(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に表面実装部品を実装する際に、表面実装部品に対する封止充填に利用される封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物であって、
主成分として、熱可塑性樹脂を含有し、
前記熱可塑性樹脂は、その分子内にフラックス性を示す原子団を有している、ポリアミドならびにポリアミドエステルからなる群から選択される高分子であり、
少なくとも、その軟化点は１３０℃以上であって、
分子内に有するフラックス性を示す原子団として、前記の高分子を構成する有機酸に由来する酸性基を有しており、
前記の実装工程で利用されるハンダ材料の融点において、軟化または溶融した状態をとり、
その軟化または溶解時において、少なくとも、前記熱可塑性樹脂が接触する表面実装部品および基板に設けるバンプやパッドを構成する金属材料の酸化被膜を除去可能なフラックス活性を、前記のフラックス性を示す原子団により有している
ことを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
【請求項２】
その分子内にフラックス性を示す原子団を有する、前記ポリアミドならびにポリアミドエステルからなる群から選択される高分子は、
二塩基酸化合物と、アミド結合を形成するアミノ基、あるいはエステル結合を形成するヒドロキシ基を有するプロトン供与体との脱水縮合により、当該高分子の樹脂骨格の形成がなされている高分子であり、
二塩基酸化合物とプロトン供与体とのモル配合比率Ｒ（二塩基酸化合物／プロトン供与体）において、Ｒが１を超える二塩基酸成分が過剰な組成を有し、
少なくとも、過剰な二塩基酸成分に付随して、前記高分子の示す酸価は８（ＫＯＨｍｇ／ｇ）以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項３】
前記の二塩基酸化合物とプロトン供与体とのモル配合比率Ｒが１を超える高分子に加えて、
前記高分子中の、過剰となっている二塩基酸の酸基部分に対して、その酸基と反応できる一官能あるいは二官能の官能基を有する反応性希釈剤を添加し、
前記高分子が軟化または溶融した状態となる温度において、
前記反応性希釈剤と、過剰な酸基との反応が可能であり、かかる反応により酸基が消費された後も、熱可塑性を有する高分子となる
ことを特徴とする請求項２に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項４】
前記反応性希釈剤は、一官能あるいは二官能の官能基を有するエポキシ樹脂である
ことを特徴とする請求項３に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項５】
はんだバンプを有する表面実装部品を、前記はんだバンプと電気的な接合に対応したパッドまたはバンプを有する基板上に接合し、封止充填する方法であって、
封止充填剤として、前記請求項１〜４のいずれか一項に記載される封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を用い、
前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を、それ自体に含まれる熱可塑性樹脂が軟化または融解し、また、前記はんだバンプのハンダ材料が熔融する温度に加熱し、
その際、前記表面実装部品および基板に設けるバンプやパッドを構成する金属材料の酸化被膜を、前記熱可塑性樹脂組成物が有するフラックス活性により除去し、
前記はんだバンプを、基板上のそれと電気的な接合に対応したパッドまたはバンプとの間でハンダ付けした後、
温度を降下させて、前記封止充填剤に含有される熱可塑性樹脂の固化を行い、前記表面実装部品と基板との間隙を封止充填する
ことを特徴とする封止充填方法。
【請求項６】
封止充填前に実施する、前記表面実装部品のはんだバンプ部への前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を塗布する工程を有し、
その塗布工程では、
ホットメルトに利用可能な加熱アプリケーターを用いて、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を一旦軟化させて、はんだバンプ部へ塗布する方法、
あるいは、モールド注型して、はんだバンプ部を含む領域に前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を塗布する方法の何れかを選択し、
前記はんだバンプのバンプ面を一様に覆うように前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層を付与する
ことを特徴とする請求項５に記載の封止充填方法。
【請求項７】
封止充填前に実施する、前記表面実装部品のはんだバンプ部への前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を塗布する工程を有し、
その塗布工程では、
はんだバンプを有する前記表面実装部品おいて、前記はんだバンプをその内に含む前記塗布のなされる領域を取り囲む位置に、熱可塑性を示さない樹脂材料からなるダム形状の周壁を形成し、前記周壁の頂部高さをはんだバンプ頂部高さより高く選択し、
前記樹脂材料からなるダム形状の周壁内に、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を溶剤に溶解してなる溶液を、少なくとも前記はんだバンプ頂部を浸す液量で満たし、
その後、前記周壁内を満たす溶液中に含まれる溶剤を乾燥除去して、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を再析出させることで、はんだバンプ部を含む領域に前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を塗布する方法を用いて、
前記はんだバンプのバンプ面を一様に覆うように前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層を付与する
ことを特徴とする請求項５に記載の封止充填方法。
【請求項８】
封止充填前に実施する、前記表面実装部品のはんだバンプ部への前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を塗布する工程を有し、
かかる塗布工程は、
前記はんだバンプの頂部を予め平坦化して、前記表面実装部品の裏面に形成されている複数のはんだバンプの頂部を、概ね同一の水平面に位置する高さとする工程と、
その後、平坦化処理が施された、表面実装部品のはんだバンプ部への前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を塗布する工程では、
ホットメルトに利用可能な加熱アプリケーターを用いて、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を一旦軟化させて、はんだバンプ部へ塗布し、平坦化された前記はんだバンプのバンプ面を一様に覆い、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層の上面と平坦化された前記はんだバンプの頂部とが概ね同一の水平面を構成するように、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層の付与を行う方法、
あるいは、モールド注型して、はんだバンプ部を含む領域に前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を塗布し、前記はんだバンプのバンプ面を一様に覆い、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層の上面と前記はんだバンプの頂部とが概ね同一の水平面を構成するように、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層の付与を行う方法の何れかを選択し、
前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布を終えた、はんだバンプ部を設ける前記表面実装部品の裏面側の水平化がなされる工程とを含む
ことを特徴とする請求項５に記載の封止充填方法。
【請求項９】
前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布を終えた、はんだバンプ部を設ける裏面側の水平化がなされた前記表面実装部品において、
前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層の外周と、前記表面実装部品自体の外周との相対的に配置を、
前記塗布層の外周は、前記表面実装部品自体の外周に対して、その内側に位置し、かつ前記はんだバンプの全ては、前記塗布層の外周の内側に位置するように配置する
ことを特徴とする請求項８に記載の封止充填方法。
【請求項１０】
はんだバンプを有する表面実装部品を、前記はんだバンプと電気的な接合に対応したパッドまたはバンプを有する基板上に接合し、封止充填されてなる回路基板であって、
前記表面実装部品の基板上への接合と、封止充填とは、請求項５〜９のいずれか一項に記載の封止充填方法でなされており、
前記表面実装部品と基板との間隙を封止充填する、熱可塑性樹脂を含有する封止充填剤は、再度、前記バンプ材料の融点以上に加熱した際、熱可塑性を示す
ことを特徴とする回路基板。
【請求項１１】
前記表面実装部品と基板との間隙を封止充填する、熱可塑性樹脂を含有する封止充填剤は、再度、前記バンプ材料の融点以上に加熱した際、熱可塑性を示し、
さらに、その軟化点は、前記バンプ材料の融点より低く保たれる
ことを特徴とする請求項１０に記載の回路基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上への表面実装における封止充填の際に利用される、封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物、ならびに、かかる充填剤用熱可塑性樹脂組成物を利用する封止充填方法、及び前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を用いて封止充填がなされた回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の軽量化、小型化ならびに薄型化を進める上で、有効なプリント配線基板上に半導体チップ部品を実装する方法としては、ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）、ＣＳＰ（チップサイズドパッケージ）、フリップチップ実装方式がある。特に、フリップチップ実装方式では、プリント配線基板上に実装するチップ部品の実装面に予めバンプ電極を形成しておき、このバンプ電極とプリント配線基板上の電極とを直接接続するが、その接続だけでは、熱サイクル試験時に熱応力がバンプ電極に影響し、例えば、応力歪に起因する半田クラックなどを発生させ、電気的な接合不良を引き起こすことがある。この熱応力に由来する接合不良を回避するため、接合されたバンプ電極部を埋め込むように、例えば、熱硬化性のアンダーフィル剤をチップ部品と基板の間に注入・硬化させている。すなわち、充填されたアンダーフィル剤が、チップ部品と基板との間を接着して、その接着力により、熱応力による歪を抑制する結果、半田クラックなどの発生を回避している。
【０００３】
しかしながら、バンプ電極とプリント配線基板上の電極との接続工程で、洗浄半田を用いれば、その半田接合後溶剤洗浄が必要となる。その溶剤洗浄を終えた後、アンダーフィル剤の注入に移るため、全体工程として、時間がかかり生産性を高める上でのネックともなる。さらに、前段の半田バンプの接合と、後段の熱硬化性樹脂の熱硬化と、チップ部品とプリント基板と固着を行う一連の工程中に、二度にわたり熱処理工程を設ける必要が生じている。
【０００４】
二度にわたる熱処理の必要性を回避する一つの手法として、予めプリント配線基板上に熱硬化性樹脂組成物をスクリーン印刷、ディスペンサーによる画描等の手段で形成し、その後、実装するチップ部品を配置する際、チップ部品で塗布した熱硬化性樹脂組成物の層を押し伸ばし、手法が提案されている（特開平１１−３５４５５５号公報など）。その後、リフロー炉内において、熱処理する間に、バンプ電極と電極間の接合形成と、アンダーフィル剤の硬化接着とを同時に実施する方法である。加熱工程を一体化できるため、作業効率は大幅に向上する方法である。しかしながら、前記の加熱処理を１工程で行う方法では、バンプ自体をも覆うように、アンダーフィルの充填がなされるため、前もってフラックス処理を施しておく必要があった。従って、フラックス処理後に形成される酸化被膜の影響は残り、処理後の時間経過とともに、その影響は増すものであった。そのため、予めフラックス処理を施しても、なお、電極面に対するハンダの濡れ不良に起因するハンダ付け不良、すなわち、導通不良の発生が少なからず見出されている。
【０００５】
この半田濡れ不良を解決するために、半田ボールの酸化被膜を除去し接合できる程度に、フラックス活性を有する成分を添加した熱硬化性樹脂組成物をディスペンサー等で画描塗布し、形成された熱硬化性樹脂組成物層をチップ部品にて押し広げ手法が提案されている（特許公報第２５８９２３９号）。リフロー炉内での電極間接合と樹脂の熱硬化とを一体化して行う際、樹脂組成物中に添加されている十分なフラックス成分が供給されるので、半田の酸化被膜が除去され、電極の接合性が大幅に向上する。しかしながら、この方法を利用する上では、リフロー炉中で樹脂の硬化時期と半田接合時期とが重要であり、つまり、少なくとも、フラックス成分の作用が必要である半田接合以前に、樹脂自体が決して硬化してはならない。逆に、リフローの温度プロファイルによっては、熱硬化が先に進行すると、接合不良になる場合があった。
【０００６】
さらに、熱硬化性のアンダーフィル剤を利用する際には、チップ部品を一度プリント基板に接着すると、再度取り外すことはできなかった。仮に、チップ部品の搭載を終えたプリント基板に不具合が見出された際に、不具合のあったチップ部品を交換する、あるいは、チップ部品の交換により、プリント基板の再利用を図るなど、つまり、リペアすることはできなかった。
【０００７】
一方、チップ部品を再び取り外し可能として、リペア性を付与するため、アンダーフィル剤に熱可塑性樹脂を用いることが提案されている（ＵＳＰ６２２８６７８）。チップ部品に、その半田バンプの表面一部が露出するように熱可塑性樹脂層を塗布した後、露出している半田バンプの表面一部にフラックスを塗工して、プリント配線板に設置し、リフロー炉にて、ハンダ接合を行うとともに、熱可塑性アンダーフィルによる充填を完成して、チップ部品とプリント基板との固着を行うものである。チップ部品に、アンダーフィル剤を塗布する工程を行った後、フラックスを塗布する工程を実施するという、二段階の塗布工程となり、特に、フラックスを、熱可塑性樹脂から一部露出した半田ボール表面に一様に塗布することは煩雑であり、塗りむらを生じ易いものである。フラックス塗布にむらがあると、半田付け不良を引き起こし、電気的接合不良の一因ともなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上に述べた通り、作業性の向上からは、チップ部品をプリント基板上に実装する際、バンプ電極に対するハンダ接合の工程と、アンダーフィル剤の充填硬化の工程とを一度の熱処理工程で実施することが望まれている。加えて、アンダーフィル剤として、熱硬化性樹脂に代えて、熱可塑性樹脂を利用した際にも、ハンダ接合の工程と、アンダーフィル剤の充填硬化の工程とを一度の熱処理工程で実施することが望まれている。その際、先に述べたような、アンダーフィル剤の塗布後に、フラックス塗布を行う煩雑さを無くし、加えて、フラックスの塗布むらに起因する半田付け不良をも抑制が可能な手段の提案が望まれる。
【０００９】
本発明は前記の課題を解決するもので、本発明の目的は、熱可塑性樹脂を利用するアンダーフィル剤においても、かかるアンダーフィル剤中にフラックス活性を示す化合物を含有させ、熱可塑性樹脂の加熱充填を達成する熱処理中に、含まれるフラックス活性を示す化合物によるハンダ材料に対するフラックス処理、ならびにハンダ接合をも実施することを可能とする新規な封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を提供することにある。
【００１０】
さらに、本発明における、その最終的な目的は、かかる新規な封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を利用することで、アンダーフィル剤の加熱充填と同時に、含まれるフラックス活性を示す化合物によるハンダ材料に対するフラックス処理、ならびにハンダ接合をも実施し、その後、冷却して、充填された熱可塑性樹脂による接着固定を達成が可能な封止充填方法、ならびに、かかる新規な封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を利用して、チップ部品の実装がなされた回路基板を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究・検討を行ったところ、熱可塑性樹脂のうち、ハンダ接合に利用されるハンダ材料の融点よりも低い温度で、軟化または溶融した状態となるものを利用すると、ハンダ接合を行う際、既に流動性を示す熱可塑性樹脂を押し広げつつ、バンプ電極をプリント基板上の接合パッドと接触させることが可能であり、バンプ電極全体を覆うように熱可塑性樹脂を塗布しても、ハンダ接合を完了した時点では、チップ部品とプリント基板との間隙を封止充填することが可能であることを見出した。その際、バンプ電極のハンダ材料表面に存在している酸化被膜の除去を図る必要があるが、例えば、熱可塑性樹脂中にフラックス剤を添加混合して置くと、熱可塑性樹脂が流動性を示す状態となると、かかる熱可塑性樹脂は溶媒として機能し、フラックス剤が均一に溶解した状態が達成できることを見出した。すなわち、溶媒で酸素を遮断した状態で、ハンダ材料表面に存在している酸化被膜にフラックス剤を作用させることが可能であり、ハンダ材料の融点よりも高い温度において、プリント基板上の接合パッドと接触させると、そのままハンダ接合を実施することができることを確認した。加えて、熱可塑性樹脂にフラックス剤を添加するだけでなく、熱可塑性樹脂自体にフラックス活性を示す原子団を有するものを利用しても、同じく、流動性を示す熱可塑性樹脂により酸素を遮断した状態で、酸化被膜の除去を行うことが可能であることを見出した。これらの知見に加えて、本発明者らは、ハンダ接合を終えた後、冷却すると、チップ部品とプリント基板との間隙を満たしている熱可塑性樹脂の固化がなされ、両者間を接着する封止充填剤となり、さらに、再び、ハンダ材料の融点よりも高い温度に加熱すると、封止充填剤となっている熱可塑性樹脂も良好な流動性を示し、チップ部品をプリント基板から容易に除去することができ、リペア性にも優れることを確認して、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明の封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の一つは、基板上に表面実装部品を実装する際に、表面実装部品に対する封止充填に利用される封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物であって、
主成分として、熱可塑性樹脂を含有し、
前記熱可塑性樹脂は、その分子内にフラックス性を示す原子団を有し、
少なくとも、その軟化点は１３０℃以上であって、
前記の実装工程で利用されるハンダ材料の融点において、軟化または溶融した状態をとり、
その軟化または溶解時において、少なくとも、前記熱可塑性樹脂が接触する表面実装部品および基板に設けるバンプやパッドを構成する金属材料の酸化被膜を除去可能なフラックス活性を、前記のフラックス性を示す原子団により有していることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物である。
【００１３】
また、本発明にかかる封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の他の一つは、基板上に表面実装部品を実装する際に、表面実装部品に対する封止充填に利用される封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物であって、
主成分として、熱可塑性樹脂を含有し、
前記熱可塑性樹脂に加えて、フラックス剤を必須成分として含有し、
前記熱可塑性樹脂は、少なくとも、その軟化点は１３０℃以上であって、
前記の実装工程で利用されるハンダ材料の融点において、軟化または溶融した状態をとり、
その軟化または溶解時において、前記フラックス剤は前記熱可塑性樹脂と相溶性を有し、少なくとも、前記熱可塑性樹脂が接触する表面実装部品および基板に設けるバンプやパッドを構成する金属材料の酸化被膜を除去可能なフラックス活性を、前記フラックス剤により有しており、
フラックス剤の含有比率は、熱可塑性樹脂１００質量部当たり、１５質量部以下であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物である。
【００１４】
本発明の封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物においては、例えば、その分子内にフラックス性を示す原子団を有する、前記熱可塑性樹脂は、
ポリアミドならびにポリアミドエステルからなる群から選択される高分子であり、
少なくとも、その軟化点は１３０℃以上であって、
分子内に有するフラックス性を示す原子団として、前記の高分子を構成する有機酸に由来する酸性基を有しているものを用いることが好ましい。より具体的には、その分子内にフラックス性を示す原子団を有する、前記熱可塑性樹脂は、
二塩基酸化合物とプロトン供与体との脱水縮合により生成する高分子であり、
二塩基酸化合物とプロトン供与体とのモル配合比率Ｒ（二塩基酸化合物／プロトン供与体）において、Ｒが１を超える二塩基酸成分が過剰な組成を有し、
少なくとも、過剰な二塩基酸成分に付随して、前記高分子の示す酸価は８（ＫＯＨｍｇ／ｇ）以上であるものを利用することができる。
【００１５】
一方、本発明にかかる封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物において、熱可塑性樹脂組成物に含まれる前記フラックス剤として、その分子中にカルボキシ基を少なくとも１つ以上有する化合物を利用することが好ましい。
【００１６】
なお、本発明の封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物においては、前記の二塩基酸化合物とプロトン供与体とのモル配合比率Ｒが１を超える高分子に加えて、
前記高分子中の、過剰となっている二塩基酸の酸基部分に対して、その酸基と反応できる一官能あるいは二官能の官能基を有する反応性希釈剤を添加し、
前記高分子が軟化または溶融した状態となる温度において、
前記反応性希釈剤と、過剰な酸基との反応が可能であり、かかる反応により酸基が消費された後も、熱可塑性を有する高分子となることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物とすることができる。その際、前記反応性希釈剤として、一官能あるいは二官能の官能基を有するエポキシ樹脂を利用することが好ましい。
【００１７】
加えて、本発明は、上記の封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を利用した封止充填方法の発明をも提供し、すなわち、本発明の封止充填方法は、
はんだバンプを有する表面実装部品を、前記はんだバンプと電気的な接合に対応したパッドまたはバンプを有する基板上に接合し、封止充填する方法であって、
封止充填剤として、上記の何れかの構成を有する本発明の封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を用い、
前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を、それ自体に含まれる熱可塑性樹脂が軟化または融解し、また、前記はんだバンプのハンダ材料が熔融する温度に加熱し、
その際、前記表面実装部品および基板に設けるバンプやパッドを構成する金属材料の酸化被膜を、前記熱可塑性樹脂組成物が有するフラックス活性により除去し、
前記はんだバンプを、基板上のそれと電気的な接合に対応したパッドまたはバンプとの間でハンダ付けした後、
温度を降下させて、前記封止充填剤に含有される熱可塑性樹脂の固化を行い、前記表面実装部品と基板との間隙を封止充填することを特徴とする封止充填方法である。その際、本発明の封止充填方法では、封止充填前に実施する、前記表面実装部品のはんだバンプ部への前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を塗布する工程を有し、
その塗布工程では、
ホットメルトに利用可能な加熱アプリケーターを用いて、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を一旦軟化させて、はんだバンプ部へ塗布する方法、
あるいは、モールド注型して、はんだバンプ部を含む領域に前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を塗布する方法の何れかを選択し、
前記はんだバンプのバンプ面を一様に覆うように前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層を付与する工程とすることが好ましい。
【００１８】
また、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を一旦軟化させて塗布する手法に代えて、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を溶剤に溶解した溶液を利用する手法として、
その塗布工程では、
はんだバンプを有する前記表面実装部品おいて、前記はんだバンプをその内に含む前記塗布のなされる領域を取り囲む位置に、熱可塑性を示さない樹脂材料からなるダム形状の周壁を形成し、前記周壁の頂部高さをはんだバンプ頂部高さより高く選択し、
前記樹脂材料からなるダム形状の周壁内に、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を溶剤に溶解してなる溶液を、少なくとも前記はんだバンプ頂部を浸す液量で満たし、
その後、前記周壁内を満たす溶液中に含まれる溶剤を乾燥除去して、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を再析出させることで、はんだバンプ部を含む領域に前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を塗布する方法を用いて、
前記はんだバンプのバンプ面を一様に覆うように前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層を付与することもできる。
【００１９】
例えば、封止充填前に実施する、前記表面実装部品のはんだバンプ部への前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を塗布する工程を有し、
かかる塗布工程は、
前記はんだバンプの頂部を予め平坦化して、前記表面実装部品の裏面に形成されている複数のはんだバンプの頂部を、概ね同一の水平面に位置する高さとする工程と、
その後、平坦化処理が施された、表面実装部品のはんだバンプ部への前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を塗布する工程では、
ホットメルトに利用可能な加熱アプリケーターを用いて、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を一旦軟化させて、はんだバンプ部へ塗布し、  平坦化された前記はんだバンプのバンプ面を一様に覆い、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層の上面と平坦化された前記はんだバンプの頂部とが概ね同一の水平面を構成するように、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層の付与を行う方法、
あるいは、モールド注型して、はんだバンプ部を含む領域に前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を塗布し、前記はんだバンプのバンプ面を一様に覆い、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層の上面と前記はんだバンプの頂部とが概ね同一の水平面を構成するように、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層の付与を行う方法の何れかを選択し、
前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布を終えた、はんだバンプ部を設ける前記表面実装部品の裏面側の水平化がなされる工程とを含むことを特徴とする封止充填方法とすることが好ましい。
【００２０】
その際、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布を終えた、はんだバンプ部を設ける裏面側の水平化がなされた前記表面実装部品において、
前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層の外周と、前記表面実装部品自体の外周との相対的に配置を、
前記塗布層の外周は、前記表面実装部品自体の外周に対して、その内側に位置し、かつ前記はんだバンプの全ては、前記塗布層の外周の内側に位置するように配置することがより望ましい。
【００２１】
さらには、本発明は、かかる封止充填方法を利用することで表面実装部品の実装がなされている回路基板の発明をも提供し、すなわち、本発明にかかる回路基板は、
はんだバンプを有する表面実装部品を、前記はんだバンプと電気的な接合に対応したパッドまたはバンプを有する基板上に接合し、封止充填されてなる回路基板であって、
前記表面実装部品の基板上への接合と、封止充填とは、上記する本発明の封止充填方法でなされており、
前記表面実装部品と基板との間隙を封止充填する、熱可塑性樹脂を含有する封止充填剤は、再度、前記バンプ材料の融点以上に加熱した際、熱可塑性を示すことを特徴とする回路基板である。
【００２２】
特に、本発明の回路基板では、前記表面実装部品と基板との間隙を封止充填する、熱可塑性樹脂を含有する封止充填剤は、再度、前記バンプ材料の融点以上に加熱した際、熱可塑性を示し、
さらに、その軟化点は、前記バンプ材料の融点より低く保たれることを特徴とする回路基板とすることが望ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の封止充填方法では、封止充填剤として、熱可塑性樹脂を含有する封止充填剤を利用することで、実装後、仮にチップ部品を取り外す必要が生じた際、加熱して、熱可塑性樹脂を軟化あるいは溶融した状態とし、同時に、一旦ハンダ接合を行ったハンダ材料を融解することで、チップ部品を回路基板上から容易に取り外すことを可能として、リペア性を有する封止充填方法としている。同時に、用いている封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物自体は、主成分として、熱可塑性樹脂を含有し、この熱可塑性樹脂に加えて、フラックス剤を必須成分として含有したものとする、あるいは、主成分の熱可塑性樹脂自体は、その分子内にフラックス性を示す原子団を有する高分子とすることで、封止充填を行うため、加熱を行う際、バンプ電極に用いているハンダ材料表面、さらには、プリント基板の配線や接続パッド表面に対して、それら金属表面に存在する酸化被膜について、フラックス剤を作用させるなどにより、酸化被膜を除去して、清浄なハンダ材料表面と接続パッド表面等の間で緊密なハンダ接合をも同時に行っている。
【００２４】
本発明の封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物において、フラックス剤を添加・混合する際、主成分に用いる熱可塑性樹脂には、少なくとも、かかる樹脂自体の軟化点は、１３０℃以上の熱可塑性樹脂を利用することが好ましい。例えば、好適な熱可塑性樹脂の一例として、軟化点が１３５℃以上のポリアミド樹脂、ポリアミドエステル樹脂を挙げることができる。
【００２５】
これら熱可塑性樹脂に添加されるフラックス剤としては、熱可塑性樹脂と相溶性を有し、バンプ電極に利用されるハンダ材料表面の酸化被膜、あるいは、プリント基板の配線や接続パッドに用いられる金属、例えば、銅表面の酸化被膜に対して、その除去に効果を示す化合物が利用される。前記の条件を満たすフラックス剤として、公知のものでは、モノカルボン酸、ジカルボン酸、多価カルボン酸化合物が挙げられる。例えば、これらカルボン酸を利用する際には、主成分の熱可塑性樹脂１００質量部当たり、カルボン酸の総和を、０．１質量部〜１５質量部の範囲に選択して添加することが好ましく、さらに好ましくは、３質量部〜１０質量部の範囲に選択することが望ましい。種々のカルボン酸のうちでも、酸化被膜除去能力の特に優れたジカルボン酸類を用いるとより好ましく、なかでも、アジピン酸、セバシン酸などを好適なジカルボン酸として挙げることができる。これらフラックス剤は、主成分の熱可塑性樹脂が軟化または溶解する温度に達した時点で、フラックス活性を発揮させるため、通常、例えば、予め熱可塑性樹脂中に均一に添加・混合して、熱可塑性樹脂組成物を形成する。
【００２６】
また、封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物において、主成分とし、また、フラックス活性をも示す、その分子内にフラックス性を示す原子団を有する熱可塑性樹脂としても、少なくとも、かかる樹脂自体の軟化点は、１３０℃以上の熱可塑性樹脂を利用することが好ましい。例えば、好適な熱可塑性樹脂の一例として、軟化点が１３５℃以上のポリアミド樹脂、ポリアミドエステル樹脂を挙げることができる。従って、利用されるポリアミド樹脂、ポリアミドエステル樹脂は、少なくとも、軟化点が１３０℃以上であって、かかる高分子を構成する有機酸に由来する酸性基を有しているものである。ポリアミド樹脂、ポリアミドエステル樹脂から選択される熱可塑性樹脂において、その軟化点が１３０℃を下回ると、例えば、吸水試験時において１２０℃に加熱して保持する間に、熱可塑性樹脂は次第に吸水して、最終的には溶解してしまう。高分子を構成する有機酸に由来する酸性基を残すためには、樹脂骨格を形成する、二塩基酸成分と、それと脱水縮合するプロトン供与体、具体的には、アミド結合を形成するアミノ基、あるいはエステル結合を形成するヒドロキシ基を有するプロトン供与体成分との配合比率Ｒにおいて、二塩基酸成分が過剰となる比率Ｒ、すなわち、Ｒが１を超える範囲として、過剰な二塩基酸成分に由来するカルボキシ基が残余するものとする。残余するカルボキシ基の存在比率は、熱可塑性樹脂自体の酸価は、８（ＫＯＨｍｇ／ｇ）以上とすることが好ましい。なお、その酸価は、４０（ＫＯＨｍｇ／ｇ）を超えない範囲とすることが好ましい。すなわち、二塩基酸成分が過剰となる比率Ｒをあまり高くし、酸価が、４０（ＫＯＨｍｇ／ｇ）を超えない範囲とすると、それに伴い、樹脂自体の平均分子量（重合度）が低下し、熱可塑性樹脂に必要な特性が十分に発揮できない場合も生じる。
【００２７】
本発明に利用されるポリアミド樹脂は、一般に、二塩基酸とジアミンとの重縮合、アミノカルボン酸の重縮合、あるいは、ラクタムの開環重合などの各種反応で得られるアミド結合を有する高分子を含むが、加えて、各種の変性ポリアミドを始め、一部もしくは全部水素添加された反応物で製造されたもの、他のモノマーが一部共重合された製造物をも含む混合物を利用することもできる。また、封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物に調製する際には、主成分に用いるポリアミドに対して、利用可能な各種添加物などの他の物質を添加・混合することもできる。
【００２８】
本発明に利用されるポリアミドエステル樹脂は、一般に、二塩基酸とジオールの重縮合、カルボキシアルコール（ヒドロキシカルボン酸）の重縮合、あるいは、はラクトンの開環重合などで生成されるエステル部分、および上記の二塩基酸とジアミンとの重縮合、アミノカルボン酸の重縮合、あるいは、ラクタムの開環重合などの各種反応で得られるアミド部分とをその骨格に有する高分子を含むが、加えて、各種の変性ポリエステルを始め、一部もしくは全部水素添加された反応物で製造されたもの、他のモノマーが一部共重合された製造物をも含む混合物を利用することもできる。また、封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物に調製する際には、主成分に用いるポリアミドエステルに対して、利用可能な各種添加物などの他の物質を添加・混合することもできる。
【００２９】
本発明に用いられるポリアミド樹脂は、上述する条件を満たす限り、特に限定されてないが、二塩基酸成分として、主にダイマー酸を用い、二塩基酸成分と縮合重合させるプロトン供与体成分として、ポリアミン類を利用して、縮合重合させて得られるダイマー酸変性ポリアミド樹脂を利用することが好ましい。このダイマー酸変性ポリアミド樹脂の製造において、利用可能なダイマー酸としては、トール油脂肪酸、大豆油脂肪酸などに含まれる天然の一塩基不飽和脂肪酸を重合したダイマー酸が工業的に広く用いられる。これらダイマー酸としては、一塩基不飽和脂肪酸を重合したダイマー酸であれば、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、脂環式、あるいは、芳香族などの各種ジカルボン酸のいずれをも使用することができる。
【００３０】
なお、主に用いるダイマー酸としては、特に制限されるものではないが、具体的には、トール油脂肪酸や大豆油脂肪酸などの天然の一塩基不飽和脂肪酸について、白土触媒を用いて重合させた後、蒸留によって、未反応のモノマー酸を除去して得られる重合脂肪酸等が挙げられる。具体的には、前記の重合反応で得られるダイマー酸の組成は、Ｃ１８の一塩基不飽和脂肪酸から生成する、Ｃ３６の二塩基酸成分を９９％〜６０％含有し、Ｃ５４の三塩基酸ならびにより多量体化したものが１〜３５％の範囲で存在し、Ｃ１８の一塩基酸が、０％〜１０％の範囲で残留する場合もある。それらのうち、ダイマー酸自体の酸価が１９０〜２００ＫＯＨｍｇ／ｇのものが好適に利用できる。本発明に用いられるポリアミド樹脂に対しては、これら天然の脂肪酸の中でも、特に大豆油由来の脂肪酸を原料として得られたものが、その後、必要に応じて、残されている不飽和炭素−炭素結合に水素添加を施す際、利用される触媒に対して、触媒毒となるイオウ分等の不純物の含有量が少ないことから好ましい。なお、ダイマー酸は、１種のみを単独で用いてもよいし、２種以上を併用しても良い。
【００３１】
二塩基酸として、前記ダイマー酸以外にも、他のジカルボン酸を用いることもできる。利用可能な二塩基酸として、次に例示する各種のジカルボン酸を用いることができる。鎖式、あるいは、環を含くむジカルボン酸としては、全体の炭素数は、Ｃ２〜Ｃ２２の範囲のジカルボン酸を挙げることができ、具体的には、シュウ酸、マロン酸、（無水）コハク酸、（無水）マレイン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、１，３−又は１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、１，１８−オクタデカンジカルボン酸、１，１６−ヘキサデカンジカルボン酸などを用いることができる。
【００３２】
さらに、適当な溶融粘度を有するポリアミド樹脂とするため、必要に応じて、二塩基酸成分以外に、その重合反応の際、各種のモノカルボン酸を副次的な原料に用いることができる。モノカルボン酸としては全体の炭素数は、Ｃ１〜Ｃ２６の範囲のモノカルボン酸を挙げることができ、具体的には、プロピオン酸、酢酸、カプリル酸（オクタン酸）、ステアリン酸、オレイン酸、ロジン（樹脂酸）、安息香酸、ナフトエ酸などが用いられる。これらモノカルボン酸は、１種のみを単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。より好ましくは、プロピオン酸を選択するとよい。
【００３３】
プロトン供与体成分として利用するポリアミン類、具体的には、上記ダイマー酸変性ポリアミド樹脂を製造する際に、原料とするポリアミン類は、例えば、Ｃ２〜Ｃ２０の脂肪族、脂環式、芳香族などの各種ジアミン、トリアミン、ポリアミンなどである。ジアミンの具体例としては、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、１，２−ジアミノプロパン、メンタンジアミン、イソホロンジアミン、テトラエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ｐ−又はｍ−キシレンジアミン、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルアミン）、２，２−ビス−（４−シクロヘキシルアミン）、ポリグリコールジアミン、イソホロンジアミン、１，２−、１，３−又は１，４−シクロヘキサンジアミン、１，４−ビス−（２−アミノエチル）ベンゼン、N−エチルアミノピペラジン、ピペラジンなどが挙げられる。
【００３４】
また、トリアミンには、ジエチレントリアミンなどが挙げられ、ポリアミンには、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンなどが挙げられる。さらに、二量体化された脂肪族のニトリル基を変換して、水素還元して得られたダイマージアミンも使用することもできる。
【００３５】
ジアミンに加えて、アルカノールアミン（アミノアルコール）を併用して、部分的にエステル結合を含むものとしてもよい。アルカノールアミン（アミノアルコール）には、エタノールアミン、プロパノールアミン、ジエタノールアミン、ブタノールアミン、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール、２−（２−アミノエトキシ）エタノール等が挙げられる。
【００３６】
好ましくは、ポリアミン類として、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ピペラジンなどの利用である。これらは１種のみを単独で用いてもよいし、２種以上を併用しても良い。
【００３７】
場合によってが、エーテル状酸素を骨格に有するポリエーテルジアミンを使用してもかまわない。このポリエーテルジアミンには、下記の一般式：
Ｈ２Ｎ−Ｒ１−（Ｒ−Ｏ）ｎ−Ｒ２−ＮＨ２
（式中、nは２〜１００であり、Ｒ１、Ｒ２は、炭素原子数が１〜１４のアルキレン基または二価の脂環式炭化水素基であり、Rは、炭素原子数が１〜１０のアルキレン基または二価の脂環式炭化水素基である。なお、アルキレン基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。）で表すことができるエーテルジアミン、例えば、ポリオキシプロピレンジアミン、ビス−（３−アミノプロピル）−ポリテトラヒドロフラン等をも使用できる。
【００３８】
前記ポリアミド樹脂を調製する際には、重合反応に応じて、必要により、従来公知の各種添加剤を用いることもできる。このような反応時に加える添加剤としては、例えば、リン酸、ジブチルチンジラウレート等の反応促進剤等が挙げられる。さらには、反応の際、発泡が多い場合には、消泡剤を添加することもできる。なお、これら添加剤の添加量は、適宜設定すればよい。
【００３９】
本発明において用いられるポリアミド樹脂は、前記ダイマー酸を主に含む二塩基酸成分と前記ポリアミン類を主にふくむアミン成分とを、通常の手法によって重合させて得ることができる。重合方法については、特に制限はなく、従来公知の方法を採用すればよい。また、重合の際の反応条件や、二塩基酸成分やアミン成分などの各単量体成分の配合比等についても、特に制限はなく、適宜設定すればよい。
【００４０】
本発明においては、ポリアミド樹脂を構成する単位のうち、前記ダイマー酸由来の構成単位に関して、少なくとも、その一部が水素添加されていてもよく、また、ポリアミド樹脂は、ダイマー酸とポリアミン類とを重合させた後、得られた重合体に水素添加を施してもよい。
【００４１】
利用可能なダイマー酸の市販品としては、ＤＡ−２００、ＤＡ−２５０、ＤＡ−２７０（ハリマ化成社製）などを挙げることができる。
【００４２】
また、水素添加されたダイマー酸の市販品としては、プリポール１００９（ユニケマ社製）、エンポール１００８（コグニス社製）を挙げることができる。さらに、前記のＤＡ−２００、ＤＡ−２５０、ＤＡ−２７０（ハリマ化成社製）などに、水素添加処理を施したものも使用できる。
【００４３】
本発明の封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物では、必要に応じて、熱可塑性樹脂に適合した各種酸化防止剤を使用することができる。例えば、酸化防止剤として、ヒンダードフェノール系化合物、モノフェノール系化合物、ビスフェノール系化合物、ポリフェノール系化合物、芳香族第二アミン系化合物、ジアルキルフェノールスルフィド、メルカプトベンゾイミダゾール、銅／ハロゲン系、トリアジン誘導体が利用できる。さらに、二次酸化防止剤として、亜リン酸系化合物、あるいは有機チオ系化合物を併用することも可能である。なお、酸化防止剤は、１種のみを単独で用いてもよいし、２種以上を併用しても良い。
【００４４】
本発明の封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物は、常温で固形であるため、実装チップ部品の裏面に塗布する方法としては、ホットメルトで用いられるアプリケーターを利用して、チップ部品の半田バンプ部分に樹脂を塗布するか、あるいはモールド注型して熱可塑性樹脂組成物をバンプ面に一様に付与させることができる。あるいは、ディスペンサー、スクリーン印刷等を用いる際には、一旦熱可塑性樹脂組成物を溶剤に可溶化させて、チップ部品バンプ部分またはプリント基板面に塗布し、含まれる溶剤を加熱あるいは減圧下で除去して、熱可塑性樹脂組成物のアンダーフィル層を形成することができる。
【００４５】
本発明の封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物では、熱可塑性樹脂自体にフラックス性を有するものを利用する代わりに、フラックス剤、すなわち、フラックス作用を有した化合物を添加する組成物とすることができる。好適に利用できるフラックス剤は、カルボキシ基を有する化合物であり、例えば、セバシン酸、コハク酸、アゼライン酸、ロジン類、高級脂肪酸、ポリ（メタ）アクリル酸重合物などが利用でき、特に好適なものとして、ロジン類などが挙げられる。
【００４６】
本発明の封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物では、その樹脂自体が、フラックス性を示すため、過剰な二塩基酸成分に由来するカルボキシ基が残余するものである場合、封止充填後、熱可塑性という特性を失わず樹脂中に残ったカルボキシ基を除去するために、カルボキシ基と反応可能なエポキシ化合物、例えば、分子中に１つまたは２つまでのグリシジル基を有したエポキシ樹脂を、反応性希釈剤として添加することができる。反応性希釈剤として、分子中２個までのグリシジル基を有したエポキシ樹脂を用いると、反応後も、樹脂全体に分岐が導入されることもなく、従って、３次元架橋することなく、残余しているカルボキシ基と反応するため、その後も、熱可塑性を維持することができる。
【００４７】
本発明の封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物は、それを構成する主成分の熱可塑性樹脂自体は、対象とするハンダ材料の融点においては、軟化または溶融した状態をとる必要があり、従って、対象とするハンダ材料に応じて、その軟化点は、ハンダ材料の融点を超えない範囲とすることが必要となる。その際、主成分の熱可塑性樹脂自体の軟化点は、対象とするハンダ材料の融点と比較して、例えば、温度差１０℃以内で高いもの、あるいは、５℃以内で高くとも、熱可塑性樹脂組成物は他の成分を含む結果、全体として、軟化点の低下がなされるので、十分に利用できる。
【００４８】
また、本発明の封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物は、下記する封止充填方法に利用することができる。具体的には、本発明の封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物は、封止充填剤の機能に加え、ハンダ材料に対するフラックス活性の機能を具えるため、はんだバンプを有する表面実装部品を、前記はんだバンプと電気的な接合に対応したパッドまたはバンプを有する基板上に接合し、封止充填する際に、封止充填剤として、本発明の封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を用い、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を、それ自体に含まれる熱可塑性樹脂が軟化または融解し、また、前記はんだバンプのハンダ材料が熔融する温度に加熱し、その際、前記表面実装部品および基板に設けるバンプやパッドを構成する金属材料の酸化被膜を、前記熱可塑性樹脂組成物が有するフラックス活性により除去し、前記はんだバンプを、基板上のそれと電気的な接合に対応したパッドまたはバンプとの間でハンダ付けした後、温度を降下させて、前記封止充填剤に含有される熱可塑性樹脂の固化を行い、前記表面実装部品と基板との間隙を封止充填することが単一の加熱工程で実施することができる。その際、封止充填前に実施する、前記表面実装部品のはんだバンプ部への前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を塗布する工程では、例えば、ホットメルトに利用可能な加熱アプリケーターを用いて、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を一旦軟化させて、はんだバンプ部へ塗布する方法、あるいは、モールド注型して、はんだバンプ部を含む領域に前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を塗布する方法の何れかを選択することが好ましい。なお、前記の手法で形成される前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層は、前記はんだバンプのバンプ面を一様に覆うように塗布を行う。
【００４９】
また、前記はんだバンプを、基板上のそれと電気的な接合に対応したパッドまたはバンプとの間でハンダ付けを行う際、通常、表面実装部品の上面より、平均的に加圧を加えて、溶融したハンダ材料と、基板上のパッドまたはバンプとの緻密な接触を達成することがなされる。この加圧を行う間に、軟化または融解されている熱可塑性樹脂組成物も併せて、基板上面との密着がなされる。すなわち、表面実装部品の上面より、平均的に加圧を加えることで、溶融したハンダ材料ならびに軟化または融解されている熱可塑性樹脂組成物は、ともに、基板上面との間の隙間を埋めるように押し拡げられる。その際、かかる隙間に存在していた気体は、徐々に押し拡げられる過程で、この封止充填領域から排除され、ボイドの発生要因とはならない。
【００５０】
ただし、かかる加圧して、表面実装部品を基板上面に対して密着する際、はんだバンプの頂部と形成されている熱可塑性樹脂組成物の塗布層の上面との間に、不必要な高低差が存在すると、例えば、塗布層の上面が極端に低いと、軟化または融解されている熱可塑性樹脂組成物が基板上面との密着するまで、押し付けを行うことに伴い、融解されたハンダ材料も同じ水準まで押し潰される。場合によっては、この過度な押し潰しに伴い、基板上のパッドまたはバンプの領域を超えて、融解されたハンダ材料が押し拡げられる懸念がある。特に、表面実装部品の裏面に設けるはんだバンプ相互の間隔が狭くなる際には、不必要に押し拡げられたハンダ材料が接触すると、その表面は、フラックス処理がなされている結果、両者の間で短絡を生じる結果を生じることも懸念される。前記の近接するはんだバンプ間での短絡の懸念に加えて、不必要に押し拡げられたハンダ材料が目的とする基板上のパッドまたはバンプの領域を超えて、本来接触すべきでない、基板上の配線部にまで達する懸念もある。
【００５１】
かかる不必要に押し拡げられたハンダ材料に起因するハンダ付け不良は、はんだバンプに加わる加圧に面内の不均一さが存在する場合に、より顕著となる。より具体的には、はんだバンプの頂部と形成されている熱可塑性樹脂組成物の塗布層の上面とが水平でなく、局所的に加圧が集中すると、その領域に存在するはんだバンプにおいては、融解したハンダ材料は不必要に押し拡げられた状態となる頻度が大幅に増す結果、前記のハンダ付け不良を生じ易いものとなる。従って、はんだバンプの頂部と形成されている熱可塑性樹脂組成物の塗布層の上面とが概ね水平面に位置する高さとすることが好ましい。これらが概ね水平面に位置すると、表面実装部品の上面より加圧を加える際、裏面に設ける複数のはんだバンプのいずれにも、概ね均等に加圧が加わり、結果として、融解したハンダ材料が非必要に押し拡げられる現象をより有効に防止できる。
【００５２】
このはんだバンプの頂部と形成されている熱可塑性樹脂組成物の塗布層の上面とが概ね水平面となるようにする際、予め表面実装部品の裏面側に形成されているはんだバンプの頂部自体も、概ね水平面となるように形成することが望ましい。すなわち、熱可塑性樹脂組成物の塗布を行う前に、前記表面実装部品の裏面に形成されている複数のはんだバンプの頂部を、概ね同一の水平面に位置する高さとする工程を設けることがより好ましい。その手段としては、作製されたはんだバンプの頂部を予め平坦化して、その水準を均一化する手法を利用することができる。その後、平坦化がなされた複数のはんだバンプの隙間を密に前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物が占め、また、はんだバンプ表面全体を覆うように、熱可塑性樹脂組成物の塗布層を形成することが好ましい。例えば、封止充填前に実施する、前記表面実装部品のはんだバンプ部への前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を塗布する工程は、前記はんだバンプの頂部を予め平坦化して、前記表面実装部品の裏面に形成されている複数のはんだバンプの頂部を、概ね同一の水平面に位置する高さとする工程と、その後、平坦化処理が施された、表面実装部品のはんだバンプ部への前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を塗布する工程では、ホットメルトに利用可能な加熱アプリケーターを用いて、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を一旦軟化させて、はんだバンプ部へ塗布し、平坦化された前記はんだバンプのバンプ面を一様に覆い、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層の上面と平坦化された前記はんだバンプの頂部とが概ね同一の水平面を構成するように、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層の付与を行う方法、あるいは、モールド注型して、はんだバンプ部を含む領域に前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を塗布し、前記はんだバンプのバンプ面を一様に覆い、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層の上面と前記はんだバンプの頂部とが概ね同一の水平面を構成するように、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層の付与を行う方法の何れかを選択し、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布を終えた、はんだバンプ部を設ける前記表面実装部品の裏面側の水平化がなされる工程とを含むことがより好ましい。
【００５３】
図１に、前記のはんだバンプの頂部を予め平坦化する工程後、封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布を行う工程を設ける、熱可塑性樹脂組成物の塗布層の形成工程の一例を示す。この工程では、前記の作製されたはんだバンプの頂部を予め平坦化する工程（フラッタニング工程）は、例えば、表面実装部品の表面側に関して、樹脂モールド処理を施した後、裏面側に作製されたはんだバンプ部の頂部を、ローラ等を利用して、加圧成形して、水平な端面を表出させる方法を利用することができる。なお、表面実装部品の表面側に関して、樹脂モールド処理を施して、表面側に平坦面を構成する代わりに、例えば、表面実装部品の作製に利用される一連の素子形成工程が終了した時点で、かかるウエハー表面が、フラッタニング工程の加圧成形処理を実施する際に、その水準面となり、また、加圧に耐えられるものである場合には、このウエハー状態で、ローラ等を利用して、加圧成形して、水平な端面を表出させる方法を利用することもできる。
【００５４】
図２に例示するように、多くの場合、表面実装部品の裏面側に作製されたはんだバンプは、当初、その頂部は、半球面状を構成しているが、前記平坦化する工程（フラッタニング工程）を実施する結果、頂部に平坦化された端面が形成される。この平坦化されたはんだバンプに対する熱可塑性樹脂組成物の塗布層の形成は、シート状の熱可塑性樹脂組成物を貼り付け、その後、軟化処理を施し、はんだバンプ表面を被覆する形態とすることも可能である。一方、モールド注型して、はんだバンプ部を含む領域に前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を塗布する、あるいは、ホットメルトに利用可能な加熱アプリケーターを用いて、封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を一旦軟化させて、はんだバンプ部へ塗布するなどして、熱可塑性樹脂組成物の塗布層の上面と平坦化処理を施したはんだバンプの頂部とが概ね同一の水平面を構成するように、塗布される熱可塑性樹脂組成物の量を調整する手法を採用することがより好ましい。
【００５５】
この平坦化処理に伴い、はんだバンプの頂部に平坦化された端面が形成されるが、その端面サイズは、その後ハンダ付け接合される、基板上の対応したパッドまたはバンプの面サイズを超えないものとすることが望ましい。より具体的には、パッドまたはバンプの面サイズに対して、はんだバンプの頂部に形成されている平坦化された端面のサイズは、その８０％以下、ただし、３０％よりは大きくなる程度に選択することがより好ましい。例えば、はんだバンプの頂部が、当初半球面状を構成している際には、平坦化により、その頂部の高さを前記半球の半径に対して、１０〜４０％の範囲で低くする、より好ましくは、１５〜３０％の範囲で低くすることで、平坦化された端面を形成することが好ましい。この程度の平坦化処理を予め施すことで、ハンダ付けを行う際、表面実装部品の上面より加圧して、密着を図る結果、融解したハンダ材料は押し拡げられるが、その拡がりは、パッドまたはバンプの面サイズと略一致する程度に抑えることが可能である。また、はんだバンプの融解が生じる前に、予めはんだバンプの平坦化された頂部の端面と、パッドまたはバンプの面とが概ね平行した配置のなった状態で、融解した熱可塑性樹脂組成物に付与されているフラックス活性により、表面の酸化被膜の除去が進み、次いで、ハンダ材料の融解がなされた時点で、適正な接触が達成できるので、より良好なハンダ付けがなされる。
【００５６】
その際、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布を終えた、はんだバンプ部を設ける裏面側の水平化がなされた前記表面実装部品において、前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層の外周と、前記表面実装部品自体の外周との相対的に配置を、前記塗布層の外周は、前記表面実装部品自体の外周に対して、その内側に位置し、かつ前記はんだバンプの全ては、前記塗布層の外周の内側に位置するように配置することがより望ましい。前記のように、塗布層の外周を表面実装部品自体の外周よりも内側となるようにすることで、加圧して基板表面に密着させる過程において、軟化または融解している熱可塑性樹脂組成物は押し拡げられる結果、表面実装部品の実装範囲の周囲への熱可塑性樹脂組成物の過剰なはみ出しを引き起こすことを回避できる。従って、隣接して実装されている他の部品に対して、はみ出した熱可塑性樹脂組成物が達する不具合を回避することがより確実になされる。換言するならば、隣接して実装されている部品相互の間隔を密にすることが可能となる。
【００５７】
一方、熱可塑性樹脂組成物の塗布層自体は、はんだバンプの表面を緻密に覆う状態を達成する必要があるため、はんだバンプの全ては、前記塗布層の外周の内側に位置するように配置する。この熱可塑性樹脂組成物の塗布層の外周を、表面実装部品自体の外周に対して、その内側に位置し、かつ前記はんだバンプの全ては、前記塗布層の外周の内側に位置するように配置させる方法は、一旦表面実装部品自体の外周と塗布層の外周とが一致させるように塗布した後、部分的に塗布層の外周部を除去する方法を利用することができる。例えば、図３に例示するように、表面実装部品をウェハーからダイシング分割する前に、熱可塑性樹脂組成物、例えばポリアミド系樹脂を一括モールド注型して塗布層を形成した後、ダイシング分割部位に近接する部位の塗布層に研削除去を施し、最終的に、ウェハーをダイシングして、表面実装部品を分割する手法などを利用することもできる。ただし、表面実装部品の外周よりも、熱可塑性樹脂組成物の塗布層の外周は内側とする際、表面実装部品の外周に隣接するはんだバンプに対しても、塗布層の外周は、少なくとも、１００μｍ以上、例えば、２００μｍ、あるいはそれ以上の間隔を有するように選択することが望ましい。すなわち、例えば、はんだバンプに対して、その横方向にも２００μｍの被覆厚さを有する構成とすることで、かかるはんだバンプ表面に存在する酸化被膜の除去に要するフラックス活性成分の供給量を十分にまかなうことができる。
【００５８】
加えて、ウェハーをダイシングして、表面実装部品を分割する工程に先立って、予め熱可塑性樹脂組成物の塗布層を形成する手段の一つとして、熱可塑性樹脂組成物を溶剤に溶解した溶液として、流動性を持たせた上で、ウェハー裏面に塗布し、その後、溶剤を乾燥除去することで、熱可塑性樹脂組成物の塗布層とすることもできる。例えば、図４に例示するように、このウェハー裏面の塗布層を形成すべき領域を取り囲むように、熱可塑性を示さない樹脂材料からなるダム形状の周壁（樹脂ダム）を形成しておき、その内部に前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を溶剤に溶解してなる溶液で少なくとも前記はんだバンプ頂部を浸す液量で満たす。つまり、前記周壁（樹脂ダム）の頂部高さをはんだバンプ頂部高さより高くしておき、その内部に溶液を満たすことで、はんだバンプ全体が溶液に浸される状態とする。その後、前記周壁内を満たす溶液中に含まれる溶剤を乾燥除去すると、溶解していた前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物は再析出して、させることで、はんだバンプ部を含む領域に前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を塗布することができる。
【００５９】
その際、前記周壁（樹脂ダム）の頂部高さは、用いる溶液中の熱可塑性樹脂組成物含有比率に応じて、再析出した時点で、熱可塑性樹脂組成物の塗布層がはんだバンプ頂部高さとほぼ一致し、はんだバンプ表面を被覆するように選択することが望ましい。最終的に、利用した前記周壁（樹脂ダム）を取り除くことで、熱可塑性樹脂組成物の塗布層の形成が終了する。なお、この溶液塗布法を利用して、予め熱可塑性樹脂組成物の塗布層を形成した後は、上述するウェハーをダイシングして、表面実装部品を分割する工程を同じように実施することができる。
【００６０】
前記の周壁（樹脂ダム）作製に利用する熱可塑性を示さない樹脂材料としては、例えば、一般的なレジスト材料などを利用することで、目的とするパターン形状、ならびに厚さの均一性を有する周壁（樹脂ダム）作製が簡便に行なえる。より具体的には、光硬化／アルカリ現像型、あるいは、熱硬化型タイプのレジスト材料を利用すると、利用される溶剤に対する耐性も有し、また、パターン形成にも適する。周壁（樹脂ダム）作製における、所望のパターン形成には、スクリーン印刷法を利用することもでき、また、別途パターニングして作製した、所望の形状のレジスト材料膜を転写貼り付けする手法を利用することもできる。
【００６１】
溶剤の乾燥除去は、熱可塑性樹脂組成物自体の熱可塑が生じない温度範囲で、加熱しつつ行うこともできる。具体的には、１２０℃程度までの加熱を行いつつ溶剤の乾燥除去を行うことができる。一方、利用される溶剤は、熱可塑性樹脂組成物の溶解性に富み、また、乾燥も容易なものが好ましい。
【００６２】
さらには、表面実装部品をウェハーからダイシング分割する前に、熱可塑性樹脂組成物、例えばポリアミド系樹脂を一括モールド注型して塗布層を形成する際、そのモールド注型の側壁に熱可塑性を示さない樹脂材料からなるダム形状の周壁（樹脂ダム）を活用することもできる。例えば、図５に例示するように、このウェハー裏面の塗布層を形成すべき領域を取り囲むように、熱可塑性を示さない樹脂材料からなるダム形状の周壁（樹脂ダム）を形成しておき、その内部に前記封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物をホットメルトで利用されるアプリケーターを用いて注入して、このウェハー裏面に塗布層を形成することもできる。
【００６３】
モールド注型の側壁に利用される樹脂ダムは、目的とする塗布領域に対して、差し障りのない箇所に、微小な幅で寸断部を設けた形態としておくことで、ホットメルト注入に伴い、押し出される気体の抜け道を確保しておく。この微小な幅の寸断部は、気体は容易に抜け出せるものの、熱可塑性樹脂組成物自体は抜け出せない幅とすることが必要である。
【００６４】
注型の上面の機能を果たすものとして、ウェハーを保持する台とする、ウェハー外形に合わせた凹部を設けた金型上に、この凹部を設けた金型と対をなす上蓋を被せた構成とする。ウェハー外形に合わせた凹部を設けた金型上に、樹脂ダムを作製したウェハー裏面が露呈するように、裏返された状態で置き、上蓋を被せると、平坦な面を有する上蓋の内面は、その自重によって、ウェハー裏面に形成された樹脂ダム頂部に対して、密に圧接しつつ、平坦に保たれている状態となる。その状態で、樹脂ダムで取り囲まれている領域内で、チップ部品をウェハーから分離した際には、最終的にチップ部品の裏面に設ける熱可塑性樹脂組成物塗布層とはならない位置に、上蓋表面から裏面へと達する注入用ポート穴が上蓋に設けておく。この注入用ポート穴を利用して、熱硬化性樹脂組成物をホットメルトで利用されるアプリケーターを用いて、このウェハー裏面に注入することで、上面は平坦な塗布層を形成することができる。
【００６５】
熱可塑性を示さない樹脂材料からなるダム形状の周壁（樹脂ダム）を活用するので、その形状は注入の際に熱的に変形を被ることもない。勿論、この樹脂ダム頂部の高さは、ウェハー裏面に設けられているはんだバンプの頂部より若干高くしておく必要もある。かかる構成とすることで、得られる塗布層は、はんだバンプ全体を被覆し、また、はんだバンプの頂部と塗布層の上面は、ほぼ水平面となる。注入用ポート穴部には、余剰な熱可塑性樹脂組成物が残留するものの、最終的にチップ部品の裏面に設ける熱可塑性樹脂組成物塗布層とはならない位置に選択することで、問題とならないものとなる。最終的に、利用した前記周壁（樹脂ダム）を取り除くことで、熱可塑性樹脂組成物の塗布層の形成が終了する。なお、この溶液塗布法を利用して、予め熱可塑性樹脂組成物の塗布層を形成した後は、上述するウェハーをダイシングして、表面実装部品を分割する工程を同じように実施することができる。
【００６６】
前記の周壁（樹脂ダム）作製に利用する熱可塑性を示さない樹脂材料としては、例えば、一般的なレジスト材料などを利用することで、目的とするパターン形状、ならびに厚さの均一性を有する周壁（樹脂ダム）作製が簡便に行なえる。より具体的には、光硬化／アルカリ現像型、あるいは、熱硬化型タイプのレジスト材料を利用すると、必要とされる熱的耐性を有し、また、パターン形成にも適する。周壁（樹脂ダム）作製における、所望のパターン形成には、スクリーン印刷法を利用することもでき、また、別途パターニングした、レジスト材料膜を転写貼り付けする手法を利用することもできる。
【００６７】
さらには、本発明にかかる回路基板は、はんだバンプを有する表面実装部品を、前記はんだバンプと電気的な接合に対応したパッドまたはバンプを有する基板上に接合し、封止充填されてなる回路基板とする際、前記表面実装部品の基板上への接合と、封止充填とは、上記する本発明の封止充填方法でなされたものである。前記表面実装部品と基板との間隙を封止充填する、熱可塑性樹脂を含有する封止充填剤は、再度、前記バンプ材料の融点以上に加熱した際、熱可塑性を示すため、場合によっては、一旦実装した表面実装部品を、前記バンプ材料の融点以上に再加熱し、取り外すこと、すなわち、リペア処理を行うことが可能な回路基板である。かかるリペア処理をより確実に実施可能とする上では、特に、本発明の回路基板では、前記表面実装部品と基板との間隙を封止充填する、熱可塑性樹脂を含有する封止充填剤は、再度、前記バンプ材料の融点以上に加熱した際、熱可塑性を示し、さらに、その軟化点は、前記バンプ材料の融点より低く保たれるものとすることことがより望ましい。
【００６８】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、これら実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は、かかる具体例により限定されるものではない。
【００６９】
（実施例１）
攪拌機、窒素導入管、温度計、冷却管及び滴下漏斗を備えた反応容器に、二塩基酸成分として、ダイマー酸のエンポール１００８（コグニス社製）６００部、セバシン酸４５部を入れ、前記二塩基酸成分と脱水縮合するプロトン供与体として、ピペラジン２２部、エチレンジアミン５５部を添加して、２３０℃に２時間かけて昇温し、さらに３時間、２３０℃に維持して、熟成させて、ポリアミド樹脂を合成する。かかるポリアミド樹脂６７９．４部に、酸化防止剤イルガノックス１０１０を３．９部添加・混合して、ポリアミド樹脂組成物を調製した。
【００７０】
（実施例２）
実施例１に記載する反応容器に、二塩基酸成分として、ダイマー酸のエンポール１００８（コグニス社製）６００部、セバシン酸６３部を入れ、前記二塩基酸成分と脱水縮合するプロトン供与体として、ピペラジン２２部、エチレンジアミン５７部を添加して、２３０℃に２時間かけて昇温し、さらに３時間、２３０℃に維持して、熟成させて、ポリアミド樹脂を合成する。かかるポリアミド樹脂６９１．８部に、酸化防止剤イルガノックス１０１０を３．９部添加・混合して、ポリアミド樹脂組成物を調製した。
【００７１】
（実施例３）
実施例１に記載する反応容器に、二塩基酸成分として、ダイマー酸のＤＡ−２００（ハリマ化成社製）５００部、セバシン酸１００部、さらに、モノカルボン酸であるステアリン酸２５部を入れ、前記二塩基酸成分と脱水縮合するプロトン供与体として、エチレンジアミン３９部、ヘキサメチレンジアミン３７部、エタノールアミン１９．５部を添加して、２３０℃に２時間かけて昇温し、さらに３時間、２３０℃に維持して、熟成させて、ポリアミドエステル樹脂を合成する。かかるポリアミドエステル樹脂６７０．２部に、酸化防止剤イルガノックス１０１０を３．９部添加・混合して、ポリアミドエステル樹脂組成物を調製した。
【００７２】
（実施例４）
実施例１に記載する反応容器に、二塩基酸成分として、ダイマー酸のＤＡ−２５０（ハリマ化成社製）５２０部、セバシン酸１０４部、さらに、モノカルボン酸のプロピオン酸６．２部を入れ、前記二塩基酸成分と脱水縮合するプロトン供与体として、ピペラジン７４部、エチレンジアミン３８部を添加して、２３０℃に２時間かけて昇温し、さらに３時間、２３０℃に維持して、熟成させて、ポリアミド樹脂を合成する。かかるポリアミド樹脂６９０．６部に、酸化防止剤イルガノックス１０１０を６部添加・混合して、樹脂組成物を得た。得られたこの樹脂組成物１００部当たり、フラックス成分として、ロジンＧ１００Ｆを８部添加・混合して、目的のポリアミド樹脂組成物を調製した。
【００７３】
（実施例５）
実施例１に記載する反応容器に、二塩基酸成分として、ダイマー酸のエンポール１０６１（コグニス社製）６００部、セバシン酸３０部を入れ、前記二塩基酸成分と脱水縮合するプロトン供与体として、ピペラジン１８．６部、エチレンジアミン４９部を添加して、２３０℃に２時間かけて昇温し、さらに３時間、２３０℃に維持して、熟成させて、ポリアミド樹脂を合成する。かかるポリアミド樹脂６５４．６部に、酸化防止剤イルガノックス１０１０を６部添加・混合して、樹脂組成物を得た。得られたこの樹脂組成物１００部当たり、その残余するカルボキシ基と反応可能なエポキシ基を有するエポキシ樹脂のエピコート８２８（ジャパンエポキシレジン社製、エポキシ当量  約１９０）を９．３部添加・混合して、目的のポリアミド樹脂組成物を調製した。
【００７４】
なお、エポキシ樹脂のエピコート８２８とポリアミド樹脂中に残余するカルボキシ基との間の開環付加反応は、１６０℃以上において、主に進行する。
【００７５】
（比較例１）  濡れない樹脂
実施例１に記載する反応容器に、二塩基酸成分として、ダイマー酸のエンポール１０６１（コグニス社製）５２０部、セバシン酸１０４部、さらに、モノカルボン酸のプロピオン酸６．２部を入れ、前記二塩基酸成分と脱水縮合するプロトン供与体として、ピペラジン７４部、エチレンジアミン３８部を添加して、２３０℃に２時間かけて昇温し、さらに３時間、２３０℃に維持して、熟成させて、ポリアミド樹脂を合成する。かかるポリアミド樹脂６８９．１部に、酸化防止剤イルガノックス１０１０を３．９部添加・混合して、ポリアミド樹脂組成物を調製した。
【００７６】
（比較例２）
実施例１に記載する反応容器に、二塩基酸成分として、ダイマー酸のエンポール１００８（コグニス社製）５２０部、セバシン酸２０．８部、さらに、モノカルボン酸のプロピオン酸６．２４部を入れ、前記二塩基酸成分と脱水縮合するプロトン供与体として、ピペラジン２７．５部、ヘキサメチレンジアミン３３部、エチレンジアミン２７．５部を添加して、２３０℃に２時間かけて昇温し、さらに３時間、２３０℃に維持して、熟成させて、ポリアミド樹脂を合成する。かかるポリアミド樹脂５９６．９部に、酸化防止剤イルガノックス１０１０を３．６部添加・混合して、ポリアミド樹脂組成物を調製した。
【００７７】
（比較例３）
実施例１に記載する反応容器に、二塩基酸成分として、ダイマー酸のエンポール１００８（コグニス社製）５２０部、セバシン酸１３０部を入れ、前記二塩基酸成分と脱水縮合するプロトン供与体として、ピペラジン７９．２部、エチレンジアミン４０．６部を添加して、２３０℃に２時間かけて昇温し、さらに３時間、２３０℃に維持して、熟成させて、ポリアミド樹脂を合成する。かかるポリアミド樹脂７１３．７部に、酸化防止剤イルガノックス１０１０を３．６部添加・混合して、樹脂組成物を得た。得られたこの樹脂組成物１００部当たり、フラックス成分として、ロジンＧ１００Ｆを２０部添加・混合して、目的のポリアミド樹脂組成物を調製した。
【００７８】
（参考例）
熱硬化性樹脂を利用する封止充填剤用熱硬化性樹脂組成物を下記のように調製した。エポキシ樹脂のエピコート８２８（ジャパンエポキシレジン社製、エポキシ当量  約１９０）を１００部、前記エポキシ樹脂に対する硬化剤として機能する、酸無水物ＹＨ−３０７（ジャパンエポキシレジン社製、酸無水物当量  約２３０）を１３０部、さらに、前記のエポキシ樹脂と酸無水物間の重合反応を促進させる、硬化促進剤１−ベンジル−２−メチルイミダゾール（四国化成社製）を２部配合し良く撹拌して、熱硬化性樹脂組成物を調製した。なお、かかる熱硬化性樹脂組成物において、含有される酸無水物ＹＨ−３０７は、テトラヒドロフタル酸無水物誘導体であり、若干過剰量含有されており、フラックス活性成分としての機能をも有している。
【００７９】
試験・評価方法
実施例１〜５および比較例１〜３において得られた熱可塑性樹脂、ならびに樹脂組成物に関して、その特性については以下の方法にて測定・評価した。また、参考例１の熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物についても、併せて、評価を行った。
【００８０】
１）樹脂物性
［溶融粘度］
粘度計（トキメック社製）を使用し、２１０℃における溶融粘度を測定した。
【００８１】
［軟化点］
ＪＡＩ−７軟化点測定に準拠し、昇温速度５℃／分にて測定した。
【００８２】
［酸価］
得られた樹脂をトルエン／メタノール溶剤に溶解させ、水酸化カリウム標準液で滴定して測定した。
【００８３】
２）はんだ広がり試験
ＪＩＳ−Ｚ−３１９７に準拠した。酸化処理済銅板上に、はんだボールを載せ、下記樹脂組成物をはんだボールに塗布し、リフロー炉にて一定時間加熱溶融させた後、はんだ広がり性を評価した。
【００８４】
半ドーム状に広がり接合    「○」
半田ボール下部のみ接合    「△」
まったく接合してない      「×」
３）導通試験
下記の条件でフリップチップ実装を行い、得られた実装済み半導体装置について、チップ部品とプリント回路基板電極との間の導通不良の有無を評価した。導通試験は、全試料数５０に対して、導通不良の無い合格品数の比率をもって、その指標とする。
【００８５】
なお、用いたリフロー加熱条件は、２０℃から２５０℃まで急速に昇温（１．５℃／ｓ）し、２５０℃で２０秒間保持した。この保持後、強制冷却した。
【００８６】
４）ＰＣＴ吸水性試験
１２０℃、２気圧、１時間放置処理後の吸水率を示す。
【００８７】
樹脂溶解：組成物全体の軟化点が１２０℃付近のため、樹脂自体が軟化・融解するため、測定不能。
【００８８】
５）リペア性
チップ部品とプリント回路板とを樹脂組成物を充填した存在下で加熱し、ハンダ接合し、再度、ハンダ材料を加熱溶融させて、チップ部品を基板より剥離させた。
【００８９】
樹脂の糸引きも無く剥離                              「○」
樹脂の糸引きあるも、バンプ間にはんだ短絡無く剥離    「△」
はんだがながれ、糸引きして剥離                      「×」
なお、樹脂の糸引きが生じると、基板面上に樹脂が糸状になって付着する。その結果、付着した樹脂成分が基板面を汚すため、その後の再実装時の作業性を著しく悪化させる。従って、リペア作業の観点では、樹脂の糸引きが過多であると、致命的な欠点となる。
【００９０】
【表１】
0003842686.tif 000002
【００９１】
【表２】
0003842686.tif 000003
【００９２】
表１に示すように、本発明の封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を利用すると、錫−鉛共晶ハンダのみならず、鉛フリー錫系ハンダを利用する際にも、金属表面の酸化被膜を除去でき、良好な半田濡れ性が達成でき、従って、電気接合性に不良がないハンダ接合、封止充填が一度に行えている。熱可塑性樹脂を利用する上の最大の利点であるリペア性も満足すべきものであり、封止充填剤に求められる低い吸水性の点でも、十分に実用上の水準を達成している。
【００９３】
（実施例６）
下記の条件でフリップチップ実装を行い、得られた実装済み半導体装置について、チップ部品とプリント回路基板電極との間の導通不良の有無を評価した。
【００９４】
まず、チップ部品の裏面に設けられているはんだバンプは、ロールにて、フラッタニング処理を施し、当初半球状の頂部を示していたものを、平坦化し、平坦な端面を示す形状とした。この状態で、はんだバンプの頂部は、いずれも概ね水平面ないに位置するものとした。一方、熱硬化性樹脂組成物として、上記の実施例１において調製されたポリアミド樹脂組成物を用い、ホットメルトで利用されるアプリケーターを用いて、このチップ部品の裏面にモールド注型法で塗布層を形成した。なお、塗布層は、はんだバンプ全体を被覆し、また、はんだバンプの頂部と塗布層の上面は、ほぼ水平面となるようにした。塗布層の外周と、チップ部品の外周は、ほぼ一致した状態となっていた。
【００９５】
一旦、熱硬化性樹脂組成物を硬化させた後、上記のリフロー加熱条件にて、チップ部品をプリント回路板上に実装した。実装後、導通試験とリペア性の検証を同じ手順で実施した。
【００９６】
（実施例７）
下記の条件でフリップチップ実装を行い、得られた実装済み半導体装置について、チップ部品とプリント回路基板電極との間の導通不良の有無を評価した。
【００９７】
まず、チップ部品の裏面に設けらるはんだバンプは、ウェハーから分離する前に、ロールにて、フラッタニング処理を施し、当初半球状の頂部を示していたものを、平坦化し、平坦な端面を示す形状とした。この状態で、はんだバンプの頂部は、いずれも概ね水平面ないに位置するものとした。一方、熱硬化性樹脂組成物として、上記の実施例１において調製されたポリアミド樹脂組成物を用い、ホットメルトで利用されるアプリケーターを用いて、このウエハー裏面にモールド注型法で塗布層を形成した。なお、塗布層は、はんだバンプ全体を被覆し、また、はんだバンプの頂部と塗布層の上面は、ほぼ水平面となるようにした。
【００９８】
次いで、ダイシングによるチップ部品の分離に先立ち、ダイシング装置の研削ブレードを利用し、ウエハー裏面には接しない範囲で、最終的にチップ部品のダイシングを行う周囲の塗布層のみを、均一な幅で研削除去し、ストライプ状にウエハー裏面を露出させた。その結果、各チップ部品とした際、その最外周部に位置するはんだバンプから２００μｍ隔たった位置に塗布層の外周が位置する形態とした。最後に、先に露出されたストライプ状にウエハー裏面の中央において、ダイシングを行い、各チップ部品の分割を行った。分割されたチップ部品において、塗布層の外周は、チップ部品の外周より、内側に位置する状態となっていた。
【００９９】
上記のリフロー加熱条件にて、このチップ部品をプリント回路板上に実装した。実装後、導通試験とリペア性の検証を同じ手順で実施した。なお、実装を終えた後、封止充填剤の充填形態を確認したところ、良好なフィレットが形成されていた。
【０１００】
【表３】
0003842686.tif 000004
【０１０１】
表３に、前記実施例６ならびに実施例７に記載するフリップチップ実装における、導通試験とリペア性の検証結果を示す。ともに、良好な結果であり、また、ボイドの発生も見出されなかった。
【０１０２】
（実施例８）
下記の条件でフリップチップ実装を行い、得られた実装済み半導体装置について、チップ部品とプリント回路基板電極との間の導通不良の有無を評価した。
【０１０３】
上記実施例１で調製したポリアミド樹脂組成物に対して、トルエンと２−プロパノールの１：１（重量比）混合溶剤を用いて、該ポリアミド組成物を１５質量％溶解した溶液を調製した。
【０１０４】
裏面にはんだバンプを設けたチップ部品をウェハーから分離する前に、このウェハー裏面の塗布層を形成すべき領域を取り囲むように、樹脂ダムを作製した。具体的には、ウェハーの外周に沿って、ウェハー端に位置する各チップ部品をその内部に含む位置に、熱硬化性樹脂をディスペンサーで塗布し、熱硬化して、樹脂ダムを作製した。この樹脂ダム頂部の高さは、裏面に設けられているはんだバンプの頂部より十分に高くした。次いで、樹脂ダムで取り囲まれたウェハー裏面部分に前記ポリアミド樹脂組成物溶液を注入し、樹脂ダム頂部に達するまで溶液で満たした。従って、裏面に設けられているはんだバンプの表面は、ポリアミド樹脂組成物溶液中に浸された状態とされる。
【０１０５】
その後、注入されているポリアミド樹脂組成物溶液に、１２０℃で乾燥処理を施すことで、含まれている混合溶剤を除去した。最終的に、ポリアミド組成物が残留し、はんだバンプの表面を被覆するポリアミド樹脂組成物の塗布層が形成される。しかる後に、この塗布層形成工程に利用した樹脂ダム層の除去を行い、ウェハー裏面の塗布層形成を完了した。なお、この例でも、樹脂ダム頂部の高さを適宜選択することで、得られる塗布層は、はんだバンプ全体を被覆し、また、はんだバンプの頂部と塗布層の上面は、ほぼ水平面となるようにした。
【０１０６】
次いで、ダイシングによるチップ部品の分離工程を、上記実施例７に記載する手順で行うことで、分割されたチップ部品において、塗布層の外周は、チップ部品の外周より、内側に位置する状態となっていた。また、上記のリフロー加熱条件にて、このチップ部品をプリント回路板上に実装した。実装後、導通試験とリペア性の検証を同じ手順で実施した。なお、実装を終えた後、封止充填剤の充填形態を確認したところ、良好なフィレットが形成されていた。
【０１０７】
（実施例９）
下記の条件でフリップチップ実装を行い、得られた実装済み半導体装置について、チップ部品とプリント回路基板電極との間の導通不良の有無を評価した。
【０１０８】
裏面にはんだバンプを設けたチップ部品をウェハーから分離する前に、このウェハー裏面の塗布層を形成すべき領域を取り囲むように、樹脂ダムを作製した。具体的には、ウェハーの外周に沿って、ウェハー端に位置する各チップ部品をその内部に含む位置に、熱硬化性樹脂をディスペンサーで塗布し、熱硬化して、樹脂ダムを作製した。この樹脂ダム頂部の高さは、裏面に設けられているはんだバンプの頂部より若干高くした。加えて、前記実施例８においては、作製された樹脂ダムは、その内部に溶液を満たすことが可能な槽壁様の形状であるが、本例では、樹脂ダムは、目的とする塗布領域に対して、差し障りのない箇所に、幅１ｍｍ程度の寸断部を設けた形態とした。
【０１０９】
次いで、ウェハー外形に合わせた凹部を設けた金型上に、樹脂ダムを作製したウェハー裏面が露呈するように、裏返された状態で置いた。その上に、この凹部を設けた金型と対をなす上蓋を被せた。その際、平坦な面を有する上蓋の内面は、ウェハー裏面に形成された樹脂ダム頂部に対して、密に圧接しつつ、平坦に保たれている。その状態で、樹脂ダムで取り囲まれている領域内で、チップ部品をウェハーから分離した際には、最終的にチップ部品の裏面に設ける熱可塑性樹脂組成物塗布層とはならない位置に、上蓋表面から裏面へと達する注入用ポート穴が上蓋に設けてある。
【０１１０】
この注入用ポート穴を利用して、熱硬化性樹脂組成物として、上記の実施例１において調製されたポリアミド樹脂組成物を用い、ホットメルトで利用されるアプリケーターを用いて、このウェハー裏面にモールド注型法で塗布層を形成した。具体的には、溶融されたポリアミド樹脂組成物を、注入用ポート穴を介して、樹脂ダムで取り囲まれている領域内に注入し、その際、モールド側壁として機能する樹脂ダムには、幅１ｍｍ程度の寸断部を設けてあるため、この寸断部を通って内部に気体は押し出される。その結果、樹脂ダムと上蓋裏面とで覆われた領域内を完全に満たすように、ポリアミド樹脂組成物の注入がなされる。最終的に、注入したポリアミド組成物を再び固化することで、はんだバンプの表面を被覆するポリアミド樹脂組成物の塗布層が形成される。しかる後に、この塗布層形成工程に利用した樹脂ダム層の除去を行い、ウェハー裏面の塗布層形成を完了した。なお、この例でも、樹脂ダム頂部の高さを適宜選択することで、得られる塗布層は、はんだバンプ全体を被覆し、また、はんだバンプの頂部と塗布層の上面は、ほぼ水平面となるようにした。
【０１１１】
次いで、ダイシングによるチップ部品の分離工程を、上記実施例７に記載する手順で行うことで、分割されたチップ部品において、塗布層の外周は、チップ部品の外周より、内側に位置する状態となっていた。また、上記のリフロー加熱条件にて、このチップ部品をプリント回路板上に実装した。実装後、導通試験とリペア性の検証を同じ手順で実施した。なお、実装を終えた後、封止充填剤の充填形態を確認したところ、良好なフィレットが形成されていた。
【０１１２】
【表４】
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【０１１３】
表４に、前記実施例８ならびに実施例９に記載するフリップチップ実装における、導通試験とリペア性の検証結果を示す。ともに、良好な結果であり、また、ボイドの発生も見出されなかった。
【０１１４】
【発明の効果】
本発明の封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物は、主成分として、熱可塑性樹脂を含有し、この熱可塑性樹脂に加えて、フラックス剤を必須成分として含有したものとする、あるいは、主成分の熱可塑性樹脂自体は、その分子内にフラックス性を示す原子団を有する高分子とすることで、封止充填を行うため加熱を行う際、溶融した熱可塑性樹脂で被覆して、外界からの酸素の進入を防止しつつ、含まれているフラックス剤あるいはその分子内にフラックス性を示す原子団がもたらすフラックス性により、バンプ電極に用いているハンダ材料表面、さらには、プリント基板の配線や接続パッド表面に対して、それら金属表面に存在する酸化被膜の除去を可能としている。従って、清浄なハンダ材料表面と接続パッド表面等の間で緊密なハンダ接合が可能となり、同時に、ハンダ接合後、実装されるチップ部品と回路基板との間隙を満たす熱可塑性樹脂による封止充填も達成できる。かかる封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を利用する封止充填方法により実装がなされた回路基板は、実装後、仮にチップ部品を取り外す必要が生じた際、加熱して、熱可塑性樹脂を軟化あるいは溶融した状態とし、同時に、一旦ハンダ接合を行ったハンダ材料を融解することで、チップ部品を回路基板上から容易に取り外すことが可能となり、リペア性を有する封止充填がなされた回路基板となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物を利用する封止充填方法における、チップ部品の裏面に形成されたバンプ電極を覆う封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層付与工程の一例を模式的に示す図である。
【図２】チップ部品の裏面に形成されたバンプ電極を覆う封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層付与工程の一例であり、バンプ電極の頂部の平坦化工程と、その後、熱可塑性樹脂組成物の塗布層の形成工程とにより、バンプ電極の頂部と塗布層上面との水平化を行う一連の工程を模式的に示す図である。
【図３】チップ部品のウェハーからの分離に先立ち、充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層付与と、その塗布層の部分的な研削除去とを利用し、最終的にダイシング工程で分離を行う一連に工程による、チップ部品の外周より塗布層の外周を内側とする手段の一例を模式的に示す図である。
【図４】チップ部品の裏面に形成されたバンプ電極を覆う封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層付与工程の一例であり、ダイシング工程において、チップ部品をウェハーからの分離するに先立ち、塗布層付与領域全体を囲み込む樹脂ダムを作製し、熱可塑性樹脂組成物を含む溶液で樹脂ダム内部を満たし、その後、溶液に含まれる溶液の乾燥除去により、充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層を形成する手段の一例を模式的に示す図である。
【図５】チップ部品の裏面に形成されたバンプ電極を覆う封止充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層付与工程の一例であり、ダイシング工程において、チップ部品をウェハーからの分離するに先立ち、塗布層付与領域全体を囲み込む樹脂ダムを作製した上で、ウェハー全体を上蓋付き金型内に収容し、上蓋の注入孔を介して、熱可塑性樹脂組成物を樹脂ダム内部にモールド注型して、充填剤用熱可塑性樹脂組成物の塗布層を形成する手段の一例を模式的に示す図である。
【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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