JPH0521640A - Ｉｃチツプ搭載用基板およびｉｃチツプの搭載方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 小面積でＩＣチップを実装でき、適用できる
ＩＣチップに制限がなく汎用性があり、コスト的に有利
なＩＣチップ搭載用基板とＩＣチップの搭載方法を提供
する。 【構成】 第１の発明のＩＣチップ搭載用基板は、搭載
するＩＣチップ４の接続パッド５に対向する位置に、電
気絶縁性高分子フィルム１１を貫通して突起電極１２が
設けられ、突起電極１２は接続パッド５側に突出し、反
対側は電気絶縁性高分子フィルム１１の面上に形成した
配線回路１３に接続されており、第２の発明のＩＣチッ
プの搭載方法は、上記突起電極１２と接続パッド５とを
圧接して電気的に接続し、該ＩＣチップ搭載用基板とＩ
Ｃチップ４とを接着剤１６で固定するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣチップをプリント
回路基板上に直接搭載して接続するＩＣチップ搭載用基
板およびＩＣチップの搭載方法に関し、特にフレキシブ
ルプリント回路基板（ＦＰＣ）の上にＩＣチップを直接
搭載接続し、液晶表示装置（ＬＣＤ）とプリント配線板
（ＰＣＢ）の電気的接続等に有用なＩＣチップ搭載用基
板に係る。

【０００２】

【従来の技術】半導体および半導体関連技術の進歩によ
リ、各種電子機器、例えばワープロ、パソコン、メモリ
ーカードなどがコンパクト化し、多数のＩＣチップがこ
れらの電子機器に使用されている。ＩＣチップを高密度
に回路基板上に搭載できるようになった実装技術の進歩
が今日の電子機器の高集積化、軽量化、コンパクト化に
貢献しているのは周知のとおりである。ＩＣチップを回
路基板等に搭載する方法としては、ワイヤボンディン
グ方式、フリップチップ方式、テープ・オートメー
テッド・ボンディング（ＴＡＢ）方式が、従来から使用
されている。

【０００３】ワイヤボンディング方式はＩＣチップの
接続パッドと回路基板の配線電極とをＡｕ、Ａｌ等のワ
イヤで接続する方法であり、フリップチップ方式はＩ
Ｃチップをフェースダウンで回路基板に搭載する方法で
あり、ＴＡＢ方式は高分子フィルム上に銅箔で配線回
路を形成し、このリード部分とＩＣチップの接続パッド
とをバンプを介して電気的に接続するものである。例え
ば図３に示すように、高分子フィルム１上に配線回路２
を形成したＴＡＢテープ３の配線回路２のリード部分
に、ＩＣチップ４の接続パッド５をバンプ６を介して接
続し、この配線回路２を７のＬＣＤと８のＰＣＢのそれ
ぞれの外部電極９、１０に接続する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの方法はそれぞ
れの利点や用途に応じて使用されているが、以下のよう
な問題がある。すなわち、ワイヤボンディング方式で
は電極間をワイヤで１本づつ接続するために煩雑で時間
と費用がかかり、搭載部分の面積や体積が大きく大型で
多ピンのＩＣチップに対応しきれない。

【０００５】ＴＡＢ方式ではＩＣチップ上にバリヤメ
タルを介してバンプを形成するのでＩＣチップに汎用性
がなく、バンプ付きＩＣチップの入手が困難で、バンプ
形成コストが高価であり、ＩＣチップメーカーがバンプ
形成技術および装置をもっていれば容易にバンプ形成し
たＩＣチップを入手できるが、自社でこれらの技術と装
置を導入するには膨大な時間や費用が必要、という問題
があった。

【０００６】またフリップチップ方式は、実装面積が
一番小さくできる利点があるものの、ＩＣチップにバン
プを形成する必要があるのでＴＡＢ方式と同様の問題が
あり、さらにウエハ状態でＩＣチップの電気検査を行っ
たのみでチップを回路基板に搭載するために、不良チッ
プの検出とこのリペア性が問題になっている。

【０００７】これらの方式の中ではフリップチップ方
式とＴＡＢ方式が主流となりつつあるが、その理由
は、高密度実装化や低コスト化という技術動向に起因す
るＩＣチップサイズの大型化、接続パッド数の増加、接
続パッドの面積とピッチの縮小化等にワイヤボンディ
ング方式は対応しきれなくなりつつあるためである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記欠点に鑑
み、小面積でＩＣチップを実装でき、適用できるＩＣチ
ップに制限がなくあらゆるＩＣチップを使用できるので
汎用性があり、ＩＣチップにバンプを形成しないのでコ
スト的にも有利なＩＣチップの搭載方法と、該搭載方法
に使用されるＩＣチップ搭載用基板を提供しようとして
なされたもので、第１の発明は、搭載するＩＣチップの
接続パッドに対向する位置に、電気絶縁性高分子フィル
ムを貫通して突起電極が設けられ、突起電極は接続パッ
ド側に突出し、反対側は電気絶縁性高分子フィルム面上
に形成した配線回路に接続されていることを特徴とする
ＩＣチップ搭載用基板、第２の発明は、上記突起電極と
接続パッドとを圧接して電気的に接続し、上記ＩＣチッ
プ搭載用基板とＩＣチップとを接着剤で固定することを
特徴とするＩＣチップの搭載方法を要旨とするものであ
る。上記ＩＣチップ搭載用基板にＩＣチップを搭載し、
電気絶縁性の接着剤で固定し、基板の配線回路を外部回
路部品、例えばＬＣＤのガラス基板に設けた外部電極に
圧接すれば確実な電気的接続を行うことができる。

【０００９】以下、本発明を図によって詳しく説明す
る。図１（ａ）は本発明のＩＣチップ搭載用基板のＩＣ
チップ側よりみた斜視図で、搭載するＩＣチップ４の接
続パッド５に対向する位置において、電気絶縁性高分子
フィルム１１を貫通し突起電極１２を設ける。この突起
電極１２は、電気絶縁性高分子フィルム１１のＩＣチッ
プ４を搭載した側の表面より突出し、裏面では（ｂ）に
示すように、突起電極１２をリード部分として配線回路
１３が形成されている。（ｃ）は（ａ）のＸ−Ｘ線に沿
う縦断面図である。図２は本発明のＩＣチップ搭載用基
板にＩＣチップ４を搭載し、外部回路部品１４、１５に
接続するときの縦断面図を示すもので、ＩＣチップ４の
各接続パッド５をこれらに対向する突起電極１２に圧接
し、ＩＣチップ４とＩＣチップ搭載用基板を接着剤１６
で固定する。この結果各突起電極１２は外部回路部品１
４、１５のそれぞれの外部電極１７、１８に確実に接続
される。

【００１０】このＩＣチップ搭載用基板を構成する電気
絶縁性高分子フィルムとしては、表面に形成される金属
製の配線回路を支持できるだけの機械的強度を有し、Ｉ
Ｃチップを搭載する際の加熱あるいは加圧によって熱変
形などを生じないこと、さらには該基板を製造する際の
熱的、機械的、化学的負荷に耐えられる性質が要求され
る。

【００１１】よって、本発明に好適な高分子フィルムと
しては、ポリエステルフィルム、ポリメチルメタクリレ
ートフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアリレ
ートフィルム、ポリアミドフィルム、ポリイミドフィル
ム、ポリアミドイミドフィルム、ポリエーテルイミドフ
ィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリエ
ーテルスルフォンフィルム、ポリパラバン酸フィルム等
が例示され、その厚さは、薄すぎるとハンドリング性が
低下して、本基板を作製する際の熱的負荷などに耐えら
れず、厚すぎると高分子フィルムを貫通する穴を作製し
たり、該穴に突起電極を形成するのに長時間を要するの
で５〜５００μｍの範囲、好ましくは１０〜１００μｍ
の範囲とするとよい。

【００１２】上記高分子フィルムの表面に形成される配
線回路は、該基板に搭載されるＩＣチップの接続パッド
に対向して配置される突起電極を介して、ＩＣチップと
ＰＣＢやＬＣＤのガラス基板等の外部回路部品を接続さ
れる回路であるから、良導電性の材料にする必要があ
り、配線用の金属材料としては一般にＣｕが多用されて
いるが、他の金属、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｓｎ等でもよ
く、またＣｕ表面にＡｕ、Ｓｎ、ハンダなどのメッキを
施してもよい。この厚さは薄すぎると導電性の低下や断
線が生じ、逆に厚すぎると剛直になり取扱いが困難とな
ったり高コストになるので、５〜５００μｍ、好ましく
は１０〜２００μｍとすればよい。この配線回路の配線
パターンとしては、ＩＣチップを接続する位置に近い端
部（以下インナーリードという）にはＩＣチップの接続
パッドの配置パターンと同等のパターンを形成し、他方
の端部（以下アウターリードという）には本発明の基板
が接続される外部回路部品の外部電極パターンに合致す
る形状とする必要がある。

【００１３】突起電極は搭載するＩＣチップの接続パッ
ドに対向する位置に配置し、かつ、配線回路のインナー
リードと電気的に接続させるものである。ＩＣチップ搭
載用基板に突起電極を形成するには、高分子フィルムに
微小直径の穴を形成し、得られた穴に導電性の突起電極
を形成する。穴の直径はＩＣチップの接続パッド間の距
離や接続パッドの面積により適宜選択するが、従来のＩ
Ｃチップの接続パッドの寸法は５０〜１００μｍ角以
下、接続パッド間のピッチは１００〜２００μｍであ
る。このサイズに対応する穴を得るにはドリルなどで機
械的に穴明け加工するのは困難なので、高分子フィルム
にフォトレジストを使用してアルカリ水溶液や有機溶剤
によって穴部分をエッチング除去する方法や、レーザを
使用する方法で形成するのが好ましい。

【００１４】得られた穴に形成する突起電極は、配線用
回路とＩＣチップの接続パッドとを電気的に接続するた
めのものであるから、良導電性であることが要求される
ので金属を使用するのが好ましく、使用できる金属材料
としてはＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、ハンダなどが例示で
き、メッキ法でこれらの金属を所望の突起電極の形状に
し、さらに必要に応じてＩＣチップの接続パッドとの電
気的接続性を向上させるために、該突起電極の表面にハ
ンダなどの合金や導電性接着剤などを被覆させてもよ
い。該突起電極は高分子フィルムの表面から突出する必
要があるが、その理由は、ＩＣチップの接続パッドとの
接続性を確実にするためで、突出寸法としては２μｍ以
上が必要である。突出寸法の上限は特に制限はないが５
０μｍ以下が好ましく、その理由は、突起寸法を大きく
すると、高分子フィルムに穴明け加工を施したり突起電
極を作製したりする際の時間やコストが増すためであ
る。

【００１５】ＩＣチップ搭載用基板にＩＣチップを接続
し固定するための電気絶縁性の接着剤は特に制限はな
く、熱可塑性でも熱硬化性でもよく、あるいは紫外線硬
化性の接着剤であっても、さらにこれらの接着剤の混合
体であってもよい。該接着剤は高分子樹脂を主成分とす
るもので、熱可塑性樹脂としてはスチレン−エチレン−
スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−ス
チレンブロック共重合体、熱可塑性ポリエステルエラス
トマーなど、熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂、ポリ
ウレタン樹脂など、紫外線硬化性樹脂としてはアクリル
樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられ、これらの樹脂には
硬化性能、熱劣化、流動性などを向上させる目的で、必
要に応じて硬化剤、安定剤、可塑剤、フィラーなどを添
加してもよい。ただし、該接着剤はＩＣチップの接続パ
ッドやＩＣチップ表面のフォトレジストや絶縁皮膜と接
するので、これらの材料を劣化させたり、変質させるよ
うな成分の混入は極力抑える必要があるのは言うまでも
ない。

【００１６】本発明のＩＣチップ搭載用基板にＩＣチッ
プを搭載し固定する方法は、ＩＣチップの接続パッドと
ＩＣチップ搭載用基板の突起電極とを電気的に接続させ
た状態で、接着剤を加熱あるいは紫外線を照射して固定
するのであるが、接着剤層を予め付与しておいたＩＣチ
ップ搭載用基板上にＩＣチップを配置し、加圧して接続
パッドと突起電極を電気的に接続すると同時に加熱また
は紫外線を照射し固定してもよく、逆にＩＣチップ側に
予め接着剤層を形成しておいてもよい。あるいはＩＣチ
ップの接続パッドと突起電極とを加圧接続した後、その
間隙に液体状の接着剤を浸入させて固定してもよい。

【００１７】

【実施例】（実施例１）厚さ２５μｍの銅箔からなる配
線回路を所望のパターンで一方の面に形成した厚さ５０
μｍのポリパラバン酸フィルムに、他方の面からＹＡＧ
レーザから発振されるレーザ光を光学レンズで集光して
照射し、搭載するＩＣチップの接続パッドと対向する位
置に直径５０μｍの微細な穴を１５０個作製した後、ア
ルコールで穴明け時に生じたカスなどを除去しアルコー
ルを蒸発乾燥した。乾燥後、Ｎｉメッキ浴中に浸漬して
穴内部にＮｉを析出させ、さらにポリパラバン酸フィル
ム表面から２０μｍ突出するまで突起電極を形成した
後、Ｎｉメッキ浴から取り出し、水洗および乾燥を行い
ＩＣチップ搭載用基板を作製した。得られたＩＣチップ
搭載用基板の突起電極とＩＣチップの接続パッドとを対
向させて加圧接続した状態で、液状の紫外線硬化性樹脂
をＩＣチップとＩＣチップ搭載用基板の間隙に注入し紫
外線を照射して該紫外線硬化性樹脂を硬化し、ＩＣチッ
プをＩＣチップ搭載用基板に固定した。このようにして
得たＩＣチップ搭載済み基板の電気的特性を評価するた
めに、１５０個の突起電極の接続抵抗を測定したところ
すべて１００ｍΩ以下、隣接する突起電極間の絶縁抵抗
は１０¹⁰Ω以上で、良好な電気的特性が得られた。

【００１８】（実施例２）厚さ１３μｍの銅箔からなる
配線回路を所望のパターンで一方の面に形成した厚さ２
５μｍのポリイミドフィルムの他方の面に、ポジタイプ
のレジスト膜を作製し、その上面に所定のパターン状に
直径８０μｍの貫通穴を形成した金属製のマスクを密着
させて紫外線を照射、露光した後、紫外線が照射された
穴部分のレジスト膜を除去し、さらに水酸化ナトリウム
水溶液中に浸漬し、穴部分のポリイミドフィルムを溶解
除去して直径８０μｍの穴を９９個作製した。その後、
残部のポジタイプのレジスト膜を除去し、水洗洗浄し、
実施例１と同様にＮｉメッキ浴中でフィルム表面から１
０μｍ突出するまで突起電極を形成した後、Ｎｉメッキ
浴から取り出し、水洗および乾燥を行いＩＣチップ搭載
用基板を作製した。得られたＩＣチップ搭載用基板のＩ
Ｃチップ搭載面に、熱硬化性樹脂を主成分とする接着剤
層を設け、突起電極とＩＣチップの接続パッドとを対向
させて加熱加圧して、ＩＣチップをＩＣチップ搭載用基
板に固定した。こうして得たＩＣチップ搭載済み基板の
９９個の突起電極の接続抵抗を測定したところ、すべて
１００ｍΩ以下で、隣接する突起電極間の絶縁抵抗は１
０¹⁰Ω以上であった。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、ＩＣチップをフェースダウン
で直接基板に搭載するため、搭載部分の面積や体積が小
さくてすみ、高密度実装化や低コスト化という技術動向
に起因するＩＣチップサイズの大型化、接続パッド数の
増加、接続パッド間ピッチの縮小化、接続パッド面積の
縮小化などに対応可能である。さらにＩＣチップ上にバ
ンプを形成する必要がないので適用できるＩＣチップに
制限がなく、ＩＣチップに汎用性があり、バンプつきＩ
Ｃチップの入手が困難という問題を解決し、ＩＣチップ
にバンプを形成することによって生じるＩＣチップの歩
留り低下およびそれに関連するコストアップがないとい
う有利性が得られる。

【００２０】また、本発明におけるＩＣチップ搭載用基
板とＩＣチップとは電気絶縁性の接着剤で固定するの
で、ＩＣチップを搭載することが容易であり、押圧治具
やかしめ機構などの必要がないので薄型で小型な構造に
することができる。このようにしてＩＣチップを搭載し
たＩＣチップ搭載用基板のアウターリードを外部の回路
部品、例えばＬＣＤのガラス基板やＰＣＢなどに接続す
れば、ＩＣチップとガラス基板上の外部電極とをコンパ
クトで確実に電気的に接続できるという優位性が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明のＩＣチップ搭載用基板のＩＣ
チップ側よりみた斜視図、（ｂ）は（ａ）の反対側より
みた斜視図、（ｃ）は（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う縦断面図
である。

【図２】本発明のＩＣチップ搭載用基板にＩＣチップを
搭載して接着剤で固定した状態の縦断面図である。

【図３】従来のＩＣチップの搭載方法の一例を示す縦断
面図である。

【符号の説明】

１ 高分子フィルム ２ 配線回路 ３ ＴＡＢテープ ４ ＩＣチップ ５ 接続パッド ６ バンプ ７ ＬＣＤ ８ ＰＣＢ ９、１０ 外部電極 １１ 電気絶縁性高分子フィルム １２ 突起電極 １３ 配線回路 １４、１５ 外部回路部品 １６ 接着剤 １７、１８ 外部電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搭載するＩＣチップの接続パッドに対向
   する位置に、電気絶縁性高分子フィルムを貫通して突起
   電極が設けられ、突起電極は接続パッド側に突出し、反
   対側は電気絶縁性高分子フィルム面上に形成した配線回
   路に接続されていることを特徴とするＩＣチップ搭載用
   基板。
2. 【請求項２】 上記突起電極と接続パッドとを圧接して
   電気的に接続し、上記ＩＣチップ搭載用基板とＩＣチッ
   プとを接着剤で固定することを特徴とするＩＣチップの
   搭載方法。