JPH0766286A - 集積回路と基板との電気的接続方法及び集積回路組立体 - Google Patents
集積回路と基板との電気的接続方法及び集積回路組立体Info
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Abstract
方法として、基板に損傷を与えることなく容易に不良チ
ップを置換できるように接続可能な方法を提供する。 【構成】 開口部(24)を有する非接着性異方導電性
材料シート(18)を、開口部(24)によって基板
(12)の一対の金属化領域(16)の間の部分を露出
させるように基板(12)上に配置する。開口部(2
4)を接着剤(26)で充填する。導電性部材(14)
の各々が対応する金属化領域(16)に整合し、集積回
路チップ(10)の一部が接着剤(26)により基板
(12)に接合され、非接着性異方導電性材料シート
(18)を圧縮するようにして、集積回路チップ(1
0)を非接着性異方導電性材料シート(18)上に配置
する。
Description
板への損傷なしに取り外すことができるように基板に電
気的に接続する方法と、その組立体に関する。
装する傾向がある。この種の組立体は「chip−on
−board」組立体と称されており、集積回路チップ
をプラスチックまたはセラミックでパッケージする必要
がないので、低価格になる利点がある。さらに、このc
hip−on−board組立体は実装密度が上がると
いう利点がある。また、現在、個々の半導体チップを基
板に電気的に接続するに際しては、まず、チップの接点
にハンダが塗布され、この後、チップが反転され、その
ハンダバンプが基板上の金属化領域と対応するようにし
て基板上に配置される。
の間のハンダ結合を形成するためにリフローされる。こ
のようなチップと基板との接合は「フリップチップ」ボ
ンディングと称される。このようなフリップチップボン
ディング以外の接合として、各チップのボンドサイトが
基板の金属化領域にワイヤボンディングされることもあ
る。また、チップの接合は、チップと回路基板の両方に
接続される中間テープ回路を用いて行われることもあ
る。このテープによるボンディングは「テープ自動ボン
ディング」(TAB)と称される。
ヤボンディングの接合方法は、集積回路が取り付けられ
た基板を簡単には修理できないという不利な点がある。
すなわち、基板にすでに接合されている不良品のチップ
を除去する場合には、基板上の金属化領域に損傷を与え
ることが多い。そして、この金属化領域を修理したり、
再研磨することは、その材質が脆く、実装密度が高いた
めに、非常に難しい。そのため、不良品のチップを除去
した後の金属化領域部分にチップを再配置することは実
際的ではなく、この金属化領域部分は使用不能なものと
なる。
ップを基板に接続するに際し、チップと基板との間に異
方導電性材料を用いる方法が試みられている。この異方
導電性材料はチップの接点と基板の金属化領域との間の
z軸方向(厚み方向、積層方向)に導電性パスを提供す
る一方、そのパスの間の横方向には充分高いインピーダ
ンスを提供するものである。しかし、この異方導電性材
料を使用した場合には、チップと異方導電性材料を基板
に固着するために、高価でかつ製造プロセスが複雑な特
別の接着剤が必要となる問題を生じる。この種の問題は
接着性異方導電性材料を使用することによって解決でき
る。しかし、このような接着性異方導電性材料を使用し
た場合には、不良チップを取り替えるために接着性異方
導電性材料を除去しても、基板の上の金属化領域に接着
性異方導電性材料が残留してしまう問題を生じる。
回路チップと基板との電気的接続を行う方法として、基
板に損傷を与えることなく容易に不良チップを置換でき
るように接続可能な方法を提供することである。
に、本発明の方法においては、開口部24を有する非接
着性異方導電性材料シート18が、金属化領域16を覆
うようにして基板12の上に配置される。この場合、非
接着性異方導電性材料シート18の開口部24は、基板
12の一対の金属化領域16の間に配置され、接着剤2
6により充填される。その後、集積回路チップ10が、
接着剤26で充填された開口部24を覆うようにして非
接着性異方導電性材料シート18の上に配置される。こ
の場合、集積回路チップ10の導電性部材14は、基板
12の金属化領域16に整合するように配置され、集積
回路チップ10と基板12との間に挟まれた非接着性異
方導電性材料シート18を介して、基板12の金属化領
域16と電気的に接続される。接着剤26は、非接着性
異方導電性材料シート18を圧縮するようにして、集積
回路チップ10と基板12とを機械的に接続する。集積
回路チップ10に欠陥がある場合には、集積回路チップ
10を基板12に固着している接着剤を切断することに
よって、非接着性異方導電性材料シート18の下の金属
化領域16に損傷を与えることなく、集積回路チップ1
0を基板12から取り除くことができる。本発明の方法
は、リードまたは接点を有するパッケージされた半導体
チップ、およびパッケージされていないチップについて
適用することができる。
の導電性部材14が取り付けられ、この導電性部材14
を介してパワーまたは信号が通電される。この導電性部
材14は、通常は集積回路チップ10の上面に載置され
るが、図1においては、集積回路チップ10は反転され
ており、そのため、導電性部材14は集積回路チップ1
0の下面に位置している。
製の回路基板である。あるいは、基板12は、セラミッ
クまたはポリマ肉厚フィルム材料から形成される。基板
12の表面15の上には複数の金属化領域16が設けら
れ、この金属化領域16は集積回路チップ10の導電性
部材14に対応している。基板12が通常の回路基板の
場合は、金属化領域16は、基板12の表面15を銅の
ような金属層と接合し、その後、この金属層を光リソグ
ラフィー技術でパターニングすることによって形成され
る。また、基板12がセラミックまたはポリマ肉厚フィ
ルム材料で形成されている場合には、金属化領域16
は、基板12の表面15の上に導電性ペーストまたは導
電性インクを堆積することによって形成される。
は2列に並んでおり、集積回路チップ10の導電性部材
14に対応している。実際には、基板12は多数の個別
のパターンの金属化領域16を有し、各パターンは複数
の集積回路チップ10の個々の導電性部材14のパター
ンに対応している。金属化領域16を選択的に接続する
ために金属化導電性パス(図示せず)が提供される。金
属化領域16の特質と製造方法により、これらの接続パ
スは、基板12の表面15の上に形成されるか、あるい
は、基板12が複数の層で形成されている場合には基板
12の個別の層の上に形成される。
体的な製造方法は、従来、公知であるため、ここでは説
明を省略する。
は、非接着性異方導電性材料シート18を介して、基板
12上の対応する一つの金属化領域16に電気的に接続
される。非接着性異方導電性材料シート18は、弾性マ
トリックス20を含み、一般的にはシリコンラバー製で
あり、非導電性で、金属化領域16と反応あるいは固着
しない。この弾性マトリックス20は、貫通導体として
複数の導電性粒子22からなる複数のチェーンを内蔵し
ている。この導電性粒子22のチェーンは、z軸方向
(厚み方向、積層方向)に伸びて、弾性マトリックス2
0の対向する主表面間を接続し、隣接チェーンの側面間
は離間するように配置されている。なお、弾性マトリッ
クス20は、導電性粒子22のチェーンの代わりに、フ
レーク(片)状あるいはワイヤ状の貫通導体を内蔵する
ことも可能である。非接着性異方導電性材料シート18
が集積回路チップ10と基板12の間に挟まれると(図
2)、導電性粒子22のチェーンは、集積回路チップ1
0の導電性部材14と基板12の金属化領域16との間
に低抵抗の導電性パスを提供する。この弾性マトリック
ス20は、それ自身では非導電性であるが、導電性粒子
22の隣接するチェーンの間では高い横方向インピーダ
ンスを提供する。
マトリックス20内の導電性粒子22のチェーンによる
導電性部材14と金属化領域16との間の接続の信頼性
を向上するために、非接着性異方導電性材料シート18
は圧縮されることが好ましい。従来、そのような圧縮力
を得るためには、機械的な接続体(図示せず)を使用し
ていたが、そのような機械的接続体を使用することは高
価であり、製造工程が複雑化する。本実施例において
は、非接着性異方導電性材料シート18を圧縮するよう
にして集積回路チップ10を基板12に固着することに
より、機械的な接続は不要となる。
おいては、集積回路チップ10と基板12との接続を容
易にするために、非接着性異方導電性材料シート18に
開口部24が設けられている。そして、非接着性異方導
電性材料シート18が基板12の上に配置されると、開
口部24は、一対の金属化領域16の間の基板12の一
部を露出させる。この図において、開口部24は非接着
性異方導電性材料シート18の中央に一個配置され、2
列の金属化領域16の間の基板12の一部を露出させて
いる。また、開口部24には接着剤26が充填されてお
り、この接着剤26は、熱硬化性材料のペースト、ドラ
イフィルム、あるいは液体である。この場合、開口部2
4内の接着剤26は、非接着性異方導電性材料シート1
8を圧縮する形で集積回路チップ10を基板12に固着
している。
性異方導電性材料シート18と接着剤26とを組み合わ
せて集積回路チップ10を基板12に接続することによ
り、基板12上の金属化領域16に損傷を与えることな
く基板12上の集積回路チップ10を取り替えることが
できる。すなわち、基板12上に接着剤26により集積
回路チップ10を固着した後、この集積回路チップ10
が不良品となった(分かった)場合には、この集積回路
チップ10を基板12と接合している接着剤26を切断
することにより、集積回路チップ10を基板12から容
易に除去できる。この場合、集積回路チップ10の導電
性部材14と基板12の金属化領域16との間には物理
的な結合がないので、集積回路チップ10の除去によっ
て金属化領域16に損傷を与えることはない。
ップ10と基板12と非接着性異方導電性材料シート1
8を示す分解斜視図である。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 集積回路チップ(10)の上の複数の導
電性部材(14)の各々を、基板(12)の上の複数の
金属化領域(16)に電気的に接続する方法において、 開口部(24)を有する非接着性異方導電性材料シート
(18)を、前記開口部(24)によって前記基板(1
2)の一対の前記金属化領域(16)の間の部分を露出
させるように前記基板(12)上に配置するステップ
と、 前記開口部(24)を接着剤(26)で充填するステッ
プと、 前記導電性部材(14)の各々が対応する前記金属化領
域(16)に整合し、前記集積回路チップ(10)の一
部が前記接着剤(26)により前記基板(12)に接合
され、前記非接着性異方導電性材料シート(18)を圧
縮するようにして、前記集積回路チップ(10)を前記
非接着性異方導電性材料シート(18)上に配置するス
テップを有することを特徴とする集積回路と基板との電
気的接続方法。 - 【請求項2】 前記非接着性異方導電性材料シート(1
8)は一個の開口部(24)を有し、この開口部(2
4)が前記金属化領域(16)の中央に位置するように
前記基板(12)上に配置されることを特徴とする請求
項1の方法。 - 【請求項3】 前記集積回路チップ(10)と前記基板
(12)が、両者の間の前記接着剤(26)を切断する
ことによって、前記金属化領域(16)に損傷を与えず
に前記集積回路チップ(10)を前記基板(12)から
取り除くことができるように構成されることを特徴とす
る請求項1の方法。 - 【請求項4】 第1の主表面(15)上に複数の金属化
領域(16)を所定のパターンで配置された基板(1
2)と、 前記第1の主表面(15)上の一対の前記金属化領域
(16)の間の前記基板(12)の一部を露出するよう
な開口部(24)を有し、前記基板(12)の前記第1
の主表面(15)上に配置される非接着性異方導電性材
料シート(18)と、 前記非接着性異方導電性材料シート(18)の前記開口
部(24)内に充填される接着剤(26)と、 複数の導電性部材(14)を有する集積回路チップ(1
0)とを備え、 前記集積回路チップ(10)は、前記接着剤(26)と
接触するように前記開口部(24)の一部または全部を
覆い、かつ、前記導電性部材(14)が前記基板(1
2)上の前記金属化領域(16)と整合するように配置
され、さらに、前記集積回路チップ(10)が前記非接
着性異方導電性材料シート(18)を圧縮するようにし
て、前記接着剤(26)により前記基板(12)に固着
されることを特徴とする集積回路組立体。 - 【請求項5】 前記接着剤(26)は熱硬化性接着剤で
あることを特徴とする請求項4の組立体。
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