(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面側に突起状電極（１１）が形成された電子部品（１０）を用意し、前記突起状電極の先端側に導電性接着剤（３０）を転写することにより付着させる工程と、
続いて、前記電子部品の一面を基板（４０）の一面と対向させ、前記導電性接着剤が付着した前記突起状電極の先端側を、前記基板の一面側に形成された導体部（４１）に電気的に接続する工程とを実行する電子部品の実装方法において、
前記突起状電極としてその根元と先端との間の部位がくびれたくびれ部となっているものを用意し、
前記突起状電極に対応した位置に前記突起状電極を挿入可能な穴部（２１）が形成され、且つ、この穴部の内面が前記突起状電極よりも前記導電性接着剤との密着性の低い型部材（２０）を用意し、
この穴部内に前記導電性接着剤を充填し、
続いて、前記突起状電極の先端側を前記穴部へ挿入した後、前記くびれ部で前記導電性接着剤をすくうように前記突起状電極の先端側を前記穴部から引き出すことにより、前記導電性接着剤の転写を行うことを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項２】
前記型部材（２０）における前記穴部（２１）の内面は、フッ素系樹脂よりなる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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品の一面側に形成された突起状電極に導電性接着剤を転写した後、この導電性接着剤を介して、電子部品を基板上に搭載する電子部品の実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の電子部品の実装方法としては、例えばフリップチップ実装方法がある。これは、電子部品としてのＩＣチップの一面に突起状電極を形成しておき、搭載する基板表面に半田ペーストを印刷した後、ＩＣチップを、突起状電極を下にして（フェースダウン）基板表面上に搭載し、加熱して半田を溶融させ、接続するものである。
【０００３】
近年、フリップチップ実装において半田による接続に代わる手法として、導電性接着剤による接続方法が採用されてきている。導電性接着剤による接続は、半田接続に比べて、Ｐｂ（鉛）を使用しないため環境問題に対応可能なこと、洗浄を廃止できること、コストを低減できること等の利点がある。
【０００４】
しかしながら、導電性接着剤は、半田のように、加熱時に溶融することはなく、また、特定の金属に濡れるという特性も併せ持たないため、フリップチップ実装における印刷精度は、半田接続よりも高精度が要求される。そのため、突起状電極のピッチが狭くなってくると、基板への導電性接着剤の印刷精度を確保することが困難となり、導電性接着剤を基板側へ印刷して供給する方法は、もはや採用できなくなる。
【０００５】
このような場合、基板側へ導電性接着剤を供給するのではなく、突起状電極側へ導電性接着剤を転写する方法が採用される。この転写を採用した従来の一般的な実装方法を、図６に概略断面にて示す。まず、導電性接着剤Ｊ１を容器等に入れて、表面が水平となるようにならす。そして、フリップチップＪ２を、突起状電極Ｊ３を下向きにして導電性接着剤Ｊ１の水平面に降ろし、突起状電極Ｊ３の先端側を導電性接着剤Ｊ１内に埋め込む（図６（ａ）及び（ｂ））。
【０００６】
続いて、フリップチップＪ２を引き上げることにより、突起状電極Ｊ３に導電性接着剤Ｊ１が転写され付着する（図６（ｃ））。しかる後、導電性接着剤Ｊ１が付着した突起状電極Ｊ３の先端側を、基板Ｊ４のランド（導体部）Ｊ５上に降ろし（図６（ｄ））、突起状電極Ｊ３とランドＪ５とを、導電性接着剤Ｊ１を介して接着する。こうして、チップＪ２と基板Ｊ４のランドＪ５とが電気的に接続される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者等の検討によれば、上記図６に示したような転写による実装方法においては、次のような問題が生じることがわかった。即ち、例えば、突起状電極Ｊ３と導電性接着剤Ｊ１との密着性が低い場合、あるいは、導電性接着剤Ｊ１として粘度が低いものを使用する場合には、突起状電極Ｊ３に付着する導電性接着剤Ｊ１の量が少なくなってしまう。
【０００８】
また、図７（ａ）に示す様に、基板Ｊ４に反り等による高さのばらつきが発生した場合には、ランドＪ５と導電性接着剤Ｊ１との接触面積が少ない部分において、電気的な接続が不十分となったりする。これらの不具合に対して、図７（ｂ）に示す様に、突起状電極Ｊ３の形状を工夫して、転写の際に導電性接着剤Ｊ１をすくい易くし、転写量を多くすることも考えられるが、突起状電極Ｊ３の形状を所望のものとするために、余分な工程が必要となる。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、電子部品の一面側に形成された突起状電極に導電性接着剤を転写した後、この導電性接着剤を介して、電子部品を基板上に搭載する電子部品の実装方法において、突起状電極の形状に依存することなく、突起状電極への導電性接着剤の転写量を増加させることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明においては、突起状電極（１１）としてその根元と先端との間の部位がくびれたくびれ部となっているものを用意し、導電性接着剤（３０）を収納する容器として、電子部品（１０）の突起状電極（１１）に対応した位置に突起状電極を挿入可能な穴部（２１）が形成され、且つ、この穴部の内面が突起状電極よりも導電性接着剤との密着性の低い型部材（２０）を用意し、この穴部内に導電性接着剤を充填し、続いて、突起状電極の先端側を穴部へ挿入した後、上記のくびれ部で導電性接着剤をすくうように突起状電極の先端側を穴部から引き出すことにより、導電性接着剤の転写を行うことを特徴としている。
【００１１】
それによれば、導電性接着剤が充填された穴部へ突起状電極を穴部へ挿入した後、突起状電極を穴部から引き出す際に、穴部の内面は、突起状電極よりも導電性接着剤との密着性が低いため、導電性接着剤の多くが突起状電極に密着した状態で、穴部から離れる。
【００１２】
ちなみに、従来では、導電性接着剤から突起状電極を引き上げる際には、突起状電極に接触した導電性接着剤の一部が、同じ導電性接着剤から引きちぎられることにより、突起状電極に付着する。それに比べて、本発明では、導電性接着剤が穴部内に留まろうとする力は極めて弱くなる。また、突起状電極（１１）を、その根元と先端との間の部位がくびれたくびれ部となっているものとし、このくびれ部で導電性接着剤をすくうようにすれば、導電性接着剤をすくい易くできる。
【００１３】
よって、本発明によれば、突起状電極の形状に依存することなく、突起状電極への導電性接着剤の転写量を増加させることができる。このような型部材（２０）における前記穴部（２１）の内面としては、請求項２の発明のように、突起状電極（１１）よりも導電性接着剤（３０）との密着性が低いフッ素系樹脂よりなるものを用いることができる。
【００１５】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電子部品の実装方法を示す工程図（概略断面図）である。以下、本実装方法について、図１を参照しながら工程順に説明する。
【００１７】
まず、図１（ａ）に示す様に、電子部品１０及び型部材２０を用意する。電子部品１０としては、ＩＣチップ、フリップチップ等を採用できる。この電子部品１０の一面１０ａ側には、ボールボンディング法等を用いて形成された金バンプ等よりなる突起状電極１１が形成されている。図示例の突起状電極１１は、導電性接着剤３０をすくい易くするために、くびれ部を持った形状となっている。
【００１８】
型部材２０は、導電性接着剤３０を収納する容器としての役目を担うものであり、転写の際に電子部品１０の一面１０ａと対向する面には、電子部品１０の突起状電極１１に対応した位置に、開口した穴部２１が形成されている。この穴部２１の内径は、突起状電極１１の先端側の外径よりも大きく、穴部２１内へ突起状電極１１の先端側が挿入可能となっている。
【００１９】
また、穴部２１は、図１のように底のあるもの（つまり凹部）でも、無いもの（つまり貫通穴）でもよく、突起状電極１１の先端側を挿入可能な開口部であればよい。この穴部２１の内面を含む型部材２０の表面は、突起状電極１１よりも導電性接着剤３０との密着性が低い離型材層２２により、被覆されている。そして、穴部２１内には、導電性接着剤３０が充填されている。
【００２０】
ここで、例えば、型部材２０の本体は樹脂や金属等よりなり、離型材層２２はフッ素系の樹脂等よりなる。また、導電性接着剤３０は、例えばエポキシ等の熱硬化性樹脂中に、Ａｇ、Ａｇ／Ｐｄ、Ａｇ／Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ等を導電性フィラーとして混入し、これらの物理的接触によって導電性を得るようにした接着剤である。
【００２１】
この型部材２０は、例えば、本体に対し切削加工や穴あけ加工を施すことにより、穴部２１を形成した後、フッ素系の樹脂等を塗布することにより、離型材層２２を形成することで、製造することができる。このようにして製造された型部材２０の穴部２１内に、マスクを用いた印刷法等により、導電性接着剤３０を充填する。
【００２２】
なお、穴部２１が底のあるものである場合には、導電性接着剤３０を充填しやすくするために、図１（ａ）に示す様に、穴部２１の内面から外気へ通じる空気抜き穴２３を穴あけ加工等により形成しても良い。この空気抜き穴２３は、導電性接着剤３０が比較的充填しやすい材料（粘度の低い接着剤等）の場合は、不要である。なお、図１（ｂ）及び（ｃ）では、空気抜き穴２３は省略してある。
【００２３】
また、離型材層２２は、型部材２０の表面のうち少なくとも穴部２１の内面に、全体的もしくは部分的に形成されていればよい。さらには、型部材２０の本体を、離型材層２２と同様の性能を持つ樹脂（以下、離型性樹脂という）により形成しても良い。この場合、離型材層２２は不要となり、形成しなくても良い。
【００２４】
このように、突起状電極１１を有する電子部品１０、及び、穴部２１を有する型部材２０を用意し、穴部２１内に導電性接着剤３０を充填した後、図１（ｂ）及び（ｃ）に示す転写工程を行う。即ち、型部材２０の穴部形成面と電子部品１０の一面（突起状電極形成面）１０ａとを対向させた状態で、電子部品１０を型部材２０に近づけ、突起状電極１１の先端側を穴部２１へ挿入して導電性接着剤３０に埋め込む。このとき、電子部品１０の一面１０ａへの導電性接着剤３０の付着を防止すべく、該一面１０ａと型部材２０とが接触しないようにする。
【００２５】
続いて、電子部品１０を型部材２０から離すことにより、突起状電極１１を穴部２１から引き出す。この引き出しの際、穴部２１の内面は、突起状電極１１よりも導電性接着剤３０との密着性が低いため、導電性接着剤３０の多くが突起状電極に密着した状態で、穴部２１から離れる。こうして、導電性接着剤３０の突起状電極１１への転写が終了する。
【００２６】
次に、図１（ｄ）に示す様に、電子部品１０の一面１０ａを、用意された基板（回路基板）４０の一面４０ａと対向させる。ここで、基板４０は、セラミック基板、プリント基板等を採用することができる。また、基板４０の一面４０ａには、銅や銀等よりなる電子部品接続用のランド（導体部）４１が、電子部品１０の突起状電極１１に対応して形成されている。
【００２７】
そして、図１（ｅ）に示す様に、導電性接着剤３０が付着した突起状電極１１の先端側を、基板４０の一面４０ａ側に形成されたランド４１に接触させる。次に、この接触状態を維持したまま加熱処理等を行うことによって、導電性接着剤３０を硬化させ、突起状電極１１とランド４１とを接着する。こうして、電子部品１０は、突起状電極１１及び導電性接着剤３０を介して、基板４０のランド４１に電気的に接続される。以上が、本実施形態の電子部品の実装方法である。
【００２８】
ここで、図２は、本実施形態の効果を示す説明図である。図２において、（ａ）に本実施形態、（ｂ）に比較例として従来の転写の様子を示す。従来では、導電性接着剤Ｊ１から突起状電極Ｊ３を引き上げる際には、突起状電極Ｊ３に接触した導電性接着剤Ｊ１の一部が、同じ導電性接着剤Ｊ１から引きちぎられることにより、突起状電極Ｊ３に付着する。そのため、導電性接着剤Ｊ１がちぎれる箇所は、突起状電極Ｊ３近傍となり易い。
【００２９】
それに比べて、本実施形態では、穴部２１の内面に離型材層２２を形成したり、型部材２０自体を上記離型性樹脂で形成することにより、導電性接着剤３０が穴部２１内に留まろうとする力は、従来に比して極めて弱くなるため、、穴部２１内の導電性接着剤３０の殆どが突起状電極１１に付着して、穴部２１から離れる。
【００３０】
よって、本実施形態によれば、突起状電極１１の形状が、従来の一般的なバンプ形状、または、ボールボンディング法で形成された場合のようにワイヤループを有する形状等であっても良く、突起状電極１１の形状に依存することなく、突起状電極１１への導電性接着剤３０の転写量を増加させることができる。
【００３１】
なお、穴部２１の容積が大きすぎて、充填された導電性接着剤３０の量が多すぎる場合には、従来の転写に近い形で、上記突起状電極の引き出しが行われることとなる。そのため、上記離型効果が発揮されなくなるので、穴部２１の大きさや穴部２１内への導電性接着剤３０の充填量は、適宜調節されたものとすることは勿論である。
【００３２】
また、図１（ｂ）では、電子部品１０が上側、型部材２０が下側に位置しているが、穴部２１内へ突起状電極１１を挿入する工程においては、電子部品１０及び型部材２０の上下の位置関係は問わない。むしろ、上記図１（ｂ）とは逆に、電子部品１０を下側にした方が、導電性接着剤３０の自重によって、より多くの導電性接着剤３０を突起状電極１１に供給することができる。なお、この場合、導電性接着剤３０は、その付着力によって穴部２１から落ちることはない。
【００３３】
さらに、突起状電極１１に付着する導電性接着剤３０の量は、図３（ａ）に示す各パラメータを考慮して、決定することが必要である。図３（ａ）において、Ｈは突起状電極１１の高さ（電極高さ）、Ｄはランド４１の厚さ（ランド厚さ）、Ｌは導電性接着剤３０の付着後の高さ（接着剤高さ）、ｄは基板４０の反りである。
【００３４】
ここで、電極高さＨのばらつきをσ１、ランド厚さＤのばらつきをσ２、接着剤高さＬのばらつきをσ３、基板の反りｄのばらつきをσ４とし、電子部品１０の搭載時の荷重による突起状電極１１及び導電性接着剤３０の潰れ量の最大値をｈとすると、接着剤高さＬは、次の数式１を満足することが必要となる。
【００３５】
【数１】
0004114299.tif 000002
【００３６】
ここで、最後の項の２０μｍは、電子部品１０を搭載した後、導電性接着剤３０がランド４１と十分な接続面積を確保するためのものである。最小限、この数式１を満足するだけの接着剤高さＬとなるように、導電性接着剤３０の量は調整される。この数式１は次のような理由から導出されたものである。
【００３７】
即ち、図３（ｂ）に示す様に、電子部品１０の搭載時、突起状電極１１が潰れる前は、基板４０の反りによって離れた状態にある突起状電極１１の先端とランド４１との隙間（電極−ランド隙間）は、ｄである。ここで、図３（ｃ）に示す様に、突起状電極１１をｈ分潰し込むと、上記電極−ランド隙間は（ｄ−ｈ）となる。
【００３８】
しかし、各構造体の上記ばらつきσ１等が存在するため、実際の上記電極−ランド隙間の最大値は、上記数式１の右辺に示す様に、（ｄ−ｈ）に対して更にσ１等を含むルートの項が加わった値となる。そして、この電極−ランド隙間を導電性接着剤３０にて埋める必要がある。従って、数式１を満足するように上記高さＬは決定される。
【００３９】
次に、本実施形態について、以下の図４を参照し、各部の寸法や条件等の一例を挙げながら、より具体的に述べる。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本実施形態における各部材の断面寸法を示す図である。本例では、電子部品１０として、チップサイズＳ１が４ｍｍ□、突起状電極１１のピッチＳ２が０．４ｍｍのＩＣチップを用い、ランド幅Ｓ３が０．３ｍｍであるランド４１を有する基板４０に実装した（図４（ａ）参照）。
【００４０】
突起状電極１１は、金ワイヤを用いた通常のワイヤボンディング手法にて、１段目を形成し、更に、その上に同条件でワイヤボンディングを行うことにより、くびれ部を有する２段型の突起状電極形状とした。図４（ｂ）に示す様に、このときの電極高さＨは１５０±１５μｍであり、その根元部分の径Ｓ４は１００μｍ、根元からくびれ部までの高さＳ５は７０〜９０μｍとした。
【００４１】
次に、型部材２０は、図４（ｃ）に示す様に、板状の本体に、貫通穴としての穴部２１が形成されたものを用いた。また、その材質は、導電性接着剤３０と離型性の良いフッ素系樹脂とした。ここで、穴部２１は、樹脂製の板に針材を用いて、印刷・注入面側から穴あけすることで作製した。穴部２１のピッチＳ６は、上記突起状電極１１のピッチＳ２に対応して４００μｍとした。
【００４２】
また、上述したように、充填された導電性接着剤３０の量が多すぎると離型効果がなくなる。突起状電極１１のうち穴部２１へ挿入される部分の最大径を１２０μｍとした場合において検討したところ、穴部２１の内径Ｓ７が２２０μｍよりも大きいと、上記離型効果が無くなり、１５０μｍよりも小さいと十分な量の導電性接着剤３０が転写されないことがわかった。なお、使用した導電性接着剤３０の粘度は１２００Ｐａ・ｓ（１回転粘度）である。そこで、本例では、該内径Ｓ７を１５０μｍとした。
【００４３】
また、穴部２１の深さ（本例では、型部材２０の板厚）Ｓ８は、突起状電極１１の最大長さ（電極高さＨの最大値）よりも３０μｍ以上長くしないと、特に、上下方向に十分な量の導電性接着剤３０が確保できない。そこで、本例では、穴部２１の深さＳ８を１ｍｍとした。また、本例では、穴部２１が貫通穴であるので空気の抜け性が良く、印刷時に導電性接着剤３０が未充填となるのを防止できる。なお、図４（ｃ）において、５０は受け皿である。
【００４４】
この図４に示すようなＩＣチップ（電子部品）１０、基板４０、型部材２０を用意した後、型部材２０の穴部２１へ導電性接着剤３０を、印刷・注入することで充填した。図５は、この充填工程の説明図（概略断面図）である。使用した導電性接着剤３０は、エポキシ樹脂にＡｇフィラーを分散させたものを用いた。金属スキージ６０により、導電性接着剤３０を型部材２０の上で移動させ、穴部２１へ充填した。
【００４５】
次に、部品搭載機（図示せず）により、ＩＣチップ１０の突起状電極１１の形成面とは反対側の面を吸着し、上方からＩＣチップ１０の突起状電極１１を、穴部２１へ挿入した。この挿入は、ＩＣチップ１０自体が型部材２０と接触しないように、予め決められた適切な挿入荷重（挿入距離）及び挿入時間にて行った。
【００４６】
次に、導電性接着剤３０が突起状電極１１の先端側に付着したＩＣチップ１０を、上記部品搭載機によって、基板４０のランド４１上に搭載した。本例では、搭載荷重（搭載時の加圧）は１Ｎとした。そして、ＩＣチップ１０を載せた基板４０をオーブンに入れ、導電性接着剤３０の硬化を、１５０℃、１０分間の条件にて行った。なお、本例における転写された後の接着剤高さＬは、６０μｍであり、基板４０のランド４１との接続は良好であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電子部品の実装方法を示す工程図である。
【図２】上記実施形態における転写量増加の効果を説明するための説明図である。
【図３】（ａ）は突起状電極に付着する導電性接着剤の量に関わるパラメータを示す図、（ｂ）は電子部品搭載時における突起状電極が潰れる前の電極−ランド隙間の様子を示す図、（ｃ）は電子部品搭載時における突起状電極が潰れた後の電極−ランド隙間の様子を示す図である。
【図４】上記実施形態における各部材の断面寸法を示す図である。
【図５】型部材の穴部への導電性接着剤の充填工程を説明するための説明図である。
【図６】導電性接着剤を転写する方法を採用した従来の一般的な実装方法を示す工程図である。
【図７】（ａ）は、基板に反り等による高さのばらつきが発生した様子を示す概略断面図である。（ｂ）は、導電性接着剤をすくい易くした突起状電極形状を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０…電子部品（ＩＣチップ）、１１…突起状電極、２０…型部材、
２１…穴部、３０…導電性接着剤、４０…基板、４１…ランド（導体部）。
【図１】
0004114299.tif 000003
【図２】
0004114299.tif 000004
【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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