JPS6347942A

JPS6347942A - 半導体装置

Info

Publication number: JPS6347942A
Application number: JP19237986A
Authority: JP
Inventors: Masao Funada; 雅夫舟田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1986-08-18
Filing date: 1986-08-18
Publication date: 1988-02-29

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〕この発明は、ＩＣチップ、トランジスタ等の半導体素子
と配線基板とを接続する接続構造に係り、特に、導電性
微粒子を用いた半導体素子、実装構造に関する。

〔従来の技術］ＩＣチップ、トランジスタ等の半導体素子と配線基板と
を接続する方法としては、種々の方法が提案されている
。例えば、リード配線が形成されたセラミック基板に、
ＩＣチップを載置固定した後、リード配線部分とＩＣチ
ップ等のパッド部分を金線等によって接続するワイヤボ
ンデーイング方式、先８１部にバンプが形成されたイン
ナーリードを有するテープ状のポリイミドフィルムのｉ
ｉ記バンブ部分をＩＣチップ等のパッド部分と接続する
テープ・オートメイテフド・ボンディング方式（ＴＡＢ
方式）、ＩＣチップのパッド部分にバンプを形成してお
きこのバンプ部を、リード配線が形成された基板上に接
続するフリップ・チップ方式等がある。これらの方式は
、それぞれ長所を有しており、従来より多用されている
ところであるが、いずれの方式も自動化のためには比較
的複雑な装置・工程を必要としている。

そこで、最近導電性に異方性をもたせた接着剤を使用す
る方式が提案されている（特開昭６０−１８０１３２号
公報）。

この方式の１つに、異方導電マイクロ・カプセルを用い
たものが提案されている。これは、第６図に示すような
マイクロ・カプセルを用いるものである。第６図におい
て、マイクロ・カプセル１０は金属等の導電性球状粒子
１２を熱可塑性樹脂１１で包み込んだものであり、導電
性球状粒子１２の直径ｄ＝１〜１０μｍ程度であり、そ
の外側の熱可塑性樹脂１１の厚さｚ＝１〜５μｍ程度の
ものである。

導電性球状粒子１２は、例えばＰｄ粉末が用いられるが
、Ｐｄ粉末は、球状で粒径のそろったものが得られ、粒
度を調整することによりその誤差も±２％程度のものが
得られている。熱可塑性樹脂１１には、種々の樹脂が用
いられるが、例えば、スチレン／アクリロニトリル熱可
塑性ポリマー、ポリブチレンテレフタレート、ポリ　（
４−メチルペンテン−１）等が好適である。導電性球状
粒子１２は、金属粒子でなくとも良（、例えば、微少の
ポリマー粒子にＮｉメツキを施したようなものも使用し
うる。

このような、マイクロ・カプセル１０を、第７図（イ）
に示すように、ＩＣチップ１のパッド部分２に対応した
配線基板４の電極５部分に配置し、しかる後、これを加
熱加圧する。このようにすると、マイクロ・カプセル１
０の外側の熱可塑性樹脂１１が溶け、パッド部分２と電
極５とが、金属等の導電性球状粒子１２によって接続さ
れる。この状態で加熱を停止し、冷却するとパッドと電
極とが接続した状態で熱可塑性樹脂１１によって固着さ
れる。なお、マイクロ・カプセル１０を配線基板４の電
極５の部分にのみ配置するには、電極５の部分のみに接
着剤６を設け、この上にマイクロ・カプセルを散布すれ
ば良い。散布後、基板５をうらがえして、不要部分に散
布されたマイクロ・カプセルを除去する。マイクロ・カ
プセル１０は、溶融後回固着した状態で積方向には互い
に絶縁されているが、縦方向には導電性を有している。

この方法による例として、平均粒径１，１９μｍのＰｄ
粉末に膜厚０．５μｍのスチレン／アクリロニトリル熱
可塑性ポリマーを施した異方導電マイクロ・カプセルを
用いた例では、分解能約２０本／ｍｍ（ラインスペース
２５μｍ）接続抵抗値約０．１６〜０．３６Ω／バツド
の異方導電性が得られた。（パッド面積的、１．９　Ｘ
　Ｌｏａｍ”　、１３８　Ｘ　１３８μｍ２程度）。

なお、３は通常のＩＣチップに設けられているパッシベ
ーション膜であり、図示のとおり、パッド部分２よりわ
ずかに突出している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述の従来例のものにおいても、分解能、接続抵抗値と
も、ＩＣチップを実装する際の性能としては充分なもの
が得られるが、この従来例のものでは、マイクロ・カプ
セルを電極５の部分のみに配置する為の特別な加工工程
が必要となるという問題点を有する。

また、マイクロ・カプセルの異方導電性を利用し、全面
にマイクロ・カフセルを配置し、加熱加圧して、実装す
るものもあるが、この場合は、加熱加圧する際にＩＣチ
ップ表面のパッシベーション膜を破壊したり、場合によ
ってはＩＣチップ表面の配線パターンをも破壊してしま
うという問題点を有していた。またこの場合には、ＩＣ
チップのサブストレート・ダイシング部分とのショート
を起すというような時もあった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たものであり、ＩＣチップにダメージを与えることなく
、しかもパッド部分のみにマイクロ・カプセルを配置せ
ずに、ＩＣチップ等の半導体素子等と配線基板とを接続
できる半導体装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するため、この発明においては、上
面に配線パターンを有する基板と、外部への接続のため
のパッド部分を有するＩＣチップ等の半導体素子とを異
方導電性のマイクしトカプセルによって接続固着した半
導体装置において、半導体素子のパッドに対応する部分
の電極の厚さを、他よりも厚く構成したことを特徴とす
る。

このように構成することにより、マイクロ・カプセルを
特にパッド部分のみに配置することなく、全面に設けて
も、半導体素子のパッシベーション膜、配線パターンを
破壊することもなく、また、サブストレートとの短絡を
起すこともない、半導体素子の実装構造を実現すること
ができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この発明の一実施例を説明する
。

第１図は、この発明の一実施例である。第１図において
は、１はＩＣチップであり、半導体基板に形成された素
子領域２０および多層に形成された配線パターン領域２
１を有する。２はＩＣチップのパッド領域であり、この
部分が外部の配線基板の電極に接続される。パッド領域
２を除いた配線パターン領域２１等の表面には、パッシ
ベーション膜３が設けられている。

４は配線基板であって、電極５を有している。

電極５はＩＣチップエのパッド領域２に対向しており、
後で説明するようにマイクロ・カプセル１０により相互
に接続されることになる。

マイクロ・カプセル１０は、第６図で説明したように、
中心部の導電粒子１２（第１図では、両側のマイクロ・
カプセル中に破線で示しである）とその外側の熱可塑性
（封脂層１１より成り、図に示すように一層に並べられ
た形で配置される。このようにマイクロ・カプセルを一
層に並べるには、配線基板４の表面全面に接着剤を塗布
しておき、この接着剤塗布面にマイクロ・カプセルを散
布し、その後、余分のマイクロ・カプセルを除去すれば
良い・その後、ＩＣチップ１を、配線基板４に対し、加熱しな
がら加圧する。第７図と共に説明したように、このよう
な加熱加圧により、マイクロ・カプセルの熱可塑性樹脂
１１は、熔融し、中心部の導電粒子１２が、パッド領域
２と電極５とを電気的に接続する。その後冷却されると
、樹脂１１は、ＩＣチップ１と配線基板４を接着したま
ま固着する。

この発明においては、電極５の厚さを厚くして、ＩＣチ
ップ１のパッド領域２と電極５とが、導電粒子１２によ
って接続された状態で、電極５とパッド領域２以外の部
分で導電粒子がパッシベーション膜３にまで届かないよ
うにしておく。即ら、パッシベーション膜３の厚さをａ
として（パ・ノド部分よりパッシベーション膜３はａだ
け突出することになる）、電極５の厚さＸとすると、ｘ
＞ａ＋α　・・−・−・・−−−−一・−・−・・・−
−−−−（１）だだしαは、導電粒子１２のバラツキ及
び安全率を見込んだ量、とする。このように構成することにより粒径がコントロ
ールされたマイクロ・カプセル１０は、ＩＣチップ１の
パッド領域以外の個所とでは接触することない。

第２図は、やはり電極５を厚く構成した状態を示してい
るが、この場合、電極５は、電極５″にまで引出すため
の領域５′を有する場合を示しており、この場合、電極
５の厚さより引出領域５′の厚さをうずくしている。

このとき、電極５と引出領域５′の間と膜着Ｘ′はパッ
シベーション膜の厚さをａ、マイクロ・カプセルのつぶ
れ寸法（熱可塑性樹脂部分の厚さ）ｂ、マイクロ・カプ
セルとパッシベーション膜の寸法のバラツキ分をＣとす
れば、Ｘ　′　≧ａ＋ｂ＋ｃとなる。一般に、ａ＝１μｍｆ１度、ｂ”＝０．５〜１
μｍ、ｃ″＝０．１〜０．５μｍであるからＸ′は約２
μｍ強あれば良い。

この場合、ＩＣチップのダイシング部分６とマイクロ・
カプセル１０は接融することはなく、ＩＣチップの基才
反がショートされることもない。

なお、引出領域５′を形成するには、全体を厚くした電
極５をエツチングしても良く、又、全体をうずくした電
極に対し、電極５のみをさらに厚く構成しても良い。

第３図、第４図は、配線基板の応用例である。

第３図の場合は、電極５、引出領域５′に加え、配線パ
ターンの電流容量を増加させるためのパターン７を設け
たものである。また、第４図の場合は、電流容量を増加
させる必要がない場合であり電極５以外の部分全体をう
ずく構成したものである。

第５図は、この発明のさらに他の実施例である。

この場合、配線基板、ｔの電極５の一部を厚くするかわ
りに、ＩＣチップ１のバッド部分２の厚さを、厚くする
ため、さらにバンプ７を設けたちのであり、バンブ７の
厚さを、パッシベーション膜３の厚さより大としたもの
である。バンプ７の厚さＸは、第１図で説明したとおり
のものであれば良い。

また、マイクロ・カプセルに躍らず、一般に市販されて
いる異方導電接着剤（例えば特開昭６０−１９３３５３
号公報、特開昭６０−２６２４８９号公報、特開昭６０
−２０７３９７号公報等に記載の如く、主にスチレンブ
タジェンゴムと半田球あるいはＮｉ微粒子の混在物）を
用いた場合にも、この方式を適用すれば、ＩＣチップの
パッシベーション膜のｔＲｌＸやダイシング部分でのサ
ブストレート・ショートを防止することができ、確実な
ＩＣ接続が可能となる。

また、特に図には示さないが、多層基板で絶縁層（表面
）上にスルーホールを介して、ワイヤポンディングパッ
ドに対応した部分のみ配線電極を形成した形であって良
い。

〔発明の効果〕

以上、述べたようにこの発明によれば、配線基板上に電
極部分を含めて全面に接着剤を設けて、マイクロ・カプ
セルを全面に設けておいても、パッシベーション膜を損
傷することなく、ＩＣチップと配線基板を確実に接着す
ることができるので、接続工程が簡単であり、能率が良
い。

特に、パターニングした形の接着剤を形成するための特
別な工程が不要であり、製造が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこの発明の一実施例、第３図、第４図
、第５図はそれぞれこの発明の他の実施例である。第６
図はこの発明に用いるマイクロ・カプセルを示す菌、第
７図は従来例を示す図である。１−−−　Ｉ　Ｃチップ　　　２−パッド領域３−パッ
シベーション膜４−配線基板　　　　５−電極６−ダイシング部分　７−バンブ１０−ｍ−マイクロ・カプセル１］−熱可塑性樹脂１２−導電粒子第１図と第２図第３図第４図第５図第６図０　　　（イ）０　　（ロ）第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）上面に配線パターンを有する配線基板と、外部へ
の接続パッドを有する半導体素子とを、異方導電性マイ
クロ・カプセルによって接続固着した半導体装置におい
て、接続パッドと、それに対応する配線基板上の電極部
分との間隙を、その他の部分より狭くしたことを特徴と
する半導体装置。
（２）配線基板上の電極の厚さを厚くすることにより、
接続パッドと電極部分の間隙を狭くしたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の半導体装置。
（３）接続パッドを厚くすることにより、接続パッドと
電極部分の間隙を狭くしたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の半導体装置。
（４）接続パッドと電極間隙を、少なくとも半導体装置
のパッシベーション膜の厚さ分だけ狭くしたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項または第２項の半導体装置
。