(57)【要約】【課題】実装状態において電子部品の上面を有効に保護することができる電子部品実装構造および電子部品実装方法ならびにこの電子部品実装方法において樹脂突出部を形成するために用いられる樹脂突出部形成用材料を提供すること。【解決手段】基板２に電子部品４を搭載し、電子部品４の電極形成面と基板２の電極形成面との間を熱硬化性樹脂より成る補強樹脂３によって封止した電子部品実装構造の形成において、急速硬化可能な補強樹脂３を基板２上に供給した後に電子部品４を搭載して、補強樹脂３を電子部品４の外側において補強樹脂３が電子部品４の上面よりも上方に突出し、且つ最上部３ｂが電子部品４の外縁４ｂよりも外側に位置する形状ではみ出させる。そしてこの状態の補強樹脂３を急速に熱硬化させることにより、実装状態において電子部品の上面を保護する樹脂突出部３ａを形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続用電極が複数形成された基板に電極が複数形成された電子部品を実装して前記電極を前記接続用電極に電気的に接続し、前記電子部品の電極形成面と前記基板の電極形成面との間を熱硬化性樹脂によって封止した電子部品実装構造であって、前記電子部品の外側において前記熱硬化性樹脂が前記電子部品の上面よりも上方に突出し、且つ最上部が電子部品の外縁よりも外側に位置する形状で硬化して形成された樹脂突出部を備えたことを特徴とする電子部品実装構造。
【請求項２】
前記接続用電極または前記電極が導電性金属より成る突出電極であることを特徴とする請求項１記載の電子部品実装構造。
【請求項３】
接続用電極が複数形成された基板に電極が複数形成された電子部品を実装して前記電極を前記接続用電極に電気的に接続し、前記電子部品の電極形成面と前記基板の電極形成面との間を熱硬化性樹脂によって封止する電子部品実装方法であって、前記基板上の電子部品実装位置に熱硬化性樹脂を供給する樹脂供給工程と、前記電子部品を前記基板に搭載する搭載工程と、前記熱硬化性樹脂を熱硬化させる熱硬化工程とを含み、前記搭載工程において前記電子部品によって熱硬化性樹脂を前記電子部品の上面よりも上方に突出し且つ最上部が電子部品の外縁よりも外側に位置する形状に流動させ、前記熱硬化工程において熱硬化性樹脂を硬化させて略前記形状の樹脂突出部を形成することを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項４】
前記接続用電極または前記電極が導電性金属より成る突出電極であることを特徴とする請求項３記載の電子部品実装方法。
【請求項５】
接続用電極が複数形成された基板に電極が複数形成された電子部品を実装して前記電極を前記接続用電極に電気的に接続し、前記電子部品の電極形成面と前記基板の電極形成面との間を熱硬化性樹脂によって封止した電子部品実装構造において、前記電子部品の外側において前記熱硬化性樹脂が前記電子部品の上面よりも上方に突出し且つ最上部が電子部品の外縁よりも外側に位置する形状で硬化した樹脂突出部を形成するために用いられる樹脂突出部形成用材料であって、樹脂主材と、樹脂主材を硬化させる硬化材と、充填材と、チキソ材とを含み、アミン系、カオチン系もしくはイミダゾール系の前記硬化材を３〜５０ｗｔ％の範囲で含有していることを特徴とする樹脂突出部形成用材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を基板に実装しこの電子部品の電極形成面と基板の電極形成面との間を熱硬化性樹脂によって封止して成る電子部品実装構造および電子部品実装方法ならびにこの電子部品実装方法において樹脂突出部を形成するために用いられる樹脂突出部形成用材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子などの電子部品を基板に実装した電子部品実装構造として、電子部品の下面と基板の上面との間に樹脂接着材を介在させて補強した構成のものが知られている（たとえば特許文献１参照）。この特許文献例では、半導体素子を基板に超音波接合により実装するに際し、あらかじめ実装位置に樹脂接着材を塗布しておき、樹脂接着材上から半導体素子を押圧して超音波接合するとともに、樹脂接着材を硬化させて半導体素子と基板との間を補強するようにしている。これにより、半導体素子と基板との接合強度が向上し、実装信頼性を向上させることができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平３−２４７４２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、半導体素子などの電子部品が実装された実装基板を作業者が取り扱う際には、作業者が実装基板の端部を把持する時の力によって、また何らかの理由で実装基板が他の固形物に打ち当てられた際の衝撃などによって、実装後の電子部品がダメージを受ける可能性がある。このため部品実装後の基板のハンドリング時には、何らかの方法で電子部品の上面側が保護されていることが望ましい。
【０００５】
しかしながら上述例に示す実装構造では、電子部品と基板との接合強度は改善されるものの、上面側については全く保護されておらず、ハンドリング時に破損を招く場合がある。そしてこの破損は、脆弱な薄型の電子部品を採用する場合に特に顕著であり、電子部品の上面を有効に保護する方策が望まれていた。
【０００６】
そこで本発明は、実装状態において電子部品の上面を有効に保護することができる電子部品実装構造および電子部品実装方法ならびにこの電子部品実装方法において樹脂突出部を形成するために用いられる樹脂突出部形成用材料を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品実装構造は、接続用電極が複数形成された基板に電極が複数形成された電子部品を実装して前記電極を前記接続用電極に電気的に接続し、前記電子部品の電極形成面と前記基板の電極形成面との間を熱硬化性樹脂によって封止した電子部品実装構造であって、前記電子部品の外側において前記熱硬化性樹脂が前記電子部品の上面よりも上方に突出し、且つ最上部が電子部品の外縁よりも外側に位置する形状で硬化して形成された樹脂突出部を備えた。
【０００８】
請求項２記載の電子部品実装構造は、請求項１記載の電子部品実装構造であって、前記接続用電極または前記電極が導電性金属より成る突出電極である。
【０００９】
請求項３記載の電子部品実装方法は、接続用電極が複数形成された基板に電極が複数形成された電子部品を実装して前記電極を前記接続用電極に電気的に接続し、前記電子部品の電極形成面と前記基板の電極形成面との間を熱硬化性樹脂によって封止する電子部品実装方法であって、前記基板上の電子部品実装位置に熱硬化性樹脂を供給する樹脂供給工程と、前記電子部品を前記基板に搭載する搭載工程と、前記熱硬化性樹脂を熱硬化させる熱硬化工程とを含み、前記搭載工程において前記電子部品によって熱硬化性樹脂を前記電子部品の上面よりも上方に突出し且つ最上部が電子部品の外縁よりも外側に位置する形状に流動させ、前記熱硬化工程において熱硬化性樹脂を硬化させて略前記形状の樹脂突出部を形成する。
【００１０】
請求項４記載の電子部品実装方法は、請求項３記載の電子部品実装方法であって、前記接続用電極または前記電極が導電性金属より成る突出電極である。
【００１１】
請求項５記載の樹脂突出部形成用材料は、接続用電極が複数形成された基板に電極が複数形成された電子部品を実装して前記電極を前記接続用電極に電気的に接続し、前記電子部品の電極形成面と前記基板の電極形成面との間を熱硬化性樹脂によって封止した電子部品実装構造において、前記電子部品の外側において前記熱硬化性樹脂が前記電子部品の上面よりも上方に突出し且つ最上部が電子部品の外縁よりも外側に位置する形状で硬化した樹脂突出部を形成するために用いられる樹脂突出部形成用材料であって、樹脂主材と、樹脂主材を硬化させる硬化材と、充填材と、チキソ材とを含み、アミン系、カオチン系もしくはイミダゾール系の前記硬化材を３〜５０ｗｔ％の範囲で含有している。
【００１２】
本発明によれば、搭載工程において電子部品によって熱硬化性樹脂を電子部品の上面よりも上方に突出し且つ最上部が電子部品の外縁よりも外側に位置する形状にはみ出させ、熱硬化工程において熱硬化性樹脂を急速に硬化させて樹脂突出部を形成することにより、電子部品の上面側を有効に保護することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１、図２は本発明の一実施の形態の電子部品実装構造の断面図、図３，図４は本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図、図５は本発明の一実施の形態の電子部品実装構造の断面図である。
【００１４】
まず図１を参照して電子部品実装構造１について説明する。電子部品実装構造１は接続用電極２ａが形成された基板２上に、下面に導電性金属より成る突出電極であるバンプ４ａが形成された電子部品４を実装したものである。この電子部品実装構造１においては、バンプ４ａを接続用電極２ａと電気的に接続し、電子部品４の電極形成面と基板２の電極形成面との間を熱硬化性樹脂より成る補強樹脂３によって封止した構造となっている。なお、ここでは電子部品４にバンプ４ａを設けた例を示しているが、基板２の接続用電極にバンプを設ける構成であってもよい。
【００１５】
この電子部品実装構造１において、補強樹脂３は電子部品４の外側にはみ出した形で硬化して樹脂突出部３ａを形成している。図１の拡大図に示すように、樹脂突出部３ａは電子部品４の上面よりも上方に突出し、且つ最上部３ｂが電子部品４の外縁４ｂよりも外側に位置する形状となっている。樹脂突出部３ａは、基板２に実装された後の電子部品４を保護する機能を有している。
【００１６】
すなわち図２（ａ）に示すように、基板２と固形物５が上下方向に相互に接近して打ち当てられたような場合においても、樹脂突出部３ａは電子部品４の上面よりも上方に突出した形状となっているため、固形物５からの外力は電子部品４には直接伝わらず、図２（ｂ）に示すように樹脂突出部３ａによって支持される。これにより、基板２と固定物５とが当接する際に、電子部品４の上面に外力や衝撃が作用することがなく、実装後の電子部品４を有効に保護する。
【００１７】
次に図３、図４を参照して電子部品実装構造１を形成するための電子部品実装方法について説明する。図３（ａ）において、基板２の上面には接続用電極２ａが複数形成されており、基板２の電子部品実装位置には、図３（ｂ）に示すように、補強樹脂３がディスペンサ６を用いた塗布により供給される（樹脂供給工程）。なお補強樹脂３の供給方法としては、補強樹脂３を所定厚さの膜状に成形した樹脂フィルムを基板２に貼着する方法を用いてもよい。
【００１８】
ここで補強樹脂３の材質としては、加熱により急速熱硬化可能な熱硬化性樹脂材料が用いられる。このような熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂などの樹脂主材に、この樹脂主材を急速に熱硬化させる硬化材と、樹脂や無機物のフィラー粒子などを含む充填材と、流動性を調整するためのチキソ材とを加えたものが選定される。
【００１９】
硬化材としては、アミン系、カオチン系もしくはイミダゾール系の硬化材を３〜５０ｗｔ％の範囲で含有させたものが用いられる。これにより、後述する熱硬化工程において２００℃以上に加熱されることにより、急速に熱硬化反応が進行するような硬化材の配合となっており、望ましくは１５０℃時のゲルタイムが２０秒以下となっている。またチキソ材の配合選定に際しては、この熱硬化反応の初期に、補強樹脂３が殆ど流動しないような粘度を保つチキソ材が選定される。
【００２０】
なお、１５０℃時のゲルタイムは、以下のようにして測定する。まずホットプレートを１５０℃程度に加熱し、０．１ｃｍ３程度の試料（補強樹脂３）をホットプレートの中央部にスパチュラーで直径１０ｍｍ程度の略円形状に薄く拡げた後、時間計測を開始する。薄く塗り拡げた試料の中央を横切るように、スパチュラーのエッジで直線状のスリットを入れる。そして試料がゲル化することにより、直線状のスリットが波形状に変化を開始するまでの時間を計測する。このようにして計測された時間が、１５０℃のゲルタイムである。
【００２１】
また後述するように補強樹脂３には、実装後において電子部品４を外力によるダメージから補強する機能が求められることから、十分な接合強度を保証することを目的として、以下に示す強度基準を満たすものが選定される。ここでは、基準部品として１６０８チップ（長さ×幅が、１，６ｍｍ×０．８ｍｍの矩形チップ部品）を用い、測定対象の熱硬化性樹脂材料によって基準部品を、所定条件で実際に接着した状態におけるシェア強度を１６０８強度と定義し、この１６０８強度が０．５ｋｇｆ以上であることを、補強樹脂３の強度基準としている。
【００２２】
１６０８強度の計測方法について説明する。まず基準部品の下面を補強樹脂３が予め０．１ｍｍの膜厚で塗布された樹脂膜に対して押し付け、基準部品の下面に補強樹脂３を転写により塗布する。次いで補強樹脂３が塗布された基準部品を、予め加熱装置によって１５０℃に加熱されたアルミ板に搭載して１０秒間加熱を継続し、補強樹脂３を熱硬化させる。そしてアルミ板を加熱装置から取り外して常温まで冷却した後に、基準部品の長手側面にシェアテスターを当接させてシェア強度を測定した結果を１６０８強度とする。なお、このとき、アルミ板の上面からシェアテスターの先端までの距離は、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度に設定し、シェア速度は５０ｍｍ／ｍｉｎ．程度に設定する。
【００２３】
この後、図３（ｃ）に示すように、搭載ツール７によって電子部品４をバンプ４ａを下向きした姿勢で保持し、補強樹脂３が供給された基板２に対して搭載する（搭載工程）。この搭載工程において、電子部品４が下降して補強樹脂３の上面から内部へ沈み込むことにより、図３（ｄ）に示すように、基板２上の補強樹脂３は電子部品４の下面によって押し除けられ、電子部品４の周囲から外側に向かってはみ出す。なお、搭載ツール７の外形は、電子部品４の外形よりも小さく設定されている。
【００２４】
このとき、補強樹脂３は前述のようにチキソ材を含有して粘性が大きく、したがって基板２の表面における濡れ性が低いことから、はみ出した補強樹脂３は基板２の表面に沿って外側には流動せずに、電子部品４の外縁４ｂの直近位置で上方に向かって盛り上がる形態で流動する（図３（ｄ）に示す矢印参照）。そしてバンプ４ａが接続用電極２ａに着地して搭載が完了した時点では、図４（ａ）に示すように電子部品４の外側に流動した補強樹脂３は、電子部品４の外縁４ｂの外側において最上部３ｂが電子部品４の上面よりも上方に突出した形状の樹脂突出部３ａを形成する。
【００２５】
そして図４（ｂ）に示すように、搭載ツール７に内蔵された加熱手段によって、予め２００℃以上の温度に加熱された状態の電子部品４から、補強樹脂３へ熱が伝わることによって、補強樹脂３は急速に熱硬化し、樹脂突出部３ａは前述の突出形状をほぼ保った状態で硬化する（熱硬化工程）。この熱硬化工程において、補強樹脂３には前述のような硬化材が配合されていることから、熱硬化は極めて短時間（１秒未満）のうちに進行する。
【００２６】
これにより、図４（ｃ）に示すように、樹脂突出部３ａは流動による形崩れを生じることなく、電子部品４の上面よりも突出した形状のまま硬化する。そして実装完了後の基板２のハンドリングや機器への組み付け作業時において、電子部品４の上面側を有効に保護する。ここで、樹脂突出部３ａを完全硬化させて強度を保証するため、搭載ツール７による加熱の後に後加熱処理工程を設けることが望ましい。
【００２７】
なお、前述の例では樹脂突出部３ａの形状として電子部品４の上面側への樹脂の這い上がりが全く無い形状の例を示したが、図５に示すように、電子部品４の上面に多少の樹脂付着が生じた形状であっても、樹脂突出部３’ａの最上部３’ｂが電子部品４に外縁４ｂの外側に位置している限りにおいては、図１に示す樹脂突出部３ａと同様に、電子部品４の上面側を有効に保護することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、搭載工程において電子部品によって熱硬化性樹脂を電子部品の上面よりも上方に突出し、且つ最上部が電子部品の外縁よりも外側に位置する形状にはみ出させ、熱硬化工程において熱硬化性樹脂を急速に硬化させて樹脂突出部を形成するようにしたので、電子部品の上面側を有効に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装構造の断面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装構造の断面図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法の工程説明図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装構造の断面図
【符号の説明】
１  電子部品実装構造
２  基板
２ａ  接続用電極
３  補強樹脂
３ａ  樹脂突出部
３ｂ  最上部
４  電子部品
４ａ  バンプ
【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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