安装结构体的制造方法、以及安装结构体的制作方法

专利名称：安装结构体的制造方法、以及安装结构体的制作方法
技术领域：
本发明涉及将电子元器件安装到电子电路用印刷基板上的安装结构体、及其制造 方法。
本说明书中，虽然将电子电路用印刷基板简单称为“电路基板”，但该“电路基板” 的意思是安装有中介层或电子元器件的其他元器件等的被安装体。
本发明涉及，例如，在这样的电路基板上以单体(IC芯片的情况下为裸片IC)状态 安装 IC 芯片、CSP (Chip Size Package，芯片尺寸封装)、MCM(Multi Chip Module，多芯片 集成模组)、BGA(Ball Grid Array，球栅阵列)、或表面弹性波(SAW)器件等电子元器件的 制造方法，及通过该方法所制造的安装结构体。
背景技术：
如今，电子电路基板可用于所有产品，其性能日益提高，用在电路基板上的频率也 越来越高，阻抗较低的芯片倒装成了适用于使用高频的电子设备的安装方法。此外，由于便 携式设备的增加，要求进行将IC芯片裸露着搭载在电路基板上而不是封装的芯片倒装。另 外，除上述倒装芯片以外，也可以使用CSP(Chip Size lockage，芯片尺寸封装)、BGA(Ball Grid Array，球栅阵列)等。
过去，作为在电子设备的电路基板上接合IC芯片等电子元器件的方法，提出了通 过用Au线做成的凸起凸点对电子元器件的电极和电路基板的电极进行连接、用绝缘性树 脂的片材或糊料进行密封、加热加压后使绝缘性树脂固化，来制造电子元器件安装结构体 的方法(例如，参照专利文献1)。
图8(a) (c)表示用于对专利文献1中所提出的现有的安装结构体的制造方法 进行说明的剖面示意图。另外，图8(a) (c)中，凸点103的形状是示意性地表示的形状。
如图8 (a)所示，在IC芯片(电子元器件)101的电极102上，用Au线形成凸点 103。在电路基板104的两面设有电极105。
如图8 (a)所示，在电路基板104 —侧涂布糊状的热固化性的绝缘性树脂106，进行 对位使利用接合工具100吸附保持着的IC芯片101上形成的凸点103与电路基板104的 电极105相对，降下接合工具100，如图8(b)所示进行安装，使凸点103和相对的电极105 轻轻地接触。另外，图8(a)中，作为绝缘性树脂106，除了将糊状的绝缘性树脂涂布在电路 基板104上，也可以将片状的绝缘性树脂粘贴在电路基板104上。
之后，如图8(c)所示，从IC芯片101的上部对加热后的加热加压工具107同时进 行压紧加热和加压，通过凸点103使IC芯片101的电极102与电路基板104的电极105之 间接合。通过此时的加热使绝缘性树脂106固化，IC芯片101与电路基板104之间被密封。
这样，现有的安装结构体的制造方法分成了图8 (a)和图8(b)所示的安装工序、以 及图8(c)所示的接合工序。
专利文献1 日本专利特开2004-312051号公报发明内容
然而，上述现有的制造方法中，在接合工序中的加压过程中，存在安装工序中经过 了对位的凸点103与电路基板104的电极105发生偏移的问题。
即，虽然在图8(a)和(b)所示的安装工序中，能够经过高精度对位将IC芯片101 安装到电路基板104上，但是在图8(c)的接合工序中，在用于用凸点103对电极102与电 极105进行接合的加压过程中，由于加热加压工具107的倾斜或加热导致的绝缘性树脂106 流动，使得凸点103相对电极105发生偏移，或完全偏离电极105。
本发明的目的在于，考虑上述现有的问题后，提供一种能抑制在进行加热加压的 接合工序中产生的、凸点与相对电极的位置偏移的安装结构体及其制造方法。
为了解决上述问题，本发明的第一方面是安装结构体的制造方法，包括绝缘性树 脂配置步骤，该绝缘性树脂配置步骤在电路基板上形成在第一固化温度下固化的第一绝缘 性树脂、和在高于所述第一固化温度的第二固化温度下固化的第二绝缘性树脂这两种绝缘 性树脂；安装步骤，该安装步骤包括从所述两种绝缘性树脂的上面对电子元器件进行对位 的、至少使所述凸点与所述相对电极接触程度的预先加压，使所述电子元器件或所述电路 基板上形成的凸点与所述电路基板或所述电子元器件的相对电极相对；以及正式加压步 骤，该正式加压步骤在所述安装步骤后，进行正式加压从而对所述电子元器件和所述电路 基板进行接合，并且至少包括第一绝缘性树脂固化步骤，该第一绝缘性树脂固化步骤在所 述正式加压前或所述正式加压中对所述第一绝缘性树脂进行加热，使其达到所述第一固化 温度；以及第二绝缘性树脂固化步骤，该第二绝缘性树脂固化步骤在所述第一绝缘性树脂 固化后，在所述正式加压中或所述正式加压后对所述第二绝缘性树脂进行加热，使其达到 所述第二固化温度。
另外，本发明的第二方面在于，在本发明的第一方面的安装结构体的制造方法中， 所谓所述第一绝缘性树脂固化步骤的在所述正式加压前的加热，是所述安装步骤的在所述 预先加压中的加热，或者是所述安装步骤后、所述正式加压步骤前的加热。
另外，本发明的第三方面在于，在本发明的第二方面的安装结构体的制造方法中， 所述安装步骤的在所述预先加压中的加热导致的温度上升，或所述安装步骤后、所述正式 加压步骤前的加热导致的温度上升，与所述第二绝缘性树脂固化步骤中的加热所导致的温 度上升是连续的。
另外，本发明的第四方面在于，在本发明的第二方面的安装结构体的制造方法中， 所述安装步骤的在所述预先加压中的加热导致的温度上升，或所述安装步骤后、所述正式 加压步骤前的加热导致的温度上升，与所述第二绝缘性树脂固化步骤中的加热所导致的温 度上升是不连续的。
另外，本发明的第五方面在于，在本发明的第一方面的安装结构体的制造方法中， 经过所述第一固化温度达到所述第二固化温度为止的温度上升是连续的。
另外，本发明的第六方面在于，在本发明的第一方面的安装结构体的制造方法中， 在加热到所述第一固化温度后，在规定期间后，加热到所述第二固化温度。
另外，本发明的第七方面在于，在本发明的第一方面的安装结构体的制造方法中， 所述安装步骤中，以低于所述第一固化温度的温度进行预先加热。
另外，本发明的第八方面在于，在本发明的第一 第七方面中任意一方面所述的安装结构体的制造方法中，所述凸点的个数较多的安装结构体进行所述正式加压所施加的 压力，小于所述凸点的个数较少的安装结构体的情况下进行所述正式加压所施加的压力。
另外，本发明的第九方面在于，在本发明的第一 第八方面中任意一方面所述的 安装结构体的制造方法中，在所述绝缘性树脂配置步骤中对所述两种绝缘性树脂进行配 置，使所述电路基板的所述凸点或所述相对电极配置在所述第二绝缘性树脂的区域中。
另外，本发明的第十方面在于，在本发明的第九方面的安装结构体的制造方法中， 所述两种绝缘性树脂形成为所述第一绝缘性树脂的区域与所述第二绝缘性树脂的区域呈 条纹状配置。
另外，本发明的第十一方面在于，在本发明的第一 第八方面中任意一方面所述 的安装结构体的制造方法中，所述两种绝缘性树脂被配置成所述第二绝缘性树脂包围所述 第一绝缘性树脂的周围。
另外，本发明的第十二方面在于，在本发明的第一 第十一方面中任意一方面所 述的安装结构体的制造方法中，所述第一绝缘性树脂与所述第二绝缘性树脂的固化温度之 差在30°C以上。
另外，本发明的第十三方面是安装结构体，包括电子元器件、电路基板、以及夹在 所述电子元器件与所述电路元器件之间进行密封的绝缘性树脂，其特征在于，所述电子元 器件或所述电路基板上形成有凸点，所述凸点与相对的、所述电路基板或所述电子元器件 的相对电极连接，所述绝缘性树脂是将固化温度不同的两种绝缘性树脂配置在多个区域 中，所述凸点被配置在所述两种绝缘性树脂中固化温度较高的绝缘性树脂的区域中。
另外，本发明相关发明的第一方面是对电子元器件和电路基板进行了接合的安装 结构体的制造方法，包括安装步骤，该安装步骤将固化温度不同的两种绝缘性树脂夹在所 述电子元器件和所述电路基板之间，并进行对位，使所述电子元器件或所述电路基板上形 成的凸点与所述电路基板或所述电子元器件的相对电极相对；加热步骤，该加热步骤通过 在所述安装步骤中或所述安装步骤后阶段性地或连续地使温度上升，使固化温度较低的绝 缘性树脂先固化，使固化温度较高的绝缘性树脂后固化；以及加压步骤，该加压步骤从所述 加热步骤的最初或中途开始对所述电子元器件和所述电路基板进行加压。
另外，本发明相关发明的第二方面在于，在本发明相关发明的第一方面的安装结 构体的制造方法中，所述安装步骤中，对所述两种绝缘性树脂进行配置，使所述凸点被配置 在所述固化温度较高的绝缘性树脂的区域中。
另外，本发明相关发明的第三方面在于，在本发明相关发明的第一或第二方面的 安装结构体的制造方法中，所述加压步骤在所述固化温度较低的绝缘性树脂开始固化之 后、且在所述固化温度较高的绝缘性树脂固化之前开始加压。
另外，本发明相关发明的第四方面在于，在本发明相关发明的第三方面的安装结 构体的制造方法中，所述加热步骤在所述安装步骤中以高于所述固化温度较低的绝缘性树 脂的固化温度、且低于所述固化温度较高的绝缘性树脂的固化温度的温度进行加热，使所 述固化温度较低的绝缘性树脂固化，之后，所述加压步骤开始加压，并且所述加热步骤以高 于所述固化温度较高的绝缘性树脂的固化温度的温度进一步加热，使所述固化温度较高的 绝缘性树脂固化。
另外，本发明相关发明的第五方面在于，在本发明相关发明的第三方面的安装结构体的制造方法中，所述加热步骤在所述安装步骤后，以高于所述固化温度较高的绝缘性 树脂的固化温度的温度进行加热，所述加压步骤在所述固化温度较低的绝缘性树脂开始固 化之后、且在所述固化温度较高的绝缘性树脂还未固化时开始加压。
另外，本发明相关发明的第六方面在于，在本发明相关发明的第一或第二方面的 安装结构体的制造方法中，所述加热步骤在所述安装步骤后，以高于所述固化温度较高的 绝缘性树脂的固化温度的温度进行加热，所述加压步骤从所述加热步骤的最初起开始加 热。
另外，本发明相关发明的第七方面在于，在本发明相关发明的第五或第六方面的 安装结构体的制造方法中，所述安装步骤中，也可以以低于所述固化温度较低的绝缘性树 脂的固化温度的温度进行预先加热。
另外，本发明相关发明的第八方面在于，在本发明相关发明的第一 第七方面中 任意一方面所述的安装结构体的制造方法中，所述安装步骤中，也可以进行至少使所述凸 点与所述相对电极接触程度的预先加压。
另外，本发明相关发明的第九方面在于，在本发明相关发明的第一或第二方面的 安装结构体的制造方法中，所述凸点的个数较多的安装结构体在所述加压步骤中所施加的 压力，小于所述凸点的个数较少的安装结构体在所述加压步骤中所施加的压力。
另外，本发明相关发明的第十方面在于，在本发明相关发明的第二方面的安装结 构体的制造方法中，所述两种绝缘性树脂形成为所述固化温度较低的绝缘性树脂的区域与 所述固化温度较高的绝缘性树脂的区域呈条纹状配置。
另外，本发明相关发明的第十一方面在于，在本发明相关发明的第一或第二方面 的安装结构体的制造方法中，所述两种绝缘性树脂是将所述固化温度较低的绝缘性树脂内 包在所述固化温度较高的绝缘性树脂的内部。
另外，本发明相关发明的第十二方面在于，在本发明相关发明的第一 第十一方 面中任意一方面所述的安装结构体的制造方法中，所述固化温度较低的绝缘性树脂与所述 固化温度较高的绝缘性树脂的固化温度之差在30°C以上。
通过本发明，能提供一种能抑制在进行加热加压的接合工序中产生的、凸点与相 对电极的位置偏移的安装结构体及其制造方法。


图1(a)是用于说明本发明的实施方式1的安装结构体的制造方法的、表示安装工 序的剖面示意图，图1(b)是用于说明本发明的实施方式1的安装结构体的制造方法的、表 示安装工序的剖面示意图，图1 (C)是用于说明本发明的实施方式1的安装结构体的制造方 法的、表示接合工序的剖面示意图。
图2是本发明的实施方式1的绝缘性树脂片材的结构例的立体图。
图3(a)是用于说明本发明的实施方式1的其他安装结构体的制造方法的、表示安 装工序的剖面示意图，图3(b)是用于说明本发明的实施方式1的其他安装结构体的制造方 法的、表示安装工序的剖面示意图，图3(c)是用于说明本发明的实施方式1的其他安装结 构体的制造方法的、表示接合工序的剖面示意图。
图4(a)是本发明的实施方式2的安装结构体的剖面示意图，图4(b)是本发明的实施方式2的绝缘性树脂片材的结构例的立体图。
图5(a)是本发明的实施方式3的安装结构体的剖面示意图，图4(b)是本发明的 实施方式3的绝缘性树脂片材的结构例的立体图。
图6(a)是本发明的实施例的IC芯片的仰视图，图6(b)是将凸点交错配置的IC 芯片的仰视图，图6(c)是将凸点设置在整个面上的情况下的IC芯片的仰视图。
图7是表示实施例的各工艺的安装步骤及加热加压步骤的处理内容的图。
图8(a)是用于说明现有的安装结构体的制造方法的、表示安装工序的剖面示意 图，图8(b)是用于说明现有的安装结构体的制造方法的、表示安装工序的剖面示意图，图 8(c)是用于说明现有的安装结构体的制造方法的、表示接合工序的剖面示意图。
标号说明
10接合工具
11、21IC芯片(电子元器件)
12、22IC芯片的电极部
13、23 凸点
14、24电路基板
15、25电路基板的电极部
16、26、36绝缘性树脂(固化温度较高)
17、27、37绝缘性树脂(固化温度较低)
18加热加压工具
19、29、39绝缘性树脂片材具体实施方式
下面，基于附图详细说明本发明所涉及的实施方式。
(实施方式1)
下面，参考图1和图2，就本发明的实施方式1所涉及的安装结构体的制造方法及 通过该制造方法所制造的安装结构体的结构进行说明。
图1 (a) (C)表示用于对本实施方式1的安装结构体的制造方法进行说明的剖 面示意图。实际的安装结构体上设有很多凸点及电极，但这里为了使说明容易理解，用具有 从侧面看设置了两个凸点的结构的示意图进行说明。另外，图1(a) (c)中，对凸点103 的形状进行了示意性的表示。
如图1(a)所示，在作为本发明的电子元器件的一个例子的IC芯片11的表面形成 有电路布线或电极部12。这里，作为电极部12的例子，形成Al焊盘的电极。另外，电极的 材质可以是Au或Cu等、也可以是镀了 Ni等作为基底后再在上面镀了金属的电极。
在该IC芯片11上的电极部12上，用丝焊装置等一边对金属丝、例如金丝(金 线)(另外，作为金属丝的例子，有锡、铝、铜、还有在这些金属中含有微量元素的合金金属 丝等)加热和加超声波，一边使之与电极部12接合，并进行按压使接合部的面积变大，最后 扯断，从而使前端变细形成凸点(凸起电极)13。
接着，在形成了电极部15的电路基板14上配置被切成了略大于IC芯片11大小 的尺寸的绝缘性树脂的片材19。
电路基板14的与IC芯片11接合一侧的面上形成的电极部15，被配置在与被接合 的IC芯片11上形成的凸点13相对的位置上。
另外，这种情况下的电路基板14的电极部15相当于本发明的相对电极的一个例 子。此外，在电路基板14上配置绝缘性树脂片材19的工序相当于本发明的绝缘性树脂配 置步骤的一个例子。
图2表示配置在电路基板14上的绝缘性树脂片材19的结构例的立体图。
配置在电路基板14上的绝缘性树脂片材19是由固化温度不同的两种绝缘性树脂 构成的混合树脂，如图2所示，固化温度较高的绝缘性树脂16和固化温度低于绝缘性树脂 16的绝缘性树脂17呈条纹状配置。
可以使用陶瓷多层基板、挠性印刷电路板(FPC)、环氧层压玻璃布板(环氧玻璃基 板)、聚酰亚胺树脂层压玻璃布板、环氧芳酰胺无纺布基板(例如，作为松下电器产业株式 会社制造的全层内部导通孔“ALIVH”(注册商标)销售的树脂多层基板)等作为电路基板 14。
其中，固化温度较高的绝缘性树脂16相当于本发明的第二绝缘性树脂的一个例 子，固化温度小于绝缘性树脂16的绝缘性树脂17相当于本发明的第一绝缘性树脂的一个 例子。
此外，该电路基板14上的电极部15使用在Cu上镀M并在表面薄镀Au的材质为 例，但也可以是与上述IC芯片11的电极部12所列举的材质相同的材质。另外，电极部15 可以与IC芯片11的电极部12材质相同，也可以不同。
另外，可以使用例如混合了无机填料的固体或半固体的绝缘性树脂层的片材，作 为图2所示的由绝缘性树脂16及绝缘性树脂17构成的混合绝缘性树脂(绝缘性树脂片材 19)。该混合绝缘性树脂通过例如60 120°C (温度越低越好)下被加热的粘贴工具等，在 例如5 lOkgf/cm2程度的压力下，被粘贴到形成有电极部15的电路基板14上。
这里，作为绝缘性树脂16、17，最好使用将球状或粉碎的二氧化硅、氧化铝等的陶 瓷等无机类填料分散到绝缘性树脂中进行混合、再利用刮刀法等将其平坦化并使溶剂成分 气化的固化后的材料，并且最好具有能承受作为后续工序的回流工序中的高温程度的耐热 性(例如，240°C下可承受10秒程度的耐热性)。
例如，使用绝缘性热固化性树脂(包括例如环氧树脂、尿烷树脂、丙烯酸树脂、聚 酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、双马来酰亚胺、酚醛树脂、聚酯树脂、硅树脂、和氧杂环丁烷树脂 等各种树脂)作为这些绝缘性树脂16、17。这些绝缘性硬热化性树脂可以单独使用，也可以 两种以上组合使用。在这些当中，特别以环氧树脂为优。环氧树脂中也可以使用从包括双 酚型环氧树脂、多官能环氧树脂、柔性环氧树脂、溴代环氧树脂、缩水甘油型环氧树脂、和高 分子型环氧树脂的组中选取的环氧树脂。其中，优选使用例如双酚A型环氧树脂、双酚F型 环氧树脂、双酚S型环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘系环氧树脂、苯酚酚醛型环氧树脂、和甲 酚醛环氧树脂等。另外，也可以使用上述环氧树脂变性后的环氧树脂。上述环氧树脂可以 单独使用，也可以两种以上组合使用。
此外，根据不同情况，也可以使用在绝缘性热固化性树脂中混合绝缘性可塑性树 脂(例如，聚苯硫醚(PPS)、聚碳酸酯、变性聚苯醚(PPO)等)后得到的树脂等。使用在绝缘 性热固化性树脂中混合了热可塑性树脂后得到的树脂的情况下，由于热固化性树脂起支配性作用，因此通过与只有热固化性树脂的情况一样地进行加热来固化。
这里，作为典型例子，就使用绝缘性热固化性树脂的情况继续进行以下的说明。
可以使用从包括硫醇化合物、变性胺类化合物、多官能酚类化合物、咪唑化合物、 和酸酐类化合物的组中选取的化合物作为上述与绝缘性热固化性树脂组合使用的固化剂。 上述化合物可以单独使用，也可以两种以上组合使用。
作为绝缘性树脂16和绝缘性树脂17，使用通过上述绝缘性热固化性树脂和固化 剂的组合使固化温度存在差异的材料，并进行选择，使绝缘性树脂17的固化温度低于绝缘 性树脂16。例如，如果用差示扫描量热法(DSC)所测得的绝缘性树脂16的固化反应峰值温 度是约170°C，则可以举出绝缘性树脂17的固化反应峰值温度是约120°C等的组合。
此外，从温度控制和工序上的温度分布等观点来看，最好使绝缘性树脂16与绝缘 性树脂17的固化温度之差至少在30°C以上。更好的是40°C以上的温度差。该固化温度之 差小于30°C的情况下，温度很难控制，在使绝缘性树脂17固化时绝缘性树脂16也开始固 化。
另外，固化温度较低的绝缘性树脂17的固化反应峰值温度必须在将其向电路基 板14进行粘贴时的温度以上。这些固化温度可以从绝缘性树脂16的固化反应峰值温度约 110 200°C、绝缘性树脂17的固化反应峰值温度约80 160°C之中进行选择，但是最好 绝缘性树脂16的固化反应峰值温度为约130 180°C、绝缘性树脂17的固化反应峰值温 度为约80 130°C。考虑到这两种固化反应峰值温度尽量不接近为好、以及一般的使用条 件，最好使用具有这样的固化反应峰值温度的绝缘性树脂。
而且，如果绝缘性树脂17的玻化温度(Tg)在使绝缘性树脂16固化的温度以下， 由于可以进一步减小用于压缩绝缘性树脂17的压力，所以加压时不易妨碍绝缘性树脂16 的固化收缩，因此较为理想。
此外，在以下的说明中，将以120°C为绝缘性树脂17的固化反应峰值温度、以 170°C为绝缘性树脂16的固化反应峰值温度进行说明。
由固化温度不同的这两种绝缘性树脂16、17构成的绝缘性树脂片材19如图2所 示，各树脂层交替地呈条纹状配置。该配置可以在向电路基板14进行粘贴时如图2所示进 行配置，也可以预先制成如图2所示的片状。
接着，在将该绝缘性树脂片材19配置到电路基板14上时，如图1(a)和图1(b)所 示进行配置，至少使绝缘性树脂16进入到与电路基板14上的电极部15接触的区域中。
接着，电子元器件装载装置中，利用元器件保持构件前端的被加热了的接合工具 10，对上述之前的工序中在电极部12上形成了凸点13的IC芯片11进行吸附保持的同时， 将该IC芯片11对准上述之前的工序中准备好的电路基板14，以使IC芯片11上形成的凸 点13位于对应的电路基板14的电极部15上(参照图1 (a))，然后将IC芯片11按压安装 到电路基板14上(参照图1 (b))。该对位使用已知的位置辨识动作。
此时进行按压安装时的负荷，可以是凸点13的头部到达电路基板14的电极部15 程度的低负荷，也可以是凸点13的头部发生稍许变形程度的低负荷。与将绝缘性树脂16、 17粘贴到形成有电极部15的电路基板14上的情况相同，通过接合工具10也进行加热是为 了将绝缘性树脂16、17粘贴到IC芯片11的接合面上。
以上说明的到在电路基板14上对IC芯片11进行对位为止的工序相当于本发明的安装步骤的一个例子。此外，上述对位时所加的低负荷相当于本发明的预先加压的一个 例子。此时所加的负荷与后述的接合时所加的加压不同。
此外，上述为了将绝缘性树脂16、17粘贴到IC芯片11上而进行的加热相当于本 发明的预先加热的一个例子。此时的加热与后述的第一绝缘性树脂固化步骤和第二绝缘性 树脂固化步骤中用于使绝缘性树脂17和16固化的加热不同。
接着，利用加热加压工具18从IC芯片11的上面进行加热加压，以使IC芯片11 与电路基板14间的绝缘性树脂16、17凝固。
这里，在进行加热之前，为了通过先使IC芯片11与电路基板14之间的绝缘性 树脂17凝固来维持安装工序中的对位精度，以高于绝缘性树脂17的固化反应峰值温度 120°C、且低于绝缘性树脂16的固化反应峰值温度170°C的温度，例如150°C加热几秒 20 秒左右，使绝缘性树脂17固化。
此时，为了使绝缘性树脂17固化而以例如150°C进行加热的上述工序，相当于本 发明的第一绝缘性树脂固化步骤的一个例子。
此后，为了使IC芯片11的电极部12与电路基板14的电极部15通过凸点13电 连接，利用加热加压工具18从IC芯片11的上面进行加热加压，在该加热加压的时候绝缘 性树脂16被固化。
此时的加热温度设为高于绝缘性树脂16的固化反应峰值温度170°C的温度，例如 210°C。
为了降低IC芯片11的电极部12与电路基板14的电极部15之间隔着凸点13产 生的接触电阻，此时的加压必须高于上述安装工序中的负荷。此时，一边使凸点13的头部 在电路基板14的电极部15上变形，一边对其进行按压。虽然通过IC芯片11施加到凸点 13侧的负荷随着凸点13外径的不同而不同，但是必须施加使凸点13的头部变形程度的负 荷。该负荷最低为20 (gf/—个凸点)较为理想。此时通过IC芯片11施加到凸点13侧的 负荷以不使IC芯片11、凸点13、及电路基板14等发生损伤的程度为上限。
此外，高于上述所进行的安装工序中的负荷的加压相当于本发明正式加压的一个 例子，并且在安装步骤之后，用于接合IC芯片11和电路基板14的进行上述加压的工序相 当于本发明正式加压步骤的一个例子。另外，此时，为了使绝缘性树脂16固化而以例如 210°C进行加热的工序，相当于本发明的第二绝缘性树脂固化步骤的一个例子。
此外，如上所述加热到150°C后到开始210°C的加热为止的期间相当于本发明加 热到第一固化温度后的规定期间的一个例子。该规定期间可以是几秒这样的较短期间，也 可以是几天这样的较长期间。该规定期间中，可以维持例如150°C这样的第一固化温度，也 可以是一度降低到低于第一固化温度的温度的状态。
此外，由于IC芯片11与电路基板14之间的绝缘性树脂17固化的定时在接合工 序中的加压之前即可，因此也可以用安装工序中的加热使其固化。
即，虽然上述说明中，在利用接合工具10将IC芯片11安装到电路基板14上时， 以能够将绝缘性树脂16和绝缘性树脂17粘贴到IC芯片11上的程度的温度进行了加热， 但此时也可以使以接合工具10进行加热时的温度为高于绝缘性树脂17的固化反应峰值温 度120°C的温度、例如150°C，在安装工序中使绝缘性树脂17固化。
即，本发明的第一绝缘性树脂固化步骤可以在本发明的安装步骤以后实施，也可以在本发明的安装步骤中实施。
另外，如上所述，在将绝缘性混合树脂配置到电路基板14上时，必须配置成至少 使绝缘性树脂16进入到与电极部15接触的区域中。这是因为，虽然在接合时进行加压时 凸点13与电极部15之间的电接合状态是必须的，但在进行配置使绝缘性树脂17进入到与 电极部15接触的区域中的情况下，在电接合状态不充分的高电阻状态下，接合时的加压前 凸点13与电极部15的接触部分周围的绝缘性树脂17已经被固定，因此加压时可能无法得 到低电阻的电接合状态。
本实施方式1的安装结构体的制造方法由于在接合工序的加压之前使固化温度 较低的绝缘性树脂17固化并固定，因此可以在安装工序中IC芯片11与电路基板14进行 了高精度对位的状态下进行加压，从而可以抑制凸点13偏离电极部15的位置。
此外，如上所述，对将电极部12上形成有凸点13的IC芯片11接合到电路基板14 上的结构进行了说明，但预先在电路基板侧形成凸点、将IC芯片接合到该电路基板上的结 构也可以采用本实施方式1的安装结构体的制造方法。
图3(a) (c)表示用于说明具有将IC芯片21接合到形成有凸点的电路基板M 上的结构的、本实施方式1的安装结构体的制造方法的剖面示意图。其中，与图1(a) (c) 相同的结构部分使用相同的符号。
图3(a) (c)分别表示对应于图2(a)和图2(b)的安装工序、以及图2 (c)的接合工序的工序。
如图3(a)所示，在电路基板M的表面形成有电路布线或电极部25，通过与以图 1的结构在电极部12上形成凸点13的方法相同的方法，在电极部25上形成凸点(凸起电 极⑵。
接着，在形成了凸点23的电路基板M上配置被切成了略大于IC芯片21大小的 尺寸的绝缘性树脂片材19。由于绝缘性树脂片材19是与图1所使用的片材相同的片材，因 此其结构如图2所示。
在将该绝缘性树脂片材19配置到电路基板24上时，如图3(a)和图3(b)所示进 行配置，至少使固化温度较高的绝缘性树脂16进入到电路基板M上形成有凸点23的区域中。
接着，在电子元器件装载装置中，利用元器件保持构件前端的被加热了的接合工 具10，对IC芯片21进行吸附保持的同时，进行对位，使IC芯片21上形成的电极部22处于 电路基板M上形成的凸点23所对应的位置(参照图3 (a))，然后将IC芯片21按压安装到 电路基板对上(参照图3(b))。该对位使用已知的位置辨识动作。此时，也通过接合工具 10进行加热是为了将绝缘性树脂片材19粘贴到IC芯片21的接合面上。
此外，在如图3所示的结构中，IC芯片21上形成的电极部22相当于本发明的相 对电极的一个例子。
接着，利用加热加压工具18从IC芯片21的上面进行加热加压，以使IC芯片21 与电路基板M间的绝缘性树脂16、17凝固。
这里，在进行正式加热之前，为了通过先使IC芯片21与电路基板M之间的绝缘 性树脂17凝固来维持安装工序中的对位精度，以高于绝缘性树脂17的固化反应峰值温度 120°C、且低于绝缘性树脂16的固化反应峰值温度170°C的温度，例如以150°C加热几秒 20秒左右，使绝缘性树脂17固化。
此后，为了使IC芯片21的电极部22与电路基板M的电极部25通过凸点23电 连接，利用加热加压工具18从IC芯片21的上面进行加热加压，在该加热加压的时候绝缘 性树脂16被固化。
此时的加热温度设为高于绝缘性树脂16的固化反应峰值温度170°C的温度，例如 210°C。
此外，由于IC芯片21与电路基板M之间的绝缘性树脂17固化的定时在接合工 序中的加压之前即可，因此也可以用安装工序中的加热使其固化。
在具有如图3(a) (c)所示结构的安装结构体中，也可以通过利用本实施方式1 的制造方法来抑制安装工程中凸点23与电极部22的位置偏移。
(实施方式2)
接着，就本发明的实施方式2所涉及的安装结构体的制造方法及通过该制造方法 所制造的安装结构体的结构进行说明。
图4(a)表示利用本实施方式2的制造方法所制造的安装结构体的的剖面示意图。 与图1(a) (c)相同的结构部分使用相同的符号。
本实施方式2的安装结构体的制造方法虽然与用图1说明的实施方式1的制造方 法相同，但夹在IC芯片11与电路基板14之间用于进行密封的绝缘性树脂的结构与实施方 式1的情况不同。
本实施方式2中使用的绝缘性树脂虽然与实施方式1的情况相同，使用由固化温 度不同的两种绝缘性树脂构成的混合树脂，但这两种绝缘性树脂的混合树脂内的配置和树 脂量与实施方式1的情况不同。
图4(b)表示配置在电路基板14上的本实施方式2的绝缘性树脂片材四的结构 例的立体图。
配置在电路基板14上的本实施方式2的绝缘性树脂片材四是由固化温度不同的 两种绝缘性树脂构成的混合树脂，如图4(b)所示，固化温度较高的片状绝缘性树脂沈内， 配置有多个固化温度低于绝缘性树脂26的绝缘性树脂27的区域。
本实施方式2的绝缘性树脂片材四，例如，可以通过在片状的绝缘性树脂沈的需 要的地方开贯穿的孔、并向该孔内填充绝缘性树脂27来制成。
为了能在绝缘性树脂沈内需要的地方对绝缘性树脂27进行选择配置，希望在IC 芯片11上形成的凸点13存在于IC芯片11的整个面上的情况下使用。
将图4(b)所示的本实施方式2的绝缘性树脂片材四与图2所示的实施方式1的 绝缘性树脂片材19进行比较后可知，本实施方式2的、固化温度较高的绝缘性树脂沈中固 化温度较低的绝缘性树脂27所占的量较少。
因此，与实施方式1的情况相比，用来保持IC芯片11上形成的凸点13与电路基 板14的电极部15不发生偏移的力变小了，但可以相应地减小在接合工序中加压时所需的负荷量。
(实施方式3)
接着，就本发明的实施方式3所涉及的安装结构体的制造方法及通过该制造方法 所制造的安装结构体的结构进行说明。
图5(a)表示利用本实施方式3的制造方法所制造的安装结构体的的剖面示意图。 与图1(a) (c)相同的结构部分使用相同的符号。
本实施方式3的安装结构体的制造方法虽然与用图1说明的实施方式1的制造方 法相同，但夹在IC芯片11与电路基板14之间用于密封的绝缘性树脂的结构与实施方式1 的情况不同。
本实施方式3中使用的绝缘性树脂虽然与实施方式1的情况相同，使用由固化温 度不同的两种绝缘性树脂构成的混合树脂，但这两种绝缘性树脂的混合树脂内的配置和树 脂量与实施方式1及实施方式2的情况不同。
图5(b)表示配置在电路基板14上的本实施方式3的绝缘性树脂片材39的结构 例的立体图。
配置在电路基板14上的本实施方式3的绝缘性树脂片材39是由固化温度不同的 两种绝缘性树脂构成的混合树脂，如图5(b)所示，在固化温度较高的片状绝缘性树脂36的 内部，分散地配置有多个固化温度低于绝缘性树脂36的绝缘性树脂37。
本实施方式3的绝缘性树脂片材39，例如，可以通过在固化温度较高的薄片状绝 缘性树脂36上从其上方涂布少量固化温度较低的绝缘性树脂37、再在其上重叠薄片状的 绝缘性树脂36等来制成。
此外，本实施方式3的绝缘性树脂片材39相当于本发明的、被配置成使第二绝缘 性树脂包围第一绝缘性树脂周围的两种绝缘性树脂的一个例子。
将图5(b)所示的本实施方式3的绝缘性树脂片材39与图4(b)所示的实施方式 2的绝缘性树脂片材四进行比较后可知，本实施方式3的、固化温度较高的绝缘性树脂36 中固化温度较低的绝缘性树脂37所占的量较少。
因此，与实施方式2的情况相比，用来保持IC芯片11上形成的凸点13与电路基 板14的电极部15不发生偏移的力相对变小了，但可以相应地减小在接合工序中加压时所需的负荷量。
接着，就本发明的效果，用具体例子在下面进行说明。
实施例
作为本发明的电子元器件的一个例子，使用厚度150μπι、在IOmm Si的四边上每 边各有120个Al焊盘电极(尺寸为70Χ70μπι)的IC芯片。该IC芯片的电极中，在各边 间隔Imm的电极上用φ25μηι的Au线制成了电极接合部的直径50 μ m、高度65 μ m(越往前 端直径越小、前端为尖端)的凸点。由此，IC芯片的各边上形成了 10个凸点。
图6(a)中表示该IC芯片的仰视图。
图6(a)中所示的黑点表示凸点的位置。凸点像这样每边10个地配置在IC芯片 的四边。
电路基板使用了 ALIVH基板中厚度340 μ m的基板，并在上述IC芯片的各电极所 对应的部位，以40 μ m的尺寸设有在Cu的基底上镀Ni和薄镀Au而形成的电极。此外，电 路基板的电极中心与IC芯片的电极中心设置成一致。
使用了将50重量％的环氧树脂以及总共50重量％的在低温下反应的咪唑固化剂 和粒子直径1 10 μ m的二氧化硅(SiO2)混合后的材料，作为具有较低固化温度的绝缘性 树脂。此外，使用了将50重量％的环氧树脂以及总共50重量％的在高于上述温度的温度下反应的咪唑固化剂和粒子直径1 IOym的二氧化硅(SiO2)混合后的材料，作为具有较 高固化温度的绝缘性树脂。各固化反应峰值温度通过差示扫描量热法(DSC)的测定，分别 为约120°C和约170°C。
此外，环氧树脂使用了双酚A型环氧树脂+多官能的环氧树脂(日本环氧树脂株 式会社(JER)制的EPIK0TE^8)。使用了以2，4-二氨基-6-〔2-甲基咪唑-(1)，〕-乙 基-S-三嗪三聚异氰酸加合物为主要成分的咪唑固化物(四国化成株式会社制2MA0K)作 为120°C下固化的固化剂。使用了以2-苯基-5，5- 二羟甲基咪唑为主要成分的咪唑固化物 (四国化成株式会社制2PHZ)作为170°C下固化的固化剂。使用了日本AER0SIL有限公司 制的材料作为无机填充材料Si02。作为其他成分，微量混入了有机硅烷偶联剂。
使用如下所示的比较例、实施例1 3的四种绝缘性树脂，并利用安装机和加热压 接机制成了试料(安装结构体)。另外对于使用实施例1 3的绝缘性树脂的情况，用除已 有工艺外的其他三种不同工艺制成了各种试料。此外，为了展示出各种效果的不同，在使用 了加热压接机的工序中，使之相对于水平面倾斜0. 1°地使用了加热加压工具。
首先，就本次所用的各工序进行说明。
另外，以下说明的所谓“已有工艺”是为了制造安装结构体所使用的已有制造工艺 的一个例子，所谓“工艺1”、“工艺2”、及“工艺3”分别相当于本发明的制造方法的一个例子。
在已有工艺中，通过30°C的接合工具施加了 ION的负荷，并用安装机将IC芯片安 装到了电路基板上。接着，通过210°C的加热加压工具施加了 50N的负荷，并用加热压接机 进行加热加压从而制成了试料。
在工艺1中，通过150°C的接合工具施加了 ION的负荷，并用安装机将IC芯片安装 到了电路基板上。接着，通过210°C的加热加压工具施加了 50N的负荷，并用加热压接机进 行加热加压从而制成了试料。
在工艺2中，通过30°C的接合工具施加了 ION的负荷，并用安装机将IC芯片安装 到了电路基板上。接着，用加热压接机，在通过210°C的加热加压工具，到低温下固化的绝缘 性树脂凝固的时刻为止，在不加压的状态下进行了加热后，施加了 50N的负荷，使高温下固 化的绝缘性树脂凝固从而制成了试料。
在工艺3中，通过30°C的接合工具施加了 ION的负荷，并用安装机将IC芯片安装 到了电路基板上。接着，用加热压接机，在通过150°C的加热加压工具施加了 50N的负荷，到 低温下固化的绝缘性树脂凝固的时刻为止进行加热，并且加压至接合后的安装结构体的厚 度为止。再接着，在不加压的状态下，到高温下固化的绝缘性树脂凝固为止进行210°C的加 热从而制成了试料。
图7表示上述各工艺的安装步骤及加热加压步骤的处理内容。
另外，上述各工艺中“30°C”的加热相当于本发明的预先加压的一个例子，“10N”的 负荷相当于本发明的预先加压的一个例子。此外，上述的各工艺中“50N”的负荷相当于本 发明的正式加压步骤中正式加压的一个例子。
此外，已有工艺及工艺2中“210°C”的加热相当于本发明的“经过第一固化温度到 达第二固化温度为止的温度上升是连续的”的一个例子，也相当于“安装步骤后，正式加压 前的加热导致温度上升与第二绝缘性树脂固化步骤中的加热所导致的温度上升是连续的”的一个例子。
此外，工艺1中“安装时通过150°C的接合工具加热后，在加热加压步骤中通过 210°C的加热加压工具进行加热”时的温度变化相当于本发明的“安装步骤的预先加压中的 加热导致温度上升与第二绝缘性树脂固化步骤中的加热中的温度上升是不连续的”的一个 例子。
使用下述比较例、及实施例1 3所示的绝缘性树脂作为夹在IC芯片与电路基板 间进行密封的绝缘性树脂，通过已有工艺、及工艺1 3制成了试料。
(比较例)
使用了固化反应峰值温度170°C的绝缘性树脂作为绝缘性树脂，制成了试料。是图 8(c)所示的已有的绝缘性树脂106的一个例子。
(实施例1)
作为绝缘性树脂，以50 μ m为厚度，分别准备了宽0. 5mm、长Ilmm的固化反应峰值 温度120°C的绝缘性树脂和固化反应峰值温度170°C的绝缘性树脂，使用将这两种绝缘性 树脂如图2所示呈条纹状配置的绝缘性树脂片材，制成了试料。
具体而言，在这里，使用了由12条固化反应峰值温度120°C的绝缘性树脂与11条 固化反应温度170°C的绝缘性树脂呈条纹状地相互交替配置而成的绝缘性树脂片材。
(实施例2)
作为绝缘性树脂，以Ilmm尺寸在厚50 μ m的固化反应峰值温度170°C的绝缘性树 脂上开36个(6个X6列)cplmm的孔，向这些孔中填充液态的固化反应峰值温度120°C的 绝缘性树脂，制成如图4(b)所示的绝缘性树脂片材，使用该绝缘性树脂片材，制成了试料。
(实施例3)
作为绝缘性树脂，以Ilmm尺寸在厚25 μ m的固化反应峰值温度170°C的绝缘性树 脂上，涂布约Imm3量的液态的固化反应峰值温度120°C的绝缘性树脂，从其上方以Ilmm尺 寸重叠厚25 μ m的固化反应峰值温度170°C的绝缘性树脂，制成如图5 (b)所示的绝缘性树 脂片材，利用该绝缘性树脂片材制成了试料。
在实施例1 实施例3的各绝缘性树脂片材中，绝缘性树脂片材中固化温度较低 的绝缘性树脂量的比例分别为约48%、约23%、和约14%，实施例1中比例最高，实施例3 中比例最低。
制成后的试料(安装结构体)中的偏移量的评价，是通过X射线透射装置观察制 成后的试料的接合部，从而对凸点中心偏离电路基板的电极中心部的偏移量进行了测定。
使用比较例、和实施例1 3的各绝缘性树脂，通过已有工艺制成了试料。其结果 如表1所示。
表权利要求
1.一种安装结构体的制造方法，其特征在于，包括绝缘性树脂配置步骤，该绝缘性树脂配置步骤在电路基板上形成在第一固化温度下固 化的第一绝缘性树脂、和在高于所述第一固化温度的第二固化温度下固化的第二绝缘性树 脂这两种绝缘性树脂；安装步骤，该安装步骤包括从所述两种绝缘性树脂的上面对电子元器件进行对位的、 至少使所述凸点与所述相对电极接触程度的预先加压，从而使所述电子元器件或所述电路 基板上形成的凸点与所述电路基板或所述电子元器件的相对电极相对；以及正式加压步骤，该正式加压步骤在所述安装步骤后，进行正式加压从而对所述电子元 器件和所述电路基板进行接合，并且至少包括第一绝缘性树脂固化步骤，该第一绝缘性树脂固化步骤在所述正式加压前或所述正式 加压中对所述第一绝缘性树脂进行加热，使其达到所述第一固化温度；以及第二绝缘性树脂固化步骤，该第二绝缘性树脂固化步骤在所述第一绝缘性树脂固化 后，在所述正式加压中或所述正式加压后对所述第二绝缘性树脂进行加热，使其达到所述第二固化温度。
2.如权利要求1所述的安装结构体的制造方法，其特征在于，所述第一绝缘性树脂固化步骤的在所述正式加压前的加热，是指所述安装步骤的在所 述预先加压中的加热，或者是指所述安装步骤后、所述正式加压步骤前的加热。
3.如权利要求2所述的安装结构体的制造方法，其特征在于，所述安装步骤的在所述预先加压中的加热导致的温度上升，或所述安装步骤后、所述 正式加压步骤前的加热导致的温度上升，与所述第二绝缘性树脂固化步骤中的加热所导致 的温度上升是连续的。
4.如权利要求2所述的安装结构体的制造方法，其特征在于，所述安装步骤的在所述预先加压中的加热导致的温度上升，或所述安装步骤后、所述 正式加压步骤前的加热导致的温度上升，与所述第二绝缘性树脂固化步骤中的加热所导致 的温度上升是不连续的。
5.如权利要求1所述的安装结构体的制造方法，其特征在于，经过所述第一固化温度达到所述第二固化温度为止的温度上升是连续的。
6.如权利要求1所述的安装结构体的制造方法，其特征在于， 在加热到所述第一固化温度后，在规定期间后，加热到所述第二固化温度。
7.如权利要求1所述的安装结构体的制造方法，其特征在于，所述安装步骤中，以低于所述第一固化温度的温度进行预先加热。
8.如权利要求1 7中任一项所述的安装结构体的制造方法，其特征在于，所述凸点的个数较多的安装结构体的情况下进行所述正式加压所施加的压力，小于所 述凸点的个数较少的安装结构体的情况下进行所述正式加压所施加的压力。
9.如权利要求1 8中任一项所述的安装结构体的制造方法，其特征在于，在所述绝缘性树脂配置步骤中对所述两种绝缘性树脂进行配置，使所述电路基板的所 述凸点或所述相对电极配置在所述第二绝缘性树脂的区域中。
10.如权利要求9所述的安装结构体的制造方法，其特征在于，所述两种绝缘性树脂形成为所述第一绝缘性树脂的区域与所述第二绝缘性树脂的区 域呈条纹状配置。
11.如权利要求1 8中任一项所述的安装结构体的制造方法，其特征在于，所述两种绝缘性树脂被配置成所述第二绝缘性树脂包围所述第一绝缘性树脂的周围。
12.如权利要求1 11中任一项所述的安装结构体的制造方法，其特征在于， 所述第一绝缘性树脂与所述第二绝缘性树脂的固化温度之差在30°C以上。
13.一种安装结构体，包括电子元器件、电路基板、以及夹在所述电子元器件与所述电 路元器件之间进行密封的绝缘性树脂，其特征在于，所述电子元器件或所述电路基板上形成有凸点，所述凸点与相对的、所述电路基板或 所述电子元器件的相对电极连接，所述绝缘性树脂是将固化温度不同的两种绝缘性树脂配置在多个区域中，所述凸点被 配置在所述两种绝缘性树脂中固化温度较高的绝缘性树脂的区域中。
全文摘要
在制造安装结构体时，即使在安装工序中高精度地进行对位来将电子元器件安装到电路基板上，在之后的接合工序中的加压过程中，对位后的凸点与电路基板的电极也会发生偏移。本发明提供一种安装结构体的制造方法、以及安装结构体，该安装结构体的制造方法包括绝缘性树脂配置步骤，该绝缘性树脂配置步骤在电路基板(14)上形成在第一固化温度下固化的第一绝缘性树脂(17)、和在高于第一固化温度的第二固化温度下固化的第二绝缘性树脂(16)这两种绝缘性树脂(19)；安装步骤，该安装步骤进行对位，使电子元器件(11)上形成的凸点(13)与电路基板的相对电极(15)相对；以及正式加压步骤，该正式加压步骤在安装步骤之后进行正式加压来接合电子元器件和电路基板。另外，还包括第一固化步骤，该第一固化步骤在正式加压前或正式加压中进行加热以达到第一固化温度；以及第二固化步骤，该第二固化步骤在第一绝缘性树脂固化后，在正式加压中或正式加压后，进行加热以达到第二固化温度。
文档编号H01L21/56GK102037549SQ20098011878
公开日2011年4月27日 申请日期2009年3月23日 优先权日2008年5月23日
发明者户村善广, 樋口贵之, 熊泽谦太郎, 登一博 申请人:松下电器产业株式会社