KR100704522B1

KR100704522B1 - 경화성 접착제 조성물의 경화물의 경화레벨의비파괴검사방법 및, 전자장치의 제조방법

Info

Publication number: KR100704522B1
Application number: KR1020030010607A
Authority: KR
Inventors: 구마꾸라히로유끼
Original assignee: 소니 케미카루 앤드 인포메이션 디바이스 가부시키가이샤
Priority date: 2002-02-25
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2007-04-10
Also published as: TW200303986A; CN100406873C; JP2003247942A; JP3695407B2; TWI293684B; US20030164457A1; KR20030070535A; CN1441242A; HK1057096A1; US6861655B2

Abstract

본 발명은 전자부품이 배선판에 실장된 전자장치에서의 해당 전자부품과 배선판과의 접속부분의 경화성 접착제의 경화물의 경화레벨 (또는 반응률) 을 비파괴적으로 또한 양호한 효율로 검사할 수 있도록 한다.

경화성 접착제 조성물의 경화물의 경화레벨을 비파괴적으로 검사하는 방법은 경화성 접착제 조성물에 여기광의 조사에 의해 형광을 발하는 형광성분을 함유시키고, 그 형광성분을 함유한 경화성 접착제 조성물을 경화시켜 얻어진 경화물에 여기광을 조사하고 방출된 형광을 관찰함으로써 이 경화물의 경화레벨을 검사하는 것이다.

Description

경화성 접착제 조성물의 경화물의 경화레벨의 비파괴검사방법 및, 전자장치의 제조방법 {NON-DESTRUCTIVE METHOD FOR TESTING CURING LEVEL OF CURED PRODUCT OF CURABLE ADHESIVE COMPOSITION AND MANUFACTURING METHOD OF ELECTRONIC DEVICES}

도 1 은 열경화성 접착제 조성물의 경화전의 형광관찰 결과를 나타내는 사진이다.

도 2 는 실시예 1 의 열경화성 접착제 조성물의 경화물의 형광관찰 결과를 나타내는 사진이다.

도 3 은 실시예 2 의 열경화성 접착제 조성물의 경화물의 형광관찰 결과를 나타내는 사진이다.

도 4 는 실시예 3 의 열경화성 접착제 조성물의 경화물의 형광관찰 결과를 나타내는 사진이다.

도 5 는 실시예 4 의 열경화성 접착제 조성물의 경화물의 형광관찰 결과를 나타내는 사진이다.

도 6 은 실시예 7 의 열경화성 접착제 조성물의 경화물의 형광관찰 결과를 나타내는 사진이다.

본 발명은 경화성 접착제 조성물의 경화물의 경화레벨의 비파괴검사방법 및, 전자장치의 제조방법에 관한 것이다.

배선기판에 베어칩 (bare chip) IC 등의 전자부품을 실장하여 (mount) 반도체장치 등의 전자장치를 제조할 때, 제조공정을 단축시키고 생산성 향상이 가능해지는 점에서 열경화형 필름상의 이방성 도전접착제나 절연성 접착제, 또는 열경화형 페이스트상의 이방성 도전접착제나 절연성 접착제를 사용하는 수지압접 접속방법이 널리 이용되게 되었다.

이와 같은 수지압접 접속방법에서는 배선기판과 전자부품 사이의 접속부분에 상기 서술한 바와 같은 접착제를 공급하고 열압착함으로써 열경화성 접착제를 경화시켜 접속신뢰성을 확보하고 있는데, 접속신뢰성은 열경화성 접착제의 반응률에 의존하고 있어 반응률이 높아지면 경화레벨이 향상되어 접속신뢰성이 높아진다는 관계가 있다. 따라서, 만족할 수 있는 접속신뢰성을 확보하기 위해서는 일반적으로 반응률을 60∼90% 이상으로 향상시켜 경화레벨을 높일 필요가 있다.

이로 인해, 전자소자의 접속신뢰성을 확보하기 위해서는 접속후 (즉, 경화후) 의 열경화성 접착제의 경화물의 반응률을 측정하는 것이 필수로, 종래에는 실제로 FT-IR 법이나 DSC 법에 의해 측정되었다.

그러나, 전자부품이 배선판에 실장된 전자장치에서의 해당 전자부품과 배선 판과의 접속부분에 존재하는 열경화성 접착제의 경화물의 반응률을 FT-IR 법이나 DSC 법으로 측정하는 경우, 전자장치를 파괴하여 열경화성 접착제의 경화물을 채취할 필요가 있다는 문제가 있었다. 또, 측정시간도 일반적으로 수시간 이상 필요하여 검사효율에도 문제가 있었다. 동일한 문제는 UV 등의 활성 에너지선의 조사에 의해 경화되는 활성 에너지선 경화성 접착제의 경화물의 반응률을 측정하는 경우에도 발생하였다.

본 발명은 이상의 종래 기술의 과제를 해결하고자 하는 것으로, 전자부품이 배선판에 실장된 전자장치에서의 해당 전자부품과 배선판과의 접속부분의 경화된 경화성 접착제 (즉, 경화물) 의 경화레벨을 비파괴적이며 또한 양호한 효율로 검사할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 경화성 접착제 조성물에 여기광을 조사함으로써 형광을 발하는 형광성분을 함유시키고, 경화성 접착제 조성물의 경화물에 광을 조사하고 방출된 형광을 관찰함으로써 비파괴적으로 효율적으로 경화물의 경화레벨을 검사할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명은 경화성 접착제 조성물의 경화물의 경화레벨을 비파괴적으로 검사하는 방법으로서, 이 경화성 접착제 조성물에 여기광의 조사에 의해 형광을 발하는 형광성분을 함유시키고, 그 형광성분을 함유한 경화성 접착제 조성물을 경화시켜 얻어진 경화물에 여기광을 조사하고 방출된 형광을 관찰함으로써 이 경화물의 경화레벨을 검사하는 것을 특징으로 하는 검사방법을 제공한다.

또, 본 발명은 배선기판과 그것에 실장된 전자부품으로 이루어지는 전자장치의 제조방법에서:

(a) 배선기판에 경화성 접착제 조성물을 통하여 전자부품을 임시고정시키는 공정 (여기에서, 이 경화성 접착제 조성물은 여기광의 조사에 의해 형광을 발하는 형광성분을 함유함);

(b) 이어서, 이 경화성 접착제 조성물을 경화시키는 공정; 및

(c) 얻어진 경화물에 여기광을 조사하고 방출된 형광을 관찰함으로써 이 경화물의 경화레벨을 비파괴적으로 검사하는 공정

을 갖는 것을 특징으로 하는 제조방법을 제공한다.

발명의 실시형태

이하, 본 발명의 예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 여기광의 조사에 의해 형광을 발하는 형광성분을 함유하는 경화성 접착제 조성물을 경화시켜 얻어진 경화물에 여기광을 조사하고 방출된 형광을 관찰함으로써 경화성 접착제 조성물의 경화물의 경화레벨을 검사하는 방법이다. 여기에서, 형광성분을 발하는 형광은 유리기판을 통하여 관찰할 수 있으므로 경화성 접착제 조성물을 전자장치에 적용한 경우에도 유리기판을 통하여 형광을 관찰할 수 있다. 따라서, 경화된 경화성 접착제 조성물 (즉, 경화물) 의 형광의 비파괴검사가 가능해진다.

본 발명에서 형광을 관찰함으로써 경화레벨 (또는 반응률) 을 검사할 수 있는 것은 방출된 형광을 특정하는 어떤 종류의 지표 (예컨대, 발광강도, 발광분포 등) 와 경화레벨 (또는 반응률) 사이에 상관관계를 발견할 수 있기 때문이다.

예컨대, 발광분포라는 지표에 관해서는 경화성 접착제 조성물로서 열경화성인 것을 사용한 경우, 형광성분으로서 열경화성 접착제 조성물의 열경화전에는 열경화성 접착제 조성물에 상용되지 않고, 경화를 위한 가열에 의해 조성물 중에 서서히 상용되어 가는 성분을 사용한 경우를 들 수 있다. 이 경우, 경화전의 형광의 발광상태는 조성물 중에 상용되고 있지 않아 조성물 중에서 형광성분의 입자 윤곽을 명확하게 관찰할 수 있는 상태로, 가열에 의해 열경화가 진행 (반응률이 상승) 함에 따라 형광성분이 조성물 중에 녹기 시작하여 그 윤곽이 서서히 희미해져 조성물 전체가 균일하게 발광하는 상태가 된다. 이와 같은 형광성분과 열경화성 접착수지의 조합으로는 형광성분으로서 열용융형 잠재성 경화제 (예컨대, 이미다졸계 잠재성 경화제) 를 사용하고, 열경화성 접착수지로서 에폭시수지를 사용하는 조합을 들 수 있다. 이 때, 면방향의 형광분포와 경화레벨 (또는 반응률) 의 상관을 미리 시각적 또는 수치적으로 구해 두는 것이 바람직하다.

또, 발광강도라는 지표에 관해서는 열경화 또는 활성 에너지선 경화의 진행 (반응률의 상승) 에 따라 경화성 접착수지와 반응하여 형광강도가 저하되는 성분을 사용한 경우를 들 수 있다. 또, 경화성 접착수지 그 자체가 형광물질이어도 되며, 그 경우에는 경화성 접착수지로서 경화의 진행에 따라 그 자체의 형광강도가 저하되는 것이나 다른 성분과 반응하여 형광강도가 저하되는 것을 사용하면 된다.

본 발명에서 형광을 관찰하는 방법으로는 공지된 형광측정장치를 사용할 수 있고, 바람직하게는 공지된 낙사형 형광현미경 등을 사용하여 관찰하는 방법을 들 수 있다.

형광성분에서 형광을 방출시키기 위한 여기광으로는 형광성분의 종류에 따라 다르지만, 이미다졸계 잠재성 경화제를 사용한 경우에는 파장 330∼580㎚ 의 광, 수은램프 광원에서 얻어지는 광을 들 수 있다.

경화성 접착제 조성물의 형상으로는 종래의 접착제 조성물과 마찬가지로 페이스트상, 액상, 필름상 어느 것이어도 된다.

경화성 접착제 조성물에는 열경화성 접착수지 또는 활성 에너지선 경화성 접착수지나 형광성분 외에 이방성 도전접속용 도전입자, 가소제, 충전제 등을 함유시킬 수 있다.

본 발명의 검사방법은 배선기판과 그것에 실장된 전자부품으로 이루어지는 전자장치의 제조방법에 바람직하게 적용할 수 있다.

즉, 배선기판과 그것에 실장된 전자부품으로 이루어지는 전자장치의 제조방법은 이하의 공정 (a)∼(c) 를 갖는다.

공정 (a)

우선, 배선기판 (예컨대, 반도체소자 탑재용 플렉시블 배선기판), 여기광의 조사에 의해 형광을 발하는 형광성분을 함유하는 경화성 접착제 조성물을 통하여 전자부품 (예컨대, 반도체소자) 을 임시고정시킨다. 여기에서 임시고정은 경화성 접착제 조성물의 점착성을 이용하여 비교적 완화된 압착에 의해 실시할 수 있다.

공정 (b)

이어서, 경화성 접착제 조성물을 열경화시킨다. 사용해야 하는 경화장치나 채택해야 하는 본 열경화조건은 사용되는 경화성 접착수지의 종류나 형광성분의 종류 등에 따라 결정할 수 있다.

공정 (c)

얻어진 경화물에 여기광을 조사하고 방출된 형광을 공지된 형광측정기 (예컨대, 낙사형 형광현미경) 로 관찰함으로써 경화성 접착제 조성물의 경화물의 경화레벨 (또는 반응률) 을 비파괴적으로 검사한다. 여기에서, 경화레벨의 판정은 전술한 바와 같이, 경화레벨이 다른 경화성 접착제 조성물의 경화물에 대해 미리 FT-IR 법이나 DSC 법으로 반응률을 실측해 두고, 얻어진 반응률과 방출된 형광의 상관관계를 그래프에 이차원화시키고, 그 상관관계에 경화레벨을 판정하고자 하는 경화물의 관찰된 형광데이터를 적용함으로써 실시할 수 있다.

또한, 공정 (c) 의 검사에 의해 경화성 접착제 조성물의 경화물의 경화레벨이 의도한 레벨에 도달하지 않은 것을 알았을 경우, 얻어진 전자장치를 불량품으로 폐기하거나 또는 다시 공정 (b) 에 투입하고 필요에 따라 공정 (c) 에 재투입하면 된다. 이로써 제조의 수율을 향상시킬 수도 있다. 경화레벨을 만족할 수 있는 경우에는 필요에 따라 실링공정 등을 실시하여 제품으로 출하가 가능해진다.

[실시예]

이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 구체적으로 설명한다.

실시예 1∼7

표 1 에 나타낸 배합의 열경화성 접착제 조성물을 캐스트법에 의해 두께 25 ㎛ 의 이방성 도전접착필름으로 성형하였다.

성분	중량부
페녹시수지 (YP50, 도토화성사)	30
나프탈렌형 에폭시수지 (HP4032D, 다이닛폰잉크화학공업사)	30
이미다졸계 잠재성 경화제 (HX3941HP, 아사히화성에폭시사)	40
Ni-Au 피복 아크릴입자 (입경 5㎛)	20

얻어진 이방성 도전접착필름을, 두께 0.7㎜ 의 유리기판의 ITO 전극 (10Ω/?) 과, 금범프 (사이즈; 세로 ×가로 ×높이 = 25 ×90 ×20㎛, 피치 = 80㎛) 가 부착된 두께 2㎜ 이며 가로 세로 20㎜ 크기의 IC 칩 사이에 놓고, 가열면에 두께 50㎛ 의 테프론 (등록상표) 가공이 실시된 상시 가열타입의 가열헤드를 사용하여 표 2 의 접속온도조건에서 5 초간, 추력 40Mpa 로 열압착함으로써 반도체장치를 제작하였다.

얻어진 반도체장치에 대해 접속신뢰성 시험, 반응률 시험, 형광관찰을 이하에 설명하는 바와 같이 실시하였다. 각 시험에서 얻어진 결과를 표 2 에 나타내었다.

접속신뢰성 시험

반도체장치를 온도 85℃ 에서 습도 85%RH 로 조정된 오븐내에 투입하여 1000 시간의 에이징을 실시하였다. 에이징 후의 접속단자간의 전기저항값의 상승이 5Ω미만인 경우를 양호한 것으로 판정하고 표 2 중에서「○」로 나타내었다. 5Ω이상인 경우를 불량으로 판정하고 표 2 중에서「×」로 나타내었다.

반응률 시험

반도체장치의 IC 칩 중앙부 바로 아래의 열경화성 접착제 조성물의 경화물을 채취하고, 그 채취한 경화물의 FT-IR 차트를 얻었다 (사용 FT-IR 장치 (UMA-500, BIO-RAD 사)). 이 차트에서의 에폭시기의 흡수도 (914㎝^-1 부근) 와 메틸기의 흡수도 (2920㎝^-1 부근) 의 비를 경화전의 열경화성 접착제 조성물의 그것과 비교하여 반응률을 구하였다. 얻어진 결과를 표 2 에 나타내었다.

형광관찰

얻어진 반도체장치의 유리기판측에서 비파괴적으로 열경화성 접착제 조성물의 경화물을 낙사형 형광현미경 (BX51, 올림프스광학공업사; 대물렌즈 UplanFI (40 배); 광원 100W 수은 아포램프하우스 U-LH100HGAPO; 여기방법 광역대 IB 여기 U-MWIB2; 여기필터 BP460-490; 다이크로익미러 (dicroic mirror) DM505; 흡수필터 BA510IF) 을 사용하여 관찰하고, 형광을 발하는 잠재성 경화제의 입자 윤곽을 관찰할 수 있는 경우를 양호하지 않은 경화레벨 (반응률이 불충분함) 로 판정하고 표 2 중에서「×」로 나타내고, 형광을 발하는 잠재성 경화제의 입자 윤곽을 명료하게 관찰할 수 없는 경우를 양호한 경화레벨 (반응률이 충분함) 로 판정하고 표 2 중에서「○」로 나타냈다. 또, 얻어진 반도체장치에서의 열경화성 접착제 조성물의 경화물의 형광관찰 결과를 나타내는 사진을 도 2 내지 도 6 에 나타냈다. 또한, 도 1 은 경화전의 열경화성 접착제 조성물의 형광관찰 결과를 나타내는 사진이다.

실시예	접속온도 (℃)	접속신뢰성	FT-IR 반응률(%)	형광관찰 결과	사진
1	170	×	35	×	도 2
2	180	×	51	×	도 3
3	190	○	66	○	도 4
4	200	○	73	○	도 5
5	210	○	77	○	-
6	220	○	81	○	-
7	230	○	83	○	도 6

표 2 및 도 1 내지 도 6 에서 알 수 있는 바와 같이, 형광관찰에 의해 이미다졸계 잠재성 경화제의 입자 윤곽을 관찰할 수 있는 경우는 반응률이 60% 미만으로 낮고, 반대로 윤곽을 판별할 수 없는 경우는 반응률이 60% 이상으로 높아지고 있음을 알 수 있다. 이것은 이미다졸계 잠재성 경화제는 자외선 조사에 의해 형광을 발하지만, 다른 성분 (에폭시수지 등) 은 형광을 발하지 않으므로, 반응률이 낮은 상태에서는 잠재성 경화제의 입자가 용융되었더라도 주위의 접착제 조성물중에 충분히 상용되고 있지 않기 때문에 그 윤곽을 명료하게 판별할 수 있고, 한편 반응률이 높은 상태에서는 잠재성 경화제의 입자가 접착제 조성물중에 충분히 용해되어 그 윤곽을 판별할 수 없게 되기 때문이다. 따라서, 이들 실시예의 경우, 열경화성 접착제의 경화물을 형광관찰함으로써 열경화성 접착제 조성물의 경화물의 경화레벨이 양호한 접속신뢰성을 얻을 수 있는 레벨에 도달하고 있는지의 여부를 비파괴 검사에 의해 간편하면서 효율적으로 판단할 수 있었다.

본 발명에 의하면, 전자부품이 배선판에 실장된 전자장치에서의 해당 전자부품과 배선판과의 접속부분의 경화된 경화성 접착제 (즉, 경화물) 의 반응률을 비파괴적으로 또한 양호한 효율로 검사할 수 있다.

Claims

경화성 접착제 조성물의 경화물의 경화레벨을 비파괴적으로 검사하는 방법으로서,

상기 경화성 접착제 조성물에 여기광의 조사에 의해 형광을 발하는 형광성분을 함유시키고, 그 형광성분을 함유한 경화성 접착제 조성물을 경화시켜 얻어진 경화물에 여기광을 조사하고 방출된 형광을 관찰함으로써 상기 경화물의 경화레벨을 검사하는 것을 특징으로 하며,

상기 경화성 접착제 조성물이 열경화성을 나타내고, 상기 형광성분이 이미다졸계 열용융형 잠재성 경화제인 검사방법.
삭제
삭제
배선기판과 그것에 실장된 (mounted) 전자부품으로 이루어지는 전자장치의 제조방법에서:

(a) 배선기판에 경화성 접착제 조성물을 통하여 전자부품을 임시고정시키는 공정 (여기에서, 상기 경화성 접착제 조성물은 여기광의 조사에 의해 형광을 발하는 형광성분을 함유함);

(b) 이어서, 상기 경화성 접착제 조성물을 경화시키는 공정; 및

(c) 얻어진 경화물에 여기광을 조사하고 방출된 형광을 관찰함으로써 상기 경화물의 경화레벨을 비파괴적으로 검사하는 공정

을 갖는 것을 특징으로 하고,

상기 경화성 접착제 조성물이 열경화성을 나타내며, 상기 형광성분이 이미다졸계 열용융형 잠재성 경화제인 검사방법.
여기광의 조사에 의해 형광을 발하는 형광성분을 함유하는 열경화성 접착제 조성물의 경화물의 경화 레벨을 비파괴적으로 검사하는 방법으로서,

상기 형광성분으로서, 열경화성 접착제 조성물의 열경화 전에는 열경화성 접착제 조성물에 상용하지 않고, 경화를 위한 가열에 의해 조성물 중에 서서히 상용해가는 성분을 사용하고,

그 형광성분을 함유한 열경화성 접착제 조성물을 열경화시켜 얻어진 경화물에 여기광을 조사하고, 형광을 발광하는 영역의 윤곽을 관찰함으로써, 상기 경화물의 경화 레벨을 검사하는 것을 특징으로 하는 검사방법.
제 5 항에 있어서, 상기 형광성분이 열용융형 잠재성 경화제인 검사방법.
제 6 항에 있어서, 상기 열용융형 잠재성 경화제가 이미다졸계 잠재성 경화제인 검사방법.
배선기판과 그것에 실장된 (mounted) 전자부품으로 이루어지는 전자장치의 제조방법에서:

(a) 배선기판에, 여기광의 조사에 의해 형광을 발하는 형광 성분을 함유하는 열경화성 접착제 조성물을 통하여 전자부품을 임시고정시키는 공정;

(b) 이어서, 상기 열경화성 접착제 조성물을 열경화시키는 공정; 및

(c) 얻어진 경화물에 여기광을 조사하고, 형광을 방출하는 영역의 윤곽을 관찰함으로써 상기 경화물의 경화레벨을 비파괴적으로 검사하는 공정

을 갖고, 상기 형광 성분으로서, 열경화성 접착제 조성물의 열경화 전에는 열경화성 접착제 조성물에 상용하지 않고, 경화를 위한 가열에 의해 조성물 중에 서서히 상용해가는 성분을 사용하는 것을 특징으로 하는 제조방법.