JPH09283566A - 基板の接続方法 - Google Patents

基板の接続方法

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JPH09283566A
JPH09283566A JP8814796A JP8814796A JPH09283566A JP H09283566 A JPH09283566 A JP H09283566A JP 8814796 A JP8814796 A JP 8814796A JP 8814796 A JP8814796 A JP 8814796A JP H09283566 A JPH09283566 A JP H09283566A
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Naoyuki Shiozawa
直行 塩沢
Itsuo Watanabe
伊都夫 渡辺
Osamu Watanabe
治 渡辺
Kenzo Takemura
賢三 竹村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】接着剤を用いてICチップ等を基板に接続する
場合に、安価で接続信頼性の優れた接続構造を得るため
の接続方法を提供する。 【解決手段】ICチップのバンプと基板の電極の間に、
導電性の粒子が介在し電気的な接続がなされ、ICチッ
プと基板とを絶縁性を有する接着剤で固定される接続部
構造を得るため、絶縁性を有する接着剤と、絶縁性を有
する接着剤に導電性の粒子を混合した異方導電性接着剤
とを組み合わせて用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板間の電気的な
接続方法に関するもので、例えばAuバンプを有するI
Cチップと接続端子を形成した基板の接続に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来より集積回路類の配線基板への接
続、表示素子類と配線基板への接続などのように、接続
端子が相対峙して細かいピッチで形成されている場合の
接続方法として、相対峙する接続端子間に金属粒子等の
導電性粒子と接着剤成分からなる異方導電性の接続部材
層を設け、加圧または加熱加圧手段を講じることによっ
て、回路間の電気接続と同時に隣接回路間に絶縁性を付
与し、相対峙する回路を接着固定する方法が用いられて
いる。しかしながら、これらの方法においては、導電性
粒子を分散させた異方導電性の接続部材層を流動させな
がら接続するので、相対峙する電極間に配置される導電
性の粒子は、接着剤と共に流動しながら電極間に挟み込
まれる。電極間の導通は主として複数個の導電材料によ
って得られるものであり、狭ピッチ、微小電極の接続に
おいて電極上に複数個の導電性粒子材料を分布させ、か
つ隣接する電極間の絶縁を維持することが困難になって
きている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる状況に
鑑みなされたもので、さらに微細な電極の接続を達成す
べく検討の結果本発明に達したものであり、接続部の電
気特性の向上した微細電極の接続方法を提供することを
目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、突起電極を有
する第1の基板と、前記突起電極と相対峙する突起電極
を有する第2の基板上の少なくとも一方の突起電極面に
絶縁性の接着剤を配置するとともに、前記第1の基板と
前記第2の基板の間に絶縁性を有する接着剤中に導電性
の粒子が分散された異方導電性接着剤を配置し、加圧ま
たは加圧加熱することにより、前記第1の基板と前記第
2の基板の相対峙する突起電極が、導電性の粒子に接触
することにより電気的に接続され、隣接する突起電極間
は絶縁性固定されることを特徴とする基板間の接続方法
に関する。更に、本発明は、絶縁性を有する接着剤層
が、基板の突起電極部分を除いた形状とされ、異方導電
性接着剤層の少なくとも片面に配置した多層接着剤層
を、突起電極を有する第1の基板と、前記突起と相対峙
する導電性の突起を有する第2の基板間に配置し、加圧
または加圧加熱することにより、前記第1の基板と前記
第2の基板の相対峙する導電性の突起が、導電性の粒子
に接触することにより電気的に接続され、隣接する突起
電極間は絶縁されて固定されることを特徴とする基板間
の接続方法に関する。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明にかかる電極の接続プロセ
スを、実施例を示した図面を用いて以下に説明する。図
1は、接続プロセスを示す模式図である。図1において
2は第1の基板に設けられた突起電極であり、これに絶
縁性の接着剤層3および異方導電性接着剤層5を配置
し、もう一方の基板6の接続用突起電極7面にも同様に
絶縁性の接着剤層3を設ける。両基板の導電性の突起が
相対峙するように位置合わせを行い加熱、加圧すること
により接着剤は流動し複数の導電性の粒子8が、突起電
極2と突起電極7の間に接触固定することにより、充分
な接触面積が得られる。また、図2(a)において2は
第1の基板に設けられた突起電極であり、これに突起電
極2の部分を除く形状とした絶縁性の接着剤層3を加圧
または加圧加熱により第1の基板1に転写し、さらに全
面に異方導電性接着剤層5を転写する。もう一方の第2
の基板6にも同様に突起電極7の部分を除く形状とした
絶縁性の接着剤層3を転写する。両基板の突起電極が相
対峙するように位置合わせを行い加熱、加圧することに
より接着剤は流動し複数の導電性の粒子8が、突起電極
2及び7に接触することにより、両基板の電気的接続が
はかられる。図2(b)は別の実施例を示したもので、
突起電極部分を除く形状とした絶縁性の接着剤層3を異
方導電性の接着剤層5の両面に貼りあわせた多層接着剤
層とし、これを突起電極同士を相対峙するように両基板
間に配置し、加熱、加圧することにより接続するように
してもよい。
【0006】第1の基板の材料としては、例えばIC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、導電性の突起電極としてAl等の電極
上にCu、Ni、Au、はんだ等の突起(バンプ)を設
けたものであり、これらのバンプの表面にはSn、A
u、はんだ等の表面層を形成することもできる。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
縁層が突起電極以外を覆っていることが、導電性の粒子
とICチップの素子との接触を完全に防止できるので好
ましい。第2の基板としては、例えばガラス基板または
セラミック基板、ポリイミド等のフィルム基板やガラス
エポキシ基板等の配線板の表面に、突起電極としてIT
O、Al、Ni、Au等の薄膜電極やCu箔や、Ag、
Ni等を含む導電性ペースト類の電極を設けたものであ
り、これら電極の表面にはSn、Au、はんだ等の表面
層を形成することもできる。また、これらの電極は基板
面より凸状であることが導電性の粒子と電極との接触の
点で好ましく、電極の高さは後述する導電性の粒子の径
よりも大きな2μm以上が好ましく、電極表面には凹凸
があることから3μm以上がより好ましい。電極の高さ
ばらつきは導電性の粒子の粒径よりも小さい方が好まし
く、導電性の粒子に均一に圧力を加えるためには、3μ
m以下がより好ましい。
【0007】異方導電性接着剤の導電性の粒子は、例え
ばAu、Ag、Cuやはんだ等の金属の粒子であり、ポ
リスチレン等の高分子の球状の核材にNi、Cu、A
u、はんだ等の導電層を設けたものがより好ましい。さ
らに導電性の粒子の表面にSn、Au、はんだ等の表面
層を形成することもできる。粒径は基板の隣接する電極
の最小の間隔よりも小さいことが必要で、電極の高さば
らつきがある場合、高さばらつきよりも大きいことが好
ましく、3〜5μmが好ましい。また、加圧または加熱
加圧により変形する方がより好ましい。絶縁性の接着剤
層は、突起電極の高さと同じか厚い方が好ましく、導電
性の粒子を分散した絶縁性の接着剤の厚みは、導電性の
粒子の直径の2倍以内が好ましく、導電性の粒子の直径
と同じがより好ましい。接着剤は、加圧または加圧加熱
時に流動す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。
【0008】
【実施例】
実施例1 以下に、本発明の実施例を図に基づいて説明する。図3
は、本発明に関する基板間の接続プロセスを示す模式図
である。ICチップとガラス基板の接続に適用した場合
を示す。ICチップ11(バンプ高さ15μm)の表面
にエポキシ樹脂を主体とした絶縁性の接着剤層13(膜
厚20μm)を、加圧加熱(90℃、1Mpa)により
転写し、ガラス基板16にエポキシ樹脂を主体とした絶
縁性接着剤中に導電性の粒子を分散した異方導電性接着
剤層15(膜厚7μm)を加圧加熱(90℃、1Mp
a)により転写した。次いでICチップ11のバンプ1
2とガラス基板16の透明電極17との位置合わせを行
い、加圧加熱(180℃、100Mpa、20秒)する
ことにより接続した。ガラス基板側からバンプ上に配置
された導電粒子を顕微鏡で観察、粒子数を計測した。
【0009】実施例2 図4は、ICチップとガラス基板の接続に適用した場合
を示す模式図である。ガラス基板36にエポキシ樹脂を
主体とした絶縁性接着剤中に導電性の粒子を分散した異
方導電性接着剤層35(膜厚7μm)を加圧加熱(90
℃、1Mpa)により転写する。さらにICチップ31
(バンプ高さ15μm)のバンプ32を除くICチップ
内部に配置できるように切断したエポキシ樹脂を主体と
した絶縁性の接着剤層33(膜厚20μm)を、ICチ
ップ31のバンプ32の相対峙するガラス基板36の透
明電極37部分以外に加圧(1Mpa)転写する。IC
チップ31側に転写してもよい。ICチップ31のバン
プ32とガラス基板36の透明電極37との位置合わせ
を行い、加圧加熱(180℃、100Mpa)し接続し
た。ガラス基板側からバンプ上に配置された導電粒子を
顕微鏡で観察、粒子数を計測した。なお、本実施例に用
いたICチップの突起電極のピッチは80μmでバンプ
1個あたりの面積は0.045mm2である。一方、従
来の異方導電性接着剤(膜厚25μm)のみを用い、実
施例1と同じ接続条件で接続したものとのバンプ上の粒
子数を比較した結果を次に示す。 実施例1 実施例2 従来例 平均粒子数 20 23 10 (測定バンプ数100)
【0010】
【発明の効果】本発明によれば、相対峙する微細な突起
電極間の多数の接続を一括して行え、導電性の粒子が接
続時の樹脂の流動初期に突起電極に挟まれ微小電極上に
数多く配置でき、かつ隣接する電極間の導電性の粒子
は、接続時の樹脂の流動により分散されるので、接続抵
抗が低く、電気特性に優れた微細電極の電気的接続が行
える。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の接続プロセスを示す模式図である。
【図2】 本発明の実施例であるICチップとガラス基
板の接続プロセスを示す模式図である。
【図3】 本発明の別の実施例であるICチップとガラ
ス基板の接続プロセスを示す模式図である。
【図4】 本発明の別の実施例であるICチップとガラ
ス基板の接続プロセスを示す模式図である。
【符号の説明】
1 第1の基板 2 突起電極 3 絶縁性接着剤 4 セパレータ 5 異方導電性接着剤 6 第2の基板 7 突起電極 8 導電性の粒子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹村 賢三 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】突起電極を有する第1の基板と、前記突起
    電極と相対峙する突起電極を有する第2の基板上の少な
    くとも一方の突起電極面に絶縁性の接着剤層を配置する
    とともに、前記第1の基板と前記第2の基板の間に絶縁
    性を有する接着剤に導電性の粒子が分散された異方導電
    性接着剤を配置し、加圧または加圧加熱することによ
    り、前記第1の基板と前記第2の基板の相対峙する突起
    電極が、導電性の粒子に接触することにより電気的に接
    続され、隣接する突起電極間は絶縁されて固定されるこ
    とを特徴とする基板間の接続方法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の絶縁性を有する接着剤層
    が、基板の突起電極部分を除いた形状とされ、異方導電
    性接着剤層の少なくとも片面に配置した多層接着剤層
    を、突起電極を有する第1の基板と、前記突起と相対峙
    する導電性の突起を有する第2の基板間に配置し、加圧
    または加圧加熱することにより、前記第1の基板と前記
    第2の基板の相対峙する導電性の突起が、導電性の粒子
    に接触することにより電気的に接続され、隣接する突起
    電極間は絶縁性されて固定されることを特徴とする基板
    間の接続方法。
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