CN203481220U

CN203481220U - 连接结构体

Info

Publication number: CN203481220U
Application number: CN201320487884.9U
Authority: CN
Inventors: 杜晓黎
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2012-08-09
Filing date: 2013-08-09
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2023-08-09
Also published as: CN103579164A; CN203481215U; KR20140020767A; JP2014053597A

Abstract

本实用新型提供一种连接结构体。本实用新型所涉及的连接结构体的特征在于，其是芯片型电子部件所具有的凸块电极与电路基板所具有的电极通过各向异性导电性粘接剂的固化物连接而成的连接结构体，芯片型电子部件具有基板、排列在基板一面侧的凸块电极以及在基板的上述一面侧沿着凸块电极的排列方向形成的钝化膜，钝化膜的厚度Hp与凸块电极的厚度Hb满足Hb>Hp≧（1/3）Hb。

Description

连接结构体

技术领域

本实用新型涉及连接结构体。

背景技术

随着电子设备的小型化和薄型化，要求确立芯片型电子部件的高密度安装技术。作为以前的芯片安装方法，有例如使用引线框的方法。该以前的方法是用金属线将引线框上的芯片连接在电路基板上并进行树脂密封的方法，但在确保金属线的空间的关系方面，难以提高安装密度。

因此，近年来，作为能够高密度安装芯片型电子部件的技术，倒装芯片安装受到关注。该方法是使用各向异性导电性粘接剂等将芯片侧的凸块电极和电路基板侧的电极连接的方法。例如在专利文献1所记载的方法中，使用各向异性导电性粘接剂将凸块电极和电路基板上的电极连接时，预先对连接部外加超声波，使金属熔化而保证了连接性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-251789

实用新型内容

但是，在上述那样的倒装芯片安装方法中有时包含如下工序：在芯片侧的凸块电极和电路基板侧的电极之间配置各向异性导电性粘接剂后，对各向异性导电性粘接剂施加光或热进行固化。在该工序中，会产生各向异性导电性粘接剂的固化收缩，但由于芯片中形成了凸块电极的区域和未形成凸块电极的区域的各向异性导电性粘接剂的厚度不同，因此，有时固化收缩量产生差异。因此，有可能临近固化收缩量大的区域，即未形成凸块电极的区域，芯片的基板产生翘曲。这样的问题在基板薄的情况下容易变得特别显著，基板产生翘曲时，芯片型电子部件与电路基板发生连接不良成为问题。

本实用新型是为了解决上述问题而完成的实用新型，目的在于提供通过抑制倒装芯片安装时的基板翘曲而能够实现良好连接的芯片型电子部件、以及其连接结构体。

本实用新型所涉及的连接结构体的特征在于，其是芯片型电子部件所具有的凸块电极与电路基板所具有的电极通过各向异性导电性粘接剂的固化物连接而成的连接结构体，芯片型电子部件具有基板、排列在基板一面侧的凸块电极以及在基板的上述一面侧沿着凸块电极的排列方向形成的钝化膜，钝化膜的厚度Hp与凸块电极的厚度Hb满足Hb>Hp≧（1/3）Hb。

在该连接结构体的芯片型电子部件中，在未排列凸块电极的区域中，形成有满足上述关系的厚度的钝化膜。通过该钝化膜在将芯片型电子部件进行倒装芯片安装时，能够使排列有凸块电极的区域与未排列凸块电极的区域之间的各向异性导电性粘接剂的体积差减小，能够抑制由各向异性导电性粘接剂的固化收缩量的差引起的基板翘曲。另外，也能够抑制在安装时钝化膜由于异物而损伤。由此，能够实现良好的连接。

另外，钝化膜优选在凸块电极的列间延伸。在这种情况下，能够进一步抑制由各向异性导电性粘接剂的固化收缩量的差引起的基板翘曲。

另外，钝化膜的厚度优选为3μm以上。在这种情况下，异物进入的空间减少，能够防止异物的入侵。因此，能够抑制由异物引起的钝化膜损伤，能够维持钝化膜作为保护膜的功能。

另外，芯片型电子部件优选不包括凸块电极的厚度为0.3mm以下。在0.3mm以下的薄型芯片型电子部件中，容易显著发生由各向异性导电性粘接剂的固化收缩引起的基板翘曲。因此，通过使钝化膜的厚度与凸块电极的厚度为上述关系，即使在薄型的芯片型电子部件中也能够有效地抑制基板的翘曲。

另外，本发明涉及的连接结构体的特征在于，隔着各向异性导电性粘接剂的固化物将上述芯片型电子部件的凸块电极连接于电路基板的电极。

在该连接结构体中，就芯片型电子部件而言，钝化膜的厚度和凸块电极的厚度满足上述关系。因此，在倒装芯片安装芯片型电子部件之时，能够减小排列有凸块电极的区域和未排列凸块电极的区域之间的各向异性导电性粘接剂的体积之差，能够抑制各向异性导电性粘接剂的固化收缩量之差引起的基板的翘曲。另外，也能够抑制在安装时异物对钝化膜损伤。由此，能够实现良好的连接。

根据本实用新型，通过抑制倒装芯片安装时的基板翘曲能够实现良好的连接。

附图说明

图1是表示本实用新型的一实施方式的芯片型电子部件的示意平面图。

图2是图1中的Ⅱ-Ⅱ线示意剖面图。

图3是表示本实用新型的一实施方式的连接结构体的示意剖面图。

图4是表示比较例的连接结构体的示意剖面图。

符号说明

1：芯片型电子部件；2：基板；4、5：凸块电极；6：钝化膜；10：各向异性导电性粘接剂的固化物；20：电路基板；22：电极；30：连接结构体。

具体实施方式

下面，一边参照附图一边对本实用新型所涉及的芯片型电子部件以及连接结构体的优选实施方式进行详细说明。

图1是表示本实用新型的一实施方式的芯片型电子部件1的示意平面图。另外，图2是图1中的Ⅱ-Ⅱ线示意剖面图。如图1和图2所示，芯片型电子部件1具有基板2、凸块电极4、5和钝化膜6。该芯片型电子部件1为在例如触摸屏等电子设备中适用的IC芯片或者电路基板，与后述的电路基板20连接而形成连接结构体30。

基板2例如为形成长方形状的半导体基板。基板2的厚度例如为0.1～1.1mm左右。作为半导体，没有特别限制，可以使用硅、锗等元素半导体，砷化镓、磷化铟等化合物半导体等各种半导体。基板2的一面侧为与电路基板20相对的安装面2a，排列有凸块电极4、5和钝化膜6。另外，基板2的形状不限于长方形状，也可以为正方形状、梯形状。

凸块电极4、5在设置于基板2的安装面2a的连接端子（未图示）上形成。凸块电极4沿着基板2一方的长边排列成之字状。另外，凸块电极5沿着基板2另一方的长边排列成一列。钝化膜6在凸块电极4和凸块电极5之间的区域中，沿着凸块电极4、5的排列方向形成为扁平的长方体形状。

在基板2为电路基板的情况下，连接端子可以与配线导体同时形成图案，也可以将铜箔等金属箔中的不需要部分蚀刻除去而形成。另外，还可以在绝缘基板上根据连接端子的形状通过无电解镀形成。另一方面，在基板2为半导体基板的情况下，连接端子例如由铝构成。在这种情况下，可以在连接端子的表面使用镍、金、铂等进行贵金属镀敷。

凸块电极4、5为用于与电路基板20连接的电极，由例如镍、金的凸块或者焊料球形成。凸块电极4、5也可以由焊料凸块、铜凸块、在铜柱顶端形成了焊料或锡层结构的凸块、金凸块等形成。另外，从对微细连接化的应对考虑，也可以使用铜凸块、在铜柱顶端形成了焊料或者锡层结构的凸块。另外，关于凸块电极4、5的数量、位置，可以根据用途、使用目的适当选择。凸块电极4、5的剖面形状也可以适当选择。

作为凸块电极4、5的形成方法，可以使用蚀刻、镀敷等常用方法。例如可以将除了凸块电极4、5的形成部位以外的导体部分在厚度方向半蚀刻而形成突起部分，进一步残留变薄的导体部分的电路部分的同时蚀刻除去其他部分，从而形成凸块电极4、5。另外，也可以在基板2的安装面2a上形成电路后，通过利用镀敷仅使连接端子的部位变厚的方法来形成凸块电极4、5。

凸块电极4、5的厚度Hb没有特别限制，例如为9～18μm。另外，凸块电极4、5的厚度Hb可以在上述的凸块形成方法中进行调整。该厚度Hb可以使用现有的膜厚测定装置测定。另外，可以在排列有凸块电极4、5的区域外进一步形成虚设凸块（未图示）。如果在上述区域形成虚设凸块，则容易在相对于安装芯片型电子部件1的电路基板20使芯片型电子部件1的姿势为平行的状态下进行倒装芯片安装。由此，能够提高安装的操作性。

另一方面，钝化膜6是防止水分、氧等从外部入侵的保护膜，使用例如氮化硅、氧化硅等，通过CVD法、蒸镀法、溅射法等已知的制膜法来形成。在本实施方式中，钝化膜6在基板2的凸块电极4、5之间形成为细长状，但钝化膜6不限于细长形状，也可以使矩形的钝化膜散布在凸块电极4、5之间。另外，根据凸块电极4、5的排列位置，钝化膜6也可以不配置在凸块电极4、5之间，而配置在与凸块电极4、5相比更靠外侧的区域。

该钝化膜6的厚度Hp相对于凸块电极4、5的厚度Hb满足Hb>Hp≧（1/3）Hb。另外，钝化膜6的厚度Hp例如在Hb为9μm时为3μm以上，在Hb为12μm以上时为4μm以上，在Hb为18μm时为6μm以上。进一步，在与基板2的关系中，钝化膜6的厚度Hp按照除凸块电极4、5的厚度以外的芯片型电子部件1的厚度为0.3mm以下的方式决定。即按照钝化膜6的厚度与基板2的厚度合计为0.3mm以下的方式决定。在这种情况下，基板2的厚度按照小于0.3mm的方式设定。另外，钝化膜6的厚度Hp可以在上述的钝化膜形成方法中进行调整。该厚度Hp可以使用现有的膜厚测定装置测定。

接着，对使用了上述的芯片型电子部件1的连接结构体进行说明。

图3是表示本实用新型的一实施方式的连接结构体的示意剖面图。如该图所示，连接结构体30是通过各向异性导电性粘接剂的固化物10将芯片型电子部件1和电路基板20进行倒装芯片连接而形成的结构体。

电路基板20是例如在表面具有电极22的玻璃基板24。作为玻璃基板24，例如可以使用康宁玻璃、钠钙玻璃等。作为玻璃基板24的形状，设想为长方形，但可以根据芯片型电子部件1的形状适当选择正方形、梯形等。电路基板20不限于玻璃基板，也可以使用通常的电路基板、柔性印刷配线板、半导体芯片等。在电路基板的情况下，可以使用将在玻璃环氧、聚酰亚胺、聚酯、陶瓷等绝缘基板表面形成的铜等金属层的不需要部位进行蚀刻除去而形成了配线图案的基板，在绝缘基板表面通过镀铜等形成了配线图案的基板，在绝缘基板表面印刷导电性物质而形成了配线图案的基板等。

电极22与芯片型电子部件1所具有的凸块电极4、5的位置相对应而在玻璃基板24上形成。作为电极22，例如可以使用由氧化铟锡（ITO）构成的透明电极。作为透明电极，也可以使用氧化铟锌（IZO）等。作为透明电极的形成方法，可以使用溅射法、电子束法等公知的方法。另外，作为电极22，可以在玻璃基板24上形成由铝、铬、银等构成的电极。

各向异性导电性粘接剂含有通过热或光固化的树脂组合物12和导电性粒子14。作为构成树脂组合物12的树脂，例如可使用热塑性树脂、热固性树脂、热塑性树脂和热固性树脂的混合体系、光固化性树脂。作为热塑性树脂，有苯乙烯树脂系、聚酯树脂系，作为热固性树脂，已知环氧树脂系、硅树脂系。在使用热塑性树脂、热固性树脂的情况下，通常需要加热加压。在热塑性树脂的情况下是为了使树脂流动而得到与被粘接体的密合力，另外在热固性树脂的情况下是为了进一步进行树脂的固化反应。另外，在使用光固化性树脂的情况下，对要求在低温下连接的情况有用。光固化性树脂由于在固化时不需要加热，因此能够抑制起因于芯片型电子部件1与玻璃基板24的热膨胀系数之差的芯片型电子部件1的翘曲，因而优选。

作为导电性粒子14，例如可使用Au、Ag、Ni、Cu、Pd、焊料等的金属粒子、碳粒子。另外，导电性粒子14也可以为用Au、Pd等贵金属类被覆Ni、Cu等过渡金属类的表面而形成的粒子。另外，使用通过用导电性物质被覆玻璃、陶瓷、塑料等非导电性粒子的表面等方法在非导电性粒子表面形成导通层进一步使用贵金属类构成最外层的粒子、热熔融金属粒子的情况下，由于通过加热加压具有变形性，因此连接时与电极的接触面积增加，能够提高可靠性。

连接结构体30可以通过以下方法获得。即，连接结构体30如下形成：将芯片型电子部件1侧的凸块电极4、5与电路基板20侧的电极22位置对准，在使各向异性导电性粘接剂介于凸块电极4、5与电极22之间的状态下，一边对芯片型电子部件1和电路基板20进行加压一边通过热或光使各向异性导电性粘接剂固化而制成各向异性导电性粘接剂的固化物10，从而形成。

这时，在芯片型电子部件1中，如上所述，在基板2的安装面2a中，在未排列凸块电极4、5的区域内形成有满足Hb>Hp≧（1/3）Hb厚度的钝化膜6。另外，钝化膜6的厚度为3μm以上。因此，在连接结构体30中，能够抑制排列有凸块电极4、5的区域和未排列凸块电极4、5的区域之间的各向异性导电性粘接剂的体积差，能够抑制进行倒装芯片安装时由各向异性导电性粘接剂的固化收缩量的差引起的基板2的翘曲。由于能够抑制基板2的翘曲，因此能够避免沿着基板2的长边排列的凸块电极4、5从电极22剥离，能够维持良好的连接状态。另外，关于连接状态，例如可以通过测定凸块电极4、5与电极22之间的连接电阻来评价。

另外，在芯片型电子部件1中，由于异物难以进入凸块电极4、5间，因此，也能够抑制安装时钝化膜6由于异物而损伤。由此，能够更确实地实现良好的连接。即使是这种薄型的芯片型电子部件1，通过在凸块电极4、5之间设置满足上述关系厚度的钝化膜6，也能够充分地抑制基板2的翘曲。

图4是表示比较例的连接结构体的示意剖面图。如该图所示，比较例的连接结构体100在凸块电极4、5之间未形成钝化膜6（或者形成Hp＜（1/3）Hb的钝化膜）方面与本实施方式的连接结构体30不同。该连接结构体100与连接结构体30相比，在排列有凸块电极4、5的区域和未排列凸块电极4、5的区域中各向异性导电性粘接剂的体积差变大。

因此，在连接结构体100中，在倒装芯片安装时，未排列凸块电极4、5的区域的各向异性导电性粘接剂的固化收缩量与排列有凸块电极4、5的区域相比变大，例如按照朝向电路基板20侧凸起的方式产生基板20的翘曲。因此，有可能凸块电极4、5与电极22背离而产生连接不良。因此，如本实施方式那样形成满足Hb>Hp≧（1/3）Hb厚度的钝化膜6，从抑制由基板翘曲引起的连接不良的观点考虑是有用的。

Claims

1.一种连接结构体，其特征在于，其是芯片型电子部件所具有的凸块电极与电路基板所具有的电极通过各向异性导电性粘接剂的固化物连接而成的连接结构体，

所述芯片型电子部件具有基板、排列在所述基板一面侧的所述凸块电极以及在所述基板的所述一面侧沿着所述凸块电极的排列方向形成的钝化膜，

所述钝化膜的厚度Hp与所述凸块电极的厚度Hb满足Hb>Hp≧（1/3）Hb。

2.根据权利要求1所述的连接结构体，其特征在于，所述钝化膜在未排列所述凸块电极的区域内形成。

3.根据权利要求1或2所述的连接结构体，其特征在于，所述钝化膜在所述凸块电极的列间延伸。

4.根据权利要求1或2所述的连接结构体，其特征在于，所述钝化膜在所述凸块电极的列间散布。

5.根据权利要求1或2所述的连接结构体，其特征在于，所述钝化膜配置在与所述凸块电极的列相比更靠外的一侧。

6.根据权利要求1或2所述的连接结构体，其特征在于，所述钝化膜的形状为细长形状。

7.根据权利要求1或2所述的连接结构体，其特征在于，所述钝化膜沿着所述凸块电极的排列方向形成为扁平的长方体形状。

8.根据权利要求1或2所述的连接结构体，其特征在于，所述钝化膜的厚度Hp为3μm以上。

9.根据权利要求1或2所述的连接结构体，其特征在于，所述凸块电极沿着所述基板一方的长边排列成之字状。

10.根据权利要求1或2所述的连接结构体，其特征在于，所述凸块电极的厚度Hb为9～18μm。

11.根据权利要求1或2所述的连接结构体，其特征在于，所述芯片型电子部件在排列有所述凸块电极的区域外进一步具有虚设凸块。

12.根据权利要求1或2所述的连接结构体，其特征在于，所述芯片型电子部件所具有的所述基板为长方形形状、正方形形状或者梯形形状的半导体基板。

13.根据权利要求1或2所述的连接结构体，其特征在于，所述芯片型电子部件所具有的所述基板的厚度为0.1～1.1mm。

14.根据权利要求1或2所述的连接结构体，其特征在于，所述芯片型电子部件的不包括所述凸块电极的厚度为0.3mm以下。

15.根据权利要求1或2所述的连接结构体，其特征在于，所述电路基板所具有的所述电极为透明电极。

16.根据权利要求1或2所述的连接结构体，其特征在于，所述电路基板为表面具有电极的玻璃基板。

17.根据权利要求16所述的连接结构体，其特征在于，所述玻璃基板的形状为长方形、正方形或梯形。