(57)【要約】【課題】電子部品と基板との隙間に充填された樹脂に剥離やクラック、さらには硬化不良が発生することのない電子部品の実装方法、および電子部品モジュールの製造方法を提供すること。【解決手段】可撓性基板９にＩＣチップ８を実装するにあたって、まず、可撓性基板９に対してＩＣチップ８を熱圧着した後、アンダーフィル用の樹脂５を塗布する。次に、仮硬化工程では、樹脂５を仮硬化させた後、テープ状の可撓性基板９をリール１９０に巻き取り、本硬化工程では、可撓性基板９をリール状のままで加熱して樹脂５を硬化させる。その際、仮硬化工程を行った後、樹脂５を仮硬化のまま放置することなく、連続して本硬化工程を行う。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成されたパッドに電子部品のバンプを接続するとともに、前記電子部品と基板との隙間に樹脂を充填した状態とするマウント工程と、前記樹脂を仮硬化させる仮硬化工程と、前記樹脂を本硬化させる本硬化工程とを有する電子部品の実装方法において、
前記仮硬化工程を行った後、前記樹脂の硬化を休止させることなく前記本硬化工程を行うことを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項２】
請求項１において、前記樹脂は熱硬化性樹脂であり、前記仮硬化工程および前記本硬化工程のいずれにおいても前記樹脂を加熱して硬化させることを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項３】
請求項１または２において、前記樹脂は、エポキシ系樹脂であることを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記仮硬化工程では、前記樹脂を仮硬化させながら前記基板をリールに巻き取り、
前記本硬化工程では、前記基板をリール状のまま前記樹脂を硬化させることを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記基板は、可撓性基板であることを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記基板は可撓性基板であり、
前記マウント工程では、テープ状の前記基板に対して電子部品を実装し、
前記仮硬化工程では、前記樹脂を仮硬化させた後、テープ状の前記基板をリール状に巻き取り、
前記本硬化工程では、前記基板をリール状のまま前記樹脂を硬化させることを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかにおいて、前記マウント工程では、前記バンプを前記パッドに熱圧着して当該パッドと前記バンプとを金属接合させた後、前記電子部品と前記基板との隙間にアンダーフィル用の前記樹脂を充填することを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかにおいて、前記電子部品は、半導体チップであることを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに規定する実装方法を用いた電子部品モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣチップなどの電子部品の実装方法、この実装方法を用いた電子部品モジュールの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器において、回路基板に対する電子部品の実装構造、および実装方法については多くのものが提案され、実用化されている。例えば、回路基板が可撓性基板の場合には、図５に示すように、リール１８０に巻かれたテープ状の可撓性基板９を別のリール１９０に巻き上げながら、可撓性基板９に形成されたパッド９０に対して電子部品としてのＩＣチップ８のバンプ８０をステージ１２とヘッド１３０との間で熱圧着してパッド９０とバンプ８０とを金属接合させた後、ディスペンサ１４０によってＩＣチップ８と可撓性基板９との隙間にアンダーフィル用の樹脂５を充填し、次に、ベルト炉１５０内で樹脂５を加熱して仮硬化させる。そして、樹脂５を仮硬化した後の可撓性基板９をリール１９０に巻き取った後は、次に行う本硬化工程まで室温で待機させる。そして、本硬化工程では、樹脂５を仮硬化した後の可撓性基板９を巻き取ったリール１９０を複数本、まとめて高温槽１７０内で加熱し、樹脂５を本硬化させる。（特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
特公昭６２−２５０９０号公報（第２−４頁）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、仮硬化の樹脂５は未だ接着力が弱く、かつ、仮硬化の樹脂５を冷却すると大きな応力が発生するにもかかわらず、従来の実装方法では、樹脂５を仮硬化した後の可撓性基板９を巻き取ったリール１９０を室温で放置するため、樹脂５に剥離やクラックが発生するという問題点がある。
【０００５】
また、樹脂５として酸無水物硬化系エポキシ樹脂を用いた場合、以下の化学式（１）で示される硬化反応が起こるが、樹脂を仮硬化した後の可撓性基板を室温で放置すると、化学式（２）で示すように、酸無水物硬化剤が空気中の水分によって加水分解してしまい、本硬化工程において樹脂５が硬化しないという問題が発生する。
【０００６】
【化１】
2004119502.tif 000003
【０００７】
【化２】
2004119502.tif 000004
【０００８】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、電子部品と基板との隙間に充填された樹脂に剥離やクラック、さらには硬化不良が発生することのない電子部品の実装方法、および電子部品モジュールの製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、可撓性基板などといった基板上に形成されたパッドに電子部品のバンプを接続するとともに、前記電子部品と基板との隙間に樹脂を充填した状態とするマウント工程と、前記樹脂を仮硬化させる仮硬化工程と、前記樹脂を本硬化させる本硬化工程とを有する電子部品の実装方法において、前記仮硬化工程を行った後、前記樹脂の硬化を休止させることなく前記本硬化工程を行うことを特徴とする。
【００１０】
本発明では、仮硬化工程を行った後、樹脂の硬化を休止することなく本硬化工程を行うため、樹脂は、仮硬化状態におかれない。従って、仮硬化の樹脂は未だ接着力が弱く、かつ、仮硬化の樹脂を冷却すると大きな応力が発生する傾向にあっても、本発明によれば、樹脂に剥離やクラックが発生するという問題を回避できる。
【００１１】
本発明において、前記樹脂が熱硬化性樹脂である場合には、前記仮硬化工程および前記本硬化工程のいずれにおいても前記樹脂を加熱して硬化させる。
【００１２】
本発明は、前記樹脂が酸無水物硬化系エポキシ樹脂である場合に適用すると、より顕著な効果が得られる。すなわち、樹脂を仮硬化した後、放置すると、酸無水物硬化剤が空気中の水分によって加水分解してしまい、本硬化工程において樹脂が硬化しないという問題が発生するが、本発明では、仮硬化工程に引き続いて本硬化工程を行うため、エポキシ系樹脂の酸無水物硬化剤が空気中の水分によって劣化することがない。それ故、本硬化工程において樹脂が硬化しないという問題を回避できる。
【００１３】
本発明において、前記仮硬化工程では、前記樹脂を仮硬化させた後、前記基板をリールに巻き取り、前記本硬化工程では、前記基板をリール状のまま前記樹脂を硬化させることが好ましい。この場合、基板が単品サイズの剛性基板あるいは単品サイズの可撓性基板の場合には、他の支持部材で基板を支持してリール状にすればよい。
【００１４】
これに対して、前記基板がテープ状の可撓性基板である場合には、前記マウント工程では、テープ状の前記基板に対して電子部品を実装し、前記仮硬化工程では、前記樹脂を仮硬化させた後、テープ状の前記基板をリールに巻き取り、前記本硬化工程では、前記基板をリール状のまま前記樹脂を硬化させればよい。
【００１５】
本発明において、前記マウント工程では、前記パッドと前記バンプとを半田で接続してもよいが、前記バンプを前記パッドに熱圧着して当該パッドと前記バンプとを金属接合させた後、前記電子部品と前記基板との隙間にアンダーフィル用の前記樹脂を充填してもよい。
【００１６】
本発明に係る実装方法は、例えば、前記電子部品としての半導体チップを基板に実装するのに適用することができる。
【００１７】
また、本発明に係る実装方法は、例えば、液晶装置などといった電気光学装置に用いられる電子部品モジュールを製造するのに用いることができ、このような電子部品モジュールは、ＩＣカード、あるいは液晶装置など各種広い範囲にわたって利用できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電子部品の実装方法、およびこの実装方法を採用した電子部品モジュールの製造方法として、ＩＣチップを電子部品として可撓性基板に実装してＩＣモジュールを製造する例を説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係るＩＣチップの実装方法、およびＩＣモジュールの製造方法を示す説明図である。
【００２０】
本形態のＩＣモジュール（ＩＣモジュール）の製造には、図１に示すように、ＩＣチップ８（電子部品）を実装する基板として、リール状に巻かれた可撓性基板９を用いる。この可撓性基板９に形成されているパッド９０は、表面にＡｕめっきやＳｎめっきが施され、ＩＣチップ８に形成されているバンプ８０の表面は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕなどから形成されている。
【００２１】
本形態において、可撓性基板９にＩＣチップ８を実装するための実装装置１００は、テープ状の可撓性基板９が巻かれたリール１８０から可撓性基板９を繰り出す基板繰り出し部１１０と、この基板繰り出し部１１０から繰り出された可撓性基板９を緊張させた状態のままリール１９０に巻き上げる基板巻上げ部１６０とを有している。また、実装装置１００は、可撓性基板９の搬送方向における上流側にステージ１２０および圧着ヘッド１３０を備える接合部と、その中流側でＩＣチップ８と可撓性基板９との間にアンダーフィル用の樹脂５を供給するディスペンサ１４０と、その下流側で樹脂を加熱して仮硬化させるベルト炉１５０とを有している。さらに、実装装置１００は、仮硬化後の樹脂５を加熱して樹脂５を本硬化させる恒温槽１７０を有しており、本形態では、この恒温槽１７０内に基板巻上げ部１６０が配置され、かつ、ベルト炉１５０の出口も恒温槽１７０内に位置している。
【００２２】
このように構成した実装装置１００を用いて可撓性基板９にＩＣチップ８を実装するには、基板繰り出し部１１０からは、リール状に巻回された可撓性基板９が間欠的に繰り出され、それに合わせて、基板巻上げ部１６０では、可撓性基板９が別のリール１９０に巻き上げられていく。
【００２３】
その間に、マウント工程では、可撓性基板９上に形成されたパッド９０に対してＩＣチップ８のバンプ８０をステージ１２０とヘッド１３０との間で熱圧着してパッド９０とバンプ８０とを金属接合させた後（接合工程）、ディスペンサ１４０を用いてＩＣチップ８の周りにアンダーフィル用の樹脂５を塗布し、毛細現象により樹脂５をＩＣチップ８と可撓性基板９との隙間に充填する（アンダーフィル工程）。
【００２４】
次に、仮硬化工程として、ベルト炉１５０内で、１５０℃、３分の条件で樹脂５を加熱して仮硬化させる。その際、樹脂５を仮硬化した後の可撓性基板９をリール１９０に巻き取る。
【００２５】
次に、本硬化工程を行うが、本形態では、ベルト炉１５０の出口、および基板巻上げ部１６０が本硬化用の恒温槽１７０内に配置されており、本硬化工程では、樹脂５を仮硬化した後の可撓性基板９を巻き取ったリール１９０を室温放置することなく、そのまま恒温槽１７０内で加熱し、１５０℃、３０分の条件で樹脂５を本硬化させる。
【００２６】
しかる後には、図示を省略するが、恒温槽１７０内からリール１９０を取り出して冷却し、可撓性基板９を所定サイズに切断してＩＣモジュールとする。
【００２７】
このように本形態では、仮硬化工程を行った後、樹脂５を冷却することなく、本硬化工程を行うため、樹脂５は、仮硬化状態におかれない。従って、仮硬化の樹脂５は未だ接着力が弱く、かつ、仮硬化の樹脂５を冷却すると大きな応力が発生する傾向にあっても、本形態によれば、樹脂５に剥離やクラックが発生するという問題を回避できる。
【００２８】
また、アンダーフィル用の樹脂５としてエポキシ系樹脂を用いた場合でも、本形態では、仮硬化工程に引き続いて本硬化工程を行うため、酸無水物硬化系エポキシ樹脂の酸無水物硬化剤が空気中の水分によって劣化することがない。それ故、本硬化工程において樹脂５が硬化しないという問題を回避できる。
【００２９】
さらに本形態においては可撓性基板９としてテープ状のもの用い、マウント工程では、このテープ状の可撓性基板９に対してＩＣチップ８を実装し、仮硬化工程では、樹脂５を仮硬化させた後、テープ状の可撓性基板９をリール１９０に巻き取り、本硬化工程では、可撓性基板９をリール状のままで樹脂５を硬化させる。このため、マウント工程を連続して行っても、手間をかけずに可撓性基板９を連続的にリール１９０に巻き取ることができるので、ＩＣチップ８の実装工程を効率よく行うことができる。
【００３０】
［その他の実施の形態］
上記形態では、可撓性基板としてテープ状のものを用いたので、テープ状の可撓性基板をそのままリール状に巻き取ることができたが、基板が剛性基板、あるいは単品サイズの可撓性基板の場合には、そのままではリール状に巻回できない。このような場合には、他の支持部材で基板を裏面側から支持し、あるいは支持部材で基板を連結してリール状に巻き上げればよい。
【００３１】
また上記形態では、電子部品としてＩＣチップを実装する場合を例に説明したが、その他の電子部品を用いて電子部品モジュールを製造するのに本発明を適用してもよい。
【００３２】
さらに本発明は、仮硬化工程を行った後、樹脂の硬化を休止させることなく本硬化工程を行うことに特徴するもので、樹脂としては、熱硬化系樹脂全てに適用でき、エポキシ系樹脂に限定されるものではない。
【００３３】
［液晶装置の構成］
本発明を適用して得られたＩＣモジュールの用途の一例として、パッシブマトリクス型の液晶装置を説明する。
【００３４】
図２および図３はそれぞれ、本発明を適用した液晶装置の斜視図、および分解斜視図である。図４は、本発明を適用した液晶装置を図２のＩ−Ｉ′線で切断したときのＩ′側の端部の断面図である。なお、図２および図３には、電極パターンおよび端子などを模式的に示してあるだけであり、実際の液晶装置では、より多数の電極パターンや端子が形成されている。
【００３５】
図２および図３において、本形態の液晶装置１は、携帯電話などの電子機器に搭載されているパッシブマトリクスタイプの液晶表示装置である。この液晶装置１に用いたパネル１′において、所定の間隙を介してシール材３０によって貼り合わされた矩形の無アルカリガラス、耐熱ガラス、石英ガラスなどのガラス基板からなる一対の基板１０、２０間には、シール材３０によって液晶封入領域３５が区画されているとともに、この液晶封入領域３５内に電気光学物質として液晶３６が封入されている。シール材３０は、基板間に液晶３６を注入するための注入口３２として一部が途切れているが、この注入口３２は、基板間に液晶３６を注入した後、塗布、硬化された封止材３１で塞がれている。
【００３６】
ここに示す液晶装置１は透過型の例であり、第２の基板２０の外側表面に偏光板６１が貼られ、第１の基板１０の外側表面にも偏光板６２が貼られている。また、第２の基板２０の外側にはバックライト装置２が配置されている。
【００３７】
第１の基板１０は、図４に示すように、第１の電極パターン４０と第２の電極パターン５０との交点に相当する領域に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタ層７Ｒ、７Ｇ、７Ｂが形成されたカラーフィルタ基板であり、これらのカラーフィルタ層７Ｒ、７Ｇ、７Ｂの表面側には、絶縁性の平坦化膜１３、第１の電極パターン４０、および配向膜１２がこの順に形成されている。また、各カラーフィルタ層７Ｒ、７Ｇ、７Ｂの境界部分には、各カラーフィルタ層７Ｒ、７Ｇ、７Ｂの下層側に遮光膜１６が形成されている。これに対して、第２の基板２０には、第２の電極パターン５０、オーバーコート膜２９、および配向膜２２がこの順に形成されている。
【００３８】
本形態の液晶装置１において、第１の電極パターン４０および第２の電極パターン５０はいずれも、ＩＴＯ膜（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）に代表される透明導電膜によって形成されている。なお、第２の電極パターン５０の下に絶縁膜を介してパターニングされたアルミニウム等の膜を薄く形成すれば、半透過・半反射型の液晶装置を構成できる。さらに、偏向板６１に半透過反射板をラミネートすることでも半透過・半反射型の液晶装置１を構成できる。さらにまた、第２の電極パターン５０の下に反射性の膜を配置すれば、反射型の液晶装置を構成でき、この場合には、第２の基板２０の裏面側からバックライト装置２を省略すればよい。
【００３９】
再び図２および図３において、本形態の液晶装置１では、外部からの信号入力および基板間の導通のいずれを行うにも、第１の基板１０および第２の基板２０の同一方向に位置する各基板辺１０１、２０１付近に形成されている第１の端子形成領域１１および第２の端子形成領域２１が用いられる。
【００４０】
従って、第２の基板２０としては、第１の基板１０よりも大きな基板が用いられ、第１の基板１０と第２の基板２０とを貼り合わせたときに第１の基板１０の基板辺１０１から第２の基板２０が張り出す部分２５を利用して、図４に示すように、可撓性基板９からなる回路基板に、駆動用ＩＣとしてのＩＣチップ８を本発明に係る方法で実装したＩＣモジュール３が接続されている。
【００４１】
［その他の使用例］
なお、本発明を適用したＩＣモジュールは、液晶装置の他、ＩＣカードなどに使用することもできる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、仮硬化工程を行った後、樹脂を冷却することなく、本硬化工程を行うため、樹脂は、仮硬化状態のまま放置されない。従って、仮硬化の樹脂は未だ接着力が弱く、かつ、仮硬化の樹脂を冷却すると大きな応力が発生する傾向にあっても、本発明によれば、樹脂に剥離やクラックが発生するという問題を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＩＣチップの実装方法、およびＩＣモジュールの製造方法を示す説明図である。
【図２】ＩＣモジュールを備えた液晶晶装置の斜視図である。
【図３】図２に示す液晶装置の分解斜視図である。
【図４】図２に示す液晶装置をＩ−Ｉ′線で切断したときのＩ′側の端部の断面図である。
【図５】従来のＩＣチップの実装方法、およびＩＣモジュールの製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
５　樹脂
８　ＩＣチップ
９　可撓性基板
８０　バンプ
９０　パッド
１００　実装装置
１８０、１９０　リール
１１０　基板繰り出し部
１２０　ステージ
１３０　圧着ヘッド
１４０　ディスペンサ
１５０　ベルト炉
１６０　基板巻上げ部
１７０　恒温槽
【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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