JP2586154B2 - 回路接続用組成物及びこれを用いた接続方法並びに半導体チップの接続構造 - Google Patents

回路接続用組成物及びこれを用いた接続方法並びに半導体チップの接続構造

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、上下に相対峙する回路を電気的に接続する
とともに接着固定するのに用いられる回路接続用の組成
物およびこれを用いた回路の接続方法並びに半導体チッ
プの接続構造に関する。
〔従来の技術〕
電子部品の小形薄形化に伴ない、これらに用いる回路
は高密度、高精細化している。これら微細回路同士の接
続は従来の半田やゴムコネクタなどでは対応が困難であ
ることから、最近では異方導電性の接着剤や膜状物（以
下接続部材と称す）が多用されるようになってきた。
これら接続部材としては、例えば加圧する等により厚
み方向に体積を減少させた時に、厚み方向にのみ導電路
を形成する程度の導電粒子を絶縁性接着剤中に含有して
なる異方導電性接着剤が知られている。
この使用方法は、相対峙する回路間に接続部材層を設
け、加圧もしくは加熱加圧手段を講じることによって、
上下回路間の電気的接続と同時に隣接回路間には絶縁性
を付与し相対峙する回路を接着固定するものである。
これらの接着剤としては、例えばスチレン−ブタジエ
ン−スチレンのブロック共重合体をベースポリマとする
熱可塑性の組成物が使用時の簡便さから使用されてき
た。
ところが、接続部材の適用範囲が拡大し、耐熱性向上
による使用温度領域の拡大や、接続強度の増加による回
路の微細化への対応及び信頼性の向上が要望され、従来
の熱可塑系の配合組成では対応が困難なことから、硬化
反応系による試みが行われるようになってきた。
一方、導電性材料としては、例えばカーボン、ニッケ
ル、熱溶融性金属などの剛直性材料を充填剤とすること
が知られている。我々は先に回路接続部の接着剤と熱膨
張係数や弾性率が近似した高分子核材の表面を金属薄層
で被覆した導電性充填剤（以下加圧変形性導電粒子とい
う）を用いる方法を提案（特願昭61−31088）した。こ
の方法によれば、接続部の温度変化に対して導電性材料
と接着剤がほぼ同様に熱膨張収縮するので接続回路間隔
の変化に導電性材料が追随し接続抵抗の変化が小さく、
接着剤と熱膨張係数や弾性率が異なる剛直な導電性材料
を用いた場合に比べて大幅に接続信頼性が向上した。
〔発明が解決しようとする課題〕
接続部材の構成材料である接着剤を硬化反応系とする
方法は、耐熱性や接続強度の向上には極めて有効な方法
であるが、接続品は上下回路間の接続抵抗のバラツキが
大きく不安定であるという問題点を有していた。
接続抵抗が不安定となる原因は、接続部材の保管中に
接着剤と硬化剤とが徐々に反応するため接着剤の流動性
が低下することや、接続時の加熱加圧に際して導電粒子
が回路と十分に接触しないうちに、接着剤の硬化反応に
より接着剤の粘度が上昇するなどにより、導電粒子の表
面から絶縁性である接着剤の排除が十分に行われず、導
電粒子と回路との接触が不充分な状態で接続される為で
あり、導電粒子が加圧変形性粒子の場合に特に顕著に見
られることがわかった。
又、硬化反応系の別な問題点として接続不良部の再生
が困難な点もある。
これは、接続部が強固に接着することに加えて接着剤
が網状化（架橋）していることから、加熱によっても接
着力の低下が少なく溶剤類にも溶け難く、不良部を剥離
することが極めて困難である。
その為、接続部を溶剤類や酸、アルカリ等の薬液に浸
漬して膨潤させて剥離するとか、ナイフ等で削りとると
いった強制的な剥離手段を採用せざるを得ない状況であ
った。
しかしながら、これ等の強制手段の場合には、不良部
周辺の正常な接続部や配線等も損傷を受けることや、除
去面に接着剤の一部がどうしても残留してしまうこと等
により、信頼性の高い再接続が得られないので、再生使
用が極めて困難な状況にあった。
以上に述べたような接続部材を用いて、半導体チップ
を配線基板に電気的に接続する試みも行われている。
例えば、特開昭51−101469号公報に示されているよう
に異方導電性接着剤を用いて半導体チップ上に設けられ
たバンプと対応する基板上の接続端子間とを異方導電性
接着剤中に含まれる導電粒子を介して、電気的接続を行
うと共に接着する方法や、特開昭61−194731号公報に示
されているように絶縁性接着剤、もしくは異方導電性接
着剤を用いて、半導体チップの表面の保護層より陥没し
た電極と、これに対応して基板上の接続端子部に設けら
れたバンプとを、押圧して接触することで、電気的接続
を行うとともに接着する等の検討例が知られている。
しかしながら、これらの方法は接続部材の信頼性が不
満足なことから、量産レベルの実用化に至っていないの
が現状である。
また、接続部材を用いて半導体チップを配線基板に電
気的に接続する前記した特開昭51−101469号公報や、特
開昭61−194731号公報に示されている方法は、接着剤に
よる面接続が可能なことから機器の小型化や、回路の微
細化に対応可能な極めて優れた方法である。
しかしながら、これらの方法においては、半導体チッ
プの電極部あるいは、基板上の接続端子部の少なくとも
一方に、例えば金や半田などからなる高さ５〜30μｍ程
度の突起状電極（バンプ）を形成する必要がある。多数
の微細回路（線幅、数μｍから数十μｍが一般的）部に
均一なバンプを形成することは、大規模なクリーン設備
や、バリヤメタル層の形成、フォトリソグラフィー、め
っき、およびエッチングなどの複雑な高度技術が必要で
あり，更に高価な金属を多量に消費するなどの問題点を
有していた。
バンプを形成しない半導体チップの主面は、例えばシ
リコン酸化物や窒化硼素などの無機物やポリイミド系等
の有機物質などの絶縁材料により覆われており（以下保
護層という）、半導体チップの電極面は、この主面より
凹状に存在するのが一般的である。
そのため異方導電性接着剤等の接続部材を用いて接続
するには、前述のように半導体チップの電極部あるいは
基板の接続端子部の、少なくとも一方にバンプを形成す
る必要があり、これらにバンプを形成しない場合（以下
バンプレスという）には次のような理由により接続が不
可能であった。すなわち、電極部においては、電極部が
主面より凹状であるために、その部分の異方導電性接着
剤は接続時の加圧によっても、圧力が掛からず体積減少
が生じないので、厚み方向（電極間）の導電路の形成が
出来ず、さらに保護層部においては、粒子と接した部分
に圧力が集中するために一般的な剛直性の導電粒子の場
合、半導体チップ保護層の破壊が発生してしまう。
さらに主面よりバンプを有する半導体チップを配線基
板に接続する場合の問題点としては、先ず異方導電性接
着剤の様な導電粒子を添加した接続部材を用いる場合
は、バンプのような微小面積における接続信頼性が不十
分なことであった。すなわちバンプの接続部面積は例え
ば100μm||以下程度と小さく、チップ上のバンプ数も10
0個以上が一般的であり、高精細化を目的にバンプ面積
はさらに微小化する傾向にある。この時、微小面積の接
続信頼性の向上を画るために導電粒子の添加量を増加す
ると、隣接バンプ間でリークを発生してしまい微小面積
における接続信頼性に限界があった。
加えて導電粒子がカーボンやニッケルなどの剛直性粒
子であると、接続時の加圧により半導体チップに応力割
れが発生したり、配線保護層の破壊により半導体チップ
の機能を消失してしまうことであった。
又、導電粒子を用いない絶縁性接着剤により接続を行
う場合は、電極上の微細な凹凸の接触により接合する方
式であるため、基板回路の平坦度や半導体チップのバン
プ高さの不均一性により接続の信頼性が不足していた。
本発明は、接続抵抗の安定した信頼性の高い回路の接
続を可能とする組成物、及びこれを用いた回路の接続方
法並びに半導体チップの接続構造を提供するものであ
る。
〔課題を解決するための手段〕
すなわち本発明は、下記（１）〜（３）を必須成分と
し、加圧変形性導電粒子の含量が成分（１）＋（２）に
対し0.1〜15体積％である回路接続用組成物。
（１）エポキシ系の反応性接着剤 （２）前記反応性接着剤の硬化剤を核とし、その表面が
皮膜により実質的に覆われてなる被覆粒子 （３）前記被覆粒子よりも大きな平均粒径を有する高分
子核材の表面を金属薄層で被覆してなる加圧変形性導電
粒子 および、下記（１）〜（４）を必須成分とし、加圧変
形性導電粒子の含量が成分（１）＋（２）に対し0.1〜1
5体積％である回路接続用組成物。
（１）エポキシ系の反応性接着剤 （２）前記反応性接着剤の硬化剤を核とし、その表面が
皮膜により実質的に覆われてなる被覆粒子 （３）前記被覆粒子よりも大きな平均粒径を有する高分
子核材の表面を金属薄層で被覆してなる加圧変形性導電
粒子 （４）前記加圧変形性導電粒子よりも小さな平均粒径を
有する硬質粒子に関し、更にこれらの組成物を用いた回
路の接続方法並びに半導体チップと回路基板との接続構
造に関するものである。
以下本発明を図面を参照しつつ説明する。
第１図は本発明の組成物を用いた回路接続部の状況を
示す断面模式図、第２図はその時の接着剤の粘度変化を
示す模式説明図であり、第１図及び第２図の（ａ）〜
（ｃ）は接着時の工程を示す記号である。
第１図及び第２図において、（ａ）は上下回路４−５
間に、反応性接着剤１、被覆粒子２及び被覆粒子２より
大きな粒径を有する加圧変形性導電粒子３よりなる接続
部材を形成した状態を示す。
この時の形成手段としては、接続部材が液状の場合に
は回路上に例えば塗布や印刷法により、あるいは接続部
材がフィルム状等の固形の場合には回路上に載置する等
の方法が採用できる。
（ｂ）は接続時の加熱加圧により反応性接着剤１が温
度上昇により低粘度化し、加圧変形性導電粒子３は加圧
により回路４−５間で変形した状態を示す。この時、被
覆粒子２は粒径が加圧変形性導電粒子３に比べて小さい
ことから加圧され難く、又接着剤中に分散されているの
で回路側からの熱伝導が遅いので被覆粒子２は破壊され
難く核材の硬化剤は不活性である。
この時、加圧変形性導電粒子３は回路４−５間で変形
して接触していることから、回路４−５間は導通の得ら
れる状態であり、この状態で通電検査を行い、不良部を
除くことも可能である。この方法によれば従来問題であ
った不良部の再生（取りはずし、再接続）を接着剤が未
硬化の状態で行うことができるので極めて容易に行うこ
とが出来る。
（ｃ）は接続時の加熱加圧状態が更に時間の経過した
状態を示す。被覆粒子２は時間の経過により高温状態に
達し、核材の膨張圧や皮膜の溶融等により被覆が破壊
し、核材である硬化剤は反応性接着剤１と接触もしくは
一体化するので接着剤の硬化反応が進行し、接着剤の粘
度は上昇して高粘度化し、やがて硬化した接着剤６とな
る。この時、上下回路４−５間は加圧変形性導電粒子３
が変形して回路と十分に接触し、硬化接着剤６により固
定することができる。
この時、第３図のように加圧変形性導電粒子３よりも
粒径の小さな硬質粒子７、例えばニッケル、銀等の導電
粒子や、セラミック、ガラス、シリカ等の球状あるいは
ミルドファイバー状粒子、または硬質樹脂などの絶縁粒
子を単独もしくは任意に混合して併用することで、上下
回路４−５間のギャップ調整材として用いることもでき
る。このため硬質粒子７は粒度分布幅の狭い均一粒径粒
粒子あることが好ましく、その添加量は必要に応じて反
応性接着剤に対し15体積％以下を使用する。15体積％以
上添加すると、回路に対する接着力が低下する。また回
路の微細化に対応するには隣接回路との距離以下の平均
粒径を有する絶縁性粒子の適用が好ましい。
ここで本発明に用いる平均粒径は次式で求めるものとす
る。
Ｄ＝Σnd/Σｎ ……（１） （式中は、ｎはｄなる粒径の粒子の数を示す。これら粒
径の観察方法としては、一般的に用いられる電子顕微鏡
や光学顕微鏡、コールタカウンター、光散乱法などがあ
り、本発明では電子顕微鏡法による。またアスペクト比
を有する場合のｄは長径によるものとする。） 本発明の使用材料について以下説明する。
反応性接着剤１としては、エポキシ、尿素、メラミ
ン、グアナミン、フェノール、キシレン、フラン、ジア
リルフタレート、ビスマレイミド、トリアジン、ポリエ
ステル、ポリウレタン、ポリビニルブチラール、フェノ
キシ、ポリアミド、ポリイミド、及びシアノアクリレー
ト等の各種合成樹脂類や、カルボキシル基、ヒドロキシ
ル基、ビニル基、アミノ基、及びエポキシ基等の官能基
含有型のゴムやエラストマ類があり、これらは単独もし
くは２種以上の混合物としても適用できる。
これらの反応接着剤の中では、エポキシ樹脂単独もし
くは成分中に少なくともエポキシ樹脂を含有するいわゆ
るエポキシ系接着剤が、速硬化性でかつ各種特性のバラ
ンスのとれた硬化物を得られることから好適である。こ
れらのエポキシ樹脂としては、例えばエピクロルヒドリ
ンとビスフェノールＡやビスフェノールＦ等から誘導さ
れるビスフェノール型エポキシ樹脂、エピクロルヒドリ
ンとフェノールノボラックやクレゾールノボラックから
誘導されるエポキシノボラック樹脂が代表的であり、そ
の他グリシジルアミン、グリシジルエステル、脂環式、
複素環式などの１分子内に２個以上のオキシラン基を有
する各種のエポキシ化合物が適用できる。
これらは単独もしくは２種以上混合して用いることが
可能である。例えば、液状と固形のエポキシ樹脂の併用
はフィルム形成性や接続時の接着剤の流動性を調節する
点から好ましい使用形態である。また熱可塑性ポリマと
の併用も接着剤に可撓性を付与することから好ましい。
これらエポキシ樹脂は、不純物イオン（Na+、K+、Cl-、
SO4 2-など）や加水分解性塩素などが各々300ppm以下に
低減されたいわゆる高純度品を、さらに、好ましくは10
0ppm以下のいわゆる超高純度品を使用することが、接続
回路の腐食を防止することから更に好ましい、また、上
記不純物イオンはエポキシ樹脂の硬化反応を害すること
があり好適である。そのためにも高純度とすることは速
硬化性の得られることから接続作業上からも好ましい。
反応接着剤には硬化促進剤や硬化触媒を添加しても良
く、又保存性に悪影響を及ぼさない範囲であれば硬化剤
や架橋剤類を添加しても良い。
又、溶剤類や分散媒、粘着性調整剤、充填剤、紫外線
収縮剤、老化防止剤、重合禁止剤、及びカップリング剤
などの一般的な添加剤類も含有できる。
被覆粒子２は、硬化剤を核としボリウレタン、ポリス
チレン、ゼラチン及びボリイソシアネート等の高分子物
質や、ケイ酸カルシウム等の無機物、及びニッケルや銅
等の金属薄膜等の皮膜により実質的に覆われており、そ
の平均粒径は加圧変形性導電粒子３の変形前の平均粒径
より小さいことが必要であり、好ましくは80％以下、よ
り好ましは50％以下とする。粒子の形は特に制限は無い
が、アスペクト比の小さい方が均一反応性を得る点から
好ましい。ここに核材である硬化剤としては、反応性接
着剤１に対して公知の各種物質を適量用いることができ
る。
例えばエポキシ樹脂の場合の硬化剤について例示する
と、脂肪族アミン、芳香族アミン、カルボン酸無機物、
チオール、アルコール、フェノール、イソシアネート、
第三級アミン、ホウ素錯塩、無機酸、ヒトラジド、及び
イミダゾールなどの各系及びこれらの変性物が採用でき
る。
これらの中では、速硬化性で接続作業性に優れ、又イ
オン重合型で触媒的に作用する化学当量的な考慮が少な
くて良い第三級アミン、ホウ素錯塩、ヒドラジド、及び
イミダゾール系が好ましく、これらは単独もしくは２種
以上の混合体として適用できる。
被覆粒子を用いた硬化反応は接続時に完了することが
好ましいが、回路間で変形性導電粒子の変形を保持する
状態まで反応が進行すればよく、この状態で更に後硬化
することもできる。
被覆粒子２は熱活性型すなわち一定の温度下で皮膜の
破壊を生じる方式の物が、圧力活性型の物より均一反応
系が得られることから微小接続部の信頼性が向上するの
で好ましい。
熱活性温度としては40℃〜250℃の物が適用できる。
40℃以下では保存時に活性化し易いことから冷蔵保存
が必要であり、250℃以上では接続時に高温が必要なこ
とから接続部の周辺材料への熱損傷を与え易い。
このような理由から好ましい熱活性温度は70〜200
℃、より好ましくは100〜170℃である。
本発明に用いる熱活性温度は、指差走査型熱量計（Di
fferential Scanning Calorimetry,DSC）を用い、10℃
／分で常温から昇温まで接着剤組成物１を昇温させた時
の発熱量のピーク温度を示すものとする。
加圧変形性導電粒子３は、第４図に示すように例えば
ポリスチレンやエポキシ樹脂などの高分子核材８の表面
を、ニッケルや金、銀、銅及び半田などからなる厚みが
例えば１μｍ以下の導電性の金属薄層９で被覆した粒子
であり、前述したように前記被覆粒子２より大きな粒径
であることが必要である。
これらの加圧変形性導電粒子３は、回路接続時の加熱
加圧下で変形することが必要であり、その時の条件とし
ては、例えば温度250℃以下、圧力100kg/cm2以下が一般
的に用いられる。高温高圧になるほど回路材料等に熱損
傷を与えることから温度200℃以下、圧力50kg/cm2以下
が好ましい。
導電粒子３の変形の確認は、接続構造体の断面の電子
顕微鏡による観察が有効であり、変形の程度は、例えば
第１図における変形前の粒径D0に対し、変形後の粒径D1
との関係が、（２）式に示すＤ＝0.9以下、好ましくは
0.7以下とすることである。
Ｄ＝（D0−D1）／D1 …（２） 高分子核材８としては、ポリスチレンやエポキシ樹脂
などの各種プラスチック類、スチレンブタジエンゴムや
シリコーンゴム等の各種ゴム類、及びセルロース、デン
プン、スクアレンなどの天然高分子類などがあり、これ
らを主成分として、架橋剤や硬化剤及び老化防止剤など
の各種添加剤を用いることもできる。
金属薄層９は、導電性を有する各種の金属、金属酸化
物、合金等が用いられる。
金属の例としては、Zn、Al、Sb、Au、Ag、Sn、Fe、C
u、Pb、Ni、Pb、Pt、などがあり、これらを単独もしく
は複合（半田など）して用いることが可能あり、さらに
特殊な目的、例えば硬度や表面張力の調整及び密着性の
改良などの為に、Mo、Mn、Cd、Si、Ta、及びCrなどの他
の金属やその化合物などを添加することができる。
導電性と耐腐食性からNi、Ag、Au、Sn、Cu、Pbが好ま
しく用いられ、これらは又単層もしくは複層以上として
形成することも可能である。
金属薄層９を高分子核材８上に形成する方法として
は、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング
法、溶射法などの乾式法や、例えば流動層法や無電解法
によるめっきなどが適用できる。これらの中で、湿式の
分散系によることから均一厚みの被覆層を得ることの出
来る無電解めっき法が好ましい。金属薄層の厚みは通常
0.01〜５μｍ、好ましくは0.05〜1.0μｍとする。ここ
で厚みは金属下地層のある場合にはその層も含むものと
する。被覆層の厚みが薄いと導電性が低下し、厚みが増
すと回路接続時における高分子核材の変形が起こり難く
なることから接続信頼性が低下する。
本発明に用いる加圧変形性導電粒子３としては、前記
した高分子核材／金属薄層の構成物以外にも、熱溶融性
金属粒子の一部の物も半導体チップの保護層13を破壊し
ない条件下で、加熱加圧下で変形可能であれば適用可能
である。
加圧変形性導電粒子３を回路接続に用いた場合、高分
子核材が回路接続時の加圧あるいは加熱加圧により変形
し、回路面あるいは加圧変形性導電粒子の相互間で押し
つけるように適度に変形し、十分な接触面積の得られる
ことや、高分子核材の剛性や熱膨張係数が接着剤の性質
に極めて近いことと、金属薄層の厚みは例えば１μｍ以
下と薄いことから変形性を有すること等により、接続回
路４−５間の膨張収縮に対し追随性を有するので、温度
変化を含む長期の接続信頼性が著しく向上する。
本発明に用いる加圧変形性導電粒子の粒径は、変形前
の状態で平均粒径0.01〜100μｍのものが用いられる。
この平均粒径が0.01μｍ未満では、粒子の表面積が大き
く凝集による粒子間の接触が必要以上に生じることか
ら、面方向の絶縁性が得られない場合がある。
また、平均粒径が100μｍを超えると、回路が微細の
場合に隣接回路間に粒子が存在するとやはり面方向の絶
縁性が得られない場合がある。
これらの理由により、好ましい平均粒径は１〜50μｍ
である。
平均粒径が上記範囲内であれば加圧変形性導電粒子の
形状は特に規定しないが、良好な異方導電性を得るには
アスペスト比のなるべく小さなもの、例えば球状、円錐
状などのものが好ましい。
なお、これらの加圧変形性導粒子は、１種単独で用い
ても２種以上併用して用いてもよい。
本発明における前記加圧変形性導電粒子は、前記接着
剤成分に対し、0.1〜15体積％使用する。この値が0.1〜
15体積％の範囲では、良好な異方導電性を示すが、0.1
体積％未満では、微細回路の接続において厚み方向の導
電性が得にくく、15体積％を超えると隣接回路間の絶縁
性が得られなくなる。
このような理由から信頼性の高い異方導電性を得る為
には、この値を１〜10体積％の範囲内に設定することが
より好ましい。
本発明になる回路接続用組成物を純水中に浸漬し、例
えば100℃で10時間処理したときの抽出水の塩素イオン
の濃度は、組成物の重量に対し15ppm以下、好ましくは5
ppm以下とすることが接続回路の腐食を防止し、接続信
頼性を向上できることから好適である。
さらに、これら抽出水の塩素イオン濃度を低下するこ
とは、前述したように、組成物の反応速度が向上するこ
とから接続温度の低下や短時間接続等の効果が得られる
ので接続作業上からも好ましい。
以上述べた回路接続用の組成物を用いた半導体チップ
と回路基板との接続構造について、半導体チップのバン
プレスとバンプ付との場合に分けて以下に説明する。
まず半導体チップのバンプレス接続の場合を、第５〜
７図を参照しながら説明する。
第５図及び第６図は本発明の一実施例を示す断面模式
図である。半導体チップ11はICやLS1、チップコンデン
サー等であり、これら半導体チップには例えばアルミニ
ウム、銅、ニッケルなど、あるいは、これら表面に金な
どが形成された電極12が保護層13の主面10に対し、凹状
ないし略同等の高さに形成されている。電極12は、半導
体チップの配線をそのまま利用することも可能である。
電極の深さが、保護層と略同等な場合（第６図）は、
CVDなどのいわゆる薄膜技術を用いて、必要部に保護層1
3を形成した場合や、配線回路が保護層に覆われていな
い場合が相当する。
基板14は、ガラス、合成樹脂、金属、セラミックス及
びこれらの複合材などよりなり、金、銀銅、アルミニウ
ム、クロム、タンタル、及び酸化インジウム（ITO）な
どからなる回路15を有しているものとする。基板14は、
例えば第５図のように中央部が除去された構造（例えば
フィルムキャリアいわゆるTABテープ）や、第６図のよ
うに連続した構造（例えばガラス回路）等が可能であ
る。
上記第５図及び第６図において、半導体チップと基板
の組み合わせは、これらに限定されず、例えば第５図に
示した凹状電極を有する半導体チップを、第６図に示し
た連続した基板に適用しても良い。
ここで、本発明の他の実施例を示す第７図について説
明すると、凹状電極12を有する半導体チップを、合成樹
脂のフィルム状基板14上に銀ペーストにより作成した回
路15とを接続した場合を示す断面模式図である。
回路15の中央部が盛り上がった構造は、例えば銀ペー
スト等を用いた焼結回路や回路作製時のエッチング条件
の不適等によりよく発生する。
第７図においては、回路15が中央に盛り上がっている
ので、接続時の加圧により、保護層13が、せき止め的に
作用して加圧変形性導電粒子３が絶縁回路部に流出し難
いことから良好な導通性が得られ、合わせて保護層13と
基板14間においても高度な絶縁性が得られる。第７図
（ａ）、（ｂ）は、電極接続部12−15間の加圧変形性導
電粒子３が単粒子状（ａ）でも、凝集状（ｂ）であって
も良いことを示している。
本発明になる接続構造を得る方法は、半導体チップ11
と基板14の間に本発明になる回路接続用組成物を介在さ
せて、電極12と回路端子15とを位置合わせし、加熱加圧
することで得られる。
接続時には必要に応じて、紫外線の照射や超音波振動
などを併用すると、接着剤の硬化時間の短縮や接着界面
の汚染除去などに有効である。
本発明は、回路接続用接着剤組成物に用いる導電粒子
を接続時の加熱加圧下において変形可能な粒子とし又、
接着剤により接続時に固定する構造である。そのため、
変形性粒子が接合面の凹凸に沿って変形可能であること
から、電気的接続部にバンプが無い場合であっても、変
形性粒子がバンプと同様な作用をすることにより電気的
接続が可能となり、合わせて保護層からの電極部の深さ
のばらつきを無視して接続が簡単に行えるようになる。
変形性導電粒子は、半導体チップやその保護層を形成
する材料に比べて強度が相対的に低いことから、接続時
の加熱加圧によっても半導体チップや保護層の破壊を生
じない。その為、導電粒子の粒径や添加量に留意するこ
とで、面方向には絶縁性で上下電極のみに導通が可能な
高密度接続が可能であり、従来不可能であった半導体チ
ップのバンプレス接続が可能となる。
更に従来の接続部を半田で形成するいわゆるフリップ
チップ方式の場合は、半導体チップと基板との熱膨張係
数の差によるストレスは、全て主に半田よりなる接合部
に集中していたが、本発明では、導電粒子が高分子物質
を核体とし、表面の金属層は極めて薄層であることから
加圧変形性を有し、弾性率及び熱膨張係数が同じ高分子
物質である接着剤と核体とで、極めて近い性質であるこ
とから、異方導電性接着剤よりなる接合層が熱衝撃に対
する優れたストレス吸収層として作用し、接続信頼性が
向上する。
また、接続時に半田溶融工程が無いことから、半導体
チップや周辺の電子部品に対する熱損傷がなく、半田ブ
リッジの発生もないので、更に高度な高密度実装が可能
となる。
上記で得た接続構造物は必要に応じて、他の合成樹脂
やセラミック等で封止することが、接続部の機械的補強
や防湿層の形成などの点から好ましいことである。
バンプ付半導体チップの場合について以下図面を参照
しながら説明する。
第８図は，本発明の一実施例を示す断面模式図であ
る。半導体チップ11には主面から突出した金や半田から
なる多数の電極（バンプが代表的）17が形成されてい
る。
本発明は、回路15上の回路接続用組成物を介して、半
導体チップのバンプ17、17′と接続するものであり、こ
の時、半導体チップのバンプの接続部を除く下面全域は
絶縁性接着剤16により覆われている。
絶縁性接着剤16は、少なくともバンプ17、17′の形成
面の半導体チップ側を覆うことが必要である。
本発明になるバンプ付半導体チップの接続構造の製造
法について以下に説明する。
第８図において、まず回路15を有する配線基板14上
に、本発明になる回路接続用組成物18を形成する。形成
手段としては、組成物が液状の場合には塗布や印刷する
ことにより、また、固形の場合には載置して加圧もしく
は加熱加圧するなどの方法が採用できる。一方、半導体
チップ11のバンプ17、17′側に絶縁性接着剤16を構成す
る。そのあと、両接着剤面を対向させて、加圧もしくは
加熱加圧により両接着面を一体化する。この方法は、絶
縁性接着剤の構成が比較的簡単に行うことができる。
他の方法として、半導体チップ11側に空隙が形成する
ように、組成物18を配線基板の厚みやバンプ17、17′の
高さを調節して、突出電極部のみを接続しても良い。空
隙の部分に絶縁性接着剤16を形成する。形成の方法とし
ては、絶縁性接着剤16中への浸漬や、加圧もしくは減圧
による注入などの方法がある。
本発明になる半導体チップの接続本発明の他の例につ
いて説明する。
この方法は、第９図に示した回路接続用組成物18と絶
縁性接着剤16とよりなる２層フィルムを用い、異方導電
性接着剤層を配線基板側として半導体チップとの間に介
在させて、加圧もしくは加熱加圧により接続する方法で
ある。
２層のフィルムの製造法としては、例えば剥離可能な
フィルム上に、接着剤１、被覆粒子２及び加圧変形性導
電粒子３よりなる回路接続用組成物18を塗布等により構
成し、この上に絶縁性接着剤16を例えば塗布すればよ
く、あるいは両接着剤フィルムをロールラミネートする
等の一般的方法を採用できる。
この方法によれば、前者の方法に比べて接続時に絶縁
性接着剤を別途形成しなくても良いので、作業性が著し
く向上できることから更に好ましい。
本発明の接続構造を得る上で重要なことは、回路接続
用組成物18よりも絶縁性接着剤16の接続時における流動
性を少なくとも同等以上に大きくすることで、バンプ1
7、17′先端面が回路接続用組成物18に接触し易い構造
とすることである。この時、絶縁性接着剤16の厚みはバ
ンプ17の高さ以下、好ましくはバンプ17、17′を除く部
分の体積以下となるような厚みが良好な接続を得やす
い。また回路接続用組成物18の厚みは、含有する導電粒
子の粒径と略同等以下とすると、導電粒子が有効に導通
に寄与するので好ましい。
本接続構造によれば、接続部を導電性に寄与する回路
接続用組成物18と絶縁性接着剤16との２層構造としたこ
とにより、分解能が著しく向上し、半導体チップの微細
な接続における隣接回路とのリーク現象がなくなった。
すなわち、バンプ17と回路15の接続部においては、バ
ンプ17の先端面は回路接続用組成物18に含まれる加圧変
形性導電粒子３と接触し、電極上の凹凸形成材として作
用するので、微小面積における接続の確実性が向上す
る。
また、バンプの無い接続部13−15間においては、絶縁
性接着剤16が存在するので、隣接回路間17−17′でのリ
ークが発生しない。そのため導電粒子を従来の比べ高濃
度に充填することが可能となり、微小面積での接続信頼
性が向上する。
この時、第８図においては組成物18と絶縁性接着剤16
とが各相として別個に存在しているが、この領域（バン
プ間のスペース部）においては、両者が相溶もしくは混
合された形で存在する方が、導電粒子３の濃度が相対的
に現象するので好ましい。
さらに本接続構造によれば、チップ側の接続面である
バンプ17、17′の形成面が導電粒子を含有しない絶縁性
接着剤16により覆われているので、接続時の加圧下でも
これらが緩衡層として作用するのでチップの破壊を生じ
ない。
絶縁性接着剤16は、チップの下面やその周縁部を覆っ
て形成されることから、封止剤としての作用も示し、水
分の浸入防止や耐湿性の向上に有効である。
また、加圧変形性導電粒子３が回路に対し面接触する
ことや、接着剤と導電粒子の核材との熱膨張係数や弾性
率を近似できるので接続信頼性が著しく向上する。
上記したように本発明で得られた半導体チップの接続
構造は、半導体チップのバンプ有無の各々について高密
度実装分野、例えば、液晶、EL、蛍光表示管などのディ
スプレイ関連やICカード及びプリンタ等に大きく貢献す
るものである。
なお、上記説明においては半導体チップが１個の場合
の接続について述べてきたが、同一基板上に多数の半導
体チップを同時に接続することや、半導体チップ上に更
に他の半導体チップを順次積層一体化する等のいわゆる
マルチチップ実装も本発明において実施可能である。
また、半導体チップをチップ化する前のウエハ状態の
電極面に本発明になる構成を接着剤のＢステージ化等に
より仮形成し、チップ化する際のウェハ分割時の仮固定
用や、静電破壊防止用、及び導通検査用などとした後
で、チップ化し本発明の構造体を得ることも、工程短縮
上好ましい方法である。
〔作用〕
本発明によれば、被覆粒子２よりも大きな粒径を有す
る加圧変形性導電粒子３は、回路接続時に加熱加圧によ
り圧力を優先的に受けることから変形する。この時反応
性接着剤１は昇温により低粘度化しているので、加圧変
形性導電粒子３の表面から排除され易く、また、加圧変
形性導電粒子３は回路に接した状態で自由に変形でき
る。被覆粒子２は加圧変形性導電粒子３よりも小さな粒
径であるので、加圧変形性導電粒子３より遅れて高温状
態になり、被覆層の破壊や溶融により核材の硬化剤は反
応接着剤１と接触し、高温下であることから硬化反応が
速やかに進行する。そのため加圧変形性粒子が回路間で
変形した状態で硬化接着剤により固定することができる
ので、回路との接触が十分な接続となるため、接続抵抗
のばらつきの無い安定した接続が可能となる。
従って半導体チップと配線基板との電気的接続などの
高度な接続信頼性の要求される分野への適用が可能とな
る。
〔実施例〕
本発明を以下実施例により、更に詳細に説明する。
実施例１ （１）接着剤 エピコート1002（ビスフェノール型エポキシ樹脂、油
化シェルエポキシ株式会社製商品名）と、ニポール1072
（カルボキシル変性ニトリルゴム、日本ゼオン株式会社
製商品名）とを固形分比で70対30とし、40％のトルエン
溶液を得た。
（２）被覆粒子 ノバキュアHX−3742（イミダゾール変性体を核とし、
その表面を架橋ポリウレタンで被覆した平均粒径2.5μ
ｍのマイクロカプセル化した粒子を、液状エポキシ樹脂
中に分散したもの、旭化成工業株式会社製商品名）を用
いた。
（３）加圧変形性導電粒子 可撓性エポキシ硬化球の表面に無電解ニッケルめっき
を行い、ニッケル層の厚み0.1μで粒径5.2μｍの粒子
（EP−Ｍと略）を得た。
（４）接続部材の作製 上記（１）〜（３）を表１に示すような比率となるよ
うに配合し、この溶液を２軸延伸ポリプロピレンフィル
ム50μｍ上に塗布し、90℃−15分間の乾燥を行い、25μ
ｍの厚みを有するフィルム状の接続部材を得た。これら
の接続部材は室温の長期保管後の特性を考慮して、全て
50℃−20時間のエージング後に評価を行った。
この接続部材を純水中で100℃−10hの抽出操作を行っ
た後の抽出塩素イオン濃度はイオンクロマトグラム（Di
onex 2010i）による測定の結果、13ppmであった。
また、この接続部材を1.5mg秤量し、30℃から10℃／
分の速度で昇温したときのDSC（デュポン1090）のピー
ク温度（熱活性温度）は148℃であった。
（５）評価 この接続部剤を用いてライン巾70μｍ、ピッチ140μ
ｍ、厚み35μｍの銅回路を250本有するフレキシブル回
路板（FPC）と、全面に酸化インジウム（ITO）の薄層を
有する（表面抵抗30Ω／口）厚み1.1mmのガラス板とを1
70℃−20kg/cm2−30秒の加熱加圧により接続幅3mmで接
続した。この時、まず、FPC上に接続部材の接着面を貼
付けた後、100℃−5kg/cm−３秒の仮接続を行い、その
後セパレータをポリプロピレンフレキシブルを剥離して
ITOとの接続を行った。上記により得た回路接続品の評
価結果を表１に示した。
表１において接続後の厚みは、マイクロメータを用い
て、まず接続部の厚みを測定し、この値から事前に測定
したFPC及びITOガラス回路板の厚みを差引いて求めた。
又、接続抵抗は接続部を含むFPCの隣接回路の抵抗を
マルチメータで測定し平均値（ｘ）と最大値（Max）で
表示した。
実施例１の場合、接続部の厚みは１μｍ程度と小さく
良好な接続抵抗が得られた。
接続体の断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、
導電粒子は、前述した第１図（ｃ）のように、いずれも
加圧方向に大きく変形しており、回路面に対し面状に接
触していた。
実施例１の場合の被覆粒子の皮膜はポリウレタンであ
るが、架橋構造となっているためトルエンに対して耐性
があり製造上に問題はなかった。又、長期保管を考慮し
た50℃−20時間のエージングによっても、良好な特性が
得られた。
実施例２ 実施例１と同様であるが、接続部材中に更に粒径２μ
ｍの球状シリカ（触媒化学株式会社製）を添加した。
この場合も実施例１と同様に評価したが、球状シリカ
の粒径に接続厚みは制御された。球状シリカはギャップ
調整材として作用し良好な持続特性が得られた。本実施
例は加圧変形性導電粒子が特に変形し易い場合に更に有
効に作用すると考えられる。
実施例３ 実施例１と同様であるが、接着剤成分を変更した。バ
イロン300（水酸基及びカルボキシル基含有の熱可塑性
ポリエステル、東洋紡績株式会社製商品名）とエピコー
ト828（ビスフェノールＡ型、液状エポキシ樹脂、油化
シェル株式会社製商品名）及びコロネートＬ（ボリイソ
シアネート、日本ボリウレタン株式会社製商品名）の配
合比を順に70/30/1とした。
本実施例は接着剤の系を変えた場合であるが、表１に
示すように良好な接続特性が得られた。
実施例４〜５及び比較例１〜２ 実施例１と同様な接着剤を用いて、被覆粒子及び加圧
変形性導電粒子の種類を変えた。
（１）接着剤 実施例１と同じである。
（２）被覆粒子 （イ）前処理 キュアゾール2MZ−OK（２−メチルイミダゾール、イ
ソシアヌール酸不加物、融点約250℃、四国化成工業株
式会社製商品名）を分級して、平均粒径４、７、15μｍ
の硬化剤粉体を得た。この粉体をトルエン中で強制的に
撹拌して脱脂及び粗化を兼ねた前処理を行い、その後濾
過によりトルエンを分離して、前処理した硬化剤の核材
を得た。
（ロ）活性化 次にサーキットプレップ3316（Pdc1＋C1＋HC1＋SnCl2
系の活性化処理液、日本エレクトロプレーティングエン
ジニヤーズ株式会社製商品名）中に分散し、25℃−20分
間の撹拌により活性化処理を行い、つづいて水洗、濾過
により表面を活性化した核材を得た。
（ハ）無電解Cuめっき 活性化処理後の核材をサーキットプレップ5501（無電
解Cuめっき液、日本エレクトロプレーティングエンジニ
ヤーズ株式会社製商品名）液中に浸漬し、30℃−30分間
強制撹拌を行った。所定時間後水洗、乾燥を行い、核材
上に厚み約0.1μｍ（走査型電子顕微鏡による断面観
察）のCu被覆層を有する粒子を得た。
（３）加圧変形性導電粒子 平均粒径10μｍの架橋ポリスチレン粒子（PSt）の表
面に、ニッケルを無電解めっきで構成し、更に金の置換
めっきを行うことで、約0.2μｍの金属被覆層を有する
めっきプラスチック粒子（以下、PSt−Ｍと略記、比重
2.0）を得た。
（４）評価 実施例１と同様な評価を行った結果を表１に示す。
表１において、実施例４〜５は加圧変形性導電粒子の
変形前の平均粒径10.4μｍに対し、被覆粒子の平均粒径
を4.2μｍ（実施例４）と7.2μｍ（実施例５）とした場
合であるが、両者共に接続後の厚みは２〜３μｍと小さ
く、導電粒子は十分に変形したので接続抵抗の値もｘ及
びMax値とも低く良好であった。
実施例４〜５においては、被覆粒子の被覆材として金
属を用いたことにより、接続部材の製造時における接着
剤中の溶剤による影響を受け難く、粘度変化が少ないの
で製造が容易であった。接続後の被覆金属は導電材料と
して作用するので悪影響は見られなかった。
比較例１は、被覆粒子の粒径を15.2μｍと加圧変形粒
子の平均粒径10.4μｍよりも大きくした。この場合は接
続後の厚みがほとんど減少せず、接続抵抗も不安定であ
った。
加圧変形性導電粒子の変形と回路への接触が不十分な
状態で接着剤の硬化反応により粘度が上昇した為と見ら
れる。
比較例２ 実施例２と同様な接続部材の組成であるが、被覆粒子
は被覆処理を行わない硬化剤のみの粉末を用いた。
この場合も接続後の厚みが減少せず、接続抵抗も大き
く不安定であった。保存時（50℃−20時間）に接着剤の
硬化が進行した為に、回路接続時に接着剤の流動性がほ
とんどなくなった為と考えられる。
以上の実施例１〜５においては、加圧変形性導電粒子
が変形する際に接着剤は接続時の高温下の為に低粘度と
なるが、加圧変形性導電粒子は回路間で挟持されている
ので回路外に導電粒子の流出することは少なく、変形も
容易である。
加圧変形性導電粒子の変形後に反応接着剤の粘度が上
昇し、安定した接続が得られる。
その為、いずれの接続品も供試FPC（スペース70μ
ｍ）で隣接回路間の短絡は発生せず良好な異方導電性を
示した。
又、接着剤は反応硬化型の為、接着強さが高温まで保
持された良好な接続状態を示した。
実施例６〜８及び参考例−１ 接着剤からの抽出塩素イオン濃度の影響をみた。
（１）接着剤 市販のエポキシ樹脂の超高純度グレードであるクォー
トレックス1010（ビスフェノール型エポキシ樹脂、ダウ
ケミカル株式会社製商品名）及びクォートレックス2010
（ノボラックフェノール型エポキシ樹脂、ダウケミカル
株式会社製商品名）を用い、これらエポキシ樹脂に対す
る可撓化剤として、ブチラール300K（ボリビニルアセタ
ール樹脂、デンカ株式会社製商品名）が30重量％の固形
分比となるように秤量し、固形分40％のトルエン溶液を
得た。
（２）被覆粒子 市販品の前述したグレードの中から、ノバキュアHX−
3741HP（イミダゾール変性体を核材としポリウレタン系
材料で被覆した平均粒径4.5μｍの粒子を、高純度の液
状エポキシ中に分散したもの、旭化成工業会社製商品
名）及び参考例として同一硬化材を一般用液状エポキシ
中に分散したHX−3741とを用いた。
（３）加圧変形性導電粒子 高分子核材として軟質フェノール粒子を用い、その表
面にニッケル／金の複合めっき層を形成した平均粒径1
5.2μｍの導電粒子を用意した。
（４）接続部材の作製 実施例１と同様にして厚み17μｍの膜状の異方導電性
接着剤を用意した。
（５）評価 実施例１と同様な評価を行い結果を表１に示した。
実施例の６及び８は参考例と比べ、抽出塩素イオンの
濃度が1/10以下に減少し、DSCピーク温度も約30低下し
たことから不純物である塩素イオンのレベル低減による
反応性の向上が認められた。
実施例７は、実施例２と同様なギャップ調整材を用い
た場合である。実施例６〜８はいずれも良好な接続抵抗
を示した。
そこで実施例６〜８及び参考例１の接続体をプレッシ
ャクッカ試験（PCT）に供し、200時間処理後の抵抗を測
定した。
その結果、実施例６〜８においてはMax抵抗におい
て、いずれも10Ω以下と接続抵抗の変化が少ないのに対
し、参考例ではMax抵抗が30Ωに上昇し、前記実施例６
〜８に比べて接続抵抗の変化が大きかった。
この理由は、実施例６〜８においては参考例に比べ反
応性が向上したことにより、接続時に硬化が十分に進行
したこと、及び塩素イオン濃度の低下により接続部の電
極界面の腐食が抑制されたこと等が考えられる。
実施例９〜11 半導体チップ（5mm角、厚さ0.5mm、主面の４辺周囲に
50μｍ角の電極が200ケ形成され、電極間隔は最短部で5
0μｍ、保護層の厚みは実施例９から順に10、２、０μ
ｍと異なる）及び、この電極配置と対応した回路を有す
るITO（酸化イジウム）回路を形成したガラス回路とを
用意した。
実施例１の回路接続用接着剤組成物よりなるフィルム
状接続部材を、半導体チップとガラス回路との間に介在
させて、170℃−30kg/cm2−30秒の加熱加圧を行い、接
着剤を硬化して接続構造体を得た。
上記接続構造体は、各電極の接続点でいずれも電気的
導通が可能であり、熱衝撃試験（−40℃〜100℃、500サ
イクル）後も、この結果は変わらなかった。
熱衝撃試験後の接続構造体の断面を走査型電子顕微鏡
で観察したところ、接続面の導電粒子は、いずれも加圧
方向に大きく変形しており、その程度は、保護層の厚み
が小さくなる順（すなわち実施例９、10、11の順）に変
形度が大きくなっていた。
実施例12 実施例10に用いた半導体チップを用い、75μｍポリイ
ミドフィルム上に15μｍの銅回路を有するTABテープと
接続した。用いた回路接続用組成物及び接続条件は実施
例10と同様である。この場合も良好な接続が得られた。
実施例９〜12によれば、半導体チップの電極部あるい
は基板上の接続回路部にバンプを形成することなしに、
これらの接続を加圧もしくは加熱加圧するという簡便な
方法によって行うことにより、接続信頼性の高い半導体
チップのバンプレス接続が可能となり、作業工程が著し
く簡略化した。
本実施例によればその他にも、実装密度（分解能）向
上、省資源、及びコストダウンなどの優れた効果を合わ
せて得ることが可能である。
実施例13 本実施例では、回路接続用組成物及び絶縁性接着剤が
フィルム状の場合について述べるが、これらは前述した
ように液状等、他の形態であっても良い。
ガラス板上に半導体チップ（5mm角、厚さ0.5mm、主面
の４辺周囲に50μｍ角、高さ20μｍのバンプが200個形
成されている）のバンプ（突起状電極）配置と対応した
接続端子を有するITO回路を形成した配線板（以下ガラ
ス回路という）を用意した。一方、回路接続用組成物と
して、実施例３の組成である厚み７μｍのフィルム状組
成物（170℃、初期粘度１×104ポイズ）を用意し、ガラ
ス回路上に室温で5kg/cm2−５秒で貼付けた。
一方絶縁性フィルムとして、実施例１の組成物から加
圧変形性導電粒子を除いた厚み20μｍのフィルム（170
℃、初期粘度２×104ポイズ）を半導体チップ面に室温
で5kg/cm2−５秒で貼付けた。
以上よりなる接着剤面同士を顕微鏡下で位置合わせを
行った後、170℃−30kg/cm2−30秒の加熱加圧により接
続した。潜在性硬化剤は活性化して接着剤は硬化した。
接続部の断面を観察したところ、第８図と同様に半導
体チップの隣接電極間は絶縁性接着剤で満たされ、バン
プ先端は異方導電フィルムの粒子に接し、この粒子は変
形していた。回路接続用組成物に比べて絶縁性接着剤の
接続時における粘度が低いことから、加圧下でバンプ先
端は周囲の絶縁性接着剤を排除して導電粒子と接し、こ
の部分の導電粒子は高分子を核材とした変形性粒子であ
ることから、偏平化し回路への接触面積が増加したと考
えられ、隣接バンプとの間は導電粒子の濃度が薄くリー
クの恐れは見られなかった。
実施例13によれば、高密度な電極群を有する半導体チ
ップと配線基板の接続が信頼性高く行えるようになっ
た。また、回路接続用組成物と絶縁性接着剤とよりなる
２層フィルムを用いると、更に簡便な半導体チップの接
続が可能となる。
実施例14 （１）回路接続用組成物 実施例６の組成よりなる厚み20μｍのフィルム状物を
用いた。
（２）接続 ガラス基板上半導体チップ（5mm角、高さ0.5mm、主面
の４辺周囲に100μｍ角、高さ15μｍの金バンプが100個
形成）のバンプ配置と対応した接続端子付のITO/Cr回路
を形成した基板回路を用意した。
基板回路上に前記フィルム状物を貼付けて、ポリプロ
プロピレンフィルムを剥離後に、前記半導体チップのバ
ンプと基板側の端子とを基板回路（ガラス）側から顕微
鏡で位置合わせして、１枚のガラス基板上に10個の半導
体チップを載置した。
この状態で80℃−20kg/cm2の加熱加圧を行いながら、
基板回路から測定用プローブにより電流10μＡでマルチ
メータにより導通状態を検査した。
（３）再生 上記導通状態の検査により10個の半導体チップのうち
の１個に異常が見つかったので、除圧後に、その部分を
剥離して新規チップを用いて、前記と同様な接続操作を
行ったところ、今度はいずれも正常であった。異常部の
剥離は接着剤が未硬化なフィルム状であることから極め
て容易であり被着面は正常であった。
（４）硬化 加圧下での通電検査が正常となったので、そのまま加
圧板の下部に赤外線照射装置により、最高190℃で10秒
間加熱した。この赤外線照射装置はキセノンランプによ
る熱源をレンズにより集光し、光ファイバーにより損失
のほとんど無い状態で接続部近傍に導くことができるの
で、短時間で消音し、また温度を低下することができ
る。
以上の実施例においては、接着剤中に硬化剤の活性化
温度以下である接着剤が未硬化の状態で加圧したことに
より通電検査が可能であった。
また本接続時の硬化手段として赤外線集光照射方式に
よった為、通電検査時の加圧状態のままで短時間に昇温
し、接着剤の硬化反応を完結することが可能であった。
本実施例によれば、本接着する前の接着剤が未硬化の
状態で通電検査を行うことが出来るので不良部の再生が
極めて簡便となり、工程の省力化やコストの低減に極め
て有利となる。
〔発明の効果〕 以上詳述したように本発明によれば、接続部材中の被
覆粒子の粒径よりも加圧変形性導電粒子の粒径を大きく
することにより、回路接続部の加熱加圧により加圧変形
性導電粒子が上下回路間で変形した後で、接着剤の粘度
が上昇し硬化するので、導電粒子の表面から絶縁性接着
剤の排除が十分に行われるため接続抵抗のばらつきが無
く、微小面積の接続に適応可能な安定した接続が得られ
るようになった。
又、硬質粒子の併用により接続後の厚みの制御が可能
となる。そのため、回路の微細化の進む配線板や半導体
などの電子部品の接続に極めて有利な回路接続用組成物
を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明になる組成物を用いた回路接続時の状況
を示す断面模式図、第２図は本発明になる接続時の接着
剤の粘度変化を示す模式説明図、第３図は本発明になる
他の実施例の組成物を用いた回路接続時の状況を示す断
面模式図、第４図は、本発明に好適な変形性導電粒子を
示す断面模式図である。 第５図及び第６図は、本発明の一実施例を示す半導体チ
ップのバンプレス接続構造を示す断面模式図、第７図
は、本発明の他の一実施例を示す半導体チップの接続構
造を示す断面模式図である。 第８図は本発明の他の一実施例を示すバンプ付半導体チ
ップの接続構造を示す断面模式図、第９図はその接続構
造を得るのに好適な２層フィルムを示す断面模式図であ
る。 符号の説明 １……接着剤、２……被覆粒子 ３……加圧変形性導電粒子、４……上部回路 ５……下部回路、６……硬化接着剤 ７……硬質粒子、８……高分子核材 ９……金属薄層、10……主面 11……半導体チップ、12……電極 13……保護層、14……基板 15……回路、16……絶縁性接着剤 17……バンプ、18……回路接続用組成物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 泰史 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化 成工業株式会社下館研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−188184（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−193623（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−88378（ＪＰ，Ｕ)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】下記（１）〜（３）を必須成分とし、加圧
    変形性導電粒子の含量が成分（１）＋（２）に対し0.1
    〜15体積％である回路接続用組成物。 （１）エポキシ系の反応性接着剤 （２）前記反応性接着剤の硬化剤を核とし、その表面が
    皮膜により実質的に覆われてなる被覆粒子 （３）前記被覆粒子よりも大きな平均粒径を有する高分
    子核材の表面を金属薄層で被覆してなる加圧変形性導電
    粒子
  2. 【請求項２】下記（１）〜（４）を必須成分とし、加圧
    変形性導電粒子の含量が成分（１）＋（２）に対し0.1
    〜15体積％である回路接続用組成物。 （１）エポキシ系の反応性接着剤 （２）前記反応性接着剤の硬化剤を核とし、その表面が
    皮膜により実質的に覆われてなる被覆粒子 （３）前記被覆粒子よりも大きな平均粒径を有する高分
    子核材の表面を金属薄層で被覆してなる加圧変形性導電
    粒子 （４）前記加圧変形性導電粒子よりも小さな平均粒径を
    有する硬質粒子
  3. 【請求項３】特許請求の範囲１又は２に記載の組成物で
    あって、100℃−10時間の条件で抽出した水中の塩素イ
    オンの濃度が15ppm以下であり、かつ熱活性温度（昇温
    速度10℃／分の時のDSCピーク温度）が70〜200℃である
    回路接続用組成物。
  4. 【請求項４】相対峙する回路の間に硬化系接着剤を介在
    して電気的接続を得るに際し、前記接着剤として下記の
    回路接続用組成物を用いるとともに、接着剤が未硬化の
    状態で両回路を加圧しながら通電検査を行い、次いで接
    着剤を加熱加圧下で硬化することを特徴とする回路の接
    続方法。 （１）エポキシ系の反応性接着剤と（２）前記反応性接
    着剤の硬化剤を核としその表面が皮膜により実質的に覆
    われてなる被覆粒子と（３）前記被覆粒子よりも大きな
    平均粒径を有する高分子核材の表面を金属薄層で被覆し
    てなる加圧変形性導電粒子を必須成分とし、加圧変形性
    導電粒子の含量が成分（１）＋（２）に対し0.1〜15体
    積％である回路接続用組成物。
  5. 【請求項５】主面に対し凹状ないし略同等の高さの電極
    部を有する半導体チップを接着剤を用いて配線基板に接
    続する構造であって、前記接着剤として下記の回路接続
    用組成物を用いるとともに、前記組成物中の加圧変形性
    導電粒子は、少なくとも前記半導体チップの電極部と基
    板上の回路間において変形しており、前記接着剤により
    接続部が固定されてなることを特徴とする半導体チップ
    のバンプレス接続構造。 （１）エポキシ系の反応性接着剤と（２）前記反応性接
    着剤の硬化剤を核としその表面が皮膜により実質的に覆
    われてなる被覆粒子と（３）前記被覆粒子よりも大きな
    平均粒径を有する高分子核材の表面を金属薄層で被覆し
    てなる加圧変形性導電粒子を必須成分とし、加圧変形性
    導電粒子の含量が成分（１）＋（２）に対し0.1〜15体
    積％である回路接続用組成物。
  6. 【請求項６】主面より突出した電極（以下バンプと略）
    を有する半導体チップを接着剤を用いて配線基板に接続
    する構造であって、前記接着剤として下記の回路接続用
    組成物を用いるとともに、前記組成物中の加圧変形性導
    電粒子は、半導体チップのバンプの先端と基板上の回路
    間において変形しており、且つ前記半導体チップの前記
    電極接続部を除く下面全域に絶縁性接着剤が形成されて
    なることを特徴とする半導体チップの接続構造。 （１）エポキシ系の反応性接着剤と（２）前記反応性接
    着剤の硬化剤を核としその表面が皮膜により実質的に覆
    われてなる被覆粒子と（３）前記被覆粒子よりも大きな
    平均粒径を有する高分子核材の表面を金属薄層で被覆し
    てなる加圧変形性導電粒子を必須成分とし、加圧変形性
    導電粒子の含量が成分（１）＋（２）に対し0.1〜15体
    積％である回路接続用組成物。
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