JP4990711B2 - Ｉｃチップの製造方法及びｉｃチップの実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、接続端子としてバンプを有するＩＣチップ、及びＩＣチップを用いた実装方法に関する。

従来より、例えば液晶表示装置等の配線（ガラス）基板上にＩＣチップを実装する手段として、異方導電性接着フィルムが用いられている（例えば、特許文献１参照）。

この異方導電性接着フィルムを用いてＩＣチップの実装を行うには、ＩＣチップの接続端子（バンプ）と配線基部の電極端子との間に異方導電性接着フィルムを介在させ、熱圧着ヘッドによってＩＣチップを加熱するとともに押圧することによって熱圧着を行う。

しかし、従来、ＩＣチップに設けられたバンプのうち、特定のバンプに関して接続不良が生ずる場合がある。

例えば、図７（ａ）に示すように、ＩＣチップ１０１のチップ本体１０２縁部に設けられたバンプ１０３、１０４のうち、短辺側に設けられたバンプ（楕円Ａ、Ｂ内）に接続不良が生ずる場合がある。

また、図７（ｂ）に示すように、ＩＣチップ２０１のチップ本体２０２長辺部に設けられたバンプ２０３〜２０５のうち、一方の長辺側においてバンプが千鳥状に設けられたＩＣチップ２０１にあっては、外側のバンプ２０４（楕円Ｃ内）に接続不良が生ずる場合がある。

さらに、近年、ＩＣチップのバンプの接続面形状が細長いものがあり、そのようなバンプにおいては、チップ縁部の近傍の部分において接続不良が生ずる場合もある。
特開平８−７６５８号公報

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたもので、接続不良が発生せず導通信頼性を向上させることが可能な異方導電性接着剤を用いたＩＣチップの接続技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、接続電極としてチップ本体に複数の実装端子を有し、異方導電性接着剤によって実装されるＩＣチップを製造する方法であって、前記複数の実装端子のうち、長方形状の接続側面の短辺側縁部に設けた実装端子について、他の実装端子の厚さより厚く形成しておき、その後、頂部を形成する領域以外の領域の表層部分をエッチングによって除去して当該領域の高さを前記頂部を形成する領域の高さより低くすることにより、一つの実装端子内において接続部の高さが異なり、かつ、当該実装端子の頂部が他の実装端子の高さより高い高低差実装端子を設ける工程を有するものである。
請求項２記載の発明は、接続電極としてチップ本体に複数の実装端子を有し、異方導電性接着剤によって実装されるＩＣチップを製造する方法であって、
前記複数の実装端子を接続側面の縁部に沿って複数の列状に設け、当該複数列の実装端子のうち、当該接続側面の縁部外側に配置された実装端子について、他の実装端子の厚さより厚く形成しておき、その後、頂部を形成する領域以外の領域の表層部分をエッチングによって除去して当該領域の高さを前記頂部を形成する領域の高さより低くすることにより、一つの実装端子内において接続部の高さが異なり、かつ、当該実装端子の頂部が他の実装端子の高さより高い高低差実装端子を設ける工程を有するＩＣチップの製造方法。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記接続側面の短辺側縁部に設けられた実装端子の高さと、前記他の実装端子の高さとの差が、使用する異方導電性接着剤の導電粒子の粒径の５％〜９５％であるものである。
請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記接続側面の縁部外側に設けられた実装端子の高さと、前記他の実装端子の高さとの差が、使用する異方導電性接着剤の導電粒子の粒径の５％〜９５％であるものである。
請求項５記載の発明は、所定の接続電極が形成された配線基板と、請求項１乃至４のいずれか１項記載の方法によって製造されたＩＣチップとの間に異方導電性接着剤を配置し、加熱及び加圧を行うことにより、前記配線基板と前記ＩＣチップを接着するとともに当該電極同士を電気的に接続する工程を有するＩＣチップの実装方法である。

本発明の場合、接続電極としてチップ本体に設けられた複数の実装端子のうち、長方形状の接続側面の短辺側縁部や、接続側面の縁部に沿って実装端子が複数の列状に設けられた場合の縁部外側の実装端子について、一つの実装端子内において接続部の高さが異なり、かつ、当該実装端子の頂部が他の実装端子の高さより高い高低差実装端子を設けるようにしたことから、異方導電性接着剤を用いて熱圧着を行った場合に、従来技術ではつぶれ状態が不十分であった特定の導電粒子を十分に圧縮することができる。
その結果、本発明によれば、各実装端子上における導電粒子の圧縮状態を均一にすることができるので、種々のタイプのＩＣチップにおいて、導通信頼性を向上させることができる。
特に、本発明によれば、径の大きな導電粒子を用いることなく、また実装端子の接続面形状が細長い場合であっても、導通信頼性を向上させることができるので、ファインピッチのバンプ状実装端子を有するＩＣチップに有用となるものである。
しかも、本発明によれば、長方形状の接続側面の短辺側縁部に設けた実装端子又は接続側面の縁部に沿って実装端子が複数の列状に設けられた場合の縁部外側の実装端子について、他の実装端子の厚さより厚く形成しておき、その後、頂部を形成する領域以外の領域の表層部分をエッチングによって除去して当該領域の高さを前記頂部を形成する領域の高さより低くすることにより高低差実装端子を設けることから、一つの実装端子内において接続部の高さが異なるＩＣチップを簡易な工程によって製造することができる。

本発明によれば、接続不良が発生せず導通信頼性を向上させることができる異方導電性接着剤を用いたＩＣチップの接続技術を提供することができるとともに、簡易な工程でこのようなＩＣチップが得られる製造技術を提供することができる。

以下、本発明に係るＩＣチップの製造方法及びＩＣチップの実装方法の好ましい形態について図面を用いて説明する。

なお、後述するように、本発明に用いる異方導電性接着剤７は、絶縁性接着剤樹脂８中に導電粒子９が分散されているものであるが、その態様としては、ペースト状又はフィルム状のいずれにも適用することができる。

図１（ａ）（ｂ）は、本発明に用いるＩＣチップの実施の形態を示す概略図で、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は正面図である。また、図２（ａ）（ｂ）及び図３（ａ）（ｂ）は、本発明の原理を示す説明図である。

図１（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態のＩＣチップ１は、例えば、ＣＯＧ（Cip On Glass）方式に用いられるもので、長方体形状のチップ本体２を有し、その接続側面２ａが長方形形状に形成されている。

ＩＣチップ１の接続側面２ａの縁部（長辺及び短辺）には、接続電極として、以下のようなバンプを用いた実装端子３、４が、所定のピッチをおいて複数個設けられている。なお、実装端子３、４は、その平面形状が長方形形状で、その短辺側がＩＣチップ１の接続側面２ａの縁部に対向するように配置されている。

本実施の形態の場合、実装端子３、４は、それぞれパターン状のＡｌ（アルミニウム）からなる電極部上に、Ａｕ（金）からなるバンプを形成することにより構成されている。

ここで、Ａｌ電極部上にＡｕバンプを形成するには、例えば以下に説明する公知のめっき法（例えば特許２９３６６８０号公報参照）を用いることができる。
すなわち、めっき法では、Ａｌ配線（電極部）と絶縁膜が形成されたＳｉ基板を用意し、この絶縁膜にＡｌ配線を外部に接続するための開孔を形成し、その全面にＴｉ（チタン）をスパッタしてＴｉ膜を形成し、Ｐｄ（パラジウム）をスパッタしてＰｄ膜を形成する。次いで、その上にレジストを被着しこれをパターニングすることによって、Ａｕバンプ形成用の開孔を有するレジストマスクを形成する。
さらに、前述の開孔からＰｄ膜の上にＡｕめっきを施してＡｕめっき層を形成し、その後、前述のレジストマスクを除去し、さらに金めっき層をマスクにしてＰｄ膜とＴｉ膜をエッチングする。これによりＡｌ電極部上に形成されたＡｕバンプを得る。

本発明では、複数の実装端子３、４のうち、予め特定された領域の実装端子について、一つの実装端子内において接続部の高さが異なり、かつ、当該実装端子の頂部が他の実装端子の高さより高くされている。

本実施の形態においては、図１（ａ）（ｂ）に示すように、ＩＣチップ１の接続側面２ａの短辺側縁部（楕円Ａ，Ｂで示す領域）に設けられた実装端子４は、一つの実装端子内において接続部の高さが異なり、かつ、当該実装端子の頂部４ａが長辺側縁部の実装端子３の高さより高くなるように構成されている（以下「高低差実装端子」という）。

本発明の場合、ＩＣチップ１の短辺側縁部の高低差実装端子４の頂部４ａの高さを長辺側縁部の実装端子３の高さより高くする方法は、特に限定されることはないが、製造工程の簡易さの観点からは、当初高低差実装端子４を厚く形成しておき、頂部４ａを形成する領域以外の領域のバンプ表層部分をエッチング等によって除去してその領域の高さを低くすることが好ましい。

この場合、例えば、図３（ｂ）に示すように、ＩＣチップ１の接続側面２ａ上にパッシベーション膜２１を形成した後、Ａｌ電極部２０上に、上記方法によって、バンプ部４０を形成し、さらに、その表層部分をエッチングによって部分的に低くする（符号４ｂにより示す領域）。

これにより、一つの実装端子内において接続部の高さが異なり、かつ、当該実装端子の頂部４ａが長辺側縁部の実装端子３の高さより高くなるように構成された高低差実装端子４を有するＩＣチップ１が得られる。

本発明の場合、高低差実装端子４において頂部４ａを設ける位置は特に限定されることはないが、導電粒子９の圧縮率をより確実に高める観点からは、高低差実装端子４の、ＩＣチップ１の接続側面２ａの（短）縁部に近い部分に頂部４ａを設けることが好ましい。

以下、本発明の原理を図２（ａ）（ｂ）及び図３（ａ）（ｂ）を用いて説明する。
ここでは、接続電極１３、１４が設けられた配線基板１１上に、ＩＣチップ１を実装する場合を考える。配線基板１１の接続電極１３、１４は、ＩＣチップ１の実装端子３、高低差実装端子４にそれぞれ対応するものである。

ＩＣチップ１の実装時には、図２（ａ）に示すように、配線基板１１とＩＣチップ１との間に、異方導電性接着剤７を配置して熱圧着を行うが、その際、ＩＣチップ１側から加熱及び加圧を行う。

この場合、ＩＣチップ１の到達温度は２００〜２５０℃程度となるが、配線基板１１側の到達温度は１００〜１５０℃程度とＩＣチップ１に比べて低いため、加熱時にはＩＣチップ１の方が延びた状態となっている。このため、実装後、冷却の際にＩＣチップ１のチップ本体２の収縮が大きく、例えば、図２（ｂ）に示すように、配線基板１１よりＩＣチップ１の反りが大きくなり、結果として、実装部分全体に反りが発生する。

この状態では、ＩＣチップ１の接続側面２ａの縁部のうち短辺側縁部２ｂに応力が加わりやすいので、図３（ａ）に示すように、異方導電性接着剤７の導電粒子９に対する押圧力、特に短辺側縁部２ｂに最も近い領域の導電粒子９ｂが接続側面２ａ内方側の領域の導電粒子９に比べて小さく、導電粒子９ｂの変形（圧縮）率が不足する傾向にある。

そこで、例えば、図３（ｂ）に示すように、ＩＣチップ１の接続側面２ａの短辺側縁部２ｂにおいて、上述した頂部４ａを有する高低差実装端子４を設け、この頂部４ａの高さを、接続側面２ａの長辺側縁部に設けられた実装端子３の高さより高くすることにより、ＩＣチップ１の短辺側縁部の高低差実装端子４において導電粒子９に対して均一の力で押圧して圧縮率を均一にすることができる。そして、その結果、ＩＣチップ１の接続側面２ａの各縁部における導電粒子９の圧縮率を均一にすることができる。

図４（ａ）（ｂ）、図５（ａ）（ｂ）及び図６（ａ）（ｂ）は、本発明の他の実施の形態を示すものであり、以下、上記実施の形態と同一の部分については同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。

図４（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態のＩＣチップ１Ａは、チップ本体２の接続側面２ａの長辺側縁部に、接続電極としての実装端子３、４Ａ、５が設けられているものである。
すなわち、本実施の形態では、ＩＣチップ１Ａの接続側面２ａの長辺側縁部の一方において、この長辺側縁部に沿って２列の実装端子４Ａ、５が千鳥状に配列されている。

そして、ＩＣチップ１Ａの接続側面２ａの一方の長辺側縁部外側（楕円Ｃで示す領域）に、上述した高低差実装端子４Ａが設けられている。すなわち、この高低差実装端子４Ａは、一つの実装端子内において接続部の高さが異なり、かつ、当該実装端子の頂部４ａが長辺側縁部の実装端子３の高さより高くなるように構成されている。

この場合、高低差実装端子４Ａの頂部４ａは、ＩＣチップ１Ａの接続側面２ａの長縁部に近い部分に設けられている。また、高低差実装端子４Ａに頂部４ａを設ける方法は、上記実施の形態と同様の方法を採用することができる。

なお、本実施の形態の場合、ＩＣチップ１Ａの接続側面２ａの短辺側縁部には、実装端子は設けられていない。

本実施の形態において、ＩＣチップ１Ａの実装時にＩＣチップ１Ａ側から加熱及び加圧を行うと、図５（ｂ）に示すように、チップ本体２の中央部分が長辺側縁部と比較して沈み込む傾向がある。

このため、ＩＣチップ１Ａの実装後において、チップ本体２の中央部分と長辺側縁部との高さに差が生ずる。この差は、２列の実装端子４Ａ、５が設けられた側の長辺側縁部において、特に大きくなる（数μｍ程度）。

その結果、この長辺側縁部外側の実装端子４Ａの導電粒子９に対する押圧力が、他の領域の導電粒子９に比べて小さくなり、図６（ａ）に示すように、特に長辺側縁部２ｃに最も近い領域の導電粒子９ｃの変形（圧縮）率が不足する傾向にある。

そこで、ＩＣチップ１Ａの接続側面２ａの長辺側縁部２ｃ外側における実装端子として、上述した頂部４ａを有する高低差実装端子４Ａを設け、この頂部４ａの高さを、接続側面２ａの長辺側縁部２ｃ内側の実装端子３の高さより高くすることにより（図６（ｂ）参照）、上記実施の形態と同様に、ＩＣチップ１Ａの縁部の各部分において導電粒子９に対して均一の力で押圧して圧縮率を均一にすることができる。

なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、頂部を有する高低差実装端子については、上述の実施の形態のように接続側面の縁部（短辺部又は長辺辺部）に配列されたものの全部には限られず、一部の実装端子であってもよい。

この場合、チップ本体の接続側面の隅部分に高低差実装端子を設けるなどＩＣチップに応じて種々の変更を行うことができる。

また、高低差実装端子の頂部の形状、高さ等については、使用するＩＣチップの大きさ形状に応じて適宜変更することができる。

また、高低差実装端子に頂部を設ける方法については、上述したように、当初電極部を厚く形成しておき、実装端子の高さを高くする領域以外の領域の電極部の表層部分をエッチング等によって除去してその領域の高さを低くする方法のほか、高低差実装端子の頂部を設ける部分について、電極部上に金属によるかさ上げ部を設けて多層化することもできる。

この場合、かさ上げ部の形成方法としては、例えば、アルミニウムを用いたスパッタリング法を採用することができる。

さらに、本発明は、上記実施の形態のタイプのＩＣチップのみならず、種々のタイプのＩＣチップに適用することができるものである。

（ａ）：本発明に用いるＩＣチップの実施の形態を外観構成を示す概略平面図である。（ｂ）：同ＩＣチップの外観構成を示す概略正面図である。 （ａ）（ｂ）：本発明の原理を示す説明図である。 （ａ）（ｂ）：本発明の原理を示す説明図である。 （ａ）：本発明に用いるＩＣチップの他の実施の形態を外観構成を示す概略平面図である。（ｂ）：同ＩＣチップの外観構成を示す概略側面図である。 （ａ）（ｂ）：本発明の原理を示す説明図である。 （ａ）（ｂ）：本発明の原理を示す説明図である。 （ａ）：従来例に係るＩＣチップの外観構成を示す概略平面図である。（ｂ）：他の従来例に係るＩＣチップの外観構成を示す概略平面図である。

符号の説明

１ ＩＣチップ
２ チップ本体
２ａ 接続側面
２ｂ 短辺側縁部
３ 実装端子
４ 高低差実装端子
４ａ 頂部
７ 異方導電性接着剤
９ 導電粒子

Claims (5)

1. 接続電極としてチップ本体に複数の実装端子を有し、異方導電性接着剤によって実装されるＩＣチップを製造する方法であって、
   前記複数の実装端子のうち、長方形状の接続側面の短辺側縁部に設けた実装端子について、他の実装端子の厚さより厚く形成しておき、その後、頂部を形成する領域以外の領域の表層部分をエッチングによって除去して当該領域の高さを前記頂部を形成する領域の高さより低くすることにより、一つの実装端子内において接続部の高さが異なり、かつ、当該実装端子の頂部が他の実装端子の高さより高い高低差実装端子を設ける工程を有するＩＣチップの製造方法。
2. 接続電極としてチップ本体に複数の実装端子を有し、異方導電性接着剤によって実装されるＩＣチップを製造する方法であって、
   前記複数の実装端子を接続側面の縁部に沿って複数の列状に設け、当該複数列の実装端子のうち、当該接続側面の縁部外側に配置された実装端子について、他の実装端子の厚さより厚く形成しておき、その後、頂部を形成する領域以外の領域の表層部分をエッチングによって除去して当該領域の高さを前記頂部を形成する領域の高さより低くすることにより、一つの実装端子内において接続部の高さが異なり、かつ、当該実装端子の頂部が他の実装端子の高さより高い高低差実装端子を設ける工程を有するＩＣチップの製造方法。
3. 前記接続側面の短辺側縁部に設けられた実装端子の高さと、前記他の実装端子の高さとの差が、使用する異方導電性接着剤の導電粒子の粒径の５％〜９５％である請求項１記載のＩＣチップの製造方法。
4. 前記接続側面の縁部外側に設けられた実装端子の高さと、前記他の実装端子の高さとの差が、使用する異方導電性接着剤の導電粒子の粒径の５％〜９５％である請求項２記載のＩＣチップの製造方法。
5. 所定の接続電極が形成された配線基板と、請求項１乃至４のいずれか１項記載の方法によって製造されたＩＣチップとの間に異方導電性接着剤を配置し、
   加熱及び加圧を行うことにより、前記配線基板と前記ＩＣチップを接着するとともに当該電極同士を電気的に接続する工程を有するＩＣチップの実装方法。

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