JPH0766286A - 集積回路と基板との電気的接続方法及び集積回路組立体 - Google Patents

集積回路と基板との電気的接続方法及び集積回路組立体

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JPH0766286A JP4195865A JP19586592A JPH0766286A JP H0766286 A JPH0766286 A JP H0766286A JP 4195865 A JP4195865 A JP 4195865A JP 19586592 A JP19586592 A JP 19586592A JP H0766286 A JPH0766286 A JP H0766286A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 集積回路チップと基板との電気的接続を行う
方法として、基板に損傷を与えることなく容易に不良チ
ップを置換できるように接続可能な方法を提供する。 【構成】 開口部（２４）を有する非接着性異方導電性
材料シート（１８）を、開口部（２４）によって基板
（１２）の一対の金属化領域（１６）の間の部分を露出
させるように基板（１２）上に配置する。開口部（２
４）を接着剤（２６）で充填する。導電性部材（１４）
の各々が対応する金属化領域（１６）に整合し、集積回
路チップ（１０）の一部が接着剤（２６）により基板
（１２）に接合され、非接着性異方導電性材料シート
（１８）を圧縮するようにして、集積回路チップ（１
０）を非接着性異方導電性材料シート（１８）上に配置
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路チップを、基
板への損傷なしに取り外すことができるように基板に電
気的に接続する方法と、その組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、集積回路チップを基板上に直接実
装する傾向がある。この種の組立体は「ｃｈｉｐ−ｏｎ
−ｂｏａｒｄ」組立体と称されており、集積回路チップ
をプラスチックまたはセラミックでパッケージする必要
がないので、低価格になる利点がある。さらに、このｃ
ｈｉｐ−ｏｎ−ｂｏａｒｄ組立体は実装密度が上がると
いう利点がある。また、現在、個々の半導体チップを基
板に電気的に接続するに際しては、まず、チップの接点
にハンダが塗布され、この後、チップが反転され、その
ハンダバンプが基板上の金属化領域と対応するようにし
て基板上に配置される。
【０００３】その後、ハンダバンプは、チップと基板と
の間のハンダ結合を形成するためにリフローされる。こ
のようなチップと基板との接合は「フリップチップ」ボ
ンディングと称される。このようなフリップチップボン
ディング以外の接合として、各チップのボンドサイトが
基板の金属化領域にワイヤボンディングされることもあ
る。また、チップの接合は、チップと回路基板の両方に
接続される中間テープ回路を用いて行われることもあ
る。このテープによるボンディングは「テープ自動ボン
ディング」（ＴＡＢ）と称される。
【０００４】上記のフリップチップ、ＴＡＢ、及びワイ
ヤボンディングの接合方法は、集積回路が取り付けられ
た基板を簡単には修理できないという不利な点がある。
すなわち、基板にすでに接合されている不良品のチップ
を除去する場合には、基板上の金属化領域に損傷を与え
ることが多い。そして、この金属化領域を修理したり、
再研磨することは、その材質が脆く、実装密度が高いた
めに、非常に難しい。そのため、不良品のチップを除去
した後の金属化領域部分にチップを再配置することは実
際的ではなく、この金属化領域部分は使用不能なものと
なる。
【０００５】上記の問題を解決するために、各半導体チ
ップを基板に接続するに際し、チップと基板との間に異
方導電性材料を用いる方法が試みられている。この異方
導電性材料はチップの接点と基板の金属化領域との間の
ｚ軸方向（厚み方向、積層方向）に導電性パスを提供す
る一方、そのパスの間の横方向には充分高いインピーダ
ンスを提供するものである。しかし、この異方導電性材
料を使用した場合には、チップと異方導電性材料を基板
に固着するために、高価でかつ製造プロセスが複雑な特
別の接着剤が必要となる問題を生じる。この種の問題は
接着性異方導電性材料を使用することによって解決でき
る。しかし、このような接着性異方導電性材料を使用し
た場合には、不良チップを取り替えるために接着性異方
導電性材料を除去しても、基板の上の金属化領域に接着
性異方導電性材料が残留してしまう問題を生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、集積
回路チップと基板との電気的接続を行う方法として、基
板に損傷を与えることなく容易に不良チップを置換でき
るように接続可能な方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の方法においては、開口部２４を有する非接
着性異方導電性材料シート１８が、金属化領域１６を覆
うようにして基板１２の上に配置される。この場合、非
接着性異方導電性材料シート１８の開口部２４は、基板
１２の一対の金属化領域１６の間に配置され、接着剤２
６により充填される。その後、集積回路チップ１０が、
接着剤２６で充填された開口部２４を覆うようにして非
接着性異方導電性材料シート１８の上に配置される。こ
の場合、集積回路チップ１０の導電性部材１４は、基板
１２の金属化領域１６に整合するように配置され、集積
回路チップ１０と基板１２との間に挟まれた非接着性異
方導電性材料シート１８を介して、基板１２の金属化領
域１６と電気的に接続される。接着剤２６は、非接着性
異方導電性材料シート１８を圧縮するようにして、集積
回路チップ１０と基板１２とを機械的に接続する。集積
回路チップ１０に欠陥がある場合には、集積回路チップ
１０を基板１２に固着している接着剤を切断することに
よって、非接着性異方導電性材料シート１８の下の金属
化領域１６に損傷を与えることなく、集積回路チップ１
０を基板１２から取り除くことができる。本発明の方法
は、リードまたは接点を有するパッケージされた半導体
チップ、およびパッケージされていないチップについて
適用することができる。
【０００８】
【実施例】図１において、集積回路チップ１０には複数
の導電性部材１４が取り付けられ、この導電性部材１４
を介してパワーまたは信号が通電される。この導電性部
材１４は、通常は集積回路チップ１０の上面に載置され
るが、図１においては、集積回路チップ１０は反転され
ており、そのため、導電性部材１４は集積回路チップ１
０の下面に位置している。
【０００９】基板１２は、ＦＲ−４またはポリエステル
製の回路基板である。あるいは、基板１２は、セラミッ
クまたはポリマ肉厚フィルム材料から形成される。基板
１２の表面１５の上には複数の金属化領域１６が設けら
れ、この金属化領域１６は集積回路チップ１０の導電性
部材１４に対応している。基板１２が通常の回路基板の
場合は、金属化領域１６は、基板１２の表面１５を銅の
ような金属層と接合し、その後、この金属層を光リソグ
ラフィー技術でパターニングすることによって形成され
る。また、基板１２がセラミックまたはポリマ肉厚フィ
ルム材料で形成されている場合には、金属化領域１６
は、基板１２の表面１５の上に導電性ペーストまたは導
電性インクを堆積することによって形成される。
【００１０】図１の実施例においては、金属化領域１６
は２列に並んでおり、集積回路チップ１０の導電性部材
１４に対応している。実際には、基板１２は多数の個別
のパターンの金属化領域１６を有し、各パターンは複数
の集積回路チップ１０の個々の導電性部材１４のパター
ンに対応している。金属化領域１６を選択的に接続する
ために金属化導電性パス（図示せず）が提供される。金
属化領域１６の特質と製造方法により、これらの接続パ
スは、基板１２の表面１５の上に形成されるか、あるい
は、基板１２が複数の層で形成されている場合には基板
１２の個別の層の上に形成される。
【００１１】なお、集積回路チップ１０と基板１２の具
体的な製造方法は、従来、公知であるため、ここでは説
明を省略する。
【００１２】集積回路チップ１０の上の導電性部材１４
は、非接着性異方導電性材料シート１８を介して、基板
１２上の対応する一つの金属化領域１６に電気的に接続
される。非接着性異方導電性材料シート１８は、弾性マ
トリックス２０を含み、一般的にはシリコンラバー製で
あり、非導電性で、金属化領域１６と反応あるいは固着
しない。この弾性マトリックス２０は、貫通導体として
複数の導電性粒子２２からなる複数のチェーンを内蔵し
ている。この導電性粒子２２のチェーンは、ｚ軸方向
（厚み方向、積層方向）に伸びて、弾性マトリックス２
０の対向する主表面間を接続し、隣接チェーンの側面間
は離間するように配置されている。なお、弾性マトリッ
クス２０は、導電性粒子２２のチェーンの代わりに、フ
レーク（片）状あるいはワイヤ状の貫通導体を内蔵する
ことも可能である。非接着性異方導電性材料シート１８
が集積回路チップ１０と基板１２の間に挟まれると（図
２）、導電性粒子２２のチェーンは、集積回路チップ１
０の導電性部材１４と基板１２の金属化領域１６との間
に低抵抗の導電性パスを提供する。この弾性マトリック
ス２０は、それ自身では非導電性であるが、導電性粒子
２２の隣接するチェーンの間では高い横方向インピーダ
ンスを提供する。
【００１３】非接着性異方導電性材料シート１８の弾性
マトリックス２０内の導電性粒子２２のチェーンによる
導電性部材１４と金属化領域１６との間の接続の信頼性
を向上するために、非接着性異方導電性材料シート１８
は圧縮されることが好ましい。従来、そのような圧縮力
を得るためには、機械的な接続体（図示せず）を使用し
ていたが、そのような機械的接続体を使用することは高
価であり、製造工程が複雑化する。本実施例において
は、非接着性異方導電性材料シート１８を圧縮するよう
にして集積回路チップ１０を基板１２に固着することに
より、機械的な接続は不要となる。
【００１４】すなわち、図１に示すように、本実施例に
おいては、集積回路チップ１０と基板１２との接続を容
易にするために、非接着性異方導電性材料シート１８に
開口部２４が設けられている。そして、非接着性異方導
電性材料シート１８が基板１２の上に配置されると、開
口部２４は、一対の金属化領域１６の間の基板１２の一
部を露出させる。この図において、開口部２４は非接着
性異方導電性材料シート１８の中央に一個配置され、２
列の金属化領域１６の間の基板１２の一部を露出させて
いる。また、開口部２４には接着剤２６が充填されてお
り、この接着剤２６は、熱硬化性材料のペースト、ドラ
イフィルム、あるいは液体である。この場合、開口部２
４内の接着剤２６は、非接着性異方導電性材料シート１
８を圧縮する形で集積回路チップ１０を基板１２に固着
している。
【発明の効果】
【００１５】以上のように、本発明においては、非接着
性異方導電性材料シート１８と接着剤２６とを組み合わ
せて集積回路チップ１０を基板１２に接続することによ
り、基板１２上の金属化領域１６に損傷を与えることな
く基板１２上の集積回路チップ１０を取り替えることが
できる。すなわち、基板１２上に接着剤２６により集積
回路チップ１０を固着した後、この集積回路チップ１０
が不良品となった（分かった）場合には、この集積回路
チップ１０を基板１２と接合している接着剤２６を切断
することにより、集積回路チップ１０を基板１２から容
易に除去できる。この場合、集積回路チップ１０の導電
性部材１４と基板１２の金属化領域１６との間には物理
的な結合がないので、集積回路チップ１０の除去によっ
て金属化領域１６に損傷を与えることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を適用する対象となる集積回路チ
ップ１０と基板１２と非接着性異方導電性材料シート１
８を示す分解斜視図である。
【図２】図１の面２−２により切断された断面図であ
る。
【符号の説明】
１０ 集積回路チップ １２ 基板 １４ 導電性部材 １５ 表面 １６ 金属化領域 １８ 非接着性異方導電性材料シート ２０ 弾性マトリックス ２２ 導電性粒子 ２４ 開口部 ２６ 接着剤

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 集積回路チップ（１０）の上の複数の導
    電性部材（１４）の各々を、基板（１２）の上の複数の
    金属化領域（１６）に電気的に接続する方法において、 開口部（２４）を有する非接着性異方導電性材料シート
    （１８）を、前記開口部（２４）によって前記基板（１
    ２）の一対の前記金属化領域（１６）の間の部分を露出
    させるように前記基板（１２）上に配置するステップ
    と、 前記開口部（２４）を接着剤（２６）で充填するステッ
    プと、 前記導電性部材（１４）の各々が対応する前記金属化領
    域（１６）に整合し、前記集積回路チップ（１０）の一
    部が前記接着剤（２６）により前記基板（１２）に接合
    され、前記非接着性異方導電性材料シート（１８）を圧
    縮するようにして、前記集積回路チップ（１０）を前記
    非接着性異方導電性材料シート（１８）上に配置するス
    テップを有することを特徴とする集積回路と基板との電
    気的接続方法。
  2. 【請求項２】 前記非接着性異方導電性材料シート（１
    ８）は一個の開口部（２４）を有し、この開口部（２
    ４）が前記金属化領域（１６）の中央に位置するように
    前記基板（１２）上に配置されることを特徴とする請求
    項１の方法。
  3. 【請求項３】 前記集積回路チップ（１０）と前記基板
    （１２）が、両者の間の前記接着剤（２６）を切断する
    ことによって、前記金属化領域（１６）に損傷を与えず
    に前記集積回路チップ（１０）を前記基板（１２）から
    取り除くことができるように構成されることを特徴とす
    る請求項１の方法。
  4. 【請求項４】 第１の主表面（１５）上に複数の金属化
    領域（１６）を所定のパターンで配置された基板（１
    ２）と、 前記第１の主表面（１５）上の一対の前記金属化領域
    （１６）の間の前記基板（１２）の一部を露出するよう
    な開口部（２４）を有し、前記基板（１２）の前記第１
    の主表面（１５）上に配置される非接着性異方導電性材
    料シート（１８）と、 前記非接着性異方導電性材料シート（１８）の前記開口
    部（２４）内に充填される接着剤（２６）と、 複数の導電性部材（１４）を有する集積回路チップ（１
    ０）とを備え、 前記集積回路チップ（１０）は、前記接着剤（２６）と
    接触するように前記開口部（２４）の一部または全部を
    覆い、かつ、前記導電性部材（１４）が前記基板（１
    ２）上の前記金属化領域（１６）と整合するように配置
    され、さらに、前記集積回路チップ（１０）が前記非接
    着性異方導電性材料シート（１８）を圧縮するようにし
    て、前記接着剤（２６）により前記基板（１２）に固着
    されることを特徴とする集積回路組立体。
  5. 【請求項５】 前記接着剤（２６）は熱硬化性接着剤で
    あることを特徴とする請求項４の組立体。
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