JP2833272B2 - Ic実装方法 - Google Patents

Ic実装方法

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JP2833272B2
JP2833272B2 JP3176615A JP17661591A JP2833272B2 JP 2833272 B2 JP2833272 B2 JP 2833272B2 JP 3176615 A JP3176615 A JP 3176615A JP 17661591 A JP17661591 A JP 17661591A JP 2833272 B2 JP2833272 B2 JP 2833272B2
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敏昭 竹中
利浩 西井
邦雄 岸本
真治 中村
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73201Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ICチップに代表され
る電気マイクロ回路素子の入出力パッド上に形成された
突起接点と回路基板上に形成された電極端子とを導電性
接着剤を用いて電気接続するためのICチップの実装方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電気マイクロ回路素子の接点領域
と回路基板上の電極端子部との接続には半田付けが良く
利用されていた。しかしながら近年、例えばICフラッ
トパッケージなど小型化と接続端子の増加により接続端
子間、いわゆるピッチ間隔が次第に狭くなり従来の半田
付け技術で対処することが困難になってきた。また最近
では電卓、電子時計、あるいは液晶ディスプレイなどに
あたっては裸のICチップをガラス基板上の電極に直付
けして実装面積の効率的使用を図ろうとする動きがあり
半田付けに変わる有効かつ微細な電気的接続手段が強く
望まれていた。
【0003】裸のICチップを配線基板上の電極と電気
的に接続する方法としてはICチップの電極パッド上に
形成した電気導電性の突起接点の頭頂部に導電性接着剤
を転写・塗布し、配線基板の電極端子に位置合わせし接
着硬化することでICチップと配線基板の電気的接続を
図る技術がある(例えば、特公昭62−285446号
公報)。この技術において、ICチップを回路基板上に
実装し、導電性接着剤を加熱硬化した後、機械的補強と
信頼性確保のため液状の封止樹脂をICチップと回路基
板の間隙に充填し、乾燥器で加熱硬化していた。
【0004】以下図面を参照しながら上述した従来のI
Cチップの実装方法について説明する。図1〜図5と図
8は従来例のIC実装工程を示したものである。図にお
いて1はICチップであり、150μmピッチで配置し
た約150個の電極パッド2上には高さ約70μm、径
約80μmのバンプ(突起接点)3が形成してある。4
は導電性接着剤である。5は液晶パネルなどの回路基板
であり、ICチップ1の電極パッド2と同数・同ピッチ
のITO電極からなる電極端子6が形成されている。7
はエポキシ系の液状の封止樹脂である。9は膜形成ブレ
ード11を用いて導電性接着剤4膜を作成するための支
持体である。
【0005】従来のIC実装方法は、まず図1に示すよ
うにICチップ1上の電極パッド2上にワイヤーボンデ
ィング法でもってAu線を溶着しバンプ(突起接点)3
を形成し、形成後高さを揃えるためにバンプ3の頭頂部
を約40μmの高さに平たく成形している。
【0006】つぎに、図2に示すように別に用意した支
持体10上に膜形成ブレード11を用いて約25μmの
均一な導電性接着剤6膜を作成する。そして、図3に示
すようにICチップ1のバンプ3の頭頂部を支持体10
上に形成した導電性接着剤4膜に3秒間浸積し、前記バ
ンプ3の頭頂部に導電性接着剤4を転写・塗布する。
【0007】図4はICチップ1のバンプ3の頭頂部に
導電性接着剤4の転写・塗布が終了した図である。その
後、図5に示すように導電性接着剤4が塗布されたIC
チップ1を回路基板5の端子電極6と位置合わせ結合
し、100℃3時間加熱することで導電性接着剤4を硬
化する。
【0008】そして、その後、図8に示すようにICチ
ップ1と回路基板5との間隙に液状のエポキシ系封止樹
脂7を充填し、100℃2時間加熱して封止樹脂7を硬
化させてICチップ1の実装が完了する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、封止樹脂の硬化時に封止樹脂の熱膨張に
よってICチップが突き上げられ、封止樹脂硬化後のI
Cチップと回路基板の接続が不安定となり、接続抵抗増
大やオープン現象が多発するという課題があった。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のIC実装方法は、封止樹脂硬化時に機械的
に加圧をしながら硬化するものである。
【0011】あるいは、加熱した圧縮空気や圧縮ガスを
ICチップ裏面に吹きつけながら硬化するものである。
【0012】
【作用】したがって上記第1の手段によれば、封止樹脂
の熱膨張によるICチップ突き上げ力より大きな荷重で
機械的に加圧することで、ICチップの突き上げをなく
しICチップと回路基板の接続が安定し、接続抵抗増大
やオープン現象をなくすことができる。
【0013】また、上記第2の手段によれば、封止樹脂
の熱膨張によるICチップ突き上げ力より大きな圧力の
加熱した圧縮空気や圧縮ガスをICチップ裏面に直接吹
きつけるために、第1の手段におけると同様の効果が得
られる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例について同一機能を
有するものには同一番号を付して詳しい説明を省略し、
相違する点について説明する。
【0015】(実施例1)本発明のIC実装方法の第1
の実施例では、図1〜図5まで従来例と同一の工程であ
る。そして、本実施例では、図5の工程に引続き、図6
の封止樹脂の充填・硬化工程を実施する。図6において
8はICチップ1を押圧する測定プローバ等の弾性体突
起9を設けてある重量約200gのステンレス製の加圧
冶具である。 即ち、本実施例では、まず図1に示すよ
うにICチップ1上の電極パッド2上にワイヤーボンデ
ィング法でもってAu線を溶着しバンプ(突起接点)3
を形成し、形成後高さを揃えるためにバンプ3の頭頂部
を約40μmの高さに平たく成形している。
【0016】つぎに、図2に示すように別に用意した支
持体10上に膜形成ブレード11を用いて約25μmの
均一な導電性接着剤6膜を作成する。そして、図3に示
すようにICチップ1のバンプ3の頭頂部を支持体10
上に形成した導電性接着剤4膜に3秒間浸積し、前記バ
ンプ3の頭頂部に導電性接着剤4を転写・塗布する。
【0017】図4はICチップ1のバンプ3の頭頂部に
導電性接着剤4の転写・塗布が終了した図である。その
後、図5に示すように導電性接着剤4が塗布されたIC
チップ1を回路基板5の端子電極6と位置合わせ結合
し、100℃3時間加熱することで導電性接着剤4を硬
化する。
【0018】そして、図6に示すようにICチップ1と
回路基板5との間隙に液状のエポキシ系封止樹脂7を充
填した後、加圧冶具9の弾性体突起10でICチップ1
の裏面を押圧しながら、乾燥器内で100℃2時間加熱
して封止樹脂7を硬化させてICチップ1の実装が完了
する。
【0019】封止樹脂の加熱時の熱膨張によるICチッ
プの突き上げ力はいまのところ確かな測定法がなく不明
であるため、実際に荷重を変えながら突き上げ力を確認
した。評価に用いたICはサイズが10mm×2mm、電極
パッド数が150個である。このICチップを導電性接
着剤で回路基板に接続したときのせん断強度は約500
gである。ICチップの裏面に載せる荷重は50〜50
0gの範囲で実施した。
【0020】その結果100g以上であれば効果がある
ことがわかった。本実施例において、封止樹脂の硬化時
の熱膨張によるICチップ突き上げ力より大きな荷重で
ICチップ裏面を押圧しながら硬化することでICチッ
プの突き上げがなくなり、接続抵抗の増大やオープン現
象がないことを確認した。
【0021】(実施例2)本発明の第2の実施例におい
ては、図1〜図5まで従来例と同一の工程である。そし
て、本実施例では、図5の工程に引き続いて図7の封止
樹脂の充填・硬化工程を実施する。図7において12は
ICチップ1裏面温度が100℃になるように加熱した
圧縮空気であり、13は前記圧縮空気12を加熱するヒ
ータ14を内蔵した加熱装置である。
【0022】即ち、本実施例の実装方法では、まず図1
に示すようにICチップ1上の電極パッド2上にワイヤ
ーボンディング法でもってAu線を溶着しバンプ(突起
接点)3を形成し、形成後高さを揃えるためにバンプ3
の頭頂部を約40μmの高さに平たく成形している。
【0023】つぎに、図2に示すように別に用意した支
持体10上に膜形成ブレード11を用いて約25μmの
均一な導電性接着剤6膜を作成する。そして、図3に示
すようにICチップ1のバンプ3の頭頂部を支持体10
上に形成した導電性接着剤4膜に3秒間浸積し、前記バ
ンプ3の頭頂部に導電性接着剤4を転写・塗布する。
【0024】図4はICチップ1のバンプ3の頭頂部に
導電性接着剤4の転写・塗布が終了した図である。その
後、図5に示すように導電性接着剤4が塗布されたIC
チップ1を回路基板5の端子電極6と位置合わせ結合
し、100℃3時間加熱することで導電性接着剤4を硬
化する。
【0025】そして、引き続いて、図7に示すようにI
Cチップ1と回路基板5との間隙に液状のエポキシ系封
止樹脂7を充填した後、ICチップ1の裏面が100℃
になるように加熱装置13のヒーター14で加熱した圧
力が2kg/cm2の圧縮空気12をICチップ3から約5m
mの距離から2時間直接吹きつけて硬化させICチップ
1の実装が完了する。
【0026】本実施例においても、封止樹脂の硬化時の
熱膨張によるICチップ突き上げ力より大きな圧力の加
熱した圧縮空気ででICチップ裏面に直接吹きつけなが
ら硬化することでICチップの突き上げをなくなり、接
続抵抗の増大やオープン現象がないことを確認した。
【0027】このように上記実施例によれば、封止樹脂
の熱膨張によるICチップの突き上げ力より大きな荷重
や圧力でICチップ裏面を押圧しながら加熱することで
ICチップの突き上げがなくなり、接続抵抗増大やオー
プン現象が皆無となった。
【0028】
【発明の効果】上記実施例から明らかなように、本発明
は封止樹脂の熱膨張によるICチップ突き上げ力より大
きな荷重を機械的に加えながら硬化する(第1の方法)
ことや、ICチップ突き上げ力より大きな圧力の加熱し
た圧縮空気や圧縮ガスをICチップ裏面に吹きつけなが
ら硬化する(第2の方法)ことによって、ICチップ突
き上げをなくすことができ、接続抵抗増大やオープン現
象のない安定した電気的接続を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のIC実装方法の第1、第2の実施例及
び従来の実装方法に共通な、バンプ(突起接点)の形成
工程図
【図2】本発明のIC実装方法の第1、第2の実施例及
び従来の実装方法に共通な、導電性接着剤の膜作成工程
【図3】本発明のIC実装方法の第1、第2の実施例及
び従来の実装方法に共通な、導電性接着剤の塗布工程図
【図4】本発明のIC実装方法の第1、第2の実施例及
び従来の実装方法に共通な、導電性接着剤の塗布完了状
態図
【図5】本発明のIC実装方法の第1、第2の実施例及
び従来の実装方法に共通な、ICチップの位置合わせ・
結合の工程図
【図6】本発明の第1の実施例における封止樹脂の充填
・硬化工程図
【図7】本発明の第2の実施例における封止樹脂の充填
・硬化工程図
【図8】従来例における封止樹脂の充填・硬化工程図
【符号の説明】
1 ICチップ 2 電極パッド 3 バンプ(突起接点) 4 導電性接着剤 5 回路基板 6 端子電極 7 封止樹脂 8 加圧治具 9 弾性体突起 10 支持体 11 膜形成ブレード 12 圧縮空気 13 加熱装置 14 ヒーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 真治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−226161(JP,A) 特開 平2−34949(JP,A) 特開 昭63−237426(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/60 311

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ICチップ上の電極パッドに突起接点を形
    成する工程と、支持体上に一定厚に形成された導電性接
    着剤膜に、前記ICチップ上の電極パッドに形成した前記
    突起接点を浸積し前記導電性接着剤を前記突起接点に転
    写する工程と、前記導電性接着剤を前記突起接点に転写
    した前記ICチップを回路基板の端子電極に位置決めし圧
    接したのち加熱硬化する工程と、前記ICチップと前記
    路基板の間隙に液状の封止樹脂を充填したのち、前記IC
    チップの裏面を弾性部を介して機械的に加圧しながら
    記封止樹脂を加熱硬化する工程からなるIC実装方法。
  2. 【請求項2】 封止樹脂の加熱硬化の工程が、加熱した
    圧縮空気もしくは圧縮ガスをICチップ裏面に吹きつけな
    がら行なわれる請求項1記載のIC実装方法。
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WO2010119856A1 (ja) * 2009-04-16 2010-10-21 旭硝子株式会社 車両用ガラスアンテナ及び車両用窓ガラス、並びに車両用ガラスアンテナの給電構造

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