JP2017175092A - Electronic component, anisotropic connecting structure, and method of designing electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本技術は、異方性導電接着剤を介して回路基板上に接続される電子部品、回路基板上に電子部品が接続された異方性接続構造体、及び電子部品の設計方法に関する。 The present technology relates to an electronic component connected on a circuit board via an anisotropic conductive adhesive, an anisotropic connection structure in which the electronic component is connected on the circuit board, and an electronic component design method.
従来、ICチップ等の電子部品が各種電子機器の回路基板に接続された接続体や、基板にICチップが実装された半導体パッケージ等の電子部品が各種電子機器の回路基板に接続された接続体が提供されている。近年、各種電子機器においては、ファインピッチ化、軽量薄型化等の観点から、電子部品として、実装面に突起状の電極であるバンプが配列されたICチップやLSIチップあるいは半導体パッケージを用いて、これらICチップ等の電子部品を直接回路基板上に実装するいわゆるCOB(chip on board)や、COG(chip on glass)が、COF(chip on film)などが採用されている。 Conventionally, a connection body in which an electronic component such as an IC chip is connected to a circuit board of various electronic devices, or a connection body in which an electronic component such as a semiconductor package having an IC chip mounted on the substrate is connected to a circuit board of various electronic devices Is provided. In recent years, in various electronic devices, from the viewpoint of fine pitch, light weight, and thinning, as an electronic component, using an IC chip, an LSI chip, or a semiconductor package in which bumps that are protruding electrodes are arranged on the mounting surface, A so-called COB (chip on board), COG (chip on glass), or COF (chip on film) that directly mounts these electronic components such as an IC chip on a circuit board is employed.
COB接続等やCOG接続、COF接続においては、回路基板の端子部上に、異方性導電フィルムを介してICチップ等の電子部品が熱圧着されている。異方性導電フィルムは、熱硬化型のバインダー樹脂に導電性粒子を混ぜ込んでフィルム状としたもので、2つの導体間で加熱圧着されることにより導電性粒子で導体間の電気的導通がとられ、バインダー樹脂にて導体間の機械的接続が保持される。異方性導電フィルムを構成する接着剤としては、信頼性の高い熱硬化性の接着剤の他、光硬化性樹脂や、熱硬化と光硬化を併用する接着剤が用いられている。 In COB connection or the like, COG connection, or COF connection, an electronic component such as an IC chip is thermocompression bonded onto a terminal portion of a circuit board via an anisotropic conductive film. An anisotropic conductive film is a film formed by mixing conductive particles in a thermosetting binder resin, and heat conduction is carried out between two conductors so that electrical conduction between the conductors can be achieved with the conductive particles. And the mechanical connection between the conductors is maintained by the binder resin. As an adhesive constituting the anisotropic conductive film, a photocurable resin or an adhesive using both thermosetting and photocuring is used in addition to a highly reliable thermosetting adhesive.
例えば図16(A)(B)に示すように、バンプ付きICチップ50は、回路基板の実装面に、一方の側縁50aに沿って入力バンプ51が一列で配列され、一方の側縁50aと対向する他方の側縁50bに沿って出力バンプ53が二列の千鳥状に配列されている。入出力バンプ51,53は、一般に、耐食性に優れ接続信頼性の高いAuを用いて、電解又は無電解メッキにより、導通方向を長手方向とする縦断面矩形状に形成されている。また、入出力バンプ51,53は、鉛フリーハンダを用いたハンダボールにより形成することもできる。
For example, as shown in FIGS. 16A and 16B, the bumped
そして、COG実装では、異方性導電フィルム55を介して回路基板56の電極端子57上にICチップ50が搭載された後、緩衝材60を介して熱圧着ツール58によりICチップ50の上から加熱押圧する。この熱圧着ツール58による熱加圧によって、異方性導電フィルム55のバインダー樹脂が溶融して各入出力バンプ51,53と回路基板56の電極端子57との間から流動するとともに、各入出力バンプ51,53と回路基板56の電極端子57との間に導電性粒子が挟持され、この状態でバインダー樹脂が熱硬化する。これにより、ICチップ50は、回路基板56上に電気的、機械的に接続される。
In COG mounting, after the
近年、電子部品が実装される電子部品や電子部品が実装される回路基板が小型化、薄型化、高集積化するとともに、電子部品の実装領域の狭小化が進み、ICチップ等の入出力バンプや隣接するバンプ間スペースも狭小化が求められている。このような場合にも、入出力バンプによって捕捉する導電性粒子の捕捉率を維持するとともに、バンプ間スペースに導電性粒子が凝集することによるバンプ間ショートのリスクを低減することが求められる。また、外部応力が加わった際の電子部品の導通接続信頼性を確保するために、接着強度の向上も望まれている。 In recent years, electronic components on which electronic components are mounted and circuit boards on which electronic components are mounted have become smaller, thinner, and more integrated, and the mounting area for electronic components has been reduced, and input / output bumps such as IC chips have been developed. Also, the space between adjacent bumps is required to be narrowed. Even in such a case, it is required to maintain the capture rate of the conductive particles captured by the input / output bumps and to reduce the risk of shorting between the bumps due to the aggregation of the conductive particles in the space between the bumps. Further, in order to ensure the reliability of electrical connection of electronic components when an external stress is applied, improvement in adhesive strength is also desired.
また、入出力バンプの材料削減やメッキ析出時間の短縮、電子部品の薄型化、低コスト化等の観点から入出力バンプの低背化が求められている。しかし、入出力バンプの低背化を図ろうとすると、バンプ間スペースのさらなる狭小化を招き、バンプ間ショートのリスクが懸念される。 In addition, from the viewpoint of reducing the material for the input / output bumps, shortening the plating deposition time, reducing the thickness of the electronic component, and reducing the cost, there is a demand for a reduction in the height of the input / output bumps. However, if an attempt is made to reduce the height of the input / output bumps, the space between the bumps is further reduced, and there is a concern about the risk of a short between the bumps.
本技術はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、電極の低背化を図りつつ、粒子捕捉率の向上、ショートの防止及び接着強度の向上が図られた電子部品、異方性接続構造体、電子部品の設計方法を提供することを目的とする。 The present technology has been made in view of such problems, and an electronic component and an anisotropic connection structure that are improved in particle capture rate, prevention of short circuit, and improvement in adhesive strength while reducing the height of the electrode. It aims at providing the design method of a body and an electronic component.
上述した課題を解決するために、本技術に係る電子部品は、基板と、上記基板の一方の面に形成されたバンプとを備え、上記バンプは、接続対象部品の電極と接続される接続面の面積が、上記基板側の基部の面積よりも大きいものである。 In order to solve the above-described problem, an electronic component according to an embodiment of the present technology includes a substrate and a bump formed on one surface of the substrate, and the bump is connected to an electrode of a component to be connected. Is larger than the area of the base portion on the substrate side.
また、本技術に係る異方性接続構造体は、上記電子部品の上記バンプと、上記バンプに対向した電極を備えた第2の電子部品が、導電性粒子を備えた異方性導電接着剤によって、異方性接続されているものである。 Further, the anisotropic connection structure according to the present technology includes an anisotropic conductive adhesive in which the second electronic component including the bump of the electronic component and an electrode facing the bump is provided with conductive particles. Are anisotropically connected.
また、本技術に係る電子部品の設計方法は、基板と、上記基板の一方の面に形成されたバンプとを備える電子部品の設計方法において、上記バンプは、接続対象部品の電極と接続される接続面の面積が、上記基板側の基部の面積よりも大きくされているものである。 The electronic component design method according to the present technology is a method for designing an electronic component including a substrate and a bump formed on one surface of the substrate. The bump is connected to an electrode of a connection target component. The area of the connection surface is larger than the area of the base portion on the substrate side.
本技術によれば、バンプの1つあたりの接続面積の狭小化を抑えて、導電性粒子の捕捉率を向上させることができる。また、本技術によれば、基部にかけて隣接するバンプ間のスペースが広がることから、導電性粒子の高密度充填化及びバンプを低背化させた場合にも、バンプ間ショートの発生を抑えることができる。また、本技術によれば、バインダー樹脂がバンプの接続面から基部にかけて鉤状に硬化するため、バンプとバインダー樹脂との接触面積が増加するとともに、基部にかけて充填されたバインダー樹脂によってアンカー効果が発現することにより、接着強度を向上することができる。 According to the present technology, it is possible to suppress the narrowing of the connection area per bump and improve the capture rate of the conductive particles. In addition, according to the present technology, since the space between the adjacent bumps extends toward the base portion, it is possible to suppress the occurrence of a short circuit between the bumps even when the conductive particles are densely packed and the height of the bump is reduced. it can. In addition, according to the present technology, since the binder resin is cured in a bowl shape from the connection surface of the bump to the base, the contact area between the bump and the binder resin is increased, and the anchor effect is exhibited by the binder resin filled to the base. By doing so, adhesive strength can be improved.
以下、本技術が適用された電子部品、異方性接続構造体、電子部品の設計方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本技術は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 Hereinafter, an electronic component, an anisotropic connection structure, and an electronic component design method to which the present technology is applied will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this technique is not limited only to the following embodiment, Of course, a various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this technique. Further, the drawings are schematic, and the ratio of each dimension may be different from the actual one. Specific dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
以下では、電子部品としてICチップ1を例に説明する。図1(A)(B)に示すように、接続体20は、回路基板14上に異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)30等の接着剤を介してICチップ1を搭載し、緩衝材15を介してICチップ1を熱圧着ツール10によって加熱押圧することにより、ICチップ1の実装面に設けられた出力バンプ3及び入力バンプ5と回路基板14に設けられた出力端子16及び入力端子17とを導電接続したものである。
Hereinafter, the
[ICチップ]
ICチップ1は、基板2を有し、基板2の一面2aが入出力バンプが配列され異方性導電フィルム30を介して回路基板14へ実装される実装面とされ、一面2aと反対側の他面2bが熱圧着ツール10によって加熱押圧される押圧面とされる。
[IC chip]
The
ICチップ1は、例えばシリコン基板からなる基板2に半導体回路が形成されるとともに、基板2の一面に入出力バンプ3,5が形成された素子である。ICチップ1は、シリコンウェハ上に複数形成され、ダイシングによって個片化されることにより形成される。
The
図2に示すように、基板2は、略矩形状をなし、長さ方向となる相対向する一対の側縁2c,2dに沿って、出力バンプ3が配列された出力バンプ領域4及び入力バンプ5が配列された入力バンプ領域6が形成されている。ICチップ1は、出力バンプ領域4が基板2の一方の側縁2c側に形成され、入力バンプ領域6が基板2の他方の側縁2d側に形成されている。これにより、ICチップ1は、実装面2の幅方向に亘って出力バンプ領域4と入力バンプ領域6とが離間して形成され、実装面2の中央部にバンプが形成されていないバンプ間領域7が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
出力バンプ領域4には、複数の出力バンプ3が基板2の長手方向に沿って配列されることにより、例えば一方の側縁2c側から順に2列の出力バンプ列3A、3Bが形成されている。また、各出力バンプ列3A、3Bの出力バンプ3は、千鳥状に配列されている。
In the output bump region 4, a plurality of
また、入力バンプ領域6には、例えば複数の入力バンプ5が、基板2の長手方向に沿って1列で配列された入力バンプ列5Aが形成されている。なお、入力バンプ5は、出力バンプ3よりも大きく形成される。これにより、ICチップ1は、出力バンプ領域4と入力バンプ領域6とが面積差を有するとともに、基板2において非対称に配置されている。なお、入出力バンプ3,5は、互いに同一サイズで形成してもよい。
In the
入出力バンプ3,5は、例えば銅バンプや金バンプ、あるいは銅バンプに金メッキを施したもの等が好適に用いられる。また、入出力バンプ3,5は、回路基板14に設けられている入出力端子16,17に応じた配置で設けられ、ICチップ1が回路基板14に位置合わせされて接続されることにより、異方性導電フィルム30を介して入出力端子16,17と接続される。
As the input /
なお、入出力バンプ3,5の配列は、図2に示す以外にも、一方の側縁2cに一又は複数列で配列され、他方の側縁2dに一又は複数列で配列されるいずれの構成であってもよい。また、入出力バンプ3,5は、一列配列の一部が複数列となってもよく、複数列の一部が一列となってもよい。さらに、入出力バンプ3,5は、複数列の各列が平行且つ隣接する電極端子同士が並列するストレート配列で形成されてもよく、あるいは複数列の各列が平行且つ隣接する電極端子同士が均等にズレる千鳥配列で形成されてもよい。
In addition to the arrangement shown in FIG. 2, the input /
なお、近年の液晶表示装置その他の電子機器の小型化、高機能化、低コスト化に伴い、ICチップ1等の電子部品も小型化、低背化、低コスト化が求められ、入出力バンプ3,5も、その高さが低くなっている(特に限定されないが、例えば3〜15μm)。
With recent downsizing, high functionality, and cost reduction of liquid crystal display devices and other electronic devices, electronic components such as
ここで、本技術が適用された入出力バンプ3,5は、回路基板14の入出力端子16,17と異方性導電フィルム30を介して接続される接続面3a,5aの面積が、基板2側の基部3b,5bの面積よりも大きい。基部3b,5bとは、バンプの接続面3a,5aよりも基板2側の部分のうち基板2の一面2aより突出された部分を指し、基板2内に埋設された部分がある場合はこれを含まない。また、基部3b,5bは、接続面3a,5aよりも基板2側で、入出力端子16,17との接続方向を縦方向としたときに接続面3a,5aの面積よりも狭い横断面積を有する部分を指す。すなわち、本技術が適用された入出力バンプ3,5は、接続面3a,5aの面積よりも狭い横断面積を有する部分を備えていればよく、パッド41上に立設された上面が接続面3a,5aよりも狭い場合の他、さらに接続面3a,5aよりも基板2側に接続面3a,5aの面積以上の横断面積を有する部分を備えていても含まれる。
Here, the input /
これにより、ICチップ1は、入出力バンプ3,5の1つあたりの入出力端子16,17との接続面積の狭小化を抑えて、導電性粒子32の捕捉率を向上させることができる。また、ICチップ1は、基部3b,5bにかけて隣接する入出力バンプ3,5間のスペースが広がることから、導電性粒子32の高密度充填化及び入出力バンプ3,5の低背化が進んだ場合にも、バンプ間ショートの発生を抑えることができる。
Thereby, the
また、入出力バンプ3,5は、入出力端子16,17との接続方向を縦方向としたときに縦断面で少なくとも一部が基板2側にかけてバンプ内側に縮径しているため、異方性導電フィルム30のバインダー樹脂33が入出力端子16,17との間に充填すると入出力バンプ3,5の基部3b,5bにかけて鉤状に硬化する。したがって、ICチップ1は、入出力バンプ3,5とバインダー樹脂33との接触面積が増加するとともに、基部3b,5bにかけて充填されたバインダー樹脂33によってアンカー効果が発現することにより、回路基板14への接着強度が向上される。また、接続体20は、ICチップ1と回路基板14との間の応力を緩和するバインダー樹脂33の充填量が増加することにより、電子部品の剥離防止、反りや浮きの防止を図ることができる。
Further, the input /
また、入出力バンプ3,5は、接続面3a,5aの面積を基部3b,5bの面積よりも大きくした場合、バンプ高さと基部3b,5bとのアスペクトが大きくなると、熱圧着ツール10によって押圧されたときに折れる恐れもあることから、低背化を図ること好ましく、入出力バンプ3,5を構成する金属の使用量を削減や、電子部品の低背化といった課題解決にも即することになる。
The input /
なお、入出力バンプ3,5は、縦断面で少なくとも一部が基板2側にかけてバンプ内側に縮径しているため、接続面3a,5aの面積と基部3b,5bの面積とが同じ場合に比して、入出力バンプ3,5を構成する金属の使用量を削減でき、低コスト化を図ることができる。
Note that the input /
入出力バンプ3,5の形状は、特に制限はなく、直方体状、円錐状、角錐状等の各種形状を採り得る。図3に入出力バンプ3,5が採り得る形状の一例を列挙する。入出力バンプ3,5は、縦断面でみた時に左右が対称形状又は非対象形状であってもよい。また、入出力バンプ3,5は、縦断面でみた時に基部3b,5bから接続面3a,5aにわたる一辺が直線又は曲線でもよく、段差を有した形状であってもよい。また、入出力バンプ3,5は、バンプの側面の辺は直線であってもよく、非直線、例えば曲線であってもよい。
The shape of the input /
また、入出力バンプ3,5の形状は、基部3b,5bから接続面3a,5aにかけて、規則性を持って横断面積が増加するような形状であることが好ましい。これにより、ICチップ1は、入出力バンプ3,5の形成が容易となり、また熱圧着ツール10による加熱押圧時の加圧の影響をシミュレーションし易くなる。同様の理由から、入出力バンプ3,5は、側面全てが同一形状であってもよく、異なっていてもよい。側面形状が異なる場合、対向する側面で対称形状であることが好ましい。
Further, the shape of the input /
また、入出力バンプ3,5は、入出力バンプ列3A,3B,5Aのバンプが全て同一形状であってもよく、異なる形状を有していてもよい。入出力バンプ列3A,3B,5Aのバンプが全て同一形状とすることで、製造効率を向上させることができる。例えば、入出力バンプ3,5は、基板2の側縁2c,2d側からバンプ列3A,5Aに沿ってカッタを入れてバンプ側面を切削して基部3b,5bを形成することにより、同一方向からみた側面形状が同一となる。
In addition, the input /
また、入出力バンプ列3A,3B,5Aのバンプが異なる形状を有す場合、例えば千鳥配列など複数列にバンプ配列が存在する場合に、側縁2c,2d側のバンプ列3A,5Aのみ基部3b,5bを形成し接続面3a,5aの面積を基部3b,5bの面積よりも大きくすることにより、バンプ列3Aとバンプ列3Bとで同一方向から見た側面形状が非同一とすることもでき、バンプレイアウトの設計自由度が高くなる。これにより、ICチップ1の入出力でバンプ数が異なる場合などに、基板2の接続強度を全面的に均一化させる等の効果も期待できる。
Further, when the bumps of the input /
また、出力バンプ列3A,3Bのように、例えば千鳥配列など複数列にバンプ配列が存在する場合に、バンプ列間における樹脂流動を容易にさせ、バンプ間ショートの発生を抑制することもできる。これは、バンプが密集している場合に、密集点に対する面を縮径させることで、バンプ間スペースを広くさせる、ということである。また、これらを組み合わせて、縮径の程度を調節すれば樹脂流動を誘導させる効果も期待できる。
In addition, when the bump arrangement exists in a plurality of rows such as the staggered arrangement as in the
例えば、図4に示す出力バンプ列3A,3Bでは、千鳥状に配列された出力バンプ3同士のうち、隣接するバンプ列側の側面及び当該側面に隣接する2側面の3つのバンプ側面は、互いにバンプ間距離が近接する。したがって、当該3面のバンプ側面の一又は複数を基部3b側に向かって縮径する傾斜面又は湾曲面とすることでバインダー樹脂33及び導電性粒子32の流路を広く設け、出力バンプ3,3間での滞留を生じ難くさせてバンプ間ショートの発生を抑制することができる。なお、図4は、基板2の他面2b側から基板2を透過して出力バンプ3を示す図である。また、千鳥状に配列された出力バンプ3同士のバンプ間距離が近接する3つのバンプ側面の一又は複数を他の側面よりも相対的に深くバンプの内側に入り込ませることで、バインダー樹脂33及び導電性粒子32の流路を広く設けてもよい。
For example, in the
複数列の各列が平行且つ隣接する電極端子同士が並列するストレート配列で形成された場合も同様に、隣接するバンプ列側の側面を含む3つのバンプ側面の一又は複数を基部3b側に向かって縮径する傾斜面又は湾曲面とすることでバインダー樹脂33及び導電性粒子32の流路を広く設け、出力バンプ3,3間での滞留を生じ難くさせてバンプ間ショートの発生を抑制することができる。
Similarly, when each of a plurality of rows is formed in a straight array in which adjacent electrode terminals are parallel to each other, one or more of the three bump side surfaces including the side surfaces on the adjacent bump row side are directed toward the
[ICチップ/バンプの形成方法]
次いで、本技術を適用したバンプの形成方法の一例について説明する。まず、図5及び図6に示すように、半導体ウェハ40を用意する。図5は、半導体ウェハ40の平面図である。半導体ウェハ40は、後の工程で、切断ラインに沿って複数の半導体チップに切断されることによりICチップ1の基板2を構成する。半導体チップは、矩形に切断されることが多いが、形状はこれに限定されず例えば円形であってもよい。
[IC chip / bump formation method]
Next, an example of a bump forming method to which the present technology is applied will be described. First, as shown in FIGS. 5 and 6, a
半導体ウェハ40は、入出力バンプ3,5が形成される複数のパッド41を有する。パッド41は、半導体ウェハ40の内部に形成された集積回路の電極となる。パッド41は、個片化されるICチップ1の領域ごとに形成される。パッド41は、半導体ウェハ40の一方の面で、入出力バンプ3,5の配列位置に応じてICチップ1の領域の周端部(2辺又は4辺)に形成される。なお、パッド41は、半導体ウェハ40の面で集積回路の形成された領域(能動領域)の外側に形成されるが、半導体ウェハ40の面で能動領域の内側を含む領域に形成されてもよい。
The
次いで、半導体ウェハ40は、パッド41上に入出力バンプ3,5が形成される。入出力バンプ3,5は、例えば電解メッキ法、無電解メッキ法、印刷等により形成することができる。無電解メッキ法により形成する工程の一例では、図7(A)及び図7(B)に示すように、絶縁膜42上に、レジスト層43を設け、レジスト層43をパターニングする。レジスト層43は、パッド41の上方を含み、半導体ウェハ40の面全体を覆って設けられる。レジスト層43は、入出力バンプ3,5の高さに応じて設定され、例えば10〜30μm程度の厚さで形成してもよい。
Next, input /
レジスト層43は、パッド41の上方の部分が除去されて、貫通穴44が形成される。貫通穴44は、例えば、紫外線などのエネルギー45に感応して性質を変える樹脂を使用して形成されたレジスト層43を、フォトリソグラフィ技術を適用してパッド41の上方の部分を除去することにより形成することができる。また、貫通穴44は、レジスト層43をエッチングすることにより形成してもよい。あるいは、レジスト層43は、スクリーン印刷又はインクジェット方式によって、直接的に貫通穴44をパターニングするようにレジスト材料を塗布して形成してもよい。
A portion of the resist
貫通穴44は、パッド41の少なくとも一部と重なるように形成され、底面には絶縁膜42が露出する。貫通穴44を、半導体ウェハ40の面に対して、垂直に立ち上がる壁面にて形成することにより、垂直に立ち上がるバンプを形成し、切削等により接続面3a,5aの面積が基板2側の基部3b,5bの面積よりも大きい入出力バンプ3,5を形成することができる。また、貫通穴44を、異方性エッチングにより底面から開口部にかけて拡径する壁面にて形成することにより、接続面3a,5aの面積が基板2側の基部3b,5bの面積よりも大きい入出力バンプ3,5を形成することができる。貫通穴44の平面形状は、矩形、円形又はその他の形状であってもよい。
The through
次いで、図7(C)に示すように、貫通穴44が形成されたレジスト層43をマスクとして使用して、エッチングにより絶縁膜42の一部を除去し開口部46を形成して、パッド41の少なくとも一部を露出させる。エッチングの手段は、化学的、物理的又はこれらの性質を組み合わせて利用したもののいずれであってもよい。エッチングの特性は、ドライエッチングなどの異方性であってもよく、あるいはウェットエッチングなどの等方性であってもよい。
Next, as shown in FIG. 7C, using the resist
開口部46は、貫通穴44の径と等しい径で形成してもよいが、それよりも小さい径で形成してもよい。開口部46の径を貫通穴44の径よりも小さくすれば、貫通穴44内に入出力バンプ3,5を形成することでパッド41の表面を露出させないようにすることができる。あるいは、開口部46の径は、例えばウェットエッチングを使用することによって、貫通穴44の径を超えて形成されてもよい。
The
なお、レジスト層43は、絶縁膜42のエッチング後、または前に、架橋反応を生じさせるエネルギーを加えることにより表面を硬化させてもよい。
Note that the surface of the resist
次いで、ジンケート処理を施した後、図8(A)に示すように、貫通穴44を使用して無電解メッキ法等により金属層47(バンプ)を形成する。金属層47は、単一層又は複数層からなる。金属層47は、ニッケル、金、銅、パラジウム、錫のいずれか1つ又は複数から形成してもよいし、錫にAg、Cu、Bi、Znから選ばれる少なくとも1つを含む金属から形成してもよいし、これらのうち複数の金属から形成してもよい。例えば、金属層は、ニッケル層、ニッケルと金の層、ニッケルと銅の層、銅層、ニッケルと金と銅の層、ニッケルと銅と錫の層、ニッケルと金と銅と錫の層、ニッケルと金と銅とパラジウムと錫の層、ニッケルとパラジウムと銅とパラジウムと錫の層のいずれかにより形成してもよいが、材料はこれに限定されない。錫の代わりに、銀錫、銅錫を形成してもよい。複数層のうち最下層をニッケルで形成し、最表層を金又は錫で形成してもよい。
Next, after performing a zincate process, as shown in FIG. 8A, a metal layer 47 (bump) is formed by using an electroless plating method or the like using a through
金属層47は、貫通穴44の開口部46を介してパッド41上に積層され、電気的に接続される。金属層47は、貫通穴44の高さ(レジスト層43の厚さ)と同じ又はその高さを超えないように形成する。金属層47は、図示するように単一層であってもよく、あるいは複数層であってもよい。
The
次いで、図8(C)に示すように、接続面3a,5aの面積が基板2側の基部3b,5bの面積よりも大きい入出力バンプ3,5を形成する。接続面3a,5aの面積よりも横断面の小さい基部3b,5bは、垂直に立ち上がる金属層47に対して、例えば切削や、化学的又は物理的エッチングにより形成することができる。なお、切削による基部3b,5bの形成工程は、半導体ウェハ40を個々のICチップ1に個片化した後に行ってもよい。
Next, as shown in FIG. 8C, the input /
また、貫通穴44を、異方性エッチングにより底面から開口部にかけて拡径する壁面にて形成することにより、接続面3a,5aの面積が基板2側の基部3b,5bの面積よりも大きい入出力バンプ3,5を形成してもよい。
Further, by forming the through
なお、入出力バンプ3,5は、金属層47の表面に第2の金属層を形成してもよい。第2の金属層は、金属層47の側面を含む表面を覆うように形成する。これによって、金属層47(例えばニッケル層)の酸化を防止できる。第2の金属層は、単一層又は複数層からなり、少なくともその表面は金又は銅で形成することが好ましい。第2の金属層は、無電解メッキ等、公知の成膜技術を用いて形成することができる。
The input /
入出力バンプ3,5は、上面が回路基板14の入出力端子16,17と異方性導電フィルム30を介して接続される接続面3a,5aとされる。接続面3a,5aは、基板2(半導体ウェハ40)と略平行に形成される。また、メッキ析出等により形成された入出力バンプ3,5は、接続面3a,5aに凹凸を有している。
The top surfaces of the input /
なお、入出力バンプ3,5は、接続面3a,5aを適宜公知の成膜技術を用いて平坦に形成してもよい。また、接続面は平坦であることが、ICチップ1にかかる押圧を導電性粒子32に対して均等に伝えるためにも好ましい。ここで平坦とは、導電性粒子径の30%程度の凹凸を含むものとする。即ち、1〜2μmの高低差があってもよいが、この高低差が小さいほうがより好ましい。
Note that the input /
図9は、以上の工程によって形成された半導体ウェハ40の断面図である。半導体ウェハ40は、複数のICチップ1に切断される。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the
[ダミーバンプ]
また、ICチップ1は、バンプレイアウトや製造工数の制約が許せば、出力バンプ領域4と入力バンプ領域6との間に、信号等の入出力には使用しないいわゆるダミーバンプを適宜設けてもよい。
[Dummy bump]
In addition, the
[回路基板]
回路基板14は、接続体20の用途に応じて選択されるものであり、例えば、ガラス基板、ガラスエポキシ基板、セラミック基板、フレキシブル基板等、その種類は問わない。回路基板14は、ICチップ1に設けられた入出力バンプ3,5と接続される入出力端子16,17が形成されている。入出力端子16,17は、入出力バンプ3,5の配列と同じ配列を有する。なお、回路基板14はICチップ1であってもよい。この場合、接続体20は、ICチップ1を多層にスタックしたものとなる。
[Circuit board]
The
[アライメントマーク]
なお、ICチップ1及び回路基板14は、重畳させることにより回路基板14に対するICチップ1のアライメントを行う図示しないアライメントマークが設けられている。基板側アライメントマーク及びIC側アライメントマークは、組み合わされることにより回路基板14とICチップ1とのアライメントが取れる種々のマークを用いることができる。回路基板14の入出力端子の配線ピッチやICチップ1の入出力バンプ3,5のファインピッチ化が進んでいることから、ICチップ1と回路基板14とは、高精度のアライメント調整が求められることが多い。
[Alignment mark]
The
[接着剤]
ICチップ1を回路基板14に接続する接着剤としては、異方性導電フィルム30を好適に用いることができる。異方性導電フィルム30は、図10(A)に示すように、通常、基材となるベースフィルム31上に導電性粒子32を含有するバインダー樹脂33が積層されたものである。異方性導電フィルム30は、図1に示すように、回路基板14とICチップ1との間にバインダー樹脂33を介在させることで、回路基板14とICチップ1とを接続させるとともに、入出力バンプ3,5と入出力端子16,17とで導電性粒子32を挟持させ、導通させるために用いられる。
[adhesive]
As an adhesive for connecting the
バインダー樹脂33の接着剤組成物は、例えば膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、潜在性硬化剤、シランカップリング剤等を含有する通常のバインダー成分からなる。
The adhesive composition of the
膜形成樹脂としては、平均分子量が10000〜80000程度の樹脂が好ましく、特にエポキシ樹脂、変形エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノキシ樹脂等の各種の樹脂が挙げられる。中でも、膜形成状態、接続信頼性等の観点からフェノキシ樹脂が好ましい。 As the film-forming resin, a resin having an average molecular weight of about 10,000 to 80,000 is preferable, and various resins such as an epoxy resin, a modified epoxy resin, a urethane resin, and a phenoxy resin are particularly mentioned. Among these, phenoxy resin is preferable from the viewpoint of film formation state, connection reliability, and the like.
熱硬化性樹脂としては特に限定されず、例えば市販のエポキシ樹脂やアクリル樹脂等を用いることができる。 It does not specifically limit as a thermosetting resin, For example, a commercially available epoxy resin, an acrylic resin, etc. can be used.
エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは単独でも、2種以上の組み合わせであってもよい。 The epoxy resin is not particularly limited. For example, naphthalene type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin, stilbene type epoxy resin, triphenolmethane type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin. Naphthol type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, triphenylmethane type epoxy resin and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
アクリル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じてアクリル化合物、液状アクリレート等を適宜選択することができる。例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、イソブチルアクリレート、エポキシアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、テトラメチレングリコールテトラアクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジアクリロキシプロパン、2,2−ビス[4−(アクリロキシメトキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(アクリロキシエトキシ)フェニル]プロパン、ジシクロペンテニルアクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ウレタンアクリレート等を挙げることができる。なお、アクリレートをメタクリレートにしたものを用いることもできる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 There is no restriction | limiting in particular as an acrylic resin, According to the objective, an acrylic compound, liquid acrylate, etc. can be selected suitably. For example, methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, isobutyl acrylate, epoxy acrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, dimethylol tricyclodecane diacrylate, tetramethylene glycol tetraacrylate, 2-hydroxy- 1,3-diacryloxypropane, 2,2-bis [4- (acryloxymethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (acryloxyethoxy) phenyl] propane, dicyclopentenyl acrylate, tricyclo Examples include decanyl acrylate, tris (acryloxyethyl) isocyanurate, and urethane acrylate. In addition, what made acrylate the methacrylate can also be used. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
潜在性硬化剤としては、特に限定されないが、加熱硬化型の硬化剤が挙げられる。潜在性硬化剤は、通常では反応せず、熱、光、加圧等の用途に応じて選択される各種のトリガにより活性化し、反応を開始する。熱活性型潜在性硬化剤の活性化方法には、加熱による解離反応などで活性種(カチオンやアニオン、ラジカル)を生成する方法、室温付近ではエポキシ樹脂中に安定に分散しており高温でエポキシ樹脂と相溶・溶解し、硬化反応を開始する方法、モレキュラーシーブ封入タイプの硬化剤を高温で溶出して硬化反応を開始する方法、マイクロカプセルによる溶出・硬化方法等が存在する。熱活性型潜在性硬化剤としては、イミダゾール系、ヒドラジド系、三フッ化ホウ素−アミン錯体、スルホニウム塩、アミンイミド、ポリアミン塩、ジシアンジアミド等や、これらの変性物があり、これらは単独でも、2種以上の混合体であってもよい。ラジカル重合開始剤としては、公知のものを使用することができ、中でも有機過酸化物を好ましく使用することができる。 The latent curing agent is not particularly limited, and examples thereof include a heat curing type curing agent. The latent curing agent does not normally react, but is activated by various triggers selected according to applications such as heat, light, and pressure, and starts the reaction. The activation method of the thermal activation type latent curing agent includes a method of generating active species (cation, anion, radical) by a dissociation reaction by heating, etc., and it is stably dispersed in the epoxy resin near room temperature, and epoxy at high temperature There are a method of initiating a curing reaction by dissolving and dissolving with a resin, a method of initiating a curing reaction by eluting a molecular sieve encapsulated type curing agent at a high temperature, and an elution / curing method using microcapsules. Thermally active latent curing agents include imidazole, hydrazide, boron trifluoride-amine complexes, sulfonium salts, amine imides, polyamine salts, dicyandiamide, etc., and modified products thereof. The above mixture may be sufficient. As the radical polymerization initiator, a known one can be used, and among them, an organic peroxide can be preferably used.
シランカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、エポキシ系、アミノ系、メルカプト・スルフィド系、ウレイド系等を挙げることができる。シランカップリング剤を添加することにより、有機材料と無機材料との界面における接着性が向上される。 Although it does not specifically limit as a silane coupling agent, For example, an epoxy type, an amino type, a mercapto sulfide type, a ureido type etc. can be mentioned. By adding the silane coupling agent, the adhesion at the interface between the organic material and the inorganic material is improved.
[導電性粒子]
バインダー樹脂33に含有される導電性粒子32としては、異方性導電フィルムにおいて使用されている公知の何れの導電性粒子を挙げることができる。すなわち、導電性粒子としては、例えば、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバルト、銀、金等の各種金属や金属合金の粒子、金属酸化物、カーボン、グラファイト、ガラス、セラミック、プラスチック等の粒子の表面に金属をコートしたもの、或いは、これらの粒子の表面に更に絶縁薄膜をコートしたもの等が挙げられる。樹脂粒子の表面に金属をコートしたものである場合、樹脂粒子としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル・スチレン(AS)樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、スチレン系樹脂等の粒子を挙げることができる。導電性粒子32の大きさは1〜10μmが好ましいが、これに限定されるものではない。
[Conductive particles]
Examples of the
バインダー樹脂33を構成する接着剤組成物は、このように膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、潜在性硬化剤、シランカップリング剤等を含有する場合に限定されず、通常の異方性導電フィルムの接着剤組成物として用いられる何れの材料から構成されるようにしてもよい。
The adhesive composition constituting the
ここで、バインダー樹脂33の最低溶融粘度範囲の一例としては、10〜1×105Pa・sである。もちろんバインダー樹脂33の最低溶融粘度範囲は、この範囲に限定されるものではない。なお、バインダー樹脂33の最低溶融粘度は、例えば回転式レオメータ(TA instrument社製)を用い、昇温速度が10℃/分、測定圧力が5gで一定に保持し、直径8mmの測定プレートを使用して測定することにより求めることができる。
Here, an example of the minimum melt viscosity range of the
バインダー樹脂33を支持するベースフィルム31は、例えば、PET(Poly Ethylene Terephthalate)、OPP(Oriented Polypropylene)、PMP(Poly-4-methylpentene-1)、PTFE(Polytetrafluoroethylene)等にシリコーン等の剥離剤を塗布してなり、異方性導電フィルム30の乾燥を防ぐとともに、異方性導電フィルム30の形状を維持する。
The
異方性導電フィルム30は、何れの方法で作製するようにしてもよいが、例えば以下の方法によって作製することができる。膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、潜在性硬化剤、シランカップリング剤、導電性粒子32等を含有する接着剤組成物を調整する。調整した接着剤組成物をバーコーター、塗布装置等を用いてベースフィルム31上に塗布し、オーブン等によって乾燥させることにより、ベースフィルム31にバインダー樹脂33が支持された異方性導電フィルム30を得る。
The anisotropic
なお、異方性導電フィルム30の形状は、特に限定されないが、例えば、図10に示すように、巻取リール37に巻回可能な長尺テープ形状とし、所定の長さだけカットして使用することができる。また、異方性導電フィルム30はバインダー樹脂33のベースフィルム31に支持されていない面に図示しない剥離フィルムが積層されていてもよい。
The shape of the anisotropic
[導電粒子非接触型ACF・配置型ACF]
ここで、異方性導電フィルム30は、平面視において、互いに非接触で独立して存在した導電性粒子32が遍在されているものを好適に用いることができる。これは、全導電粒子数の95%以上が個々に独立して存在していることが好ましく、99%以上が個々に独立して存在していることがさらに好ましい。複数の導電性粒子32を意図的に接触させユニット化させているものは当該ユニットを1個としてカウントする。また、このような導電粒子32が互いに非接触で独立して存在する状態は、導電性粒子32を意図的に所定の位置に配置することにより作成してもよい。
[Conductive particle non-contact ACF / arrangement type ACF]
Here, as the anisotropic
例えば、図11(A)(B)に示すように、互いに非接触で独立する導電性粒子32は、バインダー樹脂33中に平面視において粒子間距離が不規則とされた状態で遍在されている、即ち、方向によって異なる距離で存在してもよい。また、導電性粒子32は所定の配列パターンで配列され、図12(A)(B)や図13(A)(B)に示すように、四方格子状に規則配列され、あるいは六方格子状に規則配列することにより、平面視において互いに非接触で独立して存在していてもよい。導電性粒子32の配列パターンは、任意に設定することができる。
For example, as shown in FIGS. 11A and 11B, the
導電性粒子32が平面視においてバンプ面積やレイアウトに応じた導電性粒子間距離を持って互いに非接触で独立して存在することにより、異方性導電フィルム30は、図14(A)(B)に示すように、導電性粒子32がランダムに分散され、凝集体が形成される等により導電性粒子の分布に疎密が生じている場合に比して、個々の導電性粒子32の補足される確率が向上するため、同一の高集積なICチップ1を異方性接続する場合、導電性粒子32の配合量を減少させることができる。これにより、導電性粒子32がランダムに分散される場合は、導電性粒子数が一定量以上必要になることから隣接する入力バンプ3間や出力バンプ5間のスペースにおいて凝集体や連結の発生が懸念されていたが、平面視において互いに非接触で独立した状態にすることで、このようなバンプ間ショートの発生を抑制させることができ、また入出力バンプ3,5と入出力端子16,17間の導通に寄与しない導電性粒子32の数を低減させることができる。
When the
また、導電性粒子32の粒子個数密度を低くすることができることから、ICチップ1は、入出力バンプ3,5の高さを低くすることができ、さらなる小型化、薄型化を実現するとともに、熱圧着ツール10によって押圧されたときの耐性を向上させることができる。すなわち、接続体20は、導電性粒子32の粒子個数密度が低くなることから、狭小化された隣接する入出力バンプ3,5間のスペースにおいても、バンプ間ショートの発生リスクを低減させることができる。したがって、接続体20は、ファインピッチ化された入出力バンプ3,5及び入出力端子16,17間においても、粒子を捕捉できるとともに、バンプ間ショートの発生を低減させることができる。
In addition, since the particle number density of the
また、上述したように、基部3b,5bにかけて隣接する入出力バンプ3,5間のスペースが広がることから、導電性粒子32の粒子個数密度が低下することで、入出力バンプ3,5の低背化が進んだ場合にも、バンプ間ショートの発生を抑えることができ、また、バンプ高さと基部3b,5bとのアスペクトが小さくなることで、熱圧着ツール10によって押圧されたときの耐性を向上させることができる。
Further, as described above, since the space between the adjacent input /
また、異方性導電フィルム30は、平面視において互いに非接触で独立した導電性粒子32が遍在することにより、バインダー樹脂33に高密度に充填した場合にも、フィルム面内における導電性粒子32の疎密の発生が防止されている。したがって、導電性粒子32が互いに非接触で独立して配列された異方性導電フィルム30によれば、ファインピッチ化された入出力端子16,17や入出力バンプ3,5においても導電性粒子32の捕捉率を向上することができる。
Further, the anisotropic
このような異方性導電フィルム32は、例えば、延伸可能なシート上に粘着剤を塗布し、その上に導電性粒子32を単層配列した後、当該シートを所望の延伸倍率で延伸させてバインダー樹脂33に転写する方法、導電性粒子32を基板上に所定の配列パターンに整列させた後、ベースフィルム31に支持されたバインダー樹脂33に導電性粒子32を転写する方法、あるいはベースフィルム31に支持されたバインダー樹脂33上に、配列パターンに応じた開口部が設けられた配列板を介して導電性粒子32を供給する方法等により製造することができる。
Such an anisotropic
[積層ACF]
ここで、本技術に係る異方性導電フィルムは、図10(B)に示すように、バインダー樹脂33のみからなる絶縁性接着剤層34と導電性粒子32を含有したバインダー樹脂33からなる導電性粒子含有層35とを積層した構成とすることが好ましい。図10(B)に示す異方性導電フィルム36は、ベースフィルム31に絶縁性接着剤層34が積層され、絶縁性接着剤層34に導電性粒子含有層35が積層され、導電性粒子含有層35側を回路基板14に貼付し、絶縁性接着剤層34側からICチップ1が搭載される。なお、異方性導電フィルム36は、導電性粒子含有層35に図示しない剥離フィルムが積層され、リール状に巻回されて用いられる。
[Laminated ACF]
Here, as shown in FIG. 10B, the anisotropic conductive film according to the present technology has a conductive resin composed of an insulating
異方性導電フィルム36は、例えば絶縁性接着剤層34の最低溶融粘度が導電性粒子含有層35の最低溶融粘度より低い等により、絶縁性接着剤層34の流動性が導電性粒子含有層35の流動性よりも高い。したがって、異方性導電フィルム36は、回路基板14とICチップ1との間に介在され、熱圧着ツール10によって加熱押圧されると、先ず溶融粘度の低い絶縁性接着剤層34が回路基板14とICチップ1との間に充填される。溶融粘度の高い導電性粒子含有層35は流動性が低いため、加熱押圧によりバインダー樹脂33が回路基板14とICチップ1との間で溶融した場合にも、導電性粒子32の流動が抑制される。また、先に流動し回路基板14とICチップ1との間に充填された絶縁性接着剤層34が硬化反応を開始することによっても導電性粒子32の流動が抑制される。したがって、接続体20は、導電性粒子32が隣接する出力バンプ3の間や入力バンプ5の間に凝集することなくバンプ間ショートの発生を低減させることができる。
In the anisotropic
絶縁性接着剤層34、導電性粒子含有層35、及び異方性導電フィルム36の最低溶融粘度範囲の一例を挙げると、絶縁性接着剤層34の最低溶融粘度範囲は1〜1×104Pa・s、導電性粒子含有層35の最低溶融粘度範囲は10〜1×105Pa・s、異方性導電フィルム36全体の最低溶融粘度範囲は10〜1×105Pa・sである。もちろん絶縁性接着剤層34、導電性粒子含有層35、及び異方性導電フィルム36の最低溶融粘度範囲は、ここにあげた範囲に限定されるものではない。なお、絶縁性接着剤層34、導電性粒子含有層35、及び異方性導電フィルム36の最低溶融粘度は、上述したバインダー樹脂33と同様に測定することにより求めることができる。
As an example of the minimum melt viscosity range of the insulating
なお、異方性導電フィルム36は、導電性粒子含有層35のみが積層されたものであってもよい。この場合、各導電性粒子含有層35の流動性は同じでもよく、異なっていてもよい。
The anisotropic
また、異方性導電フィルム36は、図11〜図13に示すように、導電性粒子含有層35に導電性粒子32を平面視において互いに非接触で独立して配列させることにより、配列された導電性粒子32の流動が抑えられ、ファインピッチ化された入出力バンプ3,5及び入出力端子16,17間においても、粒子捕捉率を向上させるとともに、導電性粒子32が隣接する出力バンプ3の間や入力バンプ5の間に凝集することなくバンプ間ショートの発生を低減させることができる。
In addition, as shown in FIGS. 11 to 13, the anisotropic
なお、上述の実施の形態では、異方性導電接着剤として、バインダー樹脂33に適宜導電性粒子32を含有した熱硬化性樹脂組成物をフィルム状に成形した接着フィルムを例に説明したが、本技術に係る接着剤は、これに限定されず、例えばバインダー樹脂33のみからなる絶縁性接着フィルムでもよい。また、異方性導電接着剤は、このようなフィルム成形されてなる接着フィルムに限定されず、バインダー樹脂組成物に導電性粒子32が分散された導電性接着ペースト、あるいはバインダー樹脂組成物のみからなる絶縁性接着ペーストとしてもよい。本技術に係る異方性導電接着剤は、上述したいずれの形態をも包含するものである。
In the above-described embodiment, as an anisotropic conductive adhesive, an example of an adhesive film obtained by forming a thermosetting resin composition appropriately containing
[接続工程]
次いで、回路基板14にICチップ1を接続する接続工程について説明する。先ず、回路基板14の入出力端子16,17が形成された実装面上に異方性導電フィルム30を仮貼りする。次いで、この回路基板14を接続装置のステージ上に載置し、回路基板14の実装面上に異方性導電フィルム30を介してICチップ1を配置する。
[Connection process]
Next, a connection process for connecting the
導電性粒子含有層35と絶縁性接着剤層34とが積層された異方性導電フィルム36を用いる場合は、導電性粒子含有層35側を回路基板14に貼付し、縁性接着剤層34側からICチップ1を配置する。
When the anisotropic
次いで、バインダー樹脂33を硬化させる所定の温度に加熱された熱圧着ツール10によって、緩衝材15を介してICチップ1の押圧面となる基板2の他面2b上を所定の圧力、時間で熱加圧する。これにより、異方性導電フィルム30のバインダー樹脂33は流動性を示し、ICチップ1と回路基板14の間から流出するとともに、バインダー樹脂33中の導電性粒子32は、出力バンプ3と出力端子16との間、及び入力バンプ5と入力端子17との間に挟持されて押し潰される。
Next, the
このとき、本技術が適用されたICチップ1によれば、異方性導電フィルム30のバインダー樹脂33が入出力バンプ3,5の基部3b,5bにも充填する。また、絶縁性接着剤層34と導電性粒子含有層35とが積層された異方性導電フィルム36では、低溶融粘度の絶縁性接着剤層34が先にICチップ1と回路基板14との間に充填するとともに基部3b,5bに充填し、導電性粒子32の流入を抑制する。これにより、導電性粒子32がファインピッチ化された入出力バンプ3,5と入出力端子16,17との間に捕捉されるとともに、隣接する入出力バンプ3,5間のスペースに凝集することなく、バンプ間ショートが防止される。
At this time, according to the
その結果、入出力バンプ3,5と入出力端子16,17との間で導電性粒子32を挟持することによりICチップ1と回路基板14とが電気的に接続され、この状態で熱圧着ツール10によって加熱されたバインダー樹脂33が硬化し、接続体20が形成される。
As a result, the
接続体20は、入出力バンプ3,5と回路基板14の入出力端子16,17との間にない導電性粒子32がバインダー樹脂33に分散されており、電気的に絶縁した状態を維持している。これにより、ICチップ1の出力バンプ3及び入力バンプ5と回路基板14の入出力端子16,17との間のみで電気的導通が図られる。なお、バインダー樹脂として、ラジカル重合反応系の速硬化タイプのものを用いることで、短い加熱時間によってもバインダー樹脂を速硬化させることができる。また、異方性導電フィルム30,36としては、熱硬化型に限らず、加圧接続を行うものであれば、光硬化型もしくは光熱併用型の接着剤を用いてもよい。
In the
このような接続体20は、入出力バンプ3,5の接続面3a,5aの面積が基部3b,5bの面積よりも大きく形成されているため、個々の入出力端子16,17との接続面積の狭小化を抑えて、導電性粒子32の捕捉率を向上させることができる。また、ICチップ1は、基部3b,5bにかけて隣接する入出力バンプ3,5間のスペースが広がることから、導電性粒子32の高密度充填化及び入出力バンプ3,5の低背化が進んだ場合にも、バンプ間ショートの発生を抑えることができる。
In such a
また、入出力バンプ3,5は、入出力端子16,17との接続方向を縦方向としたときに縦断面で少なくとも一部が基板2側にかけてバンプ内側に縮径しているため、異方性導電フィルム30のバインダー樹脂33が入出力端子16,17との間に充填すると入出力バンプ3,5の基部3b,5bにかけて鉤状に硬化する。したがって、ICチップ1は、入出力バンプ3,5とバインダー樹脂33との接触面積が増加するとともに、基部3b,5bにかけて充填されたバインダー樹脂33によってアンカー効果が発現することにより、回路基板14への接着強度が向上される。
Further, the input /
また、バインダー樹脂33の充填量が増加することによってバインダー樹脂33による回路基板14とICチップ1との間における応力がより緩和され、電子部品の剥離防止、反りや浮きの防止を図ることができる。したがって、回路基板14が例えばLCDパネル等の表示パネルの透明基板を構成する場合においては、表示部に対する反りの影響が抑えられ、表示ムラを防止することができる。
Further, the increase in the filling amount of the
また、入出力バンプ3,5は、低背化することによりバンプ高さと基部3b,5bとのアスペクトを小さくすることができ、熱圧着ツール10によって押圧されたときにも折れることなく、接続信頼性を向上することができる。
Further, by reducing the height of the input /
[半導体装置]
なお、本技術が適用された接続体20は、ICチップ1が接続されたLCDパネル等の電子機器の回路基板の他、配線パターンが形成された基板上にICチップ1が搭載された半導体装置等の電子部品でもよい。
[Semiconductor device]
The
図15は、本実施の形態の一例に係る半導体装置21を示す図である。半導体装置21は、上述の入出力バンプ3,5を有するICチップ1と、配線パターン22が形成された基板23と、複数の外部端子24とを含む。
FIG. 15 is a diagram illustrating a
ICチップ1は、フリップチップとして、基板23にフェースダウンボンディングされる。その場合、基板23に形成された配線パターン22(ランド)と入出力バンプ3,5とを、異方性導電フィルム30を介して電気的に接続する。
The
外部端子24は、図示しないスルーホールなどを介して配線パターン22に電気的に接続されている。外部端子24は、ハンダボールであってもよい。ハンダなどを印刷してリフロー工程を経て外部端子24を形成してもよい。また、積極的に外部端子24を形成せずにマザーボード実装時にマザーボード側に塗布されるハンダクリームを利用し、その溶融時の表面張力で結果的に外部端子を形成してもよい。この半導体装置は、いわゆるランドグリッドアレイ型の半導体装置である。
The
1 ICチップ、2 基板、2a 一面、2b 他面、2c,2d 側縁、3 出力バンプ、4 出力バンプ領域、5 入力バンプ、6 入力バンプ領域、7 バンプ間領域、9 窪み、9a 非貫通孔、9b 溝、10 非電極領域、14 回路基板、15 緩衝材、16 出力端子、17 入力端子、20 接続体、30 異方性導電フィルム、31 ベースフィルム、32 導電性粒子、33 バインダー樹脂、34 絶縁性接着剤層、35 導電性粒子含有層、36 異方性導電フィルム、40 熱圧着ツール 1 IC chip, 2 substrate, 2a one side, 2b other side, 2c, 2d side edge, 3 output bump, 4 output bump area, 5 input bump, 6 input bump area, 7 bump area, 9 depression, 9a non-through hole 9b Groove, 10 Non-electrode region, 14 Circuit board, 15 Buffer material, 16 Output terminal, 17 Input terminal, 20 Connector, 30 Anisotropic conductive film, 31 Base film, 32 Conductive particle, 33 Binder resin, 34 Insulating adhesive layer, 35 conductive particle-containing layer, 36 anisotropic conductive film, 40 thermocompression bonding tool
Claims (10)
上記バンプは、接続対象部品の電極と接続される接続面の面積が、上記基板側の基部の面積よりも大きい電子部品。 A substrate, and a bump formed on one surface of the substrate,
The bump is an electronic component in which an area of a connection surface connected to an electrode of a component to be connected is larger than an area of a base portion on the substrate side.
上記バンプは、接続対象部品の電極と接続される接続面の面積が、上記基板側の基部の面積よりも大きくされている電子部品の設計方法。 In a method for designing an electronic component comprising a substrate and a bump formed on one surface of the substrate,
The bump is a method for designing an electronic component in which an area of a connection surface connected to an electrode of a component to be connected is larger than an area of a base portion on the substrate side.
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