JP2000067949A - Anisotropic conductive sheet and joining structure of joining object using the same - Google Patents
Anisotropic conductive sheet and joining structure of joining object using the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】異方導電性シートを用いて接合対象部品を接合
する場合に、その電気的な接続性を良好にし、しかもそ
の作業も簡易に行うことができるようにする。
【解決手段】電気絶縁性を有するシート体10中に、こ
のシート体10の厚み方向に延びた複数の柱状の導電体
11が設けられている、異方導電性シートAであって、
各導電体11の内部には、導電性を有するウィスカ状の
部材11bが少なくとも1以上配されており、かつ各導
電体11の少なくとも一端部は、ウィスカ状の部材11
bよりも軟質の金属により形成されている。
(57) [Summary] When joining components to be joined using an anisotropic conductive sheet, the electrical connection is improved and the operation can be easily performed. An anisotropic conductive sheet A in which a plurality of columnar conductors 11 extending in a thickness direction of the sheet body 10 are provided in a sheet body 10 having electrical insulation.
At least one or more conductive whisker-like members 11 b are disposed inside each conductor 11, and at least one end of each conductor 11 is connected to the whisker-like member 11 b.
It is formed of a metal softer than b.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本願発明は、たとえば回路基
板に半導体チップを接合するような用途に用いられる異
方導電性シート、およびこれを用いた接合対象物の接合
構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an anisotropic conductive sheet used for bonding a semiconductor chip to a circuit board, for example, and a bonding structure of a bonding object using the sheet.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、異方導電性シートを用いて基板上
に半導体チップを接合する手段としては、特開昭63−
86536号公報に記載の手段がある。この手段は、本
願の図12に示すように、基板7と半導体チップ8との
間に介在される異方導電性シート9を、電気絶縁性を有
する一定厚みのシート体90中に、このシート体90の
厚み方向に延びた複数の柱状の導電体91を設けた構成
としている。各導電体91の長手方向中間部91aはC
uであるのに対し、その長手方向両端部91b,91c
はAuとされている。上記シート体90の表面には、導
電粒子層92も設けている。この導電粒子層92は、絶
縁性接着剤中に金属粉などの導電粒子を均一に分散させ
たものである。2. Description of the Related Art Conventionally, means for bonding a semiconductor chip on a substrate using an anisotropic conductive sheet is disclosed in
There is a means described in JP-A-86536. This means, as shown in FIG. 12 of the present application, converts an anisotropic conductive sheet 9 interposed between a substrate 7 and a semiconductor chip 8 into a sheet body 90 having a constant thickness and having electrical insulation. A plurality of columnar conductors 91 extending in the thickness direction of the body 90 are provided. The longitudinal intermediate portion 91a of each conductor 91 is C
u, the two ends 91b and 91c in the longitudinal direction.
Is Au. A conductive particle layer 92 is also provided on the surface of the sheet body 90. The conductive particle layer 92 is obtained by uniformly dispersing conductive particles such as metal powder in an insulating adhesive.
【0003】上記手段によれば、異方導電性シート9が
基板7と半導体チップ8との対面方向にのみ電気導通性
を有するために、不当な電気的短絡を生じさせないよう
にして、互いに対向する基板7の端子70と半導体チッ
プ8の端子80とを電気的に接続することができる。上
記端子80がアルミ製であって、その表面に酸化被膜
(図示略)が形成されている場合には、上記導電粒子層
92の導電粒子によって上記酸化被膜を破ることも可能
である。したがって、上記手段によれば、たとえば特開
平4−363811号公報や特開昭63−13287号
公報に記載された手段のように、単に電気絶縁性を有す
るシート体中に柱状の導電体を設けたに過ぎない構造の
異方導電性シートを用いる手段と比較すると、基板と電
子部品との間の電気導通性を良好にすることが可能であ
る。According to the above-mentioned means, since the anisotropic conductive sheets 9 have electrical conductivity only in the direction in which the substrate 7 and the semiconductor chip 8 are opposed to each other, an undesired electrical short circuit does not occur and they face each other. The terminal 70 of the substrate 7 and the terminal 80 of the semiconductor chip 8 can be electrically connected. When the terminal 80 is made of aluminum and has an oxide film (not shown) formed on the surface thereof, the oxide film can be broken by the conductive particles of the conductive particle layer 92. Therefore, according to the above-described means, a columnar conductor is simply provided in a sheet having electrical insulation as in the means described in, for example, JP-A-4-363811 and JP-A-63-13287. Compared with the means using an anisotropic conductive sheet having only a simple structure, it is possible to improve the electrical conductivity between the substrate and the electronic component.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の手段では、端子80の酸化被膜をシート体90の表
面に設けた導電粒子層92の導電粒子を利用して破ろう
としているために、次のような不具合があった。However, in the above-mentioned conventional means, the oxide film of the terminal 80 is to be broken using the conductive particles of the conductive particle layer 92 provided on the surface of the sheet member 90. There was such a problem.
【0005】第1に、従来では、上記導電体91の端部
91bを端子80に接触させたときの接続抵抗を小さく
することを目的としてその材質をAuにしているもの
の、上記シート体90の表面に導電粒子層92を設けた
場合には、上記端部91bを端子80の表面に対して広
い面積にわたって直接接触させることはできない。従来
では、上記端部91bと端子80との間に、導電粒子層
92の絶縁性接着剤や導電粒子が介在することとなって
いた。このため、導電体91と端子80との電気導通性
をさほど良好にすることはできなかった。First, in the prior art, the material is made of Au for the purpose of reducing the connection resistance when the end portion 91b of the conductor 91 is brought into contact with the terminal 80. When the conductive particle layer 92 is provided on the surface, the end portion 91b cannot be brought into direct contact with the surface of the terminal 80 over a wide area. Conventionally, an insulating adhesive or conductive particles of the conductive particle layer 92 was interposed between the end portion 91b and the terminal 80. For this reason, the electrical conductivity between the conductor 91 and the terminal 80 could not be made very good.
【0006】第2に、上記導電粒子層92に含まれてい
る導電粒子は、単なる粒径の小さな粒子であり、しかも
絶縁性接着剤中に分散しているに過ぎないために、端子
80の表面に形成されている硬質の酸化被膜を、上記導
電粒子によって突き破ることもさほど容易ではなかっ
た。Second, the conductive particles contained in the conductive particle layer 92 are simply particles having a small particle size and are merely dispersed in an insulating adhesive. It was not so easy to break through the hard oxide film formed on the surface by the conductive particles.
【0007】第3に、従来では、上記異方導電性シート
9の表面に導電粒子層92を設けるには、異方導電性シ
ート9を基板7上に搭載した後に、導電粒子を含む絶縁
接着剤のコーティング作業を行わねばならない。したが
って、この作業が面倒なものとなっていた。Third, conventionally, in order to provide the conductive particle layer 92 on the surface of the anisotropic conductive sheet 9, after the anisotropic conductive sheet 9 is mounted on the substrate 7, an insulating adhesive containing conductive particles is used. The agent must be coated. Therefore, this work was troublesome.
【0008】本願発明は、このような事情のもとで考え
出されたものであって、異方導電性シートを用いて接合
対象部品を接合する場合に、その電気的な接続性を良好
にし、しかもその作業も簡易に行うことができるように
することをその課題としている。The present invention has been conceived in view of the above circumstances, and when joining a component to be joined using an anisotropic conductive sheet, the electrical connection is improved. Further, it is an object of the present invention to make it possible to easily perform the work.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願発明では、次の技術的手段を講じている。Means for Solving the Problems To solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
【0010】本願発明の第1の側面によれば、異方導電
性シートが提供される。この異方導電性シートは、電気
絶縁性を有するシート体中に、このシート体の厚み方向
に延びた複数の柱状の導電体が設けられている、異方導
電性シートであって、上記各導電体の内部には、導電性
を有するウィスカ状の部材が少なくとも1以上配されて
おり、かつ上記各導電体の少なくとも一端部は、上記ウ
ィスカ状の部材よりも軟質の金属により形成されている
ことに特徴づけられる。According to a first aspect of the present invention, there is provided an anisotropic conductive sheet. The anisotropic conductive sheet is an anisotropic conductive sheet in which a plurality of columnar conductors extending in the thickness direction of the sheet body are provided in a sheet body having electrical insulation. At least one or more conductive whisker-like members are disposed inside the conductor, and at least one end of each of the conductors is formed of a metal softer than the whisker-like member. It is characterized by:
【0011】好ましくは、上記ウィスカ状の部材は、
W、Mo、およびCoのいずれか、またはこれらのうち
のいずれかを主要成分とする合金もしくは複合材料であ
るとともに、上記軟質の金属は、In、Sn、Pb、B
i、およびAuのいずれか、またはこれらのうちのいず
れかを含む合金である。Preferably, the whisker-like member is
Any one of W, Mo, and Co, or an alloy or a composite material containing any of these as a main component, and the soft metal is In, Sn, Pb, B
i, or Au, or an alloy containing any of these.
【0012】本願発明の第2の側面によれば、異方導電
性シートを用いた接合対象物の接合構造が提供される。
この接合対象物の接合構造は、本願発明の第1の側面に
よって提供される異方導電性シートが、第1の接合対象
物と第2の接合対象物との間に介装されており、かつ上
記第1の接合対象物と第2の接合対象物とのそれぞれの
端子どうしが、上記導電体を介して電気的に接続されて
いることに特徴づけられる。According to a second aspect of the present invention, there is provided a joining structure for joining objects using an anisotropic conductive sheet.
In the joining structure of the joining object, the anisotropic conductive sheet provided by the first aspect of the present invention is interposed between the first joining object and the second joining object, In addition, the respective terminals of the first joining object and the second joining object are electrically connected via the conductor.
【0013】[0013]
【作用】第1に、本願発明では、異方導電性シートの各
導電体の端部を接合対象物の端子表面に直接接触させて
押圧すると、各導電体の端部の中からウィスカ状の部材
を外部へ突出させることができ、このウィスカ状の部材
を上記端子表面に食い込ませて、端子と各導電体との導
通接続を図ることができる。上記端子表面に被膜が形成
されている場合には、その被膜を突き破って端子に導通
させることもできる。従来とは異なり、被膜を突き破る
ための手段として、異方導電性シートの表面にわざわざ
導電粒子層をコーティング作業によって形成する必要は
ない。First, in the present invention, when the end of each conductor of the anisotropic conductive sheet is brought into direct contact with the terminal surface of the object to be joined and pressed, the whisker-like shape is formed from the end of each conductor. The member can be protruded to the outside, and the whisker-shaped member can be cut into the surface of the terminal to establish a conductive connection between the terminal and each conductor. If a coating is formed on the surface of the terminal, the coating can be pierced to conduct the terminal. Unlike the conventional method, it is not necessary to form a conductive particle layer on the surface of the anisotropic conductive sheet by a coating operation as a means for breaking through the coating.
【0014】第2に、上記ウィスカ状の部材は、その端
部が比較的尖った形状を有しているために、本願発明で
は、端子表面の被膜が硬質であっても、これを比較的簡
単に突き破ることが可能となる。Secondly, since the whisker-shaped member has a relatively sharp end, the present invention uses a relatively thin coating on the terminal surface even if the terminal coating is hard. It is possible to easily break through.
【0015】第3に、本願発明では、ウィスカ状の部材
を接合対象物の端子表面に食い込ませる一方において、
上記ウィスカ状の部材よりも軟質な各導電体の端部を、
上記端子表面に直接接触させて押し潰すことができる。
したがって、各導電体の端部を広い面積で端子表面に直
接接触させることができ、たとえばこの端部と上記端子
の表面との原子拡散による合金化を図るなどして、それ
ら接触部分の接続抵抗を小さくすることができる。上記
端子表面に酸化被膜が形成されているような場合には、
この端子表面に熱と圧力を加えるなどしてその酸化被膜
を破る処理を行うことにより、上記した各導電体の端部
と端子表面との合金化が図れる。Third, according to the present invention, while the whisker-like member is cut into the terminal surface of the object to be joined,
The end of each conductor softer than the whisker-shaped member,
It can be crushed by directly contacting the terminal surface.
Therefore, the ends of the conductors can be brought into direct contact with the terminal surfaces over a wide area. For example, the end portions and the surfaces of the terminals are alloyed by atomic diffusion so that the connection resistance of the contact portions is reduced. Can be reduced. If an oxide film is formed on the terminal surface,
By performing a process of breaking the oxide film by applying heat and pressure to the terminal surface or the like, alloying between the end of each conductor described above and the terminal surface can be achieved.
【0016】本願発明のその他の特徴および利点は、以
下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかにな
るであろう。Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the invention.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
【0018】図1は、本願発明に係る異方導電性シート
の一例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an example of the anisotropic conductive sheet according to the present invention.
【0019】この異方導電性シート1は、シート体10
と、このシート体10に埋設された複数の柱状の導電体
11とを具備して構成されている。この異方導電性シー
ト1は、シート体10の各所のうち、この異方導電性シ
ート1を用いて接合する2つの接合対象物の端子に対応
する箇所にのみ、複数の導電体11を設けた構成とされ
ている。The anisotropic conductive sheet 1 is made of a sheet 10
And a plurality of columnar conductors 11 embedded in the sheet body 10. The anisotropic conductive sheet 1 is provided with a plurality of conductors 11 only at locations corresponding to the terminals of two objects to be joined using the anisotropic conductive sheet 1 among the portions of the sheet body 10. Configuration.
【0020】上記シート体10は、各所の厚みが一定で
あり、その平面視形状はたとえば矩形状である。このシ
ート体10はたとえばポリイミド製であり、電気絶縁性
および弾性を有している。ただし、本願発明では、上記
シート体10の材質としては、シリコーンやエポキシな
どの樹脂類、あるいはゴムを適用することができ、さら
にはこれら以外の材質にしてもかまわない。The sheet body 10 has a constant thickness at various points, and has a rectangular shape in plan view, for example. The sheet body 10 is made of, for example, polyimide, and has electrical insulation and elasticity. However, in the present invention, as the material of the sheet body 10, a resin such as silicone or epoxy, or rubber can be applied, and a material other than these may be used.
【0021】上記各導電体11は、図1のA部拡大図に
よく表れているように、この導電体11の主要部をなす
柱状に形成された金属11aの内部に、導電性を有する
ウィスカ状の部材11bを多数配したものである。上記
金属11aとしては、かなり軟質な金属が用いられてお
り、たとえばIn、Sn、Pb、Bi、およびAuのい
ずれか、またはこれらのうちのいずれかを含む軟質な合
金が用いられている。上記金属11aの直径、すなわち
各導電体11の直径は、たとえば数百μm程度である。As shown in the enlarged view of the portion A of FIG. 1, each of the conductors 11 has a conductive whisker inside a columnar metal 11a which forms a main part of the conductor 11. A large number of members 11b are arranged. As the metal 11a, a fairly soft metal is used, for example, any of In, Sn, Pb, Bi, and Au, or a soft alloy containing any of these. The diameter of the metal 11a, that is, the diameter of each conductor 11 is, for example, about several hundred μm.
【0022】上記各ウィスカ状の部材11bは、ウィス
カ(単結晶の金属繊維成長物)の字句通りに、全体の形
状が比較的細長い繊維状であり、その径はたとえば数μ
m〜数十μmである。ウィスカ自体は、たとえば金属の
メッキ処理工程などによって積極的に生成することでき
るが、本願発明でいうウィスカ状の部材は、そのような
手法で形成してもよいし、あるいはそれ以外の方法で形
成してもよい。本願発明でいうウィスカ状の部材とは、
その形態が金属繊維成長物と同様な細長状であればよ
く、ウィスカそのものでなくてもよい。Each of the whisker-like members 11b has a relatively elongated fibrous shape as a whisker (single crystal metal fiber growth), and has a diameter of several μm, for example.
m to several tens of μm. Whiskers themselves can be positively generated by, for example, a metal plating process, etc., but the whisker-like member referred to in the present invention may be formed by such a method, or formed by other methods. May be. The whisker-like member referred to in the present invention is:
The morphology is not limited to the whisker itself, as long as the form is an elongated shape similar to the metal fiber growth.
【0023】上記多数のウィスカ状の部材11bは、い
ずれも上記各導電体11中において各導電体11と同方
向に延びるように配列されている。上記各ウィスカ状の
部材11bは、上記金属11aよりもかなり硬質な導電
性部材からなり、その具体的な材質としては、W、M
o、およびCoのいずれか、またはこれらのうちのいず
れかを含む合金もしくは炭化物、ホウ化物、珪化物、窒
化物などを含む複合材料が用いられている。The plurality of whisker-like members 11b are arranged in the conductors 11 so as to extend in the same direction as the conductors 11. Each of the whisker-shaped members 11b is made of a conductive member that is considerably harder than the metal 11a.
One of o and Co, or an alloy containing any of these, or a composite material containing carbide, boride, silicide, nitride, or the like is used.
【0024】次に、上記異方導電性シート1の製造方法
について説明する。Next, a method of manufacturing the anisotropic conductive sheet 1 will be described.
【0025】上記異方導電性シート1を製造するには、
まず導電体11を製造する。この導電体11の製造は、
たとえば図2(a)に示すように、一組の型2a,2b
のキャビティ20内に、溶融金属11a'を充填するとと
もに、この溶融金属11a'中に多数のウィスカ状の部材
11bを混入する。上記キャビティ20は、図2(b)
に示すように、一定方向に延びる細長状である。このよ
うな状態において、上記キャビティ20の長手方向両端
部の近傍に一対の電極21a,21bを配置し、これら
一対の電極21a,21b間に磁界を発生させる。する
と、多数のウィスカ状の部材11bのそれぞれは、溶融
金属11a'中において上記磁界の磁力線の方向、すなわ
ちキャビティ20の長手方向に延びた姿勢に並ぶことと
なる。この状態で、上記金属11aを冷却させて固化さ
せれば、図4に示すように、所定の長さを有するバー状
の導電体11’を形成することができ、この導電体1
1’を適当な長さに切断することによって、上記複数の
導電体11を得ることができる。To manufacture the anisotropic conductive sheet 1,
First, the conductor 11 is manufactured. The production of the conductor 11
For example, as shown in FIG. 2A, a pair of molds 2a and 2b
Is filled with a molten metal 11a ', and a number of whisker-like members 11b are mixed into the molten metal 11a'. The cavity 20 is formed as shown in FIG.
As shown in FIG. In such a state, a pair of electrodes 21a and 21b are arranged near both ends in the longitudinal direction of the cavity 20, and a magnetic field is generated between the pair of electrodes 21a and 21b. Then, each of the many whisker-shaped members 11b is arranged in the molten metal 11a 'in a direction extending in the direction of the line of magnetic force of the magnetic field, that is, in the longitudinal direction of the cavity 20. In this state, if the metal 11a is cooled and solidified, a bar-shaped conductor 11 'having a predetermined length can be formed as shown in FIG.
By cutting 1 ′ to an appropriate length, the plurality of conductors 11 can be obtained.
【0026】次いで、図5に示すように、樹脂製の型2
2a,22bのキャビティ23内にシート体10の原材
料10’を溶融状態で充填するとともに、この原材料1
0’中に上記複数の導電体11を配しておく。このよう
な状態において、上記型22a,22bの上下位置に互
いに対をなす電極24a,24bを適当数設けて、それ
ら対をなす電極24a,24bの間に磁界を発生させる
と、上記複数の導電体11を上記磁界の磁力線に沿わせ
て、上記型22a,22bの上下方向に延びる姿勢に配
列させることができる。したがって、その状態で上記原
材料10’を固化させれば、上述した異方導電性シート
1が得られる。Next, as shown in FIG.
The raw material 10 ′ of the sheet body 10 is filled in the cavity 23 of the 2 a and 22 b in a molten state, and the raw material 1 ′ is
The plurality of conductors 11 are arranged in 0 '. In such a state, an appropriate number of pairs of electrodes 24a and 24b are provided at the upper and lower positions of the dies 22a and 22b, and a magnetic field is generated between the pair of electrodes 24a and 24b. The body 11 can be arranged in a posture extending in the vertical direction of the dies 22a and 22b along the lines of magnetic force of the magnetic field. Therefore, if the raw material 10 'is solidified in this state, the above-described anisotropic conductive sheet 1 is obtained.
【0027】また、上記図5に示す手段に代えて、たと
えば図6(a),(b)に示す手段を適用することもで
きる。すなわち、まず図6(a)に示すように、比較的
厚手のシート体10”に複数の孔25を設けておき、こ
れら複数の孔25のそれぞれに先の図4に示した導電体
11’を嵌入する。上記複数の孔25は、たとえばシー
ト体10”にレーザ照射を行うことにより設けることが
できる。次いで、図6(b)に示すように、上記シート
体10”を、その厚み方向と交差する方向にスライスす
る。すると、上記シート体10”から適当な厚みを有す
る上述の異方導電性シート1を複数枚得ることができ
る。Further, instead of the means shown in FIG. 5, for example, means shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b) can be applied. That is, first, as shown in FIG. 6A, a plurality of holes 25 are provided in a relatively thick sheet body 10 ″, and each of the plurality of holes 25 is provided with the conductor 11 ′ shown in FIG. The plurality of holes 25 can be provided, for example, by irradiating the sheet body 10 ″ with a laser. Next, as shown in FIG. 6B, the sheet body 10 ″ is sliced in a direction crossing the thickness direction. Then, the above-described anisotropic conductive sheet having an appropriate thickness from the sheet body 10 ″ is sliced. A plurality of 1s can be obtained.
【0028】次に、上記異方導電性シート1を用いて電
子部品を回路基板に実装する場合について説明する。Next, a case where an electronic component is mounted on a circuit board using the anisotropic conductive sheet 1 will be described.
【0029】まず、図7に示すように、回路基板3上に
半導体チップ4をフリップチップ方式で実装する場合に
は、上記回路基板3上に異方導電性シート1を載置して
から、その上に半導体チップ4を載置する。この場合、
図8に示すように、上記回路基板3の複数の端子30と
半導体チップ4の複数の端子40(電極)とが、複数の
導電体11を介して互いに対向するように位置決めす
る。次いで、上記半導体チップ4をその上方から下向き
に押圧しながら、上記異方導電性シート1を加熱する。
この作業は、たとえばヒータ内蔵のジグを用いて半導体
チップ4の上面を押圧することによって行えばよい。上
記シート体10の材質が加熱により熱融着性(粘着性)
を発揮するたとえばポリオレフィンやポリアミド樹脂の
場合には、上記作業工程によって上記回路基板3と半導
体チップ4とを異方導電性シート1を介して互いに接着
することができる。ただし、本願発明は、このような手
段に代えて、接着剤を用いて上記三者を接着してもよ
い。First, as shown in FIG. 7, when the semiconductor chip 4 is mounted on the circuit board 3 by the flip chip method, the anisotropic conductive sheet 1 is placed on the circuit board 3, The semiconductor chip 4 is mounted thereon. in this case,
As shown in FIG. 8, the plurality of terminals 30 of the circuit board 3 and the plurality of terminals 40 (electrodes) of the semiconductor chip 4 are positioned so as to face each other via the plurality of conductors 11. Next, the anisotropic conductive sheet 1 is heated while pressing the semiconductor chip 4 downward from above.
This operation may be performed, for example, by pressing the upper surface of the semiconductor chip 4 using a jig with a built-in heater. The material of the sheet body 10 is heat-fusible (adhesive) by heating.
For example, in the case of a polyolefin or a polyamide resin, the circuit board 3 and the semiconductor chip 4 can be bonded to each other via the anisotropic conductive sheet 1 by the above-described working process. However, in the present invention, the above three members may be bonded using an adhesive instead of such means.
【0030】上記半導体チップ4を下方へ押圧すると、
図9に示すように、上記各導電体11の上端部は潰れて
しまい、その中から複数本のウィスカ状の部材11bが
突出する。とくに、上記各導電体11は上述した軟質金
属からなるために、その上端部は潰れ易く、複数本のウ
ィスカ状の部材11bを各導電体11の上方へ大きく突
出させることができる。このため、これら複数本のウィ
スカ状の部材11bの先端部を上記端子40の表面に深
く食い込ませることができる。上記各ウィスカ状の部材
11bは、上述した硬質の材質であり、しかもその先端
は尖った形状を有しているため、上記端子40がたとえ
ばその表面に硬質の酸化被膜(図示略)を有するアルミ
製の端子であっても、その酸化被膜を上記複数本のウィ
スカ状の部材11bによって比較的簡単に突き破ること
ができる。したがって、端子40と導電体11との導通
接続を確実なものにすることができる。When the semiconductor chip 4 is pressed downward,
As shown in FIG. 9, the upper end of each of the conductors 11 is crushed, and a plurality of whisker-like members 11b protrude from the top. In particular, since each of the conductors 11 is made of the above-described soft metal, the upper end thereof is easily crushed, and a plurality of whisker-shaped members 11b can largely protrude above each of the conductors 11. Therefore, the tips of the plurality of whisker-like members 11b can be deeply cut into the surface of the terminal 40. Since each of the whisker-like members 11b is made of the above-described hard material and has a sharp tip, the terminal 40 is made of, for example, aluminum having a hard oxide film (not shown) on its surface. Even if it is a terminal made of, the oxide film can be relatively easily pierced by the plurality of whisker-like members 11b. Therefore, the conductive connection between the terminal 40 and the conductor 11 can be ensured.
【0031】上記端子40がアルミ製の場合において、
この端子40の表面と各導電体11の上端部とを加熱し
ながら互いに押圧させた場合には、上記端子40の表面
の酸化被膜を導電体11によって剥離させることが可能
である。したがって、このようにして上記端子40の表
面から酸化被膜を剥離させた場合には、上記端子40の
金属面に対して導電体11の上端部の金属面を直接接触
させることができる。しかも、既述したとおり、上記導
電体11の上端部は、押し潰された状態となっており、
上記端子40と導電体11との接触面積は大きなものと
なる。その結果、上記端子40と各導電体11との金属
面どうしの広い接触部分において、それら金属の原子拡
散による合金化を図ることが可能となり、端子40と導
電体11との接続抵抗を小さくすることもできる。When the terminal 40 is made of aluminum,
When the surface of the terminal 40 and the upper end of each conductor 11 are pressed together while heating, the oxide film on the surface of the terminal 40 can be peeled off by the conductor 11. Therefore, when the oxide film is peeled off from the surface of the terminal 40 in this manner, the metal surface at the upper end of the conductor 11 can be brought into direct contact with the metal surface of the terminal 40. Moreover, as described above, the upper end of the conductor 11 is in a crushed state,
The contact area between the terminal 40 and the conductor 11 becomes large. As a result, it is possible to achieve alloying by atomic diffusion of the metal in a wide contact portion between the metal surfaces of the terminal 40 and each conductor 11, thereby reducing the connection resistance between the terminal 40 and the conductor 11. You can also.
【0032】上記回路基板3の各端子30がアルミ製の
場合には、上記各端子30と上記各導電体11の下端部
との接続についても、上記各端子40と各導電体11の
上端部との接続について述べたのと同様な作用が得られ
る。むろん、上記各端子30がアルミ製以外のたとえば
銅製であって、その表面に硬質の被膜が形成されていな
い場合には、その端子30の表面には導電体11の下端
部を広い面積で接触させつつ、その端子30の表面にウ
ィスカ状の部材11bを直接食い込ませることが可能で
ある。したがって、やはりそれらの導通接続を確実に図
り、しかもそれらの接続抵抗を小さくすることができ
る。When each terminal 30 of the circuit board 3 is made of aluminum, the connection between each terminal 30 and the lower end of each conductor 11 is also determined by the connection between each terminal 40 and the upper end of each conductor 11. The same operation as described for the connection with is obtained. Of course, if the terminals 30 are made of, for example, copper other than aluminum and a hard coating is not formed on the surface, the lower end of the conductor 11 contacts the surface of the terminal 30 over a wide area. The whisker-shaped member 11b can be directly cut into the surface of the terminal 30 while the terminal 30 is being moved. Therefore, these conductive connections can be surely achieved, and their connection resistance can be reduced.
【0033】図8に示す半導体チップの実装構造では、
回路基板3、異方導電性シート1、および半導体チップ
4の材質が相違し、それらの線膨張係数が相違するため
に、上記半導体チップの実装部分に温度変化が生じる
と、たとえば複数の端子30と端子40とが矢印N1方
向(異方導電性シート1の厚み方向と交差する方向)へ
相対的に位置ずれする虞れがある。これに対し、上記各
導電体11は軟質な金属製であるとともに、上記シート
体10は弾性変形可能なものであるから、上記矢印N1
方向に撓み変形可能である。このため、複数の端子30
と端子40とが上記矢印N1方向に位置ずれした場合に
は、これに伴って上記各導電体11を同方向に撓み変形
させることによって、上記各導電体11の上下両端部を
端子40,30のそれぞれに接触保持させておくことが
できる。したがって、上記半導体チップ4と回路基板3
との電気的な接続を適切に維持できる効果も得られる。In the mounting structure of the semiconductor chip shown in FIG.
If the circuit board 3, the anisotropic conductive sheet 1, and the semiconductor chip 4 are made of different materials and have different linear expansion coefficients, and a temperature change occurs in a mounting portion of the semiconductor chip, for example, the plurality of terminals 30 And the terminal 40 may be relatively displaced in the direction of the arrow N1 (the direction crossing the thickness direction of the anisotropic conductive sheet 1). On the other hand, since each of the conductors 11 is made of a soft metal and the sheet body 10 is elastically deformable, the arrow N1
It can be bent and deformed in the direction. Therefore, the plurality of terminals 30
When the terminal and the terminal 40 are displaced in the direction of the arrow N1, the respective conductors 11 are flexed and deformed in the same direction. Can be kept in contact with each other. Therefore, the semiconductor chip 4 and the circuit board 3
Also, the effect of appropriately maintaining the electrical connection with the device can be obtained.
【0034】図10および図11は、本願発明に係る異
方導電性シートの他の例をそれぞれ示す要部断面図であ
る。なお、先の実施形態と同一部分は、同一符号で示し
ている。FIGS. 10 and 11 are cross-sectional views of main parts showing other examples of the anisotropic conductive sheet according to the present invention. The same parts as those in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals.
【0035】図10に示す異方導電性シート1Aは、各
導電体11の上下両端部11c,11dを、たとえばI
n、Sn、Pb、Bi、Au、またはこれらのうちのい
ずれかを含む合金である軟質金属とし、それらの中間部
11eをそれよりも硬質の金属、たとえばCuにしてい
る。このような構成であっても、先の実施形態の異方導
電性シート1と同様に、各導電体11の両端部11c,
11dからウィスカ状の部材11bを外部に突出させて
所定の端子表面に食い込ませることできる。また、また
各導電体11の両端部11c,11dを押し潰した状態
で所定の端子表面に広い面積で直接接触させることもで
きる。In the anisotropic conductive sheet 1A shown in FIG. 10, the upper and lower ends 11c and 11d of each conductor 11 are, for example, I
A soft metal which is n, Sn, Pb, Bi, Au, or an alloy containing any of them is used, and the intermediate portion 11e is made of a harder metal, for example, Cu. Even with such a configuration, as in the case of the anisotropic conductive sheet 1 of the previous embodiment, both ends 11c,
The whisker-like member 11b can be made to protrude outside from 11d and cut into a predetermined terminal surface. In addition, both ends 11c and 11d of each conductor 11 can be brought into direct contact with a predetermined terminal surface in a wide area in a crushed state.
【0036】図11に示す異方導電性シート1Bは、各
導電体11の一端部11fのみを、たとえばIn、S
n、Pb、Bi、Au、またはこれらのうちのいずれか
を含む合金である軟質金属としており、それ以外の部分
はそれよりも硬質の金属としている。この異方導電性シ
ート1Bは、上記一端部11fについては、導通接続が
難しい端子(たとえば酸化被膜を有するアルミ製の端
子)に接触させる一方、各導電体11の他端部11gに
ついては、導通接続を比較的容易に行うことが可能なC
uやAuの端子に接触させるようにして使用すればよ
い。In the anisotropic conductive sheet 1B shown in FIG. 11, only one end 11f of each conductor 11 is made of, for example, In or S.
The soft metal is n, Pb, Bi, Au, or an alloy containing any of these, and the other portions are harder metals. In the anisotropic conductive sheet 1B, the one end portion 11f is brought into contact with a terminal (for example, an aluminum terminal having an oxide film) which is difficult to make a conductive connection, while the other end portion 11g of each conductor 11 is made conductive. C that can be connected relatively easily
What is necessary is just to use it so that it may contact the terminal of u or Au.
【0037】本願発明に係る異方導電性シート、および
接合対象物の接合構造の具体的な構成は、上述の実施形
態に限定されず、種々に設計変更自在である。The specific structure of the anisotropic conductive sheet and the joining structure of the object to be joined according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various design changes can be made.
【0038】たとえば、異方導電性シートのシート体や
導電体を構成する金属やウィスカ状の部材の各部の具体
的な材質としては、上述した材質以外のものを用いるこ
とができる。また、図8に示した構造では、1つの端子
30または端子40に対して、複数の導電体11を接触
させているが、本願発明はこれに限定されず、1つの端
子に対して1つの導電体を接触させる構成にしてもかま
わない。さらに、複数の導電体は、接合対象物の端子に
対応する箇所にのみ設けられていることが好ましいが、
たとえばシート体の略全域に多数の導電体がまんべんな
く散在して設けられている構成とされていてもよい。本
願発明でいう接合構造は、回路基板に半導体チップを実
装した構造に限定されず、本願発明でいう接合対象物の
具体的な種類もとくに限定されるものではない。For example, as the specific material of each part of the metal or whisker-like member constituting the sheet body or the conductor of the anisotropic conductive sheet, materials other than the above-mentioned materials can be used. Further, in the structure shown in FIG. 8, a plurality of conductors 11 are in contact with one terminal 30 or terminal 40, but the present invention is not limited to this, and one terminal 30 or one terminal A configuration in which a conductor is brought into contact may be employed. Furthermore, the plurality of conductors are preferably provided only at locations corresponding to the terminals of the object to be joined,
For example, a configuration may be adopted in which a large number of conductors are evenly scattered over substantially the entire area of the sheet member. The bonding structure according to the present invention is not limited to a structure in which a semiconductor chip is mounted on a circuit board, and is not particularly limited to a specific type of a bonding target according to the present invention.
【0039】[0039]
【発明の効果】以上説明したように、本願発明によれ
ば、異方導電性シートを用いて接合対象物どうしの電気
的な接続を図る場合に、接合対象物の端子表面に形成さ
れている被膜を突き破るための手段として、従来とは異
なり、わざわざ異方導電性シートの表面に導電粒子層を
コーティングするような必要はない。また、本願発明で
は、ウィスカ状の部材を用いているために、端子表面の
被膜が硬質であっても、これを比較的簡単に突き破るこ
とが可能である。したがって、表面に被膜が形成されて
いる端子の導通接続を図る作業が従来よりも容易とな
り、しかもその導通接続を確実なものにできる。さら
に、本願発明では、導電体の端部を接合対象物の端子表
面に直接接触させて押し潰すことによって上記導電体の
端部と上記端子表面との原子拡散による合金化を図るな
どして、それら接触部分の接続抵抗を小さくすることも
可能となり、電気導通性を一層良好にすることもでき
る。As described above, according to the present invention, when electrical connection between objects to be joined is made by using an anisotropic conductive sheet, they are formed on the terminal surfaces of the objects to be joined. As a means for breaking through the coating, unlike the related art, there is no need to separately coat the conductive particle layer on the surface of the anisotropic conductive sheet. Also, in the present invention, since the whisker-shaped member is used, even if the terminal surface has a hard coating, it can be broken through relatively easily. Therefore, the operation of conducting the connection of the terminal having the coating formed on the surface becomes easier than before, and the conduction can be surely established. Further, in the present invention, by alloying by atomic diffusion between the end of the conductor and the terminal surface by directly contacting and crushing the end of the conductor to the terminal surface of the object to be joined, The connection resistance of those contact portions can be reduced, and the electrical conductivity can be further improved.
【図1】本願発明に係る異方導電性シートの一例を示す
断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of an anisotropic conductive sheet according to the present invention.
【図2】(a)は、導電体を製造する場合の第1の工程
を示す断面図であり、(b)は、図(a)のII−II断面
図である。FIG. 2A is a cross-sectional view showing a first step in manufacturing a conductor, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
【図3】導電体を製造する場合の第2の工程を示す要部
平面断面図である。FIG. 3 is a fragmentary plan cross-sectional view showing a second step in manufacturing a conductor.
【図4】図2および図3に示す工程を経て製造された導
電体の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a conductor manufactured through the steps shown in FIGS. 2 and 3;
【図5】異方導電性シートの製造工程の一例を示す要部
断面図である。FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view showing one example of a process for manufacturing an anisotropic conductive sheet.
【図6】(a),(b)は、異方導電性シートの製造工
程の他の例を示す要部断面図である。FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views of main parts showing another example of a manufacturing process of the anisotropic conductive sheet.
【図7】回路基板に半導体チップを実装する作業の一例
を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of an operation for mounting a semiconductor chip on a circuit board.
【図8】回路基板に半導体チップを実装した構造を示す
断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing a structure in which a semiconductor chip is mounted on a circuit board.
【図9】図8の要部拡大断面図である。FIG. 9 is an enlarged sectional view of a main part of FIG.
【図10】本願発明に係る異方導電性シートの他の例を
示す要部断面図である。FIG. 10 is a sectional view of a main part showing another example of the anisotropic conductive sheet according to the present invention.
【図11】本願発明に係る異方導電性シートの他の例を
示す要部断面図である。FIG. 11 is a sectional view of a main part showing another example of the anisotropic conductive sheet according to the present invention.
【図12】従来例を示す要部断面図である。FIG. 12 is a sectional view of a main part showing a conventional example.
1,1A,1B 異方導電性シート 3 回路基板(接合対象物) 4 半導体チップ(接合対象物) 10 シート体 11 導電体 11a 金属 11b ウィスカ状の部材 30 端子 40 端子 1, 1A, 1B Anisotropic conductive sheet 3 Circuit board (object to be joined) 4 Semiconductor chip (object to be joined) 10 Sheet 11 Conductor 11a Metal 11b Whisker-shaped member 30 Terminal 40 Terminal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 真 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 Fターム(参考) 5G307 HA02 HB03 HC01 HC02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Makoto Sasaki 4-1-1 Kagamidanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa F-term in Fujitsu Limited (reference) 5G307 HA02 HB03 HC01 HC02
Claims (3)
シート体の厚み方向に延びた複数の柱状の導電体が設け
られている、異方導電性シートであって、 上記各導電体の内部には、導電性を有するウィスカ状の
部材が少なくとも1以上配されており、かつ、 上記各導電体の少なくとも一端部は、上記ウィスカ状の
部材よりも軟質の金属により形成されていることを特徴
とする、異方導電性シート。1. An anisotropic conductive sheet, wherein a plurality of columnar conductors extending in the thickness direction of the sheet body are provided in a sheet body having electrical insulation properties, At least one or more conductive whisker-like members are disposed inside, and at least one end of each of the conductors is formed of a metal softer than the whisker-like members. Characterized by an anisotropic conductive sheet.
よびCoのいずれか、またはこれらのうちのいずれかを
含む合金もしくは複合材料であるとともに、 上記軟質の金属は、In、Sn、Pb、Bi、およびA
uのいずれか、またはこれらのうちのいずれかを含む合
金である、請求項1に記載の異方導電性シート。2. The whisker-like member is any of W, Mo, and Co, or an alloy or a composite material containing any of these, and the soft metal is In, Sn, Pb. , Bi, and A
The anisotropic conductive sheet according to claim 1, wherein the conductive sheet is any one of u and an alloy containing any of these.
ートが、第1の接合対象物と第2の接合対象物との間に
介装されており、かつ上記第1の接合対象物と第2の接
合対象物とのそれぞれの端子どうしが、上記導電体を介
して電気的に接続されていることを特徴とする、異方導
電性シートを用いた接合対象物の接合構造。3. The anisotropic conductive sheet according to claim 1, which is interposed between a first joining object and a second joining object, and wherein the first joining object is provided. A joining structure of an object to be joined using an anisotropic conductive sheet, wherein respective terminals of the object and a second object to be joined are electrically connected to each other via the conductor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10230641A JP2000067949A (en) | 1998-08-17 | 1998-08-17 | Anisotropic conductive sheet and joining structure of joining object using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10230641A JP2000067949A (en) | 1998-08-17 | 1998-08-17 | Anisotropic conductive sheet and joining structure of joining object using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000067949A true JP2000067949A (en) | 2000-03-03 |
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ID=16910979
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10230641A Withdrawn JP2000067949A (en) | 1998-08-17 | 1998-08-17 | Anisotropic conductive sheet and joining structure of joining object using the same |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000067949A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6977024B2 (en) * | 2001-03-30 | 2005-12-20 | Lintec Corporation | Method for manufacturing semiconductor device using adhesive sheet with embedded conductor bodies |
| KR20070031525A (en) * | 2005-09-15 | 2007-03-20 | 주식회사 코오롱 | Anisotropic conductive adhesive tape for electronic parts, manufacturing method thereof, and electronic devices connected therefrom |
-
1998
- 1998-08-17 JP JP10230641A patent/JP2000067949A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6977024B2 (en) * | 2001-03-30 | 2005-12-20 | Lintec Corporation | Method for manufacturing semiconductor device using adhesive sheet with embedded conductor bodies |
| KR20070031525A (en) * | 2005-09-15 | 2007-03-20 | 주식회사 코오롱 | Anisotropic conductive adhesive tape for electronic parts, manufacturing method thereof, and electronic devices connected therefrom |
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