JP6434210B2 - 電子部品、接続体、接続体の製造方法及び電子部品の接続方法 - Google Patents

電子部品、接続体、接続体の製造方法及び電子部品の接続方法 Download PDF

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Description

本発明は、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接続体、接続体の製造方法及び電子部品の接続方法に関し、特に、回路基板への実装面に複数のバンプ電極が非対称に配置されている電子部品と、この電子部品が接続された接続体、接続体の製造方法及び電子部品の接続方法に関する。
従来、各種電子機器の回路基板にICチップやLSIチップ等の電子部品が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)が採用されている。
COB接続やCOG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、通常、信頼性の高い熱硬化性の接着剤を用いるようになっている。また一方で、光硬化性樹脂による接続や、熱硬化と光硬化を併用した接続方法も用いられているが、ツールにより加圧する場合において、熱硬化性接着剤と同様の問題を含むと想定される。
バンプ付きICチップ50は、例えば図5(a)に示すように、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が一列で配列された入力バンプ領域52が形成され、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た出力バンプ領域54が設けられている。バンプ配列はICチップの種類によって様々であるが、一般に、従来のバンプ付きICチップは、入力バンプ51の数よりも出力バンプ53の数が多く、入力バンプ領域52の面積よりも出力バンプ領域54の面積が広くなり、また入力バンプ51の形状が出力バンプ53の形状よりも大きく形成されている。
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、熱圧着ヘッド58によりICチップ50の上から加熱押圧する。この熱圧着ヘッド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。
特開2004−214373号公報
ここで、上述したように、バンプ付きICチップ50等の電子部品は、実装面に形成された入力バンプ51と出力バンプ53との各バンプ配列及び大きさが異なり、入力バンプ領域52と出力バンプ領域54とに面積差を有する。また、電子部品は、入力バンプ領域52と出力バンプ領域54とが実装面において非対称に配置されている。
そのため、従来のCOB接続やCOG接続においては、熱圧着ヘッド58による入力バンプ51と出力バンプ53に掛かる押圧力が不均一となり、例えば出力バンプ領域54においては、他方の側縁50b側に配列された出力バンプ53と、実装面の内側に配列された出力バンプ53とで、圧力差が生じ得る。
また、熱圧着ヘッド58による圧力が入力バンプ領域52と出力バンプ領域54との各内側縁に偏重することにより、出力バンプ領域54においては、他方の側縁50b側に配列された出力バンプ53への圧力が弱くなり、導電性粒子の押し込みが不足して導通不良を起こす恐れがある。
このような問題を解決するために、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形成し、熱圧着ヘッドからICチップ全面にかかる応力を分散させ均一化させることがなされている。しかし、この手法でも応力の支点が増えることで、技術的難易度は高くなる。また、ダミーバンプを形成するためには、電子部品の製造工数が増加し、また、よけいに材料コストも必要となってしまうため、ダミーバンプを使用しない構成が望まれる。
そこで、本発明は、入力バンプ領域と出力バンプ領域とが面積差を有するとともに非対称に配置されている電子部品において、熱圧着ヘッドによる圧力差を解消し接続信頼性を向上することができる電子部品、接続体、接続体の製造方法及び接続方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するために、本発明に係る電子部品は、相対向する一対の側縁の一方側に近接して出力バンプが配列された出力バンプ領域が設けられ、上記一対の側縁の他方側に近接して入力バンプが配列された入力バンプ領域が設けられ、上記出力バンプ領域及び上記入力バンプ領域は、異なる面積で、かつ非対称に配置され、上記出力バンプ領域又は上記入力バンプ領域のうち、相対的に大面積である一方は、上記一対の側縁間の幅の4%以上30%以下の距離だけ、近接する上記一方又は他方の側縁から内側に形成されているものである。
また、本発明に係る接続体は、電子部品が接着剤を介して回路基板上に配置され、加圧ツールで加圧されることにより、上記電子部品が上記回路基板上に接続された接続体において、上記電子部品の上記回路基板への実装面には、相対向する一対の側縁の一方側に近接して出力バンプが配列された出力バンプ領域が設けられ、上記一対の側縁の他方側に近接して入力バンプが配列された入力バンプ領域が設けられ、上記出力バンプ領域及び上記入力バンプ領域は、異なる面積で、かつ上記実装面において非対称に配置され、上記出力バンプ領域又は上記入力バンプ領域のうち、相対的に大面積である一方は、上記一対の側縁間の幅の4%以上30%以下の距離だけ、近接する上記一方又は他方の側縁から内側に形成されているものである。
また、本発明に係る接続体の製造方法は、接着剤を介して回路基板上に電子部品を配置し、加圧ツールで加圧することにより上記電子部品を上記回路基板上に接続する接続体の製造方法において、上記電子部品の上記回路基板への実装面には、相対向する一対の側縁の一方側に近接して出力バンプが配列された出力バンプ領域が設けられ、上記一対の側縁の他方側に近接して入力バンプが配列された入力バンプ領域が設けられ、上記出力バンプ領域及び上記入力バンプ領域は、異なる面積で、かつ上記実装面において非対称に配置され、上記出力バンプ領域又は上記入力バンプ領域のうち、相対的に大面積である一方は、上記一対の側縁間の幅の4%以上30%以下の距離だけ、近接する上記一方又は他方の側縁から内側に形成されているものである。
また、本発明に係る接続方法は、接着剤を介して回路基板上に電子部品を配置し、加圧ツールで加圧することにより上記電子部品を上記回路基板上に接続する電子部品の接続方法において、上記電子部品の上記回路基板への実装面には、相対向する一対の側縁の一方側に近接して出力バンプが配列された出力バンプ領域が設けられ、上記一対の側縁の他方側に近接して入力バンプが配列された入力バンプ領域が設けられ、上記出力バンプ領域及び上記入力バンプ領域は、異なる面積で、かつ上記実装面において非対称に配置され、上記出力バンプ領域又は上記入力バンプ領域のうち、相対的に大面積である一方は、上記一対の側縁間の幅の4%以上30%以下の距離だけ、近接する上記一方又は他方の側縁から内側に形成されているものである。
本発明によれば、大面積のバンプ領域を実装面の幅に対して所定の割合だけ、側縁から内側に形成することにより、当該バンプ領域の幅方向に亘って形成されている圧力勾配が緩やかに均され、当該側縁側において熱圧着ヘッドによる押圧力が不足する事態を防止する。これにより、電子部品は、当該側縁側のバンプにおいても回路基板に形成された電極端子との間で確実に導電性粒子を挟持し、導通性を確保することができる。
図1は、本発明に係る電子部品の実装面を示す平面図である。 図2は、電子部品が接続された接続体を示す断面図である。 図3は、ダミーバンプを設けた本発明に係る電子部品の実装面を示す平面図である。 図4は、異方性導電フィルムを示す断面図である。 図5は、従来の電子部品の実装面を示す平面図である。
以下、本発明が適用された電子部品、接続体、接続体の製造方法及び接続方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明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。
本発明が適用された電子部品は、接着剤を介して回路基板上に配置され、熱圧着ヘッドで加圧されることにより回路基板上に接続される電子部品であり、例えばドライバICやシステムLSI等のパッケージ化された電子部品である。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に示すように、ICチップ1の回路基板上に接続される実装面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2a,2b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が実装面2の一方の側縁2a側に形成され、入力バンプ領域6が実装面2の他方の側縁2b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ている。
出力バンプ領域4には、例えば同一形状に形成された複数の出力バンプ3が、実装面2の長手方向に沿って3列で千鳥状に配列されている。また、入力バンプ領域6には、例えば同一形状に形成された複数の入力バンプ5が、実装面2の長手方向に沿って1列で配列されている。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、実装面2において非対称に配置されている。なお、出力バンプ領域4に配列されている各出力バンプ3は、それぞれ同一の寸法で形成されることが好ましい。同様に、入力バンプ領域6に配列されている各入力バンプ5は、それぞれ同一の寸法で形成されることが好ましい。
[大面積バンプ領域のオフセット]
本発明に係るICチップ1では、出力バンプ領域4が、一方の側縁2aと他方の側縁2bとの間に亘るIC幅Wに対して所定の割合だけ、一方の側縁2aから内側に形成されている。これにより、ICチップ1は、後述する熱圧着ヘッド17によって回路基板14上に加熱押圧された場合に、押圧力が出力バンプ領域4の内側に偏在することを防止し、一方の側縁2a側に配列されている出力パンプ3に対しても適正な押圧力を掛けることができる。
すなわち、ICチップ1は、出力バンプ領域4と入力バンプ領域6とに面積差を有するとともに実装面2において非対称に配置されているため、熱圧着ヘッド17によって実装面2の全面に対して圧力を掛けられると、出力バンプ3が複数列で配列されることにより幅方向に亘って大面積に形成されている出力バンプ領域4においては、入力バンプ領域6と対峙する内側縁における押圧力が強まり実装面2の一方の側縁2a側にかけて押圧力が弱まる圧力勾配となり、一方の側縁2a側に配列されている出力バンプ3に対する押圧力が不足する。これにより、導電性粒子の押し込みが不足することにより、特にバンプの外縁領域において出力バンプ3の導通抵抗が高くなる恐れがあった。
そこで、ICチップ1は、出力バンプ領域4を実装面2の幅に対して所定の割合だけ、一方の側縁2aから内側に形成することにより、出力バンプ領域4の幅方向に亘って形成されている圧力勾配が緩やかに均され、当該一方の側縁2a側において熱圧着ヘッド17による押圧力が不足する事態を防止する。これにより、ICチップ1は、当該一方の側縁2a側の出力バンプ3においても回路基板14に形成された電極端子15との間で確実に導電性粒子を挟持し、導通性を確保することができる。
この一方の側縁2aから出力バンプ領域4までの距離Aは、実装面2の相対向する側縁2a2b間に亘るIC幅Wに対して4%以上の距離とすることが好ましい。出力バンプ領域4を、IC幅Wに対して4%以上の距離だけ、一方の側縁2aから内側に形成することにより、面積差を有する出力バンプ領域4と入力バンプ領域6とが非対称に配置されている実装面2に対して熱圧着ヘッド17が均等に圧力を掛けた場合にも、第1の側縁2a側に配置された出力バンプ3まで十分に押圧力が伝わる。しかし、一方の側縁2aから出力バンプ3までの距離Aが、IC幅Wに対して4%未満であると、熱圧着ヘッド17による押圧力が一方の側縁2a側の出力バンプ3まで十分に伝わらずに導電性粒子の押し込み不足による導通不良が起きる危険がある。
また、距離Aが大きくなりすぎるとICチップ1全面への圧力の均一化に齟齬をきたし、圧力の不均衡を別に誘発する恐れが生じる。そのため、距離Aは30%以内が好ましく、より好ましくは20%以内であり、更により好ましくは15%以内である。
[距離A>距離B]
なお、ICチップ1は、相対的に大面積の出力バンプ領域4の一方の側縁2aからの距離Aが、入力バンプ領域6の他方の側縁2bからの距離Bよりも長いことが好ましい。すなわち、比較的小面積の入力バンプ領域6の他方の側縁2bからの距離Bが大面積の出力バンプ領域4の一方の側縁2aからの距離Aよりも長いと、出力バンプ領域4における幅方向にわたる圧力勾配が大きくされ、一方の側縁2a側の出力バンプ3における導電性粒子の押し込み不足の解消を阻害してしまう。
また、入力バンプ5が一列で配列されることにより比較的小面積の入力バンプ領域6においては、出力バンプ領域4との面積差及び非対称配置によっても熱圧着ヘッド17による押圧力が偏在することによる押し込み不足の危険が少ないことから、実装面2の他方の側縁2bからの距離Bが短くとも問題はない。
[大面積の入力バンプ領域6をオフセット]
なお、ICチップ1は、実装面2の入出力バンプの構成は適宜設計することができる。ICチップ1は、上述したように出力バンプ3を幅方向に複数配列することにより相対的に大面積化させた出力バンプ領域4を形成したが、反対に、入力バンプ5を幅方向に複数配列することにより相対的に入力バンプ領域6を大面積化させてもよい。
入力バンプ領域6を相対的に大面積化した場合は、ICチップ1は、入力バンプ領域6を、IC幅Wに対して所定の割合、好ましくはIC幅Wの4%以上の距離、他方の側縁2bから内側に形成させる。また、この場合、相対的に大面積の入力バンプ領域6の他方の側縁2bからの距離Bが、出力バンプ領域4の一方の側縁2aからの距離Aよりも長いことが好ましい。
なお、入力バンプ領域6を他方の側縁2bからIC幅Wの4%以上内側に形成した場合、図2に示すように、隣接して回路基板14上にフレキシブル基板16が異方性導電フィルム10を介して接続される際に、入力バンプ5と電極端子15との接続位置がフレキシブル基板16を熱加圧する熱圧着ヘッド17から離間される。したがって、ICチップ1の接続後における熱圧着ヘッド17からの放熱による接続性の悪化を防止することができる。
[ダミーバンプ]
なお、図3に示すように、ICチップ1は、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18が配列されたダミーバンプ領域19を適宜設けてもよい。
[接着剤]
なお、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10(ACF:Anisotropic Conductive Film)を好適に用いることができる。異方性導電フィルム10は、図4に示すように、通常、基材となる剥離フィルム11上に導電性粒子12を含有するバインダー樹脂層(接着剤層)13が形成されたものである。異方性導電フィルム10は、図2に示すように、回路基板14に形成された電極端子15とICチップ1との間にバインダー樹脂層13を介在させることで、回路基板14とICチップ1とを接続し、導通させるために用いられる。
バインダー樹脂層13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。
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。
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。
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。
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、エポキシ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。
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。
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。
[導電性粒子]
バインダー樹脂層13に含有される導電性粒子12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。
バインダー樹脂層13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。
バインダー樹脂層13を支持する剥離フィルム11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10の乾燥を防ぐとともに、異方性導電フィルム10の形状を維持する。
異方性導電フィルム10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剥離フィルム11上に塗布し、オーブン等によって乾燥させることにより、剥離フィルム11にバインダー樹脂層13が支持された異方性導電フィルム10を得る。
また、上述の実施の形態では、接着剤として、バインダー樹脂層13に適宜導電性粒子12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、本発明に係る接着剤は、これに限定されず、例えばバインダー樹脂層13のみからなる絶縁性接着フィルムでもよい。また、本発明に係る接着剤は、バインダー樹脂層13のみからなる絶縁性接着剤層と導電性粒子12を含有したバインダー樹脂層13からなる導電性粒子含有層とを積層した構成とすることができる。また、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12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。本発明に係る接着剤は、上述したいずれの形態をも包含するものである。
[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の電極端子15が形成された実装部上に異方性導電フィルム10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の実装部上に異方性導電フィルム10を介してICチップ1を配置する。
次いで、バインダー樹脂層13を硬化させる所定の温度に加熱された熱圧着ヘッド17によって、所定の圧力、時間でICチップ1上から熱加圧する。これにより、異方性導電フィルム10のバインダー樹脂層13は流動性を示し、ICチップ1の実装面2と回路基板14の実装部の間から流出するとともに、バインダー樹脂層13中の導電性粒子12は、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の電極端子15との間に挟持されて押し潰される。
このとき、本発明が適用されたICチップ1によれば、出力バンプ領域4をIC幅Wに対して4%以上の距離だけ、一方の側縁2aから内側に形成することにより、出力バンプ領域4の幅方向に亘って形成されている圧力勾配が均され、熱圧着ヘッド17による押圧力が出力バンプ領域4全域において略均等に加わり、当該一方の側縁2a側において押圧力が不足する事態が防止されている。
その結果、出力バンプ3及び入力バンプ5と回路基板14の電極端子15との間で導電性粒子12を挟持することにより電気的に接続され、この状態で熱圧着ヘッド17によって加熱されたバインダー樹脂が硬化する。したがって、ICチップ1は、当該一方の側縁2a側の出力バンプ3においても回路基板14に形成された電極端子15との間で確実に導通性を確保することができる。
出力バンプ3及び入力バンプ5と電極端子15との間にない導電性粒子12は、バインダー樹脂に分散されており、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の電極端子15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10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。
次いで、本発明の実施例について説明する。本実施例では、出力バンプ領域及び入力バンプ領域に面積差を有するとともに実装面に非対称に配置されたICチップを用い、異方性導電フィルムを介して回路基板上に接続した接続体サンプルを製造した。実施例及び比較例に係るICチップは、IC幅及び実装面の一方の側縁2aから出力バンプ領域までの距離Aを異ならせ、それぞれ接続体サンプルにおける出力バンプ及び入力バンプの導通抵抗値を測定、評価した。
実施例及び比較例に係るICチップは、略矩形状の実装面2の長さ方向となる相対向する一対の側縁2a,2b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が実装面2の一方の側縁2a側に形成され、入力バンプ領域6が実装面2の他方の側縁2b側に形成されている。これにより、ICチップ1は、実装面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ている(図1参照)。
出力バンプ領域4には、同一形状に形成された複数の出力バンプ3が、実装面2の長手方向に沿って3列で千鳥状に配列されている。出力バンプ領域4に形成されている出力バンプを列毎に分け、一方の側縁2a側から順に出力バンプ列3A、3B、3Cとする。各列に形成されている出力バンプ3は矩形状をなし(面積:1437.5μm、幅:12.5μm、長さ:115μm)、出力バンプ列3A、3B、3C毎に1276個配列されている。各バンプ列3A、3B、3Cにおける出力バンプ3の全面積は、それぞれ1834250μmである。出力バンプ領域4の全面積は、12919500μm(幅:31900μm、長さ:405μm)である。
また、入力バンプ領域6には、同一形状に形成された複数の入力バンプ5が、実装面2の長手方向に沿って1列で配列されている。入力バンプ領域6に形成されている1列の入力バンプ列を、入力バンプ列5Aとする。入力バンプ列5Aに配列されている入力バンプ5は、矩形状をなし(面積:3600μm、幅:45.0μm、長さ:80μm)、515個配列されている。入力バンプ列5Aにおける入力バンプ5の全面積は、1854000μmである。入力バンプ領域6の全面積は、2553040μm(幅:31913μm、長さ:80μm)である。
実施例1に係るICチップは、実装面2の相対向する側縁2a,2b間に亘るIC幅Wが1.5mm、入出力バンプ3,5の配列方向となるIC長さが32mmである。また、一方の側縁2aから出力バンプ領域4までの距離Aは150μmであり、IC幅W(1.5mm)に対する10%の距離である。また、実施例1に係るICチップは、出力バンプ領域4と入力バンプ領域6との間にダミーバンプ領域は設けず、また、他方の側縁2bから入力バンプ領域6までの距離Bは50μmである。
実施例2に係るICチップは、一方の側縁2aから出力バンプ領域4までの距離Aを100μmとした他は実施例1と同じ条件とした。実施例2における距離Aは、IC幅W(1.5mm)に対して6.6%の距離となる。
実施例3に係るICチップは、一方の側縁2aから出力バンプ領域4までの距離Aを75μmとした他は実施例1と同じ条件とした。実施例3における距離Aは、IC幅W(1.5mm)に対して5.0%の距離となる。
実施例4に係るICチップは、一方の側縁2aから出力バンプ領域4までの距離Aを62.5μmとした他は実施例1と同じ条件とした。実施例4における距離Aは、IC幅W(1.5mm)に対して4.2%の距離となる。
実施例5に係るICチップは、実装面2の相対向する側縁2a,2b間に亘るIC幅Wが2.0mm、入出力バンプ3,5の配列方向となるIC長さが32mmである。また、一方の側縁2aから出力バンプ領域4までの距離Aは83μmであり、IC幅W(2.0mm)に対する4.2%の距離である。また、実施例5に係るICチップは、出力バンプ領域4と入力バンプ領域6との間にダミーバンプ領域は設けず、また、他方の側縁2bから入力バンプ領域6までの距離Bは50μmである。
実施例6に係るICチップは、実装面2の相対向する側縁2a,2b間に亘るIC幅Wが3.0mm、入出力バンプ3,5の配列方向となるIC長さが32mmである。また、一方の側縁2aから出力バンプ領域4までの距離Aは125μmであり、IC幅W(3.0mm)に対する4.2%の距離である。また、実施例6に係るICチップは、出力バンプ領域4と入力バンプ領域6との間にダミーバンプ領域は設けず、また、他方の側縁2bから入力バンプ領域6までの距離Bは50μmである。
比較例1に係るICチップは、一方の側縁2aから出力バンプ領域4までの距離Aを50μmとした他は実施例1と同じ条件とした。比較例1における距離Aは、IC幅W(1.5mm)に対して3.3%の距離となる。
比較例2に係るICチップは、出力バンプ領域4と入力バンプ領域6との間にダミーバンプ領域Dを設けた他は、比較例1と同じ条件とした。ダミーバンプ領域Dは、ダミーバンプがICチップの長さ方向に1列に配列されている。各ダミーバンプは、矩形状をなし(面積:1250μm、幅:12.5μm、長さ:100μm)、1276個配列されている。ダミーバンプ列Dにおけるダミーバンプの全面積は、1595000μmである。ダミーバンプ領域Dの全面積は、3190000μm(幅:31900μm、長さ:100μm)である。
比較例3に係るICチップは、実装面2の相対向する側縁2a,2b間に亘るIC幅Wが1.2mm、入出力バンプ3,5の配列方向となるIC長さが32mmである。また、一方の側縁2aから出力バンプ領域4までの距離Aは40μmであり、IC幅W(1.2mm)に対する3.3%の距離である。また、比較例3に係るICチップは、出力バンプ領域4と入力バンプ領域6との間にダミーバンプ領域は設けず、また、他方の側縁2bから入力バンプ領域6までの距離Bは50μmである。
これら実施例1〜6、及び比較例1〜3に係るICチップを、異方性導電フィルム(商品名CP36931‐18AJ:デクセリアルズ株式会社製)を介して回路基板に接続し、接続体サンプルを製造した。接続条件は、150℃、130MPa、5secである。各接続体サンプルについて、4端子法を用いて、出力バンプ列3A、3B、3C、入力バンプ列5Aにおける導通抵抗を測定した。測定の結果、導通抵抗が1.0Ω以下の場合をOKとし、1.0Ωを超える場合をNGとした。測定結果を表1に示す。
表1に示すように、実施例1〜6においては、出力バンプ列3A、3B、3C及び入力バンプ列5Aの全てにおいて導通抵抗が1.0Ω以下となり、一方の側縁2a側に配列されている出力バンプ列3Aの各出力バンプ3においても十分な押圧力で押し込むことができたことが分かる。これは、実施例1〜6においては、一方の側縁2aから出力バンプ領域4までの距離AをIC幅Wの4%以上としたことから、出力バンプ領域4の幅方向に亘る圧力勾配が均されたことによる。
一方、比較例1では、出力バンプ列3A、3Bにおける導通抵抗が高くなった。これは、一方の側縁2aから出力バンプ領域4までの距離AがIC幅Wの3.3%であったことから、外側の出力バンプ列にいくほど熱圧着ヘッドの押圧力が弱まる圧力勾配となったことによる。これより、一方の側縁2aから出力バンプ領域4までの距離AをIC幅Wの4%以上設けることが好ましいことがわかる。
また、比較例2では、出力バンプ領域4と入力バンプ領域6との間にダミーバンプ領域Dを設けたが、出力バンプ列3A、3Bにおける導通抵抗が高くなった。これより、一方の側縁2aから出力バンプ領域4までの距離AがIC幅Wの3.3%の場合、ダミーバンプを形成することによっては、外側のバンプ列における導通性を改善するほどの圧力勾配を得ることは困難であることが分かる。
なお、実施例5,6より、一方の側縁2aから出力バンプ領域4までの距離AをIC幅Wの4%以上とすることにより、IC幅が広がっても外側のバンプ列における導通性を改善できる圧力勾配が得られることが分かる。
1 ICチップ、2 実装面、2a 一方の側縁、2b 他方の側縁、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、10 異方性導電フィルム、11 剥離フィルム、12 導電性粒子、13 バインダー樹脂層、14 回路基板、15 電極端子、17 熱圧着ヘッド

Claims (10)

  1. 相対向する一対の側縁の一方側に近接して出力バンプが配列された出力バンプ領域が設けられ、上記一対の側縁の他方側に近接して入力バンプが配列された入力バンプ領域が設けられ、
    上記出力バンプ領域及び上記入力バンプ領域は、異なる面積で、かつ非対称に配置され、
    上記出力バンプ領域又は上記入力バンプ領域のうち、相対的に大面積である一方は、上記一対の側縁間の幅の4%以上30%以下の距離だけ、近接する上記一方又は他方の側縁から内側に形成されている電子部品。
  2. 出力バンプ領域が、上記一対の側縁間の幅に対して4%以上の距離だけ、上記一方の側縁から内側に形成されている請求項1記載の電子部品。
  3. 上記一方の側縁から上記出力バンプ領域までの距離が、上記他方の側縁から上記入力バンプ領域までの距離よりも長い請求項2記載の電子部品。
  4. 入力バンプ領域が、上記一対の側縁間の幅に対して4%以上の距離だけ、上記他方の側縁から内側に形成されている請求項1記載の電子部品。
  5. 上記他方の側縁から上記入力バンプ領域までの距離が、上記一方の側縁から上記出力バンプ領域までの距離よりも長い請求項4記載の電子部品。
  6. 上記電子部品の実装面には、上記入力バンプ領域及び上記出力バンプ領域の間に、ダミーバンプが形成されている請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子部品。
  7. 上記電子部品は、ICチップである請求項1〜6のいずれか1項に記載の電子部品。
  8. 電子部品が接着剤を介して回路基板上に配置され、加圧ツールで加圧されることにより、上記電子部品が上記回路基板上に接続された接続体において、
    上記電子部品の上記回路基板への実装面には、相対向する一対の側縁の一方側に近接して出力バンプが配列された出力バンプ領域が設けられ、上記一対の側縁の他方側に近接して入力バンプが配列された入力バンプ領域が設けられ、
    上記出力バンプ領域及び上記入力バンプ領域は、異なる面積で、かつ上記実装面において非対称に配置され、
    上記出力バンプ領域又は上記入力バンプ領域のうち、相対的に大面積である一方は、上記一対の側縁間の幅の4%以上30%以下の距離だけ、近接する上記一方又は他方の側縁から内側に形成されている接続体。
  9. 接着剤を介して回路基板上に電子部品を配置し、加圧ツールで加圧することにより上記電子部品を上記回路基板上に接続する接続体の製造方法において、
    上記電子部品の上記回路基板への実装面には、相対向する一対の側縁の一方側に近接して出力バンプが配列された出力バンプ領域が設けられ、上記一対の側縁の他方側に近接して入力バンプが配列された入力バンプ領域が設けられ、
    上記出力バンプ領域及び上記入力バンプ領域は、異なる面積で、かつ上記実装面において非対称に配置され、
    上記出力バンプ領域又は上記入力バンプ領域のうち、相対的に大面積である一方は、上記一対の側縁間の幅の4%以上30%以下の距離だけ、近接する上記一方又は他方の側縁から内側に形成されている接続体の製造方法。
  10. 接着剤を介して回路基板上に電子部品を配置し、加圧ツールで加圧することにより上記電子部品を上記回路基板上に接続する電子部品の接続方法において、
    上記電子部品の上記回路基板への実装面には、相対向する一対の側縁の一方側に近接して出力バンプが配列された出力バンプ領域が設けられ、上記一対の側縁の他方側に近接して入力バンプが配列された入力バンプ領域が設けられ、
    上記出力バンプ領域及び上記入力バンプ領域は、異なる面積で、かつ上記実装面において非対称に配置され、
    上記出力バンプ領域又は上記入力バンプ領域のうち、相対的に大面積である一方は、上記一対の側縁間の幅の4%以上30%以下の距離だけ、近接する上記一方又は他方の側縁から内側に形成されている電子部品の接続方法。
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