JP4293030B2 - 電子デバイス実装構造体およびその製造方法 - Google Patents
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Description
また、本発明の電子デバイス実装構造体は、第1の接続端子が設けられた第1の電子デバイスに対して、第1の接続端子と対向する位置に第2の接続端子を有する第2の電子デバイスが形成され、少なくとも表面が導電性を有する電極体の表面に、末端をチオール系官能基で修飾された導電性有機化合物が被覆され、電極体が第1の接続端子と第2の接続端子との間に配置され、加圧されることにより、第1の接続端子と第2の接続端子とが電極体の表面に被覆された導電性有機化合物により電極体を介して電気的に接続された構成からなる。
この構成により、例えばボールグリッドアレイ(BGA)等の電子デバイス実装構造体に対してもリペア性が良好となる。
また、本発明の電子デバイス実装構造体は、上記構成において、第1の接続端子および第2の接続端子の少なくとも表面に金(Au)からなる膜が形成され、電極体の表面に被覆された導電性有機化合物の末端のチオール系官能基の硫黄(S)と金(Au)とのAu−S結合により第1の接続端子と第2の接続端子とが、電極体を介して機械的および電気的に接続された構成としても良い。
この構成により、金(Au)とチオール化合物の末端に修飾されたチオール系官能基の硫黄(S)とが安定な自己組織化膜を形成するので、室温状態で、かつ小さな加圧力を加えるだけで機械的および電気的に接続できる。また、接続端子の表面酸化も防止できるので、高信頼性の電子デバイス実装構造体を得ることができる。
さらに、本発明の電子デバイス実装構造体は、上記構成において、第1の接続端子と第2の接続端子とが導電性有機化合物により電極体を介して電気的に接続され、電気的検査により良品と判断された場合には、導電性有機化合物が被覆された電極体、第1の接続端子および第2の接続端子に隣接する空間領域部に絶縁性接着剤が充填される構成としても良い。
この構成により、第1の電子デバイスと第2の電子デバイスおよび接続部を含めて電気的に良品と判断された場合に、第1の電子デバイスと第2の電子デバイスとが絶縁性接着剤で接続されるので接続強度が大きくなり、さらに高信頼性の電子デバイス実装構造体が得られる。なお、電気的に不良と判断される場合には、リペアが可能である。
図1は、本発明の実施の形態1にかかる電子デバイス実装構造体10の実装部の構造を示す断面図である。本実施の形態においては、第1の電子デバイス20として半導体集積回路素子(以下、半導体素子とよぶ)を用い、第2の電子デバイス30として配線基板を用いる組み合わせとした。以下、第1の電子デバイスを半導体素子20とよび、第2の電子デバイスを配線基板30とよぶ。
このAu−S結合は、大気中または酸素雰囲気下において一定エネルギーの紫外線を照射することによって解離させることができる。この解離は下記のような反応により生じると推定されている。
このような解離反応で生成するスルフォネート(SO3 −)は水溶性であるため、第2の接続端子36の表面や半導体素子20のバンプ26にダメージを与えることなく、配線基板30から半導体素子20を容易に取りはずすことができる。実装後にAu−S結合部に紫外線を照射する場合、配線基板30がガラス基板や石英基板等のように紫外線を透過させる基板であれば、裏面から紫外線を照射しながら半導体素子20を剥離していけばよい。また、配線基板30が不透明な基板の場合には、配線基板30と半導体素子20との隙間から紫外線を照射しながら半導体素子20を剥離していけば、損傷なく剥がすことができる。
図6は、本発明の実施の形態2にかかる電子デバイス実装構造体50の断面構成を模式的に示す図である。本実施の形態では、第1の電子デバイスとしてパッケージされた半導体素子(以下、パッケージICとよぶ)52、第2の電子デバイスとして実施の形態1と同様な配線基板56を用いた場合について説明する。以下では、第1の電子デバイスをパッケージIC52、第2の電子デバイスを配線基板56とよぶ。
図9は、本発明の実施の形態3にかかる電子デバイス実装構造体70を示す断面図である。本実施の形態では、第1の電子デバイスは高密度に半導体素子や各種電子部品が実装される配線基板71であり、第2の電子デバイスはこの配線基板71に接続するフレキシブル配線基板75として説明する。
図11は、実施の形態4にかかる電子デバイス実装構造体90の断面図である。本実施の形態の電子デバイス実装構造体90は、第1の電子デバイスが第1の半導体素子91で、第2の電子デバイスが第2の半導体素子95からなり、第1の半導体素子91上に第2の半導体素子95が実装された、いわゆるチップオンチップ構成を特徴とする。
2,22,92,96 単結晶シリコンチップ
3 電極端子
4,26 バンプ
5,30,56,71 配線基板(第2の電子デバイス)
6,32,58,72 基材
7,34,60,73,77,102 配線パターン
8 接続端子
9 半田
10,50,70,90 電子デバイス実装構造体
11 導電粒子
12 接着用樹脂
13 異方性導電性フィルム
20 半導体素子(第1の電子デバイス)
24,54,74,93 第1の接続端子
36,62,78,97 第2の接続端子
40,66,79,99 チオール化合物
42,68,80 絶縁性接着剤
45 溶液皿
52 パッケージIC
64 電極体
75,100 フレキシブル配線基板
76,101 樹脂基材
91 第1の半導体素子
95 第2の半導体素子
98 Auバンプ
103 第3の接続端子
261 凸部
Claims (8)
- 第1の接続端子が設けられた第1の電子デバイスに対して、前記第1の接続端子と対向する位置に第2の接続端子を有する第2の電子デバイスを形成する工程と、
少なくとも表面が導電性を有する電極体の表面に、末端をチオール系官能基で修飾された導電性有機化合物を被覆する工程と、
前記電極体を前記第1の接続端子と前記第2の接続端子との間に配置した後、加圧して、前記第1の接続端子と前記第2の接続端子とを前記電極体の表面に被覆された前記導電性有機化合物により前記電極体を介して電気的に接続する工程とを含むことを特徴とする電子デバイス実装構造体の製造方法。 - 前記第1の接続端子および前記第2の接続端子を形成する工程において、前記第1の接続端子および前記第2の接続端子の少なくとも表面に金(Au)からなる膜を形成し、前記電極体の表面に被覆された前記導電性有機化合物の末端のチオール系官能基の硫黄(S)と金(Au)とのAu−S結合により前記第1の接続端子と前記第2の接続端子とを、前記電極体を介して機械的および電気的に接続することを特徴とする請求項1に記載の電子デバイス実装構造体の製造方法。
- 前記第1の接続端子と前記第2の接続端子とを前記導電性有機化合物により前記電極体を介して電気的に接続する工程後、
電気的検査を行う工程と、
前記電気的検査により良品と判断された場合には、前記導電性有機化合物が被覆された前記電極体、前記第1の接続端子および前記第2の接続端子に隣接する空間領域部に絶縁性接着剤を充填する工程とをさらに有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子デバイス実装構造体の製造方法。 - 表面層が金(Au)で形成された第1の接続端子が設けられた第1の電子デバイスと、前記第1の接続端子と対向する位置に、表面層が金(Au)で形成された第2の接続端子を有する第2の電子デバイスとにおいて、前記第1の接続端子と前記第2の接続端子との少なくとも一方の表面に、末端をチオール系官能基で修飾された導電性有機化合物を塗布する工程と、
前記導電性有機化合物が塗布された前記第1の接続端子と前記第2の接続端子とを対向させた後、加圧して、前記第1の接続端子と前記第2の接続端子の表面層の金(Au)と前記チオール系官能基の硫黄(S)とによりAu−S結合を生ぜしめ、前記第1の接続端子と前記第2の接続端子とを前記導電性有機化合物により電気的に接続する工程と、
前記第1の電子デバイスと前記第2の電子デバイのいずれかが不良の場合には、前記第1の接続端子と前記第2の接続端子の間に紫外光を照射して接続をはずし、良品を再度接続する工程とを含むことを特徴とする電子デバイス実装構造体の製造方法。 - 前記第1の接続端子と前記第2の接続端子のいずれか一方に突起電極を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の電子デバイス実装構造体の製造方法。
- 第1の接続端子が設けられた第1の電子デバイスに対して、前記第1の接続端子と対向する位置に第2の接続端子を有する第2の電子デバイスが形成され、
少なくとも表面が導電性を有する電極体の表面に、末端をチオール系官能基で修飾された導電性有機化合物が被覆され、
前記電極体が前記第1の接続端子と前記第2の接続端子との間に配置され、加圧されることにより、前記第1の接続端子と前記第2の接続端子とが前記電極体の表面に被覆された前記導電性有機化合物により前記電極体を介して電気的に接続されたことを特徴とする電子デバイス実装構造体。 - 前記第1の接続端子および前記第2の接続端子の少なくとも表面に金(Au)からなる膜が形成され、前記電極体の表面に被覆された前記導電性有機化合物の末端のチオール系官能基の硫黄(S)と金(Au)とのAu−S結合により前記第1の接続端子と前記第2の接続端子とが、前記電極体を介して機械的および電気的に接続されたことを特徴とする請求項1に記載の電子デバイス実装構造体。
- 前記第1の接続端子と前記第2の接続端子とが前記導電性有機化合物により前記電極体を介して電気的に接続され、
電気的検査により良品と判断された場合には、前記導電性有機化合物が被覆された前記電極体、前記第1の接続端子および前記第2の接続端子に隣接する空間領域部に絶縁性接着剤が充填されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子デバイス実装構造体。
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