(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の被着体と、該被着体の表面上に立てられるとともに底面が該表面に接着される熱硬化性樹脂からなるポール状に形成された接着剤とを備えた接着剤剥離試験片を用い、前記被着体を固定し、前記接着剤の側面を押圧する位置を、前記表面からの所定の高さに決定し、該被着体の表面と平行な方向に前記接着剤の側面を押圧することにより、前記被着体と前記接着剤との間を剥離し、剥離時の押圧力を測定し、測定した押圧力と前記接着剤の幅とから前記表面からの高さに対応する剥離強度を算出する、
ことを特徴とする接着剤剥離試験方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接着剤剥離試験方法に関し、より具体的には基板上に電子デバイス等を接着するときに用いる熱硬化性樹脂の剥離強度を測定するための試験片を用いた剥離強度の測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、接着剤の剥離試験では、プリント基板（以下、基板と記す）上に電子デバイスのチップを接着する際、接着面がＰＩ（ポリイミド）コーティングされたチップと基板との隙間に接着剤である熱硬化性樹脂を注入して加熱し、常温に戻してその接着剤を固めて基板とチップと接着剤とからなるサンプルを形成し、形成したサンプルのチップ部を接着面と略平行な方向に押し、剥離強度を測定していた。また、基板とチップとの隙間を確保したい場合は、半田バンプなどの異種材料を接着剤に混入していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術によるサンプルを用いた剥離強度の測定では、
（ｉ）接着剤に半田バンプを混入していない場合、測定した剥離強度が、以下の（１）〜（４）の何れの剥離によるものか判らない。
【０００４】
（１）チップとコーティングとの間での剥離
（２）コーティングと接着剤との間での剥離
（３）接着剤と基板との間での剥離
（４）基板内部で剥離
（ii）接着剤に半田バンプを混入した場合、測定した剥離強度は、半田の接着力の影響を受けたものとなる。
【０００５】
すなわち、上記従来技術によるサンプルを用いた剥離強度の測定では、測定したい剥離強度であるコーティングされたチップと接着剤との間での剥離によるものを単独に測定することができないという問題がある。
【０００６】
しかるに、上記サンプルは、その作製に時間を要し、製品の基板やチップを使用しているのでコストが高く、かつ基板へのチップの接合面積が大きいものは剥離強度も大きくなり大きな荷重を測定する大規模な測定装置を必要する、という問題がある。
【０００７】
それゆえ、本発明は上記問題に鑑み、被着体（チップ）とチップを他の被着体（基板）に接着する接着剤との間を剥離する強度を単独に測定可能とする接着剤剥離試験方法を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明はまた、サンプルの作製に時間を要することなく、低コストなサンプルと小さな荷重を測定する小規模な測定装置を用いて測定可能な接着剤剥離試験方法を提供することを他の目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明の接着剤剥離試験方法は、平板状の被着体と、該被着体の表面上に立てられるとともに底面が該表面に接着される熱硬化性樹脂からなるポール状に形成された接着剤とを備えた接着剤剥離試験片を用い、前記被着体を固定し、前記接着剤の側面を押圧する位置を、前記表面からの所定の高さに決定し、該被着体の表面と平行な方向に前記接着剤の側面を押圧することにより、前記被着体と前記接着剤との間を剥離し、剥離時の押圧力を測定し、測定した押圧力と前記接着剤の幅とから前記表面からの高さに対応する剥離強度を算出する、ことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態に係る接着剤剥離試験片を示す図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は平面図である。図１において、全体に示す接着剤剥離試験片１０は、平板状の被着体１と、被着体１の表面上の一部に立てられるとともにその底面が被着体１の表面に接着される熱硬化性樹脂からなるポール状に形成された接着剤２とを有する。本実施形態において、被着体１には電子デバイスのＳＩ（シリコン）チップを用いており、接着剤２はポール状に形成されているので、以下、被着体１をチップ１と記し、接着剤２をポール２と記す。チップ１の表面にはＰＩ（ポリイミド）からなるコーティング３が塗布されている。接着剤剥離試験片１０は、コーティング３が塗布されたチップ１とポール２との間を剥離する試験のために用いられる。
【００１６】
接着剤剥離試験片１０において、コーティング３は、ポリイミドからなる。
【００１７】
接着剤剥離試験片１０において、ポール２は、円錐形状、円柱形状、角錐形状または角柱形状の何れかの形状に形成されるが、適宜他の形状に形成してもよい。特に、円錐形状や円柱形状が好ましい。その理由は、造形が容易であり、製作に時間も労力もかからないからである。
【００１８】
図２は図１に示す接着剤剥離試験片を用いた接着剤剥離試験方法の説明図である。本発明による接着剤剥離試験方法は、図１に示す接着剤剥離試験片１０を用い、チップ１を例えば台（図示せず）の上に乗せてチャック（図示せず）で台上に固定し、チップ１の表面と平行な方向にポール２の側面をジグ４を介してロッド（図示せず）で押圧することにより、チップ１とポール２との間を剥離する。
【００１９】
この剥離時の押圧力を測定し、測定した押圧力とチップ１の幅とから剥離強度を次式を用いて算出する。
【００２０】
剥離強度（ｋｇｆ／ｃｍ）＝剥離時の押圧力（ｋｇｆ）／チップの幅（ｃｍ）上記のような剥離強度を測定する剥離試験方法には、ＡＳＴＭ（アメリカ材料試験協会）の、Ｔ剥離試験（ＡＳＴＭ−Ｄ−１８７６）と１８０°剥離試験（ＡＳＴＭ−Ｄ−９０３）とが広く知られている。なお、上記剥離時の押圧力の測定手段等を備えた剥離強度測定装置については、当業者に知られているので説明を省略する。
【００２１】
図３は図２に示すジグ４をポール２に当てる位置をチップ１表面からの高さが異なる位置に変えて接着剤剥離強度を測定したときの剥離界面の状態を示す図である。ポールに当てるジグの位置の高さが、図３の（Ａ）はＨＡのとき、図３の（Ｂ）はＨＢのとき、図３の（Ｃ）はＨＣのときの剥離状態を示す図である。ここで、ＨＡ>ＨＢ>ＨＣである。
【００２２】
ポール２に当てるジグの位置の高さがＨＡのとき、図３の（Ａ）に示されるように、剥離界面はチップ１のコーティング３とポール２との境界面となる。このような剥離形態を剥離モード１と呼ぶ。
【００２３】
ポール２に当てるジグの位置の高さがＨＢのとき、図３の（Ｂ）に示されるように、剥離界面はチップ１とコーティング３との境界面となる。このような剥離形態を剥離モード２と呼ぶ。
【００２４】
ポール２に当てるジグの位置の高さがＨＣのとき、図３の（Ｃ）に示されるように、剥離界面はチップ１の内部のチップ割れした面となる。このような剥離形態を剥離モード３と呼ぶ。
【００２５】
図３に示すように、ポール２の側面を押圧する位置、すなわちジグ４をポール２に当てる位置をチップ１表面からの高さが異なる位置に変えた位置にすることにより、剥離界面のモードを、剥離界面が、チップ１のコーティング３とポール２との境界面となる第１モード、チップ１とコーティング３との境界面となる第２モード、またはチップ１の内部のチップ割れした面となる第３モードの何れかに切替えることができる。
【００２６】
図４は図２に示すジグ４をポール２に当てる位置をチップ１表面からの高さが異なる位置に変えて測定した接着剤剥離強度の測定結果を示す図である。横軸はジグ４をポール２に当てる位置の高さを示し、縦軸はジグ４をポール２に当てる位置の高さがＨＡ、ＨＢ、ＨＣのときの剥離時の荷重（ｇｒｍ）を示す。高さが低い程、荷重、したがって剥離強度が大きいことが判る。また、剥離強度が大きくなる程、剥離モードが第１モードから第３モードに変化し、剥離界面がチップ１の表面から内部に移動することが判る。
【００２７】
図５はチップ表面にバンプが形成された試験片を、ポールに当てるジグの位置の高さをＨＢ’（ＨＡ>ＨＢ’>ＨＢ）としてチップとポールとの間を剥離した状態示す図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【００２８】
図５に示すように、チップ１は表面にバンプ５が混入したコーティング３が塗布されている。試験片５０は、チップ１の表面上の一部にポール２が立てられ、ポール２の底面がチップ１の表面に接着されて形成されたものである。図５の（Ｂ）は、ポール２の側面に当てるジグ４の位置のチップ１の表面からの高さをＨＢ’（ＨＡ>ＨＢ’>ＨＢ）としてチップ１の表面と平行な方向にポール２の側面をジグ４を介してロッド（図示せず）で押圧することにより、チップ１とポール２との間を剥離した状態を示す。図５の（Ｂ）から、ポール２の底面が接着していたコーティング３の領域の１／４が剥離されていることが判る。
【００２９】
また、上述の接着剤剥離試験方法において、上述した接着剤剥離試験片および剥離強度測定装置を高温槽に入れて剥離強度を求めることにより剥離強度の温度による影響を知ることができる。
【００３０】
また、上述の接着剤剥離試験方法において、押圧力として繰り返し負荷をポールに加えることによっても、さらに繰り返し負荷の大きさを変えることによっても、種々の剥離モードが得られることが判る。
【００３１】
以上説明したように、本発明によれば、被着体（チップ）とチップを他の被着体（基板）に接着する接着剤との間を剥離する強度を単独に測定可能とする接着剤剥離試験方法を提供できる。
本発明はまた、サンプルの作製に時間を要することなく、低コストなサンプルと小さな荷重を測定する小規模な測定装置とを用いて測定可能な接着剤剥離試験方法を提供することができる。
【００３３】
（付記１）  平板状の被着体と、該被着体の表面上に立てられるとともに底面が該表面に接着される熱硬化性樹脂からなるポール状に形成された接着剤とを備え、前記被着体と前記接着剤との間を剥離する試験のために用いられる、
ことを特徴とする接着剤剥離試験片。
（付記２）  前記被着体の表面は、コーティングされている、
付記１に記載の接着剤剥離試験片。
（付記３）  前記コーティングは、ポリイミドからなる、
付記２に記載の接着剤剥離試験片。
【００３４】
（付記４）  前記接着剤は、円錐形状をしている、
付記１、２または３に記載の接着剤剥離試験片。
（付記５）  前記接着剤は、円柱形状をしている、
付記１、２または３に記載の接着剤剥離試験片。
【００３５】
（付記６）  前記接着剤は、角錐形状をしている、
付記１、２または３に記載の接着剤剥離試験片。
【００３６】
（付記７）  前記接着剤は、角柱形状をしている、
付記１、２または３に記載の接着剤剥離試験片。
【００３７】
（付記８）  平板状の被着体と、該被着体の表面上に立てられるとともに底面が該表面に接着される熱硬化性樹脂からなるポール状に形成された接着剤とを備えた接着剤剥離試験片を用い、前記被着体を固定し、該被着体の表面と平行な方向に前記接着剤の側面を押圧することにより、前記被着体と前記接着剤との間を剥離し、剥離時の押圧力を測定し、測定した押圧力と前記接着剤の幅から剥離強度を算出する、
ことを特徴とする接着剤剥離試験方法。
（付記９）  前記接着剤の側面を押圧する位置を、前記表面からの所定の高さに決定する、
付記８に記載の接着剤剥離試験方法。
（付記１０）  前記被着体の表面は、コーティングされている、
付記８または９に記載の接着剤剥離試験方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る接着剤剥離試験片を示す図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【図２】図１に示す接着剤剥離試験片を用いた接着剤剥離試験方法の説明図である。
【図３】図２に示すジグ４をポール２に当てる位置をチップ１表面からの高さが異なる位置に変えて接着剤剥離強度を測定したときの剥離界面の状態を示す図であり、ポールに当てるジグの位置の高さが（Ａ）はＨＡのとき、（Ｂ）はＨＢのとき、（Ｃ）はＨＣのとき（ＨＡ>ＨＢ>ＨＣ）の剥離状態を示す図である。
【図４】図２に示すジグ４をポール２に当てる位置をチップ１表面からの高さが異なる位置に変えて測定した接着剤剥離強度の測定結果を示す図である。
【図５】チップ表面にバンプが形成された試験片を、ポールに当てるジグの位置の高さをＨＢ’（ＨＡ>ＨＢ’>ＨＢ）としてチップとポールとの間を剥離した状態示す図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
１…被着体（チップ）
２…接着剤（ポール）
３…コーティング（ポリイミド）
４…ジグ
５…バンプ
１０…接着剤剥離試験片
【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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