JP3724595B2 - 基板の接続構造 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は基板間の接続構造に関するものであり、例えば電気回路を形成した変形性のフィルム状基板とICチップの接続に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、ICチップと基板との接続には、少なくともどちらか一方の接続部に導電材料の突起(バンプ)を設け、バンプをはんだ等の低融点の材料とすることにより接合する方法(サーキットテクノロジ、8、136−143(1993)、(社)プリント回路学会誌)や導電性粒子を介して接触、光硬化性の接着剤で固定接続する方法が知られている(HYBRIDS、8、3−8(1993)ハイブリットマイクロエレクトロニクス協会誌)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の接続構造ではバンプを形成するまたは電極上に導電粒子を配置する必要があり、バンプの形成や導電粒子の配置には手間がかかりコスト高の要因となっている。また、形成する多数のバンプの高さにばらつきがあることから接続方法が難しく信頼性に劣るという問題があった。本発明の目的は、バンプを形成することなく安価で信頼性の優れた接続手段を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は変形性を有する第1のフィルム状基板上に設けた加圧により変形する基板面より凸状の回路と、第2の基板上に設けた前記回路の幅より広く、かつ前記フィルム状基板の厚みより小さい絶縁層からなる開口部内の電極とが、第1の基板の回路と第2の基板の電極の少なくとも一部が前記開口部内で第1の基板の回路の変形によって接触するとともに、第1の基板と第2の基板が接着剤で固定してなる基板の接続構造に関する。
【0005】
本発明に用いるフィルム状基板としては、例えばポリイミドやポリエチレンテレフタレート等の変形性を有する第1の基板上にCu箔やAg、Ni等を含む導電性ペースト類の回路を設けたものであり、これら回路の表面にはSn、Au、はんだ等の表面層が形成されていてもよい。また、本発明の回路は基板面より凸状であることが電極との接触の点で好ましく、その高さは後述する第2の基板の絶縁層の高さよりも大きな1μm以上が好ましく、回路表面には凹凸があることから3μm以上がより好ましい。第2の基板としては、例えば半導体(以下ICという)チップ類のシリコン、ガリウムヒ素等がある。これらICチップは、例えばAl等の電極上に後述する第1図で説明するように、酸化シリコン、ホウケイ酸ガラス、チッ化けい素、チッ化アルミニウム、チッ化ホウ素、ポリイミド、テフロン等の絶縁層が形成され、接続を要する電極部の絶縁層が開口部となっているものが一般的であり、厚みは1〜10μm程度である。
【0006】
本発明においては、この開口部を前記回路の幅よりも広く、かつ前記フィルム状基板の厚みより絶縁層の厚みを小さくすることが必要である。ここで第2の基板の絶縁層の厚みは第1の基板の回路の厚みより小さくすることが好ましい。この理由はフィルム状基板の変形が小さくても回路の変形により接触を可能にするためである。開口部内で回路と電極の少なくとも一部が接触した状態で両基板を接着剤で固定する。固定の方法は両基板間に接着剤を配置し、位置合わせ、圧力を加えながら加熱等をすることにより行う。この際、接着剤は液状もしくは加熱時に液状となることが必要である。さらに熱または光等で反応するエポキシ、アクリル樹脂等の反応性樹脂が好ましい。
【0007】
【作用】
本発明によれば、変形性を有するフィルム状基板上に設けた回路が絶縁層に設けた開口部内に変形して入り込み導通が得られるので、特別な接続用の突起(バンプ等)を設けることなく基板間の電気的接続が可能である。また、機械的接続は接着剤により行っているので接着剤を変えることで種々の接続条件が選択できる。さらに回路の高さにばらつきがあってもフィルム基材の変形性を用いるので、多数の接続を一括して行える。以下に本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。
【0008】
【実施例】
【実施例1】
図1、2、3は本発明に関する基板間の接続図である。フィルム状基板とシリコンチップの接続に適用した場合を示す。図1は接続部の断面図であり、ポリイミドのフィルム11上に表面にSn層を有するCuの突起12(高さhl=15±2μm、幅W1=40μm)を複数設けたフィルム状基板13と、シリコン基板21上に形成したSiO2等の絶縁膜23(厚さh2=2μm、開口幅W2=80μm)で囲まれた複数のAlの電極22を設けたシリコンチップ24との間に接着剤31を配置し、180℃、20kgf/cm2、20秒の条件で加熱、加圧し固定する。Cu突起12は線状であり、Al電極22上の絶縁膜23の開口部より長くても、図2に示すように変形してAl電極22に接触し基板間の電気的接続がなされる。Cu突起、Al電極、絶縁層は基板に電気回路を形成する際に同時に形成できるものであり、新規に工程を必要としない。また、フィルム状基板を用いフィルム状基板側から加圧することにより、Cu突起に高さのばらつきがあってもフィルムがクッションとして働き、各々の突起に均一に圧力が加わるため、一括して多数の接続を信頼性良く行うことができる。
【0009】
【実施例2】
実施例1のCuの突起12を形成する際、両面を粗化(Cu表面の突起粗さ;1〜5μm、密度5000〜10000個/mm2)した。この場合、Cu表面の粗化により形成された微小突起に圧力が集中するため、より確実な電気的接続が得られる。また、微小突起がAl電極22の酸化膜を破壊してさらに良好な接触が得られる。
【0010】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明は電気回路の形成された基板またはICチップに特別の接続用の突起を設けることなく、簡便にICチップを電機的、機械的に接続するものであり、安価で信頼性に優れた接続が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例であるフィルム状基板とICチップの接続状態を示す断面図である。
【図2】 図1のA−A'断面を示す図である。
【図3】 図1をB方向より透視した時の接続部の状態を示す図である。
【符号の説明】
11.ポリマーフィルム
12.突起(回路)
13.フィルム状基板
21.シリコン基板
22.Al電極
23.絶縁膜
24.ICチップ
31.接着剤
Claims (3)
- 変形性を有する第1のフィルム状基板上に設けた加圧により変形する基板面より凸状の回路と、第2の基板上に設けた前記回路の幅より広く、かつ前記フィルム状基板の厚みより小さい絶縁層からなる開口部内の電極とが、第1の基板の回路と第2の基板の電極の少なくとも一部が前記開口部内で第1の基板の回路の変形によって接触するとともに、第1の基板と第2の基板が接着剤で固定してなることを特徴とする基板の接続構造。
- 第2の基板がICチップ基板である請求項1記載の基板の接続構造。
- 変形性を有する第1のフィルム状基板上に設けた加圧により変形する回路の表面に微小突起を形成した請求項1または請求項2に記載の基板の接続構造。
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JP24114694A JP3724595B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 基板の接続構造 |
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Families Citing this family (1)
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JP2001031929A (ja) * | 1999-07-21 | 2001-02-06 | Sony Chem Corp | 接続構造体 |
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1994
- 1994-10-05 JP JP24114694A patent/JP3724595B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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