專利名稱：電路構(gòu)件連接用的粘結(jié)劑、電路板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及，例如，為了采用倒裝芯片式安裝方法把半導(dǎo)體芯片和基板進(jìn)行粘接固定，同時，使兩電極彼此進(jìn)行電連接而采用的電路構(gòu)件連接用的粘結(jié)劑，以及，電路構(gòu)件彼此連接的電路板及其制造方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體安裝領(lǐng)域，作為對應(yīng)于低成本化·高精度化的新安裝方案是將IC(集成電路)芯片直接搭載在印刷電路基板或撓性配線板上的倒裝芯片式安裝已引起人們的注意。
作為倒裝芯片式安裝方法，已知是在芯片端子上設(shè)置焊錫凸點，進(jìn)行焊錫連接的方法，或通過導(dǎo)電性粘結(jié)劑進(jìn)行電連接的方法。用這些方法，當(dāng)暴露在各種環(huán)境中時，基于連接的芯片和基板的膨脹系數(shù)差產(chǎn)生的應(yīng)力，在連接界面上發(fā)生連接的可靠性降低這類問題。因此，在一般情況下，為了緩和連接界面的應(yīng)力，探討一種把環(huán)氧樹脂類底墊材料注入芯片/基板間隙的方法。
然而，這種底墊的注入工序，工藝復(fù)雜，在生產(chǎn)性、成本方面是不利的。為了解決該問題，最近，采用具有各向異性導(dǎo)電性和密封功能的各向異性導(dǎo)電性粘結(jié)劑的倒裝芯片式安裝，從其工藝簡單性之類的觀點上，已引起人們的注意。
但是，把介入各向異性導(dǎo)電粘結(jié)劑的芯片，直接搭載在基板上時，在溫度循環(huán)試驗中，基于芯片和基板的熱膨脹系數(shù)差而在連接部位產(chǎn)生應(yīng)力，所以，當(dāng)進(jìn)行熱沖擊試驗、PCT(加壓蒸煮試驗)、焊錫浴浸漬試驗等的可靠性試驗時，發(fā)生連接電阻增大以及粘結(jié)劑發(fā)生剝離這類問題。另外，當(dāng)在芯片的連接端子上形成凸起電極時，在可靠性試驗中，基于芯片和基板熱膨脹系數(shù)差產(chǎn)生的應(yīng)力，集中在凸起電極和芯片的界面上，凸起電極從芯片電極界面剝離，產(chǎn)生導(dǎo)通不良等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供，在連接部位不發(fā)生電阻增大和粘結(jié)劑剝離，和連接可靠性大幅度上升的電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑，以及電路構(gòu)件彼此連接的電路板及其制造方法。
本發(fā)明的第1電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑，它是介于對置的電路電極之間，并且是為了使對置的電路電極間加壓的加壓方向的電極間進(jìn)行電連接用的電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑，其特征在于，該粘接劑含有粘結(jié)樹脂組合物和無機填料，而且相對于粘結(jié)樹脂組合物100份(重量)，含無機填料10～200份(重量)。
另外，本發(fā)明的第2電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑，它是介于對置電路的電極之間，并且是為了使對置的電路電極間加壓的加壓方向的電極間進(jìn)行電連接的電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑，其特征在于，該粘接劑含有粘結(jié)樹脂組合物及無機填料，并且該粘接劑具有多層結(jié)構(gòu)，即，相對于粘結(jié)樹脂組合物100份(重量)，含無機填料10～200份(重量)的第1粘結(jié)劑層，以及，以粘結(jié)樹脂組合物作為主要成分的第2粘結(jié)劑層。
另外，本發(fā)明的第3電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑，它是介于對置電路電極之間，并且是為了使對置電路電極間加壓的加壓方向的電極間進(jìn)行電連接的電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑，其特征在于，該粘接劑含有粘接樹脂組合物和無機填料，在上述粘結(jié)劑固化后的110～130℃的平均熱膨脹系數(shù)在200ppm/℃以下。粘結(jié)劑固化后的110～130℃的平均熱膨脹系數(shù)為30～200ppm/℃是理想的。
另外，本發(fā)明的第4電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑，它是介于對置的電路電極之間，并且是為了使對置的電路電極加壓的加壓方向的電極間進(jìn)行電連接的電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑，其特征在于，它是具有物理性質(zhì)互相不同的第3粘結(jié)劑層和第4粘結(jié)劑層的多層結(jié)構(gòu)的粘結(jié)劑。
上述粘結(jié)劑固化后的彈性模量，第3粘結(jié)劑層＞第4粘結(jié)劑層，第4粘結(jié)劑層固化后在40℃的彈性模量為100～2000MPa是理想的。
另外，上述粘結(jié)劑的熱膨脹系數(shù)，第3粘結(jié)劑層＜第4粘結(jié)劑層，第3粘結(jié)劑層達(dá)到30～100℃的熱膨脹系數(shù)是20～70ppm/℃是理想的。
另外，粘結(jié)劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，第3粘結(jié)劑層＞第4粘結(jié)劑層，第3粘結(jié)劑層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是120℃以上是理想的。
上述第3及第4中的至少任一種粘結(jié)劑層，對粘結(jié)樹脂組合物100份(重量)，含有無機填料10～200份(重量)是理想的。
上述粘結(jié)劑，對粘結(jié)樹脂組合物100份(體積)，可以含有導(dǎo)電粒子0.1-30份(體積)。
用上述粘結(jié)劑，粘結(jié)樹脂組合物固化后在40℃下的彈性模量達(dá)到30-2000MPa是理想的。
粘結(jié)劑組合物，可以含有環(huán)氧樹脂、丙烯酸類橡膠、潛在性固化劑，作為丙烯酸類橡膠，其分子中含有縮水甘油醚基的是理想的。
上述粘結(jié)劑的形狀也可以是膜狀。
本發(fā)明的電路板，是把具有第1連接端子的第1電路構(gòu)件和具有第2連接端子的第2電路構(gòu)件，以使第1連接端子和第2連接端子對置地配置，把粘結(jié)劑介于上述對置配置的第1連接端子和第2連接端子之間，加熱加壓使上述對置的第1連接端子和第2連接端子進(jìn)行電連接的電路板，其特征在于，上述粘結(jié)劑是本發(fā)明的電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑。
當(dāng)具有第1連接端子的第1電路構(gòu)件是具有第1連接端子的無機絕緣基板、具有第2連接端子的第2電路構(gòu)件為具有第2連接端子的有機絕緣基板時，上述多層結(jié)構(gòu)的粘結(jié)劑的第1粘結(jié)劑層或第3粘結(jié)劑層是粘接在上述第1電路構(gòu)件一側(cè)使用。
本發(fā)明的電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑，是介于對置的電路電極之間，并且是為了使對置的電路電極加壓的加壓方向的電極間進(jìn)行電連接的電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑，并且是含有粘結(jié)樹脂組合物和無機填料，和對粘結(jié)樹脂組合物100份(重量，)含無機填料10～200份(重量)的電路構(gòu)件連接用粘接劑，或者，是具有相對于粘結(jié)樹脂組合物100份(重量)含無機填料10～200份(重量)的第1粘結(jié)劑層和粘結(jié)樹脂組合物作為為主要成分的第2粘結(jié)劑層的多層結(jié)構(gòu)的電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑。在這種本發(fā)明的電路構(gòu)件粘結(jié)用粘結(jié)劑中，相對于粘結(jié)樹脂組合物100份(重量)含有無機填料10～200份(重量)的電路構(gòu)件粘結(jié)用粘結(jié)劑的粘結(jié)樹脂組合物，固化后在40℃的彈性模量為30～2000MPa者是理想的，此時，粘結(jié)劑在40℃的彈性模量可以達(dá)到100～5000MPa，超過2000MPa而是3500MPa以下是理想的。
粘結(jié)樹脂組合物固化后在40℃下的彈性模量為30～2000MPa，由于含有無機填料，粘結(jié)劑在40℃下的彈性模量超過2000MPa，由于低彈性模量粘結(jié)樹脂組合物引起的應(yīng)力緩和，同時，由于無機填料的作用，可以降低熱膨脹系數(shù)，從丙提供一種連接可靠性優(yōu)良的電路構(gòu)件連接用的粘結(jié)劑。
在以粘結(jié)樹脂組合物作為主要成分的第2粘結(jié)劑層中，希望不含無機填料，然而，為了調(diào)整其特性，可以含有較第1粘結(jié)劑層的無機填料少的量，例如，低于50％(重量)，理想的是低于20％(重量)。
另外，以粘結(jié)樹脂組合物作為主要成分的第2粘結(jié)劑層是固化后40℃下的彈性模量達(dá)到100～2000MPa的粘結(jié)劑層。
本發(fā)明所用的多層結(jié)構(gòu)的粘結(jié)劑，希望根據(jù)相連接的電路構(gòu)件的彈性模量或熱膨脹系數(shù)的大小加以配置。也就是說，希望把粘結(jié)劑配置成相對而言在電路構(gòu)件的彈性模量大的或熱膨脹系數(shù)小的一側(cè)，粘接相對而言彈性模量大的或熱膨脹系數(shù)小的或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高的第3粘結(jié)劑層一側(cè)，而在相對而言彈性模量小的或熱膨脹系數(shù)大的一側(cè)，粘接相對而言彈性模量小的或熱膨脹系數(shù)大的或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低的第4粘結(jié)劑層一側(cè)。
在本發(fā)明所用的多層結(jié)構(gòu)的粘結(jié)劑中，例如，半導(dǎo)體芯片和有機絕緣基板連接時，為使基于芯片和有機絕緣基板之間的熱膨脹系數(shù)差的應(yīng)力緩和為目的，構(gòu)成有機絕緣基板側(cè)的面的第4粘結(jié)劑層固化后40℃下的彈性模量達(dá)到100～2000MPa是理想的。構(gòu)成半導(dǎo)體芯片一側(cè)的面的第3粘結(jié)劑層在固化后的40℃下的彈性模量比第4粘結(jié)劑層大，達(dá)到500～5000MPa的粘結(jié)劑層。
另外，為使基于半導(dǎo)體芯片和有機絕緣基板之間的熱膨脹系數(shù)差的應(yīng)力緩和為目的，構(gòu)成半導(dǎo)體芯片側(cè)的面的第3粘結(jié)劑層在達(dá)到30～100℃的熱膨脹系數(shù)達(dá)到20～70ppm/℃是理想的，構(gòu)成有機絕緣基板側(cè)的面的第4粘結(jié)劑層達(dá)到30～100℃的熱膨脹系數(shù)比第3粘結(jié)劑層大，優(yōu)選是30～100ppm/℃是理想的。
另外，為使基于半導(dǎo)體芯片和有機絕緣基板間熱膨脹系數(shù)差的應(yīng)力得到緩和為目的，構(gòu)成半導(dǎo)體芯片側(cè)的面的第3粘結(jié)劑層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是120℃以上，而且，優(yōu)選的是180℃以下，而構(gòu)成有機絕緣基板側(cè)的面的第4粘結(jié)劑層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比第3粘結(jié)劑層小是理想的。
第3和第4的至少任何一方的粘結(jié)劑層，可以含有無機填料。
相當(dāng)于粘結(jié)劑粘結(jié)后的階段的粘結(jié)膜固化物的熱膨脹系數(shù)及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，例如可以用，真空理工(株)熱機械試驗機TM-7000(拉伸型，負(fù)載5gf，以5℃/分的速度升溫)進(jìn)行測定。還有，粘結(jié)膜的固化，在粘結(jié)工序時的加熱溫度及時間相同的條件下進(jìn)行，固化可以把粘結(jié)膜浸漬在油浴中來進(jìn)行。這種粘結(jié)膜固化物，在用DSC(差示掃描量熱法)測定時，在發(fā)熱量為總固化發(fā)熱量的90％以上的發(fā)熱結(jié)束了的固化物。
作為本發(fā)明中所用的粘結(jié)樹脂組合物，可以使用環(huán)氧樹脂和，咪唑類、酰肼類、三氟化硼-胺配合物、锍鹽、胺基酰亞胺、聚胺的鹽、二氰基二酰胺等潛在性固化劑的混合物，為了緩和基于電路構(gòu)件熱膨脹系數(shù)差的應(yīng)力，在粘結(jié)后的40℃下的彈性模量達(dá)到30～2000MPa的粘結(jié)樹脂組合物是理想的。
例如，作為可以得到連接時良好的流動性以及高連接可靠性的粘結(jié)樹脂組合物，在環(huán)氧樹脂和，咪唑類、酰肼類、三氟化硼-胺配合物、锍鹽、胺基酰亞胺、聚胺的鹽、二氰基二酰胺等潛在性固化劑的混合物中，配合在粘結(jié)后40℃的彈性模量達(dá)到30～2000MPa那樣的丙烯酸類橡膠是理想的。
相當(dāng)于粘結(jié)樹脂組合物粘結(jié)后的階段的粘結(jié)樹脂組合物固化物的彈性模量，例如，用レオロジ(株)制造的列臭頻譜儀(レオスベクトラ)DVE-4(拉伸型，頻率為10Hz，以5℃/分的速度升溫，從-40℃測定到250℃)，按照DVE法進(jìn)行測定。還有，粘結(jié)樹脂組合物固化，是在與粘結(jié)工序時的加熱溫度及時間相同的條件下進(jìn)行。固化，可把粘結(jié)樹脂組合物膜浸漬在油浴中進(jìn)行。該粘結(jié)樹脂組合物膜固化物，是采用DSC測定時，總固化發(fā)熱量的90％以上的發(fā)熱結(jié)束了的固化物。
作為環(huán)氧樹脂，有由表氯醇和雙酚A及F、AD等衍生的雙酚型環(huán)氧樹脂、表氯醇和苯酚酚醛清漆或甲酚酚醛清漆衍生的環(huán)氧酚醛清漆樹脂以及具有含萘環(huán)骨架的萘類環(huán)氧樹脂、縮水甘油基胺、縮水甘油基醚、雙酚、在脂環(huán)式等1分子內(nèi)具有2個以上的縮水甘油基的各種環(huán)氧化合物等，它們可以單獨或2種以上混合使用。這些環(huán)氧樹脂，使用把雜質(zhì)離子(Na+、Cl-)以及可水解的氯等降低至300ppm以下的高純度產(chǎn)品，對于防止電子遷移是理想的。
環(huán)氧樹脂，為了降低其熱膨脹系數(shù)以及提高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，3官能團(tuán)以上的多官能團(tuán)環(huán)氧樹脂和/或萘類環(huán)氧樹脂是理想的。作為3官能團(tuán)以上的多官能團(tuán)環(huán)氧樹脂，可以舉出，苯酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、三羥基苯基甲烷型環(huán)氧樹脂、四羥苯基(フエニロ-ル)乙烷型環(huán)氧樹脂、二環(huán)戊二烯酚型環(huán)氧樹脂等。另外，萘類環(huán)氧樹脂，是在1個分子中具有至少含1個以上萘環(huán)骨架的萘酚類、萘二醇類等。
作為丙烯酸類橡膠，可舉出以丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯以及丙烯腈中至少一種作為單體成分的聚合物或共聚物，其中，包括含有縮水甘油醚基的丙烯酸縮水甘油酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯的共聚物類丙烯酸橡膠是合適的。
這些丙烯酸類橡膠的分子量，從提高粘結(jié)樹脂組合物的凝聚力這點考慮，20萬以上是理想的。丙烯酸類橡膠在粘結(jié)樹脂組合物中的配合量，在15％(重量)以下時，在粘結(jié)后的40℃下的彈性模量起過2000MPa，而成為40％(重量)以上時，可謀求低彈性模量，但是使連接時的熔融粘度升高，使連接電極之間，或者，連接電極和導(dǎo)電粒子的界面的熔融粘結(jié)劑的排斥性降低，所以，無法確保連接電極之間，或者，連接電極和導(dǎo)電粒子之間的電導(dǎo)通。因此，作為丙烯酸類的配合量為15～40％(重量)是理想的。在粘結(jié)樹脂組合物中配合的這種丙烯酸類橡膠，起因于橡膠成分的介質(zhì)損耗角正切的峰溫度在40～60℃附近，從而可以謀求粘結(jié)組合物的低彈性模量化。
在粘結(jié)樹脂組合物固化后的40℃下的彈性模量達(dá)到30～2000MPa是理想的，在粘結(jié)劑的40℃下的彈性模量可以是100～5000MPa，也可以超過2000MPa。
另外，在粘結(jié)劑中，為了使膜更加容易形成，也可以配合苯氧基樹脂等的熱塑性樹脂。特別是，苯氧基樹脂，由于其結(jié)構(gòu)類似于環(huán)氧樹脂，所以，具有與環(huán)氧樹脂的相溶性、粘結(jié)性優(yōu)異等的特點所以是理想的。膜的形成，是把至少這些環(huán)氧樹脂、丙烯酸類橡膠、苯氧基樹脂、潛在性固化劑構(gòu)成的粘結(jié)組合物和導(dǎo)電粒子溶解在有機溶劑中，或通過進(jìn)行分散制成液態(tài)，涂布在可以剝離的基體材料表面上，在固化劑的活性溫度以下除去溶劑進(jìn)行膜的形成。此時所用的溶劑，芳香烴類溶劑和含氧溶劑的混合溶劑能提高材料的溶解性，是理想的。
作為本發(fā)明所用的無機填料，未作特別限定，例如，可以舉出熔融的二氧化硅、結(jié)晶二氧化硅、硅酸鈣、氧化鋁、碳酸鈣等粉末。無機填料的配合量，相對于粘結(jié)樹脂組合物100份(重量)為10～200份(重量)，為使熱膨脹系數(shù)降低，配合量愈大效果愈好，然而，當(dāng)配合量多時，由于粘結(jié)性及連接部位粘結(jié)劑的排斥性降低而發(fā)生導(dǎo)通不良，當(dāng)配合量小時，熱膨脹系數(shù)不能充分降低，所以，20～90份(重量)是理想的。另外，其平均粒徑，為了防止導(dǎo)通不良在3μm以下的是理想的。另外，為了防止連接時樹脂流動性的下降以及芯片鈍化膜的損壞，希望用球狀填料。
在本發(fā)明的粘結(jié)劑中，為了消除芯片的凸點及基板電極的高度偏差，以積極地賦子各向異性導(dǎo)電性為目的，還可以加入。分散導(dǎo)電粒子。在本發(fā)明中，導(dǎo)電粒子，例如是Au、Ag、Cu以及焊錫等金屬粒子，在聚苯乙烯等高分子球狀的核芯材料中，設(shè)置Ni、Cu、Au、焊錫等的導(dǎo)電層是更理想的。而且，在導(dǎo)電性粒子的表面，也可以形成Sn、Au、焊錫等的表面層。粒徑要比基板的電極的最小間隔小，當(dāng)電極有高度偏差時，則比高度偏差大的是理想的，1～10μm是理想的。另外，在粘結(jié)劑中分散的導(dǎo)電粒子量，對粘結(jié)劑樹脂組合物100份(體積)為0.1～30份(體積)，理想的是0.2～15份(體積)。
本發(fā)明的粘結(jié)劑，可作為膜狀粘結(jié)劑使用。
膜狀粘結(jié)劑，是把環(huán)氧樹脂、丙烯酸類橡膠、潛在性固化劑等構(gòu)成的粘結(jié)組合物溶解在有機溶劑中，或通過進(jìn)行分散的辦法制成液態(tài)，并涂布在可以剝離的基體材料上，在固化劑的活性溫度以下通過去除溶劑而制得。
多層結(jié)構(gòu)的膜狀粘結(jié)劑，例如，是將第1或第3膜狀粘結(jié)劑和第2或第4膜狀粘結(jié)劑，分別在由聚對苯二甲酸乙二醇酯、氟類樹脂等構(gòu)成的剝離膜(可剝離性的基體材料)的表面上涂布形成后，對第1或第3膜狀粘結(jié)劑和第2或第4膜狀粘結(jié)劑加壓，或加壓同時一邊加熱一邊進(jìn)行疊層，制得由第1或第3膜狀粘結(jié)劑和第2或第4膜狀粘結(jié)劑構(gòu)成的膜狀粘結(jié)劑的方法，另外，在上述剝離膜的表面上，在形成的第1或第3膜狀粘結(jié)劑(或者，第2或第4膜狀粘結(jié)劑)上，重疊涂布形成第2或第4膜狀粘結(jié)劑(或者，第1或第3膜狀粘結(jié)劑)，制得由第1或第3膜狀粘結(jié)劑和第2或第4膜狀粘結(jié)劑構(gòu)成的膜狀粘結(jié)劑的方法等。
第1或第3膜狀粘結(jié)劑和第2或第4膜狀粘結(jié)劑進(jìn)行疊層所構(gòu)成的膜狀粘結(jié)劑的厚度，合計達(dá)到20～120μm是理想的，第1或第3膜狀粘結(jié)劑和第2或第4膜狀粘結(jié)劑各自的厚度比，第1或第3膜狀粘結(jié)劑∶第2或第4膜狀粘結(jié)劑＝1∶9～9∶1的范圍是理想的。特別是，在半導(dǎo)體芯片和有機絕緣基板的連接中，第1或第3膜狀粘結(jié)劑∶第2或第4膜狀粘結(jié)劑＝3∶7～7∶3的范圍是更理想的。
膜狀粘結(jié)劑的膜厚，與第1及第3電路構(gòu)件間的間隙相比，愈厚愈好，對應(yīng)于間隙通常希望5μm以上厚的膜厚。
在本發(fā)明中，作為電路構(gòu)件可以使用以半導(dǎo)體芯片、電阻芯片、電容器芯片等芯片元件、印刷基板和以聚酰亞胺及聚酯為基體材料的撓性配線板等基板。
芯片元件，是在硅、玻璃、陶瓷、化合物半導(dǎo)體基板等非金屬無機絕緣基板上形成多個連接端子，而印刷基板、聚酰亞胺及聚酯作為基體材料的撓性配線板等基板是在有機絕緣基板上形成多個連接端子。
可以使用對應(yīng)于半導(dǎo)體芯片端子的電極(連接端子)所形成的有機絕緣基板作為安裝芯片元件的基板。
作為有機絕緣基板，可以使用聚酰亞胺樹脂、聚酯樹脂的合成樹脂膜，或者，在玻璃織物、玻璃無紡布等玻璃基體材料上浸漬聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂、酚樹脂等樹脂后固化的疊層板。
可以使用具有為與芯片端子連接的電極、該電極形成的表面絕緣層、規(guī)定層數(shù)的絕緣層、在各絕緣層之間配置的規(guī)定層數(shù)的配線層、把規(guī)定的上述電極和配線層之間進(jìn)行電連接的導(dǎo)體化了的槽穴的多層配線板。
作為這樣的多層配線板，在備有使用玻璃織物絕緣層的基體材料或者在具有1層以上導(dǎo)體電路的配線基板表面上，交叉形成絕緣層和導(dǎo)體電路層的組合式多層基板是理想的。
表面絕緣層，可以采用樹脂膜，該樹脂膜可以使用環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂、改性的聚亞苯基醚樹脂、苯氧基樹脂、酰胺環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂及其混合物、共聚物等的膜，而聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、全芳香族液晶聚酯、氟類樹脂等耐熱性的熱塑性工程塑料膜。也可以使用在樹脂膜中含有有機或無機填料的膜。作為由玻璃基體材料增強的樹脂所構(gòu)成的絕緣層，可以使用在玻璃織物、玻璃無紡布等玻璃基體材料上浸漬環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等樹脂固化的預(yù)浸漬片材。
在電路構(gòu)件上，通常設(shè)置多個連接端子(視場合，單數(shù)也可)，將上述電路構(gòu)件的至少1組和設(shè)置在這些電路構(gòu)件上的連接端子的至少一部分相對配置，在相對配置的連接端子間介入粘結(jié)劑，進(jìn)行加熱加壓，使相對配置的連接端子彼此進(jìn)行電連接作成電路板。
通過對電路構(gòu)件的至少一組進(jìn)行加熱加壓，對置的連接端子彼此通過直接接觸或介入各向異性的導(dǎo)電性粘結(jié)劑的導(dǎo)電粒子進(jìn)行電連接。
在半導(dǎo)體芯片及基板的電極焊區(qū)上，通過鍍敷形成的凸點及金屬導(dǎo)線的先端用焊槍等使其熔融，形成金屬球，將該球壓接在電極焊區(qū)上以后，切斷導(dǎo)線，得到設(shè)置導(dǎo)線凸點等的凸起電極，可用作連接端子。
將由無機絕緣基板構(gòu)成的第1電路構(gòu)件和由有機絕緣基板構(gòu)成的第2電路構(gòu)件，采用膜狀粘結(jié)劑加以連接時為例，來說明電路板的制造方法。
將具有第1連接端子的無機地緣基板構(gòu)成的第1電路構(gòu)件，和具有第2連接端子的有機絕緣基板所構(gòu)成的第2電路構(gòu)件，以使其第1連接端子和第2連接端子相對地配置，并且在該相對配置的第1連接端子和第2連接端子之間，介入本發(fā)明的電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑，以便使第1或第3粘結(jié)劑層成為配置在第1電路構(gòu)件一側(cè)，并將其加壓，通過使對置的第1連接端子和第2連接端子電連接，即可制成本發(fā)明的電路板。
具體地說，例如，首先使膜狀第2或第4粘結(jié)劑層的面在第2電路構(gòu)件上接觸，并使膜狀粘結(jié)劑在第2電路構(gòu)件上臨時固定。然后，把第1電路構(gòu)件的電極和第2電路構(gòu)件的電極進(jìn)行位置重合，從第1電路構(gòu)件一側(cè)，一邊給每個電極加負(fù)荷20～150gf，一邊加溫10～20秒，使膜狀粘結(jié)劑達(dá)到180～200℃，使膜狀粘結(jié)劑固化。由此，第1電路構(gòu)件的電極和第2電路構(gòu)件的電極進(jìn)行電連接，同時，第1電路構(gòu)件和第2電路構(gòu)件之間，通過膜狀粘結(jié)劑的固化而保持該連接狀態(tài)。
對于半導(dǎo)體芯片連接在安裝基板上的例子，參照圖1及圖2進(jìn)行說明。圖1表示半導(dǎo)體芯片和安裝基板，用不含導(dǎo)電粒子的粘結(jié)劑連接的例子。圖2表示在圖1的情況下，半導(dǎo)體芯片和安裝基板，用含導(dǎo)電粒子的粘結(jié)劑連接時的連接部位。
圖1表示的電子元件裝置，是由安裝基板20和其上安裝的半導(dǎo)體芯片10構(gòu)成的。還有，因為圖1是顯示電子元件裝置的一部分，實際上，在安裝基板20上，可以搭載其他的半導(dǎo)體芯片等其他元件。
半導(dǎo)體芯片10，在其一個面上形成由連接電極11構(gòu)成的凸起電極(凸點)。通過該連接電極11，與安裝基板進(jìn)行電連接。
安裝基板20具有，多層的絕緣層21、22，和通過上述各絕緣層21、22配置的多層的配線層32、33，和為了與上述半導(dǎo)體芯片10的連接電極11進(jìn)行連接的連接用電極端子31，和為了使上述配線層32、33中的特定配線層間進(jìn)行電連接而貫穿上述絕緣層21、22設(shè)置的導(dǎo)體34。為了貫穿上述導(dǎo)體34，在絕緣層21、22上，在必要的部位，設(shè)置作為通孔的孔25。也就是說，該安裝基板構(gòu)成了樹脂復(fù)合體系多層配線板。這里的配線層32是作為內(nèi)層電路設(shè)置的，而配線層33及連接用電極端子31是作為外層電路設(shè)置的。連接用電極端子31，是作為為在其上搭載芯片的導(dǎo)體電路而發(fā)揮作用。
在半導(dǎo)體芯片10上設(shè)置的作為連接電極11的凸起電極(凸點)，與安裝基板20表面上設(shè)置的連接用電極端子31的位置重合。在半導(dǎo)體芯片10和安裝基板20之間，配置了用于粘結(jié)的膜狀粘結(jié)劑40。在這種狀態(tài)下，從半導(dǎo)體芯片10一側(cè)通過加壓加熱，使粘結(jié)劑40流動、固化，把設(shè)置在半導(dǎo)體芯片10上的連接電極11和在安裝基板20表面上設(shè)置的連接用電極端子31直接機械地進(jìn)行連接而得到電連接。
在采用使導(dǎo)電粒子41分散的各向異性導(dǎo)電性粘結(jié)劑等的粘結(jié)劑40的場合，如圖2所示，連接電極11和連接用電極端子31，在其間介入導(dǎo)電粒子41的狀態(tài)下加以連接，同時，粘結(jié)固定。采用各向異性導(dǎo)電性粘結(jié)劑40的場合，把必須連接的相對著的電極面加以壓接的狀態(tài)下，在相對著的電極間，通過其間存在的導(dǎo)電粒子進(jìn)行導(dǎo)通。另外，在相鄰的電極之間，粘結(jié)劑，雖然內(nèi)部含有導(dǎo)電粒子，但是由于導(dǎo)電粒子的密度低，則不顯示導(dǎo)電性。
上述安裝基板20具有，用玻璃基體材料增強的樹脂所構(gòu)成的至少1層以上的第1絕緣層21和構(gòu)成作為最外層的至少把上述電子構(gòu)件粘結(jié)固定側(cè)的1層的第2絕緣層22。還有，如圖1所示，與上述電子元件粘結(jié)固定側(cè)不同的另一側(cè)，設(shè)置第2絕緣層22。
按照本發(fā)明的粘結(jié)劑，除了在半導(dǎo)體芯片和電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑界面可以緩和應(yīng)力外，而且，作為粘結(jié)樹脂組合物在40℃的彈性模量為30～2000MPa的場合，更由于粘結(jié)樹脂組合物，可以吸收熱沖擊，PCT以及焊錫浴浸漬試驗等可靠性試驗中產(chǎn)生的應(yīng)力，所以，即使在可靠性試驗后，連接部位的連接電阻增大以及粘結(jié)劑不產(chǎn)生剝離，連接的可靠性大幅度上升。按照本發(fā)明，由于在電路構(gòu)件連接用的粘結(jié)劑厚度方向，物理性質(zhì)發(fā)生逐漸變化，所以，在熱沖擊、PCT及焊錫浴浸漬試驗等可靠性試驗中產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力可以被吸收，即使在可靠性試驗后，連接部位連接阻力增大及粘結(jié)劑不發(fā)生剝離，連接的可靠性提高。另外，膜狀粘結(jié)劑，其處理操作也方便。
因此，本發(fā)明的粘結(jié)劑，對LCD(液晶顯示)儀表板和TAB(磁帶自動鍵)、TAB和撓性電路基板、LCD儀表板和IC芯片、IC芯片和印刷基板只在為了連接時的加壓方向進(jìn)行電連接使用是合適的。
本發(fā)明的電路板，可以吸收可靠性試驗中產(chǎn)生的應(yīng)力，即使在可靠性試驗后，連接部位的連接阻力加大，粘結(jié)劑不能剝離，連接的可靠性大幅度上升。另外，用本發(fā)明的電路板，通過在芯片一側(cè)使用熱膨脹系數(shù)小的粘結(jié)膜，因可緩和芯片和粘結(jié)劑界面應(yīng)力，故在芯片的電極焊區(qū)上設(shè)置凸起電極的場合，在溫度循環(huán)試驗下，可以大幅度降低凸起電極從凸起電極的電極焊區(qū)上剝離。


圖1為本發(fā)明電子元件裝置結(jié)構(gòu)之一例的剖面圖。
圖2為電子元件和安裝基板的連接狀態(tài)之一例的剖面圖。
具體實施例方式
實施例1把苯氧樹脂50g、丙烯酸丁酯(40份)、丙烯酸乙酯(30份)、丙烯腈(30份)以及甲基丙烯酸縮水甘油酯(3份)共聚得到的丙烯酸類橡膠(分子量85萬)125g，溶于醋酸乙酯400g中，制得30％溶液。
然后，往上述溶液中添加含有微膠囊型潛在性固化劑的液態(tài)環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量185)325g，攪拌，相對于粘結(jié)樹脂組合物100份(重量)添加熔融二氧化硅(平均粒徑0.5μm)40份，而且使鎳粒子(直徑3μm2％(體積)分散在其中，制得膜涂布用的溶液。
把該膜涂布用的溶液，用涂膠輥涂布在剝離膜上(有機硅處理過的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜，厚度40μm)，在100℃干燥10分鐘，形成厚度45μm的粘結(jié)膜a。用動態(tài)粘彈性測定器測定該粘結(jié)膜a的除去了熔融二氧化硅及鎳粒子的只是粘結(jié)樹脂組合物的40℃的彈性模量是800MPa。
接著，用所得到的粘結(jié)膜a，按下法，使帶金屬凸點(面積80μm×80μm，間隔30μm，高15μm，凸點數(shù)288)的芯片(10mm×10mm，厚度0.5mm)和鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板進(jìn)行連接。
首先，在80℃，10kgf/cm2的條件下把粘結(jié)膜a(12mm×12mm)粘貼到鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板(電極高20μm，厚度0.8mm)上，然后，剝離去剝離膜，把芯片的凸點和鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板(厚度0.8mm)的位置進(jìn)行重合。然后，在180℃、30g/凸點、20秒的條件下，從芯片上方進(jìn)行加熱、加壓，進(jìn)行正式連接。
正式連接后的連接電阻，每個凸點最高為6mΩ，平均為2mΩ，絕緣電阻為108Ω以上，這些值即使在-55～125℃熱沖擊試驗1000次循環(huán)處理、PCT試驗(121℃，2個大氣壓)200小時、260℃的焊錫浴浸漬10秒后，也未發(fā)生變化，顯示出良好的連接可靠性。
實施例2把苯氧基樹脂50g、丙烯酸丁酯(40份)、丙烯酸乙酯(30份)、丙烯腈(30份)以及甲基丙烯酸縮水甘油酯(3份)共聚得到的丙烯酸類橡膠(分子量85萬)175g，溶于醋酸乙酯525g中，制得30％溶液。
然后，往上述溶液中添加含有微膠囊型潛在性固化劑的液態(tài)環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量185)275g，攪拌，對粘結(jié)樹脂組合物100份(重量)添加熔融二氧化硅(平均粒徑0.5μm)60份(重量)，而且，使鎳粒子(直徑5μm)2％(體積)分散于其中，制得膜涂布用溶液。
把該膜涂布用溶液，用涂膠輥涂布在剝離膜(有機硅處理過的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜，厚度40μm)上，于100℃干燥10分鐘，形成厚度45μm的粘結(jié)膜b。用動態(tài)粘彈性測定器測定除去熔融二氧化硅及鎳粒子的只有粘結(jié)樹脂組合物的40℃的彈性模量為400MPa。
然后，用得到的粘結(jié)膜b，按下法，把帶金屬凸點(面積80μm×80μm，間隔30μm，高度15μm，凸點數(shù)288)的芯片(10mm×10mm)和鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板(電極高20μm，厚度0.8mm)進(jìn)行連接。
首先，把粘結(jié)膜b(12mm×12mm)于80℃，10kgf/cm2的條件下粘貼到鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板上，然后，剝離去剝離膜，把芯片的凸點和鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板的位置進(jìn)行重合。然后，在170℃、30g/凸點、20秒的條件下，從芯片的上方進(jìn)行加熱、加壓，進(jìn)行正式連接。
正式連接后的連接電阻，每個凸點最高為18mΩ，平均為8mΩ，絕緣電阻為108Ω以上，這些值即使在-55～125℃進(jìn)行熱沖擊試驗1000次循環(huán)處理、PCT試驗(121℃，2個大氣壓)200小時、260℃的焊錫浴浸漬10秒后，也未發(fā)生變化，顯示出良好的連接可靠性。
實施例3把苯氧基樹脂50g、丙烯酸丁酯(40份)、丙烯酸乙酯(30份)、丙烯腈(30份)以及甲基丙烯酸縮水甘油酯(3份)共聚得到的丙烯酸類橡膠(分子量85萬)100g溶于醋酸乙酯350g，得到30％溶液。
然后，往上述溶液中添加含有微膠囊型潛在性固化劑的液態(tài)環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量185)350g，攪拌，對粘結(jié)樹脂組合物100份(重量)添加熔融二氧化硅(平均粒徑0.5μm)60份(重量)，并且在聚苯乙烯類核芯材料(直徑5μm)的表面使形成Au層的導(dǎo)電粒子5％(體積)分散，制得膜涂布用的溶液。
把該膜涂布用的溶液，用涂膠輥涂布在剝離膜(有機硅處理過的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜，厚度40μm)上，于100℃干燥10分鐘，形成厚度45μm的粘結(jié)膜c。用動態(tài)粘彈性測定器，測定除去了熔融二氧化硅及導(dǎo)電粒子的該粘結(jié)膜c只有粘結(jié)樹脂組合物的40℃的彈性模量為1000MPa。
然后，用得到的粘結(jié)膜c，按下法，把帶金屬凸點(面積80μm×80μm，間隔30μm，高度15μm，凸點數(shù)288)的芯片(10mm×10mm，厚度0.5mm)和鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板(電極高20μm，厚度0.8mm)進(jìn)行連接。
首先，在80℃、10kgf/cm2的條件下，把粘結(jié)膜c(12mm×12mm)粘貼到鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板上，然后，剝離去剝離膜，把芯片的凸點和鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板的位置進(jìn)行重合。然后，在170℃、30g/凸點、20秒的條件下，從芯片的上方進(jìn)行加熱、加壓，進(jìn)行正式連接。
正式連接后的連接電阻，每個凸點最高為5mΩ，平均為1.5mΩ，絕緣電阻在108Ω以上，這些值耶使在-55～125℃進(jìn)行熱沖擊試驗1000次循環(huán)處理、PCT試驗(121℃，2個大氣壓)200小時、260℃的焊錫浴浸漬10秒后也不發(fā)生變化，顯示出良好的連接可靠性。
實施例4把苯氧基樹脂50g、丙烯酸丁酯(40份)、丙烯酸乙酯(30份)、丙烯腈(30份)以及甲基丙烯酸縮水甘油酯(3份)共聚得到的丙烯酸類橡膠(分子量85萬)100g，溶于醋酸乙酯350g，得到30％溶液。
然后，往上述溶液中添加含有微膠囊型潛在性固化劑的液態(tài)環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量185)350g，攪拌，對粘結(jié)樹脂組合物100份(重量)添加熔融二氧化硅(平均粒徑0.5μm)40份(重量)，而且，把在聚苯乙烯核芯材料(直徑5μm)表面上形成Au層的導(dǎo)電粒子5％(體積)分散在其中，得到膜涂布用的溶液。
把該膜涂布用的溶液，用涂膠輥涂布在剝離膜(有機硅處理過的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜，厚度40μm)上，于100℃干燥10分鐘，形成厚度45μm的粘結(jié)膜d。用動態(tài)粘彈性測定器，測定該粘結(jié)膜d除去了熔融二氧化硅及導(dǎo)電粒子只有粘結(jié)樹脂組合物的40℃的彈性模量為1000MPa。另外，用TMA法測定粘結(jié)膜d的110～130℃的平均熱膨脹系數(shù)為111ppm/℃。
然后，用得到的粘結(jié)膜d，按下法，使帶有金屬凸點(面積50μm×50μm，362個凸點，間隔20μm，高度15μm，)的芯片(1.7mm×17mm，厚度0.5mm)、和帶ITO(氧化銦錫)電路的玻璃基板(厚度1.1mm)進(jìn)行連接。
首先，在80℃、10kgf/cm2的條件下，把粘結(jié)膜d(12mm×12mm)粘貼在帶ITO電路的玻璃基板上，然后，剝離剝離膜，把芯片的凸點和帶ITO電路的玻璃板的位置進(jìn)行重合。然后，在180℃、40g/凸點、20秒的條件下，從芯片的上方進(jìn)行加熱、加壓，進(jìn)行正式連接。
正式連接后的連接電阻，每個凸點最高為150mΩ，平均為80mΩ，絕緣電阻在108Ω以上、這些值即使在-40～100℃進(jìn)行熱沖擊試驗1000次循環(huán)處理、PCT試驗(105℃，1.2個大氣壓)100小時也不發(fā)生變化，顯示出良好的連接可靠性。
實施例5把苯氧基樹脂50g、丙烯酸丁酯(40份)、丙烯酸乙酯(30份)、丙烯腈(30份)以及甲基丙烯酸縮水甘油酯(3份)共聚得到的丙烯酸類橡膠(分子量85萬)125g，溶于醋酸乙酯400g，得到30％溶液。
然后，往上述溶液中添加含有微膠囊型潛在性固化劑的液態(tài)環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量185)325g，攪拌，對粘結(jié)樹脂組合物100份(重量)添加熔融二氧化硅(平均粒徑0.5μm)60份(重量)，而且，使鎳粒子(直徑5μm)2％(體積)分散在其中，得到膜涂布用的溶液。
把該膜涂布用的溶液，用涂膠輥在剝離膜(有機硅處理過的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜，厚度40μm)上進(jìn)行涂布，于100℃干燥10分鐘，形成厚度45μm的粘結(jié)膜e。用動態(tài)粘彈性測定器，測定該粘結(jié)膜d除去了熔融二氧化硅及鎳粒子只有粘結(jié)樹脂組合物的40℃的彈性模量為800MPa。
然后，用所得到的粘結(jié)膜e，按下法，把無凸點芯片(10mm×10mm，厚度0.5mm，焊區(qū)電極Al，焊區(qū)直徑120μm)和電路上形成的鍍Ni/Au的Cu凸點(直徑100μm，間隔50μm，高度15mm，凸點數(shù)200)的鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板進(jìn)行連接。
首先，把粘結(jié)膜e(12mm×12mm)，在80℃、10kgf/cm2的條件下，粘貼在鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板(電極高度20μm，厚度0.8mm)上，然后，剝離剝離膜，把芯片的Al焊區(qū)和帶鍍Ni/Au的Cu凸點的鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板(厚度0.8mm)進(jìn)行位置重合。然后，在180℃、30g/凸點、20秒的條件下，從芯片的上方進(jìn)行加熱、加壓，進(jìn)行正式連接。
正式連接后的連接電阻，每個凸點最高為8mΩ，平均為4mΩ，絕緣電阻在108Ω以上，這些值即使在-55～125℃熱沖擊試驗1000次循環(huán)處理、PCT試驗(121℃、2個大氣壓)200小時、260℃的焊錫浴浸漬10秒后也不發(fā)生變化，顯示出良好的連接可靠性。
實施例6把苯氧基樹脂50g、丙烯酸丁酯(40份)、丙烯酸乙酯(30份)、丙烯腈(30份)以及甲基丙烯酸縮水甘油酯(3份)共聚得到的丙烯酸類橡膠(分子量85萬)125g，溶于醋酸乙酯400g，得到30％溶液。
然后，往上述溶液中添加含有微膠囊型潛在性固化劑的液態(tài)環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量185)325g，攪拌，對樹脂粘結(jié)劑組合物100份(重量)添加熔融二氧化硅(平均粒徑0.5μm)40份(重量)進(jìn)行分散，得到膜涂布用的溶液。
用涂膠輥把該膜涂布用的溶液涂布在剝離膜上(有機硅處理過的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜，厚度40μm)進(jìn)行涂布，于100℃干燥10分鐘，形成第1粘結(jié)層的粘結(jié)膜f(厚度25μm)。還有，用動態(tài)粘彈性測定器測定該粘結(jié)膜f的除去了熔融二氧化硅后的只有粘結(jié)樹脂組合物的40℃的彈性模量為800MPa。
另外，除了用分散鎳粒子(直徑3μm)2％(體積)來代替分散的熔融二氧化硅以外，與粘結(jié)膜f的制作同樣進(jìn)行，形成作為第2粘結(jié)層的粘結(jié)膜g(厚度25μm)。所得到的粘結(jié)膜g在40℃的彈性模量為800MPa。
然后，把所得到的粘結(jié)膜f及粘結(jié)膜g加以疊層，得到作為復(fù)合膜的疊層膜狀粘結(jié)劑h。
用該疊層膜狀粘結(jié)劑h，按下法，將帶有金屬凸點(面積80μm×80μm，間隔30μm，高度15μm，凸點數(shù)288μm)的芯片(10mm×10mm，厚度0.5mm)和鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板進(jìn)行連接。
首先，在80℃、10kgf/cm2的條件下把上述疊層狀粘結(jié)劑h(12mm×12mm)的粘結(jié)膜g(第2粘結(jié)劑層)粘貼到鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板(電極高度20μm，厚度0.8mm)上，然后，剝離去剝離膜，在粘結(jié)膜f(第1粘結(jié)劑層)一側(cè)，使芯片對1，并進(jìn)行芯片的凸點和鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板(厚度0.8mm)的位置重合。然后，在180℃、50g/凸點、20秒的條件下，從芯片的上方進(jìn)行加熱、加壓，進(jìn)行正式連接。
正式連接后的連接電阻，每個凸點最高為6mΩ，平均為2mΩ，絕緣電阻為108Ω以上，這些值即使在-55～125℃熱沖擊試驗1000次循環(huán)處理、PCT試驗(121℃，2個大氣壓)200小時、260℃的焊錫浴浸漬10秒后也不發(fā)生變化，顯示良好的連接可靠性。
實施例7把苯氧基樹脂50g、丙烯酸丁酯(40份)、丙烯酸乙酯(30份)、丙烯腈(30份)以及甲基丙烯酸縮水甘油酯(3份)共聚得到的丙烯酸類橡膠(分子量85萬)175g，溶于醋酸乙酯525g，得到30％溶液。
然后，往上述溶液中添加含有微膠囊型潛在性固化劑的液態(tài)環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量185)275g，攪拌，對樹脂粘結(jié)劑組合物100份(重量)使熔融硅膠(平均粒徑1μm)60份(重量)進(jìn)行分散，得到膜涂布用的溶液。
用涂膠輥把該膜涂布用溶液涂布在剝離膜(有機硅處理過的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜，厚度40μm)上，于100℃干燥10分鐘，形成相當(dāng)于第1粘結(jié)劑層的粘結(jié)膜i(厚度20μm)。用動態(tài)粘彈性測定器測定除去了熔融二氧化硅只有粘結(jié)樹脂組合物的40℃的彈性模量為400MPa。
另外，除了用分散2％(體積)的鎳粒子(直徑3μm)來代替分散的熔融二氧化硅以外，與粘結(jié)膜i的制作同樣進(jìn)行，形成相當(dāng)于第2粘結(jié)劑層的粘結(jié)膜j(厚度20μm)。所得到的粘結(jié)膜j在40℃的彈性模量為400MPa。
然后，把所得到的粘結(jié)膜i及粘結(jié)膜j加以疊層，得到作為復(fù)合膜的疊層膜狀粘結(jié)劑k。用該疊層膜狀粘結(jié)劑k，按下法，將帶有金屬凸點(面積80μm×80μm，間隔30μm，高度15μm，凸點數(shù)288μm)的芯片(10mm×10mm，厚度0.5mm)和鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板進(jìn)行連接。
首先，在80℃、10kgf/cm2的條件下把上述疊層膜狀粘結(jié)劑k(12mm×12mm)的粘結(jié)膜j(第2粘結(jié)層)粘貼到鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板(電極高度20μm，厚度0.8mm)上，然后，剝離掉剝離膜，在粘結(jié)膜i(第1粘結(jié)層)一側(cè)，使芯片對置，芯片的凸點和鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板(厚度0.8mm)進(jìn)行位置重合。然后，在180℃、50g/凸點、20秒的條件下，從芯片的上方進(jìn)行加熱、加壓，進(jìn)行正式連接。
正式連接后的連接電阻，每個凸點最高為18mΩ，平均為8mΩ，絕緣電阻為108Ω以上，這些值即使在-55～125℃熱沖擊試驗1000次循環(huán)處理、PCT試驗(121℃，2個大氣壓)200小時、260℃的焊錫浴浸漬10秒后也不發(fā)生變化，顯示良好的連接可靠性。
實施例8把苯氧基樹脂50g、丙烯酸丁酯(40份)、丙烯酸乙酯(30份)、丙烯腈(30份)以及甲基丙烯酸縮水甘油酯(3份)共聚得到的丙烯酸類橡膠(分子量85萬)100g，溶于醋酸乙酯350g，得到30％溶液。
然后，往上述溶液中添加含有微膠囊型潛在性固化劑的液態(tài)環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量185)350g，攪拌，對粘結(jié)樹脂組合物100份(重量)使熔融二氧化硅(平均粒徑0.5μm)60份(重量)進(jìn)行分散，得到膜涂布用的溶液。
用涂膠輥把該膜涂布用的溶液涂布在剝離膜(有機硅處理過的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜，厚度40μm)上，于100℃干燥10分鐘，形成相當(dāng)于第1粘結(jié)層的粘結(jié)膜m(厚度25μm)。用動態(tài)粘彈性測定器測定該粘結(jié)膜f的除去了熔融二氧化硅的只有粘結(jié)樹脂組合物的40℃的彈性模量為1000MPa。
另外，除了用分散5％(體積)的在聚苯乙烯類核芯材料(直徑5μm)的表面上形成Au層的導(dǎo)電粒子來代替分散的熔融二氧化硅以外，與粘結(jié)膜m的制作同樣進(jìn)行，形成相當(dāng)于第2粘結(jié)層的粘結(jié)膜n(厚度25μm)。所得到的粘結(jié)膜n在40℃的彈性模量為1000MPa。
然后，把所得到的粘結(jié)膜m及粘結(jié)膜n加以疊層，得到作為復(fù)合膜的疊層膜狀粘結(jié)劑p。用該疊層膜狀粘結(jié)劑p，按下法，與帶有金屬凸點(面積80μm×80μm，間隔30μm，高度15μm，凸點數(shù)288μm)的芯片(10mm×10mm，厚度0.5mm)和鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板進(jìn)行連接。
首先，在80℃、10kgf/cm2的條件下把上述疊層膜狀粘結(jié)劑p(12mm×12mm)的粘結(jié)膜n(第2粘結(jié)層)粘貼到鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板(電極高度20μm，厚度0.8mm)上，然后，剝離掉剝離膜，在粘結(jié)膜m(第1粘結(jié)層)一側(cè)，使芯片對置，芯片的凸點和鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板(厚度0.8mm)進(jìn)行位置重合。然后，在180℃、50g/凸點、20秒的條件下，從芯片的上方進(jìn)行加熱、加壓，進(jìn)行正式連接。
正式連接后的連接電阻，每個凸點最高為5mΩ，平均為1.5mΩ，絕緣電阻為108Ω以上，這些值即使在-55～125℃熱沖擊試驗1000次循環(huán)處理、PCT試驗(121℃，2個大氣壓)200小時、260℃的焊錫浴浸漬10秒后也不發(fā)生變化，顯示良好的連接可靠性。
實施例9把苯氧基樹脂50g、丙烯酸丁酯(40份)、丙烯酸乙酯(30份)、丙烯腈(30份)以及甲基丙烯酸縮水甘油酯(3份)共聚得到的丙烯酸類橡膠(分子量85萬)125g，溶于醋酸乙酯400g，得到30％溶液。
然后，往上述溶液中添加含有微膠囊型潛在性固化劑的液態(tài)環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量185)325g，攪拌，對樹脂粘結(jié)組合物100份(重量)使熔融二氧化硅(平均粒徑0.5μm)60份(重量)進(jìn)行分散，得到膜涂布用的溶液。
用涂膠輥把該膜涂布用的溶液涂布在剝離膜上(有機硅處理過的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜，厚度25μm)，于100℃干燥10分鐘，形成相當(dāng)于第1粘結(jié)層的粘結(jié)膜q(厚度25μm)。用動態(tài)粘彈性測定器測定該粘結(jié)膜q的除去了熔融二氧化硅的只有粘結(jié)樹脂組合物的40℃的彈性模量為800MPa。
另外，除了用分散2％(體積)的鎳粒子(直徑3μm)來代替分散的熔融二氧化硅以外，與粘結(jié)膜q的制作同樣進(jìn)行，形成相當(dāng)于第2粘結(jié)層的粘結(jié)膜r(厚度25μm)。所得到的粘結(jié)膜r在40℃的彈性模量為800MPa。
然后，把所得到的粘結(jié)膜q及粘結(jié)膜r加以疊層，得到作為復(fù)合膜的疊層膜狀粘結(jié)劑8。
用該疊層膜狀粘結(jié)劑s，按下法，把無凸點芯片(10mm×10mm)，厚度0.5mm，焊區(qū)電極Al，焊區(qū)直徑120μm)和在電路上形成鍍Ni/Au的Cu凸點(直徑100μm，間隔5μm，高度15μm，凸點數(shù)200)的鍍Ni/Cu的Cu電路印刷基板連接。
首先，在80℃、10kgf/cm2的條件下把上述疊層膜狀粘結(jié)劑s(12mm×12mm)的粘結(jié)膜r(第2粘結(jié)層)粘貼到形成鍍Ni/Au的Cu凸點(直徑100μm，間隔50μm，高度15μm、凸點數(shù)200)的鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板(電極高度20μm，厚度0.8mm)上，然后，把剝離膜剝離掉，在粘結(jié)膜q(第1粘結(jié)層)一側(cè)，使芯片對置，芯片的凸點和鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板(厚度0.8mm)進(jìn)行位置重合。然后，在180℃、50g/凸點、20秒的條件下，從芯片的上方進(jìn)行加熱、加壓，進(jìn)行正式連接。
正式連接后的連接電阻，每個凸點最高為8mΩ，平均為4mΩ，絕緣電阻為108Ω以上，這些值即使在-55～125℃熱沖擊試驗1000次循環(huán)處理、PCT試驗(121℃，2個大氣壓)200小時、260℃的焊錫浴浸漬10秒后也不發(fā)生變化，顯示良好的連接可靠性。
實施例10把苯氧基樹脂195g和多官能團(tuán)環(huán)氧化物(環(huán)氧當(dāng)量212)130g，溶于醋酸乙酯1083g，得到30％溶液。
然后，往上述溶液中添加含有微膠囊型潛在性固化劑的液態(tài)環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量185)325g，攪拌，并且，使鎳粒子(直徑5μm)2％(體積)進(jìn)行分散，得到膜涂布用的溶液。
用涂膠輥把該膜涂布用的溶液涂布在剝離膜(有機硅處理過的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜，厚度40μm)上，于100℃干燥10分鐘，形成相當(dāng)于第3粘結(jié)層的粘蛄膜t(厚度25μm)。固化后的粘結(jié)膜t的30～100℃的熱膨脹系數(shù)為45ppm，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為150℃，在40℃的彈性模量為2600MPa。
另外，把苯氧基樹脂50g、丙烯酸丁酯(40份)、丙烯酸乙酯(20份)、丙烯腈(300份)及甲基丙烯酸縮水甘油酯(3份)共聚得到的丙烯酸類橡膠(分子量85萬)100g，溶于醋酸乙酯500g，得到30％溶液。
然后，往上述溶液中添加含有微膠囊型潛在性固化劑的液態(tài)環(huán)氧化物(環(huán)氧當(dāng)量185)350g，攪拌，并且，使鎳粒子(直徑5μm)2％(體積)分散，得到膜涂布用的溶液。
用涂膠輥把上述膜涂布用的溶液涂布在剝離膜(有機硅處理過的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜，厚度40μm)上，于100℃干燥10分鐘，形成相當(dāng)于第4粘結(jié)層的粘結(jié)膜u(厚度25μm)。固化后的粘結(jié)膜u在30～100℃的熱膨脹系數(shù)為70ppm，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為125℃，在40℃的彈性模量為1000MPa。
其次，把粘結(jié)膜t和粘結(jié)膜u加以疊層，形成作為復(fù)和膜的疊層膜狀粘結(jié)劑v(厚度50μm)。
其次，用所得到的疊層膜狀粘結(jié)劑v，按下法，把帶有金屬凸點(高度30μm，凸點數(shù)184)的芯片(尺寸10×10mm，厚度0.55mm)和鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板(電極高度20μm，基板厚度0.8mm)進(jìn)行連接。
首先，以疊層膜狀粘結(jié)劑v(尺寸12×12mm)的粘結(jié)膜u(第4粘結(jié)層)的面作為印刷基板的一側(cè)，在60℃、0.5MPa的條件下，往鍍Ni/Au的Cu回路印刷基板上暫時連接疊層膜狀粘蛄劑V。暫時連接工藝后，把芯片的凸點和鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板加以位置重合，而在疊層的膜狀粘結(jié)劑v上放置芯片，然后，在180℃、50g/凸點、20秒的條件下，從芯片上方加熱、加壓，進(jìn)行正式連接。
正式連接后的連接電阻，每個凸點最高為10mΩ，平均為2mΩ，絕緣電阻為108Ω以上，這些值即使在-55～125℃熱沖擊試驗1000次循環(huán)及110℃、85％RH、PCT試驗500小時的試驗過程中連續(xù)(原位)進(jìn)行電阻測定，顯示良好的連接可靠性。
實施例11
把苯氧基樹脂195g和多官能團(tuán)環(huán)氧化物(環(huán)氧當(dāng)量212)130g，溶于醋酸乙酯1083g，得到30％溶液。
然后，往上述溶液中添加含微膠囊型潛在性固化劑的液態(tài)環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量185)325g，攪拌，對樹脂組合物100份(重量)使熔融二氧化硅(平均粗徑0.5μm)20份(重量)并使鎳粒子(直徑5μm)2％(體積)進(jìn)行分散，得到膜涂布用的溶液。
用涂膠輥把上述膜涂布用的溶液涂布在剝離膜(有機硅處理過的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜，厚度40μm)上，于100℃干燥10分鐘，形成相當(dāng)于第3粘結(jié)層的粘結(jié)膜w(厚度25μm)。固化后的粘結(jié)膜w在30～100℃的熱膨脹系數(shù)為38ppm，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為153℃，40℃的彈性模量為3000MPa。
另外，把苯氧基樹脂50g、丙烯酸丁酯(40份)、丙烯酸乙酯(20份)、丙烯腈(30份)以及甲基丙烯酸縮水甘油酯(3份)共聚得到的丙烯酸類橡膠(分子量85萬)100g，溶于醋酸乙酯500g，得到30％溶液。
然后，往上述溶液中添加含微膠囊型潛在性固化劑的液態(tài)環(huán)氧化物(環(huán)氧當(dāng)量185)350g，攪拌，并且，對樹脂組合物100份(重量)使熔融二氧化硅(平均粒徑0.55μm)，還有鎳粒子(直徑5μm)2％(體積)分散，得到膜涂布用的溶液。
用涂膠輥把該膜涂布用的溶液涂布在剝離膜(有機硅處理過的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜，厚度40μm)上，于100℃干燥10分鐘，形成相當(dāng)于第4粘結(jié)層的粘結(jié)膜x(厚度25μm)。固化后的粘結(jié)膜x在30～100℃的熱膨脹系數(shù)為60ppm，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度127℃，在40℃下的彈性模量為1400MPa。
其次，把粘結(jié)膜w和粘結(jié)膜x加以疊層，形成作為復(fù)和膜的疊層膜狀粘結(jié)劑y(厚度50μm)。
其次，用所得到的疊層膜狀粘結(jié)劑y，按下法，把帶有金屬凸點(高度30μm，凸點數(shù)184)的芯片(尺寸10mm×10mm，厚度0.55mm)和鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板(電極高度20μm，基板厚度0.8mm)進(jìn)行連接。
以疊層膜狀粘蛄劑y(尺寸12mm×12mm)的粘結(jié)膜x(第4粘結(jié)層)的面作印刷基板的一側(cè)，在60℃、0.5MPa的條件下，往鍍Ni/Au的Cu回路印刷基板上暫時連接疊層膜狀粘結(jié)劑y。暫時連接工序后，把芯片的凸點和鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板加以位置重合，而在疊層的膜狀粘結(jié)劑y上放置芯片，然后，在180℃、50g/凸點、20秒的條件下，從芯片上方加熱、加壓，進(jìn)行正式連接。
正式連接后的連接電阻，每個凸點最高為10mΩ，平均為2mΩ，絕緣電阻為108Ω以上，這些值即使在-55～125℃的熱沖擊試驗1000次循環(huán)及110℃、85％RH、PCT試驗500小時的試驗過程中連續(xù)(原位)進(jìn)行電阻測定，顯示良好的連接可靠性。
比較例1采用實施例10中得到的疊層膜狀粘結(jié)劑v，與實施例10同樣進(jìn)行操作，把帶有金屬凸點(高度30μm，凸點數(shù)184)的芯片(尺寸10mm×10mm，厚度0.55mm)和鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板(電極高度20μm，基板厚度0.8mm)進(jìn)行連接。但是，在本比較例中，以疊層膜狀粘結(jié)劑v(尺寸12mm×12mm)的粘結(jié)膜t(第3粘結(jié)層)的面作為印刷基板的一側(cè)。
正式連接后的連接電阻，每個凸點最高為10mΩ，平均為2mΩ，絕緣電阻為108Ω以上，這些值在-55～125℃的熱沖擊試驗500次循環(huán)，另外，在110℃、85％RH、PCT試驗300小時，導(dǎo)電性不良。
比較例2把幕氧基樹脂195g和多官能團(tuán)環(huán)氧化拘(環(huán)氧當(dāng)量212)130g溶于醋酸乙酯1083g，得到30％溶液。
然后，往上述溶液中添加含有微膠囊型潛在性固化劑的液態(tài)環(huán)氧化物(環(huán)氧當(dāng)量185)325g，攪拌，并且，使鎳粒子(直徑5μm)2％(體積)加以分散，得到膜涂布用的溶液。
用涂膠輥把該膜涂布用的溶液涂布在剝離膜(有機硅處理過的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜，厚度40μm)上，于100℃干燥10分鐘，形成厚度50μm的粘結(jié)膜z。固化后的粘結(jié)膜z在30～100℃的熱膨脹系數(shù)為45ppm，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為150℃，在40℃的彈性模量為2600MPa。
然后，只用所得到的粘結(jié)膜z，按下法，把帶有金屬凸點(高度30μm，凸點數(shù)184)的芯片(尺寸10mm×10mm，厚度0.55mm)和鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板(電極高度20μm，基板厚度0.8mm)進(jìn)行連接。
首先，在60℃、0.5MPa的條件下，把粘結(jié)膜z暫時連接到鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板上。暫時連接工序后，使芯片的凸點和鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板的位置重合，在粘結(jié)膜z上放王芯片，然后，在180℃、50g/凸點、20秒的條件下，從芯片上方加熱、加壓，進(jìn)行正式連接。
正式連接后的連接電阻，每個凸點最高為10mΩ，平均為3mΩ，絕緣電阻為108Ω以上，這些值在-55～125℃的熱沖擊試驗300次循環(huán)及260℃的焊錫浴浸漬10秒后，導(dǎo)通不良。對連接部位的剖面觀察結(jié)果是，在導(dǎo)通不良部位的一部分觀察到粘結(jié)膜界面發(fā)生剝離。
比較例3把苯氧基樹脂50g、丙烯酸丁酯(40份)、丙烯酸乙酯(20份)、丙烯腈(30份)以及甲基丙烯酸縮水甘油酯(3份)共聚得到的丙烯酸類橡膠(分子量85萬)100g，溶于醋酸乙酯500g，得到30％溶液。
然后，往上述溶液中添加含有微膠囊型潛在性固化劑的液態(tài)環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量185)350g，攪拌，并且，使鎳粒子(直徑5μm)2％(體積)分散，得到膜涂布用的溶液。
用涂膠輥把上述膜涂布用的溶液涂布在剝離膜(有機硅處理過的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜，厚度40μm)上，于100℃干燥10分鐘，形成厚度25μm的粘蛄膜α。固化后，粘結(jié)膜α在30-100℃的熱膨脹系數(shù)為60ppm，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度125℃，在40℃下的彈性模量為1000MPa。
然后，只用得到的粘結(jié)膜α，按下法，把帶有金屬凸點(高度30μm，凸點數(shù)184)的芯片(尺寸10mm×10mm，厚度0.55mm)和鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板(電極高度20μm，基板厚度0.8mm)進(jìn)行連接。
首先，在60℃、0.5MPa的條件下，把粘結(jié)膜α?xí)簳r連接在鍍Ni/Au的Cu電路印刷基扳上。暫時連接工序后，使芯片的凸點和鍍Ni/Au的Cu電路印刷基板進(jìn)行位置重合，然后，在粘結(jié)膜α上放置芯片，然后，在180℃、50g/凸點、20秒的條件下，從芯片上方加熱、加壓，進(jìn)行正式連接。
正式連接后的連接電阻，每個凸點最高為10mΩ，平均為2mΩ，絕緣電阻為108Ω以上，而這些值在-55～125℃的熱沖擊試驗30次循環(huán)，在熱沖擊試驗的高溫試驗時，產(chǎn)生導(dǎo)通不良的現(xiàn)象。
工業(yè)上利用的可能性由上所述，接照本發(fā)明，可以制造出連接部位的連接電阻增大以及粘結(jié)荊不發(fā)生剝離，連接可靠性大幅度上升的電路板。
權(quán)利要求
1.一種電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑，該粘結(jié)劑是介于相對的電路電極之間，加壓相對的電路電極，而使加壓方向的電極間進(jìn)行電連接的電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑，其含有粘結(jié)樹脂組合物和無機填料，并且相對于該粘結(jié)樹脂組合物100重量份，該無機填料為10～200重量份，而且其固化后的40℃下的彈性模量為100～5000MPa。
2.一種電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑，該粘結(jié)劑是介于相對的電路電極之間，加壓相對的電路電極，而使加壓方向的電極間進(jìn)行電連接的電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑，該粘結(jié)劑是雙層結(jié)構(gòu)，具有第1粘結(jié)劑層和第2粘結(jié)劑層，所述第1粘結(jié)劑層含有粘結(jié)樹脂組合物和無機填料，并且相對于該粘結(jié)樹脂組合物100重量份，該無機填料為10～200重量份，而且其固化后的40℃下的彈性模量為100～5000MPa，所述第2粘結(jié)劑層以包含環(huán)氧樹脂和潛在性固化劑的粘結(jié)樹脂組合物為主要成分，而且其固化后的40℃下的彈性模量為100～2000MPa。
3.一種電路板，該電路板是，把具有第1連接端子的第1電路構(gòu)件和具有第2連接端子的第2電路構(gòu)件，按第1連接端子和第2連接端子相對而配置，在上述相對配置的第1連接端子和第2連接端子之間介入粘結(jié)劑，加壓而使上述對置的第1連接端子和第2連接端子進(jìn)行電連接的電路板，其中上述粘結(jié)劑為權(quán)利要求2記載的電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑。
4.權(quán)利要求3記載的電路板，其中，上述第1電路構(gòu)件為無機絕緣基板，上述第2電路構(gòu)件為有機絕緣基板，上述粘結(jié)劑是權(quán)利要求2記載的電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑，上述第1粘結(jié)劑層粘結(jié)在上述第1電路構(gòu)件一側(cè)。
5.權(quán)利要求3或4記載的電路板，其中上述第1電路構(gòu)件為半導(dǎo)體芯片。
6.一種電路板的制造方法，其中包括，把具有第1連接端子的無機絕緣基板構(gòu)成的第1電路構(gòu)件，和具有第2連接端子的有機絕緣基板構(gòu)成的第2電路構(gòu)件，使第1連接端子和第2連接端子相對而進(jìn)行配置；在上述對置的第1連接端子和第2連接端子之間介入權(quán)利要求2記載的電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑，以使上述第1粘結(jié)劑層處在上述第1電路構(gòu)件一側(cè)那樣進(jìn)行配置；加壓而使上述對置的第1連接端子和第2連接端子進(jìn)行電連接的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑，該粘結(jié)劑是介于相對的電路電極之間，加壓相對的電路電極，而使加壓方向的電極間進(jìn)行電連接的電路構(gòu)件連接用粘結(jié)劑，其含有粘結(jié)樹脂組合物和無機填料，或者該粘結(jié)劑是雙層結(jié)構(gòu)，其具有第1粘結(jié)劑層和第2粘結(jié)劑層。本發(fā)明還提供用該粘結(jié)劑把電路構(gòu)件彼此加以連接的電路板，和該電路板的制造方法。
文檔編號H01L21/60GK1900195SQ200610099679
公開日2007年1月24日 申請日期1998年8月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月13日
發(fā)明者渡邊伊津夫, 竹村賢三, 永井朗, 井坂和博, 渡邊治, 小島和良 申請人:日立化成工業(yè)株式會社