(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム状接着剤の流動性を判定して前記フィルム状接着剤を評価する方法において、
前記フィルム状接着剤の表面に流動性の判定基準となる溝を形成し、
前記溝が形成されたフィルム状接着剤を顕微鏡で観察しながら昇温し、
前記フィルム状接着剤が溶け出す溶融温度と、溶融した前記フィルム状接着剤により前記溝が埋められて消滅する消滅温度とを求め、
前記フィルム状接着剤の前記溶融温度と前記溝の前記消滅温度との温度範囲に基づいて、前記フィルム状接着剤の流動性を判定することを特徴とするフィルム状接着剤の評価方法。
【請求項２】
前記フィルム状接着剤が、配線基板あるいは半導体パッケージに使用される接着剤であることを特徴とする請求項１に記載のフィルム状接着剤の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルム状接着剤の流動性を判定してフィルム状接着剤を評価する方法に関し、特に配線基板および半導体パッケージに用いられるフィルム状接着剤の評価方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話やモバイルコンピュータ等の電子機器の小型・軽量化に伴い、半導体デバイスや半導体チップの実装形態にも小型化が求められてる。この要求に対し、パッケージサイズを半導体チップと同等あるいは半導体チップより僅かに大きいサイズとしたＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）が一部実用化されている。中でもパッケージ内部の半導体チップとＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープの間に低弾性エラストマを配したＣＳＰは、半導体チップとボードの間の熱膨張差による応力を緩和する作用を持つため信頼性が高く、広く使用されている。
【０００３】
このような低弾性エラストマとしては、チップ接着剤を兼ねたフィルム状接着剤がある。このフィルム状接着剤は、半導体チップの微細パターンが形成されている面もしくは微細パターンの無い面と、ＴＡＢテープのパターンが形成されている面もしくはパターンの無い面を接続しなければならない。従って、フィルム状接着剤は、半導体チップとＴＡＢテープを接着するという機能と共にパターンを埋め込むという機能を有する必要がある。
一般的に接着剤は、各ロット毎にそれぞれ弾性率や熱膨張係数、接着剤厚さや接着強度等の情報が添付されている。そこで、従来は、これらの情報を基にフィルム状接着剤の上記機能を評価している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来のフィルム状接着剤の評価方法によれば、以下の問題がある。上述したようにフィルム状接着剤は、半導体チップとＴＡＢテープを接着するという機能と共にパターンを埋め込むという機能を有する必要がある。このために従来のフィルム状接着剤の評価方法では、フィルム状接着剤の一般的な物理特性である弾性率や熱膨張係数、接着剤厚さや接着強度等の値が明らかでも、接着し埋め込むという機能に対して十分評価しているとは言いがたい。すなわち、同じ物理特性を持つフィルム状接着剤でも、実際には加圧し温度を加え接着するというプロセスを有する接着の場合、同じような接着性が得られないという問題が発生している。
【０００５】
従って、接着し埋め込むという機能に対する評価を十分にするには、フィルム状接着剤の物理特性はもちろんであるが、温度、圧力、時間等の接着条件も重要となってくる。特に、同じような接着性が得られないという問題は、圧力に対するフィルム状接着剤の挙動も一つの要因であるが、温度に対するフィルム状接着剤の挙動、すなわち流動性がより直接的な原因である。
【０００６】
この流動性を測定する方法の一つに粘弾性測定法がある。この粘弾性測定法は、サンプルに一定のせん断荷重を加えた状態で系の温度を上げていくことにより、温度と粘弾性の関係を測定する方法である。フィルム状接着剤は、通常貼付け後に一定の温度と時間をかけることで硬化させ安定状態にするが、実際に貼り付ける際には硬化の進んでいないＢステージという状態である。
【０００７】
このため、Ｂステージの粘弾性特性を測定しなければ実際の貼付けに活かせるデータにはならず、結局、フィルム状接着剤を十分に評価していることにはならない。しかし、粘弾性測定法では温度を上昇させながら粘弾性測定を行うため、測定中にフィルム状接着剤の硬化が進行してしまい、Ｂステージの粘弾性を測定することは困難であるという問題がある。
【０００８】
従って、本発明の目的は、フィルム状接着剤の流動性を的確に判定して、フィルム状接着剤の十分な評価を得ることができるフィルム状接着剤の評価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】
本発明は、上記目的を実現するため、フィルム状接着剤の流動性を判定して前記フィルム状接着剤を評価する方法において、前記フィルム状接着剤の表面に流動性の判定基準となる溝を形成し、前記溝が形成されたフィルム状接着剤を顕微鏡で観察しながら昇温し、前記フィルム状接着剤が溶け出す溶融温度と、溶融した前記フィルム状接着剤により前記判定基準溝が埋められて消滅する消滅温度とを求め、前記フィルム状接着剤の前記溶融温度と前記溝の前記消滅温度との温度範囲に基づいて、前記フィルム状接着剤の流動性を判定することを特徴とするフィルム状接着剤の評価方法を提供する。
【００１０】
上記構成によれば、使用するフィルム状接着剤そのものの溶融状態を視覚的にとらえることにより、フィルム状接着剤の流動性を判定するようにしている。このため、フィルム状接着剤の最適な貼付け条件を決定することができると同時に、最適貼付け条件に合ったフィルム状接着剤と最適貼付け条件に合わないフィルム状接着剤を容易に選別することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のフィルム状接着剤の評価方法の実施形態を実現する評価装置を示す概略構成図である。
このフィルム状接着剤の評価装置１０は、加熱冷却ステージ型顕微鏡１１、画像表示装置１２、画像記録装置１３およびコンピュータ１４を備えている。
【００１２】
加熱冷却ステージ型顕微鏡１１は、観察対象物を載置する加熱冷却可能なステージおよびステージ上の観察対象物を撮像する撮像カメラ等を備えており、ステージ上の観察対象物を例えば室温から２００°Ｃまで加熱あるいは室温から−３０°Ｃまで冷却しながら観察することができるようになっている。画像表示装置１２は、加熱冷却ステージ型顕微鏡１１の撮像カメラに接続されており、加熱冷却ステージ型顕微鏡１１のステージ上の観察対象物を拡大表示すると同時に、観察対象物の温度変化を数値表示するようになっている。
【００１３】
画像記録装置１３は、画像表示装置１２に接続されており、画像表示装置１２に表示された画像を磁気テープあるいは磁気ディスク等に記録するようになっている。コンピュータ１４は、加熱冷却ステージ型顕微鏡１１、画像表示装置１２、画像記録装置１３にそれぞれ接続されており、各装置１１、１２、１３の動作を制御するようになっている。
【００１４】
図２は、本発明のフィルム状接着剤の評価方法の実施形態を示すフローチャートであり、図３〜図５を参照しながら評価手順について説明する。ここで、図３は、フィルム状接着剤に対して予め施しておく前処理方法を示す図、図４は、加熱冷却ステージ型顕微鏡に対するフィルム状接着剤のセット方法を示す図、図５は、フィルム状接着剤の状態変化を示す図である。
【００１５】
先ず、図３に示すように、観察対象物であるフィルム状接着剤１の表面に流動性の判定基準となる溝２を付ける（ステップＳ１）。このフィルム状接着剤１は、図３のように１ｃｍ角程度に予め切断しておく。判定基準溝２の形状は、判定の容易性から図３のように１ｍｍ程度の格子状に形成することが好ましいが、加熱冷却ステージ型顕微鏡１１にて観察可能な範囲であれば基本的に任意の形状で構わない。例えば線状のものが１本あれば判定可能である。また、判定基準溝２の深さは、フィルム状接着剤１の流動性や厚みによって適切な深さが異なるが、おおよそフィルム状接着剤１の厚さの１／３〜１／１０程度が適当である。
【００１６】
続いて、図４に示すように、判定基準溝２が形成されたフィルム状接着剤１を層間材３を介して加熱冷却ステージ型顕微鏡１１のステージ１１ａ上にセットする（ステップＳ２）。この層間材３を介する理由は、フィルム状接着剤１をステージ１１ａ上に直接セットしても構わないが、フィルム状接着剤１がステージ１１ａを汚染するおそれがあるからである。層間材３の材料としては、ステージ１１ａに設定された最高温度でも溶融せず、平坦度が高く、かつステージ１１ａとフィルム状接着剤１との温度差を生じさせない材料であれば良く、例えば厚さ０．１ｍｍ以下の金属若しくは耐熱ガラスが好ましい。
【００１７】
次に、ステージ１１ａを加熱して、フィルム状接着剤１の温度を徐々に上昇させ（ステップＳ３）、この昇温過程におけるフィルム状接着剤１の状態を画像表示装置１２で観察する（ステップＳ４）。すなわち、図５に示すように、温度の上昇（ｖ＜ｗ＜ｘ＜ｙ＜ｚ）と共にフィルム状接着剤１が溶け始めると、判定基準溝２内に流れ出し、判定基準溝２を埋めて最終的には消滅させるので、その様子を観察する。
【００１８】
そして、フィルム状接着剤１が溶け出す温度と、判定基準溝２が完全に無くなる温度を見極めて決定し、それらの間の温度をフィルム状接着剤１の貼付け温度として決定する（ステップＳ５）。以降は、上記フィルム状接着剤１の溶融温度と判定基準溝２の消滅温度との温度範囲に基づいて、フィルム状接着剤１の流動性を判定することにより、同一の接着性を有するフィルム状接着剤１を選択することが可能となる。また、同一ロットのフィルム状接着剤１にかかわらず、明らかに溶融温度が異なる場合には、そのロットのフィルム状接着剤１は不良として扱うことが可能となる（ステップＳ６）。
【００１９】
従って、フィルム状接着剤１の流動性の判定結果から、フィルム状接着剤１が持つ接着し埋め込むという機能に対する十分な評価を得ることができるようになる。このとき、画像記録装置１３に昇温過程におけるフィルム状接着剤１の状態変化の画像を取込んでいるので、上記判定の確認を容易かつ的確に行うことができる。
【００２０】
なお、上述した実施形態では、目視により昇温過程におけるフィルム状接着剤１の状態変化を観察して、フィルム状接着剤１が溶け出す温度と、評価基準溝２が完全に無くなる温度を決定するようにしているが、例えばコンピュータ１４による画像解析により各温度を決定するようにすれば、より精度の高い評価を得ることが可能となる。
【００２１】
また、フィルム状接着剤１の粘度が高い場合は、昇温してもフィルム状接着剤１はその場にとどまるので、判定基準溝２を埋めるだけで済む。ところが、フィルム状接着剤１の粘度が低い場合は、フィルム状接着剤１とヒーターの間に挟む材質の濡れ性とも関係してくるが、昇温したときにその場にとどまることができずに外部に流れ出してしまう。このような場合には、流れ出す温度と流れ出す量によってそのフィルム状接着剤１の特性を決定するようにする。
【００２２】
また、本発明は、半導体パッケージに主に用いられるポッティングレジンの評価にも応用可能である。この場合、ヒーターとポッティングレジンの間に測定目盛付の層間材料を挿入することにより、ポッティングレジンの流れ出す温度、量を正確に把握することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、フィルム状接着剤が極めて簡単に評価できるようになり、フィルム状接着剤を使用する、例えば、配線基板および半導体パッケージの不良率を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフィルム状接着剤の評価方法の実施形態を実現する評価装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明のフィルム状接着剤の評価方法の実施形態を示すフローチャートである。
【図３】図２の評価手順におけるフィルム状接着剤に対して予め施しておく前処理方法を示す図である。
【図４】図２の評価手順における加熱冷却ステージ型顕微鏡に対するフィルム状接着剤のセット方法を示す図である。
【図５】図２の評価手順におけるフィルム状接着剤の状態変化を示す図である。
【符号の説明】
１  フィルム状接着剤
２  判定基準溝
３  層間材
１０  フィルム状接着剤の評価装置
１１  加熱冷却ステージ型顕微鏡
１１ａ  ステージ
１２  画像表示装置
１３  画像記録装置
１４  コンピュータ
【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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