JP2003124259A - 電子部品の実装構造、電子部品モジュール、および電子部品の実装方法 - Google Patents

電子部品の実装構造、電子部品モジュール、および電子部品の実装方法

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JP2003124259A JP2001317141A JP2001317141A JP2003124259A JP 2003124259 A JP2003124259 A JP 2003124259A JP 2001317141 A JP2001317141 A JP 2001317141A JP 2001317141 A JP2001317141 A JP 2001317141A JP 2003124259 A JP2003124259 A JP 2003124259A
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淳 斎藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品と回路基板との間にアンダーフィル
樹脂を注入しなくてもバンプを保護でき、かつ、バンプ
の狭ピッチ化にも対応することのできる実装構造、電子
部品モジュール、および電子部品の実装方法を提供する
こと。 【解決手段】 回路基板９においてＡｕめっきなど施さ
れたパッド９３が形成されている側とは反対側の面に、
パッド９３と、ＡｕめっきやＳｎめっきが施されたバン
プ８１とが重なるように位置合わせしながらＩＣチップ
８を配置する。次に、ＩＣチップ８を、熱可塑性樹脂か
らなる基材９１の溶融温度以上、かつ、バンプ８１の溶
融温度以下、例えば、２００℃〜３００℃にまで加熱し
ながらＩＣチップ８を回路基板９に向けて加圧する。そ
の結果、基材９１が溶融するので、バンプ８１が基材９
１にめり込んでパッド９３とパッド９３とが合金接合す
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、ＩＣチップなどの
電子部品の実装構造、この実装構造を用いた電子部品モ
ジュール、および電子部品の実装方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】電子機器において、回路基板に対する電
子部品の実装構造、および実装方法については多くのも
のが提案され、実用化されている。例えば、図６（Ａ）
に示す実装構造では、熱硬化性樹脂からなる基材９１Ａ
の片面あるいは両面にＣｕからなるパッド９３Ａを備え
た回路基板９ＡにＩＣチップ８Ａを実装するにあたっ
て、回路基板９Ａにおいてパッド９３Ａが形成されてい
る側の面でＩＣチップ８Ａのバンプ８１Ａをはんだ、ま
たはその他の方法によってパッド９３Ａと電気的に接続
した後、ＩＣチップ８Ａと回路基板９Ａとの間にアンダ
ーフィル樹脂９６Ａを充填することにより、バンプ８１
Ａを保護した構造になっている。
【０００３】しかしながら、この実装構造では、ＩＣチ
ップ８Ａを回路基板９Ａに実装した後、ＩＣチップ８Ａ
と回路基板９Ａの狭い隙間内にアンダーフィル樹脂９６
Ａを注入するのに大変、手間がかかるという問題点があ
る。特に、ＩＣチップ８Ａにおいてバンプ８１Ａを狭ピ
ッチ化した場合、ＩＣチップ８Ａと回路基板９Ａの隙間
内にアンダーフィル樹脂９６Ａを確実に注入するのが困
難である。このため、バンプ８１Ａの周囲においてアン
ダーフィル樹脂９６Ａにボイドが発生しやすいので、信
頼性が低い。
【０００４】また、図６（Ｂ）に示す実装構造では、熱
硬化性樹脂からなる基材９１Ｂの片面あるいは両面にＣ
ｕからなるパッド９３Ｂを備えた回路基板９ＢにＩＣチ
ップ８Ｂを実装するにあたって、回路基板９Ｂにおいて
パッド９３Ｂが形成されている側の面に異方性導電フィ
ルム９６ＢおよびＩＣチップ８Ｂを配置し、ＩＣチップ
８Ｂのバンプ８１Ｂを異方性導電フィルム９６Ｂでパッ
ド９３Ｂに電気的に接続している。この実装構造によれ
ば、異方性導電フィルム９３Ｂに含まれている樹脂分で
バンプ８１Ｂを保護できるので、ＩＣチップ８Ｂと回路
基板９Ｂとの間にアンダーフィル樹脂を注入する必要が
ない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、異方性
導電フィルム９６Ｂでバンプ８１Ｂとパッド９３Ｂを電
気的に接続する方法では、異方性導電フィルム９６Ｂに
含まれる導電粒子によって、隣接するバンプ８１Ｂ同士
あるいはパッド９３Ｂ同士が短絡するおそれがあるた
め、バンプ８１Ｂあるいはパッド９３Ｂの狭ピッチ化を
図れないという問題点がある。
【０００６】そこで、国際公開番号ＷＯ９７／１６８４
８号には、図６（Ｃ）に示すように、熱可塑性樹脂から
なる基材９１Ｃの片面あるいは両面に銅箔からなるパッ
ド９３Ｃを備えた回路基板９Ｃと、いわゆる６：４はん
だからなるバンプ８１Ｃを備えたＩＣチップ８Ｃとの実
装構造として、回路基板９Ｃにおいてパッド９３Ｃが形
成されている側とは反対側の面に実装されたＩＣチップ
８Ｃのバンプ８１Ｃが基材９１Ｃを貫通してパッド９３
Ｃに電気的に接続している構造が開示されている。これ
に開示の実装構造において、バンプ８１Ｃは、基材９１
Ｃに埋もれた状態でパッド９３Ｃに圧接し、かつ、パン
プ８１Ｃが形成されている側の面８０Ｃおよびその周囲
は、溶融固化した基材９１Ｃによって回路基板９Ｃに接
着固定された状態にある。
【０００７】従って、この実装構造によれば、溶融固化
した基材９１Ｃ（熱可塑性樹脂）でバンプ８１Ｃを保護
できるので、ＩＣチップ８Ｃと回路基板９Ｃとの間にア
ンダーフィル樹脂を注入する必要がない。また、異方性
導電フィルムを用いた場合と違って、導電粒子によっ
て、隣接するバンプ８１Ｃ同士あるいはパッド９３Ｃ同
士が短絡するおそれもない。
【０００８】しかしながら、これに開示の構成は、あく
までバンプ８１Ｃがはんだで形成されるため、そのバン
プ製造工程の限界から約１００μｍ以下にまではバンプ
８１Ｃの狭ピッチ化を図れないという問題点がある。ま
た、はんだをフラックス塗布なくＣｕパッドに接合しな
くてはならず、接合が不十分で、信頼性を悪化させると
いう問題点がある。
【０００９】以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、
ＩＣチップと回路基板との間にアンダーフィル樹脂を注
入しなくてもバンプを保護でき、かつ、異方性導電フィ
ルムや圧接を利用した場合と違って、バンプの狭ピッチ
化にも対応することのできる実装構造、この実装構造を
用いた電子部品モジュール、および電子部品の実装方法
を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、熱可塑性樹脂からなる基材の少なくと
も片面に金属製のパッドを備えた回路基板と、該回路基
板において前記パッドが形成されている側とは反対側の
面に実装され、前記基材を貫通して金属製のバンプが前
記パッドに電気的に接続する電子部品とを有する電子部
品の実装構造において、前記電子部品は、前記バンプが
前記基材内に埋もれた状態で前記パッドに接触し、か
つ、前記バンプが形成されている側の面が前記基材を介
して前記回路基板に接着された状態にあることを特徴と
する。
【００１１】このような実装構造を実現するにあたって
は、熱可塑性樹脂からなる基材の少なくとも片面に金属
製のパッドを備えた回路基板に対して、前記パッドが形
成されている側とは反対側の面に電子部品を配置し、該
電子部品を前記基材の溶融温度以上にまで加熱しながら
前記回路基板に向けて加圧することにより、溶融した前
記基材を貫通させて前記電子部品のバンプを前記パッド
に接触させるとともに、前記電子部品において前記バン
プが形成されている側の面を前記基材を介して前記回路
基板に接着する。
【００１２】本発明では、回路基板の基材が熱硬化性樹
脂より安価な熱可塑性樹脂から形成されているため、電
子部品の実装コストを低減することができる。また、電
子部品は、基材（熱可塑性樹脂）の溶融温度以上に加熱
され、かつ、回路基板に向けて加圧されるため、バンプ
は、溶融した基材を貫通して回路基板のパッドに接触
し、バンプとパッドとの電気的な接続が図られる。この
ため、バンプをパッドにまで通す大きな穴を基材に形成
しておく必要がないので、製造プロセスを簡略化でき
る。さらに、バンプは、加熱時に基材が溶融し、その
後、固化した基材で覆われることになるので、ＩＣチッ
プと回路基板との間にアンダーフィル樹脂を注入しなく
てもバンプを保護できる。さらにまた、加熱時に基材が
溶融し、その後、固化した基材によって電子部品が回路
基板に接着されるので、接着剤を用いなくても、電子部
品を回路基板上に固定することができる。しかも、バン
プにはんだを使用する必要がないうえ、バンプとパッド
はあくまで接触という形態で電気的に接続し、バンプは
全く変形しないか、わずかに変形する程度であるので、
バンプの狭ピッチ化も可能である。
【００１３】また、本発明の別の形態では、熱可塑性樹
脂からなる基材の少なくとも片面に金属製のパッドを備
えた回路基板と、該回路基板において前記パッドが形成
されている側とは反対側の面に実装され、前記基材を貫
通して金属製のバンプが前記パッドに電気的に接続する
電子部品とを有する電子部品の実装構造において、前記
電子部品は、前記バンプが前記基材内に埋もれた状態で
前記パッドと合金接合し、かつ、前記バンプが形成され
ている側の面が前記基材を介して前記回路基板に接着さ
れた状態にあることを特徴とする。
【００１４】このような実装構造を実現するにあたって
は、熱可塑性樹脂からなる基材の少なくとも片面に金属
製のパッドを備えた回路基板に対して、前記パッドが形
成されている側とは反対側の面に電子部品を配置し、該
電子部品を前記基材の溶融温度以上にまで加熱しながら
前記回路基板に向けて加圧することにより、溶融した前
記基材を貫通させて前記電子部品のバンプを前記パッド
と合金接合させるとともに、前記電子部品において前記
バンプが形成されている側の面を前記基材を介して前記
回路基板に接着する。
【００１５】本発明では、回路基板の基材が熱硬化性樹
脂より安価な熱可塑性樹脂から形成されているため、電
子部品の実装コストを低減することができる。また、電
子部品は、基材の溶融温度以上に加熱され、かつ、回路
基板に向けて加圧されるため、バンプは、溶融した基材
を貫通して回路基板のパッドに接触し、バンプとパッド
との電気的な接続が図られる。さらに、バンプは、加熱
時に基材が溶融し、その後、固化した基材で覆われるこ
とになるので、ＩＣチップと回路基板との間にアンダー
フィル樹脂を注入しなくてもバンプを保護できる。さら
にまた、加熱時に基材が溶融し、その後、固化した基材
によって電子部品が回路基板に接着されるので、接着剤
を用いなくても、電子部品を回路基板上に固定すること
ができる。しかも、バンプにはんだを使用する必要がな
いうえ、バンプとパッドはあくまで合金接合という形態
で電気的に接続し、バンプは全く変形しないか、わずか
に変形する程度であるので、バンプの狭ピッチ化も可能
である。
【００１６】このような合金接合を利用するにあたっ
て、本発明では、例えば、前記バンプは、少なくとも前
記パッドと接合する面にＳｎを含んでおり、前記パッド
は、少なくとも前記バンプと接合する面にＡｕを含んで
いる構成とする。このように構成すると、基材の溶融温
度以上、かつ、ＡｕとＳｎが互いに拡散し合金接続をす
る温度に電子部品を加熱しながら前記回路基板に向けて
加圧するだけで、バンプは、溶融した前記基材を貫通し
て前記電子部品のパッドに接触するとともに、バンプと
パッドとの間で金属が拡散して合金接合が起こるので、
バンプとパッドとを確実に合金接合させることができ
る。
【００１７】また、前記バンプは、少なくとも前記パッ
ドと接合する面にＡｕを含んでおり、前記パッドは、少
なくとも前記バンプと接合する面にＡｕまたはＳｎを含
んでいる構成であってもよい。このように構成した場合
も、基材の溶融温度以上、かつ、パッドとバンプを構成
する金属が互いに拡散し合金接続する温度に電子部品を
加熱しながら前記回路基板に向けて加圧するだけで、バ
ンプは、溶融した前記基材を貫通して前記電子部品のパ
ッドに接触するとともに、バンプとパッドとの間で金属
が拡散して合金接合が起こるので、バンプとパッドとを
確実に合金接合させることができる。
【００１８】本発明において、前記回路基板を形成する
にあたっては、例えば、両面にＡｕめっきあるいはＳｎ
めっきを施したＣｕ箔を熱可塑性樹脂からなる前記基材
の少なくとも片面に貼り合わせ、しかる後に、当該めっ
き層をパターニングする。
【００１９】本発明において、前記基材の厚さは、前記
バンプの高さと同等、あるいは前記バンプの高さよりわ
ずかに厚いことが好ましい。このように構成すると、基
材は、加熱時に溶融し、その後、固化した状態におい
て、ＩＣチップと回路基板との間を完全に埋めるので、
バンプを確実に保護することができ、かつ、電子部品を
回路基板上に確実に接着固定することができる。
【００２０】本発明において、前記基材には、前記バン
プが重なる位置に当該バンプよりも小さな穴、例えば、
当該基材を貫通するような穴を形成しておくこともでき
る。このように構成すると、バンプは、溶融した基材に
めり込みやすいので、パッドと確実に電気的に接続す
る。
【００２１】本発明において、前記電子部品は、例え
ば、半導体装置である。
【００２２】本発明に係る実装構造を用いて電子部品モ
ジュールを構成した場合、この電子部品モジュールは、
ＩＣカード、あるいは液晶装置など各種広い範囲にわた
って利用できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明に係る電
子部品の実装構造、および実装方法を採用したＩＣモジ
ュール（電子部品ジュール）、およびその製造方法を説
明する。
【００２４】［実施の形態１］図１（Ａ）〜（Ｅ）は、
本発明の実施の形態１に係る電子部品の実装構造、およ
び実装方法を採用したＩＣモジュール、およびその製造
方法を示す説明図である。
【００２５】図１（Ｅ）に示すように、本形態のＩＣモ
ジュール３（電子部品モジュール）に用いた実装構造で
は、ポリエステル樹脂・ポリアミド樹脂、芳香族ポリエ
ステル樹脂・芳香族ポリアミド樹脂などといった熱可塑
性樹脂からなる基材９１の片面あるいは両面に銅箔から
なるパッド９３を備えた回路基板９と、この回路基板９
においてパッド９３が形成されている側とは反対側の面
に実装され、バンプ８１が基材９１を貫通してパッド９
３に電気的に接続するＩＣチップ８とを有している。バ
ンプ８１は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕなどから形成され、パッ
ド９１はＣｕから構成されている。
【００２６】ここで、ＩＣチップ８は、バンプ８１が基
材９１内に埋もれた状態でパッド９３に接触することに
より電気的に接続している。このため、バンプ８１は、
基材９１によって保護されている。また、バンプ８１
は、変形していないか、あるいは変形しているとしても
その程度はわずかである。
【００２７】また、ＩＣチップ８は、パンプ８１が形成
されている能動面８０が、溶融固化した基材９１によっ
て回路基板９に接着固定された状態にある。
【００２８】このような実装構造を備えたＩＣモジュー
ル３は、以下の方法で製造できる。
【００２９】まず、図１（Ａ）に示すように、ポリエス
テル樹脂・ポリアミド樹脂、芳香族ポリエステル樹脂・
芳香族ポリアミド樹脂などといった熱可塑性樹脂からな
る基材９１の少なくとも片面に、Ｃｕ箔９２を熱圧着な
どの方法で貼り付ける。基材９１を構成する熱可塑性樹
脂としては、溶融後、接着力を発揮する樹脂であれば、
その他の熱可塑性樹脂からなる基材９１を用いてもよ
い。
【００３０】次に、フォトリソグラフィ技術を利用して
Ｃｕ箔９２を所定のパターンにエッチングし、図１
（Ｂ）に示すように、Ｃｕからなるパッド９３を残すと
ともに、回路パターン（図示せず）を残す。これによ
り、熱可塑性樹脂からなる基材９１の少なくとも片面に
Ｃｕからなるパッド９３を備えた回路基板９を形成する
ことができる。
【００３１】ここで、Ｃｕ箔９２において基材９１との
貼り合わせ面に微細な凹凸を形成してアンカー面として
形成しておけば、Ｃｕ箔９２と基材９１との貼り合わせ
強度が向上するとともに、Ｃｕ箔９２から形成したパッ
ド９３のアンカー面にＩＣチップ８のバンプ８１が接触
することになるので、パッド９３とバンプ８１との接続
部分での電気的な抵抗を低減することができる。
【００３２】次に、図１（Ｃ）に示すように、回路基板
９において、パッド９３が形成されている側とは反対側
の面に、パッド９３とバンプ８１とが重なるように位置
合わせしながらＩＣチップ８を配置する。ここで、ＩＣ
チップ８の能動面８０には、バンプ８１が形成されてお
り、このバンプ８１は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕなどから形成
されている。ここで、基材９１の厚さは、バンプ８１の
高さと同等、あるいはバンプ８１の高さより５μｍ程
度、わずか厚い方が好ましい。
【００３３】次に、ヘッド９０によってＩＣチップ８を
基材９１の溶融温度以上、かつ、バンプ８１の溶融温度
以下、例えば、１２０℃〜２００℃にまで加熱しなが
ら、ＩＣチップ８を回路基板９に向けて加圧する。その
結果、図１（Ｄ）に示すように、基材９１が溶融するの
で、バンプ８１が基材９１にめり込んでいき、バンプ８
１とパッド９３とが完全に接触した時点で加熱、加圧を
停止する。
【００３４】しかる後、それまで溶融した基材９１が冷
えると、図１（Ｅ）に示すように、ＩＣチップ８の能動
面８０の全体が、溶融、固化した基材９１によって回路
基板９に接着固定される。また、バンプ８１は、基材９
１内にめり込んだ状態でパッド９３と接触した状態に固
定される。
【００３５】このように、本形態のＩＣモジュール３で
は、回路基板９の基材９１が熱硬化性樹脂より安価な熱
可塑性樹脂から形成されているため、ＩＣチップ８の実
装コストを低減することができる。
【００３６】また、ＩＣチップ８は、基材９１（熱可塑
性樹脂）の溶融温度以上に加熱されながら回路基板９に
向けて加圧されるため、バンプ８１は、基材９１を貫通
して回路基板９のパッド９３に接触し、バンプ８１とパ
ッド９３との電気的な接続が図られる。
【００３７】さらに、バンプ８１は、溶融、固化した基
材９１（熱可塑性樹脂）で覆われることになるので、Ｉ
Ｃチップ８と回路基板９との間にアンダーフィル樹脂を
注入しなくてもバンプ８１を保護できる。従って、製造
工程を簡略化できるとともに、バンプ８１を狭ピッチ化
しても、樹脂がバンプ８１の周りにスムーズに入り込む
ので、アンダーフィル樹脂を用いた場合のようなボイド
の発生がない。それ故、ＩＣモジュール３の信頼性が高
い。
【００３８】さらにまた、溶融、固化した基材９１（熱
可塑性樹脂）によってＩＣチップ８が回路基板９に接着
固定されるので、接着剤を用いなくても、ＩＣチップ８
を回路基板９上に固定することができる。
【００３９】しかも、バンプ８１とパッド９３とはあく
まで接触という形態で電気的に接続しているので、バン
プ８１の狭ピッチ化も可能である。
【００４０】また、基材９１の厚さは、バンプ８１の高
さと同等、あるいはバンプ８１の高さよりわずかに厚い
ため、基材９１が溶融し、その後、固化した状態におい
て、ＩＣチップ８と回路基板９との間を基材９１によっ
て確実に埋めることができる。従って、バンプ８１を確
実に保護することができ、かつ、ＩＣチップ８を回路基
板９上に確実に接着固定することができる。
【００４１】［実施の形態２］本形態に係る電子部品の
実装構造、および実装方法を採用したＩＣモジュール、
およびその製造方法は、基本的な構成が実施の形態１と
同様で、同じく図１（Ａ）〜（Ｅ）に示すように表され
る。従って、共通する機能を有する部分には同一の符号
を付して、同じく図１（Ａ）〜（Ｅ）を参照して説明す
る。
【００４２】図１（Ｅ）に示すように、本形態のＩＣモ
ジュール３（電子部品モジュール）に用いた実装構造で
は、ポリエステル樹脂・ポリアミド樹脂、芳香族ポリエ
ステル樹脂・芳香族ポリアミド樹脂などといった熱可塑
性樹脂からなる基材９１の片面あるいは両面に銅箔から
なるパッド９３を備えた回路基板９と、この回路基板９
においてパッド９３が形成されている側とは反対側の面
に実装され、バンプ８１が基材９１を貫通してパッド９
３に電気的に接続するＩＣチップ８とを有している。
【００４３】バンプ８１は、ＡｕまたはＮｉをベースに
少なくともパッド９３と接合する面にＳｎを含み、ある
いははＣｕをベースに少なくともパッド９３と接合する
面にＳｎを含み、パッド９３は、Ｃｕをベースに少なく
ともバンプ８１と接合する面にＡｕを含んでいる。ま
た、バンプ８１は、ＡｕまたはＮｉをベースに少なくと
もパッド９３と接合する面にＡｕを含み、あるいはＣｕ
をベースに少なくともパッド９３と接合する面にＡｕを
含み、パッド９３は、Ｃｕをベースに少なくともバンプ
８１と接合する面にＡｕまたはＳｎを含んでいる。この
ような構成は、ベースとなる金属表面に対して、各種金
属のめっき層を形成することにより実現できる。
【００４４】ここで、ＩＣチップ８は、バンプ８１が基
材９１内に埋もれた状態でパッド９３に接触し、かつ、
バンプ８１とパッド９３とは合金接合していることによ
り電気的に接続している。すなわち、バンプ８１とパッ
ド９３の境界部分は、双方から拡散してきた金属の共晶
状態にある。このため、バンプ８１は、変形していない
か、あるいは変形しているとしてもその程度はわずかで
ある。
【００４５】また、ＩＣチップ８は、パンプ８１が形成
されている能動面８０全体が、溶融固化した基材９１に
よって回路基板９に接着固定された状態にある。
【００４６】このような実装構造を備えたＩＣモジュー
ル３は、以下の方法で製造できる。
【００４７】まず、図１（Ａ）に示すように、ポリエス
テル樹脂・ポリアミド樹脂、芳香族ポリエステル樹脂・
芳香族ポリアミド樹脂などといった熱可塑性樹脂からな
る基材９１の少なくとも片面に、ＡｕめっきやＳｎめっ
きが両面に施されたＣｕ箔９２を熱圧着などの方法で貼
り付ける。基材９１を構成する熱可塑性樹脂としては、
溶融後、接着力を発揮する樹脂であれば、その他の熱可
塑性樹脂からなる基材９１を用いてもよい。
【００４８】次に、フォトリソグラフィ技術を利用して
Ｃｕ箔９２をめっき層とともにエッチングし、図１
（Ｂ）に示すように、パッド９３を残すとともに、回路
パターン（図示せず）を残す。これにより、熱可塑性樹
脂からなる基材９１の少なくとも片面にパッド９３を備
えた回路基板９を形成することができる。
【００４９】ここで、Ｃｕ箔９２において基材９１との
貼り合わせ面に微細な凹凸を形成してアンカー面として
形成しておけば、Ｃｕ箔９２と基材９１との貼り合わせ
強度が向上するとともに、Ｃｕ箔９２から形成したパッ
ド９３のアンカー面にＩＣチップ８のバンプ８１が接触
することになるので、パッド９３とバンプ８１との接続
部分での電気的な抵抗を低減することができる。
【００５０】次に、図１（Ｃ）に示すように、回路基板
９において、パッド９３が形成されている側とは反対側
の面に、パッド９３とバンプ８１とが重なるように位置
合わせしながらＩＣチップ８を配置する。ＩＣチップ８
の能動面８０には、バンプ８１が形成されており、バン
プ８１では、Ａｕ、ＮｉまたはＣｕの表面にＡｕめっき
やＳｎめっきが施されている。ここで、基材９１の厚さ
は、バンプ８１の高さと同等、あるいはバンプ８１の高
さより５μｍ程度、わずか厚い方が好ましい。
【００５１】次に、ヘッド９０によってＩＣチップ８を
基材９１の溶融温度以上で、ＡｕやＳｎの相互拡散が発
生する温度、かつ、バンプ８１のベース材料（Ａｕ、Ｎ
ｉ、Ｃｕ）の溶融温度以下、例えば、２００℃〜４００
℃にまで加熱しながら、ＩＣチップ８を回路基板９に向
けて加圧する。その結果、図１（Ｄ）に示すように、基
材９１が溶融するので、バンプ８１が基材９１にめり込
んでいき、バンプ８１とパッド９３とが完全に接触した
状態を約３秒から約１０秒、保持した後、加熱、加圧を
停止する。
【００５２】しかる後に、それまで溶融した基材９１が
冷えると、図１（Ｅ）に示すように、ＩＣチップ８の能
動面８０全体は、溶融、固化した基材９１によって回路
基板９に接着固定される。また、バンプ８１は、基材９
１にめり込んだ状態でパッド９３と接触し、かつ、パッ
ド９３と合金接合された状態にある。
【００５３】このように、本形態の実装構造を備えたＩ
Ｃモジュール３では、回路基板９の基材９１が熱硬化性
樹脂より安価な熱可塑性樹脂から形成されているため、
ＩＣチップ８の実装コストを低減することができる。
【００５４】また、ＩＣチップ８は、基材９１（熱可塑
性樹脂）の溶融温度以上に加熱されながら回路基板９に
向けて加圧されるため、バンプ８１は、基材９１を貫通
して回路基板９のパッド９３に接触し、バンプ８１とパ
ッド９３との電気的な接続が図られる。
【００５５】さらに、バンプ８１は、溶融、固化した基
材９１（熱可塑性樹脂）で覆われることになるので、Ｉ
Ｃチップ８と回路基板９との間にアンダーフィル樹脂を
注入しなくてもバンプ８１を保護できる。従って、製造
工程を簡略化できるとともに、バンプ８１を狭ピッチ化
しても、樹脂がバンプ８１の周りにスムーズに入り込む
ので、アンダーフィル樹脂を用いた場合のようなボイド
の発生がない。それ故、ＩＣモジュール３の信頼性が高
い。
【００５６】さらにまた、溶融、固化した基材９１（熱
可塑性樹脂）によってＩＣチップ８が回路基板９に接着
固定されるので、接着剤を用いなくても、ＩＣチップ８
を回路基板９上に固定することができる。
【００５７】しかも、バンプ８１とパッド９３とはあく
まで拡散による合金接合という形態で電気的に接続して
いるので、バンプ８１の狭ピッチ化も可能である。
【００５８】また、基材９１の厚さは、バンプ８１の高
さと同等、あるいはバンプ８１の高さよりわずかに厚い
ため、基材９１が溶融し、その後、固化した状態におい
て、ＩＣチップ８と回路基板９との間を基材９１によっ
て確実に埋めることができる。従って、バンプ８１を確
実に保護することができ、かつ、ＩＣチップ８を回路基
板９上に確実に接着固定することができる。
【００５９】［実施の形態３］図２（Ａ）〜（Ｆ）は、
本発明の実施の形態３に係る電子部品の実装構造、およ
び実装方法を採用したＩＣモジュール、およびその製造
方法を示す説明図である。なお、本形態に係る電子部品
の実装構造、および実装方法を採用した電子部品ジュー
ル、およびその製造方法は、前記した実施の形態１の改
良例に相当するので、共通する機能を有する部分には同
一の符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。
【００６０】図２（Ｆ）に示すように、本形態のＩＣモ
ジュール３（電子部品モジュール）に用いた実装構造で
は、実施の形態１と同様、ポリエステル樹脂・ポリアミ
ド樹脂、芳香族ポリエステル樹脂・芳香族ポリアミド樹
脂などといった熱可塑性樹脂からなる基材９１の片面あ
るいは両面に銅箔からなるパッド９３を備えた回路基板
９と、この回路基板９においてパッド９３が形成されて
いる側とは反対側の面に実装され、バンプ８１が基材９
１を貫通してパッド９３に電気的に接続するＩＣチップ
８とを有している。
【００６１】ここで、ＩＣチップ８は、バンプ８１が基
材９１に埋もれた状態でパッド９３に接触することによ
り電気的に接続している。このため、バンプ８１は、圧
接によってパッド９３に接続させた場合と違って、変形
していないか、あるいは変形しているとしてもその程度
はわずかである。
【００６２】また、ＩＣチップ８は、パンプ８１が形成
されている能動面８０が、溶融固化した基材９１によっ
て回路基板９に接着固定された状態にある。
【００６３】このような実装構造を備えたＩＣモジュー
ル３は、以下の方法で製造できる。
【００６４】まず、図２（Ａ）に示すように、ポリエス
テル樹脂・ポリアミド樹脂、芳香族ポリエステル樹脂・
芳香族ポリアミド樹脂などといった熱可塑性樹脂からな
る基材９１の少なくとも片面に、Ｃｕ箔９２を熱圧着な
どの方法で貼り付ける。
【００６５】次に、フォトリソグラフィ技術を利用して
Ｃｕ箔９２をエッチングし、図２（Ｂ）に示すように、
Ｃｕからなるパッド９３を残すとともに、回路パターン
（図示せず）を残す。これにより、熱可塑性樹脂からな
る基材９１の少なくとも片面にＣｕからなるパッド９３
を備えた回路基板９を形成することができる。
【００６６】次に、基材９の側からレーザビームを照射
するなどの方法により、回路基板９においてバンプ８１
が重ねられる領域に、バンプ８１よりも小さな穴９４を
基材９１に形成する。ここで、穴９４は、図２（Ｃ′）
に示すように、バンプ８１よりも小さいが、パッド９３
よりも大きい。それでも、パッド９３の周りの部分は基
材９１によって支持されているので、穴９４を形成して
も、パッド９３が回路基板９から脱落するなどのおそれ
はない。なお、穴９４については、パッド９３よりも小
さなものであってもよい。
【００６７】また、図２（Ｃ′）に示す穴９４は、基材
９１を貫通しているが、穴９４については、基材９１の
厚さ方向の途中位置まで形成されている構造であっても
よい。
【００６８】次に、図２（Ｄ）に示すように、回路基板
９において、パッド９３が形成されている側とは反対側
の面に、パッド９３とバンプ８１とが重なるように位置
合わせしながらＩＣチップ８を配置する。ここで、ＩＣ
チップ８の能動面８０には、バンプ８１が形成されてい
る。基材９１の厚さは、バンプ８１の高さと同等、ある
いはバンプ８１の高さより５μｍ程度、わずか厚い方が
好ましい。
【００６９】次に、ヘッド９０によってＩＣチップ８を
基材９１の溶融温度以上、かつ、バンプ８１の溶融温度
以下、例えば、１２０℃〜２００℃にまで加熱しなが
ら、ＩＣチップ８を回路基板９に向けて加圧する。その
結果、図２（Ｅ）に示すように、基材９１が溶融するの
で、バンプ８１が基材９１にめり込んでいき、バンプ８
１とパッド９３とが完全に接触した時点で加熱、加圧を
停止する。
【００７０】しかる後に、それまで溶融した基材９１が
冷えると、図１（Ｆ）に示すように、ＩＣチップ８の能
動面８０全体は、溶融、固化した基材９１によって回路
基板９に接着固定される。また、バンプ８１は、基材９
１にめり込んだ状態でパッド９３と接触した状態に固定
される。また、基材９１に形成されていた穴９４は、完
全に埋まった状態になる。
【００７１】このように、本形態の実装構造を備えたＩ
Ｃモジュール３では、バンプ８１とパッド９３とはあく
まで接触という形態で電気的に接続しているので、バン
プ８１の狭ピッチ化が可能であるなど、実施の形態１と
同様な効果を奏する。
【００７２】また、回路基板９において、基材９１に
は、図２（Ｃ）、（Ｃ′）に示した穴９４が形成されて
いるため、バンプ８１が、溶融した基材９１にめり込み
やすい。それ故、バンプ８１とパッド９３は、確実に電
気的に接続する。
【００７３】［実施の形態４］実施の形態３は、実施の
形態１に対して、基材９の側からレーザビームを照射す
るなどの方法により、回路基板９においてバンプ８１が
重ねられる領域に、バンプ８１よりも小さな穴９４を形
成するという構成を追加したものであるが、このような
構成は、実施の形態２に適用してもよい。
【００７４】［液晶装置の構成］本発明の実施の形態１
ないし４に係る実装構造、実装方法を採用したＩＣモジ
ュール３の使用例として、パッシブマトリクス型の液晶
装置を説明する。
【００７５】図３および図４はそれぞれ、本発明を適用
した液晶装置の斜視図、および分解斜視図である。図５
は、本発明を適用した液晶装置を図３のＩ−Ｉ′線で切
断したときのＩ′側の端部の断面図である。なお、図３
および図４には、電極パターンおよび端子などを模式的
に示してあるだけであり、実際の液晶装置では、より多
数の電極パターンや端子が形成されている。
【００７６】図３および図４において、本形態の液晶装
置１は、携帯電話などの電子機器に搭載されているパッ
シブマトリクスタイプの液晶表示装置である。この液晶
装置１に用いたパネル１′において、所定の間隙を介し
てシール材３０によって貼り合わされた矩形の無アルカ
リガラス、耐熱ガラス、石英ガラスなどのガラス基板か
らなる一対の基板１０、２０間には、シール材３０によ
って液晶封入領域３５が区画されているとともに、この
液晶封入領域３５内に電気光学物質として液晶３６が封
入されている。シール材３０は、基板間に液晶３６を注
入するための注入口３２として一部が途切れているが、
この注入口３２は、基板間に液晶３６を注入した後、塗
布、硬化された封止材３１で塞がれている。
【００７７】ここに示す液晶装置１は透過型の例であ
り、第２の基板２０の外側表面に偏光板６１が貼られ、
第１の基板１０の外側表面にも偏光板６２が貼られてい
る。また、第２の基板２０の外側にはバックライト装置
２が配置されている。
【００７８】第１の基板１０は、図５に示すように、第
１の電極パターン４０と第２の電極パターン５０との交
点に相当する領域に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカ
ラーフィルタ層７Ｒ、７Ｇ、７Ｂが形成されたカラーフ
ィルタ基板であり、これらのカラーフィルタ層７Ｒ、７
Ｇ、７Ｂの表面側には、第１の電極パターン４０および
配向膜１２がこの順に形成されている。また、各カラー
フィルタ層７Ｒ、７Ｇ、７Ｂの境界部分には、各カラー
フィルタ層７Ｒ、７Ｇ、７Ｂの下層側に遮光膜１６が形
成されている。これに対して、第２の基板２０には、第
２の電極パターン５０、オーバーコート膜２９、および
配向膜２２がこの順に形成されている。
【００７９】本形態の液晶装置１において、第１の電極
パターン４０および第２の電極パターン５０はいずれ
も、ＩＴＯ膜（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）に
代表される透明導電膜によって形成されている。なお、
第２の電極パターン５０の下に絶縁膜を介してパターニ
ングされたアルミニウム等の膜を薄く形成すれば、半透
過・半反射型の液晶装置を構成できる。さらに、偏向板
６１に半透過反射板をラミネートすることでも半透過・
半反射型の液晶装置１を構成できる。さらにまた、第２
の電極パターン５０の下に反射性の膜を配置すれば、反
射型の液晶装置を構成でき、この場合には、第２の基板
２０の裏面側からバックライト装置２を省略すればよ
い。
【００８０】再び図３および図４において、本形態の液
晶装置１では、外部からの信号入力および基板間の導通
のいずれを行うにも、第１の基板１０および第２の基板
２０の同一方向に位置する各基板辺１０１、２０１付近
に形成されている第１の端子形成領域１１および第２の
端子形成領域２１が用いられる。
【００８１】従って、第２の基板２０としては、第１の
基板１０よりも大きな基板が用いられ、第１の基板１０
と第２の基板２０とを貼り合わせたときに第１の基板１
０の基板辺１０１から第２の基板２０が張り出す部分２
５を利用して、図３に示すように、フレキシブル基板か
らなる回路基板９に、駆動用ＩＣとしてのＩＣチップ８
を実装したＩＣモジュール３が接続されている。このよ
うな液晶装置のＩＣモジュールではバンプピッチ６０μ
ｍ以下が要求され、はんだ接合では対応できない。
【００８２】このようなＩＣモジュール３としては、実
施の形態１ないし４で説明したものを用いることができ
る。ここで、実施の形態１ないし４で説明したＩＣモジ
ュール３では、バンプの狭ピッチ化が可能であるため、
液晶装置１のように、多数の信号線の各々に信号を出力
するような装置に用いるのに適している。
【００８３】［その他の使用例］なお、本発明を適用し
たＩＣモジュールは、液晶装置の他、ＩＣカードなどに
使用することもできる。
【００８４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、回路
基板の基材が熱硬化性樹脂より安価な熱可塑性樹脂から
形成されているため、電子部品の実装コストを低減する
ことができる。また、電子部品は、基材の溶融温度以上
に加熱され、かつ、回路基板に向けて加圧されるため、
バンプは、基材を貫通して回路基板のパッドに接触し、
バンプとパッドとの電気的な接続が図られる。さらに、
バンプは、加熱時に基材が溶融し、その後、固化した基
材で覆われることになるので、ＩＣチップと回路基板と
の間にアンダーフィル樹脂を注入しなくてもバンプを保
護できる。さらにまた、加熱時に溶融し、その後、固化
した基材によって電子部品が回路基板に接着されるの
で、接着剤を用いなくても、電子部品を回路基板上に固
定することができる。しかも、バンプとパッドはあくま
で接触、あるいは合金接合という形態で電気的に接続
し、バンプは全く変形しないか、わずかに変形する程度
であるので、バンプの狭ピッチ化も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１、２に係るＩＣモジュー
ル、およびその製造方法を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態３に係るＩＣモジュール、
およびその製造方法を示す説明図である。
【図３】図１または図２に示すＩＣモジュールを備えた
液晶晶装置の斜視図である。
【図４】図３に示す液晶装置の分解斜視図である。
【図５】図３に示す液晶装置をＩ−Ｉ′線で切断したと
きのＩ′側の端部の断面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、従来のＩ
Ｃモジュールの実装構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 液晶装置 ３ ＩＣモジュール（電子部品モジュール） １０ 第１の基板 ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ カラーフィルタ層 ８ ＩＣチップ（電子部品） ９ 回路基板 １２ 配向膜 ２０ 第２の基板 ３０ シール材 ３６ 液晶 ４０ 第１の電極パターン ５０ 第２の電極パターン ８１ バンプ ９１ 基材 ９３ パッド ９４ 穴

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂からなる基材の少なくとも
    片面に金属製のパッドを備えた回路基板と、該回路基板
    において前記パッドが形成されている側とは反対側の面
    に実装され、前記基材を貫通して金属製のバンプが前記
    パッドに電気的に接続する電子部品とを有する電子部品
    の実装構造において、 前記電子部品は、前記バンプが前記基材内に埋もれた状
    態で前記パッドに接触し、かつ、前記バンプが形成され
    ている側の面が前記基材を介して前記回路基板に接着さ
    れた状態にあることを特徴とする電子部品の実装構造。
  2. 【請求項２】 熱可塑性樹脂からなる基材の少なくとも
    片面に金属製のパッドを備えた回路基板と、該回路基板
    において前記パッドが形成されている側とは反対側の面
    に実装され、前記基材を貫通して金属製のバンプが前記
    パッドに電気的に接続する電子部品とを有する電子部品
    の実装構造において、 前記電子部品は、前記バンプが前記基材内に埋もれた状
    態で前記パッドと合金接合し、かつ、前記バンプが形成
    されている側の面が前記基材を介して前記回路基板に接
    着された状態にあることを特徴とする電子部品の実装構
    造。
  3. 【請求項３】 請求項２において、前記バンプは、少な
    くとも前記パッドと接合する面にＳｎを含んでおり、前
    記パッドは、少なくとも前記バンプと接合する面にＡｕ
    を含んでいることを特徴とする電子部品の実装構造。
  4. 【請求項４】 請求項２において、前記バンプは、少な
    くとも前記パッドと接合する面にＡｕを含んでおり、前
    記パッドは、少なくとも前記バンプと接合する面にＡｕ
    またはＳｎを含んでいることを特徴とする電子部品の実
    装構造。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかにおいて、
    前記基材の厚さは、前記バンプの高さと同等、あるいは
    前記バンプの高さよりわずかに厚いことを特徴とする電
    子部品の実装構造。
  6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかにおいて、
    前記電子部品は、半導体チップであることを特徴とする
    電子部品の実装構造。
  7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに規定する
    実装構造を備えていることを特徴とする電子部品モジュ
    ール。
  8. 【請求項８】 熱可塑性樹脂からなる基材の少なくとも
    片面に金属製のパッドを備えた回路基板において前記パ
    ッドが形成されている側とは反対側の面に電子部品を配
    置し、該電子部品を前記基材の溶融温度以上にまで加熱
    しながら前記回路基板に向けて加圧することにより、溶
    融した前記基材を貫通させて前記電子部品のバンプを前
    記パッドに接触させるとともに、前記電子部品において
    前記バンプが形成されている側の面を前記基材を介して
    前記回路基板に接着することを特徴とする電子部品の実
    装方法。
  9. 【請求項９】 熱可塑性樹脂からなる基材の少なくとも
    片面に金属製のパッドを備えた回路基板において前記パ
    ッドが形成されている側とは反対側の面に電子部品を配
    置し、該電子部品を前記基材の溶融温度以上にまで加熱
    しながら前記回路基板に向けて加圧することにより、溶
    融した前記基材を貫通させて前記電子部品のバンプを前
    記パッドと合金接合させるとともに、前記電子部品にお
    いて前記バンプが形成されている側の面を前記基材を介
    して前記回路基板に接着することを特徴とする電子部品
    の実装方法。
  10. 【請求項１０】 請求項９において、前記バンプは、少
    なくとも前記パッドと接合する面にＳｎを含み、前記パ
    ッドは、少なくとも前記バンプと接合する面にＡｕを含
    み、 前記基材の溶融温度以上、かつ、前記パッドと前記バン
    プ間が合金を形成する温度に前記電子部品を加熱しなが
    ら前記回路基板に向けて加圧することにより、溶融した
    前記基材を貫通させて前記バンプを前記パッドと合金接
    合させるとともに、前記電子部品において前記バンプが
    形成されている側の面を前記基材を介して前記回路基板
    に接着することを特徴とする電子部品の実装方法。
  11. 【請求項１１】 請求項９において、前記バンプは、少
    なくとも前記パッドと接合する面にＡｕを含み、前記パ
    ッドは、少なくとも前記バンプと接合する面にＡｕまた
    はＳｎを含み、 前記基材の溶融温度以上、かつ、前記パッドと前記バン
    プ間が合金を形成する温度に前記電子部品を加熱しなが
    ら前記回路基板に向けて加圧することにより、溶融した
    前記基材を貫通させて前記バンプを前記パッドと合金接
    合させるとともに、前記電子部品において前記バンプが
    形成されている側の面を前記基材を介して前記回路基板
    に接着することを特徴とする電子部品の実装方法。
  12. 【請求項１２】 請求項１１において、前記回路基板を
    形成するにあたっては、両面にＡｕめっきあるいはＳｎ
    めっきを施したＣｕ箔を熱可塑性樹脂からなる前記基材
    の少なくとも片面に貼り合わせ、しかる後に、めっき層
    をパターニングすることを特徴とする電子部品の実装方
    法。
  13. 【請求項１３】 請求項８ないし１２のいずれかにおい
    て、前記基材の厚さは、前記バンプの高さと同等、ある
    いは前記バンプの高さよりわずかに厚いことを特徴とす
    る電子部品の実装方法。
  14. 【請求項１４】 請求項８ないし１３のいずれかにおい
    て、前記回路基板には、前記バンプが重なる位置に当該
    バンプよりも小さな穴を前記基材に形成しておくことを
    特徴とする電子部品の実装方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１４において、前記回路基板に
    は、前記基材を貫通するように前記穴を形成しておくこ
    とを特徴とする電子部品の実装方法。
  16. 【請求項１６】 請求項８ないし１５のいずれかにおい
    て、前記電子部品は、半導体チップであることを特徴と
    する電子部品の実装方法。
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