JPH03276512A - 異方性導電膜およびその製造方法 - Google Patents

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、異方性導電膜およびその製造方法に係り、特
に、ＬＳＩの実装や基板の接続に用いられる異方性導電
膜およびその製造方法に関する。

（従来の技術） 従来の異方性導電膜において、例えば膜状の樹脂材料お
よび該樹脂材料中に分散された多数の導電粒子から構成
されるものがある。このような異方性導電膜によりＬＳ
Ｉを実装する場合、まず、膜状の樹脂材料に多数の導電
粒子を分散して構成される膜状部材を準備し、次いで、
該膜状部材を回路基板上に載置し、Ａｕバンプ付きのＬ
ＳＩチップを位置合わせして重ねる。次いで、ＬＳＩチ
ップを回路基板に加圧し、樹脂材料を加熱溶融させると
、Ａｕバンブと回路基板の電極間の導電粒子が両者に当
接して、両者が電気的に接続される。

すなわち、ＬＳＩチップは上述の膜状部材からなる異方
性導電膜により実装される。このような従来の異方性導
電膜は、例えば特開昭６１−１８８８１８号公報に記載
されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の異方性導電膜にあっては、上述の
ような理由により、接続不良が発生し易く、微細ピッチ
の高密度接続に対応することができないといった問題点
があり、また、温度や湿度の影響を受は易く、接続の信
頼性が低下するといった問題点があり、さらに、接続の
適用範囲が狭いといった問題点があった。

すなわち、ＬＳＩチップの電極が微細ピッチ、例えば１
５０μｍピッチ以下になると、電極面積が小さ（なり、
ＬＳＩチップおよび回路基板の電極間に存在する導電粒
子の数が減少する。また樹脂材料が加熱溶融されるとき
、導電粒子が樹脂材料の溶融に伴って移動する可能性が
ある。このため、電極の端子数の増加に対応して、電極
間に導電粒子が存在しなくなる可能性が確率的に増大し
、接続不良が発生し易くなる。一方、導電粒子の粒径を
小さくすれば、電極間の導電粒子のが存在確率は増大す
るが、隣接する電極同士がショートする可能性が確率的
に増大して、接続不良が発生し易くなる。

また、隣接する電極同士を絶縁する樹脂材料は、高温や
高湿度の環境下で流動したり、変形したりするので、接
続の信頼性が低下する。

また、電極と導電粒子を接続する方法が熱圧着によるも
のに限定されるので、接続の適用範囲が狭くなる。

（発明の目的） そこで、本発明は、接続不良を防止するとともに、接続
の信頼性を向上しながら、広範な接続に対応可能で、微
細ピッチの高密度接続が可能な異方性導電膜およびその
製造方法を提供することを目的としている。

（発明の構成） 第１の発明による異方性導電膜は、上記目的を達成する
ため、絶縁材料からなり、厚さ方向に貫通した孔を有す
る膜状の絶縁部材と、該絶縁部材の孔内に設けられ、絶
縁部材の一方の面から突出する一端部および絶縁部材の
他方の面から突出する他端部を有する導電部材と、を備
え、前記導電部材の一端部および他端部が異種の導電材
料から構成されることを特徴とするものである。

第２の発明による異方性導電膜の製造方法は、上記目的
を達成するため、導電基板の一方の面の所定領域をマス
クする工程と、導電基板の上記所定領域の周りを酸化し
て絶縁膜を形成するとともに、絶縁膜に取り囲まれて絶
縁膜の膜厚方向に延在する導電部を形成する工程と、該
導電部の両端部が異種の導電材料から構成されるように
、導電部を２種以上の導電材料からなる導電部材に置換
する工程と、を含むことを特徴とするものである。

第３の発明による異方性導電膜の製造方法は、上記目的
を達成するため、導電基板の上層部を陽極酸化して、所
定深さの孔を有する陽極酸化膜を形成する工程と、陽極
酸化膜の孔内に線孔の軸線方向に並んで互いに当接する
第１導電材料および第２導電材料を埋め込み、導電部材
を形成する工程と、陽極酸化膜を導を基板の下層部から
分離する工程と、陽極酸化膜の表層部を除去する工程と
、を含むことを特徴とするものである。

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

第１〜２７図は本発明に係る異方性導電膜の第１〜６実
施例を示す図であり、これらの構成および製造方法を順
に説明する。

第１〜５図は第１の発明に係る異方性導電膜の第１実施
例を示す図である。

第１図において、１１は異方性導電膜であり、異方性導
電膜１１は絶縁部材１２および導電部材１３を備えてい
る。絶縁部材１２はＡＩ！を陽極酸化することにより形
成されるＡｌｌ！２０３からなり、厚さ方向に貫通した
孔１２ａを有する膜状の部材である。導電部材１３は絶
縁部材１２の孔１２ａ内に設けられ、絶縁部材１２の一
方の面から突出する一端部１３ａおよび絶縁部材１２の
他方の面から突出する他端部１３ｂを有している。また
、導電部材１３はＡ１部材１４およびＡｕ部材１５から
構成され、Ａ２部材１４およびＡｕ部材１５は絶縁部材
１２の孔１２ａの軸線方向に並んで互いに当接している
。したがって、導電部材１３の一端部１３ａおよび他端
部１３ｂが異種の導電材料から構成される。

次に、異方性導電膜１１の製造方法を第２〜５図に従っ
て説明することにより、第２の発明に係る異方性導電膜
の製造方法の第１例を説明する。

まず、第２図に示すように、Ａ、　ｆｆｉ基板７１の一
方の面を所定パターンのフ第１・レジスト７２によりマ
スクする。例えば、フォトレジスト７２は５０μｍピッ
チで配列される複数の直径２０μｍのドツトパターンか
らなる。すなわち本工程が、導電基板の一方の面の所定
領域をマスクする工程である。

次いで、Ａｌ基板７１のフォトレジスト７２例の上層部
を例えば酸性溶液に浸し、Ａｌ基板７１を陽極として電
気分解して、Ａｌ基板７１の上層部を陽極酸化する。こ
の陽極酸化により、第３図に示すようなＡ１１．、　Ｏ
，材７３およびＡｌｌ材種４得る。また、Ａｌｌ材種４
柱状の第１．／ｌ材７４ａおよび第１Ａｌ材７４ａを支
持する第２ＡＮ材７４ｂからなる。すなわち本工程が、
導電基板の所定領域の周りを酸化して絶縁膜を形成する
とともに絶縁膜に取り囲まれて絶縁膜の膜厚方向に延在
する導電部を形成する工程である。

次いで、第４図に示すように、第１Ａ１２材７４ａの一
部および第２Ａｉ材７４ｂの全部を除去して、Ａｌ！０
＠材７３の厚さ方向に延在する孔７５を形成する。次い
で、第５図に示すように、孔７５内にＡＵ材７６を形成
し、フォＩ・レジスト７２を除去する。

すなわち本工程が、導電部の両端部が異種の導電材料か
ら構成されるように、導電部を２種以上の導電材料から
なる導電部材に置換する工程である。

次いで、Ａｌ２Ｏ３材７３の両面の表層部を１〜２０μ
ｍ厚さ程度溶解して、除去すると、第１図の異方性導電
膜１１が成形される。

第６．７図は本発明に係る異方性導電膜の第２実施例を
示す図である。

第６図において、２１は異方性導電膜であり、異方性導
電膜２１は絶縁部材２２および導電部材２３を備えてい
る。絶縁部材２２はＡ／２を陽極酸化することにより形
成されるＡｌｔｏｓからなり、厚さ方向に貫通した孔２
２ａを有する膜状の部材である。導電部材２３は絶縁部
材２２の孔２２ａ内に設けられ、絶縁部材２２の一方の
面から突出する一端部２３ａおよび絶縁部材２２の他方
の面から突出する他端部２３１〕を有している。また、
導電部材２３はＡ１部材２４および一対の半田部材２５
から構成され、一対の半田部材２５は孔２２ａの軸線方
向にＡ１部材２４を挟むようにしてＡ１部材２４に当接
している。したがって、導電部材２３の一端部２３ａお
よび他端部２３ｂが異種の導電材料から構成される。

次に、異方性導電膜２１の製造方法を第２．３図および
第７図に従って説明することにより、第２の発明に係る
異方性導電膜の製造方法の第２例を説明する。

まず、上述の第２．３図に示される工程と同一ノ工程ニ
ヨリ、／１．Ｏ３材７３およびＡｊ２材７４を得る。

次いで、第７図に示すように、フォＩ・レジスト７２を
除去して、メツキ等により半田材８１で第１Ａｉ材７４
ａを覆い、第２Ａｌ材７４ｂを除去して、上述同様に、
メツキ等により半田材８２で第１　Ａ、　ｌ材７４ａを
覆う。すなわち本工程が、導電部の両端部が異種の導電
材料から構成されるように、導電部を２種以上の導電材
料からなる導電部材に置換する工程である。

次いで、Ａ２□０３材７３の表層部を１〜２０μｍ程度
溶解して、除去すると、第６図に示す異方性導電膜２１
が成形される。

第８〜１３図は本発明に係る異方性導電膜の第３実施例
を示す図である。

第８図において、３１は異方性導電膜であり、異方性導
電１Ｉ３１は絶縁部材３２および導電部材３３を備えて
いる。絶縁部材３２はＡｌを陽極酸化することにより形
成されるＡｌｚＯｚからなり、厚さ方向に貫通した孔３
２ａを有する膜状の部材である。導電部材３３は絶縁部
材３２の孔３２ａ内に設けられ、絶縁部材３２の一方の
面から突出する一端部３３ａおよび絶縁部材３２の他方
の面から突出する他端部３３ｂを有している。また、導
電部材３３はＡｕ部材３４およびＮｉ部材３５から構成
され、Ａｕ部材３４およびＮｉ部材３５ば絶縁部材３２
の孔３２ａの軸線方向に並んで互いに当接している。し
たがって、導電部材３３の一端部３３ａおよび他端部３
３ｂが異種の導電材料から構成される。一方、導電部材
３３によりＬＳＩを実装したときの例を第９．１０図に
示す。第９．１０図において、ＬＳＩチップ３６の電極
パッド３６ａはＡｆからなり、Ａｕ部材３４に超音波接
合により接続されており、回路基板３７の電極３７ａｃ
ｆ、ＵＶ硬化性樹脂３９による接合によってＮｉ部材３
５に接続されている。なお、３８はパッシベーションで
ある。

次に、異方性導電膜３１の製造方法を第２．３図および
第１１〜１３図に従って説明することにより、第２の発
明に係る異方性導電膜の製造方法の第３例を説明する。

まず、上述の第２．３図に示される工程と同一の工程に
より、Ａｆ、０．材７３およびＡ７！材７４を得る。

次いで、第１１図に示すように、フォトレジスト７２、
Ａ！材７４を除去して、Ａｚｚ　ｏ３材７３に貫通孔９
１を形成する。次いで、第１２図に示すように、貫通孔
９１内の一部にＡｕ材９２を埋め込み、第１３図に示す
ように、貫通孔９１内の残りの部分にＮｉ材９３を埋め
込む。すなわち本工程が、導電部の両端部が異種の導電
材料から構成されるように、導電部を２種以上の導電材
料からなる導電部材に置換する工程である。

次いで、Ａｚｚ　Ｏ，材７３０両面の表層部を１〜２０
μｍ厚さ程度溶解して、除去すると、第８図に示される
異方性導電膜３１が成形される。

第１４〜１６図は本発明に係る異方性導電膜の第４実施
例を示す図である。

第１４図において、４１は異方性導電膜であり、異方性
導電膜４１は絶縁部材４２および導電部材４３を備えて
いる。絶縁部材４２はＡｆを陽極酸化することにより形
成されるＡｌ２ｔＯｘからなり、厚さ方向に貫通した孔
４２ａを有する膜状の部材である。導電部材４３は絶縁
部材４２の孔４２ａ内に設けられ、絶縁部材４３の一方
の面から突出する一端部４３ａおよび絶縁部材４２の他
方の面から突出する他端部４３ｂを有している。また、
導電部材４３はＡｆｆｉ部材４４および半田部材４５か
ら構成され、Ａ２部材４４および半田部材４５は絶縁部
材４２の孔４２ａの軸線方向に並んで互いに当接してい
る。したがって、導電部材４３の一端部４３ａおよび他
端部４３ｂが異種の導電材料から構成される。一方、異
方性導電膜４１により回路基板同士を接続したときの例
を第１５．１６図に示す。第１５．１６図において、回
路基板４６の電極４６ａはＡ２部材４４に熱硬化性樹脂
４８による接合により接続され、回路基板４７の電極４
７ａは半田付けにより半田部材４５に接続されている。

なお、異方性導電膜４１は前述の異方性導電膜１１の製
造方法とほぼ同様の方法により製造することができるの
で、その説明を省略する。

第１７〜２２図は本発明に係る異方性導電膜の第５実施
例を示す図である。

第１７図において、５１は異方性導電膜であり、異方性
導電膜５１は絶縁部材５２および導電部材５３を備えて
いる。絶縁部材５２はＡ！基板の表層部を陽極酸化する
ことにより形成されるＡＩ！、２０３からなり、該陽極
酸化により形成される厚さ方向に貫通した孔５２ａを有
する膜状の部材である。導電部材５３は絶縁部材５２の
孔５２ａ内に設けられ、絶縁部材５２の一方の面から突
出する一端部５３ａおよび絶縁部材５２の他方の面から
突出する他端部５３ｂを有している。また、導電部材５
３はＮｉ部材５４およびＡＵ部材５５から構成され、Ｎ
ｉ部材５４およびＡｕ部材５５は絶縁部材５２の孔５２
ａの軸線方向に並んで互いに当接している。したがって
、導電部材５３の一端部５３ａおよび他端部５３ｂが異
種の導電材料から構成される。

次に、異方性導電膜５１の製造方法を第１８〜２２図に
従って説明することにより、第３の発明に係る異方性導
電膜の製造方法の第１例を説明する。

まず、第１８図に示すＡ、　１基板１０１の表層を、０
〜２０℃の１０〜２０％硫酸溶液中で５〜６０分、陽極
酸化する。ただし、温度変動幅を５℃以内、電流密度を
１〜３Ａ／ｄｍ”とする、この陽極酸化により、第１９
図に示すようなＡｌ＊Ｏｓからなる表層部１０１　ａお
よび、ｌからなる本体部１０１ｂを得る。

表層部１０１ａは陽極酸化膜であり、表層部１０１ａに
は複数の微小な孔１０１Ｃが形成され、表層部ｉｏｉ　
ａの厚さは１〜１００μｍ、孔１０１Ｃの孔径は０゜０
５〜０．２μｍ１孔１０１Ｃの孔ピンチは０．６μｍ以
下である。すなわち本工程が、導電基板の上層部を陽極
酸化して、所定深さの孔を有する陽極酸化膜を形成する
工程である。

次いで、第２０図に示すように、表層部１０１ａの孔１
０１Ｃ内の底部側に例えば電解析出によりＡｕ材１０３
を形成する。次いで、第２１図に示すように、孔１０１
Ｃ内の開口側に例えば電解析出によりＮｉ材１０３を形
成する。すなわち本工程が、陽極酸化膜の孔内に線孔の
軸線方向に並んで互いに当接する第１導電材料および第
２導電材料を埋め込み、導電部材を形成する工程である
。

次いで、第２２図に示すように、表層部１０１ａから本
体部１０１ｂを除去する。すなわち本工程が、陽極酸化
膜を導電基板の下層部から分離する工程である。

次いで、表層部１０１ａの両面の表層を除去すると、第
１７図の異方性導電膜５１が成形される。すなわち本工
程が、陽極酸化膜の表層部を除去する工程である。

第２３〜２７図は本発明に係る異方性導電膜の第６実施
例を示す図である。

第２３図において、６１は異方性導電膜であり、異方性
導電膜６１は絶縁部材６２および導電部材６３を備えて
いる。絶縁部材６２はＡ１基板の表層部を陽極酸化する
ことにより形成されるＡ、、ｅ、Ｏ，からなり、該陽極
酸化により形成される厚さ方向に貫通した孔６２ａを有
する膜状の部材である。導電部材６３は絶縁部材６２の
孔６２ａ内に設けられ、絶縁部材６２の一方の面から突
出する一端部６３ａおよび絶縁部材６２の他方の面から
突出する他端部６３ｂを有している。また、導電部材６
３は半田部材６４およびＡＵ部材６５から構成され、半
田部材６４およびＡｕ部材６５は絶縁部材６２の孔６２
ａの軸線方向に並んで互いに当接している。なお、半田
部材６４は複数のＡＵ部材６５を覆うようにこれらに当
接している。したがって、導電部材６３の一端部６３ａ
および他端部６３ｂが異種の導電材料から構成される。

次に、異方性導電ｌ１ｌ（６１の製造方法を第１８．１
９および２４〜２７図に従って説明することにより、第
３の発明に係る異方性導電膜の製造方法の第２例を説明
する。

まず、上述の第１８．１９図に示される工程と、同一の
工程により、表層部１０１ａおよび本体部１０１ｂを得
る。

次いで、第２４図に示すように、表層部１０１ａの表面
の所定領域をフォトレジスト１１１によりマスクして、
所定の孔１０１Ｃの開口部を覆う。

次いで、第２５図に示すように、開口している孔１０１
Ｃ全体に電解析出によりＡｕ材１１２を形成する。

次いで、第２６図に示すように、表層部１０１ａのフォ
トレジスト１１１にマスクされていない領域を半田材１
１２により覆う。すなわち本工程が、陽極酸化膜の孔内
に線孔の軸線方向に並んで互いに当接する第１導電材料
および第２導電材料を埋め込み、導電部材を形成する工
程である。

次いで、第２７図に示すように、表層部Ｌｏｌｌ）から
本体部１０１ｂを除去する。すなわち本工程が５、陽極
酸化膜を導電基板の下層部から分離する工程である。

次いで、フォＩ・レジスｌ−１１１を除去した後、表層
部１０１ａの表層を除去すると、異方性導電膜６１が成
形される。すなわち本工程が、陽極酸化膜の表層部を除
去する工程である。

上述のように第１〜４実施例では、異方性導電膜の絶縁
部材がＡ１．基板を陽極酸化することにより形成される
ので、フォトレジストによりＡρ基板をマスクして導電
部材を形成することができ、導電部材を５０ａｍピッチ
で絶縁部材内に配列することができる。したがって、１
５０μｍピッチ以下の微細ピッチの高密度接続に対応す
ることができる。

また、フォトレジストにより絶縁部材内に導電部材を所
望のパターンに配列することができるので、例えば１５
０μｍピッチ以下の高密度接続でＬＳＩを実装する場合
でも、ＬＳ、Ｉチップおよび回路基板の電極間に導電部
材を確実に配置することができ、電極間の接続や隣接電
極間のシｙ−トの可能性が導電粒子の存在確率により支
配されていた従来のものに比較すると、接続不良を確実
に防止することができる。

さらに、絶縁部材がＡｌ１ｚＯｓからなるので、絶縁部
材が環境温度や湿度に影響されるのを防止することがで
き、これらの影響を受は易い樹脂からなる従来のものに
比較すると、接続の信鎖性を向上することができる。

またさらに、導電部材が異種の導電材料から構成される
ので、例えば、第９．１０．１５および１６図に示すよ
うに、ＬＳＩチップや回路基板等の電極の材質に応じて
、超音波接続法、半田付けによる接続法、熱硬化性の接
着剤による接続法および紫外線硬化性の接着剤による接
続法を用いることができ、接続の適用範囲を広げること
ができる。

一方、前述の第５．６実施例においても、上述の第１〜
４実施例の効果と同様の効果を得ることができるのは勿
論である。

また、Ａｆ板の表層を陽極酸化することにより形成され
る孔内に導電部材を形成して、異方性導電膜を成形して
いるので、導電部材の直径を０．２μｍ以下、ピッチを
０．６μｍ以下にすることができ、上述の第１〜４実施
例よりも小さいピッチの高密度接続に対応することがで
きる。

（効果） 本発明によれば、導電部材が異種の導電材料から構成さ
れ、また絶縁部材が導電基板を陽極酸化することにより
形成されるので、様々な材質の電極の接続に対応するこ
とができ、また導電部材を微細ピッチで絶縁部材内に配
設することができる。

したがって、接続の適用範囲を拡大することができ、ま
た接続不良を防止するとともに、接続の信頬性を向上し
ながら、微細ピッチの高密度接続に対応することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本発明に係る異方性導電膜の第１実施例を
示す図であり、第１図はその拡大断面図、第２〜５図は
その製造方法を説明するための拡大断面図、第６．７図
は本発明に係る異方性導電膜の第２実施例を示す図であ
り、第６図はその拡大断面図、第７図はその製造方法を
説明するための拡大断面図、第８〜１３図は本発明に係
る異方性導電膜の第３実施例を示す図であり、第８図は
その拡大断面図、第９図はそのＬＳＩ実装時の正面図、
第１０図は第９図における要部拡大断面図、第１１図は
その製造方法を説明するための一部断面を含む拡大斜視
図、第１２．１３図はその製造方法を説明するための拡
大断面図、第１４〜１６図は本発明に係る異方性導電膜
の第４実施例を示す図であり、第１４図はその拡大断面
図、第１５図はその回路基板接続時の正面図、第１６図
は第１５図における要部拡大断面図、第１７〜２２図は
本発明に係る異方性導電膜の第５実施例を示す図であり
、第１７図はその拡大断面図、第１８〜２２図はその製
造方法を説明するための拡大断面図、第２３〜２７図は
本発明に係る異方性導電膜の第６実施例を示す図であり
、第２３図はその拡大断面図、第２４〜２７図はその製
造方法を説明するための拡大断面図である。 １１．２１．３１．４１．５１．６１・・・・・・異方
性導電膜、１２．２２．３２．４２．５２．６２・・・
・・・絶縁部材、１２ａ、２２ａ、３２ａ、４２ａ、５
２ａ、６２ａ・・・・・・孔、１３．２３．３３．４３
．５３．６３・・・・・・導電部材、７１．１０１・・
・・・・Ａ２基板（導電基板）、７３・・・・・・Ａ７
！ｔ　Ｏ３材（絶縁膜）、７４・・・・・・、１Ｍ材（
導電部）、１０１ａ・・・・・・表層部（陽極酸化膜）
、１０１　ｃ・・・・・・孔（陽極酸化膜の孔）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）絶縁材料からなり、厚さ方向に貫通した孔を有す
   る膜状の絶縁部材と、該絶縁部材の孔内に設けられ、絶
   縁部材の一方の面から突出する一端部および絶縁部材の
   他方の面から突出する他端部を有する導電部材と、を備
   え、前記導電部材の一端部および他端部が異種の導電材
   料から構成されることを特徴とする異方性導電膜。（２
   ）導電基板の一方の面の所定領域をマスクする工程と、
   導電基板の上記所定領域の周りを酸化して絶縁膜を形成
   するとともに、絶縁膜に取り囲まれて絶縁膜の膜厚方向
   に延在する導電部を形成する工程と、該導電部の両端部
   が異種の導電材料から構成されるように、導電部を２種
   以上の導電材料からなる導電部材に置換する工程と、を
   含むことを特徴とする異方性導電膜の製造方法。 （３）導電基板の上層部を陽極酸化して、所定深さの孔
   を有する陽極酸化膜を形成する工程と、陽極酸化膜の孔
   内に該孔の軸線方向に並んで互いに当接する第１導電材
   料および第２導電材料を埋め込み、導電部材を形成する
   工程と、陽極酸化膜を導電基板の下層部から分離する工
   程と、陽極酸化膜の表層部を除去する工程と、を含むこ
   とを特徴とする異方性導電膜の製造方法。