JP4133511B2

JP4133511B2 - Manufacturing method of electronic device

Info

Publication number: JP4133511B2
Application number: JP2003090645A
Authority: JP
Inventors: 浩之高橋
Original assignee: Nippon Steel Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2023-03-28
Also published as: JP2004297001A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板と、この基板上に実装された電子部品とを備えた電子装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、パターン化された導体層を有する基板に対する半導体部品等の電子部品の実装は、以下のようにして行われる。すなわち、電子部品の電極と基板の導体層とが電気的に接続され、且つ電子部品の電極と基板の導体層との電気的接続部分が封止される。電気的接続部分の封止は、電気的接続部分を湿気や酸素等から保護するために行われる。
【０００３】
電子部品の電極と基板の導体層とを電気的に接続する方法の一つに、フリップチップ接続という方法がある。フリップチップ接続を行う場合には、電子部品には、バンプと呼ばれる突起状の電極が形成される。フリップチップ接続では、電子部品は、電子部品のバンプを有する面が基板に向くように配置され、バンプと基板の導体層とが直接あるいは導電性物質を介して電気的に接続される。このフリップチップ接続では、他の接続方法に比べて、電子部品の実装密度の向上と、電子部品の電極と基板の導体層との電気的接続部分の電気的特性の向上が期待できる。なお、電気的接続部分の電気的特性の向上とは、具体的には、電気的接続部分の抵抗値やインダクタンスやキャパシタンスの低減である。
【０００４】
従来のフリップチップ接続には、例えば、非特許文献１に記載されるように、いくつかの接続方法がある。以下、そのうちの代表的な４つの接続方法について説明する。
【０００５】
第１の接続方法は、導電性ペーストを用いる方法である。この第１の接続方法では、まず、導電性ペーストをバンプに付け、次に、バンプと基板の導体層との位置合わせを行って電子部品を基板に搭載することによって、バンプと導体層とを直接あるいは導電性ペーストを介して電気的に接続する。第１の接続方法では、次に、電子部品と基板との間に封止樹脂を充填し、最後に、封止樹脂を加熱して、これを硬化させることによって封止を行う。
【０００６】
第２の接続方法は、異方性導電フィルムを用いる方法である。異方性導電フィルムは、熱硬化性樹脂中に導電性粒子が分散された材料よりなるフィルムである。この第２の接続方法では、まず、バンプと基板の導体層との間に異方性導電フィルムを介在させ、次に、電子部品を加熱、加圧して、バンプと導体層とを導電性粒子を介して電気的に接続すると共に、熱硬化性樹脂を硬化させて封止を行う。
【０００７】
第３の接続方法は、はんだを用いる方法である。この第３の接続方法では、バンプと基板の導体層とを接続した後に電子部品と基板との間に封止樹脂を充填する第１の場合と、バンプと基板の導体層とを接続する前に電子部品と基板との間に封止樹脂を介在させる第２の場合とがある。第１の場合では、まず、はんだペーストを導体層に付け、次に、バンプと導体層との位置合わせを行って電子部品を基板に搭載する。第１の場合では、次に、はんだを加熱して溶融させた後、固化させることによって、バンプと導体層とをはんだを介して電気的に接続し、次に、電子部品と基板との間に封止樹脂を充填し、最後に、封止樹脂を加熱して、これを硬化させることによって封止を行う。第２の場合では、まず、はんだペーストを導体層に付け、次に、封止樹脂を基板の上に塗布し、次に、バンプと導体層との位置合わせを行って電子部品を基板に搭載する。第２の場合では、次に、はんだを加熱して溶融させた後、固化させることによって、バンプと導体層とをはんだを介して電気的に接続すると共に、封止樹脂を硬化させることによって封止を行う。
【０００８】
第４の接続方法は、熱や荷重を用いて、バンプと基板の導体層とを直接接続する方法である。この第４の接続方法を用いる場合には、例えば、バンプの材料には金が用いられ、導体層には金によって形成されたもの、あるいは金めっきが施されたものが用いられる。第４の接続方法では、バンプと導体層とを接続した後に電子部品と基板との間に封止樹脂を充填する第１の場合と、バンプと導体層とを接続する前に電子部品と基板との間に封止樹脂を介在させる第２の場合とがある。第１の場合では、まず、バンプと導体層とを直接接続し、次に、電子部品と基板との間に封止樹脂を充填し、最後に、封止樹脂を硬化させることによって封止を行う。第２の場合では、まず、電子部品と基板との間に封止樹脂を介在させ、次に、バンプと導体層との位置合わせを行って電子部品を基板に搭載し、次に、バンプと導体層とを荷重によって直接接続し、最後に、封止樹脂を硬化させることによって封止を行う。
【０００９】
なお、特許文献１には、フレキシブルプリント配線板の材料として利用可能な積層体として、液晶ポリマーよりなるフィルムと金属箔とが重ね合わされて構成された積層体が記載されている。
【００１０】
【非特許文献１】
小林，「フリップチップボンディング技術」，月刊セミコンダクターワールド１９９８．９，プレスジャーナル，１９９８年８月，ｐ．１５３−１５９
【特許文献１】
特開平５−４２６０３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
フリップチップ接続における第１の接続方法では、工程数が多いため、電子部品の実装に多くの時間を要するという問題点がある。また、第１の接続方法では、導電性ペーストが流動性を有し、広がりやすいため、電極や導体層の狭ピッチ化に対応することが困難であるという問題点がある。
【００１２】
フリップチップ接続における第２の接続方法では、異方性導電フィルム中の導電性粒子の大きさおよび密度や、電子部品を加圧する際の荷重の大きさ等によって、バンプと導体層との電気的な接続状態が変化する。例えば、異方性導電フィルム中の導電性粒子の密度が小さ過ぎると、バンプと導体層との間で導通不良が発生する。また、異方性導電フィルム中の導電性粒子の密度が大き過ぎると、近接した電極間で電流のリークが発生する可能性がある。そのため、第２の接続方法では、バンプと導体層との電気的な接続の信頼性が劣るという問題点がある。
【００１３】
フリップチップ接続における第３の接続方法では、はんだペーストが流動性を有し、広がりやすいため、電極や導体層の狭ピッチ化に対応することが困難であるという問題点がある。また、第３の接続方法において、バンプと導体層とを接続する前に電子部品と基板との間に封止樹脂を介在させる場合には、封止樹脂中にフラックスが残留し、このフラックスによってバンプや導体層が腐食するという問題点がある。
【００１４】
フリップチップ接続における第４の接続方法では、バンプと導体層とを接続するために大きな荷重が必要になると共に、バンプと導体層との接続部分の信頼性を高めるのが難しいという問題点がある。
【００１５】
このように、従来のフリップチップ接続を用いた電子部品の実装方法では、バンプと導体層との接続部分の電気的特性および信頼性を良好にし、電極や導体層の狭ピッチ化に対応し、且つ短時間で電子部品を基板に実装することが困難であった。
【００１６】
そこで、本出願人は、フリップチップ接続を用いた電子部品の実装方法として、基板の導体層と電子部品のバンプとの接続と、熱硬化性樹脂による封止とを、ほぼ同時に行う実装方法を提案している。この実装方法では、基板と電子部品との間に、硬化前の熱硬化性樹脂を介在させた状態で、基板の導体層と電子部品のバンプとを接触させ、これらを加熱、加圧することによって、基板の導体層とバンプとを電気的に接続すると共に熱硬化性樹脂を硬化させる。この方法によれば、バンプと基板の導体層との接続部分の電気的特性および信頼性を良好にでき、電極や導体層の狭ピッチ化に対応でき、且つ短時間で電子部品を基板に実装することができる。
【００１７】
ところで、従来、基板、特に配線基板において、導体層を支持する支持層の材料としては、ポリイミド樹脂や、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させた材料（以下、ガラスエポキシと言う。）が多く用いられていた。本出願人が提案している実装方法を用いて、支持層がポリイミド樹脂やガラスエポキシよりなる基板上に電子部品を実装する場合には、以下のような不具合があることが分かった。
【００１８】
まず、ポリイミド樹脂やガラスエポキシは、比較的大きい吸湿性を有している。従って、これらの材料よりなる支持層は、電子部品の実装前において水分を含んでいる。そのため、電子部品の実装工程中において、基板に熱が加えられると、支持層に含まれていた水分が蒸散し、硬化前の熱硬化性樹脂中に気泡が混入する場合がある。その結果、硬化後の熱硬化性樹脂、すなわち封止用の樹脂にボイドという欠陥が発生する場合がある。
【００１９】
また、上述のような水分の蒸散は熱量を消費する。そのため、熱硬化性樹脂の温度上昇が抑えられ、樹脂の硬化が遅れ、その結果、樹脂の硬化率が低下する場合がある。この場合も、封止用の樹脂の硬化率が低下した場合も、封止用の樹脂に欠陥があると言える。
【００２０】
また、上述のような水分の蒸散に伴い、硬化前の熱硬化性樹脂中に水分子が拡散する。そのため、熱硬化性樹脂の硬化反応が阻害され、その結果、樹脂の硬化率が低下する場合がある。
【００２１】
また、ポリイミド樹脂やガラスエポキシよりなる支持層の熱伝導率は、セラミック等の無機材料よりなる支持層の熱伝導率に比べて小さい。そのため、電子部品の実装工程中において、電子部品を加熱することによって熱硬化性樹脂を加熱した場合には、熱硬化性樹脂のうち、電子部品から離れた位置に配置された部分には硬化するのに充分な熱が伝わらず、この部分の硬化率が低下する場合がある。
【００２２】
一方、セラミック等の無機材料よりなる支持層を有する基板に、本出願人が提案している実装方法によって電子部品を実装する場合には、支持層の熱伝導率が大き過ぎるために、次のような不具合がある。すなわち、同一の基板上に複数の電子部品を実装する場合、予め基板上の複数箇所に熱硬化性樹脂を配置しておき、その後、一箇所毎に順に電子部品の実装を行うことが考えられる。この場合、電子部品の実装を行っている箇所に加えられた熱が、支持層を介して他の箇所における熱硬化性樹脂に伝達され、その樹脂の硬化反応が始まってしまう場合がある。
【００２３】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板と、この基板上に実装された電子部品とを備えた電子装置の製造方法であって、電子部品の電極と基板の導体層との接続部分の電気的特性および信頼性を良好にでき、封止用の樹脂に欠陥が生じることを防止でき、且つ基板に対する電子部品の実装を短時間で行うことができるようにした電子装置の製造方法を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子装置の製造方法は、基板と、この基板上に実装された電子部品とを備え、基板は、絶縁性の支持層と、この支持層における少なくとも一方の面に隣接するように配置されたパターン化された導体層とを有し、電子部品は、導体層に接続される電極を有する電子装置を製造する方法である。
【００２５】
本発明の電子装置の製造方法は、
基板として、支持層が、導体層のうちの少なくとも電子部品の電極に接続される接続部に隣接するように配置された液晶ポリマー層を含む基板を用い、基板と電子部品との間に硬化前の絶縁性の熱硬化性樹脂を介在させて、電極が接続部と対向するように基板上に電子部品を配置する工程と、
接続部と電極とを接触させ、接続部と電極をそれらが互いに密着するように加圧すると共に熱硬化性樹脂を加熱することによって、接続部と電極とを接続すると共に熱硬化性樹脂を硬化させる工程とを備えている。
【００２６】
本発明の電子装置の製造方法において、熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂と潜在性硬化触媒を含有し、昇温速度を５℃／分としたレオメーターによる測定によって得られる粘度−温度曲線において、熱硬化性樹脂の粘度は、５０〜９０℃の温度範囲中の少なくとも１０℃の幅の温度範囲において１．０×１０Ｐａ・ｓ以下となり、８０〜１３０℃の温度範囲内で、温度の上昇と共に上昇し、且つ温度変化量が３０℃以下の範囲内で１．０×１０^２Ｐａ・ｓから１．０×１０^５Ｐａ・ｓに変化する挙動を示すものである。
【００２７】
本発明の電子装置の製造方法では、基板として、支持層が、導体層のうちの少なくとも電子部品の電極に接続される接続部に隣接するように配置された液晶ポリマー層を含むものが用いられる。そして、本発明では、基板と電子部品との間に硬化前の絶縁性の熱硬化性樹脂が介在されて、電極が接続部と対向するように基板上に電子部品が配置される。次に、接続部と電極とを接触させ、接続部と電極をそれらが互いに密着するように加圧すると共に熱硬化性樹脂を加熱することによって、接続部と電極とが接続されると共に熱硬化性樹脂が硬化する。硬化後の熱硬化性樹脂は、接続部と電極との接続部分を封止する。
【００２８】
本発明の電子装置の製造方法では、上記液晶ポリマー層の熱伝導率が０．３〜１Ｗ／ｍ℃の範囲内にある基板を用いることが有利である。また、本発明の電子装置の製造方法は、基板として、支持層の厚さが２５〜６０μｍの範囲内であるフレキシブル基板を用いる場合に適している。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１ないし図４は、本発明の第１の実施の形態に係る電子装置の製造方法における各工程を説明するため説明図である。本実施の形態に係る電子装置の製造方法は、基板と、この基板上に実装された電子部品とを備えた電子装置を製造する方法である。電子部品は、例えば半導体素子である。
【００３０】
始めに、図１を参照して、本実施の形態において用いられる基板について説明する。本実施の形態において用いられる基板は、絶縁性の支持層と、この支持層における少なくとも一方の面に隣接するように配置されたパターン化された導体層とを有する。本実施の形態は、基板として、支持層の厚さが２５〜６０μｍの範囲内であるフレキシブル基板を用いる場合に適している。本実施の形態では、特に、基板として、所定の配線パターンに従ってパターン化された導体層１２を有する配線基板１０を用いている。配線基板１０は、絶縁性の支持層１１と、この支持層１１における一方の面（図１における上側の面）１１ａに隣接するように配置された導体層１２とを有している。ここで、図１には示していないが、支持層１１の下側の面に配線パターン等の導体層を有していてもよい。本実施の形態における支持層１１は、全体が、液晶ポリマーによって形成された液晶ポリマー層になっている。導体層１２は、電子部品のバンプに接続される接続部１２ａを有している。
【００３１】
液晶ポリマー層を構成する液晶ポリマーとしては、例えばサーモトロピック液晶ポリエステルが用いられる。液晶ポリマー層の厚さは、２０〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、２５〜５０μｍの範囲内であることがより好ましい。
【００３２】
導体層１２は、金属箔によって形成されている。金属箔を構成する金属は銅であることが好ましい。導体層１２の厚さは、５〜２０μｍの範囲内であることが好ましく、７〜１５μｍの範囲内であることがより好ましい。
【００３３】
配線基板１０は、例えば、以下のようにして製造することができる。すなわち、まず、液晶ポリマーよりなるフィルムと金属箔とを熱圧着する。液晶ポリマーよりなるフィルムは、液晶ポリマー層、すなわち支持層１１となる。次に、金属箔をエッチングして、導体層１２を形成する。
【００３４】
本実施の形態に係る電子装置の製造方法では、図１に示したように、配線基板１０は、支持層１１の一方の面１１ａが上を向き、反対側の面１１ｂが支持台３０の上面に接するようにして、支持台３０の上に載置される。支持台３０は、温度調節可能なヒーターを内蔵している。次に、配線基板１０上において、電子部品が配置される領域に、硬化前の絶縁性の熱硬化性樹脂３２を配置する。熱硬化性樹脂３２の配置は、例えば、シリンジ３１を用いて塗布することによって行われる。なお、支持台３０の温度は、常温（室温）よりも高いが、熱硬化性樹脂３２が硬化しない程度の温度、例えば５０〜１００℃の温度になるように制御されている。これにより、配線基板１０は、支持台３０の上記の温度に近づくように加熱される。なお、支持台３０から配線基板１０へ熱は瞬時には伝わらず、また、本実施の形態における電子部品の実装工程は短時間で行われる。そのため、支持台３０と配線基板１０の温度は通常一致しない。従って、支持台３０の温度は、配線基板１０上の熱硬化性樹脂３２が流動性を保てる程度の温度であれば、熱硬化性樹脂３２の硬化温度よりも多少高く設定してもよい。
【００３５】
次に、図２で示したように、加熱・加圧ツール４０によって、配線基板１０に実装する電子部品２１を保持する。電子部品２１は、一方の面２１ａにおいて露出する複数のバンプ２２を有している。導体層１２の接続部１２ａとバンプ２２は、支持層１１の面１１ａと電子部品２１の面２１ａとが向き合ったときに互いに対向する位置に配置されている。バンプ２２は、例えば、金めっきバンプまたは金スタッドバンプである。バンプ２２は、本発明における電極に対応する。
【００３６】
図示しないが、加熱・加圧ツール４０は、電子部品２１に接する面４０ａにおいて、複数の吸引口を有している。加熱・加圧ツール４０の内部には、吸引口に続く吸引路が設けられている。吸引路は、吸引ポンプに接続されるようになっている。そして、加熱・加圧ツール４０は、吸引ポンプによって吸引路内の気体を吸引することによって、面４０ａに電子部品２１を吸着させて電子部品２１を保持できるようになっている。
【００３７】
また、加熱・加圧ツール４０は、温度調節可能なヒーターを内蔵している。更に、加熱・加圧ツール４０は、垂直および水平方向に移動可能で、且つ保持した電子部品２１に対して荷重を加えることができるようになっている。
【００３８】
電子部品２１は、面２１ａとは反対側の面２１ｂが加熱・加圧ツール４０の面４０ａに接するようにして加熱・加圧ツール４０によって保持されて、バンプ２２が接続部１２ａと対向するように配線基板１０の上に配置される。
【００３９】
次に、図３に示したように、加熱・加圧ツール４０を降下させ、配線基板１０と電子部品２１との間に熱硬化性樹脂３２を介在させた状態で、接続部１２ａとバンプ２２とを接触させる。加熱・加圧ツール４０を降下させる過程で、熱硬化性樹脂３２は広がり、配線基板１０と電子部品２１との間にくまなく充填される。このようにして、本実施の形態では、少なくとも接続部１２ａを覆うように配線基板１０と電子部品２１との間に熱硬化性樹脂３２が介在されて、バンプ２２が接続部１２ａと対向するように配線基板１０上に電子部品２１が配置される。
【００４０】
次に、加熱・加圧ツール４０によって電子部品２１を加熱することによって、接続部１２ａ、バンプ２２および熱硬化性樹脂３２を、それらが所定の温度になるように加熱する。同時に、加熱・加圧ツール４０によって電子部品２１に荷重を加えることによって、接続部１２ａおよびバンプ２２を、それらが互いに密着するように加圧する。加熱・加圧ツール４０の好ましい設定温度は、２００〜３２０℃の範囲内であり、より好ましくは２２０〜２８０℃の範囲内である。また、加圧の圧力は、４×１０^７〜１×１０^８Ｐａの範囲内であることが好ましく、５×１０^７〜８×１０⁷Ｐａの範囲内とすることがより好ましい。以下、この工程を、加熱・加圧工程と言う。
【００４１】
本実施の形態では、上記加熱・加圧工程において、接続部１２ａとバンプ２２とが熱圧着されることによって両者が接続されると共に、熱硬化性樹脂３２が加熱されて硬化することによって接続部１２ａとバンプ２２との接続部分が封止される。熱硬化性樹脂３２のうち、配線基板１０と電子部品２１との間からはみ出した部分は、フィレット３３を形成する。加熱・加圧工程における所要時間は、０．１〜１０秒の範囲内であることが適当であるが、０．５〜３秒の範囲内であることがより好ましい。
【００４２】
なお、加熱・加圧工程における接続部１２ａ、バンプ２２および熱硬化性樹脂３２の温度の制御は、例えば以下のようにして行う。すなわち、予め実験によって、加熱・加圧ツール４０の温度と、接続部１２ａ、バンプ２２および熱硬化性樹脂３２の温度との関係を求めておく。接続部１２ａ、バンプ２２および熱硬化性樹脂３２の温度は、例えば、配線基板１０と電子部品２１との間の位置において熱硬化性樹脂３２中に挿入された温度センサによって検出する。実際の加熱・加圧工程では、上記のようにして求められた温度の関係に基づいて、加熱・加圧ツール４０の温度を制御することによって、接続部１２ａ、バンプ２２および熱硬化性樹脂３２の温度を制御する。
【００４３】
次に、図４に示したように、加熱・加圧ツール４０を電子部品２１から離し、電子部品２１に対する加熱および加圧を停止する。以後、配線基板１０および電子部品２１は冷却されて、配線基板１０に対する電子部品２１の実装が完了する。このようにして、配線基板１０と、この配線基板１０上に実装された電子部品２１とを備えた電子装置が完成する。
【００４４】
加熱・加圧工程における接続部１２ａ、バンプ２２および熱硬化性樹脂３２の温度は、１８０〜２８０℃の範囲内であることが好ましく、２００〜２６０℃の範囲内であることがより好ましい。
【００４５】
また、本実施の形態において用いられる熱硬化性樹脂３２は、常温（室温）では一定の低い粘度を有する液状であって、加熱・加圧工程において、所定の温度範囲内で、温度の上昇と共に粘度が上昇するものが好ましい。
【００４６】
特に、本実施の形態では、加熱・加圧工程前に、基板１１は、温度が５０〜１００℃に制御された支持台３０の上に載置され、熱硬化性樹脂３２は基板１１の面１１ａの上に配置される。この状態において、熱硬化性樹脂３２は、粘度が１．０×１０Ｐａ・ｓ以下の液状であることが好ましい。また、熱硬化性樹脂３２は、加熱・加圧工程において、所定の温度範囲内で、温度の上昇と共に粘度が上昇するものが好ましい。上記所定の温度範囲は、８０〜１３０℃であることが好ましく、８０〜１２０℃であることがより好ましく、８５〜１１５℃の範囲内であることが最も好ましい。
【００４７】
ここで、本実施の形態で使用される熱硬化性樹脂３２の、レオメーターによる測定によって得られる粘度−温度特性について詳述する。上述したように、熱硬化性樹脂３２は、加熱・加圧工程前において液状であることが好ましい。そのためには、昇温速度を５℃／分としたレオメーターによる測定によって得られる粘度−温度曲線において、熱硬化性樹脂３２の粘度は、５０〜９０℃の温度範囲中の少なくとも１０℃の幅の温度範囲において１．０×１０Ｐａ・ｓ以下となる挙動を示すことが好ましい。また、同測定によって得られる粘度−温度曲線において、熱硬化性樹脂３２の粘度は、８０〜１３０℃、特に好ましくは８０〜１２０℃、最も好ましくは８５〜１１５℃の範囲内で、温度上昇と共に上昇し、且つ温度変化量が３０℃以下の範囲内で１．０×１０^２Ｐａ・ｓから１．０×１０^５Ｐａ・ｓに変化する挙動を示すことが好ましい。熱硬化性樹脂３２の粘度が１．０×１０^２Ｐａ・ｓから１．０×１０^５Ｐａ・ｓに変化するのに要する温度変化量が３０℃を超えると、短時間での実装が困難になるおそれがある。従って、上記温度変化量は、３０℃以下で、小さいほど好ましい。上記温度変化量は、０．１〜３０℃の範囲内であることが好ましく、０．１〜２０℃の範囲内であることが特に好ましく、０．１〜１５℃の範囲内であることが最も好ましい。
【００４８】
また、熱硬化性樹脂３２としては、例えば、エポキシ系熱硬化性樹脂またはポリイミド系熱硬化性樹脂を含むものを用いることができる。これらのうち、エポキシ系熱硬化性樹脂は耐熱性の点で優れているため、熱硬化性樹脂３２としては、特にエポキシ系熱硬化性樹脂を用いるのが好ましい。
【００４９】
熱硬化性樹脂３２がエポキシ樹脂を含む場合には、そのエポキシ樹脂としては、常温で液状であるものを用いるのが好ましい。このようなエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、カルボン酸グリシジルエステル型エポキシ樹脂およびフェノールノボラック型エポキシ樹脂のうちの１つ以上を含むものを用いることができる。
【００５０】
また、熱硬化性樹脂３２がエポキシ樹脂を含む場合には、熱硬化性樹脂３２は、更に、特定の温度以上で急速にエポキシ樹脂硬化触媒として機能するようになる性質を有する潜在性硬化触媒を含むことが好ましい。上記特定の温度とは、前述の熱硬化性樹脂３２の粘度が上昇すると共に硬化反応が完結する温度範囲（例えば、８０〜２８０℃や、８５〜２６０℃）内の温度である。潜在性硬化触媒には、マイクロカプセル型やアミンアダクト型等がある。これらのうち、実装性能や安定性の点から、潜在性硬化触媒としてはマイクロカプセル型を用いるのが好ましい。
【００５１】
ここで、本実施の形態で用いられる熱硬化性樹脂３２の一例について、昇温速度を５℃／分としたレオメーターによる測定によって得られた粘度−温度曲線を図５に示す。この熱硬化性樹脂は、エポキシ系樹脂とマイクロカプセル型潜在性硬化触媒を含有するものである。図５に示した粘度−温度曲線において、熱硬化性樹脂３２の粘度は、５０〜９０℃の温度範囲中の少なくとも１０℃の幅の温度範囲において、１．０×１０Ｐａ・ｓ以下の低い粘度となっている。また、図５に示した粘度−温度曲線において、熱硬化性樹脂３２の粘度は、８０〜１３０℃の範囲内で、温度上昇と共に急激に上昇している。また、図５に示した粘度−温度曲線において、熱硬化性樹脂３２の粘度が１．０×１０^２Ｐａ・ｓから１．０×１０^５Ｐａ・ｓに変化するのに要する温度変化量は、０．１〜１５℃の範囲内となっている。
【００５２】
以上説明したように、本実施の形態では、加熱・加圧工程において、配線基板１０における導体層１２の接続部１２ａと電子部品２１のバンプ２２との熱圧着による接続と、熱硬化性樹脂３２による接続部１２ａとバンプ２２との接続部分の封止とが、一括して、ほぼ同時に行われる。従って、本実施の形態によれば、接続部１２ａとバンプ２２とが直接接続され、且つ両者の接続部分が熱硬化性樹脂３２によって補強されるので、接続部１２ａとバンプ２２との接続部分の電気的特性が良好になる。また、本実施の形態によれば、接続部１２ａとバンプ２２とが接触してから封止が完了するまで、接続部１２ａとバンプ２２との接続部分の変位が抑えられるため、この接続部分の信頼性が高い。
【００５３】
また、本実施の形態によれば、導電性ペーストやはんだペーストのような流動性を有する導電材料を用いずに、接続部１２ａとバンプ２２とを直接接続している。従って、近接した電極や導体層の間で電流のリークが発生することを防止でき、これにより、電極や導体層の狭ピッチ化に対応することが可能になる。
【００５４】
また、本実施の形態では、接続部１２ａとバンプ２２との接続と、接続部１２ａとバンプ２２との接続部分の封止とが、一括して、ほぼ同時に行われる。従って、本実施の形態によれば、短時間で電子部品２１を配線基板１０に実装することができる。
【００５５】
また、本実施の形態では、配線基板１０の支持層１１は、全体が液晶ポリマー層になっている。液晶ポリマーは、ポリイミド樹脂やガラスエポキシに比べて吸湿性が極めて低い。具体的には、規格IPC-TM650 2.6.2 に準じて測定される、水中に２４時間浸漬した場合の樹脂層の吸水率は、ポリイミド樹脂の場合が３．２％であるのに対して、液晶ポリマーの場合には、０．０４％という低い値を示す。
【００５６】
そのため、支持層１１は、加熱・加圧工程の前において、ほとんど水分を含んでいない。従って、本実施の形態では、加熱・加圧工程において、配線基板１０に熱が加えられても、配線基板１０から水分が蒸散することはほとんどなく、熱硬化性樹脂３２の中に気泡が混入することもほとんどない。これにより、本実施の形態によれば、硬化後の熱硬化性樹脂３２よりなる封止部分にボイドという欠陥が発生することを防止することができる。
【００５７】
また、本実施の形態では、配線基板１０から水分が蒸散することがほとんどないため、水分の蒸散のために熱量が消費されることによって熱硬化性樹脂３２の硬化率が低下することを防止することができる。
【００５８】
また、本実施の形態では、配線基板１０から水分が蒸散することがほとんどないため、硬化前の熱硬化性樹脂３２中に水分子が拡散するようなことによって熱硬化性樹脂３２の硬化率が低下することを防止することができる。
【００５９】
また、液晶ポリマー層の熱伝導率は、ポリイミド樹脂やガラスエポキシよりなる支持層の熱伝導率よりも大きく、セラミック等の無機材料よりなる支持層の熱伝導率よりも小さい。具体的には、熱伝導率は、ポリイミド樹脂の場合が０．２Ｗ／ｍ℃であり、セラミックが１５〜２５Ｗ／ｍ℃であるのに対して、液晶ポリマーの場合には、０．５Ｗ／ｍ℃という値を示す。この熱伝導率は、規格ＡＳＴＭＥ１５３０に示された円板熱流計法（保護熱流計法、定常比較法とも呼ばれる。）によって測定することができる。この方法は、具体的には、試験片の上下におよそ３０Ｋの温度差で定常状態になるようにヒーターと基準熱量計を密着させ、試験片両端の温度差と基準熱量計の出力から熱伝導率を求める方法である。
【００６０】
そのため、本実施の形態では、電子部品２１を加熱することによって熱硬化性樹脂３２を加熱する場合であっても、熱硬化性樹脂３２のうち、電子部品２１から離れた位置に配置された部分にも、硬化するのに充分な熱が伝わり易い。従って、本実施の形態によれば、熱硬化性樹脂３２のうち、電子部品２１から離れた位置に配置された部分の硬化率が低下することを防止することができる。
【００６１】
また、本実施の形態によれば、同一の配線基板上に複数の電子部品を実装する場合であっても、電子部品の実装を行っている箇所に加えられた熱が、支持層を介して他の箇所における熱硬化性樹脂に伝達され、その樹脂の硬化反応が始まってしまうことを防止することができる。このような点から、本実施の形態においては、熱伝導率が０．３〜１Ｗ／ｍ℃の範囲内にある液晶ポリマー層を用いることが好ましい。
【００６２】
また、液晶ポリマー層は、面に平行な方向についての熱伝導率が、面に垂直な方向についての熱伝導率よりも大きいという性質を有していると推測される。そのため、本実施の形態によれば、加熱・加圧工程において、支持層１１が多くの熱を逃がすことなく、支持層１１の面１１ａのうち、熱硬化性樹脂３２に接している部分の温度を速やかに上昇させ、且つ均一化することができる。これにより、本実施の形態によれば、熱硬化性樹脂３２による封止を速やかに、且つ良好に行うことが可能になる。
【００６３】
また、本実施の形態では、熱硬化性樹脂３２として、比較的低い温度で速やかに硬化反応が完結するものを用いている。従って、本実施の形態によれば、液晶ポリマー層に損傷を与えることなく、配線基板１０に対する電子部品２１の実装を短時間で行うことができる。
【００６４】
［第２の実施の形態］
次に、図６を参照して本発明の第２の実施の形態に係る電子装置の製造方法について説明する。図６は、本実施の形態に係る製造方法によって製造される電子装置が完成した状態を表わしている。本実施の形態では、第１の実施の形態における配線基板１０の代わりに配線基板５０が用いられている。配線基板５０は、絶縁性の支持層５１と、この支持層５１における一方の面（図６における上側の面）５１ａに隣接するように配置された導体層１２とを有している。本実施の形態における支持層５１は、導体層１２に隣接するように、図６における上側に配置された第１層５２と、この第１層５２の下側の面に接合された第２層５３とを有している。第１層５２は液晶ポリマー層になっている。第２層５３は、ポリイミド樹脂等によって形成された樹脂層になっている。
【００６５】
第１層５２を構成する液晶ポリマー層の材料や厚さは、第１の実施の形態における支持層１１を構成する液晶ポリマー層と同様である。ただし、本実施の形態では、支持層５１は２層の異なった絶縁層から構成されるので、液晶ポリマー層の厚さは、第１の実施の形態で示した半分程度の厚さであることが好ましい。また、導体層１２の材料や厚さは第１の実施の形態における導体層１２と同様である。
【００６６】
第２層５３は、第１層５２に比べて、熱伝導率が小さく、硬度が大きく、融点が高いことが好ましい。第２層５３の厚さは、任意である。
【００６７】
本実施の形態における配線基板５０は、例えば、以下のようにして製造することができる。すなわち、まず、液晶ポリマーフィルムと金属箔とを熱圧着する。液晶ポリマーフィルムは第１層５２となる。次に、熱可塑性ポリイミドフィルムのような熱圧着可能な樹脂フィルムを、液晶ポリマーフィルムにおける金属箔が接合された面とは反対側の面に熱圧着する。この樹脂フィルムは、第２層５３となる。次に、金属箔をエッチングして、導体層１２を形成する。なお、液晶ポリマーフィルムと金属箔とを熱圧着する際、および液晶ポリマーフィルムに樹脂フィルムを熱圧着する際には、いずれも、液晶ポリマーフィルムの温度は、液晶ポリマーの融点以下、すなわち約２８０℃以下に保つ必要がある。
【００６８】
また、本実施の形態における配線基板５０は、以下のようにして製造してもよい。すなわち、まず、液晶ポリマーフィルムと金属箔とを熱圧着して積層体を形成する。液晶ポリマーフィルムは第１層５２となる。次に、台の上に、金属箔が下になるように、上記積層体を載置する。次に、ポリイミド樹脂等、第２層５３を形成するための樹脂またはその樹脂の前駆体樹脂の溶液を塗布して樹脂層を形成する。次に、この樹脂層中の溶媒を除去して、樹脂層を乾燥させる。この樹脂層は第２層５３となる。次に、金属箔をエッチングして、導体層１２を形成する。なお、液晶ポリマーフィルムと金属箔とを熱圧着する際には、液晶ポリマーフィルムの温度は、液晶ポリマーの融点以下、すなわち約２８０℃以下に保つ必要がある。
【００６９】
本実施の形態では、配線基板５０の支持層５１を構成する第１層５２および第２層５３のうち、導体層１２に隣接する第１層５２のみを液晶ポリマー層としている。そのため、本実施の形態によれば、第２層５３の熱伝導率を第１層５２の熱伝導率よりも小さくすることができる。これにより、本実施の形態によれば、加熱・加圧工程において、第２層５３によって、支持層５１から熱が逃げることを防止することができる。従って、本実施の形態によれば、効果的に、支持層５１の面５１ａのうち、熱硬化性樹脂３２に接している部分の温度を速やかに上昇させ、且つ均一化することができる。
【００７０】
また、本実施の形態によれば、第２層５３として、第１層５２に比べて硬度が大きいものを使用することにより、支持層の全体が液晶ポリマー層である場合に比べて、支持層５１の強度を大きくすることができる。
【００７１】
また、本実施の形態によれば、第２層５３は熱硬化性樹脂３２に触れることがないので、第２層５３が大きな吸湿性を有していても問題がない。
【００７２】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００７３】
［第３の実施の形態］
次に、図７を参照して本発明の第３の実施の形態に係る電子装置の製造方法について説明する。図７は、本実施の形態に係る製造方法によって製造される電子装置が完成した状態を表わしている。本実施の形態では、第１の実施の形態における配線基板１０の代わりに配線基板６０が用いられている。配線基板６０は、絶縁性の支持層６１と、この支持層６１における一方の面（図７における上側の面）６１ａに隣接するように配置された導体層１２とを有している。本実施の形態における支持層６１は、第１層６２と第２層６３とを有している。
【００７４】
第１層６２は液晶ポリマー層になっている。第２層６３は、第１層６２を収容する凹部６４を有している。第１層６２は、この凹部６４内に収容されている。第１層６２の上面と、凹部６４以外の部分における第２層６３の上面は、１つの平面を形成し、この平面が支持層６１における一方の面６１ａとなっている。第２層６３は、ポリイミド樹脂等によって形成された樹脂層になっている。
【００７５】
第１層６２は、導体層１２のうちの少なくとも接続部１２ａに隣接するように配置されている。本実施の形態では、特に、第１層６２は、少なくとも電子部品２１に対向する領域において、導体層１２に隣接するように配置されている。なお、第１層６２は、少なくとも硬化後の熱硬化性樹脂３２が配置される領域において、導体層１２に隣接するように配置されていることが好ましい。
【００７６】
第１層６２を構成する液晶ポリマー層の材料や厚さは、第１の実施の形態における支持層１１を構成する液晶ポリマー層と同様である。ただし、本実施の形態では、支持層６１は２層の異なった絶縁層から構成されるので、液晶ポリマー層の厚さは、第１の実施の形態で示した半分程度の厚さであることが好ましい。また、導体層１２の材料や厚さは第１の実施の形態における導体層１２と同様である。
【００７７】
第２層６３は、第１層６２に比べて、熱伝導率が小さく、硬度が大きく、融点が高いことが好ましい。第２層６３の厚さは、任意である。
【００７８】
本実施の形態における配線基板６０は、例えば、以下のようにして製造することができる。すなわち、まず、製造しようとする配線基板６０の大きさと同程度の大きさの枠体内に、液晶ポリマーフィルムを配置する。次に、この液晶ポリマーフィルムを覆うように、ポリイミド樹脂等、第２層６３を形成するための樹脂またはその樹脂の前駆体樹脂の溶液を枠体内に充填し、樹脂層を形成する。次に、この樹脂層中の溶媒を除去して、樹脂層を乾燥させる。これにより、液晶ポリマーフィルムと樹脂層との複合体が形成される。液晶ポリマーフィルムは第１層６２となり、樹脂層は第２層６３となる。次に、上記複合体において、第１層６２が露出している面に、金属箔を熱圧着する。次に、金属箔をエッチングして、導体層１２を形成する。なお、複合体に金属箔を熱圧着する際には、液晶ポリマーフィルムの温度は、液晶ポリマーの融点以下、すなわち約２８０℃以下に保つ必要がある。
【００７９】
また、本実施の形態における配線基板６０は、以下のようにして製造してもよい。すなわち、まず、樹脂フィルムの一方の面の一部に対してエッチングを施して、形成しようとする第１層６２の大きさと同程度の大きさの凹部６４を形成する。次に、この凹部６４内に、この凹部６４の大きさと同程度の大きさの液晶ポリマーフィルムを収納し、樹脂フィルムと液晶ポリマーフィルムとを熱圧着して、これらの複合体を形成する。液晶ポリマーフィルムは第１層６２となり、樹脂フィルムは第２層６３となる。次に、上記複合体において、第１層６２が露出している面に、金属箔を熱圧着する。次に、金属箔をエッチングして、導体層１２を形成する。なお、樹脂フィルムと液晶ポリマーフィルムとを熱圧着する際、および複合体に金属箔を熱圧着する際には、いずれも、液晶ポリマーフィルムの温度は、液晶ポリマーの融点以下、すなわち約２８０℃以下に保つ必要がある。
【００８０】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第２の実施の形態と同様である。
【００８１】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、加熱・加圧工程では、接続部１２ａとバンプ２２の少なくとも一方を所定の温度になるように加熱すればよい。従って、加熱・加圧工程では、電子部品２１を所定の温度に加熱する代わりに、配線基板１０を所定の温度に加熱してもよい。
【００８２】
［実施例］
以下、第１の実施の形態における実施例を示すが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００８３】
この実施例では、まず、厚さ５０μｍの液晶ポリマー層（熱伝導率０．５Ｗ／ｍ℃）からなる支持層１１上に厚さ１８μｍの導体層１２による配線パターンが形成された配線基板１０を準備した。次に、この配線基板１０を、８０℃に加温した支持台３０上に置き、配線基板１０上の接続部にエポキシ系熱硬化性樹脂３２を約１０ｍｇ配置した。ここで、エポキシ樹脂系熱硬化性樹脂には、エポキシ樹脂を主成分とし、これに潜在性硬化触媒を配合したもので、昇温速度を５℃／分としたレオメータによる測定によって得られる粘度−温度曲線が図５に示されるものを使用した。そして、その上部から、加熱・加圧ツール４０により保持されたバンプ付き半導体素子（縦１０ｍｍ、横１０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍ）を６．２５×１０^７Ｐａの圧力で３秒間、加圧した。この際、ツール４０の温度は２８０℃に設定した。熱硬化性樹脂３２は、熱と加圧により流動を開始し、フィレットを形成し硬化した。加熱・加圧工程後、ツール４０を半導体素子から離し、電子装置の製造工程を完了した。得られた電子装置は、断面写真による観察の結果、バンプと導体層は安定して接続されており、また、その絶縁樹脂層にはボイド等の発生は見られなかった。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の電子装置の製造方法では、基板として、支持層が、導体層のうちの少なくとも電子部品の電極に接続される接続部に隣接するように配置された液晶ポリマー層を含む基板を用いる。そして、本発明の電子装置の製造方法では、基板と電子部品との間に硬化前の絶縁性の熱硬化性樹脂を介在させて、電極が接続部と対向するように基板上に電子部品を配置し、次に、接続部と電極とを接触させ、接続部と電極をそれらが互いに密着するように加圧すると共に熱硬化性樹脂を加熱することによって、接続部と電極とを接続すると共に熱硬化性樹脂を硬化させる。これにより、本発明によれば、電子部品の電極と基板の導体層との接続部分の電気的特性および信頼性を良好にでき、封止用の樹脂に欠陥が生じることを防止することができるという効果を奏する。
【００８５】
また、本発明では、熱硬化性樹脂として、比較的低い温度で速やかに硬化反応が完結するものを用いている。従って、本発明によれば、液晶ポリマー層に損傷を与えることなく、基板に対する電子部品の実装を短時間で行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電子装置の製造方法における一工程を説明するための説明図である。
【図２】図１に示した工程に続く工程を説明するための説明図である。
【図３】図２に示した工程に続く工程を説明するための説明図である。
【図４】図３に示した工程に続く工程を説明するための説明図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態で用いられる熱硬化性樹脂についてレオメーターによる測定によって得られた粘度−温度曲線を示す特性図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る電子装置の製造方法を説明するための説明図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る電子装置の製造方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１０…配線基板、１１…支持層、１２…導体層、１２ａ…接続部、２１…電子部品、２２…バンプ、３２…熱硬化性樹脂、４０…加熱・加圧ツール。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an electronic device including a substrate and an electronic component mounted on the substrate.
[0002]
[Prior art]
In general, an electronic component such as a semiconductor component is mounted on a substrate having a patterned conductor layer as follows. That is, the electrode of the electronic component and the conductor layer of the substrate are electrically connected, and the electrical connection portion between the electrode of the electronic component and the conductor layer of the substrate is sealed. Sealing of the electrical connection portion is performed in order to protect the electrical connection portion from moisture, oxygen, and the like.
[0003]
One method of electrically connecting the electrode of the electronic component and the conductor layer of the substrate is a flip chip connection method. When flip chip connection is performed, a protruding electrode called a bump is formed on the electronic component. In the flip-chip connection, the electronic component is arranged so that the surface of the electronic component having the bump faces the substrate, and the bump and the conductor layer of the substrate are electrically connected directly or via a conductive substance. In this flip-chip connection, compared with other connection methods, an improvement in mounting density of electronic components and an improvement in electrical characteristics of an electrical connection portion between the electrodes of the electronic components and the conductor layer of the substrate can be expected. Note that the improvement in the electrical characteristics of the electrical connection portion is specifically the reduction of the resistance value, inductance, or capacitance of the electrical connection portion.
[0004]
As conventional flip chip connection, there are several connection methods as described in Non-Patent Document 1, for example. Hereinafter, four typical connection methods will be described.
[0005]
The first connection method is a method using a conductive paste. In this first connection method, first, a conductive paste is applied to the bump, and then the bump and the conductor layer are mounted by aligning the bump and the conductor layer of the substrate and mounting the electronic component on the substrate. Electrical connection is made directly or via a conductive paste. In the first connection method, next, sealing resin is filled between the electronic component and the substrate, and finally sealing is performed by heating the sealing resin and curing it.
[0006]
The second connection method is a method using an anisotropic conductive film. An anisotropic conductive film is a film made of a material in which conductive particles are dispersed in a thermosetting resin. In this second connection method, first, an anisotropic conductive film is interposed between the bump and the conductor layer of the substrate, and then the electronic component is heated and pressurized to connect the bump and the conductor layer to the conductive particles. In addition, the thermosetting resin is cured and sealing is performed.
[0007]
The third connection method is a method using solder. In this third connection method, the first case in which a sealing resin is filled between the electronic component and the substrate after connecting the bump and the conductor layer of the substrate, and before the bump and the conductor layer of the substrate are connected. There is a second case where a sealing resin is interposed between the electronic component and the substrate. In the first case, the solder paste is first applied to the conductor layer, and then the bump and the conductor layer are aligned to mount the electronic component on the substrate. In the first case, the solder is then heated and melted, and then solidified to electrically connect the bump and the conductor layer via the solder, and then between the electronic component and the substrate. The sealing resin is filled, and finally, the sealing resin is heated to be cured. In the second case, the solder paste is first applied to the conductor layer, then the sealing resin is applied on the substrate, and then the bumps and the conductor layer are aligned to mount the electronic component on the substrate. To do. In the second case, the solder is then heated and melted, and then solidified to electrically connect the bump and the conductor layer via the solder, and the sealing resin is cured to be sealed. Stop.
[0008]
The fourth connection method is a method of directly connecting the bump and the conductor layer of the substrate using heat or a load. When this fourth connection method is used, for example, gold is used for the material of the bump, and the conductor layer is formed of gold or is subjected to gold plating. In the fourth connection method, a first case in which a sealing resin is filled between the electronic component and the substrate after the bump and the conductor layer are connected, and the electronic component and the substrate are connected before the bump and the conductor layer are connected. There is a second case in which a sealing resin is interposed between the two. In the first case, first, the bump and the conductor layer are directly connected, then the sealing resin is filled between the electronic component and the substrate, and finally the sealing resin is cured to cure the sealing. Do. In the second case, first, a sealing resin is interposed between the electronic component and the substrate, then the bump and the conductor layer are aligned to mount the electronic component on the substrate, and then the bump and The conductor layer is directly connected by a load, and finally sealing is performed by curing the sealing resin.
[0009]
Patent Document 1 discloses a material for a flexible printed wiring board. When As a laminate that can be used, a laminate composed of a film made of a liquid crystal polymer and a metal foil is described.
[0010]
[Non-Patent Document 1]
Kobayashi, "Flip chip bonding technology", Monthly Semiconductor World 1998.9, Press Journal, August 1998, p. 153-159
[Patent Document 1]
JP-A-5-42603
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The first connection method in the flip chip connection has a problem that a lot of time is required for mounting electronic components because of the large number of processes. Further, the first connection method has a problem that it is difficult to cope with the narrow pitch of electrodes and conductor layers because the conductive paste has fluidity and is easy to spread.
[0012]
In the second connection method in the flip-chip connection, the electrical connection between the bump and the conductor layer depends on the size and density of the conductive particles in the anisotropic conductive film, the load when pressing the electronic component, and the like. Connection state changes. For example, if the density of the conductive particles in the anisotropic conductive film is too small, poor conduction occurs between the bump and the conductor layer. Moreover, if the density of the conductive particles in the anisotropic conductive film is too large, current leakage may occur between adjacent electrodes. Therefore, the second connection method has a problem that the reliability of the electrical connection between the bump and the conductor layer is inferior.
[0013]
The third connection method in flip chip connection has a problem that it is difficult to cope with the narrow pitch of electrodes and conductor layers because the solder paste has fluidity and is easy to spread. Further, in the third connection method, when the sealing resin is interposed between the electronic component and the substrate before the bump and the conductor layer are connected, the flux remains in the sealing resin. There is a problem that the bump and the conductor layer corrode.
[0014]
In the fourth connection method in the flip chip connection, a large load is required to connect the bump and the conductor layer, and it is difficult to improve the reliability of the connection portion between the bump and the conductor layer. .
[0015]
Thus, in the conventional electronic component mounting method using flip chip connection, the electrical characteristics and reliability of the connection portion between the bump and the conductor layer are improved, and the pitch of the electrode and the conductor layer is reduced, In addition, it is difficult to mount the electronic component on the substrate in a short time.
[0016]
Therefore, the applicant of the present invention is a method for mounting electronic components using flip-chip connection, in which the connection between the conductor layer of the substrate and the bumps of the electronic component and the sealing with the thermosetting resin are performed almost simultaneously. is suggesting. In this mounting method, with the thermosetting resin before curing interposed between the substrate and the electronic component, the conductor layer of the substrate and the bump of the electronic component are brought into contact, and these are heated and pressurized. The conductor layer and the bump of the substrate are electrically connected and the thermosetting resin is cured. According to this method, the electrical characteristics and reliability of the connection part between the bump and the conductor layer of the substrate can be improved, the pitch of the electrodes and the conductor layer can be reduced, and the electronic component can be mounted on the substrate in a short time. can do.
[0017]
By the way, conventionally, as a material of a support layer for supporting a conductor layer in a substrate, particularly a wiring substrate, a polyimide resin or a material in which a glass cloth is impregnated with an epoxy resin (hereinafter referred to as glass epoxy) is often used. It was. When mounting an electronic component on a substrate whose support layer is made of polyimide resin or glass epoxy using the mounting method proposed by the present applicant, it has been found that there are the following problems.
[0018]
First, polyimide resin and glass epoxy have relatively high hygroscopicity. Therefore, the support layer made of these materials contains moisture before mounting the electronic component. Therefore, when heat is applied to the substrate during the mounting process of the electronic component, moisture contained in the support layer may evaporate, and bubbles may be mixed in the thermosetting resin before curing. As a result, defects such as voids may occur in the cured thermosetting resin, that is, the sealing resin.
[0019]
Moreover, the transpiration of moisture as described above consumes heat. Therefore, the temperature rise of the thermosetting resin is suppressed, and the curing of the resin is delayed. As a result, the curing rate of the resin may decrease. Also in this case, it can be said that the sealing resin is defective even when the curing rate of the sealing resin is lowered.
[0020]
Moreover, with the evaporation of moisture as described above, water molecules diffuse into the thermosetting resin before curing. Therefore, the curing reaction of the thermosetting resin is inhibited, and as a result, the curing rate of the resin may be reduced.
[0021]
In addition, the thermal conductivity of the support layer made of polyimide resin or glass epoxy is smaller than the thermal conductivity of the support layer made of an inorganic material such as ceramic. Therefore, when the thermosetting resin is heated by heating the electronic component during the mounting process of the electronic component, the portion of the thermosetting resin that is disposed at a position away from the electronic component is cured. However, there is a case where sufficient heat is not transmitted and the curing rate of this portion is lowered.
[0022]
On the other hand, when an electronic component is mounted on a substrate having a support layer made of an inorganic material such as ceramic by the mounting method proposed by the present applicant, the thermal conductivity of the support layer is too large. There are problems like this. That is, when mounting a plurality of electronic components on the same substrate, it is conceivable that thermosetting resins are arranged in advance at a plurality of locations on the substrate, and then the electronic components are mounted in order at each location. . In this case, the heat applied to the location where the electronic component is mounted is transferred to the thermosetting resin in another location via the support layer, and the resin curing reaction may start.
[0023]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is a method of manufacturing an electronic device including a substrate and an electronic component mounted on the substrate, the electrode of the electronic component and the substrate It is possible to improve the electrical characteristics and reliability of the connection portion with the conductor layer, to prevent defects in the sealing resin, and to mount the electronic component on the substrate in a short time Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing an electronic device.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
An electronic device manufacturing method of the present invention includes a substrate and an electronic component mounted on the substrate, and the substrate is disposed so as to be adjacent to an insulating support layer and at least one surface of the support layer. The electronic component is a method of manufacturing an electronic device having an electrode connected to the conductor layer.
[0025]
The manufacturing method of the electronic device of the present invention includes:
As the substrate, a substrate including a liquid crystal polymer layer disposed so that the support layer is adjacent to at least a connection portion of the conductor layer connected to the electrode of the electronic component, and before being cured between the substrate and the electronic component. Arranging the electronic component on the substrate with the insulating thermosetting resin interposed therebetween so that the electrode faces the connecting portion;
The connecting portion and the electrode are brought into contact, and the connecting portion and the electrode are pressurized so that they are in close contact with each other, and the thermosetting resin is heated, thereby connecting the connecting portion and the electrode and curing the thermosetting resin. Process.
[0026]
In the method for producing an electronic device of the present invention, the thermosetting resin contains an epoxy resin and a latent curing catalyst, and in a viscosity-temperature curve obtained by measurement with a rheometer at a temperature rising rate of 5 ° C./min, The viscosity of the thermosetting resin is 1.0 × 10 Pa · s or less in the temperature range of at least 10 ° C. in the temperature range of 50 to 90 ° C., and the temperature rises within the temperature range of 80 to 130 ° C. Rises and the temperature change is within 30 ° C. ² From Pa · s to 1.0 × 10 ⁵ The behavior changes to Pa · s.
[0027]
In the method for manufacturing an electronic device according to the present invention, a substrate including a liquid crystal polymer layer disposed so that a support layer is adjacent to at least a connection portion connected to an electrode of an electronic component among conductor layers is used. . In the present invention, an insulating thermosetting resin before curing is interposed between the substrate and the electronic component, and the electronic component is disposed on the substrate so that the electrode faces the connection portion. Next, the connection portion and the electrode are brought into contact with each other, and the connection portion and the electrode are connected to each other and heated to heat the thermosetting resin, and the connection portion and the electrode are connected to each other. The resin is cured. The cured thermosetting resin seals the connection portion between the connection portion and the electrode.
[0028]
In the method for manufacturing an electronic device of the present invention, it is advantageous to use a substrate in which the thermal conductivity of the liquid crystal polymer layer is in the range of 0.3 to 1 W / m ° C. The method for manufacturing an electronic device according to the present invention is suitable when a flexible substrate having a support layer thickness in the range of 25 to 60 μm is used as the substrate.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
1 to 4 are explanatory diagrams for explaining each step in the method of manufacturing the electronic device according to the first embodiment of the present invention. The method for manufacturing an electronic device according to the present embodiment is a method for manufacturing an electronic device including a substrate and an electronic component mounted on the substrate. The electronic component is, for example, a semiconductor element.
[0030]
First, a substrate used in the present embodiment will be described with reference to FIG. The substrate used in the present embodiment includes an insulating support layer and a patterned conductor layer disposed so as to be adjacent to at least one surface of the support layer. This embodiment is suitable when a flexible substrate having a support layer thickness of 25 to 60 μm is used as the substrate. In the present embodiment, in particular, a wiring board 10 having a conductor layer 12 patterned according to a predetermined wiring pattern is used as the board. The wiring board 10 includes an insulating support layer 11 and a conductor layer 12 disposed so as to be adjacent to one surface (upper surface in FIG. 1) 11a of the support layer 11. Here, although not shown in FIG. 1, a conductor layer such as a wiring pattern may be provided on the lower surface of the support layer 11. The entire support layer 11 in the present embodiment is a liquid crystal polymer layer formed of a liquid crystal polymer. The conductor layer 12 has connection portions 12a connected to the bumps of the electronic component.
[0031]
As the liquid crystal polymer constituting the liquid crystal polymer layer, for example, thermotropic liquid crystal polyester is used. The thickness of the liquid crystal polymer layer is preferably in the range of 20 to 100 μm, and more preferably in the range of 25 to 50 μm.
[0032]
The conductor layer 12 is formed of a metal foil. The metal constituting the metal foil is preferably copper. The thickness of the conductor layer 12 is preferably in the range of 5 to 20 μm, and more preferably in the range of 7 to 15 μm.
[0033]
The wiring board 10 can be manufactured as follows, for example. That is, first, a film made of a liquid crystal polymer and a metal foil are thermocompression bonded. The film made of the liquid crystal polymer becomes the liquid crystal polymer layer, that is, the support layer 11. Next, the metal foil is etched to form the conductor layer 12.
[0034]
In the method for manufacturing an electronic device according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, in the wiring substrate 10, one surface 11 a of the support layer 11 faces upward, and the opposite surface 11 b is the upper surface of the support base 30. It is mounted on the support table 30 so as to be in contact with. The support base 30 has a built-in heater capable of adjusting the temperature. Next, an insulating thermosetting resin 32 before being cured is disposed on the wiring board 10 in a region where the electronic component is disposed. The arrangement of the thermosetting resin 32 is performed, for example, by applying using the syringe 31. In addition, although the temperature of the support stand 30 is higher than normal temperature (room temperature), it is controlled so that it may become the temperature of the grade which the thermosetting resin 32 does not harden, for example, 50-100 degreeC. Thereby, the wiring board 10 is heated so that it may approach said temperature of the support stand 30. FIG. Note that heat is not instantaneously transmitted from the support base 30 to the wiring board 10, and the electronic component mounting process in the present embodiment is performed in a short time. For this reason, the temperatures of the support base 30 and the wiring board 10 do not normally match. Accordingly, the temperature of the support 30 may be set slightly higher than the curing temperature of the thermosetting resin 32 as long as the thermosetting resin 32 on the wiring board 10 can maintain fluidity.
[0035]
Next, as shown in FIG. 2, the electronic component 21 to be mounted on the wiring board 10 is held by the heating / pressurizing tool 40. The electronic component 21 has a plurality of bumps 22 exposed on one surface 21a. The connection portions 12a and the bumps 22 of the conductor layer 12 are disposed at positions facing each other when the surface 11a of the support layer 11 and the surface 21a of the electronic component 21 face each other. The bump 22 is, for example, a gold plating bump or a gold stud bump. The bump 22 corresponds to the electrode in the present invention.
[0036]
Although not shown, the heating / pressurizing tool 40 has a plurality of suction ports on the surface 40 a in contact with the electronic component 21. Inside the heating / pressurizing tool 40, a suction path following the suction port is provided. The suction path is connected to a suction pump. The heating / pressurizing tool 40 can hold the electronic component 21 by sucking the electronic component 21 onto the surface 40a by sucking the gas in the suction path with a suction pump.
[0037]
The heating / pressurizing tool 40 has a built-in heater capable of adjusting the temperature. Furthermore, the heating / pressurizing tool 40 is movable in the vertical and horizontal directions, and can apply a load to the held electronic component 21.
[0038]
The electronic component 21 is held by the heating / pressurizing tool 40 so that the surface 21b opposite to the surface 21a is in contact with the surface 40a of the heating / pressurizing tool 40 so that the bumps 22 face the connection portion 12a. Is disposed on the wiring board 10.
[0039]
Next, as shown in FIG. 3, with the heating / pressurizing tool 40 lowered and the thermosetting resin 32 interposed between the wiring board 10 and the electronic component 21, the connecting portions 12 a and the bumps 22. And contact. In the process of lowering the heating / pressurizing tool 40, the thermosetting resin 32 spreads and fills the space between the wiring board 10 and the electronic component 21. In this way, in the present embodiment, the thermosetting resin 32 is interposed between the wiring board 10 and the electronic component 21 so as to cover at least the connection portion 12a, and the bump 22 faces the connection portion 12a. The electronic component 21 is disposed on the wiring board 10.
[0040]
Next, by heating the electronic component 21 with the heating / pressurizing tool 40, the connection portion 12a, the bump 22 and the thermosetting resin 32 are heated so that they have a predetermined temperature. At the same time, by applying a load to the electronic component 21 by the heating / pressurizing tool 40, the connecting portion 12a and the bump 22 are pressed so that they are in close contact with each other. The preferable set temperature of the heating / pressurizing tool 40 is in the range of 200 to 320 ° C, more preferably in the range of 220 to 280 ° C. The pressurizing pressure is 4 × 10. ⁷ ~ 1x10 ⁸ Preferably within the range of Pa, 5 × 10 ⁷ ~ 8x10 ⁷ More preferably, it is within the range of Pa. Hereinafter, this process is referred to as a heating / pressurizing process.
[0041]
In the present embodiment, in the heating and pressurizing step, the connecting portion 12a and the bump 22 are connected by thermocompression bonding, and the thermosetting resin 32 is heated and cured to connect the connecting portion. The connecting portion between 12a and bump 22 is sealed. A portion of the thermosetting resin 32 that protrudes from between the wiring board 10 and the electronic component 21 forms a fillet 33. The time required for the heating / pressurizing step is suitably in the range of 0.1 to 10 seconds, but more preferably in the range of 0.5 to 3 seconds.
[0042]
In addition, control of the temperature of the connection part 12a, the bump 22, and the thermosetting resin 32 in a heating / pressurizing process is performed as follows, for example. That is, the relationship between the temperature of the heating / pressurizing tool 40 and the temperatures of the connecting portion 12a, the bump 22 and the thermosetting resin 32 is obtained in advance by experiments. The temperatures of the connecting portions 12a, the bumps 22 and the thermosetting resin 32 are detected by, for example, a temperature sensor inserted into the thermosetting resin 32 at a position between the wiring board 10 and the electronic component 21. In the actual heating / pressing step, the temperature of the heating / pressurizing tool 40 is controlled based on the temperature relationship obtained as described above, so that the connecting portions 12a, the bumps 22 and the thermosetting resin 32 are controlled. To control the temperature.
[0043]
Next, as shown in FIG. 4, the heating / pressurizing tool 40 is separated from the electronic component 21, and heating and pressurization to the electronic component 21 are stopped. Thereafter, the wiring substrate 10 and the electronic component 21 are cooled, and the mounting of the electronic component 21 on the wiring substrate 10 is completed. In this way, an electronic device including the wiring board 10 and the electronic component 21 mounted on the wiring board 10 is completed.
[0044]
The temperatures of the connecting portions 12a, the bumps 22 and the thermosetting resin 32 in the heating / pressurizing step are preferably in the range of 180 to 280 ° C, and more preferably in the range of 200 to 260 ° C.
[0045]
In addition, the thermosetting resin 32 used in the present embodiment is a liquid having a constant low viscosity at room temperature (room temperature), and within a predetermined temperature range in the heating / pressurizing step, the temperature rises. What raises a viscosity is preferable.
[0046]
In particular, in the present embodiment, before the heating / pressurizing step, the substrate 11 is placed on the support base 30 whose temperature is controlled to 50 to 100 ° C., and the thermosetting resin 32 is placed on the surface of the substrate 11. It is arranged on 11a. In this state, the thermosetting resin 32 is preferably a liquid having a viscosity of 1.0 × 10 Pa · s or less. In addition, the thermosetting resin 32 preferably has a viscosity that rises with increasing temperature within a predetermined temperature range in the heating / pressurizing step. The predetermined temperature range is preferably 80 to 130 ° C, more preferably 80 to 120 ° C, and most preferably within a range of 85 to 115 ° C.
[0047]
Here, the viscosity-temperature characteristic obtained by the measurement with the rheometer of the thermosetting resin 32 used in the present embodiment will be described in detail. As described above, the thermosetting resin 32 is preferably in a liquid state before the heating / pressurizing step. For this purpose, the viscosity of the thermosetting resin 32 in the viscosity-temperature curve obtained by measurement with a rheometer at a temperature rising rate of 5 ° C./min has a width of at least 10 ° C. in the temperature range of 50 to 90 ° C. In the temperature range of 1.0 × 10 Pa · s or less Can preferable. Moreover, in the viscosity-temperature curve obtained by the same measurement, the viscosity of the thermosetting resin 32 is in the range of 80 to 130 ° C., particularly preferably 80 to 120 ° C., most preferably 85 to 115 ° C. Rises and the temperature change is within 30 ° C. ² From Pa · s to 1.0 × 10 ⁵ It is preferable that the behavior changes to Pa · s. The viscosity of the thermosetting resin 32 is 1.0 × 10 ² From Pa · s to 1.0 × 10 ⁵ If the temperature change required for changing to Pa · s exceeds 30 ° C., mounting in a short time may be difficult. Therefore, the amount of temperature change is preferably 30 ° C. or less and smaller. The temperature change amount is preferably within a range of 0.1 to 30 ° C, particularly preferably within a range of 0.1 to 20 ° C, and preferably within a range of 0.1 to 15 ° C. Most preferred.
[0048]
Moreover, as the thermosetting resin 32, what contains an epoxy-type thermosetting resin or a polyimide-type thermosetting resin can be used, for example. Among these, since the epoxy thermosetting resin is excellent in terms of heat resistance, it is particularly preferable to use an epoxy thermosetting resin as the thermosetting resin 32.
[0049]
When the thermosetting resin 32 contains an epoxy resin, it is preferable to use a resin that is liquid at room temperature. Examples of such an epoxy resin include one or more of bisphenol A type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, carboxylic acid glycidyl ester type epoxy resin, and phenol novolac type epoxy resin. What is included can be used.
[0050]
When the thermosetting resin 32 includes an epoxy resin, the thermosetting resin 32 further includes a latent curing catalyst having a property of rapidly functioning as an epoxy resin curing catalyst at a specific temperature or higher. It is preferable to include. The specific temperature is a temperature within a temperature range (for example, 80 to 280 ° C. or 85 to 260 ° C.) at which the viscosity of the thermosetting resin 32 increases and the curing reaction is completed. The latent curing catalyst includes a microcapsule type and an amine adduct type. Of these, from the viewpoint of mounting performance and stability, it is preferable to use a microcapsule type as the latent curing catalyst.
[0051]
Here, for an example of the thermosetting resin 32 used in the present embodiment, a viscosity-temperature curve obtained by measurement with a rheometer at a temperature rising rate of 5 ° C./min is shown in FIG. This thermosetting resin contains an epoxy resin and a microcapsule-type latent curing catalyst. In the viscosity-temperature curve shown in FIG. 5, the viscosity of the thermosetting resin 32 is a low viscosity of 1.0 × 10 Pa · s or less in a temperature range of at least 10 ° C. in a temperature range of 50 to 90 ° C. It has become. Further, in the viscosity-temperature curve shown in FIG. 5, the viscosity of the thermosetting resin 32 rapidly increases with the temperature rise within the range of 80 to 130 ° C. Further, in the viscosity-temperature curve shown in FIG. 5, the viscosity of the thermosetting resin 32 is 1.0 × 10 6. ² From Pa · s to 1.0 × 10 ⁵ The amount of temperature change required to change to Pa · s is in the range of 0.1 to 15 ° C.
[0052]
As described above, in the present embodiment, in the heating / pressurizing step, the connection by the thermocompression bonding between the connection portion 12a of the conductor layer 12 and the bump 22 of the electronic component 21 in the wiring substrate 10 and the thermosetting resin 32 are performed. Sealing of the connecting portion between the connecting portion 12a and the bump 22 is performed almost simultaneously at the same time. Therefore, according to the present embodiment, the connection portion 12a and the bump 22 are directly connected, and the connection portion between the both is reinforced by the thermosetting resin 32. Therefore, the connection portion between the connection portion 12a and the bump 22 Good electrical characteristics. Further, according to the present embodiment, since the displacement of the connection portion between the connection portion 12a and the bump 22 is suppressed from the contact between the connection portion 12a and the bump 22 until the sealing is completed, High reliability.
[0053]
Moreover, according to this Embodiment, the connection part 12a and the bump 22 are directly connected, without using the electrically conductive material which has fluidity | liquidity like a conductive paste or a solder paste. Therefore, current leakage can be prevented from occurring between adjacent electrodes and conductor layers, and this makes it possible to cope with a narrow pitch of the electrodes and conductor layers.
[0054]
Further, in the present embodiment, the connection between the connection portion 12a and the bump 22 and the sealing of the connection portion between the connection portion 12a and the bump 22 are performed almost simultaneously. Therefore, according to the present embodiment, the electronic component 21 can be mounted on the wiring board 10 in a short time.
[0055]
In the present embodiment, the entire support layer 11 of the wiring board 10 is a liquid crystal polymer layer. The liquid crystal polymer has extremely low hygroscopicity compared to polyimide resin and glass epoxy. Specifically, the water absorption rate of the resin layer measured in accordance with the standard IPC-TM650 2.6.2 when immersed in water for 24 hours is 3.2% in the case of polyimide resin, In the case of a liquid crystal polymer, the value is as low as 0.04%.
[0056]
Therefore, the support layer 11 hardly contains moisture before the heating / pressurizing step. Therefore, in the present embodiment, even when heat is applied to the wiring board 10 in the heating / pressurizing step, moisture hardly evaporates from the wiring board 10, and bubbles are mixed in the thermosetting resin 32. There is little to do. Thereby, according to this Embodiment, it can prevent that the defect called a void generate | occur | produces in the sealing part which consists of the thermosetting resin 32 after hardening.
[0057]
Further, in the present embodiment, moisture hardly evaporates from the wiring board 10, so that the amount of heat consumed for the evaporation of moisture is prevented from lowering the curing rate of the thermosetting resin 32. be able to.
[0058]
In the present embodiment, since moisture hardly evaporates from the wiring board 10, the cure rate of the thermosetting resin 32 is increased by diffusion of water molecules in the thermosetting resin 32 before curing. It is possible to prevent the decrease.
[0059]
Further, the thermal conductivity of the liquid crystal polymer layer is larger than the thermal conductivity of the support layer made of polyimide resin or glass epoxy, and smaller than the thermal conductivity of the support layer made of an inorganic material such as ceramic. Specifically, the thermal conductivity is 0.2 W / m ° C. for the polyimide resin and 15 to 25 W / m ° C. for the ceramic, whereas 0.5 W / m for the liquid crystal polymer. A value of m ° C is shown. This thermal conductivity can be measured by a disc heat flow meter method (also called a protective heat flow meter method or a steady comparison method) shown in the standard ASTM E1530. Specifically, in this method, the heater and the reference calorimeter are brought into close contact with each other so that a steady state is obtained with a temperature difference of about 30 K above and below the test piece, and the heat conduction is determined from the temperature difference between both ends of the test piece and the output of the reference calorimeter. This is a method for obtaining the rate.
[0060]
Therefore, in this Embodiment, even if it is a case where the thermosetting resin 32 is heated by heating the electronic component 21, the part arrange | positioned in the position away from the electronic component 21 among the thermosetting resins 32. In addition, heat sufficient to cure is easily transmitted. Therefore, according to this Embodiment, it can prevent that the cure rate of the part arrange | positioned in the position away from the electronic component 21 among the thermosetting resins 32 falls.
[0061]
Further, according to the present embodiment, even when a plurality of electronic components are mounted on the same wiring board, the heat applied to the place where the electronic components are mounted is transmitted through the support layer. It is transmitted to the thermosetting resin in other places, and it can be prevented that the curing reaction of the resin starts. From this point, in the present embodiment, it is preferable to use a liquid crystal polymer layer having a thermal conductivity in the range of 0.3 to 1 W / m ° C.
[0062]
The liquid crystal polymer layer is presumed to have a property that the thermal conductivity in the direction parallel to the plane is larger than the thermal conductivity in the direction perpendicular to the plane. Therefore, according to the present embodiment, the temperature of the portion of the surface 11a of the support layer 11 that is in contact with the thermosetting resin 32 without releasing a lot of heat in the heating / pressurizing step. Can be quickly raised and made uniform. Thereby, according to this Embodiment, it becomes possible to perform sealing by the thermosetting resin 32 promptly and favorably.
[0063]
Further, in the present embodiment, as the thermosetting resin 32, a resin that quickly completes the curing reaction at a relatively low temperature is used. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to mount the electronic component 21 on the wiring substrate 10 in a short time without damaging the liquid crystal polymer layer.
[0064]
[Second Embodiment]
Next, a method for manufacturing an electronic device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a state where the electronic device manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment is completed. In the present embodiment, a wiring board 50 is used instead of the wiring board 10 in the first embodiment. The wiring board 50 includes an insulating support layer 51 and the conductor layer 12 disposed so as to be adjacent to one surface (upper surface in FIG. 6) 51a of the support layer 51. The support layer 51 in the present embodiment includes a first layer 52 disposed on the upper side in FIG. 6 so as to be adjacent to the conductor layer 12, and a second layer joined to the lower surface of the first layer 52. 53. The first layer 52 is a liquid crystal polymer layer. The second layer 53 is a resin layer formed of polyimide resin or the like.
[0065]
The material and thickness of the liquid crystal polymer layer constituting the first layer 52 are the same as those of the liquid crystal polymer layer constituting the support layer 11 in the first embodiment. However, in this embodiment, since the support layer 51 is composed of two different insulating layers, the thickness of the liquid crystal polymer layer should be about half that shown in the first embodiment. Is preferred. The material and thickness of the conductor layer 12 are the same as those of the conductor layer 12 in the first embodiment.
[0066]
The second layer 53 preferably has a lower thermal conductivity, a higher hardness, and a higher melting point than the first layer 52. The thickness of the second layer 53 is arbitrary.
[0067]
The wiring board 50 in the present embodiment can be manufactured as follows, for example. That is, first, a liquid crystal polymer film and a metal foil are thermocompression bonded. The liquid crystal polymer film becomes the first layer 52. Next, a thermocompression-bondable resin film such as a thermoplastic polyimide film is thermocompression bonded to the surface of the liquid crystal polymer film opposite to the surface to which the metal foil is bonded. This resin film becomes the second layer 53. Next, the metal foil is etched to form the conductor layer 12. Note that when the liquid crystal polymer film and the metal foil are thermocompression bonded and when the resin film is thermocompression bonded to the liquid crystal polymer film, the temperature of the liquid crystal polymer film is lower than the melting point of the liquid crystal polymer, that is, about 280 ° C. It is necessary to keep below.
[0068]
Moreover, you may manufacture the wiring board 50 in this Embodiment as follows. That is, first, a liquid crystal polymer film and a metal foil are thermocompression bonded to form a laminate. The liquid crystal polymer film becomes the first layer 52. Next, the said laminated body is mounted on a stand so that metal foil may become down. Next, a resin layer is formed by applying a resin for forming the second layer 53 such as polyimide resin or a precursor resin solution of the resin. Next, the solvent in the resin layer is removed and the resin layer is dried. This resin layer becomes the second layer 53. Next, the metal foil is etched to form the conductor layer 12. When the liquid crystal polymer film and the metal foil are thermocompression bonded, the temperature of the liquid crystal polymer film needs to be kept below the melting point of the liquid crystal polymer, that is, about 280 ° C. or less.
[0069]
In the present embodiment, out of the first layer 52 and the second layer 53 constituting the support layer 51 of the wiring substrate 50, only the first layer 52 adjacent to the conductor layer 12 is used as the liquid crystal polymer layer. Therefore, according to the present embodiment, the thermal conductivity of the second layer 53 can be made smaller than the thermal conductivity of the first layer 52. Thereby, according to this Embodiment, it can prevent that a heat | fever escapes from the support layer 51 by the 2nd layer 53 in a heating / pressurization process. Therefore, according to the present embodiment, the temperature of the portion of the surface 51a of the support layer 51 that is in contact with the thermosetting resin 32 can be effectively raised and made uniform.
[0070]
In addition, according to the present embodiment, the second layer 53 having a hardness higher than that of the first layer 52 is used, so that the entire support layer is a liquid crystal polymer layer. The strength of 51 can be increased.
[0071]
Moreover, according to this Embodiment, since the 2nd layer 53 does not touch the thermosetting resin 32, there is no problem even if the 2nd layer 53 has a big hygroscopic property.
[0072]
Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
[0073]
[Third Embodiment]
Next, a method for manufacturing an electronic device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows a state in which the electronic device manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment is completed. In the present embodiment, a wiring board 60 is used instead of the wiring board 10 in the first embodiment. The wiring board 60 has an insulating support layer 61 and the conductor layer 12 disposed so as to be adjacent to one surface (upper surface in FIG. 7) 61a of the support layer 61. The support layer 61 in the present embodiment has a first layer 62 and a second layer 63.
[0074]
The first layer 62 is a liquid crystal polymer layer. The second layer 63 has a recess 64 that accommodates the first layer 62. The first layer 62 is accommodated in the recess 64. The upper surface of the first layer 62 and the upper surface of the second layer 63 in a portion other than the recess 64 form one plane, and this plane is one surface 61 a of the support layer 61. The second layer 63 is a resin layer formed of polyimide resin or the like.
[0075]
The first layer 62 is disposed so as to be adjacent to at least the connection portion 12 a of the conductor layer 12. In the present embodiment, in particular, the first layer 62 is disposed so as to be adjacent to the conductor layer 12 at least in a region facing the electronic component 21. The first layer 62 is preferably disposed so as to be adjacent to the conductor layer 12 at least in a region where the cured thermosetting resin 32 is disposed.
[0076]
The material and thickness of the liquid crystal polymer layer constituting the first layer 62 are the same as those of the liquid crystal polymer layer constituting the support layer 11 in the first embodiment. However, in this embodiment, since the support layer 61 is composed of two different insulating layers, the thickness of the liquid crystal polymer layer is about half that shown in the first embodiment. Is preferred. The material and thickness of the conductor layer 12 are the same as those of the conductor layer 12 in the first embodiment.
[0077]
The second layer 63 preferably has a lower thermal conductivity, a higher hardness, and a higher melting point than the first layer 62. The thickness of the second layer 63 is arbitrary.
[0078]
The wiring board 60 in the present embodiment can be manufactured as follows, for example. That is, first, a liquid crystal polymer film is placed in a frame having a size approximately the same as the size of the wiring board 60 to be manufactured. Next, a resin for forming the second layer 63 such as polyimide resin or a precursor resin solution thereof is filled in the frame so as to cover the liquid crystal polymer film, thereby forming a resin layer. Next, the solvent in the resin layer is removed and the resin layer is dried. Thereby, the composite_body | complex of a liquid crystal polymer film and a resin layer is formed. The liquid crystal polymer film becomes the first layer 62, and the resin layer becomes the second layer 63. Next, in the composite, a metal foil is thermocompression bonded to the surface where the first layer 62 is exposed. Next, the metal foil is etched to form the conductor layer 12. When the metal foil is thermocompression bonded to the composite, the temperature of the liquid crystal polymer film needs to be kept below the melting point of the liquid crystal polymer, that is, about 280 ° C. or below.
[0079]
In addition, the wiring board 60 in the present embodiment may be manufactured as follows. That is, first, a part of one surface of the resin film is etched to form a recess 64 having a size approximately equal to the size of the first layer 62 to be formed. Next, a liquid crystal polymer film having the same size as the concave portion 64 is accommodated in the concave portion 64, and the resin film and the liquid crystal polymer film are thermocompression bonded to form a composite body. The liquid crystal polymer film becomes the first layer 62, and the resin film becomes the second layer 63. Next, in the composite, a metal foil is thermocompression bonded to the surface where the first layer 62 is exposed. Next, the metal foil is etched to form the conductor layer 12. In addition, when thermocompression bonding the resin film and the liquid crystal polymer film and when thermocompression bonding the metal foil to the composite, the temperature of the liquid crystal polymer film is lower than the melting point of the liquid crystal polymer, that is, about 280 ° C. or lower. Need to keep on.
[0080]
Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the second embodiment.
[0081]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible. For example, in the heating / pressurizing step, at least one of the connection portion 12a and the bump 22 may be heated to a predetermined temperature. Therefore, in the heating / pressurizing step, instead of heating the electronic component 21 to a predetermined temperature, the wiring board 10 may be heated to a predetermined temperature.
[0082]
[Example]
Examples of the first embodiment will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.
[0083]
In this embodiment, first, a wiring board 10 in which a wiring pattern of a conductor layer 12 having a thickness of 18 μm is formed on a support layer 11 made of a liquid crystal polymer layer having a thickness of 50 μm (thermal conductivity 0.5 W / m ° C.). Got ready. Next, this wiring board 10 was placed on a support base 30 heated to 80 ° C., and about 10 mg of an epoxy thermosetting resin 32 was placed at a connection portion on the wiring board 10. Here, the epoxy resin thermosetting resin has an epoxy resin as a main component and a latent curing catalyst blended therein, and the viscosity obtained by measurement with a rheometer at a temperature rising rate of 5 ° C./min. The temperature curve shown in FIG. 5 was used. Then, from above, a semiconductor element with bumps (vertical 10 mm, horizontal 10 mm, thickness 0.4 mm) held by the heating / pressurizing tool 40 is 6.25 × 10 6. ⁷ Pressurization was performed at a pressure of Pa for 3 seconds. At this time, the temperature of the tool 40 was set to 280 ° C. The thermosetting resin 32 started to flow by heat and pressure to form a fillet and hardened. After the heating / pressurizing process, the tool 40 was separated from the semiconductor element, and the manufacturing process of the electronic device was completed. As a result of observation of the obtained electronic device by a cross-sectional photograph, the bump and the conductor layer were stably connected, and generation of voids or the like was not observed in the insulating resin layer.
[0084]
【The invention's effect】
As described above, in the method of manufacturing an electronic device according to the present invention, a liquid crystal polymer layer disposed so that a support layer is adjacent to at least a connection portion of a conductor layer connected to an electrode of an electronic component is used as a substrate. Use the containing substrate. In the method for manufacturing an electronic device according to the present invention, an insulating thermosetting resin before curing is interposed between the substrate and the electronic component, and the electronic component is placed on the substrate so that the electrode faces the connection portion. And then contacting the connection portion and the electrode, pressurizing the connection portion and the electrode so that they are in close contact with each other, and heating the thermosetting resin to connect the connection portion and the electrode and heat Curing the curable resin. Thereby, according to this invention, the electrical property and reliability of the connection part of the electrode of an electronic component and the conductor layer of a board | substrate can be made favorable, and it can prevent that the resin for sealing produces a defect. There is an effect.
[0085]
Further, in the present invention, a thermosetting resin that rapidly completes the curing reaction at a relatively low temperature is used. Therefore, according to the present invention, the electronic component can be mounted on the substrate in a short time without damaging the liquid crystal polymer layer. No Has an effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a step in a method for manufacturing an electronic device according to a first embodiment of the invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a step that follows the step shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a process following the process illustrated in FIG. 2;
4 is an explanatory diagram for explaining a process following the process illustrated in FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a viscosity-temperature curve obtained by measurement with a rheometer for the thermosetting resin used in the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the manufacturing method of the electronic device according to the second embodiment of the invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the manufacturing method of the electronic device according to the third embodiment of the invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Wiring board, 11 ... Support layer, 12 ... Conductor layer, 12a ... Connection part, 21 ... Electronic component, 22 ... Bump, 32 ... Thermosetting resin, 40 ... Heating / pressurizing tool.

Claims

A substrate and an electronic component mounted on the substrate, the substrate comprising an insulating support layer, and a patterned conductor layer disposed adjacent to at least one surface of the support layer; The electronic component is a method for manufacturing an electronic device having an electrode connected to the conductor layer,
As the substrate, a substrate including a liquid crystal polymer layer disposed so that the support layer is adjacent to at least a connection portion of the conductor layer connected to an electrode of the electronic component, and the substrate and the electronic component are used. Placing the electronic component on the substrate so that the electrode faces the connecting portion with an insulating thermosetting resin before curing interposed therebetween,
The connecting portion and the electrode are brought into contact, the connecting portion and the electrode are pressurized so that they are in close contact with each other, and the thermosetting resin is heated to connect the connecting portion and the electrode and the thermosetting. Heating and pressurizing process to cure the functional resin,
The time required for the heating / pressurizing step is in the range of 0.1 to 10 seconds,
The temperature of the thermosetting resin in the heating / pressurizing step is in the range of 180 to 280 ° C,
In the viscosity-temperature curve obtained by measurement with a rheometer at a heating rate of 5 ° C./min, the viscosity of the thermosetting resin is in a temperature range of at least 10 ° C. in a temperature range of 50 to 90 ° C. 1.0 × 10 Pa · s or less, rises with increasing temperature within a temperature range of 80 to 130 ° C., and within a temperature range of 80 to 130 ° C. and a temperature change of 30 ° C. or less. method of manufacturing an electronic device for the 0 × ¹⁰ 2 Pa · s, characterized in that it presents a behavior that varies 1.0 × ¹⁰ 5 Pa · s.

The method for manufacturing an electronic device according to claim 1 , wherein the thermosetting resin contains an epoxy resin and a latent curing catalyst .

The thermal conductivity of the liquid crystal polymer layer, a method of manufacturing an electronic device according to claim 1, wherein in the range of 0.3~1W / m ℃.

The substrate manufacturing method of an electronic device according to any one of claims 1 to 3 the thickness of the support layer is characterized by using a flexible substrate is in the range of 25～60Myuemu.