JPS6347943A

JPS6347943A - 電子部品の接続方法

Info

Publication number: JPS6347943A
Application number: JP19238086A
Authority: JP
Inventors: Hironori Murakami; 裕紀村上
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1986-08-18
Filing date: 1986-08-18
Publication date: 1988-02-29

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〕この発明は、ＩＣチップ等の半導体装１等をセラミック
基板、ガラス基板、プリント基板、フレキシブルプリン
ト基板等に実装する際の実装方法に係り、特に異方導電
マイクロ・カプセルを用いた電子部品の実装方法に関す
る。

〔従来の技術〕

ＩＣチップ、トランジスタ等の半導体装置を配線基板等
に実装する方法は、従来より種々提案されている。例え
ば、リード配線が形成されたセラミック基板にＩＣチッ
プを載置固定した後、リード配線とＩＣチップのパッド
部分を金線等によって接続するワイヤポンディング方式
、その先端部にバンブが形成されたインナーリードを有
するテープ状ポリイミドフィルムの前記バンプ部をＩＣ
チップのパッド部分と接続するテープ・オートメイテッ
ド・ボンディング（Ｔ　Ａ　Ｂ　）方式、ＩＣチップの
パッド部分にバンプを形成しておき、このバンプ部を、
リード配線が形成された基板上に接続するフリップチッ
プ方式などがある。これらの方式は、それぞれ長所を有
しており、従来より多用されているところであるが、い
ずれも修正が困難である、バンブの形成等二次加工を要
する、高密度の電極に対応できない、歩留りが低い、ト
ータルコストが高くなる等の欠点を有していた。

そこで、最近、異方導電マイクロ・カプセル（ＦＸ式）
を用いた方式が提案されている。異方導電マイクロ・カ
プセル方式とは、第３図（イ）に示すようなマイクロ・
カプセルを使用する方法である。第３図（イ）において
、マイクロ・カプセル３０は、金属等の導電性球状粒子
３２を熱可塑性樹脂３１で包み込んだものであり、寸法
範囲は導電性球状粒子３２の直径ｄ＝ｌ〜５０μｍ程度
であり、その外側の熱可塑性樹脂３１の厚さｌ−１〜２
５μｍ程度のものが望ましい。上記範囲で目的とする分
解能、電流容量等に応じ各々の直径、厚さおよびその精
度を適宜選択すればよい。

導電性球状粒子３２は、例えばＰｄ粉末等球形になり易
い金属を用い、適時分級した後使用する。

（なお均一の粒子を得ることを記載した公知文献として
「金属」２月号（１９８５）第５０頁〜第５１頁参照）熱可塑性樹脂３１には種々の樹脂が用いられるが、例え
ば、スチレン／アクリロニトリル熱可塑性ポリマー、ポ
リブチレンテレフタレート、ポリ（４−メチルペンテン
−１）等が好適である。

その外扉電性球状粒子３２は、金属体粒子でなくとも、
良く、例えば、微小のポリマー粒子に、Ｎｉ等のメツキ
を施したものであっても良い。

このようなマイクロ・カプセル３０を、第３図（ロ）に
示すようにＩＣチップ３３と、実装基板３４の間に塗布
し、上下の電極を合わせたのち、熱圧着すれば良い。即
ち、ＩＣチップ３３のＡ／電極等のパッド部３５と、実
装基板３４のＡｕ電極部３６を位置合わせした後熱圧着
する。このようにすると、マイクロ・カプセル３０の熱
可塑性樹脂３１が溶融し、パッド部３５と電極部３６の
間の導電性球状粒子３２が、それぞれ縦方向に接触して
並び、前記パッド部３５と電極部３６の間を導電的に接
続する。同時に、前記パッド部３５と電極部３６以外の
個所では、縦方向に加圧されているため、熱可塑性樹脂
が溶けても導電性球状粒子３２相互が接触することはな
い。したがって、パッド部３５と電極部３６のみが電気
的に接続され、その他の隣接バンド間は導通されない。

このようにマイクロ・カプセルによる方法では、加熱し
たときの圧着方向のみが導電性となり、その直角方向は
絶縁性を保つので、きわめて容易にＩＣチップを基板等
に実装可能となる。

この方法による従来の一実施例として、平均粒径１．１
９μｍのＰｄ粉に膜厚０．５μｍのスチレン／アクリロ
ニトリル熱可塑性ポリマーを施した異方導電マイクロ・
カプセルを用いたものでは、約１０層の粒子が積層され
たように塗布された場合でも、分解能約２０本／ｍｕ（
ラインスペース２５μｍ）以上の異方導電性が得られた
。なお、加熱は１７０℃〜２４０°Ｃ程度である。

〔発明が解決しようとする問題点０以上に述べた例の場合、異方性は満足すべきものであっ
たが、マイクロ・カプセルを単に塗布した場合、どうし
ても、約１０層の粒子が積層した形となってしまう。そ
して、この場合、各粒子間での接触抵抗が積分されるこ
とにより、パッド−電極間の抵抗は、どうしても高いも
のとなり、この欠点を補・うためには、どうしでも、接
続バンド部分の面積を広いものとしなければならないと
いう問題点を有することになる。例えば、接続パッド面
積１．９　Ｘｌ０−’ａｎ！　（１３８Ｘ１３８μｍ　
Ｚ　）では、５〜１０Ω／パツドにもなってしまい、分
解能では充分満足できても、抵抗値から使用重罪が制約
されてしまう。

この発明は、上記問題点を解決するためになささたもの
であり、十分な分解能を保ちながら、抵抗値の低い、異
方導電マイクロ・カプセルによる接続を可能としたＩＣ
チップ等電子部品接続方法を提供することを目的とする
。

なお、以下の説明では、ＩＣチップの実装方法として説
明するが、他の電子部品に対しても、本願発明の実装方
法が使用できることは明らかであり、ＩＣチップの実装
に限られないことはいうまでもない。

〔問題点を解決するための手段および作用］上述の問題
点を解決するため、この発明においては、電気的に接続
される電極パッド領域に対応する基板配線パターン上の
領域のみに接着剤層を設けておき、この接着剤層部分に
、マイクロ・カプセルを設け、余分のマイクロ・カプセ
ルヲ除去した後、加熱圧着することを特徴とする。

上述のような方法によって、マイクロ・カプセルを設け
ると、マイクロ・カプセルの層は、はぼ単層、又は多く
ても２〜３層程度となり、マイクロ・カプセルの導電性
粒子相互の接触抵抗を大巾に減することが可能となる。

〔実施例〕

以下、この発明を、第１図に示す１実施例と共に説明す
る。

第１図は、この発明による実装方法を示す図であり、（
イ）〜（ホ）と順次工程順に記載している。

まず、第３図（イ）に示すようにＩＣチップを搭載する
基板１の表面に設けられた、ＩＣチップのパッドと対応
した電極２の部分に、接着剤３を設ける。接着剤３を設
けるには、スクリーン印刷を利用した方法、或いは、全
面に設けた接着剤３をフォトリソグラフィ技術によりバ
ターニングする方法、等が利用できる。接着剤としては
、第３図（イ）で説明した、マイクロ・カプセル被膜と
同様で、融点が杓１０’ｃ以上低い熱可塑性接着剤が用
いられる外、各種接着剤が用いられる。接着剤の厚さは
、電極パッドの面積にもよるが、０．１〜数μｍが好ま
しい。

電極パッド部のみに、接着剤が設けられることになるの
で、接着剤としては、導電接着剤を用いることができ、
この場合、実装後の砥抗値は一層低いものとなる。

次に、第１図（ロ）に示すように、第３図（イ）に示し
たと同様のマイクロ・カプセル１０を基板１の表面に吹
きつけ等によって塗布する。なおこの塗布したときの、
マイクロ・カプセル１０の充填密度を上げるには、基板
大のＡｌ製板に適宜窓開けしたものを圧着し、そ後マイ
クロ・カプセルをふりかけ、ドクターブレード法で軽く
圧力をかけながらスキャンすることが効果的である。

次に、第１図（ハ）に示すように、接着剤３が設けられ
た個所以外のマイクロ・カプセルを除去するが、このた
めには、単に基板を逆さにして軽くたたくだけでも良い
が、エアブロ−、ハケあるいは超音波等を併用すると、
さらに効果的である。

余分のマイクロ・カプセルは回収再使用でき、コスト低
減が可能である。

このようなマイクロ・カプセル１０が塗布された基板１
に対し、電極パッド部分４を有するＩＣチップ５をその
パッド部分４と電極２部分が対応するように重ね合わせ
、加熱圧着する。（第１図（ニ）及び（ホ）参照）。第
１図（ニ）では、マイクロ・カプセル１０を、第３図（
イ）で説明したような断面構造で示している。第１図（
ニ）から理解されるように、マイクロ・カプセル１０を
Ｉ基板１上に塗布した場合、それぞれ、外側の絶縁ｌ被
膜を介して並んでおり、中心の導電性粒子１１　ｌは互
いに独立していることがわかる。これを加熱Ｉすると、
絶縁被膜の部分は溶け、さらに加圧され１でいるので、
結局、ＩＣチップ５の心ド部分４　硼と、基板１上の電
極２とは、マイクロ・カプセル１１０を構成していた導
電性粒子１１によって互い１に電気接続されることとな
る。なお、このとき、導電性粒子１１の横方向では接触
が起こらないので、横方向の導電性はない。

平均粒径１．１９μｍの球形Ｐｄ粉に膜厚０．５μｍの
ポリ−４−メチル−１−ペンテン熱可塑性ポリマーを被
覆して形成したマイクロ・カプセルを用いた前述の例で
は、この方法によれば接続砥抗値が０．１６〜０．３６
Ω／パツドとなり、充分に実用可能となった（パッド面
積約１．９　Ｘｌ０−’、ｆｆｌ、　１３８Ｘ１３８μ
ｍ　２　）。

この実装方法を、イメージセンサ、サーマルヘッドに適
用した時の試験結果は、下記表のとおりであった。

また、温度サイクル試験（−３０〜＋７０°Ｃの温度範
囲に対し１００サイクル繰返すこと）、恒温恒温動作試
験（６０℃、９０％ＲＨ１１０００時間）、高温貯蔵試
験（＋７０℃、１ｏｏｏ時間）、低温貯蔵試験（−３０
°Ｃ１１０００時間）、振動試験（振幅１．５能をｘ−
ｙ−ｚ方向に、１０１＋ｚ　１分間−５５Ｈｚ１分間−
１０Ｈｚ　１分間と計２時間加える）の各試験後でも、
通常の動作に支障をきたすような性能の劣化はなかった
。

なお、接着剤として、絶縁性のものを用いた場合、接着
剤を電極部のみに残すパターニングを行うことなく、全
面に設けたままにしておき、その後加熱加圧することに
よっても、マイクロ・カプセルによる異方性から、必要
部分のみの充分な導電性が得られるが、ＩＣチップを実
装する場合には、以下に述べる理由から、パターニング
を行うことが好ましい。

第２図（イ）において、５はＩＣチップであり、その一
部を拡大して示している。ＩＣチップ５には、多数のバ
ンド部分４が設けられているが、その他の部分は、通常
シリコン酸化膜から成るパッシベーション膜６によって
覆われている。そして、このパッシベーション膜は、通
常の製法による場合、パッド部分４より１〜３μｍ程度
高くなる。

この場合、基板２の表面の全面に接着剤を塗布して、マ
イクロ・カプセルを散布すると、第２図（イ）に模式的
に示すように、マイクロ・カプセル１０−１．１０−２
．１０−３が接着する。

この状態で、加熱加圧すると、マイクロ・カプセル１０
−１の部分が他の部分より高くなっていることから、こ
の部分のみで接触が起こり、パッド部分４での導通が不
完全ないし、不可能となってしまう。

また、マイクロ・カプセル１０−１の個所のパッシベー
ション膜にクランクが生ずる場合もあり、最終的な歩留
りを低下させる原因の１つとなっていた。

これを防ぐためには、接着剤を前述のとおりバンド部分
４のみに設ければ良いことがわかる。

第２図（ロ）は、この場合のさらに他の実施例を示すも
ので、特に、パッシベーション膜にクランク等の破損を
起こさせないようにしたものである。第２図（ロ）にお
いて、接着剤３は、ＩＣチップ５のパッド部分４に対応
した個所からさらに、α＋γだけ内側になる領域にのみ
設けている。

ここでγは、マイクロ・カプセル１０の平均粒径であり
、αは位置合わせ精度、マイクロ・カプセル１０の粒径
のバラツキ等を考慮して決められる数値である。−例と
して、γ＝５±０．１　μｍのときは、α＃１〜５μｍ
とするのが良い。

このように構成しておくと、マイクロ・カプセル１０は
、接着剤３の部分のみに附着することになるが、第２図
（ロ）の図面からも解るように、接着剤３の最外部に附
着したマイクロ・カプセルでも、αの予裕をもってパッ
ド部分４の内側に位置することとなる。したがって、後
の工程で、加熱加圧された場合でも、パッシベーション
膜６を破損することはない。

第２図（ロ）に示すような構成とした場合には、フリッ
プ・チップやペデスタルの様に、ＩＣチップのパッド部
分４にバンプを形成する必要がなく、−ＦＹｊｉ−のＩ
Ｃの設計変更なしで容易にＩＣ実装が可能となるため、
きわめてはん用性が高（なる。

なお、実施例では、ＩＣチップの実装を例として示した
が、他の電子部品の実装にも適用可能なことは勿論であ
る。

〔発明の効果〕

以上、述べたように、この発明によれば、きわめて容易
な操作によって、ＩＣチップ等を充分満足すべき低抵抗
で実装できる。特に、接着剤を、パッド部分よりも、所
定量だけ狭くして設けた場合にはＩＣチップのバンシベ
ーションｆｆＩ　ヲ破ｔｆｔ　することもなくなり、そ
のはん用性が一層高いものとなる。

そして、この実装方法によったものでは、抵抗値等が満
足すべき値であると同時に、きわめて厳しい条件下での
試験によっても、その電気的接続の性能が劣化されるこ
とがな（、安定確実な実装構造が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実装方法を示す図、第２図は、こ
の発明の他の実施例を示す図、第３図は従来の実装方法
を示す図である。１−・−・−・基板　　　　　２−・・電極３−・−・
接着剤　　　　４−・・・・パッド部分５−・−・−Ｉ
Ｃチップ　　６　・−・−・パッシベーション膜１０　
・−マイクロ・カプセル１１　・−・・・導電性粒子特許出願人　　　富士ゼロックス株式会社代理人弁理士
　　　　山　谷　晧　榮第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電気的に接続される電子部品の電極パッド領域に
対応する基板配線パターン上の領域のみに接着剤を設け
た後、導電性球状粒子を絶縁性高分子で被覆したマイク
ロ・カプセルを散布し、次いで不要個所のマイクロ・カ
プセルを除去し、その後電子部品を位置合わせして、加
熱加圧し、前記電子部品を接着固定することを特徴とす
る電子部品の接続方法。
（２）接着剤を、電子部品の電極パッド領域より所定値
小さく塗布することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の電子部品の接続方法。