JPH02239578A - 異方性導電シートおよびそれを用いた電子部品の接続方法 - Google Patents
異方性導電シートおよびそれを用いた電子部品の接続方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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- Wire Bonding (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は電子部品の接続に用いる異方性導電シートおよ
びそれを用いた電子部品間の電気的接続方法に関するも
のである． （従来の技術） 従来の異方性導電接着剤を用いた電子部品の接続方法を
説明するための半導体素子接続方法の概略構造を第４図
〜第６図に示す．図中の１は半導体素子、２は金属バン
ブ、３は配線基板、４は配線基板上に設けられた電極、
５は異方性導電接着剤、６は異方性導電接着剤を構成す
る導電性フイラー、７は異方性導電接着剤を構成する樹
脂である． この半導体素子接続方法では、異方性導電接着剤５とし
て、炭素粉若しくは繊維，ニッケル粒やはんだ粒による
導電性フイラー６と、接着性を有する熱可塑性樹脂や熱
硬化性樹脂による樹脂７により構成されたものが用いら
れている。前記導電性フィラー６は樹脂７と良く混練さ
れ分散した状態になっている。この異方性導電接着剤を
介して半導体素子ｌの金属バンブ２と配線基板３の電極
４をアライメントし、熱圧着ツール（図示せず）で半導
体素子１の裏面より加圧，加熱して半導体素子１を配線
基板３に押し付け、半導体素子１の金属バンブ２と配線
基板３の電極４を電気的に接続している。
びそれを用いた電子部品間の電気的接続方法に関するも
のである． （従来の技術） 従来の異方性導電接着剤を用いた電子部品の接続方法を
説明するための半導体素子接続方法の概略構造を第４図
〜第６図に示す．図中の１は半導体素子、２は金属バン
ブ、３は配線基板、４は配線基板上に設けられた電極、
５は異方性導電接着剤、６は異方性導電接着剤を構成す
る導電性フイラー、７は異方性導電接着剤を構成する樹
脂である． この半導体素子接続方法では、異方性導電接着剤５とし
て、炭素粉若しくは繊維，ニッケル粒やはんだ粒による
導電性フイラー６と、接着性を有する熱可塑性樹脂や熱
硬化性樹脂による樹脂７により構成されたものが用いら
れている。前記導電性フィラー６は樹脂７と良く混練さ
れ分散した状態になっている。この異方性導電接着剤を
介して半導体素子ｌの金属バンブ２と配線基板３の電極
４をアライメントし、熱圧着ツール（図示せず）で半導
体素子１の裏面より加圧，加熱して半導体素子１を配線
基板３に押し付け、半導体素子１の金属バンブ２と配線
基板３の電極４を電気的に接続している。
しかしながら、この接続方法では異方性導電接着剤５の
樹脂７の熱膨張係数が導電性フィラー６の熱膨張係数に
比べて大きいため、環境温度が低下した場合には第５図
に示すように、樹脂７は収縮し導電性フィラー６はこの
収縮応力により押し潰され塑性変形を生じる。又、環境
温度が上昇した場合には第６図に示すように、導電性フ
ィラー６の熱膨張が樹脂７の熱膨張に追従できずに半導
体素子１の金属バンブ２と配線基板３の電極４と導電性
フィラー６との間に隙間を生じる。この温度変化が繰り
返されることにより、半導体素子ｌの金属バンブ２と配
線基板３の電極４との間の接続不良を生じるため、電気
的接続の信頬性に欠けるという問題点があった． （発明が解決しようとする諜Ｂ） 本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもの
で、接続導体材料に加わる大きな熱歪みに対しても被接
続電極間に隙間を生じさせることなく、電子部品の接続
において電気的接続の信顛性が高く、しかも安価な接続
が得られる異方性導電シートおよびそれを用いた電子部
品間の電気的接続方法を提供するものである。
樹脂７の熱膨張係数が導電性フィラー６の熱膨張係数に
比べて大きいため、環境温度が低下した場合には第５図
に示すように、樹脂７は収縮し導電性フィラー６はこの
収縮応力により押し潰され塑性変形を生じる。又、環境
温度が上昇した場合には第６図に示すように、導電性フ
ィラー６の熱膨張が樹脂７の熱膨張に追従できずに半導
体素子１の金属バンブ２と配線基板３の電極４と導電性
フィラー６との間に隙間を生じる。この温度変化が繰り
返されることにより、半導体素子ｌの金属バンブ２と配
線基板３の電極４との間の接続不良を生じるため、電気
的接続の信頬性に欠けるという問題点があった． （発明が解決しようとする諜Ｂ） 本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもの
で、接続導体材料に加わる大きな熱歪みに対しても被接
続電極間に隙間を生じさせることなく、電子部品の接続
において電気的接続の信顛性が高く、しかも安価な接続
が得られる異方性導電シートおよびそれを用いた電子部
品間の電気的接続方法を提供するものである。
（課題を解決するための手段）
本発明は、樹脂からなるシートへ島状に超弾性金属材料
を埋め込み、表裏に前記超弾性金属材料の一部を露出さ
せ、シートの表裏方向のみに導電性を付与したことを特
徴とする異方性導電シートと、前記の異方性導電シート
を電子部品間に介在させて、両部品の電極間を電気的に
接続する方法を要旨とするものである。
を埋め込み、表裏に前記超弾性金属材料の一部を露出さ
せ、シートの表裏方向のみに導電性を付与したことを特
徴とする異方性導電シートと、前記の異方性導電シート
を電子部品間に介在させて、両部品の電極間を電気的に
接続する方法を要旨とするものである。
本発明では、前述の課題を解決するために異方性導電シ
ートの導電性媒体として超弾性金属を用いるようにした
ものであり、電子部品間又は電子部品と基板の電極間に
介在させて、加圧又ははんだ付け等の溶着により電極を
電気的に接続し固定するようにしたものである． この超弾性金属材料としては、例えばＮｉ−Ｔｉ．Ｃｕ
−ｋｌ −Ｎｉ＋ Ａｕ−Ｃｄ， Ａｇ−Ｃｄ， Ｃｕ
−Ｚｎ−ＡＩ， Ｃｕ 一Ｚｎ−Ｓｎ， Ｃｕ−Ｓｎ＋
Ｆｅ−Ｐｔ， Ｐｅ−Ｐｄ， Ｉｎ一↑ｌ ， Ｎｉ
Ｎ等が用いられ、弾性歪みとして０． ５％以上を示す
ものを使用することが望ましい．また形状としては粒径
５０〜３００ｎ程度の球状とすることが好ましい． 尚、超弾性金属材料は、接続性を向上させるために必要
に応じて他の金属でコーティングしても良い． （作用） 前述の導電性フィラーとして超弾性金属を用いた異方性
導電シートにより電子部品の接続を行えば、温度変化に
よる異方性導電シートを構成する樹脂の膨張，収縮の熱
歪みを超弾性金属が受け、繰り返しの歪みに対しても弾
性範囲で変形を繰り返すことにより柔軟に対応でき、電
気的接続の信頌性向上を図ることができる。
ートの導電性媒体として超弾性金属を用いるようにした
ものであり、電子部品間又は電子部品と基板の電極間に
介在させて、加圧又ははんだ付け等の溶着により電極を
電気的に接続し固定するようにしたものである． この超弾性金属材料としては、例えばＮｉ−Ｔｉ．Ｃｕ
−ｋｌ −Ｎｉ＋ Ａｕ−Ｃｄ， Ａｇ−Ｃｄ， Ｃｕ
−Ｚｎ−ＡＩ， Ｃｕ 一Ｚｎ−Ｓｎ， Ｃｕ−Ｓｎ＋
Ｆｅ−Ｐｔ， Ｐｅ−Ｐｄ， Ｉｎ一↑ｌ ， Ｎｉ
Ｎ等が用いられ、弾性歪みとして０． ５％以上を示す
ものを使用することが望ましい．また形状としては粒径
５０〜３００ｎ程度の球状とすることが好ましい． 尚、超弾性金属材料は、接続性を向上させるために必要
に応じて他の金属でコーティングしても良い． （作用） 前述の導電性フィラーとして超弾性金属を用いた異方性
導電シートにより電子部品の接続を行えば、温度変化に
よる異方性導電シートを構成する樹脂の膨張，収縮の熱
歪みを超弾性金属が受け、繰り返しの歪みに対しても弾
性範囲で変形を繰り返すことにより柔軟に対応でき、電
気的接続の信頌性向上を図ることができる。
以下、本発明の実施例について、図面を用いて具体的に
説明する。
説明する。
（実施例）
実施例１
第１図は本発明の実施例を示すための半導体素子接続構
造の断面図である。第１図において１１は半導体素子、
１２は配線基板、ｌ３は半導体素子１１の電極、ｌ４は
配線基板上の電極、１５は異方性導電シート、ｌ６は異
方性導電シ一ト１５を構成する樹脂シート、１７は異方
性導電シ一ト１５を構成する超弾性金属球である． 異方性導電シ一ト１５の作成法の一例を第３図（ａ）〜
（ｅ）に示す。
造の断面図である。第１図において１１は半導体素子、
１２は配線基板、ｌ３は半導体素子１１の電極、ｌ４は
配線基板上の電極、１５は異方性導電シート、ｌ６は異
方性導電シ一ト１５を構成する樹脂シート、１７は異方
性導電シ一ト１５を構成する超弾性金属球である． 異方性導電シ一ト１５の作成法の一例を第３図（ａ）〜
（ｅ）に示す。
（ａ）島状に配列されたガイド溝２０を有する治具２ｌ
のガイド溝２０に、（ｂ）接続ピッチを考慮した粒径（
本実施例ではφ５０μｍを使用）のＴｉ −５０．５ａ
ｔχＮｉの金メッキを行った超弾性金属球１７（弾性歪
み８％）を挿入し、（Ｃ）治具２ｌと対となる治具２２
で超弾性釡属球ｌ７を挟み込む．（ｄ）次に治具２１と
２２との間隙にポリイミド樹脂ｌ６を流し込み加熱して
ポリイミド樹脂ｌ６を硬化させることにより、（ｅ）島
状に超弾性金属球１７が埋め込まれ、表裏に超弾性金属
球１７の一部が露出した異方性導電シートが作成できる
。超弾性金属球１７のポリイミド樹脂１６からの露出量
は必要に応じてアルカリ又はヒドラジン等でポリイミド
樹脂をエッチングすることにより調節する．第１図の実
施例は半導体素子Ｉｆと配線基仮工２の間に前記異方性
導電シ一ト１５を挿入し、半導体素子ＩＩの電極ｌ３と
配！Ｓ基板１２の電極ｌ４との位置合せを行った後、硬
化時の収縮率の大きな樹脂１８により加圧力を与え電気
的に接続を得る構造である。このとき超弾性金属球ｌ７
は加圧力により弾性範囲内で圧縮変形しており、超弾性
金属球ｌ７の球径の誤差のバラツキを吸収するとともに
、熱歪みに対して弾性範囲内の変形で追従する．上記の
半導体素子接続方法により、Ｏ〜１５０℃．１０００回
の温度サイクル試験においても安定な接続信鉱性を示し
た。
のガイド溝２０に、（ｂ）接続ピッチを考慮した粒径（
本実施例ではφ５０μｍを使用）のＴｉ −５０．５ａ
ｔχＮｉの金メッキを行った超弾性金属球１７（弾性歪
み８％）を挿入し、（Ｃ）治具２ｌと対となる治具２２
で超弾性釡属球ｌ７を挟み込む．（ｄ）次に治具２１と
２２との間隙にポリイミド樹脂ｌ６を流し込み加熱して
ポリイミド樹脂ｌ６を硬化させることにより、（ｅ）島
状に超弾性金属球１７が埋め込まれ、表裏に超弾性金属
球１７の一部が露出した異方性導電シートが作成できる
。超弾性金属球１７のポリイミド樹脂１６からの露出量
は必要に応じてアルカリ又はヒドラジン等でポリイミド
樹脂をエッチングすることにより調節する．第１図の実
施例は半導体素子Ｉｆと配線基仮工２の間に前記異方性
導電シ一ト１５を挿入し、半導体素子ＩＩの電極ｌ３と
配！Ｓ基板１２の電極ｌ４との位置合せを行った後、硬
化時の収縮率の大きな樹脂１８により加圧力を与え電気
的に接続を得る構造である。このとき超弾性金属球ｌ７
は加圧力により弾性範囲内で圧縮変形しており、超弾性
金属球ｌ７の球径の誤差のバラツキを吸収するとともに
、熱歪みに対して弾性範囲内の変形で追従する．上記の
半導体素子接続方法により、Ｏ〜１５０℃．１０００回
の温度サイクル試験においても安定な接続信鉱性を示し
た。
実施例２
第２図は本発明の第２の実施例を示すための半導体素子
接続構造の断面図である。半導体素子１１の電極ｌ３と
配線蟇仮Ｌ２の電極ｌ４の表面に、低融点金属工９とし
てＳｎ − Ｐｂ共晶はんだが電気メッキされている。
接続構造の断面図である。半導体素子１１の電極ｌ３と
配線蟇仮Ｌ２の電極ｌ４の表面に、低融点金属工９とし
てＳｎ − Ｐｂ共晶はんだが電気メッキされている。
実施例１で説明した異方性導電シートを半導体素子２と
配線基板１２０間に挿入し、位置合わせ後加熱すること
により低融点金属１９を溶融し電気的接続を行ったもの
である。この場合にも熱少みに対しては超弾性金属球１
７が弾性範囲内で変形追従するので、実施例１と同様の
温度サイクル試験においても安定な接続信頼性を示した
。
配線基板１２０間に挿入し、位置合わせ後加熱すること
により低融点金属１９を溶融し電気的接続を行ったもの
である。この場合にも熱少みに対しては超弾性金属球１
７が弾性範囲内で変形追従するので、実施例１と同様の
温度サイクル試験においても安定な接続信頼性を示した
。
（発明の効果）
以上述べた本発明の超弾性金属球を島状に配列した異方
性導電シートを介して電子部品と配線基板の接続を行え
ば、電子部品と配線基板の熱膨張係数差に起因する歪が
生じても超弾性金属球が弾性範囲内で変形し応力を吸収
するので、電子部品の電気的接続の信較性向上が図れ、
かつ安価な接続を行うことができる。
性導電シートを介して電子部品と配線基板の接続を行え
ば、電子部品と配線基板の熱膨張係数差に起因する歪が
生じても超弾性金属球が弾性範囲内で変形し応力を吸収
するので、電子部品の電気的接続の信較性向上が図れ、
かつ安価な接続を行うことができる。
第１図、第２図はともに本発明に係わる異方性導電シー
トを用いた電子部品の接続方法を説明するための半導体
素子接続構造の断面図を示し、第３図は異方性導電シー
トの製作フローを示し、第４図〜第６図は従来の異方性
導電接着剤を用いた半導体素子接続構造の断面図を示す
． １．１１・・・半導体素子、２・・・金属バンブ、３，
１２・・・配線基板、４，１３．１４・・・電極、５・
・・異方性導電接着剤、６・・・導電性フィラー、７・
・・樹脂、ｌ５・・・異方性導電シート、１６・・・ポ
リイミド樹脂、１７・・・超弾性金属球、１日・・・樹
脂、１９・・・低融点金属。 第４図 第５図 第６図
トを用いた電子部品の接続方法を説明するための半導体
素子接続構造の断面図を示し、第３図は異方性導電シー
トの製作フローを示し、第４図〜第６図は従来の異方性
導電接着剤を用いた半導体素子接続構造の断面図を示す
． １．１１・・・半導体素子、２・・・金属バンブ、３，
１２・・・配線基板、４，１３．１４・・・電極、５・
・・異方性導電接着剤、６・・・導電性フィラー、７・
・・樹脂、ｌ５・・・異方性導電シート、１６・・・ポ
リイミド樹脂、１７・・・超弾性金属球、１日・・・樹
脂、１９・・・低融点金属。 第４図 第５図 第６図
Claims (2)
- （１） 樹脂からなるシートへ島状に超弾性金属材料を
埋め込み、表裏に前記超弾性金属材料の一部を露出させ
、シートの表裏方向のみに導電性を付与したことを特徴
とする異方性導電シート。 - （２） 電子部品間に請求項１記載の異方性導電シート
を挟み、加圧もしくは溶着により前記部品同士を固定し
、両部品間を電気的に接続することを特徴とする電子部
品の接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1058473A JP2932185B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 異方性導電シートおよびそれを用いた電子部品の接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06181084A (ja) * | 1992-12-14 | 1994-06-28 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 電気接続用コネクタ |
| JPH09153516A (ja) * | 1995-11-30 | 1997-06-10 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体装置及びｉｃチップの検査方法 |
| FR2788192A1 (fr) * | 1998-12-30 | 2000-07-07 | Giesecke & Devrient Gmbh | Procede de fabrication d'une liaison entre un module et un composant electronique, et ses applications |
| JP2000195371A (ja) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Fujikura Ltd | メンブレンスイッチ |
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-
1989
- 1989-03-10 JP JP1058473A patent/JP2932185B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
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