JPH03285211A

JPH03285211A - 異方性導電膜およびその製造方法

Info

Publication number: JPH03285211A
Application number: JP8647890A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kozuka; 小塚　武; Yoshihiro Yoshida; 芳博吉田; Hiroshi Kobayashi; 寛史小林
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1991-12-16

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、ＬＳＩの実装や回路基板間の接続に用いられ
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をフェースダウン実装する場合、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
ハンプ付きのＬＳＩ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ハンプ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。

また、膜状のセラミックスからなる絶縁部材および絶縁
部材内に６０μｍ程度の微細ピッチで膜厚方向に埋め込
まれたＡ１等の導電部材から構成される異方性導電膜が
知られている。

（発明が解決しようとする課題）しかしなから、前者のような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、接続の信顛性が低下するといった問題点があり、さ
らに、ＬＳＩをフェースタウン実装するとき、ハンプを
形成する必要があり、手間がかかるといった問題点があ
った。

一方、後者のような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、易いといっ
た問題点があった。

すなわち、前者の異方性導電膜にあっては、ＬＳＩチッ
プの電極が微細ピンチ、例えば１５０ＩＪｍピッチ以下
になると、電極面積が小さくなり、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
しまたすするので、接続の信転性が低下する。さらに、
ＬＳＩをフェースダウン実装するとき、電極パターンに
合わせてハンプによりＬＳＩに段差を形成する必要があ
り、バンブ形成に手間がかかる。

一方、後者の異方性導電膜４コあっては、微細ピッチ接
続には対応可能であるが、絶縁部材がセラミックスから
なるため、振動や外力により割れたり、欠けたりして、
接続不良が発生し易い。

（発明の目的ンそこで本発明は、接続不良を防止するとともにハンプ形
成等の手間を省きながら、微細ピンチの高密度接続に対
応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）本発明による異方性導電膜は、上記目的を達成するため
、絶縁材料からなる膜状の絶縁部材と、絶縁部材に所定
の間隔をもって設けられ、絶縁部材の膜厚方向に導電す
る複数の導電部材と、を備えた異方性導電膜において、
前記絶縁部材が膜厚の厚い複数の厚膜部および該厚膜部
を連結する膜厚の薄く薄膜部からなることを特徴とする
ものである、また、本発明による異方性導電膜の製造方法は、」−記
ｒ丁的を達成するため、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
、陽極酸化膜の孔に導電材料を埋め込んで導電部材を形
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の一部を除去して、膜
厚の厚い複数の厚膜部および該厚膜部を連結する膜厚の
薄く薄膜部を形成する工程と、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１〜１７図は本発明Ｃコ係る異方性導電膜の第１・〜
３実施例を示す回である。

まず、これらの構成を説明する。。

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、ＬＳＩの上にＬＳＩを実装するときに用
いられる異方性導電膜に適用した例である。

第１〜５図において、１１ば異方性導電膜でま・４す、
異方性導電膜１．１は絶縁部材１２および複数の導電部
材１３．１４を備えでいる。絶縁部材１２は絶縁材料、
例えばＡｌ２Ｏ３からなる膜状の部材であり、導電部材
１３．１４は例えばＡ　ｕからなる９また、導ｊ；部材
１３．１４は絶縁部材１２に所定の間隔をもって設けら
れ、絶縁部材１２の膜厚方向に導電する。導電部材１３
の両端部は絶縁部材１２から突出しており、導電部材１
４の両端部は絶縁部材１２から突出していない。また、
絶縁部材１２は厚膜部１５および薄膜部１６からなる。

厚膜部１５は複数段けられ、薄膜部１６は厚膜部１５を
連結するとともに厚膜部１５の膜厚より薄く膜厚を有す
る。導電部材１３は絶縁部材１２の厚膜部１５に設けら
れており、導電部材１４は絶縁部材１２の薄膜部１６に
設けられている。異方性導電膜１１はＬＳＩ１７および
ＬＳＩ１８．１９の間に設けられ、絶縁部材１２から突
出した導電部材１３の一端部はＬＳＩ１７の電極バンド
１７ａに接続され、導電部材１３の他端部はＬＳＩ１８
．１９の電極バッド１８ａ、１９ａに接続されている。

したがって、ＬＳＩ１８．１９は異方性導電膜１１にミ
リＬＳＩ１７σ）上ダ′実装されている。なお、１７ｂ
、１８ｂ、１９ｂはバノシヘーンヨン、２０は基板、２
０ａはワイヤである。

第６〜８図は本発明に係る異方性導電膜の第２実施例を
示すし１でちり、ＬＳＩをフェースダウン実装するとき
に用いられる異方性導電膜に適用しまた例である。

第６〜８図において、２１は異方性導電膜であり、異方
性導電膜２工は絶縁部材２２および複数の導電部材２３
．２４を備えている。絶縁部材２２は絶縁材料、例えば
Ａ１．Ｏ，からなる膜状の部材であり、導電部材２３．
２４は例えばＡｕからなる。また、導電部材２３．２４
は絶縁部材２２に所定の間隔をもって設けられ、絶縁部
材２２の膜厚方向に導電する。導電部材２３の両端部は
絶縁部材２２から突出しており、導電部材２４の両端部
は絶縁部材２２から突出していない。絶縁部材２２は厚
膜部２５および薄膜部２６からなる。厚膜部２５は複数
段けられ、薄膜部２６は厚膜部２５を連結するとともに
厚膜部２５の膜厚より薄く膜厚を有する。導電部材２３
は絶縁部材２２の厚膜部２５に設けられており、導電部
材２４は絶縁部材２２の薄膜部２６に設けられている。

異方性導電膜２１はＬＳＩ２７および基板２８の間に設
けられ、絶縁部材２２から突出した導電部材２３の一端
部はＬＳＩ２７の電極バッド２７ａに接続され、導電部
材２３の他端部は基板２８のＨｆ１２８ａに接続されて
いる。１′、−たがって、ＬＳＩ２７は異方性導電膜２
１により基板２６　ｄこフェースダウン実装されている
。なお、２ｚｂはバンンヘーションである。

第９〜１１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、基板間の接続に用いられる異方性導電
膜に通用した例である。

第９〜Ｉ１図において、３１は異方性導電膜であり、異
方性導電膜３１は絶縁部材３２および複数の導電部材３
３を備えている。絶縁部材３２は絶縁材料、例え・ばＡ
ｆｆｚＯｓからなる膜状の部材であり、導電部材３３は
例えばＡｕからなる。また、導電部材３３は絶縁部材３
２に所定の間隔をもっで設けられ、絶縁部材３２の膜厚
方向に′ｉ４電する。導電部材３３の両端部は絶縁部材
３２から突出している６絶縁部材３２は？Ｊ、ｌ￥１部
３５および薄膜部３６からなる１、厚膜部３５は複数段
けられ、薄膜部３６は厚膜部３３を連結するととも？、
こ厚膜部３５の膜厚より薄く膜７を有ｒる、導電部材３
３は絶縁部材３２の厚膜部３５４：６２けられており、
薄膜部３６には設けられていな（・、異方性導電膜３１
は基板３７．３８の間に設けられ、導電部材３３の一端
部は電極３７ａに接続され、導電部材３３の他端部は電
極３８ａに接続されている。したがって、基Ｆｉ３７．
３８は異方性導電膜３１により接続されている。

次に、上述の異方性導電膜１１．２２．２３の製造方法
を第１２〜１７図に従って説明することに１す、本発明
に係る異方性導電膜の製造方法の一例を説明する。

まず、第１２回に示ｔように、Ａｌ基板４３の表層を、
Ｏ〜２０゛Ｃの凡〜２０％硫酸溶液中で５〜６０分、陽
極酸化する。たたし、温度変動幅を５　’Ｃ以内、電流
密度を１〜３Ａ／’ｄｍ”とする９この陽極酸化により
、ＡＩ！ｚｏｓかろなる表層部４１およびＡＩからなる
本体部４２が形成される。表層部４１はいわゆる陽極酸
化膜であり、第１３１に示すような複数の微小な孔４１
ａを有している。表層部４１の厚さは１〜１００μｒｎ
、孔４１ａの孔径は０．２μｍ以下、孔ピッチは０．６
μｍ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１４図に示すように、表層部４１の孔４１ａ
内に例えば電解析出によりＡｕ材４４を形成する。

すなわち本工程が、陽極酸化膜の孔に導電材料を埋め込
んで導電部材を形成する工程である。

次いで、第１５図に示すように、表層部４１から本体部
４２を溶解除去する。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４１の両面の表層を溶解除去して、第１
６．１７図に示すような膜部材４５を形成する。次いで
、膜部材４５の一方の面あるいは両方の面をレーザ照射
して膜部材４５の一部をＬＳＩ等の電極パターンに応じ
て選択的に除去すると、第１〜１１図の異方性導電膜１
１．２１．３１が成形される。すなわち本工程が、陽極
酸化膜の表層部の一部を除去して、複数の厚膜部および
該厚膜部を連結するとともに厚膜部の膜厚より薄く膜厚
を有する薄膜部を形成する工程である。

上述のように第１〜３実施例では、Ａ！基板４３の表層
を陽極酸化することにより形成される孔４１ａ内に導電
部材１３等を形成して、異方性導電膜１１等を成形して
いるので、導電部材１３等の直径を０．２μｍ以下、ピ
ッチを０．６μｍ以下にすることができ、微細ピンチの
高密度接続に対応することができる。

また、導電部材１３等が樹脂等より強固なＡＡ２０、か
らなる絶縁部材１２等により確実に支持されているので
、例えば高密度接続でＬＳＩを実装し、あるいは基板同
士を接続する場合、電極間に導電部材１３等を確実に配
置することができ、電極間の接続や隣接電極間のショー
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１２等がＡｌｘ０ｚからなるので、絶
縁部材１２等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、接続の信頼性を向上することが
できる。

一方、第１．２実施例では、ＬＳＴ１７の電極１７ａ等
を接続する導電部材１３等が厚膜部１５等に設けられ、
厚膜部１５等を連結する薄膜部１６の膜厚が厚ｍ　部１
５の膜厚より薄くので、バノシヘーション１７ｂ等が薄
膜部１６等に当接するのを防止することができる。した
がって、従来のハンプ等を不必要にすることができ、バ
ンプ形成の手間を省くことができる。

また一方、第３実施例では、例えば、基板３７．３８の
熱膨張係数が相違するとき、あるいは、基板３７．３８
がフレキシブル配線板（ＦＰＣ）であるとき、異方性導
電膜３１に歪が発生する。ここで、基板３７．３８の電
極３７ａ、３８ａを接続する導電部材３３が厚膜部３５
に設けられ、厚膜部３５を連結する薄膜部３６の膜厚が
厚膜部３５の膜厚より薄くので、第１１図に示すように
、異方性導電膜３１に歪が生じると、膜厚の薄く薄膜部
３６が優先的に割れる。したがって、厚膜部３５の破［
員を防止することができ、電極３７ａ、３８ａの接続不
良の発生を防止して、接続の信頼性を向上することがで
きる。

なお、表層部４１の孔４１ａ内に導電材料を形成する方
法は、本実施例の方法に限定されるものではなく、例え
ば、導電性の高分子材料を孔４１ａ内に充填するように
してもよい。また、膜部材４５の一部を選択的に除去す
る方法は本実施例のレーザ照射によるものに限定される
ものではなく、例えば、ドライエツチング法やウェット
エツチング法を用いてもよい。

（効果）本発明によれば、ＬＳＩの電極等を接続する導電部材が
厚膜部に設けられ、厚膜部を連結する薄膜部の膜厚が厚
膜部の膜厚より薄くので、接続不良を防止するとともに
ハンプ形成等の手間を省くことができる。

また、導電基板を陽極酸化して形成される陽極酸化膜の
孔内に導電部材を形成しているので、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、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、微細ピ
ン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２．３図は
その拡大斜視図、第４図はそのＬＳＩ実装時の正面図、
第５図は第４図における要部拡大断面図、第６〜８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図はその拡大斜視図、第７図はそのＬＳＩ実装時
の正面図、第８図は第７図における要部拡大断面図、第
９〜１１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９図はその基板接続時の正面図、第１
０．１１図は第９図における要部拡大断面図、第１２〜
１７図は第１〜１１図に示される第１〜３実施例の異方
性導電膜の製造方法を説明するための図である。１１．２１．３１・・・・・・異方性導電膜、１２．２
２．３２・・・・・・絶縁部材、１３．２３．３３・・
・・・・導電部材、１５．２５．３５・・・・・・厚膜
部、１６．２６．３６・・・・−・薄膜部、４１・・・
・・・表層部（陽極酸化膜）、４１ａ・・・・・・孔（
陽極酸化膜の孔）、４３・・・・・・Ａ！基板（導電基
板）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）絶縁材料からなる膜状の絶縁部材と、絶縁部材に
所定の間隔をもって設けられ、絶縁部材の膜厚方向に導
電する複数の導電部材と、を備えた異方性導電膜におい
て、前記絶縁部材が複数の厚膜部および該厚膜部を連結
するとともに厚膜部の膜厚より薄く膜厚を有する薄膜部
からなることを特徴とする異方性導電膜。
（２）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
に導電材料を埋め込んで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
酸化膜の表層部の一部を除去して、複数の厚膜部および
該厚膜部を連結するとともに厚膜部の膜厚より薄く膜厚
を有する薄膜部を形成する工程と、を含むことを特徴と
する異方性導電膜の製造方法。