接合有電子部件的電路基板的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種接合有電子部件的電路基板的制造方法、形成有焊料凸塊的電路 基板的制造方法、以及焊料凸塊的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為在電路基板上形成焊料凸塊的方法，國際公開第2010/093031號中公開了一 種使用轉(zhuǎn)印片，在電路基板的要焊接的部分選擇性地通過固相擴(kuò)散接合而形成焊料凸塊的 方法（"固相擴(kuò)散轉(zhuǎn)印法"）。
[0003] 作為塑料除去用洗滌劑，日本特開平11-170270號公報中公開了一種含有芳香族 化合物、有機(jī)系堿劑、及環(huán)氧烷化合物等的洗滌劑組合物。
[0004] 作為助焊劑除去用洗滌劑，國際公開第2005/021700號中公開了一種含有芐醇、 氨基醇、及二醇醚等的洗滌劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明所要解決的問題
[0006] 對應(yīng)于電子機(jī)器的小型化，逐步要求在具有電極間距為50 ym或其以下這樣微細(xì) 的電極的電路基板的焊接部（例如電極等）形成焊料凸塊。為了應(yīng)對該趨勢，國際公開第 2010/093031號中記載了下述方法，即，使用轉(zhuǎn)印片，在電路基板的要焊接的部分選擇性地 通過固相擴(kuò)散接合而形成焊料凸塊的方法（固相擴(kuò)散轉(zhuǎn)印法）。然而卻發(fā)現(xiàn)，在國際公開第 2010/093031號的固相擴(kuò)散轉(zhuǎn)印法中，存在焊接有1C芯片等電子部件的電路基板例如在長 時間的加熱加濕條件下引起絕緣不良等可靠性受損的情況。
[0007] 本發(fā)明在一實(shí)施方式中提供可提高由具有通過固相擴(kuò)散轉(zhuǎn)印法而形成的焊料凸 塊的電路基板所制造的、焊接有電子部件的電路基板的可靠性的制造方法、和/或焊料凸 塊的形成方法。
[0008] 用于解決問題的技術(shù)手段
[0009] 本發(fā)明在一實(shí)施方式中，涉及一種接合有電子部件的電路基板的制造方法，其包 括下述工序（a)~（f):
[0010] (a)將具有附著于支承基材的至少單面的、至少覆蓋鄰接的2個以上焊接部的大 小的焊料層的焊料轉(zhuǎn)印片，以使上述轉(zhuǎn)印片的焊料層與電路基板的具有焊接部的第一面對 置的方式進(jìn)行配置的工序，在此，上述焊料層為一層緊密無間隙地存在的焊料粒子介由粘 合劑層而附著于上述支承基材的層；
[0011] (b)將工序（a)中得到的配置有上述轉(zhuǎn)印片的上述電路基板在加壓下、在低于構(gòu) 成上述轉(zhuǎn)印片的焊料層的焊料合金的固相線溫度的溫度下加熱，從而在電路基板的焊接部 與轉(zhuǎn)印片的焊料層之間選擇性地產(chǎn)生固相擴(kuò)散接合的工序；
[0012] (C)在工序（b)之后，將上述轉(zhuǎn)印片與上述電路基板剝離，從而獲得在焊接部附著 有上述焊料層的電路基板的工序；
[0013] (d)利用包含選自芐醇、四氫呋喃、二乙二醇丁醚乙酸酯、二甲基亞砜、己二酸二甲 酯、二甲基甲酰胺、及它們的兩種以上的組合中的溶劑的洗滌劑A，洗滌工序（c)中得到的 電路基板的工序；
[0014] (e)將助熔劑涂布于工序⑷中得到的電路基板后，將電路基板在上述焊料合金 的液相線溫度以上的溫度下加熱而使焊料層熔融，使焊料固化，并洗滌電路基板上的助熔 劑殘渣的工序；及
[0015] (f)在工序（e)中得到的電路基板上載置電子部件，并在上述焊料合金的液相線 溫度以上的溫度下加熱，從而將電子部件的焊接部與電路基板的焊接部接合的工序。
[0016] 本發(fā)明在另一實(shí)施方式中，涉及一種在要焊接的部分（以下，稱為焊接部）形成有 焊料凸塊的電路基板的制造方法，其包括下述工序（a)~（e):
[0017] (a)將具有附著于支承基材的至少單面的、至少覆蓋鄰接的2個以上焊接部的大 小的焊料層的焊料轉(zhuǎn)印片，以使上述轉(zhuǎn)印片的焊料層與電路基板的具有焊接部的第一面對 置的方式進(jìn)行配置的工序，在此，上述焊料層為一層緊密無間隙地存在的焊料粒子介由粘 合劑層而附著于上述支承基材的層；
[0018] (b)將工序（a)中得到的配置有上述轉(zhuǎn)印片的上述電路基板在加壓下、在低于構(gòu) 成上述轉(zhuǎn)印片的焊料層的焊料合金的固相線溫度的溫度下加熱，從而在電路基板的焊接部 與轉(zhuǎn)印片的焊料層之間選擇性地產(chǎn)生固相擴(kuò)散接合的工序；
[0019] (c)在工序（b)之后，將上述轉(zhuǎn)印片與上述電路基板剝離，從而獲得在焊接部附著 有上述焊料層的電路基板的工序；
[0020] (d)利用包含選自芐醇、四氫呋喃、二乙二醇丁醚乙酸酯、二甲基亞砜、己二酸二甲 酯、二甲基甲酰胺、及它們的組合中的溶劑的洗滌劑A，洗滌工序（c)中得到的電路基板的 工序；以及
[0021] (e)將助熔劑涂布于工序⑷中得到的電路基板后，將電路基板在上述焊料合金 的液相線溫度以上的溫度下加熱而使焊料層熔融，使焊料固化，并洗滌電路基板上的助熔 劑殘渣的工序。
[0022] 本發(fā)明在另一實(shí)施方式中，涉及一種在電路基板的第一面上的要焊接的部分（以 下，稱為焊接部）形成焊料凸塊的方法，其包括下述工序（a)~（e):
[0023] (a)將具有附著于支承基材的至少單面的、至少覆蓋鄰接的2個以上焊接部的大 小的焊料層的焊料轉(zhuǎn)印片，以使上述轉(zhuǎn)印片的焊料層與電路基板的具有焊接部的第一面對 置的方式進(jìn)行配置的工序，在此，上述焊料層為一層緊密無間隙地存在的焊料粒子介由粘 合劑層而附著于上述支承基材的層；
[0024] (b)將工序（a)中得到的配置有上述轉(zhuǎn)印片的上述電路基板在加壓下、在低于構(gòu) 成上述轉(zhuǎn)印片的焊料層的焊料合金的固相線溫度的溫度下加熱，從而在電路基板的焊接部 與轉(zhuǎn)印片的焊料層之間選擇性地產(chǎn)生固相擴(kuò)散接合的工序；
[0025] (c)在工序（b)之后，將上述轉(zhuǎn)印片與上述電路基板剝離，從而得到在焊接部附著 有上述焊料層的電路基板的工序；
[0026] (d)利用包含選自芐醇、四氫呋喃、二乙二醇丁醚乙酸酯、二甲基亞砜、己二酸二甲 酯、二甲基甲酰胺、及它們的組合中的溶劑的洗滌劑A，洗滌工序（c)中得到的電路基板的 工序；及
[0027] (e)將助熔劑涂布于工序（d)中得到的電路基板后，將電路基板在上述焊料合金 的液相線溫度以上的溫度下加熱而使焊料層熔融，使焊料固化，并洗滌電路基板上的助熔 劑殘渣的工序。
[0028] 發(fā)明的效果
[0029] 根據(jù)本公開，在一種實(shí)施方式中，可提高接合有電子部件的電路基板的可靠性。
【附圖說明】
[0030] 圖1(a)~（c)是表示本發(fā)明所述的具有焊料粒子層的焊料轉(zhuǎn)印片的制造方法的 工序的一個實(shí)施方式的說明圖。
[0031] 圖2是表示向電路基板涂布助熔劑的說明圖。
[0032] 圖3(a)~（c)是表示使用了具有焊料粒子層的焊料轉(zhuǎn)印片的焊接部的形成方法 的工序的一個實(shí)施方式的說明圖。
[0033] 圖4(a)~（d)是表示將電子部件搭載于電路基板的工序的一個實(shí)施方式的說明 圖。
[0034] 圖5是本發(fā)明的一個實(shí)施方式中的接合有1C芯片的電路基板的制造方法的工序 流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 本發(fā)明在一實(shí)施方式中基于如下見解：在使用了轉(zhuǎn)印片的通過固相擴(kuò)散接合而在 電路基板上形成焊料凸塊的方法（固相擴(kuò)散轉(zhuǎn)印法）中，在特定的工序后，采用利用包含特 定的溶劑的洗滌劑的洗滌工序，由此可大幅改善接合有電子部件的電路基板的可靠性。
[0036] 即，本發(fā)明在一實(shí)施方式中，涉及一種接合有電子部件的電路基板的制造方法，其 包括下述工序（a)~（f):
[0037] (a)將具有附著于支承基材的至少單面的、至少覆蓋鄰接的2個以上焊接部的大 小的焊料層的焊料轉(zhuǎn)印片，以使上述轉(zhuǎn)印片的焊料層與電路基板的具有焊接部的第一面對 置的方式進(jìn)行配置的工序，在此，上述焊料層為一層緊密無間隙地存在的焊料粒子介由粘 合劑層而附著于上述支承基材的層；
[0038] (b)將工序（a)中得到的配置有上述轉(zhuǎn)印片的上述電路基板在加壓下、在低于構(gòu) 成上述轉(zhuǎn)印片的焊料層的焊料合金的固相線溫度的溫度下加熱，從而在電路基板的焊接部 與轉(zhuǎn)印片的焊料層之間選擇性地產(chǎn)生固相擴(kuò)散接合的工序；
[0039] (c)在工序（b)之后，將上述轉(zhuǎn)印片與上述電路基板剝離，從而得到在焊接部附著 有上述焊料層的電路基板的工序；
[0040] (d)利用包含選自芐醇、四氫呋喃、二乙二醇丁醚乙酸酯、二甲基亞砜、己二酸二甲 酯、二甲基甲酰胺、及它們的兩種以上的組合中的溶劑的洗滌劑A，洗滌工序（c)中得到的 電路基板的工序；
[0041] (e)將助熔劑涂布于工序⑷中得到的電路基板，然后將電路基板在上述焊料合 金的液相線溫度以上的溫度下加熱而使焊料層熔融，使焊料固化，并洗滌電路基板上的助 熔劑殘渣的工序；及
[0042] (f)在工序（e)中得到的電路基板上載置電子部件，并在上述焊料合金的液相線 溫度以上的溫下加熱，從而將電子部件的焊接部與電路基板的焊接部接合的工序。
[0043] 根據(jù)本實(shí)施方式的制造方法，可制造提高了可靠性的接合有電子部件的電路基 板。通過本實(shí)施方式的制造方法提高接合有電子部件的電路基板的可靠性的機(jī)制可推測如 下。即，判斷出：在可靠性較低的接合有電子部件的電路基板、即、在長時間的加熱加濕后引 起了絕緣不良的電路基板中，在底層填料中存在大量孔隙。可認(rèn)為：該孔隙會發(fā)生吸濕等， 是導(dǎo)致絕緣性的惡化的原因。推測出產(chǎn)生該孔隙的原因在于，是由于在比填充底層填料的 工序靠前的階段中附著于電路基板的殘渣所導(dǎo)致的。然而，在以往的電路基板的制造工序 中的助熔劑殘渣洗滌的工序（e)或助熔劑洗滌的工序（f3)中，即便利用助熔劑洗滌劑或其 他洗滌劑洗滌電路基板，孔隙也未減少。但是判斷出：僅在涂布助熔劑之前的工序（d)中利 用特定的溶劑進(jìn)行了洗滌的情況下，該孔隙減少。因此，孔隙的產(chǎn)生原因可推測為：在工序 (a)~（c)中將焊料粒子轉(zhuǎn)印時，比助熔劑更難溶于水的轉(zhuǎn)印片的粘合劑因某些理由而殘 留于電路基板上，并因工序（e)~（f2)的助熔劑涂布或回流焊時的熱而發(fā)生變質(zhì)，并且可 推測為：對于將助熔劑殘渣洗滌的工序（e)或助熔劑洗滌的工序（f3)而言，重要的是在工 序（d)中利用特定的洗滌劑進(jìn)行洗滌。
[0044] 在本公開中，所謂"固相擴(kuò)散"，是指固體中的因熱所導(dǎo)致的原子的移動，在本公開 的情況下，是指金屬的晶格內(nèi)的原子的移動。因此，"固相擴(kuò)散接合"是指基于越過了接合界 面這樣的固相擴(kuò)散的接合。
[0045] [焊料轉(zhuǎn)印片1
[0046] 在本公開中，焊料轉(zhuǎn)印片具有焊料層。在一個或多個實(shí)施方式中，焊料轉(zhuǎn)印片的焊 料層包含使焊料粒子存在為一層而得的焊料粒子層。圖1(a)~（c)是表示具有焊料粒子 層的焊料轉(zhuǎn)印片的制造方法的一系列工序的說明圖。對于該焊料轉(zhuǎn)印片的制造方法來說， 在一個或多個實(shí)施方式中，可采用W02006/067827中所記載的方法。在并不限定的一個或 多個實(shí)施方式中，焊料轉(zhuǎn)印片可通過包括下述工序的制造方法而制造，即，在支承基材上形 成粘合劑層的工序（圖1(a))、在該粘合劑層上散布焊料粒子而使焊料粒子層附著于粘合 劑層的工序（圖1(b))、以及將未附著于上述粘合劑層的焊料粒子去除的工序（圖1(c))。 以下，利用并不限定的一個或多個實(shí)施方式進(jìn)一步加以說明。
[0047] 首先，在支承基材1上形成粘合劑層2 (圖1 (a))。支承基材1可利用下述材料來 制造，所述材料具有即便在固相擴(kuò)散溫度、即距離焊料的固相線低出數(shù)°〇~數(shù)十°c的溫度 下加熱也會保持形狀的耐熱性，并且焊料不易附著。支承基材的材質(zhì)可為如鋁、不銹鋼這樣 的金屬，聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚酯（例如聚對苯二甲酸乙二醇酯）等耐熱性良好的樹脂， 玻璃環(huán)氧樹脂等復(fù)合材料，或陶瓷。支承基材的厚度典型地在25~200 y m的范圍內(nèi)即足 夠，因此，還可使用被稱為膜的厚度的支承基材。特別優(yōu)選的支承基材為彎曲性優(yōu)異的聚 酯、特別是聚對苯二甲酸乙二醇酯的膜，該情況下的厚度適合為50 ym左右。
[0048] 設(shè)置于支承基材1上的粘合劑層2發(fā)揮出使焊料粒子以層狀僅附著一層地固定于 支承基材上的作用；以及在壓焊于電路基板的焊接部時，追隨電路基板的構(gòu)件表面的凹凸 而進(jìn)行塑性變形或塑性流動，使焊料粒子與焊接部密合的作用。另外，在通過加壓下的加熱 將焊料粒子層轉(zhuǎn)印于焊接部后將轉(zhuǎn)印片剝離時，更需要能夠保持未進(jìn)行固相擴(kuò)散接合的非 焊接部的焊料粒子的粘合力。
[0049] 作為粘合劑，只要為可發(fā)揮上述功能的粘合劑，就沒有特別限制，優(yōu)選為在常溫或 者常溫以上的溫度下表現(xiàn)出粘合性的粘合劑。例如可使用選自丙烯酸系粘合