WO2012147458A1 - 接続構造体の製造方法 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a double-sided flip chip mounting type connection structure including a wiring board, a first electronic component flip-chip mounted on the front surface, and a second electronic component flip-chip mounted on the back surface.
  • a double-sided flip chip mounting connection structure in which an IC chip (Integrated Circuit Chip) is flip-chip mounted on each of the front and back surfaces of a wiring board via an anisotropic conductive adhesive film (ACF) or an insulating adhesive film (NCF) It has been known.
  • ACF or NCF is temporarily pasted on one side of a wiring board, an IC chip is aligned and temporarily installed thereon, and then heat-pressed with a heating and pressing tool to perform flip-chip mounting. Then, the IC chip is similarly flip-chip mounted on the other surface.
  • the first one-side flip chip mounting warps not only the wiring board but also the IC chip itself, and the IC chip alignment accuracy is lowered when flip-chip mounting to the other surface, and the heating and pressurizing tool accurately corrects the IC.
  • the heating and pressurizing tool accurately corrects the IC.
  • thermosetting anisotropic conductive adhesive film (ACF) or an insulating adhesive film (NCF) is temporarily attached to each of the front and back surfaces of the wiring board, and further, IC chips are temporarily installed thereon.
  • the semi-finished product of the connection structure is placed on a placing cradle having a placing surface formed of a rubber material or the like and having a heating means, and the semi-finished product is elastic while being heated from the placing cradle side. It has been proposed to press the IC chip on the surface side with a pressing tool having a pressing surface (Patent Document 1).
  • An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and includes a wiring board, a first electronic component flip-chip mounted on the front surface via ACF or NCF, and flip-chip mounting on the back surface.
  • the ACF and NCF on both sides can be cured together under optimum curing conditions in a lump.
  • the present inventor when flip-chip mounting electronic components disposed on both sides by heating from one side to a wiring substrate on which electronic components are temporarily installed via adhesive films on both sides, Paying attention to the fact that the adhesive film placed on the heated surface is heated to a higher temperature than the adhesive film placed on the back side of the wiring board, using two types of adhesive films with different curing temperatures, curing It has been found that the above-mentioned object can be achieved by arranging an adhesive film having a higher temperature on the surface of the wiring board to be heated, and the present invention has been completed.
  • the present invention is a method for manufacturing a connection structure including a wiring board, a first electronic component flip-chip mounted on the front surface thereof, and a second electronic component flip-chip mounted on the back surface thereof.
  • the first electronic component and the second electronic component are collectively placed on the front and back surfaces of the wiring board, respectively.
  • a manufacturing method including a mounting step, and a connection structure manufactured by the manufacturing method.
  • the curing temperature differs.
  • Two types of adhesive films are used, and an adhesive film having a higher curing temperature is arranged on the surface of the wiring board to be heated. For this reason, the adhesive films on both sides of the wiring board can be collectively heated to the optimum curing temperature, respectively, and the double-sided flip chip mounting wiring board of the electronic component is not warped on the wiring board or the IC chip. Connection reliability can be improved.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of the production method of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of the production method of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a multilayer electronic component.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the production method of the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the production method of the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the production method of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the connection structure of the present invention.
  • FIG. 8 is a DSC chart showing the curing temperature of the adhesive film.
  • the present invention is a method for manufacturing a connection structure including a wiring board, a first electronic component flip-chip mounted on the front surface thereof, and a second electronic component flip-chip mounted on the back surface thereof, and includes the following steps ( A production method having a) to (d).
  • a production method having a) to (d) A production method having a) to (d).
  • the first electronic component 3 is temporarily installed on the surface of the wiring board 1 via the first adhesive film 2. Specifically, the wiring substrate 1 having the front electrode 1a and the back electrode 1b is placed on the stage 10, the first adhesive film 2 is aligned and temporarily attached on the front electrode 1a, and the bump 3a is placed thereon. The first electronic component 3 having the above is aligned and temporarily installed.
  • a platen made of flat metal, ceramics, resin or the like provided with a vacuum chuck mechanism for holding the wiring board 1 in a fixed position can be used.
  • a front electrode 1a and a back electrode 1b made of wiring or pads of copper, aluminum, silver, gold, etc. are formed on both surfaces of a substrate such as a glass substrate, a ceramic substrate, a polyimide flexible substrate, or a glass epoxy substrate. The thing which was done is mentioned. These electrodes can be subjected to electrolysis, electroless nickel plating, solder plating, gold plating or the like as required.
  • a known ACF or NCF can be used as the first adhesive film 2.
  • a liquid or solid epoxy resin as a curing component a phenoxy resin as a film forming component, an acid anhydride or an imidazole as a curing agent for an epoxy resin, and a silane coupling agent as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • a first adhesive film-forming paint containing a known additive such as a pigment, an antioxidant, a diluent, a solvent, an antistatic agent, etc., which is made into a film using a known method such as a casting method. Can be used.
  • Preferred examples of the first electronic component 3 include an IC chip and an optical chip.
  • Examples of the bump 3a include a solder bump, a gold bump, and an aluminum bump.
  • Au stud bumps are preferable.
  • Bumps other than gold bumps can be subjected to electrolysis, electroless nickel plating, solder plating, gold plating or the like as required.
  • Step (b)> the second electronic component 5 is temporarily installed on the back surface of the wiring board 1 via the second adhesive film 4 having a curing temperature lower than the curing temperature of the first adhesive film 2.
  • the second adhesive film 4 is aligned and temporarily attached onto the back electrode 1 b of the wiring substrate 1, and the second electronic component 5 having the bumps 5 a thereon is aligned and temporarily attached. Install.
  • the component configuration of the second adhesive film 4 is basically the same as the component configuration of the first adhesive film 2, but a component having a curing temperature lower than the curing temperature of the first adhesive film 2 needs to be used.
  • the curing temperature of the first adhesive film 2 is preferably 200 to 250 ° C.
  • the curing temperature of the second adhesive film 4 is preferably 170 to 220 ° C.
  • the curing temperature of the 1st adhesive film 2 and the 2nd adhesive film 4 can be determined based on the chart obtained by differential scanning calorimetry (DSC). For example, in the DSC chart, a peak appears when the resin curing reaction proceeds. Therefore, the sample 5 mg was heated from room temperature to 250 ° C. at a rate of 10 ° C./min. The temperature at 60% of the total area was taken as the curing temperature (see FIG. 8).
  • DSC differential scanning calorimetry
  • the adjustment of the curing temperature of these adhesive films 2 or 4 can be performed by specifying the structure and molecular weight of materials such as epoxy resin, film forming resin, and curing agent to be used.
  • the 2nd electronic component 5 and its bump 5a can be set as the structure similar to the 1st electronic component 3 and its bump 3a fundamentally.
  • the alignment of the second adhesive film 4 on the back electrode 1b and the temporary attachment thereof the alignment of the second electronic component 5 on the second adhesive film 4 and the provisional installation thereof are also made using a conventionally known method. It can be carried out.
  • the second electronic component 5 and the first electronic component 3 described above has a through electrode 41, a front bump 42 connected to the through electrode 41, and a back bump 43, as shown in FIG.
  • a plurality of IC chips 40 may be stacked on each other to form the electronic component 400.
  • the through electrode 41 can be formed by copper plating
  • the front bump 42 and the back bump 43 existing between the IC chips 40 are made of gold, solder, copper, or the like. It is preferable that one or both of them be formed of solder.
  • the wiring board 1 on which the first electronic component 3 and the second electronic component 5 are temporarily installed is crimped to a wiring board mounting surface 21 made of an elastic material such as rubber. Place on the table 20.
  • a crimping cradle 20 the one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-227622 can be employed. That is, the crimping cradle 20 is composed of a cradle body 22 made of metal or ceramics and an elastic receiving part 23 arranged on the side on which the object to be crimped is placed, and the surface thereof is the wiring board placement surface 21. It is what has become.
  • the elastic material preferably means an elastomer having a rubber hardness of 10 to 80.
  • stage 10 may be used as the crimping cradle 20 as it is, and although not shown, the one having a recessed portion in which the second electronic component 5 is accommodated and having a relatively rigid wiring board mounting surface. May be used.
  • Step (d)> Finally, the first electronic component 3 is pressed against the wiring board 1 from the first electronic component 3 side with a heating and pressing tool 30 (FIG. 5) having a pressing surface 31 formed of an elastic material such as rubber. By heating while heating, the first electronic component 3 and the second electronic component 5 are collectively mounted on the front surface and the back surface of the wiring substrate 1 as shown in FIG. Thereby, the connection structure 100 shown in FIG. 7 is obtained.
  • a heating and pressing tool 30 FIG. 5 having a pressing surface 31 formed of an elastic material such as rubber.
  • the heating and pressing tool 30 includes a pressing main body 32 made of metal or ceramics and an elastic pressing portion 33 arranged on the object to be bonded side, and the surface thereof is a pressing surface 31. It is desirable that a side portion 34 is extended to the pressing main body 32 so that the crimping receiving base 20 can be fitted therein.
  • the heating means may be provided with a heater (not shown) so as to heat the pressing main body 32, but the pressing main body 32 itself or the elastic pressing portion 33 itself may generate heat.
  • the reaching temperature at which the first adhesive film 2 reaches by heating is higher than the reaching temperature at which the second adhesive film 4 reaches by heating.
  • the preferable curing temperature of the first adhesive film 2 is 200 to 250 ° C. and the preferable curing temperature of the second adhesive film 4 is 170 to 220 ° C.
  • the first adhesive film 2 reaches by heating.
  • the ultimate temperature at which the second adhesive film 4 reaches by heating is 170-220 ° C.
  • the first electronic component 3 and the second electronic component 5 are temporarily installed when the first electronic component 3 is heated against the wiring board 1 while being pressed from the first electronic component 3 side with the heating and pressing tool 30.
  • connection structure shown in FIG. 7 manufactured by the manufacturing method of the present invention described above is optimal for both ACFs and NCFs on both sides of the wiring board when the electronic components are flip-chip mounted via ACFs and NCFs. It is obtained by curing. Therefore, good connection reliability is exhibited without warping of the wiring board.
  • Examples 1-2 and Comparative Examples 1-4 NCF showing the curing temperature shown in Table 2 was prepared. Separately, a gold stud bump with a peripheral pitch with a bump pitch of 85 ⁇ m and a bump number of 272 (sometimes abbreviated as “Au stud”) or copper pillar / solder cap bump (sometimes abbreviated as “Cu / solder”). An IC chip for testing (6.3 mm ⁇ 6.3 mm ⁇ 0.2 thickness) was prepared. Also, a glass epoxy double-sided wiring board (FR4, Hitachi Chemical Co., Ltd .: 38 mm ⁇ 38 mm ⁇ 0.6 mm thickness) having electrode pads (Au / Ni plated Cu base) on both sides with a 20 ⁇ m thick solder surface layer formed Prepared.
  • FR4 Hitachi Chemical Co., Ltd .: 38 mm ⁇ 38 mm ⁇ 0.6 mm thickness
  • Table 2 shows the mounting forms of the examples and comparative examples, IC bump types (Au stud bumps, Cu pillar / solder cap bumps), arrival of NCFs arranged on the front side (heating side) and back side of the wiring board. The temperature and the curing temperature of NCF are described.
  • the warpage of the IC chip was measured using a stylus type surface roughness meter (SE-3H, Kosaka Laboratory Ltd.). The obtained results are shown in Table 2. Practically, the warp is desirably 10 ⁇ m or less.
  • connection structures of Examples 1 and 2 in which NCF having a higher curing temperature is arranged on the surface side (heating side) of the wiring board so as to conform to the NCF ultimate temperature are as follows. Both warpage and daisy chain resistance results were practically favorable. On the other hand, in the case of the single-side mounting of Comparative Example 1, the warpage of the IC chip was significant. In Comparative Examples 2 to 4 using NCF having the same curing temperature on the front side and the back side, the daisy chain resistance was open on the front side or the back side.
  • connection structure of the present invention two types of adhesive films having different curing temperatures are used, and the adhesive film having a higher curing temperature is disposed on the surface of the wiring substrate to be heated.
  • Adhesive films on both sides can be heated to the optimum curing temperature at a time, improving the connection reliability of double-sided flip chip mounting wiring boards for electronic components without causing warping of wiring boards and IC chips can do. Therefore, the present invention is useful when a connection structure is manufactured by double-side flip chip mounting on a wiring board.

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Abstract

 配線基板と、その表面にフリップチップ実装された第1電子部品と、裏面にフリップチップ実装された第2電子部品とを含む接続構造体の製造方法は、配線基板の表面に、第1接着フィルムを介して第1電子部品を仮設置する工程;配線基板の裏面に、第1接着フィルムの硬化温度よりも低い硬化温度を有する第2接着フィルムを介して第2電子部品を仮設置する工程;第1電子部品及び第2電子部品が仮設置された配線基板を、圧着受け台に載置する工程;及び第1電子部品を、配線基板に対して第1電子部品側から加熱加圧ツールで押圧しながら加熱することにより、配線基板の表面及び裏面に第1電子部品及び第2電子部品をそれぞれ一括で実装する工程を有する。

Description

接続構造体の製造方法
 本発明は、配線基板と、その表面にフリップチップ実装された第1電子部品と、裏面にフリップチップ実装された第2電子部品とを含む両面フリップチップ実装タイプの接続構造体の製造方法に関する。
 配線基板の表面及び裏面のそれぞれに、ICチップ(Integrated Circuit Chip)が異方性導電接着フィルム(ACF)又は絶縁性接着フィルム(NCF)を介してフリップチップ実装された両面フリップチップ実装接続構造体が知られている。このような両面実装型の接続構造体は、配線基板の片面にACF又はNCFを仮貼りし、そこへICチップをアライメントして仮設置した後、加熱加圧ツールで熱圧着してフリップチップ実装し、次に他面に対しても同様にICチップをフリップチップ実装して作成されている。
 ところが、最初の片面のフリップチップ実装により配線基板だけでなくICチップ自体にも反りが生じ、他面に対するフリップチップ実装の際にICチップのアライメント精度が低下し、加熱加圧ツールで正確にICチップを熱圧着することが困難になるという問題があった。この問題は、近年のICチップや配線基板が益々薄くなっていることに伴い、顕著となっている。
 このため、ICチップのフリップチップ実装を片面ずつ行うのではなく、両面にICチップを一括でフリップチップ実装することが行われるようになっている。即ち、配線基板の表面及び裏面のそれぞれに、熱硬化性の異方性導電接着フィルム(ACF)又は絶縁性接着フィルム(NCF)を仮貼りし、更にそれらの上にICチップをそれぞれ仮設置した接続構造体の半製品を、ゴム材料等から形成された載置面を有し且つ加熱手段を有する載置受け台に載置し、その半製品を載置受け台側から加熱しながら、弾性押圧面を有する加圧ツールで、表面側のICチップを押圧することが提案されている(特許文献1)。
特開2007-227622号公報
 しかしながら、特許文献1の場合、載置受け台側に配置されたACFやNCFについて良好な接続を行うべく、載置受け台側に配置されたACFやNCFが最適硬化するように加熱すると、結果的に加圧ツール側に配置されたACFやNCFが十分に加熱されないため、十分に硬化せず、接続信頼性に欠けるという問題があった。他方、加圧ツール側に配置されたACFやNCFについても良好な接続を行うべく、加圧ツール側に配置されたACFやNCFが最適硬化するように加熱すると、今度は載置受け台側に配置されたACFやNCFが過度に加熱され、急速に溶融粘度が上昇し、ICチップと配線基板との間から接着成分が十分に排除されず硬化してしまうため、接続信頼性に欠けるという問題があった。
 本発明の目的は、以上の従来の技術の問題点を解決することであり、配線基板と、その表面にACFやNCFを介してフリップチップ実装された第1電子部品と、裏面にフリップチップ実装された第2電子部品とを含む接続構造体を製造する際に、両面のACFやNCFをそれぞれ最適な硬化条件で硬化させることが一括でできるようにすることである。
 本発明者は、両面のそれぞれに接着フィルムを介して電子部品が仮設置された配線基板に対し、その片面からの加熱により両面に配された電子部品をフリップチップ実装する場合に、配線基板の加熱される側の表面に配された接着フィルムが配線基板の裏面に配された接着フィルムに比べより高温に加熱されることに着目し、硬化温度の異なる2種類の接着フィルムを使用し、硬化温度のより高い接着フィルムを配線基板の加熱される側の表面に配することにより、上述の目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
 即ち、本発明は、配線基板と、その表面にフリップチップ実装された第1電子部品と、裏面にフリップチップ実装された第2電子部品とを含む接続構造体の製造方法であって、以下の工程(a)~(d):
 工程(a)
 配線基板の表面に、第1接着フィルムを介して第1電子部品を仮設置する工程;
 工程(b)
 配線基板の裏面に、第1接着フィルムの硬化温度よりも低い硬化温度を有する第2接着フィルムを介して第2電子部品を仮設置する工程;
 工程(c)
 第1電子部品及び第2電子部品が仮設置された配線基板を、圧着受け台に載置する工程;及び
 工程(d)
 第1電子部品を、配線基板に対して第1電子部品側から加熱加圧ツールで押圧しながら加熱することにより、配線基板の表面及び裏面に第1電子部品及び第2電子部品をそれぞれ一括で実装する工程
を有することを特徴とする製造方法、及びこの製造方法により製造された接続構造体を提供する。
 本発明の製造方法においては、配線基板の加熱される側の表面に配された接着フィルムが、配線基板の裏面に配された接着フィルムに比べより高温に加熱されることから、硬化温度の異なる2種類の接着フィルムを使用し、硬化温度のより高い接着フィルムを配線基板の加熱される側の表面に配する。このため、配線基板の両面の接着フィルムが、それぞれ最適の硬化温度に一括で加熱することが可能となり、配線基板やICチップに反りを生じさせずに、電子部品の両面フリップチップ実装配線基板の接続信頼性を改善することができる。
図1は、本発明の製造方法の説明図である。 図2は、本発明の製造方法の説明図である。 図3は、積層型の電子部品の断面図である。 図4は、本発明の製造方法の説明図である。 図5は、本発明の製造方法の説明図である。 図6は、本発明の製造方法の説明図である。 図7は、本発明の接続構造体の断面図である。 図8は、接着フィルムの硬化温度を示すDSCチャートである。
 本発明は、配線基板と、その表面にフリップチップ実装された第1電子部品と、裏面にフリップチップ実装された第2電子部品とを含む接続構造体の製造方法であって、以下の工程(a)~(d)を有する製造方法である。以下、図面を参照しながら工程毎に詳細に説明する。
<工程(a)>
 まず、図1に示すように、配線基板1の表面に、第1接着フィルム2を介して第1電子部品3を仮設置する。具体的には、ステージ10上に、表面電極1aと裏面電極1bとを有する配線基板1を載せ、表面電極1a上に、第1接着フィルム2をアライメントして仮貼りし、その上にバンプ3aを有する第1電子部品3をアライメントして仮設置する。
 ステージ10としては、配線基板1を定位置に保持するためのバキュームチャック機構を備えた平板な金属、セラミックス、樹脂等からなる定盤を使用することができる。
 配線基板1としては、ガラス基板、セラミックス基板、ポリイミドフレキシブル基板、ガラスエポキシ基板等の基板の両面に、銅、アルミニウム、銀、金等の配線やパッドからなる表面電極1aと裏面電極1bとが形成されたものが挙げられる。これらの電極には、必要に応じて電解、無電解ニッケルメッキ、ハンダメッキ、金メッキ等を施すことができる。
 第1接着フィルム2としては、公知のACFやNCFを使用することができる。例えば、硬化成分として液状あるいは固体状エポキシ系樹脂、膜形成成分としてフェノキシ樹脂、エポキシ系樹脂用硬化剤として酸無水物やイミダゾール類、その他に本発明の効果を損なわない範囲で、シランカップリング剤、顔料、酸化防止剤、希釈剤、溶剤、帯電防止剤等の公知の添加剤が配合された第1接着フィルム形成用塗料を、キャスト法等の公知の手法を利用してフィルム化したものを使用することができる。
 第1電子部品3としては、ICチップ、光学チップ等を好ましく挙げることができる。バンプ3aとしては、ハンダバンプ、金バンプ、アルミバンプ等を挙げることができる。特に、Auスタッドバンプが好ましい。金バンプ以外のバンプには必要に応じて電解、無電解ニッケルメッキ、ハンダメッキ、金メッキ等を施すことができる。
 表面電極1a上への第1接着フィルム2のアライメント及びその仮貼りのそれぞれの手法、並びに第1接着フィルム2上への第1電子部品3のアライメント及びその仮設置のそれぞれの手法について、従来公知の手法、例えば、ICチップをフリップチップ実装する際に用いられるフリップチップボンダーを利用することができる。
<工程(b)>
 次に、図2に示すように、配線基板1の裏面に、第1接着フィルム2の硬化温度よりも低い硬化温度を有する第2接着フィルム4を介して第2電子部品5を仮設置する。具体的には、ステージ10上において、配線基板1の裏面電極1b上に、第2接着フィルム4をアライメントして仮貼りし、その上にバンプ5aを有する第2電子部品5をアライメントして仮設置する。
 第2接着フィルム4の成分構成は、第1接着フィルム2の成分構成と基本的には同一であるが、第1接着フィルム2の硬化温度よりも低い硬化温度を有するものを使用する必要がある。具体的には、第1接着フィルム2の硬化温度を200~250℃とし、第2接着フィルム4の硬化温度を170~220℃とすることが好ましい。これにより、第1電子部品3側からだけの加熱により、配線基板1の両面の第1接着フィルム2及び第2接着フィルム4をそれぞれの硬化温度に適した温度に加熱することができる。
 なお、第1接着フィルム2及び第2接着フィルム4の硬化温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得たチャートに基づき決定することができる。例えば、DSCチャートにおいて、樹脂の硬化反応が進行する際には山ピークが現れることから、サンプル5mgを室温から250℃まで10℃/分で昇温させて得たチャートのベースライン上の低温側から全面積の60%となる温度を硬化温度とした(図8参照)。
 これらの接着フィルム2又は4の硬化温度の調整は、使用するエポキシ系樹脂や膜形成樹脂、硬化剤などの材料の構造や分子量を特定することにより行うことができる。
 なお、第2電子部品5及びそのバンプ5aについては、基本的に第1電子部品3及びそのバンプ3aと同様の構成とすることができる。また、裏面電極1b上への第2接着フィルム4のアライメント・その仮貼り、第2接着フィルム4上への第2電子部品5のアライメント・その仮設置についても、従来公知の手法を利用して行うことができる。
 なお、第2電子部品5及び先に説明した第1電子部品3の少なくともいずれか一方は、図3に示すように、貫通電極41とそれに接続しているフロントバンプ42とバックバンプ43とを有する複数のICチップ40を互いに積層して電子部品400としてもよい。このような場合、貫通電極41は、銅メッキにより形成されたものを利用することができ、また、ICチップ40間に存在するフロントバンプ42及びバックバンプ43としては、金やハンダ、銅等からなるバンプを適用することができ、とくにそれらのいずれか又は双方がハンダで形成されていることが好ましい。
<工程(c)>
 次に、図4に示すように、第1電子部品3及び第2電子部品5が仮設置された配線基板1を、ゴムなどの弾性材料から形成された配線基板載置面21を有する圧着受け台20に載置する。このような圧着受け台20としては、特開2007-227622号公報に開示されているものを採用することができる。即ち、圧着受け台20は、金属やセラミックスからなる受け台本体22と、被圧着物が載置される側に配置される弾性受け部23とから構成され、その表面が配線基板載置面21となっているものである。ここで、本発明において、弾性材料とは、好ましくはゴム硬度が10~80のエラストマーを意味する。
 なお、圧着受け台20としては、ステージ10をそのまま流用してよく、また、図示しないが、第2電子部品5が収まる凹部を有し、比較的剛性の高い配線基板載置面を有するものを使用してもよい。
<工程(d)>
 最後に、第1電子部品3を、配線基板1に対して第1電子部品3側から、ゴムなどの弾性材料から形成されている押圧面31を有する加熱加圧ツール30(図5)で押圧しながら加熱することにより、図6に示すように配線基板1の表面及び裏面に第1電子部品3及び第2電子部品5をそれぞれ一括で実装する。これにより図7に示す接続構造体100が得られる。
 この加熱加圧ツール30としては、特開2007-227622号公報に開示されているものを採用することができる。即ち、加熱加圧ツール30は、金属やセラミックスからなる押圧本体32と、被圧着物側に配置される弾性押圧部33とから構成され、その表面が押圧面31となっているものである。押圧本体32には、圧着受け台20が嵌り込めるように側部34が延設されていることが望ましい。加熱手段は、押圧本体32を加熱するようにヒータ(図示せず)を設ければよいが、押圧本体32自体や弾性押圧部33自体が発熱するようにしてもよい。
 本発明において、加熱加圧ツール30による加熱押圧の際、第1接着フィルム2が加熱により到達する到達温度は、第2接着フィルム4が加熱により到達する到達温度よりも高くなる。具体的には、第1接着フィルム2の好ましい硬化温度が200~250℃であり、第2接着フィルム4の好ましい硬化温度が170~220℃であることから、第1接着フィルム2が加熱により到達する到達温度は200~250℃であり、第2接着フィルム4が加熱により到達する到達温度は170~220℃である。
 なお、第1電子部品3を、配線基板1に対して第1電子部品3側から加熱加圧ツール30で押圧しながら加熱する際に、第1電子部品3及び第2電子部品5が仮設置された配線基板1の両面にテフロン(登録商標)やシリコーンなどの耐熱性樹脂フィルムからなる保護シート35を設けてもよい。保護シート35を使用することにより、第1電子部品3や第2電子部品5の位置ズレの発生を防止することができる。
 なお、加熱加圧ツール30として、第1電子部品3が収まる凹部を有し、比較的剛性の高い配線基板載置面を有するものを使用してもよい。
 以上説明した本発明の製造方法により製造した図7の接続構造体は、配線基板の両面に電子部品をACFやNCFを介してフリップチップ実装させる際に、両面のACFやNCFをそれぞれ一括で最適硬化させて得たものとなる。従って、配線基板に反りが生じることなく、良好な接続信頼性を示すものである。
 以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
  実施例1~2、比較例1~4
 表2に示した硬化温度を示すNCFを用意した。それとは別に、バンプピッチ85μm、バンプ数272のペリフェラル配置の金スタッドバンプ(“Auスタッド”と略する場合がある)又は銅ピラー/ハンダキャップバンプ(“Cu/ハンダ”と略する場合がある)が設けられた試験用ICチップ(6.3mm×6.3mm×0.2厚)を用意した。また、20μm厚のハンダ表面層が形成された電極パッド(Au/NiメッキCuベース)を両面に有するガラスエポキシ両面配線基板(FR4、日立化成工業(株):38mm×38mm×0.6mm厚)を用意した。
 これらの材料と、IC搭載時にフリップチップボンダー及び本圧着時に弾性押圧ツール(特開2007-227622号公報参照)とを用いて、表1に示すようなICチップ搭載条件及び熱圧着条件により、片面フリップチップ実装を行った比較例1を除き、両面一括フリップチップ実装を行った。なお、表2に、実施例及び比較例の実装形態、ICバンプ種類(Auスタッドバンプ、Cuピラー/ハンダキャップバンプ)、配線基板の表面側(加熱側)及び裏面側に配されたNCFの到達温度、NCFの硬化温度を記載した。
 フリップチップ実装により得られた接続構造体について、ICチップの反りを触針式表面粗度計(SE-3H、(株)小坂研究所)を用いて測定した。得られた結果を表2に示す。実用上、反りは10μm以下であることが望まれる。
 また、接続構造体におけるICチップと配線基板との間の導通抵抗は、IC周辺を一周するデイジーチェーン抵抗を測定した。得られた結果を表2に示す。実用上、30Ω以下であることが望まれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2からわかるように、NCF到達温度に適合するように、配線基板の表面側(加熱側)に、より硬化温度が高いNCFを配した実施例1及び2の接続構造体は、ICチップの反り及びデイジーチェーン抵抗の双方の結果は実用上好ましいものであった。それに対し、比較例1の片面実装の場合には、ICチップの反りが著しいものであった。表面側と裏面側において硬化温度が同じNCFを使用した比較例2~4の場合、デイジーチェーン抵抗が、表面側又は裏面側でオープンとなってしまった。
 本発明の接続構造体の製造方法によれば、硬化温度の異なる2種類の接着フィルムを使用し、硬化温度のより高い接着フィルムを配線基板の加熱される側の表面に配するので、配線基板の両面の接着フィルムが、それぞれ最適の硬化温度に一括で加熱することが可能となり、配線基板やICチップに反りを生じさせずに、電子部品の両面フリップチップ実装配線基板の接続信頼性を改善することができる。従って、本発明は、配線基板に両面フリップチップ実装して接続構造体を製造する場合に有用である。
1 配線基板
1a 表面電極
1b 裏面電極
2 第1接着フィルム
3 第1電子部品
3a バンプ
4 第2接着フィルム
5 第2電子部品
5a バンプ
10 ステージ
20 圧着受け台
21 配線基板載置面
22 受け台本体
23 弾性受け部
30 加熱加圧ツール
31 押圧面
32 押圧本体
33 弾性押圧部
34 側部
35 保護シート
100 接続構造体
40 ICチップ
41 貫通電極
42 フロントバンプ
43 バックバンプ
400 積層型の電子部品

Claims (9)

  1.  配線基板と、その表面にフリップチップ実装された第1電子部品と、裏面にフリップチップ実装された第2電子部品とを含む接続構造体の製造方法であって、以下の工程(a)~(d):
     工程(a)
     配線基板の表面に、第1接着フィルムを介して第1電子部品を仮設置する工程;
     工程(b)
     配線基板の裏面に、第1接着フィルムの硬化温度よりも低い硬化温度を有する第2接着フィルムを介して第2電子部品を仮設置する工程;
     工程(c)
     第1電子部品及び第2電子部品が仮設置された配線基板を、圧着受け台に載置する工程;及び
     工程(d)
     第1電子部品を、配線基板に対して第1電子部品側から加熱加圧ツールで押圧しながら加熱することにより、配線基板の表面及び裏面に第1電子部品及び第2電子部品をそれぞれ一括で実装する工程
    を有することを特徴とする製造方法。
  2.  工程(d)において、加熱加圧ツールによる加熱押圧の際に、第1接着フィルムが加熱により到達した到達温度が、第2接着フィルムが加熱により到達した到達温度よりも高い請求項1記載の製造方法。
  3.  第1接着フィルムの硬化温度が200~250℃であり、第2接着フィルムの硬化温度が170~220℃である請求項1又は2記載の製造方法。
  4.  加熱加圧ツールの押圧面が弾性材料から形成されている請求項1~3のいずれかに記載の製造方法。
  5.  第1電子部品及び第2電子部品が仮設置された配線基板が、第2電子部品側から載置される圧着受け台の配線基板載置面が、弾性材料から形成されている請求項4記載の製造方法。
  6.  工程(d)において、第1電子部品を、配線基板に対して第1電子部品側から加熱加圧ツールで押圧しながら加熱する際に、第1電子部品及び第2電子部品が仮設置された配線基板の両面に保護シートを配置させて押圧する請求項1~5のいずれかに記載の製造方法。
  7.  第1電子部品及び第2電子部品の少なくともいずれか一方がICチップである請求項1~6のいずれかに記載の製造方法。
  8.  第1電子部品及び第2電子部品の少なくともいずれか一方が、貫通電極とそれに接続しているフロントバンプとバックバンプとを有し、互いに積層されるべき複数のICチップであり、ICチップ間に存在するフロントバンプ及びバックバンプの少なくともいずれか一方がハンダで形成されている請求項1又は2記載の製造方法。
  9.  請求項1~8の製造方法により製造された接続構造体。
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