JPWO2008139701A1 - 電子部品実装体及びハンダバンプ付き電子部品並びにそれらの製造方法 - Google Patents

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Abstract

(1)第一の電子部品の表面A(複数の電極aが設けられている表面領域を除く)および/または第二の電子部品の表面B(複数の電極bが設けられている表面領域を除く)に少なくとも1つの凹部が形成されている第一の電子部品および第二の電子部品を用意する工程、(2)第一の電子部品の表面Aに対して、ハンダ粉を含んで成る樹脂を供給する工程、(3)第一の電子部品の電極aと第二の電子部品の電極bとが対向するように、第二の電子部品を、樹脂表面に当接させる工程、ならびに(4)第一の電子部品および/または第二の電子部品を加熱し、ハンダ粉から電極aと電極bとの間を相互に電気的に接続するハンダ接続部を形成する工程を含み、工程(4)では、加熱に際して樹脂内に気泡が凹部を起点として発生し、発生した気泡によってハンダ粉が移動して電極a,b上に集合する、電子部品実装体の製造方法。

Description

本発明は、電子部品実装体およびハンダバンプ付き電子部品並びにそれらの製造方法に関する。より詳細には、本発明は、電子部品の表面に凹部が設けられていることを特徴とする電子部品実装体およびハンダバンプ付き電子部品に関し、また、表面に凹部が設けられた電子部品を用いて、電子部品実装体およびハンダバンプ付き電子部品を製造する方法にも関する。
近年、電子機器に使用される半導体集積回路(LSI)の高密度および高集積化に伴ってLSIチップの電極の多ピンおよび狭ピッチ化が急速に進んでいる。これらLSIチップの回路基板への実装には、配線遅延を少なくするために、フリップチップ実装が広く用いられている。そして、かかるフリップチップ実装においては、LSIチップの電極上にハンダバンプを形成し、当該ハンダバンプを介して回路基板上に形成された電極とLSIチップの電極とを一括接合するのが一般的である。
しかしながら、電極数が5000を超えるような次世代LSIを回路基板に実装するためには、100μm以下の狭ピッチに対応したバンプを形成する必要があるが、現在のハンダバンプ形成技術では、それに適応することが難しい。また、電極数に応じて多数のバンプを形成する必要があるので、低コスト化を図るためにはチップ当たりの搭載タクトを短縮する必要がある。
従来、バンプの形成技術としてはメッキ法やスクリ−ン印刷法などが開発されている。メッキ法は狭ピッチには適するものの、工程が複雑になる点や生産性の点で問題がある。また、スクリーン印刷法は生産性に優れているが、マスクを用いる点で狭ピッチ化には適していない。
こうした中、最近ではLSIチップまたは回路基板の電極上にハンダバンプを選択的に形成する技術がいくつか開発されている。これらの技術は微細バンプの形成に適しているだけでなくバンプの一括形成ができるので生産性にも優れているので、次世代LSIの回路基板への実装に適応可能な技術として注目されている。
その一つにソルダーペースト法と呼ばれる技術(例えば、特許文献1参照)がある。この技術は、金属粒子とフラックスとの混合物によるソルダーペーストを、表面に電極が形成された基板上にベタ塗りし、基板を加熱することによって金属粒子を溶融させ、濡れ性により電極上にハンダバンプを選択的に形成させるものである。
また、スーパーソルダー法と呼ばれる技術(例えば、特許文献2参照)も存在している。このスーパーソルダー法では、有機酸鉛塩および金属錫を主要成分とするペースト状組成物(化学反応析出型ハンダ)を電極が形成された基板上にベタ塗りし、次いで、基板を加熱することによってPbとSnの置換反応を起こさせ、Pb/Snの合金を基板の電極上に選択的に析出させている。
しかしながら、ソルダーペースト法およびスーパーソルダー法は、双方ともペースト状組成物を基板上に塗布によって供給するので、塗布された組成物の局所的な厚みおよび濃度にバラツキが生じる。その結果、電極ごとのハンダ析出量が異なり、均一な高さのバンプを得ることができない。また、ソルダーペースト法およびスーパーソルダー法は、電極に起因して凹凸を有する回路基板面(電極部分が凸部となり、電極が形成されていない領域が凹部となる)に対してペースト状組成物を塗布して供給するので、凸部となる電極上には、十分なハンダ量を供給することができない。その結果、フリップチップ実装で必要とされる所望のバンプ高さを得ることが難しい。
また、従来のバンプ形成技術を用いたフリップチップ実装では、バンプが形成された回路基板に半導体チップを搭載した後、半導体チップを回路基板に固定するために、アンダーフィルと呼ばれる樹脂を、半導体チップと回路基板との間に注入する工程が付加的に必要とされている。
そこで、半導体チップと回路基板の対向する電極間との電気的接続を行うに際して、半導体チップの回路基板への固定を同時に行う方法が開発されている。例えば、特許文献3に開示されている方法では、異方性導電材料を用いてフリップチップ実装を行っている。これは、回路基板と半導体チップとの間に、導電粒子を含有させた熱硬化性樹脂を供給し、半導体チップを加圧すると同時に熱硬化性樹脂を加熱することによって、半導体チップの電極と回路基板の電極との間を電気的に接続すると共に、半導体チップを回路基板に固定させている。尚、これらの異方性導電材料は、半導体チップと回路基板との接続だけでなく、回路基板−回路基板間の接続などにも利用されている。
しかしながら、上述した異方性導電材料を用いたフリップチップ実装および基板間接続では、導電粒子を介した機械的接触により電極間の電気的導通を得ているので、安定した導通状態を得ることは難しい。
即ち、異方性導電材料を用いたフリップチップ実装は、電極数が5000を超えるような次世代LSIチップに対しては生産性や信頼性の点で解決すべき課題を多く残しているといえる。同様に、回路基板−回路基板間の接続においても、狭ピッチ、多ピン接続および高信頼性が要求されつつあり、その点で同様の課題を有しているといえる。
最近では、次世代LSIチップに適応可能なフリップチップ実装法およびハンダバンプ形成法に関して、ハンダ自己集合方法を用いてハンダ接続部やハンダバンプを形成する新規な方法が提案されている(例えば、特許文献4および特許文献5参照)。この方法では、ハンダ粉を電極上に自己集合させることによってハンダ接続部やハンダバンプを形成している。
特開2000−94179号公報 特開平1−157796号公報 特開2000−332055号公報 特開2006−100775号公報 特開2006−114865号公報 特開2004−260131号公報 10th Symposium on "Microjoining and Assembly Technology in Electronics" February 5- 6, 2004, pp.183-188 9th Symposium on "Microjoining and Assembly Technology in Electronics" February 6- 7, 2003, pp.115-120
図1および図2を参照して、気泡を利用したハンダ自己集合法のメカニズムについて説明する。図1は、電子部品1および電子部品2の電極間にハンダ接続部8を形成する際の自己集合メカニズムを模式的に表しており、図2は、電子部品1の電極6上にハンダバンプ9を形成する際の自己集合メカニズムを模式的に表している。図1および図2の左側に示すように、樹脂7は、加熱で生じる気泡10に基づく応力に起因して、電子部品1および2の電極6間(図1の場合)または電子部品1の電極6上(図2の場合)に押しやられるように移動する。これは、樹脂の表面張力に起因して、樹脂が電極間または電極上のより狭い空間に存在している方が安定となるからである。樹脂7の移動に伴って、樹脂7内に含まれるハンダ粉4も電極6間(図1の場合)または電極6上(図2の場合)へと移動することになり、ハンダ粉4が自己集合することになる。最終的には、ハンダ粉4が電極6に濡れ広がることによって、ハンダ接続部8(図1の右側)またはハンダバンプ9(図2の右側)が形成されることになる。
ハンダ自己集合法においては、気泡の発生状況はハンダ接続部やハンダバンプの出来映えに大きな影響をもたらす。気泡は適応範囲において均一に発生することが重要であるが、上記メカニズムのため、電極上での気泡の滞在時間が短い方が良い。ハンダ樹脂混合物から気泡が発生する場合、電子部品の電極上でも気泡が発生することが予想される。ハンダ粉をより高効率に自己集合させるためにはこれらの制御が重要であり、より均一なハンダ接続部あるいはハンダバンプを形成するためには新たな工夫が必要である。同様に電子部品から気泡が発生する場合においても電極付近から気泡が発生することが多く、同様の状況である。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の発明を完成させた。かかる課題を解決する本発明は、
第一の電子部品の表面Aに設けられた複数の電極aと第二の電子部品の表面Bに設けられた複数の電極bとがハンダによって電気的に接続された電子部品実装体を製造する方法であって、
(1)第一の電子部品の表面A(但し、複数の電極aが設けられている表面領域を除く)および/または第二の電子部品の表面B(但し、複数の電極bが設けられている表面領域を除く)に少なくとも1つの凹部(または窪み、切欠き部もしくは貫通孔)が形成されている第一の電子部品および第二の電子部品を用意する工程、
(2)第一の電子部品の表面Aに対して、ハンダ粉を含んで成る樹脂を供給する工程、
(3)第一の電子部品の複数の電極aと第二の電子部品の複数の電極bとが相互に対向するように、第二の電子部品を、前記工程(2)で供給された樹脂の表面に当接させる工程、ならびに
(4)第二の電子部品を前記樹脂の表面に当接させた状態で第一の電子部品および/または第二の電子部品を加熱し、ハンダ粉から複数の電極aと複数の電極bとの間を相互に電気的に接続するハンダ接続部を形成する工程
を含み、
前記工程(4)では、前記加熱に際して、前記工程(2)で供給された樹脂内に気泡が前記凹部を起点として少なくとも発生し、発生した気泡によってハンダ粉が移動して電極a,b上に集合する、製造方法である。この製造方法では、樹脂内のハンダ粉(または溶融したハンダ)がより高効率に電極間に自己集合するように気泡の発生箇所が制御されており、より均一なハンダ接続部を得ることができる。
また、同様に、上記課題を解決するもう1つの本発明は、ハンダバンプ付き電子部品を製造する方法であって、
(1)複数の電極が表面に設けられている電子部品であって、前記表面(但し、複数の電極が設けられている表面領域を除く)に少なくとも1つの凹部(または窪み、切欠き部もしくは貫通孔)が形成されている電子部品を用意する工程、
(2)電子部品の前記表面に対して、ハンダ粉を含んで成る樹脂を供給する工程、
(3)前記工程(2)で供給された樹脂の表面に対して平板を当接させる工程、ならびに
(4)平板を前記樹脂の表面に当接させた状態で、電子部品および/または平板を加熱し、ハンダ粉から電極上にハンダバンプを形成する工程
を含んでおり、
前記工程(4)では、前記加熱に際して、前記工程(2)で供給された樹脂内に気泡が前記凹部を起点として少なくとも発生し、発生した気泡によってハンダ粉が移動して電極上に集合する、製造方法である。かかる製造方法では、樹脂内のハンダ粉(または溶融したハンダ)がより高効率に電極上へと自己集合するように気泡の発生箇所が制御されており、より均一なハンダバンプを得ることができる。
ここで、本明細書でハンダ粉に関して用いる「自己集合」とは、ハンダ粉が樹脂中に均一分散しているハンダ樹脂混合物を、ハンダ接続部またはハンダバンプを形成したい箇所に一様に塗布し、加熱などの所定の工程を経た後、所望の電極部分にハンダ接続部またはハンダバンプを形成することを意味しており、ハンダ粉が電極間または電極上に集合する形態は、どのような形態であっても構わないことに留意されたい。
また、本明細書で用いる「凹部から気泡が発生する」または「凹部を起点として気泡が発生する」とは、凹部から優先的又はより多く気泡が発生することを実質的に意味しており、必ずしも全ての気泡が凹部から発生することを意図していない。但し、全ての気泡が凹部から発生する形態が好ましいといえる。
更に、本明細書にいう「凹部」は、気泡を発生させるために意図的に電子部品または平板に設けたものであり、電子部品または平板の製造過程などに起因して不可避的または偶発的に形成されたキズなどを意味していないことに留意されたい。
上述の電子部品実装体の製造方法およびハンダバンプ付き電子部品の製造方法は、双方とも、表面(電極が設けられている表面領域を除く)に凹部が設けられている電子部品を使用していることを特徴としている。かかる特徴を有しているために、加熱に際して生じる気泡が少なくとも凹部を起点に生じることになり、気泡の発生を任意に制御することができる。好ましくは、凹部はテーパ形状を有しており、そのようなテーパ形状の凹部のテーパ角度が90度未満となっている。
ある好適な形態では、凹部が連続的に形成され、凹部が長尺状の溝形態を有している(換言すれば、連続的な窪みが表面に形成されている)。例えば溝形状の凹部が電子部品の縁と平行となるように設けられている。別の好適な形態では、凹部が電子部品をその厚み方向に貫通した形態となっており、上述の電子部品実装体の製造方法の場合、凹部が第一の電子部品および/または第二の電子部品を貫通した形態となっている。更に別の好適な形態では、凹部が、隣り合う電極の間の中央領域(即ち、隣り合う電極から相互に略等しい距離離隔した領域)に形成されており、上述の電子部品実装体の製造方法の場合、隣り合う電極aの間の中央領域および/または隣り合う電極bの中央領域に凹部が形成されている。
ある好適な形態では、レーザ加工等の手段によって電子部品の表面に凹部が形成されており、上述の電子部品実装体の製造方法の場合、かかる手段によって第一の電子部品の表面Aおよび/または第二の電子部品の表面Bに凹部が形成される。
ある好適な形態では、気泡は、電子部品に含まれているガス発生物質に起因して生じ、上述の電子部品実装体の製造方法の場合、第一の電子部品および/または第二の電子部品に含まれているガス発生物質に起因して気泡が生じる。また、ある好適な形態では、気泡は、工程(2)で用いる樹脂に含まれているガス発生物質に起因して生じる。ガス発生物質は、好ましくは、水、ヘキサン、酢酸ビニル、イソプロピルアルコール、酢酸ブチル、プロピオン酸、エチレングリコール、N−メチル−2ピロリドン、α−テルピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテートおよびジエチレングリコールジメチルエーテルから成る群から選択される少なくとも1種以上の沸騰型のガス発生物質である。あるいは、ガス発生物質は、好ましくは、水酸化アルミニウム、ドーソナイト、メタホウ酸アンモニウム、メタホウ酸バリウム、アゾジカルボンアミド(ADCA)、炭酸水素ナトリウム、水酸化アルミニウム、アルミン酸カルシウム、ホウ酸、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)および4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)(OBSH)から成る群から選択される少なくとも1種以上の分解型のガス発生物質である。沸騰型のガス発生物質および分解型のガス発生物質の双方のガス発生物質を含んだ形態であってもかまわない。また、そのような沸騰型のガス発生物質および/または分解型のガス発生物質が電子部品と樹脂との双方に含有されていてもよい。
尚、上述のハンダバンプ付き電子部品の製造方法は、電子部品に凹部が設けられているが、電子部品の表面ではなく平板の表面にのみ凹部が設けられる形態であっても同様に、凹部から発生する気泡によってハンダ粉をより高効率に電極上へと自己集させることができ、より均一なハンダバンプを得ることができる。この場合、ハンダバンプ付き電子部品の製造方法は、
(1)複数の電極が表面に設けられている電子部品を用意する工程、
(2) 電子部品の前記表面に対して、ハンダ粉を含んで成る樹脂を供給する工程、
(3)前記工程(2)で供給された樹脂の表面に対して平板を当接させる工程、ならびに
(4)平板を前記樹脂の表面に当接させた状態で、電子部品および/または平板を加熱し、ハンダ粉から電極上にハンダバンプを形成する工程
を含んでおり、
平板の表面に凹部が少なくとも1つ設けられており、前記工程(3)では、平板の凹部が、電子部品の表面における電極が設けられていない表面領域と対向するように、平板を前記樹脂の表面に当接させ、また
前記工程(4)では、前記加熱に際して、樹脂内に気泡が凹部を起点として少なくとも発生し、発生した気泡によってハンダ粉が移動して電極上に集合することを特徴としている。
本発明では、電子部品の表面に少なくとも1つの凹部が設けられた電子部品実装体も供される。かかる電子部品実装体は、
複数の電極aを有して成る第一の電子部品、
複数の電極bを有して成る第二の電子部品、および
複数の電極aと複数の電極bとの間に配置され、複数の電極aと複数の電極bとの間を相互に電気的に接続するハンダ接続体
を有して成り、
複数の電極aが第一の電子部品の表面Aに設けられ、複数の電極bが第二の電子部品の表面Bに設けられており、
第一の電子部品の表面A(但し、複数の電極aが設けられている表面領域を除く)および/または第二の電子部品の表面B(但し、複数の電極bが設けられている表面領域を除く)には凹部(または窪み、切欠き部もしくは貫通孔)が少なくとも1つ形成されていることを特徴とする電子部品実装体である。
また、本発明では、電子部品の表面に少なくとも1つの凹部が設けられたハンダバンプ付き電子部品も供される。かかるハンダバンプ付き電子部品は、
複数の電極を表面に有する電子部品、および
前記複数の電極上に形成された複数のハンダバンプ
を有して成り、
前記電子部品の前記表面(但し、複数の電極が設けられている表面領域を除く)には凹部(または窪み、切欠き部もしくは貫通孔)が少なくとも1つ形成されていることを特徴とするハンダバンプ付き電子部品である。
ある好適な形態では、凹部はテーパ形状を有しており、そのようなテーパ形状の凹部のテーパ角度が90度未満となっている。また、ある好適な形態では、凹部が連続的に形成され、凹部が長尺状の溝形態を有している。例えば溝形状の凹部が電子部品の縁と平行となるように設けられている。別の好適な形態では、凹部が電子部品をその厚み方向に貫通した形態となっており、上述の電子部品実装体の場合、凹部が第一の電子部品および/または第二の電子部品を貫通した形態となっている。更に別の好適な形態では、凹部が、隣り合う電極の間の中央領域(即ち、隣り合う電極から相互に略等しい距離離隔した領域)に形成されており、上述の電子部品実装体の場合、隣り合う電極aの間の中央領域および/または隣り合う電極bの中央領域に凹部が形成されている。
本発明の電子部品実装体およびハンダバンプ付き電子部品の製造方法では、加熱に際して気泡の少なくとも一部が凹部を起点として発生する。従って、かかる気泡の発生によって樹脂中のハンダ粉の移動が促進される。また、気泡が電極形成領域から離れた箇所で発生するので、気泡の電極間または電極上における滞留が抑制されることになり、結果的に、ハンダ粉をより高効率に電極間または電極上に移動・集合させることができる。即ち、単に濡れ性だけを利用して電極間または電極上にハンダ粉を自己集合させるのに比べて、より効率よく電極間または電極上にハンダ粉を自己集合させることができる。また、そのようにハンダ粉を効果的に移動・集合させることができるので、加熱時間および/または加熱温度も低減され得ると共に、適量のハンダ粉でもってハンダ接続部またはハンダバンプを形成できるという効果も奏される。
更に、このように気泡の発生起点が制御されているので、ハンダ粉の電極間または電極上への移動・集合がより均一に行われることになり、結果的に、得られる電子部品実装体のハンダ接続部およびハンダバンプ付き電子部品のハンダバンプがより均一で良好なものとなる。
図1は、ハンダ接続部を形成する際のハンダ自己集合法のメカニズムを解説するための模式的な断面図。 図2は、ハンダバンプを形成する際のハンダ自己集合法のメカニズムを解説するための模式的な断面図。 図3(a)〜(e)は、凹部を設けた電子部品を用いて電子部品実装体を製造する方法を示した工程断面図。 図4(a)〜(f)は、凹部を設けた電子部品を用いてハンダバンプ付き電子部品を製造する方法を示した工程断面図。 図5(a)〜(f)は、凹部を設けた平板を用いてハンダバンプ付き電子部品を製造する方法を示した工程断面図。 図6(a)〜(c)は、発生する泡の種々の形態を模式的に示した図。 図7(a)〜(c)は、それぞれ図6(a)〜(c)に示す泡を発生させるのに必要なエネルギーU(r)を示すグラフ(泡の半径rとU(r)との関係を表すグラフ)。 図8(a)および(b)は、電極が設けられた電子部品(凹部を有していない電子部品)における泡の発生状況を模式的に示した図、また、図8(c)は、電極および凹部が設けられた電子部品における泡の発生状況を模式的に示した図。 図9(a)は、凹部のテーパ角度および寸法を模式的に示した図(断面図)、また、図9(b)は、凹部が曲面状または曲線形状に形成されている場合のテーパ角度の求め方を模式的に示した図(断面図)。 図10は、貫通した形態の凹部を模式的に示した図。 図11(a)〜(f)は、凹部の種々の配置形態・構成形態を模式的に示した電子部品の上面図。 図12(a)〜(d)は、平板に形成される凹部の種々の配置形態・構成形態を模式的に示した平板の上面図。 図13(a)〜(c)は、本発明のハンダバンプ付き電子部品を用いて、電子部品実装体を作製する場合の実装方法を示した工程断面図。 図14は、実施例1で用いた凹部を設けた回路基板を模式的に示した上面図。 図15(a)および(b)は、実施例3で用いた凹部を設けた平板を模式的に示した上面図および側面図、また、図15(c)は、回路基板上に搭載した実施例3の平板の上面透視図。
符号の説明
1 第一の電子部品
2 第二の電子部品
3 樹脂組成物(ハンダ樹脂混合物)
4 ハンダ粉
5 凹部
6 電極
7 樹脂(樹脂成分)
8 ハンダ接続部
9 ハンダバンプ
10 気泡
12 平板(上蓋)
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図面においては、説明の簡略化のため実質的に同一の機能を有する構成要素は同一の参照符号で示す。
(実施形態1)
図3(a)〜(e)を参照して、本発明の実施形態1における電子部品実装体の製造方法を説明する。まず、図3(a)に示すように、表面Aに複数の電極a(6)を有して成る第一の電子部品1および表面Bに複数の電極b(6)を有して成る第二の電子部品2を用意する。この第一の電子部品1の表面A(但し、複数の電極a(6)が設けられている表面領域は除く)には、少なくとも1つの凹部5が設けられている。同様に、第二の電子部品2の表面B(但し、複数の電極b(6)が設けられている表面領域は除く)には、少なくとも1つの凹部5が設けられている。
引き続いて、図3(b)に示すように、複数の電極a(6)が形成された第一の電子部品1の表面Aに対して、樹脂7およびハンダ粉4を含んで成る樹脂組成物3を供給する(例えば塗布する)。
次いで、図3(c)に示すように、第一の電子部品1の複数の電極a(6)と第2電子部品2の複数の電極b(6)とが相互に対向するように、第二の電子部品2を、第一の電子部品1上に供給された樹脂組成物3の表面に当接させる。
次いで、第二の電子部品2を樹脂組成物3の表面に当接させた状態で、第一の電子部品1および/または第二の電子部品2を加熱する。後ほど詳細に説明するが、ガス発生物質が、第一の電子部品1および/または第二の電子部品2内に含まれていたり、あるいは、そのようなガス発生物質が樹脂組成物3中に予め仕込まれていたりするので、加熱に際して気泡が発生することになる。ここで、第一の電子部品1の表面Aおよび第二の電子部品2の表面Bには凹部が設けられているので、図3(d)に示すように、その凹部を起点として気泡が発生する(凹部から気泡が発生する物理現象については後述する)。そして、凹部を起点に発生する気泡によって、樹脂7およびそれに含まれるハンダ粉4の移動が促進されることになる。ここで、図示するように、凹部はあくまでも隣接する電極の間の表面領域に設けられており、電極(a,b)から離れた箇所に位置しているので、発生する気泡が電極aと電極bとの電極間には滞留しにくくなっている。その結果、電極aと電極bとの間の領域にハンダ粉4が集合し易くなっている。そして、電極aと電極bとの間に移動してきたハンダ粉4は、その濡れ性に起因して電極aおよび電極b上に均一に濡れ広がることになる。別の見方をすれば、凹部から発生した気泡が樹脂中を効果的に移動することによって、ハンダ粉の移動が効果的に促進され、その結果、ハンダ粉同士の均一な結合が促進されているともいえる。最終的には、成長したハンダが冷却されることによって、電極aと電極bとの間にハンダ接続部8が形成される。以上より、第一の電子部品1の電極aと第二の電子部品2の電極bとが電気的に接続された電子部品実装体が得られる(図3(e)参照)。
(実施形態2)
次に、図4(a)〜(f)を参照して、本発明の実施形態2におけるハンダバンプ付き電子部品の製造方法を説明する。まず、図4(a)に示すように、表面に複数の電極6を有して成る電子部品1を用意する。この電子部品1の表面(但し、複数の電極6が設けられている表面領域は除く)には、少なくとも1つの凹部5が設けられている。
引き続いて、図4(b)に示すように、複数の電極6が形成された電子部品1の表面に対して、樹脂7およびハンダ粉4を含んで成る樹脂組成物3を供給する(例えば塗布する)。
次いで、図4(c)に示すように、平板12を、第一の電子部品1上に供給された樹脂組成物3の表面に当接させ、略密閉空間を形成する(このような形態から本発明では「平板」を「上蓋」とも呼ぶことができる)。そして、平板12を樹脂組成物3の表面に当接させた状態で、平板12および/または電子部品1を加熱する。後ほど詳細に説明するが、ガス発生物質が、電子部品1内に含まれていたり、あるいは、そのようなガス発生物質が樹脂組成物中に予め仕込まれていたりするので、加熱に際して気泡が発生することになる。ここで、電子部品1の表面には凹部が設けられているので、図4(d)に示すように、その凹部を起点として気泡が発生する(凹部から気泡が発生する物理現象については後述する)。そして、凹部を起点に発生する気泡によって、樹脂7およびそれに含まれるハンダ粉4の移動が促進されることになる。ここで、図示するように、凹部はあくまでも隣接する電極の間の表面領域に設けられており、電極から離れた箇所に位置しているために、発生する気泡が電極上には滞留しにくくなっており、その結果、電極上へとハンダ粉4が集合し易くなっている。そして、電極上に移動してきたハンダ粉4は、その濡れ性に起因して電極上に濡れ広がることになる。別の見方をすれば、凹部から発生した気泡が樹脂中を効果的に移動することによって、ハンダ粉の移動が効果的に促進され、その結果、ハンダ粉同士の均一な結合が促進されているともいえる。最終的には、成長したハンダが冷却されることによって電極上にハンダバンプ9が形成される(図4(e)参照)。次いで、平板12を樹脂表面から離間させて(即ち、平板12を樹脂表面から取り除いて)、樹脂13を除去すれば(例えば、イソプロピルアルコール等の溶剤を用いて洗浄することによってハンダバンプ9の周囲の樹脂を除去することができる)、図4(f)に示すようなハンダバンプ付き電子部品を得ることができる。
(実施形態3)
次に、実施形態3として、凹部が形成された平板を用いてハンダバンプ付き電子部品を製造する方法について説明する。かかる実施形態3の形態は、図5(a)〜(f)に示している。特に記述がない限り、上述した実施形態2と同様であり、重複する説明は省略する。
実施形態3では、電子部品1の表面に凹部が設けられていないが、平板12の表面に凹部5が設けられている。従って、加熱することによって、平板12の凹部5を起点として気泡10が発生することになる(図5(d)参照)。そして、かかる凹部5を起点に発生する気泡によって、樹脂7およびそれに含まれるハンダ粉4の移動が促進される。ここで、図5(c)〜(e)に示すように、平板の凹部5が、電子部品1の表面における電極6が設けられていない表面領域と対向するように、平板12を樹脂表面へと当接させることが好ましい。これにより、発生する気泡が電極から離れた箇所で滞留するようになるので、電極上に気泡が滞留しにくくなる。その結果、実施形態2の場合と同様、電極上へとハンダ粉4が集合し易くなり、最終的には、より均一なハンダバンプ9を得ることができる。
次に以下において、凹部から気泡が発生する物理現象について説明する。一般に、図6(a)に示すような球状の泡が液体中で発生する場合、エネルギーの観点からモデルを立ててみると、下記の式(1)の関係式が得られる。
Figure 2008139701
左辺のU(r)は泡を発生させるのに必要なエネルギーである。右辺の前項U(r)は泡の「体積エネルギー」であり、右辺の後項U(r)は泡の「表面積エネルギー(または界面エネルギー)」である。
ここで、泡の「体積エネルギー」は負の項であるため、半径rの泡が有する体積エネルギーU(r)は
体積V=4πr /3に比例して小さくなり=安定になると考えられる。即ち、泡が大きくなるほど、泡を発生させるのに必要とされるエネルギーが小さくなり、泡が安定して存在することを示している。
一方、泡の「表面積エネルギー」は正の項であるため、半径rの泡が有する表面積エネルギーU(r)は
表面積S=4πrに比例して大きく=不安定になると考えられる。このことは、泡と液体との界面の面積が小さくなるほど、泡を発生させるのに必要とされるエネルギーが小さくなり、泡は安定して存在することになる。逆に泡が大きくなるほど、泡を発生させるのに必要なエネルギーが大きくなり泡が不安定化することを示している。
このような球状の泡に対するエネルギーU(r)のグラフを図7(a)に示す。図示するグラフから、発生した泡の半径が0〜2b/aまでは、半径が増加するに従って泡の発生エネルギーが増加し、泡が不安定になることが分かる。即ち、この範囲で発生した泡はエネルギーをより小さくするために萎み、直ぐに消えてしまうことになる。その一方、半径が2b/a以上の泡が発生した場合には、泡の半径が増大するに従い、エネルギーが小さくなり、泡が安定化する。即ち、泡が安定して膨らんでいくことになる。
このように、液体中に泡を発生させるためには、ある半径(=臨界半径)以上の泡を発生させる必要があり、外部よりそのためのエネルギー(熱エネルギーなど)を得た時に初めて泡が発生することになる。
次に、図6(b)に示すように壁面から泡が半球状に発生する場合について、エネルギーの観点からモデルを同様に立ててみると、下記の式(2)の関係式が得られる。
Figure 2008139701
上記の式(2)の泡の発生エネルギーU(r)のグラフを図7(b)に示す。式(2)および図7(b)から分かるように、萎まずに泡が発生するのに必要なエネルギーは、泡が球だった時と比べると、半分で良いことになる。このため、壁面から気泡が発生しやすいといえる。
本発明では、上述の原理を利用しており、より小さなエネルギーで気泡を発生させることが可能な工夫を施すことによって、所望の箇所から気泡を発生させている。具体的には、所望の壁面箇所に凹部を設けている。そのような凹部においては、例えば図6(c)のような気泡が発生することが予想され、同体積の泡と比較して気−液接触界面がより小さくなり、上述の「表面積エネルギーU(r)」がより小さくなることが予想される。つまり、凹部から発生する泡のエネルギーは、液体中あるいは壁面から発生する泡のエネルギーよりも小さくなるといえ、結果的に、凹部を起点として泡が優先的に発生することになる。
本発明では、ハンダ粉がより高効率に電極間または電極上へと自己集合するように凹部を設けている。つまり、凹部を電子部品の表面(但し、電極が設けられている表面領域を除く)に設けている。ここで、凹部は電子部品の表面全体に設けてもよいが、電極の形状・配置パターンに応じて必要な部分にのみ設けても構わない。
以下では、本発明の電子部品実装体の製造方法および本発明のハンダバンプ付き電子部品の製造方法について更に詳細に説明する。尚、以下の説明は、特に言及しない限り、電子部品実装体の製造方法およびハンダバンプ付き電子部品の製造方法の双方について適用される。例えば、「電子部品」は、電子部品実装体の製造方法で用いる第一の電子部品および第二の電子部品だけでなく、ハンダバンプ付き電子部品の製造方法で用いる電子部品のことも意味している。
まず、図8〜図10を参照することによって、凹部の好ましい形態について説明する。例えば、図8(a)に示すように電子部品の表面領域に電極が設けられている場合(凹部は存在していない)、電極部分が凸部分として存在してるため、電子部品表面と電極部分との端部領域から気泡が発生しやすいといえる(図8(b)参照)。これは、電極側面と電子部品表面との成す角度が90度であり、泡の発生エネルギーがより小さいことに起因している。従って、電子部品の表面に設けられた凹部で気泡を優先的に発生するためには、図8(c)に示すように、凹部が90度よりも小さいテーパ形状を有していることが好ましいといえる。これにより、電子部品表面と電極部分との端部領域で泡を発生させるのに必要なエネルギーよりも小さいエネルギーで気泡を凹部で発生させることが可能となる(つまり、上述のU(r)項を小さくすることができる)。より具体的には、図9(a)に示すように、凹部のテーパ角度αは、好ましくは90度未満であり、より好ましくは、10度以上85度以下、更に好ましくは50度以上80度以下である。尚、凹部の断面形状は図9(a)に示すようなV字形状のみならず、U字形状のような曲線的であってもよい。更には、凹部内の面は平滑面であっても粗面であってもかまわない。凹部が曲面状または曲線形状に形成されている場合には、図9(b)に示すように、a点とc点とを結ぶ直線と、b点とc点とを結ぶ直線との成す角度が本発明でいうテーパ角度となる(a点,b点:凹部の中央部を挟むように対向する表面端部点、c点:a点およびb点から等距離にある底部中央点)。
凹部は、図10に示すような貫通孔の形態であっても気泡を優先的に発生させる働きをするので、凹部が電子部品を貫通していてもよい。また、凹部は略円錐形、円錐台形または四角錐形であることが好ましい。そのような形状を凹部が有していると、凹部から発生する泡の体積と気−液界面との比を小さくできるためである。換言すれば、凹部を略円錐形、円錐台形または四角錐形とすると、電子部品表面と電極部分との端部領域から気泡が発生する場合よりも、気泡の発生エネルギーを小さくすることができ、凹部で気泡を優先的に発生させることが可能となる。ここで、例えば図9(a)の左側に示すような円錐形状の凹部の場合の寸法について説明する。凹部の幅W(凹部の中央部を挟むように電子部品表面で対向する端部幅W)は、電極ピッチにより、適切に選ぶのが良いが、電極間隔の9割以下1割以上であることが気泡発生や凹部を設ける上で好ましい。例えば、200μmピッチ(L/S=100/100)であれば、Wが90μm以下10μm以上であることが好ましい。また、凹部の深さDも電子部品の厚みにより、適切に選ぶのが良いが、好ましくは100μm以下6μm以上、より好ましくは50μm以下10μm以上、或いは電子部品厚みの50%以下5%以上であることが好ましい。また、図9(a)の右側に示すような円錐台形状の場合の寸法では、凹部の表面側の幅W(凹部の中央部を挟むように電子部品表面で対向する端部幅W)は、Wと同様、電極ピッチにより、適切に選ぶのが良いが、電極間隔の9割以下1割以上であることが気泡発生や凹部を設ける上で好ましく、凹部の深さDも電子部品の厚みより、適切に選ぶのが良いが、好ましくは100μm以下6μm以上、より好ましくは50μm以下10μm以上、或いは電子部品厚みの50%以下5%以上であることが好ましい。これらの場合においても、WとDとの関係、WとW(W>W)とDとの関係で凹部の角度が90度未満になることが好ましい。
気泡は、凹部の内部から発生する場合が多いが、凹部の縁部(即ち、図9(b)で示すような凹部の場合ではa点またはb点の箇所)から発生する場合もあり得る。
上述したように、ハンダ粉を電極間または電極上へと集合させる方法では、気泡の発生形態はハンダ接続部やハンダバンプの出来映えに大きな影響を与える。気泡は適応範囲にわたって均一に発生することが重要であるが、電極上での滞在時間は短い方が好ましい。その点を考慮して、本発明では、電極形成領域以外の表面領域に凹部を設けている。凹部の配置形態・構成形態の例としては、図11(a)〜(f)に示すような形態を挙げることができる。一般的に言うと、図11(a)、(b)および(d)に示すように、隣り合う電極−電極間の中央領域に凹部を設けるのが好ましい。換言すれば、隣り合う電極から相互に等しい距離にある領域に凹部を設けることが好ましい。また、図11(c)に示すように、凹部を溝形態で設けてもよい。凹部が溝形態を有していると、発生した気泡が溝部分に沿って外部に排出されるため、より樹脂とハンダ粉が電極部分に集まりやすいという利点がある。また、ダイサーなどにより機械的加工で溝を設ける場合、加工が容易であるなどの利点を有する。尚、図11に示す形態は、あくまでも例示にすぎず、種々の形態が可能であることを理解されよう。
図3で示したような電子部品実装体の製造方法では、第一の電子部品1と第二の電子部品2の双方に気泡を発生させるための凹部を設けているが、どちらか一方の電子部品にのみ凹部を設けるだけでも、本発明の効果は期待できる。同様に、図4および図5で示したハンダバンプ付き電子部品の製造方法では、電子部品1または平板12のどちらか一方にのみ凹部を設けているが、電子部品1と平板12との双方に凹部を設けてもよく、それによって、本発明の効果が更に向上することが期待される。尚、平板12に形成される凹部5の形態としては、例えば図12に示すような形態が考えられる。
電子部品または平板に凹部を設ける方法としては、特に制限するわけではないが、レーザ加工を用いることができる。また、ダイサーを用いたり、ドリル加工やサンドブラストなどの機械的な方法で電子部品または平板の表面に凹部を設けることもできる。その他、エッチングなどの化学的な手法を用いる方法、更には、レジスト膜などを設けることにより凹部を設置する方法なども可能である。なお、それらの方法を種々に組合せて用いてもよい。貫通孔の形態の凹部を設ける場合には、ドリルやパンチャーなどの機械加工による作製が好ましく利用可能である。サンドブラストを利用する場合は電子部品の所望の箇所に多くの凹部を形成できるため、その点で好ましく利用できる。電子部品の電極が占める表面領域よりも多くの表面領域に凹部が形成されていることで、本発明の効果がより一層期待できる。
次に、気泡発生源について説明する。気泡は、工程(4)の加熱によって生じるものであるが、そのような気泡を生じる源となる物質は、電子部品内に含まれている物質であってよい。例えば、電子部品には、その製造過程に起因して、吸着または吸水によって水分が含有されていたり、あるいは、種々の沸騰型のガス発生物質および分解型のガス発生物質が含有されている。従って、加熱されると、電子部品に含まる物質に起因して気泡が生じることになる。尚、ガス発生物質が有機溶剤(例えば、酢酸ブチルまたはエチレングリコール)である場合には、有機溶剤に電子部品を浸漬することによって、ガス発生物質を意図的に電子部品に含有させてもよい。別法にて、工程(2)で使用するハンダ粉を含んで成る樹脂(即ち、樹脂組成物)に、水、沸騰型のガス発生物質および/または分解型のガス発生物質を含有させておいてもよい。
沸騰型のガス発生物質は、加熱に起因して沸騰することによってガス化する物質である。このような沸騰型のガス発生物質の沸点は、ハンダ粉の融点よりも少し低い温度、好ましくは10〜100℃低い温度、より好ましくは10〜60℃低い温度である。沸騰型のガス発生物質の沸点とハンダ粉との融点とが実質的に同じであってもよい。更には、沸騰型のガス発生物質の沸点は、ハンダ粉の融点よりも少し高い温度、好ましくは10〜100℃高い温度、より好ましく10〜20℃高い温度であってもよい。例えば、沸騰型のガス発生物質は、ヘキサン、酢酸ビニル、イソプロピルアルコール、酢酸ブチル、プロピオン酸、エチレングリコール、N−メチル−2ピロリドン、α−テルピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテートおよびジエチレングリコールジメチルエーテルから成る群から選択される少なくとも1種以上の物質である。水も沸騰型のガス発生物質であるといえる。
分解型のガス発生物質は、加熱に起因して分解してガスを放出する物質である。このような分解型のガス発生物質の分解温度は、沸騰型のガス発生物質と同様、ハンダ粉の融点よりも少し低い温度、好ましくは10〜100℃低い温度、より好ましくは10〜60℃低い温度である。分解型のガス発生物質の分解温度とハンダ粉との融点とが実質的に同じであってもよい。更には、分解型のガス発生物質の分解温度は、ハンダ粉の融点よりも少し高い温度、好ましくは10〜100℃高い温度、より好ましく10〜20℃高い温度であってもよい。例えば、分解型のガス発生物質は、水酸化アルミニウム、ドーソナイト、メタホウ酸アンモニウム、メタホウ酸バリウム、アゾジカルボンアミド(ADCA)、炭酸水素ナトリウム、水酸化アルミニウム、アルミン酸カルシウム、ホウ酸、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)および4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)(OBSH)から成る群から選択される少なくとも1種以上の物質である。
尚、ある形態では、発生した気泡は、第一の電子部品と第二の電子部品との隙間に存在する樹脂中(電子部品実装体の製造方法の場合)または電子部品と平板との隙間に存在する樹脂中(ハンダバンプ付き基板の製造方法の場合)を移動した後、最終的には、かかる隙間の周辺部から外部に出ていくことになる。
以下では、本発明の電子部品実装体の製造方法および本発明のハンダバンプ付き電子部品の製造方法で用いる各種要素・工程、ならびにそれらの製造方法で得られる電子部品実装体およびハンダバンプ付き電子部品について更に詳細に説明をする。
(電子部品)
電子部品(電子部品実装体の製造方法では第一および第二の電子部品)は、好ましくは、半導体、回路基板(例えばプリント配線基板、セラミック基板、ガラス基板など)、モジュール部品または受動部品などであるが、一般に用いられる電子部品であれば特に制限はない。例えば、電子部品実装体の製造方法では、第一の電子部品1が回路基板であり、前記第二の電子部品2が半導体であるようなフリップチップ実装の形態が好ましい。また、第一の電子部品1および前記第二の電子部品2が共に回路基板であるような基板間接続も好ましい形態の1つである。
(ハンダ粉)
本発明の電子部品実装体およびハンダバンプ付き電子部品の製造方法の工程(2)で用いられる樹脂に含まれるハンダ粉4としては、特に制限するわけではないが、SnPbなどの従来の鉛含有ハンダを用いることができる他、SnAgCu、SnAg、SnAgBiIn、SnSbまたはSnBiなどの鉛フリーハンダなども好ましく利用できる。また、ハンダ粉の平均粒径などに関しても1〜50um程度のものが好ましいが、特に制限はない。
ハンダ粉は、相互に略同一の粒径を有していることが好ましい。尚、一般的には、ハンダ粉は、100〜300℃の範囲に融点を有するものが好ましく、130〜280℃の範囲に融点を有するものがより好ましい。
ハンダ粉は、通常0.5〜30体積%、好ましくは0.5〜20体積%の割合で樹脂中に含有される。かかる「体積%」は、樹脂組成物(即ち、樹脂とハンダ粉とから成る樹脂組成物)を基準として算出されるものである。
(樹脂)
工程(2)で用いる樹脂(即ち、樹脂組成物3の樹脂成分7)としては、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂などの樹脂を用いることができる。工程(4)で行う加熱に際して、ハンダ粉の移動が容易になるように、加熱温度にて粘度が低下するものが好ましい。熱硬化性樹脂の場合、加熱に際して硬化が始まってもよいが、気泡の移動の効果を阻害するほどに硬化が進行してはならない。つまり、加熱に際して樹脂の硬化が実質的に進行しないことが好ましい。一方、ハンダ接続部またはハンダバンプが形成された後は、硬化反応が進行しても、あるいは完了してもよく、そのために、電子部品または平板を更に加熱してもよい。
熱硬化性樹脂としては、特に制限するわけではないが、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂およびメラミン樹脂から成る群から選択される少なくとも1種以上の樹脂を挙げることができる。また、熱可塑性樹脂としては、特に制限するわけではないが、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートおよびポリフェニレンスルフィドから成る群から選択される少なくとも1種以上の樹脂を挙げることができる。なお、洗浄工程がある場合は上記樹脂に加え、シリコーンオイル、グリセリン類、炭化水素系のオイルなども利用可能である。
本発明の電子部品実装体の製造方法における樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合、ハンダ粉を自己集合させた後、樹脂7を固化させて第一の電子部品1と第二の電子部品2とを相互に固定する形態を好ましく利用できる。軟化点以上に加熱してハンダ粉を自己集合させ、冷却すれば再び樹脂は固化し、第一の電子部品1と第二の電子部品2とを固定することが可能である。また、樹脂組成物3中に硬化剤を添加させておき、ハンダ粉を自己集合させた後、樹脂を硬化させて第一の電子部品1と第二の電子部品2とを相互に固定する方法も好ましく利用できる。この場合には、硬化剤による樹脂の硬化速度をハンダ粉が自己集合する速度よりも遅くすることで、樹脂の硬化とハンダ粉の自己集合とをそれぞれできる限り分離して行うことが好ましい。なお、硬化方法としては熱硬化以外にも光硬化なども好ましく利用可能である(例えば、光硬化性エポキシ樹脂などの紫外線硬化性樹脂を用いた場合、紫外線を照射することによって樹脂を固化させることができる)。また、硬化プロセスにおいても、1プロセスで硬化させる方法のみならず、Bステージ状態を経て二段階硬化させるなどの方法も好ましく利用可能である。
(平板)
本発明のハンダバンプ付き電子部品の製造方法において用いる平板は、工程(3)で供給された樹脂の表面に当接させるものであるが、工程(4)において発生した気泡が樹脂の表面から外部へと散逸するのを少しでも抑える機能を有している。上述したように、平板に凹部を設けた場合では、かかる平板の凹部を起点として気泡を発生させることができる。つまり、凹部を平板に設けることによって平板表面の所望の箇所から気泡を発生させることができる。実施形態3で説明したように、平板を樹脂の表面に当接させた場合、平板の凹部が電子部品の表面における電極が設けられていない表面領域(以下「電極無配置表面」ともいう)と対向するように、平板を位置決めすることが好ましい。電子部品に凹部が設けられている場合では、平板の凹部を電子部品の凹部と対向するように位置決めすることが好ましい。これにより、気泡の発生起点が電極から遠ざかるので、電極へとハンダ粉がより自己集合しやすくなり、結果的にハンダ粉の自己集合効率を向上させることができる。
総括的に言うと、本発明のハンダバンプ付き電子部品の製造方法では、電子部品の「電極無配置表面」との対向を可能とする配置パターンを有するように凹部を平板に形成し、工程(3)で平板を樹脂表面に当接させる際、平板の凹部が電子部品の「電極無配置表面」と対向するように位置合わせを行うことが好ましい。
工程(4)では平板と樹脂表面との当接状態が維持される。好ましくは、工程(4)において平板の当接位置が変動しないように、平板に一定の圧力を加えてもよい。平板はハンダバンプ形成後に樹脂表面から離間させて除去するものであるので、平板の材質は、樹脂に対して離型性を有していることが好ましい。例えば、平板の材質として、ガラス、樹脂(例えばポリプロピレン樹脂)、シリコーン、金属またはこれら複合物などを挙げることができる。尚、平板表面に離型剤層を設けてもよい。
(樹脂の供給)
工程(2)では、電子部品に設けられた複数の電極を少なくとも覆うように樹脂が供給される。樹脂の供給はいずれの適当な方法で実施してよく、例えばディスペンサ塗布のような方法で樹脂を供給することができる。尚、樹脂の供給に際して、凹部に樹脂が充填されてもよいし、または、充填されていなくてもよい(例えば、凹部内の少なくとも一部分が樹脂で充填され得る)。
(加熱)
工程(4)で行う加熱は、電子部品実装体の製造方法の場合では第一の電子部品および/または第二の電子部品を外側から加熱することによって行い、ハンダバンプ付き電子部品の製造方法の場合では平板および/または電子部品を外側から加熱することによって行う。これにより、工程(2)で供給された樹脂が加熱されることになる。前の工程(3)で得られた状態のものを、そのまま加熱雰囲気(例えばオーブン)に入れて加熱してもよい。かかる加熱に際しては、第二の電子部品(電子部品実装体の製造方法の場合)または平板(ハンダバンプ付き電子部品の製造方法の場合)を樹脂表面に当接させた状態を維持して加熱されるが、そのような当接状態を維持することによって、発生した気泡が樹脂の表面から外部へと散逸するのが抑制される。ここで、第二の電子部品を第一の電子部品に対してずれないように固定することによって(電子部品実装体の製造方法の場合)、あるいは、平板を電子部品に対してずれないように固定することによって(ハンダバンプ付き電子部品の製造方法の場合)、形状歪のないハンダ接続部またはハンダバンプを形成することができる。かかる固定としては、機械的に摘む方法や、吸着、粘着などの手段が好ましく利用できる。
ここで、第一の電子部品および/または第二の電子部品の加熱温度(電子部品実装体の製造方法の場合)、または、平板および/または電子部品の加熱温度(ハンダバンプ付き電子部品の製造方法の場合)は、少なくとも、気泡発生物質の沸点または分解温度よりも高い温度となると共にハンダ粉の融点よりも高い温度となる必要がある。具体的には、そのような加熱温度は、好ましくは100〜400℃であり、より好ましくは130〜300℃である。ハンダ自己集合に要するための加熱時間は、好ましくは1秒以上1分以内、より好ましくは3秒以上〜20秒以内である。
(電子部品実装体)
本発明の電子部品実装体の製造方法を実施すると、
複数の電極aを有して成る第一の電子部品、
複数の電極bを有して成る第二の電子部品、および
複数の電極aと複数の電極bとの間に配置され、複数の電極aと複数の電極bとの間を相互に電気的に接続するハンダ接続体
を有して成り、
複数の電極aが第一の電子部品の表面Aに設けられ、複数の電極bが第二の電子部品の表面Bに設けられており、
第一の電子部品の表面A(但し、複数の電極aが設けられている表面領域を除く)および/または第二の電子部品の表面B(但し、複数の電極bが設けられている表面領域を除く)には凹部が少なくとも1つ形成されていることを特徴とする電子部品実装体が得られる(図3(e)参照)。この電子部品実装体は、第一および/または第二の電子部品の表面(電極が設けられている表面領域は除く)に少なくとも1つの凹部が設けられていることを特徴とする。かかる特徴を有するために、上述したように、その製造に際して気泡の発生起点が制御され、ハンダ粉の電極間への移動・集合がより均一となるので、ハンダ接続部がより均一なものとなっている。凹部については電子部品実装体の製造方法に関連して既に上述しているので、重複を避けるべく説明は省略する。
尚、第一の電子部品と第二の電子部品との間には樹脂が存在しており、好ましくは、かかる樹脂によって第一の電子部品と第二の電子部品とが相互に固定されている。
電子部品実装体のその他の要素・特徴については、電子部品実装体の製造方法に関連して既に上述しているので、重複を避けるべく説明は省略する。
(ハンダバンプ付き基板)
本発明のハンダバンプ付き電子部品の製造方法を実施すると、
複数の電極を表面に有する電子部品、および
前記複数の電極上に形成された複数のハンダバンプ
を有して成り、
前記電子部品の前記表面(但し、複数の電極が設けられている表面領域を除く)には凹部が少なくとも1つ形成されていることを特徴とするハンダバンプ付き電子部品が得られる(図4(f)および図5(f)参照)。かかるハンダバンプ付き電子部品は、電子部品の表面(電極が設けられている表面領域は除く)に少なくとも1つの凹部が設けられていることを特徴とする。かかる特徴を有するために、上述したように、その製造に際して気泡の発生起点が制御され、ハンダ粉の電極上への移動・集合がより均一となるので、ハンダバンプがより均一なものとなっている。特に、バンプ高さがより均一になっており、複数のハンダバンプの高さにおいてバラツキは少なくなっている。
凹部についてはハンダバンプ付き電子部品の製造方法に関連して既に上述しているので、重複を避けるべく説明は省略する。また、ハンダバンプ付き電子部品のその他の要素・特徴についても、ハンダバンプ付き電子部品の製造方法に関連して既に上述しているので、重複を避けるべく説明は省略する。
ここで、図13(a)〜(c)を参照することによって、ハンダバンプ付き電子部品を用いた実装方法について説明を行う。まず、図13(a)に示すように、ハンダバンプ付き電子部品(例えば図4に示す工程で製造したハンダバンプ付き電子部品)を用意すると共に、第二の電子部品2を用意する。次いで、図13(b)に示すように、第二の電子部品2の電極6と、ハンダバンプ付き電子部品のハンダバンプ9とが相互に接触するように、第二の電子部品6をハンダバンプ付き電子部品上に搭載する。次いで、ハンダが溶融する温度にまで加熱したり、或いは加圧するなどによって、ハンダバンプ9を介して、ハンダバンプ付き電子部品の電極(即ち第一の電子部品1の電極6)と第二の電子部品2の電極6とを相互に電気的に接続する。最後に、ハンダバンプ付き電子部品と第二の電子部品2との間に樹脂7を注入することによって、図13(c)に示すような電子部品実装体を得ることができる。尚、ハンダバンプ側もしくは第二の電子部品2の電極6側にフラックスなどの酸化膜除去剤を塗布したり、プラズマ処理などを行うことでハンダバンプの酸化膜を除去してもよい。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれらに限定されず、種々の改変がなされ得ることを当業者は容易に理解されよう。
尚、上述のような本発明は、次の態様を包含している:
第1の態様:第一の電子部品の表面Aに設けられた複数の電極aと第二の電子部品の表面Bに設けられた複数の電極bとがハンダによって電気的に接続された電子部品実装体を製造する方法であって、
(1)第一の電子部品の表面A(但し、複数の電極aが設けられている表面領域を除く)および/または第二の電子部品の表面B(但し、複数の電極bが設けられている表面領域を除く)に少なくとも1つの凹部が形成されている第一の電子部品および第二の電子部品を用意する工程、
(2)第一の電子部品の表面Aに対して、ハンダ粉を含んで成る樹脂を供給する工程、
(3)第一の電子部品の複数の電極aと第二の電子部品の複数の電極bとが相互に対向するように、第二の電子部品を、前記工程(2)で供給された樹脂の表面に当接させる工程、ならびに
(4)第二の電子部品を前記樹脂の表面に当接させた状態で第一の電子部品および/または第二の電子部品を加熱し、ハンダ粉から複数の電極aと複数の電極bとの間を相互に電気的に接続するハンダ接続部を形成する工程
を含み、
前記工程(4)では、前記加熱に際して、前記樹脂内に気泡が前記凹部を起点として少なくとも発生し、前記気泡によって前記ハンダ粉が移動して前記電極a,b上に集合する、製造方法。
第2の態様:上記第1の態様において、前記凹部がテーパ形状を有し、前記凹部のテーパ角度が90度未満であることを特徴とする製造方法。
第3の態様:上記第1または第2の態様において、前記凹部が溝形態を有していることを特徴とする製造方法。
第4の態様:上記第1〜3の態様のいずれかにおいて、前記凹部が、第一の電子部品および/または第二の電子部品を貫通した形態となっていることを特徴とする製造方法。
第5の態様:上記第1〜4の態様のいずれかにおいて、前記凹部が、隣り合う電極aの間の中央領域および/または隣り合う電極bの間の中央領域に形成されていることを特徴とする製造方法。
第6の態様:上記第1〜5の態様のいずれかにおいて、前記凹部が、レーザ加工によって第一の電子部品の表面Aおよび/または第二の電子部品の表面Bに形成されることを特徴とする製造方法。
第7の態様:上記第1〜6の態様のいずれかにおいて、前記気泡が、第一の電子部品および/または第二の電子部品に含まれているガス発生物質に起因して生じることを特徴とする製造方法。
第8の態様:上記第1〜6の態様のいずれかにおいて、前記気泡が、前記工程(2)で用いる樹脂に含まれているガス発生物質に起因して生じることを特徴とする製造方法。
第9の態様:上記第7または第8の態様において、前記ガス発生物質が、水、ヘキサン、酢酸ビニル、イソプロピルアルコール、酢酸ブチル、プロピオン酸、エチレングリコール、N−メチル−2ピロリドン、α−テルピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテートおよびジエチレングリコールジメチルエーテルから成る群から選択される少なくとも1種以上の物質であることを特徴とする製造方法。
第10の態様:上記第7または第8の態様において、前記ガス発生物質が、水酸化アルミニウム、ドーソナイト、メタホウ酸アンモニウム、メタホウ酸バリウム、アゾジカルボンアミド、炭酸水素ナトリウム、水酸化アルミニウム、アルミン酸カルシウム、ホウ酸、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミンおよび4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)から成る群から選択される少なくとも1種以上の物質であることを特徴とする製造方法。
第11の態様:複数の電極aを有して成る第一の電子部品、
複数の電極bを有して成る第二の電子部品、および
複数の電極aと複数の電極bとの間に配置され、複数の電極aと複数の電極bとの間を相互に電気的に接続するハンダ接続体
を有して成り、
複数の電極aが第一の電子部品の表面Aに設けられ、複数の電極bが第二の電子部品の表面Bに設けられており、
第一の電子部品の表面A(但し、複数の電極aが設けられている表面領域を除く)および/または第二の電子部品の表面B(但し、複数の電極bが設けられている表面領域を除く)には凹部が少なくとも1つ形成されていることを特徴とする電子部品実装体。
第12の態様:上記第11の態様において、前記凹部がテーパ形状を有し、前記凹部のテーパ角度が90度未満であることを特徴とする電子部品実装体。
第13の態様:上記第11または第12の態様において、前記凹部が溝形態を有していることを特徴とする電子部品実装体。
第14の態様:上記第11〜第13の態様のいずれかにおいて、前記凹部が、第一の電子部品および/または第二の電子部品を貫通した形態となっていることを特徴とする電子部品実装体。
第15の態様:上記第11〜第14の態様のいずれかにおいて、前記凹部が、隣り合う電極aの間の中央領域および/または隣り合う電極bの間の中央領域に形成されていることを特徴とする電子部品実装体。
第16の態様:ハンダバンプ付き電子部品を製造する方法であって、
(1)複数の電極が表面に設けられている電子部品であって、前記表面(但し、複数の電極が設けられている表面領域を除く)に少なくとも1つの凹部が形成されている電子部品を用意する工程、
(2)電子部品の前記表面に対して、ハンダ粉を含んで成る樹脂を供給する工程、
(3)前記工程(2)で供給された樹脂の表面に対して平板を当接させる工程、ならびに
(4)前記平板を前記樹脂の表面に当接させた状態で、前記電子部品および/または前記平板を加熱し、ハンダ粉から電極上にハンダバンプを形成する工程
を含んでおり、
前記工程(4)では、前記加熱に際して、前記樹脂内に気泡が前記凹部を起点として少なくとも発生し、前記気泡によって前記ハンダ粉が移動して前記電極上に集合する、製造方法。
第17の態様:上記第16の態様において、前記凹部がテーパ形状を有し、前記凹部のテーパ角度が90度未満であることを特徴とする製造方法。
第18の態様:上記第16または第17の態様において、前記凹部が溝形態を有していることを特徴とする製造方法。
第19の態様:上記第16〜18の態様のいずれかにおいて、前記凹部が電子部品を貫通した形態となっていることを特徴とする製造方法。
第20の態様:上記第16〜19の態様のいずれかにおいて、前記凹部が、隣り合う電極の間の中央領域に形成されていることを特徴とする製造方法。
第21の態様:上記第16〜20の態様のいずれかにおいて、前記凹部が、レーザ加工によって電子部品の表面に形成されることを特徴とする製造方法。
第22の態様:上記第16〜21の態様のいずれかにおいて、前記平板の表面に少なくとも1つの凹部が設けられており、前記工程(3)では、平板の凹部が、電子部品の表面における電極が設けられていない表面領域と対向するように、前記平板を前記樹脂の表面に当接させることを特徴とする製造方法。
第23の態様:上記第16〜22の態様のいずれかにおいて、前記気泡が、電子部品に含まれているガス発生物質に起因して生じることを特徴とする製造方法。
第24の態様:上記第16〜22の態様のいずれかにおいて、前記気泡が、前記工程(2)で用いる樹脂に含まれているガス発生物質に起因して生じることを特徴とする製造方法。
第25の態様:上記第23または第24の態様において、前記ガス発生物質が、水、ヘキサン、酢酸ビニル、イソプロピルアルコール、酢酸ブチル、プロピオン酸、エチレングリコール、N−メチル−2ピロリドン、α−テルピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテートおよびジエチレングリコールジメチルエーテルから成る群から選択される少なくとも1種以上の物質であることを特徴とする製造方法。
第26の態様:上記第23または第24の態様において、前記ガス発生物質が、水酸化アルミニウム、ドーソナイト、メタホウ酸アンモニウム、メタホウ酸バリウム、アゾジカルボンアミド、炭酸水素ナトリウム、水酸化アルミニウム、アルミン酸カルシウム、ホウ酸、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミンおよび4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)から成る群から選択される少なくとも1種以上の物質であることを特徴とする製造方法。
第27の態様:複数の電極を表面に有する電子部品、および
前記複数の電極上に形成された複数のハンダバンプ
を有して成り、
前記電子部品の前記表面(但し、複数の電極が設けられている表面領域を除く)には凹部が少なくとも1つ形成されていることを特徴とするハンダバンプ付き電子部品。
第28の態様:上記第27の態様において、前記凹部がテーパ形状を有し、前記凹部のテーパ角度が90度未満であることを特徴とするハンダバンプ付き電子部品。
第29の態様:上記第27または第28の態様において、前記凹部が溝形態を有していることを特徴とするハンダバンプ付き電子部品。
第30の態様:上記第27〜29の態様のいずれかにおいて、前記凹部が、電子部品を貫通した形態となっていることを特徴とするハンダバンプ付き電子部品。
第31の態様:上記第27〜30の態様のいずれかにおいて、前記凹部が、隣り合う電極の間の中央領域に形成されていることを特徴とするハンダバンプ付き電子部品。
第32の態様:ハンダバンプ付き電子部品を製造する方法であって、
(1)複数の電極が表面に設けられている電子部品を用意する工程、
(2)電子部品の前記表面に対して、ハンダ粉を含んで成る樹脂を供給する工程、
(3)前記工程(2)で供給された樹脂の表面に対して平板を当接させる工程、ならびに
(4)前記平板を前記樹脂の表面に当接させた状態で、前記電子部品および/または前記平板を加熱し、ハンダ粉から電極上にハンダバンプを形成する工程
を含んでおり、
前記平板の表面には凹部が少なくとも1つ設けられており、前記工程(3)では、前記凹部が、前記電子部品の前記表面における前記電極が設けられていない表面領域と対向するように、前記平板を前記樹脂の表面に当接させ、また
前記工程(4)では、前記加熱に際して、前記樹脂内に気泡が前記凹部を起点として少なくとも発生し、前記気泡によって前記ハンダ粉が移動して前記電極上に集合する、製造方法。
実施例1
実施例1では、それぞれの表面に凹部が設けられている2つの電子部品を用いて、電子部品実装体を製造した。具体的には、実施形態1に記載の電子部品実装体の製造方法に従い、図3(e)に示すような電子部品実装体を作製した。
第一の電子部品として10mm×10mmの回路基板(ビルドアップ基板、電極100μmφ、ピッチ200μm、電極数5x5=25個)、第二の電子部品として半導体TEGチップ(電極100μmφ、ピッチ200μm、電極数10x10=25個)を用意した。ここで、回路基板は、表面領域に図14に示すようなパターンの凹部が設けられているものを用意した。かかる凹部は回路基板作製プロセス中にレーザ加工によって設けたものである。用いたレーザ加工機は、YAGレーザー(松下電器産業株式会社にて制御部作製品、レーザー波長355nm)。凹部のサイズは表面側が50μmφ、底側が40μm、深さ100μmの円錐台形であった。半導体TEGチップには凹部を設けていない。
回路基板に塗布するハンダ樹脂混合物としては、ビスフェノールF型エポキシ系樹脂(エピコート806、ジャパンエポキシレジン社製)とイミダゾール系硬化剤(四国化成社製)との混合物から成る樹脂に対して、ハンダ粉としてSnAgCu(粒径30μm)および気泡発生物質としてジエチレングリコールジメチルエーテル(和光純薬社製)を混錬したものを用いた(樹脂:57wt%、ハンダ粉:40wt%、気泡発生物質:3wt%)。
まず、図3(b)に示すように、ハンダ樹脂混合物3を第一の電子部品1である回路基板に塗布した後、図3(c)に示すように第二の電子部品2である半導体を回路基板上に位置決めして搭載した。即ち、回路基板の電極と半導体の電極とが互いに対向するように配置した。この状態で回路基板と半導体TEGチップを250℃にまで加熱し、気泡発生剤を沸騰させて気泡を発生させた。
発生した気泡が樹脂中を移動するのに伴って、ハンダ粉が電極間に自己集合し、結果的にハンダ接続部が形成された。その後、更に200℃で加熱を継続して行うことによって樹脂を硬化させて半導体と回路基板とを相互に固定化した(加熱時間は合計10分間)。これにより、図3(e)に示すような電子部品実装体を得ることができた。
実施例2
実施例2では、第一の電子部品および第二の電子部品として共に回路基板を用いたこと以外は、実施例1と同様の材料、部材および手法で電子部品実装体を作製した。つまり、実施例1と同様、図3(a)〜(e)に示すような工程でもって、図3(e)に示すような電子部品実装体を作成した。尚、回路基板は、実施例1と同じ仕様を有するものであるが、凹部は、回路基板表面にレジスト膜を設けることで底辺50μm角、深さ20μm四角錐形状となるようにした。
かかる実施例2では、回路基板を240℃にまで加熱した後、その温度条件を30秒間維持することによって、ハンダ粉を電極間に自己集合させてハンダ接続部を形成した。その後、更に150℃の温度条件の下、回路基板を1時間加熱することで樹脂を更に硬化させて回路基板同士を固定化させ、図3(e)に示すような電子部品実装体を得た。
実施例3
実施例3では、凹部が表面に設けられている回路基板を用いてハンダバンプ付き電子部品を製造した。即ち、図4に示すような工程でハンダバンプ付き電子部品を製造した。
回路基板に塗布するハンダ樹脂混合物としては、シリコーン系樹脂(メチルフェニルシリコーンオイル、KF54、信越シリコーン社製)から成る樹脂に対して、ハンダ粉としてSnAgCu(粒径17μm)および気泡発生物質としてジエチレングリコールジメチルエーテル(和光純薬社製)を混錬したものを用いた(樹脂:55wt%、ハンダ粉:40wt%、気泡発生物質:5wt%)。回路基板は、実施例1と同様の仕様を有するものを用いた。また、平板として透明なガラス板
(10mm×10mm×1mmt、松浪ガラス社製)を用いた。
まず、図4(b)に示すように、ハンダ樹脂混合物を回路基板に塗布した後、図4(c)に示すようにガラス板を樹脂表面に当接させた。この当接状態を維持して回路基板とガラス板を240℃にまで加熱した後、その温度条件を30秒間維持することによって、気泡発生剤を沸騰させて気泡を発生させた。
発生した気泡が樹脂中を移動するのに伴って、ハンダ粉が電極上に自己集合し、結果的にハンダバンプが形成された。尚、その際、透明なガラス板の上方側から気泡の発生状況を観察した。ハンダバンプを形成した後は、ガラス板を樹脂表面から取り外し、イソプロピルアルコールでもって樹脂成分を洗浄・除去することによって、図4(f)に示すようなハンダバンプ付き電子部品を得た。
実施例4
実施例4では、凹部が表面に設けられている平板を用いてハンダバンプ付き電子部品を製造した。即ち、図5に示すような工程でハンダバンプ付き電子部品を製造した。
平板としては、透明なガラス板
(10mm×10mm×1mmt、松浪ガラス社製)に図15(a)および(b)に示すようなパターンの凹部が設けられたものを用いた。尚、かかる凹部は、ダイサー(DISCO社製、型式DAD520)による機械加工によって設けた。溝の断面サイズは、表面側が30μmφ、底側が15μm、深さ20μmの円錐台形であった。
電子部品としては、実施例1で用いた回路基板と同様の仕様のものを用意した。但し、実施例4の回路基板には凹部を設けなかった。ハンダ樹脂混合物としては実施例3と同様のものを用いた。
まず、図5(b)に示すように、ハンダ樹脂混合物を回路基板に塗布した後、図5(c)に示すようにガラス板を樹脂表面に当接させた。この際、ガラス板の凹部が回路基板の電極無配置表面と対向するようにガラス板を樹脂表面に当接させた。この当接状態を維持しつつ回路基板とガラス板を240℃にまで加熱した後、その温度条件を30秒間維持することによって、気泡発生剤を沸騰させて気泡を発生させた。
発生した気泡が樹脂中を移動するのに伴って、ハンダ粉が電極上に自己集合し、結果的にハンダバンプが形成された。尚、その際、透明なガラス板の上方側から気泡の発生状況を観察した。ハンダバンプを形成した後は、ガラス板を樹脂表面から取り外し、イソプロピルアルコールでもって樹脂成分を洗浄・除去することによって、図5(f)に示すようなハンダバンプ付き電子部品を得た。
比較例1
比較例1では、表面に凹部が設けられていない電子部品を用いて、電子部品実装体を製造した。
具体的には、表面に凹部を有さない電子部品を用いたこと以外は、実施例1の部材および製造プロセスに従い、図3(e)に示すような電子部品実装体を作製した。換言すれば、回路基板および半導体TEGチップのどちらにも気泡を発生させるための凹部が設けられていないことが実施例1と相違する点である。
比較例2
比較例2では、表面に凹部が設けられていない電子部品を用いて、ハンダバンプ付き電子部品を製造した。
具体的には、表面に凹部を有さない電子部品および平板を用いたこと以外は、実施例3の部材および実装プロセスに従い、図4(f)に示すようなハンダバンプ付き電子部品を作製した。換言すれば、回路基板および平板のどちらにも気泡を発生させるための凹部を設けていないことが実施例3と相違する点である。この比較例では、加熱操作時に透明な平板を介して気泡の発生状況を観察した。
(結果)
実施例1および実施例2で作製した電子部品実装体のハンダ接続部をX線および断面観察したところ、複数のハンダ接続部がより均一に形成されていることが確認できた。また、ハンダ樹脂混合物に含有される全てのハンダ粉が自己集合しており、電極以外の場所に残存しているハンダ粉は確認できなかった。一方、比較例1で作製した電子部品実装体では、多くの電極にハンダが自己集合しているのが確認できたが、一部の電極において、ハンダの集合率が悪く、未濡れとなっていた。更に、比較例1では、電極以外の場所にも少しながら未濡れのハンダ粉の残渣が確認された。
実施例3、実施例4および比較例2で作製したハンダバンプ付き電子部品のハンダバンプ高さを測長した。その結果、実施例3では、平均バンプ高さ40μm±10μm、実施例4では平均バンプ高さ50μm±7μm、比較例2では平均バンプ高さ30μ±20μmであった。即ち、実施例3および実施例4では比較例2よりも高さのバラツキの少ないハンダバンプが形成されていることを確認できた。
また、気泡の発生状況を平板の上方から観察した結果において、比較例1ではハンダ樹脂混合物を塗布した部分全体から気泡が発生しており、特に電極付近から多く発生していることが確認された。そのため、発生した気泡が電極付近に滞在する時間が長いように見受けられた。
その一方、実施例1および実施例2では、凹部付近から主に気泡が発生し、樹脂およびハンダ粉が効率よく電極間に自己集合しているのが確認できた。
以上より、気泡を発生させるための凹部を電子部品あるいは平板の所望の位置に配置することで、気泡発生を制御することができ、効率よくハンダ粉を自己集合させることができ、生産性の向上を達成できるだけでなく、電子部品実装体およびハンダバンプ付き電子部品の品質向上を達成できることを確認することができた。
本発明によれば、次世代LSIのフリップチップ実装や基板間接続などに適用可能な、生産性及び接続信頼性の高い電子部品実装体およびハンダバンプ付き電子部品の製造方法が供される。
本発明は、電子部品実装体およびハンダバンプ付き電子部品並びにそれらの製造方法に関する。より詳細には、本発明は、電子部品の表面に凹部が設けられていることを特徴とする電子部品実装体およびハンダバンプ付き電子部品に関し、また、表面に凹部が設けられた電子部品を用いて、電子部品実装体およびハンダバンプ付き電子部品を製造する方法にも関する。
近年、電子機器に使用される半導体集積回路(LSI)の高密度および高集積化に伴ってLSIチップの電極の多ピンおよび狭ピッチ化が急速に進んでいる。これらLSIチップの回路基板への実装には、配線遅延を少なくするために、フリップチップ実装が広く用いられている。そして、かかるフリップチップ実装においては、LSIチップの電極上にハンダバンプを形成し、当該ハンダバンプを介して回路基板上に形成された電極とLSIチップの電極とを一括接合するのが一般的である。
しかしながら、電極数が5000を超えるような次世代LSIを回路基板に実装するためには、100μm以下の狭ピッチに対応したバンプを形成する必要があるが、現在のハンダバンプ形成技術では、それに適応することが難しい。また、電極数に応じて多数のバンプを形成する必要があるので、低コスト化を図るためにはチップ当たりの搭載タクトを短縮する必要がある。
従来、バンプの形成技術としてはメッキ法やスクリ−ン印刷法などが開発されている。メッキ法は狭ピッチには適するものの、工程が複雑になる点や生産性の点で問題がある。また、スクリーン印刷法は生産性に優れているが、マスクを用いる点で狭ピッチ化には適していない。
こうした中、最近ではLSIチップまたは回路基板の電極上にハンダバンプを選択的に形成する技術がいくつか開発されている。これらの技術は微細バンプの形成に適しているだけでなくバンプの一括形成ができるので生産性にも優れているので、次世代LSIの回路基板への実装に適応可能な技術として注目されている。
その一つにソルダーペースト法と呼ばれる技術(例えば、特許文献1参照)がある。この技術は、金属粒子とフラックスとの混合物によるソルダーペーストを、表面に電極が形成された基板上にベタ塗りし、基板を加熱することによって金属粒子を溶融させ、濡れ性により電極上にハンダバンプを選択的に形成させるものである。
また、スーパーソルダー法と呼ばれる技術(例えば、特許文献2参照)も存在している。このスーパーソルダー法では、有機酸鉛塩および金属錫を主要成分とするペースト状組成物(化学反応析出型ハンダ)を電極が形成された基板上にベタ塗りし、次いで、基板を加熱することによってPbとSnの置換反応を起こさせ、Pb/Snの合金を基板の電極上に選択的に析出させている。
しかしながら、ソルダーペースト法およびスーパーソルダー法は、双方ともペースト状組成物を基板上に塗布によって供給するので、塗布された組成物の局所的な厚みおよび濃度にバラツキが生じる。その結果、電極ごとのハンダ析出量が異なり、均一な高さのバンプを得ることができない。また、ソルダーペースト法およびスーパーソルダー法は、電極に起因して凹凸を有する回路基板面(電極部分が凸部となり、電極が形成されていない領域が凹部となる)に対してペースト状組成物を塗布して供給するので、凸部となる電極上には、十分なハンダ量を供給することができない。その結果、フリップチップ実装で必要とされる所望のバンプ高さを得ることが難しい。
また、従来のバンプ形成技術を用いたフリップチップ実装では、バンプが形成された回路基板に半導体チップを搭載した後、半導体チップを回路基板に固定するために、アンダーフィルと呼ばれる樹脂を、半導体チップと回路基板との間に注入する工程が付加的に必要とされている。
そこで、半導体チップと回路基板の対向する電極間との電気的接続を行うに際して、半導体チップの回路基板への固定を同時に行う方法が開発されている。例えば、特許文献3に開示されている方法では、異方性導電材料を用いてフリップチップ実装を行っている。これは、回路基板と半導体チップとの間に、導電粒子を含有させた熱硬化性樹脂を供給し、半導体チップを加圧すると同時に熱硬化性樹脂を加熱することによって、半導体チップの電極と回路基板の電極との間を電気的に接続すると共に、半導体チップを回路基板に固定させている。尚、これらの異方性導電材料は、半導体チップと回路基板との接続だけでなく、回路基板−回路基板間の接続などにも利用されている。
しかしながら、上述した異方性導電材料を用いたフリップチップ実装および基板間接続では、導電粒子を介した機械的接触により電極間の電気的導通を得ているので、安定した導通状態を得ることは難しい。
即ち、異方性導電材料を用いたフリップチップ実装は、電極数が5000を超えるような次世代LSIチップに対しては生産性や信頼性の点で解決すべき課題を多く残しているといえる。同様に、回路基板−回路基板間の接続においても、狭ピッチ、多ピン接続および高信頼性が要求されつつあり、その点で同様の課題を有しているといえる。
最近では、次世代LSIチップに適応可能なフリップチップ実装法およびハンダバンプ形成法に関して、ハンダ自己集合方法を用いてハンダ接続部やハンダバンプを形成する新規な方法が提案されている(例えば、特許文献4および特許文献5参照)。この方法では、ハンダ粉を電極上に自己集合させることによってハンダ接続部やハンダバンプを形成している。
特開2000−94179号公報 特開平1−157796号公報 特開2000−332055号公報 特開2006−100775号公報 特開2006−114865号公報 特開2004−260131号公報
10th Symposium on "Microjoining and Assembly Technology in Electronics" February 5- 6, 2004, pp.183-188 9th Symposium on "Microjoining and Assembly Technology in Electronics" February 6- 7, 2003, pp.115-120
図1および図2を参照して、気泡を利用したハンダ自己集合法のメカニズムについて説明する。図1は、電子部品1および電子部品2の電極間にハンダ接続部8を形成する際の自己集合メカニズムを模式的に表しており、図2は、電子部品1の電極6上にハンダバンプ9を形成する際の自己集合メカニズムを模式的に表している。図1および図2の左側に示すように、樹脂7は、加熱で生じる気泡10に基づく応力に起因して、電子部品1および2の電極6間(図1の場合)または電子部品1の電極6上(図2の場合)に押しやられるように移動する。これは、樹脂の表面張力に起因して、樹脂が電極間または電極上のより狭い空間に存在している方が安定となるからである。樹脂7の移動に伴って、樹脂7内に含まれるハンダ粉4も電極6間(図1の場合)または電極6上(図2の場合)へと移動することになり、ハンダ粉4が自己集合することになる。最終的には、ハンダ粉4が電極6に濡れ広がることによって、ハンダ接続部8(図1の右側)またはハンダバンプ9(図2の右側)が形成されることになる。
ハンダ自己集合法においては、気泡の発生状況はハンダ接続部やハンダバンプの出来映えに大きな影響をもたらす。気泡は適応範囲において均一に発生することが重要であるが、上記メカニズムのため、電極上での気泡の滞在時間が短い方が良い。ハンダ樹脂混合物から気泡が発生する場合、電子部品の電極上でも気泡が発生することが予想される。ハンダ粉をより高効率に自己集合させるためにはこれらの制御が重要であり、より均一なハンダ接続部あるいはハンダバンプを形成するためには新たな工夫が必要である。同様に電子部品から気泡が発生する場合においても電極付近から気泡が発生することが多く、同様の状況である。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の発明を完成させた。かかる課題を解決する本発明は、
第一の電子部品の表面Aに設けられた複数の電極aと第二の電子部品の表面Bに設けられた複数の電極bとがハンダによって電気的に接続された電子部品実装体を製造する方法であって、
(1)第一の電子部品の表面A(但し、複数の電極aが設けられている表面領域を除く)および/または第二の電子部品の表面B(但し、複数の電極bが設けられている表面領域を除く)に少なくとも1つの凹部(または窪み、切欠き部もしくは貫通孔)が形成されている第一の電子部品および第二の電子部品を用意する工程、
(2)第一の電子部品の表面Aに対して、ハンダ粉を含んで成る樹脂を供給する工程、
(3)第一の電子部品の複数の電極aと第二の電子部品の複数の電極bとが相互に対向するように、第二の電子部品を、前記工程(2)で供給された樹脂の表面に当接させる工程、ならびに
(4)第二の電子部品を前記樹脂の表面に当接させた状態で第一の電子部品および/または第二の電子部品を加熱し、ハンダ粉から複数の電極aと複数の電極bとの間を相互に電気的に接続するハンダ接続部を形成する工程
を含み、
前記工程(4)では、前記加熱に際して、前記工程(2)で供給された樹脂内に気泡が前記凹部を起点として少なくとも発生し、発生した気泡によってハンダ粉が移動して電極a,b上に集合する、製造方法である。この製造方法では、樹脂内のハンダ粉(または溶融したハンダ)がより高効率に電極間に自己集合するように気泡の発生箇所が制御されており、より均一なハンダ接続部を得ることができる。
また、同様に、上記課題を解決するもう1つの本発明は、ハンダバンプ付き電子部品を製造する方法であって、
(1)複数の電極が表面に設けられている電子部品であって、前記表面(但し、複数の電極が設けられている表面領域を除く)に少なくとも1つの凹部(または窪み、切欠き部もしくは貫通孔)が形成されている電子部品を用意する工程、
(2)電子部品の前記表面に対して、ハンダ粉を含んで成る樹脂を供給する工程、
(3)前記工程(2)で供給された樹脂の表面に対して平板を当接させる工程、ならびに
(4)平板を前記樹脂の表面に当接させた状態で、電子部品および/または平板を加熱し、ハンダ粉から電極上にハンダバンプを形成する工程
を含んでおり、
前記工程(4)では、前記加熱に際して、前記工程(2)で供給された樹脂内に気泡が前記凹部を起点として少なくとも発生し、発生した気泡によってハンダ粉が移動して電極上に集合する、製造方法である。かかる製造方法では、樹脂内のハンダ粉(または溶融したハンダ)がより高効率に電極上へと自己集合するように気泡の発生箇所が制御されており、より均一なハンダバンプを得ることができる。
ここで、本明細書でハンダ粉に関して用いる「自己集合」とは、ハンダ粉が樹脂中に均一分散しているハンダ樹脂混合物を、ハンダ接続部またはハンダバンプを形成したい箇所に一様に塗布し、加熱などの所定の工程を経た後、所望の電極部分にハンダ接続部またはハンダバンプを形成することを意味しており、ハンダ粉が電極間または電極上に集合する形態は、どのような形態であっても構わないことに留意されたい。
また、本明細書で用いる「凹部から気泡が発生する」または「凹部を起点として気泡が発生する」とは、凹部から優先的又はより多く気泡が発生することを実質的に意味しており、必ずしも全ての気泡が凹部から発生することを意図していない。但し、全ての気泡が凹部から発生する形態が好ましいといえる。
更に、本明細書にいう「凹部」は、気泡を発生させるために意図的に電子部品または平板に設けたものであり、電子部品または平板の製造過程などに起因して不可避的または偶発的に形成されたキズなどを意味していないことに留意されたい。
上述の電子部品実装体の製造方法およびハンダバンプ付き電子部品の製造方法は、双方とも、表面(電極が設けられている表面領域を除く)に凹部が設けられている電子部品を使用していることを特徴としている。かかる特徴を有しているために、加熱に際して生じる気泡が少なくとも凹部を起点に生じることになり、気泡の発生を任意に制御することができる。好ましくは、凹部はテーパ形状を有しており、そのようなテーパ形状の凹部のテーパ角度が90度未満となっている。
ある好適な形態では、凹部が連続的に形成され、凹部が長尺状の溝形態を有している(換言すれば、連続的な窪みが表面に形成されている)。例えば溝形状の凹部が電子部品の縁と平行となるように設けられている。別の好適な形態では、凹部が電子部品をその厚み方向に貫通した形態となっており、上述の電子部品実装体の製造方法の場合、凹部が第一の電子部品および/または第二の電子部品を貫通した形態となっている。更に別の好適な形態では、凹部が、隣り合う電極の間の中央領域(即ち、隣り合う電極から相互に略等しい距離離隔した領域)に形成されており、上述の電子部品実装体の製造方法の場合、隣り合う電極aの間の中央領域および/または隣り合う電極bの中央領域に凹部が形成されている。
ある好適な形態では、レーザ加工等の手段によって電子部品の表面に凹部が形成されており、上述の電子部品実装体の製造方法の場合、かかる手段によって第一の電子部品の表面Aおよび/または第二の電子部品の表面Bに凹部が形成される。
ある好適な形態では、気泡は、電子部品に含まれているガス発生物質に起因して生じ、上述の電子部品実装体の製造方法の場合、第一の電子部品および/または第二の電子部品に含まれているガス発生物質に起因して気泡が生じる。また、ある好適な形態では、気泡は、工程(2)で用いる樹脂に含まれているガス発生物質に起因して生じる。ガス発生物質は、好ましくは、水、ヘキサン、酢酸ビニル、イソプロピルアルコール、酢酸ブチル、プロピオン酸、エチレングリコール、N−メチル−2ピロリドン、α−テルピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテートおよびジエチレングリコールジメチルエーテルから成る群から選択される少なくとも1種以上の沸騰型のガス発生物質である。あるいは、ガス発生物質は、好ましくは、水酸化アルミニウム、ドーソナイト、メタホウ酸アンモニウム、メタホウ酸バリウム、アゾジカルボンアミド(ADCA)、炭酸水素ナトリウム、水酸化アルミニウム、アルミン酸カルシウム、ホウ酸、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)および4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)(OBSH)から成る群から選択される少なくとも1種以上の分解型のガス発生物質である。沸騰型のガス発生物質および分解型のガス発生物質の双方のガス発生物質を含んだ形態であってもかまわない。また、そのような沸騰型のガス発生物質および/または分解型のガス発生物質が電子部品と樹脂との双方に含有されていてもよい。
尚、上述のハンダバンプ付き電子部品の製造方法は、電子部品に凹部が設けられているが、電子部品の表面ではなく平板の表面にのみ凹部が設けられる形態であっても同様に、凹部から発生する気泡によってハンダ粉をより高効率に電極上へと自己集させることができ、より均一なハンダバンプを得ることができる。この場合、ハンダバンプ付き電子部品の製造方法は、
(1)複数の電極が表面に設けられている電子部品を用意する工程、
(2) 電子部品の前記表面に対して、ハンダ粉を含んで成る樹脂を供給する工程、
(3)前記工程(2)で供給された樹脂の表面に対して平板を当接させる工程、ならびに
(4)平板を前記樹脂の表面に当接させた状態で、電子部品および/または平板を加熱し、ハンダ粉から電極上にハンダバンプを形成する工程
を含んでおり、
平板の表面に凹部が少なくとも1つ設けられており、前記工程(3)では、平板の凹部が、電子部品の表面における電極が設けられていない表面領域と対向するように、平板を前記樹脂の表面に当接させ、また
前記工程(4)では、前記加熱に際して、樹脂内に気泡が凹部を起点として少なくとも発生し、発生した気泡によってハンダ粉が移動して電極上に集合することを特徴としている。
本発明では、電子部品の表面に少なくとも1つの凹部が設けられた電子部品実装体も供される。かかる電子部品実装体は、
複数の電極aを有して成る第一の電子部品、
複数の電極bを有して成る第二の電子部品、および
複数の電極aと複数の電極bとの間に配置され、複数の電極aと複数の電極bとの間を相互に電気的に接続するハンダ接続体
を有して成り、
複数の電極aが第一の電子部品の表面Aに設けられ、複数の電極bが第二の電子部品の表面Bに設けられており、
第一の電子部品の表面A(但し、複数の電極aが設けられている表面領域を除く)および/または第二の電子部品の表面B(但し、複数の電極bが設けられている表面領域を除く)には凹部(または窪み、切欠き部もしくは貫通孔)が少なくとも1つ形成されていることを特徴とする電子部品実装体である。
また、本発明では、電子部品の表面に少なくとも1つの凹部が設けられたハンダバンプ付き電子部品も供される。かかるハンダバンプ付き電子部品は、
複数の電極を表面に有する電子部品、および
前記複数の電極上に形成された複数のハンダバンプ
を有して成り、
前記電子部品の前記表面(但し、複数の電極が設けられている表面領域を除く)には凹部(または窪み、切欠き部もしくは貫通孔)が少なくとも1つ形成されていることを特徴とするハンダバンプ付き電子部品である。
ある好適な形態では、凹部はテーパ形状を有しており、そのようなテーパ形状の凹部のテーパ角度が90度未満となっている。また、ある好適な形態では、凹部が連続的に形成され、凹部が長尺状の溝形態を有している。例えば溝形状の凹部が電子部品の縁と平行となるように設けられている。別の好適な形態では、凹部が電子部品をその厚み方向に貫通した形態となっており、上述の電子部品実装体の場合、凹部が第一の電子部品および/または第二の電子部品を貫通した形態となっている。更に別の好適な形態では、凹部が、隣り合う電極の間の中央領域(即ち、隣り合う電極から相互に略等しい距離離隔した領域)に形成されており、上述の電子部品実装体の場合、隣り合う電極aの間の中央領域および/または隣り合う電極bの中央領域に凹部が形成されている。
本発明の電子部品実装体およびハンダバンプ付き電子部品の製造方法では、加熱に際して気泡の少なくとも一部が凹部を起点として発生する。従って、かかる気泡の発生によって樹脂中のハンダ粉の移動が促進される。また、気泡が電極形成領域から離れた箇所で発生するので、気泡の電極間または電極上における滞留が抑制されることになり、結果的に、ハンダ粉をより高効率に電極間または電極上に移動・集合させることができる。即ち、単に濡れ性だけを利用して電極間または電極上にハンダ粉を自己集合させるのに比べて、より効率よく電極間または電極上にハンダ粉を自己集合させることができる。また、そのようにハンダ粉を効果的に移動・集合させることができるので、加熱時間および/または加熱温度も低減され得ると共に、適量のハンダ粉でもってハンダ接続部またはハンダバンプを形成できるという効果も奏される。
更に、このように気泡の発生起点が制御されているので、ハンダ粉の電極間または電極上への移動・集合がより均一に行われることになり、結果的に、得られる電子部品実装体のハンダ接続部およびハンダバンプ付き電子部品のハンダバンプがより均一で良好なものとなる。
図1は、ハンダ接続部を形成する際のハンダ自己集合法のメカニズムを解説するための模式的な断面図。 図2は、ハンダバンプを形成する際のハンダ自己集合法のメカニズムを解説するための模式的な断面図。 図3(a)〜(e)は、凹部を設けた電子部品を用いて電子部品実装体を製造する方法を示した工程断面図。 図4(a)〜(f)は、凹部を設けた電子部品を用いてハンダバンプ付き電子部品を製造する方法を示した工程断面図。 図5(a)〜(f)は、凹部を設けた平板を用いてハンダバンプ付き電子部品を製造する方法を示した工程断面図。 図6(a)〜(c)は、発生する泡の種々の形態を模式的に示した図。 図7(a)〜(c)は、それぞれ図6(a)〜(c)に示す泡を発生させるのに必要なエネルギーU(r)を示すグラフ(泡の半径rとU(r)との関係を表すグラフ)。 図8(a)および(b)は、電極が設けられた電子部品(凹部を有していない電子部品)における泡の発生状況を模式的に示した図、また、図8(c)は、電極および凹部が設けられた電子部品における泡の発生状況を模式的に示した図。 図9(a)は、凹部のテーパ角度および寸法を模式的に示した図(断面図)、また、図9(b)は、凹部が曲面状または曲線形状に形成されている場合のテーパ角度の求め方を模式的に示した図(断面図)。 図10は、貫通した形態の凹部を模式的に示した図。 図11(a)〜(f)は、凹部の種々の配置形態・構成形態を模式的に示した電子部品の上面図。 図12(a)〜(d)は、平板に形成される凹部の種々の配置形態・構成形態を模式的に示した平板の上面図。 図13(a)〜(c)は、本発明のハンダバンプ付き電子部品を用いて、電子部品実装体を作製する場合の実装方法を示した工程断面図。 図14は、実施例1で用いた凹部を設けた回路基板を模式的に示した上面図。 図15(a)および(b)は、実施例3で用いた凹部を設けた平板を模式的に示した上面図および側面図、また、図15(c)は、回路基板上に搭載した実施例3の平板の上面透視図。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図面においては、説明の簡略化のため実質的に同一の機能を有する構成要素は同一の参照符号で示す。
(実施形態1)
図3(a)〜(e)を参照して、本発明の実施形態1における電子部品実装体の製造方法を説明する。まず、図3(a)に示すように、表面Aに複数の電極a(6)を有して成る第一の電子部品1および表面Bに複数の電極b(6)を有して成る第二の電子部品2を用意する。この第一の電子部品1の表面A(但し、複数の電極a(6)が設けられている表面領域は除く)には、少なくとも1つの凹部5が設けられている。同様に、第二の電子部品2の表面B(但し、複数の電極b(6)が設けられている表面領域は除く)には、少なくとも1つの凹部5が設けられている。
引き続いて、図3(b)に示すように、複数の電極a(6)が形成された第一の電子部品1の表面Aに対して、樹脂7およびハンダ粉4を含んで成る樹脂組成物3を供給する(例えば塗布する)。
次いで、図3(c)に示すように、第一の電子部品1の複数の電極a(6)と第2電子部品2の複数の電極b(6)とが相互に対向するように、第二の電子部品2を、第一の電子部品1上に供給された樹脂組成物3の表面に当接させる。
次いで、第二の電子部品2を樹脂組成物3の表面に当接させた状態で、第一の電子部品1および/または第二の電子部品2を加熱する。後ほど詳細に説明するが、ガス発生物質が、第一の電子部品1および/または第二の電子部品2内に含まれていたり、あるいは、そのようなガス発生物質が樹脂組成物3中に予め仕込まれていたりするので、加熱に際して気泡が発生することになる。ここで、第一の電子部品1の表面Aおよび第二の電子部品2の表面Bには凹部が設けられているので、図3(d)に示すように、その凹部を起点として気泡が発生する(凹部から気泡が発生する物理現象については後述する)。そして、凹部を起点に発生する気泡によって、樹脂7およびそれに含まれるハンダ粉4の移動が促進されることになる。ここで、図示するように、凹部はあくまでも隣接する電極の間の表面領域に設けられており、電極(a,b)から離れた箇所に位置しているので、発生する気泡が電極aと電極bとの電極間には滞留しにくくなっている。その結果、電極aと電極bとの間の領域にハンダ粉4が集合し易くなっている。そして、電極aと電極bとの間に移動してきたハンダ粉4は、その濡れ性に起因して電極aおよび電極b上に均一に濡れ広がることになる。別の見方をすれば、凹部から発生した気泡が樹脂中を効果的に移動することによって、ハンダ粉の移動が効果的に促進され、その結果、ハンダ粉同士の均一な結合が促進されているともいえる。最終的には、成長したハンダが冷却されることによって、電極aと電極bとの間にハンダ接続部8が形成される。以上より、第一の電子部品1の電極aと第二の電子部品2の電極bとが電気的に接続された電子部品実装体が得られる(図3(e)参照)。
(実施形態2)
次に、図4(a)〜(f)を参照して、本発明の実施形態2におけるハンダバンプ付き電子部品の製造方法を説明する。まず、図4(a)に示すように、表面に複数の電極6を有して成る電子部品1を用意する。この電子部品1の表面(但し、複数の電極6が設けられている表面領域は除く)には、少なくとも1つの凹部5が設けられている。
引き続いて、図4(b)に示すように、複数の電極6が形成された電子部品1の表面に対して、樹脂7およびハンダ粉4を含んで成る樹脂組成物3を供給する(例えば塗布する)。
次いで、図4(c)に示すように、平板12を、第一の電子部品1上に供給された樹脂組成物3の表面に当接させ、略密閉空間を形成する(このような形態から本発明では「平板」を「上蓋」とも呼ぶことができる)。そして、平板12を樹脂組成物3の表面に当接させた状態で、平板12および/または電子部品1を加熱する。後ほど詳細に説明するが、ガス発生物質が、電子部品1内に含まれていたり、あるいは、そのようなガス発生物質が樹脂組成物中に予め仕込まれていたりするので、加熱に際して気泡が発生することになる。ここで、電子部品1の表面には凹部が設けられているので、図4(d)に示すように、その凹部を起点として気泡が発生する(凹部から気泡が発生する物理現象については後述する)。そして、凹部を起点に発生する気泡によって、樹脂7およびそれに含まれるハンダ粉4の移動が促進されることになる。ここで、図示するように、凹部はあくまでも隣接する電極の間の表面領域に設けられており、電極から離れた箇所に位置しているために、発生する気泡が電極上には滞留しにくくなっており、その結果、電極上へとハンダ粉4が集合し易くなっている。そして、電極上に移動してきたハンダ粉4は、その濡れ性に起因して電極上に濡れ広がることになる。別の見方をすれば、凹部から発生した気泡が樹脂中を効果的に移動することによって、ハンダ粉の移動が効果的に促進され、その結果、ハンダ粉同士の均一な結合が促進されているともいえる。最終的には、成長したハンダが冷却されることによって電極上にハンダバンプ9が形成される(図4(e)参照)。次いで、平板12を樹脂表面から離間させて(即ち、平板12を樹脂表面から取り除いて)、樹脂13を除去すれば(例えば、イソプロピルアルコール等の溶剤を用いて洗浄することによってハンダバンプ9の周囲の樹脂を除去することができる)、図4(f)に示すようなハンダバンプ付き電子部品を得ることができる。
(実施形態3)
次に、実施形態3として、凹部が形成された平板を用いてハンダバンプ付き電子部品を製造する方法について説明する。かかる実施形態3の形態は、図5(a)〜(f)に示している。特に記述がない限り、上述した実施形態2と同様であり、重複する説明は省略する。
実施形態3では、電子部品1の表面に凹部が設けられていないが、平板12の表面に凹部5が設けられている。従って、加熱することによって、平板12の凹部5を起点として気泡10が発生することになる(図5(d)参照)。そして、かかる凹部5を起点に発生する気泡によって、樹脂7およびそれに含まれるハンダ粉4の移動が促進される。ここで、図5(c)〜(e)に示すように、平板の凹部5が、電子部品1の表面における電極6が設けられていない表面領域と対向するように、平板12を樹脂表面へと当接させることが好ましい。これにより、発生する気泡が電極から離れた箇所で滞留するようになるので、電極上に気泡が滞留しにくくなる。その結果、実施形態2の場合と同様、電極上へとハンダ粉4が集合し易くなり、最終的には、より均一なハンダバンプ9を得ることができる。
次に以下において、凹部から気泡が発生する物理現象について説明する。一般に、図6(a)に示すような球状の泡が液体中で発生する場合、エネルギーの観点からモデルを立ててみると、下記の式(1)の関係式が得られる。
Figure 2008139701
左辺のU(r)は泡を発生させるのに必要なエネルギーである。右辺の前項U(r)は泡の「体積エネルギー」であり、右辺の後項U(r)は泡の「表面積エネルギー(または界面エネルギー)」である。
ここで、泡の「体積エネルギー」は負の項であるため、半径rの泡が有する体積エネルギーU(r)は
体積V=4πr /3に比例して小さくなり=安定になると考えられる。即ち、泡が大きくなるほど、泡を発生させるのに必要とされるエネルギーが小さくなり、泡が安定して存在することを示している。
一方、泡の「表面積エネルギー」は正の項であるため、半径rの泡が有する表面積エネルギーU(r)は
表面積S=4πrに比例して大きく=不安定になると考えられる。このことは、泡と液体との界面の面積が小さくなるほど、泡を発生させるのに必要とされるエネルギーが小さくなり、泡は安定して存在することになる。逆に泡が大きくなるほど、泡を発生させるのに必要なエネルギーが大きくなり泡が不安定化することを示している。
このような球状の泡に対するエネルギーU(r)のグラフを図7(a)に示す。図示するグラフから、発生した泡の半径が0〜2b/aまでは、半径が増加するに従って泡の発生エネルギーが増加し、泡が不安定になることが分かる。即ち、この範囲で発生した泡はエネルギーをより小さくするために萎み、直ぐに消えてしまうことになる。その一方、半径が2b/a以上の泡が発生した場合には、泡の半径が増大するに従い、エネルギーが小さくなり、泡が安定化する。即ち、泡が安定して膨らんでいくことになる。
このように、液体中に泡を発生させるためには、ある半径(=臨界半径)以上の泡を発生させる必要があり、外部よりそのためのエネルギー(熱エネルギーなど)を得た時に初めて泡が発生することになる。
次に、図6(b)に示すように壁面から泡が半球状に発生する場合について、エネルギーの観点からモデルを同様に立ててみると、下記の式(2)の関係式が得られる。
Figure 2008139701
上記の式(2)の泡の発生エネルギーU(r)のグラフを図7(b)に示す。式(2)および図7(b)から分かるように、萎まずに泡が発生するのに必要なエネルギーは、泡が球だった時と比べると、半分で良いことになる。このため、壁面から気泡が発生しやすいといえる。
本発明では、上述の原理を利用しており、より小さなエネルギーで気泡を発生させることが可能な工夫を施すことによって、所望の箇所から気泡を発生させている。具体的には、所望の壁面箇所に凹部を設けている。そのような凹部においては、例えば図6(c)のような気泡が発生することが予想され、同体積の泡と比較して気−液接触界面がより小さくなり、上述の「表面積エネルギーU(r)」がより小さくなることが予想される。つまり、凹部から発生する泡のエネルギーは、液体中あるいは壁面から発生する泡のエネルギーよりも小さくなるといえ、結果的に、凹部を起点として泡が優先的に発生することになる。
本発明では、ハンダ粉がより高効率に電極間または電極上へと自己集合するように凹部を設けている。つまり、凹部を電子部品の表面(但し、電極が設けられている表面領域を除く)に設けている。ここで、凹部は電子部品の表面全体に設けてもよいが、電極の形状・配置パターンに応じて必要な部分にのみ設けても構わない。
以下では、本発明の電子部品実装体の製造方法および本発明のハンダバンプ付き電子部品の製造方法について更に詳細に説明する。尚、以下の説明は、特に言及しない限り、電子部品実装体の製造方法およびハンダバンプ付き電子部品の製造方法の双方について適用される。例えば、「電子部品」は、電子部品実装体の製造方法で用いる第一の電子部品および第二の電子部品だけでなく、ハンダバンプ付き電子部品の製造方法で用いる電子部品のことも意味している。
まず、図8〜図10を参照することによって、凹部の好ましい形態について説明する。例えば、図8(a)に示すように電子部品の表面領域に電極が設けられている場合(凹部は存在していない)、電極部分が凸部分として存在してるため、電子部品表面と電極部分との端部領域から気泡が発生しやすいといえる(図8(b)参照)。これは、電極側面と電子部品表面との成す角度が90度であり、泡の発生エネルギーがより小さいことに起因している。従って、電子部品の表面に設けられた凹部で気泡を優先的に発生するためには、図8(c)に示すように、凹部が90度よりも小さいテーパ形状を有していることが好ましいといえる。これにより、電子部品表面と電極部分との端部領域で泡を発生させるのに必要なエネルギーよりも小さいエネルギーで気泡を凹部で発生させることが可能となる(つまり、上述のU(r)項を小さくすることができる)。より具体的には、図9(a)に示すように、凹部のテーパ角度αは、好ましくは90度未満であり、より好ましくは、10度以上85度以下、更に好ましくは50度以上80度以下である。尚、凹部の断面形状は図9(a)に示すようなV字形状のみならず、U字形状のような曲線的であってもよい。更には、凹部内の面は平滑面であっても粗面であってもかまわない。凹部が曲面状または曲線形状に形成されている場合には、図9(b)に示すように、a点とc点とを結ぶ直線と、b点とc点とを結ぶ直線との成す角度が本発明でいうテーパ角度となる(a点,b点:凹部の中央部を挟むように対向する表面端部点、c点:a点およびb点から等距離にある底部中央点)。
凹部は、図10に示すような貫通孔の形態であっても気泡を優先的に発生させる働きをするので、凹部が電子部品を貫通していてもよい。また、凹部は略円錐形、円錐台形または四角錐形であることが好ましい。そのような形状を凹部が有していると、凹部から発生する泡の体積と気−液界面との比を小さくできるためである。換言すれば、凹部を略円錐形、円錐台形または四角錐形とすると、電子部品表面と電極部分との端部領域から気泡が発生する場合よりも、気泡の発生エネルギーを小さくすることができ、凹部で気泡を優先的に発生させることが可能となる。ここで、例えば図9(a)の左側に示すような円錐形状の凹部の場合の寸法について説明する。凹部の幅W(凹部の中央部を挟むように電子部品表面で対向する端部幅W)は、電極ピッチにより、適切に選ぶのが良いが、電極間隔の9割以下1割以上であることが気泡発生や凹部を設ける上で好ましい。例えば、200μmピッチ(L/S=100/100)であれば、Wが90μm以下10μm以上であることが好ましい。また、凹部の深さDも電子部品の厚みにより、適切に選ぶのが良いが、好ましくは100μm以下6μm以上、より好ましくは50μm以下10μm以上、或いは電子部品厚みの50%以下5%以上であることが好ましい。また、図9(a)の右側に示すような円錐台形状の場合の寸法では、凹部の表面側の幅W(凹部の中央部を挟むように電子部品表面で対向する端部幅W)は、Wと同様、電極ピッチにより、適切に選ぶのが良いが、電極間隔の9割以下1割以上であることが気泡発生や凹部を設ける上で好ましく、凹部の深さDも電子部品の厚みより、適切に選ぶのが良いが、好ましくは100μm以下6μm以上、より好ましくは50μm以下10μm以上、或いは電子部品厚みの50%以下5%以上であることが好ましい。これらの場合においても、WとDとの関係、WとW(W>W)とDとの関係で凹部の角度が90度未満になることが好ましい。
気泡は、凹部の内部から発生する場合が多いが、凹部の縁部(即ち、図9(b)で示すような凹部の場合ではa点またはb点の箇所)から発生する場合もあり得る。
上述したように、ハンダ粉を電極間または電極上へと集合させる方法では、気泡の発生形態はハンダ接続部やハンダバンプの出来映えに大きな影響を与える。気泡は適応範囲にわたって均一に発生することが重要であるが、電極上での滞在時間は短い方が好ましい。その点を考慮して、本発明では、電極形成領域以外の表面領域に凹部を設けている。凹部の配置形態・構成形態の例としては、図11(a)〜(f)に示すような形態を挙げることができる。一般的に言うと、図11(a)、(b)および(d)に示すように、隣り合う電極−電極間の中央領域に凹部を設けるのが好ましい。換言すれば、隣り合う電極から相互に等しい距離にある領域に凹部を設けることが好ましい。また、図11(c)に示すように、凹部を溝形態で設けてもよい。凹部が溝形態を有していると、発生した気泡が溝部分に沿って外部に排出されるため、より樹脂とハンダ粉が電極部分に集まりやすいという利点がある。また、ダイサーなどにより機械的加工で溝を設ける場合、加工が容易であるなどの利点を有する。尚、図11に示す形態は、あくまでも例示にすぎず、種々の形態が可能であることを理解されよう。
図3で示したような電子部品実装体の製造方法では、第一の電子部品1と第二の電子部品2の双方に気泡を発生させるための凹部を設けているが、どちらか一方の電子部品にのみ凹部を設けるだけでも、本発明の効果は期待できる。同様に、図4および図5で示したハンダバンプ付き電子部品の製造方法では、電子部品1または平板12のどちらか一方にのみ凹部を設けているが、電子部品1と平板12との双方に凹部を設けてもよく、それによって、本発明の効果が更に向上することが期待される。尚、平板12に形成される凹部5の形態としては、例えば図12に示すような形態が考えられる。
電子部品または平板に凹部を設ける方法としては、特に制限するわけではないが、レーザ加工を用いることができる。また、ダイサーを用いたり、ドリル加工やサンドブラストなどの機械的な方法で電子部品または平板の表面に凹部を設けることもできる。その他、エッチングなどの化学的な手法を用いる方法、更には、レジスト膜などを設けることにより凹部を設置する方法なども可能である。なお、それらの方法を種々に組合せて用いてもよい。貫通孔の形態の凹部を設ける場合には、ドリルやパンチャーなどの機械加工による作製が好ましく利用可能である。サンドブラストを利用する場合は電子部品の所望の箇所に多くの凹部を形成できるため、その点で好ましく利用できる。電子部品の電極が占める表面領域よりも多くの表面領域に凹部が形成されていることで、本発明の効果がより一層期待できる。
次に、気泡発生源について説明する。気泡は、工程(4)の加熱によって生じるものであるが、そのような気泡を生じる源となる物質は、電子部品内に含まれている物質であってよい。例えば、電子部品には、その製造過程に起因して、吸着または吸水によって水分が含有されていたり、あるいは、種々の沸騰型のガス発生物質および分解型のガス発生物質が含有されている。従って、加熱されると、電子部品に含まる物質に起因して気泡が生じることになる。尚、ガス発生物質が有機溶剤(例えば、酢酸ブチルまたはエチレングリコール)である場合には、有機溶剤に電子部品を浸漬することによって、ガス発生物質を意図的に電子部品に含有させてもよい。別法にて、工程(2)で使用するハンダ粉を含んで成る樹脂(即ち、樹脂組成物)に、水、沸騰型のガス発生物質および/または分解型のガス発生物質を含有させておいてもよい。
沸騰型のガス発生物質は、加熱に起因して沸騰することによってガス化する物質である。このような沸騰型のガス発生物質の沸点は、ハンダ粉の融点よりも少し低い温度、好ましくは10〜100℃低い温度、より好ましくは10〜60℃低い温度である。沸騰型のガス発生物質の沸点とハンダ粉との融点とが実質的に同じであってもよい。更には、沸騰型のガス発生物質の沸点は、ハンダ粉の融点よりも少し高い温度、好ましくは10〜100℃高い温度、より好ましく10〜20℃高い温度であってもよい。例えば、沸騰型のガス発生物質は、ヘキサン、酢酸ビニル、イソプロピルアルコール、酢酸ブチル、プロピオン酸、エチレングリコール、N−メチル−2ピロリドン、α−テルピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテートおよびジエチレングリコールジメチルエーテルから成る群から選択される少なくとも1種以上の物質である。水も沸騰型のガス発生物質であるといえる。
分解型のガス発生物質は、加熱に起因して分解してガスを放出する物質である。このような分解型のガス発生物質の分解温度は、沸騰型のガス発生物質と同様、ハンダ粉の融点よりも少し低い温度、好ましくは10〜100℃低い温度、より好ましくは10〜60℃低い温度である。分解型のガス発生物質の分解温度とハンダ粉との融点とが実質的に同じであってもよい。更には、分解型のガス発生物質の分解温度は、ハンダ粉の融点よりも少し高い温度、好ましくは10〜100℃高い温度、より好ましく10〜20℃高い温度であってもよい。例えば、分解型のガス発生物質は、水酸化アルミニウム、ドーソナイト、メタホウ酸アンモニウム、メタホウ酸バリウム、アゾジカルボンアミド(ADCA)、炭酸水素ナトリウム、水酸化アルミニウム、アルミン酸カルシウム、ホウ酸、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)および4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)(OBSH)から成る群から選択される少なくとも1種以上の物質である。
尚、ある形態では、発生した気泡は、第一の電子部品と第二の電子部品との隙間に存在する樹脂中(電子部品実装体の製造方法の場合)または電子部品と平板との隙間に存在する樹脂中(ハンダバンプ付き基板の製造方法の場合)を移動した後、最終的には、かかる隙間の周辺部から外部に出ていくことになる。
以下では、本発明の電子部品実装体の製造方法および本発明のハンダバンプ付き電子部品の製造方法で用いる各種要素・工程、ならびにそれらの製造方法で得られる電子部品実装体およびハンダバンプ付き電子部品について更に詳細に説明をする。
(電子部品)
電子部品(電子部品実装体の製造方法では第一および第二の電子部品)は、好ましくは、半導体、回路基板(例えばプリント配線基板、セラミック基板、ガラス基板など)、モジュール部品または受動部品などであるが、一般に用いられる電子部品であれば特に制限はない。例えば、電子部品実装体の製造方法では、第一の電子部品1が回路基板であり、前記第二の電子部品2が半導体であるようなフリップチップ実装の形態が好ましい。また、第一の電子部品1および前記第二の電子部品2が共に回路基板であるような基板間接続も好ましい形態の1つである。
(ハンダ粉)
本発明の電子部品実装体およびハンダバンプ付き電子部品の製造方法の工程(2)で用いられる樹脂に含まれるハンダ粉4としては、特に制限するわけではないが、SnPbなどの従来の鉛含有ハンダを用いることができる他、SnAgCu、SnAg、SnAgBiIn、SnSbまたはSnBiなどの鉛フリーハンダなども好ましく利用できる。また、ハンダ粉の平均粒径などに関しても1〜50um程度のものが好ましいが、特に制限はない。
ハンダ粉は、相互に略同一の粒径を有していることが好ましい。尚、一般的には、ハンダ粉は、100〜300℃の範囲に融点を有するものが好ましく、130〜280℃の範囲に融点を有するものがより好ましい。
ハンダ粉は、通常0.5〜30体積%、好ましくは0.5〜20体積%の割合で樹脂中に含有される。かかる「体積%」は、樹脂組成物(即ち、樹脂とハンダ粉とから成る樹脂組成物)を基準として算出されるものである。
(樹脂)
工程(2)で用いる樹脂(即ち、樹脂組成物3の樹脂成分7)としては、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂などの樹脂を用いることができる。工程(4)で行う加熱に際して、ハンダ粉の移動が容易になるように、加熱温度にて粘度が低下するものが好ましい。熱硬化性樹脂の場合、加熱に際して硬化が始まってもよいが、気泡の移動の効果を阻害するほどに硬化が進行してはならない。つまり、加熱に際して樹脂の硬化が実質的に進行しないことが好ましい。一方、ハンダ接続部またはハンダバンプが形成された後は、硬化反応が進行しても、あるいは完了してもよく、そのために、電子部品または平板を更に加熱してもよい。
熱硬化性樹脂としては、特に制限するわけではないが、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂およびメラミン樹脂から成る群から選択される少なくとも1種以上の樹脂を挙げることができる。また、熱可塑性樹脂としては、特に制限するわけではないが、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートおよびポリフェニレンスルフィドから成る群から選択される少なくとも1種以上の樹脂を挙げることができる。なお、洗浄工程がある場合は上記樹脂に加え、シリコーンオイル、グリセリン類、炭化水素系のオイルなども利用可能である。
本発明の電子部品実装体の製造方法における樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合、ハンダ粉を自己集合させた後、樹脂7を固化させて第一の電子部品1と第二の電子部品2とを相互に固定する形態を好ましく利用できる。軟化点以上に加熱してハンダ粉を自己集合させ、冷却すれば再び樹脂は固化し、第一の電子部品1と第二の電子部品2とを固定することが可能である。また、樹脂組成物3中に硬化剤を添加させておき、ハンダ粉を自己集合させた後、樹脂を硬化させて第一の電子部品1と第二の電子部品2とを相互に固定する方法も好ましく利用できる。この場合には、硬化剤による樹脂の硬化速度をハンダ粉が自己集合する速度よりも遅くすることで、樹脂の硬化とハンダ粉の自己集合とをそれぞれできる限り分離して行うことが好ましい。なお、硬化方法としては熱硬化以外にも光硬化なども好ましく利用可能である(例えば、光硬化性エポキシ樹脂などの紫外線硬化性樹脂を用いた場合、紫外線を照射することによって樹脂を固化させることができる)。また、硬化プロセスにおいても、1プロセスで硬化させる方法のみならず、Bステージ状態を経て二段階硬化させるなどの方法も好ましく利用可能である。
(平板)
本発明のハンダバンプ付き電子部品の製造方法において用いる平板は、工程(3)で供給された樹脂の表面に当接させるものであるが、工程(4)において発生した気泡が樹脂の表面から外部へと散逸するのを少しでも抑える機能を有している。上述したように、平板に凹部を設けた場合では、かかる平板の凹部を起点として気泡を発生させることができる。つまり、凹部を平板に設けることによって平板表面の所望の箇所から気泡を発生させることができる。実施形態3で説明したように、平板を樹脂の表面に当接させた場合、平板の凹部が電子部品の表面における電極が設けられていない表面領域(以下「電極無配置表面」ともいう)と対向するように、平板を位置決めすることが好ましい。電子部品に凹部が設けられている場合では、平板の凹部を電子部品の凹部と対向するように位置決めすることが好ましい。これにより、気泡の発生起点が電極から遠ざかるので、電極へとハンダ粉がより自己集合しやすくなり、結果的にハンダ粉の自己集合効率を向上させることができる。
総括的に言うと、本発明のハンダバンプ付き電子部品の製造方法では、電子部品の「電極無配置表面」との対向を可能とする配置パターンを有するように凹部を平板に形成し、工程(3)で平板を樹脂表面に当接させる際、平板の凹部が電子部品の「電極無配置表面」と対向するように位置合わせを行うことが好ましい。
工程(4)では平板と樹脂表面との当接状態が維持される。好ましくは、工程(4)において平板の当接位置が変動しないように、平板に一定の圧力を加えてもよい。平板はハンダバンプ形成後に樹脂表面から離間させて除去するものであるので、平板の材質は、樹脂に対して離型性を有していることが好ましい。例えば、平板の材質として、ガラス、樹脂(例えばポリプロピレン樹脂)、シリコーン、金属またはこれら複合物などを挙げることができる。尚、平板表面に離型剤層を設けてもよい。
(樹脂の供給)
工程(2)では、電子部品に設けられた複数の電極を少なくとも覆うように樹脂が供給される。樹脂の供給はいずれの適当な方法で実施してよく、例えばディスペンサ塗布のような方法で樹脂を供給することができる。尚、樹脂の供給に際して、凹部に樹脂が充填されてもよいし、または、充填されていなくてもよい(例えば、凹部内の少なくとも一部分が樹脂で充填され得る)。
(加熱)
工程(4)で行う加熱は、電子部品実装体の製造方法の場合では第一の電子部品および/または第二の電子部品を外側から加熱することによって行い、ハンダバンプ付き電子部品の製造方法の場合では平板および/または電子部品を外側から加熱することによって行う。これにより、工程(2)で供給された樹脂が加熱されることになる。前の工程(3)で得られた状態のものを、そのまま加熱雰囲気(例えばオーブン)に入れて加熱してもよい。かかる加熱に際しては、第二の電子部品(電子部品実装体の製造方法の場合)または平板(ハンダバンプ付き電子部品の製造方法の場合)を樹脂表面に当接させた状態を維持して加熱されるが、そのような当接状態を維持することによって、発生した気泡が樹脂の表面から外部へと散逸するのが抑制される。ここで、第二の電子部品を第一の電子部品に対してずれないように固定することによって(電子部品実装体の製造方法の場合)、あるいは、平板を電子部品に対してずれないように固定することによって(ハンダバンプ付き電子部品の製造方法の場合)、形状歪のないハンダ接続部またはハンダバンプを形成することができる。かかる固定としては、機械的に摘む方法や、吸着、粘着などの手段が好ましく利用できる。
ここで、第一の電子部品および/または第二の電子部品の加熱温度(電子部品実装体の製造方法の場合)、または、平板および/または電子部品の加熱温度(ハンダバンプ付き電子部品の製造方法の場合)は、少なくとも、気泡発生物質の沸点または分解温度よりも高い温度となると共にハンダ粉の融点よりも高い温度となる必要がある。具体的には、そのような加熱温度は、好ましくは100〜400℃であり、より好ましくは130〜300℃である。ハンダ自己集合に要するための加熱時間は、好ましくは1秒以上1分以内、より好ましくは3秒以上〜20秒以内である。
(電子部品実装体)
本発明の電子部品実装体の製造方法を実施すると、
複数の電極aを有して成る第一の電子部品、
複数の電極bを有して成る第二の電子部品、および
複数の電極aと複数の電極bとの間に配置され、複数の電極aと複数の電極bとの間を相互に電気的に接続するハンダ接続体
を有して成り、
複数の電極aが第一の電子部品の表面Aに設けられ、複数の電極bが第二の電子部品の表面Bに設けられており、
第一の電子部品の表面A(但し、複数の電極aが設けられている表面領域を除く)および/または第二の電子部品の表面B(但し、複数の電極bが設けられている表面領域を除く)には凹部が少なくとも1つ形成されていることを特徴とする電子部品実装体が得られる(図3(e)参照)。この電子部品実装体は、第一および/または第二の電子部品の表面(電極が設けられている表面領域は除く)に少なくとも1つの凹部が設けられていることを特徴とする。かかる特徴を有するために、上述したように、その製造に際して気泡の発生起点が制御され、ハンダ粉の電極間への移動・集合がより均一となるので、ハンダ接続部がより均一なものとなっている。凹部については電子部品実装体の製造方法に関連して既に上述しているので、重複を避けるべく説明は省略する。
尚、第一の電子部品と第二の電子部品との間には樹脂が存在しており、好ましくは、かかる樹脂によって第一の電子部品と第二の電子部品とが相互に固定されている。
電子部品実装体のその他の要素・特徴については、電子部品実装体の製造方法に関連して既に上述しているので、重複を避けるべく説明は省略する。
(ハンダバンプ付き基板)
本発明のハンダバンプ付き電子部品の製造方法を実施すると、
複数の電極を表面に有する電子部品、および
前記複数の電極上に形成された複数のハンダバンプ
を有して成り、
前記電子部品の前記表面(但し、複数の電極が設けられている表面領域を除く)には凹部が少なくとも1つ形成されていることを特徴とするハンダバンプ付き電子部品が得られる(図4(f)および図5(f)参照)。かかるハンダバンプ付き電子部品は、電子部品の表面(電極が設けられている表面領域は除く)に少なくとも1つの凹部が設けられていることを特徴とする。かかる特徴を有するために、上述したように、その製造に際して気泡の発生起点が制御され、ハンダ粉の電極上への移動・集合がより均一となるので、ハンダバンプがより均一なものとなっている。特に、バンプ高さがより均一になっており、複数のハンダバンプの高さにおいてバラツキは少なくなっている。
凹部についてはハンダバンプ付き電子部品の製造方法に関連して既に上述しているので、重複を避けるべく説明は省略する。また、ハンダバンプ付き電子部品のその他の要素・特徴についても、ハンダバンプ付き電子部品の製造方法に関連して既に上述しているので、重複を避けるべく説明は省略する。
ここで、図13(a)〜(c)を参照することによって、ハンダバンプ付き電子部品を用いた実装方法について説明を行う。まず、図13(a)に示すように、ハンダバンプ付き電子部品(例えば図4に示す工程で製造したハンダバンプ付き電子部品)を用意すると共に、第二の電子部品2を用意する。次いで、図13(b)に示すように、第二の電子部品2の電極6と、ハンダバンプ付き電子部品のハンダバンプ9とが相互に接触するように、第二の電子部品6をハンダバンプ付き電子部品上に搭載する。次いで、ハンダが溶融する温度にまで加熱したり、或いは加圧するなどによって、ハンダバンプ9を介して、ハンダバンプ付き電子部品の電極(即ち第一の電子部品1の電極6)と第二の電子部品2の電極6とを相互に電気的に接続する。最後に、ハンダバンプ付き電子部品と第二の電子部品2との間に樹脂7を注入することによって、図13(c)に示すような電子部品実装体を得ることができる。尚、ハンダバンプ側もしくは第二の電子部品2の電極6側にフラックスなどの酸化膜除去剤を塗布したり、プラズマ処理などを行うことでハンダバンプの酸化膜を除去してもよい。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれらに限定されず、種々の改変がなされ得ることを当業者は容易に理解されよう。
尚、上述のような本発明は、次の態様を包含している:
第1の態様:第一の電子部品の表面Aに設けられた複数の電極aと第二の電子部品の表面Bに設けられた複数の電極bとがハンダによって電気的に接続された電子部品実装体を製造する方法であって、
(1)第一の電子部品の表面A(但し、複数の電極aが設けられている表面領域を除く)および/または第二の電子部品の表面B(但し、複数の電極bが設けられている表面領域を除く)に少なくとも1つの凹部が形成されている第一の電子部品および第二の電子部品を用意する工程、
(2)第一の電子部品の表面Aに対して、ハンダ粉を含んで成る樹脂を供給する工程、
(3)第一の電子部品の複数の電極aと第二の電子部品の複数の電極bとが相互に対向するように、第二の電子部品を、前記工程(2)で供給された樹脂の表面に当接させる工程、ならびに
(4)第二の電子部品を前記樹脂の表面に当接させた状態で第一の電子部品および/または第二の電子部品を加熱し、ハンダ粉から複数の電極aと複数の電極bとの間を相互に電気的に接続するハンダ接続部を形成する工程
を含み、
前記工程(4)では、前記加熱に際して、前記樹脂内に気泡が前記凹部を起点として少なくとも発生し、前記気泡によって前記ハンダ粉が移動して前記電極a,b上に集合する、製造方法。
第2の態様:上記第1の態様において、前記凹部がテーパ形状を有し、前記凹部のテーパ角度が90度未満であることを特徴とする製造方法。
第3の態様:上記第1または第2の態様において、前記凹部が溝形態を有していることを特徴とする製造方法。
第4の態様:上記第1〜3の態様のいずれかにおいて、前記凹部が、第一の電子部品および/または第二の電子部品を貫通した形態となっていることを特徴とする製造方法。
第5の態様:上記第1〜4の態様のいずれかにおいて、前記凹部が、隣り合う電極aの間の中央領域および/または隣り合う電極bの間の中央領域に形成されていることを特徴とする製造方法。
第6の態様:上記第1〜5の態様のいずれかにおいて、前記凹部が、レーザ加工によって第一の電子部品の表面Aおよび/または第二の電子部品の表面Bに形成されることを特徴とする製造方法。
第7の態様:上記第1〜6の態様のいずれかにおいて、前記気泡が、第一の電子部品および/または第二の電子部品に含まれているガス発生物質に起因して生じることを特徴とする製造方法。
第8の態様:上記第1〜6の態様のいずれかにおいて、前記気泡が、前記工程(2)で用いる樹脂に含まれているガス発生物質に起因して生じることを特徴とする製造方法。
第9の態様:上記第7または第8の態様において、前記ガス発生物質が、水、ヘキサン、酢酸ビニル、イソプロピルアルコール、酢酸ブチル、プロピオン酸、エチレングリコール、N−メチル−2ピロリドン、α−テルピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテートおよびジエチレングリコールジメチルエーテルから成る群から選択される少なくとも1種以上の物質であることを特徴とする製造方法。
第10の態様:上記第7または第8の態様において、前記ガス発生物質が、水酸化アルミニウム、ドーソナイト、メタホウ酸アンモニウム、メタホウ酸バリウム、アゾジカルボンアミド、炭酸水素ナトリウム、水酸化アルミニウム、アルミン酸カルシウム、ホウ酸、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミンおよび4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)から成る群から選択される少なくとも1種以上の物質であることを特徴とする製造方法。
第11の態様:複数の電極aを有して成る第一の電子部品、
複数の電極bを有して成る第二の電子部品、および
複数の電極aと複数の電極bとの間に配置され、複数の電極aと複数の電極bとの間を相互に電気的に接続するハンダ接続体
を有して成り、
複数の電極aが第一の電子部品の表面Aに設けられ、複数の電極bが第二の電子部品の表面Bに設けられており、
第一の電子部品の表面A(但し、複数の電極aが設けられている表面領域を除く)および/または第二の電子部品の表面B(但し、複数の電極bが設けられている表面領域を除く)には凹部が少なくとも1つ形成されていることを特徴とする電子部品実装体。
第12の態様:上記第11の態様において、前記凹部がテーパ形状を有し、前記凹部のテーパ角度が90度未満であることを特徴とする電子部品実装体。
第13の態様:上記第11または第12の態様において、前記凹部が溝形態を有していることを特徴とする電子部品実装体。
第14の態様:上記第11〜第13の態様のいずれかにおいて、前記凹部が、第一の電子部品および/または第二の電子部品を貫通した形態となっていることを特徴とする電子部品実装体。
第15の態様:上記第11〜第14の態様のいずれかにおいて、前記凹部が、隣り合う電極aの間の中央領域および/または隣り合う電極bの間の中央領域に形成されていることを特徴とする電子部品実装体。
第16の態様:ハンダバンプ付き電子部品を製造する方法であって、
(1)複数の電極が表面に設けられている電子部品であって、前記表面(但し、複数の電極が設けられている表面領域を除く)に少なくとも1つの凹部が形成されている電子部品を用意する工程、
(2)電子部品の前記表面に対して、ハンダ粉を含んで成る樹脂を供給する工程、
(3)前記工程(2)で供給された樹脂の表面に対して平板を当接させる工程、ならびに
(4)前記平板を前記樹脂の表面に当接させた状態で、前記電子部品および/または前記平板を加熱し、ハンダ粉から電極上にハンダバンプを形成する工程
を含んでおり、
前記工程(4)では、前記加熱に際して、前記樹脂内に気泡が前記凹部を起点として少なくとも発生し、前記気泡によって前記ハンダ粉が移動して前記電極上に集合する、製造方法。
第17の態様:上記第16の態様において、前記凹部がテーパ形状を有し、前記凹部のテーパ角度が90度未満であることを特徴とする製造方法。
第18の態様:上記第16または第17の態様において、前記凹部が溝形態を有していることを特徴とする製造方法。
第19の態様:上記第16〜18の態様のいずれかにおいて、前記凹部が電子部品を貫通した形態となっていることを特徴とする製造方法。
第20の態様:上記第16〜19の態様のいずれかにおいて、前記凹部が、隣り合う電極の間の中央領域に形成されていることを特徴とする製造方法。
第21の態様:上記第16〜20の態様のいずれかにおいて、前記凹部が、レーザ加工によって電子部品の表面に形成されることを特徴とする製造方法。
第22の態様:上記第16〜21の態様のいずれかにおいて、前記平板の表面に少なくとも1つの凹部が設けられており、前記工程(3)では、平板の凹部が、電子部品の表面における電極が設けられていない表面領域と対向するように、前記平板を前記樹脂の表面に当接させることを特徴とする製造方法。
第23の態様:上記第16〜22の態様のいずれかにおいて、前記気泡が、電子部品に含まれているガス発生物質に起因して生じることを特徴とする製造方法。
第24の態様:上記第16〜22の態様のいずれかにおいて、前記気泡が、前記工程(2)で用いる樹脂に含まれているガス発生物質に起因して生じることを特徴とする製造方法。
第25の態様:上記第23または第24の態様において、前記ガス発生物質が、水、ヘキサン、酢酸ビニル、イソプロピルアルコール、酢酸ブチル、プロピオン酸、エチレングリコール、N−メチル−2ピロリドン、α−テルピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテートおよびジエチレングリコールジメチルエーテルから成る群から選択される少なくとも1種以上の物質であることを特徴とする製造方法。
第26の態様:上記第23または第24の態様において、前記ガス発生物質が、水酸化アルミニウム、ドーソナイト、メタホウ酸アンモニウム、メタホウ酸バリウム、アゾジカルボンアミド、炭酸水素ナトリウム、水酸化アルミニウム、アルミン酸カルシウム、ホウ酸、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミンおよび4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)から成る群から選択される少なくとも1種以上の物質であることを特徴とする製造方法。
第27の態様:複数の電極を表面に有する電子部品、および
前記複数の電極上に形成された複数のハンダバンプ
を有して成り、
前記電子部品の前記表面(但し、複数の電極が設けられている表面領域を除く)には凹部が少なくとも1つ形成されていることを特徴とするハンダバンプ付き電子部品。
第28の態様:上記第27の態様において、前記凹部がテーパ形状を有し、前記凹部のテーパ角度が90度未満であることを特徴とするハンダバンプ付き電子部品。
第29の態様:上記第27または第28の態様において、前記凹部が溝形態を有していることを特徴とするハンダバンプ付き電子部品。
第30の態様:上記第27〜29の態様のいずれかにおいて、前記凹部が、電子部品を貫通した形態となっていることを特徴とするハンダバンプ付き電子部品。
第31の態様:上記第27〜30の態様のいずれかにおいて、前記凹部が、隣り合う電極の間の中央領域に形成されていることを特徴とするハンダバンプ付き電子部品。
第32の態様:ハンダバンプ付き電子部品を製造する方法であって、
(1)複数の電極が表面に設けられている電子部品を用意する工程、
(2)電子部品の前記表面に対して、ハンダ粉を含んで成る樹脂を供給する工程、
(3)前記工程(2)で供給された樹脂の表面に対して平板を当接させる工程、ならびに
(4)前記平板を前記樹脂の表面に当接させた状態で、前記電子部品および/または前記平板を加熱し、ハンダ粉から電極上にハンダバンプを形成する工程
を含んでおり、
前記平板の表面には凹部が少なくとも1つ設けられており、前記工程(3)では、前記凹部が、前記電子部品の前記表面における前記電極が設けられていない表面領域と対向するように、前記平板を前記樹脂の表面に当接させ、また
前記工程(4)では、前記加熱に際して、前記樹脂内に気泡が前記凹部を起点として少なくとも発生し、前記気泡によって前記ハンダ粉が移動して前記電極上に集合する、製造方法。
実施例1
実施例1では、それぞれの表面に凹部が設けられている2つの電子部品を用いて、電子部品実装体を製造した。具体的には、実施形態1に記載の電子部品実装体の製造方法に従い、図3(e)に示すような電子部品実装体を作製した。
第一の電子部品として10mm×10mmの回路基板(ビルドアップ基板、電極100μmφ、ピッチ200μm、電極数5x5=25個)、第二の電子部品として半導体TEGチップ(電極100μmφ、ピッチ200μm、電極数10x10=25個)を用意した。ここで、回路基板は、表面領域に図14に示すようなパターンの凹部が設けられているものを用意した。かかる凹部は回路基板作製プロセス中にレーザ加工によって設けたものである。用いたレーザ加工機は、YAGレーザー(松下電器産業株式会社にて制御部作製品、レーザー波長355nm)。凹部のサイズは表面側が50μmφ、底側が40μm、深さ100μmの円錐台形であった。半導体TEGチップには凹部を設けていない。
回路基板に塗布するハンダ樹脂混合物としては、ビスフェノールF型エポキシ系樹脂(エピコート806、ジャパンエポキシレジン社製)とイミダゾール系硬化剤(四国化成社製)との混合物から成る樹脂に対して、ハンダ粉としてSnAgCu(粒径30μm)および気泡発生物質としてジエチレングリコールジメチルエーテル(和光純薬社製)を混錬したものを用いた(樹脂:57wt%、ハンダ粉:40wt%、気泡発生物質:3wt%)。
まず、図3(b)に示すように、ハンダ樹脂混合物3を第一の電子部品1である回路基板に塗布した後、図3(c)に示すように第二の電子部品2である半導体を回路基板上に位置決めして搭載した。即ち、回路基板の電極と半導体の電極とが互いに対向するように配置した。この状態で回路基板と半導体TEGチップを250℃にまで加熱し、気泡発生剤を沸騰させて気泡を発生させた。
発生した気泡が樹脂中を移動するのに伴って、ハンダ粉が電極間に自己集合し、結果的にハンダ接続部が形成された。その後、更に200℃で加熱を継続して行うことによって樹脂を硬化させて半導体と回路基板とを相互に固定化した(加熱時間は合計10分間)。これにより、図3(e)に示すような電子部品実装体を得ることができた。
実施例2
実施例2では、第一の電子部品および第二の電子部品として共に回路基板を用いたこと以外は、実施例1と同様の材料、部材および手法で電子部品実装体を作製した。つまり、実施例1と同様、図3(a)〜(e)に示すような工程でもって、図3(e)に示すような電子部品実装体を作成した。尚、回路基板は、実施例1と同じ仕様を有するものであるが、凹部は、回路基板表面にレジスト膜を設けることで底辺50μm角、深さ20μm四角錐形状となるようにした。
かかる実施例2では、回路基板を240℃にまで加熱した後、その温度条件を30秒間維持することによって、ハンダ粉を電極間に自己集合させてハンダ接続部を形成した。その後、更に150℃の温度条件の下、回路基板を1時間加熱することで樹脂を更に硬化させて回路基板同士を固定化させ、図3(e)に示すような電子部品実装体を得た。
実施例3
実施例3では、凹部が表面に設けられている回路基板を用いてハンダバンプ付き電子部品を製造した。即ち、図4に示すような工程でハンダバンプ付き電子部品を製造した。
回路基板に塗布するハンダ樹脂混合物としては、シリコーン系樹脂(メチルフェニルシリコーンオイル、KF54、信越シリコーン社製)から成る樹脂に対して、ハンダ粉としてSnAgCu(粒径17μm)および気泡発生物質としてジエチレングリコールジメチルエーテル(和光純薬社製)を混錬したものを用いた(樹脂:55wt%、ハンダ粉:40wt%、気泡発生物質:5wt%)。回路基板は、実施例1と同様の仕様を有するものを用いた。また、平板として透明なガラス板
(10mm×10mm×1mmt、松浪ガラス社製)を用いた。
まず、図4(b)に示すように、ハンダ樹脂混合物を回路基板に塗布した後、図4(c)に示すようにガラス板を樹脂表面に当接させた。この当接状態を維持して回路基板とガラス板を240℃にまで加熱した後、その温度条件を30秒間維持することによって、気泡発生剤を沸騰させて気泡を発生させた。
発生した気泡が樹脂中を移動するのに伴って、ハンダ粉が電極上に自己集合し、結果的にハンダバンプが形成された。尚、その際、透明なガラス板の上方側から気泡の発生状況を観察した。ハンダバンプを形成した後は、ガラス板を樹脂表面から取り外し、イソプロピルアルコールでもって樹脂成分を洗浄・除去することによって、図4(f)に示すようなハンダバンプ付き電子部品を得た。
実施例4
実施例4では、凹部が表面に設けられている平板を用いてハンダバンプ付き電子部品を製造した。即ち、図5に示すような工程でハンダバンプ付き電子部品を製造した。
平板としては、透明なガラス板
(10mm×10mm×1mmt、松浪ガラス社製)に図15(a)および(b)に示すようなパターンの凹部が設けられたものを用いた。尚、かかる凹部は、ダイサー(DISCO社製、型式DAD520)による機械加工によって設けた。溝の断面サイズは、表面側が30μmφ、底側が15μm、深さ20μmの円錐台形であった。
電子部品としては、実施例1で用いた回路基板と同様の仕様のものを用意した。但し、実施例4の回路基板には凹部を設けなかった。ハンダ樹脂混合物としては実施例3と同様のものを用いた。
まず、図5(b)に示すように、ハンダ樹脂混合物を回路基板に塗布した後、図5(c)に示すようにガラス板を樹脂表面に当接させた。この際、ガラス板の凹部が回路基板の電極無配置表面と対向するようにガラス板を樹脂表面に当接させた。この当接状態を維持しつつ回路基板とガラス板を240℃にまで加熱した後、その温度条件を30秒間維持することによって、気泡発生剤を沸騰させて気泡を発生させた。
発生した気泡が樹脂中を移動するのに伴って、ハンダ粉が電極上に自己集合し、結果的にハンダバンプが形成された。尚、その際、透明なガラス板の上方側から気泡の発生状況を観察した。ハンダバンプを形成した後は、ガラス板を樹脂表面から取り外し、イソプロピルアルコールでもって樹脂成分を洗浄・除去することによって、図5(f)に示すようなハンダバンプ付き電子部品を得た。
比較例1
比較例1では、表面に凹部が設けられていない電子部品を用いて、電子部品実装体を製造した。
具体的には、表面に凹部を有さない電子部品を用いたこと以外は、実施例1の部材および製造プロセスに従い、図3(e)に示すような電子部品実装体を作製した。換言すれば、回路基板および半導体TEGチップのどちらにも気泡を発生させるための凹部が設けられていないことが実施例1と相違する点である。
比較例2
比較例2では、表面に凹部が設けられていない電子部品を用いて、ハンダバンプ付き電子部品を製造した。
具体的には、表面に凹部を有さない電子部品および平板を用いたこと以外は、実施例3の部材および実装プロセスに従い、図4(f)に示すようなハンダバンプ付き電子部品を作製した。換言すれば、回路基板および平板のどちらにも気泡を発生させるための凹部を設けていないことが実施例3と相違する点である。この比較例では、加熱操作時に透明な平板を介して気泡の発生状況を観察した。
(結果)
実施例1および実施例2で作製した電子部品実装体のハンダ接続部をX線および断面観察したところ、複数のハンダ接続部がより均一に形成されていることが確認できた。また、ハンダ樹脂混合物に含有される全てのハンダ粉が自己集合しており、電極以外の場所に残存しているハンダ粉は確認できなかった。一方、比較例1で作製した電子部品実装体では、多くの電極にハンダが自己集合しているのが確認できたが、一部の電極において、ハンダの集合率が悪く、未濡れとなっていた。更に、比較例1では、電極以外の場所にも少しながら未濡れのハンダ粉の残渣が確認された。
実施例3、実施例4および比較例2で作製したハンダバンプ付き電子部品のハンダバンプ高さを測長した。その結果、実施例3では、平均バンプ高さ40μm±10μm、実施例4では平均バンプ高さ50μm±7μm、比較例2では平均バンプ高さ30μ±20μmであった。即ち、実施例3および実施例4では比較例2よりも高さのバラツキの少ないハンダバンプが形成されていることを確認できた。
また、気泡の発生状況を平板の上方から観察した結果において、比較例1ではハンダ樹脂混合物を塗布した部分全体から気泡が発生しており、特に電極付近から多く発生していることが確認された。そのため、発生した気泡が電極付近に滞在する時間が長いように見受けられた。
その一方、実施例1および実施例2では、凹部付近から主に気泡が発生し、樹脂およびハンダ粉が効率よく電極間に自己集合しているのが確認できた。
以上より、気泡を発生させるための凹部を電子部品あるいは平板の所望の位置に配置することで、気泡発生を制御することができ、効率よくハンダ粉を自己集合させることができ、生産性の向上を達成できるだけでなく、電子部品実装体およびハンダバンプ付き電子部品の品質向上を達成できることを確認することができた。
本発明によれば、次世代LSIのフリップチップ実装や基板間接続などに適用可能な、生産性及び接続信頼性の高い電子部品実装体およびハンダバンプ付き電子部品の製造方法が供される。
1 第一の電子部品
2 第二の電子部品
3 樹脂組成物(ハンダ樹脂混合物)
4 ハンダ粉
5 凹部
6 電極
7 樹脂(樹脂成分)
8 ハンダ接続部
9 ハンダバンプ
10 気泡
12 平板(上蓋)

Claims (20)

  1. 第一の電子部品の表面Aに設けられた複数の電極aと第二の電子部品の表面Bに設けられた複数の電極bとがハンダによって電気的に接続された電子部品実装体を製造する方法であって、
    (1)第一の電子部品の表面A(但し、複数の電極aが設けられている表面領域を除く)および/または第二の電子部品の表面B(但し、複数の電極bが設けられている表面領域を除く)に少なくとも1つの凹部が形成されている第一の電子部品および第二の電子部品を用意する工程、
    (2)第一の電子部品の表面Aに対して、ハンダ粉を含んで成る樹脂を供給する工程、
    (3)第一の電子部品の複数の電極aと第二の電子部品の複数の電極bとが相互に対向するように、第二の電子部品を、前記工程(2)で供給された樹脂の表面に当接させる工程、ならびに
    (4)第二の電子部品を前記樹脂の表面に当接させた状態で第一の電子部品および/または第二の電子部品を加熱し、ハンダ粉から複数の電極aと複数の電極bとの間を相互に電気的に接続するハンダ接続部を形成する工程
    を含み、
    前記工程(4)では、前記加熱に際して、前記樹脂内に気泡が前記凹部を起点として少なくとも発生し、前記気泡によって前記ハンダ粉が移動して前記電極a,b上に集合する、製造方法。
  2. 前記凹部がテーパ形状を有し、前記凹部のテーパ角度が90度未満であることを特徴とする、請求項1に記載の製造方法。
  3. 前記凹部が溝形態を有していることを特徴とする、請求項1に記載の製造方法。
  4. 前記気泡が、第一の電子部品および/または第二の電子部品に含まれているガス発生物質に起因して生じることを特徴とする、請求項1に記載の製造方法。
  5. 前記気泡が、前記工程(2)で用いる樹脂に含まれているガス発生物質に起因して生じることを特徴とする、請求項1に記載の製造方法。
  6. 複数の電極aを有して成る第一の電子部品、
    複数の電極bを有して成る第二の電子部品、および
    複数の電極aと複数の電極bとの間に配置され、複数の電極aと複数の電極bとの間を相互に電気的に接続するハンダ接続体
    を有して成り、
    複数の電極aが第一の電子部品の表面Aに設けられ、複数の電極bが第二の電子部品の表面Bに設けられており、
    第一の電子部品の表面A(但し、複数の電極aが設けられている表面領域を除く)および/または第二の電子部品の表面B(但し、複数の電極bが設けられている表面領域を除く)には凹部が少なくとも1つ形成されていることを特徴とする電子部品実装体。
  7. 前記凹部がテーパ形状を有し、前記凹部のテーパ角度が90度未満であることを特徴とする、請求項6に記載の電子部品実装体。
  8. 前記凹部が溝形態を有していることを特徴とする、請求項6に記載の電子部品実装体。
  9. 前記凹部が、隣り合う電極aの間の中央領域および/または隣り合う電極bの間の中央領域に形成されていることを特徴とする、請求項6に記載の電子部品実装体。
  10. ハンダバンプ付き電子部品を製造する方法であって、
    (1)複数の電極が表面に設けられている電子部品であって、前記表面(但し、複数の電極が設けられている表面領域を除く)に少なくとも1つの凹部が形成されている電子部品を用意する工程、
    (2)電子部品の前記表面に対して、ハンダ粉を含んで成る樹脂を供給する工程、
    (3)前記工程(2)で供給された樹脂の表面に対して平板を当接させる工程、ならびに
    (4)前記平板を前記樹脂の表面に当接させた状態で、前記電子部品および/または前記平板を加熱し、ハンダ粉から電極上にハンダバンプを形成する工程
    を含んでおり、
    前記工程(4)では、前記加熱に際して、前記樹脂内に気泡が前記凹部を起点として少なくとも発生し、前記気泡によって前記ハンダ粉が移動して前記電極上に集合する、製造方法。
  11. 前記凹部がテーパ形状を有し、前記凹部のテーパ角度が90度未満であることを特徴とする、請求項10に記載の製造方法。
  12. 前記凹部が溝形態を有していることを特徴とする、請求項10に記載の製造方法。
  13. 前記平板の表面に少なくとも1つの凹部が設けられており、前記工程(3)では、平板の凹部が、電子部品の表面における電極が設けられていない表面領域と対向するように、前記平板を前記樹脂の表面に当接させることを特徴とする、請求項10に記載の製造方法。
  14. 前記気泡が、電子部品に含まれているガス発生物質に起因して生じることを特徴とする、請求項10に記載の製造方法。
  15. 前記気泡が、前記工程(2)で用いる樹脂に含まれているガス発生物質に起因して生じることを特徴とする、請求項10に記載の製造方法。
  16. 複数の電極を表面に有する電子部品、および
    前記複数の電極上に形成された複数のハンダバンプ
    を有して成り、
    前記電子部品の前記表面(但し、複数の電極が設けられている表面領域を除く)には凹部が少なくとも1つ形成されていることを特徴とするハンダバンプ付き電子部品。
  17. 前記凹部がテーパ形状を有し、前記凹部のテーパ角度が90度未満であることを特徴とする、請求項16に記載のハンダバンプ付き電子部品。
  18. 前記凹部が溝形態を有していることを特徴とする、請求項16に記載のハンダバンプ付き電子部品。
  19. 前記凹部が、隣り合う電極の間の中央領域に形成されていることを特徴とする、請求項16に記載のハンダバンプ付き電子部品。
  20. ハンダバンプ付き電子部品を製造する方法であって、
    (1)複数の電極が表面に設けられている電子部品を用意する工程、
    (2)電子部品の前記表面に対して、ハンダ粉を含んで成る樹脂を供給する工程、
    (3)前記工程(2)で供給された樹脂の表面に対して平板を当接させる工程、ならびに
    (4)前記平板を前記樹脂の表面に当接させた状態で、前記電子部品および/または前記平板を加熱し、ハンダ粉から電極上にハンダバンプを形成する工程
    を含んでおり、
    前記平板の表面には凹部が少なくとも1つ設けられており、前記工程(3)では、前記凹部が、前記電子部品の前記表面における前記電極が設けられていない表面領域と対向するように、前記平板を前記樹脂の表面に当接させ、また
    前記工程(4)では、前記加熱に際して、前記樹脂内に気泡が前記凹部を起点として少なくとも発生し、前記気泡によって前記ハンダ粉が移動して前記電極上に集合する、製造方法。
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