(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだボールを有するパッケージ部品を実装基板に接合させるパッケージ部品の接合方法であって、
熱硬化性樹脂組成物からなり、厚みが前記はんだボールの高さ寸法に対して２０％以上９０％以下である樹脂組成物膜を形成する膜形成工程と、
前記パッケージ部品のはんだボールを前記樹脂組成物膜中に浸漬させて、前記熱硬化性樹脂組成物を前記はんだボールに付着させる樹脂組成物付着工程と、
前記熱硬化性樹脂組成物が付着したパッケージ部品を前記実装基板の接合用ランド上に搭載する搭載工程と、
前記パッケージ部品が搭載された実装基板を加熱することにより、前記はんだボールを溶融させ、前記はんだボールを前記実装基板の接合用ランドに接合するリフロー工程と、
を備え、
前記熱硬化性樹脂組成物は、
厚みが０．２ｍｍの膜を形成した場合におけるタック力が２Ｎ／ｍ２以上１４Ｎ／ｍ２以下であり、
温度４０℃における粘度が２０Ｐａ・ｓ以上３０００Ｐａ・ｓ以下であり、
温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温した場合における最低粘度が１Ｐａ・ｓ以下であり、且つ、
温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温した後のはんだ融点における粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上である
ことを特徴とするパッケージ部品の接合方法。
【請求項２】
請求項１に記載のパッケージ部品の接合方法において、
前記搭載工程前に、さらに、前記実装基板の接合用ランド上にソルダーペーストを印刷するソルダーペースト印刷工程を備える
ことを特徴とするパッケージ部品の接合方法。
【請求項３】
はんだボールを有するパッケージ部品を実装基板に接合させるパッケージ部品の接合方法であって、熱硬化性樹脂組成物からなり、厚みが前記はんだボールの高さ寸法に対して２０％以上９０％以下である樹脂組成物膜を形成する膜形成工程と、前記パッケージ部品のはんだボールを前記樹脂組成物膜中に浸漬させて、前記熱硬化性樹脂組成物を前記はんだボールに付着させる樹脂組成物付着工程と、前記熱硬化性樹脂組成物が付着したパッケージ部品を前記実装基板の接合用ランド上に搭載する搭載工程と、前記パッケージ部品が搭載された実装基板を加熱することにより、前記はんだボールを溶融させ、前記はんだボールを前記実装基板の接合用ランドに接合するリフロー工程と、を備えるパッケージ部品の接合方法に用いる熱硬化性樹脂組成物であって、
当該熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、有機酸と、チクソ剤とを含有するものであり、
厚みが０．２ｍｍの膜を形成した場合におけるタック力が２Ｎ／ｍ２以上１４Ｎ／ｍ２以下であり、
温度４０℃における粘度が１００Ｐａ・ｓ以上３０００Ｐａ・ｓ以下であり、
温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温した場合における最低粘度が１Ｐａ・ｓ以下であり、且つ、
温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温した後のはんだ融点における粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上である
ことを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
【請求項４】
はんだボールを有するパッケージ部品を実装基板に接合させるパッケージ部品の接合方法であって、熱硬化性樹脂組成物からなり、厚みが前記はんだボールの高さ寸法に対して２０％以上９０％以下である樹脂組成物膜を形成する膜形成工程と、前記パッケージ部品のはんだボールを前記樹脂組成物膜中に浸漬させて、前記熱硬化性樹脂組成物を前記はんだボールに付着させる樹脂組成物付着工程と、前記熱硬化性樹脂組成物が付着したパッケージ部品を前記実装基板の接合用ランド上に搭載する搭載工程と、前記パッケージ部品が搭載された実装基板を加熱することにより、前記はんだボールを溶融させ、前記はんだボールを前記実装基板の接合用ランドに接合するリフロー工程と、を備えるパッケージ部品の接合方法に用いる熱硬化性樹脂組成物であって、
当該熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、有機酸と、チクソ剤とを含有するものであり、
厚みが０．２ｍｍの膜を形成した場合におけるタック力が２Ｎ／ｍ２以上１４Ｎ／ｍ２以下であり、
温度４０℃における粘度が２０Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下であり、
温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温した場合における最低粘度が１Ｐａ・ｓ以下であり、且つ、
温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温した後のはんだ融点における粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上である
ことを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の熱硬化性樹脂組成物において、
単官能グリシジル基含有化合物をさらに含有する
ことを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだボールを有するパッケージ部品の接合方法およびその方法に用いる熱硬化性樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化および薄型化に伴い、はんだボールを有するパッケージ部品（いわゆるボールグリッドアレイパッケージ：ＢＧＡパッケージ）が用いられている。そして、このようなＢＧＡパッケージにおいてもファインピッチのものが要求されているが、ファインピッチのＢＧＡパッケージを実装基板に接合する場合には、はんだボールのみでは接合部分の強度が弱いという問題がある。そのため、通常は、アンダーフィル材をＢＧＡパッケージと実装基板との間に充填し硬化させることで接合部分を補強している。しかしながら、アンダーフィル材を充填し硬化させるためには手間がかかるため、生産コストの点で問題がある。
一方、実装基板上にフラックス剤を含有する接着剤を予め印刷しておき、印刷部分にパッケージ部品を実装する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２８０４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の接着剤を用いる方法においても、接着剤の印刷工程を別途行う必要があり、手間がかかると共に特別な設備が必要となるため、生産コストの点で問題がある。
そこで、本発明は、簡便な方法により、はんだボールを有するパッケージ部品と実装基板との接合強度を確保することが可能なパッケージ部品の接合方法、並びにその方法に用いる熱硬化性樹脂組成物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】
【０００５】
前記課題を解決すべく、本発明は、以下のようなパッケージ部品の接合方法およびその方法に用いる熱硬化性樹脂組成物を提供するものである。
すなわち、本発明のパッケージ部品の接合方法は、はんだボールを有するパッケージ部品を実装基板に接合させるパッケージ部品の接合方法であって、熱硬化性樹脂組成物からなり、厚みが前記はんだボールの高さ寸法に対して２０％以上９０％以下である樹脂組成物膜を形成する膜形成工程と、前記パッケージ部品のはんだボールを前記樹脂組成物膜中に浸漬させて、前記熱硬化性樹脂組成物を前記はんだボールに付着させる樹脂組成物付着工程と、前記熱硬化性樹脂組成物が付着したパッケージ部品を前記実装基板の接合用ランド上に搭載する搭載工程と、前記パッケージ部品が搭載された実装基板を加熱することにより、前記はんだボールを溶融させ、前記はんだボールを前記実装基板の接合用ランドに接合するリフロー工程と、を備え、前記熱硬化性樹脂組成物は、厚みが０．２ｍｍの膜を形成した場合におけるタック力が２Ｎ／ｍ２以上１４Ｎ／ｍ２以下であり、温度４０℃における粘度が２０Ｐａ・ｓ以上３０００Ｐａ・ｓ以下であり、温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温した場合における最低粘度が１Ｐａ・ｓ以下であり、且つ、温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温した後のはんだ融点における粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上であることを特徴とする方法である。
本発明のパッケージ部品の接合方法においては、前記搭載工程前に、さらに、前記実装基板の接合用ランド上にソルダーペーストを印刷するソルダーペースト印刷工程を備えることが好ましい。
【０００６】
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、前記パッケージ部品の接合方法に用いる熱硬化性樹脂組成物であって、厚みが０．２ｍｍの膜を形成した場合におけるタック力が２Ｎ／ｍ２以上１４Ｎ／ｍ２以下であり、温度４０℃における粘度が１００Ｐａ・ｓ以上３０００Ｐａ・ｓ以下であり、温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温した場合における最低粘度が１Ｐａ・ｓ以下であり、且つ、温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温した後のはんだ融点における粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上であることを特徴とするものである。
また、本発明の他の熱硬化性樹脂組成物は、厚みが０．２ｍｍの膜を形成した場合におけるタック力が２Ｎ／ｍ２以上１４Ｎ／ｍ２以下であり、温度４０℃における粘度が２０Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下であり、温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温した場合における最低粘度が１Ｐａ・ｓ以下であり、且つ、温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温した後のはんだ融点における粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上であることを特徴とするものである。
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、有機酸と、チクソ剤とを含有することが必要である。
また、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、単官能グリシジル基含有化合物をさらに含有することが好ましい。
【０００７】
本発明のパッケージ部品の接合方法においては、以下説明するように、簡便な方法により、はんだボールを有するパッケージ部品と実装基板との接合強度を確保することが可能となる。
すなわち、本発明のパッケージ部品の接合方法においては、はんだボールを有するパッケージ部品を実装基板に搭載する前に、前記パッケージ部品のはんだボールを所定の厚みの樹脂組成物膜中に浸漬させて、熱硬化性樹脂組成物を前記はんだボールに付着させている。このようにすることにより、前記パッケージ部品のはんだボールにのみ前記熱硬化性樹脂組成物を付着させることができ、前記熱硬化性樹脂組成物の付着量を均一にすることもできる。そのため、前記パッケージ部品における前記熱硬化性樹脂組成物の付着量が多過ぎるために、パッケージ部品を樹脂組成物膜から引き剥がすことができないといった問題が生じるおそれはなく、一方で、前記パッケージ部品における前記熱硬化性樹脂組成物の付着量が少な過ぎるために、前記パッケージ部品と前記実装基板との接合強度を確保することができないといった問題が生じるおそれはない。
また、本発明のパッケージ部品の接合方法においては、前記熱硬化性樹脂組成物が付着したパッケージ部品を前記実装基板に搭載した後に、リフロー工程を行っている。このように、リフロー工程での熱を利用して、前記熱硬化性樹脂組成物を前記はんだボールに濡れ広がらせると共に、前記熱硬化性樹脂組成物が濡れ広がった後には前記熱硬化性樹脂組成物を硬化させることにより、前記パッケージ部品と前記実装基板との接合強度を確保することができる。
このようにして、アンダーフィル材などを用いて接合部分を補強しない場合でも、簡便な方法により、はんだボールを有するパッケージ部品と実装基板との接合強度を確保することが可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、簡便な方法により、はんだボールを有するパッケージ部品と実装基板との接合強度を確保することが可能なパッケージ部品の接合方法、並びにその方法に用いる熱硬化性樹脂組成物を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に用いるパッケージ部品および樹脂組成物膜を示す概略図である。
【図２】本発明において、パッケージ部品のはんだボールを樹脂組成物膜に浸漬した状態を示す概略図である。
【図３】本発明において、熱硬化性樹脂組成物を付着させたパッケージ部品を実装基板に搭載する前の状態を示す概略図である。
【図４】本発明において、熱硬化性樹脂組成物を付着させたパッケージ部品を実装基板に搭載し、リフロー工程を施した後の状態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のパッケージ部品の接合方法の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図４は、本発明のパッケージ部品の接合方法を説明するための図である。
本発明のパッケージ部品の接合方法は、図１〜図４に示すように、はんだボール１１を有するパッケージ部品１を実装基板２に接合させるパッケージ部品の接合方法であって、以下説明する膜形成工程、樹脂組成物付着工程、搭載工程、およびリフロー工程を備える方法である。
パッケージ部品１は、はんだボール１１を有するパッケージ部品であり、パッケージ基板１２の一方の面におけるランド１３上にはんだボール１１を有するものである。前記はんだボールの直径は特に限定されないが、例えば、０．１ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以上０．７ｍｍ以下であることがより好ましい。はんだボールの直径が前記下限未満の場合には、はんだボールが小さ過ぎるためにパッケージ部品を実装基板に接合することが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超える場合には、はんだボールによる接合のみでもパッケージ部品と実装基板との接合強度を確保できるため、本発明のパッケージ部品の接合方法を採用する必要はない。また、前記はんだボールのピッチは特に限定されないが、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．４ｍｍ以上１．３ｍｍ以下であることがより好ましい。はんだボールのピッチが前記下限未満の場合には、パッケージ部品を実装することが困難であるばかりか、熱硬化性樹脂組成物の付着量の制御が難しいため、過度の付着によるはんだボールの接合不良となりやすい傾向にあり、他方、前記上限を超える場合には、はんだボールによる接合のみでもパッケージ部品と実装基板との接合強度を確保できるため、本発明のパッケージ部品の接合方法を採用する必要はない。
パッケージ部品１の大きさは特に限定されないが、例えば、パッケージ部品１の一辺の長さが５ｍｍ以上３０ｍｍ以下となる大きさであることが好ましい。また、パッケージ部品１あたりのはんだボールの数は特に限定されないが、例えば、２００個以上１０００個以下であることが好ましい。
本発明に用いるはんだは特に限定されず、公知のはんだを適宜用いることができる。また、本発明に用いるはんだの融点も特に限定されないが、通常は、１３０℃以上２５０℃以下であることが好ましい。
【００１１】
膜形成工程においては、図１に示すように、厚み（Ｔ）がはんだボールの高さ寸法（Ｈ）に対して２０％以上９０％以下である樹脂組成物膜３を形成する。樹脂組成物膜の厚み（Ｔ）が前記下限未満では、パッケージ部品に付着する熱硬化性樹脂組成物の付着量が不足するためにパッケージ部品と実装基板との接合強度が不十分となり、他方、前記上限を超えると、パッケージ部品に付着する熱硬化性樹脂組成物の付着量が多過ぎるために、パッケージ部品を樹脂組成物膜から引き剥がすことができないといった問題が生じるおそれがある。
本発明に用いる熱硬化性樹脂組成物としては、公知の熱硬化性樹脂組成物を適宜用いることができ、特に、後述する本発明の熱硬化性樹脂組成物を好適に用いることができる。
樹脂組成物膜３を形成する方法は特に限定されないが、熱硬化性樹脂組成物を支持体４上に塗布することにより、図１に示すような、樹脂組成物膜３を形成する方法を採用することができる。このような場合に用いる塗布装置としては、例えば、ロールコーター、カーテンコーター、スプレーコーター、ディップコーター、バーコーター、アプリケーター、スクリーン印刷機、ダイコーター、リップコーター、コンマコーター、グラビアコーターが挙げられる。これらの中でも、膜厚の均一性およびチップマウント装置への適用のしやすさという観点から、ロールコーター、ダイコーターがより好ましく、ロールコーターが特に好ましい。
【００１２】
樹脂組成物付着工程においては、図２に示すように、パッケージ部品１のはんだボール１１を樹脂組成物膜３中に浸漬させて、熱硬化性樹脂組成物をはんだボール１１に付着させる。
パッケージ部品１のはんだボール１１を樹脂組成物膜３中に浸漬させる場合には、はんだボール１１が支持体４に接触するようにすることが好ましい。このようにすれば、樹脂組成物膜３の厚みが均一であるために、はんだボール１１に付着する熱硬化性樹脂組成物の付着量を均一にすることができる。
【００１３】
搭載工程においては、図３に示すように、熱硬化性樹脂組成物が付着したパッケージ部品１を実装基板２の接合用ランド２１上に搭載する。
実装基板２は、絶縁基材２２と、絶縁基材２２上に形成された接合用ランド２１とを備えるものである。そして、この接合用ランド２１上にパッケージ部品１など各種部品を搭載する。
搭載工程に用いる装置としては、公知のチップマウント装置を適宜用いることができる。なお、本発明においては、搭載工程の前に樹脂組成物付着工程を施す必要がある。そのため、搭載工程に用いる装置としては、部品をピックアップしてから実装基板２に搭載するまでの間に、樹脂組成物付着工程を施すことが可能な装置を用いることが好ましい。
接合用ランド２１の材質としては、公知の導電性材料（銅、銀など）を適宜用いることができる。また、絶縁基材２２としては、公知の絶縁基材（ガラスエポキシ基材、ポリイミド基材など）を適宜用いることができる。
【００１４】
リフロー工程においては、パッケージ部品１が搭載された実装基板２を加熱することにより、はんだボール１１を溶融させ、図４に示すように、はんだボール１１を実装基板の接合用ランド２１に接合する。
リフロー工程に用いる装置としては、公知のリフロー炉を適宜用いることができる。
リフロー工程における加熱温度は、はんだの融点に応じて異なるために限定されないが、例えば、はんだの融点よりも１０℃以上高いことが好ましく、はんだの融点よりも１５℃以上高いことがより好ましい。
リフロー工程における昇温速度は、０．２℃／秒以上２．０℃／秒以下であることが好ましく、０．４℃／秒以上１．８℃／秒以下であることがより好ましい。昇温速度が前記下限未満では、はんだが溶融する前に熱硬化性樹脂組成物が硬化してしまうおそれがあり、他方、前記上限を超えると、熱硬化性樹脂組成物の濡れ広がりが不十分となる傾向にある。
【００１５】
以上のような実施形態によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、パッケージ部品１のはんだボール１１にのみ熱硬化性樹脂組成物を付着させることができ、熱硬化性樹脂組成物の付着量を均一にすることもできる。そのため、パッケージ部品１における熱硬化性樹脂組成物の付着量が多過ぎるために、パッケージ部品１を樹脂組成物膜３から引き剥がすことができないといった問題が生じるおそれはなく、一方で、パッケージ部品１における熱硬化性樹脂組成物の付着量が少な過ぎるために、パッケージ部品１と実装基板２との接合強度を確保することができないといった問題が生じるおそれはない。
また、リフロー工程での熱を利用して、図３に示すように、パッケージ部品１のはんだボール１１に付着した付着後の熱硬化性樹脂組成物３１をはんだボール１１に濡れ広がらせると共に、熱硬化性樹脂組成物３１が濡れ広がった後には熱硬化性樹脂組成物３１を硬化させて、図４に示すような硬化後の熱硬化性樹脂組成物３２とすることにより、パッケージ部品１と実装基板２との接合強度を確保することができる。
このようにして、アンダーフィル材などを用いて接合部分を補強しない場合でも、簡便な方法により、はんだボール１１を有するパッケージ部品１と実装基板２との接合強度を確保することが可能となる。
【００１６】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態においては、前記搭載工程前に、さらに、実装基板２の接合用ランド２１上にソルダーペースト（図示せず）を印刷するソルダーペースト印刷工程を施してもよい。このような印刷工程により、はんだボール１１を有するパッケージ部品１と実装基板２との接合強度をさらに向上させることができる。
このような場合に用いるソルダーペーストとしては、公知のソルダーペーストを適宜用いることができる。
【００１７】
次に、本発明の熱硬化性樹脂組成物について説明する。すなわち、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、前記パッケージ部品の接合方法に用いる熱硬化性樹脂組成物である。
そして、本発明の熱硬化性樹脂組成物においては、厚みが０．２ｍｍの膜を形成した場合におけるタック力が２Ｎ／ｍ２以上１４Ｎ／ｍ２以下である（好ましくは、４Ｎ／ｍ２以上１２Ｎ／ｍ２以下である）ことが必要である。タック力が前記下限未満では、パッケージ部品をランド上に搭載した際、一時的に保持力が低下するため、リフロー工程中に位置ずれを起こしやすいばかりか、熱硬化性樹脂組成物のはんだボールへの付着量が不十分となるため、十分な接合強度が確保できなくなり、他方、前記上限を超えると、パッケージ部品に熱硬化性樹脂組成物を付着させる場合において、パッケージ部品を樹脂組成物膜から引き剥がすことができないといった問題が生じる。なお、タック力はＪＩＳ−Ｚ３２８４に記載の方法に準拠して測定することができ、具体的には、タック力試験機（マルコ社製、商品名「ＴＫ−１」）および直径が５．１ｍｍのテストプローブを用いて測定することができる。
【００１８】
本発明の熱硬化性樹脂組成物においては、温度４０℃における粘度（レオメーター粘度）が２０Ｐａ・ｓ以上３０００Ｐａ・ｓ以下であることが必要である。温度４０℃における粘度が２０Ｐａ・ｓ未満では、パッケージ部品をランド上に搭載した際、一時的に保持力が低下するため、リフロー工程中に位置ずれを起こしやすいばかりか、熱硬化性樹脂組成物のはんだボールへの付着量が不十分となるため、十分な接合強度が確保できなくなり、他方、３０００Ｐａ・ｓを超えると、パッケージ部品に熱硬化性樹脂組成物を付着させる場合において、パッケージ部品を樹脂組成物膜から引き剥がすことができないといった問題が生じる。また、熱硬化性樹脂組成物のハンドリング性の観点から、温度４０℃における粘度は、５００Ｐａ・ｓ以上２０００Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましい。また、はんだボールを有するパッケージ部品と実装基板との接合強度の観点からは、温度４０℃における粘度は、２０Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましい。なお、本発明における粘度は、粘弾性測定装置により測定することができる。具体的には、レオメーター（ＨＡＡＫＥ社製、商品名「ＭＡＲＳ−III」）を用いて、所定の条件により粘度を測定することができる。
本発明の熱硬化性樹脂組成物においては、温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温した場合における最低粘度が１Ｐａ・ｓ以下であることが必要である。最低粘度が１Ｐａ・ｓより高い場合では、はんだボールへの熱硬化性樹脂組成物の濡れ広がりが不十分となる。また、はんだボールへの熱硬化性樹脂組成物の濡れ広がりの観点から、最低粘度が０．１Ｐａ・ｓ以上１Ｐａ・ｓ未満であることがより好ましい。
本発明の熱硬化性樹脂組成物においては、温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温した後のはんだの融点における粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上であることが必要である。粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上であれば、熱硬化性樹脂組成物が十分に硬化していると判断できる。なお、このようにして、はんだの融点における粘度を測定する場合、粘度を安定して測定するために、熱硬化性樹脂組成物の温度を所定時間（例えば、１０分間）一定に保持した後に測定してもよい。
【００１９】
本発明の熱硬化性樹脂組成物においては、温度２５℃におけるブルックフィールド粘度（ＢＦ粘度）が０．８×１０３ｍＰａ・ｓ以上１００×１０３ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。はんだボールを有するパッケージ部品と実装基板との接合強度の観点からは、温度２５℃におけるＢＦ粘度は、０．８×１０３ｍＰａ・ｓ以上５×１０３ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましい。
また、本発明の熱硬化性樹脂組成物においては、チクソ比は、特に制限されないが、２以上４．５以下であることが好ましい。
【００２０】
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、有機酸と、チクソ剤とを含有するものであることが好ましい。このように、エポキシ樹脂と有機酸とを組み合わせて用いると、反応開始温度を本発明のパッケージ部品の接合方法に適する範囲とすることができるため、熱硬化性樹脂組成物における粘度が前記条件を満たすように調整しやすい傾向にある。また、有機酸がエポキシ樹脂の硬化剤としても作用すると共に、はんだ表面の酸化膜を除去するフラックス成分としても作用するため、はんだ接合の強度を向上させることができる。さらに、チクソ剤の含有量を調整することにより、熱硬化性樹脂組成物における粘度が前記条件を満たすように調整することができる。
本発明に用いるエポキシ樹脂としては、公知のエポキシ樹脂を適宜用いることができる。このようなエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビフェニル型、ナフタレン型、クレゾールノボラック型、フェノールノボラック型などのエポキシ樹脂が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、これらのエポキシ樹脂は、常温で液状のものを含有することが好ましく、常温で固形のものを用いる場合には、常温で液状のものと併用することが好ましい。また、これらのエポキシ樹脂の型の中でも、硬化物が落下衝撃に対し有効であり、更にはんだの融点時までにおけるリフロー処理過程において濡れ広がり性が良好という観点から、液状ビスフェノールＡ型、液状ビスフェノールＦ型、液状水添タイプのビスフェノールＡ型が好ましい。
前記エポキシ樹脂の含有量としては、熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、５０質量％以上９８質量％以下であることが好ましく、７０質量％以上９４質量％以下であることがより好ましい。エポキシ樹脂の含有量が前記下限未満では、パッケージ部品を固着させるために十分な強度が得られないため、落下衝撃に対する耐性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、熱硬化性樹脂組成物中の有機酸およびチクソ剤の含有量が減少し、エポキシ樹脂を硬化せしめる速度が遅延すると伴にリフロー過程において、パッケージ部品が位置ずれを起こし、導通不良となりやすい傾向にある。
【００２１】
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、単官能グリシジル基含有化合物をさらに含有することが好ましい。本発明の熱硬化性樹脂組成物においては、前記エポキシ樹脂の一部を、このような単官能グリシジル基含有化合物に置き換えることにより、熱硬化性樹脂組成物の硬化性等の諸特性を維持しつつ、熱硬化性樹脂組成物における粘度をより好適な範囲に調整することができる。
本発明に用いる単官能グリシジル基含有化合物としては、公知の単官能グリシジル基含有化合物を適宜用いることができる。このような単官能グリシジル基含有化合物としては、例えば、メチルグリシジルエーテル、エチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、２−メチルオクチルグリシジルエーテル、メトキシポリエチレングリコールモノグリシジルエーテル、エトキシポリエチレングリコールモノグリシジルエーテル、ブトキシポリエチレングリコールモノグリシジルエーテル、フェノキシポリエチレングリコールモノグリシジルエーテル、ｐ−ターシャリーブチルフェニルグリシジルエーテル、ｓｅｃ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ｎ−ブチルフェニルグリシジルエーテル、フェニルフェノールグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテル、ジブロモクレジルグリシジルエーテルが挙げられる。これらの単官能グリシジル基含有化合物は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、これらの単官能グリシジル基含有化合物の中でも、粘度の調整のしやすさの観点から、フェニルグリシジルエーテルが特に好ましい。
前記単官能グリシジル基含有化合物を用いる場合、その含有量としては、熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、５質量％以上４０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上３０質量％以下であることがより好ましい。単官能グリシジル基含有化合物の含有量が前記下限未満では、熱硬化性樹脂組成物の粘度を調整するという効果が得られにくい傾向にあり、他方、前記上限を超えると、熱硬化性樹脂組成物の硬化性等の諸特性が低下する傾向にある。
【００２２】
本発明に用いる有機酸としては、公知の有機酸を適宜用いることができる。このような有機酸の中でも、エポキシ樹脂との溶解性に優れるという観点、並びに保管中において結晶の析出が起こりにくいという観点から、アルキレン基を有する二塩基酸を用いることが好ましい。このようなアルキレン基を有する二塩基酸としては、例えば、アジピン酸、２，５−ジエチルアジピン酸、２，４−ジエチルグルタル酸、２，２−ジエチルグルタル酸、３−メチルグルタル酸、２−エチル−３−プロピルグルタル酸、セバシン酸が挙げられる。これらの中でも、アジピン酸が好ましい。
前記有機酸の含有量としては、熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、１質量％以上２５質量％以下であることが好ましく、５質量％以上２０質量％以下であることがより好ましい。有機酸の含有量が前記下限未満では、エポキシ樹脂を硬化せしめる速度が遅延することで硬化不良となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、熱硬化性樹脂組成物を硬化せしめてなる硬化膜の絶縁信頼性が低下する傾向にある。
【００２３】
本発明に用いるチクソ剤としては、公知のチクソ剤を適宜用いることができる。このようなチクソ剤としては、例えば、脂肪酸アマイド、水添ヒマシ油が挙げられる。これらの中でも、パッケージ部品のはんだボールに熱硬化性樹脂組成物を付着させ、当該部品を接合用ランド上に搭載した際の付着性の観点から、脂肪酸アマイドが好ましい。
前記チクソ剤の含有量としては、熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、０．５質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、１質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。チクソ剤の含有量が前記下限未満では、チクソ性が得られず、パッケージ部品のはんだボールを樹脂組成膜中に浸漬した際、熱硬化性樹脂組成物が十分付着しないばかりか、接合用ランド上に搭載した際の当該部品の付着力も低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、熱硬化性樹脂組成物がはんだボール上に濡れ広がりにくくなる硬化膜の絶縁信頼性が低下する傾向にある。
【００２４】
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、前記エポキシ樹脂、前記有機酸および前記チクソ剤以外に、エポキシ樹脂硬化剤、界面活性剤、カップリング剤、消泡剤、粉末表面処理剤、反応抑制剤、沈降防止剤などの添加剤を含有していてもよい。これらの添加剤の含有量としては、熱硬化性樹脂組成物１００質量％に対して、０．０１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．０５質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。添加剤の含有量が前記下限未満では、それぞれの添加剤の効果を奏しにくくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、熱硬化性樹脂組成物による接合強度が低下する傾向にある。
【実施例】
【００２５】
次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
［実施例１］
エポキシ樹脂Ａ（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ＤＩＣ社製、商品名「ＥＰＩＣＬＯＮ  ８６０」）９１質量％、チクソ剤（脂肪酸アマイド、日本化成社製、商品名「スリパックスＥ」）２質量％、有機酸（アジピン酸、関東電化工業社製）５質量％、界面活性剤（ビックケミージャパン社製、商品名「ＢＹＫ３６１Ｎ」）１質量％および消泡剤（共栄社化学社製、商品名「フローレンＡＣ−３０３」）１質量％を容器に投入し、らいかい機を用いて混合して熱硬化性樹脂組成物を得た。そして、得られた熱硬化性樹脂組成物を支持体上にアプリケーター（１００μｍ用）にて塗布して樹脂組成物膜を得た。得られた樹脂組成物膜の厚みは０．０９ｍｍであった。
次に、チップマウント装置（ＹＡＭＡＨＡ社製、商品名「ＹＶ１００Ｘｇ−Ｆ」）を用いて、ＢＧＡパッケージ（大きさ：１７ｍｍ×１７ｍｍ、はんだボールの高さ：０．３ｍｍ、はんだボールピッチ：０．５ｍｍ、はんだの融点：２１７℃、はんだの組成：９６．５Ｓｎ／３Ａｇ／０．５Ｃｕ）をピックアップし、ＢＧＡパッケージのはんだボールを得られた樹脂組成物膜中に浸漬させて、熱硬化性樹脂組成物をはんだボールに付着させた。なお、はんだボールの高さ寸法１００％に対する樹脂組成物膜の厚みの比率は３０％である。その後、熱硬化性樹脂組成物が付着したＢＧＡパッケージを実装基板の接合用ランド上に搭載した。
次いで、ＢＧＡパッケージを搭載した実装基板をリフロー炉（タムラ製作所社製、商品名「ＴＮＰ」）にて温度２４０℃に加熱することにより、はんだボールを溶融させ、ＢＧＡパッケージと実装基板とを接合した。
［実施例２］
樹脂組成物膜の厚みを０．２７ｍｍとした以外は実施例１と同様にして、ＢＧＡパッケージと実装基板とを接合した。なお、はんだボールの高さ寸法１００％に対する樹脂組成物膜の厚みの比率は９０％である。
【００２６】
［実施例３］
樹脂組成物膜の厚みを０．１８ｍｍとした以外は実施例１と同様にして、ＢＧＡパッケージと実装基板とを接合した。なお、はんだボールの高さ寸法１００％に対する樹脂組成物膜の厚みの比率は６０％である。
［実施例４］
実装基板として、実装基板の接続用ランドに、予め、厚みが０．１５ｍｍのソルダーペーストＴＬＦ−２０４（はんだの組成：Ｓｎ／３．０Ａｕ／０．５Ｃｕ、タムラ製作所社製）を印刷したものを用いた以外は実施例３と同様にして、ＢＧＡパッケージと実装基板とを接合した。なお、はんだボールの高さ寸法１００％に対する樹脂組成物膜の厚みの比率は６０％である。
［実施例５〜７］
表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、熱硬化性樹脂組成物を得た。そして、得られた熱硬化性樹脂組成物を支持体上にアプリケーター（２００μｍ用）にて塗布して樹脂組成物膜を得た。得られた樹脂組成物膜の厚みは０．１８ｍｍであった。
実施例１で用いた樹脂組成物膜に代えて上記のようにして得られた樹脂組成物膜を用いた以外は実施例１と同様にして、ＢＧＡパッケージと実装基板とを接合した。なお、はんだボールの高さ寸法１００％に対する樹脂組成物膜の厚みの比率は６０％である。
【００２７】
［比較例１］
樹脂組成物膜の厚みを０．３６ｍｍとした以外は実施例１と同様にして、ＢＧＡパッケージと実装基板との接合を試みた。しかし、ＢＧＡパッケージのはんだボールを樹脂組成物膜中に浸漬させた後に、樹脂組成物膜からＢＧＡパッケージを剥がすことができなかった。なお、はんだボールの高さ寸法１００％に対する樹脂組成物膜の厚みの比率は１００％超である。
［比較例２］
樹脂組成物膜の厚みを０．０３ｍｍとした以外は実施例１と同様にして、ＢＧＡパッケージと実装基板とを接合した。なお、はんだボールの高さ寸法１００％に対する樹脂組成物膜の厚みの比率は１０％である。
【００２８】
［比較例３］
ロジン系樹脂（ハリマ化成社製、商品名「ハリフェノール５１２」）６０質量％、チクソ剤（脂肪酸アマイド、日本化成社製、商品名「スリパックスＥ」３質量％、有機酸（アジピン酸、関東電化工業社製）１０質量％、界面活性剤（ビックケミージャパン社製、商品名「ＢＹＫ３６１Ｎ」）１質量％および消泡剤（共栄社化学社製、商品名「フローレンＡＣ−３０３」）１質量％および有機溶剤（ヘキシルジグリコール）２５質量％を容器に投入し、らいかい機を用いて混合してフラックス樹脂組成物を得た。そして、得られたフラックス樹脂組成物を支持体上にアプリケーター（３００μｍ用）にて塗布して樹脂組成物膜を得た。得られた樹脂組成物膜の厚みは０．２７ｍｍであった。
実施例１で用いた樹脂組成物膜に代えて上記のようにして得られた樹脂組成物膜を用いた以外は実施例１と同様にして、ＢＧＡパッケージと実装基板とを接合した。なお、はんだボールの高さ寸法１００％に対する樹脂組成物膜の厚みの比率は９０％である。
［比較例４］
実装基板として、実装基板の接続用ランドに、予め、厚みが０．１５ｍｍのソルダーペースト（はんだの組成：Ｓｎ／３．０Ａｕ／０．５Ｃｕ、タムラ製作所社製）を印刷したものを用いた以外は比較例３と同様にして、ＢＧＡパッケージと実装基板とを接合した。なお、はんだボールの高さ寸法１００％に対する樹脂組成物膜の厚みの比率は９０％である。
【００２９】
［参考例１］
表２に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、熱硬化性樹脂組成物を得た。そして、得られた熱硬化性樹脂組成物を支持体上にアプリケーター（１００μｍ用）にて塗布して樹脂組成物膜を得た。得られた樹脂組成物膜の厚みは０．０９ｍｍであった。
実施例１で用いた樹脂組成物膜に代えて上記のようにして得られた樹脂組成物膜を用いた以外は実施例１と同様にして、ＢＧＡパッケージと実装基板との接合を試みた。しかし、ＢＧＡパッケージのはんだボールを樹脂組成物膜中に浸漬させた後に、樹脂組成物膜からＢＧＡパッケージを剥がすことができなかった。なお、はんだボールの高さ寸法１００％に対する樹脂組成物膜の厚みの比率は３０％である。
［参考例２〜４］
表２に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、熱硬化性樹脂組成物を得た。そして、得られた熱硬化性樹脂組成物を支持体上にアプリケーター（１００μｍ用）にて塗布して樹脂組成物膜を得た。得られた樹脂組成物膜の厚みは０．０９ｍｍであった。
実施例１で用いた樹脂組成物膜に代えて上記のようにして得られた樹脂組成物膜を用いた以外は実施例１と同様にして、ＢＧＡパッケージと実装基板とを接合した。なお、はんだボールの高さ寸法１００％に対する樹脂組成物膜の厚みの比率は３０％である。
【００３０】
＜樹脂組成物およびパッケージ部品の接合方法の評価＞
樹脂組成物の性能（タック力、レオメーター粘度、ＢＦ粘度、チクソ比）、パッケージ部品の搭載時の作業性、および、パッケージ部品と実装基板との接合部分の性能（抵抗値、落下衝撃回数）を以下のような方法で評価または測定した。得られた結果を表１および表２に示す。なお、比較例１および参考例１については、樹脂組成物膜からＢＧＡパッケージを剥がすことができなかったため、パッケージ部品と実装基板との接合部分の性能は測定できなかった。
（i）タック力
タック力試験機（マルコ社製、商品名「ＴＫ−１」）および直径が５．１ｍｍのテストプローブを用いて、ＪＩＳＺ３２８４に準拠し、樹脂組成物膜（厚み：０．２ｍｍ）のタック力を測定した。
（ii）レオメーター粘度
レオメーター（ＨＡＡＫＥ社製、商品名「ＭＡＲＳ−III」）を用いて、温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温しつつ、樹脂組成物の粘度を測定した。得られた結果から、温度４０℃における粘度、温度４０℃からはんだの融点まで０．１℃／秒の昇温速度で昇温した場合における最低粘度、および、昇温後のはんだの融点における粘度を求めた。
（iii）ブルックフィールド粘度（ＢＦ粘度）
ブルックフィールド社製の粘度計ＲＶＴ型を用いて、スピンドル回転数５０ｒｐｍで温度２５℃における樹脂組成物のＢＦ粘度を測定した。
（iv）チクソ比
ブルックフィールド社製の粘度計ＲＶＴ型を用いて、スピンドル回転数５ｒｐｍで温度２５℃における樹脂組成物のＢＦ粘度（η５）、および、スピンドル回転数５０ｒｐｍで温度２５℃における樹脂組成物のＢＦ粘度（η５０）をそれぞれ測定した。そして、これらの測定値からチクソ比（η５／η５０）を算出した。
（v）パッケージ部品の搭載時の作業性
チップマウント装置（ＹＡＭＡＨＡ社製、商品名「ＹＶ１００Ｘｇ−Ｆ」）を用いて、パッケージ部品のはんだボールを樹脂組成物膜中に浸漬させた後に、樹脂組成物膜からパッケージ部品を剥がすことが可能か否かを評価した。樹脂組成物膜からパッケージ部品を剥がすことができる場合には「合格」と判定し、樹脂組成物膜からパッケージ部品を剥がすことができない場合には「不合格」と判定した。
（vi）抵抗値
デジタルマルチメーター（Ａｇｉｌｅｎｔ社製、商品名「３４４０１Ａ」）を用いて、パッケージ部品と実装基板との接合部分における抵抗値を測定した。なお、抵抗値が１０００ＭΩ以上となったものについては「測定不可」と判定した。
（vii）落下衝撃回数
パッケージ部品を実装基板に接合したものを試料として、次にようにして落下衝撃回数を測定した。すなわち、治具に試料を固定し、導通配線（抵抗値測定用）を接続すると共に、デジタルマルチメーター（Ａｇｉｌｅｎｔ社製、商品名「３４４０１Ａ」）を用いて、初期抵抗値を測定した。そして、試料を高さ１００ｃｍより落下させて衝撃を与えている間の抵抗値を測定するという作業を繰り返した。落下中の抵抗値が初期抵抗値の４倍になるまでの回数を落下衝撃回数とした。また、前記抵抗値が１０００ＭΩ以上のものについては「測定不可」と判定した。
【００３１】
【表１】
0005463328.tif 000002
【００３２】
【表２】
0005463328.tif 000003
【００３３】
表１および表２に示す結果からも明らかなように、本発明のパッケージ部品の接合方法（実施例１〜５）によれば、簡便な方法により、はんだボールを有するパッケージ部品と実装基板との接合強度を確保することが確認された。これに対し、はんだボールの高さ寸法１００％に対する樹脂組成物膜の厚みの比率が１０％または１００％である場合（比較例１〜２）、および、熱硬化性のないフラックス樹脂組成物を用いた場合（比較例３〜４）には、はんだボールを有するパッケージ部品と実装基板との接合強度を確保することができないことが確認された。また、熱可塑性樹脂組成物のタック力および粘度が本発明の熱可塑性樹脂組成物としての条件を満たさない場合（参考例１〜４）には、はんだボールを有するパッケージ部品と実装基板との接合強度を確保することができないことが確認された。なお、参考例２および参考例４においては、リフロー工程において熱可塑性樹脂組成物の流動性が不十分なため、はんだとランド表面との間に樹脂膜が介在するようになることによって、導通不良を起こした結果、抵抗値が１０００ＭΩ以上となったものと推察される。
【００３４】
［実施例８］
エポキシ樹脂Ａ（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ＤＩＣ社製、商品名「ＥＰＩＣＬＯＮ  ８６０」）５２質量％、エポキシ樹脂Ｂ（ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、日本化薬社製、商品名「ＮＣ−３０００」）１１．３質量％、単官能グリシジル基含有化合物（フェニルグリシジルエーテル、ナガセケムテックス社製、商品名「デナコール  ＥＸ−１４１」）３０質量％、チクソ剤（脂肪酸アマイド、日本化成社製、商品名「スリパックスＥ」）０．５質量％、有機酸（アジピン酸、関東電化工業社製）４．２質量％、界面活性剤（ビックケミージャパン社製、商品名「ＢＹＫ３６１Ｎ」）１質量％および消泡剤（共栄社化学社製、商品名「フローレンＡＣ−３０３」）１質量％を容器に投入し、らいかい機を用いて混合して熱硬化性樹脂組成物を得た。そして、得られた熱硬化性樹脂組成物を支持体上に、表３に示す厚みとなるように、アプリケーターにて塗布して樹脂組成物膜を得た。
実施例１で用いた樹脂組成物膜に代えて上記のようにして得られた樹脂組成物膜を用いた以外は実施例１と同様にして、ＢＧＡパッケージと実装基板とを接合した。なお、はんだボールの高さ寸法１００％に対する樹脂組成物膜の厚みの比率は、６７％である。
【００３５】
［実施例９〜１２］
表３に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、熱硬化性樹脂組成物を得た。そして、得られた熱硬化性樹脂組成物を支持体上に、表３に示す厚みとなるように、各種アプリケーターにて塗布して樹脂組成物膜を得た。
実施例１で用いた樹脂組成物膜に代えて上記のようにして得られた樹脂組成物膜を用いた以外は実施例１と同様にして、ＢＧＡパッケージと実装基板とを接合した。なお、はんだボールの高さ寸法１００％に対する樹脂組成物膜の厚みの比率は、それぞれ６７％（実施例９および１０）、５０％（実施例１１）、９０％（実施例１２）である。
【００３６】
＜熱硬化性樹脂組成物およびパッケージ部品の接合方法の評価＞
熱硬化性樹脂組成物の性能（タック力、粘度、ＢＦ粘度、チクソ比）、パッケージ部品の搭載時の作業性、および、パッケージ部品と実装基板との接合部分の性能（抵抗値、落下衝撃回数）を前記方法で評価または測定した。得られた結果を表３に示す。
【００３７】
【表３】
0005463328.tif 000004
【００３８】
表３に示す結果からも明らかなように、温度４０℃におけるレオメーター粘度が３０〜１００Ｐａ・ｓの場合（実施例８〜１２）には、落下衝撃回数が多くなり、はんだボールを有するパッケージ部品と実装基板との接合強度を更に向上できることが確認された。なお、実施例８〜１２においては、温度２５℃におけるＢＦ粘度も９００〜４８００ｍＰａ・ｓの範囲と低く、流動性に富むことから、はんだボールにより濡れ広がりやすくなり、結果として、はんだボールを有するパッケージ部品と実装基板との接合強度が向上するものと推察される。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明のパッケージ部品の接合方法は、はんだボールを有するパッケージ部品と実装基板との接合強度が特に要求される車載用基板などにも好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１…パッケージ部品
１１…はんだボール
１２…パッケージ基板
１３…ランド
２…実装基板
２１…接合用ランド
２２…絶縁基材
３…樹脂組成物膜
３１…付着後の熱硬化性樹脂組成物
３２…硬化後の熱硬化性樹脂組成物
４…支持体
【図１】
0005463328.tif 000005
【図２】
0005463328.tif 000006
【図３】
0005463328.tif 000007
【図４】
0005463328.tif 000008