JP2000306953A

JP2000306953A - ベアチップ実装用の配線基板およびその製造方法

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Publication number: JP2000306953A
Application number: JP11112565A
Authority: JP
Inventors: Takuji Okeyui; 卓司桶結; Masakazu Sugimoto; 正和杉本; Toku Nagasawa; 徳長沢; Yasushi Inoue; 泰史井上; Kei Nakamura; 圭中村
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1999-04-20
Filing date: 1999-04-20
Publication date: 2000-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】実装時において、ベアチップが受けるダメー
ジを抑制しうるベアチップ実装用の配線基板を提供する【解決手段】本発明のベアチップ実装用の配線基板１
０は、アルミニウム電極９を有するベアチップ８の実装
に使用される。配線基板１０は絶縁性基板１に回路配線
２が設けられた構造を有している。さらに、配線基板１
０は、アルミニウム電極９に突き刺さってこれと電気的
に接続される突起電極３を有している。絶縁性基板１の
一方の面には接着剤層５と導電性部材４とが設けられて
いる。導電性部材４は、接着剤層５を貫通し、回路配線
２に電気的に接続されている。突起電極３は導電性部材
４と電気的に接続された状態で接着剤層５によって絶縁
性基板１に固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベアチップの実装
に用いられる配線基板およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子機器の小型化、高性能化に伴
い、電子機器を構成する半導体装置の小型薄型化、高性
能化、高信頼性が要求されている。このため、半導体チ
ップの実装方法もピン挿入型パッケージから、表面実装
型パッケージへと移行してきている。特に、最近では、
パッケージ前の段階の裸の半導体チップ（以下、この段
階のものを「ベアチップ」という）を直接配線基板に実
装するベアチップ実装と、リードフレームの代わりにイ
ンターポーザーを使用したチップサイズパッケージ（Ｃ
ＳＰ）やこのＣＳＰをウェハサイズで作成したウェハス
ケールパッケージ（ＷＳＰ）と呼ばれる実装方法が行わ
れている。

【０００３】ベアチップ実装では、ベアチップはその電
極上に形成された半田バンプを介して配線基板にフリッ
プチップ実装されている。また、ＣＳＰでは、ベアチッ
プはチップサイズより少し大きいインターポーザーと呼
ばれる多層の配線基板に、同じく半田バンプで接続され
ている。このインターポーザーも半田バンプを有してお
り、この半田バンプでさらに別の配線基板に実装され
る。このため、ベアチップとほぼ同じサイズでの実装が
可能となる。特に、ベアチップ実装は、チップ自体を配
線基板の上に直接実装するので、最も小さく実装できる
方法である。このため、今後多くの実施が期待されてい
る。

【０００４】ところで、一般にベアチップに設けられる
電極の多くは、アルミニウム電極である。このため、半
田との接着は困難であり、通常、アルミニウム電極の表
面に、銅や金などの半田に接着できる金属を用いて金属
層を形成し、この金属層の上に半田バンプを形成してい
る。

【０００５】しかし、半田バンプの形成においては、半
田バンプはベアチップ表面に形成されるためベアチップ
が高温（２００℃前後）にさらされるという問題があ
る。また、アルミニウム電極上に金属層を形成し、この
上に半田バンプを形成するので、工程数が増えるという
問題や、金属汚染の可能性を生ずるといった問題もあ
る。一方、半田バンプを形成しないでベアチップのアル
ミニウム電極と配線基板の電極とを直接接触させれば、
このような問題は生じないが、この場合はアルミニウム
電極表面に形成された酸化膜により、接触抵抗が高くな
ってしまうという問題や、アルミニウム電極と配線基板
とが絶縁され、ベアチップが駆動しないという問題が生
じてしまう。

【０００６】このような問題を解決するため、例えば特
開昭５８−４８４４５号公報や、特開平９−６８５４６
号公報に記載の発明では、突起電極が設けられた配線基
板を使用している。この電極に設けられた突起によりベ
アチップのアルミニウム電極上の酸化膜は破られるた
め、アルミニウム電極と配線基板の電極との接触抵抗を
低下させることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
突起電極が設けられた配線基板においては、酸化膜を破
る際にベアチップにダメージを与えてしまうことがあ
る。また、ダメージを受けたベアチップの修復は困難で
ある。

【０００８】本発明の目的は、上記問題を解決し、実装
時において、ベアチップが受けるダメージを抑制しうる
ベアチップ実装用の配線基板およびその製造方法を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の発明を完成し
た。本発明のベアチップ実装用の配線基板は次の特徴を
有するものである。

【００１０】（１）アルミニウム電極を有するベアチ
ップを実装でき、絶縁性基板に回路配線が設けられた構
造を有する配線基板であって、アルミニウム電極に突き
刺さってこれと電気的に接続される突起電極を有し、絶
縁性基板の一方の面には接着剤層と導電性部材が設けら
れ、導電性部材は接着剤層を貫通し、回路配線に電気的
に接続されており、突起電極は導電性部材と電気的に接
続された状態で接着剤層によって絶縁性基板に固定され
ていることを特徴とするベアチップ実装用の配線基板。

【００１１】（２）上記突起電極が、抵抗率１００μ
Ωｃｍ以下の材料で形成されている上記（１）記載の配
線基板。

【００１２】（３）上記突起電極が、ビッカース硬度
２０ｋｇ／ｍｍ²以上の材料で形成されている上記
（１）記載の配線基板。

【００１３】（４）絶縁性基板の一方の面に、実装対
象となるベアチップを当該配線基板に固定するための接
着剤層がさらに設けられている上記（１）記載の配線基
板。

【００１４】（５）絶縁性基板の線膨張率が３．５ｐ
ｐｍ／℃〜１５ｐｐｍ／℃である上記（１）記載の配線
基板。

【００１５】また、本発明のベアチップ実装用の配線基
板の製造方法は次の特徴を有するものである。（６）シリコンウェハに凹部を形成し、凹部内に導
電性材料を充填して突起電極を形成する工程と、回路
配線が設けられた絶縁性基板の一方の面に、接着剤層を
設ける工程と、前記一方の面に、回路配線と電気的に
接続し、かつ、接着剤層を貫通する導電性部材を設ける
工程と、シリコンウェハの凹部内に形成された状態の
突起電極を、導電性部材の露出部分に電気的に接続さ
せ、接着剤層により絶縁性基板に固定する工程と、シ
リコンウェハをエッチングまたは剥離により除去する工
程とを少なくとも有するベアチップ実装用の配線基板の
製造方法。

【００１６】

【作用】上記（１）〜（５）に示すように本発明の配線
基板では、従来と異なり接着剤層を用いて突起電極に固
定している。そのため、実装時において突起電極にかか
る力を分散させることができる。よって、ベアチップの
ダメージを抑制できる。

【００１７】また、上記（６）に示すように本発明の配
線基板の製造方法では、従来と異なり、接着剤層によっ
て突起電極を固定して配線基板の製造を行っている。そ
のため、本発明の基板が好ましく製造できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図を用いて詳細に
説明する。図１は、本発明のベアチップ実装用の配線基
板の一例を断面で示す図である。図１では、アルミニウ
ム電極９を有するベアチップ８を配線基板１０に実装し
た状態を示している。図１の例に示すように、本発明の
ベアチップ実装用の配線基板１０は、アルミニウム電極
９を有するベアチップ８の実装に使用される。配線基板
１０は絶縁性基板１に回路配線２が設けられた構造を有
している。さらに、配線基板１０は、アルミニウム電極
９に突き刺さってこれと電気的に接続される突起電極３
を有している。絶縁性基板１の一方の面には接着剤層５
と導電性部材４とが設けられている。導電性部材４は、
接着剤層５を貫通し、回路配線２に電気的に接続されて
いる。突起電極３は導電性部材４と電気的に接続された
状態で接着剤層５によって絶縁性基板１に固定されてい
る。

【００１９】図１の例では、絶縁性基板１の一方の面
に、導電性部材４と電気的に接続される回路配線２が設
けられており、さらにその上に接着剤層５と導電性部材
４とが設けられている。なお、本発明でいう絶縁性基板
の一方の面とは、この一方の面に回路配線が設けられて
いる場合においては、回路配線上の面をもいう。

【００２０】また、図１の例では、絶縁性基板１の他方
の面にも回路配線１２が設けられており、配線基板１０
は両面配線基板として構成されている。突起電極３は四
角錐状の形態を有しており、その先端はアルミニウム電
極９の酸化膜を突き破って接続されている。さらに、絶
縁性基板１の一方の面には、実装対象となるベアチップ
８を配線基板１０に固定するための接着剤層１１が設け
られており、配線基板１０とベアチップ８との間には接
着剤が充填された状態となっている。

【００２１】このように、本発明の配線基板１０では突
起電極３を接着剤層５で固定しているため、接着剤層５
が加圧時のクッションとなり、ベアチップ８上に設けら
れた１００μｍ角〜２００μｍ角の平型電極であるアル
ミニウム電極９の酸化膜を突き破る際のチップへのダメ
ージを軽減する。

【００２２】本発明の配線基板を構成する突起電極は、
図１の例に示すように、実装されるベアチップの電極に
尖った部分が対向するように固定される。本発明におい
ては、突起電極としては導電性を有し、尖った部分を有
するものであれば使用できる。突起電極の形状は、上記
したように尖った部分を有した形状であれば特に限定さ
れないが、円錐状や角錐状の形態を有する形状が好まし
く使用できる。突起電極の大きさは、実装対象となるベ
アチップのアルミニウム電極の大きさに応じて適宜設定
すれば良い。また、突起電極の位置は、実装対象となる
ベアチップのアルミニウム電極の配置パターンに応じて
設定すれば良い。

【００２３】突起電極を形成する材料としては、導電性
を有する材料であれば、特に限定なく利用できる。但
し、配線の微細化の点から、抵抗率が１００μΩｃｍ以
下、好ましくは２０μΩｃｍ以下の材料を使用するのが
良い。また、アルミニウム電極の酸化膜の破壊を容易に
する点から、少なくとも突起電極の表面を形成している
材料は、ビッカース硬度が２０ｋｇ／ｍｍ²以上、好ま
しくは４０ｋｇ／ｍｍ²以上の材料を使用するのが良
い。

【００２４】突起電極は、単一の材料で形成されていて
も良いし、複種類の材料を用いて層状に積層して形成さ
れていても良い。突起電極を形成する材料の具体例とし
ては、ニッケル、銅、金、銀、クロム、鉄などの金属が
挙げられる。このうち、本発明では、抵抗率が６．８４
μΩｃｍ、ビッカース硬度が６０ｋｇ／ｍｍ²のニッケ
ルが好ましく用いられる。また、このうち、本発明で
は、ニッケルの酸化を防ぎ、電気的接続の信頼性を向上
させる点から、ニッケル上に金を積層し、金の側を導電
性部材と接続させる積層構造が特に好ましく用いられ
る。

【００２５】突起電極の形成方法としては、後述する図
２に示すような凹部内に導電性材料を充填する方法や、
メッキにより埋め込む方法等が挙げられる。このうち、
突起高さの均一化を図りうる点から、後述の図２に示す
凹部内に導電性材料を充填する方法が、好ましい方法と
して挙げられる。

【００２６】本発明の配線基板を構成する絶縁性基板
は、電気的絶縁性を有するものであれば特に限定される
ものではなく、従来より配線基板で使用されているもの
を利用できる。具体的には、ガラス繊維をビスフェノー
ルＡやノボラックに代表されるエポキシ樹脂で固めて形
成されたもの、フェノール系樹脂、ポリイミド系樹脂、
アラミド系樹脂といった樹脂材料で形成されたもの、ア
ルミナやガラスを焼結してなるセラミックで形成された
もの、Ｎｉ−Ｆｅ合金、チタン、ステンレスといった金
属材料を樹脂材料などの絶縁材料で被覆して形成された
もの、これらを積層して形成されたものなどが挙げられ
る。

【００２７】但し、ベアチップの線膨張率（シリコンの
膨張率：３．５ｐｐｍ／℃）と絶縁性基板の線膨張率と
の差が大きいと、ベアチップと突起電極との接触部分に
ズレが生じ、接触不良が生じるおそれがある。従って、
本発明では、絶縁性基板の線膨張率は３．５ｐｐｍ／℃
〜１５ｐｐｍ／℃、特には３．５ｐｐｍ／℃〜１０ｐｐ
ｍ／℃であるのが好ましい。このような線膨張率を有す
る絶縁性基板としては、上記で述べたセラミックで形成
されたものや、金属材料を絶縁材料で被覆して形成され
たものが挙げられる。特に、後者については金属材料を
変更することで絶縁性基板の線膨張率を制御することが
できる点で好ましい態様である。絶縁性基板の線膨張率
とベアチップの線膨張率とを近似させることにより、実
装後の温度変化による絶縁性基板の膨張、収縮にベアチ
ップが追従でき、接続が外れるといった事態を抑制して
接続の信頼性を高めることができる。

【００２８】絶縁性基板に形成する回路配線は、特に限
定されるものではなく、公知の配線回路を利用できる。
回路配線の形成方法も特に限定されるものではなく、サ
ブトラクティブ法やアディティブ法などの公知の回路パ
ターン形成方法を利用できる。また、回路配線は、図１
に示すように絶縁性基板の一方の面に形成されている必
要はなく、絶縁性基板の内部に形成されていても良い。
絶縁性基板の内部に配線回路を形成する方法としては、
ベースとなる第１の絶縁性基板上に回路配線を形成し、
この回路配線をさらに第２の絶縁性基板によって被覆す
る方法が挙げられる。この場合、第１の絶縁性基板に用
いられる材料と第２の絶縁性基板に用いられる材料とは
同じであっても、異なるものであってもよい。

【００２９】また、絶縁性基板の内部に回路配線を形成
した場合においては、導電性部材との電気的接続を確保
するため、絶縁性基板に孔を設けて導通路を形成する必
要がある。導通路の形成方法としては、孔に導電性の材
料を充填する方法やスルーホールメッキのように孔の壁
面に導電性の層を形成する方法が挙げられるが、孔に導
電性の材料を充填する方法が確実かつ簡便であるため好
ましい。

【００３０】本発明において突起電極を絶縁性基板に固
定するための接着剤層は、突起電極を絶縁性基板に接着
して固定し得るものであれば、特に限定されるものでは
ない。この接着剤層を形成する接着剤としては、エポキ
シ系接着剤、アクリル系接着剤、シリコン系接着剤、ポ
リイミド系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリオレフ
ィン系接着剤などが挙げられる。このうち、耐熱性、絶
縁性に優れるポリイミド系接着剤が好ましく用いられ
る。

【００３１】接着剤層の厚さは、ベアチップのダメージ
を軽減できる程度であれば特に制限されないが、１０μ
ｍ〜１００μｍが好ましく、２０μｍ〜５０μｍが特に
好ましい。

【００３２】本発明の配線基板を構成する導電性部材
は、回路配線と突起電極とを電気的に接続し得る導電性
を有するものであれば特に限定されるものではない。具
体的には、半田、導電性フィルム、導電性ペースト、異
方導電性フィルムなどが使用できる。但し、これらのう
ち、導電性、接続信頼性に優れる半田が好ましく使用さ
れる。

【００３３】本発明の配線基板に実装されたベアチップ
は、耐湿性や長期信頼性の点から、図１の例に示したよ
うに配線基板に固定されているのが好ましい態様であ
る。ベアチップを固定する方法としては、図１の例に示
す配線基板とベアチップとの間に接着剤層を設ける方
法、ベアチップを配線基板に押しつけるように構成され
たクリップなどの固定治具を用いる方法、これらを組み
合わせた方法等が挙げられる。

【００３４】ベアチップを固定するための接着剤層とし
ては、フィルム状のものや液状のものが利用できる。こ
の接着剤層は実装前に予め配線基板又はベアチップの何
方か一方又は両方に設けておくのが良い。この接着剤層
を形成する接着剤としては、ポリオレフィン系接着剤、
グリコールとテレフタル酸、アジピン酸、セバシン酸な
どの共重合体に代表されるポリエステル系接着剤、ポリ
イミド系接着剤、ビスフェノールＡ、ノボラックに代表
されるエポキシ系接着剤、アクリル酸エチル、アクリル
酸ブチル、アクリル酸２エチルヘキシルなどの重合体や
その共重合体に代表されるアクリル系接着剤、ポリクロ
ロプレンなどに代表されるゴム系接着剤などが挙げられ
る。

【００３５】また、動作チェックなどのために、上記方
法による固定の前に、突起電極の先端部に粘着剤や接着
剤を塗布して仮固定することもできる。仮固定用の粘着
剤としては、剥離が容易な点から、アクリル系粘着剤、
シリコン系粘着剤などが好ましく使用される。仮固定用
の接着剤としては、接続のやり直しが容易にできる点か
ら、ポリオレフィン系接着剤、ポリエステル系接着剤、
ポリイミド系接着剤などの熱可塑性接着剤が好ましく使
用される。

【００３６】次に、本発明の配線基板の製造方法につい
て説明する。図２は、本発明の配線基板の製造方法を断
面で示す図であり、図１に示す本発明の配線基板の製造
方法を工程ごとに示している。

【００３７】図２（ａ）〜（ｅ）の例に示すように、本
発明の配線基板の製造方法は、シリコンウェハ６に凹
部７を形成し、凹部７内に導電性材料を充填して突起電
極３を形成する工程（図２（ａ））と、回路配線２が
設けられた絶縁性基板１の一方の面に、接着剤層５を設
ける工程（図２（ｂ））と、絶縁性基板１の一方の面
に、回路配線２と電気的に接続し、かつ、接着剤層５を
貫通する導電性部材４を設ける工程（図２（ｃ））と、
シリコンウェハの凹部内に形成された状態の突起電極
３を、導電性部材４の露出部分に電気的に接続させ、接
着剤層５により絶縁性基板１に固定する工程（図２
（ｄ））と、シリコンウェハ６をエッチングまたは剥
離により除去する工程（図２（ｅ））とを少なくとも有
している。配線基板１０はこれら〜の工程を経て製
造されている。

【００３８】図２（ａ）の例に示すように、突起電極３
は凹部７内に導電性材料を充填して形成されている。こ
のような方法によれば、複数の突起電極を形成する場合
において、突起電極の高さのバラツキを１μｍ以下に抑
制することができる。図２（ａ）の例では、シリコンウ
ェハ６に形成された凹部７は、エッチングによって四角
錐がくり抜かれた形状に形成されている。具体的には、
酸化膜が形成された結晶面方位（１、０、０）面に方形
の開口が設けられたレジストパターンを半導体のフォト
工程を用いて作製し、開口部分における酸化膜をフッ酸
で除去し、高濃度の水酸化カリウムの高温水溶液を用い
てエッチングが行われている。この場合、結晶面方位
（１、１、１）面の方向にはエッチングは進行しないた
め、四角錘がくり抜かれた形状の凹部７が形成される。
図示していないが、凹部７は突起電極３の配置パターン
に合わせて複数個が設けられている。開口の大きさは、
要求される突起電極の大きさに応じて適宜設定すれば良
い。

【００３９】また、図２（ａ）の例では、導電性材料の
充填はスパッタ蒸着とメッキにより行われている。導電
性材料としては、上述の突起電極を形成する材料が用い
られている。具体的には、最初にクロム、銅の順でスパ
ッタ蒸着が行われ、その上にニッケルがパターンメッキ
され、さらに金がフラッシュメッキされて、突起電極３
が形成されている。本発明では、導電性材料の充填方法
としては、スパッタ蒸着やメッキ以外に、導電性ペース
トを埋め込む方法などを利用することもできる。

【００４０】銅を蒸着しているのは、メッキをつけるた
めの導電層や無電解メッキの場合の下地金属のためであ
る。また、銅を蒸着する前にクロムを蒸着しているの
は、シリコンと銅の間をつなぐ接着補助のためである。

【００４１】図２（ｂ）の例では、接着剤層５は、絶縁
性基板１の一方の面に、あらかじめ孔５ａの開いた接着
シートを貼り合わせることによって、接着シートを貼っ
た後に孔５ａを開けることによって、または接着剤を塗
布した後に孔５ａを開けることによって設けられてい
る。なお、接着剤層５は、回路配線２の上に設けられて
いる。絶縁性基板１は、他方の面にも回路配線１２を有
している。

【００４２】図２（ｃ）の例では、導電性部材４は回路
配線２と接触するように、接着剤層５の孔５ａに充填さ
れており、回路配線２と電気的に接続されている。導電
性部材４としては半田が使用されている。

【００４３】図２（ｄ）の例では、突起電極３は凹部７
内で形成された状態のまま、接着剤層５によって絶縁性
基板１に固定されている。凹部７は突起電極の配置パタ
ーンに合わせて形成されているため、複数の突起電極３
は一度に固定される。即ち、図２に示した方法によれ
ば、複数の突起電極３の固定を効率良く行うことができ
る。

【００４４】図２（ｅ）の例では、シリコンウェハ６が
エッチングにより除去され、突起電極３がシリコンウェ
ハ６から分離されている。更に、突起電極３の最外層と
なっているクロムと、その下の銅も除去されて本発明の
配線基板１０が完成されている。図２の例では、シリコ
ンウェハ６の除去は突起電極３を固定した後に行われて
いるが、本発明ではこれに限定されるものではない。但
し、図２の例に示したようにシリコンウェハ６を突起電
極３の固定後に除去すれば、突起電極３の位置合わせを
一括して行うことができ、個々の突起電極３の位置ずれ
を防ぐことができる。

【００４５】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。図２に示す製造方法に従い、図１に示す配線基板
１０を実際に作製した。

【００４６】実施例１〔突起電極の作製〕開口が一辺５０μｍの正方形である
レジストパターンを用い、レジストの開口部分の酸化膜
をフッ酸で除去し、さらにレジストを除去し、酸化膜を
マスクとして、水酸化カリウム水溶液でシリコンをエッ
チングして凹部を形成した。次に、凹部内にクロム
（０．２μｍ）と銅（０．５μｍ）のスパッタ蒸着を順
に行い、さらにこの上にニッケル（ビッカース硬度６
０）のパターンメッキ（２０μｍ）、金のフラッシュメ
ッキを行なって、突起電極となる導電性材料を充填し
た。

【００４７】〔配線基板の完成〕ガラスエポキシ樹脂で
形成した絶縁性基板に回路配線を設け、その上に厚さ３
５μｍのポリイミド系接着シート（新日鉄化学製ＳＰ
Ｂ０３５Ａ）を貼り合わせ、導電性部材を埋め込むため
の孔をエキシマレーザーを用いて形成した。レーザーを
用いて形成された孔に、半田ペーストを埋め込み、リフ
ロー（２５０℃、２分間）し、配線基板上に球状の半田
バンプ（１５０μｍφ）を形成した。次に、上記〔突起
電極の作製〕で得られたシリコンウェハの凹部に充填さ
れた状態の突起電極を、半田バンプに導通するように、
接着剤によって絶縁性基板に固定した、その後、シリコ
ン、シリコン酸化膜、クロム、銅の順でエッチングして
除去し、高さ４０μｍの四角錐状の突起電極を有する本
発明の配線基板を得た。

【００４８】〔評価〕上記で得られた本発明の配線基板
に、アルミニウム電極の数が２５６個、大きさ２０ｍｍ
×２０ｍｍのベアチップを実装して、突起電極とベアチ
ップのアルミニウム電極間の接触抵抗の測定を行なっ
た。なお、配線基板とベアチップとはクリップで固定し
ている。結果、接触抵抗は２０ｍΩであった。また、ク
リップをはずして、再度接続を行った場合においても全
てのアルミニウム電極と突起電極との導通は確保されて
おり、接触抵抗も２０ｍΩであった。さらに、同様のベ
アチップ１０００個についても、同様に実装を行ったと
ころ、全てのベアチップに、割れは生じていなかった。

【００４９】実施例２実施例１で作製した配線基板に実施例１で用いたベアチ
ップを実装し、突起電極でベアチップのアルミニウム電
極の酸化膜を破壊し、これらを電気的に接続させた。次
に、ベアチップと配線基板との間にアンダーフィル剤
（日本ロックタイト（株）製、Ｄ３５６１）を注入し、
加熱して反応（１５０℃×２０分）させ、接着剤を硬化
させた。実施例１と同様に接触抵抗を測定したところ、
全てのアルミニウム電極と突起電極との導通は確保され
ており、接触抵抗も２０ｍΩであった。さらに、８５
℃、相対湿度８５％で耐湿試験を行い、１０００時間経
過した後にも、全てのアルミニウム電極と突起電極との
導通は確保されており、接触抵抗も２０ｍΩであった。
また、実施例１と同様に、ベアチップ１０００個につい
て実装を行ったところ、全てのベアチップに割れは生じ
ていなかった。

【００５０】実施例３実施例１で作製した配線基板に実施例１で用いたベアチ
ップを実装し、突起電極でベアチップのアルミニウム電
極の酸化膜を破壊し、これらを電気的に接続させた。な
お、実装は、突起電極の先端部にポリエステル系接着剤
（東洋紡績（株）製、バイロン３００）を塗布して行っ
ている。次に、実施例１と同様に接触抵抗を測定したと
ころ、全てのアルミニウム電極と突起電極との導通は確
保されており、接触抵抗も２０ｍΩであった。さらに、
８５℃、相対湿度８５％で耐湿試験を行い、１０００時
間経過した後にも、全てのアルミニウム電極と突起電極
との導通は確保されており、接触抵抗も２０ｍΩであっ
た。また、実施例１と同様に、ベアチップ１０００個に
ついて実装を行ったところ、全てのベアチップに割れは
生じていなかった。

【００５１】実施例４実施例１で用いたベアチップのアルミニウム電極が設け
られた面に、ポリイミド接着剤で形成されたシート（大
きさ２５ｍｍ×２５ｍｍ、厚み３５μｍ）を貼付した状
態で、ベアチップを実施例１で得た配線基板に実装し、
加熱（１８０℃）、加圧（１０ｋｇ／ｃｍ²）した。結
果、突起電極がこのシートを貫通し、更にアルミニウム
電極の酸化膜を破壊して突起電極とアルミニウム電極と
は電気的に接続され、又配線基板とベアチップとは固定
された。実施例１と同様に接触抵抗を測定したところ、
全てのアルミニウム電極と突起電極との導通は確保され
ており、接触抵抗も２０ｍΩであった。さらに、８５
℃、相対湿度８５％で耐湿試験を行い、１０００時間経
過した後にも、全てのアルミニウム電極と突起電極との
導通は確保されており、接触抵抗も２０ｍΩであった。
また、実施例１と同様に、ベアチップ１０００個につい
て実装を行ったところ、全てのベアチップに割れは生じ
ていなかった。

【００５２】実施例５実施例４とは逆にポリイミド接着剤で形成されたシート
（大きさ２５ｍｍ×２５ｍｍ、厚み３５μｍ）を、配線
基板の突起電極側に貼付して、実施例４と同様に加熱、
加圧した。結果、この場合も実施例４と同様の結果を得
ることができた。また、実施例１と同様に、ベアチップ
１０００個について実装を行ったところ、全てのベアチ
ップに割れは生じていなかった。

【００５３】実施例６絶縁性基板として、ニッケル鉄合金（ニッケル３６％）
をポリイミド樹脂で被覆して形成したものを使用した以
外は実施例１と同様にして本発明の配線基板を得た。な
お、絶縁性基板の線膨張率は３．７ｐｐｍ／℃であっ
た。この配線基板に、実施例１で用いたベアチップを実
装して接触抵抗を測定したところ、接触抵抗は２０ｍΩ
であった。更に、ベアチップと配線基板とをアンダーフ
ィル剤（日本ロックタイト（株）製、Ｄ３５６１）で固
定して、−６５℃／１２５℃ １０００サイクルのヒー
トショック試験を行った。次に、再度接触抵抗を測定し
たところ、全てのアルミニウム電極と突起電極との導通
は確保されており、接触抵抗も２０ｍΩであった。ま
た、実施例１と同様に、ベアチップ１０００個について
実装を行ったところ、全てのベアチップに割れは生じて
いなかった。

【００５４】比較例１実施例１と同様に突起電極を作成し、突起電極をポリイ
ミド系接着剤を用いずに半田のみで配線基板に固定して
配線基板を作成した。この配線基板についても、実施例
１で用いたベアチップを１０００個用いて実装を行った
ところ、割れが生じたベアチップは、１０００個中２０
個であった。

【００５５】比較例２実施例１と同様に突起電極を形成し、その表面をエッチ
ングによって、丸い形状（離点交点距離２０μｍ）にし
た。突起電極の高さはエッチングによって１８μｍとな
った。突起電極は、半田のみで絶縁性基板に固定した。
突起電極と実施例１で用いたベアチップ上のアルミニウ
ム電極を接触させ、クリップを用いて仮固定した。その
後、ベアチップと基板との間にアンダーフィル剤（日本
ロックタイト（株）製、Ｄ３５６１）を注入し、加熱し
て反応（１５０℃×２０分）させ、接着剤を硬化させ
た。接続チェックを行ったところ、全ての電極（２５６
ヶ所）が導通していた。さらに突起電極とベアチップの
アルミニウム電極との接触抵抗を測定したところ、１０
０ｍΩであった。同様に１０００個のベアチップについ
ても実装を行ったところ、割れが生じたベアチップは、
１０００個中１５個であった。

【００５６】比較例３ガラスエポキシ基板表面に半田バンプ（バンプ径２００
μｍ）を形成し、実施例１で用いたベアチップと加熱圧
着（１８０℃×３０分）させた。その後、ベアチップと
基板との間にアンダーフィル剤（日本ロックタイト
（株）製、Ｄ３５６１）を注入し、加熱して反応（１５
０℃×２０分）させ、接着剤を硬化させた。接続チェッ
クを行ったところ、全ての電極（２５６ヶ所）中５０ヶ
所で、接続不良が起き、導通していなかった。同様に１
０００個のベアチップについても実装を行ったところ、
割れが生じたベアチップは、１０００個中１２個であっ
た。

【００５７】比較例４実施例１と同様に突起電極を形成し、絶縁性基板に線膨
張係数３０ｐｐｍ／℃のガラスエポキシ基板を使用し
た。突起電極は、半田のみで絶縁性基板に固定した。突
起電極と実施例１で用いたベアチップ上のアルミニウム
電極を接触させ、アルミニウムの酸化膜を破壊し、電気
的に接続した。突起電極とベアチップのアルミニウム電
極との接触抵抗を測定したところ、２０ｍΩであった。
次にアンダーフィル剤（日本ロックタイト（株）製、Ｄ
３５６１）でベアチップと基板とを固定した後、−６５
℃／１２５℃ １０００サイクルのヒートショック試験
を行った後、接続チェックを行ったところ、全電極（２
５６ヶ所）中５ヶ所が導通していなかった。同様に１０
００個のベアチップについても実装を行ったところ、割
れが生じたベアチップは、１０００個中２０個であっ
た。

【００５８】上記実施例及び比較例より、突起電極を接
着剤で固定することにより、接続信頼性が向上するとと
もに、接着剤のクッション性により、ベアチップへのダ
メージが減少したことがわかる。

【００５９】

【発明の効果】このように本発明のベアチップ実装用の
配線基板を用いれば、突起電極が接着剤層で絶縁性基板
に固定されているため、ベアチップへのダメージを軽減
でき、実装時におけるベアチップの割れを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のベアチップ実装用の配線基板の一例を
断面で示す図である。

【図２】本発明のベアチップ実装用の配線基板の製造方
法の一例を断面で示す図である。

【符号の説明】

１絶縁性基板２回路配線３突起電極４導電性部材５接着剤層８ベアチップ９アルミニウム電極１０配線基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長沢徳大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者井上泰史大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者中村圭大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内Ｆターム(参考） 5E336 AA04 BB02 BB16 BC12 BC15 BC31 BC34 CC32 CC36 EE03 EE08 EE15 GG14 5F044 KK01 KK11 LL11 LL15 QQ06 RR16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム電極を有するベアチップを
実装でき、絶縁性基板に回路配線が設けられた構造を有
する配線基板であって、アルミニウム電極に突き刺さってこれと電気的に接続さ
れる突起電極を有し、絶縁性基板の一方の面には接着剤
層と導電性部材が設けられ、導電性部材は接着剤層を貫
通し、回路配線に電気的に接続されており、突起電極は導電性部材と電気的に接続された状態で接着
剤層によって絶縁性基板に固定されていることを特徴と
するベアチップ実装用の配線基板。
【請求項２】上記突起電極が、抵抗率１００μΩｃｍ
以下の材料で形成されている請求項１に記載の配線基
板。
【請求項３】上記突起電極が、ビッカース硬度２０ｋ
ｇ／ｍｍ²以上の材料で形成されている請求項１に記載
の配線基板。
【請求項４】絶縁性基板の一方の面に、実装対象とな
るベアチップを当該配線基板に固定するための接着剤層
がさらに設けられている請求項１に記載の配線基板。
【請求項５】絶縁性基板の線膨張率が３．５ｐｐｍ／
℃〜１５ｐｐｍ／℃である請求項１に記載の配線基板。
【請求項６】（１）シリコンウェハに凹部を形成し、
凹部内に導電性材料を充填して突起電極を形成する工程
と、（２）回路配線が設けられた絶縁性基板の一方の面
に、接着剤層を設ける工程と、（３）前記一方の面に、
回路配線と電気的に接続し、かつ、接着剤層を貫通する
導電性部材を設ける工程と、（４）シリコンウェハの凹
部内に形成された状態の突起電極を、導電性部材の露出
部分に電気的に接続させ、接着剤層により絶縁性基板に
固定する工程と、（５）シリコンウェハをエッチングま
たは剥離により除去する工程とを少なくとも有するベア
チップ実装用の配線基板の製造方法。