JP2009038347A

JP2009038347A - 回路部材の実装方法

Info

Publication number: JP2009038347A
Application number: JP2008159421A
Authority: JP
Inventors: Susumu Kawakami; 晋川上; Gyorei To; 暁黎杜
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2007-07-06
Filing date: 2008-06-18
Publication date: 2009-02-19

Abstract

【課題】使用する熱硬化型接続材料の硬化温度の高低に関わらず、ＩＣチップ等の回路部材を実装後の基板の反り変形を十分に抑制できると共に、十分に高い接続信頼性を有する回路接続体を製造可能な回路部材実装方法を提供すること。
【解決手段】本発明に係る回路部材実装方法は、基板１とこの基板１に実装される回路部材３との間に熱硬化型接続材料２を介在させた後、加熱しながら基板１と回路部材３とを圧着することによって、熱硬化型接続材料２を硬化させ、基板１の電極１ａと回路部材３の電極３ａが電気的に接続されるように基板１と回路部材３とを接着する熱圧着工程と、この熱圧着工程を経て得られた回路接続体を再び加熱する再加熱工程とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱硬化型接続材料を用いて基板に回路部材を実装する方法に関する。

多数の電極を有する被接続部材同士を電気的に接続するための接続材料として、異方導電フィルム（ＡＣＦ）、異方導電性ペースト（ＡＣＰ）、非導電性フィルム（ＮＣＦ）等が使用されている。これらの接続材料は、プリント配線基板、ＬＣＤ用ガラス基板、フレキシブルプリント基板等の基板に、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子やパッケージなどの被接続部材を接続する際、相対する電極同士の導通状態を保ち、隣接する電極同士の絶縁を保つように電気的接続と機械的固着を行うものである。

上記の接続材料は、熱硬化性樹脂を含む接着剤成分と、必要により配合される導電粒子とを含有する接着剤組成物からなるものが一般的である。この接着剤組成物をＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の基材上に積層し、フィルム状に形成したものが製品化されている。熱硬化性樹脂を含有する接続材料を使用する際には、２つの被接続部材の間に当該接続材料を介在させ、加熱しながら圧着することによって熱硬化性樹脂を硬化させる。これにより、部材間の機械的固着を得ると共に、対向する電極間を直接または導電粒子を介して接触させて電気的接続を得る。

ところで、電極が形成されたガラス基板上に、接続材料を介してＩＣチップなどの電子部品を接続するＣＯＧ（ＣｈｉｐＯｎＧｌａｓｓ）実装を行う場合、図１に示すような熱圧着装置が使用される。図１に示す熱圧着装置１０は、ガラス基板等を載置するステージ４と、鉛直方向に移動可能であり、当接面の温度調整が可能なヘッド５とを備える。

例えば、ＬＣＤ用ガラス基板に対する実装部品（例えば、ＩＣチップ）のＣＯＧ実装を、熱圧着装置１０を用いて行うには、まず、電極１ａが設けられた面を上方に向けてガラス基板１をステージ４上に載置し、その上に熱硬化型接続材料２を貼り付ける。次いで、ＩＣチップ３の電極３ａとガラス基板１の電極１ａの位置が合うように、熱硬化型接続材料２上にＩＣチップ３を載置する。その後、図１に示すように、ヘッド５を降下させると共に、ヘッド５の熱で熱硬化型接続材料２を硬化させ、ガラス基板１上にＩＣチップ３を実装する。熱硬化型接続材料２は熱によって硬化物２Ａとなる（図２参照）。

上記のようにＣＯＧ実装において加熱処理を行うと、熱硬化型接続材料の加温の不均一性に起因した歪みや内部応力により、図２に示すように、ガラス基板に反り変形が生じる場合がある。ガラス基板の反り変形は、ＬＣＤの表示ムラの発生や接続抵抗の上昇の一因となる。特に、近年、製品の軽量化や高密度実装を達成するため、ガラス基板として、薄型で線膨張係数の低いものが使用されるようになってきている。具体的には、ガラス基板として、従来の厚さである１．１ｍｍ程度のものから、厚さ０．１ｍｍ程度のものが使用される。また、従来の線膨張係数の値である４．８×１０^−６／℃程度のものから、３．１×１０^−６／℃程度のものが使用される。ガラス基板が薄型化するに従い、あるいは、その材質として低熱膨張のものを使用するに従い、ガラス基板に反り変形がより一層生じやすくなる。

基板の反り変形を抑制する方法として、硬化後の弾性率が低い熱硬化型接続材料を使用し、基板の内部応力を低減させることが知られている。しかし、このような熱硬化型接続材料を使用した場合、基板の反りは抑制できても、接続信頼性が低下するという問題が生じる。その他の方法として、基板と実装部品との間に介在する熱硬化型接続材料を熱硬化させる際、基板が載置されるステージを所定温度以上に加熱する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、実装部品の熱圧着開始後に基板の温度が所定の範囲内となるように加熱する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−３１２０６９号公報特開２００４−２００２３０号公報

図１に示す熱圧着装置１０を使用し、基板上にＩＣチップ等を実装する場合、一般に、ヘッド５は１５０〜３００℃に加熱される一方、ステージ４は特に加熱せず、室温付近、又は、ヘッド５から伝熱され伝熱量と放熱量とがつり合った温度に維持される。これは、ガラス基板１上に熱硬化型接続材料２を付設後、ガラス基板１の電極１ａとＩＣチップ３の電極３ａの位置合わせなどを行う間に、熱硬化型接続材料２の硬化反応が進行するのを防止するためである。また、ステージ４は、実装工程において熱圧着毎に接続温度がばらつくことを抑制するため、硬化反応の開始温度以下である６０℃以下の比較的低い温度に調整される場合もある。

しかしながら、上記特許文献１の方法は、ステージを加熱することによって基板の反り変形を抑制しようとするものである。ステージの温度が高すぎると、熱圧着する前に熱硬化型接続材料が硬化し、実装部品を接着できなくなり、他方、ステージの温度が低すぎると、熱硬化型接続材料の硬化反応は進行しないものの、本来の目的である反り変形の抑制を十分に達成できない。特に、近年、多く採用されている低温反応型の接続材料を用いた場合には、基板の反り変形を十分に抑制できる程度にステージを加熱できない。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、使用する熱硬化型接続材料の硬化温度の高低に関わらず、回路部材を実装後の基板の反り変形を十分に抑制できると共に、十分に高い接続信頼性を有する回路接続体を製造可能な回路部材実装方法を提供することを目的とする。

本発明に係る回路部材実装方法は、基板と当該基板に実装する回路部材との間に熱硬化型接続材料を介在させた後、加熱しながら基板と回路部材とを圧着することによって、熱硬化型接続材料を硬化させ、基板の電極と回路部材の電極が電気的に接続されるように基板と回路部材とを接着する熱圧着工程と、この熱圧着工程を経て得られた回路接続体を再び加熱する再加熱工程とを備える。

本発明に係る回路部材実装方法においては、基板の電極と回路部材の電極の位置合わせ等を行い、両者の間に熱硬化型接続材料を介在させた状態で熱硬化型接続材料を硬化させる（熱圧着工程）。この熱圧着工程では、基板の反り変形を抑制するために圧着装置のステージを事前に加熱する必要がなく、基板上に付設された熱硬化型接続材料の硬化反応が事前に進行することもない。したがって、熱圧着工程における所望の加熱条件で熱硬化型接続材料を硬化させることができ、十分に高い接続信頼性を有する回路接続体を製造できる。

仮に、熱圧着工程後の基板に反り変形が生じていたとしても、その後の再加熱工程で回路接続体を再び加熱して熱硬化型接続材料の硬化物を一旦軟化させることで、基板の反りが低減される。

再加熱工程においては、熱硬化型接続材料の硬化物の温度が当該硬化物の粘弾性値低下開始温度以上となるように回路接続体を加熱することが好ましい。かかる条件で回路接続体を加熱すると、基板の反りがより一層低減される。ここでいう「硬化物の粘弾性値低下開始温度」とは、熱硬化型接続材料の硬化物の温度を昇温速度５℃／分で上昇させていった場合に測定される当該硬化物の粘弾性値（Ｐａ）を縦軸にとり、温度（℃）を横軸にとった粘弾性スペクトルにおいて、その傾きが−２０（ＭＰａ／℃）以下となる最も低温側の温度をいう（図７参照）。

また、本発明にあっては、回路接続体の接続信頼性をより一層向上させる観点から、再加熱工程において、熱硬化型接続材料の硬化物の温度が熱圧着工程において当該熱硬化型接続材料が到達する最高温度を超えないように回路接続体を加熱することが好ましい。また、同様の観点等から、硬化後のガラス転移温度が６０〜２５０℃の熱硬化型接続材料を使用することが好ましい。

更に、本発明においては、回路接続体の接続信頼性及び作業効率の観点から、熱圧着工程における加熱を開始してから再加熱工程における加熱を開始するまでの時間間隔を０．０１秒から１０００時間とすることが好ましい。

本発明によれば、使用する熱硬化型接続材料の硬化温度の高低に関わらず、回路部材を実装後の基板の反り変形を十分に低減できると共に、十分に高い接続信頼性を有する回路接続体を製造可能である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、図面の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。

（熱硬化型接続材料）
まず、本実施形態で使用する熱硬化型接続材料について説明する。この熱硬化型接続材料は、熱硬化性樹脂を含む接着剤成分と、必要により配合される導電粒子とを含有する接着剤組成物をフィルム状に成形したものである。

熱硬化型接続材料に含まれる熱硬化性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などを例示できる。また、熱硬化性樹脂の硬化反応の形態は特に制限されるものではなく、二重結合のラジカル重合、イオン重合、重付加などのいずれの重合形態であってもよい。

熱硬化型接続材料の接着剤成分は、熱硬化性樹脂以外の成分を含んでもよい。かかる成分としては、フィルム形成ポリマー、ラジカル重合開始剤、エポキシ硬化剤、シランカップリング剤、触媒、充填剤等を例示できる。熱硬化性樹脂、フィルム形成ポリマー及びその他成分の種類又は配合量を適宜調整することで、熱硬化型接続材料の硬化物のガラス転移温度Ｔｇを制御することができる。

本実施形態で使用する熱硬化型接続材料としては、硬化後のガラス転移温度Ｔｇが６０〜２５０℃であるものが好ましく、８０〜２４０℃であるものがより好ましく、１００〜２３０℃であるものが更に好ましい。硬化後のガラス転移温度Ｔｇが６０℃未満の熱硬化型接続材料を用いた場合、基板の反りは抑制できるものの、接続信頼性が低くなる傾向がある。他方、硬化後のガラス転移温度Ｔｇが２５０℃を超える熱硬化型接続材料を用いた場合、基板の加熱により反りが低減されるに伴い、接続信頼性が低下する傾向がある。なお、ガラス転移温度Ｔｇは、例えば、熱硬化型接続材料の硬化物のＴＭＡ測定やＤＭＡ測定によるｔａｎδのピーク温度から算出できる。

熱硬化型接着材料は、その接着剤成分中に導電粒子が分散したものであってもよい。導電粒子としては、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｗ、Ｓｂ、Ｓｎ、はんだ等の金属やカーボンの粒子が挙げられる。あるいは、非導電性のガラス、セラミック、プラスチック等を核とし、この核を上記の金属やカーボンで被覆した被覆粒子を使用してもよい。導電粒子の平均粒径は分散性、導電性の観点から１〜１８μｍであることが好ましい。なお、導電粒子を絶縁層で被覆してなる絶縁被覆粒子を使用してもよく、隣接する電極同士の絶縁性を向上させる観点から導電粒子と絶縁性粒子とを併用してもよい。

導電粒子の配合割合は、接着剤層に含まれる接着剤成分１００体積部に対して、０．１〜３０体積部であることが好ましく、０．１〜１０体積部であることがより好ましい。この配合割合が０．１体積部未満であると対向する電極間の接続抵抗が高くなる傾向にあり、３０体積部を超えると隣接する電極間の短絡が生じやすくなる傾向がある。

上記各成分を含有する接着剤組成物を塗布することにより、基板上に熱硬化型接続材料を付設することができる。あるいは、図３に示すような接着材フィルム１５の接着剤層８を熱硬化型接続材料として用いてもよい。同図に示す接着材フィルム１５は、テープ状の基材６と、その一方面上に設けられた上記接着剤組成物からなる接着剤層８とを備える。接着材フィルム１５は、基材６上に接着剤層８を付設することによって製造される。なお、接着材フィルム１５の接着剤層８を接続材料として使用する際には、基材６は剥離される。

基材６はテープ状の形状を有する。基材６は、長さが１〜２００ｍ程度であり、厚さが４〜２００μｍ程度であり、幅が０．５〜３０ｍｍ程度である。基材６の長さ、厚さ及び幅は上記の範囲に限定されるものではない。但し、基材６の幅は、その上に付設される接着剤層８の幅よりも広いことが好ましい。

基材６は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリオレフィン、ポリアセテート、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、合成ゴム系、液晶ポリマー等からなる各種テープを使用することが可能である。もっとも、基材６を構成する材質はこれらに限定されるものではない。また、基材６として、接着剤層８との当接面等に離型処理が施されたものを使用してもよい。

接着剤層８は、上述の接着剤組成物からなる。接着剤層８の厚さは、使用する接着剤成分及び被接着物の種類等に合わせて適宜選択すればよいが、５〜１００μｍであることが好ましい。また、接着剤層８の幅は、使用用途に合わせて調整すればよいが、一般には０．５〜５ｍｍ程度である。この接着剤層８は、接着剤成分８ａと、これに分散している導電粒子８ｂとを備える。

なお、熱硬化型接続材料として、市販されている種々の異方導電性フィルム（ＡＣＦ）、異方導電性ペースト（ＡＣＰ）、非導電性フィルム（ＮＣＦ）等を用いてもよい。

（回路接続体）
次に、導電粒子が配合された接着剤組成物からなる接着剤層８を回路接続材料として使用して製造される回路接続体について説明する。図４は、回路電極同士が接続された回路接続体を示す概略断面図である。図４に示す回路接続体１００は、相互に対向する第１の回路部材３０及び第２の回路部材４０を備えており、第１の回路部材３０と第２の回路部材４０との間には、これらを接続する接続部５０ａが設けられている。

第１の回路部材３０は、回路基板３１と、回路基板３１の主面３１ａ上に形成された回路電極３２とを備えている。第２の回路部材４０は、回路基板４１と、回路基板４１の主面４１ａ上に形成された回路電極４２とを備えている。

第１の回路部材３０の具体例としては、金属配線を有するフレキシブルテープ、フレキシブルプリント配線板、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）が蒸着されたガラス基板、ガラス強化エポキシ基板、紙フェノール基板、セラミック基板、積層板などの配線基板が挙げられる。他方、第２の回路部材４０の具体例としては、ＩＣチップ、ＬＳＩチップ、抵抗体チップ、コンデンサチップ等のチップ部品などが挙げられる。これらのチップ部品は、多数の回路電極（接続端子）を備えているものが一般的である。

各回路電極３２，４２の表面は、金、銀、錫、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金及びインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）から選ばれる１種で構成されてもよく、２種以上で構成されていてもよい。また、回路電極３２，４２の表面の材質は、すべての回路電極において同一であってもよく、異なっていてもよい。

接続部５０ａは接着剤層８に含まれる接着剤成分８ａの硬化物８Ａと、これに分散している導電粒子８ｂとを備えている。そして、回路接続体１００においては、対向する回路電極３２と回路電極４２とが、導電粒子８ｂを介して電気的に接続されている。すなわち、導電粒子８ｂが、回路電極３２，４２の双方に直接接触している。

このため、回路電極３２，４２間の接続抵抗が十分に低減され、回路電極３２，４２間の良好な電気的接続が可能となる。他方、硬化物８Ａは電気絶縁性を有するものであり、隣接する回路電極同士は絶縁性が確保される。従って、回路電極３２，４２間の電流の流れを円滑にすることができ、回路の持つ機能を十分に発揮することができる。

（回路接続体の製造方法）
次に、回路接続体１００の製造方法について説明する。図５は、本発明に係る回路接続体の製造方法の一実施形態を概略断面図により示す工程図である。ここでは、上記の熱圧着装置１０を用いた実装作業において、上記接着材フィルム１５の接着剤層８を熱硬化型接続材料として使用する場合を例示する。

まず、第１の回路部材３０をステージ４上に載置する。そして、所定の長さに切断された接着剤層８を第１の回路部材３０の回路電極３２が形成されている面上に載置し、図５（ａ）に示すようにヘッド５を降下させて接着剤層８を第１の回路部材３０に仮圧着する（図５（ｂ））。このときの圧力は回路部材に損傷を与えない範囲であれば特に制限されないが、一般的には０．１〜３０．０ＭＰａとすることが好ましい。また、加熱しながら加圧してもよく、加熱温度は接着剤層８が実質的に硬化しない温度とする。加熱温度は一般的には８０〜２５０℃にするのが好ましい。これらの加熱及び加圧は０．５〜１２０秒間の範囲で行うことが好ましい。

次いで、図５（ｃ）に示すように、第２の回路部材４０を、第２の回路電極４２を第１の回路部材３０の側に向けるようにして接着剤層８上に載せる。そして、ヘッド５を降下させると共に、ヘッド５の熱によって接着剤層８を硬化させる（熱圧着工程）。このときの接着剤層８の到達温度は、接着剤層８が硬化可能な温度とする。加熱温度は、６０〜１８０℃が好ましく、７０〜１７０℃がより好ましく、８０〜１６０℃が更に好ましい。加熱温度が６０℃未満であると硬化速度が遅くなる傾向があり、１８０℃を超えると望まない副反応が進行し易い傾向がある。加熱時間は、０．１〜１８０秒が好ましく、０．５〜１８０秒がより好ましく、１〜１８０秒が更に好ましい。

熱硬化型接続材料の硬化により接続部５０ａが形成されて、図４に示すような回路接続体１００が得られる。

本実施形態においては、熱圧着工程によって得られた回路接続体１００を再び加熱する（再加熱工程）。この再加熱工程における再加熱温度Ｔ１（℃）は、基板の反りを十分に低減する観点から、熱硬化型接続材料の硬化物の粘弾性値低下開始温度Ｔ２（℃）以上であることが好ましい。すなわち、再加熱温度Ｔ１と硬化物の粘弾性値低下開始温度Ｔ２は、下記式（１）で示される条件を満たすことが好ましい。
Ｔ１≧Ｔ２ …（１）

上記式（１）の条件を満たさない場合、すなわち、Ｔ１＜Ｔ２の場合には、ステージ４上の第１の回路部材３０の反り低減効果が不十分となる傾向がある。再加熱温度Ｔ１と硬化物の粘弾性値低下開始温度Ｔ２は、下記式（２）で示される条件を満たすことがより好ましく、下記式（３）で示される条件を満たすことが更に好ましい。
Ｔ１≧Ｔ２＋５ …（２）
Ｔ１≧Ｔ２＋１０ …（３）

また、再加熱温度Ｔ１は、熱圧着工程において熱硬化型接続材料が到達する最高温度を超えない温度であることが好ましい。再加熱温度Ｔ１が熱圧着工程における熱硬化型接続材料の最高到達温度を超えると、再加熱工程において望まない副反応が進行し易い傾向がある。

また、再加熱温度Ｔ１は、熱硬化型接続材料の硬化物のガラス転移温度Ｔｇ（℃）以下であることが好ましい。再加熱温度Ｔ１が熱硬化型接続材料の硬化物のガラス転移温度Ｔｇよりも高いと、接続抵抗の上昇や回路部材間における剥離が生じ易い傾向がある。

接続信頼性に優れる異方導電フィルムは、通常、その硬化物の粘弾性値低下開始温度Ｔ２が３０〜１５０℃であり、硬化物のガラス転移温度Ｔｇが３０〜１７０℃である。このような異方導電フィルムを熱硬化型接続材料として用いた場合は、再加熱温度Ｔ１を３０〜１７０℃とすることが好ましく、５０〜１５０℃とすることがより好ましく、７０〜１３０℃とすることが更に好ましい。

回路接続体を再加熱する方法については特に制限はない。例えば、熱圧着装置１０のステージ４及び／又はヘッド５を昇温することで回路接続体を再加熱してもよい。より具体的には、基板に対する回路部材の熱圧着を開始した後に、熱圧着しながらステージ４の加熱を開始すると共に、熱圧着の終了後もステージ４の加熱を継続する方法、熱圧着の終了後、圧力開放した後にステージ４を加熱する方法などが挙げられる。但し、再加熱工程による基板の反り低減効果を高度に達成するためには、熱圧着工程は、昇温工程、温度保持工程及び降温工程を備え、熱圧着工程の降温工程後に回路接続体の再加熱を行うことが好ましい。なお、短時間で硬化する接続材料を用いた場合は、温度保持工程は実施しなくてもよい。

ステージ４を昇温する方法としては、ステージ４内にセラミックヒーター、抵抗式のヒーターを有するパルスヒーター等を内蔵させることが好ましい。これらの中でも、セラミックヒーターは、熱に対する寸法安定性、温度制御性が良好であるため、これを用いると、ステージ４の温度制御が良好となり好ましい。

また、ステージ４を昇温させて回路接続体１００を再加熱する場合、熱圧着工程における加熱を開始してから、ステージ４の昇温を開始するまでの時間間隔を０．０１秒から１０００時間とすることが好ましく、０．０２秒から１００時間とすることがより好ましく、０．０３秒から１０時間とすることが更に好ましく、０．０４秒から１時間とすることが特に好ましい。当該時間間隔が０．０１秒未満であると、接続抵抗の上昇や回路部材間における剥離が生じる易い傾向があり、他方、１０００時間を超えると、量産性に不十分となる傾向がある。仮に、熱圧着工程における加熱を開始する前にステージ４を昇温すると、第１の回路部材３０上に付設された接着剤層８の硬化反応が進行する可能性がある。したがって、ステージ４の昇温は、熱圧着工程における加熱を開始した後であることが好ましい。

ヘッド５としては、熱硬化型接続材料を十分に硬化できる程度に昇温できるものが好ましい。例えば、セラミックヒーター又は金属製ブロックに加熱ヒーターを内蔵したものを使用できる。また、熱圧着時に、回路部材の１端子当たり圧力３０〜２０００ｋｇ／ｃｍ^２で加圧できる性能を有するものが好ましい。

回路接続体１００の再加熱は、ステージ４及び／又はヘッド５を昇温する方法に限定されず、例えば、ホットプレート上に回路接続体１００を載置して一定時間放置する方法、ポットプレート上の回路接続体１００をポットプレート側に押し付ける方法、加熱炉の中に回路接続体１００を投入する方法、回路接続体１００に温風を吹き付ける方法、超音波やその他外部からのエネルギーを回路接続体１００に与えて加熱する方法などが挙げられる。

再加熱工程を備える回路部材実装方法によれば、熱圧着工程において、第１の回路部材３０の反り変形を抑制するためにステージ４を事前に加熱する必要がなく、回路部材３０上に付設された熱硬化型接続材料の硬化反応が事前に進行することもない。したがって、熱圧着工程における所望の加熱条件で接着剤層８を硬化させることができ、十分に高い接続信頼性を有する回路接続体１００を製造できる。

そして、仮に、熱圧着工程後の回路部材３０に反り変形が生じていたとしても、その後の再加熱工程で回路接続体１００を再び加熱して接着剤成分８ａの硬化物８Ａを一旦軟化させることで、基板の反りが低減される。特に、回路部材３０が基板であり、他方、回路部材４０がチップ部品であって、特に、接続端子数が多く且つサイズが比較的大きい部品（例えば、ＩＣチップ、ＬＳＩチップ等）である場合には実装時における接着剤層８の使用量が多いため、従来の実装方法では基板に反りが発生しやすい。このようなチップ部品の実装に、本実施形態に係る実装方法を採用すると、基板の反りが十分に低減され、その効果が顕著に奏される。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、単層構造の接着剤層８を熱硬化型接続材料として使用する場合を例示したが、多層構造の接着剤層からなる熱硬化型接続材料を使用してもよい。
多層構造の接着剤層を有する接着材フィルムは、接着剤成分及び導電粒子の種類あるいはこれらの含有量が異なる層を基材６上に複数積層することによって製造することができる。

図６は、基材６と、その一方面上に形成された二層構造の接着剤層１８とを備える異方導電テープを示す断面図である。図６に示す接着材フィルム１５Ａの接着剤層１８は、導電粒子を含有しない導電粒子非含有層１８ａ及び導電粒子を含有する導電粒子含有層１８ｂによって構成されている。なお、導電粒子非含有層１８ａ及び導電粒子含有層１８ｂの接着剤成分としては、上述の接着剤層８の接着剤成分と同様のものを使用できる。

上記二層構造の接着剤層１８を回路接続材料として使用すると、回路部材同士の接合時に、接着剤成分の流動に起因する回路電極上における導電粒子の個数の減少を十分に抑制することができる。このため、例えば、ＩＣチップをＣＯＧ実装もしくはＣＯＦ（ＣｈｉｐＯｎＦｉｌｍ）実装によって基板上に接続する場合、ＩＣチップの金属バンプ上の導電粒子の個数を十分に確保することができる。この場合、ＩＣチップの金属バンプを備える面と導電粒子非含有層１８ａとが、他方、ＩＣチップを実装すべき基板と導電粒子含有層１８ｂとが、それぞれ当接するように接着剤層１８を配置することが好ましい。

また、本発明に係る実装方法は、ＣＯＧ実装に限定されず、例えば、液晶駆動用ＩＣが実装されたフレキシブルテープと、ガラスパネルとを接続するＯＬＢ実装方法などにも適用可能である。

更に、上記実施形態においては、ステージ４上に、第１の回路部材（例えば、基板）３０、熱硬化型接着材料及び第２の回路部材（例えば、チップ部品）４０をこの順序で載置する場合を例示したが、積層の順序を逆にして、ステージ４上に、まず、第２の回路部材４０を載置し、その上に熱硬化型接着材料及び第１の回路部材３０をこの順序で載置してもよい。この場合、ヘッド５の当接面の熱によって主に第１の回路部材３０が加熱され、ステージ４の当接面の熱によって主に第２の回路部材４０が加熱されることとなる。

本発明について実施例及び比較例によって更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

＜熱硬化型接続材料の作製＞
以下に示す成分を含有する熱硬化性接着剤組成物を調製し、これをフィルム状に成形することによって、熱硬化型の異方導電フィルム（以下、「ＡＣＦＮｏ．１」という。）を作製した。
フェノキシ樹脂（東都化成（株）製、ＦＸ２９３）：３０質量部、
ウレタンアクリレート（根上工業（株）製、ＵＡ５５００）：５５質量部、（根上工業（株）製、ＵＮ５５００）：１０質量部
過酸化物（日本油脂（株）製、パーロイルＬ）：３質量部、
シランカップリング剤（東レ・ダウコーニング・シリコーン株製、ＳＺ６０３０）：５質量部。

＜熱硬化型接続材料の硬化物の粘弾性測定＞
ＡＣＦＮｏ．１を幅５ｍｍ、長さ４０ｍｍの矩形に切断した。この試験片を、熱風乾燥機を用いて１７０℃で２時間加熱することによって硬化させた。試験片の硬化物の粘弾性スペクトルをＤＡＭ測定装置（Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ製、ＲＳＡＩＩ）で測定した。その結果、ＡＣＦＮｏ．１の硬化物の粘弾性値低下開始温度Ｔ２は、３２℃であった。また、試験片の硬化物のガラス転移温度ＴｇをＥＸＳＴＡＲ６０００（商品名、セイコーインスツルメンツ製）で測定した。その結果、ＡＣＦＮｏ．１の硬化物のガラス転移温度は、８７℃であった。

（ＡＣＦＮｏ．２〜Ｎｏ．５）
ウレタンアクリレートとして、ＵＮ５５００を使用する代わりに、ＳＡＲＴＯＭＥＲ製ＣＮ９８３（１０質量部）を使用したことの他は、ＡＣＦＮｏ．１と同様にして、熱硬化型の異方導電フィルム（以下、「ＡＣＦＮｏ．２」という。）を作製した。

ウレタンアクリレートとして、ＵＮ５５００を使用せずに、ＵＡ５５００を６５質量部使用したことの他は、ＡＣＦＮｏ．１と同様にして、熱硬化型の異方導電フィルム（以下、「ＡＣＦＮｏ．３」という。）を作製した。

ウレタンアクリレートとして、ＵＮ５５００を使用せずに、フェノキシ樹脂を４０質量部使用したことの他は、ＡＣＦＮｏ．１と同様にして、熱硬化型の異方導電フィルム（以下、「ＡＣＦＮｏ．４」という。）を作製した。

以下に示す成分を含有する熱硬化性接着剤組成物を調製し、これをフィルム状に成形することによって、熱硬化型の異方導電フィルム（以下、「ＡＣＦＮｏ．５」という。）を作製した。
フェノキシ樹脂（ユニオンカーバイド（株）製ＺＸ１３５６−２）：４０質量部、
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂：３０質量部、
イミダゾール系潜在性硬化剤：３０質量部。

ＡＣＦＮｏ．２〜Ｎｏ．５についても、ＡＣＦＮｏ．１と同様にして、各々の硬化物の粘弾性値低下開始温度Ｔ２及びガラス転移温度Ｔｇを測定した。ＡＣＦＮｏ．１〜Ｎｏ．５の物性を表１に、粘弾性スペクトルを図７に示す。

＜回路接続体の作製＞
（実施例１〜５、比較例１，２）
接続材料としてＡＣＦＮｏ．１を使用し、表面にＩＴＯ配線が形成されたガラス基板にＩＣチップを実装した。ガラス基板及びＩＣチップとして以下のものを用いた。
ガラス基板：コーニング社製、＃７０５９、外形３８ｍｍ×２８ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ、
ガラス基板表面のＩＴＯ配線パターン：パターン幅５０μｍ、ピッチ５０μｍ、
ＩＣチップ：外形１．７ｍｍ×１７．２ｍｍ、厚さ０．５５ｍｍ、バンプの大きさ５０μｍ×５０μｍ、バンプのピッチ５０μｍ。

ガラス基板を石英からなるステージ上に載置し、その上にＡＣＦＮｏ．１及びＩＣチップをこの順序で積層した。ＩＣチップの上方からセラミックヒーターが内蔵されたヘッド（５ｍｍ×３０ｍｍ）を降下させ、加熱しながらガラス基板とＩＣチップとを５０ＭＰａ（バンプ面積換算）の荷重で熱圧着させた（熱圧着工程）。このとき、ＡＣＦＮｏ．１が１５０℃に８秒間維持されるようにセラミックヒーターの温度を調整した。

上記の熱圧着工程によって作製された回路接続体を複数準備し、表２に示す再加熱条件（温度、時間）で回路接続体を再び加熱した（再加熱工程）。再加熱は回路接続体を所定の温度に調整されたホットプレート上に載置することで行った。なお、表２に示す比較例１，２では、回路接続体の再加熱は行っていない。

（ガラス基板の反り量の測定）
上記のようにして作製した回路接続体を、ＩＣチップ側を下方に向けて平坦な台の上に置いた。そして、ガラス基板の上面の中心部と、この中心部からガラス基板の上面に沿って１２．５ｍｍ離れた箇所との高さ方向の距離Ｌを測定した。この距離Ｌをガラス基板のそり量とした（図８参照）。

（回路接続体の接続信頼性の評価）
再加熱工程（再加熱されない回路接続体にあっては熱圧着工程）直後の回路接続体の初期接続抵抗を四端子法で測定した。また、回路接続体を−４０℃の雰囲気に１５分間放置し、その後、１００℃の雰囲気に１０分間放置する工程を１０００回繰り返す冷熱サイクル試験を行い、この冷熱サイクル試験後の接続抵抗を四端子法で測定した。

各実施例及び比較例について、回路接続体をそれぞれ１０個ずつ作製し、１０個の回路接続体の接続抵抗（初期及び冷熱サイクル試験後）の平均値（Ω）を評価対象とした。接続抵抗の評価基準は次の４段階とした。
Ａ：接続抵抗値が２０Ω未満である。
Ｂ：接続抵抗値が２０Ω以上、４０Ω未満である。
Ｃ：接続抵抗値が４０Ω以上である。
Ｄ：導通がなく、接続抵抗が測定できない。

（実施例６〜１３、比較例３，４）
接続材料としてＡＣＦＮｏ．１の代わりに、ＡＣＦＮｏ．２を使用し、表３に示す再加熱条件（温度、時間）で回路接続体の再加熱を行ったことの他は、実施例１〜５及び比較例１，２と同様にして、実施例６〜１３及び比較例３，４に係る回路接続体を作製した。また、ガラス基板のそり量の測定及び回路接続体の接続信頼性の評価についても上述の方法と同様にして行った。

（実施例１４〜２１、比較例５，６）
接続材料としてＡＣＦＮｏ．１の代わりに、ＡＣＦＮｏ．３を使用し、表４に示す再加熱条件（温度、時間）で回路接続体の再加熱を行ったことの他は、実施例１〜５及び比較例１，２と同様にして、実施例１４〜２１及び比較例５，６に係る回路接続体を作製した。また、ガラス基板のそり量の測定及び回路接続体の接続信頼性の評価についても上述の方法と同様にして行った。

（実施例２２〜２９、比較例７，８）
接続材料としてＡＣＦＮｏ．１の代わりに、ＡＣＦＮｏ．４を使用し、表５に示す再加熱条件（温度、時間）で回路接続体の再加熱を行ったことの他は、実施例１〜５及び比較例１，２と同様にして、実施例２２〜２９及び比較例７，８に係る回路接続体を作製した。また、ガラス基板のそり量の測定及び回路接続体の接続信頼性の評価についても上述の方法と同様にして行った。

（実施例３０〜３７、比較例９，１０）
接続材料としてＡＣＦＮｏ．１の代わりに、ＡＣＦＮｏ．５を使用し、表６に示す熱圧着条件（温度、時間）で熱圧着を行うと共に、同表に示す再加熱条件（温度、時間）で回路接続体の再加熱を行ったことの他は、実施例１〜５及び比較例１，２と同様にして、実施例３０〜３７及び比較例９，１０に係る回路接続体を作製した。また、ガラス基板のそり量の測定及び回路接続体の接続信頼性の評価についても上述の方法と同様にして行った。

表２〜６に上記実施例及び比較例の結果を示す。また、図９は、再加熱工程における再加熱条件とガラス基板の反り量との関係を示すグラフである。

表２〜６及び図９に示す通り、ＩＣチップの実装後に回路接続体の再加熱を行わない場合（比較例１〜１０）と比較し、熱圧着後に回路接続体の再加熱を行った場合（実施例１〜３７）にはガラス基板の反りが低減した。特に、使用する接続材料の硬化物の粘弾性値低下開始温度Ｔ２よりも高い温度条件で再加熱を行った場合（実施例１〜５、１０〜２１、２６〜２９、３４〜３７）には、基板の反りがより一層低減した。また、回路接続体の再加熱を行っても、十分に高い接続信頼性が達成された。

熱圧着装置及びそのステージ上に載置された回路部材を示す模式断面図である。熱圧着後に基板にそり変形が生じた回路接続体を示す模式断面図である。熱硬化型接続材料の一形態を示す断面図である。回路電極同士が接続された回路接続体を示す概略断面図である。回路接続体の製造方法の一形態を概略断面図により示す工程図である。熱硬化型接続材料の他の形態を示す断面図である。熱硬化型接続材料の硬化物の粘弾性値と温度の関係を示すグラフである。基板のそり変形量として測定される距離Ｌを示す模式断面図である。再加熱工程における加熱条件と基板の反り変形量との関係を示すグラフである。

符号の説明

１…ガラス基板、１ａ…ガラス基板の電極、２…熱硬化型接続材料、３…ＩＣチップ、３ａ…ＩＣチップの電極、４…ステージ、５…ヘッド、６…基材、８，１８…接着剤層（回路接続材料）、８Ａ…接着剤層の硬化物、１０…熱圧着装置、１５，１５Ａ…接着材フィルム、３０，４０…回路部材、５０ａ…接続部、１００…回路接続体。

Claims

基板と当該基板に実装する回路部材との間に熱硬化性樹脂を含有する熱硬化型接続材料を介在させた後、加熱しながら前記基板と前記回路部材とを圧着することによって、前記熱硬化型接続材料を硬化させ、前記基板の電極と前記回路部材の電極が電気的に接続されるように前記基板と前記回路部材とを接着する熱圧着工程と、
前記熱圧着工程を経て得られた回路接続体を再び加熱する再加熱工程と、
を備える回路部材実装方法。
前記再加熱工程において、前記熱硬化型接続材料の硬化物の温度が当該硬化物の粘弾性値低下開始温度以上となるように前記回路接続体を加熱する、請求項１に記載の回路部材実装方法。
前記再加熱工程において、前記熱硬化型接続材料の硬化物の温度が前記熱圧着工程において当該熱硬化型接続材料が到達する最高温度を超えないように前記回路接続体を加熱する、請求項１又は２に記載の回路部材実装方法。
前記熱硬化型接続材料は、その硬化物のガラス転移温度が６０〜２５０℃である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回路部材実装方法。
前記熱圧着工程における加熱を開始してから前記再加熱工程における加熱を開始するまでの時間間隔が０．０１秒から１０００時間である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の回路部材実装方法。