JP2006114529A

JP2006114529A - バンプ付きチップ並びにその接続構造体及び接続方法

Info

Publication number: JP2006114529A
Application number: JP2004297227A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Sato; 和也佐藤
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2004-10-12
Filing date: 2004-10-12
Publication date: 2006-04-27

Abstract

【課題】耐電食性に優れ、コスト安な接続を可能とするバンプ付きチップ並びにその接続構造体及び接続方法を提供する。
【解決手段】チップ１の対向する２辺１２，１４にそれぞれ存在する、下記式を満たす第一及び第二の辺１６，１８の間に形成される領域に、バンプ２が形成されているバンプ付きチップ１。
Ｌ_１≦０．５×Ｌ_ａ
Ｌ_２≦０．５×Ｌ_ｂ
（式中、Ｌ_ａ，Ｌ_ｂはそれぞれ対向する２辺の長さ、Ｌ_１は第一の辺の長さ、Ｌ_２は第二の辺の長さである）
【選択図】図１

Description

本発明は、回路基板上に接続する、ＩＣ、ＬＳＩ等のバンプ付きチップ、並びにその接続構造体及び接続方法に関する。

近年の電子機器の小型化、薄型化に伴って半導体素子のさらなる高密度実装技術の確立が要求されている。半導体装置の実装方法として従来から用いられているリードフレームを用いた方法では、この様な高密度実装の要求には応えることができなかった。

そこで、半導体素子の大きさとほぼ同じサイズの半導体装置を実装する方法としてフリップチップ実装が提案されている。フリップチップ実装は、近年の電子機器の小型化、高密度化に対して半導体素子を最小の面積で実装できる方法として注目されてきた。このフリップチップ実装に使用される半導体素子のアルミ電極上にはバンプが形成されており、バンプと回路基板上の配線とを異方導電性接着剤を用いて電気的に接合する。これらのバンプの組成としては、主に半田が使用されておりこの半田バンプは、蒸着やメッキで、チップの内部配線につながる露出したアルミ端子上に形成する。他にはワイヤーボンディング装置で形成される金スタッドバンプ等がある。

ところで、図３に示すように、従来のバンプ付きチップ２０では、バンプ２２は通常チップ２０の周辺部に形成されている（例えば、特許文献１）。従って、このバンプ付きチップ２０を異方導電性接着剤２６を用いて、基板上の透明電極３０に圧着するときは、チップの幅（Ｌ’）より大きな幅（Ｗ’）を有する異方導電性接着剤２６を用いていた。このため、異方導電性接着剤２６がチップ２０から大きくはみ出し、はみ出している部分は硬化しないまま基板上に残った。この部分での腐蝕抑制は大きな課題であった。さらに、異方導電性接着剤２６の端部（キワ）は、基板−異方導電性接着剤−外部の境界領域となり、この部分からの腐蝕も大きな課題であった。また、はみ出し部分は無駄であり、余計なコストにつながる。
特開２００３−８６６３３号公報

本発明の目的は、耐電食性に優れ、コスト安な接続を可能とするバンプ付きチップ並びにその接続構造体及び接続方法を提供することである。

本発明者らは、上記課題に鑑み、鋭意研究した結果、バンプをチップの狭い領域に集中させることにより、本発明の目的を達成できることを見い出し、本発明を完成させた。
本発明の第一の態様によれば、チップの対向する２辺にそれぞれ存在する、下記式を満たす第一及び第二の辺の間に形成される領域に、バンプが形成されているバンプ付きチップが提供される。
Ｌ_１≦０．５×Ｌ_ａ
Ｌ_２≦０．５×Ｌ_ｂ
（式中、Ｌ_ａ，Ｌ_ｂはそれぞれ対向する２辺の長さ、Ｌ_１は第一の辺の長さ、Ｌ_２は第二の辺の長さである）
バンプをチップの狭い領域に集中させて形成することにより、このバンプと基板の回路を異方導電性接着剤で接続するとき、必要とする異方導電性接着剤の幅を狭くすることができる。その結果、異方導電性接着剤のはみ出し部分が減りこの部分での腐食が減る。
好ましくはＬ_１≦０．４×Ｌ_ａであり、より好ましくはＬ_１≦０．３×Ｌ_ａである。
好ましくはＬ_２≦０．４×Ｌ_ｂであり、より好ましくはＬ_２≦０．３×Ｌ_ｂである。

前記領域は、好ましくはチップのほぼ中央する。中央に形成すると、基板との接続位置も中央になり、安定が良く扱い易い。
さらに、ダミーバンプを前記領域の外に形成することができる。ダミーバンプを形成すると、チップが基板に平行に圧着し易くなる。

本発明の第二の態様によれば、上記のバンプ付きチップのバンプと、基板の回路が、前記チップの第一及び第二の辺とほぼ直交する、下記式を満たす幅（Ｗ）を有する異方導電性接着剤により、電気接続されている、接続構造体を提供できる。
Ｌ_１≦Ｗ≦Ｌ_ａ
Ｌ_２≦Ｗ≦Ｌ_ｂ
（式中、Ｗは異方導電性接着剤の幅、Ｌ_ａ，Ｌ_ｂはチップのそれぞれ対向する２辺の長さ、Ｌ_１はチップの第一の辺の長さ、Ｌ_２はチップの第二の辺の長さである）

本発明の第三の態様によれば、基板の回路上に、下記式を満たす幅（Ｗ）を有する異方導電性接着剤を仮圧着し、前記異方導電性接着剤上に、上記のバンプ付きチップを、前記チップの第一及び第二の辺を前記異方導電性接着剤にほぼ直交させて固定し、チップのバンプと基板の回路を電気接続する、バンプ付きチップと基板の接続方法を提供できる。
Ｌ_１≦Ｗ≦Ｌ_ａ
Ｌ_２≦Ｗ≦Ｌ_ｂ
（式中、Ｗは異方導電性接着剤の幅、Ｌ_ａ，Ｌ_ｂはチップのそれぞれ対向する２辺の長さ、Ｌ_１はチップの第一の辺の長さ、Ｌ_２はチップの第二の辺の長さである）

第二及び第三の態様において、異方導電性接着剤の幅（Ｗ）が、チップのそれぞれ対向する２辺の長さ以下であるため、異方導電性接着剤のはみ出し部分が減りこの部分での腐食が減る。
異方導電性接着剤の幅（Ｗ）はバンプの高さや異方導電性接着剤の厚みにも影響を受けるが、チップを実装したあとに接着剤の流動によってＬ_ａ，Ｌ_ｂより広がらないようにＷを適宜調整しておくとさらに腐食が減ることから望ましい。
好ましくは、前記異方導電性接着剤の幅（Ｗ）が、対向する２辺の長さ（Ｌ_ａ，Ｌ_ｂ）より短く、より好ましくはチップの第一の辺の長さ又は第二の辺の長さと等しく、さらに好ましくはチップの第一の辺の長さ及び第二の辺の長さと等しい。

本発明によれば、耐電食性に優れ、コスト安な接続を可能とするバンプ付きチップ並びにその接続構造体及び接続方法を提供できる。

実施形態１
図１は、本発明の一実施形態にかかるバンプ付きチップを示す図である。
図１に示すように、バンプ付きチップ１には、対向する２辺１２，１４があり、辺１２の長さはＬ_ａであり、辺１４の長さはＬ_ｂである。辺１２には、Ｌ_ａより短い長さＬ_１を有する第一の辺１６があり、辺１４には、Ｌ_ｂより短い長さＬ_２を有する第二の辺１８がある。これら第一及び第二の辺１６，１８の間に、領域Ｒが形成される。
この領域Ｒに、全てのバンプ２が略平行に並んで存在している。
さらに、ベースの四隅には、ダミーバンプ４が形成されている。

バンプ（突起状の導体）を有するチップは、通常の回路基板でもよく、また、半導体チップでもよい。回路基板の場合、接続端子は、配線導体と同時に形成されたものでよく、銅箔等の金属箔の不要な個所をエッチング除去して形成することもでき、絶縁基板の上に回路の形状にのみ無電解めっきで形成することもできる。その接続端子上に、バンプを形成するには、比較的厚い導体の突起部分以外の個所を厚さ方向にハーフエッチングして突起の部分を形成し、さらに薄くなった導体の回路部分を残してほかの部分をエッチング除去することによって形成できる。また、別の方法では、回路を形成した後に、接続端子の個所だけめっきによって厚くする方法でも形成できる。
基板が、半導体チップの場合、接続端子は、通常アルミニウムで構成されるが、さらに、その表面に、ニッケル、金、プラチナ等の貴金属めっきを行うこともでき、さらに、ニッケルや金バンプ、はんだボール等による突起を形成することもできる。

尚、バンプの数、位置はこの実施形態に限定されない。さらに、ダミーバンプの数、位置もこの実施形態に限定されず、また、その形成を省略することもできる。
本実施形態では、領域Ｒはチップのほぼ中央に形成されているが、図面において上方向又は下方向に寄っていてもよい。
また、本実施形態では、チップの形は長方形であるが、正方形、台形等でもよい。さらに、Ｌ_ａとＬ_ｂ、Ｌ_１とＬ_２は同じでも異なっていてもよい。

実施形態２
図２は、本発明の他の実施形態にかかる接続構造体を示す図である。
この実施形態では、実施形態１のチップ１を透明電極３０を有するガラス基板に、異方導電性接着剤６を介して実装されている。
図２に示すように、チップ１においてバンプ２が中央に集中して、即ち領域Ｒに形成されているので、異方導電性接着剤６の幅Ｗは、チップ１の対向する辺の長さＬ_ａ，Ｌ_ｂより短くてよい。ただし、透明電極３０とバンプ２を接続するために、チップ１の第一及び第二の辺の長さＬ_１，Ｌ_２以上でなくてはならない。
ここで、透明電極３０の端子は、領域Ｒに集中して形成されたバンプの位置に対応させて形成されている。透明電極３０の端子は形成されている。透明電極３０はスパッタリング法、エレクトロンビーム法等の公知の方法により形成できる。
本実施形態では、図３に示す従来技術と比べると、異方導電性接着剤６のはみ出し部分を大幅に減らすことができ、また、基板−異方導電性接着剤−外部の境界領域を小さくでき、その結果、これらの部分の腐蝕を減らすことができる。また、異方導電性接着剤の無駄が減り経済的であり、環境にも優しい。
尚、透明電極３０が形成されているガラス基板は通常のものを使用でき、例えば、コーニングガラス、ソーダガラス上にＩＴＯ配線、ＩＺＯ配線、Ａｌ，Ｃｒ，Ａｇ配線、これらの積層配線等を有する回路基板等を使用できる。

本発明のバンプ付きチップ及びそれを用いた接続構造体、接続方法は、液晶装置等の電気光学装置等、電気・電子用分野において幅広く使用できる。

本発明の一実施形態にかかるバンプ付きチップを示す図である。本発明の他の実施形態にかかる接続構造体を示す図である。従来の接続構造体を示す図である。

符号の説明

１バンプ付きチップ
２バンプ
４ダミーバンプ
６異方導電性接着剤
１２，１４対向する二辺
１６，１８第一及び第二の辺
３０透明電極
Ｌ_ａ，Ｌ_ｂ対向する二辺の長さ
Ｌ_１，Ｌ_２第一及び第二の辺の長さ
Ｒ領域
Ｗ異方導電性接着剤の幅

Claims

チップの対向する２辺にそれぞれ存在する、下記式を満たす第一及び第二の辺の間に形成される領域に、バンプが形成されているバンプ付きチップ。
Ｌ_１≦０．５×Ｌ_ａ
Ｌ_２≦０．５×Ｌ_ｂ
（式中、Ｌ_ａ，Ｌ_ｂはそれぞれ対向する２辺の長さ、Ｌ_１は第一の辺の長さ、Ｌ_２は第二の辺の長さである）
前記領域が、チップのほぼ中央にある請求項１記載のバンプ付きチップ。
さらに、ダミーバンプが前記領域の外に形成されている請求項１又は２記載のバンプ付きチップ。
請求項１〜３のいずれか一項記載のバンプ付きチップのバンプと、基板の回路が、前記チップの第一及び第二の辺とほぼ直交する、下記式を満たす幅（Ｗ）を有する異方導電性接着剤により、
電気接続されている、接続構造体。
Ｌ_１≦Ｗ≦Ｌ_ａ
Ｌ_２≦Ｗ≦Ｌ_ｂ
（式中、Ｗは異方導電性接着剤の幅、Ｌ_ａ，Ｌ_ｂはチップのそれぞれ対向する２辺の長さ、Ｌ_１はチップの第一の辺の長さ、Ｌ_２はチップの第二の辺の長さである）
前記異方導電性接着剤の幅（Ｗ）が、対向する２辺の長さ（Ｌ_ａ，Ｌ_ｂ）より短い請求項４記載の接続構造体。
基板の回路上に、下記式を満たす幅（Ｗ）を有する異方導電性接着剤を仮圧着し、前記異方導電性接着剤上に、請求項１〜３のいずれか一項記載のバンプ付きチップを、前記チップの第一及び第二の辺を前記異方導電性接着剤にほぼ直交させて固定し、チップのバンプと基板の回路を電気接続する、バンプ付きチップと基板の接続方法。
Ｌ_１≦Ｗ≦Ｌ_ａ
Ｌ_２≦Ｗ≦Ｌ_ｂ
（式中、Ｗは異方導電性接着剤の幅、Ｌ_ａ，Ｌ_ｂはチップのそれぞれ対向する２辺の長さ、Ｌ_１はチップの第一の辺の長さ、Ｌ_２はチップの第二の辺の長さである）