JP2005129756A - Method of joining semiconductor element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶パネルを構成するガラス基板上に、半導体素子を異方導電性フィルムを用いてフェイスダウンにて接合する半導体素子の接合方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor element bonding method in which a semiconductor element is bonded face down using an anisotropic conductive film on a glass substrate constituting a liquid crystal panel.
異方導電性フィルムは、加熱により溶融し硬化反応がおきるエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に、金属(金やニッケル)メッキを施したプラスチック粒子を含有した、常温では半固形の接着フィルムである。その硬化にはアミン系の潜在型触媒が主に用いられ、半導体素子とガラス基板、プリント配線基板の電気的接続に広く利用されている。 An anisotropic conductive film is a semi-solid adhesive film at room temperature containing plastic particles obtained by applying metal (gold or nickel) plating to a thermosetting resin such as an epoxy resin that melts upon heating and undergoes a curing reaction. . For the curing, an amine-based latent catalyst is mainly used, and is widely used for electrical connection between a semiconductor element, a glass substrate, and a printed wiring board.
この異方導電性フィルムを用いた接合方法は、まず、電極が形成されたプリント配線基板に異方導電性フィルムを加熱しながら転写する。次にこの異方導電性フィルムを転写したプリント配線基板に、半導体素子を半導体素子に形成されたバンプと電極の位置を合わせて載置する。最後に、ヒートツール等の圧着用の治具を用いて加圧・加熱しながら固着させる。このとき、加圧・加熱によって異方導電性フィルム中の樹脂が溶融し、バンプと電極の間から流れ出し、異方導電性フィルムに含有される導電粒子がバンプと電極の間に捕獲される。 In the bonding method using the anisotropic conductive film, first, the anisotropic conductive film is transferred to a printed wiring board on which electrodes are formed while heating. Next, the semiconductor element is placed on the printed circuit board onto which the anisotropic conductive film has been transferred with the bumps and electrodes formed on the semiconductor element being aligned. Finally, it is fixed while pressing and heating using a crimping jig such as a heat tool. At this time, the resin in the anisotropic conductive film is melted by pressurization and heating, and flows out from between the bump and the electrode, and the conductive particles contained in the anisotropic conductive film are captured between the bump and the electrode.
半導体素子の実装分野においては、高密度化・小型化・薄型化が要求されており、接続ピッチは40μm以下、バンプ面積も500μm2程度以下と細密化が進んでいる。バンプの細密化とともに、必然的にプリント配線基板に形成されるパターンの寸法も小さくなっている。その結果、半導体素子とプリント配線基板の接合の際に、バンプと電極との間に捕獲される導電粒子の数が少なくなり、接続信頼性が低下するということが問題となってきた。また、隣接するバンプ同士の間に導電粒子が数珠つながりとなり、短絡することで電気特性の低下も発生し、問題となっている。 In the field of mounting semiconductor devices, higher density, smaller size, and thinner thickness are required, and the connection pitch is 40 μm or less and the bump area is about 500 μm 2 or less, and the density is increasing. As the bumps become finer, the dimensions of the pattern formed on the printed circuit board are inevitably reduced. As a result, when the semiconductor element and the printed wiring board are joined, the number of conductive particles trapped between the bump and the electrode is reduced, and the connection reliability is lowered. In addition, the conductive particles are connected in a row between adjacent bumps, and a short circuit causes a decrease in electrical characteristics, which is a problem.
このような問題を解決するために、バンプの形状を、基板電極に対向する面の周辺部を突出させることで、流れ去ってしまっていた導電粒子が、突出部により遮られ、バンプと基板電極との間に導電粒子を捕獲することで高い信頼性が得られるということが特許文献1に記載されている。
In order to solve such a problem, the bump is made to protrude from the periphery of the surface facing the substrate electrode, so that the conductive particles that have flowed away are blocked by the protrusion, and the bump and the substrate
また、プリント配線基板に形成された電極近傍に電極の厚みよりも厚いレジストを電極の周辺に設けて、レジストと電極とで凹形状を形成し、電子部品とプリント配線基板の接合時において、異方導電性フィルムの溶融による導電粒子の流れを抑制するということが特許文献2に記載されている。
しかしながら、特許文献1および特許文献2の接合方法では、電子部品をプリント配線基板に載置し、バンプが電極に当接する際に、導電粒子の流れを抑止するバンプに形成された突出部やレジスト付近に、押し流された導電粒子が滞留し、ひとかたまりとなってしまう。そうなると、バンプと電極間の導電粒子の偏りによりバンプの平衡度が保たれないので、バンプの中心部の導電粒子が少ない状態となり、バンプと電極が非接触となったり、局所的な荷重によるバンプの変形が発生したりし、接続信頼性が確保できないという問題がある。
However, in the joining methods disclosed in
そこで本発明の目的は、異方導電性フィルムを用いた半導体素子のファインピッチ実装において、半導体素子と基板の接合信頼性を確保するとともに、電気的特性の低下を防止できる半導体素子の接合方法を提供する。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor element bonding method capable of ensuring the reliability of bonding between a semiconductor element and a substrate and preventing deterioration of electrical characteristics in fine pitch mounting of a semiconductor element using an anisotropic conductive film. provide.
この課題を解決するために本発明は、基板に形成した透明電極に、半導体素子に形成したバンプを、異方導電性フィルムを介して導通接続する半導体素子の接合方法において、透明電極に異方導電性フィルムを転写し、バンプを透明電極に載置し、光を基板の下方から透明電極の周囲部分に照射し、異方導電性フィルムを部分的に硬化させ壁部を形成した後、半導体素子を押圧し、異方導電性フィルムを硬化させることを特徴とする半導体素子の接合方法としたものである。 In order to solve this problem, the present invention relates to a method for bonding a semiconductor element in which a bump formed on a semiconductor element is electrically connected to a transparent electrode formed on a substrate via an anisotropic conductive film. After transferring the conductive film, placing the bumps on the transparent electrode, irradiating light to the surrounding area of the transparent electrode from below the substrate, partially curing the anisotropic conductive film to form the wall, the semiconductor The semiconductor element bonding method is characterized in that the element is pressed to cure the anisotropic conductive film.
これにより、半導体素子を基板に載置し押圧する際に、壁部内の導電粒子が流出しないため、半導体素子のバンプと基板の透明電極の間に、充分な導電性粒子の数を確保できる。 Thus, when the semiconductor element is placed on the substrate and pressed, the conductive particles in the wall portion do not flow out, so that a sufficient number of conductive particles can be ensured between the bumps of the semiconductor element and the transparent electrode of the substrate.
ここで、透明電極の周囲部分とは、透明電極の外周から透明電極間の1/2の距離までの範囲をいう。つまり、光照射による異方導電性フィルムの硬化を透明電極間の1/2の距離までの範囲内で透明電極の外周に壁部を形成することで、隣接する透明電極に形成した壁部と重なり合っても壁部から導電粒子の流出が発生しない。 Here, the peripheral portion of the transparent electrode refers to a range from the outer periphery of the transparent electrode to a half distance between the transparent electrodes. That is, the wall portion formed on the adjacent transparent electrode is formed by forming the wall portion on the outer periphery of the transparent electrode within a range up to ½ distance between the transparent electrodes by curing the anisotropic conductive film by light irradiation. Even if they overlap, the conductive particles do not flow out of the wall.
また、光とは、紫外線、赤外線および可視光線を含み、照射することで異方導電性フィルムが硬化可能であればどの種類の光を用いても良いが、局所的に照射する場所を制御する場合は、紫外線レーザ等を使用するのが望ましい。 The light includes ultraviolet rays, infrared rays, and visible rays, and any kind of light may be used as long as the anisotropic conductive film can be cured by irradiation, but the place to be irradiated locally is controlled. In this case, it is desirable to use an ultraviolet laser or the like.
なお、本発明の説明においては、基板に形成された透明電極側の面を上側、反対面を下側としている。 In the description of the present invention, the surface on the transparent electrode side formed on the substrate is the upper side, and the opposite surface is the lower side.
本発明により、以下の効果を奏することができる。
(1)請求項1に記載の発明によれば、透明電極の周辺部分に壁部を形成することで、半導体素子を基板に載置する際に、壁部内の導電粒子が流出しないため、半導体素子のバンプと基板の透明電極の間に、充分な導電性粒子の数を確保できるので、バンプと透明電極で確実な導電粒子の捕獲ができる。また、壁部により導電粒子が隣接するバンプの間に数珠つながりとなることがないため、隣接するバンプ同士での短絡が防止できる。よって、確実なバンプと透明電極との接続が図れ、高い接続信頼性を確保することができる。
(2)請求項2に記載の発明によれば、透明電極表面にメッキ加工を施すことで、光の照射を、透明電極を含む透明電極の周辺部分にすれば良いので、光の照射の制御が簡易となる。
(3)請求項3に記載の発明によれば、壁部を形成する際に、基板と光源の間に遮断板を介在させることにより、光の照射にレーザ装置等の局所的に制御をするような高価な装置を必要とせず、異方導電性フィルムが硬化する光であればメタルやハロゲン球等の安価な照明装置が使用できるので、コストを押えた容易な半導体素子の接合方法とすることができる。
(4)請求項4に記載の発明によれば、半導体素子を載置し押圧し、壁部の開口した一側面から樹脂や導電粒子が流れ出ることで、バンプが壁部内に挿入したときの内部圧力の増加を抑制し、樹脂の流動を保ちつつ、導電粒子のバンプと透明電極の間の導電粒子の捕獲がより容易となり、電気的接合の信頼性が向上する。
(5)請求項5に記載の発明によれば、基板の下方から光を基板の異方導電性フィルムが転写された範囲を含む領域に光を照射した後に、半導体素子および基板を加熱することで、半導体素子の接合に要する時間を短くすることができる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) According to the invention described in
(2) According to the invention described in
(3) According to the invention described in
(4) According to the invention described in
(5) According to the invention described in
本願の請求項1に記載の発明は、光を透過する基板の上面に形成した透明電極に、半導体素子に形成した突起状の電極であるバンプを、異方導電性フィルムを介して導通接続する半導体素子の接合方法において、前記透明電極に前記異方導電性フィルムを転写し、前記バンプを前記透明電極に載置し、光を前記基板の下方から前記透明電極の周囲部分に照射し、前記異方導電性フィルムを硬化させ壁部を形成し、前記半導体素子を押圧し、前記異方導電性フィルムを硬化させることを特徴とする半導体素子の接合方法としたものであり、壁部を形成することにより、半導体素子と基板の接合に際して、半導体素子のバンプと基板の透明電極の間に、充分な導電性粒子の数を確保することができる。 According to the first aspect of the present invention, a bump, which is a protruding electrode formed on a semiconductor element, is conductively connected via a anisotropic conductive film to a transparent electrode formed on an upper surface of a substrate that transmits light. In the semiconductor element bonding method, the anisotropic conductive film is transferred to the transparent electrode, the bumps are placed on the transparent electrode, light is irradiated from below the substrate to the peripheral portion of the transparent electrode, An anisotropic conductive film is cured to form a wall portion, the semiconductor element is pressed, and the anisotropic conductive film is cured. By doing so, a sufficient number of conductive particles can be ensured between the bumps of the semiconductor element and the transparent electrode of the substrate when the semiconductor element and the substrate are bonded.
請求項2に記載の発明は、前記透明電極の下面にメッキ加工を施し、前記基板の下方から光を前記透明電極の周囲部分にのみ照射する際は、前記透明電極も含めて照射することを特徴とする請求項1記載の半導体素子の接合方法としたものであり、透明電極の下面にメッキ加工を施すことにより、光の照射を、透明電極を含む透明電極の周辺部分とすることができる。
In the invention according to
請求項3に記載の発明は、前記光を前記基板の下方から前記透明電極の周囲部分のみ照射する際に、前記透明電極の周囲部分に光を通過させる壁部形成孔を有する遮断板を前記基板と光源との間に介在させ、前記光を照射することを特徴とする請求項1記載の半導体素子の接合方法としたものであり、基板と光源の間に遮断板を介在させることにより、光の照射に局所的な制御を必要せず、壁部を形成できる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a blocking plate having a wall forming hole that allows light to pass through the peripheral portion of the transparent electrode when only the peripheral portion of the transparent electrode is irradiated from below the substrate. The semiconductor element bonding method according to
請求項4に記載の発明は、前記遮断板の前記壁部形成孔に、前記光を通過させない遮断部を有したことを特徴とする請求項3記載の半導体素子の接合方法としたものであり、半導体素子の押圧により、バンプが壁部内に侵入しても、遮断部を有した壁部形成孔により遮断板への光の照射によって、透明電極の周囲部分に一側面が開口した壁部を形成することにより、壁部の開口した一側面から樹脂や導電粒子が流れ出ることで、バンプが壁部内に挿入したときの内部圧力の増加を抑制することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the semiconductor element bonding method according to the third aspect, wherein the wall forming hole of the blocking plate has a blocking portion that does not allow the light to pass through. Even if the bumps penetrate into the wall due to the pressure of the semiconductor element, the wall part having a side surface opened in the peripheral part of the transparent electrode by irradiating the light to the shielding plate through the wall part forming hole having the shielding part By forming the resin and the conductive particles from the side surface where the wall portion is opened, an increase in internal pressure when the bump is inserted into the wall portion can be suppressed.
請求項5に記載の発明は、前記壁部を形成し、前記半導体素子を押圧した後に、前記異方導電性フィルムを硬化させる時には、基板の下方から前記光を前記基板の異方導電性フィルムが転写された範囲を含む領域に前記光を照射し、前記半導体素子および前記基板を加熱することを特徴とする請求項1から4いずれかに記載の半導体素子の接合方法としたものであり、半導体素子の接合に要する時間を短くすることができる。
In the invention according to
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1に係る半導体素子の接合方法について、図1から図3および図10に基づいて説明する。
(Embodiment 1)
A semiconductor element bonding method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 and FIG.
図1は、本発明の実施の形態1に係る半導体素子の接合方法の構成を説明する図である。図2は、本発明の実施の形態1に係る半導体素子の接合方法の説明図である。図3は、実施の形態1に係る半導体素子の接合方法によりガラス基板に形成した壁部の部分拡大底面図である。図10は、基板の平面図およびその部分拡大図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a semiconductor element bonding method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of the semiconductor element bonding method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a partially enlarged bottom view of the wall portion formed on the glass substrate by the semiconductor element bonding method according to the first embodiment. FIG. 10 is a plan view of the substrate and a partially enlarged view thereof.
図10において、基板の一例である液晶パネルに使用するガラス基板1の片側端部に透明電極2が形成されている。透明電極2は、インジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide)で形成されている。透明電極2は、縦80μm、横23μmの矩形状に形成され、隣接する透明電極2の間は15μmである。透明電極2は導通線(図示せず)により液晶パネルの各部へ接続されている。
In FIG. 10, the
図1において、ガラス基板1に形成された透明電極2に接合する半導体素子3は、パッド4と、パッド4に形成された突起状電極であるバンプ5を有している。半導体素子3とガラス基板1とは、異方導電性フィルム6を介して接合される。
In FIG. 1, a
異方導電性フィルム6は、接着剤の役目をする、例えば紫外線硬化性の触媒を含有した樹脂7に、プラスチック粒子のコアに導電性のあるNiやAuのメッキを施した導電粒子8を含有している。紫外線硬化性の触媒を含有した樹脂7は、ガラス基板1の下方より100〜300mW/cm2程度の出力の紫外線11を照射することにより、5秒から10秒で半硬化する。
The anisotropic
紫外線11は、例えば紫外線照射装置(図示せず)を光源とし、局所的に照射する場所が制御可能な光線である。この紫外線11を照射して壁部9を形成する。
The
次に、実施の形態1に係る半導体素子の接合方法について図2に基づいて説明をする。図2は、実施の形態1に係る半導体素子の接合方法の説明図である。 Next, the semiconductor element bonding method according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram of the semiconductor element bonding method according to the first embodiment.
まず、透明電極2を含むガラス基板1の透明電極2を含む範囲の上面に異方導電性フィルム6を加熱して転写する(同図(a))。
First, the anisotropic
次に、半導体素子3をバンプ5と透明電極2の位置を合わせて載置する。この時点では、まだ、押圧していないため、バンプ5と透明電極2との間には僅かながら隙間がある(同図(b))。
Next, the
そして、ガラス基板1の下方より透明電極2の外周から透明電極2、2間の1/2の距離までの範囲に対し紫外線11を照射する。すなわち、透明電極2、2間は15μmなので、透明電極2の外周約7μmの矩形状の範囲に紫外線11を照射するということである。従って、紫外線11が照射された透明電極2の外周から約7μmの周囲部分の異方導電性フィルム6の樹脂7が硬化し、透明電極2を囲うよう上面に開口部10を有する水平断面が矩形の筒状の壁部9が形成される。壁部9は、ガラス基板1の下方から紫外線11を照射するので、樹脂7内にて徐々に紫外線11の照度が減衰していくため、壁部9の側面は、垂直断面が三角形状となる(同図(c))。
Then, the ultraviolet rays 11 are applied to the range from the outer periphery of the
図3に、ガラス基板1に形成した壁部9の部分拡大底面図を示す。
In FIG. 3, the partial expanded bottom view of the
なお、図3においては、便宜上、ガラス基板1の図示は省略してある。
In addition, in FIG. 3, illustration of the
透明電極2の周囲部分に壁部9が矩形状に形成されている。壁部9は、透明電極2を囲むように形成されるので、導電粒子8は壁部9の内側に確保された状態となる。
A
図2(c)に戻って、半導体素子3をヒートツール29により押圧する。半導体素子3を押圧することにより、バンプ5は、透明電極2との隙間にあった導電粒子8を捕獲し、壁部9内にあった樹脂7は、バンプ5が壁部9に挿入されることにより壁部9の開口部10から溢れる。この時、導電粒子8は樹脂7より比重が重いので、壁部9の開口部10から溢れることはない(同図(c))。
Returning to FIG. 2C, the
ガラス基板1の下方より異方導電性フィルム6を転写した範囲を含む領域に紫外線12を照射する。紫外線12は、広い範囲に照射するので、紫外線11のように局所的に照射する位置を制御する必要はなく、高圧水銀ランプでも照射が可能である。この紫外線12の照射により、異方導電性フィルム6の樹脂7が硬化し、半導体素子3とガラス基板1が固着し、バンプ5と透明電極2が導通接続する(同図(d))。
The region including the range where the anisotropic
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2に係る半導体素子の接合方法を図4に基づいて説明する。図4は、本発明の実施の形態2に係る半導体素子の接合方法の説明図である。なお、図4においては、ガラス基板1、半導体素子3、パッド4、バンプ5、異方導電性フィルム6、導電粒子8は図1と同様のものであるため、同符号を付して説明は省略する。
(Embodiment 2)
A semiconductor element bonding method according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of a method for bonding semiconductor elements according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, the
本発明の実施の形態2に係る半導体素子の接合方法は、実施の形態1の透明電極2の下面にメッキ28を施し紫外線を遮断するようにしたものである。
In the semiconductor element bonding method according to the second embodiment of the present invention, the lower surface of the
メッキ透明電極13は、ガラス基板1の表面をクロム等のメタルにてメッキを施し、表面にインジウム錫酸化物の透明電極2でコーティングしてあり、紫外線を透過しないようにしている。
The plated
紫外線14は、メッキ透明電極13の周囲部分とメッキ透明電極13を含む範囲に、紫外線照射装置等(図示せず)により照射された光線である。
The
以下に本発明の実施の形態2に係る半導体素子の接合方法を説明する。 The semiconductor element bonding method according to the second embodiment of the present invention will be described below.
まず、異方導電性フィルム6を実施の形態1と同様にメッキ透明電極13を含む範囲の上面に加熱して転写し、半導体素子3をバンプ5とメッキ透明電極13の位置を合わせて載置する。そして、ガラス基板1の下方よりメッキ透明電極13を含む周囲部分に対し紫外線14を照射し壁部27を形成する。
First, the anisotropic
そして、半導体素子3をヒートツールにより加熱、押圧し、硬化させる。
Then, the
この接合方法においては、透明電極の下面にメッキを施すことにより、紫外線14を局所的に照射する制御が簡易となる。 In this joining method, the control of locally irradiating the ultraviolet rays 14 is simplified by plating the lower surface of the transparent electrode.
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3に係る半導体素子の接合方法を図5から図7に基づいて説明する。図5は、本発明の実施の形態3に係る半導体素子の接合方法の説明図である。図6は、紫外線をマスクする遮断板の部分拡大平面図である。図7は、本発明の実施の形態3に係る半導体素子の接合方法の説明図である。
(Embodiment 3)
A semiconductor element bonding method according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is an explanatory diagram of a method for bonding semiconductor elements according to the third embodiment of the present invention. FIG. 6 is a partially enlarged plan view of a blocking plate that masks ultraviolet rays. FIG. 7 is an explanatory diagram of a method for bonding semiconductor elements according to the third embodiment of the present invention.
なお、図5から図7においては、ガラス基板1、透明電極2、半導体素子3、パッド4、バンプ5、異方導電性フィルム6、導電粒子8、紫外線12は図1と同様のものであるため、同符号を付して説明は省略する。
5 to 7, the
本発明の実施の形態3に係る半導体素子の接合方法は、実施の形態1の紫外線照射装置による局所的に照射とせず、紫外線を透過させない遮断板を使用して照射する範囲を限定するものである。 The semiconductor element bonding method according to the third embodiment of the present invention limits the range of irradiation using a blocking plate that does not transmit ultraviolet light locally and is not locally irradiated by the ultraviolet irradiation device of the first embodiment. is there.
図5において、ガラス基板1の下方から紫外線12を照射する光源(図示せず)とガラス基板1との間に、紫外線12を透過しない遮断板15を介在させて照射している。
In FIG. 5, irradiation is performed with a shielding
図6において、遮断板15は、ガラス基板1の異方導電性フィルム6を転写した範囲の紫外線12を遮断する基板遮断部16と、透明電極2の周囲部分と透明電極2を含む範囲に照射された紫外線12を通過させる貫通孔17と、透明電極2に対し紫外線12を遮断する電極遮断部18と、基板遮断部16と電極遮断部18に接続されている接続部19から構成される。
In FIG. 6, the blocking
貫通孔17と電極遮断部18は矩形状をしており、貫通孔17は、透明電極2および透明電極2の周囲部分を含む範囲の形状に形成されており、電極遮断部18は、透明電極2と同じ矩形状で同面積に形成している。
The through
接続部19は、基板遮断部16と電極遮断部18を接続しており、紫外線12を遮断するため、影響を最小限とするため、10μm以下程度の幅で形成されている。
The
貫通孔17と電極遮断部18と接続部19により、紫外線12を通過させる穴は、略C字状の壁部形成孔20となっている。
The through-
壁部21は、壁部形成孔20に、紫外線12を通過させて異方導電性フィルム6を硬化させることにより形成される。壁部21は、接続部19を10μm以下程度の幅で形成することにより、接続部19の投影部分も紫外線12で異方導電性フィルム6が硬化するので、透明電極2を囲った上面に開口部22を有する水平断面が矩形の筒状に形成される。
The
次に、本発明の実施の形態3に係る半導体素子の接合方法を図7に基づいて説明する。 Next, a semiconductor element bonding method according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図7は、本発明の実施の形態3に係る半導体素子の接合方法を説明する図である。 FIG. 7 is a diagram for explaining a semiconductor element bonding method according to the third embodiment of the present invention.
まず、ガラス基板1の表面に形成された透明電極2の上面に異方導電性フィルム6を転写する(同図(a))。
First, the anisotropic
次に、半導体素子3をバンプ5と透明電極2の位置を合わせて載置する。この時点では、まだ、押圧していないため、バンプ5と透明電極2との間には僅かながら隙間がある(同図(b))。
Next, the
そして、ガラス基板1と紫外線12の光源との間に、遮断板15を挿入する。この時に、紫外線12の光源から電極遮断部18の投影面が透明電極2となるように配設する。ガラス基板1の下方より紫外線12を照射する。紫外線12は、遮断板15により、壁部形成孔20以外は光が通過しない。壁部形成孔20により通過した紫外線12は、異方導電性フィルム6が部分的に半硬化して壁部21を形成する。次に、半導体素子3をヒートツール29により押圧する。半導体素子3を押圧することにより、バンプ5は、透明電極2との隙間にあった導電粒子8を捕獲し、壁部21内にあった樹脂7は、バンプ5が壁部21に侵入することにより壁部21の開口部22から溢れる。この時、導電粒子8は樹脂7より比重が重いので、壁部21の開口部22から溢れることはない(同図(c))。
Then, a blocking
最後に、遮断板15を取り除くことで、ガラス基板1の異方導電性フィルム6を転写した範囲を含む領域に紫外線12が照射されるので、異方導電性フィルム6の樹脂7が硬化し、半導体素子3とガラス基板1が固着し、バンプ5と透明電極2が導通接続する(同図(d))。
Finally, by removing the blocking
なお、本実施の形態3では、遮断板15の接続部19は、1箇所で基板遮断部16と電極遮断部18を接続していたが、2箇所以上であっても、接続部19の幅が10μm〔単位〕程度以下であれば良い。
In the third embodiment, the
(実施の形態4)
本発明の実施の形態4に係る半導体素子の接合方法を図8および図9に基づいて説明する。図8は、本発明の実施の形態4に係る半導体素子の接合方法の遮断板の部分拡大平面図である。図9は、本発明の実施の形態4に係る半導体素子の接合方法によりガラス基板に形成した壁部の底面図である。なお、図9においては、便宜上ガラス基板の図示は省略してある。
(Embodiment 4)
A semiconductor element bonding method according to
本発明の実施の形態4に係る半導体素子の接合方法は、実施の形態3の遮断板について、電極遮断部と基板遮断部を接続する接続部の幅を透明電極と同じ幅とした開放部とすることで、壁部の水平断面を略コ字状とするものである。 In the semiconductor element bonding method according to the fourth embodiment of the present invention, the open portion in which the width of the connection portion connecting the electrode blocking portion and the substrate blocking portion is the same as that of the transparent electrode in the blocking plate of the third embodiment. By doing so, the horizontal cross section of the wall portion is substantially U-shaped.
図8において、基板遮断部16、貫通孔17、電極遮断部18は、図6と同様であり、図9において、バンプ5、樹脂7、導電粒子8は図1と同様のものであるため、同符号を付して説明は省略する。
In FIG. 8, the
図8に示すように、遮断板23は、基板遮断部16と、貫通孔17と、電極遮断部18を有しており、基板遮断部16と電極遮断部18は、開放部24により接続されている。
As shown in FIG. 8, the blocking
開放部24は、矩形状をしており、電極遮断部18と同一の幅で形成されている。
The
貫通孔17と電極遮断部18と開放部24により、紫外線12を通過させる孔は、略コ字状の壁部形成孔25としている。壁部形成孔25の開放部24は、隣接した壁部形成孔25側ではない位置に設けられている。
The through-
図9において、壁部26は、壁部形成孔25に、紫外線12を通過させて異方導電性フィルム6を硬化させることにより、上面および一側面が開口した水平断面が略コ字の筒状に形成される。また、壁部26の開口した一側面は、隣接した透明電極2側ではない方向に形成される。
In FIG. 9, the
次に、本実施の形態4に係る半導体素子の接合方法であるが、実施の形態3と同様に行うことができる。 Next, a semiconductor element bonding method according to the fourth embodiment can be performed in the same manner as in the third embodiment.
この壁部26を用いた半導体素子の接合方法では、半導体素子を載置し加熱、押圧した時点で、バンプ5の壁部26内への挿入により、樹脂7および導電粒子8が、開口した一側面から流れ出る。しかし、壁部26が隣接した透明電極2側に開口していないため、隣接するバンプ5同士の間に導電粒子8が数珠つながりになって、短絡することがない。
In this semiconductor element bonding method using the
なお、本実施の形態においては、遮断板23に形成した全ての壁部形成孔25の開放部24を同一の方向に形成したが、隣接した壁部形成孔25側ではない方向へ設ければ良いため、必ずしも、壁部形成孔25の開放部24を同一方向に形成する必要はない。
In the present embodiment, the opening
(実施の形態5)
本発明の実施の形態5に係る半導体素子の接合方法は、半導体素子とガラス基板との固着に際し、紫外線を照射した後に、半導体素子とガラス基板を加熱し異方導電性フィルムを硬化させる。
(Embodiment 5)
In the semiconductor element bonding method according to
本実施の形態の異方導電性フィルムは、例えば、光硬化特性を有するラジカル重合型アクリレート樹脂または、光や熱でカチオン重合するエポキシ樹脂の併用硬化型である。 The anisotropic conductive film of the present embodiment is, for example, a radical curing type acrylate resin having photocuring characteristics or a combined curing type of an epoxy resin that is cationically polymerized by light or heat.
以下に本実施の形態の半導体素子の接合方法について説明する。 The semiconductor element bonding method of this embodiment will be described below.
実施の形態1から4の半導体素子の接合方法によって、異方導電性フィルムを転写したガラス基板に壁部を形成する。そして、ガラス基板の下方から異方導電性フィルムを転写した範囲を含む領域に紫外線を照射して異方導電性フィルムを部分的に半硬化させる。最後に、ヒートツールで半導体素子を加熱、加圧して、異方導電性フィルムを硬化させる。 A wall portion is formed on the glass substrate to which the anisotropic conductive film is transferred by the semiconductor element bonding method according to the first to fourth embodiments. And an ultraviolet-ray is irradiated to the area | region containing the range which transcribe | transferred the anisotropic conductive film from the downward direction of the glass substrate, and an anisotropic conductive film is partially semi-hardened. Finally, the semiconductor element is heated and pressurized with a heat tool to cure the anisotropic conductive film.
このように、加熱処理にて異方導電性フィルムの樹脂を硬化させるので、光硬化よりも早く固着されることができるため、半導体素子の接合作業時間を短縮することができる。 Thus, since the resin of the anisotropic conductive film is cured by heat treatment, it can be fixed faster than photocuring, so that the semiconductor device bonding operation time can be shortened.
本発明の半導体素子の接合方法は、液晶パネルを構成するガラス基板上に、半導体素子を異方導電性フィルムを用いてフェイスダウンする方法として有用であり、特にガラス基板上に形成された透明電極に、半導体素子に形成されたバンプを接続するのに適している。 The semiconductor element bonding method of the present invention is useful as a method of face-downing a semiconductor element using an anisotropic conductive film on a glass substrate constituting a liquid crystal panel, and in particular, a transparent electrode formed on a glass substrate. Moreover, it is suitable for connecting bumps formed on the semiconductor element.
1 ガラス基板
2 透明電極
3 半導体素子
4 パッド
5 バンプ
6 異方導電性フィルム
7 樹脂
8 導電粒子
9 壁部
10 開口部
11 紫外線
12 紫外線
13 メッキ透明電極
14 紫外線
15 遮断板
16 基板遮断部
17 貫通孔
18 電極遮断部
19 接続部
20 壁部形成孔
21 壁部
22 開口部
23 遮断板
24 開放部
25 壁部形成孔
26 壁部
27 壁部
28 メッキ
29 ヒートツール
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