実装構造体の製造方法
【課題】電子部品と絶縁性樹脂の間に発生する気泡を減らすことのできる実装構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】シート状の絶縁性樹脂１６を回路基板１４上に形成する絶縁性樹脂配置ステップと、電子部品１１の電極１２上に形成されたバンプ１３が、回路基板１４の対向電極１５に相対するように、絶縁性樹脂１６の上から電子部品１１を位置合わせする実装ステップと、加熱加圧を行って、絶縁性樹脂１６を硬化させて電子部品１１と回路基板１４とを接合する接合ステップとを備える。絶縁性樹脂１６の側面の形状は、実装ステップで位置合わせする際または接合ステップで接合する際に電子部品１１を下降させるにしたがって、絶縁性樹脂１６と電子部品１１の下面との当接する部分が広がる形状をしている。
【解決手段】シート状の絶縁性樹脂１６を回路基板１４上に形成する絶縁性樹脂配置ステップと、電子部品１１の電極１２上に形成されたバンプ１３が、回路基板１４の対向電極１５に相対するように、絶縁性樹脂１６の上から電子部品１１を位置合わせする実装ステップと、加熱加圧を行って、絶縁性樹脂１６を硬化させて電子部品１１と回路基板１４とを接合する接合ステップとを備える。絶縁性樹脂１６の側面の形状は、実装ステップで位置合わせする際または接合ステップで接合する際に電子部品１１を下降させるにしたがって、絶縁性樹脂１６と電子部品１１の下面との当接する部分が広がる形状をしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路用プリント基板に電子部品を実装した実装構造体の製造方法に関するものである。
【０００２】
本明細書では、電子回路用プリント基板を単に「回路基板」と称するが、この「回路基板」は、インタポーザや電子部品が装着される他の部品などの被装着体を意味する。
【０００３】
本発明は、例えば、このような回路基板に、ＩＣチップ、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＭＣＭ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈｉｐ Ｍｏｄｕｌｅ）、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）や表面弾性波（ＳＡＷ）デバイスなどの電子部品を単体（ＩＣチップの場合にはベアＩＣ）状態で実装する、電子部品実装構造体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００４】
今日、電子回路基板は、あらゆる製品に使用されるようになり、日増しにその性能が向上し、回路基板上で用いられる周波数も高くなっており、インピーダンスが低くなるフリップチップ実装は高周波を使用する電子機器に適した実装方法となっている。また、携帯機器の増加から、回路基板にＩＣチップをパッケージではなく裸のまま搭載するフリップチップ実装が求められている。また、上記フリップチップ以外にもＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）等が用いられるようになってきている。
【０００５】
従来、電子機器の回路基板にＩＣチップなどの電子部品を接合する方法としては、電子部品の電極と回路基板の電極とをＡｕ線を用いて作られる突起バンプによって接続し、絶縁性の樹脂のシートで封止し、加熱加圧して絶縁性樹脂を硬化させて、電子部品実装構造体を製造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図１１（ａ）〜（ｃ）に、従来の絶縁性樹脂シートを用いる実装構造体の製造方法を説明するための断面模式図を示す。図１１（ａ）は、回路基板上に絶縁性樹脂シートを貼り付ける貼り付け工程を、図１１（ｂ）は、電子部品を回路基板上に位置合わせする実装工程を、図１１（ｃ）は、電子部品を回路基板上に加熱加圧して接合する接合工程を、それぞれ示している。
【０００７】
まず、図１１（ａ）に示すように、例えばＩＣチップなどの電子部品１０１の電極１０２にバンプ１０３を形成しておき、一方、回路基板１０４側には、電子部品１０１の大きさより若干大きな寸法にてカットされた絶縁性樹脂シート１０６を貼り付ける。
【０００８】
そして、図１１（ｂ）に示すように、回路基板１０４の電極１０５に相対するように、電子部品１０１のバンプ１０３が付いた電極１０２を位置合わせして実装する。
【０００９】
電子部品１０１を回路基板１０４上に位置合わせして実装した後、図１１（ｃ）に示すように、電子部品１０１の上から、加熱された加熱加圧ツール１００を押し付け、加熱と加圧を同時に行い、バンプ１０３により電子部品１０１の電極１０２と回路基板１０４の電極１０５間を接合させ、絶縁性樹脂シート１０６を硬化させて接合する。このときの加熱により絶縁性樹脂シート１０６が硬化し、電子部品１０１と回路基板１０４間が封止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−１１２４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、絶縁性樹脂シートを用いる従来の実装構造体の製造方法では、電子部品と回路基板の間に絶縁性樹脂シートを挟む工程において、絶縁性樹脂と電子部品の接着面との間に気泡が咬みこみ、抜けないことが多かった。
【００１２】
すなわち、従来の実装構造体の製造方法では、図１１（ａ）に示すように回路基板１０４に絶縁性樹脂シート１０６を貼り合わせた後に、図１１（ｂ）および（ｃ）に示すように、電子部品１０１を回路基板１０４に貼られた絶縁性樹脂シート１０６に貼り合わせるため、電子部品１０１が下降して絶縁性樹脂シート１０６の表面に接触する際に、絶縁性樹脂シート１０６と電子部品１０１の接着面との間に気泡が咬みこみやすく、その気泡が抜けなくなってしまう。
【００１３】
本発明は、上記従来の課題を考慮して、電子部品と絶縁性樹脂の間に発生する気泡の量を従来よりも低減できる実装構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、
シート状の絶縁性樹脂を回路基板上に形成する絶縁性樹脂配置ステップと、
電子部品の電極上に形成されたバンプが、前記回路基板の対向電極に相対するように、前記絶縁性樹脂の上から前記電子部品を位置合わせする実装ステップと、
加熱および加圧を行って、前記絶縁性樹脂を硬化させて前記電子部品と前記回路基板とを接合する接合ステップとを備えた実装構造体の製造方法であって、
前記絶縁性樹脂の上面および側面の少なくともいずれかの面の形状は、前記実装ステップで位置合わせする際または前記接合ステップで接合する際に前記電子部品を下降させるにしたがって、前記絶縁性樹脂の前記面と前記電子部品の下面との当接する部分が広がる形状を有している、実装構造体の製造方法である。
【００１５】
また、第２の本発明は、
前記絶縁性樹脂は、前記実装ステップで前記電子部品を位置合わせする前には、錐体形状、または、錐台形状、または、角柱の上に連続的に角錐が接続された形状、または、角柱の上に連続的に角錐台が接続された形状、または、楕円柱の上に連続的に楕円錐が接続された形状、または、楕円柱の上に連続的に楕円錐台が接続された形状を有しており、その頂点が前記電子部品側に向いている、第１の本発明の実装構造体の製造方法である。
【００１６】
また、第３の本発明は、
前記実装ステップまたは前記接合ステップで前記電子部品を下降させる際に、前記錐台または前記角錐台または前記楕円錐台の上面は、前記電子部品の電極に当たらない、第２の本発明の実装構造体の製造方法である。
【００１７】
また、第４の本発明は、
前記絶縁性樹脂の上面は、前記実装ステップで前記電子部品を位置合わせする前には、前記電子部品に向かって凸部を有する湾曲面である、第１の本発明の実装構造体の製造方法である。
【００１８】
また、第５の本発明は、
前記絶縁性樹脂配置ステップでは、平板状の絶縁性樹脂を、貼り付け面に傾斜面を有する貼り付けツールによって加熱しながら前記回路基板上に貼り付ける、第１〜第４のいずれかの本発明の実装構造体の製造方法である。
【００１９】
また、第６の本発明は、
前記絶縁性樹脂は、２層で構成されており、
前記回路基板に接している側の層は、前記電子部品側の層よりも粘度が高い、第１〜第５のいずれかの本発明の実装構造体の製造方法である。
【００２０】
また、第７の本発明は、
前記絶縁性樹脂は、隣接する層の粘度が異なる３層以上で構成されており、
上面側および下面側以外の層は、前記上面側の層および前記下面側の層よりも粘度が高い、第１〜第５のいずれかの本発明の実装構造体の製造方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、電子部品と絶縁性樹脂の間に発生する気泡の量を従来よりも低減できる実装構造体の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態１の実装構造体の製造方法を説明するための断面模式図
【図２】本発明の実施の形態１の実装構造体の製造に用いる絶縁性樹脂の、ＩＣチップ側から見た上面図
【図３】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態１の実装構造体の製造に用いる絶縁性樹脂の形成方法を説明するための図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１の絶縁性樹脂の上面図、（ｂ）、（ｃ）本発明の実施の形態１の絶縁性樹脂の側面図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態１の絶縁性樹脂の上面図、（ｂ）〜（ｅ）本発明の実施の形態１の絶縁性樹脂の側面図
【図６】（ａ）〜（ｄ）バンプ位置を示した、ＩＣチップの下面図
【図７】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態２の実装構造体の製造方法を説明するための断面模式図
【図８】本発明の実施の形態２の実装構造体の製造に用いる絶縁性樹脂の、ＩＣチップ側から見た上面図
【図９】（ａ）本発明の実施の形態２の、粘度の異なる３種類の層構造の絶縁性樹脂を用いた実装構造体の貼り付け工程時の断面模式図、（ｂ）本発明の実施の形態２の、粘度の異なる３種類の層構造の絶縁性樹脂の上面図
【図１０】（ａ）〜（ｃ）比較例および実施例１〜６において、絶縁性樹脂に最初に接触する領域を示したＩＣチップの下面図
【図１１】（ａ）〜（ｃ）従来の絶縁性樹脂シートを用いる実装構造体の製造方法を説明するための断面模式図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１にかかる電子部品、例えばＩＣチップを回路基板に接合して作製する実装構造体の製造方法を、以下に説明する。
【００２５】
図１（ａ）〜（ｃ）に、本実施の形態１の実装構造体の製造方法を説明するための断面模式図を示す。ここでは説明をわかりやすくするために、ＩＣチップの四辺に沿って下面の周囲に１列にバンプが設けられた構成のＩＣチップを例に説明する。つまり、図１で説明するＩＣチップ１１は、例えば図６（ａ）の下面図に示すようにバンプが設けられている。
【００２６】
図１（ａ）に示すように、本発明の電子部品の一例であるＩＣチップ１１の表面には、回路配線或いは電極部１２が形成されている。ここでは、電極部１２の例としてＡｌパッドの電極が形成されている。なお、電極の材質はＡｕやＣｕなどでもよく、また下地としてＮｉ等のメッキをした上に金属をメッキした電極でもよい。
【００２７】
このＩＣチップ１１上の電極部１２に、ワイヤボンディング装置等を用いて、金属線、例えば、金ワイヤ（金線）（なお、金属線の例としては、スズ、アルミニウム、銅、またはこれらの金属に微量元素を含有させた合金のワイヤなどがある。）を熱と超音波をかけながら、電極部１２と接合させ、接合部の面積が大きくなるように押し付けながら、最後は引きちぎり、先端が細くなるようにバンプ（突起電極）１３を形成する。
【００２８】
次に、図１（ａ）に示すように、回路基板１４の電極部１５上に、絶縁性樹脂１６を形成させる。
【００２９】
図２に、この絶縁性樹脂１６の、ＩＣチップ１１側から見た上面図を示す。このように、本実施の形態１の絶縁性樹脂１６は、四角錐台形状をしている。
【００３０】
本実施の形態１では、絶縁性樹脂１６を、回路基板１４と接する四角錐台形状の底面の面積が、ＩＣチップ１１の面積より若干大きく、ＩＣチップ１１に接する側の四角錐台形状の上面の面積が、ＩＣチップ１１の面積より小さくなるような寸法としている。
【００３１】
なお、図１（ａ）において、回路基板１４上に絶縁性樹脂１６を形成させる工程が、本発明の絶縁性樹脂配置ステップの一例にあたる。
【００３２】
図１（ｂ）に示すように、ＩＣチップ１１を回路基板１４と位置合わせした際に、絶縁性樹脂１６の上面が、ＩＣチップ１１に配列された複数のバンプ１３で囲まれる範囲内に収まるような、絶縁性樹脂１６の配置および形状としている。
【００３３】
したがって、ＩＣチップ１１を回路基板１４と位置合わせまたは接合する際に、回路基板１４に対してＩＣチップ１１を下降させるとき、ＩＣチップ１１が絶縁性樹脂１６の上面と最初に接触するのは、ＩＣチップ１１下面の複数のバンプ１３で囲まれる部分であり、このとき絶縁性樹脂１６の上面はバンプ１３には接触しない。
【００３４】
回路基板１４として、セラミック多層基板、ＦＰＣ、ガラス布積層エポキシ基板（ガラエポ基板）やガラス布積層ポリイミド樹脂基板、アラミド不織布エポキシ基板（例えば、パナソニック株式会社製のアリブ「ＡＬＩＶＨ」（登録商標）として販売されている樹脂多層基板）などが用いられる。
【００３５】
なお、この回路基板１４上の電極部１５は、例としてＣｕの上にＮｉをメッキし表面をＡｕのフラッシュメッキしたものを使用するが、上記でＩＣチップ１１の電極部１２の材質として挙げたものと同じ材質であっても良い。また、電極部１５は、ＩＣチップ１１の電極部１２と材質が同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００３６】
図３（ａ）〜（ｃ）のそれぞれに、図１で用いた本実施の形態１の絶縁性樹脂１６の形成方法を説明する図を示す。
【００３７】
本実施の形態１の絶縁性樹脂１６としては、例えば無機フィラーを配合した固体または半固体の絶縁性樹脂層のシートが用いられる。
【００３８】
本実施の形態１の絶縁性樹脂１６として、あらかじめ、図１および図２に示した四角錐台形状に成形としたものを供給してもよい。この場合、あらかじめ所望の形状に成形した絶縁性樹脂１６は、例えば図３（ａ）のような構造で供給される。絶縁性樹脂１６は、カバーフィルム１７と剥離フィルム１８で挟むことによって保護されて供給される。絶縁性樹脂１６を回路基板１４に貼り付ける際に剥離フィルム１８を剥がし、回路基板１４に貼り付けた後、ＩＣチップ１１を実装する直前にカバーフィルム１７を剥がして使用する。
【００３９】
図３（ｂ）は、回路基板１４上に貼り付けた後に絶縁性樹脂１６の形状を成形する例を示している。この場合、略垂直な端面を有する直方体形状の絶縁性樹脂１９を用い、平坦なツールで回路基板１４に貼り付けた後、絶縁性樹脂１９の４辺をカットして図１および図２に示したような四角錐台形状の絶縁性樹脂１６とする。
【００４０】
図３（ｃ）は、回路基板１４に貼り付ける際に、貼り付けツールによって絶縁性樹脂１６を成形する例を示している。この場合、回路基板１４に貼り付ける際の加熱および加圧により絶縁性樹脂を図１に示した絶縁性樹脂１６の形状に変形させるような、貼り付け面の中央が図３（ｃ）に示すような凹型になった貼り付けツール３０を用いる。この貼り付けツール３０によって直方体形状の絶縁性樹脂１９を回路基板１４に貼り付ける際、そのときの加熱および加圧によって、絶縁性樹脂１９を図１に示したような形状の絶縁性樹脂１６に変形させる。
【００４１】
本実施の形態１の絶縁性樹脂１６は、例えば６０〜１２０℃（好ましくは、温度は低い方が良い）に熱せられた貼付けツール等により、例えば５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ２程度の圧力で、電極部１５が形成された回路基板１４上に貼り付けられる。
【００４２】
ここで、絶縁性樹脂１６としては、球状又は破砕シリカ、アルミナ等のセラミックスなどの無機系フィラーを絶縁性樹脂に分散させて混合し、これをドクターブレード法などにより平坦化し溶剤成分を気化させ固体化したものが好ましいとともに、後工程のリフロー工程での高温に耐えうる程度の耐熱性（例えば、２４０℃に１０秒間耐えうる程度の耐熱性）を有することが好ましい。
【００４３】
本実施の形態１の絶縁性樹脂１６として、例えば、絶縁性熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ビスマレイミド、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、オキセタン樹脂など、様々な樹脂を含むことができる）を用いる。これらの絶縁性熱硬化性樹脂は、単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうちでは、特にエポキシ樹脂が好適である。エポキシ樹脂には、ビスフェノール型エポキシ樹脂、多官能エポキシ樹脂、可撓性エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、高分子型エポキシ樹脂の群から選ばれるエポキシ樹脂も用いることができる。その中でも、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などが好適に用いられる。また、これらを変性させたエポキシ樹脂も用いられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４４】
また、場合によっては絶縁性熱可塑性樹脂（例えば、ポニフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネイト、変性ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）など）を使用することもできる。また、絶縁性熱硬化性樹脂に絶縁性熱可塑性樹脂を混合したものなども使用できる。熱可塑性樹脂のみを使用する場合には、最初は加熱して一旦軟化させたのち、加熱を停止して自然冷却させることにより硬化させる。一方、絶縁性熱硬化性樹脂に熱可塑性樹脂を混合したものを使用する場合には、熱硬化性樹脂の方が支配的に機能するため、熱硬化性樹脂のみの場合と同様に加熱することにより硬化する。
【００４５】
ここでは、代表例として絶縁性熱硬化性樹脂を用いた場合について、以下の説明を続ける。
【００４６】
上記のような絶縁性熱硬化性樹脂と組み合わせて用いる硬化剤としては、チオール系化合物、変性アミン系化合物、多官能フェノール系化合物、イミダゾール系化合物、および酸無水物系化合物の群から選ばれる化合物を用いることができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４７】
次に、図１（ｂ）に示すように、電子部品搭載装置において、部品保持部材の先端の熱せられた位置合わせツールにより、上記前工程でバンプ１３が電極部１２上に形成されたＩＣチップ１１を吸着保持しつつ、そのＩＣチップ１１を、上記前工程で準備された回路基板１４に対して、ＩＣチップ１１に形成されたバンプ１３が対応する回路基板１４の電極部１５上に位置するように位置合わせした後、ＩＣチップ１１を回路基板１４に押圧実装する。この位置合わせは、公知の位置認識動作を使用する。
【００４８】
このときに押圧実装する際の荷重は、バンプ１３の頭部が回路基板１４の電極部１５に届いていれば良く、バンプ１３の頭部が多少は変形する程度の低い荷重でも良い。位置合わせツールにより加熱も行うのは、電極部１５が形成された回路基板１４上に絶縁性樹脂１６を貼り付ける場合と同様に、ＩＣチップ１１の接合面に絶縁性樹脂１６を貼り付けるためである。
【００４９】
なお、図１（ｂ）において、ＩＣチップ１１と回路基板１４を位置合わせする工程が、本発明の実装ステップの一例にあたる。また、ＩＣチップ１１に形成されたバンプ１３と対向する位置に位置合わせされる回路基板１４の電極部１５が、本発明の対向電極の一例にあたる。
【００５０】
次に、図１（ｃ）に示すように、加熱加圧ツール１０を用いてＩＣチップ１１の上から加熱加圧をし、ＩＣチップ１１と回路基板１４の間の絶縁性樹脂１６を硬化させる。
【００５１】
このときの加熱の温度は、絶縁性樹脂１６が硬化する温度以上に設定する。
【００５２】
また、このときの加圧は、ＩＣチップ１１の電極部１２と回路基板１４の電極部１５との間のバンプ１３を介した接触抵抗を低抵抗にするために、上記した実装工程における荷重よりも高い加圧が必要である。このとき、バンプ１３は、その頭部が、回路基板１４の電極部１５上で変形されながら押しつけられていく。ＩＣチップ１１を介してバンプ１３側に印加する荷重は、バンプ１３の外径により異なるが、バンプ１３の頭部が、必ず変形する程度の荷重を加えることが必要である。この荷重は、最低で２０（ｇｆ／バンプ１ケあたり）であるのが好ましい。このときにＩＣチップ１１を介してバンプ１３側に印加する荷重の上限は、ＩＣチップ１１、バンプ１３、回路基板１４などが損傷しない程度とする。
【００５３】
なお、図１（ｃ）において、絶縁性樹脂１６を硬化させてＩＣチップ１１と回路基板１４を接合する工程が、本発明の接合ステップの一例にあたる。
【００５４】
図１に示したように、本実施の形態１の絶縁性樹脂１６は、その上面の面積をＩＣチップの接着面よりも小さくしているので、図１１に示すような端面が略垂直な直方体形状の従来の絶縁性樹脂シート１０６を使用する場合に比べて、回路基板１４に対してＩＣチップ１１を下降させる際にＩＣチップ１１の接着面が最初に絶縁性樹脂シート１０６と接触する面積が小さくなるので、その際にＩＣチップ１１の接着面との間で発生する気泡の量が従来よりも少なくなる。
【００５５】
また、本実施の形態１の絶縁性樹脂１６は、回路基板１４と接触している底面の方が上面の面積よりも大きく、回路基板１４に対してＩＣチップ１１を下降させるにしたがってＩＣチップ１１の接触面と接触する部分の面積が大きくなるような形状としているので、ＩＣチップ１１の接着面が最初に絶縁性樹脂シート１０６と接触した後、さらにＩＣチップ１１を下降させていく際にも、ＩＣチップ１１の接着面との間で気泡が咬み込み難い。
【００５６】
したがって、本実施の形態１の形状の絶縁性樹脂１６を用いることにより、電子部品と絶縁性樹脂の間に発生する気泡の量を従来よりも低減できる。
【００５７】
また、接合工程によりＩＣチップ１１を回路基板１４に接合した後に、絶縁性樹脂がＩＣチップ１１の外形よりもはみ出すフィレットの量も、従来の絶縁性樹脂シート１０６を用いる場合よりも少なくなる。
【００５８】
絶縁性樹脂の形状は、図１および図２に示したような絶縁性樹脂１６の形状に限らず、ＩＣチップ１１を下降させたときにＩＣチップ１１の接触面と最初に接する部分の面積がＩＣチップ１１の接触面よりも小さく、ＩＣチップ１１を下降させていくにしたがってＩＣチップ１１の接触面と接触する部分の面積が大きくなっていくような形状であれば、上記と同様の効果が得られる。
【００５９】
図４および図５に、本発明の上記した効果が得られる絶縁性樹脂の形状の例を示している。
【００６０】
図４（ａ）および図５（ａ）は、絶縁性樹脂の上面図を示しており、図４（ｂ）および（ｃ）、図５（ｂ）〜（ｅ）は、絶縁性樹脂の側面図を示している。
【００６１】
なお、ここに示す絶縁性樹脂の形状は一例であって、本発明の絶縁性樹脂はこれらの形状に限られるものではない。
【００６２】
本実施の形態１の上記の説明では、絶縁性樹脂１６の形状を四角錐台形状として説明したが、例えば楕円錐台形状でもあってもよい。つまり、断面図が図１で、上面図が図４（ａ）に示すような形状の楕円錐台形状としてもよい。
【００６３】
また、四角錐台形状に限らず、さらに多角形の角錐台形状であってもよいし、上面図が真円となる円錐台形状であってもよい。
【００６４】
また、下部が角柱形状で、上部にその角柱形状に連続する角錐台形状を有するような形状であってもよい。つまり、上面図が図２で、側面図が図４（ｂ）に示すような形状である。
【００６５】
同様に、下部が楕円柱形状で、上部にその楕円柱形状に連続する楕円錐台形状を有するような形状であってもよい。つまり、上面図が図４（ａ）で、側面図が図４（ｂ）に示すような形状である。
【００６６】
さらに、図４（ｃ）の側面図で示されるような、２つの底面積の異なる角柱の間に、それらの角柱に連続する角錐台が接続されるような形状や、２つの底面積の異なる楕円柱の間に、それらの楕円柱に連続する楕円錐台が接続されるような形状であってもよい。
【００６７】
また、ＩＣチップ１１に接する側の上面が無い（上面の面積がゼロである）ような形状であってもよい。すなわち、図１および図２で示した四角錐台形状が有しているような上面を有していない、錐体形状などであってもよい。
【００６８】
例えば、図５（ａ）の上面図および図５（ｂ）の側面図で示されるような四角錐形状であってもよいし、側面図が図５（ｂ）で、上面図が楕円となるような、楕円錐形状であってもよい。また、四角錐よりもさらに多角形の角錐形状であってもよい。
【００６９】
また、側面が図５（ｃ）で表されるような、角柱または楕円柱に、角錐または楕円錐が連続して接続されるような形状であってもよい。
【００７０】
また、側面が図５（ｄ）で表されるような、平面と湾曲面で構成されるような形状であってもよい。また、側面が図５（ｅ）で示されるような、円柱や角柱形状に図５（ｄ）で示したような形状が連続して接続されるような形状であってもよい。
【００７１】
また、本実施の形態１の絶縁性樹脂のＩＣチップ１１に接する側の上面の面積は、ＩＣチップ１１に形成されたバンプ１３の配置に関わらず、小さいほどよい。
【００７２】
図６（ａ）〜（ｄ）に、さまざまなＩＣチップの下面図を示す。
【００７３】
それぞれの下面図には、バンプを黒丸で示し、ＩＣチップの下面のうち、バンプが配置されていない領域を二点鎖線で囲んで示している。
【００７４】
絶縁性樹脂がＩＣチップの下面に最初に接する面、例えば、図１で示すような四角錐台の形状の場合の上面が、図６（ａ）〜（ｄ）の二点鎖線で囲んだ領域内となるような面積である絶縁性樹脂とし、その上面部分がＩＣチップの二点鎖線で囲んだ領域内の対向する位置となるように、回路基板上に配置するのが望ましい。
【００７５】
図６（ａ）〜（ｃ）は、ＩＣチップの外周部の全辺にバンプが存在する例を示しており、それらのバンプの配置により、図６（ａ）〜（ｃ）の順に二点鎖線で囲まれる範囲が小さくなっている。図６（ａ）のようなバンプ配置のＩＣチップでは、絶縁性樹脂の上面の面積を比較的大きくしてもよいが、図６（ｃ）のようなバンプ配置のＩＣチップでは、絶縁性樹脂の上面の面積をかなり小さくする必要があり、この場合、例えば図５（ｂ）に側面図を示したような四角錐形状とするのが望ましい。
【００７６】
また、図６（ｄ）のように、ＩＣチップの外周部の２辺にしかバンプが存在しないときは、その辺に対応する側の絶縁性樹脂の端面のみ傾斜させるような形状としてもよい。つまり、バンプが配置されていない２辺に対応する側の絶縁性樹脂の端面は、従来のように略垂直な形状としてもよい。
【００７７】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２にかかる電子部品、例えばＩＣチップを回路基板に接合して作製する実装構造体の製造方法を、以下に説明する。
【００７８】
図７（ａ）〜（ｃ）に、本実施の形態２の実装構造体の製造方法を説明するための断面模式図を示す。なお、図１と同じ構成部分には、同じ符号を用いている。
【００７９】
本実施の形態２では、製造装置等は図１に示した実施の形態１の場合と同様の物が用いられるが、使用する絶縁性樹脂のみが実施の形態１の場合と異なる。
【００８０】
図８に、本実施の形態２の絶縁性樹脂の、ＩＣチップ１１側から見た上面図を示す。
【００８１】
本実施の形態２で使用する絶縁性樹脂２０、２１は、図７（ａ）および図８に示すように、その外形形状は、実施の形態１の絶縁性樹脂１６同様の四角錐台形状であるが、粘度の異なる２層構造となっている。
【００８２】
本実施の形態２の絶縁性樹脂は、ＩＣチップ１１と接する側に、絶縁性樹脂２０よりも低粘度の絶縁性樹脂２１の層が配置されている。
【００８３】
実施の形態１とは、使用する絶縁性樹脂が異なるのみで、実装構造体の製造方法は同じであるので、製造方法の説明については省略する。
【００８４】
ＩＣチップ１１側にはバンプ１３があるため、ＩＣチップ１１側の方が回路基板１４側よりも凹凸が多い。樹脂の粘度が低い方がより気泡が抜けやすいので、図８に示すような、凹凸の多いＩＣチップ１１側に低粘度の絶縁性樹脂２１を配置した２層構造とすることにより、実施の形態１の１層構造における絶縁性樹脂１６として絶縁性樹脂２０と同等の粘度の絶縁性樹脂を用いた場合に比べてさらに大きな効果が得られる。
【００８５】
なお、絶縁性樹脂２０と絶縁性樹脂２１は、全く同じ材料組成で粘度だけ変わっていてもよく、違う組成の材料でもよい。好ましくは、樹脂硬化後の物性が異ならないよう同じ組成である方がよい。
【００８６】
また、絶縁性樹脂２０の粘度は、一般的な樹脂シートの粘度でよく、ずり粘弾性測定装置で測定して、１０４〜１０６Ｐａ・ｓ（３０℃）であり、絶縁性樹脂２１の粘度は絶縁性樹脂２０より低ければよく、好ましくは絶縁性樹脂２０の粘度より一桁低い方がよい。
【００８７】
また、図７および図８では、２種類の粘度の異なる層構造の絶縁性樹脂の例を説明したが、３種類以上の粘度の異なる複数層構造の絶縁性樹脂でもよい。
【００８８】
図９（ａ）に、粘度の異なる３種類の層構造の絶縁性樹脂を用いた実装構造体の貼り付け工程時の断面模式図を示し、図９（ｂ）に、その３層構造の絶縁性樹脂のＩＣチップ１１側から見た上面図を示す。
【００８９】
３層のうち、回路基板１４に接する側の絶縁性樹脂２２の層と、ＩＣチップ１１に接する側の絶縁性樹脂２３の層に挟まれる真ん中の層の絶縁性樹脂２４の粘度が最も高く、ＩＣチップ１１に接する側の絶縁性樹脂２３の粘度が最も低い。
【００９０】
このように、絶縁性樹脂を３層以上で構成する場合、ＩＣチップ１１にも回路基板１４にも接しない層（図９における絶縁性樹脂２４の層）の絶縁性樹脂層の粘度は特に制限されないが、好ましくは樹脂内部からの気泡の発生を抑えられるよう高い粘度の方がよい。
【００９１】
ＩＣチップ１１や回路基板１４などの被着体と接する部分の絶縁性樹脂の粘度を低くすることで、これらの被着体との界面に残る気泡を減らすことができる。図８に示した２層構造の場合には、ＩＣチップ１１側のみに低粘度の絶縁性樹脂２１を配置したのに対し、図９に示した３層構造の場合には、ＩＣチップ１１側および回路基板１４側の両側に低粘度の絶縁性樹脂２３および２２を配置しているので、２層構造の絶縁性樹脂を用いた場合よりも、さらに大きな効果が得られる。
【００９２】
なお、各実施の形態では、図１（ｂ）や図７（ｂ）において、ＩＣチップ１１を回路基板１４に位置合わせする工程では、絶縁性樹脂がＩＣチップ１１の接着面に接触していないものとして示しているが、位置合わせする工程において、絶縁性樹脂がＩＣチップ１１の接着面に接触してもよい。
【００９３】
また、各実施の形態では、位置合わせおよび接合する際に、ＩＣチップ１１を下降させると説明したが、回路基板１４に対してＩＣチップ１１が相対的に下降すればよく、例えば回路基板１４が上昇してもよいし、ＩＣチップ１１が下降すると同時に回路基板１４が上昇するような動作であってもよい。
【００９４】
上記したように、本発明の実装構造体の製造方法は、電子部品と回路基板間で、それぞれを接着固定する面の絶縁性樹脂の形状を異なるものとし、具体的には、絶縁性樹脂の形状を回路基板側の面の面積より電子部品側の面の面積の方が小さく、かつ電子部品の面積より小さくしたものである。
【００９５】
このように絶縁性樹脂の形状を従来から変更することで、電子部品と絶縁性樹脂間に発生する気泡の量が低減される上、絶縁性樹脂全体の量を減らすことが出来るため、電子部品からフィレットとしてはみ出す量も削減される。
【００９６】
本発明の実装構造体の製造方法は、現行の実装工程を大きく変えることなく、電子部品と絶縁性樹脂の間に発生する気泡を減らすことができ、絶縁性樹脂を介して電子部品と回路基板を電気的に接合した電子部品実装構造体に汎用的に適用できるものである。
【００９７】
次に、本発明の効果について、具体例を用いて以下に説明する。
【実施例】
【００９８】
本発明の電子部品の一例であるＩＣチップとして、厚み１５０μｍ、１０ｍｍ□Ｓｉの四辺にＡｌパッドの電極（サイズは７０×７０μｍ）が各辺１２０個あるものを使用する。そのＩＣチップの電極のうち、各辺１ｍｍ間隔にあたる電極にΦ２５μｍのＡｕ線を用いて、電極接合部の直径５０μｍ、高さ６５μｍ（先端にいくほど径が小さくなり、先端は尖っている）のバンプを作成した。このようにして、ＩＣチップの各辺に１０個のバンプを形成した。
【００９９】
このＩＣチップの下面図を、図１０（ａ）〜（ｃ）に示す。
【０１００】
図１０（ａ）〜（ｃ）に示す黒丸は、バンプの位置を示している。このように、バンプがＩＣチップの四辺に１０個ずつ配置されている。
【０１０１】
回路基板には、ＡＬＩＶＨ基板で厚み３４０μｍのものを用い、上記ＩＣチップの各電極に対応する箇所に、４０μｍ□サイズで、Ｃｕの下地にＮｉとフラッシュＡｕメッキによる電極を設けたものを使用した。なお、回路基板の電極の中心とＩＣチップの電極の中心が一致するように設計されている。
【０１０２】
比較例、実施例１〜４用の絶縁性樹脂として、エポキシ樹脂にイミダゾール系の硬化剤と粒子径１〜１０μｍのシリカ（ＳｉＯ２）を重量％で５０％混合したものを用いた。
【０１０３】
実施例５用の絶縁性樹脂のうち、高い粘度の絶縁性樹脂として、エポキシ樹脂にイミダゾール系の硬化剤と粒子径１〜１０μｍのシリカ（ＳｉＯ２）を重量％で５０％混合した後、ずり粘弾性測定装置で測定した粘度が１０５Ｐａ・ｓ（３０℃）のものを、低粘度の絶縁性樹脂として、エポキシ樹脂にイミダゾール系の硬化剤と粒子径１〜１０μｍのシリカ（ＳｉＯ２）を重量％で５０％混合した後、ずり粘弾性測定装置で測定した粘度が１０４Ｐａ・ｓ（３０℃）のものを、それぞれ使用した。
【０１０４】
実施例６用の絶縁性樹脂のうち、高い粘度の絶縁性樹脂として、エポキシ樹脂にイミダゾール系の硬化剤と粒子径１〜１０μｍのシリカ（ＳｉＯ２）を重量％で５０％混合した後、ずり粘弾性測定装置で測定した粘度が１０５Ｐａ・ｓ（３０℃）のものを、低粘度の絶縁性樹脂として、エポキシ樹脂にイミダゾール系の硬化剤と粒子径１〜１０μｍのシリカ（ＳｉＯ２）を重量％で５０％混合した後、ずり粘弾性測定装置で測定した粘度が１０４Ｐａ・ｓ（３０℃）のものを、上記２つの絶縁性樹脂の間の層に挟む絶縁性樹脂として、エポキシ樹脂にイミダゾール系の硬化剤と粒子径１〜１０μｍのシリカ（ＳｉＯ２）を重量％で５０％混合した後、ずり粘弾性測定装置で測定した粘度が１０６Ｐａ・ｓ（３０℃）のものを、それぞれ使用した。
【０１０５】
比較例、実施例１〜６のそれぞれにおいて、貼り付け機、実装機と加熱圧着機を用いて試料（実装構造体）を作成した。その後、ＩＣチップの上方から観て、ＩＣチップ側の面の絶縁性樹脂がはみ出ている最大長さをフィレット長として測定した。また、ＳＡＴ（超音波顕微鏡)にて気泡を観察し、ＩＣチップの面積に対して気泡の存在する面積を気泡の残存率として計算した後、電極部を断面観察し、電極部周辺の気泡の状態を１５箇所以上確認されたとき×、１０箇所以上１５箇所未満であれば△、５箇所以上１０箇所未満であれば○、５箇所未満であれば◎とした。その結果を表１に示す。
【０１０６】
比較例、実施例１〜６のそれぞれにおける試料の作成方法は、以下の通りである。
【０１０７】
（比較例）
図１１（ａ）の従来例のような端面が略垂直な直方体形状の構造となるよう、上記絶縁性樹脂を１１ｍｍ□サイズで厚み５０μｍにカットし、貼り付け機にて、貼り付け面が平坦なツールで７０℃に加熱しながら、回路基板に貼り付けた。
【０１０８】
その後、実装機にて、３０℃のツールを用い、１０Ｎの荷重で、ＩＣチップを回路基板上に貼り付けられた絶縁性樹脂の上に実装し、加熱圧着機にて、２１０℃のツールで５０Ｎ荷重をかけ、加熱加圧して試料を作成した。
【０１０９】
（実施例１）
図１（ａ）および図２に示したような四角錐台形状にあらかじめ加工された上記絶縁性樹脂を、基板側の面積１１ｍｍ□サイズ、ＩＣチップ側の面積９ｍｍ□サイズで厚み５０μｍの状態で、貼り付け機にて、貼り付け面が平坦なツールで７０℃に加熱しながら、回路基板に貼り付けた。
【０１１０】
その後、実装機にて、３０℃のツールを用い、１０Ｎの荷重で、ＩＣチップを回路基板上に貼り付けられた絶縁性樹脂の上に実装し、加熱圧着機にて、２１０℃のツールで５０Ｎ荷重をかけ、加熱加圧して試料を作成した。
【０１１１】
（実施例２）
比較例１と同様な直方体形状の上記絶縁性樹脂を、１１ｍｍ□サイズで厚み５０μｍにカットし、貼り付け機にて、貼り付け面の中央が凹型になったツールで７０℃に加熱しながら、絶縁性樹脂が図１（ａ）および図２に示したような四角錐台形状で、ＩＣチップ側の面積が１０ｍｍ□以下になるよう回路基板に貼り付けた。つまり、この場合、図３（ｃ）に示した形成方法により、絶縁性樹脂を回路基板に貼り付けた。
【０１１２】
その後、実装機にて、３０℃のツールを用い、１０Ｎの荷重で、ＩＣチップを回路基板上に貼り付けられた絶縁性樹脂の上に実装し、加熱圧着機にて、２１０℃のツールで５０Ｎ荷重をかけ、加熱加圧して試料を作成した。
【０１１３】
（実施例３）
図１（ａ）および図２に示したような四角錐台形状にあらかじめ加工された上記絶縁性樹脂を、基板側の面積１１ｍｍ□サイズ、ＩＣチップ側の面積５ｍｍ□サイズで厚み５０μｍの状態で、貼り付け機にて、貼り付け面が平坦なツールで７０℃に加熱しながら、回路基板に貼り付けた。
【０１１４】
その後、実装機にて、３０℃のツールを用い、１０Ｎの荷重で、ＩＣチップを回路基板上に貼り付けられた絶縁性樹脂の上に実装し、加熱圧着機にて、２１０℃のツールで５０Ｎ荷重をかけ、加熱加圧して試料を作成した。
【０１１５】
（実施例４）
図５（ａ）および（ｂ）に示したような四角錐形状にあらかじめ加工された上記絶縁性樹脂を、基板側の面積１１ｍｍ□サイズ、四角錐の高さ５０μｍの状態で、貼り付け機にて、貼り付け面が平坦なツールで７０℃に加熱しながら、回路基板に貼り付けた。
【０１１６】
その後、実装機にて、３０℃のツールを用い、１０Ｎの荷重で、ＩＣチップを回路基板上に貼り付けられた絶縁性樹脂の上に実装し、加熱圧着機にて、２１０℃のツールで５０Ｎ荷重をかけ、加熱加圧して試料を作成した。
【０１１７】
（実施例５）
図７（ａ）および図８に示したような四角錐台形状で、上記の高い粘度の絶縁性樹脂の層（図７（ａ）の絶縁性樹脂２０の層）が２５μｍ、低い粘度の絶縁性樹脂層（図７（ａ）の絶縁性樹脂２１の層）が２５μｍで積層されたものを、回路基板側の面積１１ｍｍ□サイズ、ＩＣチップ側の面積９ｍｍ□サイズの状態で、貼り付け機にて、貼り付け面が平坦なツールで７０℃に加熱しながら、回路基板に貼り付けた。
【０１１８】
その後、実装機にて、３０℃のツールを用い、１０Ｎの荷重で、ＩＣチップを回路基板上に貼り付けられた絶縁性樹脂の上に実装し、加熱圧着機にて、２１０℃のツールで５０Ｎ荷重をかけ、加熱加圧して試料を作成した。
【０１１９】
（実施例６）
図９（ａ）および（ｂ）に示したような四角錐台形状で、上記の高い粘度の絶縁性樹脂の層（図９（ａ）の絶縁性樹脂２２の層）が２０μｍ、低い粘度の絶縁性樹脂層（図９（ａ）の絶縁性樹脂２３の層）が２０μｍ、２つの樹脂層の間に挟まれ最も粘度の高い絶縁性樹脂の層（図９（ａ）の絶縁性樹脂２４の層）が１０μｍで積層されたものを、回路基板側の面積１１ｍｍ□サイズ、ＩＣチップ側の面積９ｍｍ□サイズの状態で、貼り付け機にて、貼り付け面が平坦なツールで７０℃に加熱しながら、回路基板に貼り付けた。
【０１２０】
その後、実装機にて、３０℃のツールを用い、１０Ｎの荷重で、ＩＣチップを回路基板上に貼り付けられた絶縁性樹脂の上に実装し、加熱圧着機にて、２１０℃のツールで５０Ｎ荷重をかけ、加熱加圧して試料を作成した。
【０１２１】
図１０のＩＣチップの下面図には、比較例および各実施例で、絶縁性樹脂に最初に接触する領域を示している。図１０（ａ）〜（ｃ）のそれぞれにおいて、二点鎖線で囲んだ部分が、絶縁性樹脂が最初に接触する領域を示している。
【０１２２】
図１０（ａ）は、実施例１、実施例２、実施例５および実施例６において絶縁性樹脂が最初に接触する領域を示している。図１０（ｂ）は、実施例３において絶縁性樹脂が最初に接触する領域を示している。図１０（ｃ）は、実施例４において絶縁性樹脂が最初に接触する領域を示している。
【０１２３】
なお、比較例の場合には、ＩＣチップの接触面の全面に絶縁性樹脂が接触する。
【０１２４】
【表１】
【０１２５】
表１の結果より、従来構造の比較例に対して、いずれの実施例においても気泡の量が減る効果が見られた。また、フィレットの寸方も短くなる効果が見られた。
【０１２６】
実施例１、３および４の結果より、底面積が同じ四角錐台形状の絶縁性樹脂では、上面の面積が小さいほど、気泡の量を低減でき、フィレットの寸法も小さくなることがわかる。
【０１２７】
また、実施例１、５および６の結果より、同じ形状の絶縁性樹脂の場合、粘度が均一の絶縁性樹脂よりも、粘度が異なる複数の層で構成された絶縁性樹脂の方が、気泡の量を低減できるとともにフィレットの寸法も小さくでき、また、粘度が異なる２層で構成された絶縁性樹脂よりも、粘度が異なる３層で構成された絶縁性樹脂の方が、さらに、気泡の量を低減できるとともにフィレットの寸法も小さくできることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明に係る実装構造体の製造方法は、電子部品と絶縁性樹脂の間に発生する気泡の量を従来よりも低減できる効果を有し、インタポーザや電子部品が装着される他の部品などの被装着体に、ＩＣチップ、ＣＳＰ、ＭＣＭ、ＢＧＡや表面弾性波（ＳＡＷ）デバイスなどの電子部品を単体状態で実装する製造方法として有用である。
【符号の説明】
【０１２９】
１１、１０１ 電子部品（ＩＣチップ）
１２、１０２ 電子部品の電極部
１３、１０３ バンプ（Ａｕ）
１４、１０４ 回路基板
１５、１０５ 回路基板の電極部
１６、２２、２３、２４ 絶縁性樹脂
１７ カバーフィルム
１８ 剥離フィルム
１９ 絶縁性樹脂（直方体形状）
２０ 絶縁性樹脂（高粘度）
２１ 絶縁性樹脂（低粘度）
３０ 貼り付けツール
１０６ 絶縁性樹脂シート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路用プリント基板に電子部品を実装した実装構造体の製造方法に関するものである。
【０００２】
本明細書では、電子回路用プリント基板を単に「回路基板」と称するが、この「回路基板」は、インタポーザや電子部品が装着される他の部品などの被装着体を意味する。
【０００３】
本発明は、例えば、このような回路基板に、ＩＣチップ、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＭＣＭ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈｉｐ Ｍｏｄｕｌｅ）、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）や表面弾性波（ＳＡＷ）デバイスなどの電子部品を単体（ＩＣチップの場合にはベアＩＣ）状態で実装する、電子部品実装構造体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００４】
今日、電子回路基板は、あらゆる製品に使用されるようになり、日増しにその性能が向上し、回路基板上で用いられる周波数も高くなっており、インピーダンスが低くなるフリップチップ実装は高周波を使用する電子機器に適した実装方法となっている。また、携帯機器の増加から、回路基板にＩＣチップをパッケージではなく裸のまま搭載するフリップチップ実装が求められている。また、上記フリップチップ以外にもＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）等が用いられるようになってきている。
【０００５】
従来、電子機器の回路基板にＩＣチップなどの電子部品を接合する方法としては、電子部品の電極と回路基板の電極とをＡｕ線を用いて作られる突起バンプによって接続し、絶縁性の樹脂のシートで封止し、加熱加圧して絶縁性樹脂を硬化させて、電子部品実装構造体を製造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図１１（ａ）〜（ｃ）に、従来の絶縁性樹脂シートを用いる実装構造体の製造方法を説明するための断面模式図を示す。図１１（ａ）は、回路基板上に絶縁性樹脂シートを貼り付ける貼り付け工程を、図１１（ｂ）は、電子部品を回路基板上に位置合わせする実装工程を、図１１（ｃ）は、電子部品を回路基板上に加熱加圧して接合する接合工程を、それぞれ示している。
【０００７】
まず、図１１（ａ）に示すように、例えばＩＣチップなどの電子部品１０１の電極１０２にバンプ１０３を形成しておき、一方、回路基板１０４側には、電子部品１０１の大きさより若干大きな寸法にてカットされた絶縁性樹脂シート１０６を貼り付ける。
【０００８】
そして、図１１（ｂ）に示すように、回路基板１０４の電極１０５に相対するように、電子部品１０１のバンプ１０３が付いた電極１０２を位置合わせして実装する。
【０００９】
電子部品１０１を回路基板１０４上に位置合わせして実装した後、図１１（ｃ）に示すように、電子部品１０１の上から、加熱された加熱加圧ツール１００を押し付け、加熱と加圧を同時に行い、バンプ１０３により電子部品１０１の電極１０２と回路基板１０４の電極１０５間を接合させ、絶縁性樹脂シート１０６を硬化させて接合する。このときの加熱により絶縁性樹脂シート１０６が硬化し、電子部品１０１と回路基板１０４間が封止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−１１２４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、絶縁性樹脂シートを用いる従来の実装構造体の製造方法では、電子部品と回路基板の間に絶縁性樹脂シートを挟む工程において、絶縁性樹脂と電子部品の接着面との間に気泡が咬みこみ、抜けないことが多かった。
【００１２】
すなわち、従来の実装構造体の製造方法では、図１１（ａ）に示すように回路基板１０４に絶縁性樹脂シート１０６を貼り合わせた後に、図１１（ｂ）および（ｃ）に示すように、電子部品１０１を回路基板１０４に貼られた絶縁性樹脂シート１０６に貼り合わせるため、電子部品１０１が下降して絶縁性樹脂シート１０６の表面に接触する際に、絶縁性樹脂シート１０６と電子部品１０１の接着面との間に気泡が咬みこみやすく、その気泡が抜けなくなってしまう。
【００１３】
本発明は、上記従来の課題を考慮して、電子部品と絶縁性樹脂の間に発生する気泡の量を従来よりも低減できる実装構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、
シート状の絶縁性樹脂を回路基板上に形成する絶縁性樹脂配置ステップと、
電子部品の電極上に形成されたバンプが、前記回路基板の対向電極に相対するように、前記絶縁性樹脂の上から前記電子部品を位置合わせする実装ステップと、
加熱および加圧を行って、前記絶縁性樹脂を硬化させて前記電子部品と前記回路基板とを接合する接合ステップとを備えた実装構造体の製造方法であって、
前記絶縁性樹脂の上面および側面の少なくともいずれかの面の形状は、前記実装ステップで位置合わせする際または前記接合ステップで接合する際に前記電子部品を下降させるにしたがって、前記絶縁性樹脂の前記面と前記電子部品の下面との当接する部分が広がる形状を有している、実装構造体の製造方法である。
【００１５】
また、第２の本発明は、
前記絶縁性樹脂は、前記実装ステップで前記電子部品を位置合わせする前には、錐体形状、または、錐台形状、または、角柱の上に連続的に角錐が接続された形状、または、角柱の上に連続的に角錐台が接続された形状、または、楕円柱の上に連続的に楕円錐が接続された形状、または、楕円柱の上に連続的に楕円錐台が接続された形状を有しており、その頂点が前記電子部品側に向いている、第１の本発明の実装構造体の製造方法である。
【００１６】
また、第３の本発明は、
前記実装ステップまたは前記接合ステップで前記電子部品を下降させる際に、前記錐台または前記角錐台または前記楕円錐台の上面は、前記電子部品の電極に当たらない、第２の本発明の実装構造体の製造方法である。
【００１７】
また、第４の本発明は、
前記絶縁性樹脂の上面は、前記実装ステップで前記電子部品を位置合わせする前には、前記電子部品に向かって凸部を有する湾曲面である、第１の本発明の実装構造体の製造方法である。
【００１８】
また、第５の本発明は、
前記絶縁性樹脂配置ステップでは、平板状の絶縁性樹脂を、貼り付け面に傾斜面を有する貼り付けツールによって加熱しながら前記回路基板上に貼り付ける、第１〜第４のいずれかの本発明の実装構造体の製造方法である。
【００１９】
また、第６の本発明は、
前記絶縁性樹脂は、２層で構成されており、
前記回路基板に接している側の層は、前記電子部品側の層よりも粘度が高い、第１〜第５のいずれかの本発明の実装構造体の製造方法である。
【００２０】
また、第７の本発明は、
前記絶縁性樹脂は、隣接する層の粘度が異なる３層以上で構成されており、
上面側および下面側以外の層は、前記上面側の層および前記下面側の層よりも粘度が高い、第１〜第５のいずれかの本発明の実装構造体の製造方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、電子部品と絶縁性樹脂の間に発生する気泡の量を従来よりも低減できる実装構造体の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態１の実装構造体の製造方法を説明するための断面模式図
【図２】本発明の実施の形態１の実装構造体の製造に用いる絶縁性樹脂の、ＩＣチップ側から見た上面図
【図３】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態１の実装構造体の製造に用いる絶縁性樹脂の形成方法を説明するための図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１の絶縁性樹脂の上面図、（ｂ）、（ｃ）本発明の実施の形態１の絶縁性樹脂の側面図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態１の絶縁性樹脂の上面図、（ｂ）〜（ｅ）本発明の実施の形態１の絶縁性樹脂の側面図
【図６】（ａ）〜（ｄ）バンプ位置を示した、ＩＣチップの下面図
【図７】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態２の実装構造体の製造方法を説明するための断面模式図
【図８】本発明の実施の形態２の実装構造体の製造に用いる絶縁性樹脂の、ＩＣチップ側から見た上面図
【図９】（ａ）本発明の実施の形態２の、粘度の異なる３種類の層構造の絶縁性樹脂を用いた実装構造体の貼り付け工程時の断面模式図、（ｂ）本発明の実施の形態２の、粘度の異なる３種類の層構造の絶縁性樹脂の上面図
【図１０】（ａ）〜（ｃ）比較例および実施例１〜６において、絶縁性樹脂に最初に接触する領域を示したＩＣチップの下面図
【図１１】（ａ）〜（ｃ）従来の絶縁性樹脂シートを用いる実装構造体の製造方法を説明するための断面模式図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１にかかる電子部品、例えばＩＣチップを回路基板に接合して作製する実装構造体の製造方法を、以下に説明する。
【００２５】
図１（ａ）〜（ｃ）に、本実施の形態１の実装構造体の製造方法を説明するための断面模式図を示す。ここでは説明をわかりやすくするために、ＩＣチップの四辺に沿って下面の周囲に１列にバンプが設けられた構成のＩＣチップを例に説明する。つまり、図１で説明するＩＣチップ１１は、例えば図６（ａ）の下面図に示すようにバンプが設けられている。
【００２６】
図１（ａ）に示すように、本発明の電子部品の一例であるＩＣチップ１１の表面には、回路配線或いは電極部１２が形成されている。ここでは、電極部１２の例としてＡｌパッドの電極が形成されている。なお、電極の材質はＡｕやＣｕなどでもよく、また下地としてＮｉ等のメッキをした上に金属をメッキした電極でもよい。
【００２７】
このＩＣチップ１１上の電極部１２に、ワイヤボンディング装置等を用いて、金属線、例えば、金ワイヤ（金線）（なお、金属線の例としては、スズ、アルミニウム、銅、またはこれらの金属に微量元素を含有させた合金のワイヤなどがある。）を熱と超音波をかけながら、電極部１２と接合させ、接合部の面積が大きくなるように押し付けながら、最後は引きちぎり、先端が細くなるようにバンプ（突起電極）１３を形成する。
【００２８】
次に、図１（ａ）に示すように、回路基板１４の電極部１５上に、絶縁性樹脂１６を形成させる。
【００２９】
図２に、この絶縁性樹脂１６の、ＩＣチップ１１側から見た上面図を示す。このように、本実施の形態１の絶縁性樹脂１６は、四角錐台形状をしている。
【００３０】
本実施の形態１では、絶縁性樹脂１６を、回路基板１４と接する四角錐台形状の底面の面積が、ＩＣチップ１１の面積より若干大きく、ＩＣチップ１１に接する側の四角錐台形状の上面の面積が、ＩＣチップ１１の面積より小さくなるような寸法としている。
【００３１】
なお、図１（ａ）において、回路基板１４上に絶縁性樹脂１６を形成させる工程が、本発明の絶縁性樹脂配置ステップの一例にあたる。
【００３２】
図１（ｂ）に示すように、ＩＣチップ１１を回路基板１４と位置合わせした際に、絶縁性樹脂１６の上面が、ＩＣチップ１１に配列された複数のバンプ１３で囲まれる範囲内に収まるような、絶縁性樹脂１６の配置および形状としている。
【００３３】
したがって、ＩＣチップ１１を回路基板１４と位置合わせまたは接合する際に、回路基板１４に対してＩＣチップ１１を下降させるとき、ＩＣチップ１１が絶縁性樹脂１６の上面と最初に接触するのは、ＩＣチップ１１下面の複数のバンプ１３で囲まれる部分であり、このとき絶縁性樹脂１６の上面はバンプ１３には接触しない。
【００３４】
回路基板１４として、セラミック多層基板、ＦＰＣ、ガラス布積層エポキシ基板（ガラエポ基板）やガラス布積層ポリイミド樹脂基板、アラミド不織布エポキシ基板（例えば、パナソニック株式会社製のアリブ「ＡＬＩＶＨ」（登録商標）として販売されている樹脂多層基板）などが用いられる。
【００３５】
なお、この回路基板１４上の電極部１５は、例としてＣｕの上にＮｉをメッキし表面をＡｕのフラッシュメッキしたものを使用するが、上記でＩＣチップ１１の電極部１２の材質として挙げたものと同じ材質であっても良い。また、電極部１５は、ＩＣチップ１１の電極部１２と材質が同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００３６】
図３（ａ）〜（ｃ）のそれぞれに、図１で用いた本実施の形態１の絶縁性樹脂１６の形成方法を説明する図を示す。
【００３７】
本実施の形態１の絶縁性樹脂１６としては、例えば無機フィラーを配合した固体または半固体の絶縁性樹脂層のシートが用いられる。
【００３８】
本実施の形態１の絶縁性樹脂１６として、あらかじめ、図１および図２に示した四角錐台形状に成形としたものを供給してもよい。この場合、あらかじめ所望の形状に成形した絶縁性樹脂１６は、例えば図３（ａ）のような構造で供給される。絶縁性樹脂１６は、カバーフィルム１７と剥離フィルム１８で挟むことによって保護されて供給される。絶縁性樹脂１６を回路基板１４に貼り付ける際に剥離フィルム１８を剥がし、回路基板１４に貼り付けた後、ＩＣチップ１１を実装する直前にカバーフィルム１７を剥がして使用する。
【００３９】
図３（ｂ）は、回路基板１４上に貼り付けた後に絶縁性樹脂１６の形状を成形する例を示している。この場合、略垂直な端面を有する直方体形状の絶縁性樹脂１９を用い、平坦なツールで回路基板１４に貼り付けた後、絶縁性樹脂１９の４辺をカットして図１および図２に示したような四角錐台形状の絶縁性樹脂１６とする。
【００４０】
図３（ｃ）は、回路基板１４に貼り付ける際に、貼り付けツールによって絶縁性樹脂１６を成形する例を示している。この場合、回路基板１４に貼り付ける際の加熱および加圧により絶縁性樹脂を図１に示した絶縁性樹脂１６の形状に変形させるような、貼り付け面の中央が図３（ｃ）に示すような凹型になった貼り付けツール３０を用いる。この貼り付けツール３０によって直方体形状の絶縁性樹脂１９を回路基板１４に貼り付ける際、そのときの加熱および加圧によって、絶縁性樹脂１９を図１に示したような形状の絶縁性樹脂１６に変形させる。
【００４１】
本実施の形態１の絶縁性樹脂１６は、例えば６０〜１２０℃（好ましくは、温度は低い方が良い）に熱せられた貼付けツール等により、例えば５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ２程度の圧力で、電極部１５が形成された回路基板１４上に貼り付けられる。
【００４２】
ここで、絶縁性樹脂１６としては、球状又は破砕シリカ、アルミナ等のセラミックスなどの無機系フィラーを絶縁性樹脂に分散させて混合し、これをドクターブレード法などにより平坦化し溶剤成分を気化させ固体化したものが好ましいとともに、後工程のリフロー工程での高温に耐えうる程度の耐熱性（例えば、２４０℃に１０秒間耐えうる程度の耐熱性）を有することが好ましい。
【００４３】
本実施の形態１の絶縁性樹脂１６として、例えば、絶縁性熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ビスマレイミド、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、オキセタン樹脂など、様々な樹脂を含むことができる）を用いる。これらの絶縁性熱硬化性樹脂は、単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうちでは、特にエポキシ樹脂が好適である。エポキシ樹脂には、ビスフェノール型エポキシ樹脂、多官能エポキシ樹脂、可撓性エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、高分子型エポキシ樹脂の群から選ばれるエポキシ樹脂も用いることができる。その中でも、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などが好適に用いられる。また、これらを変性させたエポキシ樹脂も用いられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４４】
また、場合によっては絶縁性熱可塑性樹脂（例えば、ポニフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネイト、変性ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）など）を使用することもできる。また、絶縁性熱硬化性樹脂に絶縁性熱可塑性樹脂を混合したものなども使用できる。熱可塑性樹脂のみを使用する場合には、最初は加熱して一旦軟化させたのち、加熱を停止して自然冷却させることにより硬化させる。一方、絶縁性熱硬化性樹脂に熱可塑性樹脂を混合したものを使用する場合には、熱硬化性樹脂の方が支配的に機能するため、熱硬化性樹脂のみの場合と同様に加熱することにより硬化する。
【００４５】
ここでは、代表例として絶縁性熱硬化性樹脂を用いた場合について、以下の説明を続ける。
【００４６】
上記のような絶縁性熱硬化性樹脂と組み合わせて用いる硬化剤としては、チオール系化合物、変性アミン系化合物、多官能フェノール系化合物、イミダゾール系化合物、および酸無水物系化合物の群から選ばれる化合物を用いることができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４７】
次に、図１（ｂ）に示すように、電子部品搭載装置において、部品保持部材の先端の熱せられた位置合わせツールにより、上記前工程でバンプ１３が電極部１２上に形成されたＩＣチップ１１を吸着保持しつつ、そのＩＣチップ１１を、上記前工程で準備された回路基板１４に対して、ＩＣチップ１１に形成されたバンプ１３が対応する回路基板１４の電極部１５上に位置するように位置合わせした後、ＩＣチップ１１を回路基板１４に押圧実装する。この位置合わせは、公知の位置認識動作を使用する。
【００４８】
このときに押圧実装する際の荷重は、バンプ１３の頭部が回路基板１４の電極部１５に届いていれば良く、バンプ１３の頭部が多少は変形する程度の低い荷重でも良い。位置合わせツールにより加熱も行うのは、電極部１５が形成された回路基板１４上に絶縁性樹脂１６を貼り付ける場合と同様に、ＩＣチップ１１の接合面に絶縁性樹脂１６を貼り付けるためである。
【００４９】
なお、図１（ｂ）において、ＩＣチップ１１と回路基板１４を位置合わせする工程が、本発明の実装ステップの一例にあたる。また、ＩＣチップ１１に形成されたバンプ１３と対向する位置に位置合わせされる回路基板１４の電極部１５が、本発明の対向電極の一例にあたる。
【００５０】
次に、図１（ｃ）に示すように、加熱加圧ツール１０を用いてＩＣチップ１１の上から加熱加圧をし、ＩＣチップ１１と回路基板１４の間の絶縁性樹脂１６を硬化させる。
【００５１】
このときの加熱の温度は、絶縁性樹脂１６が硬化する温度以上に設定する。
【００５２】
また、このときの加圧は、ＩＣチップ１１の電極部１２と回路基板１４の電極部１５との間のバンプ１３を介した接触抵抗を低抵抗にするために、上記した実装工程における荷重よりも高い加圧が必要である。このとき、バンプ１３は、その頭部が、回路基板１４の電極部１５上で変形されながら押しつけられていく。ＩＣチップ１１を介してバンプ１３側に印加する荷重は、バンプ１３の外径により異なるが、バンプ１３の頭部が、必ず変形する程度の荷重を加えることが必要である。この荷重は、最低で２０（ｇｆ／バンプ１ケあたり）であるのが好ましい。このときにＩＣチップ１１を介してバンプ１３側に印加する荷重の上限は、ＩＣチップ１１、バンプ１３、回路基板１４などが損傷しない程度とする。
【００５３】
なお、図１（ｃ）において、絶縁性樹脂１６を硬化させてＩＣチップ１１と回路基板１４を接合する工程が、本発明の接合ステップの一例にあたる。
【００５４】
図１に示したように、本実施の形態１の絶縁性樹脂１６は、その上面の面積をＩＣチップの接着面よりも小さくしているので、図１１に示すような端面が略垂直な直方体形状の従来の絶縁性樹脂シート１０６を使用する場合に比べて、回路基板１４に対してＩＣチップ１１を下降させる際にＩＣチップ１１の接着面が最初に絶縁性樹脂シート１０６と接触する面積が小さくなるので、その際にＩＣチップ１１の接着面との間で発生する気泡の量が従来よりも少なくなる。
【００５５】
また、本実施の形態１の絶縁性樹脂１６は、回路基板１４と接触している底面の方が上面の面積よりも大きく、回路基板１４に対してＩＣチップ１１を下降させるにしたがってＩＣチップ１１の接触面と接触する部分の面積が大きくなるような形状としているので、ＩＣチップ１１の接着面が最初に絶縁性樹脂シート１０６と接触した後、さらにＩＣチップ１１を下降させていく際にも、ＩＣチップ１１の接着面との間で気泡が咬み込み難い。
【００５６】
したがって、本実施の形態１の形状の絶縁性樹脂１６を用いることにより、電子部品と絶縁性樹脂の間に発生する気泡の量を従来よりも低減できる。
【００５７】
また、接合工程によりＩＣチップ１１を回路基板１４に接合した後に、絶縁性樹脂がＩＣチップ１１の外形よりもはみ出すフィレットの量も、従来の絶縁性樹脂シート１０６を用いる場合よりも少なくなる。
【００５８】
絶縁性樹脂の形状は、図１および図２に示したような絶縁性樹脂１６の形状に限らず、ＩＣチップ１１を下降させたときにＩＣチップ１１の接触面と最初に接する部分の面積がＩＣチップ１１の接触面よりも小さく、ＩＣチップ１１を下降させていくにしたがってＩＣチップ１１の接触面と接触する部分の面積が大きくなっていくような形状であれば、上記と同様の効果が得られる。
【００５９】
図４および図５に、本発明の上記した効果が得られる絶縁性樹脂の形状の例を示している。
【００６０】
図４（ａ）および図５（ａ）は、絶縁性樹脂の上面図を示しており、図４（ｂ）および（ｃ）、図５（ｂ）〜（ｅ）は、絶縁性樹脂の側面図を示している。
【００６１】
なお、ここに示す絶縁性樹脂の形状は一例であって、本発明の絶縁性樹脂はこれらの形状に限られるものではない。
【００６２】
本実施の形態１の上記の説明では、絶縁性樹脂１６の形状を四角錐台形状として説明したが、例えば楕円錐台形状でもあってもよい。つまり、断面図が図１で、上面図が図４（ａ）に示すような形状の楕円錐台形状としてもよい。
【００６３】
また、四角錐台形状に限らず、さらに多角形の角錐台形状であってもよいし、上面図が真円となる円錐台形状であってもよい。
【００６４】
また、下部が角柱形状で、上部にその角柱形状に連続する角錐台形状を有するような形状であってもよい。つまり、上面図が図２で、側面図が図４（ｂ）に示すような形状である。
【００６５】
同様に、下部が楕円柱形状で、上部にその楕円柱形状に連続する楕円錐台形状を有するような形状であってもよい。つまり、上面図が図４（ａ）で、側面図が図４（ｂ）に示すような形状である。
【００６６】
さらに、図４（ｃ）の側面図で示されるような、２つの底面積の異なる角柱の間に、それらの角柱に連続する角錐台が接続されるような形状や、２つの底面積の異なる楕円柱の間に、それらの楕円柱に連続する楕円錐台が接続されるような形状であってもよい。
【００６７】
また、ＩＣチップ１１に接する側の上面が無い（上面の面積がゼロである）ような形状であってもよい。すなわち、図１および図２で示した四角錐台形状が有しているような上面を有していない、錐体形状などであってもよい。
【００６８】
例えば、図５（ａ）の上面図および図５（ｂ）の側面図で示されるような四角錐形状であってもよいし、側面図が図５（ｂ）で、上面図が楕円となるような、楕円錐形状であってもよい。また、四角錐よりもさらに多角形の角錐形状であってもよい。
【００６９】
また、側面が図５（ｃ）で表されるような、角柱または楕円柱に、角錐または楕円錐が連続して接続されるような形状であってもよい。
【００７０】
また、側面が図５（ｄ）で表されるような、平面と湾曲面で構成されるような形状であってもよい。また、側面が図５（ｅ）で示されるような、円柱や角柱形状に図５（ｄ）で示したような形状が連続して接続されるような形状であってもよい。
【００７１】
また、本実施の形態１の絶縁性樹脂のＩＣチップ１１に接する側の上面の面積は、ＩＣチップ１１に形成されたバンプ１３の配置に関わらず、小さいほどよい。
【００７２】
図６（ａ）〜（ｄ）に、さまざまなＩＣチップの下面図を示す。
【００７３】
それぞれの下面図には、バンプを黒丸で示し、ＩＣチップの下面のうち、バンプが配置されていない領域を二点鎖線で囲んで示している。
【００７４】
絶縁性樹脂がＩＣチップの下面に最初に接する面、例えば、図１で示すような四角錐台の形状の場合の上面が、図６（ａ）〜（ｄ）の二点鎖線で囲んだ領域内となるような面積である絶縁性樹脂とし、その上面部分がＩＣチップの二点鎖線で囲んだ領域内の対向する位置となるように、回路基板上に配置するのが望ましい。
【００７５】
図６（ａ）〜（ｃ）は、ＩＣチップの外周部の全辺にバンプが存在する例を示しており、それらのバンプの配置により、図６（ａ）〜（ｃ）の順に二点鎖線で囲まれる範囲が小さくなっている。図６（ａ）のようなバンプ配置のＩＣチップでは、絶縁性樹脂の上面の面積を比較的大きくしてもよいが、図６（ｃ）のようなバンプ配置のＩＣチップでは、絶縁性樹脂の上面の面積をかなり小さくする必要があり、この場合、例えば図５（ｂ）に側面図を示したような四角錐形状とするのが望ましい。
【００７６】
また、図６（ｄ）のように、ＩＣチップの外周部の２辺にしかバンプが存在しないときは、その辺に対応する側の絶縁性樹脂の端面のみ傾斜させるような形状としてもよい。つまり、バンプが配置されていない２辺に対応する側の絶縁性樹脂の端面は、従来のように略垂直な形状としてもよい。
【００７７】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２にかかる電子部品、例えばＩＣチップを回路基板に接合して作製する実装構造体の製造方法を、以下に説明する。
【００７８】
図７（ａ）〜（ｃ）に、本実施の形態２の実装構造体の製造方法を説明するための断面模式図を示す。なお、図１と同じ構成部分には、同じ符号を用いている。
【００７９】
本実施の形態２では、製造装置等は図１に示した実施の形態１の場合と同様の物が用いられるが、使用する絶縁性樹脂のみが実施の形態１の場合と異なる。
【００８０】
図８に、本実施の形態２の絶縁性樹脂の、ＩＣチップ１１側から見た上面図を示す。
【００８１】
本実施の形態２で使用する絶縁性樹脂２０、２１は、図７（ａ）および図８に示すように、その外形形状は、実施の形態１の絶縁性樹脂１６同様の四角錐台形状であるが、粘度の異なる２層構造となっている。
【００８２】
本実施の形態２の絶縁性樹脂は、ＩＣチップ１１と接する側に、絶縁性樹脂２０よりも低粘度の絶縁性樹脂２１の層が配置されている。
【００８３】
実施の形態１とは、使用する絶縁性樹脂が異なるのみで、実装構造体の製造方法は同じであるので、製造方法の説明については省略する。
【００８４】
ＩＣチップ１１側にはバンプ１３があるため、ＩＣチップ１１側の方が回路基板１４側よりも凹凸が多い。樹脂の粘度が低い方がより気泡が抜けやすいので、図８に示すような、凹凸の多いＩＣチップ１１側に低粘度の絶縁性樹脂２１を配置した２層構造とすることにより、実施の形態１の１層構造における絶縁性樹脂１６として絶縁性樹脂２０と同等の粘度の絶縁性樹脂を用いた場合に比べてさらに大きな効果が得られる。
【００８５】
なお、絶縁性樹脂２０と絶縁性樹脂２１は、全く同じ材料組成で粘度だけ変わっていてもよく、違う組成の材料でもよい。好ましくは、樹脂硬化後の物性が異ならないよう同じ組成である方がよい。
【００８６】
また、絶縁性樹脂２０の粘度は、一般的な樹脂シートの粘度でよく、ずり粘弾性測定装置で測定して、１０４〜１０６Ｐａ・ｓ（３０℃）であり、絶縁性樹脂２１の粘度は絶縁性樹脂２０より低ければよく、好ましくは絶縁性樹脂２０の粘度より一桁低い方がよい。
【００８７】
また、図７および図８では、２種類の粘度の異なる層構造の絶縁性樹脂の例を説明したが、３種類以上の粘度の異なる複数層構造の絶縁性樹脂でもよい。
【００８８】
図９（ａ）に、粘度の異なる３種類の層構造の絶縁性樹脂を用いた実装構造体の貼り付け工程時の断面模式図を示し、図９（ｂ）に、その３層構造の絶縁性樹脂のＩＣチップ１１側から見た上面図を示す。
【００８９】
３層のうち、回路基板１４に接する側の絶縁性樹脂２２の層と、ＩＣチップ１１に接する側の絶縁性樹脂２３の層に挟まれる真ん中の層の絶縁性樹脂２４の粘度が最も高く、ＩＣチップ１１に接する側の絶縁性樹脂２３の粘度が最も低い。
【００９０】
このように、絶縁性樹脂を３層以上で構成する場合、ＩＣチップ１１にも回路基板１４にも接しない層（図９における絶縁性樹脂２４の層）の絶縁性樹脂層の粘度は特に制限されないが、好ましくは樹脂内部からの気泡の発生を抑えられるよう高い粘度の方がよい。
【００９１】
ＩＣチップ１１や回路基板１４などの被着体と接する部分の絶縁性樹脂の粘度を低くすることで、これらの被着体との界面に残る気泡を減らすことができる。図８に示した２層構造の場合には、ＩＣチップ１１側のみに低粘度の絶縁性樹脂２１を配置したのに対し、図９に示した３層構造の場合には、ＩＣチップ１１側および回路基板１４側の両側に低粘度の絶縁性樹脂２３および２２を配置しているので、２層構造の絶縁性樹脂を用いた場合よりも、さらに大きな効果が得られる。
【００９２】
なお、各実施の形態では、図１（ｂ）や図７（ｂ）において、ＩＣチップ１１を回路基板１４に位置合わせする工程では、絶縁性樹脂がＩＣチップ１１の接着面に接触していないものとして示しているが、位置合わせする工程において、絶縁性樹脂がＩＣチップ１１の接着面に接触してもよい。
【００９３】
また、各実施の形態では、位置合わせおよび接合する際に、ＩＣチップ１１を下降させると説明したが、回路基板１４に対してＩＣチップ１１が相対的に下降すればよく、例えば回路基板１４が上昇してもよいし、ＩＣチップ１１が下降すると同時に回路基板１４が上昇するような動作であってもよい。
【００９４】
上記したように、本発明の実装構造体の製造方法は、電子部品と回路基板間で、それぞれを接着固定する面の絶縁性樹脂の形状を異なるものとし、具体的には、絶縁性樹脂の形状を回路基板側の面の面積より電子部品側の面の面積の方が小さく、かつ電子部品の面積より小さくしたものである。
【００９５】
このように絶縁性樹脂の形状を従来から変更することで、電子部品と絶縁性樹脂間に発生する気泡の量が低減される上、絶縁性樹脂全体の量を減らすことが出来るため、電子部品からフィレットとしてはみ出す量も削減される。
【００９６】
本発明の実装構造体の製造方法は、現行の実装工程を大きく変えることなく、電子部品と絶縁性樹脂の間に発生する気泡を減らすことができ、絶縁性樹脂を介して電子部品と回路基板を電気的に接合した電子部品実装構造体に汎用的に適用できるものである。
【００９７】
次に、本発明の効果について、具体例を用いて以下に説明する。
【実施例】
【００９８】
本発明の電子部品の一例であるＩＣチップとして、厚み１５０μｍ、１０ｍｍ□Ｓｉの四辺にＡｌパッドの電極（サイズは７０×７０μｍ）が各辺１２０個あるものを使用する。そのＩＣチップの電極のうち、各辺１ｍｍ間隔にあたる電極にΦ２５μｍのＡｕ線を用いて、電極接合部の直径５０μｍ、高さ６５μｍ（先端にいくほど径が小さくなり、先端は尖っている）のバンプを作成した。このようにして、ＩＣチップの各辺に１０個のバンプを形成した。
【００９９】
このＩＣチップの下面図を、図１０（ａ）〜（ｃ）に示す。
【０１００】
図１０（ａ）〜（ｃ）に示す黒丸は、バンプの位置を示している。このように、バンプがＩＣチップの四辺に１０個ずつ配置されている。
【０１０１】
回路基板には、ＡＬＩＶＨ基板で厚み３４０μｍのものを用い、上記ＩＣチップの各電極に対応する箇所に、４０μｍ□サイズで、Ｃｕの下地にＮｉとフラッシュＡｕメッキによる電極を設けたものを使用した。なお、回路基板の電極の中心とＩＣチップの電極の中心が一致するように設計されている。
【０１０２】
比較例、実施例１〜４用の絶縁性樹脂として、エポキシ樹脂にイミダゾール系の硬化剤と粒子径１〜１０μｍのシリカ（ＳｉＯ２）を重量％で５０％混合したものを用いた。
【０１０３】
実施例５用の絶縁性樹脂のうち、高い粘度の絶縁性樹脂として、エポキシ樹脂にイミダゾール系の硬化剤と粒子径１〜１０μｍのシリカ（ＳｉＯ２）を重量％で５０％混合した後、ずり粘弾性測定装置で測定した粘度が１０５Ｐａ・ｓ（３０℃）のものを、低粘度の絶縁性樹脂として、エポキシ樹脂にイミダゾール系の硬化剤と粒子径１〜１０μｍのシリカ（ＳｉＯ２）を重量％で５０％混合した後、ずり粘弾性測定装置で測定した粘度が１０４Ｐａ・ｓ（３０℃）のものを、それぞれ使用した。
【０１０４】
実施例６用の絶縁性樹脂のうち、高い粘度の絶縁性樹脂として、エポキシ樹脂にイミダゾール系の硬化剤と粒子径１〜１０μｍのシリカ（ＳｉＯ２）を重量％で５０％混合した後、ずり粘弾性測定装置で測定した粘度が１０５Ｐａ・ｓ（３０℃）のものを、低粘度の絶縁性樹脂として、エポキシ樹脂にイミダゾール系の硬化剤と粒子径１〜１０μｍのシリカ（ＳｉＯ２）を重量％で５０％混合した後、ずり粘弾性測定装置で測定した粘度が１０４Ｐａ・ｓ（３０℃）のものを、上記２つの絶縁性樹脂の間の層に挟む絶縁性樹脂として、エポキシ樹脂にイミダゾール系の硬化剤と粒子径１〜１０μｍのシリカ（ＳｉＯ２）を重量％で５０％混合した後、ずり粘弾性測定装置で測定した粘度が１０６Ｐａ・ｓ（３０℃）のものを、それぞれ使用した。
【０１０５】
比較例、実施例１〜６のそれぞれにおいて、貼り付け機、実装機と加熱圧着機を用いて試料（実装構造体）を作成した。その後、ＩＣチップの上方から観て、ＩＣチップ側の面の絶縁性樹脂がはみ出ている最大長さをフィレット長として測定した。また、ＳＡＴ（超音波顕微鏡)にて気泡を観察し、ＩＣチップの面積に対して気泡の存在する面積を気泡の残存率として計算した後、電極部を断面観察し、電極部周辺の気泡の状態を１５箇所以上確認されたとき×、１０箇所以上１５箇所未満であれば△、５箇所以上１０箇所未満であれば○、５箇所未満であれば◎とした。その結果を表１に示す。
【０１０６】
比較例、実施例１〜６のそれぞれにおける試料の作成方法は、以下の通りである。
【０１０７】
（比較例）
図１１（ａ）の従来例のような端面が略垂直な直方体形状の構造となるよう、上記絶縁性樹脂を１１ｍｍ□サイズで厚み５０μｍにカットし、貼り付け機にて、貼り付け面が平坦なツールで７０℃に加熱しながら、回路基板に貼り付けた。
【０１０８】
その後、実装機にて、３０℃のツールを用い、１０Ｎの荷重で、ＩＣチップを回路基板上に貼り付けられた絶縁性樹脂の上に実装し、加熱圧着機にて、２１０℃のツールで５０Ｎ荷重をかけ、加熱加圧して試料を作成した。
【０１０９】
（実施例１）
図１（ａ）および図２に示したような四角錐台形状にあらかじめ加工された上記絶縁性樹脂を、基板側の面積１１ｍｍ□サイズ、ＩＣチップ側の面積９ｍｍ□サイズで厚み５０μｍの状態で、貼り付け機にて、貼り付け面が平坦なツールで７０℃に加熱しながら、回路基板に貼り付けた。
【０１１０】
その後、実装機にて、３０℃のツールを用い、１０Ｎの荷重で、ＩＣチップを回路基板上に貼り付けられた絶縁性樹脂の上に実装し、加熱圧着機にて、２１０℃のツールで５０Ｎ荷重をかけ、加熱加圧して試料を作成した。
【０１１１】
（実施例２）
比較例１と同様な直方体形状の上記絶縁性樹脂を、１１ｍｍ□サイズで厚み５０μｍにカットし、貼り付け機にて、貼り付け面の中央が凹型になったツールで７０℃に加熱しながら、絶縁性樹脂が図１（ａ）および図２に示したような四角錐台形状で、ＩＣチップ側の面積が１０ｍｍ□以下になるよう回路基板に貼り付けた。つまり、この場合、図３（ｃ）に示した形成方法により、絶縁性樹脂を回路基板に貼り付けた。
【０１１２】
その後、実装機にて、３０℃のツールを用い、１０Ｎの荷重で、ＩＣチップを回路基板上に貼り付けられた絶縁性樹脂の上に実装し、加熱圧着機にて、２１０℃のツールで５０Ｎ荷重をかけ、加熱加圧して試料を作成した。
【０１１３】
（実施例３）
図１（ａ）および図２に示したような四角錐台形状にあらかじめ加工された上記絶縁性樹脂を、基板側の面積１１ｍｍ□サイズ、ＩＣチップ側の面積５ｍｍ□サイズで厚み５０μｍの状態で、貼り付け機にて、貼り付け面が平坦なツールで７０℃に加熱しながら、回路基板に貼り付けた。
【０１１４】
その後、実装機にて、３０℃のツールを用い、１０Ｎの荷重で、ＩＣチップを回路基板上に貼り付けられた絶縁性樹脂の上に実装し、加熱圧着機にて、２１０℃のツールで５０Ｎ荷重をかけ、加熱加圧して試料を作成した。
【０１１５】
（実施例４）
図５（ａ）および（ｂ）に示したような四角錐形状にあらかじめ加工された上記絶縁性樹脂を、基板側の面積１１ｍｍ□サイズ、四角錐の高さ５０μｍの状態で、貼り付け機にて、貼り付け面が平坦なツールで７０℃に加熱しながら、回路基板に貼り付けた。
【０１１６】
その後、実装機にて、３０℃のツールを用い、１０Ｎの荷重で、ＩＣチップを回路基板上に貼り付けられた絶縁性樹脂の上に実装し、加熱圧着機にて、２１０℃のツールで５０Ｎ荷重をかけ、加熱加圧して試料を作成した。
【０１１７】
（実施例５）
図７（ａ）および図８に示したような四角錐台形状で、上記の高い粘度の絶縁性樹脂の層（図７（ａ）の絶縁性樹脂２０の層）が２５μｍ、低い粘度の絶縁性樹脂層（図７（ａ）の絶縁性樹脂２１の層）が２５μｍで積層されたものを、回路基板側の面積１１ｍｍ□サイズ、ＩＣチップ側の面積９ｍｍ□サイズの状態で、貼り付け機にて、貼り付け面が平坦なツールで７０℃に加熱しながら、回路基板に貼り付けた。
【０１１８】
その後、実装機にて、３０℃のツールを用い、１０Ｎの荷重で、ＩＣチップを回路基板上に貼り付けられた絶縁性樹脂の上に実装し、加熱圧着機にて、２１０℃のツールで５０Ｎ荷重をかけ、加熱加圧して試料を作成した。
【０１１９】
（実施例６）
図９（ａ）および（ｂ）に示したような四角錐台形状で、上記の高い粘度の絶縁性樹脂の層（図９（ａ）の絶縁性樹脂２２の層）が２０μｍ、低い粘度の絶縁性樹脂層（図９（ａ）の絶縁性樹脂２３の層）が２０μｍ、２つの樹脂層の間に挟まれ最も粘度の高い絶縁性樹脂の層（図９（ａ）の絶縁性樹脂２４の層）が１０μｍで積層されたものを、回路基板側の面積１１ｍｍ□サイズ、ＩＣチップ側の面積９ｍｍ□サイズの状態で、貼り付け機にて、貼り付け面が平坦なツールで７０℃に加熱しながら、回路基板に貼り付けた。
【０１２０】
その後、実装機にて、３０℃のツールを用い、１０Ｎの荷重で、ＩＣチップを回路基板上に貼り付けられた絶縁性樹脂の上に実装し、加熱圧着機にて、２１０℃のツールで５０Ｎ荷重をかけ、加熱加圧して試料を作成した。
【０１２１】
図１０のＩＣチップの下面図には、比較例および各実施例で、絶縁性樹脂に最初に接触する領域を示している。図１０（ａ）〜（ｃ）のそれぞれにおいて、二点鎖線で囲んだ部分が、絶縁性樹脂が最初に接触する領域を示している。
【０１２２】
図１０（ａ）は、実施例１、実施例２、実施例５および実施例６において絶縁性樹脂が最初に接触する領域を示している。図１０（ｂ）は、実施例３において絶縁性樹脂が最初に接触する領域を示している。図１０（ｃ）は、実施例４において絶縁性樹脂が最初に接触する領域を示している。
【０１２３】
なお、比較例の場合には、ＩＣチップの接触面の全面に絶縁性樹脂が接触する。
【０１２４】
【表１】
【０１２５】
表１の結果より、従来構造の比較例に対して、いずれの実施例においても気泡の量が減る効果が見られた。また、フィレットの寸方も短くなる効果が見られた。
【０１２６】
実施例１、３および４の結果より、底面積が同じ四角錐台形状の絶縁性樹脂では、上面の面積が小さいほど、気泡の量を低減でき、フィレットの寸法も小さくなることがわかる。
【０１２７】
また、実施例１、５および６の結果より、同じ形状の絶縁性樹脂の場合、粘度が均一の絶縁性樹脂よりも、粘度が異なる複数の層で構成された絶縁性樹脂の方が、気泡の量を低減できるとともにフィレットの寸法も小さくでき、また、粘度が異なる２層で構成された絶縁性樹脂よりも、粘度が異なる３層で構成された絶縁性樹脂の方が、さらに、気泡の量を低減できるとともにフィレットの寸法も小さくできることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明に係る実装構造体の製造方法は、電子部品と絶縁性樹脂の間に発生する気泡の量を従来よりも低減できる効果を有し、インタポーザや電子部品が装着される他の部品などの被装着体に、ＩＣチップ、ＣＳＰ、ＭＣＭ、ＢＧＡや表面弾性波（ＳＡＷ）デバイスなどの電子部品を単体状態で実装する製造方法として有用である。
【符号の説明】
【０１２９】
１１、１０１ 電子部品（ＩＣチップ）
１２、１０２ 電子部品の電極部
１３、１０３ バンプ（Ａｕ）
１４、１０４ 回路基板
１５、１０５ 回路基板の電極部
１６、２２、２３、２４ 絶縁性樹脂
１７ カバーフィルム
１８ 剥離フィルム
１９ 絶縁性樹脂（直方体形状）
２０ 絶縁性樹脂（高粘度）
２１ 絶縁性樹脂（低粘度）
３０ 貼り付けツール
１０６ 絶縁性樹脂シート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の絶縁性樹脂を回路基板上に形成する絶縁性樹脂配置ステップと、
電子部品の電極上に形成されたバンプが、前記回路基板の対向電極に相対するように、前記絶縁性樹脂の上から前記電子部品を位置合わせする実装ステップと、
加熱および加圧を行って、前記絶縁性樹脂を硬化させて前記電子部品と前記回路基板とを接合する接合ステップとを備えた実装構造体の製造方法であって、
前記絶縁性樹脂の上面および側面の少なくともいずれかの面の形状は、前記実装ステップで位置合わせする際または前記接合ステップで接合する際に前記電子部品を下降させるにしたがって、前記絶縁性樹脂の前記面と前記電子部品の下面との当接する部分が広がる形状を有している、実装構造体の製造方法。
【請求項２】
前記絶縁性樹脂は、前記実装ステップで前記電子部品を位置合わせする前には、錐体形状、または、錐台形状、または、角柱の上に連続的に角錐が接続された形状、または、角柱の上に連続的に角錐台が接続された形状、または、楕円柱の上に連続的に楕円錐が接続された形状、または、楕円柱の上に連続的に楕円錐台が接続された形状を有しており、その頂点が前記電子部品側に向いている、請求項１に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項３】
前記実装ステップまたは前記接合ステップで前記電子部品を下降させる際に、前記錐台または前記角錐台または前記楕円錐台の上面は、前記電子部品の電極に当たらない、請求項２に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項４】
前記絶縁性樹脂の上面は、前記実装ステップで前記電子部品を位置合わせする前には、前記電子部品に向かって凸部を有する湾曲面である、請求項１に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項５】
前記絶縁性樹脂配置ステップでは、平板状の絶縁性樹脂を、貼り付け面に傾斜面を有する貼り付けツールによって加熱しながら前記回路基板上に貼り付ける、請求項１〜４のいずれかに記載の実装構造体の製造方法。
【請求項６】
前記絶縁性樹脂は、２層で構成されており、
前記回路基板に接している側の層は、前記電子部品側の層よりも粘度が高い、請求項１〜５のいずれかに記載の実装構造体の製造方法。
【請求項７】
前記絶縁性樹脂は、隣接する層の粘度が異なる３層以上で構成されており、
上面側および下面側以外の層は、前記上面側の層および前記下面側の層よりも粘度が高い、請求項１〜５のいずれかに記載の実装構造体の製造方法。
【請求項１】
シート状の絶縁性樹脂を回路基板上に形成する絶縁性樹脂配置ステップと、
電子部品の電極上に形成されたバンプが、前記回路基板の対向電極に相対するように、前記絶縁性樹脂の上から前記電子部品を位置合わせする実装ステップと、
加熱および加圧を行って、前記絶縁性樹脂を硬化させて前記電子部品と前記回路基板とを接合する接合ステップとを備えた実装構造体の製造方法であって、
前記絶縁性樹脂の上面および側面の少なくともいずれかの面の形状は、前記実装ステップで位置合わせする際または前記接合ステップで接合する際に前記電子部品を下降させるにしたがって、前記絶縁性樹脂の前記面と前記電子部品の下面との当接する部分が広がる形状を有している、実装構造体の製造方法。
【請求項２】
前記絶縁性樹脂は、前記実装ステップで前記電子部品を位置合わせする前には、錐体形状、または、錐台形状、または、角柱の上に連続的に角錐が接続された形状、または、角柱の上に連続的に角錐台が接続された形状、または、楕円柱の上に連続的に楕円錐が接続された形状、または、楕円柱の上に連続的に楕円錐台が接続された形状を有しており、その頂点が前記電子部品側に向いている、請求項１に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項３】
前記実装ステップまたは前記接合ステップで前記電子部品を下降させる際に、前記錐台または前記角錐台または前記楕円錐台の上面は、前記電子部品の電極に当たらない、請求項２に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項４】
前記絶縁性樹脂の上面は、前記実装ステップで前記電子部品を位置合わせする前には、前記電子部品に向かって凸部を有する湾曲面である、請求項１に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項５】
前記絶縁性樹脂配置ステップでは、平板状の絶縁性樹脂を、貼り付け面に傾斜面を有する貼り付けツールによって加熱しながら前記回路基板上に貼り付ける、請求項１〜４のいずれかに記載の実装構造体の製造方法。
【請求項６】
前記絶縁性樹脂は、２層で構成されており、
前記回路基板に接している側の層は、前記電子部品側の層よりも粘度が高い、請求項１〜５のいずれかに記載の実装構造体の製造方法。
【請求項７】
前記絶縁性樹脂は、隣接する層の粘度が異なる３層以上で構成されており、
上面側および下面側以外の層は、前記上面側の層および前記下面側の層よりも粘度が高い、請求項１〜５のいずれかに記載の実装構造体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２６７７７２（Ｐ２０１０−２６７７７２Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１７４５３（Ｐ２００９−１１７４５３）
【出願日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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