JP6002334B2 - はんだ転写シート - Google Patents

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Description

本発明は、半導体回路のはんだ付けすべき部分(以下、「はんだ付け部」という。)に選択的にはんだバンプを形成するはんだ転写シートに関する。
携帯機器の普及や電子回路の高性能化により、電子回路は小型化・高密度化しており、それに伴い電子回路に使用する半導体も高密度化している。
また従来、銅や42合金からなるリードフレームによりプリント基板に接続されていた半導体も、半導体の裏面に配置されたはんだボールで接続するBGAパッケージが主流になっており、半導体内部回路の接続についても、金線を使用したワイヤーボンディングから、ワイヤーボンディングの平面スペースを省いて立体的な構造とした、フリップチップ実装などが普及し始めている。
フリップチップ実装は、BGAパッケージに使用されているモジュール基板に、予めはんだバンプを形成しておき、その上にICチップをはんだ付けするもので、従来のワイヤーボンディングで使用していたスペースが不要となり、半導体の小型化・高密度化に適している。
従来のモジュール基板に形成されるはんだバンプは、ソルダペーストを用いて形成される場合がほとんどであった。ところが、半導体回路の更なる小型化・高密度化に伴い、モジュール基板に使用されるはんだバンプも微細な形状となってきている。そのため、ソルダペーストも微細なはんだ粉末を用いたソルダペーストで対応しているが、メタルマスクを用いて印刷するソルダペーストの限界に到達し始めており、ボールの径が10〜50μmと微細なはんだボールであるマイクロボールを用いて、フリップチップのはんだバンプを形成する割合が増加している。
マイクロボールを用いたフリップチップバンプの形成法は、微細なはんだバンプにも適用できて優れているが、ボール1個単位で取り扱わなければならず、また、はんだボールのマウントに高精度が要求されるために、はんだボールのマウントに時間が掛かるという欠点があった。更に、マイクロボールはボール1個単位での価格設定のためソルダペーストに比較して高価であり、ソルダペーストとマイクロボールの中間の位置づけのはんだバンプ形成法が望まれていた。
これらの要求によって開発されたのが、アルミニウム、ステンレス、ポリイミド樹脂、プラスチック、ガラスエポキシ樹脂等の支持体(支持基材)上に粘着剤層を設け、この粘着剤層上にはんだ粉末(はんだ粒子)を隙間無く散布して、はんだ粉末一層だけを支持体の粘着剤面に付着させたはんだ粉末付き転写シート、所謂はんだ転写シート(例えば、特許文献1および2参照。)である。
国際公開第2006/067827号 国際公開第2010/093031号
特許文献1および2に記載されたはんだ転写シートは、アルミニウム、ステンレス、ポリイミド樹脂、プラスチック、ガラスエポキシ樹脂等の支持体上に、アクリル系粘着剤等を塗布して粘着剤層を形成し、その粘着剤層の上にはんだ粉末を隙間無く散布して製造される。
ここで、その製造工程、特に、粘着剤層の表面にはんだ粉末を散布して、粘着剤層上にはんだ粉末を付着させる工程(以下、「はんだ粉末付着工程」ともいう。)では、粘着剤層の粘着性は高い方が良く、粘着剤層の粘着性が弱いとはんだ粉末がシートから剥がれ落ちてしまう。なお、本明細書において、粘着剤層のはんだ粉末の付着(保持)性能を「はんだ粉保持性」という。
一方、はんだ転写シートのはんだ粉末付着工程において粘着剤層の粘着性が高すぎると、製造されたはんだ転写シートを用いてはんだ粉末を転写した後に転写シートを被転写物から剥離する際に、転写シートが被転写物に強固に密着し、容易に転写シートが被転写物から剥がすことが困難となる。そして、無理やりに剥がすと転写シート剥離時の粘着力により被転写物表面の電極等を損傷させてしまう。なお、本明細書において、はんだ粉末を転写した後の転写シートの剥離性能を「シート剥離性」という。
また、一般に粘着性が高い(すなわち柔らかい)粘着剤は貯蔵弾性率が低く、粘着性が低い(すなわち硬い)粘着剤は貯蔵弾性率が高くなる性質がある。
そして、被転写物表面の電極等は突起しているため、はんだ転写シートによるはんだバンプ形成では、粘着剤層を電極等の凹凸に追従させる観点から転写時に貯蔵弾性率が低い方が良く、被転写物表面の電極等を包み込む状態が適切である。
一方、粘着剤層に付着させているはんだ粉末が電極等以外の被転写物表面(例えば、ソルダレジスト上)で移動して電極間がブリッジしないように、加圧下ではんだ粉末を粘着剤層に埋まり込ませて拘束させることが適切である。
従って、貯蔵弾性率が高いと加圧している時に電極以外の被転写物表面上のはんだ粉末を拘束できず電極間がブリッジしてしまう不具合が発生する。なお、本明細書において、はんだ粉末をブリッジの発生を抑制して転写させる特性を「はんだ転写性」という。
そこで、本発明は、はんだ粉保持性およびシート剥離性を両立し、はんだ転写性に優れたはんだ転写シートを提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、はんだ転写シートが、製造時のはんだ粉末付着工程の温度においては、粘着剤層の粘着性が強まり、かつ、はんだ転写シートを被転写物から剥離する時は、粘着剤層の粘着性が弱まる粘着剤を用いれば、はんだ粉保持性およびシート剥離性を両立することができ、また、はんだ転写シートの転写時の温度において、粘着剤の貯蔵弾性率が適性な範囲に低下する粘着剤を塗布したはんだ転写シートを用いれば、はんだ転写性に優れることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、以下の構成により上記目的を達成することができることを見出した。
(2)回路基板のはんだ付けすべき部分に、はんだ付けを行うためのはんだ転写シートであって、
支持基材と、前記支持基材の少なくとも片面に設けられた粘着剤層と、前記粘着剤層上に設けられた1層以上のはんだ粒子からなるはんだ層とを有し、
前記粘着剤層が、23℃における粘着力が2.0N/25mm未満となる粘着剤層であり、
前記粘着剤層が、80℃における粘着力が2.0N/25mm〜10.0N/25mmとなる粘着剤層である、はんだ転写シート。
(3)回路基板のはんだ付けすべき部分に、はんだ付けを行うためのはんだ転写シートであって、
支持基材と、前記支持基材の少なくとも片面に設けられた粘着剤層と、前記粘着剤層上に設けられた1層以上のはんだ粒子からなるはんだ層とを有し、 前記粘着剤層が、23℃における粘着力が2.0N/25mm未満となる粘着剤層であり、
前記粘着剤層が、側鎖結晶性ポリマーを含有し、40℃以上の温度で粘着力が発現し、かつ、40℃未満の温度で粘着力が低下する粘着剤層である、はんだ転写シート。
(4)前記側鎖結晶性ポリマーが、炭素数18以上の直鎖アルキル基を有するアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル30〜60質量部と、炭素数1〜6のアルキル基を有するアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルを45〜65質量部と、極性モノマー1〜10質量部とを重合させて得られる共重合体である、前記(3)に記載のはんだ転写シート。
(5)前記側鎖結晶性ポリマーの重量平均分子量が20万〜100万である、前記(3)または(4)に記載のはんだ転写シート。
(6)40℃以上において、前記粘着剤層の貯蔵弾性率が1×10〜10Paである、前記(2)〜(5)のいずれかに記載のはんだ転写シート。
(7)80℃におけるはんだ粉保持性が、はんだ粉末の充填率で70%以上である、前記(2)〜(6)のいずれかに記載のはんだ転写シート。
(8)23℃におけるシート剥離性が、粘着剤の残存率で10%未満である、前記(2)〜(7)のいずれかに記載のはんだ転写シート。
本発明によれば、はんだ粉保持性およびシート剥離性を両立し、はんだ転写性に優れたはんだ転写シートを提供することができる。
[図1]図1は、例2(合成例2)で合成した側鎖結晶性ポリマーの温度と粘着剤の貯蔵弾性率の関係を表す図である。 図2は、例2で作製したはんだ転写シートのはんだ層表面(充填率70%以上)の電子顕微鏡写真である。 図3は、例2で作製したはんだ転写シートを用いたはんだ転写性試験の結果(シリコンウェハチップの電極上のみにはんだが転写された状態)を表す図である。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のはんだ転写シートは、回路基板のはんだ付け部に、はんだ付けを行うためのはんだ転写シートであって、支持基材と、前記支持基材の少なくとも片面に設けられた粘着剤層と、前記粘着剤層上に設けられた1層以上のはんだ粒子からなるはんだ層とを有し、前記粘着剤層が、側鎖結晶性ポリマーを含有し、前記側鎖結晶性ポリマーの融点以上で流動性を持つことで粘着力が発現し、かつ、前記側鎖結晶性ポリマーの融点未満の温度で結晶化することで粘着力が低下する粘着剤層である、はんだ転写シートである。
ここで、「回路基板のはんだ付け部に、はんだ付けを行うためのはんだ転写シート」とは、例えば特許文献2(国際公開第2010/093031号)等と同様、回路基板のはんだ付け部に対向するように、回路基板に重ね合わせて配置し、重ね合わせたはんだ転写シートと回路基板に圧力をかけ、加圧下で加熱して、回路基板のはんだ付け部と転写シートのはんだ層との間で選択的に拡散接合を生じさせることにより、はんだ粉を電極等に選択的に転写するためのシートである。
以下に、本発明のはんだ転写シートを構成する支持基材、粘着剤層およびはんだ層について詳述する。
〔支持基材〕
支持基材の構成材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、エチレンポリプロピレン共重合体、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂が挙げられる。
支持基材は、単層体または複層体のいずれであってもよく、その厚さとしては、通常、5〜500μm程度であることが好ましい。
また、支持基材には、粘着剤層に対する密着性を高める上で、例えば、コロナ放電処理、プラズマ処理、ブラスト処理、ケミカルエッチング処理、プライマー処理等の表面処理を施すことができる。
〔粘着剤層〕
本発明の特徴は、側鎖結晶性ポリマーを含有し、前記側鎖結晶性ポリマーの融点以上で流動性を持つことで粘着力が発現し、かつ、前記側鎖結晶性ポリマーの融点未満の温度で結晶化することで粘着力が低下する粘着剤層を用いる点である。
ここで、側鎖結晶性ポリマーの融点とは、ある平衡プロセスにより、最初は秩序ある配列に整合されていた重合体の特定部分が無秩序状態となる温度を意味する。また、融点は、示差熱走査熱量計(DSC)によって10℃/分の測定条件で測定して得られる値をいう。
<側鎖結晶性ポリマー>
特許文献1および2に記載されたはんだ転写シートは、はんだ粉末付着工程において、はんだ粉末をしっかり粘着剤層に定着させるために、基材を40〜70℃前後に加温しながら行われる。
そのため、本発明においては、上記温度領域において粘着性を高くする観点から、粘着剤層が有する側鎖結晶性ポリマーは、40℃以上70℃未満に融点を有することが好ましい。これは、40℃以上70℃未満の温度領域に融点を持つことによって、はんだ粉末付着工程において側鎖結晶性ポリマーが溶融し、粘着剤層の粘着性を発揮し易いためである。
また、上述した通り、はんだ粉末付着工程は、基材を40〜70℃前後に加温しながら行われるが、はんだ粉末付着工程の後に10℃前後冷却される。そして、この冷却の際には、側鎖結晶性ポリマーの側鎖が結晶化するため、粘着剤層に付着したはんだ粉末をより強く保持することができる。
そのため、本発明においては、上記側鎖結晶性ポリマーは、40℃以上70℃未満の温度領域に融点を有しているのが好ましい。
このような特性を満足する側鎖結晶性ポリマーとして、例えば、炭素数18以上の直鎖アルキル基を有するアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル30〜60質量部と、炭素数1〜6のアルキル基を有するアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルを45〜65質量部と、極性モノマー1〜10質量部とを重合させて得られる共重合体等が挙げられる。
ここで、炭素数18以上の直鎖アルキル基を有するアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルとしては、例えば、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ドコシル(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、本明細書においては、「(メタ)アクリレート」とは、メタクリレートおよびアクリレートをいずれも含む概念である。
また、炭素数1〜6のアルキル基を有するアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ターシャル−ブチル(メタ)アクリレート、へキシル(メタ)アクリレート、シクロへキシル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、極性モノマーとは、極性官能基(例えば、カルボキシル基、水酸基、アミド基、アミノ基、エポキシ基等)を有するモノマーのことをいい、その具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等のカルボキシル基含有エチレン不飽和単量体;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート等のヒドロキシル基を有するエチレン不飽和単量体;等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明においては、前記側鎖結晶性ポリマーの重量平均分子量は、20万〜100万であることが好ましい。
重量平均分子量が20万以上であるとシート剥離性がより良好となり、重量平均分子量が100万以下であるとはんだ粉保持性がより良好となる。また、これらの観点から、重量平均分子量は、60万〜80万であることがより好ましい。
ここで、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により標準ポリスチレン換算により測定するものとする。
また、本発明においては、前記側鎖結晶性ポリマーの融点以上において、粘着剤層の粘着力が2.0N/25mm〜10.0N/25mmであることが好ましく、2.5N/25mm〜9.0N/25mmであることがより好ましく、6.0N/25mm〜8.0N/25mmであることが更に好ましい。
ここで、粘着剤層の粘着力は、JIS Z 0237に準拠し、80℃で測定したSUS板(ステンレス鋼板)に対する粘着力をいう。
粘着剤層の粘着力が、2.0N/25mm以上であると、はんだ粉保持性がより良好となり、10.0N/25mm以下であると、シート剥離性がより良好となる。
一方、前記側鎖結晶性ポリマーの融点未満において、粘着剤層の粘着力が2.0N/25mm未満であることが好ましく、1.5N/25mm以下であることがより好ましい。
ここで、粘着剤層の粘着力は、JIS Z 0237に準拠し、23℃で測定したSUS板(ステンレス鋼板)に対する粘着力をいう。
粘着剤層の粘着力が2.0N/25mm未満であると、シート剥離性がより良好となる。
また、本発明においては、前記側鎖結晶性ポリマーの融点以上の温度領域、好ましくは200℃〜230℃の温度領域において、粘着剤層の貯蔵弾性率が1×104〜1×106Paであることが好ましく、1×104〜1×105Paであることがより好ましい。
ここで、粘着剤層の貯蔵弾性率は、後述する実施例に示す測定条件およびサンプルを用いて測定した値をいう。
粘着剤層の貯蔵弾性率が、1×104Pa以上であると、シート剥離性がより良好となり、1×106Pa以下であると、はんだ転写性がより良好となる。
<架橋剤>
粘着剤層は、架橋剤をさらに含有するのが好ましい。
架橋剤としては、例えば、イソシアネート系化合物、アジリジン系化合物、エポキシ系化合物、金属キレート系化合物等が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
<粘着剤層の作製方法>
上述した支持基材の少なくとも片面に上述した粘着剤層を設けるには、例えば、粘着剤層を構成する粘着剤を溶剤に加えた塗布液を、コーター等によって支持基材の少なくとも片面に塗布して乾燥させればよい。
塗布液には、例えば、架橋剤、粘着付与剤、可塑剤、老化防止剤、紫外線吸収剤等の各種の添加剤を添加することができる。
コーターとしては、例えば、ナイフコーター、ロールコーター、カレンダーコーター、コンマコーター、グラビアコーター、ロッドコーター等が挙げられる。
粘着剤層の厚さとしては、5〜60μmであるのが好ましく、5〜50μmであるのがより好ましく、5〜40μmであるのがさらに好ましい。
〔はんだ層〕
前記はんだ層は、特許文献1および2と同様、1層以上のはんだ粒子からなる層であり、はんだ合金の連続皮膜であってもよい。
このようなはんだ層は、以下に示すはんだ粉末付着工程により形成することができる。
はんだ粉末付着工程は、例えば、側鎖結晶性ポリマーの融点以上である80℃のホットプレート上に、粘着剤層を設けた支持基材を設置し、はんだ粉末を粘着剤層の表面に振りかけ静電ブラシ及びパフを用いて均一にならして、余剰粉を除去して、ホットプレートから取り出す。
〔はんだ転写シートの使用態様〕
はんだ転写シートを用いたはんだ転写は、例えば、はんだ転写シートのはんだ層と被転写物の電極面とを対向させて貼り合わせた後(例えば、特許文献2の図3(a)参照)、ホットプレス機の40℃設定にした下面定盤プレートにクッション材を設置し、その上にはんだ転写シートと貼り合わせた被転写物を被転写物が上面になるように設置し、はんだ粉末溶融温度付近に設定したホットプレス機の上面定盤プレートに0〜5MPaで加圧させ、はんだ転写シートから被転写物に電極面にはんだを転写させる。
また、はんだ転写シートの剥離は、例えば、はんだ粉末溶融温度付近に設定したホットプレス機の上面定盤プレートに0〜5MPaで加圧させた後、そのまま同じ値の圧力をかけた状態で上面定盤プレートを100℃設定まで冷却し、圧力を解放してはんだ粉末付き転写シートと貼り合わせた被転写物を取り出し、室温状態になったはんだ粉末付き転写シートを被転写物から剥離させる。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
まず、以下に示すように、側鎖結晶性ポリマーを作製した。
なお、以下で「部」は質量部を意味する。また、炭素数18以上の直鎖アルキル基を有するアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルとして「ベヘニルアクリレート」および/または「ステアリルアクリレート」を用い、炭素数1〜6のアルキル基を有するアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルとして「アクリル酸メチル」を用い、極性モノマーとして「アクリル酸」を用いた。
A.側鎖結晶性ポリマーの調製
(合成例1)
ベヘニルアクリレート65部、アクリル酸メチル30部、アクリル酸5部、及び、パーブチルND(日油製)0.3部を酢酸エチル230部に添加して混合し、55℃で4時間撹拌後、80℃に昇温し、パーヘキシルPV(日油製)0.5部を加え、2時間撹拌してこれらのモノマーを重合させた。得られたポリマーの重量平均分子量は750,000、融点は59℃であった。
(合成例2)
ベヘニルアクリレート45部、アクリル酸メチル50部、アクリル酸5部、及び、パーブチルND(日油製)0.3部を酢酸エチル230部に添加して混合し、55℃で4時間撹拌後、80℃に昇温し、パーヘキシルPV(日油製)0.5部を加え、2時間撹拌してこれらのモノマーを重合させた。得られたポリマーの重量平均分子量は650,000、融点は54℃であった。
図1に、合成例2で合成した側鎖結晶性ポリマーの温度と粘着剤の貯蔵弾性率の関係を示す。
(合成例3)
ベヘニルアクリレート35部、アクリル酸メチル60部、アクリル酸5部、及び、パーブチルND(日油製)0.3部を酢酸エチル230部に添加して混合し、55℃で4時間撹拌後、80℃に昇温し、パーヘキシルPV(日油製)0.5部を加え、2時間撹拌してこれらのモノマーを重合させた。得られたポリマーの重量平均分子量は680,000、融点は50℃であった。
(合成例4)
ベヘニルアクリレート35部、アクリル酸メチル60部、アクリル酸5部、及び、パーブチルND(日油製)0.5部をトルエン230部に添加して混合し、65℃で4時間撹拌後、パーヘキシルPV(日油製)0.5部を加え、2時間撹拌してこれらのモノマーを重合させた。得られたポリマーの重量平均分子量は180,000、融点は50℃であった。
(合成例5)
ベヘニルアクリレート35部、アクリル酸メチル60部、アクリル酸5部、及び、パーブチルND(日油製)0.1部を酢酸エチル180部に添加して混合し、55℃で4時間撹拌後、80℃に昇温し、パーヘキシルPV(日油製)0.5部を加え、2時間撹拌してこれらのモノマーを重合させた。得られたポリマーの重量平均分子量は1,050,000、融点は51℃であった。
(合成例6)
ベヘニルアクリレート25部、アクリル酸メチル70部、アクリル酸5部、及び、パーブチルND(日油製)0.3部を酢酸エチル/ヘプタン(7対3)230部に添加して混合し、55℃で4時間撹拌後、80℃に昇温し、パーヘキシルPV(日油製)0.5部を加え、2時間撹拌してこれらのモノマーを重合させた。得られたポリマーの重量平均分子量は600,000、融点は38℃であった。
(合成例7)
ベヘニルアクリレート30部、ステアリルアクリレート15部、アクリル酸メチル50部、アクリル酸5部、及び、パーブチルND(日油製)0.3部を酢酸エチル230部に添加して混合し、55℃で4時間撹拌後、80℃に昇温し、パーヘキシルPV(日油製)0.5部を加え、2時間撹拌してこれらのモノマーを重合させた。得られたポリマーの重量平均分子量は520,000、融点は47℃であった。
(合成例8)
ベヘニルアクリレート20部、ステアリルアクリレート15部、アクリル酸メチル60部、アクリル酸5部、及び、パーブチルND(日油製)0.3部を酢酸エチル230部に添加して混合し、55℃で4時間撹拌後、80℃に昇温し、パーヘキシルPV(日油製)0.5部を加え、2時間撹拌してこれらのモノマーを重合させた。得られたポリマーの重量平均分子量は600,000、融点は41℃であった。
(合成例9)
ベヘニルアクリレート25部、アクリル酸メチル70部、アクリル酸5部、及び、パーブチルND(日油製)0.3部をトルエン230部に添加して混合し、55℃で4時間撹拌後、80℃に昇温し、パーヘキシルPV(日油製)0.5部を加え、2時間撹拌してこれらのモノマーを重合させた。得られたポリマーの重量平均分子量は170,000、融点は37℃であった。
(合成例10)
ベヘニルアクリレート30部、アクリル酸メチル65部、アクリル酸5部、及び、パーブチルND(日油製)0.1部を酢酸エチル230部に添加して混合し、55℃で4時間撹拌後、80℃に昇温し、パーヘキシルPV(日油製)0.5部を加え、2時間撹拌してこれらのモノマーを重合させた。得られたポリマーの重量平均分子量は900,000、融点は46℃であった。
(合成例11)
ベヘニルアクリレート50部、アクリル酸メチル45部、アクリル酸5部、及び、パーブチルND(日油製)0.3部を酢酸エチル250部に添加して混合し、55℃で4時間撹拌後、80℃に昇温し、パーヘキシルPV(日油製)0.5部を加え、2時間撹拌してこれらのモノマーを重合させた。得られたポリマーの重量平均分子量は320,000、融点は55℃であった。
モノマー成分の配合比、合成した側鎖結晶性ポリマーの融点、重量平均分子量の結果を表1に記載する。
ここで、融点は、示差熱走査熱量計(DSC)により、10℃/分の測定条件で測定したものであり、また、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定し、得られた測定値をポリスチレン換算した値である。
B.粘着剤層付き支持基材シートの作製
(例1)
上記合成例1で得られたポリマー溶液に溶剤(酢酸エチル)を用いて固形分%が25%になるように調製した。このポリマー溶液に架橋剤としてケミタイトPZ−33(日本触媒製)をポリマー100部に対して0.2部添加し、100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムのコロナ処理した面に、コンマコーターにて塗布し、アクリル系粘着剤層(40μm)を有する支持基材を得た。
(例2)
上記合成例2で得られたポリマー溶液に溶剤(酢酸エチル)を用いて固形分%が25%になるように調製した。このポリマー溶液に架橋剤としてケミタイトPZ−33(日本触媒製)をポリマー100部に対して0.2部添加し、100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムのコロナ処理した面に、コンマコーターにて塗布し、アクリル系粘着剤層(40μm)を有する支持基材を得た。
(例3)
上記合成例3で得られたポリマー溶液に溶剤(酢酸エチル)を用いて固形分%が25%になるように調製した。このポリマー溶液に架橋剤としてケミタイトPZ−33(日本触媒製)をポリマー100部に対して0.2部添加し、100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムのコロナ処理した面に、コンマコーターにて塗布し、アクリル系粘着剤層(40μm)を有する支持基材を得た。
(例4)
上記合成例4で得られたポリマー溶液に溶剤(酢酸エチル)を用いて固形分%が25%になるように調製した。このポリマー溶液に架橋剤としてケミタイトPZ−33(日本触媒製)をポリマー100部に対して0.2部添加し、100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムのコロナ処理した面に、コンマコーターにて塗布し、アクリル系粘着剤層(40μm)を有する支持基材を得た。
(例5)
上記合成例5で得られたポリマー溶液に溶剤(酢酸エチル)を用いて固形分%が25%になるように調製した。このポリマー溶液に架橋剤としてケミタイトPZ−33(日本触媒製)をポリマー100部に対して0.2部添加し、100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムのコロナ処理した面に、コンマコーターにて塗布し、アクリル系粘着剤層(40μm)を有する支持基材を得た。
(例6)
上記合成例6で得られたポリマー溶液に溶剤(酢酸エチル)を用いて固形分%が25%になるように調製した。このポリマー溶液に架橋剤としてケミタイトPZ−33(日本触媒製)をポリマー100部に対して0.2部添加し、100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムのコロナ処理した面に、コンマコーターにて塗布し、アクリル系粘着剤層(40μm)を有する支持基材を得た。
(例7)
上記合成例7で得られたポリマー溶液に溶剤(酢酸エチル)を用いて固形分%が25%になるように調製した。このポリマー溶液に架橋剤としてケミタイトPZ−33(日本触媒製)をポリマー100部に対して0.2部添加し、100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムのコロナ処理した面に、コンマコーターにて塗布し、アクリル系粘着剤層(40μm)を有する支持基材を得た。
(例8)
上記合成例8で得られたポリマー溶液に溶剤(酢酸エチル)を用いて固形分%が25%になるように調製した。このポリマー溶液に架橋剤としてケミタイトPZ−33(日本触媒製)をポリマー100部に対して0.2部添加し、100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムのコロナ処理した面に、コンマコーターにて塗布し、アクリル系粘着剤層(40μm)を有する支持基材を得た。
(例9)
上記合成例9で得られたポリマー溶液に溶剤(酢酸エチル)を用いて固形分%が25%になるように調製した。このポリマー溶液に架橋剤としてケミタイトPZ−33(日本触媒製)をポリマー100部に対して0.2部添加し、100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムのコロナ処理した面に、コンマコーターにて塗布し、アクリル系粘着剤層(40μm)を有する支持基材を得た。
(例10)
上記合成例10で得られたポリマー溶液に溶剤(酢酸エチル)を用いて固形分%が25%になるように調製した。このポリマー溶液に架橋剤としてケミタイトPZ−33(日本触媒製)をポリマー100部に対して0.2部添加し、100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムのコロナ処理した面に、コンマコーターにて塗布し、アクリル系粘着剤層(40μm)を有する支持基材を得た。
(例11)
上記合成例11で得られたポリマー溶液に溶剤(酢酸エチル)を用いて固形分%が25%になるように調製した。このポリマー溶液に架橋剤としてケミタイトPZ−33(日本触媒製)をポリマー100部に対して0.2部添加し、100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムのコロナ処理した面に、コンマコーターにて塗布し、アクリル系粘着剤層(40μm)を有する支持基材を得た。
(例12)
非結晶性ポリマーを用いた株式会社ウノン技研社製粘着テープ(品名SBHF−75)を用いた。
C.はんだ転写シートの作製
以下に示すように、上記で得られた各粘着剤層付き支持基材を用いてはんだ転写シートを作製した。
具体的には、60〜80℃のホットプレート上に、粘着剤層付き支持基材を設置して、SAC305(Agが3%mass,Cuが0.5%mass,残りがSn)で、粉末粒径1〜10μmのはんだ粉末を振りかけ静電ブラシ及びパフでならして、余剰粉を除去して、ホットプレートから取り出し、はんだ転写シートを得た。
図2に、例2で作製したはんだ転写シートのはんだ層表面の電子顕微鏡写真を示す。
〔評価〕
作製した各粘着剤層付き支持基材シートについて、以下に示す方法により、粘着剤層の粘着力および貯蔵弾性率の測定試験を行った。
また、作製した各はんだ転写シートについて、以下に示す方法により、はんだ粉末保持性、シート剥離性、はんだ転写性を評価した。なお、図3に、例2で作製したはんだ転写シートを用いたはんだ転写性試験の結果(シリコンウェハチップの電極上のみにはんだが転写された状態)を示す。
これらの結果を表2に示す。
<粘着力>
粘着力試験:試験は次の手順で、80℃、23℃の2つの環境で行った。
1.粘着剤の粘着強度をJIS Z 0237に準拠した対SUSで測定した。測定温度は次の2点で実施した。i)80℃、ii)220℃まで昇温させた後に冷却した23℃。なお、表2の粘着力はn=3の平均値である。
<貯蔵弾性率>
貯蔵弾性率試験:貯蔵弾性率試験は次の手順で、220℃、23℃の2つの環境で行った。
(測定条件)オシレーション歪み制御:0.2%、周波数:1Hz、測定温度:0〜250℃、昇温速度:5℃/分、プレート:SUS製直径20mm
粘着剤層を約800μmに積層したサンプルを作製し、それを直径20mmになるよう打抜き、上記条件でRheoPolym@応力制御式レオメーター(REOLOGICA社製)により測定し、220℃、23℃時のG’を貯蔵弾性率として採用した。
<はんだ粉保持性>
はんだ粉末保持性試験:はんだ粉末保持性試験は、次の手順で行った。
1.60〜80℃のホットプレート上に、粘着シートを置いてはんだ粉末を振りかけ静電ブラシ及びパフでならして、余剰粉を除去して、ホットプレートから取り出す。
2.マイクロスコープにて2値化によりはんだ粉の充填率を測定して、保持性を検査する。
3.充填率70%以上の場合を合格、充填率70%未満の場合を不合格とした。
<シート剥離性>
剥離性試験:剥離性試験は、次の手順で23℃の環境で行った。
1.はんだ粉末付き転写シートのはんだ面とシリコンウェハチップで50μmピッチの格子状に配列されたΦ20μmの電極面と対向させ、ホットプレス機で220〜225℃・1MPaで加熱加圧し、100℃まで冷却した後、圧力を解放し取り出す。
2.粘着剤層に含有する側鎖結晶性ポリマーの融点未満の温度でシリコンウェハチップからはんだ付き転写シートを剥離し、シリコンウェハチップへの粘着剤残渣を検査する。
3.粘着剤の残存率([粘着剤が残存している面積/電極エリア面積5mm角]×100%)が10%未満を合格、残存率10%以上を不合格とした。
<はんだ転写性>
はんだ転写性試験:はんだ転写性試験は、次の手順で220℃の環境で行った。
1.はんだ粉末付き転写シートのはんだ面とシリコンウェハチップで50μmピッチの格子状に配列されたΦ20μmの電極面と対向させ、ホットプレス機で220〜225℃・1MPaで加熱加圧し、100℃まで冷却した後、圧力を解放し取り出す。
2.粘着剤層に含有する側鎖結晶性ポリマーの融点未満の温度でシリコンウェハチップからはんだ付き転写シートを剥離し、シリコンウェハチップの電極へのはんだ転写性を検査する。
3.シリコンウェハチップの電極間でブリッジ数が5個未満の場合を合格、電極間でブリッジ数が5個以上の場合を不合格とした。
*1:「AT」は転写を表す剥離状態のことを示す。
*2:「SS」はスリップスティッキングを表す剥離状態のことを示す。
*3:剥離性試験(シート剥離性評価)の際にシリコンウェハチップに粘着剤層の多くが残存し、はんだ転写性の正確な評価ができない。
*4:粘着シート上のはんだ粉末の充填率を示しており、70%以上を合格、70%未満を不合格とした。
*5:シリコンウェハチップの電極エリア5mm角内の粘着剤の残存率を示しており、10%未満を合格、10%以上を不合格とした。
*6:シリコンウェハチップの電極間のブリッジ数を示しており、ブリッジ数が5個未満の場合を合格、5個以上の場合を不合格とした。
表1および表2に示す結果から、非結晶性ポリマーを含有する粘着シートを用いた場合、シート剥離性が極めて劣り、はんだ転写性も評価できないことが分かった(例12)。
これに対し、側鎖結晶性ポリマーを含有する粘着剤層を用いた場合、側鎖結晶性ポリマーの融点以上において粘着剤層の粘着力が2.0N/25mm〜10.0N/25mmであり、また、側鎖結晶性ポリマーの融点未満において粘着剤層の粘着力が2.0N/25mm未満であり、さらに、側鎖結晶性ポリマーの融点以上において粘着剤層の貯蔵弾性率が1×104〜1×106Paであると、はんだ粉保持性およびシート剥離性を両立し、はんだ転写性に優れることが分かった(例2、3、7、8、10および11)。
また、これらの例の結果から、粘着剤層に含有させる側鎖結晶性ポリマーが、炭素数18以上の直鎖アルキル基を有するアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル30〜60質量部の割合で重合した共重合体であり、融点が40℃以上70℃未満であり、かつ、重量平均分子量が20万〜100万であると、はんだ粉保持性、シート剥離性およびはんだ転写性が、いずれもより良好となることが分かった。

Claims (7)

  1. 回路基板のはんだ付けすべき部分に、はんだ付けを行うためのはんだ転写シートであって、
    支持基材と、前記支持基材の少なくとも片面に設けられた粘着剤層と、前記粘着剤層上に設けられた1層以上のはんだ粒子からなるはんだ層とを有し、
    前記粘着剤層が、23℃における粘着力が2.0N/25mm未満となる粘着剤層であり、
    前記粘着剤層が、80℃における粘着力が2.0N/25mm〜10.0N/25mmとなる粘着剤層である、はんだ転写シート。
  2. 回路基板のはんだ付けすべき部分に、はんだ付けを行うためのはんだ転写シートであって、
    支持基材と、前記支持基材の少なくとも片面に設けられた粘着剤層と、前記粘着剤層上に設けられた1層以上のはんだ粒子からなるはんだ層とを有し、
    前記粘着剤層が、23℃における粘着力が2.0N/25mm未満となる粘着剤層であり、
    前記粘着剤層が、側鎖結晶性ポリマーを含有し、40℃以上の温度で粘着力が発現し、かつ、40℃未満の温度で粘着力が低下する粘着剤層である、はんだ転写シート。
  3. 前記側鎖結晶性ポリマーが、炭素数18以上の直鎖アルキル基を有するアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル30〜60質量部と、炭素数1〜6のアルキル基を有するアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルを45〜65質量部と、極性モノマー1〜10質量部とを重合させて得られる共重合体である、請求項に記載のはんだ転写シート。
  4. 前記側鎖結晶性ポリマーの重量平均分子量が20万〜100万である、請求項2または3に記載のはんだ転写シート。
  5. 40℃以上において、前記粘着剤層の貯蔵弾性率が1×104〜1×106Paである、請求項1〜のいずれかに記載のはんだ転写シート。
  6. 80℃におけるはんだ粉保持性が、はんだ粉末の充填率で70%以上である、請求項1〜5のいずれかに記載のはんだ転写シート。
  7. 23℃におけるシート剥離性が、粘着剤の残存率で10%未満である、請求項1〜6のいずれかに記載のはんだ転写シート。
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