(57)【要約】      （修正有）【課題】フィルム状接着剤を用いて、基板上の所定の位置に任意形状の接着膜を効率的かつ低コストで貼付ける接着膜貼付方法および接着膜貼付装置を提供する。【解決手段】接着性を有する熱硬化性樹脂を主成分とする接着膜２Мの少なくとも片面に、接着膜に対して離型性を有する離型フィルム２Ｒが貼付けらたフィルム状接着剤を用いて、フィルム状接着剤の離型フィルム側から任意形状の離型フィルムを貫通する切り込みを設ける工程と、任意形状内の離型フィルムを剥離する工程と、基板３表面とフィルム状接着剤の離型フィルム側を対向させ離型フィルムを剥離した任意形状部分を基板表面上の所定の箇所に位置合わせする工程と、フィルム状接着剤を、接着膜に対して離型性を有する部材を介して、接着膜を基板に押し込む工程と、基板表面上に、任意形状の接着膜を残して、フィルム状接着剤を剥離する工程とからなる接着膜貼付方法および接着膜貼付装置を提供する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面上の所定の箇所に、任意形状の接着膜を貼付ける、接着膜貼付方法であって、
接着性を有する熱硬化性樹脂を主成分とする接着膜の少なくとも片面に、前記接着膜に対して離型性を有する表面を備えた離型フィルムが貼付けられているフィルム状接着剤を用いて、前記フィルム状接着剤の離型フィルム側から、前記任意形状の、前記離型フィルムを貫通する切り込みを設ける工程と、
前記任意形状内の離型フィルムを剥離する工程と、
前記基板表面と、前記フィルム状接着剤の離型フィルム側を対向させ、離型フィルムを剥離した前記任意形状部分を前記基板表面上の所定の箇所に位置合わせする工程と、
前記フィルム状接着剤を、前記接着膜に対して離型性を有する表面を備えた離型部材を介して、前記接着膜を前記基板に押し込む工程と、
前記基板表面上に、前記任意形状の接着膜を残して、フィルム状接着剤を剥離する工程とからなることを特徴とする接着膜貼付方法。
【請求項２】
請求項１に記載の接着膜貼付方法であって、接着膜の両面を前記接着膜に対して離型性を有する表面を備えた離型フィルムで挟み込んだ、三層構造のフィルム状接着剤を用い、
任意形状の切り込みを設けるのは一方の離型フィルムであって、
他方の離型フィルムは、接着膜を基板に押しつける際の前記離型部材とすることを特徴とする接着膜貼付方法。
【請求項３】
請求項２に記載の接着膜貼付方法であって、フィルム状接着剤の片面の離型フィルム側から、前記任意形状の切り込みを設ける工程において、接着膜も貫通する切り込みを設けることを特徴とする接着膜貼付方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の接着膜貼付方法であって、前記接着膜を前記基板に押しつける工程を減圧下で行うことを特徴とする接着膜貼付方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の接着膜貼付方法であって、基板として回路基板、接着膜として電子部品用封止樹脂を用いることを特徴とする接着膜貼付方法。
【請求項６】
接着性を有する熱硬化性樹脂を主成分とする接着膜の少なくとも片面に、前記接着剤膜に対して離型性を有する表面を備えた離型フィルムが貼付けられているフィルム状接着剤を用いて、基板表面上の所定の箇所に、任意形状の接着膜を貼付ける、接着膜貼付装置であって、
前記フィルム状接着剤の離型フィルム側から、前記任意形状の、前記離型フィルムを貫通する切り込みを設ける機能と、
前記任意形状内の離型フィルムを剥離する機能と、
前記基板表面と、前記フィルム状接着剤の離型フィルム側を対向させ、離型フィルムを剥離した前記任意形状部分を前記基板表面上の所定の箇所に位置合わせする機能と、
前記接着剤層に対して離型性を有する表面を備えた離型部材を介して、前記接着膜を前記基板に押し込む機能と、
前記基板表面上に、前記任意形状の接着膜を残して、フィルム状接着剤を剥離する機能を備えていることを特徴とする接着膜貼付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップ等のチップ部品を、配線基板等の基板上に、熱硬化性樹脂を主成分とする接着剤を介して接合させる実装工法において、フィルム状接着剤を用いて、任意形状の接着膜として、接着膜を基板上の所定の位置に形成する方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報端末等の小型化、高機能化の要求に伴い、回路基板等の基板に半導体チップを実装する実装技術分野において、フリップチップ実装の採用が進んでいる。フリップチップ実装は半導体チップに形成されたバンプ電極と基板に形成された電極とを対向させ、位置合わせをした後に電極同士を密着させ、熱および圧力を加えて電極同士を接合する実装方法であって、面積効率が高いことに加え、電極間の距離が短いことから電気的インピーダンスを低く出来る。このため、電子部品の小型化および高周波数対応に好適である。
【０００３】
フリップチップ実装において、接合の信頼性を確保するために、電極周辺を熱硬化性樹脂によって封止するのが一般的である。その方法として、従来よりフリップチップ実装後に、半導体チップの周囲に熱硬化性樹脂を主成分とする封止剤を塗布して、毛細管現象により半導体チップの下側に封止剤が充填されるという方法が用いられている。また、工程削減などを目的として、半導体チップ実装前に基板上に未硬化の熱硬化性樹脂を主成分とする接着剤を塗布しておいてから、半導体チップを加熱・加圧して電極同士を接合するとともに樹脂を硬化さて封止を行うという実装方法も知られている。
【０００４】
ところで、フリップ実装後に樹脂を充填する方法、実装前の基板に接着剤を塗布しておく方法の何れにしても、半導体チップと基板の間に均一に樹脂を充填することは難しく、ボイドの発生を招きやすい。ボイドの発生は封止後の電子部品の信頼性の低下要因となるため好ましくない。また、実装前の基板に接着剤を塗布しておく方法については、塗布量を厳密に管理出来ないと、充填不足や接着剤のはみ出しを生じて電子部品の信頼性を低下させることにもなる。
【０００５】
そこで、近年では、未硬化の熱硬化性樹脂を主成分とする接着膜に、剥離フィルムを剥離可能に仮貼付したフィルム状接着剤を用いて、基板上の所定の位置に所定の形状の接着膜を形成した後にフリップチップ実装を行う方法の検討も進んでいる（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１６０３７６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５１３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
フィルム状接着剤を用いる方法は塗布量の管理およびボイドレス化において有効とされている。しかし、現状では、基板上に形成する接着膜の形状に応じた幅の、テープ形態のフィルム状接着剤を所定の長さに切断したものを基板に貼って行くという方法が一般的で、大型基板を用いたプロセスには適さず、半導体チップの種類に応じて複数の幅のものを用意して実装対象の半導体チップが変わる毎に交換をする必要もあり非効率である。
【０００８】
この問題を解決する方法として、特許文献２では、基板上の接着膜を形成すべき領域に開口部を有するマスク材を固定した後に、マスク材の上に接着剤シートを設置し、それからマスク材を基板から剥離して、マスク材の開口部に相当する部分の接着膜を基板上に残すという方法が提案されている。
【０００９】
しかし、この方法において、接着膜の形状に応じたマスクが必要になるため、種々の形状のマスクが必要となる。また、各形状において、マスクが再使用可能だとしても洗浄せずに繰り返すことは困難である。このため、多数のマスクを用意したり、多くの備品を必要とする場合があり、実装コストのアップが懸念される。
【００１０】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、フィルム状接着剤を用いて、基板上の所定の位置に任意形状の接着膜を効率的にかつ低コストで貼付ける接着膜貼付方法および接着膜貼付装置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】
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、基板表面上の所定の箇所に、任意形状の接着膜を貼付ける、接着膜貼付方法であって、接着性を有する熱硬化性樹脂を主成分とする接着膜の少なくとも片面に、前記接着膜に対して離型性を有する表面を備えた離型フィルムが貼付けられているフィルム状接着剤を用いて、前記フィルム状接着剤の離型フィルム側から、前記任意形状の、前記離型フィルムを貫通する切り込みを設ける工程と、前記任意形状内の離型フィルムを剥離する工程と、前記基板表面と、前記フィルム状接着剤の離型フィルム側を対向させ、離型フィルムを剥離した前記任意形状部分を前記基板表面上の所定の箇所に位置合わせする工程と、前記フィルム状接着剤を、前記接着膜に対して離型性を有する表面を備えた離型部材を介して、前記接着膜を前記基板に押し込む工程と、前記基板表面上に、前記任意形状の接着膜を残して、フィルム状接着剤を剥離する工程とからなることを特徴とする接着膜貼付方法である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の接着膜貼付方法であって、接着膜の両面を前記接着膜に対して離型性を有する表面を備えた離型フィルムで挟み込んだ、三層構造のフィルム状接着剤を用い、任意形状の切り込みを設けるのは一方の離型フィルムであって、他方の離型フィルムは、接着膜を基板に押しつける際の前記離型部材とすることを特徴とする接着膜貼付方法である。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の接着膜貼付方法であって、フィルム状接着剤の片面の離型フィルム側から、前記任意形状の切り込みを設ける工程において、接着膜も貫通する切り込みを設けることを特徴とする接着膜貼付方法である。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の接着膜貼付方法であって、前記接着膜を前記基板に押しつける工程を減圧下で行うことを特徴とする接着膜貼付方法である。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の接着膜貼付方法であって、基板として回路基板、接着膜として電子部品用封止樹脂を用いることを特徴とする接着膜貼付方法である。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、接着性を有する熱硬化性樹脂を主成分とする接着膜の少なくとも片面に、前記接着剤膜に対して離型性を有する表面を備えた離型フィルムが貼付けられているフィルム状接着剤を用いて、基板表面上の所定の箇所に、任意形状の接着膜を貼付ける、接着膜貼付装置であって、前記フィルム状接着剤の離型フィルム側から、前記任意形状の、前記離型フィルムを貫通する切り込みを設ける機能と、前記任意形状内の離型フィルムを剥離する機能と、前記基板表面と、前記フィルム状接着剤の離型フィルム側を対向させ、離型フィルムを剥離した前記任意形状部分を前記基板表面上の所定の箇所に位置合わせする機能と、前記接着剤層に対して離型性を有する表面を備えた離型部材を介して、前記接着膜を前記基板に押し込む機能と、前記基板表面上に、前記任意形状の接着膜を残して、フィルム状接着剤を剥離する機能を備えていることを特徴とする接着膜貼付装置である。
【発明の効果】
【００１７】
フィルム状接着剤を用いて、基板上の所定の位置に任意形状の接着膜を効率的にかつ低コストで貼付けることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明における一実施形態によって得られる結果を説明する図である。
【図２】本発明の一実施形態における接着膜貼付装置の構成を説明する図である。
【図３】本発明の一実施形態においてフィルム状接着剤の外観上の変化を説明する図である。
【図４】本発明の一実施形態においてフィルム状接着剤および基板の状態変化を断面図を用いて説明する図である。
【図５】本発明の一実施形態における切り込み機能の一例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態における離型フィルム剥離機能の一例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態における位置合わせ機能を説明する図である。
【図８】本発明の一実施形態における押し込み機能の一例を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態における押し込み機能の別の例を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態におけるフィルム状接着剤剥離機能の一例を示す図である。
【図１１】本発明の別の実施形態であり片面のみに離型フィルムが貼り付けられたフィルム状接着剤を用いた場合について断面図を用いて説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の一実施形態について、図面を用いて説明する。
【００２０】
図１は、接着性を有する熱硬化性樹脂を主成分とする接着膜２Ｍの両面に接着膜２Ｍに対して離型性を有する表面を備えた離型フィルム２Ｒと離型フィルム２ｒで挟み込んだ、３層構造からなるフィルム状接着剤２を用い、基板３の表面上の所定の箇所に任意形状の接着膜２ＭＰを貼付ける機能を有する接着膜貼付装置１を示すものである。この接着剤貼付装置１が有する機能については図２に示し、図２の各機能による工程を経てフィル状接着剤２の形状が変化する様子は図３（外観）及び、図４（図３のＡ−Ａ断面に相当）に示す。
【００２１】
図１において、フィルム状接着剤２を形成する接着膜の主成分は絶縁性を有する熱硬化性樹脂であるが未硬化の状態である。電子部品実装用途では、この主成分である熱硬化性樹脂としは、耐熱性と絶縁性に優れたエポキシ樹脂やポリイミド樹脂が電子部品封止樹脂としても好適であるが、これに限定されるものではない。また、主成分である熱硬化性樹脂に絶縁性フィラーを分散したものであっても良く、ＡＣＦ（Ａｎｔｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）のように導電性微粒子を含んだものであっても良い。
【００２２】
また、基板は、半導体チップを実装する回路基板として用いられるものであり、シリコンや化合物半導体から成る半導体ウェハ、ガラス、ガラスエポキシ基板、セラミックス基板等が挙げられる。図１においては角形であるが、半導体ウェハのような丸形であっても良い。
【００２３】
以下、図２に示した各機能による工程を経て、基板３の表面上の所定の箇所に任意形状の接着膜２ＭＰを形成する過程について説明する。
【００２４】
図２において、フィル状接着剤２は、切り込み機能４により、一方の離型フィルム２Ｒの面の所定の位置から、少なくとも離型フィルム２Ｒを貫通する任意形状の切り込みが設けられる。この切り込みを設けることで、フィルム状接着剤２の外観は図３（ａ）から図３（ｂ）のようになるが、図３におけるＡ−Ａ断面を状態を示すと図４（ａ）から図４（ｂ）への変化となる。図４（ｂ）において、切り込みの深さは、接着膜２Ｍも貫通している状態となっているが、離型フィルム２Ｒを貫通していれば接着膜２Ｍの途中までであっても良い。ただし、他方の離型フィルム２ｒを貫通することはない。
【００２５】
このような離型フィルム２Ｒ側からの切れ込みは、例えば、任意形状のピナクル型４１を用いて、切り込み深さを制御することによって得られる（図５参照）。
【００２６】
次に、図２の、離型フィルム剥離機能５では、図４（ｃ）の断面図で示すように、任意形状の離型フィルム２ＲＰが剥離される。この機能により、フィルム状接着剤２の外観は図３（ｃ）のようになる。なお、前の工程で、離型フィルム２Ｒを貫通する切れ込みを入れ、かつその切れ込みが連結して任意の形状となっていることから、任意形状内の離型フィルム２ＲＰとして剥離が容易な状態となっている。
【００２７】
任意形状の離型フィルム２ＲＰを剥離する手段としては粘着ロールによる剥離など種々の方式があるが、その一例を図６に示す。図６では、離型フィルム２Ｒを外向きに、フィルム状接着剤２を搬送しながら、その搬送方向を変えているものであるが、回転ロール５１の曲率を適切に設定すれば、方向変化に際して任意形状の離型フィルム２ＲＰが剥離する。図６では、剥離した任意形状の離型フィルム２ＲＰが引力により自然落下するようになっているが、更に、任意形状の離型フィルム２ＲＰを積極的に吸引するようにしても良い。この工程で、任意形状の離型フィルム２ＲＰが剥離し、離型フィルム２Ｒには開口部２ＲＶが出来る。
【００２８】
次の位置合わせ機能６は、図４（ｄ）に示すように、フィルム状接着剤２の離型フィルム２Ｒ側と基板３を対向させ位置合わせを行う。位置合わせ後は、フィルム状接着剤２を基板３と重ねて仮固定する（図４（ｅ））。位置合わせに際しては、図７（ａ）のように、フィルム状接着剤２に設けたアライメントマーク２Ａと、基板３に設けたアライメントマーク３Ａとの位置合わせを行ってもよいが、図７（ｂ）のように、それぞれを保持する保持手段２０および保持手段３０のアライメントマーク２０Ａおよびアライメントマーク３０Ａとの位置合わせを行っても良い。
【００２９】
以上の工程を経た後の断面図が図４（ｅ）であり、この後が接着膜２Ｒを基板３に押し込む、押し込み工程である。押し込み工程で用いられる押し込み機能７は、離型フィルム２ｒ側から接着膜２Ｍを基板３に押し込む機能であるが、離型フィルム２Ｒの開口部２ＲＶに接着膜２Ｍが入り込むよう、図８のように、弾性体７１を用いて押すことが望ましい。なお、基板３を保持する保持手段３０が加熱機構を有していれば、接着剤２Mを基板３に押し込む段階で、基板３を加熱することが出来る。そこで、接着剤２Mが粘着性を発現する程度の温度に基板３を加熱しておけば、基板３Mと接触した接着剤２Mは簡易接着された状態となり、その後に位置ズレを生じることはない。
また、図９のように、図４（ｅ）の状態で、離型フィルム２ｒの上に弾性体膜７２を配した状態で、弾性体膜７２および容器７３で密閉状態（図９（ａ））とした後に、容器７３内を減圧（図９（ｂ））しても良い。この場合、弾性体膜７２はダイヤフラムとして、離型フィルム２ｒ側から接着膜２Ｍを押し込むが、更に、容器７３の上部を大気圧以上に加圧しても良い。この工程により、離型フィルム２Ｒの開口部２ＲＶに、接着膜２Ｍが入り込み、離型フィルムの開口部２ＲＶに入り込んだ接着膜２ＭＰが基板に貼り付く（図４（ｆ））。なお、接着膜２ＭＰを基板に密着させる際、図９のように減圧すれば、空気の入り込みのないボイドレス貼付が可能になる。
【００３０】
次に図４（ｇ）に示すように、フィルム状接着剤２を剥がすと、離型フィルム２Ｒの開口部２ＲＶに相当する箇所および形状、すなわち所定の箇所の任意形状の接着膜２ＭＰが基板３に残った状態となる。なお、このフィルム状接着剤２を剥離する機能８としては、図１０（ａ）のように、基板３からはみだすようにしたフィルム状接着剤２の縁を治具８１で挟み込んだ状態から機械的に剥離するような機構などがある。
【００３１】
以上の実施の形態において、基板３の表面上の所定の箇所に任意形状の接着膜２ＭＰを貼付るために、接着性を有する樹脂からなる接着膜２Ｍの両面に、接着膜２Ｍに対して離型性を有する表面を備えた離型フィルム２Ｒと離型フィルム２ｒで挟み込んだ３層構造からなるフィルム状接着剤２を用いたが、同様なことは接着膜２Ｍの片面のみに、接着膜２Ｍに対して離型性を有する表面を備えた離型フィルム２Ｒを備えたフィルム状接着剤１０２を用いても可能である。
【００３２】
両面に離型フィルムを有するフィルム状接着剤２を用いた説明における図４に相当するものとして、接着膜２Ｍの片面のみに離型フィルム２Ｒを備えたフィルム状接着剤１０２を用いた場合を図１１に示す。フィルム状接着剤１０２を用いる場合、図４と図１１を比較して判るとおり基本的な工程は同じである。ただし、離型フィルム２ｒがないため、図４と全く同じにすると押し込み機能７において、図８における弾性体７１（あるいは図８における弾性体膜７２）に接着膜２Ｍが接着する懸念がある。そこで、押し込み工程（図１１（ｅ））において、接着膜２Ｍに対して離型性を有する表面を備えた離型部材７ｒを介して、離型フィルム２Ｒの開口部２ＲＶに接着膜２Ｍが入り込むように押し込む必要がある。なお、両面に離型フィルムを有するフィルム状接着剤２においては、一方の離型フィルム２ｒが離型部材７ｒとしても機能しているとも言える。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明における接着膜貼付方法および接着膜貼付装置では、樹脂を主成分とする接着剤等の膜を、基板の所定の位置に任意形状で貼り付ける用途において、広く用いることが出来る。
【符号の説明】
【００３４】
１      接着膜貼付装置
２      両面に離型フィルムを貼り付けたフィルム状接着剤
３      基板
４      切り込み機能
５      離型フィルム剥離機能
６      位置合わせ機能
７      押し込み機能
８      フィルム状接着剤剥離機能
２Ｍ      接着膜
２ＭＰ    任意形状の接着膜
２Ｒ      離型フィルム
２ＲＰ    任意形状の離型フィルム
２ＲＶ    離型フィルム２Ｒの開口部
２ｒ      離型フィルム
１０２      片面のみに離型フィルムを貼り付けたフィルム状接着剤
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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