程における昇温速度は、０．２℃／秒以上２．０℃／秒以下であることが好ましく、０．４℃／秒以上１．８℃／秒以下であることがより好ましい。昇温速度が前記下限未満では、はんだが溶融する前に熱硬化性樹脂組成物３２が硬化してしまうおそれがあり、他方、前記上限を超えると、熱硬化性樹脂組成物３２の濡れ広がりが不十分となる傾向にある。
In the reflow process, by heating the mounting substrate 2 on which the package component 1 is mounted, the solder balls 11 are melted, and the solder balls 11 are bonded to the bonding lands 21 of the mounting substrate as shown in FIG.
As an apparatus used for the reflow process, a known reflow furnace can be appropriately used.
The heating temperature in the reflow process is not limited because it varies depending on the melting point of the solder. For example, the heating temperature is preferably higher by 10 ° C. than the melting point of the solder, and more preferably higher by 15 ° C. than the melting point of the solder.
The temperature increase rate in the reflow process is preferably 0.2 ° C./second or more and 2.0 ° C./second or less, and more preferably 0.4 ° C./second or more and 1.8 ° C./second or less. If the rate of temperature increase is less than the lower limit, the thermosetting resin composition 32 may be cured before the solder melts. On the other hand, if the upper limit is exceeded, wetting and spreading of the thermosetting resin composition 32 may occur. It tends to be insufficient.
以上のような実施形態によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、パッケージ部品１のはんだボール１１にのみ熱硬化性樹脂組成物３１を付着させることができ、熱硬化性樹脂組成物３１の付着量を均一にすることもできる。そのため、パッケージ部品１における熱硬化性樹脂組成物３１の付着量が多過ぎるために、パッケージ部品１を樹脂組成物膜３から引き剥がすことができないといった問題が生じるおそれはなく、一方で、パッケージ部品１における熱硬化性樹脂組成物３１の付着量が少な過ぎるために、パッケージ部品１と実装基板２との接合強度を確保することができないといった問題が生じるおそれはない。
また、リフロー工程での熱を利用して、図３に示すように、パッケージ部品１のはんだボール１１に付着した付着後の熱硬化性樹脂組成物３１をはんだボール１１に濡れ広がらせると共に、熱硬化性樹脂組成物３１が濡れ広がった後には熱硬化性樹脂組成物３１を硬化させて、図４に示すような硬化後の熱硬化性樹脂組成物３２とすることにより、パッケージ部品１と実装基板２との接合強度を確保することができる。
このようにして、アンダーフィル材などを用いて接合部分を補強しない場合でも、簡便な方法により、はんだボール１１を有するパッケージ部品１と実装基板２との接合強度を確保することが可能となる。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
That is, the thermosetting resin composition 31 can be attached only to the solder balls 11 of the package component 1, and the adhesion amount of the thermosetting resin composition 31 can be made uniform. Therefore, there is no possibility that the package component 1 cannot be peeled off from the resin composition film 3 because the amount of the thermosetting resin composition 31 attached to the package component 1 is too large. Therefore, there is no possibility that the bonding strength between the package component 1 and the mounting substrate 2 cannot be ensured because the adhesion amount of the thermosetting resin composition 31 in 1 is too small.
Further, as shown in FIG. 3, the heat-curable resin composition 31 after adhering to the solder balls 11 of the package component 1 is wetted and spread on the solder balls 11 by using heat in the reflow process. After the curable resin composition 31 wets and spreads, the thermosetting resin composition 31 is cured to form a cured thermosetting resin composition 32 as shown in FIG. Bonding strength with the substrate 2 can be ensured.
In this way, even when the joint portion is not reinforced using an underfill material or the like, the joint strength between the package component 1 having the solder balls 11 and the mounting substrate 2 can be secured by a simple method.
なお、前記実施形態においては、前記搭載工程前に、さらに、実装基板２の接合用ランド２１上にソルダーペースト（図示せず）を印刷するソルダーペースト印刷工程を施してもよい。このような印刷工程により、はんだボール１１を有するパッケージ部品１と実装基板２との接合強度をさらに向上させることができる。
このような場合に用いるソルダーペーストとしては、公知のソルダーペーストを適宜用いることができる。
In the embodiment, a solder paste printing step of printing a solder paste (not shown) on the bonding land 21 of the mounting substrate 2 may be further performed before the mounting step. By such a printing process, the bonding strength between the package component 1 having the solder balls 11 and the mounting substrate 2 can be further improved.
As a solder paste used in such a case, a known solder paste can be used as appropriate.
次に、本発明の熱硬化性樹脂組成物について説明する。すなわち、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、前記パッケージ部品の接合方法に用いる熱硬化性樹脂組成物であって、エポキシ樹脂と、有機酸と、チクソ剤とを含有し、かつ前記エポキシ樹脂はダイマー酸型エポキシ樹脂を含有するものである。 Next, the thermosetting resin composition of the present invention will be described. That is, the thermosetting resin composition of the present invention is a thermosetting resin composition used in the method for bonding package parts, and includes an epoxy resin, an organic acid, and a thixotropic agent, and the epoxy resin. Contains a dimer acid type epoxy resin.
本発明に用いるエポキシ樹脂は、ダイマー酸型エポキシ樹脂を含有することが必要である。ダイマー酸型エポキシ樹脂としては、エポキシ樹脂とダイマー酸との重縮合物などが挙げられ、例えば、三菱化学社製のｊＥＲ８７２、新日鐵化学社製のＹＤ−１７１、ＹＤ−１７２が挙げられる。熱硬化性樹脂組成物が前記ダイマー酸型エポキシ樹脂を含有しない場合には、リフロー工程において熱硬化性樹脂組成物に過度の熱履歴がかかる場合に、パッケージ部品と実装基板との接合強度を確保することができない。 The epoxy resin used in the present invention needs to contain a dimer acid type epoxy resin. Examples of the dimer acid type epoxy resin include a polycondensate of an epoxy resin and a dimer acid, and examples thereof include jER872 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, YD-171 and YD-172 manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd. When the thermosetting resin composition does not contain the dimer acid type epoxy resin, the bonding strength between the package component and the mounting substrate is ensured when excessive heat history is applied to the thermosetting resin composition in the reflow process. Can not do it.
前記ダイマー酸型エポキシ樹脂の含有量としては、熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、５質量％以上３０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上２０質量％以下であることがより好ましい。ダイマー酸型エポキシ樹脂の含有量が前記下限未満では、リフロー工程において熱硬化性樹脂組成物に過度の熱履歴がかかる場合の接合強度が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、熱硬化性樹脂組成物によりはんだ接合が阻害されやすくなり、はんだボールによる接合がしにくくなる傾向にある。 The content of the dimer acid type epoxy resin is preferably 5% by mass or more and 30% by mass or less, and preferably 10% by mass or more and 20% by mass or less with respect to 100% by mass of the thermosetting resin composition. Is more preferable. If the content of the dimer acid type epoxy resin is less than the above lower limit, the bonding strength tends to decrease when an excessive heat history is applied to the thermosetting resin composition in the reflow process. The curable resin composition tends to hinder solder bonding and tends to be difficult to bond with solder balls.
また、本発明では、前記ダイマー酸型エポキシ樹脂と、これ以外のエポキシ樹脂とを併用することが好ましい。
前記ダイマー酸型以外のエポキシ樹脂としては、公知のエポキシ樹脂を適宜用いることができる。前記ダイマー酸型以外のエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビフェニル型、ナフタレン型、クレゾールノボラック型、フェノールノボラック型、エステル型などのエポキシ樹脂が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、これらのエポキシ樹脂は、常温で液状のものを含有することが好ましく、常温で固形のものを用いる場合には、常温で液状のものと併用することが好ましい。また、これらのエポキシ樹脂の型の中でも、硬化物が落下衝撃に対し有効であり、更にはんだの融点時までにおけるリフロー処理過程において濡れ広がり性が良好という観点から、ナフタレン型、液状ビスフェノールＡ型、液状ビスフェノールＦ型、液状水添タイプのビスフェノールＡ型が好ましい。
Moreover, in this invention, it is preferable to use together the said dimer acid type epoxy resin and an epoxy resin other than this.
As an epoxy resin other than the dimer acid type, a known epoxy resin can be appropriately used. Examples of epoxy resins other than the dimer acid type include epoxy resins such as bisphenol A type, bisphenol F type, biphenyl type, naphthalene type, cresol novolac type, phenol novolac type, and ester type. These epoxy resins may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types. Further, these epoxy resins preferably contain a liquid at normal temperature, and when a solid at normal temperature is used, it is preferably used in combination with a liquid at normal temperature. Among these epoxy resin molds, the cured product is effective against drop impact, and from the viewpoint of good wetting and spreading in the reflow process up to the melting point of the solder, naphthalene type, liquid bisphenol A type, Liquid bisphenol F type and liquid hydrogenated bisphenol A type are preferred.
前記ダイマー酸型以外のエポキシ樹脂の含有量としては、熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、２０質量％以上８０質量％以下であることが好ましく、３０質量％以上６０質量％以下であることがより好ましい。エポキシ樹脂の含有量が前記下限未満では、パッケージ部品を固着させるために十分な強度が得られないため、落下衝撃に対する耐性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、熱硬化性樹脂組成物中の有機酸およびチクソ剤の含有量が減少し、エポキシ樹脂を硬化せしめる速度が遅延すると伴にリフロー過程において、パッケージ部品が位置ずれを起こし、導通不良となりやすい傾向にある。 The content of the epoxy resin other than the dimer acid type is preferably 20% by mass to 80% by mass and more preferably 30% by mass to 60% by mass with respect to 100% by mass of the thermosetting resin composition. More preferably. If the content of the epoxy resin is less than the lower limit, sufficient strength for fixing the package parts cannot be obtained, and thus the resistance to drop impact tends to decrease. On the other hand, if the content exceeds the upper limit, the thermosetting resin The contents of the organic acid and the thixotropic agent in the composition are reduced, and the rate at which the epoxy resin is cured is delayed. At the same time, in the reflow process, the package parts are liable to be displaced and tend to have poor conduction.
本発明に用いる有機酸としては、公知の有機酸を適宜用いることができる。このような有機酸の中でも、エポキシ樹脂との溶解性に優れるという観点、並びに保管中において結晶の析出が起こりにくいという観点から、アルキレン基を有する二塩基酸を用いることが好ましい。このようなアルキレン基を有する二塩基酸としては、例えば、アジピン酸、２，５−ジエチルアジピン酸、２，４−ジエチルグルタル酸、２，２−ジエチルグルタル酸、３−メチルグルタル酸、２−エチル−３−プロピルグルタル酸、セバシン酸が挙げられる。これらの中でも、アジピン酸が好ましい。 As the organic acid used in the present invention, a known organic acid can be appropriately used. Among these organic acids, it is preferable to use a dibasic acid having an alkylene group from the viewpoint of excellent solubility with an epoxy resin and from the viewpoint that crystals are hardly precipitated during storage. Examples of the dibasic acid having such an alkylene group include adipic acid, 2,5-diethyladipic acid, 2,4-diethylglutaric acid, 2,2-diethylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, 2- Examples include ethyl-3-propylglutaric acid and sebacic acid. Among these, adipic acid is preferable.
前記有機酸の含有量としては、熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、１質量％以上２５質量％以下であることが好ましく、５質量％以上２０質量％以下であることがより好ましい。有機酸の含有量が前記下限未満では、エポキシ樹脂を硬化せしめる速度が遅延することで硬化不良となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、熱硬化性樹脂組成物を硬化せしめてなる硬化膜の絶縁信頼性が低下する傾向にある。 As content of the said organic acid, it is preferable that they are 1 mass% or more and 25 mass% or less with respect to 100 mass% of thermosetting resin compositions, and it is more preferable that they are 5 mass% or more and 20 mass% or less. . If the content of the organic acid is less than the lower limit, the curing rate tends to be poor due to a delay in the rate of curing the epoxy resin. On the other hand, if the content exceeds the upper limit, the thermosetting resin composition is cured. The insulation reliability of the film tends to decrease.
本発明に用いるチクソ剤としては、公知のチクソ剤を適宜用いることができる。このようなチクソ剤としては、例えば、脂肪酸アマイド、水添ヒマシ油が挙げられる。これらの中でも、パッケージ部品のはんだボールに熱硬化性樹脂組成物を付着させ、当該部品を接合用ランド上に搭載した際の付着性の観点から、脂肪酸アマイドが好ましい。 As the thixotropic agent used in the present invention, a known thixotropic agent can be appropriately used. Examples of such a thixotropic agent include fatty acid amide and hydrogenated castor oil. Among these, fatty acid amide is preferable from the viewpoint of adhesion when the thermosetting resin composition is adhered to the solder balls of the package component and the component is mounted on the bonding land.
前記チクソ剤の含有量としては、熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、０．５質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、１質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。チクソ剤の含有量が前記下限未満では、チクソ性が得られず、パッケージ部品のはんだボールを樹脂組成物膜中に浸漬した際、熱硬化性樹脂組成物が十分付着しないばかりか、接合用ランド上に搭載した際の当該部品の付着力も低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、熱硬化性樹脂組成物がはんだボール上に濡れ広がりにくくなり、硬化膜の絶縁信頼性が低下する傾向にある。 The thixotropic agent content is preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less, and preferably 1% by mass or more and 5% by mass or less with respect to 100% by mass of the thermosetting resin composition. More preferred. If the content of the thixotropic agent is less than the above lower limit, thixotropy cannot be obtained, and when the solder balls of the package parts are immersed in the resin composition film, the thermosetting resin composition does not adhere sufficiently, and the bonding land On the other hand, when the upper limit is exceeded, the thermosetting resin composition is less likely to spread on the solder balls, and the insulation reliability of the cured film is reduced. Tend to.
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、単官能グリシジル基含有化合物をさらに含有することが好ましい。本発明の熱硬化性樹脂組成物においては、前記エポキシ樹脂の一部の代わりに、このような単官能グリシジル基含有化合物を用いることにより、熱硬化性樹脂組成物の硬化性等の諸特性を維持しつつ、熱硬化性樹脂組成物における粘度をより好適な範囲に調整することができる。
本発明に用いる単官能グリシジル基含有化合物としては、公知の単官能グリシジル基含有化合物を適宜用いることができる。このような単官能グリシジル基含有化合物としては、例えば、メチルグリシジルエーテル、エチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、２−メチルオクチルグリシジルエーテル、メトキシポリエチレングリコールモノグリシジルエーテル、エトキシポリエチレングリコールモノグリシジルエーテル、ブトキシポリエチレングリコールモノグリシジルエーテル、フェノキシポリエチレングリコールモノグリシジルエーテル、ｐ−ターシャリーブチルフェニルグリシジルエーテル、ｓｅｃ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ｎ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、フェニルフェノールグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテル、ジブロモクレジルグリシジルエーテルが挙げられる。これらの単官能グリシジル基含有化合物は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、これらの単官能グリシジル基含有化合物の中でも、粘度の調整のしやすさの観点から、フェニルグリシジルエーテルが特に好ましい。
The thermosetting resin composition of the present invention preferably further contains a monofunctional glycidyl group-containing compound. In the thermosetting resin composition of the present invention, by using such a monofunctional glycidyl group-containing compound instead of a part of the epoxy resin, various properties such as curability of the thermosetting resin composition can be obtained. While maintaining, the viscosity of the thermosetting resin composition can be adjusted to a more suitable range.
As the monofunctional glycidyl group-containing compound used in the present invention, a known monofunctional glycidyl group-containing compound can be appropriately used. Examples of such monofunctional glycidyl group-containing compounds include methyl glycidyl ether, ethyl glycidyl ether, butyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, decyl glycidyl ether, stearyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, 2- Methyl octyl glycidyl ether, methoxy polyethylene glycol monoglycidyl ether, ethoxy polyethylene glycol monoglycidyl ether, butoxy polyethylene glycol monoglycidyl ether, phenoxy polyethylene glycol monoglycidyl ether, p-tertiary butyl phenyl glycidyl ether, sec-butyl phenyl glycidyl ether, n -Butylphenyl glycidyl ether Phenylphenol glycidyl ether, cresyl glycidyl ether, dibromo cresyl glycidyl ether. These monofunctional glycidyl group-containing compounds may be used singly or in combination of two or more. Among these monofunctional glycidyl group-containing compounds, phenyl glycidyl ether is particularly preferable from the viewpoint of easy viscosity adjustment.
前記単官能グリシジル基含有化合物を用いる場合、その含有量としては、熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、５質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上４０質量％以下であることがより好ましい。単官能グリシジル基含有化合物の含有量が前記下限未満では、熱硬化性樹脂組成物の粘度を調整するという効果が得られにくい傾向にあり、他方、前記上限を超えると、熱硬化性樹脂組成物の硬化性等の諸特性が低下する傾向にある。 When the monofunctional glycidyl group-containing compound is used, the content thereof is preferably 5% by mass or more and 50% by mass or less, and preferably 10% by mass or more and 40% by mass with respect to 100% by mass of the thermosetting resin composition. % Or less is more preferable. If the content of the monofunctional glycidyl group-containing compound is less than the lower limit, the effect of adjusting the viscosity of the thermosetting resin composition tends to be difficult to obtain. On the other hand, if the content exceeds the upper limit, the thermosetting resin composition There is a tendency that various properties such as curability of the resin deteriorate.
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂硬化剤をさらに含有することが好ましい。
本発明に用いるエポキシ樹脂硬化剤としては、適宜公知の硬化剤を用いることができ、例えば、以下のようなものを用いることができる。
潜在性硬化剤としては、例えば、ノバキュアＨＸ−３７２２、ＨＸ−３７２１、ＨＸ−３７４８、ＨＸ−３０８８、ＨＸ−３６１３、ＨＸ−３９２１ＨＰ、ＨＸ−３９４１ＨＰ（旭化成エポキシ社製、商品名）が挙げられる。
脂肪族ポリアミン系硬化剤としては、例えば、フジキュアＦＸＲ−１０２０、ＦＸＲ−１０３０、ＦＸＲ−１０５０、ＦＸＲ−１０８０（富士化成工業社製、商品名）が挙げられる。
エポキシ樹脂アミンアダクト系硬化剤としては、例えば、アミキュアＰＮ−２３、ＰＮ−Ｆ、ＭＹ−２４ 、ＶＤＨ、ＵＤＨ、ＰＮ−３１、ＰＮ−４０（味の素ファインテクノ
社製、商品名）、ＥＨ−３６１５Ｓ、ＥＨ−３２９３Ｓ、ＥＨ−３３６６Ｓ、ＥＨ−３８４２、ＥＨ−３６７０Ｓ、ＥＨ−３６３６ＡＳ、ＥＨ−４３４６Ｓ（旭電化工業社製、商品名）が挙げられる。
イミダゾール系硬化促進剤としては、例えば、２Ｐ４ＭＨＺ、２ＭＺＡ、２ＰＺ、Ｃ１１Ｚ、Ｃ１７Ｚ、２Ｅ４ＭＺ、２Ｐ４ＭＺ、Ｃ１１Ｚ−ＣＮＳ、２ＰＺ−ＣＮＺ（以上、商品名）が挙げられる。
The thermosetting resin composition of the present invention preferably further contains an epoxy resin curing agent.
As an epoxy resin hardening | curing agent used for this invention, a well-known hardening | curing agent can be used suitably, for example, the following can be used.
Examples of the latent curing agent include NOVACURE HX-3722, HX-3721, HX-3748, HX-3088, HX-3613, HX-392HP, and HX-3941HP (trade name, manufactured by Asahi Kasei Epoxy Co., Ltd.).
Examples of the aliphatic polyamine curing agent include Fujicure FXR-1020, FXR-1030, FXR-1050, FXR-1080 (trade name, manufactured by Fuji Kasei Kogyo Co., Ltd.).
Examples of the epoxy resin amine adduct curing agent include Amicure PN-23, PN-F, MY-24, VDH, UDH, PN-31, PN-40 (trade name, manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co.), EH-3615S. , EH-3293S, EH-3366S, EH-3842, EH-3670S, EH-3636AS, EH-4346S (trade name, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.).
Examples of the imidazole curing accelerator include 2P4MHZ, 2MZA, 2PZ, C11Z, C17Z, 2E4MZ, 2P4MZ, C11Z-CNS, and 2PZ-CNZ (and above, trade names).
前記エポキシ樹脂硬化剤の含有量としては、熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、０．５質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、１．５質量％以上８質量％以下であることがより好ましい。硬化剤の含有量が前記下限未満では、熱硬化性樹脂を硬化せしめる速度が遅延しやすい傾向にあり、他方、前記上限を超えると、反応性が速くなり、熱硬化性樹脂組成物の使用時間が短くなる傾向にある。 As content of the said epoxy resin hardening | curing agent, it is preferable that it is 0.5 mass% or more and 10 mass% or less with respect to 100 mass% of thermosetting resin compositions, and 1.5 mass% or more and 8 mass% or less. It is more preferable that If the content of the curing agent is less than the lower limit, the rate at which the thermosetting resin is cured tends to be delayed. On the other hand, if the content exceeds the upper limit, the reactivity becomes faster, and the use time of the thermosetting resin composition Tend to be shorter.
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、前記エポキシ樹脂、前記有機酸、前記チクソ剤、前記単官能グリシジル基含有化合物および前記エポキシ樹脂硬化剤以外に界面活性剤、カップリング剤、消泡剤、粉末表面処理剤、反応抑制剤、沈降防止剤などの添加剤を含有していてもよい。これらの添加剤の含有量としては、熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、０．０１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．０５質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。添加剤の含有量が前記下限未満では、それぞれの添加剤の効果を奏しにくくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、熱硬化性樹脂組成物による接合強度が低下する傾向にある。 The thermosetting resin composition of the present invention includes a surfactant and a coupling agent in addition to the epoxy resin, the organic acid, the thixotropic agent, the monofunctional glycidyl group-containing compound, and the epoxy resin curing agent as necessary. Further, additives such as an antifoaming agent, a powder surface treatment agent, a reaction inhibitor, and an anti-settling agent may be contained. The content of these additives is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less, and 0.05% by mass or more and 5% by mass or less with respect to 100% by mass of the thermosetting resin composition. More preferably. If the content of the additive is less than the lower limit, the effect of each additive tends to be difficult to achieve. On the other hand, if the content exceeds the upper limit, the bonding strength due to the thermosetting resin composition tends to decrease.
本発明の熱硬化性樹脂組成物においては、厚みが０．２ｍｍの膜を形成した場合におけるタック力が２Ｎ／ｍ２以上１４Ｎ／ｍ２以下であることが好ましく、４Ｎ／ｍ２以上１２Ｎ／ｍ２以下であることがより好ましい。タック力が前記下限未満では、パッケージ部品をランド上に搭載した際、一時的に保持力が低下するため、リフロー工程中に位置ずれを起こしやすいばかりか、熱硬化性樹脂組成物のはんだボールへの付着量が不十分となるため、十分な接合強度が確保できなくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、パッケージ部品に熱硬化性樹脂組成物を付着させる場合において、パッケージ部品を樹脂組成物膜から引き剥がすことができないといった問題が生じやすくなる。なお、タック力はＪＩＳ−Ｚ３２８４に記載の方法に準拠して測定することができ、具体的には、タック力試験機（マルコ社製、商品名「ＴＫ−１」）および直径が５．１ｍｍのテストプローブを用いて測定することができる。 In the thermosetting resin composition of the present invention, it is preferable that the tackiness is 2N / m 2 or more 14N / m 2 or less when the thickness was formed a film of 0.2 mm, 4N / m 2 or more 12N / More preferably, it is m 2 or less. If the tack force is less than the above lower limit, when the package component is mounted on the land, the holding force temporarily decreases, so that not only is the position easily misaligned during the reflow process, but also the solder ball of the thermosetting resin composition. However, when the upper limit is exceeded, when the thermosetting resin composition is adhered to the package component, the package component may be resin composition. The problem that it cannot be peeled off from the material film is likely to occur. The tack force can be measured in accordance with the method described in JIS-Z3284. Specifically, the tack force tester (manufactured by Marco, trade name “TK-1”) and the diameter is 5.1 mm. It can be measured using a test probe.
本発明の熱硬化性樹脂組成物においては、温度４０℃における粘度（レオメーター粘度）が２０Ｐａ・ｓ以上３０００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。温度４０℃における粘度が２０Ｐａ・ｓ未満では、パッケージ部品をランド上に搭載した際、一時的に保持力が低下するため、リフロー工程中に位置ずれを起こしやすいばかりか、熱硬化性樹脂組成物のはんだボールへの付着量が不十分となるため、十分な接合強度が確保できなくなる傾向にあり、他方、３０００Ｐａ・ｓを超えると、パッケージ部品に熱硬化性樹脂組成物を付着させる場合において、パッケージ部品を樹脂組成物膜から引き剥がすことができないといった問題が生じやすくなる。また、熱硬化性樹脂組成物のハンドリング性、および、はんだボールを有するパッケージ部品と実装基板との接合強度の観点から、温度４０℃における粘度は、５０Ｐａ・ｓ以上１０００Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましく、１００Ｐａ・ｓ以上５００Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましい。なお、本発明における粘度は、粘弾性測定装置により測定することができる。具体的には、レオメーター（ＨＡＡＫＥ社製、商品名「ＭＡＲＳ−III」）を用いて、所定の条件により粘度を測定することができる。 In the thermosetting resin composition of the present invention, the viscosity (rheometer viscosity) at a temperature of 40 ° C. is preferably 20 Pa · s or more and 3000 Pa · s or less. When the viscosity at a temperature of 40 ° C. is less than 20 Pa · s, the holding power is temporarily reduced when the package component is mounted on the land, so that not only is the position easily displaced during the reflow process, but the thermosetting resin composition. Since the amount of adhesion to the solder balls becomes insufficient, there is a tendency that sufficient bonding strength cannot be ensured. On the other hand, when it exceeds 3000 Pa · s, the thermosetting resin composition is adhered to the package component. The problem that the package component cannot be peeled off from the resin composition film is likely to occur. In addition, from the viewpoint of handling properties of the thermosetting resin composition and bonding strength between the package component having a solder ball and the mounting substrate, the viscosity at a temperature of 40 ° C. may be 50 Pa · s or more and 1000 Pa · s or less. More preferably, it is 100 Pa · s or more and 500 Pa · s or less. In addition, the viscosity in this invention can be measured with a viscoelasticity measuring apparatus. Specifically, the viscosity can be measured under predetermined conditions using a rheometer (manufactured by HAAKE, trade name “MARS-III”).
本発明の熱硬化性樹脂組成物においては、温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温した場合における最低粘度が１Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。最低粘度が１Ｐａ・ｓより高い場合では、はんだボールへの熱硬化性樹脂組成物の濡れ広がりが不十分となる傾向にある。また、はんだボールへの熱硬化性樹脂組成物の濡れ広がりの観点から、最低粘度が０．１Ｐａ・ｓ以上１Ｐａ・ｓ未満であることがより好ましい。
本発明の熱硬化性樹脂組成物においては、温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温した後のはんだの融点における粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上であることが好ましい。粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上であれば、熱硬化性樹脂組成物が十分に硬化していると判断できる。なお、このようにして、はんだの融点における粘度を測定する場合、粘度を安定して測定するために、熱硬化性樹脂組成物の温度を所定時間（例えば、１０分間）一定に保持した後に測定してもよい。
In the thermosetting resin composition of the present invention, it is preferable that the minimum viscosity is 1 Pa · s or less when the temperature is raised from a temperature of 40 ° C. to the melting point of the solder at a temperature rising rate of 0.1 ° C./second. When the minimum viscosity is higher than 1 Pa · s, the wetting and spreading of the thermosetting resin composition to the solder balls tends to be insufficient. Moreover, it is more preferable that the minimum viscosity is 0.1 Pa · s or more and less than 1 Pa · s from the viewpoint of spreading the thermosetting resin composition onto the solder balls.
In the thermosetting resin composition of the present invention, the viscosity at the melting point of the solder after being heated from the temperature of 40 ° C. to the melting point of the solder at a temperature rising rate of 0.1 ° C./second is 10,000 Pa · s or more. preferable. If the viscosity is 10,000 Pa · s or more, it can be determined that the thermosetting resin composition is sufficiently cured. In addition, when measuring the viscosity at the melting point of the solder in this way, in order to stably measure the viscosity, the temperature is measured after the temperature of the thermosetting resin composition is kept constant for a predetermined time (for example, 10 minutes). May be.
本発明の熱硬化性樹脂組成物においては、温度２５℃におけるブルックフィールド粘度（ＢＦ粘度）が０．８×１０３ｍＰａ・ｓ以上１００×１０３ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。はんだボールを有するパッケージ部品と実装基板との接合強度の観点からは、温度２５℃におけるＢＦ粘度は、０．８×１０３ｍＰａ・ｓ以上５×１０３ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましい。
また、本発明の熱硬化性樹脂組成物においては、チクソ比は、特に制限されないが、２以上４．５以下であることが好ましい。
In the thermosetting resin composition of the present invention, the Brookfield viscosity (BF viscosity) at a temperature of 25 ° C. is preferably 0.8 × 10 3 mPa · s or more and 100 × 10 3 mPa · s or less. From the viewpoint of the bonding strength between the package component having a solder ball and the mounting substrate, the BF viscosity at a temperature of 25 ° C. is more preferably 0.8 × 10 3 mPa · s or more and 5 × 10 3 mPa · s or less. .
Further, in the thermosetting resin composition of the present invention, the thixo ratio is not particularly limited, but is preferably 2 or more and 4.5 or less.
次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例および比較例にて用いた材料を以下に示す。
エポキシ樹脂Ａ：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、商品名「ＥＰＩＣＬＯＮ ＥＸＡ−８３０ＬＶＰ」、ＡＤＥＫＡ社製
エポキシ樹脂Ｂ：グリシジルエステル型エポキシ樹脂、商品名「ＡＲＡＬＤＩＴＥ ＣＹ−１８４」、ＨＵＮＴＳＭＡＮ社製
エポキシ樹脂Ｃ：ダイマー酸型半固形エポキシ樹脂、商品名「ｊＥＲ８７２」、三菱化学社製
エポキシ樹脂Ｄ：ナフタレン型エポキシ樹脂、商品名「ＥＰＩＣＬＯＮ ＨＰ−４０３２Ｄ」、ＤＩＣ社製
単官能グリシジル基含有化合物：フェニルグリシジルエーテル、商品名「デナコール ＥＸ−１４１」、ナガセエレックス社製
エポキシ樹脂硬化剤：２-フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、商品名「キュアゾール２Ｐ４ＭＨＺ」、四国化成社製
チクソ剤：高級脂肪酸ポリアマイド、商品名「ターレンＶＡ−７９」、共栄社化学社製
有機酸：アジピン酸、関東電化工業社製
界面活性剤：商品名「ＢＹＫ３６１Ｎ」、ビックケミージャパン社製
消泡剤：商品名「フローレンＡＣ−３０３」、共栄社化学社製
EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples. In addition, the material used in the Example and the comparative example is shown below.
Epoxy resin A: bisphenol A type epoxy resin, trade name “EPICLON EXA-830LVP”, ADEKA epoxy resin B: glycidyl ester type epoxy resin, trade name “ARALDITE CY-184”, HUNTSMAN epoxy resin C: dimer acid Type semi-solid epoxy resin, trade name “jER872”, Mitsubishi Chemical Corporation epoxy resin D: naphthalene type epoxy resin, trade name “EPICLON HP-4032D”, DIC monofunctional glycidyl group-containing compound: phenyl glycidyl ether, trade name “Denacol EX-141”, epoxy resin curing agent manufactured by Nagase Elex Co., Ltd .: 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, trade name “Curazole 2P4MHZ”, thixotropic agent manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd .: higher fatty acid polyama , Trade name “Tarren VA-79”, Kyoeisha Chemical Co., Ltd. organic acid: adipic acid, Kanto Denka Kogyo Co., Ltd. surfactant: trade name “BYK361N”, Big Chemie Japan Co., Ltd. defoaming agent: trade name “Floren AC -303 ", manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.
［実施例１］
エポキシ樹脂Ａ４０質量％、エポキシ樹脂Ｂ１０質量％、エポキシ樹脂Ｃ１０質量％、単官能グリシジル基含有化合物３０質量％、エポキシ樹脂硬化剤１質量％、チクソ剤２質量％、有機酸５質量％、界面活性剤１質量％および消泡剤１質量％を容器に投入し、らいかい機を用いて混合して熱硬化性樹脂組成物を得た。
そして、得られた熱硬化性樹脂組成物を支持体上にアプリケーター（１００μｍ用）にて塗布して樹脂組成物膜を得た。得られた樹脂組成物膜の厚みは０．２ｍｍであった。
次に、チップマウント装置（ＹＡＭＡＨＡ社製、商品名「ＹＶ１００Ｘｇ−Ｆ」）を用いて、ＢＧＡパッケージ（大きさ：１７ｍｍ×１７ｍｍ、はんだボールの高さ：０．３ｍｍ、はんだボールピッチ：０．５ｍｍ、はんだの融点：２１７℃、はんだの組成：９６．５Ｓｎ／３Ａｇ／０．５Ｃｕ）をピックアップし、ＢＧＡパッケージのはんだボールを得られた樹脂組成物膜中に浸漬させて、熱硬化性樹脂組成物をはんだボールに付着させた。なお、はんだボールの高さ寸法１００％に対する樹脂組成物膜の厚みの比率は６７％である。その後、熱硬化性樹脂組成物が付着したＢＧＡパッケージを実装基板の接合用ランド上に搭載した。
次いで、ＢＧＡパッケージを搭載した実装基板をリフロー炉（タムラ製作所社製、商品名「ＴＮＰ」）にて温度２４０℃に加熱することにより、はんだボールを溶融させ、ＢＧＡパッケージと実装基板とを接合した。
[Example 1]
Epoxy resin A 40% by mass, epoxy resin B 10% by mass, epoxy resin C 10% by mass, monofunctional glycidyl group-containing compound 30% by mass, epoxy resin curing agent 1% by mass, thixotropic agent 2% by mass, organic acid 5% by mass, surface activity 1% by mass of the agent and 1% by mass of the antifoaming agent were put into a container and mixed using a raking machine to obtain a thermosetting resin composition.
And the obtained thermosetting resin composition was apply | coated with the applicator (for 100 micrometers) on a support body, and the resin composition film | membrane was obtained. The thickness of the obtained resin composition film was 0.2 mm.
Next, a BGA package (size: 17 mm × 17 mm, solder ball height: 0.3 mm, solder ball pitch: 0.5 mm) using a chip mount device (manufactured by YAMAHA, trade name “YV100Xg-F”) , Solder melting point: 217 ° C., solder composition: 96.5Sn / 3Ag / 0.5Cu), and a BGA package solder ball is immersed in the obtained resin composition film to obtain a thermosetting resin composition Objects were attached to the solder balls. The ratio of the thickness of the resin composition film to the solder ball height dimension of 100% is 67%. Thereafter, the BGA package to which the thermosetting resin composition was adhered was mounted on the bonding land of the mounting substrate.
Next, the mounting board on which the BGA package is mounted is heated to a temperature of 240 ° C. in a reflow furnace (trade name “TNP” manufactured by Tamura Corporation) to melt the solder balls and join the BGA package and the mounting board. .
［実施例２〜４］
表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、熱硬化性樹脂組成物を得た。また、得られた熱硬化性樹脂組成物を用いた以外は実施例１と同様にして、ＢＧＡパッケージと実装基板とを接合した。
[Examples 2 to 4]
A thermosetting resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that each material was blended according to the composition shown in Table 1. Further, the BGA package and the mounting substrate were bonded in the same manner as in Example 1 except that the obtained thermosetting resin composition was used.
［比較例１〜６］
表２に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、熱硬化性樹脂組成物を得た。また、得られた熱硬化性樹脂組成物を用いた以外は実施例１と同様にして、ＢＧＡパッケージと実装基板とを接合した。
[Comparative Examples 1-6]
A thermosetting resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that each material was blended according to the composition shown in Table 2. Further, the BGA package and the mounting substrate were bonded in the same manner as in Example 1 except that the obtained thermosetting resin composition was used.
＜熱硬化性樹脂組成物およびパッケージ部品の接合部分の評価＞
熱硬化性樹脂組成物の性能（タック力、レオメーター粘度、ＢＦ粘度、チクソ比）、パッケージ部品の搭載時の作業性、および、パッケージ部品と実装基板との接合部分の性能（抵抗値、落下衝撃回数）を以下のような方法で評価または測定した。得られた結果を表１および表２に示す。なお、比較例４および比較例６については、パッケージ部品の搭載時の作業性が不合格であったため、パッケージ部品と実装基板との接合部分の性能は測定できなかった。
（i）ブルックフィールド粘度（ＢＦ粘度）
ブルックフィールド社製の粘度計ＲＶＴ型を用いて、スピンドル回転数５０ｒｐｍで温度２５℃における熱硬化性樹脂組成物のＢＦ粘度を測定した。
（ii）チクソ比
ブルックフィールド社製の粘度計ＲＶＴ型を用いて、スピンドル回転数５ｒｐｍで温度２５℃における熱硬化性樹脂組成物のＢＦ粘度（η５）、および、スピンドル回転数５０ｒｐｍで温度２５℃における熱硬化性樹脂組成物のＢＦ粘度（η５０）をそれぞれ測定した。そして、これらの測定値からチクソ比（η５／η５０）を算出した。
（iii）タック力
タック力試験機（マルコ社製、商品名「ＴＫ−１」）および直径が５．１ｍｍのテストプローブを用いて、ＪＩＳＺ３２８４に準拠し、樹脂組成物膜（厚み：０．２ｍｍ）のタック力を測定した。
（iv）レオメーター粘度
レオメーター（ＨＡＡＫＥ社製、商品名「ＭＡＲＳ−III」）を用いて、温度４０℃か
らはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温しつつ、熱硬化性樹脂組成物の粘度を測定した。得られた結果から、温度４０℃における粘度、温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温した場合における最低粘度、および、昇温後のはんだの融点における粘度を求めた。
（v）パッケージ部品の搭載時の作業性
チップマウント装置（ＹＡＭＡＨＡ社製、商品名「ＹＶ１００Ｘｇ−Ｆ」）を用いて、パッケージ部品のはんだボールを樹脂組成物膜中に浸漬させた後に、樹脂組成物膜からパッケージ部品を剥がすことが可能か否かを評価した。樹脂組成物膜からパッケージ部品を剥がすことができる場合には「合格」と判定し、樹脂組成物膜からパッケージ部品を剥がすことができない場合には「不合格」と判定した。
（vi）抵抗値
デジタルマルチメーター（Ａｇｉｌｅｎｔ社製、商品名「３４４０１Ａ」）を用いて、パッケージ部品と実装基板との接合部分における抵抗値を測定した。なお、抵抗値が１０００ＭΩ以上となったものについては「測定不可」と判定した。
（vii）リフロー２回後の抵抗値
熱硬化性樹脂組成物を用い、ＢＧＡパッケージを搭載した実装基板をリフロー炉（タムラ製作所社製、商品名「ＴＮＰ」）にて２回連続で加熱（温度：２４０℃）することにより、はんだボールを溶融させ、ＢＧＡパッケージと実装基板とを接合したものを試料とした。得られた試料について、上記に記載の抵抗値の測定方法と同様の方法により、抵抗値を測定した。
（viii）落下衝撃回数
パッケージ部品を実装基板に接合したものを試料として、次にようにして落下衝撃回数を測定した。すなわち、治具に試料を固定し、導通配線（抵抗値測定用）を接続すると共に、デジタルマルチメーター（Ａｇｉｌｅｎｔ社製、商品名「３４４０１Ａ」）を用いて、初期抵抗値を測定した。そして、試料を高さ１００ｃｍより落下させて衝撃を与えている間の抵抗値を測定するという作業を繰り返した。落下中の抵抗値が初期抵抗値の４倍になるまでの回数を落下衝撃回数とした。また、前記抵抗値が１０００ＭΩ以上のものについては「測定不可」と判定した。
<Evaluation of Joining Portion of Thermosetting Resin Composition and Package Parts>
Performance of thermosetting resin composition (tack force, rheometer viscosity, BF viscosity, thixo ratio), workability when mounting package parts, and performance of joint parts between package parts and mounting substrate (resistance value, drop) The number of impacts was evaluated or measured by the following method. The obtained results are shown in Tables 1 and 2. In Comparative Example 4 and Comparative Example 6, since the workability at the time of mounting the package component was unacceptable, the performance of the joint portion between the package component and the mounting substrate could not be measured.
(I) Brookfield viscosity (BF viscosity)
Using a viscometer RVT type manufactured by Brookfield, the BF viscosity of the thermosetting resin composition at a temperature of 25 ° C. at a spindle rotation speed of 50 rpm was measured.
(Ii) Thixo ratio Using a viscometer RVT type manufactured by Brookfield, the BF viscosity (η5) of the thermosetting resin composition at a spindle rotation speed of 5 rpm and a temperature of 25 ° C., and a spindle rotation speed of 50 rpm and a temperature of 25 ° C. The BF viscosity (η50) of the thermosetting resin composition was measured. And thixo ratio ((eta) 5 / (eta) 50) was computed from these measured values.
(Iii) Tack force Tack force tester (trade name “TK-1”, manufactured by Marco Co., Ltd.) and a test probe having a diameter of 5.1 mm are used and a resin composition film (thickness: 0.2 mm) according to JISZ3284. ) Tack force was measured.
(Iv) Rheometer Viscosity Using a rheometer (manufactured by HAAKE, trade name “MARS-III”) The viscosity of the curable resin composition was measured. From the obtained results, the viscosity at a temperature of 40 ° C., the minimum viscosity when the temperature is raised from the temperature of 40 ° C. to the melting point of the solder at a temperature rising rate of 0.1 ° C./second, and the viscosity at the melting point of the solder after the temperature rise. Asked.
(V) Workability at the time of mounting the package component After the chip components (made by YAMAHA, trade name “YV100Xg-F”) are used to immerse the solder balls of the package component in the resin composition film, the resin composition It was evaluated whether it was possible to remove the package component from the material film. When the package part could be peeled from the resin composition film, it was determined as “pass”, and when the package part could not be peeled from the resin composition film, it was determined as “fail”.
(Vi) Resistance Value Using a digital multimeter (manufactured by Agilent, trade name “34401A”), the resistance value at the joint between the package component and the mounting substrate was measured. In addition, about the thing whose resistance value became 1000 Mohm or more, it determined with "impossible to measure."
(Vii) Resistance value after two reflows Using a thermosetting resin composition, a mounting board on which a BGA package is mounted is continuously heated twice in a reflow oven (trade name “TNP”, manufactured by Tamura Corporation) (temperature) : 240 ° C.), the solder ball was melted and the BGA package and the mounting substrate were joined to obtain a sample. About the obtained sample, resistance value was measured by the method similar to the measuring method of resistance value as described above.
(Viii) Number of drop impacts The number of drop impacts was measured as follows using a sample obtained by bonding the package component to the mounting substrate. That is, a sample was fixed to a jig, a conductive wiring (for resistance value measurement) was connected, and an initial resistance value was measured using a digital multimeter (manufactured by Agilent, trade name “34401A”). And the operation | work of dropping the sample from 100 cm in height and measuring the resistance value while giving an impact was repeated. The number of times until the resistance value during dropping became four times the initial resistance value was defined as the number of drop impacts. Further, those having a resistance value of 1000 MΩ or more were determined as “impossible to measure”.
表１および表２に示す結果からも明らかなように、本発明の熱硬化性樹脂組成物を用いた場合（実施例１〜８）には、リフロー工程を２回連続で行うような、過度の熱履歴がかかる場合でも、パッケージ部品と実装基板との接合強度を確保することができることが確認された。これに対し、ダイマー酸型エポキシ樹脂を含有しない熱硬化性樹脂組成物を用いた場合（比較例１〜７）には、リフロー２回後の抵抗値が測定不可であり、パッケージ部品と実装基板との接合が確保できないことが確認された。 As is clear from the results shown in Tables 1 and 2, when the thermosetting resin composition of the present invention was used (Examples 1 to 8), the reflow process was performed twice continuously. It was confirmed that the bonding strength between the package component and the mounting substrate can be ensured even when the heat history is applied. On the other hand, when a thermosetting resin composition not containing a dimer acid type epoxy resin is used (Comparative Examples 1 to 7), the resistance value after two reflows cannot be measured. It was confirmed that the bonding with can not be ensured.
本発明の熱硬化性樹脂組成物を用いたパッケージ部品の接合方法は、はんだボールを有するパッケージ部品と実装基板との接合強度が特に要求される車載用基板などにも好適に用いることができる。 The method for joining package components using the thermosetting resin composition of the present invention can be suitably used for a vehicle-mounted substrate or the like that particularly requires a bonding strength between a package component having solder balls and a mounting substrate.
１…パッケージ部品
１１…はんだボール
１２…パッケージ基板
１３…ランド
２…実装基板
２１…接合用ランド
２２…絶縁基材
３…樹脂組成物膜
３１…付着後の熱硬化性樹脂組成物
３２…硬化後の熱硬化性樹脂組成物
４…支持体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Package component 11 ... Solder ball 12 ... Package board 13 ... Land 2 ... Mounting board 21 ... Bonding land 22 ... Insulating base material 3 ... Resin composition film 31 ... Thermosetting resin composition after adhesion 32 ... After hardening Thermosetting resin composition 4 ... Support
Claims (4)
パッケージ部品のはんだボールを前記樹脂組成物膜中に浸漬させて、前記熱硬化性樹脂組成物を前記はんだボールに付着させる樹脂組成物付着工程と、
前記熱硬化性樹脂組成物が付着したパッケージ部品を実装基板の接合用ランド上に搭載する搭載工程と、
前記パッケージ部品が搭載された実装基板を加熱することにより、前記はんだボールを溶融させ、前記はんだボールを前記実装基板の接合用ランドに接合するリフロー工程と、
を備えるパッケージ部品の接合方法に用いる熱硬化性樹脂組成物であって、
エポキシ樹脂と、有機酸と、チクソ剤とを含有し、
前記エポキシ樹脂は、ダイマー酸型エポキシ樹脂を含有する
ことを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。 A film forming step of forming a resin composition film comprising a thermosetting resin composition and having a thickness of 20% or more and 90% or less with respect to the height dimension of the solder ball;
A resin composition attaching step of immersing a solder ball of a package component in the resin composition film and attaching the thermosetting resin composition to the solder ball;
A mounting step of mounting the package component to which the thermosetting resin composition is adhered on a bonding land of a mounting substrate;
A reflow step of melting the solder ball by heating the mounting substrate on which the package component is mounted, and bonding the solder ball to a bonding land of the mounting substrate;
A thermosetting resin composition for use in a method for bonding package parts comprising:
Containing an epoxy resin, an organic acid, and a thixotropic agent,
The said epoxy resin contains a dimer acid type epoxy resin. The thermosetting resin composition characterized by the above-mentioned.
エポキシ樹脂硬化剤をさらに含有する
ことを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。 In the thermosetting resin composition according to claim 1,
A thermosetting resin composition further comprising an epoxy resin curing agent.
単官能グリシジル基含有化合物をさらに含有する
ことを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。 In the thermosetting resin composition according to claim 1 or 2,
A thermosetting resin composition further comprising a monofunctional glycidyl group-containing compound.
厚みが０．２ｍｍの膜を形成した場合におけるタック力が２Ｎ／ｍ２以上１４Ｎ／ｍ２以下であり、
温度４０℃における粘度が２０Ｐａ・ｓ以上３０００Ｐａ・ｓ以下であり、
温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温した場合における最低粘度が１Ｐａ・ｓ以下であり、且つ、
温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温した後のはんだ融点における粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上である
ことを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
In the thermosetting resin composition according to any one of claims 1 to 3,
When a film having a thickness of 0.2 mm is formed, the tack force is 2 N / m 2 or more and 14 N / m 2 or less,
The viscosity at a temperature of 40 ° C. is 20 Pa · s or more and 3000 Pa · s or less,
When the temperature is raised from a temperature of 40 ° C. to the melting point of the solder at a rate of temperature rise of 0.1 ° C./second, the minimum viscosity is 1 Pa · s or less,
A thermosetting resin composition having a viscosity at a melting point of solder of 10,000 Pa · s or more after being heated from a temperature of 40 ° C. to a melting point of the solder at a heating rate of 0.1 ° C./second.
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