JPH0265147A

JPH0265147A - Ｉｃチップ実装方法

Info

Publication number: JPH0265147A
Application number: JP21502088A
Authority: JP
Inventors: Masato Ishii; 正人石井; Tatsuo Kataoka; 龍男片岡; Yoshitaka Tanaka; 田中　与志隆
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 1988-08-31
Filing date: 1988-08-31
Publication date: 1990-03-05
Also published as: JPH05855B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ＩＣチップを回路基板上に実装する方法に関
し、詳しくは接着剤によりＩＣチップを回路基板上に接
着するとともに、基板回路の導体上に生成した金属突起
物を介して電気的に接続することにより、簡便で安価か
つ適用範囲の多様性に優れた工程を実現したＩＣチップ
実装方法に関する。

［従来の技術］ベアＩＣチップをプリント基板に実装する場合、チップ
の電極部と基板の導体部との間を霊気的に接続すること
が必要であるが、この方法として、従来、大別してワイ
ヤボンディング法と、ワイヤレスボンディング法がある
。

ワイヤボンディング法とは、基板の導体パターンとＩＣ
チップの電極パッドとをボンディングワイヤによ゛り接
続するものである。ＩＣチップおよび基板に対するボン
ディングワイヤ両端の接合は、熱圧着や超音波溶接等に
より行なわれる。

ワイヤレスボンディング法とは、ワイヤによらず、バン
プ等を介してＩＣチップを基板に直接接続させるもので
あり、半田バンブを用いるフリップチップ方式、Ａｕビ
ームリードを用いるビームリード方式、導電ペースト接
着方式、導電ゴムコネクタ接続方式、導電ペースト印刷
法などが知られている。また、フレキシブルテープにチ
ップを実装するＴＡＢ（テープ・オートメーテツド・ボ
ンディング）方式、特に、ポリイミドフィルムの基板に
Ａｕバンブを介して接続するテープキャリア方式、など
も注目されてきている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、ワイヤボンディング法は■ガラスやセラ
ミック等のリジットな基板に対して有効ではあるが、フ
レキシブルプリント配線基板に適用するのが困難である
、■各ボンディングワイヤ毎に接続するため実装に時間
がかかる、■熱圧着に使用するキャピラリの大きさや作
業性の点で導体線の幅が１００μｍ以上に限定される、
■ＩＣチップか不良の場合のりベアに困難性を有する、
■Ａｕ線等のボンディングワイヤのルーピング（湾曲）
のため全体が厚くなる等の欠点を有する。

また、上記従来のワイヤレスボンディング法においては
、■バンブやビームリード等を設ける必要がありコスト
が高くつく、■リペアも困難でありＩＣチップが不良の
場合は基板ごと廃棄するしかない、■ＩＣチップのＭｒ
　極バッドはチップの外周部分にしか設けることができ
ない、ＴＡＢ方式の場合はさらに、■フィルム状の基板
に限定され、その厚みおよび幅もそれぞれ１２５〜１０
０μｍおよび３５〜７０ｍｍに限定される。■接合時の
加熱温度も高く、例えば４００℃で２〜５秒程度加熱す
ることを要する、■アクタリードを用いる場合は全体と
して大きくなってしまう、などの欠点がある。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点に鑑み、バ
ンブや高熱プロセスを要せず、簡便、安価かつスピーデ
イに実装でき、しかも電極パッド間隔の小さいＩＣチッ
プにも適用できるＩＣチップの実装方法を提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］以下、図面を用いて本発明を説明する。

第１図は本発明のＩＣチップ実装方法を示す説明図であ
る。同図（ａ）〜（ｃ）に示すように本発明では、回路
１が形成された基板２上にＩＣチップを実装してその電
極バットを基板２の回路１に接続するＩＣチップの実装
方法において、回路１を形成する導体３上の、該電極パ
ッドに対する接続部分４の表面に、針状または塊状の金
属突起物５を電着により生成しく同図（ｂ））、そして
ＩＣチップ６を基板２に接着材７により接着する（同図
（Ｃ））ことにより、第２図に拡大して示すように、金
属突起物５を介して基板２の導体３と該電極パッドとの
導通をとるようにしている。

回路１は、導体３の材料として銅、亜鉛、ニッケル等を
用い、これを基板２の片面あるいは両面に積層し、露光
、現像およびエツチングを行なうことにより形成するこ
とができる。また、銀、銅等をペースト印刷することに
よっても形成される。

基板２としては、リジットプリント配線板、フレキシブ
ルプリント配線板、あるいは両面スルホール型の基板の
いずれをも用いることができる。

金属突起物（ノジュール）５としては、電着により導体
３上に生成されるデンドライトが好ましい。デンドライ
トの材料としては、銅、ニッケル、亜鉛、金、銀等の金
属が適している。また、銅、ニッケル等のデンドライト
の上にさらに金めフき、白金めっき等を例えば０．０５
μｍ程度施すことも可能であり、これは、相手側の導体
との密着性を向上させる上からも、また防錆の点でも好
ましい。

デンドライトの生成は、これに適しためっき洛中で、導
体３を陰極として電着によりこぶ付めっきを行なって形
成する。電着方法としては、例えば、電解銅粉法という
特殊電着条件を用いることができ、この場合、硫酸が１
００　ｇｌＩｔ±１０ｇ／Ｉｌ、銅濃度が８ｇ／２±ｉ
　ｇ、７Ｉｌのめっき溶を用い、５〜３０Ａ／ｄｍ２の
電流密度で３〜１゜分電解した後、さらに１〜５　Ａ　
／　ｄ　ｍ　２て１〜１０分電解を行なうことにより、
粒径１μｍ±０．１μｍの微細銅粒から成り高さ１０μ
ｍ±３μｍの金属突起物５を導体３表面上に均一に形成
することができる。ここで、電流密度が４０Ａ　／　ｄ
　ｍ　２以上になると導体３以外の部分にも銅が付若し
ショートの原因となるので好ましくない。また、電着は
接続部分４（図中、円の内側の導体３部分）にのみ生ず
ればよく、このため、例えば、電着処理前に、電着不要
部分をレジスト印刷やカバーフィルムにより被覆するこ
とが行なわれる。

ＩＣチップ６と基板２との接着は例えば、ＵＶ硬化接着
剤、アロンアルファ（商品名）等の瞬間接着剤、または
ホットメルトタイプ（例えば淳さ１５μｍのシート状の
もの）の接着剤を基板２の接続部分４を含む部分に塗布
あるいは配置し、ＩＣデツプ６の電極パッドを接続部分
４に正しく位置合せしてから、例えば２０〜３０　　Ｋ
ｇ　／　ｃｍ２で加圧し、接着剤を硬化させることによ
り行なつ。ＵＶ硬化接着剤を使用した場合は、例えば、
上記加圧下において、１２００ｍＪ／ｃｍ２のＵＶ露光
を２分間行なりで硬化させる。アロンアルファ（商品名
）を用いた場合は、加圧のみで足りる。ホットメルトタ
イプの接着剤の場合は、例えば上記加圧下において２０
０℃で５秒間加熱する。

［作用］この構成において、第２図に示すようにＩＣチップ６の
電極パッドは導体３の接続部分４表面に生成されたデン
ドライト等の金属突起物５に圧着されるため、ＩＣチッ
プ６は金属突起物５を介して良好な導通を得て基板２の
回路に接続され実装される。この際、バンブ等の形成、
ボンディングワイヤの接続、高熱プロセス等を必要とせ
ず、簡便な工程により安価かつスピーデイに実装が行な
われる。また、デンドライトは導体３の上部表面に大き
く成長し、側面にはほとんど成長しないように生成する
ことができ、導体３間あるいはＩＣチップ６の電極パッ
ド間の間隔が１００μｍピッチ程度に小さい場合でもシ
ョートの危険性なく実装される。さらにＩＣチップ６の
電極バットがチップの周辺部にある必要はなく、内側に
ある場合でも、カバーフィルム等による被覆処理が適宜
性なわれ、金属突起物５の形成位置が制御されて、正し
い接続が行なわれる。

なお、上述のような接続方法は、ＩＣチップとの接続以
外にも、例えば、液晶パネルやセラミック等のリジッド
回路板とフレキシブルプリント配線板との接続にも利用
できる。このような場合、従来はホットメルトタイプ等
の接着剤中にニッケル粒子やハンダボール等の導電性金
属粒子を混入させた異方性導電フィルムを用いて、１８
０°Ｃ程度に加熱し１５　　Ｋｇ　／ｃｍ２程度に加圧
して接着し、双方の電極部にはさまれた導電性金属粒子
により導通をとる方式を用いていた。しかし、異方性導
電膜は接触抵抗が０．５Ω（０，Ｉ　Ｘ　３　ｍｍ）と
高く、かつ経時変化によりさらに増加する傾向にある。

また、ファインピッチになると電極間の絶縁抵抗も少な
くなり、電極の密度は５本／ｍｍ〜６本／ｍｍが実用上
の限界であった。これに対し、本発明で用いられる上記
接続方法によれば、例えばホットメルト接着剤を用いて
、銅電極同志を接続（接触部分の径は０．８　ｍｍφ）
した場合で０．００１Ωと非常に小さく、かつ電極の密
度も１０木／ｍｍの高密度接続が可能である。また、隣
接電極間の絶縁抵抗も電極間隔が１００μｍの場合１０
１０Ω以上であり、長期使用によっても変化せず信頼性
が高い。

［実施例］以下、本発明の詳細な説明する。

実施例１第３図（ａ）および（ｂ）に示すように、２５μｍ厚の
ポリエステルフィルム８に１８μｍ厚の電解銅７ｆ！ｔ
　９をラミネートしてエツチングによりパターニング（
回路形成）した基板を用い、金属突起物を生成すべき回
路の各接続部分４　（０，９Ｘｌ、Ｏｍｍ）を残してポ
リエステルのカバーフィルム１０（厚さ２５μｍ）で被
覆した後、硫酸濃度１００ｇ／Ｉｔ、銅濃度８ｇ／ｕの
めっき洛中で電流密度８　Ａ　／　ｄ　ｍ　２で５分、
さらに電流密度４Ａ／ｄｍ２で５分電着することにより
回路の各接続部分に銅のデンドライトを成長させ上記カ
バーフィルム１０の上面より１０μｍ程度突き出るよう
に突起（ノジュール）５を形成し、さらにその上に防錆
のための金メツキを０．０５μｍの厚さで形成した。

次に、第４図に示すように、ＵＶ硬化型接着剤７を上記
接続部分を含む部分に塗布し、チップサイズが４．８　
Ｘ　６．Ｏｍｍであって、第５図に示すようにパッド部
１１がアルミニウム蒸着部１２を１〜２μｍ厚のパッシ
ベーション（液状ポリイミド被覆）１３により絶縁され
ていない部分（１１０μｍＸ１１０μｍ）として４００
μｍピッチで形成された、ベアＩＣチップ６を位置合せ
してから、１０　Ｋｇ／　ｃｍ２の加圧下において、１
２００ｍＪ／ｃｍ２で２分間ＵＶ露光することにより、
塗布した接着剤７を硬化させてベアＩＣチップ６を実装
した。

そして、第４図（ａ）に示す各電極１２〜１５間の抵抗
を測定した。ただし、ＩＣチップ自体の各パッド間の抵
抗値は０．３Ωであった。この結果を、電極１４および
１５間を■、電極１５および１６間を■、電極１６およ
び１７間を■として、また、上記の全手順は２回行ない
、Ｎｏｔ、Ｎｏ２として第１表に示す。

第　　１表実施例２接着剤として瞬間接着剤を用い、加圧のみを加えて硬化
した以外は実施例１と同じ方法でヘアＩＣチップの実装
を２回行なった。この結果を実施例１と同様にして第１
表に示す。

実施例３接着剤としてホットメルト型接着剤を用い、１０１Ａｇ
／　ｃｍ’の加圧下において、１８０℃で１０秒間加熱
した以外は実施例１と同じ方法でベアＩＣチップの実装
を３回行なった。この結果を実施例１と同様にして第１
表に示す。

実施例４ポリエステルフィルム８およびポリエステルのカバーフ
ィルム１０の代わりにポリイミドフィルムおよびポリイ
ミドのカバーフィルムを用い、かつ接着剤としてホット
メルトタイプのもの（１５μｍ厚のシート状）を用いて
１０　Ｋｇ／　ｃｍ２の加圧下において、１８０℃で１
０秒間加熱し硬化した以外は実施例１と同様にしてベア
ＩＣチップの実装を行なった。

次に、実施例１と同様の各電極間（端子間）の接触抵抗
を、ここでは−６５℃での３０分間の冷却および１２５
℃での３０分間の加熱を１サイクルとしてこの冷熱サイ
クルを１０サイクル、２゜サイクルおよび３０サイクル
行なった場合の変化として測定した。その結果を第２表
に示す。

第２表第１表および第２表かられかるように、木実製方法によ
れば、実用上十分な接触抵抗値（導通）が得られ、また
、冷却および加熱に対する耐久性も、少なくともホット
メルトタイプ接着剤を使用した場合においては十分であ
ることかわかる。

［発明の効果コ以上説明したように本発明によれば、以下のような効果
を奏する。

（１）接続のためにバンブ等を設ける必要がないので、
実装されるＩＣチップに制約がなく、実装費用も安価で
ある。

（２）あらゆる基板に適用でき、耐熱性の低いフィルム
にも使用できて、費用も安価である。

（３）ＩＣチップが不良であっても、接着剤を溶剤で溶
かす等により、リペアが容易に行なえる。

（４）ＵＶ硬化接着剤、ＩＲ間接着剤等により、高熱を
付与する必要なく実装が行なえる。ホットメルトタイプ
の接着剤によっても、１８０℃で１０秒程度の加熱てよ
い。

（５）電極間隔が１００μｍピッチ程度の高密度な場合
でも実装可能である。

（６）ＩＣチップの全電極パッドを一度に接続するため
短時間で実装できる。

（７）ＩＣチップの内側に電極パッドがある場合でも接
続し実装することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｃ）は、本発明のＩＣチップ実装方法
を説明するための説明図、第２図は、ＩＣチップを本発明の方法により基板に実装
したときの様子を示す拡大した断面図、第３（ａ）およ
び（ｂ）は、本発明の一実施例で用いる基板の一部を示
す平面図および側面図、第４図（ａ）および（ｂ）は、
本発明の一実施例により実装されたＩＣチップの様子を
示す側面図および平面図、そして、第５図は、本発明の一実施例で用いられるＩＣチップの
パッド部を示す拡大された断面図である。回路（パターン）、基板、導体、：接続部分、・金属突起物（ノジュール）、ベアＩＣチップ、接着剤、：ポリエステルフィルム、：電解銅箔、０：カバーフィルム、１　、バット部、２、アルミニウム蒸着部、３：パッシベーション、４〜１７：電極（端子）。（ａ）

Claims

【特許請求の範囲】

１．回路が形成された基板上にＩＣチップを実装してそ
の電極パッドを該基板の回路を形成する導体上の接続部
に接続するＩＣチップの実装方法において、該導体上の
接続部を除く所定部分を被覆し、該導体上の接続部表面
に針状または塊状の金属突起物を電着により生成し、該
金属突起物が生成された接続部を含む基板上にＩＣチッ
プを接着し、該金属突起物を介して該基板の回路と該電
極パッドとの導通をとることを特徴とするＩＣチップ実
装方法。