JPH0338084A

JPH0338084A - 回路基板の接続方法

Info

Publication number: JPH0338084A
Application number: JP1173658A
Authority: JP
Inventors: Keiji Yamamura; 山村　圭司
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-07-04
Filing date: 1989-07-04
Publication date: 1991-02-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、突起した電極が形成された半導体基板、セラ
ミック基板、フレキシブル基板、−ガラス基板、あるい
はアリント基板などの回路基板を他の＠Ｎ基板に接続す
るために好適に実施される回路基板の接続方法に関する
。

従来の技術従来、上記各種の回路基板の金属突起電極を他の回路基
板の電極に接続する方法としては、突起１！極を接続す
べき回路基板のｔ極材料として、突起ａ４極材料との合
金化が可能な材料を用い、電極間を金属接合する方法が
用いられている。しかしながら、この方法によると、突
起電極を接続すべき回路基板の電極材料が限定されるた
め、近年、金属突起電極を回路基板電極上に直接または
異方導電性材料を介して圧接することにより電気的接続
を得る手法が提案されている。

発明が解決しようとする課題しかしながら、上記接続法では、前者は金属突起電極の
高さのばらつきによる接続の不安定を解消するために過
大な圧力を電極部に加え突起ｔｉを変形させる必要があ
り、回路基板に損傷を与えることがあるという問題点が
あり、また挟者は異方導、電性材料を用いるため、分解
能が悪く微少ピッチ電極接続においては接続抵抗の安定
１ヒが困難であるという問題点がある。

本発明の目的は、上記問題点を解決して、金属突起電極
を有する回路基板を゛任意の１！極材料を有する他の回
路基板上に、角回路基板に損傷を与えることなく、微少
ピッチ接続においても常に安定した状態で接続すること
である。

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の回路基板と、この第
１の回路基板の突起電極と対応する位置に電極が形成さ
れた第２の回路基板とを接続する際に、第１の回路基板の突起＄極上に選択的に接着剤を塗布す
る工程と、この接着剤に導電性粒子を付着させる工程と、上記角回
路基板を対向して加圧して、突起電極を、導電性粒子を
介して前記対応する位置の電極に電気的に導通させる工
程と、この状態で上記接着剤を硬化する工程とを含むことを特
徴とする回路基板の接続方法である。

作　　用本発明に従う回路基板の接続方法においては、先ず突起
電極を有する第１の回路基板の突起電極上に選択的に接
着剤を塗布し、次にこの接着剤上に導電性粒子を付着さ
せる０次に、この第１の回路基板の突起電極と対応する
位置に電極が形成された第２の回Ｗ＠基板と第１の回路
基板を対向させて相互に加圧する。この状態で、第１の
回路基板上の導電性粒子が変形することがあり、接着剤
の一部が第２の回路基板の′Ｘｆｆ！上に付着する。そ
して、この状態で接着剤を硬化することにより角回路基
板を固定する。

したがって、本発明によれば、たとえ突起電極に高さの
ばらつきが生じていたとしても接続時に導電性粒子が変
形しそれを吸収するため５回路基板に損傷を与えること
なく安定した接続を得ることができる。また、導電性粒
子が電極部のみに高密度に配置されるため微少ピッチの
電極接続が可能である。

実施例第１図は、本発明に従って電極の接続が行われた回路基
板１１．１２の構成を示す断面図である。

集積回路などの半導体回路基板１１は、シリコンあるい
はガリウムヒ素などの基板上に拡散層が形成され、これ
によって多数のトランジスタやダイオードなどが形成さ
れている。半導体回路基板１１の一方表面には、回路基
板１２と接続される突起′：４極１極所３成されている
１回路基板１２の一方表面には、前記電極１３に対応す
る位置に対応した大きさで電極１４が形成されている。

半導体回路基板１１の最上層には電極１５が形成さｈ、
電極１５の一部分および電極が設けられていない部分に
は、たとえばＳｊＮ、ＳｉＯ，あるいはポリイミドなど
から成る表面保護層２ｏがＦＩＬ）ｆｆされている。電
極１５は、たとえばＡｌ−８ｉ含金。

ｐ４　ｉ　、　Ｔ　ｉあるいはＷなどから成る。

さらに半導体回路基板１１の電極１５上には、中間量ｊ
Ｊｃ層１９−を介してたとえばＡｕおよびＡ　ｕめっき
されｆ、２　Ｃｕから成る突起１８が形成さｈている。

中間＆成層１９は、本実施例では電［！１５側のバリア
メタル層１６と、突起１８側の密着層１７とから成る。

密着層１７は、突起１８との密着性を向上するためのも
のであり、たとえばＣＬｌ　。

Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔなどの金属およびそれらの合金
を用いることができる。バリアメタル層１６は、前記密
着層１７上に設けられる突起１８が拡散して電極１５と
反応するのを防止するためのものであり、たとえばＴｉ
、Ｗ、Ｃｒなとの１ｆＬＷわよびそれらのき金が使用で
きる。これら電極１５、中間金属層１９および突起１８
を含んで突起電極１３が構成される。突起型［ｉ１３の
高さｈは、たとえば５〜３０μｍである。

上述した突起電極１３が形成された半導体回路基Ｗ、１
１は、回路基板１２の対応する電極１４に対向した状態
で、たとえば５〜２０μｍ中の外径を有する導電性粒子
２１を介して電気的に接続され、接着剤２２によりこ！
Ｌらが固定されている。

導電性粒子２１は、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｎｉ　、
　Ｃ、Ｉ　ｒＩ、　Ｓ　ｒｔ　、　Ｐ　ｂ　１３よびＰ
ｄなとの金属、あるい６まこれらの２種類以上のき金を
使用することができる。

また、第２図に示したように、高分子材料がら成る弾性
粒子２１ｂの表面に導電性材料がら成る波７１層２１ａ
を形成した導電性粒子２１を用いてもよい、この場合、
弾性粒子２１ｂとしてはポリイミド系樹脂、エポキシ系
樹脂、アクリル系樹脂などの合成樹脂およびシリコンゴ
ム、ウレタンゴムなどの１或ゴムが使用できる。また、
被覆層２１ａの導電性材料としては、Ａｕ、Ａｇ、ＰＬ
。

Ｃｕ、Ｎｉ　、Ｃ，Ｉ　ｒｒ、Ｓｒ＋、ＰｂおよびＰｄ
などの金属あるいはこれらの合金を１層もしくは２層以
上として使用することができる。２層以上で被覆層２１
　ａを形成する場１には、弾性粒子２１ｂ／＼の密着性
に浸れる、たとえばＮｉなどの金属層を先に形成し、Ａ
ｕなどの金属層を被覆することが好ましい、被覆の方法
としては、スパッタリング法、エレクトロンビー２１法
、あるいは無電界めっきなどの方法を用いることができ
る。

接着剤２２は、たとえばアクリル系樹脂、ポリエステル
系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、あるいはシ
リコーン系樹脂などの各８ｉｂ成樹脂を使用することが
できる。

第３図および第４図を参照して、以下に本発明の回路基
板の接続方法について説明する。

第３図は、半導体回路基板１１上に突起電極１３を形成
する工程を説明するための断面図である。

第３図（１）に示されるように、半導体回路基板ｌｌ上
には予め電％１５が形成されており、電極１５の周囲は
表面保護層２０によって被覆されている。先ず、半導体
回路基板１１の電極１５を含む表面上に、突起電極を形
成するための中間金属層１９をスパッタリング法やエレ
クトロンビーム法などの蒸着法、またはめつき法などに
よって形成する８本実施例では、中間金属層１９は２層
構造とし、「（上層１７）／（下層１６）」と表記した
４合、Ａｕ　（８００人）　／　Ｔ　ｉ　・Ｗ合金（２
４００人）構造を用いた。

次に、第３図（２）〜第３図〈５〉に示されるように、
突起＄極１３を形成すべき所定の領域に、フォトプロセ
ス、めっきプロセス、エツチングプロセスを用いて突起
１８を形成する。

先ず、第３１１Ｊ（２）に示されるように、中間金属層
１９が形成された半導体回路幕板ｌｌ上に、フォト・レ
ジスト膜２３をスピンコードまたはロールコート、ある
いは印刷などの方法によって塗布する。

次に、第３［ＩＪ（３）に示されるように、フォトレジ
乙ト膜２３の電極１５に対応した領域を露光し、現像す
ることによって所望の大きさぁよび形成を有する開口部
２４のバターニングを行う。

次に、第３［ｆｆ１（４）に示されろように、前記バタ
ーニングによって形成された開口部２４を介して、たと
えばＡ　ｌｌめっき液を用いて電気力っきを行い、突起
１８を形成する。その後、フォトレジストＷｉ２３を除
去することによって、第３図（５）に示される形状の突
起１８が半導体回路基板１１上に形成される。

第３０（６）および第３図（７）に才）いては、上記方
法によって形成された突起１８をマスクとして、突起電
極１３を形成する部分以外の中間金属層１９をエツチン
グ除去する。すなわち本実施例では、中間金属層１９と
してＡｕ（上７ＦＩ１７）／Ｔｉ−Ｗ（下層１６）を用
い、突起１８はＡｕを用いているので、上層１７である
Ａｕの［／１液（エッチャント〉としてヨウ化カリウム
系エッチャントを珀い、下層１６であるＴｉ−Ｗの腐食
液としては、過酸化水素系エッチャントを用いて中間金
属層１９をエツチング除去する。ここで、中間金属層１
９の内、上層１７は突起１８と同じＡＵであるため、上
層１７のエツチング時に突起１８の表面がエツチングさ
れるが、上層１７のＡ　ｕの厚さは８００人と薄いため
、突起１８表面のニッチング量はわずかであり、プロセ
ス上何等問題は生じない、これによって、突起電極１３
が半導体回路基板１１上に形成される。

次に、第４図を参照して、上述のようにして突起５Ｔｕ
ｆｉ１３が形成された半導体回路基板１１を対応する電
極１４が形成された回路基Ｗ、１２に接続する方法を説
明する。

先ず、第４図（１〉に示されるように５接着剤供給基板
２５上にたとえばスピ〉・コート、ロールコートあるい
は印刷などの方法によって接着剤層２２ａを形成する。

接着剤としては、前述の如くの材料より成る熱硬化性、
光硬化性等の接着剤を用０ることができる。

次に、第４図（２）に示されるように、接着剤供給基板
２５の接着剤Ｎ　２２　ａ上に、半導体回路基板１１の
突起電極１３を押圧することにより、突起電極１３上に
接着剤２２を付着させる。

次に、第４図（３）に示されるように、この様にして接
着剤２２を付着させた半導体回路基板１１上の突起電極
１３を、導電性粒子供給基板２６上にほぼ均一に配置さ
れた導電性粒子２１上に第４図（４）のように押圧する
ことにより、接着剤２２の粘着力を利用して突起電極１
３に導電性粒子２１を第４図（５〉のように付着させる
。ここで、接着剤供給基板２５上の接着剤層２２ａの厚
さ（１）は、導電性粒子２１の寸法（ｄ）に応じて適切
に選択する必要があり、通常１　＝ｄ／２とすることが
好ましい、たとえばｄ＝５〜２０μｍである。

次に、第４図（６）に示されるように、この様にして導
電性粒子２１を付着させた半導体回路基板ｌｌ上の突起
を極１３を、対応する電極１４が形成された回路基板１
２上に位置合せした後、加圧する。この加圧により、導
電性粒子２１は突起電極１３の高さのばらつきを吸収す
るように変形し、全ての突起電極１３が対応する電極１
４と電気的に接続される。また、この状態で導電性粒子
２１が変形するため、接着剤２２の一部が流動し、回路
基板１２上の電極１４上を被覆する。

次に、この状態で接着剤２２を硬化することにより、両
回路基板１１．１２の接続および固定が完了する。

上記実施例においては、突起電極を形成した半導体回路
基板を他の回路基板と接続する場合について説明したが
、半導体回路基板に限定する必要はなく、池の回路基板
においても本発明は実施することができる。

発明の詳細な説明したように本発明によれば、突起ｔＩ［Ｉを導電
性粒子を介して対応する電極に加圧接続するため、突起
電極を任意の電極材料に接続することが可能である。ま
た、たとえ突起１に極に高さのばらつきを生じていたと
しても、接続時に導電性粒子が変形し、それを吸収させ
ることが可能であるため、回路基板に損傷を与えること
なく、安定した接続を得ることができる。さらに、導電
性粒子が電極部のみに高密度に配置されるため、安定し
た微少ピッチのｔｉ接続が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って接続された回路基［１１，１２
のＴ４極接続構造を説明する断面図、第２図は本発明に
用いる導電性粒子２１の断面図、第３図は突起電極１３
の形成方法を説明する断面図、第４図は本発明による両
回路基板１１．１２の接続方法を説明する断面図である
。１１・・・半導体回路基板、１２・・・回路基板、１３
・・・突起電極、１４・・・′ｒｈ極、２１・・・導電
性粒子、２２・・・接着剤第図藪

Claims

【特許請求の範囲】　突起電極を有する第１の回路基板と、この第１の回路
基板の突起電極と対応する位置に電極が形成された第２
の回路基板とを接続する際に、第１の回路基板の突起電
極上に選択的に接着剤を塗布する工程と、この接着剤に導電性粒子を付着させる工程と、上記両回
路基板を対向して加圧して、突起電極を、導電性粒子を
介して前記対応する位置の電極に電気的に導通させる工
程と、この状態で上記接着剤を硬化する工程とを含むことを特
徴とする回路基板の接続方法。