JPH0329207A - 回路接続用組成物及びこれを用いた接続方法並びに半導体チップの接続構造 - Google Patents

回路接続用組成物及びこれを用いた接続方法並びに半導体チップの接続構造

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JPH0329207A
JPH0329207A JP1314647A JP31464789A JPH0329207A JP H0329207 A JPH0329207 A JP H0329207A JP 1314647 A JP1314647 A JP 1314647A JP 31464789 A JP31464789 A JP 31464789A JP H0329207 A JPH0329207 A JP H0329207A
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Yutaka Yamaguchi
豊 山口
Atsuo Nakajima
中島　敦夫
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泰史 後藤
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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、上下に相対峙する回路を電気的に接続すると
ともに接着固定するのに用いられる回路接続用の組成物
およびこれを用いた回路の接続方法並びに半導体チップ
の接続構造に関する。
〔従来の技術〕
電子部品の小形薄形化に伴ない、これらに用いる回路は
高密度、高精細化している．これら微細回路同士の接続
は従来の半田やゴムコネクタなどでは対応が困難である
ことから、最近では異方導電性の接着剤や膜状物（以下
接続部材と称す）が多用されるようになってきた． これら接続部材としては、例えば加圧する等により厚み
方向に体積を減少させた時に、厚み方向にのみ導電路を
形底する程度の導電粒子を絶縁性接着剤゛中に含有して
なる異方導電性接着剤が知られている。
この使用方法は、相対峙する回路間に接続部材層を設け
、加圧もしくは加熱加圧手段を講しることによって、上
下回路間の電気的接続と同時に隣接回路間には絶縁性を
付与し相対峙する回路を接着固定するものである． これらの接着剤としては、例えばスチレンープタジエン
ースチレンのブロック共重合体をベースポリマとする熱
可塑性の組成物が使用時の簡便さから使用されてきた． ところが、接続部材の適用範囲が拡大し、耐熱性向上に
よる使用温度領域の拡大や、接続強度の増加による回路
の微細化への対応及び信頼性の向上が要望され、従来の
熱可塑系の配合組成では対応が困難なことから、硬化反
応系による試みが行われるようになってきた． 一方、導電性材料としては、例えばカーボン、ニッケル
、熱溶融性金属などの剛直性材料を充填剤とすることが
知られている．我々は先に回路接続部の接着剤と熱膨張
係数や弾性率が近似した高分子核材の表面を金属薄層で
被覆した導電性充填剤（以下加圧変形性導電粒子という
）を用いる方法を提案（特願昭６１〜３１０８８）Ｌた
．この方法によれば、接続部の温度変化に対して導電性
材料と接着剤がほぼ同様に熱膨張収縮するので接続回路
間隔の変化に導電性材料が追随し接続抵抗の変化が小さ
く、接着剤と熱膨張係数や弾性率が異なる剛直な導電性
材料を用いた場合に比べて大幅に接続信峻性が向上した
。
〔発明が解決しようとする課題〕
接続部材の構成材料である接着剤を硬化反応系とする方
法は、耐熱性や接続強度の向上には極めて有効な方法で
あるが、接続品は上下回路間の接続抵抗のバラツキが大
きく不安定であるという問題点を有していた． 接続抵抗が不安定となる原因は、接続部材の保管中に接
着剤と硬化剤とが徐々に反応するため接着剤の流動性が
低下することや、接続時の加熱加圧に際して導電粒子が
回路と十分に接触しないうちに、接着剤の硬化反応によ
り接着剤の粘度が上昇するなどにより、導電粒子の表面
から絶縁性である接着剤の排除が十分に行われず、導電
粒子と回路との接触が不充分な状態で接続される為であ
り、導電粒子が加圧変形性粒子の場合に特に顕著に見ら
れることがわかった． 又、硬化反応系の別な問題点として接続不良部の再生が
困難な点もある． これは、接続部が強固に接着することに加えて接着剤が
網状化（架橋〉していることから、加熱によっても接着
力の低下が少なく溶剤類にも溶け難く、不良部を剥離す
ることが極めて困難である．その為、接続部を溶剤類や
酸、アルカリ等の薬液に浸漬して膨潤させて剥離すると
か、ナイフ等で削りとるといった強制的な剥離手段を採
用せざるを得ない状況であった． しかしながら、これ等の強制手段の場合には、不良部周
辺の正常な接続部や配線等も損傷を受けることや、除去
面に接着剤の一部がどうしても残留してしまうこと等に
より、信頼性の高い再接続が得られないので、再生使用
が極めて困難な状況にあった． 以上に述べたような接続部材を用いて、半導体チップを
配線基板に電気的に接続する試みも行われている． 例えば、特開昭５１〜１０１４６９号公報に示されてい
るように異方導電性接着剤を用いて半導体チップ上に設
けられたバンプと対応する基板上の接続端子間とを異方
導電性接着剤中に含まれる導電粒子を介して、電気的接
続を行うと共に接着する方法や、特開昭６１〜１９４７
３１号公報に示されているように絶縁性接着剤、もしく
は異方導電性接着剤を用いて、半導体チップの表面の保
護層より陥没した電極と、これに対応して基板上の接続
端子部に設けられたバンプとを、押圧して接触すること
で、電気的接続を行うとともに接着する等の検討例が知
られている． しかしながら、これらの方法は接続部材の信頼性が不満
足なことから、量産レベルの実用化に至っていないのが
現状である． また、接続部材を用いて半導体チップを配線基板に電気
的に接続する前記した特開昭５１〜１０１４６９号公報
や、特開昭６１〜１９４７３１号公報に示されている方
法は、接着剤による面接続が可能なことから機器の小型
化や、回路の微細化に対応可能な極めて優れた方法であ
る．しかしながら、これらの方法においては、半導体チ
ップの電極部あるいは、基板上の接続端子部の少なくと
も一方に、例えば金や半田などからなる高さ５〜３０μ
ｍ程度の突起状電極（バンブ）を形或する必要がある．
多数の微細回路（線幅、数μｍから数十μｍが一般的）
部に均一なバンプを形成することは、大規模なクリーン
設備や、バリャメタル層の形威、フォトリソグラフィー
めっき、およびエッチングなどの複雑な高度技術が必要
であり，更に高価な金属を多量に消費するなどの問題点
を有していた． バンブを形成しない半導体チップの主面は、例えばシリ
コン酸化物や窒化硼素などの無機物やポリイミド系等の
有機物質などの絶縁材料により覆われており（以下保護
層という）、半導体チップの電極面は、この主面より凹
状に存在するのが一般的である． そのため異方導電性接着剤等の接続部材を用いて接続す
るには、前述のように半導体チップの電極部あるいは基
板の接続端子部の、少なくとも一方にバンプを形威する
必要があり、これらにバンプを形威しない場合（以下バ
ンプレスという）には次のような理由により接続が不可
能であった．すなわち、電極部においては、電極部が主
面より凹状であるために、その部分の異方導電性接着剤
は接続時の加圧によっても、圧力が掛からず体積減少が
生じないので、厚み方向（電極間）の導電路の形威が出
来ず、さらに保護層部においては、粒子と接した部分に
圧力が集中するために一般的な剛直性の導電粒子の場合
、半導体チップ保護層の破壊が発生してしまう． さらに主面よりバンプを有する半導体チップを配線基Ｆ
ｉニ接続する場合の問題点としては、先ず異方導電性接
着剤の様な導電粒子を添加した接続部材を用いる場合は
、バンプのような微小面積における接続信頼性が不十分
なことであった．すなわちバンプの接続部面積は例えば
１００μｍ　以下程度と小さく、チップ上のバンプ数も
１００個以上が一般的であり、高精細化を目的にバンプ
面積はさらに微小化する傾向にある．この時、微小面積
の接続信頼性の向上を画るために導電粒子の添加量を増
加すると、隣接バンプ間でリークを発生してしまい微小
面積における接続信頼性に限界があった。
加えて導電粒子がカーボンやニッケルなどの剛直性粒子
であると、接続時の加圧により半導体チップに応力割れ
が発生したり、配線保護層の破壊により半導体チップの
機能を消失してしまうことであった． 又、導電粒子を用いない絶縁性接着剤により接続を行う
場合は、電極上の微細な凹凸の接触により接合する方式
であるため、基板回路の平坦度や半導体チップのバンブ
高さの不均一性により接続の信頼性が不足していた． 本発明は、接続抵抗の安定した信頼性の高い回路の接続
を可能とする組成物、及びこれを用いた回路の接続方法
並びに半導体千ノブの接続構造を提供するものである． 〔課題を解決するための手段〕 すなわち本発明は （１）エポキシ系の反応性接着剤． （２）硬化剤を核とし、その表面が皮膜により実質的に
覆われてなる被覆粒子． （３）前記被覆粒子よりも大きな平均粒径を有する加圧
変形可能な導電粒子を必須戒分とする回路接続用の組成
物に関し、更にこの系の使用に好適な接続回路間隔の調
整剤（ギャップ調整剤）を含有する組成物や、これらの
組成物を用いた回路の接続方法並びに半導体チノプと回
路基板との接続構造に関するものである。
以下本発明を図面を参照しつつ説明する．第１図は本発
明の組成物を用いた回路接続部の状況を示す断面模式図
、第２図はその時の接着剤の粘度変化を示す模式説明図
であり、第１図及び第２図の（ａ）〜（Ｃ）は接続時の
工程を示す記号である． 第１図及び第２図において、（ａ）は上下回路４−５間
に、反応性接着剤１、被覆粒子２及び被覆粒子２より大
きな粒径を有する加圧変形性導電粒子３よりなる接続部
材を形威した状態を示す．この時の形威手段としては、
接続部材が液状の場合には回路上に例えば塗布や印刷法
により、あるいは接続部材がフィルム状等の固形の場合
には回路上に載置する等の方法が採用できる．（ｂ）は
接続時の加熱加圧により反応性接着剤ｌが温度上昇によ
り低粘度化し、加圧変形性導電粒子３は加圧により回路
４−５間で変形した状態を示す．この時、被覆粒子２は
粒径が加圧変形性導電粒子３に比べて小さいことから加
圧され難く、又接着剤中に分散されているので回路側か
らの熱伝導が遅いので被覆粒子２は破壊され難く核材の
硬化剤は不活性である． この時、加圧変形性導電粒子３は回路４−５間で変形し
て接触していることから、回路４−５間は導通の得られ
る状態であり、この状態で通電検査を行い、不良部を除
くことも可能である．この方法によれば従来問題であっ
た不良部の再生（取りはずし、再接続〉を接着剤が未硬
化の状態で行うことができるので極めて容易に行うこと
が出来る． （ｃ）は接続時の加熱加圧状態が更に時間の経過した状
態を示す．被覆粒子２は時間の経過により高温状態に達
し、核材の膨張圧や皮膜の溶融等により被覆が破壊し、
核材である硬化剤は反応性接着剤ｌと接触もしくは一体
化するので接着剤の硬化反応が進行し、接着剤の粘度は
上昇して高粘度化し、やがて硬化した接着剤６となる．
この時、上下回路４−５間は加圧変形性導電粒子３が変
形して回路と十分に接触し、硬化接着剤６により固定す
ることができる． この時、第３図のように加圧変形性導電粒子３よりも粒
径の小さな硬質粒子７、例えばニッケル、銀等の導電粒
子や、セラミック、ガラス、シリカ等の球状あるいはξ
ルドファイバー状粒子、または硬質樹脂などの絶縁粒子
を単独もしくは任意に混合して併用することで、上下回
路４−５間のギャップ調整材として用いることもできる
．このため硬質粒子７はね度分布幅の狭い均一粒径粒粒
子あることが好ましく、その添加量は必要に応じて反応
性接着剤に対し１５体積％以下を使用する。
１５体積％以上添加すると、回路に対する接着力が低下
する．また回路の微細化に対応するには隣接回路との距
離以下の平均粒径を有する絶縁性粒子の適用が好ましい
． ここで本発明に用いる平均粒径は次式で求めるものとす
る． Ｄ＝Σｎｄ／Σｎ　　　　　・・・・・・（１）（式中
は、ｎはｄなる粒径の粒子の数を示す，これら粒径の観
察方法としては、一般的に用いられる電子顕微鏡や光学
顕微鏡、コールタカウンター光散乱法などがあり、本発
明では電子顕微鏡法による．またアスペクト比を有する
場合のｄは長径によるものとする．） 本発明の使用材料について以下説明する．反応性接着剤
１としては、エポキシ、尿素、メラξン、グアナミン、
フェノール、キシレン、フラン、ジアリルフタレート、
ビスマレイξド、トリアジン、ポリエステル、ポリウレ
タン、ポリビニルブチラール、フェノキシ、ポリア亙ド
、ポリイミド、及びシアノアクリレート等の各種合或樹
脂類や、カルボキシル基、ヒドロキシル基、ビニル基、
アミノ基、及びエポキシ基等の官能基含有型のゴムやエ
ラストマ類があり、これらは単独もしくは２種以上の混
合物としても適用できる．これらの反応接着剤の中では
、エポキシ樹脂単独もしくは成分中に少なくともエポキ
シ樹脂を含有するいわゆるエポキシ系接着剤が、速硬化
性でかつ各種特性のバランスのとれた硬化物を得られる
ことから好適である。これらのエポキシ樹脂としては、
例えばエビクロルヒドリンとビスフェノールＡやビスフ
ェソールＦ等から誘導されるビスフェノール型エポキシ
樹脂、エビクロルヒドリンとフェノーノレノボランクや
クレソ゛−ノレノボラソクから誘導されるエポキシノボ
ラック樹脂が代表的であり、その他グリシジルアミン、
グリシジルエステル、脂環式、複素環式などの１分子内
に２個以上のオキシラン基を有する各種のエポキシ化合
物が適用できる。
これらは単独もしくは２種以上混合して用いることが可
能である．例えば、液状と固形のエポキシ樹脂の併用は
フィルム形成性や接続時の接着剤の流動性を調節する点
から好ましい使用形態である．また熱可塑性ボリマとの
併用も接着剤に可撓性を付与することから好ましい．こ
れらエポキシ樹脂は、不純物イオン（Ｎａ”、Ｋ”　、
Ｃｆｆｉ−ＳＯ４！一など）や加水分解性塩素などが各
々３００ｐｐｍ以下に低減されたいわゆる高純度品を、
さらに、好ましくは１００ｐｐｍ以下のいわゆる超高純
度品を使用することが、接続回路の腐食を肪止すること
から更に好ましい、また、上記不純物イオンはエポキシ
樹脂の硬化反応を害することがあり好適である．そのた
めにも高純度とすることば速硬化性の得られることから
接続作業上からも好ましい． 反応接着剤には硬化促進剤や硬化触媒を添加しても良く
、又保存性に悪影響を及ぼさない範囲であれば硬化剤や
架橋剤類を添加しても良い．又、溶剤類や分散媒、粘着
性調整剤、充填剤、紫外線収縮剤、老化防止剤、重合禁
止剤、及びカンプリング剤などの一般的な添加剤類も含
有できる． 被覆粒子２は、硬化剤を核としポリウレタン、ポリスチ
レン、ゼラチン及びポリイソシアネート等の高分子物質
や、ケイ酸カルシウム等の無機物、及び二冫ケルや銅等
の金属薄膜等の皮膜により実質的に覆われており、その
平均粒径は加圧変形性導電粒子３の変形前の平均粒径よ
り小さいことが必要であり、好ましくは８０％以下、よ
り好ましは５０％以下とする．粒子の形は特に制限は無
いが、アスペクト比の小さい方が均一反応性を得る点か
ら好ましい．ここに核材である硬化剤としては、反応性
接着剤ｌに対して公知の各種物質を適量用いることがで
きる． 例えばエポキシ樹脂の場合の硬化剤について例示すると
、脂肪族アξン、芳香族アミン、カルボンＩＬＩ機物、
チオール、アルコール、フェノール、イソシアネート、
第三級アξン、ホウ素錯塩、無機酸、ヒドラジド、及び
イミダゾールなどの各系及びこれらの変性物が採用でき
る． これらの中では、速硬化性で接続作業性に優れ、又イオ
ン重合型で触媒的に作用する化学当量的な考慮が少なく
て良い第三級アミン、ホウ素錯塩、ヒドラジド、及びイ
ξダゾール系が好ましく、これらは単独もしくは２種以
上の混合体として適用できる． 被覆粒子を用いた硬化反応は接続時に完了することが好
ましいが、回路間で変形性導電粒子の変形を保持する状
熊まで反応が進行すればよく、この状態で更に後硬化す
ることもできる．被覆粒子２は熱活性型すなわち一定の
温度下で皮膜の破壊を生じる方式の物が、圧力活性型の
物より均一反応系が得られることから微小接続部の信頼
性が向上するので好ましい． 熱活性温度としては４０℃〜２５０℃の物が適用できる
。
４０℃以下では保存時に活性化し易いことから冷蔵保存
が必要であり、２５０℃以上では接続時に高温が必要な
ことから接続部の周辺材料への熱損傷を与え易い． このような理由から好ましい熱活性温度は７０〜２００
℃、より好ましくは１００〜１７０℃である． 本発明に用いる熱活性温度は、指差走査型熱量計（Ｄｉ
ｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　　Ｃａｌ
ｏｒｉｍｅｔｒｙ，ＤＳＣ）を用い、１０℃／分で常温
から昇温まで接着剤組成物１を昇温させた時の発熱量の
ピーク温度を示すものとする． 加圧変形性導電粒子３は、第４図に示すように例えばボ
リスチレンやエポキシ樹脂などの高分子核材８の表面を
、ニッケルや金、銀、銅及び半田などからなる厚みが例
えば１一以下の導電性の金属薄層９で被覆した粒子であ
り、前述したように前記被覆粒子２より大きな粒径であ
ることが必要である． これらの加圧変形性導電粒子３は、回路接続時の加熱加
圧下で変形することが必要であり、その時の条件として
は、例えば温度２５０℃以下、圧力１　０　０　ｋｇ／
ｃ＋４以下が一般的に用いられる．高温高圧になるほど
回路材料等に熱損傷を与えることから温度２００″Ｃ以
下、圧力５０ｋｇ／ｃ一以下が好ましい． 導電粒子３の変形の確認は、接続構造体の断面の電子顕
微鏡による観察が有効であり、変形の程度は、例えば第
１図における変形前の粒径Ｄ．に対し、変形後の粒径Ｄ
，との関係が、（２）式に示すＤ＝０．９以下、好まし
くは０．７以下とすることである。
Ｄ””　（Ｄｏ　　Ｄ＋）／Ｄ＋　　　　　・・・（２
）高分子核材８としては、ボリスチレンやエポキシ樹脂
などの各種プラスチック類、スチレンブタジエンゴムや
シリコーンゴム等の各種ゴム類、及びセルロース、デン
ブン、スクアレンなどの天然高分子類などがあり、これ
らを主戒分としてこ架橋剤や硬化剤及び老化防止剤など
の各種添加剤を用いることもできる． 金属薄層９は、導電性を有する各種の金属、金属酸化物
、合金等が用いられる． 金属の例としては、ＺｎＳＡｔ，Ｓｂ，Ａｕ，Ａｇ，Ｓ
ｎ，Ｆｅ，Ｃｕ，ＰｂＳＮｌ，Ｐｂ，ＰＬ、などがあり
、これらを単独もしくは複合（半田など）して用いるこ
とが可能であり、さらに特殊な目的、例えば硬度や表面
張力の調整及び密着性の改良などの為に、Ｍｏ％Ｍｎ，
Ｃｄ，Ｓ　ｉ，Ｔａ，及びＣｒなどの他の金属やその化
合物などを添加することができる． 導電性と耐腐食性からＮｉ，Ａｇ，Ａｕ，Ｓｎ、ＣｕＳ
Ｐｂが好ましく用いられ、これらは又単層もしくは複層
以上として形威することも可能である． 金属薄層９を高分子核材８上に形威する方法としては、
蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、
溶射法などの乾式法や、例えば流動層法や無電解法によ
るめっきなどが通用できる．これらの中で、湿式の分散
系によることから均一厚みの被覆層を得ることの出来る
無電解めっき法が好ましい．金属薄層の厚みは通常０．
０１〜５μｍ１好ましくは０．０５〜１．　０μｍとす
る．ここで厚みは金属下地層のある場合にはその層も含
むものとする．被覆層の厚みが薄いと導電性が低下し、
淳みが増すと回路接続時における高分子核材の変形が起
こり難くなることから接続信鎖性が低下する． 本発明に用いる加圧変形性導電粒子３としては、前記し
た高分子核材／金属薄層の構底物以外にも、熱溶融性金
属粒子の一部の物も半導体チップの保護層１３を破壊し
ない条件下で、加熱加圧下で変形可能であれば適用可能
である． 加圧変形性導電粒子３を回路接続に用いた場合、高分子
核材が回路接続時の加圧あるいは加熱加圧により変形し
、回路面あるいは加圧変形性導電粒子の相互間で押しつ
けるように適度に変形し、十分な接触面積の得られるこ
とや、高分子檎材の剛性や熱膨張係数が接着剤の性質に
極めて近いことと、金属薄層の厚みは例えば１μｍ以下
と薄いことから変形性を有すること等により、接続回路
４−５間の膨張収縮に対し追随性を有するので、温度変
化を含む長期の接続信頼性が著しく向上する．本発明に
用いる加圧変形性導電粒子の粒径は、変形前の状態で平
均粒径Ｑ，０１〜１００μｍのものが用いられる，この
平均粒径が０．０１，ｕｎ未満では、粒子の表面積が大
きく凝集による粒子間の接触が必要以上に生じることか
ら、面方向の絶縁性が得られない場合がある． また、平均粒径が１００μｍを超えると、回路が微細の
場合に隣接回路間に粒子が存在するとやはり面方向の絶
縁性が得られない場合がある．これらの理由により、好
ましい平均粒径はｌ〜５０μｍである． 平均粒径が上記範囲内があれば加圧変形性導電粒子の形
状は特に規定しないが、良好な異方導電性を得るにはア
スベスト比のなるべく小さなもの、例えば球状、円錐状
などのものが好ましい．なお、これらの加圧変形性導粒
子は、１種単独で用いても２種以上併用して用いてもよ
い．本発明における前記加圧変形性導電粒子は、前記接
着剤威分に対し、０．１〜１５体積％使用する．この値
が０．１〜１５体積％の範囲では、良好な異方導電性を
示すが、０．１体積％未満では、微細回路の接続におい
て厚み方向の導電性が得にくく、１５体積％を超えると
隣接回路間の絶縁性が得られなくなる． このような理由から信頼性の高い異方導電性を得る為に
は、この値を１〜１０体積％の範囲内に設定することが
より好ましい． 本発明になる回路接続用組成物を純水中に浸漬し、例え
ば１００℃で１０時間処理したときの抽出水の塩素イオ
ンの濃度は、組成物の重量に対し１５ｐｐｍ以下、好ま
しくは５ｐｐｍ以下とすることが接続回路の腐食を防止
し、接続信頼性を向上できることから好適である． さらに、これら抽出水の塩素イオン濃度を低下すること
は、前述したように、組底物の反応速度が向上すること
から接続温度の低下や短時間接続等の効果が得られるの
で接続作業上からも好ましい． 以上述べた回路接続用の組戒物を用いた半導体チップと
回路基板との接続構造について、半導体チップのバンプ
レスとバップ付との場合に分けて以下に説明する． まず半導体チップのバンプレス接続の場合を、第５〜７
図を参照しながら説明する． 第５図及び第６図は本発明の一実施例を示す断面模式図
である．半導体チップｌ１はＩＣやＬＳＩ、チップコン
デンサー等であり、これら半導体チップには例えばアル
ａニウム、銅、ニッケルなど、あるいは、これら表面に
金などが形成された電極１２が保護層ｌ３の主面ｌＯに
対し、凹状ないし略同等の高さに形威されている。電極
１２は、半導体チップの配線をそのまま利用することも
可能である． 電極の深さが、保！ｉ層と略同等な場合（第６図）は、
ＣＶＤなとのいわゆる薄膜技術を用いて、必要部に保護
層ｌ３を形威した場合や、配線回路が保護層に覆われて
いない場合が相当する．基板１４は、ガラス、合威樹脂
、金属、セラξツクス及びこれらの複合材などよりなり
、金、１１！ｗ４、アルξニウム、クロム、タンタル、
及び酸化インジウム（ＩＴＯ）などからなる回路１５を
″有しているものとする．基板１４は、例えば第５図の
ように中央部が除去された構造（例えばフィルムキャリ
アいわゆるＴＡＢテープ）や、第６図のように連続した
構造（例えばガラス回路）等が可能である． 上記第５図及び第６図において、半導体チップと基板の
組み合わせは、これらに限定されず、例えば第５図に示
した凹状電極を有する半導体チップを、第６図に示した
連続した基板に通用しても良い。
ここで、本発明の他の実施例を示す第７図について説明
すると、凹状電極１２を有する半導体チップを、合成樹
脂のフィルム状基板ｌ４上に娘ペーストにより作威した
回路１５とを接続した場合を示す断面模式図である． 回路ｌ５の中央部が盛り上がった構造は、例えば銀ペー
スト等を用いた焼結回路や回路作製時のエッチング条件
の不適等によりよく発生する．第７図においては、回路
１５が中央に盛り上がっているので、接続時の加圧によ
り、保護層ｌ３が、せき止め的に作用して加圧変形性４
１！粒子３が絶縁回路部に流出し難いことから良好な導
通性が得られ、合わせて保護層ｌ３と基板１４間におい
ても高度な絶縁性が得られる．第７図（ａ）、（ｂ）は
、電極接続部１２−１５間の加圧変形性導電粒子３が単
粒子状（ａ）でも、凝集状（ｂ）であっても良いことを
示している． 本発明になる接続構造を得る方法は、半導体チップ１１
と基板１４の間に本発明になる回路接続用組成物を介在
させて、電極ｌ２と回路端子１５とを位置合わせし、加
熱加圧することで得られる． 接続時には必要に応じて、紫外線の照射や超音波振動な
どを併用すると、接着剤の硬化時間の短縮や接着界面の
汚染除去などに有効である。
本発明は、回路接続用接着剤組成物に用いる導電粒子を
接続時の加熱加圧下において変形可能な粒子とし又、接
着剤により接続時に固定する構造である．そのため、変
形性粒子が接合面の凹凸に沿って変形可能であることか
ら、電気的接続部にバンブが無い場合であっても、変形
性粒子がバンプと同様な作用をすることにより電気的接
続が可能となり、合わせて保護層からの電極部の深さの
ばらつきを無視して接続が簡単に行えるようになる． 変形性導電粒子は、半導体チップやその保護層を形成す
る材料に比べて強度が相対的に低いことから、接続時の
加熱加圧によっても半導体チップや保護層の破壊を生じ
ない．その為、導電粒子のね径や添加量に留意すること
で、面方向には絶縁性で上下電極のみに導通が可能な高
密度接続が可能であり、従来不可能であった半導体チッ
プのバンプレス接続が可能となる． 更に従来の接続部を半田で形威するいわゆるフリップチ
ップ方式の場合は、半導体チップと基板との熱膨張係数
の差によるストレスは、全て主に半田よりなる接合部に
集中していたが、本発明では、導電粒子が高分子物質を
核体とし、表面の金属層は極めて薄層であることから加
圧変形性を有し、弾性率及び熱膨張係数が同し高分子物
質である接着剤と核体とで、極めて近い性質であること
から、異方導電性接着剤よりなる接合層が熱衝撃に対す
る優れたストレス吸収層として作用し、接続信頼性が向
上する． また、接続時に半田溶融工程が無いことから、半導体チ
ップや周辺の電子部品に対する熱損傷がなく、半田ブリ
ッジの発生もないので、更に高度な高密度実装が可能と
なる． 上記で得た接続構造物は必要に応じて、他の合威樹脂や
セラ竃ツク等で封止することが、接続部の機械的補強や
防湿層の形成などの点から好ましいことである． バンプ付半導体チップの場合について以下図面を参照し
ながら説明する． 第８図は．本発明の一実施例を示す断面模式図である．
半導体チップ１１には主面から突出した金や半田からな
る多数の電極（バンブが代表的）１７が形成されている
． 本発明は、回路１５上の回路接続用組成物を介して、半
導体チップのバンブｌ７、１７′と接続するものであり
、この時、半導体チップのバンプの接続部を除く下面全
域は絶縁性接着剤１６により覆われている． 絶縁性接着剤１６は、少なくともバンブ１７、１７’の
形成面の半導体チップ側を覆うことが必要である． 本発明になるバンブ付半導体チップの接続構造の製造法
について以下に説明する． 第８図において、まず回路１５を有する配線基板１４上
に、本発明になる回路接続用＆ｌ戒物ｌ８を形成する．
形成手段としては、組成物が液状の場合には塗布や印刷
することにより、また、固形の場合には載置して加圧も
しくは加熱加圧するなどの方法が採用できる．一方、半
導体チップ１１のバンプｌ７、１７’側に絶縁性接着剤
１６を構成する．そのあと、両接着剤面を対向させて、
加圧もしくは加熱加圧により両接着面を一体化する．こ
の方法は、絶縁性接着剤の構威が比較的簡単に行うこと
ができる． 他の方法として、半導体チップｌｌ側に空隙が形威する
ように、組成物１８を配線基板の厚みやバンブ１７、１
７’の高さを調節して、突出電極部のみを接続しても良
い．空隙の部分に絶縁性接着７ｆｌ１１６を形威する．
形成の方法としては、絶縁性接着剤１６中への浸漬や、
加圧もしくは減圧による注入などの方法がある。
本発明になる半導体チップの接続本発明の他の例につい
て説明する． この方法は、第９図に示した回路接続用組底物ｌ８と絶
縁性接着剤１６とよりなる２層フィルムを用い、異方導
電性接着剤層を配線基板側として半導体チップとの間に
介在させて、加圧もしくは加熱加圧により接続する方法
である。
２層のフィルムの製造法としては、例えば剥離可能なフ
ィルム上に、接着剤１、被覆粒子２及び加圧変形性導電
粒子３よりなる回路接続用紐成物１８を塗布等により構
成し、この上に絶縁性接着剤１６を例えば塗布すればよ
く、あるいは両接着剤フィルムをロールラξネー卜する
等の一般的方法を採用できる． この方法によれば、前者の方法に比べて接続時に絶縁性
接着剤を別途形威しなくても良いので、作業性が著しく
向上できることから更に好ましい．本発明の接続構造を
得る上で重要なことは、回路接続用＆ＩＩ戊物１８より
も絶縁性接着剤ｌ６の接続時における流動性を少なくと
も同等以上に大きくすることで、バンブｌ７、１７’先
端面が回路接続用組底物ｌ８に接触し易い構造とするこ
とである。この時、絶縁性接着剤ｌ６の厚みはバンプ１
７の高さ以下、好ましくはバンプ１７、１７’を除く部
分の体積以下となるような厚みが良好な接続を得やすい
．また回路接続用＆ｌ１戒物ｌ８の厚みは、含有する導
電粒子の粒径と略同等以下とすると、導電粒子が有効に
導通に寄与するので好ましい。
本接続構造によれば、接続部を導電性に寄与する回路接
続用＆Ｉ戊物ｌ８と絶縁性接着剤１６との２層構造とし
たことにより、分解能が著しく向上し、半導体チップの
微細な接続における隣接回路とのリーク現象がなくなっ
た． すなわち、バンブｌ７と回路ｌ５の接続部においては、
バンプ１７の先端面は回路接続用組成物ｌ８に含まれる
加圧変形性導電粒子３と接触し、電極上の凹凸形成材と
して作用するので、微小面積における接続の確実性が向
上する． また、バンブの無い接続部１３−１５間においては、絶
縁性接着剤ｌ６が存在するので、隣接回路間１７−Ｉ？
’でのリークが発生しない．そのため導電粒子を従来の
比べ高濃度に充填することが可能となり、微小面積での
接続信頼性が向上する． この時、第８図においては組戒物ｌ８と絶縁性接着剤ｌ
６とが各相として別個に存在しているが、この領域（バ
ン１間のスペース部）においては、両者が相溶もしくは
混合された形で存在する方が、導電粒子３の濃度が相対
的に現象するので好ましい． さらに本接続構造によれば、チップ側の接続面であるバ
ンプ１７、１７’の形成面が導電粒子を含有しないＩ＠
縁性接着剤１６により覆われているので、接続時の加圧
下でもこれらが緩衡層として作用するのでチップの破壊
を生しない。
絶縁性接着剤１６は、チップの下面やその周縁部を覆っ
て形成されることから、封止剤としての作用も示し、水
分の浸入防止や耐湿性の向上に有効である． また、加圧変形性導電粒子３が回路に対し面接触するこ
とや、接着剤と導電粒子の核材との熱膨張係数や弾性率
を近似できるので接続信頼性が著しく向上する． 上記したように本発明で得られた半導体チップの接続構
造は、半導体チップのバンブ有無の各々について高密度
実装分野、例えば、液晶、ＥＬ，蛍光表示管などのディ
スプレイ関連やＩＣカード及びプリンタ等に大きく貢献
するものである．なお、上記説明においては半導体チッ
プが１個の場合の接続について述べてきたが、同一基板
上に多数の半導体チップを同時に接続することや、半導
体チップ上に更に他の半導体チップを順次積層一体化す
る等のいわゆるマルチチップ実装も本発明において実施
可能である． また、半導体チップをチップ化する前のウェハ状態の電
極面に本発明になる構威を接着剤のＢステージ化等によ
り仮形成し、チップ化する際のウェハ分割時の仮固定用
や、静電破壊防止用、及び導通検査用などとした後で、
チップ化し本発明の構造体を得ることも、工程短縮上好
ましい方法である。
以下余白 〔作用〕 本発明によれば、被覆粒子２よりも大きな粒径を有する
加圧変形性導電粒子３は、回路接続時に加熱加圧により
圧力を優先的に受けることから変形する．この時反応性
接着剤ｌは昇温により低粘度化しているので、加圧変形
性導電粒子３の表面から排除され易く、また、加圧変形
性導電粒子３は回路に接した状態で自由に変形できる．
被覆粒子２は加圧変形性導電粒子３よりも小さな粒径で
あるので、加圧変形性導電粒子３より遅れて高温状熊に
なり、被覆層の破壊や溶融により核材の硬化剤は反応接
着剤ｌと接触し、高温下であることから硬化反応が速や
かに進行する．そのため加圧変形性粒子が回路間で変形
した状態で硬化接着剤により固定することができるので
、回路との接触が十分な接続となるため、接続抵抗のば
らつきの無い安定した接続が可能となる． 従って半導体チップと配線基板との電気的接続などの高
度な接続信頼性の要求される分野への適用が可能となる
． 〔実施例Ｊ 本発明を以下実施例により、更に詳細に説明する． 実施例１ （１）接着剤 エピコート１００２　（ビスフェノール型エポキシ樹脂
、油化シエルエポキシ株式会社製商品名）と、二ボール
１０７２　（カルボキシル変性二トリルゴム、日本ゼオ
ン株式会社製商品名）とを固形分比で７０対３０とし、
４０％のトルエン溶液を得た． （２）被覆粒子 ノバキュアＨＸ−３７４２　（イミダゾール変性体を核
とし、その表面を架橋ポリウエタンで被覆した平均粒径
２．５ｐｍのマイクロカプセル化した粒子を、液状エポ
キシ樹脂中に分散したもの、旭化威工業株式会社製商品
名）を用いた．（３）加圧変形性導電粒子 可撓性エポキシ硬化球の表面に無電解ニッケルめっきを
行い、ニッケル層の厚み０．ｌμで粒径５．２＃ｍの粒
｛（Ｅｐ−Ｍと略）を得た．（４）接続部材の作製 上記（１）〜（３）を表ｌに示すような比率となるよう
に配合し、この溶液を２軸延伸ポリプロピレンフィルム
５０μｍ上に塗布し、９０℃−１５分間の乾燥を行い、
２５μｍの厚みを有するフィルム状の接続部材を得た．
これらの接続部材は室温の長期保管後の特性を考慮して
、全て５０　℃　−　２　０時間のエージング後に評価
を行った．この接続部材を純水中で１００″Ｃ−１０ｈ
の抽出操作を行った後の抽出塩素イオン濃度はイオンク
ロマトグラム（Ｄｉｏｎｅｘ　　２０１０ｉ）による測
定の結果、１３ｐｐｍであった． また、この接続部材を１．５ｍｇ秤量し、３０℃から１
０℃／分の速度で昇点したときのＤＳＣ（デュポン１０
９０）のピーク温度（熱活性温度）は１４８℃であった
． （５）評価 この接続部剤を用いてライン中７０μｍ、ピッチ１４０
μｍ１厚み３５μｍの銅回路を２５０本有するフレキシ
プ兄回路板（ＦＰＣ）と、．全面に酸化インジウム（　
Ｉ　Ｔｏ）の薄層を有する（表面抵抗３０Ω／口）厚み
１．１ｍｍのガラス板とを１７０℃　−　２　０　ｋｇ
／ｃｔｌ　−　３　０秒の加熱加圧により接続幅３ｍｍ
で接続した．この時、まず、ＦＰＣ上に接続部材の接着
面を貼付けた後、１００℃５　ｋｇ／ｃｔａ　−　３　
秒の仮接続を行い、その後セパレータをボリブロピレン
フレキシブルを剥離してＩＴＯとの接続を行った．上記
により得た回路接続品の評価結果を表１に示した。
表１において接続後の厚みは、マイクロメータを用いて
、まず接続部の厚みを測定し、この値から事前に測定し
たＦＰＣ及びＩＴＯガラス回路板の厚みを差引いて求め
た． 又、接続抵抗は接続部を含むＦＰＣの隣接回路の抵抗を
マルチメータで測定し平均４ａ　（χ）と最大値（Ｍａ
ｘ）で表示した。
実施例１の場合、接続部の厚みは１μｍ程度と小さく良
好な接続抵抗が得られた． 接続体の断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、導
電粒子は、前述した第１図（Ｃ）のように、いずれも加
圧方向に大きく変形しており、回路面に対し面状に接触
していた． 実施例ｌの場合の被覆粒子の皮膜はポリウレタンである
が、架橋構造となっているためトルエンに対して耐性が
あり製造上に問題はなかった．又、長期保管を考慮した
５０℃−２０時間のエージング６こよっても、良好な特
性が得られた．実施例２ 実施例１と同様であるが、接続部材中に更に粒径２μｍ
の球状シリカ（触媒化学株式会製）を添加した． この場合も実施例１と同欅に評価したが、球状シリカの
粒径に接続厚みは制御された．球状シリカはギャップ調
整材として作用し良好な接続特性が得られた．本実施例
は加圧変形性導電粒子が特に変形し易い場合に更に有効
に作用すると考えられる． 実施例３ 実施例１と同様であるが、接着剤成分を変更した．バイ
ロン３００（水Ｍ基及びカルボヰシル基含有の熱可塑性
ポリエステル、東洋紡績株式会社製商品名）とエピコー
ト８２８（ビスフェノールＡ型、液状エポキシ樹脂、油
化シェル株式会社製商品名）及びコロネー｝Ｌ（ポリイ
ソシアネート、日本ポリウレタン株式会社製商品名）の
配合比を順に７　０／３　０／１とした。
本実施例は接着剤の系を変えた場合であるが、表ｌに示
すように良好な接続特性が得られた。
実施例４〜５及び比較例１〜２ 実施例１と同様な接着剤を用いて、被覆粒子及び加圧変
形性導電粒子の種類を変えた．（１）接着剤 実施例１と同じである． （２）被覆粒子 （イ）前処理 キュアゾール２ＭＺ−ＯＫ　（２−メチルイミダゾール
、イソシアヌール酸不加物、融点約２５０℃、四国化威
工業株式会社製商品名）を分級して、平均粒径４、７、
１５μｍの硬化剤粉体を得た．この粉体をＦルエン中で
強制的に撹拌して脱脂及び粗化を兼ねた前処理を行い、
その後濾過によりトルエンを分離して、前処理した硬化
剤の核材を得た． （口）活性化 次にサーキットプレップ３３１６　（ＰｄＣＩ＋Ｃ　Ｉ
　＋　Ｈ　Ｃ　＋　＋　Ｓ　ｎ　Ｃ　Ｉ　ｘ系の活性化
処理液、日本エレクトロプレーティングエンジニャーズ
株式会社製商品名）中に分散し、２５℃−２０分間の撹
拌により活性化処理を行い、つづいて水洗、濾過により
表面を活性化した核材を得た． （ハ）無電解Ｃｕめっき 活性化処理後の核材をサーキットプレップ５５０１　（
無電解Ｃｕめっき液、日本エレクトロブレーティングエ
ンジニャーズ株式会社製商品名）液中に浸漬し、３０℃
−３０分間強制撹拌を行った．所定時間後水洗、乾燥を
行い、核材上に厚み．約０．１μｍ（走査型電子顕＠鏡
による断面観察）のＣｕ被覆層を有する粒子を得た．（
３）加圧変形性導電粒子 平均粒径１０μｍの架橋ボリスチレン粒子（ＰＳｔ）の
表面に、ニッケルを無電解めっきで構威し、更に金の置
換めっきを行うことで、約０、２μｍの金属被覆層を有
するめっきプラスチック粒子（以下、Ｐｓｉ−Ｍと略記
、比重２．０）を得た． （４）評価 実施例ｌと同樟な評価を行った結果を表１に示す． 表１において　実施例４〜５は加圧変形性導電粒子の変
形前の平均粒径ｌＯ．４μｍに対し、被覆粒子の平均粒
径を４．２μｍ（実施例４）と７．２μｍ（実施例５）
とした場合であるが、両者共に接続後の厚みは２〜３μ
ｍと小さく、導電粒子は十分に変形したので接続抵抗の
値もχ及びＭａＸ値とも低く良好であった． 実施例４〜５においては、被覆粒子の被覆材として金属
を用いたことにより、接続部材の製造時における接着剤
中の溶剤による影響を受け難く、粘度変化が少ないので
製造が容易であった．接続後の被覆金属は導電材料とし
て作用するので悪影響は見られなかった． 比較例１は、被覆粒子の粒径を１５．２μｍと加圧変形
粒子の平均粒径１０．４μｍよりも大きくした。この場
合は接続後の厚みがほとんど減少せず、接続抵抗も不安
定であった． 加圧変形性導電粒子の変形と回路への接触が不十分な状
態で接着剤の硬化反応により粘度が上昇した為と見られ
る． 比較例２ 実施例２と同様な接続部材の＆Ｉ１Ｉｆ７．であるが、
被覆粒子は被覆処理を行わない硬化剤のみの粉末を用い
た． この賜合も接続後の厚みが減少せず、接続抵抗も大きく
不安定であった．保存時（５０℃−２０時間）に接着剤
の硬化が進行した為に、回路接続時に接着剤の流動性が
ほとんどなくなった為と考えられる． 以上の実施例１〜５においては、加圧変形性導電粒子が
変形する際に接着剤は接続時の高温下の為に低粘度とな
るが、加圧変形性導電粒子は回路間で扶持されているの
で回路外に導電粒子の流出することは少なく、変形も容
易である．加圧変形性導電粒子の変形後に反応接着剤の
粘度が上昇し、安定した接続が得られる．その為、いず
れの接続品も供試ＦＰＣ　（スペース７０μｍ）で隣接
回路間の短絡は発生せず良好な異方導電性を示した． 又、接着剤は反応硬化型の為、接着強さが高温まで保持
された良好な接続状態を示した。
実施例６〜８及び参考例一ｌ 接着剤からの抽出塩素イオン濃度の影響をみた。
（１）接着剤 市販のエポキシ樹脂の超高純度グレードであるクオート
レックス１０１０（ビスフェノール型エポキシ樹脂、ダ
ウケミカル株式．会社製商品名）及びクオートレックス
２０１０（ノボラックフェノール型エポキシ樹脂、ダウ
ケミカル株式会社製商品名）を用い、これらエポキシ樹
脂に対する可撓化剤として、プチラール３００Ｋ　（ポ
リビニルアセタール樹脂、デンカ株式会社製商品名）が
３０重量％の固形分比となるように秤量し、固形分４０
％のトルエン溶液を得た。
（２）被覆粒子 市販品の前述したグレードの中から、ノバキュアＨＸ−
３７４　１ＨＰ　（イミダゾール変性体を核材としポリ
ウレタン系材料で被覆した平均粒径４．５μｍの粒子を
、高純度の液状エポキシ中に分敗したもの、旭化或工業
会社製商品名）及び参考例として同一硬化材を一般用液
状エポキシ中に分散したＨＸ−３　７　４　１とを用い
た．（３）加圧変形性導電粒子 高分子核材として軟質フェノール粒子を用い、その表面
にニッケル／金の複合めっき層を形成した平均粒径１５
．２μｍの導電粒子を用意した．（４）接続部材の作製 実施例ｌと同様にして厚み１７μｍの膜状の異方導電性
接着剤を用意した． （５）評価 実施例１と同様な評価を行い結果を表１に示し実施例の
６及び８は参考例と比べ、抽出塩素イオンの濃度がｌ／
１０以下に減少し、ＤＳＣピーク温度も約３０低下した
ことから不純物である塩素イオンのレヘル低減による反
応性の向上が認められた。
実施例７は、実施例２と同様なギャップ調整材を用いた
場合である．実施例６〜８はいずれも良好な接続抵抗を
示した。
そこで実施例６〜８及び参考例１の接続体をプレッシャ
クッカ試験（ＰＣＴ）に供し、２００時間処理後の抵抗
を測定した。
その結果、実施例６〜８においてはＭａｘ抵杭において
、いずれも１０Ω以下と接続抵抗の変化が少ないのに対
し、参考例ではＭａｘ抵抗が３０Ωに上昇し、前記実施
例６〜８に比べて接続抵抗の変化が大きかった． この理由は、実施例６〜８においては参考例に比べ反応
性が向上したことにより、接続時に硬化が十分に進行し
たこと、及び塩素イオン濃度の低下により接続部の電極
界面の腐食が抑制されたこと等が考えられる． 実施例９〜１１ 半導体チップ（５ｍｍ角、厚さ０．５ｍｍ、主面の４辺
周囲に５０μｍ角の電極が２００ケ形成され、電極間隔
は最短部で５０μｍ、保護層の厚みは実施例９から順に
ＩＯ、２、０μｍと異なる〉及び、この電極配置と対応
した回路を有するＩＴＯ（酸化イジウム）回路を形成し
たガラス回路とを用意した． 実施例ｌの回路接続用接着剤組戒物よりなるフィルム状
接続部材を、半導体チップとガラス回路との間に介在さ
せて、１　７　０℃−３　０ｋｇ／Ｃｊ３０秒の加熱加
圧を行い、接着剤を硬化して接続構造体を得た． 上記接続構造体は、各電極の接続点でいずれも電気的導
通が可能であり、熱衝撃試験（一４０℃〜ｌ００’ｃ，
５００サイクル〉後も、この結果は変わらなかった． 熱衝撃試験後の接続構造体の断面を走査型電子顕微鏡で
観察したところ、接続面の導電梓子は、いずれも加圧方
向に大きく変形しており、その程度は、保護層の厚みが
小さくなる順（すなわち実施例９、ｌＯ、ｌ１の順）に
変形度が大きくなっていた． 実施例ｌ２ 実施例１０に用いた半導体チンプを用い、７５ｐｍボリ
イ壽ドフィルム上に１５μｍの銅回路を有するＴＡＢテ
ープと接続した。用いた回路接続用ｍ戒物及び接続条件
は実施例１０と同様である。
この場合も良好な接続が得られた。
実施例９〜ｌ２によれば、半導体チップの電極部あるい
は基板上の接続回路部にバンブを形威することなしに、
これらの接続を加圧もしくは加熱加圧するという簡便な
方法によって行うことにより、接続信頼性の高い半導体
チップのバンプレス接続が可能となり、作業工程が著し
く簡略化した。
本実施例によればその他にも、実装密度（分解能）向上
、省資源、及びコストダウンなどの優れた効果を合わせ
て得ることが可能である．実施例１３ 本実施例では、回路接続用＆１１威物及び絶縁性接着剤
がフィルム状の場合について述べるが、これらは前述し
たように液状等、他の形態であっても良い． ガラス板上に半導体チップ（５ｍｍ角、厚さ０．５ｍｍ
、主面の４辺周囲に５０ＩＩｍ角、高さ２０μｍのバン
ブが２００個形威されている）のバンプ（突起状電極）
配置と対応した接続端子を有するＩＴＯ回路を形威した
配線板（以下ガラス回路という）を用意した．一方、回
路接続用＆Ｉ１戒物として、実施例３の組成である厚み
７μｍのフィルム状組成物（１７０℃、初期粘度Ｉ　Ｘ
　Ｉ　Ｏ’ポイズ）を用意し、ガラス回路上に室温で５
ｋｇ／ｄ−５秒で貼付けた． 一方絶縁性フィルムとして、実施例１の組成物から加圧
変形性導電粒子を除いた厚み２０ａｍのフィルム（１７
０℃、初期粘度２Ｘ１０’ボイズ）を半導体チップ面に
室温で５ｋｇ／ｃｄ−５秒で貼付けた． 以上よりなる接着剤面同士を顕微鏡下で位置合わせを行
った後、１７０℃　−　３　０　ｋｇ／ｃｄ　−　３　
０秒の加熱加圧により接続した．潜在性硬化剤は活性化
して接着剤は硬化した。
接続部の断面を観察したところ、第８図と同様に半導体
チップの隣接電極間は絶縁性接着剤で満たされ、バンブ
先端は異方導電フィルムの粒子に接し、この粒子は変形
していた。回路接続用組成物に比べて絶縁性接着剤の接
続時における粘度が低いことから、加圧下でバンプ先端
は周囲の絶縁性接着剤を排除して導電粒子と接し、この
部分の導電粒子は高分子を核材とした変形性粒子である
ことから、偏平化し回路への接触面積が増加したと考え
．られ、隣接バンプとの間は導電粒子の濃度が薄くリー
クの恐れは見られなかった．実施例ｌ３によれば、高密
度な電極群を有する半導体チップと配Ｈ基板の接続が信
頼性高く行えるようになった．また、回路接続用＆ｌ１
威物と絶縁性接着剤とよりなる２層フィルムを用いると
、更に簡便な半導体チップの接続が可能となる．実施例
ｌ４ （１）回路接続用＆ｌ威物 実施例６の組成よりなる厚み２０μｍのフィルム状物を
用いた． （２）接続 ガラス基板上半導体チップ（５ｍｍ角、高さ０．５ｍｍ
、主面の４辺周囲に１００μｍ角、高さ１５μｍの金バ
ンブが１００個形成）のバンプ配置と対応した接続端子
付のＩＴＯ／Ｃｒ回路を形成した基板回路を用意した． 基板回路上に前記フィルム状物を貼付けて、ポリプロプ
ロピレンフィルムを剥離後に、前記半導体チップのバン
ブと基板側の端子とを基板回路（ガラス）側から顕微鏡
で位置合わせして、１枚のガラス基板上にｌＯ個の半導
体チップを載置した。
この状態で８０℃〜２０ｋｇ／ｃ−の加熱加圧を行いな
がら、基板回路から測定用プロープにより電流１０＃Ａ
でマルチメータにより導通状態を検査した． （３）再生 上記導通状態の検査により１０個の半導体チップのうち
の１個に異常が見つかったので、除圧後に、その部分を
剥離して新規チップを用いて、前記と同様な接続操作を
行ったところ、今度はいずれも正常であった．異常部の
剥離は接着剤が未硬化なフィルム状であることから極め
て容易であり被着面ば正常であった． （４〉硬化 加圧下での通電検査が正常となったので、そのまま加圧
板の下部に赤外線照射装置により、最高１９０℃で１０
秒間加熱した．この赤外線照射装置はキセノンランプに
よる熱源をレンズにより集光し、光ファイバーにより損
失のほとんど無い状態で接続部近傍に導くことができる
ので、短時間で消音し、また温度を低下することができ
る．以上の実施例においては、接着剤中に硬化剤の活性
化温度以下である接着剤が未硬化の状態で加圧したこと
により通電検査が可能であった．また本接続時の硬化手
段として赤外線集光照射方式によった為、通電検査時の
加圧状態のままで短時間に昇温し、接着剤の硬化反応を
完結することが可能であった． 本実施例によれば、本接着する前の接着剤が未硬化の状
態で通電検査を行うことが出来るので不良部の再生が極
めて簡便となり、工程の省力化やコストの低減に極めて
有利となる。
以下余白 〔発明の効果〕 以上詳述したように本発明によれば、接続部材中の被覆
粒子の粒径よりも加圧変形性導電粒子の粒径を大きくす
ることにより、回路接続部の加熱加圧により加圧変形性
導電粒子が上下回路間で変形した後で、接着剤の粘度が
上昇し硬化するので、導電粒子の表面から絶縁性接着剤
の排除が十分に行われるため接続抵抗のばらつきが無く
、微小面積の接続に適応可能な安定した接続が得られる
ようになった。
又、硬質粒子の併用により接続後の厚みの制御が可能と
なる．そのため、回路の微細化の進む配線板や半導体な
どの電子部品の接続に極めて有利な回路接続用組成物を
提供するものである．
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明になる組成物を用いた回路接続時の状況
を示す断面模式図、第２図は本発明になる接続時の接着
剤の粘度変化を示す模式説明図、第３図は本発明になる
他の実施例のｍ威物を用いた回路接続時の状況を示す断
面模式図、第４図は、本発明に好適な変形性導電粒子を
示す断面模式図である． 第５図及び第６図は、本発明の一実施例を示す半導体チ
・ノブのバンプレス接続構造を示す断面模式図、第７図
は、本発明の他の一実施例を示す半導体チップの接続構
造を示す断面模式図である。 第８図は本発明の他の一実施例を示すバンブ付半導体千
ノプの接続構造を示す断面模式図、第９図はその接Ｖｔ
横造を得るのに好適な２層フィルムを示す断面模式図で
ある。 符号の説明 ■　接着剤　　　　　　　　２　被覆粒子３　加圧変形
性導電粒子　　４　上部回路５　下部回路　　　　　　
　６　硬化接着剤７　硬質粒子　　　　　　　８　高分
子核材９　金属薄層　　　　　　ｌＯ　主面 ｌ１　半導体チップ　　　　１２　　ｆｆｌ極ｌ３　保
護層　　　　　　　１４　基板１５　回路　　　　　　
　　ｌ６　絶縁性接着剤１７　バンプ　　　　　　　１
８　回路接続用組成物第　５　図 ４上部回路 １０主面 １１半導体チップ ９金属薄層 第 ４ 図 第 ７ 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １．下記（１）〜（３）を必須成分とし、加圧変形性導
    電粒子の含量が成分（１）＋（２）に対し０．１〜１５
    体積％である回路接続用組成物。 （１）エポキシ系の反応性接着剤 （２）硬化材を核とし、その表面が皮膜により実質的に
    覆われてなる被覆粒子。 （３）前記被覆粒子よりも大きな平均粒径を有する加圧
    変形性導電粒子。 ２．下記（１）〜（４）を必須成分とし、加圧変形導電
    粒子の含量が成分（１）＋（２）に対し０．１〜１５体
    積％である回路接続用組成物。 （１）エポキシ系の反応性接着剤 （２）硬化材を核とし、その表面が皮膜により実質的に
    覆われてなる被覆粒子。 （３）前記被覆粒子よりも大きな平均粒径を有する加圧
    変形性導電粒子。 （４）加圧変形性導電粒子よりも小さな平均粒径を有す
    る硬質粒子。 ３．特許請求の範囲第１〜２項のいずれかに記載の組成
    物であって、（１００℃−１０時間）の条件で抽出した
    水中の塩素イオン濃度が１５ｐｐｍ以下であり、かつ熱
    活性温度（昇温速度１０℃／分の時のＤＳＣピーク温度
    ）が７０〜２００℃である回路接続用組成物。 ４．相対峙する回路の間に硬化系接着剤を介在して電気
    的接続を得るに際し、前記接着剤は特許請求の範囲第１
    〜第３項のいずれかに記載の組成物であり、接着剤が未
    硬化の状態で両回路を加圧しながら通電検査を行い、次
    いで接着剤を加圧下で硬化することを特徴とする回路の
    接続方法。 ５．主面に対し凹状ないし略同等の高さの電極部を有す
    る半導体チップを接着剤を用いて配線基板に電気的に接
    続する構造であって、前記接着剤は特許請求の範囲第１
    項〜第３項いずれかに記載の組成物であり、前記組成物
    中の加圧変形性導電粒子は高分子物質を核体とし、その
    実質的な全表面が金属薄層により形成されてなる加圧変
    形性粒子であり、少なくとも前記半導体チップの電極部
    と基板上の回路間において変形しており、前記接着剤に
    より接続部が固定されてなることを特徴とする半導体チ
    ップのバンプレス接続構造。 ６．主面より突出した電極（以下バンプと略）を有する
    半導体チップを接着剤を用いて配線基板に電気的に接続
    する構造であって、前記接着剤は特許請求の範囲第１項
    〜第３項のいずれかに記載の組成物であり、前記組成物
    中の加圧変形性導電粒子は半導体チップのバンプの先端
    と基板上の回路間において変形しており、少なくとも半
    導体チップの前記電極接続部を除く下面全域に絶縁性接
    着剤が形成されてなることを特徴とする半導体チップの
    接続構造。
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