JPS6340331A - 基板と半導体素子との電気的接続方法 - Google Patents
基板と半導体素子との電気的接続方法Info
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- JPS6340331A JPS6340331A JP18377986A JP18377986A JPS6340331A JP S6340331 A JPS6340331 A JP S6340331A JP 18377986 A JP18377986 A JP 18377986A JP 18377986 A JP18377986 A JP 18377986A JP S6340331 A JPS6340331 A JP S6340331A
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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。
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、導電パターンを有する基板と集積回路等の半
導体素子との電気的接続方法に係り、特に基板上に一括
接続を確実に行うことができるようにしたものである。
導体素子との電気的接続方法に係り、特に基板上に一括
接続を確実に行うことができるようにしたものである。
集積回路等を導電パターンを持つ基板上に実装する場合
の電気的接続方法としては、従来から圧着、導体ペース
トもしくは導電性接着剤による接着、ワイヤボンディン
グによる接続、フィルムキャリアによる接続、フリップ
チップによる接着、異方導電材料による接着などが行わ
れていた。
の電気的接続方法としては、従来から圧着、導体ペース
トもしくは導電性接着剤による接着、ワイヤボンディン
グによる接続、フィルムキャリアによる接続、フリップ
チップによる接着、異方導電材料による接着などが行わ
れていた。
圧着、導体ペーストもしくは導電性接着剤による接着は
、導電パターン上に集積回路等を載せて加熱もしくは超
音波を与えながら圧着したり、ハンダ等の導電体のペー
ストで接続するものであり、ワイヤボンディングは、導
電パターンを有する基板上の所定の位置に配置した半導
体素子の電極と導電パターンの接続バンド間を金あるい
はアルミニウム線からなるワイヤ等で圧着接続するもの
である。
、導電パターン上に集積回路等を載せて加熱もしくは超
音波を与えながら圧着したり、ハンダ等の導電体のペー
ストで接続するものであり、ワイヤボンディングは、導
電パターンを有する基板上の所定の位置に配置した半導
体素子の電極と導電パターンの接続バンド間を金あるい
はアルミニウム線からなるワイヤ等で圧着接続するもの
である。
フィルムキャリアによる接続は、所定の間隔を持って形
成されたバンブを有するフィルムをキャリアとして基板
上にバンブを転写し、該バンブを介して半導体装置の電
極とフェースダウンで電気的接続を行うものであり（特
開昭６０−９２６４８号公報参照）、フリップチップに
よる接続はＬＳＩチップの電極パッド部にハンダボール
を形成し、これを介して導電パターンを有する基板上の
接続パッド部にフェースダウンでハンダ付けする方法で
ある。これらの方法は接続バンドを半導体装置の周辺ば
かりでなく内部にも形成出来ること、接続が機械的に強
固である利点がある。
成されたバンブを有するフィルムをキャリアとして基板
上にバンブを転写し、該バンブを介して半導体装置の電
極とフェースダウンで電気的接続を行うものであり（特
開昭６０−９２６４８号公報参照）、フリップチップに
よる接続はＬＳＩチップの電極パッド部にハンダボール
を形成し、これを介して導電パターンを有する基板上の
接続パッド部にフェースダウンでハンダ付けする方法で
ある。これらの方法は接続バンドを半導体装置の周辺ば
かりでなく内部にも形成出来ること、接続が機械的に強
固である利点がある。
異方導電材料による接続は、樹脂等の絶縁膜中に金属粒
（例えばハンダ等）が混在された異方導電性を有するフ
ィルムを半導体素子と導電パターンを有する基板の間に
はさみ両者を通電して電気的接続を行うものである。
（例えばハンダ等）が混在された異方導電性を有するフ
ィルムを半導体素子と導電パターンを有する基板の間に
はさみ両者を通電して電気的接続を行うものである。
ところで前記の各技術には次のような問題点がある。
圧着、導体ペーストもしくは導電性接着剤による接着は
信頼性が低いこと、導電パターンの間隔から来る接続ピ
ッチが約３００μｍが限界に近く装置の小型化が望めな
いという問題点がある。
信頼性が低いこと、導電パターンの間隔から来る接続ピ
ッチが約３００μｍが限界に近く装置の小型化が望めな
いという問題点がある。
ワイヤボンディングによる接着は各電極毎にボンディン
グを行うのでボンディング箇所が多くなるとそれに比例
して作業時間がかかること、接続ピンチが９０〜１００
μｍ程度が限界となるなどの問題点がある。
グを行うのでボンディング箇所が多くなるとそれに比例
して作業時間がかかること、接続ピンチが９０〜１００
μｍ程度が限界となるなどの問題点がある。
フィルムキャリアによる接続、フリツブチップによる接
続では電気的接続は強固であるが接続までの工程数が多
く、半導体素子の電極をフェースダウン（素子表面を下
側にした状態）で接続を行うため完成品の歩留りを低下
させること、装置の価格が増大すること、さらに接続ピ
ッチがそれぞれ約２５０μｍ、約１００μｍが限界であ
る等の問題点がある。
続では電気的接続は強固であるが接続までの工程数が多
く、半導体素子の電極をフェースダウン（素子表面を下
側にした状態）で接続を行うため完成品の歩留りを低下
させること、装置の価格が増大すること、さらに接続ピ
ッチがそれぞれ約２５０μｍ、約１００μｍが限界であ
る等の問題点がある。
異方導電材料による接続は、異方導電性フィルムを集積
回路に接触させることにより集積回路等半導体素子の破
壊や通電する場合の電流密度が高くなりすぎるとそこに
熱をもつので大電流に使用することが困難である等の問
題点があった。
回路に接触させることにより集積回路等半導体素子の破
壊や通電する場合の電流密度が高くなりすぎるとそこに
熱をもつので大電流に使用することが困難である等の問
題点があった。
従って本発明の目的は、これらの問題点を除去するため
に基板の導電パターン上に正確に電気的接続が得られて
かつ製造コストを低くおさえることが出来る電気的接続
方法を提供するものである。
に基板の導電パターン上に正確に電気的接続が得られて
かつ製造コストを低くおさえることが出来る電気的接続
方法を提供するものである。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は上面
に導電パターンを有する基板の電気的接続箇所に複数個
の金属突起を形成しそれを介して電気的接続を行うもの
である。
に導電パターンを有する基板の電気的接続箇所に複数個
の金属突起を形成しそれを介して電気的接続を行うもの
である。
このように接続箇所に導電性突起を複数個設けて電気的
接続を行うことによって基板と集積回路等半導体素子の
平行度に多少の不完全状態があっても接続を確実に行わ
せることができる。
接続を行うことによって基板と集積回路等半導体素子の
平行度に多少の不完全状態があっても接続を確実に行わ
せることができる。
はじめに本発明の原理を第１図および第２図にもとづき
説明する。
説明する。
第１図において、１は導電性パターンを持つ基板、２は
該導電パターン上の接続パッド、３は導電性突起、４は
集積回路素子のような電気的接続を必要とする半導体素
子であり、５はその電極部分を示す。
該導電パターン上の接続パッド、３は導電性突起、４は
集積回路素子のような電気的接続を必要とする半導体素
子であり、５はその電極部分を示す。
まず、第１図（ａ）、（ｂ）に示す如く、上面に導電パ
ターンを有する基板１上の接続パッド２に、例えば電解
・無電解メツキ等の金属形成工程によって高さ方向に導
電性突起３を複数個形成する。それから第１図（０）、
（ｄ）に示す如く、半導体素子４の表面を下にして電極
５と基板１上の接続パッド２との位置合せ後、圧着ある
いは合金化により電気的接続を行う。
ターンを有する基板１上の接続パッド２に、例えば電解
・無電解メツキ等の金属形成工程によって高さ方向に導
電性突起３を複数個形成する。それから第１図（０）、
（ｄ）に示す如く、半導体素子４の表面を下にして電極
５と基板１上の接続パッド２との位置合せ後、圧着ある
いは合金化により電気的接続を行う。
また、第２図（Ｍｌ、（ｂ）に示す如く、導電性突起３
の形成後ポリマー等の樹脂膜６を突起の表面に被覆ある
いは分散させてから、同図ｆｃ）に示す如く、半導体素
子４と接続を行うこともできる。この場合樹脂は接着剤
として作用するとともに、電気的接続を行った時点で導
電性突起３上の樹脂６は流動し電気的接続のさまたげと
はならない。
の形成後ポリマー等の樹脂膜６を突起の表面に被覆ある
いは分散させてから、同図ｆｃ）に示す如く、半導体素
子４と接続を行うこともできる。この場合樹脂は接着剤
として作用するとともに、電気的接続を行った時点で導
電性突起３上の樹脂６は流動し電気的接続のさまたげと
はならない。
本発明の複数の実施例を第３図〜第８図について説明す
る。
る。
図中同一符号部は同一部分を表わすものとする。
第３図は本発明の第一実施例を示し、図において左図は
基板１の一部の平面図、右図はそのＣ−Ｃ′断面図〔（
ａ）に例示〕を示し、７はフォトレジスト、８はフォト
レジストの開口部、９は樹脂球を示す。
基板１の一部の平面図、右図はそのＣ−Ｃ′断面図〔（
ａ）に例示〕を示し、７はフォトレジスト、８はフォト
レジストの開口部、９は樹脂球を示す。
（１）まず上面に導電パターンを有する基板１上の接続
パッド２上の所定の位置にフォトリソグラフィによりフ
ォトレジスト７に開口部８を設ける。この場合例えば１
００μｍ角の接続バッド２上に直径２０μｍの開口部を
５箇所設けたものを示している〔第３図（ａ）〕。
パッド２上の所定の位置にフォトリソグラフィによりフ
ォトレジスト７に開口部８を設ける。この場合例えば１
００μｍ角の接続バッド２上に直径２０μｍの開口部を
５箇所設けたものを示している〔第３図（ａ）〕。
（２）次に電解メツキ技術により接続バッド２の開口部
８に導電性突起３としてニッケルあるいは金を高さ方向
に約５μｍ成長させた〔第３図（′ｂ）〕。
８に導電性突起３としてニッケルあるいは金を高さ方向
に約５μｍ成長させた〔第３図（′ｂ）〕。
（３）基板１の表面上に熱可塑性樹脂膜６として粘度の
低い樹脂をデイツプで基板上にのせ、スピンによる遠心
力を応用することにより塗布膜の厚さが均一で薄くなる
ように塗布した〔第３図（Ｃ）〕。
低い樹脂をデイツプで基板上にのせ、スピンによる遠心
力を応用することにより塗布膜の厚さが均一で薄くなる
ように塗布した〔第３図（Ｃ）〕。
（４）続いて接続パッド２上の導電性突起３間のすきま
に直径５μｍ程度の熱可塑性樹脂球９を配置する。これ
は単にばらまいただけで圧力がかかれば十分に横方向に
移動できるし、接続バッド２以外の領域に流れこんでも
問題はない〔第３図（ｄ）〕。
に直径５μｍ程度の熱可塑性樹脂球９を配置する。これ
は単にばらまいただけで圧力がかかれば十分に横方向に
移動できるし、接続バッド２以外の領域に流れこんでも
問題はない〔第３図（ｄ）〕。
（５）集積回路等の半導体素子４の電極５を下にして基
板ｌの接続パッド２上において接続する場所の位置合せ
を行ってから熱圧着し、その後加圧したまま冷却して接
続を完成する。熱圧着した時点で塗布した樹脂膜６と樹
脂球９が融解して基板１と半導体素子４間、あるいは基
板１と導電性突起３、導電性奥起３と被接続部材である
半導体素子４との間がより一層接着性の向上した樹脂膜
９′によって覆われる。なお９″′は圧着した時に残る
気泡を示す〔第３図（ｅ）〕。
板ｌの接続パッド２上において接続する場所の位置合せ
を行ってから熱圧着し、その後加圧したまま冷却して接
続を完成する。熱圧着した時点で塗布した樹脂膜６と樹
脂球９が融解して基板１と半導体素子４間、あるいは基
板１と導電性突起３、導電性奥起３と被接続部材である
半導体素子４との間がより一層接着性の向上した樹脂膜
９′によって覆われる。なお９″′は圧着した時に残る
気泡を示す〔第３図（ｅ）〕。
この実施例では導電性突起３の形成後樹脂膜６と樹脂球
９を接続パッド２上に配置したものについて説明したが
、本発明はこれに限られるものではなく、熱可塑性樹脂
球９を配置せずに樹脂膜６を塗布後半導体素子４と熱圧
着等により接続させたり（第４図参照）、反対に樹脂ｌ
Ｉ！ｉ！！６を塗布せずに熱可塑性樹脂球９を直接配置
してから（第５図（ａｌ）、半導体素子４との接続を行
っても（第６図（ｂ））同様の効果を得ることができる
。
９を接続パッド２上に配置したものについて説明したが
、本発明はこれに限られるものではなく、熱可塑性樹脂
球９を配置せずに樹脂膜６を塗布後半導体素子４と熱圧
着等により接続させたり（第４図参照）、反対に樹脂ｌ
Ｉ！ｉ！！６を塗布せずに熱可塑性樹脂球９を直接配置
してから（第５図（ａｌ）、半導体素子４との接続を行
っても（第６図（ｂ））同様の効果を得ることができる
。
またさらに導電性突起３の形成後樹脂膜６の塗布や熱可
塑性樹脂球９の配置を行わず半導体素子４に加圧治具を
用いて常に両者間に圧力がかかるようにして圧着による
接触接続を行うこともできる（第６図）。
塑性樹脂球９の配置を行わず半導体素子４に加圧治具を
用いて常に両者間に圧力がかかるようにして圧着による
接触接続を行うこともできる（第６図）。
導電性突起３の材料として先の実施例ではニッケルある
いは金を用いた例について説明したが、この導電性突起
３を形成後その表面に半導体素子４の電極５と合金化し
易い材料例えばアルミニウムから成る被膜を形成し、両
者の電気的接続が形成されると導電性突起３の表面に半
導体素子４例えば集積回路のアルミニウム電橋と合金化
した部分３′が形成されるものや〔第７図（ａｌ）、あ
るいは導電性突起３自体を合金形成可能な材料で形成し
てもよい（第７図（ｂ））。
いは金を用いた例について説明したが、この導電性突起
３を形成後その表面に半導体素子４の電極５と合金化し
易い材料例えばアルミニウムから成る被膜を形成し、両
者の電気的接続が形成されると導電性突起３の表面に半
導体素子４例えば集積回路のアルミニウム電橋と合金化
した部分３′が形成されるものや〔第７図（ａｌ）、あ
るいは導電性突起３自体を合金形成可能な材料で形成し
てもよい（第７図（ｂ））。
導電性交′起の形状も前記実施例では円柱形のもので説
明したが本発明はこれに限られるものではなく、第８図
（ａ−１、〜ａ −３）あるいは（ｂ−１〜ｂ−３）に
それぞれ示すように、環礁状に形成しその中央部に熱可
塑性樹脂球９を介在させて基板１と被接続部材４との接
着性の向上をはかることもできる。
明したが本発明はこれに限られるものではなく、第８図
（ａ−１、〜ａ −３）あるいは（ｂ−１〜ｂ−３）に
それぞれ示すように、環礁状に形成しその中央部に熱可
塑性樹脂球９を介在させて基板１と被接続部材４との接
着性の向上をはかることもできる。
本発明により基板の導電パターン上に複数個設けた導電
性突起を介して被接続部材である半導体素子と接続する
ため、必ずしも表面の平行度が保たれていない基板上に
被接続部材を接続させる場合にも突起のどれかによって
確実に接続が遂行される効果があり、機械的強度ととも
に信頼性が増大する。
性突起を介して被接続部材である半導体素子と接続する
ため、必ずしも表面の平行度が保たれていない基板上に
被接続部材を接続させる場合にも突起のどれかによって
確実に接続が遂行される効果があり、機械的強度ととも
に信頼性が増大する。
また基板と半導体素子が接触して半導体素子が破壊した
りすることもなく、フィルムキャリア方式のように接続
バンブを転写する等の複雑な工程を用いず従来からある
技術を利用した比較的短いプロセスで接続が遂行するの
で、作業時間を短縮することが出来るとともに装置全体
のコストを低く押さえることがきる。
りすることもなく、フィルムキャリア方式のように接続
バンブを転写する等の複雑な工程を用いず従来からある
技術を利用した比較的短いプロセスで接続が遂行するの
で、作業時間を短縮することが出来るとともに装置全体
のコストを低く押さえることがきる。
また接続ピッチが例えば約１００μｍ程度と短かくする
ことができ、装置の小型化がすすめられる。
ことができ、装置の小型化がすすめられる。
第１図及び第２図は本発明の原理説明図、第３図は本発
明の第一実施例の工程説明図、第４図〜第８図は本発明
の他の実施例をそれぞれ示す。 １−・基板 ２−・接続パッド３−・−・導電
性突起 ４−・半導体素子５−電極 ６−
樹脂膜 ９・−樹脂球
明の第一実施例の工程説明図、第４図〜第８図は本発明
の他の実施例をそれぞれ示す。 １−・基板 ２−・接続パッド３−・−・導電
性突起 ４−・半導体素子５−電極 ６−
樹脂膜 ９・−樹脂球
Claims (1)
- 導電パターンを有する基板と半導体素子との電極部分と
を電気的に接続させる方法において、基板上の電気的接
続領域にその領域面積より小さい導電性突起を複数個形
成し、それらの突起を介して被接続部材の電極部分を重
ね合せて電気的接続を行うことを特徴とする基板と半導
体素子との電気的接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18377986A JPS6340331A (ja) | 1986-08-05 | 1986-08-05 | 基板と半導体素子との電気的接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18377986A JPS6340331A (ja) | 1986-08-05 | 1986-08-05 | 基板と半導体素子との電気的接続方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6340331A true JPS6340331A (ja) | 1988-02-20 |
| JPH057866B2 JPH057866B2 (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=16141795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18377986A Granted JPS6340331A (ja) | 1986-08-05 | 1986-08-05 | 基板と半導体素子との電気的接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6340331A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0617557A (ja) * | 1992-07-01 | 1994-01-25 | Nippon Steel Corp | 降伏点の異なる鋼材を組合せた構造物用耐震壁 |
| JP2017204619A (ja) | 2016-05-13 | 2017-11-16 | キヤノン株式会社 | モジュール、その製造方法および電子機器 |
-
1986
- 1986-08-05 JP JP18377986A patent/JPS6340331A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH057866B2 (ja) | 1993-01-29 |
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