JP2005235829A - 電子部品の製造方法、電子部品、電子部品の実装方法および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子部品と相手側基板とを確実に電気的接続することが可能な、電子部品の製造方法を提供する。
【解決手段】 相手側基板１０との機械的接続に使用可能な樹脂層２５を電子部品４０の能動面に形成し、バンプ４４の表面に樹脂層２５の開口部を形成し、バンプの表面に導電性粒子５０を固着して、電子部品４０を形成する。この構成によれば、樹脂層２５を相手側基板１０との実装に使用するので、ウエットプロセスにより樹脂層２５を剥離する必要がない。したがって、導電性粒子５０がバンプ４４の表面から離脱することがなくなる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、電子部品の製造方法、電子部品、電子部品の実装方法および電子機器に関するものである。

半導体素子等の電子部品は、回路基板等に実装されて使用されている。この電子部品を回路基板に実装する方法について、さまざまな方法が提案されている。図１０に、従来技術に係る電子部品の実装方法の説明図を示す。図１０（ａ）では、異方導電性フィルム（ＡＣＦ）１９０を挟んで、ＩＣ等の電子部品１７０が相手側基板１２０に実装されている。異方導電性フィルム１９０は、熱硬化性樹脂１９２に導電性粒子１９５を分散させたものである。この導電性粒子１９５が、電子部品１７０の能動面に形成された電極パッド１７２と、相手側基板１２０の表面に形成された電極パッド１２２との間に入り込んで、両者が電気的に接続されている。また、加熱により硬化した熱硬化性樹脂１９２により、電子部品１７０と相手側基板１２０とが機械的に接続されている。

近年では、電子部品の小型化にともなって、電極パッド相互の狭ピッチ化が進んでいる。ところが、異方導電性フィルムを使用した上記の実装方法では、水平方向に隣接する電極パッドの間にも導電性粒子が配置されるため、電極パッド相互の短絡が発生するおそれがある。また、電極パッドの狭ピッチ化にともなって電極パッド自体も小さくなるため、各電極パッドが捕捉する導電性粒子の個数が減少し、電気的接続の信頼性が低下する。さらに、高価な導電性粒子のすべてを電気的接続に利用することができないといった問題がある。

そこで、特許文献１ないし３には、あらかじめ電極パッドの表面に導電性粒子を固着させて相手側基板に実装することにより、隣接する電極パッドの間に導電性粒子を配置しない構造が開示されている。図１０（ｂ）に、特許文献３に開示された実装方法の説明図を示す。この実装方法では、導電粒子２９５を接着剤２９６で被覆して接着性導電粒子２９８を形成し、この接着性導電粒子２９８を電子部品２７０における電極パッド２７２の表面に接着する。その接着方法は、まず電子部品２７０の能動面における電極パッド２７２の形成部分以外の部分に、レジスト膜２８０を形成する。次に、接着性導電粒子２９８を平面上に分散し、分散された接着性導電粒子２９８に対して電子部品２７０を加熱加圧する。これにより、電子部品２７０の能動面全体に接着性導電粒子２９８が接着される。次に、電極パッド２７２以外のレジスト膜２８０の表面に接着された接着性導電粒子２９８を、レジスト膜２８０とともに除去する。以上により、電極パッド２７２の表面のみに接着性導電粒子２９８が接着された状態となる。そして、残された接着性導電粒子２９８を相手側基板２２０の電極パッド２２２に位置決めして、電子部品２７０を相手側基板２２０に加熱圧着する。これにより、接着性導電粒子２９８の接着剤２９６が溶解して電子部品２７０と相手側基板２２０とが機械的に接続され、また露出した導電粒子２９５により両者が電気的に接続される。
特開平７−６７９９号公報 特開平１０−８４１７８号公報 特開２００２−１７０８３７号公報

しかしながら、特許文献３に開示された実装方法において、レジスト膜２８０を除去するには、レジスト剥離液中に電子部品を浸漬することになる。この場合、導電粒子２９５を電極パッド２７２に接着している接着剤２９６が、レジスト剥離液により溶解して、導電粒子２９５が電極パッド２７２から離脱するおそれがある。これにより、電子部品２７０と相手側基板２２０とを電気的接続することができなくなるという問題がある。

また、特許文献３に記載された実装方法では、レジスト膜２８０の表面に接着された接着性導電粒子２９８をレジスト膜２８０とともに除去するので、余った接着性導電粒子２９８を再利用することができないという問題がある。なお、導電粒子２９５は高価であり、これを接着剤２９６で被覆した接着性導電粒子２９８はさらに高価であることから、余った接着性導電粒子２９８を廃棄することにより多くの製造コストを浪費することになる。

さらに、特許文献３に記載された実装方法では、接着性導電粒子２９８を平面上に分散し、その表面に電子部品２７０を加熱加圧して接着性導電粒子２９８を接着させるが、接着性導電粒子２９８を平面上に均等に分散させるのは困難である。接着性導電粒子２９８が不均等に分散された場合には、電子部品２７０の電極パッド２７２の表面に接着性導電粒子２９８を配置することが困難になり、電子部品２７０と相手側基板２２０とを電気的に接続することができなくなるという問題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、電子部品と相手側基板とを確実に電気的接続することが可能であり、また余った導電性粒子を再利用することが可能な、電子部品の製造方法の提供を目的とする。
また、電気的接続の信頼性に優れた電子部品および電子機器の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の電子部品の製造方法は、能動面に形成された電極パッドを介して相手側基板に実装される電子部品の製造方法であって、前記電極パッドの表面にバンプを形成する工程と、前記バンプを覆うように、前記相手側基板との機械的接続に使用可能な樹脂層を形成する工程と、前記バンプの上方に前記樹脂層の開口部を形成する工程と、前記バンプの表面に導電性粒子を散布する工程と、前記バンプの表面に前記導電性粒子を固着させる工程と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、樹脂層を相手側基板との機械的接続に使用するので、ウエットプロセスにより樹脂層を剥離する必要がない。したがって、導電性粒子がバンプ表面から離脱することがなくなり、電子部品と相手側基板とを確実に電気的接続することができる。

なお、前記樹脂層は、熱可塑性樹脂からなっていてもよい。また、前記樹脂層は、熱硬化性樹脂からなっていてもよい。
これらの構成によれば、熱処理により樹脂層の開口部を簡単に形成することができる。また、熱処理により電子部品と相手側基板とを簡単に機械的接続することができる。

また、前記開口部を形成する工程は、紫外線を照射することによって行うことが望ましい。
この構成によれば、樹脂層の一部を分解・除去することにより、樹脂層の開口部を簡単に形成することができる。

また、前記開口部を形成する工程は、前記バンプの上方に配置された前記樹脂層を前記バンプの表面に押圧することによって行ってもよい。
この構成によれば、樹脂層の一部を変形させることにより、樹脂層の開口部を簡単に形成することができる。

また、前記導電性粒子を固着させる工程の前に、前記樹脂層の表面に残存する前記導電性粒子を除去することが望ましい。
この構成によれば、余った導電性粒子を再利用することができる。

また、前記導電性粒子を散布する工程の前および／または後に、前記バンプの表面に熱可塑性樹脂を塗布し、前記導電性粒子を固着させる工程では、前記熱可塑性樹脂を可塑化させた後に、前記熱可塑性樹脂を硬化させることにより、前記バンプの表面に前記導電性粒子を固着させることが望ましい。
この構成によれば、導電性粒子がバンプの表面に確実に固着されるので、電子部品と相手側基板とを確実に電気的接続することができる。なお、前記熱可塑性樹脂は、ポリアミドであることが望ましい。

一方、本発明の電子部品は、上述した電子部品の製造方法を使用して製造したことを特徴とする。
この構成によれば、電気的接続の信頼性の高い電子部品を提供することができる。

また、本発明の他の電子部品は、能動面に形成された電極パッドを介して相手側基板に実装される電子部品であって、前記電極パッドの表面に形成されたバンプと、前記バンプの表面に固着された導電性粒子と、前記能動面上に形成され、前記相手側基板との機械的接続に使用可能な樹脂層と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、樹脂層を相手側基板との実装に使用するので、ウエットプロセスにより樹脂層を剥離する必要がない。したがって、導電性粒子がバンプ表面から離脱することがなくなり、電子部品と相手側基板とを確実に電気的接続することができる。

一方、本発明の電子部品の実装方法は、上述した電子部品を前記相手側基板に位置合わせしながら加圧するとともに、前記樹脂層を硬化させることにより、前記電子部品を前記相手側基板に実装することを特徴とする。
この構成によれば、導電性粒子をバンプ表面に配置するために使用した樹脂層を用いて、電子部品を相手側基板に実装することができるので、製造コストを低減することができる。

一方、本発明の電子機器は、上述した電子部品の実装方法を使用して製造したことを特徴とする。
この構成によれば、電気的接続の信頼性の高い電子機器を提供することができる。

［第１実施形態］
最初に、本発明の第１実施形態につき、図１ないし図４を用いて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

［電子部品の実装構造］
図１は、ＩＣ等の半導体素子（電子部品）４０の実装状態の説明図であって、図６のＢ−Ｂ線における正面断面図である。図１に示すように、半導体素子４０の能動面には、Ａｌ等の導電材料からなる複数の電極パッド４２が、所定ピッチで形成されている。なお、電極パッド４２の周縁部は絶縁膜４８で覆われている。また、各電極パッド４２の表面には、ＡｕメッキやＡｕ／Ｎｉメッキ等によるバンプ４４が形成されている。一例をあげれば、各バンプ４４は３０μｍ程度の幅に形成され、隣接するバンプ４４は１０μｍ程度の間隔で配置されて、各バンプのピッチは４０μｍ程度となっている。

さらに、各バンプ４４の表面には、複数の導電性粒子５０が配置されている。導電性粒子５０は、樹脂ボール等の表面に、ハンダコートや金属メッキ等を施したものである。この金属メッキには、電解Ａｕメッキや無電解Ｎｉメッキ等を採用することができる。また、下地に無電解Ｎｉメッキを施し、上地に無電解Ａｕメッキを施してもよい。この導電性粒子５０は、たとえば直径４．５μｍ程度に形成されている。そして、この導電性粒子５０は、ポリアミド等の熱可塑性樹脂膜５２を固着手段として、バンプ４４の表面に固着されている。このポリアミドは、１５０〜２００℃程度の低温で可塑化するので、加工性に優れるとともに、電子部品に対する熱影響を抑制することができる。

なお、導電性粒子５０の固着手段として、エポキシ等の熱硬化性樹脂を採用することも可能である。特にエポキシは、１５０〜２００℃程度の低温で硬化させることができる。また、導電性粒子５０の固着手段として、アクリル等の光硬化性樹脂を採用することも可能である。この場合、紫外線等の光を照射することによって簡単に硬化性樹脂を硬化させることができる。また、導電性粒子５０の固着手段として、インジウム（Ｉｎ）や錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）等の低融点金属、またはハンダを含むこれらの合金を採用することも可能である。この場合、低温で金属を溶融させることができるので、電子部品に対する熱影響を抑制することができる。特に、錫（Ｓｎ）は、濡れ性がよく、また２３０℃程度の低温で溶融することから、前記金属として好適である。

一方、相手側基板１０の表面には、半導体素子４０の電極パッド４２と対向するように、電極パッド１２が形成されている。この電極パッド１２は、図６に示すガラス基板８０（相手側基板１０）のデータ線８１等の端部に形成されている。そして、図１に示すように、半導体素子４０に固着された導電性粒子５０の先端が、相手側基板１０の電極パッド１２の表面に接触して、相手側基板１０の信号電極と半導体素子４０とが電気的に接続されている。また、半導体素子４０と相手側基板１０との間には、エポキシ樹脂からなる樹脂層２５が配置され、半導体素子４０と相手側基板１０とが機械的に接続されている。なお相手側基板１０の表面付近には、導電性粒子５０の固着手段である熱可塑性樹脂膜５２と樹脂層２５との混合材料５２ａが形成されて、相手側基板１０が機械的に接続されている。

［電子部品の製造方法］
次に、上述した半導体素子の製造方法について、図２ないし図４を用いて説明する。図２ないし図４は、半導体素子の製造方法の説明図であり、半導体素子の能動面を上にして記載したものである。本実施形態では、ウエハに形成された複数の半導体素子に対して同時に以下の処理を行い、最後にウエハから半導体素子を分離する。これにより、製造コストを低減することができる。

まず、図２（ａ）に示すように、バンプ４４を形成するためのマスク２０を形成する。このマスク２０は、レジスト等によって構成する。レジスト２０は、フォトレジストや電子線レジスト、Ｘ線レジスト等のいずれであってもよく、ポジ型またはネガ型のいずれであってもよいが、後述するメッキ液に対する耐性を有するものを使用する。このようなレジスト２０として、たとえばノボラック樹脂を使用することができる。なお、バンプ４４はウエハ４１の能動面の電極パッド４２上に形成するので、マスク２０は電極パッド４２の形成領域以外の領域に形成する。そこで、まずレジスト２０を半導体素子の能動面全体に塗布する。レジスト２０の塗布は、スピンコート法やディッピング法、スプレーコート法などによって行う。ここで、レジスト２０の厚さは、形成すべきバンプ４４の高さ以上に設定する。なお、レジスト２０を塗布した後にプリベークを行う。

次に、形成すべきバンプ４４の平面形状をレジスト２０にパターニングする。具体的には、レジスト２０における電極パッド４２の上方に、バンプ４４の平面形状に対応した開口部２２を形成する。なお、バンプ４４の平面形状は矩形に限られず、円形等であってもよい。レジスト２０のパターニングは、まず所定のパターンが形成されたフォトマスクを用いてレジスト２０を露光し、さらに露光したレジスト２０を現像することによって行う。なお、レジスト２０のパターニング後にポストベークを行う。

以上には、フォトリソグラフィを用いてレジスト２０を形成する方法について説明したが、これ以外にも、例えばドライフィルムを用いることにより、またスクリーン印刷等の印刷法を用いることにより、パターニングされた状態でレジスト２０を形成することができる。また、インクジェット装置等の液滴吐出装置を用いて、レジストの液滴をレジスト２０の形成位置のみに吐出することにより、パターニングされた状態でレジスト２０を形成してもよい。これらにより、フォトリソグラフィに使用するフォトマスクが不要となり、製造コストを削減することができる。

次に、レジスト２０をマスクとして、その開口部２２に導電材料を充填することにより、バンプ４４を形成する。バンプ４４は、ＡｕメッキやＮｉメッキ等によって形成する。また、バンプ４４の下地をＮｉメッキで形成し、上地をＡｕメッキで形成してもよい。なお、メッキ法として、例えば電気化学プレーティング（ＥＣＰ）法等を用いることができる。また、メッキ法における電極として、電極パッド４２を用いることができる。なお、メッキ法以外のＣＶＤ法やスパッタ法等を採用して導電材料を充填し、バンプ４４を形成してもよい。

次に、図２（ｂ）に示すように、レジスト２０を除去する。レジスト２０の除去は、レジスト剥離液にウエハ４１を浸漬することによって行う。レジスト剥離液として、モノエタノールアミンとジメチルスルホキシドとを７：３の割合で混合した液体等を使用することが可能である。

次に、図２（ｃ）に示すように、ウエハ４１の能動面上に、相手側基板１０（図１参照）との機械的接続に使用する樹脂層２５を形成する。本実施形態では、エポキシ等の熱硬化性樹脂からなるフィルムにより樹脂層２５を形成する。なお、異方導電性フィルム（ＡＣＦ）とは異なり、樹脂層２５には導電性粒子が含まれていないことに注意されたい。このような樹脂フィルムをバンプ４４の表面に押し当て、バンプ４４の表面に沿って変形させることにより、樹脂フィルムをウエハ４１の能動面に装着して樹脂層２５を形成する。ここで、形成される樹脂層２５の高さが、バンプ４４の高さに導電性粒子の直径を加算した値以上となるように、あらかじめ樹脂フィルムの厚さを設定しておく。一例をあげれば、樹脂層２５の表面とバンプ４４の表面との高低差が１０μｍ程度となるような樹脂フィルムを採用する。

なお、ウエハ４１の能動面上に熱硬化性樹脂溶液を塗布して、樹脂層２５を形成することも可能である。具体的には、エポキシ等の熱硬化性樹脂をピロリドン等の溶剤に溶解して熱硬化性樹脂溶液を製造し、これをウエハ４１の能動面上に塗布する。熱硬化性樹脂溶液の塗布は、ディスペンス法やスプレーコート法、スピンコート法、ディッピング法などによって行うことが可能である。次に、塗布した熱硬化性樹脂溶液を乾燥させて、溶剤を蒸発させる。すると、溶剤に溶解されていた熱硬化性樹脂が凝結し、ウエハ４１の能動面に樹脂層２５が形成される。

次に、図２（ｄ）に示すように、バンプ４４の上方に樹脂層２５の開口部２６を形成する。開口部２６の形成は、樹脂層２５にレーザ２８を照射して、樹脂層２５の一部を分解・除去することによって行う。レーザとして、ＡｒＦ（波長１９３ｎｍ）やＫｒＦ（波長２４９ｎｍ）、ＸｅＣｌ（波長３０８ｎｍ）、ＸｅＦ（波長３５０ｎｍ）等の紫外光を照射し得るエキシマレーザを採用することが可能である。またレーザとして、ＣＯ_２レーザを採用することも可能である。

次に、図３（ａ）に示すように、ウエハ４１の能動面上に導電性粒子５０を散布する。散布された導電性粒子５０は、バンプ４４の上方および樹脂層２５の上方に分散して配置される。ここで、樹脂層２５の高さはバンプ４４より高いので、バンプ４４の上方には樹脂層２５の開口部２６が形成されている。そのため、散布された導電性粒子５０の多くは開口部２６に捕捉される。これにより、バンプ４４の表面に確実に導電性粒子５０を配置することができる。

ここで、ウエハ４１を振動させることにより、樹脂層２５の上方に配置された導電性粒子５０を開口部２６に落下させて、より多くの導電性粒子をバンプ４４の上方に配置することが望ましい。具体的には、ウエハ４１を５０〜１０００Ｈｚの高周波数で振動させる。特に、２５０〜５００Ｈｚの高周波数で振動させた場合には導電性粒子５０が活発に動くので、より多くの導電性粒子をバンプ４４の上方に配置することができる。また、ウエハ４１の振動方向は、ウエハ４１の能動面と平行な方向（水平方向）であっても、能動面と垂直な方向（垂直方向）であってもよい。その振幅は、水平方向振動の場合には、隣接するバンプ４４のピッチ以下とするのが好ましく、たとえば４０μｍ程度とする。また、垂直方向振動の場合には、開口部２６の深さ以下とするのが好ましく、たとえば１０μｍ程度とする。これにより、開口部２６内に捕捉されていた導電性粒子５０が、開口部２６から飛び出すのを防止することができる。

さらに、樹脂層２５の上方に残存している導電性粒子５０を除去する。導電性粒子５０の除去は、１．ウエハ４１の能動面に気体を吹き付けて、導電性粒子５０を飛ばす方法、２．ウエハ４１を振動させて、ウエハ４１の周縁部から導電性粒子５０を落下させる方法、３．ウエハ４１を傾斜させつつ振動させることによりことにより、ウエハ４１の周縁部から導電性粒子５０を落下させる方法、４．可撓性を有する平板状のスキージを用いて導電性粒子５０を掻き取ることにより、導電性粒子５０を強制的に排除する方法などがあり、いずれの方法を採用してもよい。これにより、樹脂層２５の表面に残存する導電性粒子５０の多くを除去することができる。また、樹脂層２５の表面に残存する導電性粒子５０を除去しつつ、一部の導電性粒子を開口部に落下させることができる。したがって、より多くの導電性粒子５０をバンプ４４の表面に配置することができる。
なお、前工程では導電性粒子５０を開口部２６に落下させるためにウエハ４１を振動させたが、その振幅を徐々に大きくして２．または３．の方法を実施してもよい。これにより、製造工程を簡略化することができる。

ここで、樹脂層２５の厚さは、バンプ４４の高さに導電性粒子５０の直径を加算した厚さ以上に設定している。そのため、バンプ４４の上方の導電性粒子５０は、開口部２６内に安定して捕捉されている。したがって、上述したいずれの除去方法を採用した場合でも、樹脂層２５の上方に配置された導電性粒子５０のみを除去することが可能であり、バンプ４４の上方に配置された導電性粒子５０が同時に除去されるおそれは少ない。以上により、樹脂層２５の上方に残存する導電性粒子５０の多くを除去すれば、図３（ａ）に示す状態となる。

次に、図３（ｂ）に示すように、バンプ４４の表面に熱可塑性樹脂溶液を塗布して、熱可塑性樹脂膜５２を形成する。具体的には、ポリアミド等の熱可塑性樹脂をトルエン／エタノール等の溶剤に溶解した熱可塑性樹脂溶液を製造し、これをウエハ４１の能動面上に塗布する。熱可塑性樹脂溶液の塗布は、ディスペンス法やスプレーコート法、スピンコート法、ディッピング法などによって行うことが可能である。なお、塗布する厚さは導電性粒子５０の直径程度とするのが好ましい。次に、塗布した熱可塑性樹脂溶液を乾燥させ、溶剤を蒸発させる。すると、溶剤に溶解されていた熱可塑性樹脂が凝結し、熱可塑性樹脂膜５２が形成される。これにより、バンプ４４の表面に導電性粒子５０が固着される。

なお、上述した熱可塑性樹脂溶液の塗布方法では、バンプ４４の表面に加えて樹脂層２５の表面にも熱可塑性樹脂溶液が塗布されるので、樹脂層２５の表面にも熱可塑性樹脂膜５２が形成されることになる。この点、インクジェット装置等の液滴吐出装置によれば、バンプ４４の表面のみに一定量の熱可塑性樹脂溶液を吐出することができる。これにより、バンプ４４の表面に対する導電性粒子５０の固着状態を均一化することが可能になり、半導体素子と相手側基板とを確実に電気的接続することができる。また、熱可塑性樹脂溶液の消費量を低減することが可能になり、製造コストを低減することができる。

なお、導電性粒子５０の散布工程の前に熱可塑性樹脂溶液を塗布して、あらかじめバンプ４４の表面に熱可塑性樹脂膜５２を形成しておいてもよい。この場合、導電性粒子５０を散布した後に、熱可塑性樹脂膜５２を加熱処理して可塑化させることにより、バンプ４４の表面に導電性粒子５０を固着させることができる。

また、導電性粒子の散布工程の前に熱可塑性樹脂膜を形成するとともに、導電性粒子の散布工程の後に熱可塑性樹脂溶液を塗布して、バンプ４４の上方に熱可塑性樹脂膜５２を形成してもよい。この場合、後に塗布された熱可塑性樹脂溶液に含まれている溶剤が、先に形成された熱可塑性樹脂膜に浸透し、先に形成された熱可塑性樹脂膜が再溶解して、後に塗布された熱可塑性樹脂溶液と一体になる。すると、熱可塑性樹脂溶液が導電性粒子５０の表面に沿って濡れ上がり、導電性粒子５０が熱可塑性樹脂膜の内部に沈没してバンプ４４の表面に配置される。その後、まず５０℃程度で加熱して溶剤を蒸発させ、熱可塑性樹脂を凝結させる。これにより、熱可塑性樹脂膜５２が形成されて、導電性粒子５０がバンプ４４の表面に固着される。さらに、２００℃で１０分程度アニール（加熱）処理することにより、先に形成した熱可塑性樹脂膜の熱可塑性樹脂と、後に塗布した熱可塑性樹脂溶液の熱可塑性樹脂とを溶着させる。これにより、導電性粒子５０に対する固着力を向上させることができる。このように、２回に分けて熱可塑性樹脂を塗布することにより、導電性粒子５０をバンプ４４の表面に確実に固着させることができる。
なお、先に形成する熱可塑性樹脂膜の厚さは、導電性粒子５０の直径の半分程度とし、最終的に形成する熱可塑性樹脂膜５２の厚さは、導電性粒子５０の直径程度とすることが望ましい。また、上述した導電性粒子５０を固着させる工程は、バンプ４４の表面に向かって導電性粒子５０を加圧しつつ行うことが望ましい。これにより、導電性粒子５０がバンプ４４の表面に接触した状態で固着され、両者が確実に電気的接続される。

次に、ダイシング等により、ウエハ４１から半導体素子を分離する。以上により、樹脂層２５を備えた状態で、本実施形態の半導体素子が形成される。

［電子部品の実装方法］
次に、本実施形態に係る半導体素子の実装方法について、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態に係る半導体素子の実装方法の説明図である。
上記のように形成された半導体素子４０は、相手側基板１０との機械的接続に使用する樹脂層２５を備えている。そこで、半導体素子４０を上下反転して相手側基板１０の上方に配置する。その際、半導体素子４０に形成されたバンプ４４と、相手側基板１０に形成された電極パッド１２とが対向するように、半導体素子４０と相手側基板１０とを配置する。

次に、図４（ｂ）に示すように、相手側基板１０の表面に半導体素子４０を押し付けて加圧する。これにより、半導体素子４０のバンプ４４上に固着された導電性粒子５０が、相手側基板１０の電極パッド１２に接触して、両者が電気的に接続される。そして、この状態で樹脂層２５を加熱する。加熱温度は、たとえば２００℃とする。なお、相手側基板１０への半導体素子４０の加圧と同時に樹脂層２５への加熱を行ってもよい。これにより、エポキシ等の熱硬化性樹脂からなる樹脂層２５が硬化して、半導体素子４０と相手側基板１０とが機械的に接続される。

なお、導電性粒子５０をバンプに固着している熱可塑性樹脂膜５２は、１５０℃程度で軟化する。加えて、半導体素子４０を相手側基板１０に加圧しているので、バンプ４４の表面に導電性粒子５０が積層されていた場合でも、導電性粒子５０を平坦化してバンプ４４の表面のみに配置することができる。また、バンプ４４の表面と導電性粒子５０との間に熱可塑性樹脂膜５２が介在していた場合でも、その熱可塑性樹脂膜５２が軟化するので、バンプ４４の表面と導電性粒子５０とを接触させることができる。さらに、導電性粒子５０と相手側基板１０の電極パッド１２との間に熱可塑性樹脂膜５２が介在していた場合でも、その熱可塑性樹脂膜５２が軟化するので、導電性粒子５０と電極パッド１２とを接触させることができる。したがって、半導体素子４０と相手側基板１０とを確実に電気的接続することができる。以上により、半導体素子４０が相手側基板１０に実装される。

なお、樹脂層２５の表面に形成された熱可塑性樹脂膜５２は、加熱により可塑化されるので、相手側基板１０の表面付近には、熱硬化性樹脂層２５との混合材料５２ａが形成される。そして、この混合材料５２ａが硬化することにより、相手側基板１０が機械的に接続される。また、樹脂層２５の表面に導電性粒子５０ａが残存していた場合でも、その凹凸は樹脂層２５の変形により吸収される。なお、残存する導電性粒子５０ａの数は少ないので、隣接する電極パッド１２を短絡させることはない。

以上に詳述したように、本実施形態に係る電子部品の製造方法では、相手側基板との機械的接続に使用する樹脂層を能動面に形成し、その樹脂層の開口部をバンプの上方に形成して、バンプの表面に導電性粒子を散布する構成とした。この構成によれば、樹脂層の開口部により散布された導電性粒子を捕捉することができるので、バンプの表面に多くの導電性粒子を配置することができる。また、その樹脂層は相手側基板との実装に使用可能であり、別途実装用の樹脂層を形成する必要がないので、製造効率を向上させることができる。さらに、樹脂層を相手側基板との実装に使用するので、樹脂層を剥離する必要がない。これにより、導電性粒子をバンプ表面に固着している熱可塑性樹脂膜が、樹脂層に連なって剥離されることがなくなる。したがって、導電性粒子がバンプ表面から離脱するのを防止することが可能になり、半導体素子と相手側基板とを確実に電気的接続することができる。

ところで、図２（ａ）のように形成されたレジスト２０を利用して、図３（ａ）に示すように導電性粒子５０をバンプ４４の表面に配置することも考えられる。しかしながら、このレジストを剥離するには、レジスト剥離液中にウエハを浸漬するウエットプロセスが必要になる。この場合、導電性粒子をバンプに固着している熱可塑性樹脂膜が、レジスト剥離液により溶解して、導電性粒子がバンプの表面から離脱するおそれがある。この場合、半導体素子を相手側基板に実装することができなくなる。
この点、本実施形態では、樹脂層を利用して導電性粒子をバンプの表面に配置し、さらにその樹脂層を相手側基板との機械的接続実装に使用するので、樹脂層を剥離する必要がない。したがって、導電性粒子がバンプ表面から離脱するのを防止することが可能になり、半導体素子と相手側基板とを確実に電気的接続することができる。

これに加えて、本実施形態では、導電性粒子が樹脂層の表面に散布された場合でも、その導電性粒子を除去してから半導体素子を実装するので、除去された導電性粒子を再利用することができる。これにより、高価な導電性粒子を無駄に廃棄することなく、そのすべてを電気的接続に利用することができる。また、本実施形態では、樹脂層の厚さをバンプの高さより厚く形成するので、バンプの上方に樹脂層の開口部が形成される。この場合、散布された導電性粒子の多くが開口部に捕捉されるので、バンプの表面に確実に導電性粒子を配置することができる。したがって、半導体素子と相手側基板とを確実に電気的接続することができる。

近年では、電子部品の小型化にともなって、電極パッド相互の狭ピッチ化が進んでいる。その場合でも、上述した樹脂層には導電性粒子が含まれていないので、隣接する電極パッドが相互に短絡するおそれはない。また、バンプの表面にあらかじめ導電性粒子を固着してから実装するので、電極パッド自体が小さくなっても、確実に電気的接続を行うことができる。

なお、半導体素子と相手側基板との間に異方導電性フィルム（ＡＣＦ）を配置した場合には、半導体素子のバンプと相手側基板の電極パッドとの間に配置される導電性粒子の個数は１０〜２０個程度である。そして、これ以上の導電性粒子を配置するには、ＡＣＦに含まれる導電性粒子の密度を増加させる必要があるが、隣接する電極パッドが相互に短絡する可能性が大きくなる。これに対して、本実施形態に係る電子部品の製造方法を使用して半導体素子を製造すれば、バンプの表面に多数の導電性粒子を配置することができる。一例をあげれば、バンプの表面積の８０％以上に導電性粒子を配置することも可能である。これにより、半導体素子のバンプと相手側基板の電極パッドとの間の電気抵抗が小さくなり、液晶モジュールの電力消費量を低減することができる。この場合でも、隣接する電極パッドが相互に短絡するおそれがないのは、上述した通りである。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態につき、主に図５を用いて説明する。なお、第１実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。
第２実施形態に係る半導体素子では、図１に示す樹脂層２５が、液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂によって構成されている。液晶ポリマーとして、芳香族ポリエステルや芳香族ポリアミド等を採用することが可能である。なお、異方導電性フィルム（ＡＣＦ）とは異なり、樹脂層２５には導電性粒子が含まれていないことに注意されたい。

第２実施形態に係る半導体素子の製造方法では、まず図２（ａ）および図２（ｂ）に示すようにバンプ４４を形成する。その具体的な方法は第１実施形態と同様である。
次に、図２（ｃ）に示すように、熱可塑性樹脂フィルムをウエハ４１に加熱可圧し、ラミネートする。

図５は、第２実施形態に係る半導体素子の製造方法の説明図である。図５（ｂ）に示すように、樹脂層２５に開口部２６を形成する。具体的には、図５（ａ）に示すように、バンプ４４の上方に配置された樹脂層２５を加熱しつつ、樹脂層２５をバンプ４４の表面に押圧することにより、バンプ４４の上方に樹脂層２５の開口部２６を形成する。その作業は、図５（ａ）に示す樹脂層２５の加熱・押圧型３０を用いて行う。この型３０は、基板３２に複数の突起３４を設けたものである。各突起３４は、半導体素子における各バンプ４４の形成領域に対応して設けられている。そして、加熱した型３０を樹脂層２５に押圧することにより、樹脂層２５の被押圧部を可塑化することができる。また、型３０の突起３４をバンプ４４に当接させることにより、バンプ４４の上方に配置されていた樹脂層２５を、バンプ４４の周辺部に流動させることができる。これにより、図５（ｂ）に示すように、バンプ４４の上方に開口部２６を形成することができる。なお、図５（ａ）に示す突起３４の表面にフッ素樹脂等の低摩擦材料を配置すれば、樹脂層が流動し易くなるので、図５（ｂ）に示す開口部２６を容易に形成することができる。

なお、バンプ４４の表面に液晶ポリマーが残留していると、相手側基板に対する実装が困難になる。そこで、半導体素子の能動面をＯ_２プラズマ処理することが望ましい。これにより、バンプ４４の表面に残留する液晶ポリマーが分解・除去されるので、バンプ４４の表面における導通を確保することができる。
その後、図３（ａ）に示すように導電性粒子５０を散布し、図３（ｂ）に示すように導電性粒子５０をバンプ４４の表面に固着する。その具体的な方法は第１実施形態と同様である。以上により、第２実施形態に係る半導体素子が完成する。

次に、第２実施形態に係る半導体素子の実装方法につき、図４を用いて説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、半導体素子４０に形成されたバンプ４４と、相手側基板１０に形成された電極パッド１２とを対向配置する。次に、半導体素子４０を加熱して、熱可塑性樹脂からなる樹脂層２５を可塑化させる。
次に、図４（ｂ）に示すように、相手側基板１０の表面に半導体素子４０を押し付けて加圧する。これにより、半導体素子４０のバンプ４４上に固着された導電性粒子５０が、相手側基板１０の電極パッド１２に接触して、両者が電気的に接続される。この状態で、樹脂層２５を冷却する。これにより、熱可塑性樹脂からなる樹脂層２５が硬化して、半導体素子４０および相手側基板１０に接着され、両者が機械的に接続される。

以上に詳述した第２実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第２実施形態では、バンプの上方に配置された樹脂層をバンプの表面に押圧することにより、樹脂層の開口部を形成する構成とした。この構成によれば、樹脂層の一部を変形させることにより、樹脂層の開口部を簡単に形成することができる。

［電気光学装置］
次に、前記半導体素子が実装された電気光学装置の一例である液晶モジュールにつき、図６ないし図８を用いて説明する。
図６は、液晶モジュールの分解斜視図である。図６に示す液晶モジュール１は、カラー画像を表示する液晶パネル９０と、液晶パネル９０の上基板８０（相手側基板１０）に実装される液晶パネル９０の駆動用半導体素子４０とを主として構成されている。

図７は液晶パネルの分解斜視図であり、図８は図７のＡ−Ａ線における側面断面図である。図８に示すように、液晶パネル９０は、下基板７０および上基板８０により液晶層９２を挟持して構成されている。この液晶層９２にはネマチック液晶等が採用され、液晶パネル９０の動作モードとしてツイステッドネマチック（ＴＮ）モードが採用されている。なお上記以外の液晶材料を採用することも可能であり、また上記以外の動作モードを採用することも可能である。なお以下には、スイッチング素子としてＴＦＤ素子を用いたアクティブマトリクス型の液晶パネルを例にして説明するが、これ以外のアクティブマトリクス型の液晶パネルやパッシブマトリクス型の液晶パネルに本発明を適用することも可能である。

図７に示すように、液晶パネル９０では、ガラス等の透明材料からなる下基板７０および上基板８０が対向配置されている。
上基板８０の内側には、複数のデータ線８１が形成されている。そのデータ線８１の側方には、ＩＴＯ等の透明導電性材料からなる複数の画素電極８２が、マトリクス状に配置されている。なお、各画素電極８２の形成領域により画素領域が構成されている。この画素電極８２は、ＴＦＤ素子８３を介して各データ線８１に接続されている。このＴＦＤ素子８３は、基板表面に形成されたＴａを主成分とする第１導電膜と、その第１導電膜の表面に形成されたＴａ_２Ｏ_３を主成分とする絶縁膜と、その絶縁膜の表面に形成されたＣｒを主成分とする第２導電膜とによって構成されている（いわゆるＭＩＭ構造）。そして、第１導電膜がデータ線８１に接続され、第２導電膜が画素電極８２に接続されている。これによりＴＦＤ素子８３は、画素電極８２への通電を制御するスイッチング素子として機能する。

一方、下基板７０の内側には、カラーフィルタ膜７６が形成されている。カラーフィルタ膜７６は、平面視略矩形状のカラーフィルタ７６Ｒ，７６Ｇ，７６Ｂによって構成されている。各カラーフィルタ７６Ｒ，７６Ｇ，７６Ｂは、それぞれ異なる色光のみを透過する顔料等によって構成され、各画素領域に対応してマトリクス状に配置されている。また、隣接する画素領域からの光洩れを防止するため、各カラーフィルタの周縁部には遮光膜７７が形成されている。この遮光膜７７は、光吸収性を有する黒色の金属クロム等により、額縁状に形成されている。さらに、カラーフィルタ膜７６および遮光膜７７を覆うように、透明な絶縁膜７９が形成されている。

その絶縁膜７９の内側には、複数の走査線７２が形成されている。この走査線７２は、ＩＴＯ等の透明導電材料によって略帯状に形成され、上基板８０のデータ線８１と交差する方向に延在している。そして走査線７２は、その延在方向に配列された前記カラーフィルタ７６Ｒ，７６Ｇ，７６Ｂを覆うように形成され、対向電極として機能するようになっている。そして、走査線７２に走査信号が供給され、データ線８１にデータ信号が供給されると、対向する画素電極８２および対向電極７２により、液晶層に電界が印加されるようになっている。

また図８に示すように、画素電極８２および対向電極７２を覆うように、配向膜７４，８４が形成されている。この配向膜７４，８４は、電界無印加時における液晶分子の配向状態を制御するものであり、ポリイミド等の有機高分子材料によって構成され、その表面にラビング処理が施されている。これにより電界無印加時には、配向膜７４，８４の表面付近における液晶分子が、その長軸方向をラビング処理方向に一致させて、配向膜７４，８４と略平行に配向されるようになっている。なお、配向膜７４の表面付近における液晶分子の配向方向と、配向膜８４の表面付近における液晶分子の配向方向とが、所定角度だけずれるように、各配向膜７４，８４に対してラビング処理が施されている。これにより、液晶層９２を構成する液晶分子は、液晶層９２の厚さ方向に沿ってらせん状に積層されるようになっている。

また、両基板７０，８０は、熱硬化型や紫外線硬化型などの接着剤からなるシール材９３によって周縁部が接合されている。そして、両基板７０，８０とシール材９３とによって囲まれた空間に、液晶層９２が封止されている。なお、液晶層９２の厚さ（セルギャップ）は、両基板の間に配置されたスペーサ粒子９５によって規制されている。
一方、下基板７０および上基板８０の外側には、偏光板（不図示）が配置されている。各偏光板は、相互の偏光軸（透過軸）が所定角度だけずれた状態で配置されている。また入射側偏光板の外側には、バックライト（不図示）が配置されている。

そして、バックライトから照射された光は、入射側偏光板の偏光軸に沿った直線偏光に変換されて、下基板７０から液晶層９２に入射する。この直線偏光は、電界無印加状態の液晶層９２を透過する過程で、液晶分子のねじれ方向に沿って所定角度だけ旋回し、出射側偏光板を透過する。これにより、電界無印加時には白表示が行われる（ノーマリーホワイトモード）。一方、液晶層９２に電界を印加すると、電界方向に沿って配向膜７４，８４と垂直に液晶分子が再配向する。この場合、液晶層９２に入射した直線偏光は旋回しないので、出射側偏光板を透過しない。これにより、電界無印加時には黒表示が行われる。なお、印加する電界の強さによって階調表示を行うことも可能である。
液晶パネル９０は、以上のように構成されている。

図６に戻り、液晶パネル９０を構成する上基板８０の一辺に、下基板７０からの張り出し部８０ａが形成されている。その張り出し部８０ａには、上基板８０からデータ線８１が、下基板７０から走査線７２がそれぞれ引き回され、これらの端部には上述した電極パッド（不図示）が形成されている。そして、その電極パッドに対し、半導体素子４０の表面に形成された樹脂層を介して、本実施形態の半導体素子４０が実装されている。この半導体素子４０により、液晶パネル９０のデータ線８１および走査線７２に対する通電が制御され、液晶パネル９０の各画素が駆動されて、画像表示が行われるようになっている。

以上には、半導体素子４０をガラス基板１０に実装するＣＯＧ（Chip On Grass）に対して本発明を適用する場合について述べたが、ポリイミド等からなるフレキシブルプリント基板に半導体素子４０を実装するＣＯＦ（Chip On Film）に対して本発明を適用することも可能である。この場合、ＦＰＣは、異方導電性フィルム（ＡＣＦ）等を介して、液晶パネル９０の上基板８０における張り出し部８０ａに実装される。

［電子機器］
図９は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。この図に示す携帯電話１３００は、上述した電気光学装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。
上述した電気光学装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの場合にも電気的接続の信頼性に優れた電子機器を提供することができる。

なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、各実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

第１実施形態に係る半導体素子の実装状態の側面断面図である。 第１実施形態に係る半導体素子の製造方法の説明図である。 第１実施形態に係る半導体素子の製造方法の説明図である。 第１実施形態に係る半導体素子の実装方法の説明図である。 第２実施形態に係る半導体素子の製造方法の説明図である。 液晶モジュールの分解斜視図である。 液晶パネルの分解斜視図である。 液晶パネルの側面断面図である。 携帯電話の斜視図である。 従来技術に係る半導体素子の実装状態の側面断面図である。

符号の説明

１０相手側基板 ２５樹脂層 ４０電子部品 ４４バンプ ５０導電性粒子

Claims (11)

1. 能動面に形成された電極パッドを介して相手側基板に実装される電子部品の製造方法であって、
   前記電極パッドの表面にバンプを形成する工程と、
   前記バンプを覆うように、前記相手側基板との機械的接続に使用可能な樹脂層を形成する工程と、
   前記バンプの上方に前記樹脂層の開口部を形成する工程と、
   前記バンプの表面に導電性粒子を散布する工程と、
   前記バンプの表面に前記導電性粒子を固着させる工程と、
   を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
2. 前記樹脂層は、熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の製造方法。
3. 前記樹脂層は、熱硬化性樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の製造方法。
4. 前記開口部を形成する工程は、紫外線を照射することによって行うことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
5. 前記開口部を形成する工程は、前記バンプの上方に配置された前記樹脂層を前記バンプの表面に押圧することによって行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子部品の製造方法。
6. 前記導電性粒子を固着させる工程の前に、前記樹脂層の表面に残存する前記導電性粒子を除去することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
7. 前記導電性粒子を散布する工程の前および／または後に、前記バンプの表面に熱可塑性樹脂を塗布し、
   前記導電性粒子を固着させる工程では、前記熱可塑性樹脂を可塑化させた後に、前記熱可塑性樹脂を硬化させることにより、前記バンプの表面に前記導電性粒子を固着させることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の電子部品の製造方法を使用して製造したことを特徴とする電子部品。
9. 能動面に形成された電極パッドを介して相手側基板に実装される電子部品であって、
   前記電極パッドの表面に形成されたバンプと、
   前記バンプの表面に固着された導電性粒子と、
   前記能動面上に形成され、前記相手側基板との機械的接続に使用可能な樹脂層と、
   を有することを特徴とする電子部品。
10. 請求項８または請求項９に記載の電子部品を前記相手側基板に位置合わせしながら加圧するとともに、前記樹脂層を硬化させることにより、前記電子部品を前記相手側基板に実装することを特徴とする電子部品の実装方法。
11. 請求項８または請求項９に記載の電子部品を備えたことを特徴とする電子機器。

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