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JP4428658B2 - Resin composition for mounting electronic components and method for mounting electronic components - Google Patents
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JP4428658B2 - Resin composition for mounting electronic components and method for mounting electronic components - Google Patents

Resin composition for mounting electronic components and method for mounting electronic components Download PDF

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Description

本発明は、貫通する開口部を有する基板に対して、フリップチップ方式によって、固体撮像素子等の電子部品の機能面が開口部に向くように電子部品を実装するために使用される電子部品実装用樹脂組成物、およびこれを用いた電子部品の実装方法に関する。   The present invention relates to an electronic component mounting used for mounting an electronic component on a substrate having an opening therethrough so that a functional surface of the electronic component such as a solid-state imaging device faces the opening by a flip chip method. The present invention relates to a resin composition for use, and an electronic component mounting method using the same.

従来、半導体素子等の電子部品を基板に実装する方法としては、チップオンボード方式が多く用いられていた。この方法では、電子部品は接着剤を用いて基板上に固定され、ワイヤボンディングによって電子部品の電極と基板の導体層とが接続される。   Conventionally, as a method for mounting an electronic component such as a semiconductor element on a substrate, a chip-on-board method is often used. In this method, the electronic component is fixed on the substrate using an adhesive, and the electrode of the electronic component and the conductor layer of the substrate are connected by wire bonding.

近年、電子部品の高密度実装の要求が高まっている。この要求を満たすために、最近では、例えば特許文献1ないし3に記載されているように、フリップチップ方式によって電子部品を基板に実装する方法も用いられている。この実装方法において、例えば、電子部品として固体撮像素子を用いる場合には、受光面である機能面が配置された1つの面において、機能面の周辺に複数の電極が設けられる。一方、基板には、電子部品の機能面を露出させるための貫通する開口部が設けられる。また、基板には、一方の面において露出し、電子部品の電極に接続される複数の導体層が設けられる。電子部品は、その機能面が基板の開口部に向くように配置され、電子部品の電極と基板の導体層とが電気的に接続される。また、この電極と導体層との電気的接続部分は封止される。   In recent years, there has been an increasing demand for high-density mounting of electronic components. In order to satisfy this requirement, recently, as described in Patent Documents 1 to 3, for example, a method of mounting an electronic component on a substrate by a flip chip method is also used. In this mounting method, for example, when a solid-state imaging device is used as an electronic component, a plurality of electrodes are provided around the functional surface on one surface on which the functional surface that is a light receiving surface is arranged. On the other hand, the substrate is provided with an opening through which the functional surface of the electronic component is exposed. The substrate is provided with a plurality of conductor layers exposed on one surface and connected to the electrodes of the electronic component. The electronic component is disposed such that its functional surface faces the opening of the substrate, and the electrode of the electronic component and the conductor layer of the substrate are electrically connected. Further, the electrical connection portion between the electrode and the conductor layer is sealed.

フリップチップ方式による電子部品の実装方法には、電極と導体層とを、金属接合により直接、あるいは半田等の導電性物質を介して、電気的および機械的に接続した後、電極と導体層との接続部分の周囲に封止用樹脂を充填する方法がある。以下、この方法を第1の実装方法と言う。その他、フリップチップ方式による電子部品の実装方法には、予め導体層のうち電極が接続される部分の周辺に封止用樹脂を配置しておき、電極と導体層とを接触させて、これらを電気的に接続し、封止用樹脂を硬化させることによって、電極と導体層の位置関係を固定する方法がある。以下、この方法を第2の実装方法と言う。   In a method of mounting an electronic component by a flip-chip method, an electrode and a conductor layer are electrically and mechanically connected directly by metal bonding or via a conductive material such as solder, and then the electrode and the conductor layer are connected. There is a method of filling a sealing resin around the connecting portion. Hereinafter, this method is referred to as a first mounting method. In addition, in the method of mounting an electronic component by the flip chip method, a sealing resin is previously disposed around the portion of the conductor layer where the electrode is connected, and the electrode and the conductor layer are brought into contact with each other. There is a method of fixing the positional relationship between the electrode and the conductor layer by electrically connecting and curing the sealing resin. Hereinafter, this method is referred to as a second mounting method.

なお、特許文献1には、撮像素子の電極と基板の電極とを、半田バンプ等の導電性の接着層によって接続する実装方法が記載されているが、撮像素子の電極と基板の電極との接続部分を封止することは記載されていない。特許文献1に記載された実装方法において、撮像素子の電極と基板の電極との接続後に、この接続部分の周囲に封止用樹脂を充填すると、上記の第1の実装方法となる。   Patent Document 1 describes a mounting method in which an electrode of an image pickup device and an electrode of a substrate are connected by a conductive adhesive layer such as a solder bump. The sealing of the connecting part is not described. In the mounting method described in Patent Document 1, after the connection between the electrode of the image pickup element and the electrode of the substrate, a sealing resin is filled around the connection portion, thereby providing the first mounting method.

特許文献2には、異方性導電樹脂を用いて、固体撮像素子チップのバンプと筺体の配線パターンとを接続する実装方法が記載されている。この実装方法は、上記の第2の実装方法に相当すると考えられる。   Patent Document 2 describes a mounting method in which a bump of a solid-state imaging device chip and a wiring pattern of a casing are connected using an anisotropic conductive resin. This mounting method is considered to correspond to the second mounting method.

特許文献3には、撮像素子およびバンプが形成された基板を、開口部を有するプリント配線基板に対して、上記の第2の実装方法によって実装する方法が記載されている。また、特許文献3には、封止用樹脂がプリント配線基板の開口部に流入することを防止するために、開口部の周部にダム状の突起部を設ける技術が記載されている。   Patent Document 3 describes a method of mounting a substrate on which an imaging element and a bump are formed on a printed wiring board having an opening by the second mounting method described above. Patent Document 3 describes a technique in which a dam-shaped protrusion is provided on the periphery of the opening in order to prevent the sealing resin from flowing into the opening of the printed wiring board.

なお、特許文献4には、適度のチキソ性を有し、2つの配線板を相互に接続する場合に適した熱硬化性樹脂が記載されている。   Note that Patent Document 4 describes a thermosetting resin that has appropriate thixotropy and is suitable for connecting two wiring boards to each other.

特開2002−51268号公報JP 2002-51268 A 特開2003−189195号公報JP 2003-189195 A 特開2003−209332号公報JP 2003-209332 A 特開2004−363167号公報JP 2004-363167 A

前述の第1の実装方法では、電極と導体層とを接続する際に、電極および導体層が高温になり、その結果、耐熱性に乏しい電子部品も高温になりやすい。そのため、第1の実装方法では、熱によって電子部品の電気的機能が損なわれる場合があるという問題点があった。また、第1の実装方法では、狭い空間に封止用樹脂を充填する必要があることから、低粘度の封止用樹脂を用いる必要がある。そのため、第1の実装方法では、封止用樹脂が電子部品の機能面上に流れ込み、電子部品が固体撮像素子の場合には、その光学的機能が損なわれる場合があるという問題点があった。   In the first mounting method described above, when the electrode and the conductor layer are connected, the electrode and the conductor layer become high temperature, and as a result, an electronic component having poor heat resistance tends to become high temperature. Therefore, the first mounting method has a problem that the electrical function of the electronic component may be impaired by heat. Further, in the first mounting method, since it is necessary to fill the sealing resin in a narrow space, it is necessary to use a low-viscosity sealing resin. Therefore, the first mounting method has a problem in that the sealing resin flows onto the functional surface of the electronic component, and the optical function may be impaired when the electronic component is a solid-state imaging device. .

第2の実装方法では、封止用樹脂を硬化させる際に、これを加熱する。しかし、その際の封止用樹脂の温度は、第1の実装方法において電極と導体層とを接続する際の電極および導体層の温度に比べると低い。そのため、第2の実装方法には、熱によって電子部品の電気的機能が損なわれることがないという利点がある。また、第2の実装方法には、工程が簡単であるため、コストの低減が可能になるという利点がある。更に、第2の実装方法には、第1の実装方法のように封止用樹脂の粘度を低くする必要がないため、封止用樹脂の設計の幅が広がるという利点がある。   In the second mounting method, when the sealing resin is cured, it is heated. However, the temperature of the sealing resin at that time is lower than the temperatures of the electrode and the conductor layer when the electrode and the conductor layer are connected in the first mounting method. Therefore, the second mounting method has an advantage that the electrical function of the electronic component is not impaired by heat. Further, the second mounting method has an advantage that the cost can be reduced because the process is simple. Further, the second mounting method has an advantage that the range of design of the sealing resin is widened because it is not necessary to lower the viscosity of the sealing resin unlike the first mounting method.

しかしながら、第2の実装方法においても、封止用樹脂が電子部品の機能面上に流れ込むことを防止する必要がある。従来、この問題は、封止用樹脂の特性の制御によっては解決されておらず、封止用樹脂をフィルム状にしたり、特許文献3に記載されているように開口部内への封止用樹脂の流れ込みを防止する構造にする等して、この問題を回避していた。   However, also in the second mounting method, it is necessary to prevent the sealing resin from flowing onto the functional surface of the electronic component. Conventionally, this problem has not been solved by controlling the properties of the sealing resin, and the sealing resin can be formed into a film or sealed in the opening as described in Patent Document 3. This problem has been avoided by adopting a structure that prevents the inflow of water.

また、第2の実装方法によって電子部品を基板に実装する場合には、硬化後の封止用樹脂において、ボイドが存在しないことや、フィレットが歪みのない良好な形状である等の、実装および封止の点での十分な性能が要求される。   Further, when the electronic component is mounted on the substrate by the second mounting method, in the sealing resin after curing, there are no voids and the fillet has a good shape without distortion, Sufficient performance in terms of sealing is required.

しかしながら、従来は、第2の実装方法によって電子部品を基板に実装する場合に適した封止用樹脂の具体的な特性については十分な検討がなされていなかった。   However, conventionally, sufficient studies have not been made on the specific characteristics of a sealing resin suitable for mounting an electronic component on a substrate by the second mounting method.

そのため、従来は、第2の実装方法によって電子部品を基板に実装する場合に、例えば、他の用途で高い信頼性を有する樹脂が用いられていた。しかしながら、この場合には、硬化後の封止用樹脂において上述のような十分な性能が得られるような実装条件の幅が非常に狭く、且つ硬化後の封止用樹脂の不良発生率が高くなるといった問題点があった。   Therefore, conventionally, when an electronic component is mounted on a substrate by the second mounting method, for example, a highly reliable resin has been used for other purposes. However, in this case, the range of mounting conditions for obtaining sufficient performance as described above in the cured sealing resin is very narrow, and the failure occurrence rate of the cured sealing resin is high. There was a problem of becoming.

なお、特許文献4に記載されている熱硬化性樹脂は、2つの配線板を相互に接続する場合に適した特性を有している。しかし、この特性は、第2の方法によって電子部品を基板に実装する場合に適しているとは言えない。   The thermosetting resin described in Patent Document 4 has characteristics suitable for connecting two wiring boards to each other. However, this characteristic cannot be said to be suitable when an electronic component is mounted on a substrate by the second method.

なお、以上説明した問題点は、貫通する開口部を有する基板に対して、フリップチップ方式によって固体撮像素子を実装する場合に限らず、貫通する開口部を有する基板に対して、フリップチップ方式によって電子部品の機能面が開口部に向くように実装する場合の全般に当てはまる。固体撮像素子以外の電子部品の例としては、発光素子、受光素子、種々のセンサ等がある。   The above-described problems are not limited to the case where the solid-state imaging device is mounted by the flip chip method on the substrate having the opening that penetrates, but by the flip chip method on the substrate that has the opening that penetrates. This applies to the case where the electronic component is mounted so that the functional surface faces the opening. Examples of electronic components other than the solid-state imaging device include a light emitting device, a light receiving device, and various sensors.

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、貫通する開口部を有する基板に対して、フリップチップ方式によって、電子部品の機能面が開口部に向くように電子部品を実装するために使用される電子部品実装用樹脂組成物であって、電子部品の機能を妨げることがなく、且つ実装および封止の点での十分な性能を発揮することのできる電子部品実装用樹脂組成物、およびこれを用いた電子部品の実装方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an electronic component such that a functional surface of the electronic component faces the opening by a flip-chip method with respect to a substrate having an opening that penetrates. A resin composition for mounting electronic components used for mounting, for mounting electronic components that does not interfere with the functions of the electronic components and can exhibit sufficient performance in terms of mounting and sealing It is in providing the resin composition and the mounting method of an electronic component using the same.

本発明の電子部品実装用樹脂組成物は、貫通する開口部を有する基板に対して、フリップチップ方式によって、電子部品の機能面が開口部に向くように電子部品を実装するために使用されるものである。この樹脂組成物は、エポキシ樹脂および潜在性硬化触媒を含有している。また、この樹脂組成物は、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、粘度の最低値ηが1.0×10Pa・s以上、1.0×10Pa・s以下であり、粘度が最低値ηとなる温度が50〜80℃の範囲内にあり、50〜80℃の範囲中の少なくとも10℃の幅の温度範囲における最大粘度と最小粘度をそれぞれη、ηとしたとき、(log10η−log10η)/10の値が0以上、0.05以下であり、粘度が1.0×10Pa・sとなる温度が100〜130℃の範囲内にあり、30℃における粘度をη30としたとき、η30/ηの値が1以上、10以下であるものである。 The resin composition for mounting an electronic component of the present invention is used for mounting an electronic component on a substrate having an opening that penetrates the substrate so that the functional surface of the electronic component faces the opening by a flip chip method. Is. This resin composition contains an epoxy resin and a latent curing catalyst. Further, this resin composition has a viscosity minimum value η 0 of 1.0 × 10 2 Pa · s or more in a viscosity-temperature curve obtained by measurement with a rheometer at a temperature rising rate of 5 ° C./min. 0.0 × 10 4 Pa · s or less, the temperature at which the viscosity becomes the minimum value η 0 is in the range of 50 to 80 ° C., and the maximum in the temperature range of at least 10 ° C. in the range of 50 to 80 ° C. When the viscosity and the minimum viscosity are η a and η b , respectively, the value of (log 10 η a -log 10 η b ) / 10 is 0 or more and 0.05 or less, and the viscosity is 1.0 × 10 5 Pa The temperature at which s is in the range of 100 to 130 ° C., and the viscosity at 30 ° C. is η 30 , the value of η 30 / η 0 is 1 or more and 10 or less.

本発明の電子部品実装用樹脂組成物は、温度25℃においてE型粘度計によって測定される粘度に関して、回転数1rpmにおける粘度を回転数10rpmにおける粘度で除した値が3〜10の範囲内の値となる性質を有していてもよい。   The resin composition for mounting an electronic component of the present invention has a viscosity measured by an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C., and a value obtained by dividing the viscosity at a rotation speed of 1 rpm by the viscosity at a rotation speed of 10 rpm is in the range of 3 to 10. It may have a value property.

本発明の電子部品の実装方法は、貫通する開口部を有する基板に対して、フリップチップ方式によって、電子部品の機能面が開口部に向くように電子部品を実装する方法である。電子部品は、機能面が配置された1つの面において、機能面の周辺に配置された電極を有し、基板は、一方の面において露出し、電極に接続される導体層を有している。   The electronic component mounting method of the present invention is a method of mounting an electronic component on a substrate having an opening therethrough so that the functional surface of the electronic component faces the opening by a flip chip method. The electronic component has an electrode arranged around the functional surface on one surface where the functional surface is arranged, and the substrate has a conductor layer exposed on one surface and connected to the electrode. .

本発明の電子部品の実装方法は、
基板の一方の面において、導体層のうち、電極に接続される部分の上に、本発明の電子部品実装用樹脂組成物を配置する工程と、
機能面が開口部に対向し、且つ電極が導体層に対向するように、電子部品を基板上に配置する工程と、
基板と電子部品との間に樹脂組成物を介在させた状態で、電極と導体層とを接触させ、電極と導体層の少なくとも一方を、200〜240℃の範囲内の温度になるように加熱しながら、5〜30秒の範囲内の時間だけ、電極および導体層を、それらが互いに密着するように加圧することにより、電極と導体層とを接続すると共に、樹脂組成物を硬化させて電極と導体層との接続部分の周囲を封止する加熱・加圧工程とを備えている。
The electronic component mounting method of the present invention includes:
On one surface of the substrate, the step of disposing the resin composition for mounting an electronic component of the present invention on a portion of the conductor layer connected to the electrode;
Placing the electronic component on the substrate such that the functional surface faces the opening and the electrode faces the conductor layer;
With the resin composition interposed between the substrate and the electronic component, the electrode and the conductor layer are brought into contact with each other, and at least one of the electrode and the conductor layer is heated to a temperature in the range of 200 to 240 ° C. While pressing the electrode and the conductor layer so that they are in close contact with each other for a time in the range of 5 to 30 seconds, the electrode and the conductor layer are connected and the resin composition is cured to form the electrode. And a heating / pressurizing step for sealing the periphery of the connection portion between the conductive layer and the conductor layer.

本発明の電子部品実装用樹脂組成物によれば、貫通する開口部を有する基板に対して、フリップチップ方式によって、電子部品の機能面が開口部に向くように電子部品を実装する際に、電子部品の機能を妨げることがなく、且つ実装および封止の点での十分な性能を発揮することができるという効果を奏する。   According to the resin composition for mounting an electronic component of the present invention, when mounting an electronic component on a substrate having an opening that penetrates the flip-chip method so that the functional surface of the electronic component faces the opening, There is an effect that the function of the electronic component is not hindered and sufficient performance in terms of mounting and sealing can be exhibited.

また、本発明の電子部品の実装方法によれば、樹脂組成物が、電子部品の機能を妨げることがなく、且つ実装および封止の点での十分な性能を発揮することができるという効果を奏する。   In addition, according to the electronic component mounting method of the present invention, the resin composition does not interfere with the function of the electronic component, and can exhibit sufficient performance in terms of mounting and sealing. Play.

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。始めに、図1ないし図4を参照して、本発明の一実施の形態に係る電子部品の実装方法について説明する。本実施の形態は、電子部品として固体撮像素子を用いた例である。図1ないし図3は、本実施の形態に係る電子部品の実装方法における各工程を説明するための説明図である。図4は、基板と電子部品(固体撮像素子)とを含む固体撮像装置の平面図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, an electronic component mounting method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is an example in which a solid-state imaging device is used as an electronic component. 1 to 3 are explanatory views for explaining each step in the electronic component mounting method according to the present embodiment. FIG. 4 is a plan view of a solid-state imaging device including a substrate and an electronic component (solid-state imaging device).

本実施の形態に係る電子部品の実装方法は、基板10に対して、電子部品として固体撮像素子20を実装する方法である。まず、本実施の形態において用いられる基板10と固体撮像素子20について説明する。基板10は、一方の面10aと、その反対側の面10bとを有している。また、基板10は、貫通する開口部11を有している。基板10は、更に、一方の面10aにおいて露出する複数の導体層12を有している。   The electronic component mounting method according to the present embodiment is a method of mounting the solid-state imaging device 20 as an electronic component on the substrate 10. First, the board | substrate 10 and the solid-state image sensor 20 which are used in this Embodiment are demonstrated. The substrate 10 has one surface 10a and an opposite surface 10b. The substrate 10 also has an opening 11 that passes therethrough. The substrate 10 further has a plurality of conductor layers 12 exposed on one surface 10a.

固体撮像素子20は、一方の面20aと、その反対側の面20bとを有している。また、固体撮像素子20は、一方の面20aに配置された機能面(受光面)21を有している。固体撮像素子20は、更に、面20aにおいて、機能面21の周辺に配置された複数の電極22を有している。電極22は、例えばバンプである。前述の基板10の開口部11は、固体撮像素子20の機能面21を露出させるためのものである。また、基板10の導体層12は、固体撮像素子20の電極22に接続されるようになっている。   The solid-state imaging device 20 has one surface 20a and a surface 20b on the opposite side. In addition, the solid-state imaging device 20 has a functional surface (light receiving surface) 21 disposed on one surface 20a. The solid-state imaging device 20 further includes a plurality of electrodes 22 arranged around the functional surface 21 on the surface 20a. The electrode 22 is, for example, a bump. The opening 11 of the substrate 10 described above is for exposing the functional surface 21 of the solid-state imaging device 20. Further, the conductor layer 12 of the substrate 10 is connected to the electrode 22 of the solid-state imaging device 20.

本実施の形態に係る実装方法では、まず、図1に示したように、基板10は、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。基板10に対する固体撮像素子20の実装時には、支持台30およびその上の基板10は、例えば50〜80℃の範囲内の温度になるように加熱される。   In the mounting method according to the present embodiment, first, as shown in FIG. 1, the substrate 10 has one surface 11 a facing upward and the opposite surface 11 b in contact with the upper surface of the support base 30. It is placed on the support base 30. The support base 30 has a built-in heater capable of adjusting the temperature. When the solid-state imaging device 20 is mounted on the substrate 10, the support base 30 and the substrate 10 thereon are heated so as to have a temperature in the range of 50 to 80 ° C., for example.

次に、基板10の一方の面10aにおいて、導体層12のうち、固体撮像素子20の電極22に接続される部分の上に、本実施の形態に係る電子部品実装用樹脂組成物(以下、単に樹脂組成物と言う。)13を、例えばディスペンサーによって塗布することにより配置する。次に、加熱・加圧ツール40によって固体撮像素子20を吸引し保持する。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、且つ保持した固体撮像素子20に対して荷重を加えることができるようになっている。   Next, on one surface 10a of the substrate 10, on the portion of the conductor layer 12 that is connected to the electrode 22 of the solid-state imaging device 20, an electronic component mounting resin composition according to the present embodiment (hereinafter, The resin composition is simply referred to as a resin composition). Next, the solid-state imaging device 20 is sucked and held by the heating / pressurizing tool 40. The heating / pressurizing tool 40 incorporates a temperature-adjustable heater. Furthermore, the heating / pressurizing tool 40 can move in the vertical and horizontal directions, and can apply a load to the held solid-state imaging device 20.

次に、図2に示したように、加熱・加圧ツール40を下降させて、機能面21が基板10の開口部11に対向し、且つ電極22が基板10の導体層12に対向するように、固体撮像素子20を基板10上に配置する。   Next, as shown in FIG. 2, the heating / pressurizing tool 40 is lowered so that the functional surface 21 faces the opening 11 of the substrate 10 and the electrode 22 faces the conductor layer 12 of the substrate 10. In addition, the solid-state imaging device 20 is disposed on the substrate 10.

次に、基板10と固体撮像素子20との間に樹脂組成物13を介在させた状態で、電極22と導体層12とを接触させ、電極22と導体層12の少なくとも一方を、200〜240℃の範囲内の温度になるように加熱しながら、5〜30秒の範囲内の時間だけ、電極22および導体層12を、それらが互いに密着するように加圧することにより、電極22と導体層12とを接続すると共に、樹脂組成物13を硬化させて電極22と導体層12との接続部分の周囲を封止する。この工程は、本発明における加熱・加圧工程に対応する。電極22と導体層12の少なくとも一方の加熱は、例えば、加熱・加圧ツール40によって固体撮像素子20を加熱することによって行う。   Next, in a state where the resin composition 13 is interposed between the substrate 10 and the solid-state imaging device 20, the electrode 22 and the conductor layer 12 are brought into contact with each other, and at least one of the electrode 22 and the conductor layer 12 is 200 to 240. The electrode 22 and the conductor layer are heated by pressurizing the electrode 22 and the conductor layer 12 so that they are in close contact with each other for a time within a range of 5 to 30 seconds while being heated to a temperature in the range of ° C. 12 and the resin composition 13 is cured to seal the periphery of the connection portion between the electrode 22 and the conductor layer 12. This step corresponds to the heating / pressurizing step in the present invention. The heating of at least one of the electrode 22 and the conductor layer 12 is performed, for example, by heating the solid-state imaging device 20 with the heating / pressurizing tool 40.

以上の一連の工程により、図3に示したように、フリップチップ方式によって固体撮像素子20が基板10に実装され、基板10と固体撮像素子20とを含む固体撮像装置が製造される。この固体撮像装置において、固体撮像素子20の機能面21は、基板10の開口部11に向くように配置されて、開口部11から露出している。   Through the above series of steps, as shown in FIG. 3, the solid-state imaging device 20 is mounted on the substrate 10 by a flip chip method, and a solid-state imaging device including the substrate 10 and the solid-state imaging device 20 is manufactured. In this solid-state imaging device, the functional surface 21 of the solid-state imaging device 20 is disposed so as to face the opening 11 of the substrate 10 and is exposed from the opening 11.

本実施の形態に係る実装方法によれば、後で詳しく説明する特性を有する樹脂組成物13を用いることにより、樹脂組成物13が固体撮像素子20の機能面21上に流れ込むことを防止することができる。また、本実施の形態によれば、硬化後の樹脂組成物13において、ボイドが発生することを防止できると共に良好な形状のフィレットを形成することができる。従って、本実施の形態によれば、樹脂組成物13が、固体撮像素子10の機能を妨げることがなく、且つ実装および封止の点での十分な性能を発揮することができる。   According to the mounting method according to the present embodiment, the resin composition 13 is prevented from flowing onto the functional surface 21 of the solid-state imaging device 20 by using the resin composition 13 having characteristics that will be described in detail later. Can do. Moreover, according to this Embodiment, in the resin composition 13 after hardening, while being able to prevent generation | occurrence | production of a void, a well-shaped fillet can be formed. Therefore, according to the present embodiment, the resin composition 13 does not interfere with the function of the solid-state imaging device 10 and can exhibit sufficient performance in terms of mounting and sealing.

次に、本実施の形態に係る樹脂組成物13について詳しく説明する。この樹脂組成物13は、エポキシ樹脂および潜在性硬化触媒を含有している。また、この樹脂組成物13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樹脂組成物13の粘度−温度曲線において、以下の3つの要件を満たしている。   Next, the resin composition 13 according to the present embodiment will be described in detail. This resin composition 13 contains an epoxy resin and a latent curing catalyst. In addition, the resin composition 13 satisfies the following three requirements in the viscosity-temperature curve of the resin composition 13 obtained by measurement with a rheometer at a heating rate of 5 ° C./min.

第1の要件は、粘度の最低値ηが1.0×10Pa・s以上、1.0×10Pa・s以下であり、粘度が最低値ηとなる温度が50〜80℃の範囲内にあり、50〜80℃の範囲中の少なくとも10℃の幅の温度範囲における最大粘度と最小粘度をそれぞれη、ηとしたとき、(log10η−log10η)/10の値が0以上、0.05以下であることである。 The first requirement is that the minimum value η 0 of the viscosity is 1.0 × 10 2 Pa · s or more and 1.0 × 10 4 Pa · s or less, and the temperature at which the viscosity becomes the minimum value η 0 is 50-80. When the maximum viscosity and the minimum viscosity in the temperature range of at least 10 ° C. in the range of 50 to 80 ° C. are η a and η b , respectively (log 10 η a -log 10 η b ) / 10 value is 0 or more and 0.05 or less.

第2の要件は、粘度が1.0×10Pa・sとなる温度が100〜130℃の範囲内にあることである。 The second requirement is that the temperature at which the viscosity becomes 1.0 × 10 5 Pa · s is in the range of 100 to 130 ° C.

第3の要件は、30℃における粘度をη30としたとき、η30/ηの値が1以上、10以下であることである。 The third requirement is that the value of η 30 / η 0 is 1 or more and 10 or less when the viscosity at 30 ° C. is η 30 .

樹脂組成物13に使用されるエポキシ樹脂としては、特に制限はないが、常温(25℃)で液状であるものが好ましい。ここで言う常温で液状であるエポキシ樹脂は、常温で液状であるという要件を満たせば、それ以外の要件には特に制限されない。樹脂組成物13に使用されるエポキシ樹脂の例としては、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AD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、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ウレタン変性ビスフェノールA型エポキシ樹脂等がある。樹脂組成物13に使用されるエポキシ樹脂は、上記のように例示した各樹脂のうちの1種でもよいし、2種以上の混合物でもよい。樹脂組成物13に使用されるエポキシ樹脂が、2種以上の樹脂の混合物である場合には、混合した状態で常温において液状であることが好ましい。なお、液状とは、多少粘性を有する状態も含む。また、常温で液状であるエポキシ樹脂には、常温以上の軟化点を示す半固体状のエポキシ樹脂であっても高温時に溶融し、常温下で難結晶性を示し、流動性を有するものも含む。また、エポキシ樹脂は、加水分解性塩素含有量が600ppm以下であることが好ましい。   Although there is no restriction | limiting in particular as an epoxy resin used for the resin composition 13, The thing which is liquid at normal temperature (25 degreeC) is preferable. The epoxy resin that is liquid at normal temperature here is not particularly limited as long as it satisfies the requirement that it is liquid at normal temperature. Examples of the epoxy resin used in the resin composition 13 include bisphenol A type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, carboxylic acid glycidyl ester type epoxy resin, phenol There are novolac type epoxy resins, urethane-modified bisphenol A type epoxy resins and the like. The epoxy resin used for the resin composition 13 may be one of the resins exemplified above or a mixture of two or more. When the epoxy resin used for the resin composition 13 is a mixture of two or more kinds of resins, it is preferably in a liquid state at room temperature in a mixed state. In addition, the liquid state includes a state having some viscosity. In addition, epoxy resins that are liquid at room temperature include those that are semi-solid epoxy resins that exhibit a softening point above room temperature, melt at high temperatures, exhibit poor crystallinity at room temperature, and have fluidity . The epoxy resin preferably has a hydrolyzable chlorine content of 600 ppm or less.

また、樹脂組成物13に使用される潜在性硬化触媒は、樹脂組成物13の保存時と、固体撮像素子20の実装工程中で樹脂組成物13が低温である段階における安定性を樹脂組成物13に与え、これにより、固体撮像素子20の実装工程における作業性を良好なものとする。ここでいう潜在性硬化触媒は、特定の温度以上になると急速にエポキシ樹脂硬化触媒として機能する性質を有する。樹脂組成物13に使用可能な潜在性硬化触媒には、マイクロカプセル型、アミンアダクト型等、いくつかの種類がある。このうち、特に、実装性や安定性の点からマイクロカプセル型の潜在性硬化触媒を用いることが好ましい。また、樹脂組成物13には、複数種類の潜在性硬化触媒を組み合わせて使用してもよい。   In addition, the latent curing catalyst used for the resin composition 13 is a resin composition that exhibits stability when the resin composition 13 is stored and when the resin composition 13 is at a low temperature during the mounting process of the solid-state imaging device 20. Thus, the workability in the mounting process of the solid-state imaging device 20 is improved. The latent curing catalyst here has a property of rapidly functioning as an epoxy resin curing catalyst when a specific temperature or higher is reached. There are several types of latent curing catalysts that can be used for the resin composition 13 such as a microcapsule type and an amine adduct type. Among these, it is particularly preferable to use a microcapsule type latent curing catalyst from the viewpoint of mountability and stability. The resin composition 13 may be used in combination with a plurality of types of latent curing catalysts.

次に、樹脂組成物13の第1の要件について説明する。第1の要件は、以下の3つの要件(1−1)、(1−2)、(1−3)を含んでいる。
(1−1)粘度の最低値ηが1.0×10Pa・s以上、1.0×10Pa・s以下である。
(1−2)粘度が最低値ηとなる温度が50〜80℃の範囲内にある。
(1−3)50〜80℃の範囲中の少なくとも10℃の幅の温度範囲における最大粘度と最小粘度をそれぞれη、ηとしたとき、(log10η−log10η)/10の値が0以上、0.05以下である。
Next, the 1st requirement of the resin composition 13 is demonstrated. The first requirement includes the following three requirements (1-1), (1-2), and (1-3).
(1-1) The minimum value η 0 of the viscosity is 1.0 × 10 2 Pa · s or more and 1.0 × 10 4 Pa · s or less.
(1-2) The temperature at which the viscosity reaches the minimum value η 0 is in the range of 50 to 80 ° C.
(1-3) When the maximum viscosity and the minimum viscosity in the temperature range of at least 10 ° C. in the range of 50 to 80 ° C. are η a and η b respectively, (log 10 η a -log 10 η b ) / The value of 10 is 0 or more and 0.05 or less.

要件(1−1)は、固体撮像素子20の実装時において樹脂組成物13が適度の流動性を有していることを表わしている。粘度の最低値ηは、1.0×10Pa・s以上、1.0×10Pa・s以下であることがより好ましい。 The requirement (1-1) represents that the resin composition 13 has appropriate fluidity when the solid-state imaging device 20 is mounted. The minimum value η 0 of the viscosity is more preferably 1.0 × 10 2 Pa · s or more and 1.0 × 10 3 Pa · s or less.

要件(1−2)は、樹脂組成物13が、常温(25℃)での保存時において安定性が非常に高く、固体撮像素子20の実装時に50〜80℃の範囲内の温度になるように加熱されたときに流動性が高まることを表わしている。   The requirement (1-2) is that the resin composition 13 has very high stability when stored at room temperature (25 ° C.), and the temperature is in the range of 50 to 80 ° C. when the solid-state imaging device 20 is mounted. This indicates that the fluidity is increased when heated to a high temperature.

要件(1−3)は、樹脂組成物13が、固体撮像素子20の実装時に加熱されたときに、50〜80℃の範囲内において、一定の時間、例えば樹脂組成物13の昇温速度が5℃/分のときには少なくとも2分間、ほぼ一定の粘度を有することを表わしている。このことは、実装時に樹脂組成物13中に発生した気泡が樹脂組成物13中を移動して、外部に排出される時間があることを示している。(log10η−log10η)/10の値は、0以上、0.02以下であることがより好ましい。また、要件(1−3)における10℃の幅の温度範囲中に、粘度が最低値ηとなる温度が入っていることがより好ましい。 The requirement (1-3) is that when the resin composition 13 is heated when the solid-state imaging device 20 is mounted, the temperature rising rate of the resin composition 13 is within a range of 50 to 80 ° C., for example, When the temperature is 5 ° C./min, the viscosity is almost constant for at least 2 minutes. This indicates that there is a time for bubbles generated in the resin composition 13 during mounting to move through the resin composition 13 and be discharged to the outside. The value of (log 10 η a -log 10 η b ) / 10 is more preferably 0 or more and 0.02 or less. Moreover, it is more preferable that the temperature at which the viscosity becomes the minimum value η 0 is included in the temperature range of 10 ° C. in the requirement (1-3).

樹脂組成物13が、要件(1−1)、(1−2)、(1−3)を含む第1の要件を満たすことにより、樹脂組成物13は、保存時における安定性、固体撮像素子20の実装時における適度の流動性、および固体撮像素子20の実装時における気泡の除去のしやすさを満足することになる。   When the resin composition 13 satisfies the first requirement including the requirements (1-1), (1-2), and (1-3), the resin composition 13 has a stability during storage and a solid-state imaging device. 20 satisfies the moderate fluidity at the time of mounting 20 and the ease of air bubble removal at the time of mounting the solid-state imaging device 20.

第2の要件は、樹脂組成物13が、100〜130℃の範囲内の温度で、流動性を示さなくなることを表わしている。このことは、100〜130℃の範囲内の温度で、基板10に対する固体撮像素子20の実装がほぼ終了することを意味している。固体撮像素子20の実装により適した条件を設定できるように、粘度が1.0×10Pa・sとなる温度は、100〜110℃の範囲内の温度であることがより好ましい。なお、粘度が1.0×10Pa・sとなることは、樹脂組成物13の硬化反応が完結したことを意味するものではない。 The 2nd requirement expresses that resin composition 13 stops showing fluidity at the temperature within the range of 100-130 ° C. This means that the mounting of the solid-state imaging device 20 on the substrate 10 is almost completed at a temperature in the range of 100 to 130 ° C. The temperature at which the viscosity is 1.0 × 10 5 Pa · s is more preferably in the range of 100 to 110 ° C. so that conditions more suitable for mounting of the solid-state imaging device 20 can be set. A viscosity of 1.0 × 10 5 Pa · s does not mean that the curing reaction of the resin composition 13 has been completed.

第3の要件におけるη30/ηの値は、樹脂組成物13の流動特性に関係し、この値が小さいほど、固体撮像素子20の機能面21への樹脂組成物13の流れ込みを抑制しやすくなる。そこで、このη30/ηの値は、第3の要件のように、1以上、10以下であることが好ましく、1以上、5以下であることがより好ましい。 The value of η 30 / η 0 in the third requirement relates to the flow characteristics of the resin composition 13, and the smaller this value is, the more the resin composition 13 flows into the functional surface 21 of the solid-state imaging device 20. It becomes easy. Therefore, the value of η 30 / η 0 is preferably 1 or more and 10 or less, more preferably 1 or more and 5 or less, as in the third requirement.

樹脂組成物13は、更に、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樹脂組成物13の粘度−温度曲線において、粘度上昇の開始点が80〜90℃の範囲内にあることが好ましい。ここで、粘度上昇の開始点とは、粘度が最低値ηとなる温度以上の温度であって、少なくとも10℃の幅の温度範囲における最大粘度と最小粘度をそれぞれη、ηとしたとき、(log10η−log10η)/10の値が0.05を超える継続的な粘度上昇の傾斜を最初に示す温度を言う。粘度上昇の開始点が80℃よりも低いと、本実施の形態に係る固体撮像素子20の実装方法における一連の工程の後で、樹脂組成物13の硬化を完結させる工程が必要となる。 The resin composition 13 further has a viscosity increase starting point within the range of 80 to 90 ° C. in the viscosity-temperature curve of the resin composition 13 obtained by measurement with a rheometer at a temperature rising rate of 5 ° C./min. Preferably there is. Here, the starting point of the viscosity increase is a temperature equal to or higher than the temperature at which the viscosity becomes the minimum value η 0, and the maximum viscosity and the minimum viscosity in a temperature range of at least 10 ° C. are η c and η d , respectively. The temperature at which the value of (log 10 η c -log 10 η d ) / 10 first shows a continuous viscosity increase slope exceeding 0.05. If the starting point of the viscosity increase is lower than 80 ° C., a step of completing the curing of the resin composition 13 is required after a series of steps in the mounting method of the solid-state imaging device 20 according to the present embodiment.

上記第1ないし第3の要件におけるパラメータは、エポキシ樹脂の骨格構造ならびに潜在性硬化触媒の種類に依存する。そのため、本実施の形態に係る固体撮像素子20の実装方法に適した樹脂組成物13の設計は、第1ないし第3の要件を満たすように、エポキシ樹脂と潜在性硬化触媒を適宜選択することによって行われる。   The parameters in the above first to third requirements depend on the skeleton structure of the epoxy resin and the type of the latent curing catalyst. Therefore, the design of the resin composition 13 suitable for the mounting method of the solid-state imaging device 20 according to the present embodiment is to appropriately select the epoxy resin and the latent curing catalyst so as to satisfy the first to third requirements. Is done by.

また、樹脂組成物13は、温度25℃においてE型粘度計によって測定される粘度に関して、回転数1rpmにおける粘度を回転数10rpmにおける粘度で除した値(以下、チキソ比と言う。)が、3〜10の範囲内の値となる性質を有していることが好ましい。樹脂組成物13のチキソ比が3未満の場合には、毛細管現象により、樹脂組成物13が電極22と導体層12との接続部分から固体撮像素子20の機能面21へ流れ込みやすくなる。また、樹脂組成物13のチキソ比が10を超える場合には、樹脂組成物13を安定して塗布することが難しくなる。固体撮像素子20のサイズや基板10の種類にもよるが、樹脂組成物13のチキソ比は、3〜8の範囲内の値であることがより好ましく、3〜6の範囲内の値であることが最も好ましい。 In addition, the resin composition 13 has a viscosity measured by an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C., a value obtained by dividing the viscosity at a rotation speed of 1 rpm by the viscosity at a rotation speed of 10 rpm (hereinafter referred to as a thixo ratio). It preferably has a property of a value in the range of -10. When the thixo ratio of the resin composition 13 is less than 3, the resin composition 13 easily flows from the connection portion between the electrode 22 and the conductor layer 12 to the functional surface 21 of the solid-state imaging device 20 due to a capillary phenomenon. Moreover, when the thixo ratio of the resin composition 13 exceeds 10, it becomes difficult to apply | coat the resin composition 13 stably. Although depending on the size of the solid-state imaging device 20 and the type of the substrate 10, the thixo ratio of the resin composition 13 is more preferably a value within the range of 3 to 8, and a value within the range of 3 to 6. Most preferred.

また、樹脂組成物13においては、エポキシ樹脂と潜在性硬化触媒の他に、実装性と信頼性を損なわない範囲で、他の樹脂成分や少量の界面活性剤、着色剤、改質剤、硬化促進剤、その他のフィラー等の添加剤を配合することが可能である。この場合、エポキシ樹脂および潜在性硬化触媒以外の成分の配合量は、15重量%以下にとどめることが好ましい。   Further, in the resin composition 13, in addition to the epoxy resin and the latent curing catalyst, other resin components, a small amount of a surfactant, a colorant, a modifier, a curing agent, as long as the mounting property and reliability are not impaired. Additives such as accelerators and other fillers can be blended. In this case, the blending amount of components other than the epoxy resin and the latent curing catalyst is preferably limited to 15% by weight or less.

[実施例]
以下、本実施の形態における実施例と、この実施例と比較するための比較例とについて説明する。まず、実施例および比較例における樹脂組成物の原料について説明する。エポキシ樹脂Aは、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(液状、エポキシ当量150g/eq)である。エポキシ樹脂Bは、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(液状、エポキシ当量150g/eq)である。潜在性硬化触媒Aは、旭化成ケミカルズ(株)製ノバキュアHX−3722(商品名)(有効触媒成分35%)である。潜在性硬化触媒Bは、旭化成ケミカルズ(株)製ノバキュアHX−3088(商品名)(有効触媒成分35%)である。添加剤Aは、日本アエロジル(株)製アエロジルRY−200(商品名)である。
[Example]
Hereinafter, the Example in this Embodiment and the comparative example for comparing with this Example are demonstrated. First, the raw material of the resin composition in an Example and a comparative example is demonstrated. The epoxy resin A is a bisphenol A type epoxy resin (liquid, epoxy equivalent 150 g / eq). Epoxy resin B is a bisphenol F type epoxy resin (liquid, epoxy equivalent 150 g / eq). The latent curing catalyst A is NovaCure HX-3722 (trade name) (effective catalyst component 35%) manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation. The latent curing catalyst B is Novacure HX-3088 (trade name) (effective catalyst component 35%) manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation. Additive A is Aerosil RY-200 (trade name) manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.

樹脂組成物のレオメーターによる測定は、レオメーターとして、ドイツ・ハーケ社製レオストレスRS150L(商品名)を用いて行った。また、この測定における条件は、以下のように設定した。制御モードは、歪制御モードとした。歪量は、0.10%とした。周波数は、1.000Hzとした。測定温度範囲は、30.0〜200.0℃とした。昇温速度は、5℃/minとした。   The measurement of the resin composition with a rheometer was performed using a rheometer RS150L (trade name) manufactured by Haake, Germany. Moreover, the conditions in this measurement were set as follows. The control mode was a strain control mode. The amount of strain was 0.10%. The frequency was 1.000 Hz. The measurement temperature range was 30.0 to 200.0 ° C. The heating rate was 5 ° C./min.

樹脂組成物の塗布は、岩下エンジニアリング(株)製ディスペンサーを用いて行った。また、基板10に対する固体撮像素子20の実装は、松下電器産業(株)製フリップチップボンダーFCB−11M(商品名)を用いて行った。   The resin composition was applied using a dispenser manufactured by Iwashita Engineering Co., Ltd. Moreover, the mounting of the solid-state image sensor 20 with respect to the board | substrate 10 was performed using Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. flip chip bonder FCB-11M (brand name).

次に、実施例および比較例によって製造した固体撮像装置における評価項目とその判定基準について説明する。評価項目は、[樹脂組成物の硬化性]、[樹脂組成物の流れ込み]、[フィレット]、[温度サイクル試験]、[耐湿試験]の5つである。   Next, evaluation items and determination criteria for the solid-state imaging devices manufactured according to the examples and the comparative examples will be described. There are five evaluation items: [curability of resin composition], [flow of resin composition], [fillet], [temperature cycle test], and [humidity resistance test].

[樹脂組成物の硬化性]
この評価項目は、前記の松下電器産業(株)製フリップチップボンダーFCB−11M(商品名)を用いて、固体撮像素子20を220℃で加熱して、基板10に対して固体撮像素子20を実装したときの、樹脂組成物の硬化の態様に関する。この評価項目については、下記の判定基準で評価した。
◎:60秒以内で硬化を完結できた。
○:60秒以内で仮硬化できたが、実装後に硬化を完結させる工程が必要であった。
△:数分以内で仮硬化できたが、実装後に硬化を完結させる工程が必要であった。
×:数分以内で仮硬化もできなかった。
[Curability of resin composition]
This evaluation item uses the above-mentioned flip chip bonder FCB-11M (trade name) manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. to heat the solid-state image sensor 20 at 220 ° C. It is related with the aspect of hardening of the resin composition when mounted. This evaluation item was evaluated according to the following criteria.
A: Curing was completed within 60 seconds.
A: Temporary curing was possible within 60 seconds, but a step for completing the curing after mounting was necessary.
(Triangle | delta): Although temporary hardening was able to be performed within several minutes, the process of completing hardening after mounting was required.
X: Temporary curing could not be performed within several minutes.

[樹脂組成物の流れ込み]
この評価項目は、固体撮像素子20の機能面21への樹脂組成物の流れ込みの程度に関する。この評価項目については、目視にて、下記の判定基準で評価した。
◎:機能面方向への流れ込みがなかった。
○:機能面の付近まで流れ込みがあった。
△:機能面の直前まで流れ込みがあった。
×:機能面への流れ込みがあった。
[Pouring of resin composition]
This evaluation item relates to the degree of the resin composition flowing into the functional surface 21 of the solid-state imaging device 20. About this evaluation item, it evaluated visually by the following criteria.
(Double-circle): There was no inflow to the functional surface direction.
○: There was a flow in the vicinity of the functional surface.
Δ: Inflow until just before the function.
X: There was a flow into the functional aspect.

[フィレット]
この評価項目は、硬化後の樹脂組成物によるフィレットの形状に関する。この評価項目については、目視にて、下記の判定基準で評価した。
◎:フィレットの形状が良好であった。
○:フィレットの形状が歪んでいた。
△:フィレットの形状が歪んでいたと共に、フィレットにボイドも発生していた。
×:フィレットが不完全であった。
[Fillet]
This evaluation item relates to the shape of the fillet of the cured resin composition. About this evaluation item, it evaluated visually by the following criteria.
A: Fillet shape was good.
○: The shape of the fillet was distorted.
(Triangle | delta): The shape of the fillet was distorted and the void was generated in the fillet.
X: The fillet was incomplete.

[温度サイクル試験]
この評価項目は、固体撮像装置に対して−40℃〜85℃の温度範囲で行った温度サイクル試験の結果に関する。この評価項目については、下記の判定基準で評価した。
◎:接続不良発生時期が1000サイクルを超えた。
○:接続不良発生時期が501〜1000サイクルの間であった。
△:接続不良発生時期が250〜500サイクルの間であった。
×:接続不良発生時期が250サイクル未満であった。
[Temperature cycle test]
This evaluation item relates to a result of a temperature cycle test performed on the solid-state imaging device in a temperature range of −40 ° C. to 85 ° C. This evaluation item was evaluated according to the following criteria.
A: Connection failure occurrence time exceeded 1000 cycles.
○: Connection failure occurred between 501 and 1000 cycles.
Δ: Connection failure occurred between 250 and 500 cycles.
X: Connection failure occurrence time was less than 250 cycles.

[耐湿試験]
この評価項目は、固体撮像装置に対して、温度85℃、湿度85%の条件で行った耐湿試験の結果に関する。この評価項目については、下記の判定基準で評価した。
○:接続不良発生時期が1000時間を超えた。
△:接続不良発生時期が500〜1000時間の間であった。
×:接続不良発生時期が500時間未満であった。
[Moisture resistance test]
This evaluation item relates to a result of a moisture resistance test performed on the solid-state imaging device under conditions of a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85%. This evaluation item was evaluated according to the following criteria.
○: Connection failure occurred for over 1000 hours.
Δ: Connection failure occurred between 500 and 1000 hours.
X: Connection failure occurrence time was less than 500 hours.

次に、実施例と第1および第2の比較例における樹脂組成物について説明する。実施例における樹脂組成物は、50重量部のエポキシ樹脂Aおよび50重量部のエポキシ樹脂Bからなるエポキシ樹脂に対して、潜在性硬化触媒Aを50重量部、添加剤Aを9重量部混合して製造した。第1の比較例における樹脂組成物は、50重量部のエポキシ樹脂Aおよび50重量部のエポキシ樹脂Bからなるエポキシ樹脂に対して、潜在性硬化触媒Aを50重量部、添加剤Aを4重量部混合して製造した。第2の比較例における樹脂組成物は、50重量部のエポキシ樹脂Aおよび50重量部のエポキシ樹脂Bからなるエポキシ樹脂に対して、潜在性硬化触媒Bを50重量部、添加剤Aを9重量部混合して製造した。   Next, the resin composition in an Example and the 1st and 2nd comparative example is demonstrated. The resin compositions in the examples were prepared by mixing 50 parts by weight of latent curing catalyst A and 9 parts by weight of additive A with respect to an epoxy resin composed of 50 parts by weight of epoxy resin A and 50 parts by weight of epoxy resin B. Manufactured. The resin composition in the first comparative example is composed of 50 parts by weight of latent curing catalyst A and 4 parts by weight of additive A with respect to an epoxy resin composed of 50 parts by weight of epoxy resin A and 50 parts by weight of epoxy resin B. Partially mixed to produce. The resin composition in the second comparative example is 50 parts by weight of the latent curing catalyst B and 9 parts by weight of the additive A with respect to the epoxy resin composed of 50 parts by weight of the epoxy resin A and 50 parts by weight of the epoxy resin B. Partially mixed to produce.

実施例と第1および第2の比較例のいずれにおいても、以下のような条件の実装方法によって、基板10に対して固体撮像素子20を実装して、固体撮像装置を製造した。基板10としては、厚さ25μmのポリイミドフィルムの上に厚さ12μmの銅箔による導体層12が形成されて構成されたフレキシブル配線基板を用いた。この実装方法では、まず、基板10を、前記の松下電器産業(株)製フリップチップボンダーFCB−11M(商品名)の支持台30の上に、導体層12が配置された一方の面11aが上を向くように載置した。次に、常温にて、基板10の一方の面10aにおいて、導体層12のうち、固体撮像素子20の電極22に接続される部分の上に、樹脂組成物を、岩下エンジニアリング(株)製ディスペンサーを用いて塗布することにより配置した。次に、機能面21が基板10の開口部11に対向し、且つ電極22が基板10の導体層12に対向するように、固体撮像素子20を基板10上に配置した。次に、基板10と固体撮像素子20との間に樹脂組成物を介在させた状態で、電極22と導体層12とを接触させ、更に、電極22および導体層12を、それらが互いに密着するように加圧した。このときの圧力は、1つの電極22当たり40gとした。また、加圧時間は30秒とした。また、このとき、固体撮像素子20を、240℃の一定温度で加熱することにより、電極22、導体層12および樹脂組成物を加熱した。このようにして、電極22と導体層12とを接続すると共に、樹脂組成物13を硬化させた。   In any of the examples and the first and second comparative examples, the solid-state imaging device 20 was mounted on the substrate 10 by the mounting method under the following conditions to manufacture a solid-state imaging device. As the substrate 10, a flexible wiring substrate constituted by forming a conductor layer 12 of a 12 μm thick copper foil on a 25 μm thick polyimide film was used. In this mounting method, first, the substrate 10 has one surface 11a on which the conductor layer 12 is disposed on the support base 30 of the flip chip bonder FCB-11M (trade name) manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. It was placed so that it faced up. Next, on the one surface 10a of the substrate 10 at room temperature, a resin composition is dispensed on the portion of the conductor layer 12 connected to the electrode 22 of the solid-state imaging device 20, and dispenser manufactured by Iwashita Engineering Co., Ltd. It arrange | positioned by apply | coating using. Next, the solid-state imaging device 20 was disposed on the substrate 10 such that the functional surface 21 faces the opening 11 of the substrate 10 and the electrode 22 faces the conductor layer 12 of the substrate 10. Next, in a state where the resin composition is interposed between the substrate 10 and the solid-state imaging device 20, the electrode 22 and the conductor layer 12 are brought into contact with each other, and the electrode 22 and the conductor layer 12 are in close contact with each other. Pressurized as follows. The pressure at this time was 40 g per electrode 22. The pressing time was 30 seconds. At this time, the electrode 22, the conductor layer 12, and the resin composition were heated by heating the solid-state imaging device 20 at a constant temperature of 240 ° C. In this way, the electrode 22 and the conductor layer 12 were connected, and the resin composition 13 was cured.

実施例と第1および第2の比較例における樹脂組成物の組成と、前述の各評価項目についての評価結果を、下記の表に示す。   The compositions of the resin compositions in the examples and the first and second comparative examples and the evaluation results for each of the aforementioned evaluation items are shown in the following table.

Figure 0004428658
Figure 0004428658

また、実施例における樹脂組成物の粘度−温度曲線を図5に示し、第1の比較例における樹脂組成物の粘度−温度曲線を図6に示し、第2の比較例における樹脂組成物の粘度−温度曲線を図7に示す。   Moreover, the viscosity-temperature curve of the resin composition in an Example is shown in FIG. 5, the viscosity-temperature curve of the resin composition in a 1st comparative example is shown in FIG. 6, and the viscosity of the resin composition in a 2nd comparative example A temperature curve is shown in FIG.

図5に示したように、実施例における樹脂組成物は、第1ないし第3の要件を全て満たしている。そして、実施例における各評価項目の評価結果は全て良好であった。   As shown in FIG. 5, the resin compositions in the examples satisfy all the first to third requirements. And the evaluation result of each evaluation item in an Example was all favorable.

図6に示したように、第1の比較例における樹脂組成物は、第1の要件を満たしていない。そして、第1の比較例における各評価項目の評価結果は、樹脂組成物の硬化性以外の項目において、実施例における評価結果よりも劣っていた。特に、第1の比較例では、樹脂組成物の流れ込み、温度サイクル試験および耐湿試験の評価結果が不良であった。また、第1の比較例における硬化後の樹脂組成物にはボイドが発生していた。   As shown in FIG. 6, the resin composition in the first comparative example does not satisfy the first requirement. And the evaluation result of each evaluation item in a 1st comparative example was inferior to the evaluation result in an Example in items other than sclerosis | hardenability of a resin composition. In particular, in the first comparative example, the evaluation results of the flow of the resin composition, the temperature cycle test, and the moisture resistance test were poor. In addition, voids were generated in the cured resin composition in the first comparative example.

図7に示したように、第2の比較例における樹脂組成物は、第2の要件を満たしていない。そして、第2の比較例における各評価項目の評価結果では、樹脂組成物の硬化性が劣っていた。そのため、第2の比較例では、加圧時間が30秒である前述の実装条件では、樹脂組成物が仮硬化もせず、実装後に硬化を完結させる工程も実施できなかった。   As shown in FIG. 7, the resin composition in the second comparative example does not satisfy the second requirement. And in the evaluation result of each evaluation item in the second comparative example, the curability of the resin composition was inferior. Therefore, in the second comparative example, the resin composition was not temporarily cured under the above-described mounting conditions in which the pressurization time was 30 seconds, and the process of completing the curing after mounting could not be performed.

以上説明したように、本実施の形態によれば、樹脂組成物13が固体撮像素子20の機能面21上に流れ込むことを防止することができ、且つ、硬化後の樹脂組成物13において、ボイドが発生することを防止できると共に良好な形状のフィレットを形成することができる。従って、本実施の形態によれば、樹脂組成物13が、固体撮像素子10の機能を妨げることがなく、且つ実装および封止の点での十分な性能を発揮することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to prevent the resin composition 13 from flowing onto the functional surface 21 of the solid-state imaging device 20, and in the cured resin composition 13, there are voids. Can be prevented, and a well-shaped fillet can be formed. Therefore, according to the present embodiment, the resin composition 13 does not interfere with the function of the solid-state imaging device 10 and can exhibit sufficient performance in terms of mounting and sealing.

また、本実施の形態によれば、簡単な工程で、且つ短時間で、基板10に対して固体撮像素子20を実装することが可能になる。   Further, according to the present embodiment, the solid-state imaging device 20 can be mounted on the substrate 10 in a simple process and in a short time.

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、電極と導体層の少なくとも一方が200〜240℃の範囲内の温度になるようにすればよい。従って、加熱・加圧工程では、固体撮像素子20を加熱する代わりに、基板10を加熱してもよい。   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 electrode and the conductor layer may be set to a temperature in the range of 200 to 240 ° C. Therefore, in the heating / pressurizing step, the substrate 10 may be heated instead of heating the solid-state imaging device 20.

また、本発明は、貫通する開口部を有する基板に対して、フリップチップ方式によって固体撮像素子を実装する場合に限らず、貫通する開口部を有する基板に対して、フリップチップ方式によって電子部品の機能面が開口部に向くように実装する場合の全般に適用することができる。固体撮像素子以外の電子部品の例としては、発光素子、受光素子、種々のセンサ等がある。   In addition, the present invention is not limited to the case where the solid-state imaging device is mounted by a flip chip method on a substrate having a penetrating opening. The present invention can be applied to all cases where the functional surface is mounted so as to face the opening. Examples of electronic components other than the solid-state imaging device include a light emitting device, a light receiving device, and various sensors.

本発明の一実施の形態に係る電子部品の実装方法における一工程を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating one process in the mounting method of the electronic component which concerns on one embodiment of this invention. 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。It is explanatory drawing for demonstrating the process following the process shown in FIG. 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。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a process following the process illustrated in FIG. 2. 本発明の一実施の形態における基板と固体撮像素子とを含む固体撮像装置の平面図である。1 is a plan view of a solid-state imaging device including a substrate and a solid-state imaging element according to an embodiment of the present invention. 実施例における樹脂組成物の粘度−温度曲線を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the viscosity-temperature curve of the resin composition in an Example. 第1の比較例における樹脂組成物の粘度−温度曲線を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the viscosity-temperature curve of the resin composition in a 1st comparative example. 第2の比較例における樹脂組成物の粘度−温度曲線を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the viscosity-temperature curve of the resin composition in a 2nd comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

10…基板、11…開口部、12…導体層、13…樹脂組成物、20…固体撮像素子、21…機能面、22…電極。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Board | substrate, 11 ... Opening part, 12 ... Conductor layer, 13 ... Resin composition, 20 ... Solid-state image sensor, 21 ... Functional surface, 22 ... Electrode.

Claims (3)

貫通する開口部を有する基板に対して、フリップチップ方式によって、電子部品の機能面が前記開口部に向くように電子部品を実装するために使用される電子部品実装用樹脂組成物であって、
エポキシ樹脂および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、
粘度の最低値ηが1.0×10Pa・s以上、1.0×10Pa・s以下であり、
粘度が最低値ηとなる温度が50〜80℃の範囲内にあり、
50〜80℃の範囲中の少なくとも10℃の幅の温度範囲における最大粘度と最小粘度をそれぞれη、ηとしたとき、(log10η−log10η)/10の値が0以上、0.05以下であり、
粘度が1.0×10Pa・sとなる温度が100〜130℃の範囲内にあり、
30℃における粘度をη30としたとき、η30/ηの値が1以上、10以下であることを特徴とする電子部品実装用樹脂組成物。
A resin composition for mounting an electronic component used to mount an electronic component such that a functional surface of the electronic component faces the opening by a flip-chip method with respect to a substrate having an opening that passes therethrough,
Contains an epoxy resin and a latent curing catalyst,
In the viscosity-temperature curve obtained by measurement with a rheometer at a heating rate of 5 ° C./min,
The minimum value η 0 of the viscosity is 1.0 × 10 2 Pa · s or more and 1.0 × 10 4 Pa · s or less,
The temperature at which the viscosity is the minimum value η 0 is in the range of 50-80 ° C.,
When the maximum viscosity and the minimum viscosity in the temperature range of at least 10 ° C. in the range of 50 to 80 ° C. are η a and η b , respectively, the value of (log 10 η a −log 10 η b ) / 10 is 0. Or more and 0.05 or less,
The temperature at which the viscosity becomes 1.0 × 10 5 Pa · s is in the range of 100 to 130 ° C.,
A resin composition for mounting an electronic component, wherein a value of η 30 / η 0 is 1 or more and 10 or less when the viscosity at 30 ° C. is η 30 .
前記電子部品実装用樹脂組成物は、温度25℃においてE型粘度計によって測定される粘度に関して、回転数1rpmにおける粘度を回転数10rpmにおける粘度で除した値が3〜10の範囲内の値となる性質を有していることを特徴とする請求項1記載の電子部品実装用樹脂組成物。   The electronic component mounting resin composition has a value obtained by dividing the viscosity at a rotation speed of 1 rpm by the viscosity at a rotation speed of 10 rpm with respect to the viscosity measured by an E-type viscometer at a temperature of 25 ° C. The resin composition for mounting an electronic component according to claim 1, wherein the resin composition has the following properties. 貫通する開口部を有する基板に対して、フリップチップ方式によって、電子部品の機能面が前記開口部に向くように電子部品を実装する方法であって、
前記電子部品は、前記機能面が配置された1つの面において、前記機能面の周辺に配置された電極を有し、前記基板は、一方の面において露出し、前記電極に接続される導体層を有し、前記方法は、
前記基板の一方の面において、前記導体層のうち、前記電極に接続される部分の上に、請求項1または2記載の樹脂組成物を配置する工程と、
前記機能面が前記開口部に対向し、且つ前記電極が前記導体層に対向するように、前記電子部品を前記基板上に配置する工程と、
前記基板と電子部品との間に前記樹脂組成物を介在させた状態で、前記電極と導体層とを接触させ、前記電極と導体層の少なくとも一方を、200〜240℃の範囲内の温度になるように加熱しながら、5〜30秒の範囲内の時間だけ、前記電極および導体層を、それらが互いに密着するように加圧することにより、前記電極と導体層とを接続すると共に、前記樹脂組成物を硬化させて前記電極と導体層との接続部分の周囲を封止する加熱・加圧工程と
を備えたことを特徴とする電子部品の実装方法。

A method of mounting an electronic component on a substrate having an opening penetrating by a flip chip method so that a functional surface of the electronic component faces the opening,
The electronic component has an electrode disposed around the functional surface on one surface where the functional surface is disposed, and the substrate is exposed on one surface and is a conductor layer connected to the electrode. And the method comprises:
The step of disposing the resin composition according to claim 1 or 2 on a part of the conductor layer connected to the electrode on one surface of the substrate;
Disposing the electronic component on the substrate so that the functional surface faces the opening and the electrode faces the conductor layer;
In a state where the resin composition is interposed between the substrate and the electronic component, the electrode and the conductor layer are brought into contact with each other, and at least one of the electrode and the conductor layer is brought to a temperature within a range of 200 to 240 ° C. The electrode and the conductor layer are connected to each other by pressurizing the electrode and the conductor layer so that they are in close contact with each other for a time within a range of 5 to 30 seconds while being heated. A method for mounting an electronic component, comprising: a heating / pressurizing step for curing the composition and sealing a periphery of a connection portion between the electrode and the conductor layer.

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