JPH03289010A

JPH03289010A - 異方性導電膜の製造方法

Info

Publication number: JPH03289010A
Application number: JP9054290A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kobayashi; 寛史小林; Yoshihiro Yoshida; 芳博吉田; Takeshi Kozuka; 小塚　武
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-04-05
Filing date: 1990-04-05
Publication date: 1991-12-19

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６１１８８８１８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Ａｌ１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）しかしながら、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（、接続の
信軌性が低下する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
プの電極が微細ピッチ、例えば１５０μｍ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（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（なる。

一方、後者の異方性導電膜にあっては、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、欠けたりし易く、
また、異方性導電膜に熱応力が生じた場合、該熱応力に
より絶縁部材が割れて接続不良が発生し易く、接続の信
転性が低下する。

（発明の目的）そこで本発明は、接続の信転性を向上しながら、微細ピ
ッチの高密度接続に対応可能な異方性導電膜の製造方法
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の製造方法は、上記目的
を達成するため、厚さ方向に貫通する孔を有する膜状の
絶縁部材を形成する工程と、該絶縁部材の孔にペースト
状の導電材料を注入して、導電部材を形成する工程と、
を含むことを特徴とするものである。

また、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、導電基板の上層部を陽極酸化し
て、所定深さの複数の孔を有する膜状の陽極酸化膜を形
成する工程と、該陽極酸化膜を導電基板の下層部から分
離する工程と、陽極酸化膜の孔の底部を除去して、線孔
を膜厚方向に貫通させる工程と、陽極酸化膜の孔にペー
スト状の導電材料を注入して、導電部材を形成する工程
と、を含むことを特徴とするものである。

さらに、第１．２の発明において、前記導電材料が金属
ペーストまたは導電性高分子材料からなるようにしても
よい。

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

第１〜３図は第１の発明に係る異方性導電膜の製造方法
により製造された異方性導電膜の一実施例を示す図であ
る。

まず、構成を説明する。

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から構成さ
れる。絶縁部材１２は絶縁材料、例えばＡＩ！、□０３
からなり、厚さ方向に貫通する孔１２ａを有する膜状の
部材である。導電部材１３はペースト状の導電材料、例
えば金属ペーストや導電性高分子材料等からなり、絶縁
部材１２の孔１２ａに設けられている。

次に、異方性導電膜１１の製造方法を第２．３図に従っ
て説明することにより、第１の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２図に示すＡＩ！ｚｏｘからなる絶縁膜１の表
面を所定パターンのレジストによりマスクして、レーザ
照射やウェットエツチングあるいはドライエツチング等
により、第３図に示すような孔１２ａを有する絶縁部材
１２を形成する。すなわち本工程が、厚さ方向に貫通す
る孔を有する膜状の絶縁部材を形成する工程である。

次いで、絶縁部材１２の孔１２ａに金属ペーストあるい
は導電性高分子材料を注入すると、異方性導電膜１１が
成形される。すなわち本工程が、絶縁部材の孔にペース
ト状の導電材料を注入して、導電部材を形成する工程で
ある。

上述の実施例において、絶縁膜１をレジストでマスクし
て形成される孔１２ａに金属ペースト等を注入すること
により、導電部材１３が形成されるので、いわゆるフォ
トリソグラフィ技術を用いて、導電部材１３を絶縁部材
１２に任意のパターンで微細ピッチに配設することがで
き、微細ピッ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が樹脂等より強固なＡ４２．０３か
らなる絶縁部材１２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を実装する場合でも、ＬＳＩ
および回路基板の電極間に導電部材１３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、導電部材１３が金属ペーストや導電性高分子材
料等からなるので、異方性導電膜１１に熱応力等が生じ
ても、該熱応力を導電部材１３により容易に緩和するこ
とができ、また、異方性導電膜１１に柔軟性をもたせる
ことができる。したがって、異方性導電膜１１の割れを
防止することができ、接続の信軌性を向上することがで
きる。

第４〜７図は第２の発明に係る異方性導電膜の製造方法
により製造された異方性導電膜の第１実施例を示す図で
ある。

まず、構成を説明する。

第４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から構成さ
れる。絶縁部材２２は絶縁材料、例えばＡＩ！、２０３
からなり、厚さ方向に貫通する孔２２ａを有する膜状の
部材である。導電部材２３はペースト状の導電材料、例
えば金属ペーストや導電性高分子材料からなり、絶縁部
材２２の孔２２ａに設けられている。

次に、異方性導電膜２１の製造方法を第５〜７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１例を説明する。

まず、Ａｆ基板の上層部を０〜２０°Ｃ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°Ｃ以内、電流密度を１〜３Ａ／ｄｍ２とす
る。この陽極酸化により、第５図に示すようなＡ／！２
０．からなる陽極酸化膜５１およびＡｌからなる下層部
５２を形成する。複数の微小な孔５１ａを有している。

陽極酸化膜５１の厚さは１〜１００μｍ、孔５１ａの孔
径は０．２μｍ以下、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
、所定深さの複数の孔を有する膜状の陽極酸化膜を形成
する工程である。

次いで、逆電剥離法により陽極酸化膜５１から下層部５
２を剥離する。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、第６図に示すように、陽極酸化膜５１の底部を
例えば研削、研磨して除去し、孔５１ａを膜厚方向に貫
通させる。すなわち本工程が、陽極酸化膜の孔の底部を
除去して、線孔を膜厚方向に貫通させる工程である。

次いで、金属ペーストまたは導電性高分子材料を孔５１
ａに注入すると、異方性導電膜２１が成形される。すな
わち本工程が、陽極酸化膜の孔にペースト状の導電材料
を注入して、導電部材を形成する工程である。

また、上述の第６図に示す工程の代わりに、第７図に示
すように、陽極酸化膜５１の孔５１ａに金属ペーストま
たは導電性高分子材料５３を注入する。

すなわち本工程が、陽極酸化膜の孔にペースト状の導電
材料を注入して、導電部材を形成する工程である。

次いで、下層部５２および陽極酸化膜５１の底部を例え
ば研削、研磨により除去すると、異方性導電膜２１が成
形される。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および陽極酸化膜の孔の底部を
除去して、線孔を膜厚方向に貫通させる工程である。

第８〜１２図は第２の発明に係る異方性導電膜の製造方
法により製造された異方性導電膜の第２実施例を示す図
である。

まず、構成を説明する。

第８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、導電部材３３および絶縁性材
料３４から構成される。絶縁部材３２は絶縁材料、例え
ばＡｆ！ｚＯｉからなり、厚さ方向に貫通する複数の孔
３２ａを有する膜状の部材である。導電部材３３は例え
ばポリジアセチレンを所定温度以上に加熱処理した材料
からなり、絶縁性材料３４は例えばポリジアセチレンか
らなり、両者は絶縁部材３２の孔３２ａに設けられてい
る。ポリジアセチレンは所定温度以下では絶縁性および
柔軟性を有し、−度、所定温度以上に加熱されると導体
化され導電性を有する材料になる。

次に、異方性導電膜３１の製造方法を第５．６図および
第９〜１２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５．６図に示す工程と同一の工程により
、孔５１ａを有する陽極酸化膜５１を形成する。

次いで、第９図に示すように、陽極酸化膜５１の孔５１
ａにポリジアセチレン材６１を注入する。次いで、第１
０図に示すように、陽極酸化膜５１の所定領域の孔５１
ａ内のポリジアセチレン材６１に微小なスポット径のレ
ーザを照射して、前述の所定温度以上に加熱し、ポリジ
アセチレン材６１を導体化すると、異方性導電膜３１が
成形される。すなわち本工程が、陽極酸化膜の孔にペー
スト状の導電材料を注入して、導電部材を形成する工程
である。なお、例えば異方性導電膜３１をＬＳＩの実装
に用いる場合、ポリジアセチレン材６１を導体化する領
域はＬＳＩの電極パッドパターンに対応した領域であり
、ポリジアセチレン材６１を導体化しない上記所定領域
は電極パッドパターンに対応しない残りの領域である。

また、下達の製造方法により異方性導電膜３１を成形し
てもよい。

すなわち、まず、前述の第５図に示す工程と同一の工程
により、陽極酸化膜５１および下層部５２を形成する。

次いで、第１１図に示すように、陽極酸化膜５１の孔５
１ａにポリジアセチレン材６１を注入する。次いで、第
１２図に示すように、下層部５２および陽極酸化膜５１
の底部を研削、研磨して、除去する。次いで、上述の第
１０図に示す工程と同一の工程により、異方性導電膜３
１が成形される。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、陽極酸化膜の孔の底部
を除去して、線孔を膜厚方・向に貫通させる工程および
陽極酸化膜の孔にペースト状の導電材料を注入して、導
電部材を形成する工程である。

第１３〜１５図は第２の発明に係る異方性導電膜の製造
方法により製造された異方性導電膜の第３実施例を示す
図である。

まず、構成を説明する。

第１３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、導電部材４３および絶縁性
高分子材料４４から構成される。絶縁部材４２は絶縁材
料、例えばＡｆ、Ｏ，がらなり、厚さ方向に貫通する孔
４２ａを有する膜状の部材である。導電部材４３は例え
ばポリ塩化ビニルによりコートされた電極上でピロール
を電解重合することにより形成される材料からなり、導
電部材４３および絶縁性高分子材料４４は絶縁部材４２
の孔４２ａに設けられている。また、絶縁性高分子材料
４４は絶縁部材４２の一方の表面をほぼ覆っており、導
電部材４３は絶縁部材４２の一方の面で絶縁性高分子材
料４４がら露出しており、絶縁部材４２の他方の面から
突出している。

次に、異方性導電膜４１の製造方法を第５．６図および
第１４．１５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。

次いで、第１４図に示すように、所定パターンのレジス
）７１を有する電極基板７２に固定し、陽極酸化膜５１
の孔５１ａに例えばポリ塩化ビニル７３を注入し、陽極
酸化膜５１の表面を覆う。次いで、第１５図に示すよう
に、電極基板７２上でピロールを電解重合して、ポリ塩
化ビニル７３の一部を導体化し、導電体７４を形成する
。次いで、レジスト７１および電極基板７２を陽極酸化
膜５１から剥離すると、異方性導電膜４１が成形される
。すなわち本工程が、陽極酸化膜の孔にペースト状の導
電材料を注入して、導電部材を形成する工程である。

上述の第１〜３実施例において、Ａ１基板の表層を陽極
酸化することにより形成される陽極酸化膜の孔に導電部
材２３等を形成して、異方性導電膜２１等を成形してい
るので、導電部材２３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、微細ピッチの
高密度接続に対応することができる。

また、導電部材２３等が樹脂等より強固なＡ　１．　ｚ
０３からなる絶縁部材２２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を実装する場合でも
、ＬＳＩおよび回路基板の電極間に導電部材２３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、第１実施例において、導電部材２３が金属ペー
ストや導電性高分子材料から構成されるので、あるいは
、第２．３実施例において、導電部材３３等を形成する
必要のない絶縁部材３２の孔３２ａ等にはペースト状の
絶縁性材料３４等が形成されているので、異方性導電膜
に熱応力が生じた場合でも、該熱応力を導電部材２３や
絶縁性材料３４等により容易に緩和することができ、ま
た異方性導電膜２１等に柔軟性をもたせることができる
。したがって、異方性導電膜２１等の割れを防止するこ
とができ、接続の信頼性を向上することができる。

またさらに、第２．３実施例において、導電部材３３等
を形成する必要のない絶縁部材３２の孔３２ａ等にはペ
ースト状の絶縁性材料３４等が形成されているので、例
えばＬＳＩの実装に用いる場合、ＬＳＩを異方性導電膜
を介して回路基板に圧接することによりＬＳＩと回路基
板の電極間の電気的接合およびＬＳＩと回路基板の機械
的接合を同時にすることができる。また、ハンプを不必
要にすることができ、製造コストを著しく低減すること
ができる。

さらにまた、上述のように製造コストの低減が可能にな
ると、半導体装置関連の異方性導電膜の応用範囲を拡大
することができる。

（効果）本発明によれば、導電部材が絶縁部材あるいは陽極酸化
膜の孔に形成されているので、例えばＬＳＩ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、
接続の信頼性を向上することができる。

また、導電部材をフォトリソグラフィ技術を用いて絶縁
部材の孔に形成することが可能になり、あるいは、導電
部材を陽極酸化膜の孔に形成しているので、導電部材の
ピッチを非常に小さくすることができ、微細ピッチの高
密度接続に対応することができる。

さらに、絶縁部材あるいは陽極酸化膜にペースト状の導
電材料を注入して導電部材を形成しているので、異方性
導電膜に生じる熱応力を緩和することができ、異方性導
電膜の割れ等を防止することがでる。したがって、接続
の信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は第１の発明に係る異方性導電膜の製造方法
により製造された異方性導電膜の一実施例を示す図であ
り、第１図はその断面図、第２．３回はその製造方法を
説明するための断面図、第４〜７図−よ第２の発明に係
る異方性導電膜の製造方法により製造された異方性導電
膜の第１実施例を示す図であり、第４図はその断面図、
第５〜７図はその製造方法を説明するための断面図、第
８〜１２図は第２の発明に係る異方性導電膜の製造方法
により製造された異方性導電膜の第２実施例を示す図で
あり、第８図はその断面図、第９〜１２図はその製造方
法を説明するための断面図、第１３〜ｌ５図は第２の発
明に係る異方性導電膜の製造方法により製造された異方
性導電膜の第３実施例を示す図であり、第１３図はその
断面図、第１４．１５図はその製造方法を説明するため
の断面図である。１２・・・・・・絶縁部材、１３・・・・・・導電部材、１２ａ・・・・・・絶縁部材の孔、５１・・・・・・陽極酸化膜、５１ａ・・・・・・陽極酸化膜の孔、５２・・・・・・下層部、２３．３３．４３・・・・・・導電部材。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）厚さ方向に貫通する孔を有する膜状の絶縁部材を
形成する工程と、該絶縁部材の孔にペースト状の導電材
料を注入して、導電部材を形成する工程と、を含むこと
を特徴とする異方性導電膜の製造方法。
（２）導電基板の上層部を陽極酸化して、所定深さの複
数の孔を有する膜状の陽極酸化膜を形成する工程と、該
陽極酸化膜を導電基板の下層部から分離する工程と、陽
極酸化膜の孔の底部を除去して、該孔を膜厚方向に貫通
させる工程と、陽極酸化膜の孔にペースト状の導電材料
を注入して、導電部材を形成する工程と、を含むことを
特徴とする異方性導電膜の製造方法。
（３）前記導電材料が金属ペーストまたは導電性高分子
材料からなることを特徴とする請求項１または２記載の
異方性導電膜の製造方法。