JP2000312069A - 実装方法 - Google Patents

実装方法

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JP2000312069A JP11118651A JP11865199A JP2000312069A JP 2000312069 A JP2000312069 A JP 2000312069A JP 11118651 A JP11118651 A JP 11118651A JP 11865199 A JP11865199 A JP 11865199A JP 2000312069 A JP2000312069 A JP 2000312069A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＩＣチップ３等の実装部品を基板１に熱硬化
型接着剤２を用いて熱圧着により実装する場合に、接続
信頼性を損なうことなく、基板の反りを防止する。 【解決手段】 ステージ４とヘッド５との間で、基板１
とＩＣチップ３等の実装部品とを熱硬化型接着剤２を介
して熱圧着する実装方法において、熱圧着時のステージ
４の温度を、硬化後の接着剤２の温度と弾性率の関係に
おける弾性率の変曲点の温度以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステージとヘッド
との間で、基板と実装部品とを熱硬化型接着剤を介して
熱圧着する実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】基板にＩＣチップ等の実装部品を実装す
る方法として、異方導電性フィルム（ＡＣＦ）、異方導
電性ペースト（ＡＣＰ）、絶縁性フィルム（ＮＣＦ）等
の熱硬化型接着剤を介して基板と実装部品とを熱圧着す
る方法が知られている。例えば、ＬＣＤパネルのガラス
基板にＩＣチップを実装するＣＯＧ（Chip On Glass）
においては、図１に示すように、ガラス基板１上に熱硬
化型接着剤２を介して配されたＩＣチップ３が、ステー
ジ４とヘッド５の間で加熱加圧される。この場合、ヘッ
ド５の温度は、一般に、１５０〜３５０℃とされる。ま
た、ステージ４は、熱硬化型接着剤２の熱硬化反応が不
要に早く始まらないように常温とされるか、もしくは実
装工程において熱圧着毎に接続温度がばらつくことを防
止するため、４０〜６０℃の反応開始温度以下に加温さ
れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、ＣＯＧにおいて
ガラス基板としては、製品の軽量化や高密度実装を目的
として、薄型で線膨張係数の低いものが使用されるよう
になっている。例えば、従来の１．１ｍｍ厚の基板に代
えて０．７ｍｍ厚の基板が使用され、線膨張係数αも従
来の４．８×１０―6程度のものに代えて３．１×１０
-6程度のものが使用されるようになっている。
【０００４】しかしながら、基板１を薄型化、低α化す
ると、上述のようにＩＣチップ３を実装した場合に、熱
硬化型接着剤２の熱分布歪み、内部応力によって、図２
に示すように基板１に反りが生じる。そのため、このよ
うな実装方法をＬＣＤパネルのガラス基板で行った場合
には、画像ムラが起きたり、導通抵抗が上昇するなどの
問題が生じていた。
【０００５】これに対しては、熱硬化型接着剤として、
低弾性のものを使用し、基板の内部応力を低減させるこ
とが試みられている。しかし、低弾性の熱硬化型接着剤
を使用すると、基板の反りは抑制できても、接続信頼性
が低下するという問題が生じる。
【０００６】本発明は以上のような従来技術の問題点を
解決するものであり、ＩＣチップ等の実装部品を基板に
熱硬化型接着剤を用いて熱圧着により実装する場合に、
接続信頼性を損なうことなく、基板の反りを防止するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明らは、熱圧着に使
用するステージを特定の温度に加熱することにより上記
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。
【０００８】即ち、本発明は、ステージとヘッドとの間
で、基板と実装部品とを熱硬化型接着剤を介して熱圧着
する実装方法において、熱圧着時のステージ温度を、硬
化後の接着剤の温度と弾性率の関係における弾性率の変
曲点の温度以上とすることを特徴とする実装方法を提供
する。
【０００９】ここで、ステージ温度とは、ステージの基
板側の表面温度をいう。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面を参照しつ
つ詳細に説明する。
【００１１】本発明は、図１に示したように、基板１上
に熱硬化型接着剤２を介してＩＣチップ３等の実装部品
を配したものを、ステージ４とヘッド５の間で熱圧着す
ることにより実装する場合において、熱圧着時のステー
ジ温度を、硬化後の接着剤の温度と弾性率の関係におけ
る弾性率の変曲点の温度以上とする実装方法である。
【００１２】即ち、硬化後の熱硬化型接着剤２は、一般
に、図３に示した温度と弾性率の関係のように、温度を
高めると弾性率は次第に低下するが、或る温度を変曲点
ａとして大きな割合で低下し、さらに高温においてほぼ
一定になるという関係を示す。図中、弾性率及びtanｄ
は、自動動的粘弾性測定器（例えば、RHEOVIBRON DDV-I
I-EP、（株）オリエンテック製）により求められる値で
ある。本発明においては、使用する当該熱硬化型接着剤
２について、この変曲点ａに対応する温度Ｔａを予め実
測等により求めておき、熱圧着時のステージ温度を、変
曲点ａに対応する温度Ｔａ以上とする。これにより、基
板１が温度Ｔａ以上となり、熱分布が一定になると共
に、熱圧着後冷却時の熱硬化型接着剤２の応力が軽減す
る。したがって、熱圧着後の基板２の反りを有効に防止
し、かつ基板２と実装部品との接続信頼性も高く維持す
ることができる。
【００１３】ステージ温度は、高すぎるとかえって熱ス
トレスを熱硬化型接着剤２及び基板１に与えるので、熱
圧着時に熱硬化型接着剤２に到達させる最高温度よりも
低く設定することが好ましい。なお、この熱硬化型接着
剤２に到達させる最高温度は、熱硬化型接着剤の仕様に
より定める。
【００１４】ステージ温度を上述のように制御するた
め、ステージ４としては、セラミックヒーター、抵抗加
熱式のヒーターを内蔵したパルスヒーター等を用いるこ
とが好ましい。特に、セラミックヒーターは、熱に対す
る寸法安定性や温度制御性が良好であるので、ステージ
４の表面平坦性を維持しつつ良好に温度制御できるので
好ましい。
【００１５】一方、ヘッド５としては、加熱ヒーターを
内蔵したステンレスブロック、セラミックヒーター、抵
抗加熱式のパルスヒーター等を使用することができる。
本発明においては、熱圧着時に、熱硬化型接着剤２を介
して配されている基板１と実装部品とを、ヘッド５によ
って、１バンプ当たり圧力１００〜２０００ｋｇ／ｃｍ
2で加圧すると共に、熱硬化型接着剤２が硬化するに必
要な熱を加えることが好ましい。
【００１６】基板１としては、ガラス基板、ガラスエポ
キシ基板、セラミック基板等を使用することができる
が、特に、熱圧着後の変形量の点から、弾性率（常温）
が１００ＧＰａ以下で、厚みが１．０ｍｍ以下のものを
使用する場合に、本発明の効果を顕著に得ることができ
る。
【００１７】熱硬化型接着剤２としては、種々のＡＣ
Ｆ、ＡＣＰ、ＮＣＦ等を使用することができるが、通電
信頼性、導通抵抗の点から、硬化後の熱硬化型接着剤の
弾性率（常温）が、１．０ＧＰａ以上のものを使用する
ことが好ましい。また、使用環境の点から、ガラス転移
点Ｔｇが８０℃以上のものを使用することが好ましく、
１００℃以上のものがより好ましい。例えば、熱硬化性
樹脂成分が、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂等からなるものを使用す
ることができ、これらの熱硬化性樹脂成分の種類や量を
調整することにより、熱硬化型接着剤２の弾性率やガラ
ス転移点Ｔｇを制御することができる。
【００１８】本発明は、以上説明した態様の他に、ステ
ージとヘッドとの間で、基板と実装部品とを熱硬化型接
着剤を介して熱圧着する実装方法において、熱圧着時の
ステージ温度を特定温度に加熱する限り、種々の態様を
包含する。例えば、通常は、図１に示されているよう
に、ステージ４上に基板１を載置し、ＩＣチップ３側か
らヘッド５で加熱加圧するが、本発明はこれに限らず、
基板１とＩＣチップ３の位置関係を逆にし、基板１側か
らヘッド５で加熱加圧する態様も包含する。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。
【００２０】実施例１〜６、比較例１〜４ セラミックヒーターからなるステージとセラミックヒー
ターからなるヘッド（５ｍｍ×３０ｍｍ）を用いて、表
３に示す実装条件で、ガラス基板にＩＣチップ（外形２
ｍｍ×２０ｍｍ、厚さ０．５５ｍｍ、バンプの大きさ３
０μｍ×５０μｍ、バンプのピッチ８０μｍ）を実装し
た。この場合、基板としては、表１のＡ、Ｂ又はＣのガ
ラス基板からなり、表面にアルミニウム配線パターン
（パターン幅５０μｍ、ピッチ８０μｍ）を有するもの
を使用し、熱硬化型接着剤としては、表２のａ、ｂ又は
ｃの異方導電性フィルム（ＡＣＦ）を使用した。
【００２１】
【表１】 基板Ａ 基板Ｂ 基板Ｃ (コーニンク゛社,1737) (コーニンク゛社,1737) (旭硝子社,AS) 外形(mm) 30×84 30×84 30×84 厚さ(mm) 0.7 1.1 0.7 線膨張係数α 3.8×10-6 3.8×10-6 8.1×10-6
【００２２】
【表２】 ACF ａ(*2) ACF ｂ(*3) ACF ｃ(*4) 厚み(μm) ２５ ２５ ２５ 弾性率(23℃)(GPa) ３ １．５ ０．１５ 変曲点温度(Ta)(℃) ９４ ７８ ５２カ゛ラス 転移点(Tg)(℃) １３７ １１８ ８０
【００２３】注(*1)変曲点温度：温度と弾性率との関係
を自動動的粘弾性測定器（RHEOVIBRON DDV-II-EP、
（株）オリエンテック製）により、以下の測定条件で測
定した場合の、弾性率の変曲点に対応する温度。 [測定条件] 測定サンプルサイズ（チャック間） 長さ３０ｍｍ、幅
３ｍｍ、厚さ２５μｍ、 測定周波数 １１Ｈｚ、 昇温スピード ３℃／分 (*2) ACF ａの樹脂成分：フェノキシ樹脂、フェノール
ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキ
シ樹脂、イミダゾール系潜在性硬化剤 (*3) ACF ｂの樹脂成分：ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂、イミダゾール系潜在性硬
化剤 (*4) ACF ｃの樹脂成分：ＳＥＢＳ（スチレン／エチレ
ン／ブチレン／スチレン共重合体）、ビスフェノールＡ
型エポキシ樹脂、イミダゾール系潜在性硬化剤
【００２４】評価 ＩＣチップ実装後の(i)基板の反り、及び(ii)導通信頼
性を次のように評価した。結果を表３に示す。
【００２５】(i)基板の反り：図４に示すように、ＩＣ
チップ３の実装後の基板１を平坦な台の上に置き、基板
１の上面の最も凹んでいる面からバンプ３ａの接続端面
までの高さＬを測定し、反りの指標とした。
【００２６】(ii)導通信頼性：基板１の隣接する２ピン
間の抵抗を、温度８５℃、湿度８５％ＲＨ、１０００時
間のＴＨＴテスト（Thermal Humidity Test）の前後で
測定し、以下の基準で○、△、×の３段階に評価した。 ○：１Ω未満 △：１Ω以上５Ω未満 ×：５Ω以上
【００２７】
【表３】 実装条件 実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 実施例５ 基板 Ａ Ａ Ａ Ａ Ａ ＡＣＦ ａ ａ ａ ｂ ｂ ステーシ゛温度(℃) 100 140 220 120 80 ヘット゛温度(℃) 280 280 280 280 280評価 基板の反り(μm) 0〜2 0〜2 0〜2 0〜2 0〜2 導通信頼性(THT前) ○ ○ ○ ○ ○ (THT後) ○ ○ ○ ○ ○ 実装条件 比較例１ 比較例２ 比較例３ 比較例４ 比較例５ 比較例６ 基板 Ａ Ａ Ｂ Ｃ Ａ Ａ ＡＣＦ ａ ａ ａ ａ ｂ ｃ ステーシ゛温度(℃) 40 80 40 40 60 40 ヘット゛温度(℃) 280 280 280 280 280 280評価 基板の反り(μm) 12 10 5 5 8〜10 0 導通信頼性(THT前) ○ ○ ○ ○ ○ ○ (THT後) ○ ○ ○ ○ △ ×
【００２８】表３の結果から、ステージ温度をＡＣＦの
変曲点温度以上とした各実施例では、基板の反りが著し
く抑制され、かつ導通信頼性も優れていることがわか
る。また、弾性率の低いＡＣＦを使用した比較例６で
は、基板の反りは生じないが、ＴＨＴテスト後の導通信
頼性が極めて低いことがわかる。
【００２９】
【発明の効果】本発明の実装方法によれば、ＩＣチップ
等の実装部品を基板に熱硬化型接着剤を用いて熱圧着に
より実装する場合に、接続信頼性を損なうことなく、基
板の反りを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の実装方法の説明図である。
【図２】 従来の実装方法により変形した基板の断面図
である。
【図３】 硬化後の熱硬化型接着剤の温度と弾性率の関
係図である。
【図４】 ＩＣチップ実装後の基板の反りの説明図であ
る。
【符号の説明】
１ 基板、 ２ 熱硬化型接着剤、 ３ ＩＣチップ、 ４ ステージ、 ５ ヘッド、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武市 元秀 栃木県鹿沼市さつき町12−３ ソニーケミ カル株式会社内 Ｆターム(参考） 5E319 AA03 AC04 BB11 BB16 CC12 CD45 5F044 KK01 KK04 LL09 PP19

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ステージとヘッドとの間で、基板と実装
    部品とを熱硬化型接着剤を介して熱圧着する実装方法に
    おいて、熱圧着時のステージ温度を、硬化後の接着剤の
    温度と弾性率の関係における弾性率の変曲点の温度以上
    とすることを特徴とする実装方法。
  2. 【請求項２】 熱圧着時のステージ温度を、熱圧着時に
    熱硬化型接着剤に到達させる最高温度よりも低くする請
    求項１記載の実装方法。
  3. 【請求項３】 基板の弾性率（常温）が、１００ＧＰａ
    以下、厚みが１．０ｍｍ以下である請求項１又は２記載
    の実装方法。
  4. 【請求項４】 基板が、ガラス基板である請求項３記載
    の実装方法。
  5. 【請求項５】 硬化後の熱硬化型接着剤の弾性率（常
    温）が、１．０ＧＰａ以上、ガラス転移点が８０℃以上
    である請求項１〜４のいずれかに記載の実装方法。
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