KR20090004914A - 실장 방법, 전기 부품 장착 기판 및 전기 장치 - Google Patents

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시유끼 가니사와
마사끼 다니구찌
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Abstract

신뢰도가 높은 전기 장치를 제조한다. 접착제층 (20)은 열경화성 수지와 방사선 경화성 수지를 함유하고, 접착제층 (20)의 일부는 전기 부품 (15)의 가장자리보다도 외측으로 돌출되어 있다. 방사선 (29)는 전기 부품 (15)를 투과하지 않으며 접착제층 (20)의 전기 부품 (15)의 바로 뒤쪽에 위치하는 부분에서는, 방사선 경화성 수지는 중합되지 않지만, 돌출 부분 (26)에서는 방사선 경화성 수지가 중합된다. 전기 부품 (15)는 중합한 방사선 경화형 수지에 의해서 고정되므로, 전기 부품 (15)를 가열 가압할 때에, 전기 부품 (15)의 위치 변이가 일어나지 않는다.
실장 방법, 전기 부품 장착 기판, 전기 장치, 접착제층, 열경화성 수지, 방사선 경화성 수지.

Description

실장 방법, 전기 부품 장착 기판 및 전기 장치{MOUNTING METHOD, BOARD WITH ELECTRICAL COMPONENT, AND ELECTRICAL APPARATUS}
본 발명은 전기 부품을 기판에 실장하는 실장 방법에 관한 것이다.
종래부터 반도체 소자와 같은 전기 부품의 실장에는 접착제가 사용되었다.
접착제를 이용하여 전기 부품을 실장하는 경우, 기판과 전기 부품에서 접착제를 삽입하여, 전기 부품에 가압(押壓) 헤드를 압박하여 누른다.
가압 헤드에는, 통상 금속ㆍ세라믹 등의 경질 헤드를 이용하는 경우가 많지만, 실리콘 고무 등의 탄성체(가압 고무)를 갖는 탄성체 헤드를 이용하는 경우도 있었다. 탄성체 헤드의 가압 고무를 전기 부품에 압박하여 누른 경우, 경질 헤드를 이용하는 경우와 비교하여 접착제의 기포(공극) 방출이 양호하고, 그 결과, 전기 부품과 기판과의 접속 신뢰성이 향상된다고 하는 이점이 있었다.
그러나, 종래 기술의 실장 방법에서는 가압시에 전기 부품의 위치 변이가 일어나기 쉽고, 특히 탄성체 헤드를 이용한 경우에, 그 위치 변이량이 커진다고 하는 문제가 있었다.
접착제가 열경화성 수지를 함유하는 경우에는, 탄성체 헤드로 전기 부품을 가압하기 전에, 접착제가 반경화되는 정도로 가열해두면, 반경화된 접착제로 전기 부품이 고정되기 때문에, 위치 변이를 어느 정도는 막을 수 있다. 그러나, 그 방법을 이용한 경우에도, 25 ㎛ 정도는 전기 부품이 위치 변이되었었다.
특허 문헌 1: 일본 특허 공개 (평)11-45904호 공보
특허 문헌 2: 일본 특허 공개 제2000-105388호 공보
특허 문헌 3: 일본 특허 공개 제2005-32952호 공보
<발명의 개시>
<발명이 해결하고자 하는 과제>
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이고, 그의 목적은 전기 부품을 양호한 정밀도로 실장 가능한 실장 방법을 제공하는 것이다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명은 열경화성 수지와 방사선 경화성 수지가 함유된 접착제층을 이용하고, 상기 접착제층과 기판과 전기 부품을, 상기 접착제층이 상기 기판과 상기 전기 부품 사이에 위치하며, 상기 접착제층의 일부가 상기 전기 부품의 가장자리보다도 외측으로 돌출되는 상태로 하고, 상기 접착제층의 돌출 부분에 방사선을 조사한 후, 상기 접착제층을 가열하면서 상기 전기 부품과 상기 기판 사이에 가압력을 가하여, 상기 전기 부품과 상기 기판을 기계적으로 접속시키는 전기 부품의 실장 방법이다.
본 발명은 실장 방법으로서, 상기 방사선으로서 상기 전기 부품을 투과하지 않는 파장의 것을 이용하고, 상기 방사선의 조사는 상기 기판의 상기 전기 부품이 배치된 측의 면에서 행하며, 상기 돌출 부분과 함께 상기 전기 부품에도 상기 방사 선을 입사시키는 실장 방법이다.
본 발명은 실장 방법으로서, 평면 형상이 상기 전기 부품의 평면 형상보다도 큰 접착제층을 이용하고, 상기 접착제층을 상기 기판과 상기 전기 부품 사이에 위치시킬 때에, 상기 돌출 부분으로 상기 전기 부품의 가장자리를 둘러싸는 실장 방법이다.
본 발명은 전기 부품이 접착제층에 의해서 임시 고정된 전기 부품 장착 기판으로서, 상기 접착제층은 방사선 경화성 수지와 열경화성 수지를 함유하고, 상기 접착제층의 일부는 상기 기판과 상기 전기 부품 사이에 위치하며, 다른 일부는 상기 전기 부품의 가장자리보다도 외측으로 돌출되고, 상기 접착제층의 상기 전기 부품의 가장자리보다도 외측으로 돌출된 부분은, 상기 방사선 경화성 수지가 방사선 조사에 의해서 중합된 광 중합물을 함유하는 전기 부품 장착 기판이다.
본 발명은 전기 부품이 접착제층에 의해서 기판에 고정된 전기 장치로서, 상기 접착제층은 방사선 경화성 수지와 열경화성 수지를 함유하고, 일부가 상기 전기 부품과 상기 기판 사이에 위치하며, 다른 일부가 상기 전기 부품의 가장자리보다도 외측으로 돌출되고, 상기 접착제층의 상기 전기 부품의 가장자리보다도 외측으로 돌출된 부분은, 상기 방사선 경화성 수지가 방사선 조사에 의해서 중합된 광 중합물을 함유하고, 상기 접착제층의 상기 전기 부품과 상기 기판 사이의 부분은, 상기 열경화성 수지가 가열에 의해서 중합된 열 중합물을 함유하는 전기 장치이다.
본 발명은 상기한 바와 같이 구성되어 있고, 전기 부품 장착 기판은 접착제층을 가열 가압하기 전의 상태이고, 전기 부품과 기판 사이에 위치하는 접착제층 부분에 의해서 전기 부품이 기판에 임시로 고정되어 있다.
이 전기 부품 장착 기판에서는, 열경화성 수지의 열 중합물은 생성되지 않고, 전기 부품의 바로 뒤쪽 접착제층 부분과, 전기 부품의 가장자리보다도 외측으로 돌출된 부분은 열 중합 전의 열경화성 수지를 함유한다.
또한, 가장자리보다도 외측으로 돌출된 접착제층 부분은 방사선 경화성 수지의 광 중합물을 함유하지만, 전기 부품의 바로 뒤쪽 부분은 광 중합되기 전의 방사선 경화성 수지를 함유한다. 전기 부품의 바로 뒤쪽 부분은 방사선 경화성 수지도 열경화성 수지도 중합하지 않기 때문에, 전기 부품을 기판에 임시 고정시키는 힘은 약하여, 전기 부품은 기판으로부터 박리하는 것이 가능하다.
본 발명의 전기 장치는 전기 부품 장착 기판을 가열한 후의 상태로서, 접착제층에 함유되는 열경화성 수지는, 전기 부품의 가장자리로부터 외측으로 돌출된 부분과, 기판과 전기 부품 사이 부분의 둘다에서 열 중합물이 되고, 접착제층 전체가 경화되지만, 경화 후의 접착제층 중, 전기 부품과 기판 사이의 부분은 광 중합되지 않은 방사선 경화성 수지를 함유한다.
<발명의 효과>
전기 부품을 기계적으로 접속시킬 때, 전기 부품의 위치 변이가 일어나지 않기 때문에 신뢰성이 높은 전기 장치가 얻어진다. 전기 부품을 기계적으로 접속시킬 때에는, 접착제층의 전기 부품 이면에 위치하는 부분은, 방사선 경화형 수지가 중합되지 않으며 유동성이 높기 때문에, 종래와 같이 접착제층 전체를 반경화시킨 경우와 비교하여, 작은 가압력으로 전기 부품의 단자를 기판의 랜드(land)에 접촉 시킬 수 있다.
[도 1] (a) 내지 (d): 본 발명의 실장 방법을 설명하는 단면도
[도 2] 전기 장치를 설명하는 단면도
[도 3] (a): 방사선 조사 전의 상태를 나타내는 평면도, (b): 방사선 조사 후의 상태를 나타내는 평면도
[도 4] 접착제층 배치의 다른 예를 설명하는 평면도
[도 5] 본 발명의 실장 방법의 다른 예를 설명하는 단면도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1‥‥‥전기 장치 2‥‥‥전기 부품 장착 기판 10‥‥‥기판 15‥‥‥전기 부품 20‥‥‥접착제층 21‥‥‥결합제 22‥‥‥도전성 입자 26‥‥‥돌출 부분 29‥‥‥방사선
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
도 1(a)의 부호 10은 본 발명에서 사용되는 기판의 일례를 나타내고, 기판 (10)은 기판 본체 (11)과, 기판 본체 (11) 표면에 배치된 랜드 (12)를 가지고 있다.
기판 (10) 표면에는, 후술하는 전기 부품이 실장되는 실장 영역 (14)가 1개 또는 복수개 설치되어 있고, 랜드 (12)는 실장 영역 (14)에 각각 배치되어 있다.
기판 (10)은, 랜드 (12)가 배치된 측의 면을 위로 향하여 가압대 (35) 상에 배치되어 있고, 각 실장 영역 (14)에는, 접착 필름 원반으로부터 절취된 접착 필름의 소편으로 이루어지는 접착제층 (20)이 배치되어 있다.
접착제층 (20)은 결합제 (21)과 결합제 (21) 중에 분산된 도전성 입자 (22)를 가지고, 결합제 (21)은 열경화성 수지와 방사선 경화성 수지와 열가소성 수지를 함유한다. 접착제층 (20)은 열가소성 수지를 함유함으로써 실온에서도 접착성을 가지고, 접착제층 (20)은 기판 (10)을 향해 가볍게 가압됨으로써 접착제층 (20)이 기판 (10)에 밀착된다.
각 실장 영역 (14)에 실장되는 전기 부품의 크기는 결정되어 있고, 각 실장 영역 (14)에 접착된 접착제층 (20)의 크기는 그 실장 영역 (14)에 실장되는 전기 부품의 크기보다 크게 절취되고, 후술하는 바와 같이 위치 정렬 후에 전기 부품을 접착제층 (20)에 배치하였을 때에, 접착제층 (20)이 전기 부품 주위로부터 돌출되도록 되어 있다.
도 1(b)의 부호 15는 반도체 소자와 같은 전기 부품을 나타내고, 이 전기 부품 (15)는 부품 본체 (16)과 부품 본체 (16)의 저면에 배치된 단자 (17)을 가지고 있다.
이 전기 부품 (15)를 도시되지 않은 탑재 헤드에 유지시키고, 단자 (17)이 배치된 저면을 하측을 향하여, 대응하는 실장 영역 (14) 상에 배치한다. 탑재 헤드를 이동시켜, 단자 (17)이 대응하는 실장 영역 (14)의 랜드 (12) 바로 위에 위치하도록 위치 정렬한 후, 탑재 헤드를 하강시켜 전기 부품 (15)를 접착제층 (20)에 접촉시킨다.
상술한 바와 같이, 접착제층 (20)은 실온에서 접착성을 가지므로, 이 탑재 헤드 또는 다른 압착 헤드로 전기 부품 (15)를 접착제층 (20)에 압박하여, 전기 부품 (15)의 저면을 접착제층 (20)에 밀착시키면, 전기 부품 (15)는 접착제층 (20)에 의해서 기판 (10)에 접착되고, 임시 고정된다.
전기 부품 (15)를 접착제층 (20)에 접촉시켜, 전기 부품 (15)를 기판 (10)에 임시 고정시키는 공정을 제1 임시 고정 공정이라 하면, 제1 임시 고정 공정 후의 상태에서는, 접착제층 (20) 중의 열경화성 수지와 방사선 경화성 수지는 중합되지 않고, 접착제층 (20)의 기계적 강도가 약하기 때문에, 위치 정렬을 다시 행하는 경우나, 또는 전기 부품 (15)가 불량인 경우, 전기 부품 (15)를 접착제층 (20)으로부터 박리하는 것이 가능하게 되어 있다.
상술한 바와 같이, 접착제층 (20)은 전기 부품 (15) 주위에 돌출되도록 되어 있기 때문에, 전기 부품 (15)가 임시 고정된 상태에서는, 접착제층 (20)의 전기 부품 (15)의 가장자리로부터 돌출된 돌출 부분 (26)으로 전기 부품 (15)의 전체 둘레가 둘러싸여 있다(도 3(a)).
전기 부품 (15)가 임시 고정된 기판 (10)의 상측에는 광원 (28)이 배치되어 있다. 광원 (28)은 전기 부품 (15)를 투과하지 않는 파장의 방사선 (29)를 방사하도록 구성되어 있고, 이 광원 (28)로부터 기판 (10)의 전기 부품 (15)가 배치된 측의 면을 향해 방사선 (29)를 조사하면, 돌출 부분 (26)에 방사선 (29)가 입사된다(도 1(c)).
결합제 (21) 중의 방사선 경화성 수지는 소정의 파장 영역의 광으로 중합되는 것으로서, 그 파장 영역에는 상기 방사선 (29)의 파장도 포함된다.
따라서, 돌출 부분 (26)에 방사선 (29)가 입사되면, 방사선 경화성 수지는 광 중합되어 광 중합물이 생성된다. 상술한 바와 같이 접착제층 (20)은 기판 (10)에 접착되어 있고, 방사선 경화성 수지는 돌출 부분 (26)이 기판 (10)에 밀착된 채로 광 중합되기 때문에, 돌출 부분 (26) 내부의 방사선 경화성 수지의 광 중합물이 기판 (10)에 고정되고, 전기 부품 (15)는 돌출 부분 (26)에 광 중합물이 생성됨으로써 기판 (10)에 고정된다.
돌출 부분 (26)에 방사선 (29)를 입사시키고, 광 중합물을 생성하여 전기 부품 (15)를 고정시키는 공정을 제2 임시 고정 공정이라 하면, 제2 임시 고정 공정에서는, 방사선 (29)는 전기 부품 (15)에도 입사되지만, 그 방사선 (29)는 전기 부품 (15)를 투과하지 않으며 흡수 또는 반사된다. 따라서, 접착제층 (20) 중, 전기 부품 (15)의 바로 뒤쪽에 위치하는 부분의 방사선 경화성 수지는 광 중합되지 않는다.
도 1(d), 도 3(b)의 부호 2는 제2 임시 고정 공정 후의 전기 부품 장착 기판을 나타내고, 이 전기 부품 장착 기판 (2)의 상측에는 가압 헤드 (30)이 배치되어 있다.
가압 헤드 (30)의 일면에는 고무제 또는 금속제 접촉부 (32)가 설치되어 있고, 가압 헤드 (30)을 하강시켜 접촉부 (32)를 전기 부품 (15)에 접촉시키고, 가압 헤드 (30)을 더욱 하강시켜 전기 부품 (15)를 눌러, 전기 부품 (15)와 기판 (10) 사이에 가압력을 더한다.
접착제층 (20a) 중, 전기 부품 (15)의 바로 뒤쪽 위치에는 방사선 (29)가 조사되지 않고, 그 바로 뒤쪽 위치 부분은 방사선 경화성 수지의 광 중합물을 함유하지 않는다. 따라서, 전기 부품 (15)의 바로 뒤쪽 위치의 접착제층 (20a) 부분은 결합제 (21)의 유동성이 유지되고, 상기 가압력에 의해서 결합제 (21)이 밀린다.
이 때, 결합제 (21)을 승온시켜 두면, 결합제 (21) 중의 열가소성 수지가 연화되어 유동성이 보다 높아지기 때문에, 작은 가압력으로 결합제 (21)이 밀린다.
상술한 바와 같이, 돌출 부분 (26)은 내부의 방사선 경화성 수지의 광 중합물이 기판 (10)에 고정되어 있고, 돌출 부분 (26)은 전기 부품 (15) 주위에 위치하기 때문에, 결합제 (21)이 밀릴 때, 전기 부품 (15)에 어떤 방향으로 수평 이동하는 힘이 가해지더라도, 전기 부품 (15)는 위치 변이되지 않고 바로 아래로 압박된다.
단자 (17)은 랜드 (12) 바로 위에 위치하기 때문에, 전기 부품 (15)가 위치 변이되지 않고 바로 아래로 압박되면, 단자 (17)이 랜드 (12)에 직접 또는 도전성 입자 (22)를 통해 접촉되고, 전기 부품 (15)와 기판 (10)이 전기적으로 접속된다.
가압 헤드 (30)에는 가열 수단 (33)이 설치되고, 접촉부 (32)는 가열 수단 (33)에 의해서 가열되며, 열전도에 의해서 접착제층 (20a)가 가열되어, 열경화성 수지의 경화 온도 이상으로 승온되면, 결합제 (21), (27) 중의 열경화성 수지가 가열에 의해서 중합되어 열 중합물이 되고, 전기 부품 (15)와 기판 (10)이 전기적으로 접속된 상태로 고정된다.
도 2의 부호 1은, 열 중합물이 생성된 접착제층 (25)에 의해서 전기 부품 (15)가 고정된 상태의 전기 장치를 나타내고, 기판 (10)과 전기 부품 (15)는 전기적으로 접속되어 있을 뿐만 아니라, 접착제층 (25)에 의해서 기계적으로 접속되어 있다.
전기 부품 (15)의 이면 위치에서는, 접착제층 (25)가 기판 (10)과 전기 부품 (15)가 밀착된 채로, 결합제 (24)의 열경화성 수지가 열 중합되어 있기 때문에, 전기 부품 (15)와 기판 (10)은 견고하게 접속되어 있다. 따라서, 전기 부품 (15)나 기판 (10)이 접착제층 (25)로부터 박리되기 어렵다.
또한, 돌출 부분 (26)의 열경화성 수지는 열 중합되지 않을 수도 있고, 전기 부품 (15)의 이면 위치에서 열경화성 수지를 열 중합시킬 때에, 돌출 부분 (26)도 함께 가열되어 열경화성 수지를 열 중합시킬 수도 있다.
이상은, 평면 형상이 전기 부품 (15)의 평면 형상보다도 큰 접착제층 (20)을 이용하여, 전기 부품 (15)의 이면 전부와, 그 주위에 접착제층 (20)을 위치시키는 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
단자 (17)과 랜드 (12)가 접촉되는 부분에 접착제층 (20)이 위치하는 것이면, 도 4에 나타낸 바와 같이 전기 부품 (15)의 이면 일부에 접착제층 (20)이 배치되지 않은 부분이 있을 수도 있다.
또한, 돌출 부분 (26)은 전기 부품 (15)의 전체 둘레를 둘러쌀 필요도 없고, 일부가 걸칠 수도 있으며, 전기 부품 (15)의 종류나 가압 조건마다 전기 부품 (15)가 이동되기 쉬운 방향을 알 수 있으면, 이동을 방해하도록 돌출 부분 (26)을 설치할 수 있다.
그러나, 전기 부품 (15)의 위치 변이 방향을 예측할 수 없는 경우에는, 전기 부품 (15)가 이동하는 힘이 어느 방향으로 가해질 수 있도록, 전기 부품 (15)의 평면 형상의 가장자리를 구성하는 각 변에서, 접착제층의 일부가 둘출하도록 하는 것이 바람직하고(도 4), 보다 바람직하게는 도 3(a)에 나타낸 바와 같이, 전기 부품 (15)의 전체 둘레를 돌출 부분 (26)으로 둘러싸는 것이다.
이상은 1매의 접착 필름의 소편으로 접착제층 (20)을 구성하는 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 복수매의 접착 필름의 소편으로 하나의 접착제층 (20)을 구성할 수도 있다.
또한, 전기 부품 (15)의 단자 (17)이 배치된 측의 면에, 전기 부품 (15)의 가장자리로부터 돌출되도록 접착제층 (20)을 형성하고 나서, 상기 전기 부품 (15)의 접착제층 (20)이 형성된 측의 면을 기판 (10)에 가압하여, 기판 (10)과 전기 부품 (15) 사이에 접착제층 (20)을 위치시킬 수도 있다.
또한, 접착제층 (20)은 필름형의 것으로 한정되지 않고, 페이스트형의 것을 기판 (10)의 실장 영역 (14)에 도포하여 접착제층으로 할 수도 있다. 이 경우, 접착제층 (20)은 페이스트형일 수도 있고, 접착제를 도포 후, 제2 임시 고정 전에 접착제 중의 용제를 증발 제거하여 고화시킬 수도 있다.
이상은 하나의 실장 영역 (14)에 대하여, 하나의 접착제층 (20)을 형성하는 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 도 5에 나타낸 바와 같이 복수개의 실장 영역 (14)에 걸쳐 대면적의 접착제층 (50)을 형성할 수도 있다.
복수개의 전기 부품 (15)를 동일 기판 (10)에 실장하는 경우에는, 각 전기 부품 (15)에 하나씩 가압 헤드 (30)을 눌러 전기 부품 (15)의 기계적 접속을 행할 수도 있고, 도 5에 나타낸 바와 같이 하나의 가압 헤드 (30)으로 복수개의 전기 부품 (15)를 한번에 눌러 전기 부품 (15)의 기계적 접속을 행할 수도 있다.
이상은, 가압 헤드 (30)에 가열 수단을 설치하는 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 도 5에 나타낸 바와 같이 가열 수단 (59)를 가압대 (55)에 설치할 수도 있고, 가열 수단 (33), (59)를 가압대 (55)와 가압 헤드 (30)의 둘다에 설치할 수도 있다.
기판 (10)의 종류도 특별히 한정되지 않고, 경질 기판, 연성 기판 등을 이용할 수도 있다. 또한, 기판 (10)과 전기 부품 (15)의 접속 이외에도, 전기 부품 (15)와 다른 전기 부품과의 접속에 본원의 실장 방법을 사용할 수 있다.
전기 부품 (15)의 종류는 특별히 한정되지 않고, 반도체 소자(베어 칩, 패키지 IC), 저항 소자 등 다양한 것을 사용할 수 있다.
가압 헤드 (30)의 접촉부 (32)를 탄성 재료로 구성하면, 전기 부품 (15)의 높이가 다른 경우에도, 하나의 가압 헤드 (30)으로 복수개의 전기 부품 (15)를 한번에 가압할 수 있다.
가압 헤드 (30)의 접촉부 (32)는 고무(엘라스토머)와 같은 탄성 재료 또는 금속과 같은 경질 재료 중 어느 것으로 구성될 수도 있지만, 접촉부 (32)가 탄성 재료로 구성된 경우, 접촉부 (32)를 경질 재료로 구성된 경우에 비해, 전기 부품 (15)의 위치 변이가 발생하기 쉽기 때문에, 본원이 특히 효과적이다.
가압대 (55)에 설치한 가열 수단 (59)에 의해 접착제층 (20a)의 가열을 행하는 경우에는, 가열을 행하는 공정과, 제1, 제2 임시 고정 공정에서 가압대를 변경할 수도 있다.
또한, 가압 헤드 (30)으로 전기 부품 (15)를 가압할 때, 전기 부품 (15)가 적재된 기판 (10)을 고온으로 가열된 로 내부에 배치하여, 상기 로의 내부에서 전기 부품 (15)의 가압을 행할 수도 있다.
방사선 경화성 수지는 소정 파장의 방사선으로 경화되는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 분자 내에 이중 결합((메트)아크릴계 이중 결합)을 갖는 수지이고, 보다 구체적으로는 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 테트라메틸올메탄트리아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 수소화 비스페놀 A 에틸렌 옥사이드 부가물 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트 등의 (메트)아크릴레이트 단량체 또는 (메트)아크릴레이트 올리고머류, 우레탄아크릴레이트 올리고머류, 에폭시아크릴레이트류, 올리고에스테르아크릴레이트류, 트리알릴이소시아누레이트 등의 알릴계 화합물, 중합체 측쇄에 카르복실산이나 수산기와 같은 반응성 관능기를 갖는 중합체에, 글리시딜메타크릴레이트나 메타크릴로일옥시에틸이소시아네이트와 같이 분자 내에 이중 결합과 중합체 측쇄에 관능기를 갖는 단량체(올리고머)를 반응시켜 얻은, 분자 내 측쇄에 (메트)아크릴레이트기를 도입한 중합체(올리고머) 등이 있다.
이들 방사선 경화성 수지는 1 종류를 단독으로 이용될 수도 있고, 2종 이상을 혼합하여 이용할 수도 있으며, 또한 방사선 경화성 수지의 감도를 올리기 위해서, 결합제 (21)에는 광 중합 개시제를 첨가하는 것이 바람직하다.
방사선 경화성 수지가 중합되는 파장 영역은 특별히 한정되지 않지만, 가시광 영역에서 중합되는 것을 이용하면, 접착제층 (20)의 반송 및 보존이나, 전기 장치 (1)을 제조하는 공정에서 사용하는 조명에 특수한 것을 사용할 필요가 있기 때문에, 방사선 경화성 수지는 자외선 영역에서 중합되는 것이 바람직하다.
열경화성 수지도 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 분자 내에 에폭시기를 갖는 에폭시 수지이고, 보다 구체적으로는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지 등의 글리시딜에테르 골격을 갖는 에폭시 수지류, 환상 구조에 에폭시기를 갖는 지환식 에폭시 수지류, 1가 또는 다가 카르복실산으로부터 유도되는 글리시딜에스테르형 에폭시 수지류, 1급 또는 2급 아민 화합물과 에피클로로히드린으로부터 유도되는 글리시딜아민기를 갖는 에폭시 수지류, 분자 내에 트리아진 골격을 갖는 에폭시 수지류, 폴리부타디엔계 변성 에폭시 수지, NBR 변성 에폭시 수지와 같이 고무 재료 내에 에폭시기를 함유시킨 재료, (메트)아크릴 수지 내에 글리시딜메타크릴레이트, 글리시딜아크릴레이트 등과 같이 글리시딜기를 갖는 아크릴 수지 등을 사용할 수 있다.
이들 열경화성 수지는 1종류를 단독으로 이용될 수도 있고, 2종 이상을 혼합하여 이용될 수도 있다. 또한, 열경화성 수지의 경화제를 결합제 (21)에 첨가시킬 수도 있다.
상술한 바와 같이, 결합제 (21)에 열가소성 수지를 함유시키면, 제1 임시 고정시의 접착제층 (20)의 접착성이 향상된다. 열가소성 수지도 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 페녹시 수지, 아크릴 고무 등을 사용할 수 있다. 열가소성 수지는 1종류를 단독으로 접착제에 함유시킬 수도 있고, 2종류 이상을 혼합하여 접착제에 함유시킬 수도 있다.
방사선 (29)는 전기 부품 (15)를 투과하지 않는 파장의 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 전기 부품 (15)가 실리콘 칩(베어 칩)인 경우에는, 적외선이나 X선과 같이 실리콘을 투과하는 파장의 방사선은 사용할 수 없지만, 가시광, 자외선과 같이 실리콘을 투과하지 않는 파장의 방사선을 사용할 수 있다.
또한, 베어 칩이 세라믹이나 에폭시 수지로 패키징된 패키지 IC에서 전기 부품 (15)가 구성된 경우에는, 가시광이나 자외선과 같이 세라믹이나 에폭시 수지를 투과하지 않는 파장의 방사선을 사용할 수 있다.
또한, 전기 부품 (15)가 넓은 파장 영역에 대하여 투명한 경우에는, 마스크로 전기 부품 (15)를 덮거나 레이저 광을 이용함으로써 돌출 부분 (26)에만 선택적으로 방사선 (29)를 입사시킬 수도 있다.
<실시예>
방사선 경화성 수지인 트리메틸올프로판트리아크릴레이트를 5 g과, 광 중합 개시제인 닛본 시바ㆍ가이기(주)사 제조의 상품명 「이르가큐어 184」를 0.1 g과, 열경화성 수지인 에폭시 수지(재팬 에폭시 레진(주)사 제조의 상품명 「에피코트 828」)를 20 g과, 열가소성 수지인 페녹시 수지(도토 가세이(주)사 제조의 상품명 「YP50」)를 10 g과, 열경화성 수지의 경화제(아사히 가세이 케미컬즈(주)사 제조의 상품명 「HX3941HP」)를 40 g과, 도전성 입자인 니켈 입자(직경 5 ㎛, 구형)를 10 g을 혼합하여 실시예의 접착제를 제조하였다. 이 접착제는 차색 내지 회갈색이고, 실온에서 페이스트형이었다.
<비교예>
상기 실시예의 접착제의 배합에서 방사선 경화성 수지와 광 중합 개시제를 제외하고, 또한 도전성 입자의 첨가량을 10 g에서 8 g으로 변경한 것 이외에는, 상기 실시예와 동일한 조건에서 비교예의 접착제를 제조하였다. 이 접착제는 실온에서 페이스트형이었다.
상기 실시예와 비교예의 접착제를 이용하여 하기에 나타내는 평가 시험을 행하였다.
<평가 시험>
기판 (10)의 실장 영역 (14)에, 전기 부품 (15)를 적재하였을 때 전기 부품 (15) 주위로부터 돌출되도록, 실시예의 접착제를 도포하여 접착제층 (20)을 형성하고, 상기 접착제층 (20)에 전기 부품 (15)인 실리콘 칩(베어 칩)을 적재하였다.
이어서, 실리콘을 투과하지 않는 방사선인 자외선을 기판 (10)의 전기 부품 (15)가 장착된 면에 조사한 후(1000 mJ/cm2), 접촉부 (32)가 고무제 가압 헤드 (30)으로 전기 부품 (15)가 적재된 기판 (10)을 가열 가압하였다.
얻어진 전기 장치 (1)에 대하여 X선 관찰 장치에 의해 전기 부품 (15)의 위 치 변이량을 측정하였다(시험수, 50개).
여기서는 전기 부품 (15)의 평면 형상은 사각형이고, 위치 변이량은 전기 부품 (15)의 4변 중, 서로 평행한 2변이 신장되는 방향(X축 방향)과, 서로 평행한 다른 2변이 신장되는 방향(Y축 방향)에 대하여 측정하였다.
위치 변이량의 측정 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
평가 시험의 결과
제2 임시 고정 위치 변이량
X축 Y축
비교예 열경화 25 ㎛ 22 ㎛
실시예 방사선 경화 10 ㎛ 9 ㎛
상기 표 1로부터 분명한 바와 같이, 실시예의 접착제를 이용하여 방사선 조사에 의해 돌출 부분 (26)의 방사선 경화형 수지를 중합시키고 나서, 전기 부품 (15)의 기계적 접속을 행하였을 때에는 위치 변이량이 작은 것을 알았다.
이에 대하여, 상기 비교예의 접착제를 이용하여, 방사선 조사 대신에 열경화성 수지가 완전히 경화되지 않는 정도의 저온에서 가열하여 접착제를 반경화시킨 후, 전기 부품의 기계적 접속을 행한 결과, 표 1의 비교예란에 기재한 바와 같이 X축 방향도 Y축 방향도 위치 변이량이 컸다.
이상의 결과로부터, 접착제층의 전기 부품 (15) 주위에 돌출된 부분을 방사선 조사에 의해서 경화시킴으로써, 전기 부품 (15)의 위치 변이가 작아지는 것이 확인되었다.

Claims (5)

  1. 열경화성 수지와 방사선 경화성 수지가 함유된 접착제층을 이용하고,
    상기 접착제층과 기판과 전기 부품을, 상기 접착제층이 상기 기판과 상기 전기 부품 사이에 위치하며, 상기 접착제층 일부가 상기 전기 부품의 가장자리보다도 외측으로 돌출되는 상태로 하고,
    상기 접착제층의 돌출 부분에 방사선을 조사한 후,
    상기 접착제층을 가열하면서 상기 전기 부품과 상기 기판 사이에 가압력을 가하여 상기 전기 부품과 상기 기판을 기계적으로 접속시키는 전기 부품의 실장 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방사선으로서 상기 전기 부품을 투과하지 않는 파장의 것을 이용하고,
    상기 방사선의 조사는 상기 기판의 상기 전기 부품이 배치된 측의 면에서 행하며, 상기 돌출 부분과 함께 상기 전기 부품에도 상기 방사선을 입사시키는 실장 방법.
  3. 제1항에 있어서, 평면 형상이 상기 전기 부품의 평면 형상보다 큰 접착제층을 이용하고,
    상기 접착제층을 상기 기판과 상기 전기 부품 사이에 위치시킬 때,
    상기 돌출 부분으로 상기 전기 부품의 가장자리를 둘러싸는 실장 방법.
  4. 전기 부품이 접착제층에 의해서 임시 고정된 전기 부품 장착 기판으로서,
    상기 접착제층은 방사선 경화성 수지와 열경화성 수지를 함유하고,
    상기 접착제층의 일부는 상기 기판과 상기 전기 부품 사이에 위치하며, 다른 일부는 상기 전기 부품의 가장자리보다도 외측으로 돌출되고,
    상기 접착제층의 상기 전기 부품의 가장자리보다도 외측으로 돌출된 부분은, 상기 방사선 경화성 수지가 방사선 조사에 의해서 중합된 광 중합물을 함유하는 전기 부품 장착 기판.
  5. 전기 부품이 접착제층에 의해서 기판에 고정된 전기 장치로서,
    상기 접착제층은 방사선 경화성 수지와 열경화성 수지를 함유하고, 일부가 상기 전기 부품과 상기 기판 사이에 위치하며, 다른 일부가 상기 전기 부품의 가장자리보다도 외측으로 돌출되고,
    상기 접착제층의 상기 전기 부품의 가장자리보다도 외측으로 돌출된 부분은, 상기 방사선 경화성 수지가 방사선 조사에 의해서 중합된 광 중합물을 함유하고,
    상기 접착제층의 상기 전기 부품과 상기 기판 사이의 부분은, 상기 열경화성 수지가 가열에 의해서 중합된 열 중합물을 함유하는 전기 장치.
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