(57)【要約】【課題】相隣る電極間の短絡発生の原因となる空洞が生じるのを防止できる電子部品の実装方法を提供することを目的とする。【解決手段】回路基板１０の表面に形成された回路パターンを被覆するレジスト膜１２が回路パターンに並設された電極１１を露出させることによって生じた開口部１３を埋めるように第１の樹脂３０を回路基板１０の表面に塗布した後、電極１１と接合されるバンプ２１を下面に有する電子部品２０を回路基板１０の表面に接着するための第２の樹脂４０をレジスト膜１２上に塗布する。ここで、第１の樹脂３０の粘度を第２の樹脂４０の粘度よりも低くすることにより、その後に行う電子部品２０の回路基板１０表面への熱圧着時において、電子部品２０の下面により押し広げられた第２の樹脂４０が開口部１３内に入って空気を巻き込まないようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板の表面に形成された回路パターンを被覆するレジスト膜が回路パターンに並設された電極を露出させることによって生じたレジスト膜の開口部を埋めるように第１の樹脂を回路基板の表面に塗布する工程と、前記電極と接合されるバンプを下面に有する電子部品を回路基板の表面に接着するための第２の樹脂を前記レジスト膜上に塗布する工程と、前記第２の樹脂が回路基板と電子部品の間に充填されるように電子部品を回路基板に押圧しながら、回路基板の前記電極に電子部品の前記バンプを熱圧着させる工程とを含み、前記第１の樹脂の粘度を前記第２の樹脂の粘度よりも低くしたことを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項２】
前記第１の樹脂及び前記第２の樹脂は同一の樹脂をベースとし、前記第１の樹脂の無機フィラー含有量は、前記第２の樹脂の無機フィラー含有量よりも少ないことを特徴とする請求項１に記載の電子部品の実装方法。
【請求項３】
前記第１の樹脂の無機フィラー含有量が零であることを特徴とする請求項２に記載の電子部品の実装方法。
【請求項４】
前記第１の樹脂のチキソ性は前記第２の樹脂のチキソ性よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子部品の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板の電極と電子部品のバンプとを熱圧着により接合する電子部品の実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の実装方法として、電子部品の下面に突設されたバンプを、回路基板の表面に形成された回路パターンの電極に熱圧着して接合する方法が知られている。このような電子部品の実装方法により製造された電子製品は、回路基板と電子部品の線膨張係数が異なることから、電子部品の駆動に伴うヒートサイクルに起因して電極とバンプの接合部に大きな応力が生じ、バンプが電極から剥がれてしまうなどの問題が発生し易いものであった。このため、回路基板と電子部品の間に熱硬化性樹脂を介在させ、この熱硬化性樹脂により電子部品と回路基板をしっかり接合することによって上記問題を解決することが知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平８−１５３７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、回路基板の表面には回路パターンの保護と回路パターンにおける電気絶縁性確保のためにレジスト膜がコーティングして形成される。しかし、回路基板の電極は露出させておく必要があることから電極の表面にはレジスト膜はコーティングされておらず、レジスト膜は電極の少なくとも一部を露出させるための開口部を確保して、回路基板にコーティングされる。従ってこの開口部を形成したことによって、電極の側部にはレジスト段差と呼称されるレジスト膜の不連続部分が生じている。
【０００４】
一方、電子部品はそのバンプを回路基板の電極に位置合わせした上で、熱硬化性樹脂が塗布された回路基板に搭載され、バンプを電極に熱圧着してボンディングされる。この場合、熱硬化性樹脂はディスペンサ等により回路基板の中央部に塗布される。従って、電子部品を回路基板に搭載してバンプを電極に熱圧着する際には、熱硬化性樹脂は電子部品の下面が押し付けられることにより、回路基板の中心部側から外方（回路基板に並設された電極側）へ向かって押し広げられながら熱硬化する。
【０００５】
ここで、熱圧着時に押し広げられた熱硬化性樹脂は上記のレジスト膜の開口部に入り込むので、熱硬化性樹脂が熱硬化した後には電極とバンプとの接合部は強固に固定されるが、熱硬化性樹脂が開口部に入り込む際、空気を巻き込むことにより、熱硬化性樹脂の内部に小さなボイド（気泡）が発生し易い。このようにして熱硬化性樹脂の内部に発生したボイドはその数が少数の場合は無害であるが、ボイドが多数発生してこれらが一体化して大きくなると、レジスト膜の開口部内を電極へ向かって移動するようになり、終には回路基板に並設された相隣る電極間に入り込んで、両電極に跨った空洞（連通孔）を形成するようになる。そして、この空洞内の湿気が回路基板の表面に付着すると、相隣る電極間は短絡することになる。
【０００６】
そこで本発明は、相隣る電極間の短絡発生の原因となる空洞が生じるのを防止できる電子部品の実装方法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】
【０００７】
請求項１に記載の電子部品の実装方法は、回路基板の表面に形成された回路パターンを被覆するレジスト膜が回路パターンに並設された電極を露出させることによって生じたレ
ジスト膜の開口部を埋めるように第１の樹脂を回路基板の表面に塗布する工程と、前記電極と接合されるバンプを下面に有する電子部品を回路基板の表面に接着するための第２の樹脂を前記レジスト膜上に塗布する工程と、前記第２の樹脂が回路基板と電子部品の間に充填されるように電子部品を回路基板に押圧しながら、回路基板の前記電極に電子部品の前記バンプを熱圧着させる工程とを含み、前記第１の樹脂の粘度を前記第２の樹脂の粘度よりも低くした。
【０００８】
請求項２に記載の電子部品の実装方法は、請求項１に記載の電子部品の実装方法において、前記第１の樹脂及び前記第２の樹脂は同一の樹脂をベースとし、前記第１の樹脂は前記第２の樹脂よりも無機フィラー含有量が少ない。
【０００９】
請求項３に記載の電子部品の実装方法は、請求項２に記載の電子部品の実装方法において、前記第１の樹脂の無機フィラー含有量が零である。
【００１０】
請求項４に記載の電子部品の実装方法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の電子部品の実装方法において、前記第１の樹脂のチキソ性は前記第２の樹脂のチキソ性よりも小さい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る電子部品の実装方法では、電子部品を回路基板に熱圧着する前に、レジスト膜の開口部内に第１の樹脂を埋めているので、電子部品の熱圧着時に第２の樹脂が開口部内に入り込むことがなく、第２の樹脂が開口部内に入り込む際に空気を巻き込むことによって開口部内にボイドが生じるのが防止される。一方、予め開口部内に埋められる第１の樹脂は第２の樹脂よりも相対的に粘度が低いことから第２の樹脂よりも開口部の形状に馴染み易く、開口部に埋められる際に空気を巻き込みにくいのでボイドが生じにくい。従って本発明に係る電子部品の実装方法によれば、電子部品の熱圧着時に粘度の高い第２の樹脂がレジスト膜の開口部に入り込んでボイドを生成させるようなことがなく、相隣る電極間の短絡発生の原因となる空洞が生じるのを防止することができる。更には、粘度の高い第２の樹脂が開口部に入り込んでボイドを生じさせるおそれがないので、第２の樹脂の粘度をより大きくすることができ、これにより電子部品と回路基板の間の接合力を向上させることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は本発明の一実施の形態における電子部品の実装方法の工程説明図、図２は本発明の一実施の形態における回路基板の平面図、図３（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は本発明の一実施の形態における電子部品の実装工程において、第１の樹脂及び第２の樹脂の塗布手順の例を示す回路基板の平面図である。
【００１３】
図１において、電子部品２０を回路基板１０に実装する実装装置１は、回路基板１０を水平姿勢に保持する基板保持台２と、基板保持台２の上方を基板保持台２に対して水平方向や上下方向へ相対的に移動自在な熱圧着ヘッド３を備えている。熱圧着ヘッド３は、その下部に電子部品２０を吸着保持する。
【００１４】
基板保持台２に保持される回路基板１０は耐熱性材料から成り、その表面（上面）には図示しない銅箔からなる回路パターンとこの回路パターンを被覆するレジスト膜１２がコーティングして形成されている。
【００１５】
図２において、回路パターン上には回路基板１０の中央部を矩形に囲むように電極１１が並設されており、レジスト膜１２は、各電極１１を露出させるための開口部１３を溝状
に確保して形成されている。従って回路基板１０の表面には、回路基板１０の中央部を囲む矩形形状のレジスト膜１２の開口部１３が形成されている。
【００１６】
図１に示すように、電子部品２０の下面には複数のバンプ２１が突設されている。各バンプ２１は、回路基板１０表面の電極１１と対応する配列で設けられており、後述するように、対応する電極１１に位置合わせされた上で、電極１１の上面に熱圧着される。
【００１７】
図１において、電子部品２０を回路基板１０に実装するには、先ず、回路基板１０を実装装置１の基板保持台２の上面に保持する。これにより回路基板１０は電極１１及びレジスト膜１２が形成された面が上を向いた状態で水平姿勢に保持される。
【００１８】
次に、各開口部１３を埋めるように、第１の樹脂３０を回路基板１０の表面に塗布する（図１（ａ））。この第１の樹脂３０の開口部１３内への塗布は、例えば印刷工法や図示しないディスペンサによる注入工法等によって行う。
【００１９】
この第１の樹脂３０の塗布は、その後に行う電子部品２０の回路基板１０上への熱圧着工程において、回路基板１０上で押し広げられた第２の樹脂４０が開口部１３内に流入して空気の巻き込みによるボイド（樹脂内に発生する小さな気泡）を発生させることがないようにするために行うものである。従って、第１の樹脂３０は、電気絶縁性を有する熱硬化性樹脂であって、少なくとも後の工程で用いられる第２の樹脂４０よりは粘度が低いもの、また、その中でもできるだけ粘度の低いものを用いる。粘度が低くければ開口部１３の形状に馴染み易く、空気の巻き込みによるボイドの発生を極力抑えることができるからである。
【００２０】
開口部１３を埋めるように第１の樹脂３０を回路基板１０の表面に塗布したら、次いで電子部品２０を回路基板１０の表面に接着するための第２の樹脂４０を回路基板１０の中央部のレジスト膜１２上に塗布する（図１（ｂ））。この第２の樹脂４０のレジスト膜１２上への塗布も印刷工法やディスペンサによる注入工法等によって行う。
【００２１】
この第２の樹脂４０のレジスト膜１２上への塗布は、電子部品２０を回路基板１０の表面に熱圧着させる際に、電子部品２０の下面によって第２の樹脂４０を押し広げて回路基板１０と電子部品２０との間に第２の樹脂４０を充填させることによって、回路基板１０の電極１１と電子部品２０のバンプ２１との接合部の強度を補強するものである。従って、第２の樹脂４０は、電気絶縁性を有する熱硬化性樹脂であって、適度に粘度が高く、熱硬化後に所要の強度が得られるものを用いる。
【００２２】
レジスト膜１２上に第２の樹脂４０を塗布したら、電子部品２０を吸着保持させた熱圧着ヘッド３を回路基板１０の上方に位置させる（図１（ｂ））。そして、回路基板１０の電極１１と電子部品２０のバンプ２１との位置合わせを行った後、熱圧着ヘッド３を下降させ、バンプ２１を電極１１に着地させて、電子部品２０を回路基板１０の上面に押し付けて両者を加熱する（図１（ｃ））。これにより回路基板１０の電極１１と電子部品２０のバンプ２１は接合されるが、この電極１１とバンプ２１の接合過程において、レジスト膜１２の上面に塗布された第２の樹脂４０は電子部品２０の下面に押圧されて、回路基板１０と電子部品２０との間を、回路基板１０の中央部から外方、すなわち電極１１側へ向けて押し広げられる（図２の矢印ａ）。
【００２３】
この電子部品２０の回路基板１０への熱圧着工程において、第２の樹脂４０は、回路基板１０の中央部から外方へ向けて押し広げられて電子部品２０の外縁にまで達する。一方、第１の樹脂３０の一部は第２の樹脂４０と混合して回路基板１０の外方へ向けて押し広げられるが、第１の樹脂３０の大部分は開口部１３内及び電極１１とバンプ２１との接合
部近傍にとどまる（図１（ｃ））。
【００２４】
このようにして電極１１とバンプ２１の接合が終わったら、熱圧着ヘッド３の加熱を停止し、電子部品２０の吸着を解除した上で熱圧着ヘッド３を上方へ退去させる。これにより電子部品２０の回路基板１０上への実装は完了し、電子製品Ｐは完成する（図１（ｄ））。
【００２５】
このようにして製造された電子製品Ｐでは、回路基板１０が主としてエポキシ樹脂などを材料として成る一方で、電子部品２０は主としてシリコンを材料として成るため、両者の線膨張係数は著しく相違しており、前者の線膨張係数は後者のそれよりも極めて大きい。このため、電極１１とバンプ２１の接合部には、電子部品２０の駆動に伴うヒートサイクルに起因して大きな応力が生じるが、回路基板１０と電子部品２０との間及び電極１１とバンプ２１との接合部には熱硬化性樹脂である第２の樹脂４０が充填されているので、電極１１とバンプ２１との接合部に生じる応力が緩和され、上述したヒートサイクルに起因する両者の剥がれは防止される。
【００２６】
上記の電子部品２０の実装方法では、電子部品２０を回路基板１０に熱圧着する前に、レジスト膜１２の開口部１３内に第１の樹脂３０を埋めているので、電子部品２０の熱圧着時に第２の樹脂４０が開口部１３内に入り込むことがなく、第２の樹脂４０が開口部１３内に入り込む際に空気を巻き込むことによって開口部１３内にボイドが生じるのが防止される。一方、予め開口部１３内に埋められる第１の樹脂３０は第２の樹脂４０よりも相対的に粘度が低いことから第２の樹脂４０よりも開口部１３の形状に馴染み易く、開口部１３に埋められる際に空気を巻き込みにくいのでボイドが生じにくい。従って、本実施の形態に示した電子部品２０の実装方法によれば、電子部品２０の熱圧着時に粘度の高い第２の樹脂４０がレジスト膜１２の開口部１３に入り込んでボイドを生成させるようなことがなく、相隣る電極１１，１１間の短絡発生の原因となる空洞が生じるのを防止することができる。更には、粘度の高い第２の樹脂４０が開口部１３に入り込んでボイドを生じさせるおそれがないので、第２の樹脂４０の粘度をより大きくすることができ、これにより電子部品２０と回路基板１０の間の接合力を向上させることもできる。
【００２７】
ここで、第１の樹脂３０ではなく第２の樹脂４０を開口部１３内に充填した後、第２の樹脂４０の粘度が低下するような温度で回路基板１０を加熱しながら真空脱泡することによっても開口部１３内のボイドを減少させることができるが、本実施の形態に示した方法によれば、初めから第２の樹脂４０よりも粘度の低い第１の樹脂３０を用いることで、このような真空脱泡工程を省くことができる。なお、本実施の形態に示した方法においても、電子部品２０を回路基板１０に熱圧着した後に真空脱泡を行うことは有効であり、第１の樹脂３０を開口部１３に埋め込んだときに空気を巻き込んでボイドを生じさせてしまった場合であっても、そのボイドを減少させることができる。
【００２８】
ところで、第１の樹脂３０及び第２の樹脂４０は同一の樹脂をベース（主材料）とした上で、それぞれに含有させる無機フィラー量によって粘度の高低を調節することが好ましい。第１の樹脂３０と第２の樹脂４０とは熱圧着時に混じり合うので、第１の樹脂３０と第２の樹脂４０を同一の樹脂ベースとすれば互いに馴染み、回路基板１０と電子部品２０との間の接合を強固なものにすることができる。また、含有させる無機フィラー量の調節は容易であるので、粘度の調整も簡単に行うことができる。なお、第１の樹脂３０の無機フィラー含有量を第２の樹脂４０の無機フィラー含有量よりも少なくすることによって、第１の樹脂３０の粘度を第２の樹脂４０の粘度よりも低くすることができる。また、前述したように、第１の樹脂３０はできるだけ粘度が低いことが好ましく、このためには、第１の樹脂３０の無機フィラー含有量が零であることが望ましい。
【００２９】
ここで、第１の樹脂３０と第２の樹脂４０を同一の樹脂ベースとする場合には、その樹脂材料はフェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等とすることが好ましい。一方、第１の樹脂３０と第２の樹脂４０を同一の樹脂ベースとしない場合には、第１の樹脂の樹脂材料は、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等とすることが好ましく、第２の樹脂の樹脂材料は、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等とすることが好ましい。
【００３０】
また、第１の樹脂３０の粘度を第２の樹脂４０の粘度よりも低くするだけでなく、第１の樹脂３０のチキソ性（チキソ比）を第２の樹脂４０のチキソ性よりも小さくするとよい。これにより第１の樹脂３０に第２の樹脂４０よりも流動し易い性質を与えることができ、レジスト膜１２の開口部１３に埋め込んだ際の空気の巻き込みによるボイドの発生をより効果的に防ぎ得るからである。
【００３１】
次いで、図３を参照して第１の樹脂３０及び第２の樹脂４０の塗布手順の例を示す。図３（ａ）に示す例は、回路基板１０の表面に矩形に形成された溝状の開口部１３を埋めるように「口」の字状に第１の樹脂３０をレジスト膜１２上に塗布した後（図３（ａ）（イ），（ロ））、その「口」の字の中央のスペースに第２の樹脂４０を塗布するものであり（図３（ａ）（ハ））、図３（ｂ）に示す例は、回路基板１０の表面に矩形に形成された溝状の開口部１３を埋めるように「口」の字状に第１の樹脂３０をレジスト膜１２上に塗布した後（図３（ｂ）（イ），（ロ））、その「口」の字の対角線を描くように、「×」状に第２の樹脂４０を塗布するものである（図３（ｂ）（ハ））。
【００３２】
また、図３（ｃ）に示す例は、回路基板１０の表面に矩形に形成された溝状の開口部１３を含むほぼ正方形の形状に第１の樹脂３０を塗布した後（図３（ｃ）（イ），（ロ））、その正方形の中央部に第２の樹脂４０を塗布するものであり（図３（ｃ）（ハ））、図３（ｄ）に示す例は、回路基板１０の表面に矩形に形成された溝状の開口部１３を含むほぼ正方形の形状に第１の樹脂３０を塗布した後（図３（ｄ）（イ），（ロ））、その正方形の対角線を描くように、「×」状に第２の樹脂４０を塗布するものである（図３（ｄ）（ハ））。
【００３３】
第１の樹脂３０及び第２の樹脂４０の塗布手順の例としてここでは上記４つのものを示したが、開口部１３を埋めるように第１の樹脂３０を回路基板１０の表面に塗布した後、電子部品２０を回路基板１０の表面に接着するための第２の樹脂４０をレジスト膜１２上に塗布するものであれば、その他の手順によっても構わない。
【００３４】
なお、上述の実施の形態では、各電極１１は回路基板１０の中央部を囲む四辺形の各辺に相当する位置に並設されているとしていたが、回路基板１０の中央部を挟んで位置する平行な２本の直線に相当する位置に並設されるもの等であってもよい。この場合においても上述した実施の形態に示した本発明における電子部品の実装方法を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明によれば、相隣る電極間の短絡発生の原因となる空洞が生じるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は本発明の一実施の形態における電子部品の実装方法の工程説明図
【図２】本発明の一実施の形態における回路基板の平面図
【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は本発明の一実施の形態における電子部品の実装工程において、第１の樹脂及び第２の樹脂の塗布手順の例を示す回路基板の平面図
【符号の説明】
【００３７】
１０  回路基板
１１  電極
１２  レジスト膜
１３  開口部
２０  電子部品
２１  バンプ
３０  第１の樹脂
４０  第２の樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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