JP4670851B2 - モジュールおよび電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、モジュールおよび電子機器に関し、特に、フリップチップ方式やＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式などに用いられるバンプ電極に適用して好適なものである。
従来のＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）などでは、半導体チップとマザー基板とを接続するために、特許願２００１−４４８２４号の明細書および図面に開示されているように、半導体チップ上にバンプ電極を形成する方法がある。
図１４は、従来のバンプ電極の製造方法を示す断面図である。
図１４（ａ）において、能動領域が形成された半導体基板２０１にはパッド電極２０２が設けられ、パッド電極２０２を含む半導体基板２０１上には絶縁膜２０３が形成されている。なお、絶縁膜２０３は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜またはポリイミド膜などを用いることができる。
そして、絶縁膜２０３が形成された半導体基板２０１上に感光性樹脂層２０４を形成する。なお、感光性樹脂層２０４は、例えば、スピンコート、カーテンコート、スクリーン印刷、インクジェット法などを用いて形成することができる。
次に、図１４（ｂ）に示すように、感光性樹脂層２０４の露光・現像を行うことにより、パッド電極２０２上に開口部２０５を形成する。
次に、図１４（ｃ）に示すように、無電解メッキを用いることにより、開口部２０５内に導電層２０６を形成する。なお、導電層２０６としては、例えば、ニッケルＮｉ、金Ａｕ、銅Ｃｕなどを用いることができる。
次に、図１４（ｄ）に示すように、感光性樹脂層２０４を除去することにより、導電層２０６の周囲を露出させ、導電層２０６からなるバンプ電極を形成する。
しかしながら、従来のバンプ電極では、金Ａｕのような柔らかい金属を導電層２０６として用いると、接合時の変形量が大きくなる。
このため、バンプ電極の高密度化を図るため、バンプ電極間の狭ピッチ化を進めると、互いに隣接するバンプ電極が接触し、バンプ電極間がショートするという問題があった。
一方、ニッケルＮｉのような硬い金属を導電層２０６として用いると、接合時のダメージが導電層２０６で吸収されなくなり、半導体基板２０１にダメージが及ぶという問題があった。
また、バンプ電極は突出構造となっているため、異方性導電シートを介して半導体チップと基板とを接続すると、バンプ電極上のＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｏｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）粒子が流出し、接続信頼性が劣化するという問題があった
そこで、本発明の第１の目的は、突起電極の変形が大きい場合においても、突起電極同士が直接接触することを防止することが可能なモジュールおよび電子機器を提供することである。
また、本発明の第２の目的は、突起電極の変形を抑制しつつ、接合時のダメージを効率よく吸収することが可能なモジュールおよび電子機器を提供することである。
また、本発明の第３の目的は、異方性導電層を介して突起電極の接合を行う際に、ＡＣＦ粒子を突起電極上に効率よく捕らえることが可能なモジュールおよび電子機器を提供することである。
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係るモジュールによれば、第１基板と、前記基板上方に形成された第１電極及び第２電極と、前記１電極上方に形成され、且つ、該第１電極上方に第１開口部を有する第１樹脂層と、前記第１樹脂層と離間して前記第２電極上方に形成され、且つ、該第２電極上方に第２開口部を有する第２樹脂層と、前記第１開口部に形成され、且つ、前記第１樹脂層よりも低い表面を有する第１導電層と、前記第２開口部に形成され、且つ、前記第２樹脂層よりも低い表面を有する第２導電層と、前記第１基板上方に形成された、ＡＣＦ粒子を含む異方性導電層と、前記異方性導電層を介して、前記第１基板に実装された第２基板と、を含み、前記第１導電層の表面と前記第１樹脂層の表面との段差の高さは、前記ＡＣＦ粒子の径よりも小さい。
また、本発明の一態様に係るモジュールによれば、前記第１基板は、半導体基板、ガラス基板、プリント基板、フィルム基板又はテープ基板である。
また、本発明の一態様に係るモジュールによれば、前記第１基板には能動領域が形成されている。
また、本発明の一態様に係るモジュールによれば、前記第２基板は、回路基板である。
また、本発明の一態様に係るモジュールによれば、前記第２基板は、テープ基板、フィルム基板又はガラス基板である。
また、本発明の一態様に係るモジュールによれば、前記第１電極は、第１パッド電極であり、前記第２電極は、第２パッド電極である。
また、本発明の一態様に係るモジュールによれば、前記第１樹脂層及び前記第２樹脂層は、感光性樹脂又は熱硬化性樹脂である。
また、本発明の一態様に係るモジュールによれば、前記第１導電層及び前記第２導電層は、ニッケル、銅又は金である。
また、本発明の一態様に係るモジュールによれば、さらに、前記第１電極と前記第１樹脂層との間、及び、前記第２電極と前記第２樹脂層との間に形成された絶縁膜を有する。
また、本発明の一態様に係るモジュールによれば、前記絶縁膜は、前記第１電極上に第３開口部及び前記第２電極上に第４開口部を有する。
また、本発明の一態様に係るモジュールによれば、前記第２導電層の表面と前記第２樹脂層の表面との段差の高さは、前記ＡＣＦ粒子の径よりも小さい。
また、本発明の一態様に係るモジュールによれば、断面視において、前記第１樹脂層の端部と前記第１電極の端部とは、同じ位置に形成されている。
また、本発明の一態様に係る電子機器によれば、上記のいずれかに記載されたモジュールを有する。
以上説明したように、本発明によれば、突起電極の周囲を樹脂層で囲むことにより、突起電極を硬い金属で構成した場合においても、突起電極にかかるダメージを樹脂層で緩和することが可能となり、突起電極間の狭ピッチ化を進めて、バンプ電極の高密度化を図ることが可能となる。
以下、本発明の参考例及び実施形態に係る電極構造について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１参考例に係るバンプ電極の製造方法を示す断面図である。なお、この第１参考例は、導電層６の周囲を感光性樹脂層４で覆うとともに、無電解メッキにより導電層６を形成するようにしたものである。
図１（ａ）において、能動領域が形成された半導体基板１にはパッド電極２が設けられ、パッド電極２を含む半導体基板１上には絶縁膜３が形成されている。なお、絶縁膜３は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜またはポリイミド膜などを用いることができる。
そして、絶縁膜３が形成された半導体基板１上に感光性樹脂層４を形成する。なお、感光性樹脂層４は、例えば、スピンコート、カーテンコート、スクリーン印刷、インクジェット法などを用いて形成することができる。
次に、図１（ｂ）に示すように、感光性樹脂層４の露光・現像を行うことにより、パッド電極２上に開口部５を形成する。そして、この開口部５が形成された感光性樹脂層４をマスクとして、絶縁膜３のエッチングを行うことにより、パッド電極２を露出させる。
次に、図１（ｃ）に示すように、無電解メッキを用いることにより、導電層６が感光性樹脂層４上に盛り上がるようにして、パッド電極２に接続された導電層６を開口部５内に形成する。なお、導電層６としては、例えば、ニッケルＮｉ、金Ａｕ、銅Ｃｕなどを用いることができる。
また、無電解メッキとしては、例えば、パッド電極２がアルミニウムＡｌで構成され、導電層６としてニッケルＮｉを用いる場合、アルカリ性亜鉛溶液を用いて、パッド電極２にジンケート処理を施し、パッド電極２の表面に亜鉛Ｚｎを置換・析出させる。
そして、表面が亜鉛Ｚｎに置換されたパッド電極２を無電解ニッケルメッキ液に浸すことで、亜鉛ＺｎとニッケルＮｉとを置換させ、ニッケルＮｉで構成される導電層６をパッド電極２上に形成する。
また、ジンケート処理とは別の方法として、例えば、アルミニウムＡｌからなるパッド電極２をパラジウムなどの還元剤を含む溶液に浸した後、無電解ニッケルメッキ液に浸すことで、パラジウムなどを核として、ニッケルＮｉで構成される導電層６をパッド電極２上に析出させることもできる。
次に、図１（ｄ）に示すように、幅Ｗの感光性樹脂層４が導電層６の周囲に残るようにして、感光性樹脂層４を除去することにより、導電層６の周囲が感光性樹脂層４で覆われたバンプ電極を形成する。
これにより、導電層６の周囲を感光性樹脂層４で囲むことが可能となり、接合時に導電層６が変形した場合においても、導電層６同士が直接接触することを防止することが可能となる。
このため、導電層６をＡｕなどの柔らかい金属で構成した場合においても、バンプ電極間のショートを防止しつつ、バンプ電極間の狭ピッチ化を進めることが可能となり、感光性樹脂層４によるダメージの吸収を可能としつつ、バンプ電極の高密度化を図ることが可能となる。
また、導電層６の周囲を感光性樹脂層４で囲むことにより、導電層６をＮｉなどの硬い金属で構成した場合においても、導電層６の接合時のダメージを感光性樹脂層４で緩和することが可能となる。
このため、接合時のダメージを軽減しつつ、接合時の導電層６の変形を抑制することが可能となり、バンプ電極間の狭ピッチ化を進めて、バンプ電極の高密度化を図ることが可能となる。
また、導電層６が感光性樹脂層４上に盛り上がるようにして、導電層６を開口部５内に形成することにより、導電層６の周囲を感光性樹脂層４で囲んだ場合においても、導電層６を感光性樹脂層４上に突出させることが可能となり、導電層６の接合を容易に行うことが可能となる。
なお、導電層６の周囲を覆う感光性樹脂層４の形状は、必ずしも円形状に限定されることなく、例えば、矩形状や楕円状でもよく、また、導電層６同士の間隔が狭い領域では、感光性樹脂層４の幅Ｗを小さくし、導電層６同士の間隔が広い領域では、感光性樹脂層４の幅Ｗを大きくしてもよい。
また、感光性樹脂層４の幅Ｗが広いと、接合時の感光性樹脂層４による緩衝力は強くなるが、導電層６の接合力は弱くなり、感光性樹脂層４の幅Ｗが狭いと、接合時の感光性樹脂層４による緩衝力は弱くなるが、導電層６の接合力は強くなる。
このため、感光性樹脂層４の幅Ｗは、接合時における感光性樹脂層４の緩衝力および導電層６の接合力を考慮して適宜調整することができる。
図２は、本発明の第２参考例に係るモジュール構造の製造方法を示す断面図である。
なお、この第２参考例は、感光性樹脂層４で周囲が覆われた導電層６をＴＣＰに実装するようにしたものである。
図２（ａ）において、ポリイミドフィルムなどからなるテープ基板１０にはリード端子１１が設けられている。そして、図１の半導体基板１をテープ基板１０上に実装する場合、感光性樹脂層４で囲まれた導電層６をリード端子１１に対向配置する。
次に、図２（ｂ）において、例えば、加熱・加圧下で導電層６とリード端子１１とを共晶接合させることにより、導電層６とリード端子１１とを接続する。
ここで、導電層６とリード端子１１とを接続するために、導電層６が加圧された場合においても、導電層６に加わる圧力を感光性樹脂層４で緩和することが可能となる。
このため、導電層６とリード端子１１とを接続する際に、半導体基板１にかかるダメージを軽減することができ、ＴＣＰを用いたバンプ電極の接合を安定して行うことが可能となる。
図３は、本発明の第３参考例に係るモジュール構造の製造方法を示す断面図である。
なお、この第３参考例は、感光性樹脂層４で周囲が覆われた導電層６をＣＯＦに実装するようにしたものである。
図３において、ポリイミドフィルムなどからなるフィルム基板２１にはリード端子２２が設けられ、リード端子２２の一部はソルダレジストなどの保護膜２３で覆われている。
そして、図１の半導体基板１をフィルム基板２１上に実装する場合、感光性樹脂層４で囲まれた導電層６をリード端子２２に対向配置する。
次に、図３（ｂ）において、例えば、加熱・加圧下で導電層６とリード端子２２とを共晶接合させることにより、導電層６とリード端子２２とを接続する。
ここで、導電層６とリード端子２２とを接続するために、導電層６が加圧された場合においても、導電層６に加わる圧力を感光性樹脂層４で緩和することが可能となる。
このため、導電層６とリード端子２２とを接続する際に、半導体基板１にかかるダメージを軽減することができ、ＣＯＦを用いたバンプ電極の接合を安定して行うことが可能となる。
図４は、本発明の第４参考例に係るバンプ電極の製造方法を示す断面図である。なお、この第４参考例は、導電層３６の周囲を感光性樹脂層３４で覆うとともに、インクジェット法により導電層３６を形成するようにしたものである。
図４（ａ）において、能動領域が形成された半導体基板３１にはパッド電極３２が設けられ、半導体基板３１上にはパッド電極３２が露出するようにして絶縁膜３３が形成されている。そして、絶縁膜３３が形成された半導体基板３１上に感光性樹脂層３４を形成する。
次に、図４（ｂ）に示すように、感光性樹脂層３４の露光・現像を行うことにより、パッド電極３２の周囲に感光性樹脂層３４が残るようにして、パッド電極３２上に開口部３５を形成する。
次に、図４（ｃ）に示すように、インクジェットヘッド３７を介して液滴３８を開口部３５内に吐出させ、導電層３６が感光性樹脂層３４上に盛り上がるようにして、パッド電極３２に接続された導電層３６を開口部３５内に形成する。なお、液滴３８としては、例えば、ニッケルＮｉ、金Ａｕまたは銅Ｃｕなどの金属粉が溶媒に分散された金属スラリーあるいは金属ペーストなどを用いることができる。
これにより、感光性樹脂層３４の露光・現像を行うことで、感光性樹脂層３４の開口部３５の形成および光性樹脂層３４の分離を一括して行うことが可能となり、製造工程の簡略化を図りつつ、導電層３６の周囲に感光性樹脂層３４を設けることが可能となる。
図５は、本発明の第５参考例に係るバンプ電極の製造方法を示す断面図である。なお、この第５参考例は、導電層４７の周囲を感光性樹脂層４４で覆うとともに、電解メッキにより導電層４７を形成するようにしたものである。
図５（ａ）において、能動領域が形成された半導体基板４１にはパッド電極４２が設けられ、半導体基板４１上にはパッド電極４２が露出するようにして絶縁膜４３が形成されている。そして、例えば、無電解メッキ、スパッタまたは蒸着などにより、パッド電極４２を含む絶縁膜４３上にシード電極４４を形成する。なお、シード電極４４としては、例えば、ニッケルＮｉ、クロムＣｒ、チタンＴｉ、タングステンＷなどの導電材料を用いることができる。
次に、図５（ｂ）に示すように、シード電極４４が形成された半導体基板４１上に感光性樹脂層４４を形成し、感光性樹脂層４４の露光・現像を行うことにより、パッド電極４２上に開口部４６を形成する。
次に、図５（ｃ）に示すように、シード電極４４をメッキリードとした電解メッキを行うことにより、導電層４７が感光性樹脂層４４上に盛り上がるようにして、シード電極４４に接続された導電層４７を開口部４６内に形成する。なお、導電層４６としては、例えば、ニッケルＮｉ、金Ａｕ、銅Ｃｕなどを用いることができる。
次に、図５（ｄ）に示すように、感光性樹脂層４５が導電層４７の周囲に残るようにして、感光性樹脂層４５を除去することにより、導電層４７の周囲が感光性樹脂層４５で覆われたバンプ電極を形成する。そして、半導体基板４１上に残った感光性樹脂層４５および導電層４７をマスクとして、シード電極４４のエッチングを行うことにより、絶縁膜４３を露出させる。
これにより、導電層４７の周囲を感光性樹脂層４５で覆うことを可能としつつ、導電層４７の形成速度を向上させることが可能となり、製造工程を複雑化およびスループットの低下を抑制しつつ、導電層４７の周囲に緩衝層を設けることが可能となる。
図６は、本発明の第６参考例に係るバンプ電極の製造方法を示す断面図である。なお、この第６参考例は、バンプ電極の周囲を感光性樹脂層５４で覆うとともに、バンプ電極を導電層５６、５７からなる２層構造としたものである。
図６（ａ）において、能動領域が形成された半導体基板５１にはパッド電極５２が設けられ、パッド電極５２を含む半導体基板５１上には絶縁膜５３が形成されている。そして、絶縁膜５３が形成された半導体基板５１上に感光性樹脂層５４を形成する。
次に、図６（ｂ）に示すように、感光性樹脂層５４の露光・現像を行うことにより、パッド電極５２上に開口部５５を形成する。そして、この開口部５５が形成された感光性樹脂層５４をマスクとして、絶縁膜５３のエッチングを行うことにより、パッド電極５２を露出させる。
次に、図６（ｃ）に示すように、無電解メッキを用いることにより、パッド電極５２に接続された導電層５６を開口部５５内の途中の高さまで形成する。なお、導電層５６としては、例えば、ニッケルＮｉまたは銅Ｃｕなどの硬い金属を用いることができる。
次に、メッキ液を交換し、無電解メッキを行うことにより、導電層５７が感光性樹脂層５４上に盛り上がるようにして、導電層５６に接続された導電層５７を開口部５５内に形成する。なお、導電層５７としては、例えば、金Ａｕなどの柔らかい金属を用いることができる。また、導電層５７としては、例えば、Ｓｎ、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｚｕなどのハンダ材を用いるようにしてもよい。
なお、導電層５６、５７を開口部５５内に形成する場合、無電解メッキの他、電解メッキやインクジェット法を用いるようにしてもよい。
次に、図６（ｄ）に示すように、感光性樹脂層５４が導電層５６、５７の周囲に残るようにして、感光性樹脂層５４を除去することにより、導電層５６、５７の周囲が感光性樹脂層５４で覆われたバンプ電極を形成する。
これにより、バンプ電極形成時のメッキ液を交換することで、硬い金属と柔らかい金属とを用いてバンプ電極を構成することが可能となる。
このため、バンプ電極の変形量の調整を可能としつつ、接合時のダメージ吸収をバンプ電極にも分担させることが可能となり、接合時のダメージをより効果的に吸収することが可能となる。
図７は、本発明の第７参考例に係るバンプ電極の製造方法を示す断面図である。なお、この第７参考例は、導電層６６の周囲を感光性樹脂層６４で覆うとともに、導電層６６と感光性樹脂層６４との間に段差を設けるようにしたものである。
図７（ａ）において、能動領域が形成された半導体基板６１にはパッド電極６２が設けられ、パッド電極６２を含む半導体基板６１上には絶縁膜６３が形成されている。そして、絶縁膜６３が形成された半導体基板６１上に感光性樹脂層６４を形成する。
次に、図７（ｂ）に示すように、感光性樹脂層６４の露光・現像を行うことにより、パッド電極６２上に開口部６５を形成する。そして、この開口部６５が形成された感光性樹脂層６４をマスクとして、絶縁膜６３のエッチングを行うことにより、パッド電極６２を露出させる。
次に、図７（ｃ）に示すように、無電解メッキを用いることにより、パッド電極６２に接続された導電層６６を開口部６５内の途中の高さまで形成し、感光性樹脂層６４と導電層６６との間に高さＤの段差を設ける。なお、段差の高さＤは、ＡＣＦ粒子の平均直径よりも小さいことが好ましい。
なお、導電層６６を開口部６５内に形成する場合、無電解メッキの他、電解メッキやインクジェット法を用いるようにしてもよい。
次に、図７（ｄ）に示すように、感光性樹脂層６４が導電層６６の周囲に残るようにして、感光性樹脂層６４を除去することにより、導電層６６の周囲が感光性樹脂層６４で覆われたバンプ電極を形成する。
これにより、導電層６６上に配置されるＡＣＦ粒子が樹脂層６４上に突出することを可能としつつ、ＡＣＦ粒子を導電層６６上に閉じ込めることが可能となり、ＡＣＦ粒子を導電層６６上に効率よく捕らえることが可能となる。
このため、異方性導電層を介して導電層６６の接合を行う場合においても、ＡＣＦ粒子が導電層６６上から流出することを防止することができ、異方性導電層を用いたバンプ電極の接続信頼性を向上させることが可能となる。
図８は、本発明の第１実施形態に係るモジュール構造の製造方法を示す断面図である。
なお、この第１実施形態は、異方性導電性シート７２を介し、感光性樹脂層６４との間に段差が設けられた導電層６６をガラス基板７０上に実装するようにしたものである。
図８（ａ）において、ガラス基板７０には、例えば、ＩＴＯ電極などのリード端子７１が形成されている。そして、異方性導電性シート７２を介し、図７の半導体基板６１をガラス基板７０上に実装する場合、異方性導電性シート７２を間に挟んで、感光性樹脂層６４との間に段差が設けられた導電層６６をリード端子７１に対向配置する。
次に、図８（ｂ）において、異方性導電性シート７２を間に挟んだ状態で、加熱・加圧下でガラス基板７０と半導体基板６１とを接着することにより、導電層６６とリード端子７１とを電気的に接続する。
ここで、感光性樹脂層６４との間に段差を設け、段差の高さＤをＡＣＦ粒子７３の平均直径よりも小さくすることにより、図８（ｃ）に示すように、導電層６６上に配置されるＡＣＦ粒子が樹脂層６４上に突出することを可能としつつ、ＡＣＦ粒子を導電層６６上に閉じ込めることが可能となる。
このため、半導体基板６１に加わるダメージを感光性樹脂層５４で吸収させることを可能としつつ、ＡＣＦ粒子７３を導電層６６上に効率よく捕らえることが可能となり、異方性導電性シート７２を用いたバンプ電極の接続信頼性を容易に向上させることが可能となる。
図９は、本発明の第８参考例に係るバンプ電極の製造方法を示す断面図である。なお、この第８参考例は、バンプ電極と感光性樹脂層８４との間に段差を設けるとともに、バンプ電極を導電層８６、８７からなる２層構造としたものである。
図９（ａ）において、能動領域が形成された半導体基板８１にはパッド電極８２が設けられ、パッド電極８２を含む半導体基板８１上には絶縁膜８３が形成されている。そして、絶縁膜８３が形成された半導体基板８１上に感光性樹脂層８４を形成する。
次に、図９（ｂ）に示すように、感光性樹脂層８４の露光・現像を行うことにより、パッド電極８２上に開口部８５を形成する。そして、この開口部８５が形成された感光性樹脂層８４をマスクとして、絶縁膜８３のエッチングを行うことにより、パッド電極８２を露出させる。
次に、図９（ｃ）に示すように、無電解メッキを用いることにより、パッド電極８２に接続された導電層８６を開口部８５内の途中の高さまで形成する。なお、導電層８６としては、例えば、ニッケルＮｉ、銅Ｃｕなどの硬い金属を用いることができる。
次に、メッキ液を交換し、無電解メッキを用いることにより、導電層８６に接続された導電層８７を開口部８５内の途中の高さまで形成し、感光性樹脂層８４と導電層８７との間に段差を設ける。なお、段差の高さは、ＡＣＦ粒子の平均直径よりも小さいことが好ましい。また、導電層８７としては、例えば、金Ａｕなどの柔らかい金属を用いることができる。また、導電層８７としては、例えば、Ｓｎ、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｚｕなどのハンダ材を用いるようにしてもよい。
次に、図９（ｄ）に示すように、感光性樹脂層８４が導電層８６、８７の周囲に残るようにして、感光性樹脂層８４を除去することにより、導電層８６、８７の周囲が感光性樹脂層８４で覆われたバンプ電極を形成する。
これにより、異なる材質の導電層８６、８７でバンプ電極を構成することを可能としつつ、ＡＣＦ粒子を導電層８７上に閉じ込めることが可能となり、接合時のダメージ吸収を導電層８７で行うことを可能としつつ、ＡＣＦ粒子を導電層８７上に効率よく捕らえることが可能となる。
このため、異方性導電層を介してパンプ電極の接合を行う場合においても、ＡＣＦ粒子がパンプ電極上から流出することを防止することが可能となるとともに、感光性樹脂層８４および導電層８７の双方を用いて接合時のダメージを緩和することが可能となり、異方性導電層を用いたバンプ電極の接続信頼性を向上させることが可能となる。
図１０、１１は、本発明の第９参考例に係るバンプ電極の製造方法を示す断面図である。なお、この第９参考例は、導電層９６が埋め込まれた感光性樹脂層９４を平坦化した後、導電層９６と感光性樹脂層９４との間に段差を設けるようにしたものである。
図１０（ａ）において、能動領域が形成された半導体基板９１にはパッド電極９２が設けられ、パッド電極９２を含む半導体基板９１上には絶縁膜９３が形成されている。そして、絶縁膜９３が形成された半導体基板９１上に感光性樹脂層９４を形成する。
次に、図１０（ｂ）に示すように、感光性樹脂層９４の露光・現像を行うことにより、パッド電極９２上に開口部９５を形成する。そして、この開口部９５が形成された感光性樹脂層９４をマスクとして、絶縁膜９３のエッチングを行うことにより、パッド電極９２を露出させる。
次に、図１０（ｃ）に示すように、無電解メッキを用いることにより、導電層９６が感光性樹脂層９４上に盛り上がるようにして、パッド電極９２に接続された導電層９６を開口部９５内に形成する。
なお、導電層９６を開口部９５内に形成する場合、無電解メッキの他、電解メッキやインクジェット法を用いるようにしてもよい。
次に、図１０（ｄ）に示すように、例えば、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）などの方法を用いて、導電層９６が埋め込まれた感光性樹脂層９４の表面を研磨することにより、感光性樹脂層９４の表面を平坦化する。
次に、図１１（ａ）に示すように、感光性樹脂層９４に埋め込まれた導電層９６をエッチングすることにより、感光性樹脂層９４と導電層９６との間に段差を設ける。なお、段差の高さは、ＡＣＦ粒子の平均直径よりも小さいことが好ましい。
次に、図１１（ｂ）に示すように、感光性樹脂層９４が導電層９６の周囲に残るようにして、感光性樹脂層９４を除去することにより、導電層９６の周囲が感光性樹脂層９４で覆われたバンプ電極を形成する。
これにより、導電層９６が埋め込まれた感光性樹脂層９４の表面を平坦化する際に、導電層９６の高さと感光性樹脂層９４の高さとを一致させることが可能となり、導電層９６の厚みのばらつきと樹脂層９４の厚みのばらつきとの双方を均一化することができる。
このため、導電層９６と樹脂層９４との間の段差のばらつきを、導電層９６をエッチングする際のばらつきで決定することが可能となり、導電層９６の表面が樹脂層９４の表面より低くなるように、開口部９５内に導電層９６を埋め込む方法に比べて、導電層９６と樹脂層９４との間の段差のばらつきを低減させることが可能となる。
図１２、１３は、本発明の第１０参考例に係るバンプ電極の製造方法を示す断面図である。なお、この第１０参考例は、バンプ電極が埋め込まれた感光性樹脂層１０４を平坦化した後、バンプ電極と感光性樹脂層１０４との間に段差を設けるとともに、バンプ電極を導電層１０６、１０７からなる２層構造としたものである。
図１２（ａ）において、能動領域が形成された半導体基板１０１にはパッド電極１０２が設けられ、パッド電極１０２を含む半導体基板１０１上には絶縁膜１０３が形成されている。そして、絶縁膜１０３が形成された半導体基板１０１上に感光性樹脂層１０４を形成する。
次に、図１２（ｂ）に示すように、感光性樹脂層１０４の露光・現像を行うことにより、パッド電極１０２上に開口部１０５を形成する。そして、この開口部１０５が形成された感光性樹脂層１０４をマスクとして、絶縁膜１０３のエッチングを行うことにより、パッド電極１０２を露出させる。
次に、図１２（ｃ）に示すように、無電解メッキを用いることにより、パッド電極１０２に接続された導電層１０６を開口部１０５内の途中の高さまで形成する。なお、導電層１０６としては、例えば、ニッケルＮｉ、銅Ｃｕなどの硬い金属を用いることができる。
さらに、メッキ液を交換し、無電解メッキを行うことにより、導電層１０７が感光性樹脂層１０４上に盛り上がるようにして、導電層１０６に接続された導電層１０７を開口部１０５内に形成する。なお、導電層１０７としては、例えば、金Ａｕなどの柔らかい金属を用いることができる。また、導電層１０７としては、例えば、Ｓｎ、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｚｕなどのハンダ材を用いるようにしてもよい。
なお、導電層１０６、１０７を開口部１０５内に形成する場合、無電解メッキの他、電解メッキやインクジェット法を用いるようにしてもよい。
次に、図１２（ｄ）に示すように、例えば、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）などの方法を用いて、導電層１０６、１０７が埋め込まれた感光性樹脂層１０４の表面を研磨することにより、感光性樹脂層１０４の表面を平坦化する。
次に、図１３（ａ）に示すように、感光性樹脂層１０４に埋め込まれた導電層１０７をエッチングすることにより、感光性樹脂層１０４と導電層１０７との間に段差を設ける。なお、段差の高さは、ＡＣＦ粒子の平均直径よりも小さいことが好ましい。
次に、図１３（ｂ）に示すように、感光性樹脂層１０４が導電層１０６、１０７の周囲に残るようにして、感光性樹脂層１０４を除去することにより、導電層１０６の周囲が感光性樹脂層１０４で覆われたバンプ電極を形成する。
これにより、導電層１０６、１０７が埋め込まれた感光性樹脂層１０４の表面を平坦化する際に、導電層１０７の高さと感光性樹脂層１０４の高さとを一致させることが可能となり、導電層１０６、１０７の厚みのばらつきと樹脂層１０４の厚みのばらつきとの双方を均一化することができる。
このため、異なる材質の導電層１０６、１０７でバンプ電極を構成することを可能としつつ、導電層１０６と樹脂層１０４との間の段差のばらつきを、導電層１０７をエッチングする際のばらつきで決定することが可能となる。
従って、導電層１０６と樹脂層１０４との間の段差のばらつきを低減させることを可能としつつ、感光性樹脂層１０４および導電層１０７を用いて接合時のダメージを緩和することが可能となり、異方性導電層を用いたバンプ電極の接続信頼性を容易に向上させることが可能となる。
なお、上述した参考例及び実施形態では、半導体基板上にバンプ電極を形成する方法について説明したが、本発明は、半導体基板に限定されることなく、例えば、ガラス基板、プリント基板、フィルム基板、テープ基板上などにバンプ電極を形成する方法に適用してもよい。
また、上述したバンプ電極構造は、例えば、液晶表示装置、携帯電話、携帯情報端末、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ＭＤ（Ｍｉｎｉ Ｄｉｓｃ）プレーヤなどの電子機器に適用することができ、電子機器の信頼性を劣化させることなく、電子機器の小型・軽量化を図ることが可能となる。
また、上述した参考例及び実施形態では、バンプ電極の周囲を感光性樹脂で覆う方法について説明したが、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂などでバンプ電極の周囲を覆うようにしてもよく、この場合、フォトリソグラフィー技術を用いて、熱硬化性樹脂などの非感光性樹脂のパターニングを行うことができる。
本発明の第１参考例に係るバンプ電極の製造方法を示す断面図である。 本発明の第２参考例に係るモジュール構造の製造方法を示す断面図である。 本発明の第３参考例に係るモジュール構造の製造方法を示す断面図である。 本発明の第４参考例に係るバンプ電極の製造方法を示す断面図である。 本発明の第５参考例に係るバンプ電極の製造方法を示す断面図である。 本発明の第６参考例に係るバンプ電極の製造方法を示す断面図である。 本発明の第７参考例に係るバンプ電極の製造方法を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係るモジュール構造の製造方法を示す断面図である。 本発明の第８参考例に係るバンプ電極の製造方法を示す断面図である。 本発明の第９参考例に係るバンプ電極の製造方法を示す断面図である。 本発明の第９参考例に係るバンプ電極の製造方法を示す断面図である。 本発明の第１０参考例に係るバンプ電極の製造方法を示す断面図である。 本発明の第１０参考例に係るバンプ電極の製造方法を示す断面図である。 従来のバンプ電極の製造方法を示す断面図である。
符号の説明
１、３１、４１、５１、６１、８１、９１、１０１ 半導体基板、２、３２、４２、５２、６２、８２、９２、１０２ パッド電極、３、３３、４３、５３、６３、８３、９３、１０３ 絶縁膜、４、３４、４５、５４、６４、８４、９４、１０４ 感光性樹脂層、５、３５、４６、５５、６５、８５、９５、１０５ 開口部、６、３６、４７、６６、９６ 導電層、１０ テープ基板、１１、２２ リード電極、２１ フィルム基板、２３ 保護膜、３７ インクジェットヘッド、３８ 液滴、４４ シード電極、５６、８６、１０６ 第１導電層、５７、８７、１０７ 第２導電層、７０ ガラス基板、７１ 電極、７２ 異方性導電性シート、７３ ＡＣＦ粒子

Claims (11)

  1. 第１基板と、
    前記第１基板上方に形成された第１電極及び第２電極と、
    前記第１電極上方に形成され、且つ、該第１電極上方に第１開口部を有する第１樹脂層と、
    前記第１樹脂層と離間して前記第２電極上方に形成され、且つ、該第２電極上方に第２開口部を有する第２樹脂層と、
    前記第１開口部に形成され、且つ、前記第１樹脂層の表面よりも低い表面を有する第１導電層と、
    前記第２開口部に形成され、且つ、前記第２樹脂層の表面よりも低い表面を有する第２導電層と、
    前記第１基板上方に形成された、ＡＣＦ粒子を含む異方性導電層と、
    前記異方性導電層を介して、前記第１基板に実装された第２基板と、
    を含み、
    前記第１導電層の表面の全ては、前記第１樹脂層の表面よりも低く形成され、且つ、前記第２導電層の表面の全ては、前記第２樹脂層の表面よりも低く形成され、
    前記第１導電層の表面と前記第１樹脂層の表面との段差の高さは、前記ＡＣＦ粒子の径よりも小さく形成され、且つ、前記第２導電層の表面と前記第２樹脂層の表面との段差の高さは、前記ＡＣＦ粒子の径よりも小さく形成された、モジュール。
  2. 請求項１において、
    前記第１基板は、半導体基板、ガラス基板、プリント基板、フィルム基板又はテープ基板である、モジュール。
  3. 請求項１又は２において、
    前記第１基板には能動領域が形成されている、モジュール。
  4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
    前記第２基板は、回路基板である、モジュール。
  5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
    前記第２基板は、テープ基板、フィルム基板又はガラス基板である、モジュール。
  6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
    前記第１電極は、第１パッド電極であり、
    前記第２電極は、第２パッド電極である、モジュール。
  7. 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
    前記第１樹脂層及び前記第２樹脂層は、感光性樹脂又は熱硬化性樹脂である、モジュール。
  8. 請求項１乃至７のいずれかにおいて、
    前記第１導電層及び前記第２導電層は、ニッケル、銅又は金である、モジュール。
  9. 請求項１乃至８のいずれかにおいて、
    さらに、前記第１電極と前記第１樹脂層との間、及び、前記第２電極と前記第２樹脂層との間に形成された絶縁膜を有する、モジュール。
  10. 請求項９において、
    前記絶縁膜は、前記第１電極上に第３開口部及び前記第２電極上に第４開口部を有する、モジュール。
  11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載されたモジュールを有する、電子機器。
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