(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光の照射により蛍光を発する蛍光成分を含有する熱硬化性接着剤組成物の硬化物の硬化レベルを非破壊的に検査する方法であって、
該蛍光成分として、熱硬化性接着剤組成物の熱硬化前には熱硬化性接着剤組成物に相溶せず、硬化のための加熱により組成物中に徐々に相溶していく成分を使用し、
その蛍光成分を含有した熱硬化性接着剤組成物を熱硬化させ、得られた硬化物に励起光を照射し、蛍光を発光する領域の輪郭を観察することにより該硬化物の硬化レベルを検査することを特徴とする検査方法。
【請求項２】
該蛍光成分が熱溶融型潜在性硬化剤である請求項１記載の検査方法。
【請求項３】
該熱溶融型潜在性硬化剤が、イミダゾール系潜在性硬化剤である請求項２記載の検査方法。
【請求項４】
配線基板とそれに実装された電子部品からなる電子装置の製造方法において：
（ａ）配線基板に、励起光の照射により蛍光を発する蛍光成分を含有する熱硬化性接着剤組成物を介して電子部品を仮止する工程；
（ｂ）次に、該熱硬化性接着剤組成物を熱硬化させる工程；  及び
（ｃ）得られた硬化物に励起光を照射し、蛍光を発光する領域の輪郭を観察することにより、該硬化物の硬化レベルを非破壊的に検査する工程
を有し、該蛍光成分として、熱硬化性接着剤組成物の熱硬化前には熱硬化性接着剤組成物に相溶せず、硬化のための加熱により組成物中に徐々に相溶していく成分を使用することを特徴とする製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬化性接着剤組成物の硬化物の硬化レベルの非破壊検査方法、及び電子装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
配線基板にベアチップＩＣ等の電子部品を実装して半導体装置等の電子装置を製造する際、製造工程を短縮し、生産性の向上が可能となる点から、熱硬化型のフィルム状の異方性導電接着剤や絶縁性接着剤、あるいは熱硬化型のペースト状の異方性導電接着剤や絶縁性接着剤を使用する樹脂圧接接続方法が広く利用されるようになっている。
【０００３】
このような樹脂圧接接続方法においては、配線基板と電子部品との間の接続部分に上述のような接着剤を供給し、熱圧着することにより熱硬化性接着剤を硬化させることにより接続信頼性を確保しているが、接続信頼性は熱硬化性接着剤の反応率に依存しており、反応率が高くなると硬化レベルが向上して接続信頼性が高まるという関係がある。従って、満足できる接続信頼性を確保するためには、一般的に反応率を６０〜９０％以上に向上させて硬化レベルを高める必要がある。
【０００４】
このため、電子素子の接続信頼性を確保するためには、接続後（即ち、硬化後）の熱硬化性接着剤の硬化物の反応率を測定することが必須であり、従来、実際にＦＴ−ＩＲ法やＤＳＣ法により測定されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電子部品が配線板に実装された電子装置における当該電子部品と配線板との接続部分に存在する熱硬化性接着剤の硬化物の反応率を、ＦＴ−ＩＲ法やＤＳＣ法で測定する場合、電子装置を破壊して熱硬化性接着剤の硬化物を採取する必要があるという問題があった。また、測定時間も一般に数時間以上必要であり、検査効率にも問題があった。同様の問題は、ＵＶなどの活性エネルギー線の照射により硬化する活性エネルギー線硬化性接着剤の硬化物の反応率を測定する場合にも生じていた。
【０００６】
本発明は、以上の従来の技術の課題を解決しようとするものであり、電子部品が配線板に実装された電子装置における当該電子部品と配線板との接続部分の硬化した硬化性接着剤（即ち、硬化物）の硬化レベルを、非破壊的に且つ良好な効率で検査できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、硬化性接着剤組成物に励起光を照射することにより蛍光を発する蛍光成分を含有させ、硬化性接着剤組成物の硬化物に光を照射し、生じた蛍光を観察することにより、非破壊的に効率よく硬化物の硬化レベルを検査できることを見出し、本発明を完成させた。
【０００８】
即ち、本発明は、励起光の照射により蛍光を発する蛍光成分を含有する熱硬化性接着剤組成物の硬化物の硬化レベルを非破壊的に検査する方法であって、
該蛍光成分として、熱硬化性接着剤組成物の熱硬化前には熱硬化性接着剤組成物に相溶せず、硬化のための加熱により組成物中に徐々に相溶していく成分を使用し、
その蛍光成分を含有した熱硬化性接着剤組成物を熱硬化させ、得られた硬化物に励起光を照射し、蛍光を発光する領域の輪郭を観察することにより該硬化物の硬化レベルを検査することを特徴とする検査方法を提供する。
【０００９】
また、本発明は、配線基板とそれに実装された電子部品からなる電子装置の製造方法において：
（ａ）配線基板に、励起光の照射により蛍光を発する蛍光成分を含有する熱硬化性接着剤組成物を介して電子部品を仮止する工程；
（ｂ）次に、該熱硬化性接着剤組成物を熱硬化させる工程；  及び
（ｃ）得られた硬化物に励起光を照射し、蛍光を発光する領域の輪郭を観察することにより、該硬化物の硬化レベルを非破壊的に検査する工程
を有し、該蛍光成分として、熱硬化性接着剤組成物の熱硬化前には熱硬化性接着剤組成物に相溶せず、硬化のための加熱により組成物中に徐々に相溶していく成分を使用することを特徴とする製造方法を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の例を詳細に説明する。
【００１１】
本発明は、励起光の照射により蛍光を発する蛍光成分を含有する硬化性接着剤組成物を硬化させ、得られた硬化物に励起光を照射し、生じた蛍光を観察することにより、硬化性接着剤組成物の硬化物の硬化レベルを検査する方法である。ここで、蛍光成分が発する蛍光は、ガラス基板を通して観察できるので、硬化性接着剤組成物を電子装置に適用した場合でも、ガラス基板を通して蛍光を観察できる。従って、硬化した硬化性接着剤組成物（即ち、硬化物）の蛍光の非破壊検査が可能となる。
【００１２】
本発明において、蛍光を観察することにより硬化レベル（又は反応率）を検査できるのは、生じた蛍光を特定するある種の指標（例えば、発光強度、発光分布等）と硬化レベル（又は反応率）との間に相関関係を見出すことが可能だからである。
【００１３】
例えば、発光分布という指標に関しては、硬化性接着剤組成物として熱硬化性のものを使用した場合、蛍光成分として熱硬化性接着剤組成物の熱硬化前には熱硬化性接着剤組成物に相溶せず、硬化のための加熱により組成物中に徐々に相溶していく成分を使用した場合が挙げられる。この場合、硬化前の蛍光の発光状態は、組成物中に相溶していないので、組成物中で蛍光成分の粒の輪郭が明確に観察できる状態であり、加熱により熱硬化が進行（反応率が上昇）するに連れて、蛍光成分が組成物中に溶け出し、その輪郭が徐々にぼやけていき、組成物全体が均一に発光するような状態となる。このような蛍光成分と熱硬化性接着樹脂との組み合わせとしては、蛍光成分として熱溶融型潜在性硬化剤（例えば、イミダゾール系潜在性硬化剤）を使用し、熱硬化性接着樹脂としてエポキシ樹脂を使用する組み合わせが挙げられる。このとき、面方向の蛍光分布と硬化レベル（又は反応率）との相関を予め視覚的あるいは数値的に求めておくことが望まれる。
【００１４】
また、発光強度という指標に関しては、熱硬化あるいは活性エネルギー線硬化の進行（反応率の上昇）に伴って、硬化性接着樹脂と反応して蛍光強度が低下していく成分を使用した場合が挙げられる。また、硬化性接着樹脂そのものが蛍光物質であってもよく、その場合には、硬化性接着樹脂として、硬化の進行に伴ってそれ自体の蛍光強度が低下するものや、他の成分と反応して蛍光強度が低下するものを使用すればよい。
【００１５】
本発明において、蛍光を観察する方法としては、公知の蛍光測定装置を使用することができ、好ましくは公知の落射型蛍光顕微鏡などを使用して観察する方法が挙げられる。
【００１６】
蛍光成分から蛍光を放出させるための励起光としては、蛍光成分の種類によって異なるが、イミダゾール系潜在性硬化剤を使用した場合には、波長３３０〜５８０ｎｍの光、水銀ランプ光源から得られる光が挙げられる。
【００１７】
硬化性接着剤組成物の形状としては、従来の接着剤組成物と同様に、ペースト状、液状、フィルム状のいずれでもよい。
【００１８】
硬化性接着剤組成物には、熱硬化性接着樹脂あるいは活性エネルギー線硬化性接着樹脂や蛍光成分の他に、異方性導電接続用導電粒子、可塑剤、充填剤等を含有させることができる。
【００１９】
本発明の検査方法は、配線基板とそれに実装された電子部品からなる電子装置の製造方法に好ましく適用することができる。
【００２０】
即ち、配線基板とそれに実装された電子部品からなる電子装置の製造方法は、以下の工程（ａ）〜（ｃ）を有する。
【００２１】
工程（ａ）
まず、配線基板（例えば、半導体素子搭載用のフレキシブル配線基板）、励起光の照射により蛍光を発する蛍光成分を含有する硬化性接着剤組成物を介して電子部品（例えば、半導体素子）を仮止する。ここで、仮止めは、硬化性接着剤組成物の粘着性を利用し、比較的緩和な圧着により行うことができる。
【００２２】
工程（ｂ）
次に、硬化性接着剤組成物を熱硬化させる。使用すべき硬化装置や採用すべき本熱硬化条件としては、使用する硬化性接着樹脂の種類や蛍光成分の種類などに応じて決定することができる。
【００２３】
工程（ｃ）
得られた硬化物に励起光を照射し、生じた蛍光を公知の蛍光測定器（例えば、落射型蛍光顕微鏡）で観察することにより、硬化性接着剤組成物の硬化物の硬化レベル（又は、反応率）を非破壊的に検査する。ここで、硬化レベルの判定は、前述したように、異なる硬化レベルの硬化性接着剤組成物の硬化物について、予めＦＴ−ＩＲ法やＤＳＣ法で反応率を実測しておき、得られた反応率と生じた蛍光との相関関係をグラフに二次元化し、その相関関係に硬化レベルを判定しようとする硬化物の観察された蛍光データを適用することにより行うことができる。
【００２４】
なお、工程（ｃ）の検査により、硬化性接着剤組成物の硬化物の硬化レベルが意図したレベルに達していないことが分かった場合、得られた電子装置を不良品として廃棄してもよいが、あるいは、再度工程（ｂ）に投入し、必要に応じて工程（ｃ）に再投入すればよい。これにより製造の歩留まりを向上させることもできる。硬化レベルが満足できる場合には、必要に応じて封止工程などを施し、製品として出荷可能となる。
【００２５】
【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。
【００２６】
実施例１〜７
表１に示す配合の熱硬化性接着剤組成物を、キャスト法により２５μｍ厚の異方性導電接着フィルムに成形した。
【００２７】
【表１】
0003695407.tif 000002
【００２８】
得られた異方性導電接着フィルムを、厚さ０．７ｍｍのガラス基板のＩＴＯ電極（１０Ω／□）と、金バンプ付き（サイズ；縦×横×高＝２５×９０×２０μｍ、ピッチ＝８０μｍ）を備えた、厚さ２ｍｍで２０ｍｍ角の大きさのＩＣチップとの間に挟み、加熱面に５０μｍ厚のテフロン（登録商標）加工が施された常時加熱タイプの加熱ヘッドを用いて、表２の接続温度条件で５秒間、推力４０Ｍｐａで熱圧着することにより半導体装置を作製した。
【００２９】
得られた半導体装置について、接続信頼性試験、反応率試験、蛍光観察を以下に説明するように行った。各試験で得られた結果を表２に示す。
【００３０】
接続信頼性試験
半導体装置を、温度８５℃で湿度８５％ＲＨに調整されたオーブン内に投入し、１０００時間のエージングを行った。エージング後の接続端子間の電気抵抗値の上昇が５Ω未満の場合を良好と判定し、表２中で「○」で示した。５Ω以上の場合を不良と判定し、表２中で「×」で示した。
【００３１】
反応率試験
半導体装置のＩＣチップ中央部直下の熱硬化性接着剤組成物の硬化物を採取し、その採取した硬化物のＦＴ−ＩＲチャートを得た（使用ＦＴ−ＩＲ装置（ＵＭＡ−５００，ＢＩＯ−ＲＡＤ社））。このチャートにおけるエポキシ基の吸収度（９１４ｃｍ-1付近）とメチル基の吸収度（２９２０ｃｍ-1付近）の比を、硬化前の熱硬化性接着剤組成物のそれと比較し、反応率を求めた。得られた結果を表２に示す。
【００３２】
蛍光観察
得られた半導体装置のガラス基板側から、非破壊的に熱硬化性接着剤組成物の硬化物を落射型蛍光顕微鏡（ＢＸ５１、オリンパス光学工業社；対物レンズ  ＵｐｌａｎＦＩ（４０倍）；光源  １００Ｗ水銀アポランプハウス  Ｕ−ＬＨ１００ＨＧＡＰＯ；励起方法  域広帯ＩＢ励起Ｕ−ＭＷＩＢ２；励起フィルタ  ＢＰ４６０−４９０；ダイクロイックミラー  ＤＭ５０５；吸収フィルタ  ＢＡ５１０ＩＦ）を使用して観察し、蛍光を発する潜在性硬化剤の粒の輪郭が観察できる場合を良好ではない硬化レベルである（反応率が不十分である）と判定し、表２中で「×」で示し、蛍光を発する潜在性硬化剤の粒の輪郭が明瞭に観察できない場合を良好な硬化レベルである（反応率が十分である）と判定し、表２中で「○」で示した。また、得られた半導体装置における熱硬化性接着剤組成物の硬化物の蛍光観察結果を示す写真を、図２〜図６に示した。なお、図１は、硬化前の熱硬化性接着剤組成物の蛍光観察結果を示す写真である。
【００３３】
【表２】
0003695407.tif 000003
【００３４】
表２及び図１〜６から分かるように、蛍光観察によって、イミダゾール系潜在性硬化剤の粒の輪郭が観察できる場合は、反応率が６０％未満と低く、逆に輪郭が判別できない場合は反応率が６０％以上と高くなっていることがわかる。これは、イミダゾール系潜在性硬化剤は紫外線の照射により蛍光を発するが、他の成分（エポキシ樹脂等）は蛍光を発しないので、反応率が低い状態では潜在性硬化剤の粒が溶融したとしても周囲の接着剤組成物中に十分に相溶していないために、その輪郭を明瞭に判別でき、一方、反応率が高い状態では潜在性硬化剤の粒が接着剤組成物中に十分に溶解して、その輪郭が判別できなくなるからである。従って、これらの実施例の場合、熱硬化性接着剤の硬化物を蛍光観察することにより、熱硬化性接着剤組成物の硬化物の硬化レベルが、良好な接続信頼性が得られるレベルに達しているか否かを、非破壊検査により簡便且つ効率的に判断することができた。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、電子部品が配線板に実装された電子装置における当該電子部品と配線板との接続部分の硬化した硬化性接着剤（即ち、硬化物）の反応率を、非破壊的に且つ良好な効率で検査できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  熱硬化性接着剤組成物の硬化前の蛍光観察結果を示す写真である。
【図２】  実施例１の熱硬化性接着剤組成物の硬化物の蛍光観察結果を示す写真である。
【図３】  実施例２の熱硬化性接着剤組成物の硬化物の蛍光観察結果を示す写真である。
【図４】  実施例３の熱硬化性接着剤組成物の硬化物の蛍光観察結果を示す写真である。
【図５】  実施例４の熱硬化性接着剤組成物の硬化物の蛍光観察結果を示す写真である。
【図６】  実施例７の熱硬化性接着剤組成物の硬化物の蛍光観察結果を示す写真である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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