JPH04332404A - 異方性導電材料及びこれを用いた集積回路素子の接続方法 - Google Patents

異方性導電材料及びこれを用いた集積回路素子の接続方法

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JPH04332404A
JPH04332404A JP3101370A JP10137091A JPH04332404A JP H04332404 A JPH04332404 A JP H04332404A JP 3101370 A JP3101370 A JP 3101370A JP 10137091 A JP10137091 A JP 10137091A JP H04332404 A JPH04332404 A JP H04332404A
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anisotropic conductive
conductive material
microcapsules
curing agent
resin
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Koji Matsui
孝二 松井
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NEC Corp
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＬＳＩチップ等の微細
な電極を実装基板上に設けた電極に取り付ける際に用い
る電気接続用異方性導電材料及びこれを用いたＬＳＩチ
ップ等の素子を基板等へ実装する素子の接続方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の電気接続用異方性導電材
料としては、導電性を有する導電粒子を絶縁性接着剤中
に分散させたものが用いられており、接続方法としては
、１８０〜２００℃で２０〜３０ｋｇ／ｃｍ２程度の力
で熱圧着する方法が用いられている。導電粒子としては
、ハンダ粒子或いはジビニルベンゼン共重合体系等の高
分子材料の表面に導電性を有するＡｕ、Ｎｉ等の金属薄
層を形成した粒子等が使用されている。粒子径としては
、平均粒径で０．０１〜５０μｍのものが用いられてい
る。絶縁性接着剤樹脂には、ウレタン系、スチレン−ブ
タジエン−スチレン型ブロック共重合体系等の熱可塑性
樹脂が使用され、熱硬化性樹脂には、エポキシ系等が使
用されている。異方性導電材料は、前記導電粒子を１〜
１０体積％の割合で絶縁性接着樹脂中に分散することに
より得られている。
【０００３】従来の実装方法を以下に説明する。図３（
ａ），（ｂ）は、従来のＬＳＩチップの接続方法を工程
順に示す基板の断面図である。このＬＳＩチップの接続
は次のとおりである。すなわち、図３（ａ）に示すよう
に、電極パッド６が形成されたＬＳＩチップ５と電極パ
ッド６に対応して形成された電極端子８を有する基板７
とを、導電性粒子２を分散させて含有している熱接着樹
脂１０を介して向き合わせる。次に、図３（ｂ）に示す
ように、ＬＳＩチップ５を基板７に押し付け、加熱する
ことにより、熱接着樹脂１０を軟化させ、電極パッド６
と電極端子８とを導電性粒子２により、接続することに
よって行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の接続実
装方法によれば、電極パッド６と電極端子８間を電気的
に接続している導電性粒子２の数量が多くなると、隣合
う電極パッド、あるいは電極端子間でショートあるいは
電流リークが発生する。これを避けるために導電性粒子
の数量を少なくすると、接続抵抗が増大すると共にばら
つくという問題が発生し、また、甚だしい場合には電気
的にオープンになる接続箇所が生ずるという問題があっ
た。これらの現象は、デバイスの動作不良を引き起こす
重大な欠点となる。さらに、最近の接続寸法の高精細化
に伴って、この傾向はますます著しくなっている。
【０００５】本発明の目的は、再現性が良く、安定で、
しかも高精細化が可能なＬＳＩチップの接続方法を提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明による異方性導電材料においては、導電体及び
重合開始剤を核材とし、該核材を包合する壁材が絶縁材
料からなるマイクロカプセルを、該重合開始剤により反
応可能な絶縁性樹脂中に分散させてなるものである。
【０００７】また、導電体及び硬化剤を核材とし、該核
材を包合する壁材が絶縁材料からなるマイクロカプセル
を、該硬化剤により反応可能な絶縁性樹脂中に分散させ
てなるものである。
【０００８】また、導電体及び硬化促進剤を核材とし、
該核材を包合する壁材が絶縁材料からなるマイクロカプ
セルを、該硬化促進剤により反応可能な硬化剤を絶縁性
樹脂中に分散させてなるものである。
【０００９】本発明による集積回路素子の接続方法にお
いては、異方性導電材料を用いて半導体チップを配線基
板のボンディング領域に実装する集積回路素子の接続方
法であって、異方性導電材料は、接着樹脂中に、導電体
及び重合開始剤、硬化剤または硬化促進剤を核材とし、
該核材を包合する壁材が熱可塑性若しくは熱硬化性の絶
縁性樹脂からなるマイクロカプセルを分散させたもので
あり、半導体チップと配線基板のボンディング領域に異
方性導電材料を介在させる工程と、半導体チップを配線
基板に相対的に加圧してあるいは加圧と加熱とを併用し
て異方性導電材料に含まれたマイクロカプセルを圧し潰
す工程とを有し、マイクロカプセル中の重合開始剤、硬
化剤又は硬化促進剤を絶縁性樹脂と反応させて樹脂を固
着させると共にカプセル中に含まれた導電体を介して半
導体チップを配線基板に電気的に導通させるものである
。
【００１０】
【作用】本発明の異方性導電材料は、接着剤中に導電体
及び重合開始剤または硬化剤または硬化促進剤を核材と
し、該核材を包合する壁材が熱可塑性ないし熱硬化性の
絶縁樹脂からなるマイクロカプセル構造体を分散させた
構造となっている。
【００１１】マイクロカプセルは絶縁性であるため、こ
の異方性導電材料を用いて、電極パッドと電極端子間を
電気的に接続実装する場合には、加圧あるいは、加圧と
加熱によりマイクロカプセルを破壊し、前記電極パッド
と電極端子間をカプセル中の導電体を介して接触するこ
とにより電気的接続が可能となると同時に、重合開始剤
または硬化剤または硬化促進剤が流出し、絶縁樹脂接着
剤が固化できるようになっている。
【００１２】したがって、ＬＳＩチップの電極パッドと
基板の電極端子間のみの電気的接続が可能となり、他の
部分は、カプセル表面の樹脂により絶縁性が保たれる。
【００１３】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は、本発明の一実施例として異方性導電材料中
のマイクロカプセルの構造図を示す。図２は、本発明の
異方性導電材料を用いたＬＳＩ等の微細な電極と、実装
基板上に設けた電極との接続実装の一実施例を示す。
【００１４】図１において、マイクロカプセル１は、導
電体２及び重合開始剤あるいは硬化剤あるいは硬化促進
剤３を高分子等の絶縁材料で被覆層４を形成した構造と
なっている。
【００１５】導電体２としては、ハンダ粒子等の金属粒
子或いはジビニルベンゼン共重合体系等の高分子材料の
表面に導電性を有するＡｕ、Ｎｉ等の金属薄層を形成し
た粒子等が使用できる。
【００１６】粒子径としては、平均粒径で０．０１〜５
０μｍのものを用いることができる。また、導電体２の
形状としては、線状、繊維状等のものも使用できる。
【００１７】重合開始剤として、ケトンパーオキサイド
類、ジアルキルパーオキサイド類、パーオキシエステル
類、ジアシルパーオキサイド類のような重合開始剤ある
いは、硬化促進剤として、イミダゾール類、ナフテン酸
コバルト等の遷移金属反応促進剤を用いた場合のマイク
ロカプセル１は、高分子等の絶縁材料により被覆層４を
形成してマイクロカプセル化した構造となっており、異
方性導電材料としては、このマイクロカプセル１が、不
飽和ポリエステル樹脂、メタクリレート樹脂、フェノー
ル樹脂等の溶着樹脂中に分散されている。重合開始剤の
量としては、樹脂１００重量部に対して０．０１〜１０
重量部が適当である。
【００１８】硬化剤としては、アミン系硬化剤があり、
メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、
ジアミノジフェニルスルフォンなどの芳香族アミン、ヘ
キサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカ
ンメチレンジアミン等のポリメチレンジアミン、ビス（
４−アミノシクロヘキシル）メタン、ポリアミドポリア
ミン、メチルイミダゾールなどを用いた場合のマイクロ
カプセル１は、高分子等の絶縁材料により被覆層４を形
成しマスクロカプセル化した構造となっており、異方性
導電材料としては、このマイクロカプセル１が、エポキ
シ樹脂、アクリレート樹脂等の接着樹脂９中に分散され
ている。硬化材の量としては、樹脂１００重量部に対し
て０．１〜１００重量部が適当である。
【００１９】さらに、この種の異方性導電材料としては
、エポキシ樹脂等の中にマイクロカプセル以外にヒドラ
ジド系、アミンイミド系、ジシアンジアミド系などの潜
在性硬化剤を併用することができる。
【００２０】あるいは、硬化促進剤として、イミダゾー
ル系、イミダゾリン系、３−置換フェニル−１，１−ジ
メチル尿素系、アルキル置換グアニジン系、モノアミノ
ピリジン系、アミンイミド系等を用いた場合に、マイク
ロカプセル１は、高分子等の絶縁材料により被覆層４を
形成してマイクロカプセル化した構造となっている。
【００２１】異方性導電材料としては、このマイクロカ
プセル１が、硬化剤と共にエポキシ樹脂、アクリレート
樹脂等の接着樹脂９中に分散されている。
【００２２】硬化剤としては、ヒドラジド系、アミンイ
ミド系、ジシアンジアミド系、アミン系などを用いるこ
とができる。
【００２３】硬化促進剤の量としては、樹脂１００重量
部に対して０．１〜５０重量部が適当である。さらに、
硬化剤の量としては、樹脂１００重量部に対して１〜２
０重量部が適当である。
【００２４】次に、本発明の実装方法について、図２を
参照して説明する。図２（ａ），（ｂ）は、本発明のＬ
ＳＩチップの接続方法を工程順に示す断面図である。ま
ず図２（ａ）に示すように、ＬＳＩチップ５の表面には
、電極パッド６が形成され、基板７には電極パッド６に
対応して電極端子８が形成されている。次にＬＳＩチッ
プ５の電極パッド６の表面を洗浄し、その後、マイクロ
カプセル１を含む接着樹脂９を、電極パッド６を含めた
ＬＳＩチップの表面に塗布する。さらに、基板７の電極
端子８を含む表面を洗浄し、電極端子８を含む表面にマ
イクロカプセル１を含む接着樹脂９を塗布する。次に、
電極パッド６と電極端子８とを向き合わせて、ＬＳＩチ
ップ５を基板７上に載せる。
【００２５】次に、図２（ｂ）に示すように、荷重を加
えてＬＳＩチップ５を圧下し、マイクロカプセル１を圧
し潰し、電極パッド６と電極端子８とを密着させる。マ
イクロカプセル１が潰れると、カプセル内の重合開始剤
（又は硬化剤、硬化促進剤）３が流出し、接着樹脂９が
固着する。これによって、電極パッド６と電極端子８間
が導電体２を介して接続される。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の異方性導
電材料は、導電体及び重合開始剤または硬化剤または硬
化促進剤を核材とし、該核材を包合する壁材が絶縁材料
からなるマイクロカプセル構造のため、電極パッドと電
極端子間を電気的に接続実装する場合には、加圧あるい
は、加圧と加熱によりマイクロカプセルを破壊し、重合
開始剤または硬化剤または硬化促進剤が流出することに
より、絶縁樹脂接着剤を固化させることができる。した
がって、本接続方法によれば、ＬＳＩチップの電極パッ
ドと基板の電極端子間のみを電気的に接続し、他の部分
は、カプセル表面の絶縁材料により絶縁性を保たせるた
め、接続信頼性が高く、実装作業性に優れ、特に高精細
化接続に有用である。
【００２７】また、本発明の異方性導電材料は、重合開
始剤または硬化剤または硬化促進剤をマイクロカプセル
化し、接着樹脂と隔離した構造となっているので、保存
性が良く、貯蔵安定性に優れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるマイクロカプセルの構造図であ
る。
【図２】本発明に係わるＬＳＩの接続方法を工程順に示
す断面図である。
【図３】従来のＬＳＩチップの接続方法を工程順に示す
断面図である。
【符号の説明】
１　　マイクロカプセル ２　　導電体（導電性粒子） ３　　重合開始剤または硬化剤または硬化促進剤４　　
被覆層 ５　　ＬＳＩチップ ６　　電極パッド ７　　基板 ８　　電極端子 ９　　接続樹脂

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　導電体及び重合開始剤を核材とし、該
    核材を包合する壁材が絶縁材料からなるマイクロカプセ
    ルを、該重合開始剤により反応可能な絶縁性樹脂中に分
    散させてなる異方性導電材料。
  2. 【請求項２】　　導電体及び硬化剤を核材とし、該核材
    を包合する壁材が絶縁材料からなるマイクロカプセルを
    、該硬化剤により反応可能な絶縁性樹脂中に分散させて
    なる異方性導電材料。
  3. 【請求項３】　　導電体及び硬化促進剤を核材とし、該
    核材を包合する壁材が絶縁材料からなるマイクロカプセ
    ルを、該硬化促進剤により反応可能な硬化剤を絶縁性樹
    脂中に分散させてなる異方性導電材料。
  4. 【請求項４】　　異方性導電材料を用いて半導体チップ
    を配線基板のボンディング領域に実装する集積回路素子
    の接続方法であって、異方性導電材料は、接着樹脂中に
    、導電体及び重合開始剤、硬化剤または硬化促進剤を核
    材とし、該核材を包合する壁材が熱可塑性若しくは熱硬
    化性の絶縁性樹脂からなるマイクロカプセルを分散させ
    たものであり、半導体チップと配線基板のボンディング
    領域に異方性導電材料を介在させる工程と、半導体チッ
    プを配線基板に相対的に加圧してあるいは加圧と加熱と
    を併用して異方性導電材料に含まれたマイクロカプセル
    を圧し潰す工程とを有し、マイクロカプセル中の重合開
    始剤、硬化剤又は硬化促進剤を絶縁性樹脂と反応させて
    樹脂を固着させると共にカプセル中に含まれた導電体を
    介して半導体チップを配線基板に電気的に導通させるこ
    とを特徴とする集積回路素子の接続方法。
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