JP3719471B2 - Ｉｃチップ接続用接着フィルム - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/321—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives
Landscapes
- Wire Bonding (AREA)
- Adhesive Tapes (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、突起状バンプを有するＩＣチップと相対峙させた回路基板の電極を接続固定して電気的接続および物理的接着をするために用いられる接着フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の小型化に対応して、ＩＣチップを直接回路に表面実装するベアチップ実装が広まってきた。この接続材料として現在は、導電性粒子を絶縁性接着剤中に分散させてフィルム状に製膜した異方導電性接着フィルムが採用されている。
これらの実装に使用されるＩＣチップは、その接続電極以外を絶縁性酸化膜で保護し、さらにポリイミド樹脂等の保護膜で覆うことにより、基板回路との絶縁を図っている。もし、保護膜に欠陥があったり、保護膜そのものが無い場合は、従来の異方導電性接着フィルムで接続すると、異方導電性接着フィルム中の導電性粒子が基板回路とＩＣチップ内配線とを短絡させることにより、機能を発揮出来ない場合がある。従って現在は、高価な保護膜付けにコストを掛けているのが現状である。
また、ＩＣチップの周囲にはＩＣチップの検査のために、ＴＥＧラインと称する回路が露出して残っており、基板回路とＩＣチップ内配線がつながってしまう不具合が発生しやすい。そこで個々のチップにダイシング加工するときにダイシング刃で除去しているが、完全に除去するには二段切断等の工程増になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる状況に鑑みなされたもので、ＩＣチップの回路と基板回路の短絡を防止するＩＣチップ接続用接着フィルムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、導電性粒子によるＩＣチップの保護膜破壊を防止するために、接続するＩＣチップのバンプ高さより小径の絶縁性粒子と、この絶縁性粒子よりさらに小径の導電性粒子を、それぞれ接着剤成分に対して０．１〜４．０体積％配合し、かつ、前記導電粒子の配合比を前記絶縁性粒子１に対し０．１〜０．５として、絶縁性接着剤中に分散させてなるＩＣチップ接続用接着フィルムに関する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる絶縁性接着剤としては、初期熱溶融性と、フィルム形性能があれば特に特定されないが、たとえば、フェノキシ樹脂や熱可塑性エラストマー等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。
また、絶縁性接着剤中に配合する絶縁性粒子としては、ＩＣチップのバンプ高さより小径であればよく、材質は特に問わないがプラスチック粒子、ガラスビーズ等の電気的絶縁物が用いられる。
また導電性粒子についても前記絶縁性粒子より小径であれば特に制約はないが、プラスチック粒子にメッキしたものや、金属粒子を用いることができる。
両粒子の形状としては球状が望ましく、また、その配合量は接着剤成分に対し０．１〜４．０％（体積）が好ましい。絶縁性粒子と導電性粒子の比率は、絶縁性粒子１に対し０．１〜０．５が好ましい。また、接着剤の厚さはＩＣチップのアンダーフィルに十分な量の確保と接着性を確保するために１０μm〜４０μmが好ましい。
【０００６】
本発明にかかる接着フィルムは、通常接着剤溶液をセパレーターの上に流延成形することにより製造することができる。図１に、本発明にかかる接着フィルムの断面構造の例を示したが、これらは本発明を制限するものではない。図１−ａは絶縁性粒子および導電性粒子を含有した接着剤層２をセパレータ１，３によりサンドイッチしたものであり、図２−ｂ、ｃは両粒子を含有する接着剤層２と含有しない接着剤層４からなる構成され、用いるＩＣのバンプの状態により適宜選択して用いられる。この場合において、粒子を含有する接着剤層２と含有しない接着剤層４の溶融粘度に差を設けると、比較的少ない粒子の添加で本発明の目的を達成できる。溶融粘度差としては１７０℃で５００ポイズ程度あることが望ましい。溶融粘度差を設ける方法としては、粒子を含有する接着剤層２と含有しない接着剤層４に用いる接着剤そのものを異なる材料とすること、あるいは分子量に差をつけるといった方法が一般的である。
【０００７】
図２は、本発明の接着フィルムを用いて、ＩＣチップ６をフレキシブル回路基板の接続電極１０に接続した場合のバンプ部近傍の状況を示す断面図である。バンプ９の頂上部は回路基板の電極に接しており、ＩＣチップ６と回路基板は、その間を絶縁性接着剤５で接着固定されている。また、ＩＣチップ上には、添加した絶縁性粒子８が介在した状態で回路基板の電極が位置しており、ＩＣチップ６と回路基板の電極１０間は、絶縁性粒子直径に近い間隔が保たれ絶縁されている。そのため導電性粒子１１が存在しても絶縁性粒子に比較して導電性粒子の直径が小さいためにＩＣチップと基板回路とが短絡することなく絶縁されている。更に、バンプの電極近傍では絶縁粒子は突起状のバンプ形状に沿って流動して排除されるが、導電性粒子は粒径が小さく残留する確率が高く、バンプと回路基板の電極との電気的接続の信頼性を高めている。図３は、従来の異方導電性接着フィルムを用いて、ＩＣチップをフレキシブル回路基板に接続した場合のバンプ部近傍の状況を示す断面図である。ＩＣチップ６上と回路基板電極１０間には、導電性粒子１１が存在しており、ＩＣチップ６表面の保護膜１２に欠陥１３があると、回路基板の電極１０は、ＩＣチップとバンプ以外の場所が短絡状態になる可能性が高い。
【０００８】
【実施例】
フェノキシ樹脂（ＰＫＨＡ：ユニオンカーバイド社製高分子エポキシ樹脂）とマイクロカプセル型潜在製硬化剤を含有する液状エポキシ樹脂（ノバキュアＨＰ−３９４２ＨＰ：旭化成製、エポキシ当量１８５）の比率３０／７０とし、酢酸エチル３０％接着剤溶液を得た。この溶液に平均粒子径５μｍのポリスチレン樹脂製の絶縁粒子を体積比率で３％と平均粒子径３μmの金メッキしたポリスチレン樹脂製導電性粒子を１％添加、撹拌分散させた絶縁粒子入り接着剤塗液を作成した。この絶縁粒子入り接着剤塗液を、離型処理した５０μｍ厚さの二軸延伸ＰＥＴ樹脂製セパレータＢ上に流延・乾燥して、上面に５０μｍ厚さのセパレータＡを貼り合わせた、接着剤厚み３０μｍ、総厚み１３０μｍ厚みの接着フィルムを得た。
１００μｍ角のパッドを４隅に配置し、その表面を５０００Å厚みのSiO2,SiN膜を付け、そのパッドに高さ６０μｍの金ワイヤバンプを成形した１ｍｍ角のＩＣチップを準備した。このＩＣチップには、電極間の抵抗が１０００Ωのテスト回路を設けてある。
また、１８μｍ厚みの電解銅箔を５０μｍ厚みのポリイミド樹脂製フィルムに接着した基材を化学エッチングして、回路加工した回路基板を準備した。
回路基板に上記接着フィルムを貼り付けた後、上記ＩＣチップのバンプと回路基板の電極を合わせて仮圧着した後、１８０℃、４００ｇｒ、２０秒の加熱加圧して回路接続体を作製した。
この接続体１００試料について、電極間抵抗１０００Ωのテスト回路電極の抵抗値を測定した結果、すべて１０００Ωの結果を得た。
【０００９】
比較例
実施例と同様に、フェノキシ樹脂（ＰＫＨＡ：ユニオンカーバイド社製高分子エポキシ樹脂）とマイクロカプセル型潜在製硬化剤を含有する液状エポキシ樹脂（ノバキュアＨＰ−３９４２ＨＰ：旭化成製、エポキシ当量１８５）の比率３０／７０とし、酢酸エチル３０％接着剤溶液を得た。この溶液に平均粒子径５μｍの金メッキしたポリスチレン樹脂製粒子を体積比率で１％添加、撹拌分散させた絶縁粒子入り接着剤塗液を作成した。この導電性粒子入り接着剤塗液を、離型処理した５０μｍ厚みの二軸延伸ＰＥＴ樹脂製セパレータＢ上に流延・乾燥して接着剤厚み３０μｍの異方導電性接着フィルムを得た。
実施例と同様のＩＣチップ、回路基板及び上記異方導電性接着フィルムを用い、実施例と同じ接続方法・条件により接続体Ｂを作成した。
この接続体Ｂ１００試料について、電極間抵抗１０００Ωのテスト回路電極の抵抗値を測定した結果、６試料の抵抗値は３０〜２５０Ωであり、その他の試料は１０００Ωの結果を得た。６試料はＩＣチップ上に位置している回路の一部と、ＩＣチップ内の回路の途中が接続状態となり、規定より低い抵抗値を示したものである。
【００１０】
【発明の効果】
本発明によれば、ＩＣチップと基板回路との間に導電性粒子が存在しないので、ＩＣチップと基板回路との短絡を完全に防止することができる。また本発明によれば、ＩＣチップの保護膜を必要としないのでコストの低減がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による接着フィルムの構造を示す断面図。
【図２】本発明の接着フィルムによるＩＣチップと回路基板電極の接続状態を示す断面図。
【図３】比較例の異方導電性接着フィルムによるＩＣチップと回路基板電極の接続状態を示す断面図。
【符号の説明】
１ セパレータＡ ２ 粒子入り接着剤層
３ セパレータＢ ４ 粒子なし接着剤層
５ 接着剤層 ６ ＩＣチップ
８ 絶縁性粒子 ９ 金バンプ
１０ 回路基板電極 １１ 導電性粒子
１２ 保護膜 １３ 保護膜の欠陥
【発明の属する技術分野】
本発明は、突起状バンプを有するＩＣチップと相対峙させた回路基板の電極を接続固定して電気的接続および物理的接着をするために用いられる接着フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の小型化に対応して、ＩＣチップを直接回路に表面実装するベアチップ実装が広まってきた。この接続材料として現在は、導電性粒子を絶縁性接着剤中に分散させてフィルム状に製膜した異方導電性接着フィルムが採用されている。
これらの実装に使用されるＩＣチップは、その接続電極以外を絶縁性酸化膜で保護し、さらにポリイミド樹脂等の保護膜で覆うことにより、基板回路との絶縁を図っている。もし、保護膜に欠陥があったり、保護膜そのものが無い場合は、従来の異方導電性接着フィルムで接続すると、異方導電性接着フィルム中の導電性粒子が基板回路とＩＣチップ内配線とを短絡させることにより、機能を発揮出来ない場合がある。従って現在は、高価な保護膜付けにコストを掛けているのが現状である。
また、ＩＣチップの周囲にはＩＣチップの検査のために、ＴＥＧラインと称する回路が露出して残っており、基板回路とＩＣチップ内配線がつながってしまう不具合が発生しやすい。そこで個々のチップにダイシング加工するときにダイシング刃で除去しているが、完全に除去するには二段切断等の工程増になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる状況に鑑みなされたもので、ＩＣチップの回路と基板回路の短絡を防止するＩＣチップ接続用接着フィルムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、導電性粒子によるＩＣチップの保護膜破壊を防止するために、接続するＩＣチップのバンプ高さより小径の絶縁性粒子と、この絶縁性粒子よりさらに小径の導電性粒子を、それぞれ接着剤成分に対して０．１〜４．０体積％配合し、かつ、前記導電粒子の配合比を前記絶縁性粒子１に対し０．１〜０．５として、絶縁性接着剤中に分散させてなるＩＣチップ接続用接着フィルムに関する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる絶縁性接着剤としては、初期熱溶融性と、フィルム形性能があれば特に特定されないが、たとえば、フェノキシ樹脂や熱可塑性エラストマー等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。
また、絶縁性接着剤中に配合する絶縁性粒子としては、ＩＣチップのバンプ高さより小径であればよく、材質は特に問わないがプラスチック粒子、ガラスビーズ等の電気的絶縁物が用いられる。
また導電性粒子についても前記絶縁性粒子より小径であれば特に制約はないが、プラスチック粒子にメッキしたものや、金属粒子を用いることができる。
両粒子の形状としては球状が望ましく、また、その配合量は接着剤成分に対し０．１〜４．０％（体積）が好ましい。絶縁性粒子と導電性粒子の比率は、絶縁性粒子１に対し０．１〜０．５が好ましい。また、接着剤の厚さはＩＣチップのアンダーフィルに十分な量の確保と接着性を確保するために１０μm〜４０μmが好ましい。
【０００６】
本発明にかかる接着フィルムは、通常接着剤溶液をセパレーターの上に流延成形することにより製造することができる。図１に、本発明にかかる接着フィルムの断面構造の例を示したが、これらは本発明を制限するものではない。図１−ａは絶縁性粒子および導電性粒子を含有した接着剤層２をセパレータ１，３によりサンドイッチしたものであり、図２−ｂ、ｃは両粒子を含有する接着剤層２と含有しない接着剤層４からなる構成され、用いるＩＣのバンプの状態により適宜選択して用いられる。この場合において、粒子を含有する接着剤層２と含有しない接着剤層４の溶融粘度に差を設けると、比較的少ない粒子の添加で本発明の目的を達成できる。溶融粘度差としては１７０℃で５００ポイズ程度あることが望ましい。溶融粘度差を設ける方法としては、粒子を含有する接着剤層２と含有しない接着剤層４に用いる接着剤そのものを異なる材料とすること、あるいは分子量に差をつけるといった方法が一般的である。
【０００７】
図２は、本発明の接着フィルムを用いて、ＩＣチップ６をフレキシブル回路基板の接続電極１０に接続した場合のバンプ部近傍の状況を示す断面図である。バンプ９の頂上部は回路基板の電極に接しており、ＩＣチップ６と回路基板は、その間を絶縁性接着剤５で接着固定されている。また、ＩＣチップ上には、添加した絶縁性粒子８が介在した状態で回路基板の電極が位置しており、ＩＣチップ６と回路基板の電極１０間は、絶縁性粒子直径に近い間隔が保たれ絶縁されている。そのため導電性粒子１１が存在しても絶縁性粒子に比較して導電性粒子の直径が小さいためにＩＣチップと基板回路とが短絡することなく絶縁されている。更に、バンプの電極近傍では絶縁粒子は突起状のバンプ形状に沿って流動して排除されるが、導電性粒子は粒径が小さく残留する確率が高く、バンプと回路基板の電極との電気的接続の信頼性を高めている。図３は、従来の異方導電性接着フィルムを用いて、ＩＣチップをフレキシブル回路基板に接続した場合のバンプ部近傍の状況を示す断面図である。ＩＣチップ６上と回路基板電極１０間には、導電性粒子１１が存在しており、ＩＣチップ６表面の保護膜１２に欠陥１３があると、回路基板の電極１０は、ＩＣチップとバンプ以外の場所が短絡状態になる可能性が高い。
【０００８】
【実施例】
フェノキシ樹脂（ＰＫＨＡ：ユニオンカーバイド社製高分子エポキシ樹脂）とマイクロカプセル型潜在製硬化剤を含有する液状エポキシ樹脂（ノバキュアＨＰ−３９４２ＨＰ：旭化成製、エポキシ当量１８５）の比率３０／７０とし、酢酸エチル３０％接着剤溶液を得た。この溶液に平均粒子径５μｍのポリスチレン樹脂製の絶縁粒子を体積比率で３％と平均粒子径３μmの金メッキしたポリスチレン樹脂製導電性粒子を１％添加、撹拌分散させた絶縁粒子入り接着剤塗液を作成した。この絶縁粒子入り接着剤塗液を、離型処理した５０μｍ厚さの二軸延伸ＰＥＴ樹脂製セパレータＢ上に流延・乾燥して、上面に５０μｍ厚さのセパレータＡを貼り合わせた、接着剤厚み３０μｍ、総厚み１３０μｍ厚みの接着フィルムを得た。
１００μｍ角のパッドを４隅に配置し、その表面を５０００Å厚みのSiO2,SiN膜を付け、そのパッドに高さ６０μｍの金ワイヤバンプを成形した１ｍｍ角のＩＣチップを準備した。このＩＣチップには、電極間の抵抗が１０００Ωのテスト回路を設けてある。
また、１８μｍ厚みの電解銅箔を５０μｍ厚みのポリイミド樹脂製フィルムに接着した基材を化学エッチングして、回路加工した回路基板を準備した。
回路基板に上記接着フィルムを貼り付けた後、上記ＩＣチップのバンプと回路基板の電極を合わせて仮圧着した後、１８０℃、４００ｇｒ、２０秒の加熱加圧して回路接続体を作製した。
この接続体１００試料について、電極間抵抗１０００Ωのテスト回路電極の抵抗値を測定した結果、すべて１０００Ωの結果を得た。
【０００９】
比較例
実施例と同様に、フェノキシ樹脂（ＰＫＨＡ：ユニオンカーバイド社製高分子エポキシ樹脂）とマイクロカプセル型潜在製硬化剤を含有する液状エポキシ樹脂（ノバキュアＨＰ−３９４２ＨＰ：旭化成製、エポキシ当量１８５）の比率３０／７０とし、酢酸エチル３０％接着剤溶液を得た。この溶液に平均粒子径５μｍの金メッキしたポリスチレン樹脂製粒子を体積比率で１％添加、撹拌分散させた絶縁粒子入り接着剤塗液を作成した。この導電性粒子入り接着剤塗液を、離型処理した５０μｍ厚みの二軸延伸ＰＥＴ樹脂製セパレータＢ上に流延・乾燥して接着剤厚み３０μｍの異方導電性接着フィルムを得た。
実施例と同様のＩＣチップ、回路基板及び上記異方導電性接着フィルムを用い、実施例と同じ接続方法・条件により接続体Ｂを作成した。
この接続体Ｂ１００試料について、電極間抵抗１０００Ωのテスト回路電極の抵抗値を測定した結果、６試料の抵抗値は３０〜２５０Ωであり、その他の試料は１０００Ωの結果を得た。６試料はＩＣチップ上に位置している回路の一部と、ＩＣチップ内の回路の途中が接続状態となり、規定より低い抵抗値を示したものである。
【００１０】
【発明の効果】
本発明によれば、ＩＣチップと基板回路との間に導電性粒子が存在しないので、ＩＣチップと基板回路との短絡を完全に防止することができる。また本発明によれば、ＩＣチップの保護膜を必要としないのでコストの低減がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による接着フィルムの構造を示す断面図。
【図２】本発明の接着フィルムによるＩＣチップと回路基板電極の接続状態を示す断面図。
【図３】比較例の異方導電性接着フィルムによるＩＣチップと回路基板電極の接続状態を示す断面図。
【符号の説明】
１ セパレータＡ ２ 粒子入り接着剤層
３ セパレータＢ ４ 粒子なし接着剤層
５ 接着剤層 ６ ＩＣチップ
８ 絶縁性粒子 ９ 金バンプ
１０ 回路基板電極 １１ 導電性粒子
１２ 保護膜 １３ 保護膜の欠陥
Claims (4)
- ＩＣチップに形成された突起状バンプ高さより小径の絶縁性粒子と、この絶縁性粒子よりさらに小径の導電性粒子を、それぞれ接着剤成分に対して０．１〜４．０体積％配合し、かつ、前記導電粒子の配合比を前記絶縁性粒子１に対し０．１〜０．５として、絶縁性接着剤中に分散させたことを特徴とするＩＣチップ接続用接着フィルム。
- 両粒子層を絶縁性接着剤の表面近傍に配置したことを特徴とする請求項１記載のＩＣチップ接続用接着フィルム。
- 両粒子層を絶縁性接着剤の厚み方向の特定の位置に配置することを特徴とする請求項１記載のＩＣチップ接続用接着フィルム。
- 請求項３の接着フィルムにおいて絶縁性粒子を含有する接着剤層と含有しない接着剤層の溶融粘度に差を設けたことを特徴とするＩＣチップ接続用接着フィルム。
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|---|---|---|---|
| JP23661197A JP3719471B2 (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | Ｉｃチップ接続用接着フィルム |
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|---|---|---|---|
| JP23661197A JP3719471B2 (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | Ｉｃチップ接続用接着フィルム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1187415A JPH1187415A (ja) | 1999-03-30 |
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ID=17003215
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|---|---|---|---|
| JP23661197A Expired - Lifetime JP3719471B2 (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | Ｉｃチップ接続用接着フィルム |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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