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KR101633945B1 - 전자 장치의 제조 방법 및 전자 장치 - Google Patents

전자 장치의 제조 방법 및 전자 장치 Download PDF

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KR101633945B1
KR101633945B1 KR1020117012674A KR20117012674A KR101633945B1 KR 101633945 B1 KR101633945 B1 KR 101633945B1 KR 1020117012674 A KR1020117012674 A KR 1020117012674A KR 20117012674 A KR20117012674 A KR 20117012674A KR 101633945 B1 KR101633945 B1 KR 101633945B1
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KR
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resin layer
terminal
resin
solder
soldering
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도루 메우라
히로키 니카이도
겐조우 마에지마
요지 이시무라
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스미토모 베이클리트 컴퍼니 리미티드
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    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H01L2224/83192—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
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    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
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    • H01L2224/92—Specific sequence of method steps
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    • H01L2224/9211—Parallel connecting processes
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    • H01L2224/92—Specific sequence of method steps
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    • H01L2224/9212—Sequential connecting processes
    • H01L2224/92122—Sequential connecting processes the first connecting process involving a bump connector
    • H01L2224/92125—Sequential connecting processes the first connecting process involving a bump connector the second connecting process involving a layer connector
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    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/014—Solder alloys
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/156—Material
    • H01L2924/15786—Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H01L2924/15787—Ceramics, e.g. crystalline carbides, nitrides or oxides
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
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    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613—Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10621—Components characterised by their electrical contacts
    • H05K2201/10674—Flip chip
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613—Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10954—Other details of electrical connections
    • H05K2201/10977—Encapsulated connections
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/07—Treatments involving liquids, e.g. plating, rinsing
    • H05K2203/0736—Methods for applying liquids, e.g. spraying
    • H05K2203/074—Features related to the fluid pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/11—Treatments characterised by their effect, e.g. heating, cooling, roughening
    • H05K2203/1189—Pressing leads, bumps or a die through an insulating layer
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
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Abstract

제 1 전자 부품의 제 1 단자와 제 2 전자 부품의 제 2 단자를 납땜을 이용해 접합하여 이 제 1 전자 부품과 이 제 2 전자 부품을 전기적으로 접속하는 전자 장치의 제조 방법으로서, 이 제 1 단자와 이 제 2 단자 사이에 플럭스 작용을 가지는 수지층을 배치하여 상기 제 1 전자 부품, 상기 제 2 전자 부품, 상기 수지층을 포함하는 적층체를 얻는 공정과, 이 제 1 단자와 이 제 2 단자를 납땜 접합시키는 납땜 접합 공정과, 가압 유체에 의해 상기 적층체를 가압하면서 이 수지층을 경화시키는 가압 경화 공정을 실시하는 전자 장치의 제조 방법이 제공된다.

Description

전자 장치의 제조 방법 및 전자 장치{METHOD OF MANUFACTURING ELECTRONIC DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 전자 장치의 제조 방법 및 전자 장치에 관한 것이다.
반도체 장치는 지지체의 단자와 피착체의 단자를, 예를 들면 반도체 소자의 단자와 다른 반도체 소자의 단자, 반도체 소자의 단자와 기판의 단자, 또는 기판의 단자와 다른 기판의 단자를 납땜을 이용해 접합하여 지지체와 피착체를 전기적으로 접속하는 공정을 실시함으로써 제조된다.
이때, 납땜을 이용하여 접합을 실시한 후의 지지체와 피착체 사이에는 틈새가 생기므로, 수지의 경화물로 틈새를 메울 필요가 있다. 종래에는 납땜을 이용해 접합한 후에 지지체와 피착체 사이의 틈새에 유동성의 열경화성 수지를 흘려 넣고, 이어서 수지를 경화시킴으로써 지지체와 피착체의 사이의 틈새를 메우고 있었다.
그런데, 근래에는 이하와 같은 방법이 실시되게 되었다.
우선, 납땜을 이용해 접합하기 전에 지지체와 피착체 사이에 플럭스를 함유하는 수지층을 배치한다. 이어서, 납땜의 융점 이상의 온도에서 가열하여 납땜 접합을 실시한다. 또한, 수지층의 경화를 실시함으로써 지지체와 피착체의 틈새를 메운다.
예를 들면, 일본 특개 평3-184695호 공보(특허문헌 1)에는 에폭시 수지를 주성분으로서 함유하고, 유기산 또는 유기산염 및 땜납 입자를 함유하는 납땜 페이스트가 개시되어 있다. 또, 일본 특개 2001-311005호 공보(특허문헌 2)에는 에폭시계 수지, 페놀계 수지, 디알릴 프탈레이트계 수지 및 벤조시클로부텐계 수지로부터 선택되는 적어도 1종의 열경화성 수지 및 플럭스 성분을 포함하는 조성물을 시트상으로 성형한 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 시트가 개시되어 있다.
일본 특개 평3-184695호 공보(특허청구범위) 일본 특개 2001-311005호 공보(특허청구범위)
그렇지만, 특허문헌 1~2에 나타내는 바와 같은 종래 기술을 사용했을 경우에는 경화 후 수지층의 경화물 중에 공극(보이드)이 발생한다는 문제가 있었다.
본 발명에 따르면, 제 1 전자 부품의 제 1 단자와 제 2 전자 부품의 제 2 단자를 납땜을 이용해 접합하여 이 제 1 전자 부품과 이 제 2 전자 부품을 전기적으로 접속하는 전자 장치의 제조 방법으로서,
이 제 1 단자와 이 제 2 단자 사이에 플럭스 작용을 가지는 수지층을 배치하여 상기 제 1 전자 부품, 상기 제 2 전자 부품, 상기 수지층을 포함하는 적층체를 얻는 공정과,
이 제 1 단자와 이 제 2 단자를 납땜 접합시키는 납땜 접합 공정과,
가압 유체에 의해 상기 적층체를 가압하면서 이 수지층을 경화시키는 가압 경화 공정을 실시하는 전자 장치의 제조 방법이 제공된다.
여기서, 본 발명에서는 납땜 접합 공정을 실시한 후 가압 경화 공정을 실시해도 되고, 또 납땜 접합 공정 전에 가압 경화 공정을 실시해도 된다. 나아가서는, 납땜 접합 공정과 가압 경화 공정을 동시에 실시해도 된다.
이 구성의 발명에 따르면, 제 1 전자 부품, 제 2 전자 부품, 수지층을 포함하는 적층체를 가압 유체에 의해 가압하고 있기 때문에, 수지층의 경화물 중에 공극이 발생하기 어려워 접속 신뢰성이 높은 전자 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 접속 신뢰성이 높은 전자 장치의 제조 방법이 제공된다.
상술한 목적 및 그 외의 목적, 특징 및 이점은 이하에 설명하는 바람직한 실시의 형태, 및 거기에 부수되는 이하의 도면에 의해서 더욱 명백해진다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법의 형태예를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법의 형태예를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법의 형태예를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법의 형태예를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법의 형태예를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법의 형태예를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 가압 경화 공정 및 납땜 접합 공정의 형태예를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 가압 경화 공정 및 납땜 접합 공정의 형태예를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 가압 경화 공정 및 납땜 접합 공정의 형태예를 나타내는 모식적인 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 근거해 설명한다.
(제 1 실시 형태)
본 발명의 전자 장치의 제조 방법의 개요에 대해서 설명한다.
본 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법은 지지체(1)(제 1 전자 부품)의 제 1 단자(3)와 피착체(제 2 전자 부품)(2)의 제 2 단자(4)를 납땜(5)을 이용해 접합하여 이 지지체(1)와 이 피착체(2)를 전기적으로 접속하는 전자 부품의 제조 방법으로서,
이 제 1 단자(3)와 이 제 2 단자(4) 사이에 플럭스 작용을 가지는 수지층(6)을 배치하여 상기 지지체(1), 상기 피착체(2), 상기 수지층(6)을 포함하는 적층체를 얻는 공정과,
이 제 1 단자(3)와 이 제 2 단자(4)를 납땜 접합시키는 납땜 접합 공정과,
가압 유체에 의해 상기 적층체를 가압하면서 이 수지층(6)을 경화시키는 가압 경화 공정을 포함한다.
다음에, 도 1~6을 참조하여 본 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법에 대해서 설명한다.
본 실시 형태에서는 납땜 접합 공정을 실시한 후 가압 경화 공정을 실시한다.
도 1 중, 지지체(1)는 제 1 단자(3)와 납땜(5)을 가지고 있고, 제 1 단자(3) 상에는 납땜(5)이 도금되어 있다. 또, 피착체(2)는 제 2 단자(4)를 가지고 있다. 그리고, 후의 공정에서 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)가 납땜(5)을 이용해 접합됨으로써 지지체(1)와 피착체(2)가 전기적으로 접속된다.
먼저, 제 1 단자(3) 및 납땜(5)이 존재하는 쪽의 지지체(1) 표면을 플럭스 작용을 가지는 수지층(6)으로 덮음으로써 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4) 사이에 수지층(6)을 배치한다(수지층 배치 공정).
다음에, 도 2에 나타내는 바와 같이 제 1 단자(3) 상에 제 2 단자(4)가 오도록 위치 맞춤을 하고, 다음에 도 3에 나타내는 바와 같이 제 2 단자(4)를 수지층(6)에 함몰되게 하여 제 2 단자(4)의 선단이 납땜(5)에 접촉하도록 지지체(1)와 피착체(2) 사이의 거리를 조절한다(위치 맞춤 공정).
다음에, 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 납땜(5)의 융점 이상의 온도에서 가열함으로써 납땜(5)을 용융시키면서 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 하고 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4) 사이에 접합부를 형성시켜 납땜 접합을 실시한다(도 4). 이에 의해, 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)가 납땜(5)에 의해 접합된다(납땜 접합 공정).
다음에, 도 5에 나타내는 바와 같이 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 가열 오븐(용기)(8) 중에 설치하고, 가압 유체의 도입구(9)로부터 가압 유체(10)를 도입하여 가열 오븐(8) 내를 가압 유체(10)로 가압하면서 즉 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)으로 이루어진 적층체를 가압 유체(10)로 가압하면서, 수지층(6)의 경화 온도 이상의 온도에서 가열함으로써 수지층(6)을 경화시킨다(가압 경화 공정). 이에 의해, 도 6에 나타내는 바와 같이 수지층은 수지층(6)의 경화물이 되고, 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)가 납땜(5)을 이용해 접합되어 있으며, 또한 지지체(1)와 피착체(2) 사이가 수지층(6)의 경화물에 의해 메워진 것이 얻어진다.
또한, 상기 적층체는 가열 오븐(8) 내에 배치된 히터에 의해 가열되게 된다.
이와 같이 본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법은 전자 장치의 제조 방법에서의 지지체(1)의 제 1 단자(3)와 피착체(2)의 제 2 단자(4)를 납땜(5)을 이용해 접합하여 지지체(1)와 피착체(2)를 전기적으로 접속하는 공정으로서, 수지층 배치 공정과 위치 맞춤 공정과 납땜 접합 공정과 가압 경화 공정을 순서대로 실시하는 전자 장치의 제조 방법이다.
본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 지지체(1) 및 피착체(2)로는 표 1에 나타내는 조합을 들 수 있다.
Figure 112011041627501-pct00001
지지체 (1) 또는 피착체(2)로서 이용되는 기판으로는 플렉서블 기판, 리지드 기판, 세라믹 기판 등을 들 수 있다.
본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 지지체(1)는 제 1 단자(3)를 가지지만, 제 1 단자(3)의 형상은 특별히 제한되지 않고, 납땜 접합 공정에 의해 납땜 접합을 실시할 수 있는 형상이면 되고, 예를 들면 볼록한 모양의 것이나, 오목한 모양의 것을 들 수 있다. 또, 제 1 단자(3) 재질은 특별히 제한되지 않고, 금, 구리, 니켈, 팔라듐, 알루미늄을 들 수 있다.
본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 피착체(2)는 제 2 단자(4)를 가지지만, 제 2 단자(4)의 형상은 특별히 제한되지 않고, 납땜 접합 공정에 의해 납땜 접합을 실시할 수 있는 형상이면 되고, 예를 들면 볼록한 모양의 것이나, 오목한 모양의 것을 들 수 있다. 또, 제 2 단자의 재질은 특별히 제한되지 않고, 금, 구리, 니켈, 팔라듐, 알루미늄을 들 수 있다.
본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법에 있어서, 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 접합에 이용되는 납땜(5)으로는 특별히 제한되지 않고, 주석, 은, 납, 아연, 비스무트, 인듐 및 구리로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 2종 이상을 포함하는 합금 등을 들 수 있다. 이들 중 주석, 은, 납, 아연 및 구리로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 2종 이상을 포함하는 합금이 바람직하다. 본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 납땜의 융점은 110~250℃, 바람직하게는 170~230℃이다.
도 1~도 6에 나타내는 형태예에서는 납땜(5)이 단자에 도금되어 있는 납땜 도금인 취지를 나타냈지만, 본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법에서는 납땜(5)은 납땜 볼이나 납땜 페이스트를 이용해 형성한 납땜 범프 등이어도 된다.
또, 도 1~도 6에 나타내는 형태예에서는 제 1 단자(3) 상에 납땜(5)이 마련되어 있는 형태를 나타냈지만, 제 2 단자(4) 상에 납땜(5)이 마련되어 있어도 되고, 제 1 단자(3) 및 제 2 단자(4) 상에 각각 납땜(5)이 마련되어 있어도 된다.
또, 도 1~도 6에 나타내는 형태예에서는 제 1 단자(3) 및 제 2 단자(4)의 수가 2개인 취지를 나타냈지만, 본 발명의 제 1 실시 형태의 반도체 제조 장치에 있어서 제 1 단자(3) 및 제 2 단자(4)의 수는 특별히 제한되지 않는다.
본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 수지층 배치 공정은 납땜(5)을 이용해 접합되는 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4) 사이에 플럭스 작용을 가지는 수지층(6)을 배치하는 공정이다.
수지층 배치 공정과 관련된 플럭스 작용을 가지는 수지층(6)은 특별히 제한되지 않고, 반도체 장치의 제조에 있어서 지지체(1)와 피착체(2)의 틈새를 메우기 위해서 이용되는 열경화성 수지 조성물에 의해 형성되고 있다.
수지층 배치 공정과 관련된 플럭스 작용을 가지는 수지층(6)의 100~200℃에서의 최저 용융 점도는 바람직하게는 1~10000Pa·s, 특히 바람직하게는 1~1000Pa·s, 더욱 특히 바람직하게는 1~500Pa·s이다. 플럭스 작용을 가지는 수지층(6)의 100~200℃에서의 최저 용융 점도가 1Pa·s 이상임으로 인해 수지층(6) 중에서의 보이드 발생 자체를 억제할 수 있다.
한편, 플럭스 작용을 가지는 수지층(6)의 100~200℃에서의 최저 용융 점도가 10000Pa·s 이하임으로 인해 수지층(6)을 구성하는 수지 조성물이 유동해 수지층(6) 중에서 발생한 보이드를 메울 수 있다. 이에 의해, 수지층(6)의 경화물 중에서의 보이드 발생을 억제할 수 있다.
최저 용융 점도는 예를 들면, 점탄성 측정 장치인 레오미터를 이용하여 필름 상태의 샘플에 10℃/분의 승온 속도로 주파수 1Hz의 전단을 주어 측정된다.
수지층 배치 공정과 관련된 플럭스 작용을 가지는 수지층(6)은 납땜 접합시에 납땜(5) 표면의 산화 피막을 제거하는 작용을 가지는 수지층이다. 수지층(6)이 플럭스 작용을 가짐으로써 납땜 접합 공정에 있어서 납땜(5)의 표면을 덮고 있는 산화 피막이 제거되므로 납땜 접합을 실시할 수 있다. 수지층(6)이 플럭스 작용을 가지기 위해서는 수지층(6)이 플럭스 작용을 가지는 화합물을 함유할 필요가 있다. 수지층(6)에 함유되는 플럭스 작용을 가지는 화합물로는 납땜 접합에 이용되는 것이면 특별히 제한되지 않지만, 카르복실기 또는 페놀성 수산기 중 어느 하나, 혹은 카르복실기 및 페놀성 수산기 양쪽 모두를 구비하는 화합물이 바람직하다.
수지층(6) 중의 플럭스 작용을 가지는 화합물의 배합량은 1~30중량%가 바람직하고, 3~20중량%가 특히 바람직하다. 수지층(6) 중의 플럭스 작용을 가지는 화합물의 배합량이 상기 범위임으로 인해 수지층(6)의 플럭스 활성을 향상시킬 수 있는 동시에, 수지층(6) 중에 열경화성 수지와 미반응된 플럭스 작용을 가지는 화합물이 잔존하는 것이 방지된다. 또한, 미반응된 플럭스 작용을 가지는 화합물이 잔존하면 마이그레이션(migration)이 발생한다.
또, 열경화성 수지의 경화제로서 작용하는 화합물 중에는 플럭스 작용도 가지는 화합물이 있다(이하, 이와 같은 화합물을 플럭스 활성 경화제라고도 기재함). 예를 들면, 에폭시 수지의 경화제로서 작용하는 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 지방족 디카르복시산, 방향족 디카르복시산 등은 플럭스 작용도 가지고 있다. 본 발명에서는 이와 같은 플럭스로도 작용하고 열경화성 수지의 경화제로도 작용하는 플럭스 활성 경화제를 열경화성 수지의 경화제로서 함유하는 수지층(6)은 플럭스 작용을 가지는 수지층이다.
또한, 카르복실기를 구비하는 플럭스 작용을 가지는 화합물이란 분자 중에 카르복실기가 1개 이상 존재하는 것을 말하고, 액상이어도 고체여도 된다. 또, 페놀성 수산기를 구비하는 플럭스 작용을 가지는 화합물이란 분자 중에 페놀성 수산기가 1개 이상 존재하는 것을 말하고, 액상이어도 고체여도 된다. 또, 카르복실기 및 페놀성 수산기를 구비하는 플럭스 작용을 가지는 화합물이란 분자 중에 카르복실기 및 페놀성 수산기가 각각 1개 이상 존재하는 것을 말하고, 액상이어도 고체여도 된다.
이들 중 카르복실기를 구비하는 플럭스 작용을 가지는 화합물로는 지방족 산 무수물, 지환식 산 무수물, 방향족 산 무수물, 지방족 카르복시산, 방향족 카르복시산 등을 들 수 있다.
카르복실기를 구비하는 플럭스 작용을 가지는 화합물과 관련된 지방족 산 무수물로는 무수 숙신산, 폴리아디프산 무수물, 폴리아젤라인산 무수물, 폴리세바신산 무수물 등을 들 수 있다.
카르복실기를 구비하는 플럭스 작용을 가지는 화합물과 관련된 지환식 산 무수물로는 메틸테트라히드로 무수 프탈산, 메틸헥사히드로 무수 프탈산, 무수 메틸하이믹산, 헥사히드로 무수 프탈산, 테트라히드로 무수 프탈산, 트리알킬테트라히드로 무수 프탈산, 메틸시클로헥센 디카르복시산 무수물 등을 들 수 있다.
카르복실기를 구비하는 플럭스 작용을 가지는 화합물과 관련된 방향족 산 무수물로는 무수 프탈산, 무수 트리멜리트산, 무수 피로멜리트산, 벤조페논 테트라카르복시산 무수물, 에틸렌글리콜 비스트리멜리테이트, 글리세롤 트리스트리멜리테이트 등을 들 수 있다.
카르복실기를 구비하는 플럭스 작용을 가지는 화합물과 관련된 지방족 카르복시산으로는 하기 일반식 (1)로 나타내는 화합물이나, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 피발산, 카프론산, 카프릴산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 올레산, 푸말산, 말레산, 옥살산, 말론산, 숙신산 등을 들 수 있다.
HOOC-(CH2)n-COOH (1)
(식 (1) 중, n은 0 이상 20 이하의 정수를 나타낸다.)
카르복실기를 구비하는 플럭스 작용을 가지는 화합물과 관련된 방향족 카르복시산으로는 벤조산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 헤미멜리트산, 트리멜리트산, 트리메신산, 멜로판산, 프레니트산, 피로멜리트산, 멜리트산, 톨일산, 크실릴산, 헤멜리트산, 메시틸렌산, 프레니틸산, 톨루일산, 신남산, 살리실산, 2,3-디히드록시 벤조산, 2,4-디히드록시 벤조산, 겐티스산(2,5-디히드록시 벤조산), 2,6-디히드록시 벤조산, 3,5-디히드록시 벤조산, 갈산(3,4,5-트리히드록시 벤조산), 1,4-디히드록시-2-나프토산, 3,5-디히드록시-2-나프토산 등의 나프토산 유도체, 페놀프탈린, 디페놀산 등을 들 수 있다.
이들 카르복실기를 구비하는 플럭스 작용을 가지는 화합물 가운데 플럭스 작용을 가지는 화합물이 가지는 활성도, 수지층의 경화시에 있어서의 아웃 가스의 발생량 및 경화 후 수지층의 탄성률이나 유리 전이 온도 등의 밸런스가 좋다는 점에서 상기 일반식 (1)로 나타내는 화합물이 바람직하다. 그리고, 상기 일반식 (1)로 나타내는 화합물 가운데 식 (1) 중의 n이 3~10인 화합물이 경화 후 수지층에서의 탄성률이 증가되는 것을 억제할 수 있는 동시에, 지지체(1)와 피착체(2)의 접착성을 향상시킬 수 있다는 점에서 특히 바람직하다.
상기 일반식 (1)로 나타내는 화합물 가운데, 식 (1) 중의 n이 3~10인 화합물로는 예를 들면, n=3인 글루타르산(HOOC-(CH2)3-COOH), n=4인 아디프산(HOOC-(CH2)4-COOH), n=5인 피멜산(HOOC-(CH2)5-COOH), n=8인 세바신산(HOOC-(CH2)8-COOH) 및 n=10인 HOOC-(CH2)10-COOH 등을 들 수 있다.
페놀성 수산기를 구비하는 플럭스 작용을 가지는 화합물로는 페놀류를 들 수 있고, 구체적으로는 예를 들면, 페놀, o-크레졸, 2,6-크실레놀, p-크레졸, m-크레졸, o-에틸페놀, 2,4-크실레놀, 2,5-크실레놀, m-에틸페놀, 2,3-크실레놀, 메지톨, 3,5-크실레놀, p-터셔리부틸페놀, 카테콜, p-터셔리아밀페놀, 레조르시놀, p-옥틸페놀, p-페닐페놀, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 AF, 비페놀, 디알릴 비스페놀 F, 디알릴 비스페놀 A, 트리스페놀, 테트라키스페놀 등의 페놀성 수산기를 함유하는 모노머류, 페놀 노볼락 수지, o-크레졸 노볼락 수지, 비스페놀 F 노볼락 수지, 비스페놀 A 노볼락 수지 등을 들 수 있다.
상술한 바와 같은 카르복실기 또는 페놀성 수산기 중 어느 하나, 혹은 카르복실기 및 페놀성 수산기 양쪽 모두를 구비하는 화합물은 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지와의 반응으로 삼차원적으로 도입된다.
이 때문에, 경화 후 에폭시 수지의 삼차원적인 네트워크의 형성을 향상시킨다는 관점에서는 플럭스 작용을 가지는 화합물로는 플럭스 작용을 갖고, 또한 에폭시 수지의 경화제로서 작용하는 화합물, 즉 플럭스 활성 경화제가 바람직하다. 플럭스 활성 경화제로는 예를 들면, 1분자 중에 에폭시 수지에 부가할 수 있는 2 이상의 페놀성 수산기와 플럭스 작용(환원 작용)을 나타내는 방향족에 직접 결합한 1개 이상의 카르복실기를 구비하는 화합물을 들 수 있다. 이와 같은 플럭스 활성 경화제로는 2,3-디히드록시 벤조산, 2,4-디히드록시 벤조산, 겐티스산(2,5-디히드록시 벤조산), 2,6-디히드록시 벤조산, 3,4-디히드록시 벤조산, 갈산(3,4,5-트리히드록시 벤조산) 등의 벤조산 유도체; 1,4-디히드록시-2-나프토에산, 3,5-디히드록시-2-나프토에산, 3,7-디히드록시-2-나프토에산 등의 나프토에산 유도체; 페놀프탈린; 및 디페놀산 등을 들 수 있고, 이것들은 1종 단독 또는 2종 이상을 조합해도 된다.
그 중에서도 접속 신뢰성 및 수지층(6)을 막상(膜狀)으로 성형할 때의 막 성형성의 관점으로부터 페놀프탈린이 바람직하다.
또, 플럭스 작용을 가지는 수지층(6) 중 플럭스 활성 경화제의 배합량은 1~30중량%가 바람직하고, 3~20중량%가 특히 바람직하다. 수지층 중의 플럭스 활성 경화제의 배합량이 상기 범위임으로 인해 수지층(6)의 플럭스 활성을 향상시킬 수 있는 동시에, 수지층(6) 중에 열경화성 수지와 미반응된 플럭스 활성 경화제가 잔존하는 것이 방지된다. 또한, 미반응된 플럭스 활성 경화제가 잔존하면 마이그레이션이 발생할 가능성이 있다.
플럭스 작용을 가지는 수지층(6)의 두께는 납땜 접합 공정을 실시한 후의 지지체(1)와 피착체(2)의 거리에 의해 적절히 선택된다.
도 1~도 6에 나타내는 형태예에서는 수지층(6)으로 지지체(1) 표면을 덮음으로써 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4) 사이에 수지층(6)을 배치하는 취지를 나타냈지만, 본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법에서는 수지층(6)으로 피착체(2)의 표면을 덮음으로써 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4) 사이에 수지층(6)을 배치해도 된다.
수지층 배치 공정에 있어서, 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4) 사이에 플럭스 작용을 가지는 수지층(6)을 배치하는 방법으로는 예를 들면,
1. 플럭스 작용을 가지는 화합물을 함유하는 수지 조성물을 필름상으로 성형한 수지 필름을 준비해, 이 수지 필름을 지지체(1) 또는 피착체(2)에 라미네이트 하는 방법,
2. 플럭스 작용을 가지는 화합물을 함유하는 액상의 수지 조성물을 준비해, 이 액상의 수지 조성물을 지지체(1) 또는 피착체(2) 표면에 도포하는 방법,
3. 플럭스 작용을 가지는 화합물을 함유하는 수지 조성물이 용제에 용해 또는 분산되어 있는 수지 바니시를 준비해, 이 수지 바니시를 지지체(1) 또는 피착체(2) 표면에 도포하고, 다음에 수지 바니시 중의 용제를 휘발시키는 방법,
을 들 수 있다. 또한, 방법 2와 관련된 액상의 수지 조성물은 용제를 함유 하지 않는다.
본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 위치 맞춤 공정은 납땜(5)을 이용해 접합되는 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 평면 방향(도 2에서는 좌우 방향 및 지면의 표리 방향)의 위치를 맞추는 공정이다.
도 1~도 6에 나타내는 형태예에서는 제 1 단자(3) 상에 제 2 단자(4)가 오도록 위치 맞춤을 한 후, 제 2 단자(4)를 수지층(6)에 함몰된 제 2 단자(4)의 선단이 납땜(5)에 접촉하도록 지지체(1)와 피착체(2) 사이의 거리를 조절하는 취지를 나타냈지만, 본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 위치 맞춤 공정에서는 접합되어야 할 제 1 단자와 제 2 단자의 평면 방향의 위치 관계를 맞추면 되기 때문에, 반드시 제 1 단자와 제 2 단자가 접촉하고 있을 필요는 없고, 제 1 단자와 제 2 단자가 떨어져 있어도 된다.
본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 위치 맞춤 공정에 있어서, 위치 맞춤을 한 후 제 2 단자(4)를 수지층(6)에 함몰시키는 경우에는 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 50~150℃에서 가열하면서 제 2 단자(4)를 수지층(6)에 함몰시킬 수도 있다.
본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 납땜 접합 공정은
(1-I) 제 2 단자(4)가 납땜(5)에 접촉하지 않는 상태에서 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도에서 가열한다. 그리고, 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 함으로써, 납땜(5)을 이용해 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)를 납땜 접합하는 공정, 또는
(1-II) 미리, 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)를 납땜(5)을 통하여 접촉시키고, 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도에서 가열함으로써 납땜(5)을 이용해 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)를 납땜 접합하는 공정이다.
(1-II)에서는 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)가 접촉한 상태로부터 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4) 사이의 거리가 더욱 짧아지도록 프레스판 등으로 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 가압해도 된다.
납땜 접합 공정에 있어서, 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)의 가열 온도는 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도이면 되고, 납땜(5) 및 단자(3,4)를 구성하는 금속에 의해 적절히 선택되지만, 통상 110~250℃, 바람직하게는 170~230℃이다. 납땜 접합 공정에 있어서, 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체의 가열 시간은 납땜(5)의 종류에 따라 적절히 선택되지만, 통상 1~120초, 바람직하게는 1~30초이다.
또한, 납땜(5) 및 단자(3,4)를 구성하는 금속의 조합에 의해서는 납땜(5)의 융점보다 낮은 온도여도 단자를 구성하는 금속이 납땜으로 확산해 합금을 형성하므로, 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해진다. 따라서, 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도 및 납땜(5) 및 단자(3,4)를 구성하는 금속의 조합에 대해서 설명한다.
(a) 제 1 단자(3) 및 제 2 단자(4)의 각각 위에 납땜(5)이 마련되어 있는 경우, 납땜(5)이 용융함으로써 납땜 접합되므로 납땜(5) 및 단자(3,4)를 구성하는 금속의 종류에 관계없이 납땜 접합을 실시하기 위해서는 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 납땜의 융점 이상의 온도로 가열해야 한다. 이 때문에, (a)의 경우 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도란 납땜의 융점 이상의 온도를 나타낸다.
(b) 제 1 단자(3) 및 제 2 단자(4) 가운데 어느 한쪽 위에만 납땜(5)이 마련되어 있고, 다른 쪽 위에는 납땜(5)이 마련되어 있지 않은 경우로서, 또한 납땜의 융점 이상의 온도가 아니면 납땜(5)이 마련되어 있지 않은 쪽의 단자를 구성하는 금속이 납땜과 합금을 형성하지 않는 경우, 납땜 접합하기 위해서는 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 납땜(5)의 융점 이상의 온도로 가열해야 한다. 이 때문에, (b)의 경우, 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도란 납땜(5)의 융점 이상의 온도를 나타낸다. (b)의 경우의 구체예로는 납땜으로서 주석 96.5/은 3.5 납땜(융점 221℃)이 도금되어 있는 구리제의 제 1 단자와 납땜이 도금되어 있지 않은 구리제의 제 2 단자를 접합하는 경우, 주석 96.5/은 3.5 납땜과 구리는 주석 96.5/은 3.5 납땜의 융점 이상의 온도가 아니면 주석 96.5/은 3.5 납땜과 구리의 합금을 형성하지 않기 때문에, 주석 96.5/은 3.5 납땜의 융점 이상의 온도가 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도이다.
(c) 제 1 단자(3) 및 제 2 단자(4) 중 어느 한쪽 위에만 납땜(5)이 마련되어 있고, 다른 쪽 위에는 납땜(5)이 마련되어 있지 않은 경우로서 납땜(5)의 융점보다 낮은 온도에서 납땜(5)이 마련되어 있지 않은 쪽의 단자를 구성하는 금속이 납땜에 확산해 납땜과 합금을 형성하는 경우, 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)의 가열 온도가 납땜(5)의 융점보다 낮은 온도여도 납땜 접합이 가능해진다. 이 때문에, (c)의 경우, 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도란 납땜(5)이 마련되어 있지 않은 쪽의 단자를 구성하는 금속이 납땜에 확산해 납땜과 합금을 형성하는 온도 이상의 온도를 나타낸다. (c)의 경우의 구체예로는 납땜으로서 주석 96.5/은 3.5 납땜(융점 221℃)이 도금되고 있는 구리제의 제 1 단자와 납땜이 도금되어 있지 않은 금제의 제 2 단자를 접합하는 경우, 금은 주석 96.5/은 3.5의 융점보다 낮은 온도에서도 주석 96.5/은 3.5 납땜 중에 확산하여 금과 주석 96.5/은 3.5 납땜의 합금을 형성하므로, 금이 주석 96.5/은 3.5 납땜에 확산하여 금과 주석 96.5/은 3.5 납땜의 합금의 형성이 일어나는 온도 이상의 온도가 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도이다. 그리고, 납땜으로서 주석 96.5/은 3.5 납땜이 도금되어 있는 구리제의 제 1 단자(3)와 납땜이 도금되어 있지 않은 금제의 제 2 단자(4)를 접합하는 경우, 25℃ 정도 이상이면 금의 납땜(5)으로의 확산이 일어나 납땜 접합이 가능해지지만, 접합 시간을 고려하면 납땜 접합시의 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)의 가열 온도는 110~250℃가 바람직하다.
납땜 접합 공정에서는 납땜(5) 및 단자(3,4)를 구성하는 금속의 조합이 상기 (a) 또는 (b)인 경우, (1-I) 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도, 즉 납땜의 융점 이상의 온도에서 가열하면서 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 한다. 이 경우, 지지체(1)와 피착체(2)의 거리를 짧게 함으로써, 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 하지만, 지지체(1)와 피착체(2) 사이에는 경화전의 수지층(6)이 있기 때문에 수지층(6)을 상하 방향에서 압축하면서, 지지체(1)와 피착체(2)의 거리를 짧게 하여 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 하게 된다. 이때의 수지층(6)을 압축할 때의 압축 압력은 0.01~10MPa, 바람직하게는 0.05~5MPa이다. 또한, 수지층(6)을 압축할 때의 압축 압력은 압축되는 부분의 수지층(6)의 단위 면적당 하중이다.
또, 납땜 접합 공정에서는 납땜 및 단자를 구성하는 금속의 조합이 상기 (c)인 경우, 위치 맞춤 공정에서 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)를 납땜(5)을 통해 접촉시키면 (1-II) 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도에서 가열함으로써 납땜을 가지지 않는 쪽의 단자를 구성하는 금속이 납땜 중에 확산해 합금을 형성하므로 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 하지 않아도 납땜 접속이 가능해진다. 예를 들면, 수지층(6)의 압축을 실시하지 않은 납땜 리플로우 장치로 가열함으로써 납땜 접합을 실시할 수 있다. 또한, 납땜 접합 공정에서는 납땜과 단자를 구성하는 금속의 조합이 상기 (c)인 경우에 (1-I) 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 납땜(5)의 융점 이상의 온도에서 가열하면서 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 함으로써 납땜 접합을 실시할 수도 있다. 그리고, 납땜과 단자를 구성하는 금속의 조합이 상기 (c)인 경우 납땜 접합 공정에서 (1-II) 방법으로 납땜 접합을 실시함으로써 지지체의 변형(warping)을 일으키기 어렵게 할 수 있으므로, 경화물 중에 공극(보이드)이 발생하기 어려워지고, 또 (1-I) 방법으로 납땜 접합을 실시함으로써 납땜 접합을 보다 확실히 실시할 수 있다. 이 때문에, 납땜 및 단자를 구성하는 금속의 조합이 상기 (c)인 경우 납땜 접합 공정에서는 적절히 납땜 접합의 방법을 선택할 수 있다.
또한, 납땜 접합 공정에서의 가열 온도가 수지층(6)의 경화 온도보다 높으면 납땜 접합 공정에서도 수지층(6)의 일부가 경화된다.
본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 가압 경화 공정은 가압 유체에 의해 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체를 가압하면서 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체를 수지층(6)의 경화 온도 이상의 온도에서 가열하여 수지층(6)을 경화시키는 공정이다.
여기서, 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체의 분위기의 압력이 대기압보다 가압력분 만큼 높아지므로 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체는 가압 유체에 의해 적어도 적층체의 윗면 쪽, 양측면 쪽으로부터 균등하게 직접, 가압되게 된다.
가압 경화 공정과 관련된 가압 유체란 상기 적층체를 가압하기 위해서 이용되는 유체를 의미하며, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 질소 가스, 아르곤 가스, 공기 등의 기체가 바람직하고, 저렴하다는 점에서 공기가 특히 바람직하다. 또, 가압 경화 공정과 관련된 가압 유체로서 액체를 이용할 수도 있다.
가압 경화 공정에 있어서, 가압 유체로 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체를 가압할 때의 가압력, 즉 도 5에 나타내는 가열 오븐 내의 압력은 0.1~10MPa, 바람직하게는 0.5~5MPa이다. 가압 경화 공정에 있어서, 가압 유체로 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체를 가압할 때의 가압력이 0.1MPa 이상임으로 인해 수지층(6) 중에 보이드가 발생해도 가압에 의해 보이드를 부수어 수지층(6)에 의해 메울 수 있어 수지층(6)의 경화물 중에 공극(보이드)이 발생하기 어려워진다. 또, 수지층(6) 중에 보이드가 발생하는 것 자체도 억제할 수 있다.
한편, 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체를 가압할 때의 가압력을 10MPa 이하로 함으로써, 적층체를 가압하는 장치, 예를 들어 도 5에 나타내는 가열 오븐의 대형화, 복잡화를 방지할 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서 가압 유체로 가압한다는 것은 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체의 분위기의 압력을 대기압보다 가압력분 만큼 높게 하는 것을 나타낸다.
즉, 가압력 10MPa란 대기압보다도 적층체에 걸리는 압력이 10MPa 큰 것을 나타낸다.
가압 경화 공정에 있어서, 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체의 가열 온도는 수지층(6)의 경화 온도 이상의 온도이면 되고, 적절히 선택되지만, 통상 100~250℃, 바람직하게는 150~200℃이다. 가압 경화 공정에 있어서, 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체의 가열 시간은 수지층(6)의 종류에 따라 적절히 선택되지만, 통상 0.5~3시간, 바람직하게는 1~2시간이다.
가압 경화 공정에 있어서, 가압 유체에 의해 가압하면서 수지층(6)을 경화시키는 방법으로는 예를 들면, 압력 용기 내에 가열하는 처리 대상물(가압 경화 공정에서는 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체)을 설치하고, 다음에 압력 용기(용기) 내에 가압 유체를 도입해 압력 용기 내의 내압을 대기압보다도 높게 하고 적층체를 가압 유체로 가압하면서 처리 대상물을 가열하는 방법, 더욱 구체적으로는 가열 오븐 중에 처리 대상물을 설치하고, 가열 오븐 내에 가압용 가스를 도입하여 가열 오븐 내의 내압을 대기압보다도 높게 하고 적층체를 가스로 가압하면서 가열 오븐으로 처리 대상물을 가열하는 방법을 들 수 있다.
가압 경화 공정을 실시해 얻어지는 수지층(6)의 경화물의 경화율은 바람직하게는 80% 이상, 특히 바람직하게는 90~100%이다. 가압 경화 공정을 실시해 얻어지는 수지층(6)의 경화물의 경화율은 납땜 접합 공정 및 가압 경화 공정에서의 가열 온도 및 가열 시간을 적절히 선택함으로써 조절된다. 또한, 본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법에 있어서, 가압 경화 공정을 실시해 얻어지는 수지층(6)의 경화물의 경화율은 이하의 순서에 의해 구해진다.
(i) 가열 처리를 실시하지 않은 수지층(6)(즉, 수지층 배치 공정에서 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)에 배치되는 수지층)을 시차주사 열량계(DSC)를 이용하여 측정 온도 범위 25~300℃, 승온 속도: 10℃/분의 측정 조건으로 가열해 그때의 발열량 A1를 측정한다. (ii) 납땜 접합 공정 및 가압 경화 공정과 동일한 열 이력(가열 온도, 가열 시간)을 가한 수지층(6)을 준비하고, 그것을 동일한 측정 방법으로 가열해 그때의 발열량 B1를 측정한다. (iii) 경화율 C1(%)을 하기 식 (2)에 의해 산출한다.
C1(%) = {(A1-B1)/A1} × 100 (2)
(제 2 실시 형태)
다음에, 본 발명의 제 2 실시 형태의 전자 부품의 제조 방법에 대해서 설명한다.
본 발명의 제 2 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법은 지지체(1)의 제 1 단자(3)와 피착체(2)의 제 2 단자(4)를 납땜(5)을 이용해 접합하여 이 지지체(1)와 이 피착체(2)를 전기적으로 접속하는 전자 장치의 제조 방법으로서,
접합되는 이 제 1 단자(3)와 이 제 2 단자(4) 사이에 플럭스 작용을 가지는 수지층(6)을 배치하는 수지층 배치 공정과,
접합되는 이 제 1 단자(3)와 이 제 2 단자(4)의 위치 맞춤을 실시하는 위치 맞춤 공정과,
가압 유체에 의해 가압하면서 이 수지층(6)을 경화시키는 가압 경화 공정과,
이 제 1 단자(3)와 이 제 2 단자(4)를 납땜 접합시키는 납땜 접합 공정을 순서대로 실시하는 전자 장치의 제조 방법이다.
본 발명의 제 2 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 지지체(1), 제 1 단자(3), 피착체(2), 제 2 단자(4), 납땜(5), 플럭스 작용을 가지는 수지층(6), 수지층 배치 공정 및 위치 맞춤 공정은 본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 지지체(1), 제 1 단자(3), 피착체(2), 제 2 단자(4), 납땜(5), 플럭스 작용을 가지는 수지층(6), 수지층 배치 공정 및 위치 맞춤 공정과 동일하므로 설명을 생략하고, 이하에서는 본 발명의 제 2 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 가압 경화 공정 및 납땜 접합 공정에 대해서 도 7~도 9를 참조해 설명한다. 도 7~도 9는 본 발명의 제 2 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 가압 경화 공정 및 납땜 접합 공정의 형태예를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 수지층 배치 공정 및 위치 맞춤 공정을 실시한 후의 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 가열 오븐(8) 내에 설치하고, 가압 유체의 도입구(9)로부터 가압 유체(10)를 도입하여 가열 오븐(8) 내를 가압 유체(10)로 가압하고, 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 수지층(6)의 경화 온도 이상의 온도에서 가열함으로써 수지층(6)을 경화시킨다(가압 경화 공정). 이에 의해, 수지층(6)은 경화하여 수지층의 경화물이 된다(도 8).
다음에, 도 9에 나타내는 바와 같이 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)의 경화물을 납땜(5)의 융점 이상의 온도에서 가열하면서 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 하고 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4) 사이에 접합부를 형성시켜 납땜 접합을 실시한다. 이에 의해, 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)가 납땜에 의해 접합된다(납땜 접합 공정). 그리고, 납땜 접합 공정에서는 수지층(6)의 경화물은 납땜(5)의 융점 이상의 온도에서 가열되게 되므로 경화율 또는 가열 온도에 의해서 추가로 경화된다.
이와 같이 본 발명의 제 2 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법은 전자 장치의 제조 방법에서의 지지체(1)의 제 1 단자(3)와 피착체(2)의 제 2 단자(4)를 납땜(5)을 이용해 접합하여 지지체(1)와 피착체(2)를 전기적으로 접속하는 공정으로서, 수지층 배치 공정과 위치 맞춤 공정과 가압 경화 공정과 납땜 접합 공정을 순서대로 실시하는 전자 장치의 제조 방법이다.
본 발명의 제 2 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 가압 경화 공정은 가압 유체에 의해 가압하면서 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 수지층(6)의 경화 온도 이상의 온도에서 가열하여 수지층(6)의 전부 또는 일부를 경화시켜 수지층(6)의 경화를 실시하는 공정이다.
가압 경화 공정을 실시해 얻어지는 수지층(6)의 경화물의 경화율은 납땜 접합 공정에서의 가열 온도 및 가열 시간에 의해, 혹은 납땜 접합 공정 후에 후술하는 비가압 경화 공정을 실시하는지 아닌지에 따라 적절히 선택된다. 납땜 접합 공정 후에 후술하는 비가압 경화 공정을 실시하는 경우, 가압 경화 공정을 실시해 얻어지는 수지층(6)의 경화물의 경화율은 바람직하게는 1~90%, 특히 바람직하게는 5~60%, 더욱 바람직하게는 10~50%이다. 또, 납땜 접합 공정 후에 후술하는 비가압 경화 공정을 실시하지 않는 경우 가압 경화 공정을 실시해 얻어지는 수지층(6)의 경화물의 경화율은 바람직하게는 80% 이상, 특히 바람직하게는 90~100%이다. 그리고, 가압 경화 공정에서는 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)의 가열 온도 및 가열 시간을 적절히 선택함으로써 가압 경화 공정을 실시해 얻어지는 수지층(6)의 경화물의 경화율을 조절할 수 있다. 또한, 본 발명의 제 2 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법에 있어서, 가압 경화 공정을 실시해 얻어지는 수지층(6)의 경화물의 경화율은 이하의 순서에 따라 구해진다.
(i) 가열 처리를 실시하지 않은 수지층(6)(즉, 수지층 배치 공정에서 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4) 사이에 배치되는 수지층(6))을 시차주사 열량계(DSC)를 이용하여 측정 온도 범위 25~300℃, 승온 속도: 10℃/분의 측정 조건으로 가열해 그때의 발열량 A2를 측정한다. (ii) 가압 경화 공정과 동일한 열 이력(가열 온도, 가열 시간)을 가한 수지층(6)을 준비해 그것을 동일한 측정 방법으로 가열해 그때의 발열량 B2를 측정한다. (iii) 경화율 C2(%)를 하기 식 (3)에 의해 산출한다.
C2(%) = {(A2-B2)/A2} × 100 (3)
가압 경화 공정에 있어서, 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)의 가열 온도 및 가열 시간은 상기와 같이 수지층(6)의 경화물의 경화율을 어느 정도로 할까에 따라 적절히 선택되지만, 가열 온도는 수지층(6)의 경화 온도 이상의 온도이면 되고, 통상 100~250℃, 바람직하게는 150~200℃이며, 가열 시간은 통상 0.5~180분, 바람직하게는 0.5~60분, 특히 바람직하게는 1~30분이다.
가압 경화 공정과 관련된 가압 유체는 제 1 실시 형태의 가압 경화 공정과 관련된 가압 유체와 동일하다.
가압 경화 공정에 있어서, 가압 유체로 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체를 가압할 때의 가압력은 0.1~10MPa, 바람직하게는 0.5~5MPa이다. 가압 경화 공정에 있어서, 가압 유체로 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체를 가압할 때의 가압력을 0.1MPa 이상으로 함으로써 수지층(6) 중에 보이드가 발생해도 가압에 의해 보이드를 부수어 수지층(6)에 의해 메울 수 있어 수지층(6)의 경화물 중에 공극(보이드)이 발생하기 어려워진다. 또, 수지층(6) 중에 보이드가 발생하는 것 자체도 억제할 수 있다.
한편, 가압 유체로 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체를 가압할 때의 가압력을 10MPa 이하로 함으로써, 적층체를 가압하는 장치, 예를 들어 도 5에 나타내는 가열 오븐의 대형화, 복잡화를 방지할 수 있다.
가압 경화 공정에 있어서, 가압 유체에 의해 가압하면서 수지층(6)을 경화시키는 방법은 제 1 실시 형태의 가압 경화 공정에서 가압 유체에 의해 가압하면서 수지층(6)을 경화시키는 방법과 동일하다.
본 발명의 제 2 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 납땜 접합 공정은
(2-I) 제 2 단자(4)가 납땜(5)에 접촉하지 않는 상태에서 지지체(1), 피착체(2) 및 가압 경화 공정에서 경화된 수지층(6)의 경화물을 포함하는 적층체를 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도에서 가열하면서, 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 함으로써 납땜(5)을 이용해 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)를 납땜 접합하는 공정이다. 또는
(2-II) 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)를 납땜(5)을 통하여 접촉시키고 지지체(1), 피착체(2) 및 가압 경화 공정에서 경화된 수지층(6)의 경화물을 포함하는 적층체를 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도에서 가열함으로써, 납땜(5)을 이용해 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)를 납땜 접합하는 공정이다.
(2-II)에서는 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)가 접촉한 상태로부터 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4) 사이의 거리가 더욱 짧아지도록 프레스판 등으로 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 가압해도 된다.
또한, 이하에서는 납땜 접합 공정에 있어서, 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도, 및 납땜(5) 및 단자를 구성하는 금속의 조합 (a), (b) 및 (c)는 제 1 실시 형태의 납땜 접합 공정의 설명과 동일하다.
납땜 접합 공정에 있어서, 지지체(1), 피착체(2) 및 가압 경화 공정에 의해 경화된 수지층(6)의 경화물의 가열 온도는 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도이며, 또한 납땜 접합 공정 후의 수지층(6)의 경화물의 경화율이 목적값 이상이 되는 범위에서 적절히 선택되지만, 통상 110~250℃, 바람직하게는 170~230℃이다. 납땜 접합 공정에 있어서, 지지체(1), 피착체(2) 및 가압 경화 공정에 의해 경화된 수지층(6)의 경화물의 가열 시간은 납땜(5)의 종류 및 납땜 접합 공정을 실시해 얻어지는 수지층(6)의 경화물의 경화율이 목적값 이상이 되는 범위에서 적절히 선택되지만, 통상 1초~20분, 바람직하게는 60초~15분이다.
납땜 접합 공정에서는 납땜(5) 및 단자를 구성하는 금속의 조합이 상기 (a) 또는 (b)인 경우, (2-I) 지지체(1), 피착체(2) 및 가압 경화 공정에서 경화된 수지층(6)의 경화물을 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도, 즉 납땜의 융점 이상의 온도에서 가열하면서 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 한다. 이 경우, 지지체(1)와 피착체(2)의 거리를 짧게 함으로써 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 하지만, 지지체(1)와 피착체(2) 사이에는 가압 경화 공정에 의해 경화된 수지층(6)의 경화물이 있기 때문에 가압 경화 공정에 의해 경화된 수지층(6)의 경화물을 상하 방향에서 압축하면서 지지체(1)와 피착체(2)의 거리를 짧게 하여 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 하게 된다. 이때의 가압 경화 공정에 의해 경화된 수지층(6)의 경화물을 압축할 때의 압축 압력은 0.01~10MPa, 바람직하게는 0.05~5MPa이다. 또한, 수지층(6)을 압축할 때의 압축 압력은 압축시키는 부분의 수지층(6)의 단위 면적당 하중이다.
또, 납땜 접합 공정에서는 납땜(5)과 단자를 구성하는 금속의 조합이 상기 (c)인 경우 위치 맞춤 공정에서 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)를 납땜(5)을 통하여 접촉시키면, (2-II) 지지체(1), 피착체(2) 및 가압 경화 공정에서 경화된 수지층(6)의 경화물을 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도에서 가열함으로써 납땜(5)을 가지지 않는 쪽의 단자를 구성하는 금속이 납땜(5) 중에 확산해 합금을 형성하므로, 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 하지 않아도 납땜 접속이 가능해진다. 예를 들면, 수지층(6)의 경화물의 압축을 실시하지 않은 납땜 리플로우 장치로 가열함으로써 납땜 접합을 실시할 수 있다. 또한, 납땜 접합 공정에서는 납땜(5)과 단자를 구성하는 금속의 조합이 상기 (c)인 경우에 (2-I) 지지체(1), 피착체(2) 및 가압 경화 공정에서 경화된 수지층(6)의 경화물을 납땜(5)의 융점 이상의 온도에서 가열하면서 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 함으로써 납땜 접합을 실시할 수도 있다. 그리고, 납땜(5) 및 단자를 구성하는 금속의 조합이 상기 (c)인 경우, 납땜 접합 공정에서 (2-II) 방법으로 납땜 접합을 실시함으로써 지지체(1)의 변형이 생기기 어려워지므로, 경화물 중에 공극(보이드)이 발생하기 어려워지고, 또 (2-I) 방법으로 납땜 접합을 실시함으로써 납땜 접합을 보다 확실히 실시할 수 있다. 이 때문에, 납땜(5) 및 단자를 구성하는 금속의 조합이 상기 (c)인 경우 납땜 접합 공정에서는 적절히 납땜 접합 방법을 선택할 수 있다.
납땜 접합 공정을 실시해 얻어지는 수지층(6)의 경화물의 경화율은 바람직하게는 30% 이상, 특히 바람직하게는 60% 이상이다. 또한, 본 발명의 제 2 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법에 있어서, 납땜 접합 공정을 실시해 얻어지는 수지층(6)의 경화물의 경화율은 이하의 순서에 따라 구해진다.
(i) 가열 처리를 실시하지 않은 수지층(6)(즉, 수지층 배치 공정에서 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)에 배치되는 수지층(6))을 시차주사 열량계(DSC)를 이용하여 측정 온도 범위 25~300℃, 승온 속도: 10℃/분의 측정 조건으로 가열해 그때의 발열량 A3을 측정한다. (ii) 가압 경화 공정 및 납땜 접합 공정과 동일한 열 이력(가열 온도, 가열 시간)을 가한 수지층(6)을 준비하고 그것을 동일한 측정 방법으로 가열해 그때의 발열량 B3을 측정한다. (iii) 경화율 C3(%)을 하기 식 (4)에 의해 산출한다.
C3(%) = {(A3-B3)/A3} × 100 (4)
본 발명의 제 2 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법에서는 필요에 따라서 납땜 접합 공정 후에 납땜 접합 공정을 실시해 얻어지는 수지층(6)의 경화물 중의 미경화분을 대기압 분위기 하 등의 비가압 분위기 하에서 가열함으로써 경화시켜 수지층(6)의 경화물의 경화율을 높게 하는 비가압 경화 공정을 실시할 수 있고, 바람직하게는 수지층(6)의 경화물의 경화율을 90% 이상으로 할 수 있다.
(제 3 실시 형태)
본 발명의 제 3 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법은 지지체(1)의 제 1 단자(3)와 피착체(2)의 제 2 단자(4)를 납땜(5)을 이용해 접합하여 이 지지체(1)와 이 피착체(2)를 전기적으로 접속하는 전자 장치의 제조 방법으로서,
접합되는 이 제 1 단자(3)와 이 제 2 단자(4) 사이에 플럭스 작용을 가지는 수지층(6)을 배치하는 수지층 배치 공정과,
접합되는 이 제 1 단자(3)와 이 제 2 단자(4)의 위치 맞춤을 실시하는 위치 맞춤 공정과,
가압 유체에 의해 가압하면서 이 수지층(6)을 경화시키는 제 1 가압 경화 공정과, 이 제 1 단자(3)와 이 제 2 단자(4)를 납땜 접합시키는 납땜 접합 공정과,
가압 유체에 의해 가압하면서 이 제 1 가압 경화 공정에서 경화시킨 이 수지층(6)을 추가로 경화시키는 제 2 가압 경화 공정을 순서대로 실시하는 전자 장치의 제조 방법이다.
본 발명의 제 3 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 지지체(1), 제 1 단자(3), 피착체(2), 제 2 단자(4), 납땜(5), 플럭스 작용을 가지는 수지층(6), 수지층 배치 공정 및 위치 맞춤 공정은 본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 지지체(1), 제 1 단자(3), 피착체(2), 제 2 단자(4), 납땜(5), 플럭스 작용을 가지는 수지층(6), 수지층 배치 공정 및 위치 맞춤 공정과 동일해서 설명을 생략하고, 이하에서는 본 발명의 제 3 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 제 1 가압 경화 공정, 납땜 접합 공정 및 제 2 가압 경화 공정에 대해서 설명한다.
본 발명의 제 3 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법은 전자 장치의 제조 방법에서의 지지체(1)의 제 1 단자(3)와 피착체(2)의 제 2 단자(4)를 납땜(5)을 이용해 접합하여 지지체(1)와 피착체(2)를 전기적으로 접속하는 공정으로서, 수지층 배치 공정과 위치 맞춤 공정과 제 1 가압 경화 공정과 납땜 접합 공정과 제 2 가압 경화 공정을 순서대로 실시하는 전자 장치의 제조 방법이다. 즉, 본 발명의 제 3 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법은 납땜 접합보다 먼저 수지층(6)의 가압 경화를 실시했을 경우에 얻어지는 수지층(6)의 경화물의 경화율이 낮았기 때문에 납땜 접합을 실시해도 수지층(6)의 경화율이 목적으로 하는 경화율보다 낮아져 버릴 때, 혹은 수지층(6)의 경화물의 경화율을 더욱 높게 하고 싶을 때에 납땜 접합 공정 후에 추가로 가압 유체에 의해 가압하면서 수지층(6)을 경화시키는 공정을 실시함으로써 수지층(6)을 목적으로 하는 경화율까지 가압 하에서 경화시키는 형태이다.
이와 같이 함으로써, 수지층(6)의 경화물 중에 발생하는 보이드를 확실히 억제할 수 있다.
본 발명의 제 3 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 제 1 가압 경화 공정은 가압 유체에 의해 가압하면서 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 수지층(6)의 경화 온도 이상의 온도에서 가열하여 수지층(6)의 일부를 경화시켜 수지층(6)의 경화를 실시하는 공정이다.
본 발명의 제 3 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법에서는 제 1 가압 경화 공정을 실시해 얻어지는 수지층(6)의 경화물의 경화율은 적절히 선택되지만, 바람직하게는 1~90%, 바람직하게는 5~60%, 더욱 바람직하게는 10~50%이다. 그리고, 제 1 가압 경화 공정에서는 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)의 가열 온도 및 가열 시간을 적절히 선택함으로써 제 1 가압 경화 공정을 실시해 얻어지는 수지층(6)의 경화물의 경화율을 조절할 수 있다. 또한, 본 발명의 제 3 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법에 있어서, 제 1 가압 경화 공정을 실시해 얻어지는 수지층(6)의 경화물의 경화율은 본 발명의 제 2 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법에 있어서, 가압 경화 공정을 실시해 얻어지는 수지층(6)의 경화물의 경화율 구하는 방법과 동일한 방법으로 구해진다.
제 1 가압 경화 공정에 있어서, 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)의 가열 온도 및 가열 시간은 상기와 같이 수지층(6)의 경화물의 경화율을 어느 정도로 할까에 따라 적절히 선택되지만, 가열 온도는 수지층(6)의 경화 온도 이상의 온도이면 되고, 통상 100~250℃, 바람직하게는 150~200℃이며, 가열 시간은 통상 0.5~60분, 바람직하게는 1~30분이다.
제 1 가압 경화 공정과 관련된 가압 유체는 제 1 실시 형태의 가압 경화 공정과 관련된 가압 유체와 동일하다.
제 1 가압 경화 공정에 있어서, 가압 유체로 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체를 가압할 때의 가압력은 0.1~10MPa, 바람직하게는 0.5~5MPa이다. 제 1 가압 경화 공정에 있어서, 가압 유체로 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체를 가압할 때의 가압력을 0.1MPa 이상으로 함으로써, 수지층(6) 중에 보이드가 발생해도 가압에 의해 보이드를 부수어 수지층(6)에 의해 메울 수 있어 수지층(6)의 경화물 중에 공극(보이드)이 발생하기 어려워진다. 또, 수지층(6) 중에 보이드가 발생하는 것 자체도 억제할 수 있다.
한편, 가압 유체로 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체를 가압할 때의 가압력을 10MPa 이하로 함으로써, 적층체를 가압하는 장치, 예를 들어 도 5에 나타내는 가열 오븐의 대형화, 복잡화를 방지할 수 있다.
제 1 가압 경화 공정에 있어서, 가압 유체에 의해 가압하면서 수지층(6)을 경화시키는 방법은 제 1 실시 형태의 가압 경화 공정에서 가압 유체에 의해 가압하면서 수지층(6)을 경화시키는 방법과 동일하다.
본 발명의 제 3 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 납땜 접합 공정은
(3-I) 제 2 단자(4)가 납땜(5)에 접촉하지 않는 상태에서 지지체(1), 피착체(2) 및 제 1 가압 경화 공정에서 경화된 수지층(6)의 경화물을 포함하는 적층체를 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도에서 가열하면서 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 함으로써 납땜(5)을 이용해 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)를 납땜 접합하는 공정이다.
또는 (3-II) 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)를 납땜(5)을 통하여 접촉시키고, 지지체(1), 피착체(2) 및 제 1 가압 경화 공정에서 경화된 수지층(6)의 경화물을 포함하는 적층체를 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도에서 가열함으로써 납땜(5)을 이용해 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)를 납땜 접합하는 공정이다.
(3-II)에서는 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)가 접촉한 상태로부터 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4) 사이의 거리가 더욱 짧아지도록 프레스판 등으로 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 가압해도 된다.
또한, 납땜 접합 공정에 있어서, 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도, 및 납땜(5) 및 단자를 구성하는 금속의 조합 (a), (b) 및 (c)는 제 1 실시 형태의 납땜 접합 공정의 설명과 동일하다.
납땜 접합 공정에 있어서, 지지체(1), 피착체(2) 및 제 1 가압 경화 공정을 실시해 얻어진 수지층(6)의 경화물의 가열 온도는 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도이면 되고, 적절히 선택되지만 통상 110~250℃, 바람직하게는 170~230℃이다. 납땜 접합 공정에 있어서, 지지체(1), 피착체(2) 및 제 1 가압 경화 공정을 실시해 얻어진 수지층(6)의 경화물의 가열 시간은 납땜의 종류에 따라 적절히 선택되지만, 통상 1초~20분, 바람직하게는 60초~15분이다.
납땜 접합 공정에서는 납땜(5) 및 단자를 구성하는 금속의 조합이 상기 (a) 또는 (b)인 경우, (3-I) 지지체(1), 피착체(2) 및 제 1 가압 경화 공정에서 경화된 수지층(6)의 경화물을 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도, 즉 납땜(5)의 융점 이상의 온도에서 가열하면서 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 한다. 이 경우, 지지체(1)와 피착체(2)의 거리를 짧게 함으로써, 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 하지만, 지지체(1)와 피착체(2) 사이에는 제 1 가압 경화 공정을 실시해 얻어진 수지층(6)의 경화물이 있기 때문에 제 1 가압 경화 공정을 실시해 얻어진 수지층(6)의 경화물을 상하 방향에서 압축하면서 지지체(1)와 피착체(2)의 거리를 짧게 하여 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 하게 된다. 이때의 수지층(6)을 압축할 때의 압축 압력은 0.01~10MPa, 바람직하게는 0.1~1MPa이다. 또한, 수지층(6)을 압축할 때의 압축 압력은 압축시키는 부분의 수지층(6)의 단위 면적당 하중이다.
또, 납땜 접합 공정에서는 납땜(5)과 단자를 구성하는 금속의 조합이 상기 (c)인 경우 위치 맞춤 공정에서 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)를 납땜(5)을 통하여 접촉하게 하면, (3-II) 지지체(1), 피착체(2) 및 제 1 가압 경화 공정에서 경화된 수지층(6)의 경화물을 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도에서 가열함으로써 납땜(5)을 가지지 않는 쪽의 단자를 구성하는 금속이 납땜(5) 중에 확산해 합금을 형성하므로 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 하지 않아도 납땜(5) 접속이 가능해진다. 예를 들면, 수지층(6)의 경화물의 압축을 실시하지 않은 납땜(5) 리플로우 장치로 가열함으로써 납땜 접합을 실시할 수 있다. 또한, 납땜 접합 공정에서는 납땜(5) 및 단자를 구성하는 금속의 조합이 상기 (c)인 경우에, (3-I) 지지체(1), 피착체(2) 및 제 1 가압 경화 공정에서 경화된 수지층(6)의 경화물을 납땜(5)의 융점 이상의 온도에서 가열하면서 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 함으로써, 납땜 접합을 실시할 수도 있다. 그리고, 납땜(5)과 단자를 구성하는 금속의 조합이 상기 (c)인 경우, 납땜 접합 공정에서 (3-II) 방법으로 납땜 접합을 실시함으로써 지지체(1)의 변형이 생기기 어렵기 때문에 경화물 중에 공극(보이드)이 발생하기 어려워지고, 또 (3-I) 방법으로 납땜 접합을 실시함으로써 납땜 접합을 보다 확실히 실시할 수 있다. 이 때문에, 납땜(5)과 단자를 구성하는 금속의 조합이 상기 (c)인 경우 납땜 접합 공정에서는 적절히 납땜 접합 방법을 선택할 수 있다.
본 발명의 제 3 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 제 2 가압 경화 공정은 가압 유체에 의해 가압하면서 지지체(1), 피착체(2) 및 제 1 가압 경화 공정을 실시해 얻어진 수지층(6)의 경화물을 수지층(6)의 경화 온도 이상의 온도에서 가열하여 제 1 가압 경화로 경화시킨 수지층(6)을 추가로 경화시키는 공정이다.
제 2 가압 경화 공정에 있어서, 지지체(1), 피착체(2) 및 제 1 가압 경화 공정을 실시해 얻어진 수지층(6)의 경화물의 가열 온도는 수지층(6)의 경화 온도 이상의 온도이면 되고, 적절히 선택되지만 통상 100~250℃, 바람직하게는 150~200℃이다. 제 2 가압 경화 공정에 있어서, 지지체(1), 피착체(2) 및 제 1 가압 경화 공정을 실시해 얻어진 수지층(6)의 경화물의 가열 시간은 수지층(6)의 종류에 따라 적절히 선택되지만, 통상 0.5~3시간, 바람직하게는 1~2시간이다.
제 2 가압 경화 공정과 관련된 가압 유체는 제 1 실시 형태의 가압 경화 공정과 관련된 가압 유체와 동일하다.
제 2 가압 경화 공정에 있어서, 가압 유체로 지지체(1), 피착체(2) 및 제 1 가압 경화 공정을 실시해 얻어진 수지층(6)의 경화물을 가압할 때의 가압력은 0.1~10MPa, 바람직하게는 0.5~5MPa이다. 제 2 가압 경화 공정에 있어서, 가압 유체로 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체를 가압할 때의 가압력을 0.1MPa 이상으로 함으로써 수지층(6) 중에 보이드가 발생해도 가압에 의해 보이드를 부수어 수지층(6)에 의해 메울 수 있어 수지층(6)의 경화물 중에 공극(보이드)이 발생하기 어려워진다. 또, 수지층(6) 중에 보이드가 발생하는 것 자체도 억제할 수 있다.
한편, 가압 유체로 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체를 가압할 때의 가압력을 10MPa 이하로 함으로써, 적층체를 가압하는 장치, 예를 들어 도 5에 나타내는 가열 오븐의 대형화, 복잡화를 방지할 수 있다.
제 2 가압 경화 공정에 있어서, 가압 유체에 의해 가압하면서 제 1 가압 경화 공정을 실시해 얻어진 수지층(6)의 경화물을 경화시키는 방법은 제 1 실시 형태의 가압 경화 공정에서 가압 유체에 의해 가압하면서 수지층(6)을 경화시키는 방법과 동일하다.
제 2 가압 경화 공정을 실시해 얻어지는 수지층(6)의 경화물의 경화율은 바람직하게는 80% 이상, 특히 바람직하게는 90~100%이다. 또한, 본 발명의 제 3 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법에 있어서, 제 2 가압 경화 공정을 실시해 얻어지는 수지층(6)의 경화물의 경화율은 이하의 순서에 따라 구해진다.
(i) 가열 처리를 실시하지 않은 수지층(6)(즉, 수지층 배치 공정에서 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)에 배치되는 수지층(6))을 시차주사 열량계(DSC)를 이용하여 측정 온도 범위 25~300℃, 승온 속도: 10℃/분의 측정 조건으로 가열해 그때의 발열량 A4를 측정한다. (ii) 제 1 가압 경화 공정, 납땜 접합 공정 및 제 2 가압 경화 공정과 동일한 열 이력(가열 온도, 가열 시간)을 가한 수지층(6)을 준비하고, 그것을 동일한 측정 방법으로 가열해 그때의 발열량 B4를 측정한다. (iii) 경화율 C4(%)를 하기 식 (5)에 의해 산출한다.
C4(%) = {(A4-B4)/A4} × 100 (5)
(제 4 실시 형태)
본 발명의 제 4 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법은 지지체(1)의 제 1 단자(3)와 피착체(2)의 제 2 단자(4)를 납땜(5)을 이용해 접합하여 이 지지체(1)와 이 피착체(2)를 전기적으로 접속하는 전자 장치의 제조 방법으로서,
접합되는 이 제 1 단자(3)와 이 제 2 단자(4) 사이에 플럭스 작용을 가지는 수지층(6)을 배치하는 수지층 배치 공정과,
접합되는 이 제 1 단자(3)와 이 제 2 단자(4)의 위치 맞춤을 실시하는 위치 맞춤 공정과,
가압 유체에 의해 지지체(1), 피착체(2), 수지층(6)을 포함하는 적층체를 가압하면서 이 제 1 단자(3)와 이 제 2 단자(4)의 납땜 접합과 이 수지층(6)의 경화를 동시에 실시하는 납땜 접합 겸 가압 경화 공정을 순서대로 실시하는 전자 장치의 제조 방법이다.
본 발명의 제 4 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 지지체(1), 제 1 단자(3), 피착체(2), 제 2 단자(4), 납땜(5), 플럭스 작용을 가지는 수지층(6), 수지층 배치 공정 및 위치 맞춤 공정은 본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 지지체(1), 제 1 단자(3), 피착체(2), 제 2 단자(4), 납땜(5), 플럭스 작용을 가지는 수지층(6), 수지층 배치 공정 및 위치 맞춤 공정과 동일해서 설명을 생략하고, 이하에서는 본 발명의 제 4 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 납땜 접합 겸 가압 경화 공정에 대해서 설명한다.
본 발명의 제 4 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법은 전자 장치의 제조 방법에서의 지지체(1)의 제 1 단자(3)와 피착체(2)의 제 2 단자(4)를 납땜(5)을 이용해 접합하여 이 지지체(1)와 이 피착체(2)를 전기적으로 접속하는 공정으로서, 수지층 배치 공정과 위치 맞춤 공정과 납땜 접합 겸 가압 경화 공정을 순서대로 실시하는 전자 장치의 제조 방법이다.
본 발명의 제 4 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법과 관련된 납땜 접합 겸 가압 경화 공정은
(4-III) 제 2 단자(4)가 납땜(5)에 접촉하지 않는 상태에서 가압 유체에 의해 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체를 가압하면서 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 수지층(6)의 경화 온도 이상의 온도에서 가열하여 수지층(6)의 경화를 실시한다. 이 경화 과정의 도중에 수지층(6)의 경화를 위한 가압 분위기 중에서 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도에서 상기 적층체를 가열하면서 압축한다. 압축에 의해, 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 하여 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합과 수지층(6)의 가압 경화를 동시에 실시하는 공정, 또는
(4-IV) 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)를 납땜(5)을 통하여 접촉시키고, 가압 유체에 의해 가압하면서 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 수지층(6)의 가압 경화 및 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도에서 가열한다. 이에 의해, 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합과 수지층(6)의 가압 경화를 동시에 실시하는 공정이다.
(4-IV)에서는 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)가 접촉한 상태로부터 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4) 사이의 거리가 더욱 짧아지도록 가압 분위기 하에서 프레스판 등을 사용해 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 가압해도 된다.
또한, 납땜 접합 겸 가압 경화 공정에 있어서, 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도, 및 납땜(5) 및 단자를 구성하는 금속의 조합 (a), (b) 및 (c)는 제 1 실시 형태의 납땜 접합 공정의 설명과 동일하다.
납땜 접합 겸 가압 경화 공정과 관련된 가압 유체는 제 1 실시 형태의 가압 경화 공정과 관련된 가압 유체와 동일하다. 또 납땜 접합 겸 가압 경화 공정에서 가압 유체에 의해 가압하면서 납땜 접합하는 동시에 수지층(6)을 경화시키는 방법은 제 1 실시 형태의 가압 경화 공정에서 가압 유체에 의해 가압하면서 수지층(6)을 경화시키는 방법과 동일하다.
납땜 접합 겸 가압 경화 공정에 있어서, 가압 유체로 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체를 가압할 때의 가압력은 0.1~10MPa, 바람직하게는 0.5~5MPa이다. 납땜 접합 겸 가압 경화 공정에서 가압 유체로 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 가압할 때의 가압력을 0.1MPa 이상으로 함으로써 수지층(6) 중에 보이드가 발생해도 가압에 의해 보이드를 부수어 수지층(6)에 의해 메울 수 있어 수지층(6)의 경화물 중에 공극(보이드)이 발생하기 어려워진다. 또, 수지층(6) 중에 보이드가 발생하는 것 자체도 억제할 수 있다.
한편, 납땜 접합 겸 가압 경화 공정에서 가압 유체로 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 가압할 때의 가압력을 10MPa 이하로 함으로써, 적층체를 가압하는 장치, 예를 들어 도 5에 나타내는 가열 오븐의 대형화, 복잡화를 방지할 수 있다.
납땜 접합 겸 가압 경화 공정에서는 납땜(5) 및 단자를 구성하는 금속의 조합이 상기 (a) 또는 (b)인 경우, (4-III) 가압 유체에 의해 가압하면서 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 수지층(6)의 경화 온도 이상의 온도에서 가열하여 수지층(6)의 경화를 실시하면서, 그 경화 과정의 도중에 수지층(6)의 경화를 위한 가압 분위기 중에서 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상, 즉 납땜(5)의 융점 이상의 온도에서 가열하면서 압축하여 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 하는 조작을 실시한다. 이 경우, 가압 유체에 의해 가압하면서 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 수지층(6)의 경화 온도 이상의 온도에서 가열하여 수지층(6)의 경화를 실시할 때의 가열 온도는 수지층(6)의 경화 온도 이상이면 되고, 통상 100~250℃, 바람직하게는 150~200℃이며, 또 가열 시간은 수지층(6)의 종류에 따라 적절히 선택되지만, 통상 3초~120분, 바람직하게는 10초~90분이다. 또, 그 경화 과정의 도중에 수지층(6)의 경화를 위한 가압 분위기 중에서 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 납땜(5)의 융점 이상의 온도에서 가열하면서 압축하여 지지체(1)와 피착체(2)의 거리를 짧게 함으로써, 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 하는 조작을 실시하지만, 지지체(1)와 피착체(2) 사이에는 수지층(6)이 있기 때문에 수지층(6)을 상하 방향에서 압축하면서 지지체(1)와 피착체(2)의 거리를 짧게 하여 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 하게 된다. 이때의 수지층(6)을 압축할 때의 압축 압력은 0.01~10MPa, 바람직하게는 0.1~1MPa이다. 또한, 수지층(6)을 압축할 때의 압축 압력은 압축되는 부분의 수지층(6)의 단위 면적당 하중이다.
또, 납땜 접합 겸 가압 경화 공정에서는 납땜(5) 및 단자를 구성하는 금속의 조합이 상기 (c)인 경우 위치 맞춤 공정에서 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)를 납땜(5)을 통하여 접촉하게 하면, (4-IV) 가압 유체에 의해 가압하면서 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 수지층(6)의 경화 및 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도에서 가열함으로써 납땜(5)을 가지지 않는 쪽의 단자를 구성하는 금속이 납땜(5) 중에 확산해 합금을 형성하므로, 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 하지 않아도 납땜(5) 접속이 가능해지고, 또한 수지층(6)의 가압 경화도 가능해진다. 이 경우, 가압 유체에 의해 가압하면서 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 수지층(6)의 경화 및 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도에서 가열할 때의 가열 온도는 수지층(6)의 경화 온도 이상이며, 또한 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상이면 되고, 통상 110~250℃, 바람직하게는 170~230℃이며, 또 가열 시간은 수지층(6)의 종류에 따라 적절히 선택되지만, 통상 3초~120분, 바람직하게는 10초~90분이다. 예를 들면, 가열 오븐 중에 위치 맞춤을 하여 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)를 접촉시킨 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 설치하고, 다음에 가열 오븐 내를 가압 유체로 가압하면서 수지층(6)의 경화 및 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 납땜 접합이 가능해지는 온도 이상의 온도에서 가열함으로써 납땜 접합 및 수지층(6)의 가압 경화를 실시할 수 있다. 위치 맞춤한 후, 가열 오븐에 넣기 전에 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 가열하면서 제 2 단자(4)를 수지층(6)에 함몰시켜도 된다. 제 2 단자(4)가 납땜(5)에 접촉하도록 지지체(1)와 피착체(2) 사이의 거리를 조절한 쪽이 바람직하다. 제 2 단자(4)의 선단이 납땜(5)에 접촉하고 있음으로 인해 납땜 접합 겸 수지 가압 경화 공정에서 수지층의 용융 점도가 높은 경우에도 확실히 납땜 접합할 수 있다. 위치 맞춤을 한 후, 제 2 단자(4)를 수지층(6)에 함몰시키는 경우에는 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 가열하면서 제 2 단자(4)를 수지층(6)에 함몰시킬 수도 있다. 가열하는 온도는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 40~250℃이 바람직하고, 60~180℃가 특히 바람직하다. 가열 온도를 상기 범위로 함으로써, 후술하는 납땜 접합 겸 수지 가압 경화 공정에서 수지층의 유동성을 확보할 수 있기 때문에 납땜 표면의 산화막을 효율적으로 제거할 수 있다.
위치 맞춤을 한 후, 제 2 단자(4)를 수지층(6)에 함몰시키는 경우에는 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 압축하면서 제 2 단자(4)를 수지층(6)에 함몰시킬 수도 있다. 압축하는 압력은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 0.001~10MPa가 바람직하고, 0.01~1MPa가 특히 바람직하다. 압축 압력을 상기 범위로 함으로써 제 1 단자(3) 상의 납땜(5)과 제 2 단자(4)의 접촉 면적을 확보할 수 있기 때문에 후술하는 납땜 접합 겸 수지 가압 경화 공정에서 납땜 접합을 확실히 실시할 수 있다.
나아가, 전술한 가열 및 압축을 병용해도 된다. 가열과 압축을 병용함으로써 제 2 단자(4)를 수지층(6)에 함몰시키는 것이 용이해져 확실히 제 1 단자(3) 상의 납땜(5)과 제 2 단자(4)를 접촉시킬 수 있다.
또한, 납땜 접합 겸 가압 경화 공정에서는 납땜(5) 및 단자를 구성하는 금속의 조합이 상기 (c)인 경우에 (4-III) 가압 유체에 의해 가압하면서 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 수지층(6)의 경화 온도 이상의 온도에서 가열하여 수지층(6)의 경화를 실시하면서, 그 경화 과정의 도중에 수지층(6)의 경화를 위한 가압 분위기 중에서 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 납땜(5)의 융점 이상의 온도에서 가열하면서 압축하여 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 거리를 짧게 함으로써, 납땜 접합 및 수지의 가압 경화를 실시할 수도 있다. 그리고, 납땜(5)과 단자를 구성하는 금속의 조합이 상기 (c)인 경우, 납땜 접합 겸 가압 경화 공정에서 (4-IV) 방법으로 납땜 접합을 실시함으로써 지지체(1)의 변형이 생기기 어려워지므로 경화물 중에 공극(보이드)이 발생하기 어려워지고, 또 (4-III) 방법으로 납땜 접합을 실시함으로써 납땜 접합을 보다 확실히 실시할 수 있다. 이 때문에, 납땜(5)과 단자를 구성하는 금속의 조합이 상기 (c)인 경우, 납땜 접합 겸 가압 경화 공정에서는 적절히 (III) 또는 (IV) 방법을 선택할 수 있다.
납땜 접합 겸 가압 경화 공정에 있어서, 가압 유체에 의해 가압하면서 납땜 접합시키는 동시에 수지층(6)을 경화시키는 방법으로는 예를 들면, 도 7에 있어서, 가압 유체(10)를 도입하여 가열 오븐(8) 내를 가압하면서 가열 오븐(8) 중에서 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 가열하는 과정의 도중에 가열 오븐(8) 내에 설치된 프레스기로 피착체(2) 위로부터 하중을 부하하는 방법을 들 수 있다. 구체적으로는 가열 오븐(8) 중에 프레스기를 설치하고, 이 프레스기에 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 부착한다. 다음에, 가압 유체(10)를 도입하여 가열 오븐(8) 내를 가압한다. 그리고, 가압 유체(10)로 가압하면서 가열 오븐(8) 내의 온도를 수지층(6)의 경화 온도 이상의 온도, 예를 들면 180℃에서, 예를 들면 60분간 가열하여 수지층(6)의 경화를 실시하고 있는 동안에, 예를 들면 180℃ 가압 분위기 하에서의 가열 개시 후 10분 후에 180℃ 가압 분위기 중에서 가열 오븐(8) 내에 설치된 프레스기로 프레스면의 온도를 납땜(5)의 융점 이상의 온도, 예를 들면 230℃으로 하여, 예를 들면, 15초간 피착체(2) 위로부터 하중을 부하하여 납땜(5) 접속을 실시하는 방법을 들 수 있다. 즉, 납땜 접합 겸 가압 경화 공정에 있어서, 가압 유체에 의해 가압하면서 납땜 접합시키는 동시에 수지층(6)을 경화시킨다는 것은 수지층(6)의 경화를 실시하고 있는 과정 어디선가 가열 가압 분위기 하인 채로 납땜 접합을 실시하는 것을 들 수 있다.
예를 들면, 이하의 (d)~(f)와 같은 예시를 들 수 있다.
(d) 적층체를 가압 유체에 의해 가압하면서 납땜(5)과 제 2 단자(4)가 납땜 접합 가능한 온도까지 승온하고, 소정 시간, 예를 들어 5분~180분간 그 온도를 유지함으로써 납땜(5)과 제 2 단자(4)를 납땜 접합시키는 동시에 수지층(6)의 경화와 공극의 배제를 실시한다.
(e) 적층체를 가압 유체에 의해 가압하면서 납땜(5)과 제 2 단자(4)가 납땜 접합 가능한 온도까지 승온하고, 소정 시간, 예를 들어 3초~10분간 그 온도 이상을 유지함으로써 납땜(5)과 제 2 단자(4)를 납땜 접합시키고, 다음에 적층체를 가압 유체에 의해 가압하면서 수지층(6)이 경화하는 온도까지 강온하고, 소정 시간, 예를 들어 5분~180분간 그 온도를 유지함으로써 수지층(6)의 경화와 공극의 배제를 실시한다.
(f) 적층체를 가압 유체에 의해 가압하면서 수지층(6)이 경화하는 온도까지 승온하고, 소정 시간, 예를 들어 5분~180분간 그 온도를 유지함으로써 수지층(6)의 경화와 공극의 배제를 실시하고, 다음에 적층체를 가압 유체에 의해 가압하면서 납땜(5)과 제 2 단자(4)가 납땜 접합 가능한 온도까지 승온하고, 소정 시간, 예를 들어 3초~10분간 그 온도 이상을 유지함으로써, 납땜(5)과 제 2 단자(4)를 납땜 접합시킨다.
상기 (e) 및 (f)에 있어서는 납땜(5)과 제 2 단자(4)의 납땜 접합과 수지층(6)의 경화 및 공극의 배제가 각각 실시되도록 기재했지만, 납땜(5)과 제 2 단자(4)의 납땜 접합과 수지층(6)의 경화 및 공극의 배제는 병행해 실시되어도 된다.
가압 유체로는 상술한 각 실시 형태와 동일한 것을 사용할 수 있지만, 예를 들면 질소 가스, 아르곤 가스, 공기 등의 가스가 바람직하고, 저렴하고 지지체(1) 및 피착체(2)의 산화를 방지할 수 있는 비산화성 가스, 예를 들어 질소 가스가 특히 바람직하다.
납땜 접합 겸 가압 경화 공정을 실시해 얻어지는 수지층(6)의 경화물의 경화율은 바람직하게는 80% 이상, 특히 바람직하게는 90~100%이다. 또한, 본 발명의 제 4 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법에 있어서, 납땜 접합 겸 가압 경화 공정을 실시해 얻어지는 수지층(6)의 경화물의 경화율은 이하의 순서에 따라 구해진다.
(i) 가열 처리를 실시하지 않은 수지층(6)(즉, 수지층 배치 공정에서 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)에 배치되는 수지층(6))을 시차주사 열량계(DSC)를 이용하여 측정 온도 범위 25~300℃, 승온 속도: 10℃/분의 측정 조건으로 가열해 그때의 발열량 A5를 측정한다. (ii) 납땜 접합 겸 가압 경화 공정과 동일한 열 이력(가열 온도, 가열 시간)을 가한 수지층(6)을 준비하고, 그것을 동일한 측정 방법으로 가열해 그때의 발열량 B5를 측정한다. (iii) 경화율 C5(%)를 하기 식 (6)에 의해 산출한다.
C5(%) = {(A5-B5)/A5} × 100 (6)
본 발명의 제 1 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법에서는 가압 경화 공정에 있어서, 가압 유체로 가압하면서 수지층(6)을 경화시킴으로써 수지층(6) 중의 공극(보이드)이 으스러 뜨려지도록 하여 수지의 경화가 진행되므로 경화물 중에 공극(보이드)이 발생하기 어려워진다. 경화물 중에서의 보이드 발생을 억제할 수 있기 때문에 전자 장치를 납땜 융점 이상으로 가열했을 경우 인접하는 단자끼리가 단락하거나 보이드를 기점으로 하여 부풀음이 생겨 버리는 것이 억제된다.
나아가서는 보이드를 기점으로 하여 수지층(6) 중에 크랙이 발생해 버리는 것도 방지할 수 있다.
또한, 가압 경화 공정에서는 가압 유체에 의해 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)을 포함하는 적층체에 전체 방향으로부터 균등하게 압력이 가해지기 때문에 수지층(6)의 용융물이 지지체(1)와 피착체(2)의 틈새로부터 주위로 블리드(bleed)하는 것을 막을 수 있다.
또, 제 1 실시 형태에서는 수지층(6)을 경화시키는 이전 단계에서 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)를 납땜 접합하고 있기 때문에 제 2 단자(4)로의 납땜(5)의 젖음 확산(spreading)이 경화된 수지층(6)에 의해 억제되어 버리는 것이 방지된다.
마찬가지로, 본 발명의 제 2 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법, 본 발명의 제 3 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법, 본 발명의 제 4 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법에 있어서도, 적층체를 가압 유체로 가압하면서 수지층(6)의 경화를 실시하므로 수지층(6) 중의 공극(보이드)이 으스러 뜨려지도록 하여 수지의 경화가 진행되므로 경화물 중에 공극(보이드)이 발생하기 어려워지고, 또 가압 유체에 의해 지지체(1), 피착체(2) 및 수지층(6)에 전체 방향으로부터 균등하게 압력이 가해지기 때문에 수지층(6)의 용융물이 지지체(1)와 피착체(2)의 틈새로부터 주위로 블리드하는 것을 막을 수 있다.
제 2 실시 형태에서는 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 위치 맞춤을 실시한 후, 수지층(6)을 경화시켜 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)를 납땜 접합하고 있기 때문에 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)가 위치 어긋나 버리는 것을 확실히 방지할 수 있다.
또, 제 2 실시 형태와 같이 납땜 접합 전에 수지층(6)을 경화시킴으로써 납땜 접합을 실시할 때에 수지층(6) 내에서 발포가 일어나 보이드가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
제 3 실시 형태에서는 수지층(6)을 가압하면서 어느 정도 경화시킨 후, 납땜 접합을 실시하고, 재차 수지층(6)을 가압하면서 경화시키고 있으므로, 제 2 단자(4)로의 납땜(5)의 젖음 확산을 확보하면서 보이드의 발생을 억제할 수 있다.
나아가, 제 4 실시 형태와 같이 수지층(6)을 가압 가열하면서 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)를 접합할 때에도 가압함으로써 제 2 단자(4)로의 납땜(5)의 젖음 확산을 확보하면서 보이드의 발생을 억제할 수 있다.
제 4 실시 형태와 같이 수지층(6)의 경화와 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)의 접합을 동시에 실시함으로써 제조 시간을 단축할 수 있다.
또, 제 4 실시 형태에서는 제 1 단자(3)와 제 2 단자(4)를 접합할 때에 적층체를 가압하고 있다. 가압함으로써 수지층(6)의 밀도를 높여 부피를 저감시킴으로써 제 1 단자(3) 및 제 2 단자(4)가 압착되는 방향으로 힘을 작용시키는 것이 가능해진다. 나아가 제 1 단자(3) 및 제 2 단자(4)를 접합할 때에 유체에 의해 적층체를 가압함으로써 수지층(6)의 발포에 의한 수지 유동을 억제할 수 있어 제 1 단자(3) 및 제 2 단자(4) 사이의 어긋남을 저감시킬 수 있다.
또한, 상술한 제 1 실시 형태 ~ 제 4 실시 형태에서는 수지층(6) 경화시에 유체에 의해 적층체(4)를 가압하고 있다. 적층체를 프레스판 등으로 끼워 가압하는 경우에는 수지층(6)에서의 보이드 발생은 억제할 수 없지만, 유체로 적층체를 가압함으로써 수지층(6)의 상하 좌우로부터 압력이 가해져 보이드 발생이 억제되는 것이다.
(수지층(6))
다음에, 본 발명의 제 1 ~ 제 4 실시 형태의 전자 장치의 제조 방법에서 이용되는 플럭스 작용을 가지는 수지층(6)을 형성하는 수지 조성물에 대해서 설명한다. 또한, 각 성분은 1종류의 화합물로 해도 되고, 복수의 화합물을 조합해 이용해도 된다.
플럭스 작용을 가지는 수지층(6)을 형성하는 수지 조성물(이하, 본 발명에 관한 수지 조성물이라고도 기재함)은 플럭스 작용을 가지는 화합물 및 열경화성 수지를 함유한다. 또한, 본 발명에 관한 수지 조성물은 플럭스 작용을 가지는 화합물로서 열경화성 수지의 경화제로도 작용하는 플럭스 활성 경화제를 함유할 수도 있다.
본 발명에 관한 수지 조성물은 고체상의 수지 조성물이어도, 액상의 수지 조성물이어도 된다.
본 발명에 관한 수지 조성물에 함유되는 열경화성 수지로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 에폭시 수지, 옥세탄 수지, 페놀 수지, (메타)아크릴레이트 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 디알릴 프탈레이트 수지, 말레이미드 수지 등을 들 수 있고, 이들 중에서도 에폭시 수지가 바람직하다. 에폭시 수지는 경화성과 보존성, 경화물의 내열성, 내습성, 내약품성 등이 뛰어나기 때문에 바람직하게 이용된다.
본 발명에 관한 수지 조성물에 함유되는 에폭시 수지는 실온에서 고형인 에폭시 수지와 실온에서 액상인 에폭시 수지 가운데 어떠한 것이어도 되고, 이들 양쪽 모두여도 된다. 본 발명에 관한 수지 조성물이 에폭시 수지를 함유함으로써, 수지층(6)의 용융 거동 설계의 자유도를 더욱 높일 수 있다.
본 발명에 관한 수지 조성물에 함유되는 에폭시 수지 가운데 실온에서 고형인 에폭시 수지로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 글리시딜에스테르형 에폭시 수지, 3관능 에폭시 수지, 4관능 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 더욱 구체적으로는 고형 3관능 에폭시 수지와 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 모두를 포함하는 것을 들 수 있고, 이것들은 1종 단독 또는 2종 이상의 조합이어도 된다.
본 발명에 관한 수지 조성물에 함유되는 에폭시 수지 가운데 실온에서 액상인 에폭시 수지로는 특별히 한정되지 않지만, 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 비스페놀 F형 에폭시 수지 등을 들 수 있고, 이것들은 1종 단독 또는 2종 이상의 조합이어도 된다. 실온에서 액상인 에폭시 수지의 에폭시 당량은 바람직하게는 150~300이고, 보다 바람직하게는 160~250이며, 더욱 바람직하게는 170~220이다. 이에 의해, 수지층(6)의 경화물에서의 수축율이 커지는 것을 방지하여 반도체 장치의 휨이 생기는 것을 확실히 방지할 수 있는 동시에 폴리이미드 수지와의 반응성이 저하되는 것이 확실히 방지된다.
본 발명에 관한 수지 조성물 중 열경화성 수지의 배합량은 수지 조성물 구성 재료의 25~75중량%가 바람직하고, 45~70중량%가 특히 바람직하다. 수지 조성물 중의 열경화성 수지의 배합량이 상기 범위에 있음으로 인해, 열경화성 수지를 경화시킬 때에 양호한 경화성을 얻을 수 있는 동시에 수지층(6)의 양호한 용융 거동의 설계가 가능해진다.
또, 본 발명에 관한 수지 조성물 중에는 플럭스 작용을 가지는 화합물 이외의 경화제가 포함되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 열경화성 수지의 경화성을 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명에 관한 수지 조성물에 함유되는 경화제로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 페놀류, 아민류, 티올류를 들 수 있다. 본 발명에 관한 수지 조성물이 열경화성 수지로서 에폭시 수지를 함유하는 경우에는 경화제는 바람직하게는 페놀류이다. 본 발명에 관한 수지 조성물이 열경화성 수지로서 에폭시 수지를 함유하는 경우에 경화제가 페놀류임으로 인해 수지층(6)에서 에폭시 수지와의 양호한 반응성을 얻을 수 있고, 나아가서는 이 수지층(6) 중에 포함되는 에폭시 수지의 경화시 저치수 변화 및 경화 후의 적절한 물성(예를 들면, 내열성, 내습성 등)을 얻을 수 있다.
본 발명에 관한 수지 조성물이 열경화성 수지로서 에폭시 수지를 함유하는 경우에 경화제로서 함유되는 페놀류로는 특별히 한정되지 않지만, 에폭시 수지와 반응할 수 있는 관능기를 2 이상 가지는 것이 바람직하다. 이에 의해, 수지층(6)에서의 에폭시 수지의 경화물의 특성(예를 들면, 내열성, 내습성 등)의 향상을 도모할 수 있다.
이와 같은 에폭시 수지와 반응할 수 있는 관능기를 2 이상 가지는 페놀류로는 구체적으로는 예를 들면, 비스페놀 A, 테트라메틸 비스페놀 A, 디알릴 비스페놀 A, 비페놀, 비스페놀 F, 디알릴 비스페놀 F, 트리스페놀, 테트라키스페놀, 페놀 노볼락류, 크레졸 노볼락류 등을 들 수 있고, 그 중에서도 페놀 노볼락류 및 크레졸 노볼락류가 바람직하다. 이에 의해, 수지층(6)의 용융 점도를 바람직한 것으로 할 수 있어 에폭시 수지와의 반응성을 향상시킬 수 있다. 나아가 수지층(6)에서의 에폭시 수지의 경화물의 특성(예를 들면, 내열성, 내습성 등)을 보다 뛰어난 것으로 할 수 있다.
본 발명에 관한 수지 조성물에 함유되는 경화제로서 페놀 노볼락류를 이용하는 경우, 본 발명에 관한 수지 조성물 중 경화제의 배합량은 수지 조성물 구성 재료의 5~30중량%가 바람직하고, 10~25중량%가 특히 바람직하다. 수지 조성물 중의 경화제의 배합량이 상기 범위에 있음으로 인해 수지층(6)에서 열경화성 수지를 확실히 경화시킬 수 있는 동시에 수지층(6) 중에서 열경화성 수지와 미반응된 경화제가 잔존하는 것이 방지되고, 이 잔존물이 존재함으로 인한 마이그레이션의 발생을 바람직하게 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 수지 조성물에 함유되는 열경화성 수지가 에폭시 수지인 경우 페놀 노볼락 수지의 배합량은 에폭시 수지에 대한 당량비로 규정되어도 된다. 구체적으로는 에폭시 수지에 대한 페놀 노볼락류의 당량비는 0.5~1.2인 것이 바람직하고, 0.6~1.1인 것이 특히 바람직하며, 0.7~0.98인 것이 더욱 바람직하다. 에폭시 수지에 대한 페놀 노볼락 수지의 배합량이 상기 범위에 있음으로 인해 수지층(6)에서 열경화성 수지를 확실히 경화시킬 수 있는 동시에 수지층(6) 중에서 열경화성 수지와 미반응된 경화제가 잔존하는 것이 방지되고, 이 잔존물이 존재함으로 인한 마이그레이션의 발생을 바람직하게 방지할 수 있다.
본 발명에 관한 수지 조성물은 추가로 상술한 경화제 외, 경화 촉진제로서 예를 들면, 융점이 150℃ 이상인 이미다졸 화합물을 함유할 수 있다. 이에 의해, 수지층(6)의 경화를 확실히 실시할 수 있어 반도체 장치의 신뢰성을 높일 수 있다. 이와 같은 융점이 150℃ 이상인 이미다졸 화합물로는 2-페닐히드록시 이미다졸, 2-페닐-4-메틸히드록시 이미다졸 등을 들 수 있다. 또한, 이미다졸 화합물의 융점의 상한에 특별히 제한은 없고, 예를 들면 수지층(6) 경화시의 가열 온도에 따라 적절히 설정된다.
본 발명에 관한 수지 조성물이 경화 촉진제로서 이와 같은 이미다졸 화합물을 함유하는 경우, 수지 조성물 중의 경화제의 배합량은 수지 조성물 구성 재료의 0.005~10중량%가 바람직하고, 0.01~5중량%가 특히 바람직하다. 수지 조성물 중의 경화제의 배합량이 상기 범위에 있음으로 인해 열경화성 수지의 경화 촉진제로서의 기능을 더욱 효과적으로 발휘시켜 수지층(6)에서 열경화성 수지의 경화성을 향상시킬 수 있는 동시에 수지층(6) 중에서 납땜(5)이 용융하는 온도에서 수지층(6)의 용융 점도가 너무 높아지지 않아 양호한 납땜 접합체를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 경화 촉진제는 1종 단독 또는 2 종류 이상의 조합이어도 된다.
또, 본 발명에 관한 수지 조성물은 플럭스 작용을 가지는 화합물 및 열경화성 수지 외에 커플링제나 플럭스 작용을 가지는 화합물의 활성을 높이기 위한 플럭스 활성제나 수지의 상용성, 안정성, 작업성 등의 각종 특성을 향상시키기 위한 각종 첨가제를 적절히 함유해도 된다.
본 발명에 관한 수지 조성물이 커플링제를 함유함으로써 수지층(6)의 지지체(1) 및 피착체(2)에 대한 밀착성을 더욱 높일 수 있다.
커플링제로는 에폭시실란 커플링제, 방향족 함유 아미노실란 커플링제와 같은 실란 커플링제 등을 들 수 있고, 이것들은 1종 단독 또는 2종 이상을 조합해도 된다.
본 발명에 관한 수지 조성물 중 실란 커플링제의 배합량은 수지 조성물 구성 재료의 0.01~5중량%가 바람직하다.
본 발명에 관한 수지 조성물이 액상인 경우에는 본 발명에 관한 수지 조성물을 그대로 지지체(1) 또는 피착체(2)에 도포할 수 있다. 또, 본 발명에 관한 수지 조성물이 고체상인 경우에는 본 발명에 관한 수지 조성물을 용제에 용해 또는 분산시켜 수지 바니시로 하여, 이 수지 바니시를 지지체(1) 또는 피착체(2)에 도포할 수 있다.
본 발명에 관한 수지 조성물을 수지 바니시로 하여 이용하는 경우, 용제로는 특별히 한정되지 않지만 상술한 바와 같은 수지 조성물의 구성 재료에 대해서 불활성인 것이 바람직하고, 예를 들면 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, DIBK(디이소부틸케톤), 시클로헥산온, DAA(디아세톤알코올) 등의 케톤류, 벤젠, 크실렌, 톨루엔 등의 방향족 탄화수소류, 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올, n-부틸알코올 등의 알코올류, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 메틸셀로솔브 아세테이트, 에틸셀로솔브 아세테이트, BCSA(부틸셀로솔브 아세테이트) 등의 셀로솔브계, NMP(N-메틸-2-피롤리돈), THF(테트라히드로푸란), DMF(디메틸포름아미드), DBE(2염기산 에스테르), EEP(3-에톡시프로피온산 에틸), DMC(디메틸카보네이트) 등을 들 수 있다. 또, 수지 바니시 중, 용제의 함유량은 용매에 혼합한 고형 성분의 함유량이 10~60중량%가 되는 양이 바람직하다.
또, 본 발명에 관한 수지 조성물을 필름상으로 성형하여 필름상 수지층(6)으로 하고, 이 필름상 수지층(6)을 지지체(1) 또는 피착체(2)에 라미네이트 하는 등에 의해 수지층(6) 배치 공정을 실시할 수도 있다. 본 발명에 관한 수지 조성물을 필름상으로 성형해 이용하는 경우, 본 발명에 관한 수지 조성물은 플럭스 작용을 가지는 화합물 및 열경화성 수지 외에 추가로 필름 형성성 수지를 함유하는 것이 바람직하다. 본 발명에 관한 수지 조성물이 필름 형성성 수지를 함유함으로써 필름상 수지층(6)을 확실히 필름상인 것으로 할 수 있다.
이와 같은 필름 형성성 수지로는 예를 들면, (메타)아크릴계 수지, 페녹시 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리이미드 수지, 실록산 변성 폴리이미드 수지, 폴리부타디엔, 폴리프로필렌, 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체, 폴리아세탈 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리비닐아세탈 수지, 부틸 고무, 클로로프렌 고무, 폴리아미드 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-아크릴산 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 폴리아세트산비닐, 나일론 등을 들 수 있고, 그 중에서도 (메타)아크릴계 수지, 페녹시 수지가 바람직하다. (메타)아크릴계 수지 또는 페녹시 수지를 적용함으로써 필름 형성성과 지지체(1) 및 피착체(2)에 대한 밀착성을 양립시킬 수 있다. 필름 형성 수지는 1종 단독 또는 2종 이상의 조합이어도 된다.
또한, 필름 형성성 수지에 있어서, (메타)아크릴계 수지란 (메타)아크릴산 및 그 유도체의 중합체, 혹은 (메타)아크릴산 및 그 유도체와 다른 단량체의 공중합체를 의미한다. 여기서, (메타)아크릴산 등으로 표기할 때에는 아크릴산 또는 메타크릴산을 의미한다.
필름 형성성 수지로서 이용되는 아크릴계 수지로는 구체적으로는 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리아크릴산 메틸, 폴리아크릴산 에틸, 폴리아크릴산 부틸, 폴리아크릴산-2-에틸헥실 등의 폴리아크릴산 에스테르, 폴리메타크릴산 메틸, 폴리메타크릴산 에틸, 폴리메타크릴산 부틸 등의 폴리메타크릴산 에스테르, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메타크릴로니트릴, 폴리아크릴아미드, 아크릴산 부틸-아크릴산 에틸-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-아크릴산 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체, 메타크릴산 메틸-스티렌 공중합체, 메타크릴산 메틸-아크릴로니트릴 공중합체, 메타크릴산 메틸-α-메틸스티렌 공중합체, 아크릴산 부틸-아크릴산 에틸-아크릴로니트릴-2-히드록시에틸 메타크릴레이트-메타크릴산 공중합체, 아크릴산 부틸-아크릴산 에틸-아크릴로니트릴-2-히드록시에틸 메타크릴레이트-아크릴산 공중합체, 아크릴산 부틸-아크릴로니트릴-2-히드록시에틸 메타크릴레이트 공중합체, 아크릴산 부틸-아크릴로니트릴-아크릴산 공중합체, 아크릴산 부틸-아크릴산 에틸-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴산 에틸-아크릴로니트릴-N,N-디메틸아크릴아미드 공중합체 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 아크릴산 부틸-아크릴산 에틸-아크릴로니트릴 공중합체, 아크릴산 에틸-아크릴로니트릴-N,N-디메틸아크릴아미드가 바람직하다.
또한, 필름 형성성 수지로서 이용되는 아크릴계 수지로서 니트릴기, 에폭시기, 수산기, 카르복실기 등의 관능기를 가지는 단량체를 공중합시켜서 이루어지는 (메타)아크릴계 수지를 이용함으로써, 필름상 수지층(6)의 지지체(1) 및 피착체(2)에 대한 밀착성 및 열경화성 수지 등과의 상용성을 향상시킬 수 있다. 이와 같은 (메타)아크릴계 수지에 있어서, 상기 관능기를 가지는 단량체의 사용량은 특별히 한정되지 않지만, (메타)아크릴계 수지 전체 중량에 대해 0.1~50mol% 정도인 것이 바람직하고, 0.5~45mol% 정도인 것이 보다 바람직하며, 1~40mol%정도인 것이 더욱 바람직하다. 이와 같은 범위 내로 설정함으로써, 지지체(1) 및 피착체(2)의 밀착성을 뛰어난 것으로 하면서 필름상 수지층(6)의 점착력이 너무 강해지는 것을 바람직하게 방지해 작업성의 향상을 도모할 수 있다.
상기 아크릴계 수지의 중량 평균 분자량은, 예를 들면 1000 이상 100만 이하이며, 3000 이상 90만 이하가 바람직하다. 상기 아크릴계 수지의 중량 평균 분자량이 상기 범위에 있음으로 인해 수지 조성물의 성막성을 더욱 향상시킬 수 있는 동시에 경화시의 유동성을 확보하는 것이 가능해진다.
또, 필름 형성성 수지로서 페녹시 수지를 이용하는 경우, 그 수 평균 분자량은 5000~15000인 페녹시 수지가 바람직하다. 이와 같은 수평균 분자량의 페녹시 수지를 이용함으로써, 필름상 수지층(6)의 유동성을 억제해 필름상 수지층(6)의 두께를 균일한 것으로 할 수 있다.
페녹시 수지의 골격은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 비스페놀 A 타입, 비스페놀 F 타입, 비페닐 골격 타입 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 포화 흡수율이 1% 이하인 페녹시 수지인 것이 바람직하다. 이에 의해, 필름상 수지층(6)에 기인하는 발포나 박리 등의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 포화 흡수율은 페녹시 수지를 25㎛ 두께의 필름으로 가공하고, 100℃ 분위기 중에서 1시간 건조(절건 상태)하고, 추가로 그 필름을 40℃ 90% RH 분위기의 항온 고습층에 방치하고 중량 변화를 24시간 간격으로 측정해 중량 변화가 포화한 시점의 중량을 이용하여 하기 식 (7)에 의해 산출할 수 있다.
포화흡수율(%) = {(포화한 시점의 중량-절건 시점의 중량)/절건 시점의 중량} × 100 (7)
또, 필름 형성성 수지로서 폴리이미드 수지를 이용하는 경우, 폴리이미드 수지로는 반복 단위 중에 이미드 결합을 가지는 것을 들 수 있다. 이와 같은 폴리이미드 수지로는 예를 들면, 디아민과 산 2무수물을 반응시켜 얻어진 폴리아미드산을 가열, 탈수 폐환함으로써 얻어지는 것을 들 수 있다. 디아민으로는 방향족 디아민인 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노디페닐, 4,6-디메틸-m-페닐렌디아민, 2,5-디메틸-p-페닐렌디아민, 실록산 디아민인 1,3-비스(3-아미노프로필)-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 등을 들 수 있고, 이것들은 1종 단독 또는 2종 이상의 조합이어도 된다. 또, 산 2무수물로는 3,3,4,4'-비페닐테트라카르복시산, 피로멜리트산 2무수물, 4,4'-옥시디프탈산 2무수물 등을 들 수 있다. 또한, 이와 같은 폴리이미드 수지는 후술하는 용제에 가용인 것이어도, 불용인 것이어도 되지만, 용제에 가용인 것이 바람직하다. 폴리이미드 수지가 용제에 가용인 것임으로 인해 용액 재료에 포함되는 구성 재료와의 상용해성이 향상되기 때문에 취급이 뛰어나다. 특히, 실록산 변성 폴리이미드 수지는 여러가지 용매에 녹일 수 있기 때문에 바람직하게 이용된다.
또, 필름 형성성 수지는 시판품이어도 된다.
또한, 본 발명에 관한 수지 조성물을 필름상으로 성형해 이용하는 경우, 본 발명에 관한 수지 조성물은 효과를 해치지 않는 범위에서 각종 가소제, 안정제, 무기 필러, 대전 방지제나 안료 등의 첨가제를 함유할 수 있다.
본 발명에 관한 수지 조성물을 필름상으로 성형해 이용하는 경우, 본 발명에 관한 수지 조성물 중 필름 형성성 수지의 배합량은 수지 조성물 구성 재료의 5~45중량%가 바람직하다. 본 발명에 관한 수지 조성물 중의 필름 형성성 수지의 배합량이 상기 범위에 있음으로 인해 필름상 수지층(6)의 성막성 저하를 억제하면서, 경화 후의 필름상 수지층(6)에서의 탄성률 증가를 억제할 수 있다. 그 결과, 필름상 수지층(6)과 지지체(1) 및 피착체(2)의 밀착성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 필름상 수지층(6)의 용융 점도의 증가를 억제할 수 있다.
본 발명에 관한 수지 조성물을 필름상으로 성형해 이용하는 경우, 본 발명에 관한 수지 조성물은 열경화성 수지를 함유하고, 그러한 열경화성 수지로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 에폭시 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 에폭시 수지는 에폭시기를 가지는 모노머, 올리고머 및 폴리머 중 어느 하나를 말한다. 에폭시 수지의 구체예로는 예를 들면, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 등의 노볼락형 에폭시 수지; 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지 등의 비스페놀형 에폭시 수지; 하이드로퀴논형 에폭시 수지; 비페닐형 에폭시 수지; 스틸벤형 에폭시 수지; 트리페놀메탄형 에폭시 수지; 트리아진핵 함유 에폭시 수지; 디시클로펜타디엔 변성 페놀형 에폭시 수지; 나프톨형 에폭시 수지, 및 페닐렌 및/또는 비페닐렌 골격을 가지는 페놀 아랄킬형 에폭시 수지, 페닐렌 및/또는 비페닐렌 골격을 가지는 나프톨 아랄킬형 에폭시 수지 등의 아랄킬형 에폭시 수지, 그 외 3관능 이상의 에폭시 수지 등을 들 수 있다.
본 발명에 관한 수지 조성물을 필름상으로 성형해 이용하는 경우로, 본 발명에 관한 수지 조성물이 에폭시 수지를 함유하는 경우 본 발명에 관한 수지 조성물에 함유되는 에폭시 수지의 함유량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 10~90중량%가 바람직하고, 20~80중량%가 특히 바람직하다. 수지 조성물에 함유되는 에폭시 수지의 함유량이 상기 범위에 있음으로 인해 필름상 수지층(6)의 경화 후의 낮은 선팽창 계수와 인성을 양립시킬 수 있다.
본 발명에 관한 수지 조성물을 필름상으로 성형해 이용하는 경우로, 본 발명에 관한 수지 조성물이 에폭시 수지를 함유하는 경우 본 발명에 관한 수지 조성물에 함유되는 에폭시 수지의 연화점은 필름 형성성 수지와의 상용성을 가지는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 40~100℃가 바람직하고, 50~90℃가 특히 바람직하다. 상기 하한값 이상으로 함으로써 필름상 수지층(6)의 점착성(tackiness)을 저감시킬 수 있기 때문에 필름상 수지층(6)의 작업성을 향상시킬 수 있다. 또, 상기 상한값 이하로 함으로써 필름상 수지층(6)의 용융 점도의 상승을 억제할 수 있다.
본 발명에 관한 수지 조성물을 필름상으로 성형해 이용하는 경우로, 본 발명에 관한 수지 조성물이 에폭시 수지를 함유하는 경우 본 발명에 관한 수지 조성물은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 경화제를 함유하는 것이 바람직하다. 이와 같은 경화제는 에폭시 수지의 경화제로서 작용하는 것이면 되고, 적절히 선택되고 있다. 구체적으로는 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 메타크실릴렌디아민 등의 지방족 폴리아민, 디아미노디페닐메탄, m-페닐렌디아민, 디아미노디페닐술폰 등의 방향족 폴리아민, 디시안디아미드, 유기산 디히드라지드 등을 포함하는 폴리아민 화합물 등의 아민계 경화제, 헥사히드로 무수 프탈산, 메틸테트라히드로 무수 프탈산 등의 지방족 산 무수물, 무수 트리멜리트산, 무수 피로멜리트산, 벤조페논테트라카르복시산 등의 방향족 산 무수물 등의 산 무수물계 경화제, 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 페놀 아랄킬(페닐렌, 비페닐렌 골격을 포함) 수지, 나프톨아랄킬(페닐렌, 비페닐렌 골격을 포함) 수지, 트리페놀메탄 수지, 디시클로펜타디엔형 페놀 수지, 비스(모노 또는 디 t-부틸페놀)프로판, 메틸렌 비스(2-프로페닐)페놀, 프로필렌 비스(2-프로페닐)페놀, 비스[(2-프로페닐옥시)페닐]메탄, 비스[(2-프로페닐옥시)페닐]프로판, 4,4'-(1-메틸에틸리덴) 비스[2-(2-프로페닐)페놀], 4,4'-(1-메틸에틸리덴) 비스[2-(1-페닐에틸)페놀], 4,4'-(1-메틸에틸리덴) 비스[2-메틸-6-히드록시메틸페놀], 4,4'-(1-메틸에틸리덴) 비스[2-메틸-6-(2-프로페닐)페놀], 4,4'-(1-메틸테트라데실리덴)비스페놀 등의 페놀계 경화제 등을 들 수 있다.
본 발명에 관한 수지 조성물을 필름상으로 성형해 이용하는 경우로, 본 발명에 관한 수지 조성물이 에폭시 수지를 함유하는 경우 본 발명에 관한 수지 조성물 중 경화제의 함유량은 에폭시 수지의 에폭시 당량과 경화제의 당량비를 계산해서 구할 수 있다. 경화제가 페놀 수지인 경우 에폭시 수지의 에폭시 당량과 경화제의 관능기의 당량비는 0.5~1.5가 바람직하고, 0.7~1.3이 특히 바람직하다. 상기 범위로 함으로써 필름의 내열성과 보존성을 양립시킬 수 있다.
본 발명에 관한 수지 조성물을 필름상으로 성형해 이용하는 경우로, 본 발명에 관한 수지 조성물이 에폭시 수지를 함유하는 경우 본 발명에 관한 수지 조성물은 경화 촉진제를 함유해도 된다. 이와 같은 경화 촉진제는 에폭시 수지와 경화제의 경화 반응을 촉진시키는 것이면 되고, 적절히 선택된다. 구체적으로는 이미다졸류, 1,8-디아자비시클로(5,4,0)운데센 등의 아민계 촉매, 트리페닐포스핀이나 테트라 치환 포스포늄과 다관능 페놀 화합물의 염 등의 인 화합물을 들 수 있다. 이들 중에서도, 필름상 수지층(6)의 속경화성, 보존성, 반도체 소자 상의 알루미늄 패드 부식성을 양립시키는 이미다졸류, 인 화합물이 바람직하다.
본 발명에 관한 수지 조성물을 필름상으로 성형해 이용하는 경우로, 본 발명에 관한 수지 조성물이 에폭시 수지를 함유하는 경우 본 발명의 수지 조성물 중 경화 촉진제의 함유량은 0.001~10중량%가 바람직하고, 0.01~5중량%가 특히 바람직하다. 상기 범위로 함으로써, 필름상 수지층(6)의 속경화성 및 보존성, 경화 후 물성의 밸런스를 유지하는 것이 가능해진다.
경화 촉진제로서의 이미다졸류로는 융점이 150℃ 이상인 이미다졸 화합물이 바람직하고, 예를 들면 2-페닐히드록시 이미다졸, 2-페닐-4-메틸히드록시 이미다졸, 2-페닐-4-메틸 이미다졸 등을 들 수 있다.
경화 촉진제로서의 인 화합물 중에서도 필름상 수지층(6)의 속경화성, 반도체 소자의 알루미늄 패드에 대한 부식성, 나아가서는 필름상 수지층(6)의 보존성이 뛰어난 테트라 치환 포스포늄과 다관능 페놀 화합물의 염이 특히 바람직하다.
테트라 치환 포스포늄과 다관능 페놀 화합물의 염은 단순한 혼합물이 아니고, 염 구조, 초분자 구조 등의 구조를 가지는 화합물이다. 테트라 치환 포스포늄과 다관능 페놀 화합물의 염의 테트라 치환 포스포늄은 필름의 경화성과 보존성의 밸런스로부터 알킬기나 방향족 화합물이 인 원자에 4개 배위하고 있는 화합물이 바람직하다.
테트라 치환 포스포늄의 치환기는 특별히 한정되는 것이 아니고, 서로 동일해도 상이해도 되며, 치환 또는 무치환의 아릴기나 알킬기를 치환기로서 가지는 테트라 치환 포스포늄 이온이 열이나 가수 분해에 대해서 안정하여 바람직하다. 구체적으로 테트라 치환 포스포늄으로는 테트라페닐 포스포늄, 테트라톨일 포스포늄, 테트라에틸페닐 포스포늄, 테트라메톡시페닐 포스포늄, 테트라나프틸 포스포늄, 테트라벤질 포스포늄, 에틸트리페닐 포스포늄, n-부틸트리페닐 포스포늄, 2-히드록시에틸트리페닐 포스포늄, 트리메틸페닐 포스포늄, 메틸디에틸페닐 포스포늄, 메틸디알릴페닐 포스포늄, 테트라-n-부틸 포스포늄 등을 예시할 수 있고, 이들 중에서도 테트라페닐 포스포늄이 필름의 속경화성과 보존성의 밸런스로부터 바람직하다.
테트라 치환 포스포늄과 다관능 페놀 화합물의 분자 화합물의 다관능 페놀 화합물이란 페놀성 수산기를 가지는 것으로 적어도 그 1개의 수산기의 수소가 떨어져 페녹시드형 화합물이 되고 있는 것이며, 구체적으로는 히드록시벤젠 화합물, 비페놀 화합물, 비스페놀 화합물, 히드록시나프탈렌 화합물, 페놀노볼락 수지, 페놀아랄킬 수지 등을 들 수 있다.
다관능 페놀 화합물로는 예를 들면, 비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)메탄(통칭 테트라메틸 비스페놀 F), 4,4'-설포닐디페놀 및 4,4'-이소프로필리덴 디페놀(통칭 비스페놀 A), 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(2-히드록시페닐)메탄, (2-히드록시페닐)(4-히드록시페닐)메탄 및 이들 중 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(2-히드록시페닐)메탄, (2-히드록시페닐)(4-히드록시페닐)메탄의 3종의 혼합물(예를 들면, 혼슈화학공업(주)·제, 비스페놀 F-D) 등의 비스페놀류, 1,2-벤젠디올, 1,3-벤젠디올, 1,4-벤젠디올 등의 디히드록시벤젠류, 1,2,4-벤젠트리올 등의 트리히드록시벤젠류, 1,6-디히드록시나프탈렌 등의 디히드록시나프탈렌류의 각종 이성체, 2,2'-비페놀, 4,4'-비페놀 등의 비페놀류의 각종 이성체 등의 화합물을 들 수 있지만, 속경화성과 보존성의 밸런스가 뛰어난 1,2-디히드록시나프탈렌, 4,4'-설포닐디페놀이 바람직하다.
본 발명에 관한 수지 조성물을 필름상으로 성형해 이용하는 경우, 이와 같은 필름상 수지층(6)은 예를 들면, 플럭스 작용을 가지는 화합물 및 열경화성 수지와 필요에 따라 필름 형성성 수지나 그 외의 성분을 용제 중에 용해시켜 필름상 수지층(6) 형성용 재료(액상 재료)를 조제하고, 그 후 이 필름상 수지층(6) 형성용 재료를 폴리에스테르 시트 등의 박리 처리가 실시된 기재 상에 도포하고 소정의 온도에서 용제를 제거해 건조시킴으로써 얻어진다.
또한, 필름상 수지층(6) 형성용 재료의 조제에 이용되는 용제로는 예를 들면, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, DIBK(디이소부틸케톤), 시클로헥산온, DAA(디아세톤알코올) 등의 케톤류, 벤젠, 크실렌, 톨루엔 등의 방향족 탄화수소류, 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올, n-부틸알코올 등의 알코올류, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 메틸셀로솔브 아세테이트, 에틸셀로솔브 아세테이트, BCSA(부틸셀로솔브 아세테이트) 등의 셀로솔브계, NMP(N-메틸-2-피롤리돈), THF(테트라히드로푸란), DMF(디메틸포름아미드), DBE(2염기산 에스테르), EEP(3-에톡시프로피온산 에틸), DMC(디메틸카보네이트) 등을 들 수 있다.
또, 필름상 수지층(6)의 두께(평균)는 특별히 한정되지 않지만, 3~100㎛ 정도인 것이 바람직하고, 5~50㎛ 정도인 것이 보다 바람직하다.
본 발명은 이하와 같은 발명에 근거한 것이다.
[1] 지지체의 제 1 단자와 피착체의 제 2 단자를 납땜을 이용해 접합하여 이 지지체와 이 피착체를 전기적으로 접속하는 전자 부품의 제조 방법으로서,
접합되는 이 제 1 단자와 이 제 2 단자 사이에 플럭스 작용을 가지는 수지층을 배치하는 수지층 배치 공정과,
접합되는 이 제 1 단자와 이 제 2 단자의 위치 맞춤을 실시하는 위치 맞춤 공정과,
이 제 1 단자와 이 제 2 단자를 납땜 접합시키는 납땜 접합 공정과,
가압 유체에 의해 가압하면서 이 수지층을 경화시키는 가압 경화 공정을 순서대로 실시하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조 방법.
[2] 지지체의 제 1 단자와 피착체의 제 2 단자를 납땜을 이용해 접합하여 이 지지체와 이 피착체를 전기적으로 접속하는 전자 부품의 제조 방법으로서,
접합되는 이 제 1 단자와 이 제 2 단자 사이에 플럭스 작용을 가지는 수지층을 배치하는 수지층 배치 공정과,
접합되는 이 제 1 단자와 이 제 2 단자의 위치 맞춤을 실시하는 위치 맞춤 공정과,
가압 유체에 의해 가압하면서 이 수지층을 경화시키는 가압 경화 공정과,
이 제 1 단자와 이 제 2 단자를 납땜 접합시키는 납땜 접합 공정을 순서대로 실시하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조 방법.
[3] 지지체의 제 1 단자와 피착체의 제 2 단자를 납땜을 이용해 접합하여 이 지지체와 이 피착체를 전기적으로 접속하는 전자 부품의 제조 방법으로서,
접합되는 이 제 1 단자와 이 제 2 단자 사이에 플럭스 작용을 가지는 수지층을 배치하는 수지층 배치 공정과,
접합되는 이 제 1 단자와 이 제 2 단자의 위치 맞춤을 실시하는 위치 맞춤 공정과,
가압 유체에 의해 가압하면서 이 수지층을 경화시키는 제 1 가압 경화 공정과,
이 제 1 단자와 이 제 2 단자를 납땜 접합시키는 납땜 접합 공정과,
가압 유체에 의해 가압하면서 이 제 1 가압 경화 공정에서 경화시킨 이 수지층을 추가로 경화시키는 제 2 가압 경화 공정을 순서대로 실시하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조 방법.
[4] 지지체의 제 1 단자와 피착체의 제 2 단자를 납땜을 이용해 접합하여 이 지지체와 이 피착체를 전기적으로 접속하는 전자 부품의 제조 방법으로서,
접합되는 이 제 1 단자와 이 제 2 단자 사이에 플럭스 작용을 가지는 수지층을 배치하는 수지층 배치 공정과,
접합되는 이 제 1 단자와 이 제 2 단자의 위치 맞춤을 실시하는 위치 맞춤 공정과,
가압 유체에 의해 가압하면서 이 제 1 단자와 이 제 2 단자의 납땜 접합과 이 수지층의 경화를 동시에 실시하는 납땜 접합 겸 가압 경화 공정을 순서대로 실시하는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조 방법.
[5] 상기 가압 유체가 가스인 것을 특징으로 하는 [1]~[4] 중 어느 1항에 기재된 전자 부품의 제조 방법.
[6] 상기 가압 유체가 공기인 것을 특징으로 하는 [1]~[5] 중 어느 1항에 기재된 전자 부품의 제조 방법.
[7] 처리 대상물을 압력 용기 내에 설치하고, 이 압력 용기 내를 상기 가압 유체에 의해 가압하면서 이 처리 대상물을 가열함으로써 상기 가압 경화 공정, 상기 제 1 가압 경화 공정, 상기 제 2 가압 경화 공정 또는 상기 납땜 접합 겸 가압 경화 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는 [1]~[4] 중 어느 1항에 기재된 전자 부품의 제조 방법.
[8] 상기 가압 경화 공정, 상기 제 1 가압 경화 공정, 상기 제 2 가압 경화 공정 또는 상기 납땜 접합 겸 가압 경화 공정에 있어서, 상기 가압 유체의 가압력이 0.1~10MPa인 것을 특징으로 하는 [1]~[7] 중 어느 1항에 기재된 전자 부품의 제조 방법.
[9] 상기 수지층 배치 공정에서 배치되는 상기 수지층의 100~200℃에서의 최저 용융 점도가 1~1000Pa·s인 것을 특징으로 하는 [1]~[8] 중 어느 1항에 기재된 전자 부품의 제조 방법.
[10] 상기 수지층이 열경화성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 [1]~[9] 중 어느 1항에 기재된 전자 부품의 제조 방법.
[11] 상기 수지층이 적어도 1개 이상의 페놀성 수산기를 가지는 수지(A)와 그 경화제로서 작용하는 수지(B)를 포함하는 것을 특징으로 하는 [1]~[10] 중 어느 1항에 기재된 전자 부품의 제조 방법.
[12] [1]~[11] 중 어느 1항에 기재된 제조 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 전자 부품.
실시예
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 근거해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
(지지체)
지지체로는 회로 패턴이 형성된 회로 기판(코어재로서 스미토모 베이클라이트(주)사제, 품번 ELC-4785GS, 열팽창 계수(Tg 이하) XY 방향: 11ppm, Z 방향: 16ppm)을 이용하고, 회로 기판에는 제 1 단자 상에 납땜(5) 범프(Sn 96.5 Ag 3.5)가 형성된 것을 사용했다.
(피착체)
피착체로는 피착체의 제 2 단자에 Au 범프를 가지는 반도체 칩(크기 세로 15×가로 15×두께 0.725㎜)을 사용했다.
또한, 상기 지지체의 제 1 단자와 피착체의 제 2 단자의 수는 100조(組)였다.
[ 실시예 1]
(필름상 수지층의 제작)
에폭시 수지로서 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 EOCN-102070(일본화약(주)사제) 45중량부와 페놀 노볼락 수지로서 PR-53467(스미토모 베이클라이트(주)사제) 10중량부와 아크릴 고무로서 SG-708-6(나가세켐텍스(주)사제) 20중량부와 아크릴 폴리머로서 UC-3900(동아합성(주)사제) 10중량부와 플럭스 작용을 가지는 화합물로서 페놀프탈린(도쿄화성(주)사제) 15중량부와 실란 커플링제로서 KBM-303(신에츠실리콘(주)사제) 0.5중량부와 이미다졸 화합물로서 2P4MZ(시코쿠화성(주)사제) 0.01중량부를 아세톤에 용해해, 바니시 상태의 수지 조성물을 제작했다.
상기에서 얻어진 바니시 상태의 수지 조성물을 폴리에스테르 시트(기재)에 콤마 코터를 이용해 도포하고, 상기 아세톤이 휘발하는 온도 100℃에서 3분간 건조시켜 기재 상에 형성된 두께 35㎛의 필름상 수지층(a)을 얻었다.
(전자 장치의 제작)
기재 상에 형성된 필름상 수지층(a)을 회로 기판의 납땜(5) 범프가 형성된 면에 롤 라미네이터를 이용해 온도: 120℃, 속도 50㎝/분의 조건으로 라미네이트 하고, 다음에 기재를 박리했다(수지층 배치 공정).
다음에, 회로 기판의 제 1 단자와 반도체 칩의 제 2 단자가 대향하도록 위치 맞춤하고, 플립칩 본더(시부야공업(주)사제 DP-200)에 의해 80℃, 0.05MPa로 7초간 가열 압축을 실시해 적층체를 얻었다(위치 맞춤 공정).
다음에, 평판 프레스기((주)시스템개발사제 MSA-2)에 의해 230℃, 0.2MPa로 5초간 적층체를 가열 압축해 회로 기판의 납땜 범프(제 1 단자)와 반도체 칩의 Au 범프(제 2 단자)를 접합했다(납땜 접합 공정).
다음에, 시판되는 가압 대응형 오븐에서 공기에 의해 오븐의 내부를 가압력 0.5MPa로 가압하면서(적층체를 0.5MPa로 가압하면서), 180℃, 60분간 가열해(가압 경화 공정(1)) 전자 장치를 제작했다.
(전자 장치의 평가)
실시예 1에서 얻어진 전자 장치에 대해서, 이하의 평가를 실시했다. 평가 항목을 내용과 함께 나타내고, 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.
1. 도통 접속의 측정
얻어진 전자 장치에 대해서, 임의로 선택한 인접하는 2개소의 납땜 접합부의 접속 저항을 디지털 멀티미터에 의해 측정했다. 다음에, 그 밖에 9점, 인접하는 2개소의 납땜 접합부를 임의로 선택하고, 마찬가지로 접속 저항을 측정해 합계 10점의 도통 접속의 측정을 실시했다. 각 부호는 이하와 같다.
○: 10점 모두에서 도통을 취해졌을 경우
×: 1점이라도 도통 불량이 있었을 경우
2. 지지체와 피착체 사이 경화물 중의 마이크로보이드 유무
얻어진 전자 장치를 절단해 경화물의 단면을 연마했다. 다음에, 지지체, 피착체 및 인접하는 2개의 납땜 접합부로 둘러싸인 부분을 임의로 10개소 선택해 각 부분의 마이크로보이드 유무를 금속 현미경으로 관찰했다. 각 부호는 이하와 같다.
○: 10개소 모두에서 마이크로보이드가 관찰되지 않았던 경우
×: 1개소라도 마이크로보이드가 관찰되었을 경우
[ 실시예 2]
(전자 장치의 제작 및 평가)
납땜 접합 공정에서의 가열 압축 시간을 5초에서 15초로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 전자 장치를 제작해 평가를 실시했다.
[ 실시예 3]
(전자 장치의 제작 및 평가)
납땜 접합 공정에서의 가열 압축 시간을 5초에서 115초로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 전자 장치를 제작해 평가를 실시했다.
[ 실시예 4]
(필름상 수지층의 제작)
에폭시 수지로서 비스페놀 A형 에폭시 수지 EPICLON-840S(다이니폰잉크화학(주)사제) 45중량부와 페놀 노볼락 수지로서 PR-53467(스미토모 베이클라이트(주)사제) 15중량부와 페녹시 수지로서 YP-50(토토화성(주)사제) 25중량부와 플럭스 작용을 가지는 화합물로서 페놀프탈린(도쿄화성(주)사제) 15중량부와 실란 커플링제로서 KBM-303(신에츠실리콘(주)사제) 0.5중량부와 이미다졸 화합물로서 2P4MZ(시코쿠화성(주)사제) 0.01중량부를 아세톤에 용해해, 바니시 상태의 수지 조성물을 제작했다.
상기에서 얻어진 바니시 상태의 수지 조성물을 폴리에스테르 시트(기재)에 콤마 코터를 이용해 도포하고, 상기 아세톤이 휘발하는 온도 100℃에서 3분간 건조시켜 기재 상에 형성된 두께 35㎛의 필름상 수지층(b)을 얻었다.
(전자 장치의 제작 및 평가)
수지층 배치 공정에 있어서, 필름상 수지층(a) 대신에 필름상 수지층(b)을 이용한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 전자 장치를 제작해 평가를 실시했다.
[ 실시예 5]
(필름상 수지층의 제작)
실시예 4와 동일한 방법으로 필름상 수지층(b)을 얻었다.
(전자 장치의 제작 및 평가)
기재 상에 형성된 필름상 수지층(b)을 회로 기판의 납땜(5) 범프가 형성된 면에 롤 라미네이터를 이용해 온도: 120℃, 속도 50㎝/분의 조건으로 라미네이트하고, 다음에 기재를 박리했다(수지층 배치 공정).
회로 기판의 제 1 단자와 반도체 칩의 제 2 단자가 대향하도록 위치 맞춤하고, 플립칩 본더(시부야공업(주)사제 DP-200)에 의해 80℃, 0.05MPa로 7초간 가열 압축을 실시해 적층체를 얻었다(위치 맞춤 공정).
다음에, 시판되는 가압 대응형 오븐에서 공기에 의해 오븐의 내부를 가압력 0.5MPa로 가압하면서(적층체를 0.5MPa로 가압하면서), 180℃, 60분간 가열했다(가압 경화 공정).
이어서, 평판 프레스기((주)시스템개발사제 MSA-2)에 의해 230℃, 0.2MPa로 15초간 적층체를 가열 압축하여 납땜 접합을 실시해(납땜 접합 공정), 전자 장치를 제작했다.
이어서, 실시예 1과 동일한 평가를 실시했다.
[ 실시예 6]
(필름상 수지층의 제작)
실시예 4로 동일한 방법으로 필름상 수지층(b)을 얻었다.
(전자 장치의 제작 및 평가)
기재 상에 형성된 필름상 수지층(b)을 회로 기판의 납땜(5) 범프가 형성된 면에 롤 라미네이터를 이용해 온도: 120℃, 속도 50㎝/분의 조건으로 라미네이트하고, 이어서 기재를 박리했다.
회로 기판의 제 1 단자와 반도체 칩의 제 2 단자가 대향하도록 위치 맞춤하고, 플립칩 본더(시부야공업(주)사제 DP-200)에 의해 80℃, 0.05MPa로 7초간 가열 압축을 실시해 적층체를 얻었다(위치 맞춤 공정).
다음에, 시판되는 가압 대응형 오븐에서 공기에 의해 오븐의 내부를 가압력 0.5MPa로 가압하면서(적층체를 0.5MPa로 가압하면서), 120℃, 5분간 가열했다(제 1 가압 경화 공정).
이어서, 평판 프레스기((주)시스템개발사제 MSA-2)에 의해 230℃, 0.2MPa로 15초간 적층체를 가열 압축해 납땜 접합을 실시했다(납땜 접합 공정).
이어서, 제 1 가압 경화 공정에서 이용한 시판되는 가압 대응형 오븐에서 공기에 의해 오븐의 내부를 가압력 0.5MPa로 가압하면서(적층체를 0.5MPa로 가압하면서), 180℃, 60분간 가열해(제 2 가압 경화 공정) 전자 장치를 제작했다.
이어서, 실시예 1과 동일한 평가를 실시했다.
[ 실시예 7]
(필름상 수지층의 제작)
실시예 4와 동일한 방법으로 필름상 수지층(b)을 얻었다.
(전자 장치의 제작 및 평가)
기재 상에 형성된 필름상 수지층(b)을 회로 기판의 납땜(5) 범프가 형성된 면에 롤 라미네이터를 이용해 온도: 120℃, 속도 50㎝/분의 조건으로 라미네이트하고, 이어서 기재를 박리했다.
회로 기판의 제 1 단자와 반도체 칩의 제 2 단자가 대향하도록 위치 맞춤하고, 플립칩 본더(시부야공업(주)사제 DP-200)에 의해 80℃, 0.05MPa로 7초간 가열 압축을 실시해 적층체를 얻었다(위치 맞춤 공정).
다음에, 시판되는 가압 대응형 오븐 내에 평판 프레스기를 설치하고, 평판 프레스기에 상기 적층체를 부착하고 공기에 의해 오븐의 내부를 가압력 0.5MPa로 가압하면서(적층체를 0.5MPa로 가압하면서), 180℃에서 가열을 개시했다. 그리고, 180℃에서의 가열 개시 후, 5분 경과한 시점에서 180℃, 가압력 0.5MPa의 가압 분위기 중, 가압 대응형 오븐 내에 설치한 평판 프레스기로 프레스면의 온도를 230℃로 하고 0.2MPa로 15초간 가열 압축을 실시했다. 그리고, 그 후에도 180℃, 가압력 0.5MPa의 가압 분위기 하에서의 가열을 계속하고, 180℃에서의 가열 개시부터 60분간 가열을 실시해(납땜 접합 겸 가압 경화 공정) 전자 장치를 제작했다.
이어서, 실시예 1과 동일한 평가를 실시했다.
또한, 표 1에서는 납땜 접합을 230℃, 0.2MPa, 15초로 실시하고 있다고 기재하고 있지만, 이 납땜 접합 공정 중에도 수지층의 경화는 진행되고 있다.
[ 실시예 8]
(액상 수지 조성물의 제작)
에폭시 수지로서 비스페놀 F형 에폭시 수지 EXA-830LVP(다이니폰잉크화학(주)사제) 70중량부와 페놀 노볼락 수지로서 PR-53467(스미토모 베이클라이트(주)사제) 20중량부와 플럭스 작용을 가지는 화합물로서 페놀프탈린(도쿄화성(주)사제) 10중량부와 이미다졸 화합물로서 2P4MZ(시코쿠화성(주)사제) 0.5중량부를 3개 롤로 혼합해 액상 수지 조성물(c)을 제작했다.
(전자 장치의 제작 및 평가)
필름상 수지층(b)을 회로 기판의 납땜(5) 범프가 형성된 면에 라미네이트하는 대신에 회로 기판의 납땜(5) 범프가 형성된 면에 액상 수지 조성물(c)을 두께 35㎛가 되도록 도포하여 수지층을 형성시킨 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 전자 장치를 제작해 평가를 실시했다.
[ 실시예 9]
(수지 바니시의 제작)
에폭시 수지로서 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 EOCN-1020-70(일본화약(주)사제) 50중량부와 페놀 노볼락 수지로서 PR-53467(스미토모 베이클라이트(주)사제) 25중량부와 플럭스 작용을 가지는 화합물로서 페놀프탈린(도쿄화성(주)사제) 25중량부와 이미다졸 화합물로서 2P4MZ(시코쿠화성(주)사제) 0.2중량부를 에틸렌글리콜 모노부틸에테르 아세테이트에 용해해 고형분 농도 80%의 바니시를 제작하고, 얻어진 바니시를 3개 롤로 혼합해 수지 바니시(d) 층을 제작했다.
(전자 장치의 제작 및 평가)
필름상 수지층(b)을 회로 기판의 납땜(5) 범프가 형성된 면에 라미네이트하는 대신에 회로 기판의 납땜(5) 범프가 형성된 면에 수지 바니시(d)를 두께 35㎛가 되도록 도포하고, 또한 100℃, 10분 건조해 용제를 휘발시켜 수지층을 형성시킨 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 전자 장치를 제작해 평가를 실시했다.
[ 실시예 10]
(필름상 수지층의 제작)
실시예 1과 동일한 방법으로 필름상 수지층(a)을 얻었다.
(전자 장치의 제작 및 평가)
기재 상에 형성된 필름상 수지층(a)을 회로 기판의 납땜(5) 범프가 형성된 면에 롤 라미네이터를 이용해 온도: 120℃, 속도 50㎝/분의 조건으로 라미네이트하고, 이어서 기재를 박리했다(수지층 배치 공정).
회로 기판의 제 1 단자와 반도체 칩의 제 2 단자가 대향하도록 위치 맞춤하고, 플립칩 본더(시부야공업(주)사제 DP-200)에 의해 80℃, 0.05MPa로 7초간 가열 압축을 실시해 적층체를 얻었다(위치 맞춤 공정).
다음에, 시판되는 가압 대응형 오븐에서 공기에 의해 오븐의 내부를 가압력 0.5MPa로 가압하면서(적층체를 0.5MPa로 가압하면서), 180℃, 60분간 가열했다(가압 경화 공정).
이어서, 리플로우 장치(주식회사 야마토제작소제 NRY325-5Z)를 이용해 가열하여 납땜 접합을 실시해(납땜 접합 공정) 전자 장치를 제작했다. 즉, 압축하지 않고 가열하여 납땜 접합을 실시했다. 이때, 가열 조건은 150~180℃에서 90초간, 이어서 220℃에서 45초간이었다.
이어서, 실시예 1과 동일한 평가를 실시했다.
[ 실시예 11]
(필름상 수지층의 제작)
실시예 1과 동일한 방법으로 필름상 수지층(a)을 얻었다.
(전자 장치의 제작 및 평가)
기재 상에 형성된 필름상 수지층(a)을 회로 기판의 납땜 범프가 형성된 면에 롤 라미네이터를 이용해 온도: 120℃, 속도 50㎝/분의 조건으로 라미네이트하고, 이어서 기재를 박리했다(수지층 배치 공정).
다음에, 회로 기판의 제 1 단자와 반도체 칩의 제 2 단자가 대향하도록 위치 맞춤하고, 플립칩 본더(시부야공업(주)사제 DP-200)에 의해 80℃, 0.05MPa로 7초간 가열 압축을 실시해 적층체를 얻었다(위치 맞춤 공정).
다음에, 시판되는 가압 대응형 오븐에서 공기에 의해 오븐의 내부를 가압력 0.5MPa로 가압하면서(적층체를 0.5MPa로 가압하면서), 230℃, 60분간 가열해(납땜 접합 및 수지 가압 경화 공정) 전자 장치를 제작했다.
[ 실시예 12]
(필름상 수지층의 제작)
실시예 1과 동일한 방법으로 필름상 수지층(a)을 얻었다.
(전자 장치의 제작 및 평가)
기재 상에 형성된 필름상 수지층(a)을 회로 기판의 납땜 범프가 형성된 면에 롤 라미네이터를 이용해 온도: 120℃, 속도 50㎝/분의 조건으로 라미네이트하고, 이어서 기재를 박리했다(수지층 배치 공정).
다음에, 회로 기판의 제 1 단자와 반도체 칩의 제 2 단자가 대향하도록 위치 맞춤하고, 플립칩 본더(시부야공업(주)사제 DP-200)에 의해 80℃, 0.05MPa로 7초간 가열 압축을 실시해 적층체를 얻었다(위치 맞춤 공정).
다음에, 시판되는 가압 대응형 오븐에서 공기에 의해 오븐의 내부를 가압력 0.5MPa로 가압하면서(적층체를 0.5MPa로 가압하면서), 230℃, 0.5분간 가열하고, 그 후 가압력 0.5MPa로 가압하면서(적층체를 0.5MPa로 가압하면서), 180℃, 60분간 가열해(납땜 접합 및 수지 가압 경화 공정) 전자 장치를 제작했다.
[ 비교예 1]
(필름상 수지층의 제작)
실시예 1과 동일한 방법으로 필름상 수지층(a)을 얻었다.
(전자 장치의 제작 및 평가)
기재 상에 형성된 필름상 수지층(a)을 회로 기판의 납땜 범프가 형성된 면에 롤 라미네이터를 이용해 온도: 120℃, 속도 50㎝/분의 조건으로 라미네이트하고, 이어서 기재를 박리했다.
다음에, 회로 기판의 제 1 단자와 반도체 칩의 제 2 단자가 대향하도록 위치 맞춤하고, 플립칩 본더(시부야공업(주)사제 DP-200)에 의해 80℃, 0.05MPa로 7초간 가열 압축을 실시했다.
다음에, 평판 프레스기((주)시스템개발사제 MSA-2)에 의해 230℃, 0.2MPa로 5초간 가열 압축해 회로 기판의 납땜 범프와 반도체 칩의 Au 범프를 접합했다(납땜 접합).
다음에, 시판되는 오븐 중에서 대기압 하(비가압 경화, 가압 유체에 의해 가압을 실시하지 않음, 가압력: 0MPa)에서 180℃, 60분간 가열해 전자 장치를 제작했다. 이어서, 실시예 1과 동일한 평가를 실시했다.
[ 비교예 2]
(전자 장치의 제작 및 평가)
납땜 접합에서의 가열 압축 시간을 5초에서 15초로 변경한 것 이외에는 비교예 1과 동일하게 전자 장치를 제작해 평가를 실시했다.
[ 비교예 3]
(전자 장치의 제작 및 평가)
납땜 접합에서의 가열 압축 시간을 5초에서 115초로 변경한 것 이외에는 비교예 1과 동일하게 전자 장치를 제작해 평가를 실시했다.
[ 비교예 4]
(필름상 수지층의 제작)
실시예 4와 동일한 방법으로 필름상 수지층(b)을 얻었다.
(전자 장치의 제작 및 평가)
기재 상에 형성된 필름상 수지층(b)을 회로 기판의 납땜 범프가 형성된 면에 롤 라미네이터를 이용해 온도: 120℃, 속도 50㎝/분의 조건으로 라미네이트하고, 이어서 기재를 박리했다.
회로 기판의 제 1 단자와 반도체 칩의 제 2 단자가 대향하도록 위치 맞춤하고, 플립칩 본더(시부야공업(주)사제 DP-200)에 의해 80℃, 0.05MPa로 7초간 가열 압축을 실시했다.
다음에, 시판되는 오븐 중에서 대기압 하(비가압 경화, 가압 유체에 의해 가압을 실시하지 않음, 가압력: 0MPa)에서 180℃, 60분간 가열했다.
이어서, 평판 프레스기((주)시스템개발사제 MSA-2)에 의해 230℃, 0.2MPa로 15초간 가압 압축하여 납땜 접합을 실시해 전자 장치를 제작했다.
이어서, 실시예 1과 동일한 평가를 실시했다.
[ 비교예 5]
(필름상 수지층의 제작)
실시예 1과 동일한 방법으로 필름상 수지층(a)을 얻었다.
(전자 장치의 제작 및 평가)
기재 상에 형성된 필름상 수지층(a)을 회로 기판의 납땜 범프가 형성된 면에 롤 라미네이터를 이용해 온도: 120℃, 속도 50㎝/분의 조건으로 라미네이트하고, 이어서 기재를 박리했다.
회로 기판의 제 1 단자와 반도체 칩의 제 2 단자가 대향하도록 위치 맞춤하고, 플립칩 본더(시부야공업(주)사제 DP-200)에 의해 80℃, 0.05MPa로 7초간 가열 압축을 실시했다.
다음에, 시판되는 오븐 중에서 대기압 하(비가압 경화, 가압 유체에 의해 가압을 실시하지 않음, 가압력: 0MPa)에서 180℃, 60분간 가열했다.
이어서, 리플로우 장치(주식회사 야마토제작소제 NRY325-5Z)를 이용해 가열하여 납땜 접합을 실시해 전자 장치를 제작했다. 즉, 압축하지 않고 가열하여 납땜 접합을 실시했다. 이때, 가열 조건은 150~180℃에서 90초간, 이어서 220℃에서 45초간이었다.
이어서, 실시예 1과 동일한 평가를 실시했다.
[ 비교예 6]
적층체를 가압하지 않고 납땜 접합 및 수지 경화 공정을 실시한 점 이외에는 실시예 11과 동일하다.
[ 비교예 7]
적층체를 가압하지 않고 납땜 접합 및 수지 경화 공정을 실시한 점 이외에는 실시예 12와 동일하다.
Figure 112011041627501-pct00002
Figure 112011041627501-pct00003
1) 가열 조건 1: 150~180℃에서 90초, 이어서 220℃에서 45초
Figure 112011041627501-pct00004
1) 가열 조건 1: 150~180℃에서 90초, 이어서 220℃에서 45초
Figure 112011041627501-pct00005
실시예 1~12에서는 모두 도통 접속이 양호하고, 또 마이크로보이드의 발생이 없었다.
이와는 대조적으로 비교예 1~7에서는 마이크로보이드가 발생하고, 도통 불량이 발생하고 있었다.
또, 실시예 4, 6, 7의 전자 장치와 실시예 5의 전자 장치를 비교하면, 실시예 4, 6, 7의 전자 장치 쪽이 실시예 5의 전자 장치에 비해 납땜의 젖음 확산이 양호하다는 것을 알 수 있었다.
또, 실시예 4~7의 전자 장치는 상술한 마이크로보이드 유무의 측정에서는 모두 마이크로보이드 없음으로 되었지만, 모든 단자간의 마이크로보이드 유무를 확인했는데 실시예 4의 전자 장치에서는 매우 작은 마이크로보이드의 발생을 확인할 수 있었다. 실시예 5~7의 전자 장치에서는 모두 마이크로보이드는 발생하지 않았다. 단, 실시예 4에서 확인된 마이크로보이드는 비교예 1~7에서 확인된 것보다도 작고, 실용상 문제는 되지 않는 크기였다. 또, 실시예 4에서 확인된 마이크로보이드의 수도 비교예 1~7보다도 적고, 실용상 문제가 되지 않는다.
또, 실시예 1~12에 있어서, 수지층을 경화시킬 때의 수지층의 가압력을 0.5MPa로 했지만, 가압력을 10MPa로 했을 경우여도 동일한 효과가 얻어졌다.
또한, 실시예 1~12는 모두 플럭스 작용을 가지는 수지층이 에폭시 수지를 포함하는 것이었지만, 에폭시 수지 대신에 다른 열경화성 수지(옥세탄 수지 등)를 포함하는 것이었을 경우에도 실시예 1~12와 마찬가지로 보이드의 발생을 억제할 수 있다는 것이 확인되었다.
또한, 상술한 실시예 1~12에서 사용된 수지층의 100℃~200℃에서의 최저 용융 점도는 2Pa·s였다.
최저 용융 점도는 점탄성 측정 장치인 레오미터를 이용하여 필름 상태의 샘플에 10℃/분의 승온 속도로 주파수 1Hz의 전단을 주어 측정했다.
또한, 수지층이 액상인 수지 조성물의 경우에는 용제를 건조시켜 필름상으로 하여 측정을 실시했다.
[ 실시예 13]
(필름상 수지층의 제작)
에폭시 수지로서 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 EOCN-102070(일본화약(주)사제) 45중량부와 페놀 노볼락 수지로서 PR-53467(스미토모 베이클라이트(주)사제) 15중량부와 페녹시 수지로서 YP-50(토토화성(주)사제)을 15중량부와 플럭스 작용을 가지는 화합물로서 페놀프탈린(도쿄화성(주)사제) 15중량부와 실란 커플링제로서 KBM-303(신에츠실리콘(주)사제) 1.0중량부와 이미다졸 화합물로서 2P4MZ(시코쿠화성(주)사제) 0.05중량부를 아세톤에 용해하고, 또한 필러(아드마텍스사제, SE6050, 평균 입경 2㎛)를 10중량부 첨가하여 바니시 상태의 수지 조성물을 제작했다.
상기에서 얻어진 바니시 상태의 수지 조성물을 폴리에스테르 시트(기재)에 콤마 코터를 이용해 도포하고, 상기 아세톤이 휘발하는 온도 100℃에서 3분간 건조시켜 기재 상에 형성된 두께 35㎛의 필름상 수지층을 얻었다.
(전자 장치의 제작)
기재 상에 형성된 필름상 수지층을 사용하여 실시예 1과 동일하게 전자 장치를 제작했다.
(전자 장치의 평가)
실시예 1에서 얻어진 전자 장치에 대해서 실시예 1과 동일한 평가를 실시했다.
[ 실시예 14]
(필름상 수지층의 제작)
실시예 13의 수지층에 있어서, 필러(아드마텍스사제, SE6050, 평균 입경 2㎛)를 첨가하고, 바니시 상태의 수지 조성물의 첨가량을 30중량부로 한 점 이외에는 실시예 13과 동일한 수지층을 제작했다.
그 후, 실시예 13과 동일하게 전자 장치를 제작하고, 실시예 1과 동일한 평가를 실시했다.
[ 실시예 15]
(필름상 수지층의 제작)
실시예 13의 수지층에 있어서, 필러(아드마텍스사제, SE6050, 평균 입경 2㎛)를 첨가하고, 바니시 상태의 수지 조성물의 첨가량을 60중량부로 한 점 이외에는 실시예 13과 동일한 수지층을 제작했다.
그 후, 실시예 13과 동일하게 전자 장치를 제작하고, 실시예 1과 동일한 평가를 실시했다.
실시예 13~15에서 사용된 수지층의 조성을 표 6에 나타낸다.
Figure 112011041627501-pct00006
실시예 13에서 사용된 수지층의 100℃~200℃에서의 최저 용융 점도는 5Pa·s였다. 실시예 14에서 사용된 수지층의 100℃~200℃에서의 최저 용융 점도는 100Pa·s였다. 실시예 15에서 사용된 수지층의 100℃~200℃에서의 최저 용융 점도는 3300 Pa·s였다.
최저 용융 점도는 점탄성 측정 장치인 레오미터를 이용하여 필름 상태의 샘플에 10℃/분의 승온 속도로 주파수 1Hz의 전단을 주어 측정했다.
실시예 13~15에서는 모두 마이크로보이드 및 도통 불량이 발생하지 않았다.
또, 실시예 13~15와 같이 실시예 1에 비해 최저 용융 점도가 높은 수지층을 사용한 쪽이 마이크로보이드의 발생을 보다 확실히 억제할 수 있다는 것이 확인되었다.

Claims (11)

  1. 제 1 전자 부품의 제 1 단자와 제 2 전자 부품의 제 2 단자를 납땜을 이용해 접합하여 이 제 1 전자 부품과 이 제 2 전자 부품을 전기적으로 접속하는 전자 장치의 제조 방법으로서,
    상기 제 1 단자 또는 제 2 단자 상에 상기 납땜이 마련되어 있고,
    이 제 1 단자와 이 제 2 단자 사이에 플럭스 작용을 가지는 필름 상의 수지층을 배치하여 상기 제 1 전자 부품, 상기 제 2 전자 부품, 상기 수지층을 포함하는 적층체를 얻는 공정과,
    이 제 1 단자와 이 제 2 단자를 납땜 접합시키는 납땜 접합 공정과,
    가압 유체에 의해 상기 적층체를 가압하면서 이 수지층을 경화시키는 가압 경화 공정을 실시하고,
    상기 수지층은 플럭스 작용을 가지는 화합물을 포함하고,
    점탄성 측정 장치를 이용하여 10℃/분의 승온 속도로 주파수 1Hz의 전단을 주어 측정한, 상기 수지층의 100~200℃에서의 최저 용융 점도가 1~10000Pa·s이며,
    상기 가압 경화 공정에서는, 가열 장치 내에서 상기 수지층의 열경화를 진행시키고,
    상기 적층체를 얻는 공정에서는, 상기 가열 장치의 외부에서, 상기 제 1 단자와 상기 제 2 단자 사이에 상기 플럭스 작용을 가지는 열경화성의 수지층을 배치한 다음, 상기 제 1 전자 부품, 상기 제 2 전자 부품, 상기 수지층을 가열하면서 압축하여 상기 적층체를 구성하고,
    상기 가압 경화 공정에서는, 상기 가열 장치 내부로 상기 적층체를 반송하여 상기 수지층의 열경화를 진행시키는 전자 장치의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압 경화 공정을 실시한 후, 재차 가압 유체에 의해 상기 적층체를 가압하면서 상기 수지층을 추가로 경화시키는 전자 장치의 제조 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압 유체에 의해 상기 적층체를 가압하면서 상기 제 1 단자와 제 2 단자를 납땜 접합시키는 동시에 상기 수지층을 경화시켜 상기 납땜 접합 공정과 상기 가압 경화 공정을 실시하는 전자 장치의 제조 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압 경화 공정에서는 상기 적층체를 용기 내에 설치하고 상기 용기 내에 상기 가압 유체를 도입해 상기 적층체를 가압하는 전자 장치의 제조 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압 유체가 기체인 전자 장치의 제조 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 가압 유체가 공기인 전자 장치의 제조 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압 경화 공정에서는 상기 가압 유체에 의해 0.1MPa 이상, 10MPa 이하의 압력을 상기 적층체에 가압하는 전자 장치의 제조 방법.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 수지층은 열경화성 수지를 포함하는 전자 장치의 제조 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 수지층이 적어도 1개 이상의 페놀성 수산기를 가지는 수지(A)와 그의 경화제로서 작용하는 수지(B)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 제조 방법.
  11. 청구항 1에 기재된 제조 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
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