JP3672702B2 - 部品実装方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ICなどの部品を、基板や液晶用のガラスパネルなどの被装着体に実装すると同時的に上記部品と上記被装着体との間の封止を行う部品実装方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来は、ICのバンプを基板の電極に実装したのち、バンプと電極との接続部分を覆いかつICと基板との間の空間を埋めるように封止樹脂を注入している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構造のものでは、ICを基板に実装したのち、ICと基板との間に封止樹脂を注入することになって、2工程が必要なり、煩雑であるといった問題があった。
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、被装着体に対する部品の実装と封止とを同時的に行うことができる部品実装方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段及びその作用効果】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
本発明の第1態様によれば、部品を被装着体に実装して上記部品の電極と上記被装着体の電極とを接続する部品実装方法において、
上記部品の上記電極又は上記被装着体の上記電極に対応する部分に貫通穴を有し、当該貫通穴内に導電ペーストが充填され、当該導電ペーストが予め乾燥状態とされた絶縁性の熱可塑性材料のシートを介在させて、上記部品としてバンプレスICを上記被装着体に加圧及び加熱状態で実装すると同時的に、上記部品の上記電極と上記被装着体の上記電極とが上記シートの上記貫通穴の上記導電ペーストにより接続され、かつ、上記シートが上記加熱により溶融したのち冷却硬化して上記部品と上記被装着体との間を封止するとともに、上記導電ペーストが上記ICのバンプとして機能するようにしたことを特徴とする部品実装方法を提供する。
本発明の第2態様によれば、上記導電ペーストは銀ペーストである第1態様に記載の部品実装方法を提供する。
本発明の第3態様によれば、上記導電ペーストの表面に導電粒子を付着させるようにした第1態様又は第2態様に記載の部品実装方法を提供する。
【0005】
本発明の第4態様によれば、上記シートは上記被装着体の上記電極が形成された面の上に配置され、
次いで、上記シートにおいて、上記被装着体の上記電極に対応する部分に上記貫通穴を形成し、
次いで、上記形成された貫通穴内に上記導電ペーストを充填して、当該導電ペーストを乾燥状態とさせ、
次いで、上記シートの上記貫通穴内の上記導電ペーストに上記部品の上記電極が接触するように上記部品と上記被装着体とを加熱圧着して、上記部品の上記電極と上記被装着体の上記電極とを上記導電ペーストにより接続すると同時的に上記部品と上記被装着体との間を加熱により溶融した上記シートで封止するようにした第1態様に記載の部品実装方法を提供する。
本発明の第5態様によれば、上記シートは上記部品の上記電極が形成された面の上に配置され、
次いで、上記シートにおいて、上記部品の上記電極に対応する部分に上記貫通穴を形成し、
次いで、上記形成された貫通穴内に上記導電ペーストを充填して、当該導電ペーストを乾燥状態とさせ、
次いで、上記シートの上記貫通穴内の上記導電ペーストに上記被装着体の上記電極が接触するように上記被装着体と上記部品とを加熱圧着して、上記被装着体の上記電極と上記部品の上記電極とを上記導電ペーストにより接続すると同時的に上記部品と上記被装着体との間を加熱により溶融した上記シートで封止するようにした第1態様に記載の部品実装方法を提供する。
【0006】
本発明の第6態様によれば、部品を被装着体に実装して上記部品の電極と上記被装着体の電極とを接続する部品実装方法において、
上記部品の上記電極又は上記被装着体の上記電極に対応する部分に薄肉部を有する絶縁性の熱可塑性材料のシートを介在させて、上記部品を上記被装着体に加圧及び加熱状態で実装すると同時的に、上記部品の上記電極と上記被装着体の上記電極との両方又はいずれか一方が上記シートの上記薄肉部を貫通して両電極が接続され、かつ、上記シートが上記加熱により溶融したのち冷却硬化して上記部品と上記被装着体との間を封止するようにしたことを特徴とする部品実装方法を提供する。
本発明の第7態様によれば、上記シートの上記薄肉部内には、導電ペーストを充填しており、上記部品実装時に、上記部品の上記電極と上記被装着体の上記電極とが上記シートの上記薄肉部の上記導電ペーストを利用して接続される第6態様に記載の部品実装方法を提供する。
本発明の第8態様によれば、上記導電ペーストは銀ペーストである第7態様に記載の部品実装方法を提供する。
本発明の第9態様によれば、上記部品はバンプレスのICであり、上記導電ペーストは上記シートの上記薄肉部内に充填したのち予め乾燥された状態にしておき、上記部品実装時に上記シートが加熱により熱溶融したときに、上記導電ペーストが上記ICのバンプとして機能するようにした第8態様に記載の部品実装方法を提供する。
本発明の第10態様によれば、上記導電ペーストの表面に導電粒子を付着させるようにした第9態様に記載の部品実装方法を提供する。
【0007】
本発明の第11態様によれば、部品を被装着体に実装して上記部品の電極と上記被装着体の電極とを接続する部品実装方法において、
上記部品の上記電極又は上記被装着体の上記電極に対応する部分に貫通穴を有し、当該貫通穴の内周から上記貫通穴開口周囲に導電性金属層が形成された絶縁性の熱可塑性材料のシートを介在させて、上記部品としてバンプレスICを上記被装着体に加圧及び加熱状態で実装すると同時的に、上記部品の上記電極と上記被装着体の上記電極とが上記シートの上記貫通穴の上記導電性金属層により接続され、かつ、上記シートが上記加熱により溶融したのち冷却硬化して上記部品と上記被装着体との間を封止するようにしたことを特徴とする部品実装方法を提供する。
本発明の第12態様によれば、上記シートの上記貫通穴部分の上記導電性金属層は、まず、上記シートの表裏全面及び上記貫通穴に導電性金属メッキを行い、次いで、上記貫通穴の内周から上記貫通穴開口周囲にメッキされた導電性金属層を除く他の部分を除去することにより形成され、この導電性金属層が上記ICのバンプとして機能するようにした第11態様に記載の部品実装方法を提供する。
【0008】
本発明の第13態様によれば、上記熱可塑性材料の上記部品側の表面又は上記被装着体側の表面に粘着層を備えるようにした第1態様〜第4態様,又は第6態様〜第11態様のいずれかに記載の部品実装方法を提供する。
【0009】
本発明の第14態様によれば、部品を被装着体に実装して上記部品の電極と上記被装着体の電極とを接続する部品実装方法において、
上記部品はバンプレスのICであるとともに、上記被装着体と上記ICに対向する面にそれぞれ粘着層を備える絶縁性の熱可塑性材料のシートと上記粘着層の上記被装着体の上記電極に対応する部分に貫通穴を形成し、
次いで、上記形成された貫通穴内に導電体を充填し、
次いで、上記導電体を乾燥硬化して上記ICのバンプレスの電極本体に接続されるバンプとして機能できるようにし、
次いで、上記シートの上記貫通穴内の上記導電体に上記ICの上記電極が接触するように上記2つの粘着層を上記ICと上記被装着体に接着させて上記シートの上記ICと被装着体に対する位置決めを行ったのち、上記粘着層と上記シートとを介して上記ICを上記被装着体に加熱圧着して、上記ICの上記電極と上記被装着体の上記電極とをバンプとして機能する上記導電体により接続すると同時的に、上記ICと上記被装着体との間を加熱により溶融したのち冷却硬化された上記シートで封止するようにしたことを特徴とする部品実装方法を提供する。
【0010】
本発明の第15態様によれば、部品を被装着体に実装して上記部品の電極と上記被装着体の電極とを接続する部品実装方法において、
剥離シートを上記被装着体の上記電極が形成された面の上に配置し、
次いで、上記剥離シートにおいて、上記被装着体の上記電極に対応する部分に貫通穴を形成し、
次いで、上記形成された貫通穴内に導電体を充填し、
次いで、上記剥離シートを上記被装着体から剥離させて上記被装着体の上記電極上に上記導電体を形成した状態とし、
次いで、絶縁性の熱可塑性材料シートを介して上記導電体に上記部品の上記電極が接触するように上記部品と上記被装着体とを加熱圧着して、上記部品の上記電極と上記被装着体の上記電極とを上記導電体により接続すると同時的に、上記部品と上記被装着体との間を加熱により溶融したのち冷却硬化された上記絶縁性の熱可塑性材料シートで封止するようにしたことを特徴とする部品実装方法を提供する。
【0011】
発明の第16態様によれば、部品を被装着体に実装して上記部品の電極と上記被装着体の電極とを接続する部品実装方法において、
剥離シートを上記部品の上記電極が形成された面の上に配置し、
次いで、上記剥離シートにおいて、上記部品の上記電極に対応する部分に貫通穴を形成し、
次いで、上記形成された貫通穴内に導電体を充填し、
次いで、上記剥離シートを上記部品から剥離させて上記部品の上記電極上に上記導電体を形成した状態とし、
次いで、絶縁性の熱可塑性材料シートを介して上記導電体に上記被装着体の上記電極が接触するように上記被装着体と上記部品とを加熱圧着して、上記部品の上記電極と上記被装着体の上記電極とを上記導電体により接続すると同時的に、上記部品と上記被装着体との間を加熱により溶融したのち冷却硬化された上記絶縁性の熱可塑性材料シートで封止するようにしたことを特徴とする部品実装方法を提供する。
【0012】
本発明の第17態様によれば、上記絶縁性の熱可塑性材料のシートの厚さは、30μm〜0.2mmである第1態様〜第16態様のいずれか1つに記載の部品実装方法を提供する。
【0013】
本発明の第18態様によれば、上記熱可塑性材料は絶縁性の熱可塑性樹脂ポリイミドから構成されている第1態様〜第17態様に記載の部品実装方法を提供する。
【0014】
上記構成によれば、従来では、実装工程後に封止工程を行っていたので、2工程必要であったが、本発明の上記態様によれば、部品の被装着体に対する実装工程と同時的に部品と被装着体との間の封止工程も行うことができるので、1工程で実装と封止工程を同時に行うことができ、工程の省略化を図ることができて、製造効率を高めることができ、製造時間及びコストを低下させることができる。
また、上記部品としてバンプレスのICである場合には、バンプとして機能する導電粒子又は導電ペーストなどの導電体を保持する保持部材を封止材料で行うことにより、実装と同時的に封止作業を効率良く行うことができる。
【0015】
【発明の実施の形態及び実施例】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第1の実施形態にかかる部品実装方法は、図1(A),(B)に示すように、部品の一例としてのIC10を被装着体の一例としての基板30に実装して上記IC10の電極本体上に形成した電極の一部としてのバンプ10a,…,10aと上記基板30の電極30a,…,30aとを接続する部品実装方法において、上記IC10のバンプ10a,…,10aを形成した面と、基板30の電極30a,…,30aの形成面との間に、絶縁性の熱可塑性材料のシートの一例としての絶縁性の熱可塑性樹脂シート20を配置する。そして、IC10と基板30の実装時に、IC10と基板30との間に熱可塑性樹脂シート20を介在させて、IC10を上記基板30に加圧及び加熱状態で実装すると同時的に、上記IC10の上記バンプ10a,…,10aと上記基板30の上記電極30a,…,30aとの両方又はいずれか一方が上記シート20を貫通して両バンプ10a,…,10aと30a,…,30aとが接続し、かつ、上記シート20が上記加熱により溶融して上記IC10と上記基板30との間を封止する。その後、溶融した熱可塑性樹脂シート20を冷却して封止層21となり、この封止層21によりIC10が基板30に封止された状態で固着する。すなわち、熱可塑性樹脂シート20はIC実装時に加えられる熱により可塑化するため、IC10を基板30に対して圧着することにより、IC10のバンプ10a,…,10aが熱可塑性樹脂シート20の可塑化した樹脂を押し退けて基板30の電極30a,…,30aにそれぞれ接触して接続させることができるとともに、これらの電極とバンプの接続状態でIC10と基板30との間が可塑化した熱可塑性樹脂シート20で満たされた状態となる。その後、熱可塑性樹脂シート20を冷却することにより、IC10と基板30との間が上記熱可塑性樹脂シート20の硬化した封止層21により封止されることになる。
【0016】
上記熱可塑性樹脂シート20を構成する樹脂の例としては、封止樹脂として耐湿性及び絶縁性に優れた熱可塑性ポリイミドが好ましい。この熱可塑性樹脂シート20の厚みとしては、実装時にIC10と基板30との間をより確実に封止するため、少なくともIC10の各バンプ10aの高さ寸法より大きくかつ大略均一とするのが好ましく、一例としては、バンプ高さが3〜150μmのとき30μm〜0.2mm程度の厚みが好ましい。このポリイミドの外、熱可塑性樹脂シート20の他の例としては、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンなどのポリエステル系樹脂など優れた絶縁性及び耐湿性を持ち好適な封止性を有する熱可塑性樹脂を使用することができる。
上記シート20は、IC10を基板30に実装するときに両者の間に配置されておればよく、予めIC10又は基板30に接着剤などにより仮止めしておいてもよいし、何ら仮止めすることなく、実装時にIC10と基板30との間に位置するようにしてもよい。
また、IC10の電極本体上に形成したバンプ10aとしては、例えば金などからなるスタッドバンプ又は例えば金メッキなどからなるメッキバンプなどが挙げられる。また、上記部品としては、上記IC10の代わりに、ウェハであってもよい。
具体的な例としては、熱可塑性樹脂シート20を熱可塑性ポリイミドから構成した場合、1個のICを基板に実装と同時に封止するとき、熱可塑性ポリイミドを200〜300℃で加熱してICを基板に対して押圧してICと基板の両電極を接続して冷却すればよく、この間、3〜5秒程度で実装と同時に封止作業が完了する。よって、実装と封止作業を短時間で行うことができる。
この第1実施形態によれば、従来では、実装工程後に封止工程を行っていたので、2工程必要であったが、IC10の基板30に対する実装工程と同時的にIC10と基板30との間の封止工程も行うことができるので、1工程で実装と封止工程を同時に行うことができ、工程の省略化を図ることができて、製造効率を高めることができ、製造時間及びコストを低下させることができる。
【0017】
次に、本発明の第2実施形態にかかる部品実装方法においては、上記第1実施形態の上記シート20に代えて、図2(A),(B)に示すように、上記IC10の上記バンプ10a,…,10a又は基板30の電極30a,…,30aに対応する部分に、IC10と基板30の両電極10a,30aが互いに挿入されてより接続するための貫通穴22a,…,22aを有する絶縁性の熱可塑性樹脂シート22を使用するものである。すなわち、上記IC実装時に、上記IC10の上記バンプ10a,…,10aと上記基板30の上記電極30a,…,30aとが上記シート22の上記貫通穴22a,…,22aを利用して接続されるようにしている。上記シート22の材質、IC10のバンプ構成などは第2実施形態と同様である。
上記各貫通穴22aの大きさは、バンプ10aと電極30aとをより確実に接続するためには、IC10のバンプ10aの直径の半分から2倍程度の直径とするのが好ましい。
この第2実施形態によれば、上記第1実施形態の作用効果を奏する外に、シート22にIC10の電極10a,…,10aと基板30の電極30a,…,30aとが接続する部分に貫通穴22a,…,22aが形成されているので、第1実施形態と比較すれば、両電極10a,…,10aと30a,…,30aとをより確実に接続することができ、電極接続上での信頼性をさらに向上させることができる。
【0018】
本発明の第3実施形態にかかる部品実装方法においては、図3(A),(B)に示すように、上記第2実施形態の上記シート22の上記各貫通穴22a内には、導電ペースト40を充填しており、上記IC実装時に、上記IC10の上記バンプ10a,…,10aと上記基板30の上記電極30a,…,30aとが上記シート22の上記貫通穴22a,…,22aの上記導電ペースト40,…,40により接続されるようにしている。
上記導電ペースト40の一例としては銀ペーストとするのが好ましい。
この第3実施形態によれば、上記第2実施形態と同様な作用効果を奏する上に、IC10のバンプ10aと基板30の電極30aとの間を導電ペースト40で接続するため、接続信頼性をさらに向上させることができる。
また、この第3実施形態において、図4に示すように、IC10のアルミニウムなどから構成される電極本体10bにバンプ10aを形成せずにバンプレス電極として電極本体10bのままとし、IC10を基板30に実装するとき、上記IC10の各電極本体10bと基板30の各電極30aとがシート22の各貫通穴22a内の上記導電ペースト40により接続されるようにしてもよい。この場合、上記シート22の貫通穴22a,…,22a上記導電ペースト40は予め乾燥された状態にしておけば、上記IC実装時に上記シート22が加熱により熱溶融したときに、シート22の材料である熱可塑性樹脂が溶融して流れ出たとしても崩れることなくバンプ代わりとして機能させることができる。よって、バンプレスのIC10を基板30に実装すると同時的に封止することができ、かつ、接続信頼性を高めることができる。
【0019】
また、本発明の第4実施形態にかかる部品実装方法においては、図5(A)に示すように、上記シート22の各貫通穴22a内に上記導電ペースト40を充填し、図5(B)に示すように、各導電ペースト40のIC10及び基板30に対向する各表面に複数の金属粒子などの導電性粒子41,…,41を押し付けるなどして付着させたのち乾燥させる。このように、上記シート22の貫通穴22a,…,22a上記導電ペースト40を予め乾燥された状態にしておけば、上記IC実装時に上記シート22が加熱により熱溶融したときに、シート22の材料である熱可塑性樹脂が溶融して流れ出たとしても崩れることなくバンプ代わりとして機能させることができる。そして、図6(A),(B)に示すように、IC10のアルミニウムなどから構成される電極本体10bにバンプ10aを形成せずにバンプレスの電極として電極本体10bのままとし、IC10を基板30に実装するとき、上記IC10の各電極本体10bと基板30の各電極30aとが上記シート22の各貫通穴22a内の上記導電ペースト40及びその表面の導電粒子41,…,41により接続されるようにしている。
上記導電粒子41の例としては、例えば直径20μm程度の金若しくは銀若しくは銀−パラジウムの粒子、ニッケル粒子、ニッケル粒子の表面に金メッキした粒子、又はプラスチックの球の表面に金メッキした粒子などを使用することができる。
この第4実施形態によれば、上記第3実施形態と同様な作用効果を奏する上に、IC10のバンプ10aと基板30の電極30aとの間を導電ペースト40及びそれらの表面の導電粒子41,…,41で接続するため、接続信頼性をさらに向上させることができる。
【0020】
次に、本発明の第5実施形態にかかる部品実装方法によれば、図7(A)に示すように、上記シート22の表裏両面にかつ貫通穴22a内周面までにもメッキ層50を形成する。次いで、図7(B)に示すように、エキシマレーザ光などを照射する前に、遮蔽板51を上記シート22の一方の面の各貫通穴22a及びその周囲部分にかぶせたのちエキシマレーザ光などを照射して、上記メッキ層50のうちの上記各貫通穴22aの内周面部分50a及び貫通穴22aの一方の開口縁の周囲に円環鍔状部分50bのみを残し、他の部分はエキシマレーザ光でエッチングして除去する。次いで、図7(C)に示すように、シート22の上下を反転させて、同様に、遮蔽板51を上記シート22の他方の面の各貫通穴22a及びその周囲部分にかぶせたのちエキシマレーザ光などを照射して、上記メッキ層50のうちの上記各貫通穴22aの内周面部分(円筒部)50a及び貫通穴22aの他方の開口縁の周囲に円環鍔状部分50cのみを残し、他の部分はエキシマレーザ光でエッチングして除去する。この結果、上記シート22の各貫通穴22a内には、上記メッキ層50の貫通穴内周面部分50aと、貫通穴22aの両開口縁の周囲に張り出した円環鍔状部分50b,50cより構成されるバンプ52が形成されることになる。よって、シート22の各貫通穴22a内に上記バンプ52が嵌合された状態となる。図7(D)に示すように、このシート22を各バンプ52がIC10のバンプレスの電極本体10aと基板30の電極30aにそれぞれ対向させた状態で圧着加熱して、IC10を基板30に対して実装すると同時的にシート22を溶融させて冷却させて封止層21により基板30とIC10との間を封止する。
この第5実施形態によれば、上記実施形態と同様な作用効果を奏する上に、IC10のバンプレスの電極本体10aと基板30の電極30aとの間をバンプ52で接続するため、接続信頼性をさらに向上させることができる。
【0021】
次に、本発明の第6実施形態にかかる部品実装方法によれば、図8(A)に示すように、上記シート22と同様な絶縁性の熱可塑性樹脂シート23は上記基板30の上記電極30a,…,30aが形成された面の上に配置される。次いで、図8(B)に示すように、上記シート23において、上記基板30の上記電極30a,…,30aに対応する部分に貫通穴23a,…,23aをエキシマレーザ光の照射などにより形成する。次いで、図8(C)に示すように、上記形成された各貫通穴23a内に導電ペースト43を挿入する。挿入方法としては印刷または塗布または吹き付けなどがある。次いで、図8(D),(E)に示すように、上記シート23の上記各貫通穴23a内の上記導電ペースト40に上記IC10の上記バンプ10aが接触するように上記IC10を上記基板30に加熱圧着して、IC10の上記バンプ10aと上記基板30の上記電極30aとを上記導電ペースト40により接続すると同時的に上記IC10と上記基板30との間を、加熱により溶融したシート23を冷却して封止層24として、この封止層24で封止する。
上記導電ペースト43の例としては、導電性のある、銀、インジウムなどの軟金属、低融点金属などを含むペースト状態のものの他、軟金属を溶射したり、ペーストに代えてハンダ付けとしたり、メッキ層としてもよい。
この第6実施形態によれば、上記実施形態と同様な作用効果を奏する上に、IC10のバンプ10aと基板30の電極30aとの間を導電ペースト40で接続するため、接続信頼性をさらに向上させることができる。
【0022】
次に、本発明の第7実施形態にかかる部品実装方法によれば、図9(A)に示すように、上記実施形態のシートと同様な絶縁性の熱可塑性樹脂シート25は上記基板30の上記電極30a,…,30aが形成された面の上に配置される。次いで、図9(B)に示すように、上記シート25において、上記基板30の上記電極30a,…,30aに対応する部分に貫通穴25a,…,25aをエキシマレーザ光の照射などにより形成する。次いで、図9(C)に示すように、スキージ60を上記シート25の表面に移動させて、上記形成された各貫通穴25a内に導電粒子44を挿入する。次いで、図9(D),(E)に示すように、上記シート25の上記各貫通穴25a内の上記導電粒子44に上記IC10の上記バンプ10aが接触するように上記IC10を上記基板30に加熱圧着して、上記IC10の上記各バンプ10aと上記基板30の上記各電極30aとを上記導電粒子44により接続すると同時的に上記IC10と上記基板30との間を、加熱により溶融したシート25を冷却して封止層26として、この封止層26で封止する。この方法は、バンプレスのIC10にも適用することができる。
上記シート25の例としては、熱可塑性ポリイミドの他、エポキシ、アクリル樹脂などが使用できる。
上記導電粒子44の例としては、異方性導電粒子の他、IC10がバンプレスの場合には、IC10の電極本体110bを構成するアルミニウム酸化皮膜を破壊可能なニッケル粒子又は金若しくは金メッキ粒子などが使用できる。
なお、IC10のバンプ形成面にはパッシベイション膜を形成しておくのが好ましい。その理由は、異方性導電粒子がICチップ上の配線に押圧されるとき断線させるのを確実に防止するために有効であるからである。
この第7実施形態によれば、上記実施形態と同様な作用効果を奏する上に、IC10のバンプ10aと基板30の電極30aとの間を導電粒子44で接続するため、接続信頼性をさらに向上させることができる。
【0023】
次に、本発明の第8実施形態にかかる部品実装方法は、図10(A)〜(C)に示すように、上記実施形態と同様な絶縁性の熱可塑性樹脂シート27は、上記基板30と上記IC10に対向する面にそれぞれ粘着層28,28を備え、バンプレスのIC10に適用するものである。まず、図10(A)に示すように、上記シート27と該シート27の表裏両面の上記粘着層28,28の上記基板30の上記各電極30aに対応する部分に貫通穴28a,27a,28aをエキシマレーザ光の照射などにより形成する。次いで、図10(B)に示すように、上記形成された貫通穴28a,27a,28a内に導電体46を挿入する。この挿入は、スキージ61を使用して導電ペースト又は導電粒子などの導電体46を各貫通穴28a,27a,28a内に充填するのが好ましい。次いで、シート27と粘着層28,28全体を加熱して、導電体46を乾燥させて硬化させ、次の実装及び封止工程では、IC10のバンプレスの電極本体10bのバンプとして機能するようにする。次いで、図10(C)に示すように、上記シート27と粘着層28,28の上記貫通穴28a,27a,28a内の上記導電体46に上記IC10の上記各電極本体10bが接触するように、上記2つの粘着層28,28を上記IC10と上記基板30に接着させて上記シート27の上記IC10と基板30に対する位置決めを行う。この位置決めは、いずれか一方の粘着層28をIC10又は基板30に貼り付けたのち、いずれか他方の粘着層28に基板30又はIC10を貼り付けることにより行う。その後、上記粘着層28,28と上記シート27とを介して上記IC10を上記基板30に加熱圧着して、上記IC10の上記各電極本体10bと上記基板30の上記各電極30aとをバンプとして機能する上記導電体46により接続すると同時的に上記IC10と上記基板30との間を加熱により溶融した上記シート27で封止する。この実装と同時に封止を行うとき、この第8実施形態では、シート27はバンプとして機能する導電体46,…,46を支持するため、さほど、溶融しない一方、粘着層28,28が加熱より軟化して流動し、IC10と基板30との間の封止を行うようにしている。
上記粘着層28の例としては、完全硬化前のB段階で粘着性のあるエポキシ樹脂、又はポリエチレンテレフタレートなど、IC10及び基板30の各表面に上記シート27を接着保持可能な機能を有するものが好ましい。
また、上記導電体46の例としては、B段階の異方性導電ペーストや、IC10の電極本体10bを構成するアルミニウム酸化皮膜を破壊可能な導電粒子の例としてのニッケル粒子又は金若しくは金メッキ粒子などが使用できる。
この第8実施形態によれば、上記実施形態と同様な作用効果を奏する上に、IC10のバンプ10aと基板30の電極30aとの間を導電体46で接続するため、接続信頼性をさらに向上させることができる。また、粘着層28とシート27の各貫通穴28a,27a内に導電体46を挿入するとき、印刷法を適用する場合には、マスクを使用することなくスキージ61のみを使用して各貫通穴に導電体46を挿入することができる。
【0024】
次に、本発明の第9実施形態にかかる部品実装方法によれば、図11(A)に示すように、ポリエチレンテレフタレートまたはポリイミドの剥離シート80が上記基板30の上記電極30a,…,30aが形成された面の上に圧着等により貼り付けられる。次いで、図11(B)に示すように、上記剥離シート80において、上記基板30の上記電極30a,…,30aに対応する部分に貫通穴80a,…,80aをエキシマレーザ光の照射などにより形成する。次いで、図11(C),(D)に示すように、スキージ62を上記剥離シート80の表面に移動させて、上記形成された各貫通穴80a内に導電体45を挿入する。次いで、導電体45を加熱乾燥させて、以後の工程でバンプとして機能させうるようにする。次いで、図11(E)に示すように、上記剥離シート80を基板30から剥離させる。この結果、基板30の各電極30a上には導電体45が形成された状態となる。次いで、図11(F)に示すように、上記IC10の上記各バンプレスの電極本体10bが先の実施形態の絶縁性の熱可塑性樹脂シートを介して基板30の各電極30a上の導電体45に加熱圧着する。この結果、上記IC10の上記各バンプレスの電極本体10bと上記基板30の上記各電極30aとを上記導電体45により接続すると同時的に上記IC10と上記基板30との間を、加熱により溶融した上記絶縁性の熱可塑性樹脂シートを冷却して封止層29として、この封止層29で封止する。
上記導電体45の例としては、異方性導電粒子の他、IC10の電極本体110bを構成するアルミニウム酸化皮膜を破壊可能なニッケル粒子又は金若しくは金メッキ粒子などの導電粒子や、銀ペーストなどの導電ペーストなどが使用できる。
この第9実施形態によれば、上記実施形態と同様な作用効果を奏する上に、IC10のバンプ10aと基板30の電極30aとの間を導電体45で接続するため、接続信頼性をさらに向上させることができる。また、バンプレスのIC10に対して、バンプを基板30の電極30a側に形成することができるため、バンプレスのICの実装にも適用することができる。
【0025】
本発明の第10実施形態にかかる部品実装方法は、図12(A)〜(C)に示すように、部品の一例としてのIC10を被装着体の一例としての基板30に実装して上記IC10の電極本体上に形成したバンプ10a,…,10aと上記基板30の電極30a,…,30aとを接続する部品実装方法において、図12(A)に示すように、上記IC10のバンプ10a,…,10aを覆うようにIC10のバンプ形成面に絶縁性でかつ耐湿性に優れた熱硬化性材料層の一例としての熱硬化性樹脂層2を形成したのち、このIC10を図12(B)の基板30に図12(C)に示すように実装すると同時的に、IC10を基板30に対して加熱押圧して熱硬化性樹脂層2を貫通してIC10のバンプ10a,…,10aと基板30の電極30a,…,30aとを接続させるようにしている。すなわち、熱硬化性樹脂層2はIC実装時に加えられる熱により加熱当初は可塑化するため、IC10を基板30に対して圧着することにより、IC10のバンプ10a,…,10aが熱硬化性樹脂層2の樹脂を押し退けて基板30の電極30a,…,30aにそれぞれ接触して接続させることができるのである。すなわち、このように熱硬化性樹脂層2が可塑化するため、バンプ又は電極が突き破って貫通しやすくなるとともに、シートが広がるため、ICと基盤電極とが近付きやすくなり、より確実に接続される。
上記熱硬化性樹脂層2を形成する樹脂の例としては、熱硬化性ポリイミドが好ましく、IC10のバンプ形成面に熱硬化性ポリイミドを塗布したのち乾燥して上記熱硬化性樹脂層2を形成するのが好ましい。この熱硬化性樹脂層2の厚みとしては、実装時にIC10と基板30との間をより確実に封止するため、IC10のバンプ10a,…,10aを覆う程度の厚みで大略均一とするのが好ましく、一例としては、バンプの高さが3〜50μmのとき30μm〜0.2mm程度の厚みが好ましい。この熱硬化性樹脂層2を熱硬化性樹脂の例としての熱硬化性ポリイミドで構成するとき、ポリイミドにトルエンやキシレンなどの芳香族系の溶剤を含めることにより、密着性を向上させるようにするのが好ましい。
具体的な例としては、熱硬化性樹脂層2を熱硬化性ポリイミドから構成した場合、1個のICを基板に実装と同時に封止するとき、ポリイミドを200〜300℃で10秒加熱押圧すればよく、短時間で熱硬化性樹脂層の硬化も図ることができる。
【0026】
この第10実施形態によれば、IC10の基板30に対する実装工程と同時的にIC10と基板30との間の封止工程も行うことができる。これに対して、従来では、実装工程後に封止工程を行っていたので、2工程必要であったが、上記第1実施形態では1工程で実装と封止工程を行うことができ、工程の省略化を図ることができて、製造効率を高めることができ、製造時間及びコストを低下させることができる。
上記第10実施形態の変形例として、IC10のバンプ10a,…,10aの面に熱硬化性樹脂層2を形成する代わりに、図12(D)〜(E)に示すように、基板30の電極30a,…,30aが形成された面に上記熱硬化性樹脂を塗布した後、乾燥させて上記熱硬化性樹脂層2を形成したのち、IC10を基板30に実装すると同時的にIC10と基板30との間の封止も行うようにしてもよい。この変形例においても、上記第10実施形態と同様な作用効果を奏することができる。
【0027】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。
例えば、上記各実施形態において、IC10のバンプ10aとしては、例えば金などからなるスタッドバンプ又は例えば金メッキなどのメッキバンプなどが形成されているのが好ましい。
また、上記各実施形態において、上記部品としては、ICの外、ウェハや他の電子部品でもよい。
また、上記各実施形態において、封止用のシートの例としては、上記熱可塑性ポリイミドテープの他、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン酸、ポリエチレンなどのポリエステル系樹脂など優れた絶縁性及び耐湿性を持ち好適な封止性を有する熱可塑性樹脂を使用することができる。
また、上記実施形態において、熱可塑性シートを配置する代わりに、熱可塑性樹脂を塗布するようにしてもよい。
【0028】
上記各実施形態において、封止用の絶縁性の熱可塑性樹脂シートを貫通するのは、上記実施形態では、IC10にバンプ10aが形成されているものでは、バンプ10aが封止用のシートを貫通するものとして説明したが、IC10のバンプ10a又は基板30の電極30aが貫通したり、IC10のバンプ10aと基板30の電極30aの両方が、それぞれ、上記溶融したシート内に入り込んでもよく、最終的にバンプ10aと電極30aとが接続すればよい。
上記各実施形態において、上記導電粒子の例としては、例えば金若しくは銀若しくは銀−パラジウムの粒子、ニッケル粒子、ニッケル粒子の表面に金メッキした粒子、又はプラスチックの球の表面に金メッキした粒子などを使用することができる。
上記各実施形態において、導電ペーストの例としては、導電性のある、銀、インジウムなどの軟金属、低融点金属などを含むペースト状態のものの他、軟金属を溶射したり、ペーストに代えてハンダ付けとしたり、メッキ層としてもよい。また、上記シートを上記部品と被装着体との間に介在させて実装と同時的に封止するとき、上記シートの上記部品側の表面又は上記被装着体側の表面に粘着層を備えて、上記シートを部品又は被装着体に対してシートの位置決めをしやすくするようにしてもよい。
また、上記貫通穴の代わりに、他の部分より薄くて貫通しやすい薄肉部を形成して、部品側の電極又は基板側の電極等により薄肉部を破って貫通させることにより、貫通穴と同様な機能をもたせるようにしてもよい。
また、第6,7,8,9実施形態において、熱可塑性樹脂シート又は剥離シートをまず基板側に配置したが、逆に、該シートをまず部品側に配置するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (A),(B)は本発明の第1実施形態にかかる部品実装方法の工程を説明するための一部断面説明図である。
【図2】 (A),(B)は本発明の第2実施形態にかかる部品実装方法の工程を説明するための一部断面説明図である。
【図3】 (A),(B)は本発明の第3実施形態にかかる部品実装方法の工程を説明するための一部断面説明図である。
【図4】 本発明の第3実施形態の変形例にかかる部品実装方法の工程を説明するための一部断面説明図である。
【図5】 (A),(B)は本発明の第4実施形態にかかる部品実装方法の工程を説明するための一部断面説明図である。
【図6】 (A),(B)は本発明の第4実施形態にかかる部品実装方法の工程を説明するための一部断面説明図である。
【図7】 (A),(B),(C),(D)は本発明の第5実施形態にかかる部品実装方法の工程を説明するための一部断面説明図である。
【図8】 (A),(B),(C),(D),(E)は本発明の第6実施形態にかかる部品実装方法の工程を説明するための一部断面説明図である。
【図9】 (A),(B),(C),(D),(E)は本発明の第7実施形態にかかる部品実装方法の工程を説明するための一部断面説明図である。
【図10】 (A),(B),(C)は本発明の第8実施形態にかかる部品実装方法の工程を説明するための一部断面説明図である。
【図11】 (A),(B),(C),(D),(E),(F)は本発明の第9実施形態にかかる部品実装方法の工程を説明するための一部断面説明図である。
【図12】 (A),(B),(C),(D),(E),(F)は本発明の第10実施形態にかかる部品実装方法の工程を説明するための一部断面説明図である。
【符号の説明】
2…熱硬化性樹脂層、10…IC、10a…バンプ、10b…電極本体、20,22,23,25,27…絶縁性の熱可塑性樹脂シート、21a,22a,23a,25a,27a,28a…貫通穴、21,24,29…封止層、28,70…粘着層、30…基板、30a…電極、40,43…導電ペースト、41,44…導電粒子、45,46…導電体、50…メッキ層、50a…内周面部分、50b,50c…円環状鍔部分、51…遮蔽板、52…バンプ、60,61,62…スキージ、80…剥離シート、80a…貫通穴。
Claims (18)
- 部品(10)を被装着体(30)に実装して上記部品の電極(10b)と上記被装着体の電極(30a)とを接続する部品実装方法において、
上記部品の上記電極又は上記被装着体の上記電極に対応する部分に貫通穴(22a)を有し、当該貫通穴内に導電ペースト(40)が充填され、当該導電ペーストが予め乾燥状態とされた絶縁性の熱可塑性材料のシート(20,22,23,25,27)を介在させて、上記部品としてバンプレスICを上記被装着体に加圧及び加熱状態で実装すると同時的に、上記部品の上記電極と上記被装着体の上記電極とが上記シートの上記貫通穴の上記導電ペーストにより接続され、かつ、上記シートが上記加熱により溶融したのち冷却硬化して上記部品と上記被装着体との間を封止するとともに、上記導電ペーストが上記ICのバンプとして機能するようにしたことを特徴とする部品実装方法。 - 上記導電ペーストは銀ペーストである請求項1に記載の部品実装方法。
- 上記導電ペーストの表面に導電粒子(41)を付着させるようにした請求項1又は2に記載の部品実装方法。
- 上記シートは上記被装着体の上記電極が形成された面の上に配置され、
次いで、上記シートにおいて、上記被装着体の上記電極に対応する部分に上記貫通穴を形成し、
次いで、上記形成された貫通穴内に上記導電ペーストを充填して、当該導電ペーストを乾燥状態とさせ、
次いで、上記シートの上記貫通穴内の上記導電ペーストに上記部品の上記電極が接触するように上記部品と上記被装着体とを加熱圧着して、上記部品の上記電極と上記被装着体の上記電極とを上記導電ペーストにより接続すると同時的に上記部品と上記被装着体との間を加熱により溶融した上記シートで封止するようにした請求項1に記載の部品実装方法。 - 上記シートは上記部品の上記電極が形成された面の上に配置され、
次いで、上記シートにおいて、上記部品の上記電極に対応する部分に上記貫通穴を形成し、
次いで、上記形成された貫通穴内に上記導電ペーストを充填して、当該導電ペーストを乾燥状態とさせ、
次いで、上記シートの上記貫通穴内の上記導電ペーストに上記被装着体の上記電極が接触するように上記被装着体と上記部品とを加熱圧着して、上記被装着体の上記電極と上記部品の上記電極とを上記導電ペーストにより接続すると同時的に上記部品と上記被装着体との間を加熱により溶融した上記シートで封止するようにした請求項1に記載の部品実装方法。 - 部品(10)を被装着体(30)に実装して上記部品の電極(10a)と上記被装着体の電極(30a)とを接続する部品実装方法において、
上記部品の上記電極又は上記被装着体の上記電極に対応する部分に薄肉部を有する絶縁性の熱可塑性材料のシート(22)を介在させて、上記部品を上記被装着体に加圧及び加熱状態で実装すると同時的に、上記部品の上記電極と上記被装着体の上記電極との両方又はいずれか一方が上記シートの上記薄肉部を貫通して両電極が接続され、かつ、上記シートが上記加熱により溶融したのち冷却硬化して上記部品と上記被装着体との間を封止するようにしたことを特徴とする部品実装方法。 - 上記シートの上記薄肉部内には、導電ペースト(40)を充填しており、上記部品実装時に、上記部品の上記電極と上記被装着体の上記電極とが上記シートの上記薄肉部の上記導電ペーストを利用して接続される請求項6に記載の部品実装方法。
- 上記導電ペーストは銀ペーストである請求項7に記載の部品実装方法。
- 上記部品はバンプレスのICであり、上記導電ペーストは上記シートの上記薄肉部内に充填したのち予め乾燥された状態にしておき、上記部品実装時に上記シートが加熱により熱溶融したときに、上記導電ペーストが上記ICのバンプとして機能するようにした請求項8に記載の部品実装方法。
- 上記導電ペーストの表面に導電粒子(41)を付着させるようにした請求項9に記載の部品実装方法。
- 部品(10)を被装着体(30)に実装して上記部品の電極(10b)と上記被装着体の電極(30a)とを接続する部品実装方法において、
上記部品の上記電極又は上記被装着体の上記電極に対応する部分に貫通穴を有し、当該貫通穴の内周から上記貫通穴開口周囲に導電性金属層(50,52)が形成された絶縁性の熱可塑性材料のシート(22)を介在させて、上記部品としてバンプレスICを上記被装着体に加圧及び加熱状態で実装すると同時的に、上記部品の上記電極と上記被装着体の上記電極とが上記シートの上記貫通穴の上記導電性金属層により接続され、かつ、上記シートが上記加熱により溶融したのち冷却硬化して上記部品と上記被装着体との間を封止するようにしたことを特徴とする部品実装方法。 - 上記シートの上記貫通穴部分の上記導電性金属層は、まず、上記シートの表裏全面及び上記貫通穴に導電性金属メッキ(50)を行い、次いで、上記貫通穴の内周から上記貫通穴開口周囲にメッキされた導電性金属層を除く他の部分を除去することにより形成され、この導電性金属層が上記ICのバンプ(52)として機能するようにした請求項11に記載の部品実装方法。
- 上記熱可塑性材料の上記部品側の表面又は上記被装着体側の表面に粘着層(70)を備えるようにした請求項1〜4,又は6〜11のいずれかに記載の部品実装方法。
- 部品(10)を被装着体(30)に実装して上記部品の電極(10b)と上記被装着体の電極(30a)とを接続する部品実装方法において、
上記部品はバンプレスのICであるとともに、上記被装着体と上記ICに対向する面にそれぞれ粘着層(28)を備える絶縁性の熱可塑性材料のシート(27)と上記粘着層の上記被装着体の上記電極に対応する部分に貫通穴(27a,28a)を形成し、
次いで、上記形成された貫通穴内に導電体(46)を充填し、
次いで、上記導電体を乾燥硬化して上記ICのバンプレスの電極本体(10b)に接続されるバンプとして機能できるようにし、
次いで、上記シートの上記貫通穴内の上記導電体に上記ICの上記電極が接触するように上記2つの粘着層を上記ICと上記被装着体に接着させて上記シートの上記ICと被装着体に対する位置決めを行ったのち、上記粘着層と上記シートとを介して上記ICを上記被装着体に加熱圧着して、上記ICの上記電極と上記被装着体の上記電極とをバンプとして機能する上記導電体により接続すると同時的に、上記ICと上記被装着体との間を加熱により溶融したのち冷却硬化された上記シートで封止するようにしたことを特徴とする部品実装方法。 - 部品(10)を被装着体(30)に実装して上記部品の電極(10a)と上記被装着体の電極(30a)とを接続する部品実装方法において、
剥離シート(80)を上記被装着体の上記電極が形成された面の上に配置し、
次いで、上記剥離シートにおいて、上記被装着体の上記電極に対応する部分に貫通穴(80a)を形成し、
次いで、上記形成された貫通穴内に導電体(45)を充填し、
次いで、上記剥離シートを上記被装着体から剥離させて上記被装着体の上記電極上に上記導電体を形成した状態とし、
次いで、絶縁性の熱可塑性材料シート(20,22,23,25,27)を介して上記導電体に上記部品の上記電極が接触するように上記部品と上記被装着体とを加熱圧着して、上記部品の上記電極と上記被装着体の上記電極とを上記導電体により接続すると同時的に、上記部品と上記被装着体との間を加熱により溶融したのち冷却硬化された上記絶縁性の熱可塑性材料シートで封止するようにしたことを特徴とする部品実装方法。 - 部品(10)を被装着体(30)に実装して上記部品の電極(10a)と上記被装着体の電極(30a)とを接続する部品実装方法において、
剥離シート(80)を上記部品の上記電極が形成された面の上に配置し、
次いで、上記剥離シートにおいて、上記部品の上記電極に対応する部分に貫通穴(80a)を形成し、
次いで、上記形成された貫通穴内に導電体(45)を充填し、
次いで、上記剥離シートを上記部品から剥離させて上記部品の上記電極上に上記導電体を形成した状態とし、
次いで、絶縁性の熱可塑性材料シート(20,22,23,25,27)を介して上記導電体に上記被装着体の上記電極が接触するように上記被装着体と上記部品とを加熱圧着して、上記部品の上記電極と上記被装着体の上記電極とを上記導電体により接続すると同時的に、上記部品と上記被装着体との間を加熱により溶融したのち冷却硬化された上記絶縁性の熱可塑性材料シートで封止するようにしたことを特徴とする部品実装方法。 - 上記絶縁性の熱可塑性材料のシートの厚さは、30μm〜0.2mmである請求項1〜16のいずれか1つに記載の部品実装方法。
- 上記熱可塑性材料は絶縁性の熱可塑性樹脂ポリイミドから構成されている請求項1〜17のいずれか1つに記載の部品実装方法。
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