JP2000091384A - 電子部品の接合構造及びその接合方法並びに熱圧着装置 - Google Patents

電子部品の接合構造及びその接合方法並びに熱圧着装置

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JP2000091384A JP27245698A JP27245698A JP2000091384A JP 2000091384 A JP2000091384 A JP 2000091384A JP 27245698 A JP27245698 A JP 27245698A JP 27245698 A JP27245698 A JP 27245698A JP 2000091384 A JP2000091384 A JP 2000091384A
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    • H01L2924/07811Extrinsic, i.e. with electrical conductive fillers

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路基板上に半導体チップをそれよりも大き
めの異方導電性接着剤を介して熱圧着する際に、半導体
チップの周囲に食み出している異方導電性接着剤をも充
分に加熱する。 【解決手段】 ボンディングツール23等の周囲には熱
風ダクト24が設けられている。そして、熱圧着すると
き、半導体チップ29の周囲に食み出している異方導電
性接着剤31に熱風を吹き付ける。すると、半導体チッ
プ29の周囲に食み出している異方導電性接着剤31も
充分に加熱される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は電子部品の接合構
造及びその接合方法並びに熱圧着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の熱圧着装置の一例の一部の
断面図を示したものである。この熱圧着装置は、ボンデ
ィングブロック1と、このボンディングブロック1の下
面に設けられたヒータチップ2と、このヒータチップ2
の下面に設けられたボンディングツール3とからなるボ
ンディングユニット4を備えている。ボンディングユニ
ット4は図示しない移動手段によって水平方向及び上下
方向に移動されるようになっている。ボンディングブロ
ック1、ヒータチップ2及びボンディングツール3に
は、ボンディングツール3の下面を真空吸着面とするた
めに、図示しない真空ポンプに接続された排気路5が連
通して設けられている。
【0003】次に、この場合の接合対象であるLSI等
からなる半導体チップ(電子部品)6及び回路基板7と
これらを接合するための異方導電性接着剤8とについて
簡単に説明する。半導体チップ6は、チップ本体9の下
面周辺部の所定の箇所に金バンプ等からなる複数の接続
端子10が設けられた構造となっている。回路基板7
は、基板本体11の上面の所定の箇所に複数の接続端子
12が設けられた構造となっている。異方導電性接着剤
8は、絶縁性接着剤13中に導電性粒子14がほぼ均一
に混入されたものからなっている。
【0004】さて、この熱圧着装置を用いて、半導体チ
ップ6を回路基板7上に異方導電性接着剤8を介して接
合する場合には、まず、回路基板7を図示しないステー
ジの上面に載置する。次に、回路基板7の接続端子12
を含む接続部分上に異方導電性接着剤8を仮圧着して載
置する。次に、ボンディングツール3の下面に半導体チ
ップ6を吸着させ、この吸着された半導体チップ6を回
路基板7の上方に位置させる。
【0005】次に、図5に示すように、ボンディングユ
ニット4を下降させて熱圧着すると、このときの圧力に
より半導体チップ6の接続端子10が回路基板7の接続
端子12に接近し、その間に介在された絶縁性接着剤1
3が熱と圧力を受けて軟化して流動するとともに、この
部分に存在する導電性粒子14が相対向する接続端子1
0、12に共に接触し、これにより、相対向する接続端
子10、12が互いに導電接続される。また、絶縁性接
着剤13が固化することにより、半導体チップ6の下面
が回路基板7の接続端子12を含む接続部分上に接着さ
れる。かくして、半導体チップ6は回路基板7上に接合
されることになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のこの
ような半導体チップ6の接合方法では、半導体チップ6
を回路基板7上に確実に接合するために、当初の異方導
電性接着剤8の外形寸法を半導体チップ6の外形寸法よ
りもある程度例えば1〜6mm程度大きくし、且つ、当
初の異方導電性接着剤8の厚さを両接続端子10、12
の合計厚さよりもある程度厚くしている。しかしなが
ら、ボンディングツール3の熱は半導体チップ6を介し
て異方導電性接着剤8に伝えられるので、半導体チップ
6の周囲に位置する異方導電性接着剤8の外周部を充分
に加熱することができず、当該外周部を自然に流動する
程度まで軟化させることができない。一方、半導体チッ
プ6と回路基板7との間に介在された異方導電性接着剤
8が熱圧着時に回路基板7の上面に沿って流動して半導
体チップ6の外側に流れ出すが、この流れが当該外周部
によってせき止められることにより、流れの向きを変え
て、半導体チップ6の周囲に盛り上がることになる。こ
の場合、主として絶縁性接着剤13が盛り上がり、導電
性粒子14の多くは両接続端子10、12の近傍に留ま
る。このため、両接続端子10、12の近傍における導
電性粒子14の密度が異常に高くなり、相隣接する接続
端子10、10、12、12間で短絡が生じることがあ
るという問題があった。また、異方導電性接着剤8の盛
り上がりが極端な場合には、絶縁性接着剤13がボンデ
ィングツール3の下面に付着することがある。このよう
な場合には、ボンディングツール3の下面に付着した絶
縁性接着剤13をその都度除去することとなり、生産性
が低下するという問題があった。この発明の課題は、熱
圧着時に電子部品の周囲における異方導電性接着剤を充
分に軟化させて流動させることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
る電子部品の接合構造は、基板に設けられた接続端子と
電子部品に設けられた接続端子とが絶縁性接着剤中に導
電性粒子を混入してなる異方導電性接着剤の前記導電性
粒子を介して導電接続され、前記基板の接続端子の部分
と前記電子部品とが前記絶縁性接着剤を介して接着され
た電子部品の接合構造において、前記基板及び前記電子
部品の互いに導電接続された前記両接続端子の近傍にお
ける前記導電性粒子の密度がそれ以外の部分における前
記導電性粒子の密度とほぼ等しいかそれ以下となってい
るものである。請求項3記載の発明に係る電子部品の接
合方法は、基板上に電子部品をそれよりも大きめの異方
導電性接着剤を介して熱圧着により接合する際に、前記
電子部品の周囲における前記異方導電性接着剤に熱風を
吹き付けるようにしたものである。請求項4記載の発明
に係る熱圧着装置は、基板上に電子部品をそれよりも大
きめの異方導電性接着剤を介して熱圧着する熱圧着装置
において、前記電子部品の周囲における前記異方導電性
接着剤に熱風を吹き付けるための熱風吹き付け手段を備
えているものである。請求項3または4記載の発明によ
れば、熱圧着時に電子部品の周囲における異方導電性接
着剤に熱風を吹き付けることになるので、熱圧着時に電
子部品の周囲における異方導電性接着剤を充分に軟化さ
せて流動させることができる。この結果、請求項1記載
の発明のように、基板及び電子部品の互いに導電接続さ
れた両接続端子の近傍における導電性粒子の密度がそれ
以外の部分における導電性粒子の密度とほぼ等しいかそ
れ以下となったものが得られる。
【0008】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の第1実施形態に
おける熱圧着装置の要部の断面図を示したものである。
この熱圧着装置は、ボンディングブロック21と、この
ボンディングブロック21の下面に設けられたヒータチ
ップ22と、このヒータチップ22の下面に設けられた
ボンディングツール23と、ボンディングブロック21
の側壁の周囲に設けられた熱風ダクト24とからなるボ
ンディングユニット25を備えている。ボンディングユ
ニット25は図示しない移動手段によって水平方向及び
上下方向に移動されるようになっている。ボンディング
ブロック21、ヒータチップ22及びボンディングツー
ル23には、ボンディングツール23の下面を真空吸着
面とするために、図示しない真空ポンプに接続された排
気路26が連通して設けられている。熱風ダクト24は
ボンディングブロック21の下半分、ヒータチップ22
及びボンディングツール23の各側壁を被い、その間に
熱風路27が形成されている。この場合、熱風ダクト2
4の下端部は裾野状に広がっており、したがって熱風路
27の下端部も裾野状に広がっている。この熱風路27
はボンディングブロック21に設けられた熱風路28を
介して図示しない熱風供給源に接続されている。この場
合、熱風供給源と熱風路28と熱風路27とから熱風吹
き付け手段が構成されている。
【0009】次に、この場合の接合対象であるLSI等
からなる半導体チップ(電子部品)29及び回路基板3
0とこれらを接合するための異方導電性接着剤31は従
来の場合と同じものであるが、再度簡単に説明する。半
導体チップ29は、チップ本体32の下面周辺部の所定
の箇所に金バンプ等からなる複数の接続端子33が設け
られた構造となっている。回路基板30は、基板本体3
4の上面の所定の箇所に複数の接続端子35が設けられ
た構造となっている。異方導電性接着剤31は、絶縁性
接着剤36中に導電性粒子37がほぼ均一に混入された
ものからなっている。なお、この場合も、当初の異方導
電性接着剤31の外形寸法は半導体チップ29の外形寸
法よりもある程度例えば1〜6mm程度大きく、且つ、
当初の異方導電性接着剤31の厚さは両接続端子33、
35の合計厚さよりもある程度厚くなっている。
【0010】さて、この熱圧着装置を用いて、半導体チ
ップ29を回路基板30上に異方導電性接着剤31を介
して接合する場合には、まず、従来の場合と同様に、回
路基板30を図示しないステージの上面に載置し、次い
で回路基板30の接続端子35を含む接続部分上に異方
導電性接着剤31を仮圧着して載置し、次いでボンディ
ングツール23の下面に半導体チップ29を吸着させ、
この吸着された半導体チップ29を回路基板30の上方
に位置させる。
【0011】次に、図2に示すように、ボンディングユ
ニット25を下降させて熱圧着するとともに、熱風供給
源から熱風路28を介して熱風路27に熱風を導入し、
半導体チップ29の周囲における異方導電性接着剤31
の外周部に熱風を吹き付ける。すると、熱圧着時の圧力
により半導体チップ29の接続端子33が回路基板30
の接続端子35に接近し、その間に介在された絶縁性接
着剤36が熱と圧力を受けて軟化して流動するととも
に、この部分に存在する導電性粒子37が相対向する接
続端子33、35に共に接触し、これにより、相対向す
る接続端子33、35が互いに導電接続される。
【0012】また、半導体チップ29の周囲における異
方導電性接着剤31の外周部には熱風が吹き付けられて
いるので、当該外周部が自然に流動する程度まで軟化す
る。このため、半導体チップ29と回路基板30との間
に介在された異方導電性接着剤31が熱圧着時に回路基
板30の上面に沿って流動して半導体チップ29の外側
に流れ出したとき、この流れが当該外周部によってせき
止められず、当該外周部と共に流れの向きを変えずにそ
のまま流れる。このとき、熱風路27からの熱風が、図
2において矢印で示すように、当該外周部を押え付ける
とともに、熱風ダクト24の裾野状の下端部の内面に沿
って流れることにより、異方導電性接着剤31の上記流
れが促進される。この結果、導電性粒子37は、両接続
端子33、35の近傍に留まることなく、絶縁性接着剤
36と共に流れる。したがって、両接続端子33、35
の近傍における導電性粒子37の密度はそれ以外の部分
における導電性粒子37の密度とほぼ等しいかそれ以下
となり、相隣接する接続端子33、33、35、35間
で短絡が生じないようにすることができる。また、異方
導電性接着剤31が半導体チップ29の周囲に盛り上が
ることがなく、絶縁性接着剤36がボンディングツール
23の下面に付着しないようにすることができる。した
がって、絶縁性接着剤36をボンディングツール23の
下面から除去する必要がなく、生産性が低下しないよう
にすることができる。そして、絶縁性接着剤36が固化
することにより、半導体チップ29の下面が回路基板3
0の接続端子35を含む接続部分上に接着される。かく
して、半導体チップ29は回路基板30上に接合される
ことになる。
【0013】ここで、図2に示す間隔A、Bについて説
明する。間隔Aは熱圧着時における熱風ダクト24の下
端面と回路基板30の上面との間の間隔であり、間隔B
は熱風ダクト24の下端面とボンディングツール23の
下面との間の間隔である。そして、間隔A、Bは半導体
チップ29の厚さ、接続端子33、35の厚さ、当初の
異方導電性接着剤31の厚さ及び熱風の有効流量を元に
個別に設定される。また、間隔Aは熱圧着後の異方導電
性接着剤31の外周部の厚さ及び形状を想定して決定さ
れる。
【0014】なお、上記第1実施形態では、ボンディン
グブロック21の側壁の周囲に熱風ダクト24をボンデ
ィングブロック21の下半分、ヒータチップ22及びボ
ンディングツール23の各側壁を被うように設けた場合
について説明したが、これに限定されるものではない。
例えば、図3に示すこの発明の第2実施形態のように、
ヒータチップ22の側壁の周囲に熱風ダクト24を少な
くともボンディングツール23の側壁を被うように設け
るようにしてもよい。この場合、熱風路28はボンディ
ングブロック21、ヒータチップ22及びボンディング
ツール23に連通して設けられている。また、上記第1
及び第2実施形態では、熱風ダクト24をボンディング
ユニット25に組込んだ場合について説明したが、これ
に限らず、例えば、回路基板30を載置するステージ上
に枠状のパイプを固定して設け、このパイプの下面に形
成された熱風吹き付け孔から熱風を吹き付けるようにし
てもよい。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、請求項3または4
記載の発明によれば、熱圧着時に電子部品の周囲におけ
る異方導電性接着剤に熱風を吹き付けているので、熱圧
着時に電子部品の周囲における異方導電性接着剤を充分
に軟化させて流動させることができる。この結果、請求
項1記載の発明のように、基板及び電子部品の互いに導
電接続された両接続端子の近傍における導電性粒子の密
度がそれ以外の部分における導電性粒子の密度とほぼ等
しいかそれ以下となり、相隣接する接続端子間で短絡が
生じないようにすることができる。また、異方導電性接
着剤が電子部品の周囲に盛り上がることがなく、絶縁性
接着剤がボンディングツールに付着しないようにするこ
とができ、ひいては作業性が低下しないようにすること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施形態における熱圧着装置の
要部の熱圧着前の断面図。
【図2】同熱圧着装置において熱圧着した状態の断面
図。
【図3】この発明の第2実施形態における熱圧着装置の
要部の断面図。
【図4】従来の熱圧着装置の一例の一部の熱圧着前の断
面図。
【図5】同熱圧着装置において熱圧着した状態の断面
図。
【符号の説明】
21 ボンディングブロック 22 ヒータチップ 23 ボンディングツール 24 熱風ダクト 25 ボンディングユニット 27 熱風路 28 熱風路 29 半導体チップ 30 回路基板 31 異方導電性接着剤 33 接続端子 35 接続端子 36 絶縁性接着剤 37 導電性粒子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板に設けられた接続端子と電子部品に
    設けられた接続端子とが絶縁性接着剤中に導電性粒子を
    混入してなる異方導電性接着剤の前記導電性粒子を介し
    て導電接続され、前記基板の接続端子の部分と前記電子
    部品とが前記絶縁性接着剤を介して接着された電子部品
    の接合構造において、前記基板及び前記電子部品の互い
    に導電接続された前記両接続端子の近傍における前記導
    電性粒子の密度がそれ以外の部分における前記導電性粒
    子の密度とほぼ等しいかそれ以下となっていることを特
    徴とする電子部品の接合構造。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の発明において、前記異方
    導電性接着剤の大きさは前記電子部品の大きさよりも大
    きくなっていることを特徴とする電子部品の接合構造。
  3. 【請求項3】 基板上に電子部品をそれよりも大きめの
    異方導電性接着剤を介して熱圧着により接合する際に、
    前記電子部品の周囲における前記異方導電性接着剤に熱
    風を吹き付けることを特徴とする電子部品の接合方法。
  4. 【請求項4】 基板上に電子部品をそれよりも大きめの
    異方導電性接着剤を介して熱圧着する熱圧着装置におい
    て、前記電子部品の周囲における前記異方導電性接着剤
    に熱風を吹き付けるための熱風吹き付け手段を備えてい
    ることを特徴とする熱圧着装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008034616A (ja) * 2006-07-28 2008-02-14 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 回路接続用接着剤
KR20140045436A (ko) * 2011-05-27 2014-04-16 토레이 엔지니어링 컴퍼니, 리미티드 실장 방법 및 실장 장치

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KR101974670B1 (ko) * 2011-05-27 2019-05-02 토레이 엔지니어링 컴퍼니, 리미티드 실장 방법 및 실장 장치

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