(57)【要約】【課題】導電バンプと他方の電極との間で良好な導通性を得ることができる電子装置、および電子装置の製造方法を提供する。【解決手段】配線基板５と、配線基板５上に表面実装される表面実装ＩＣ２などの表面実装部品と、配線基板５の配線４Ａなどの電極および表面実装部品の接続電極２Ａなどの電極のいずれか一方の電極上に形成され他方の電極に接触して電極間を接続する導電バンプ７と、表面実装部品と配線基板とを互いに固定する絶縁性樹脂とを備えた半導体装置１などの電子装置において、導電バンプ７の一部が他方の電極の表面の酸化被膜を破って他方の電極と接触している。【選択図】図１
2020150117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板と、
配線基板上に表面実装される表面実装部品と、
前記配線基板の電極および前記表面実装部品の電極のいずれか一方の電極上に形成され他方の電極に接触して電極間を接続する導電バンプと、
表面実装部品と配線基板とを互いに固定する絶縁性樹脂とを備えた電子装置において、
前記導電バンプの一部が他方の電極の表面の酸化被膜を破って他方の電極と接触していることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子装置において、
前記導電バンプの一部が、前記他方の電極の凹んだ部分に入り込んでいることを特徴とする電子装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電子装置において、
前記導電バンプは、導電性粒子とバインダー樹脂とを有し、
前記導電バンプは、他方の電極に圧着されており、
圧着後の前記導電バンプの先端部の曲率半径が、圧着前の曲率半径よりも大きく、圧着後の導電バンプの高さは、圧着前の９０％以下になっていることを特徴とする電子装置。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか一項に記載の電子装置において、
前記導電バンプは、前記表面実装部品の重心もしくは各電極の重心の少なくとも一方を基準として点対称となるように、複数個所形成されていることを特徴とする電子装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれか一項に記載の電子装置において、
前記導電バンプは、導電ペーストをディスペンサーで前記配線基板の電極および前記表面実装部品の電極のいずれか一方に塗布することで形成されたものであることを特徴とする電子装置。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれか一項に記載の電子装置において、
前記配線基板は、樹脂基材に電極が印刷で形成されていることを特徴とする電子装置。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれか一項に記載の電子装置において、
前記配線基板上の前記絶縁性樹脂が接する領域には、前記絶縁性樹脂との密着強度を高める表面処理がされていることを特徴とする電子装置。
【請求項８】
請求項１乃至７いずれか一項に記載の電子装置において、
前記配線基板に絶縁性樹脂を塗布し、前記表面実装部品が熱圧着により前記配線基板に実装されることを特徴とする電子装置。
【請求項９】
請求項１乃至７いずれか一項に記載の電子装置において、
前記配線基板または前記表面実装部品に前記絶縁性樹脂を塗布し、加圧により前記表面実装部品を前記配線基板に仮実装した後に、加熱して本実装することを特徴とする電子装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の電子装置において、
前記絶縁性樹脂の膨張係数は、前記導電バンプの膨張係数より大きいことを特徴とする電子装置。
【請求項１１】
配線基板の電極および表面実装部品の電極のいずれか一方の電極に導電性ペーストを塗布して導電バンプを形成する工程と、
前記表面実装部品の電極が形成された面または前記配線基板の電極が形成された面に絶縁性樹脂を塗布する工程と、
前記表面実装部品および前記配線基板のいずれか一方を他方に向けて加圧して前記導電バンプを他方の電極に圧着する工程と、
前記圧着する工程と同時、または、前記圧着する工程の後に、前記絶縁性樹脂を硬化させて前記表面実装部品と前記配線基板とを固定する工程とを有する電子装置の製造方法であって、
圧着前の前記導電バンプの先端が尖塔状となるように、前記一方の電極に導電性ペーストを塗布することを特徴とする電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置、および電子装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、配線基板と、配線基板上に表面実装される表面実装部品と、前記配線基板の電極および前記表面実装部品の電極のいずれか一方の電極上に形成され他方の電極に接触して電極間を接続する導電バンプと、表面実装部品と配線基板とを互いに固定する絶縁性樹脂とを備えた電子装置が知られている。
【０００３】
特許文献１には、次のようにして上記電子装置を製造するものが記載されている。すなわち、導電性ペーストをスクリーン印刷により配線基板の電極上に塗布して導電バンプを形成した後、配線基板の電極が形成された面に熱硬化性の絶縁性樹脂を塗布する。次に、表面実装部品を配線基板に向けて加圧しながら加熱することで、電子装置が製造されるものである。表面実装部品を配線基板に向けて加圧することで、液状の絶縁性樹脂を掻き分けて導電バンプが表面実装部品の電極に圧接する。その状態で絶縁性樹脂が熱硬化し、導電バンプが表面実装部品の電極に圧接した状態で、表面実装部品と配線基板とが互いに固定され電子装置が得られる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、導電バンプと他方の電極との導通性に改善の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、配線基板と、配線基板上に表面実装される表面実装部品と、前記配線基板の電極および前記表面実装部品の電極のいずれか一方の電極上に形成され他方の電極に接触して電極間を接続する導電バンプと、表面実装部品と配線基板とを互いに固定する絶縁性樹脂とを備えた電子装置において、前記導電バンプの一部が他方の電極の表面の酸化被膜を破って他方の電極と接触していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、導電バンプと他方の電極との間で良好な導通性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】電子装置としての第１実施形態の半導体装置の構成の一例を示す断面模式図。
【図２】表面実装ＩＣの接続電極に、複数の導電バンプを形成する一例を示す図。
【図３】一つの接続電極に複数の導電バンプを形成する際の他の配置パターンを示す図。
【図４】配線を形成する様子を示す模式図。
【図５】バンプ前駆体を形成する様子を示す模式図。
【図６】配線上にバンプ前駆体が形成された様子を示す模式図。
【図７】絶縁性樹脂を、配線基板のバンプ前駆体が形成された表面に塗布する様子を示す模式図。
【図８】部品熱圧着工程について説明する図。
【図９】圧着後の導電バンプと接続電極と示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜第１の実施形態＞
先ず、本発明の半導体装置を適用した第１実施形態について説明する。
図１は、電子装置としての第１実施形態の半導体装置１の構成の一例を示す断面模式図である。
図１に示すように半導体装置１は、表面実装部品たる表面実装ＩＣ２と、配線基板５と、導電性粒子６を含む複数の導電バンプ７と、絶縁層８とを備える。また、本実施形態の半導体装置１は、ダミーバンプ９も有している。
【０００９】
表面実装ＩＣ２の配線基板５と対向する対向面に形成された複数の接続電極２Ａは、導電バンプ７の含まれる導電性粒子６を介して、配線基板５の導電層４に形成された電極としての配線４Ａに電気的に接続されている。絶縁層８は、表面実装ＩＣ２と配線基板５との間に充填されており、表面実装ＩＣ２と配線基板５とを接着する絶縁性樹脂からなる接着剤の硬化物である。ダミーバンプ９は、一端が表面実装ＩＣ２に接触し、他端がと配線基板５に接触して、表面実装ＩＣ２と配線基板との距離（クリアランス）を確保している。
【００１０】
［表面実装ＩＣ２］
表面実装ＩＣ２は、配線基板５に実装可能なものであれば、特に限定されるものではなく、ウエハレベルチップサイズパッケージ（ＷＬ−ＣＳＰ）を含むものである。
表面実装ＩＣ２の配線基板５と対向する対向面に形成された複数の接続電極２Ａは、外部と電気的な接続を行うものである。接続電極２Ａの材質としては、例えば、銅、金、ニッケル、銀、錫、アルミ、若しくははんだ、又はこれらのうち少なくとも１種を含む合金層を含む積層体が挙げられる。これらの中でも、金、ニッケル、アルミ等がより好ましい。なお、接続電極２Ａの材質は、これらに限定されるものではなく、導電性であればよい。
【００１１】
［配線基板５］
配線基板５は、基材３と、複数の配線４Ａを含む導電層４とを少なくとも有し、基材３と導電層４との積層部分を含む層が一層の単層の配線基板であってもよいし、基材３と導電層４との積層部分を含む層が複数積み重なった多層配線基板であってもよい。また、配線基板５は、可撓性を有するプリント配線基板（ＦＰＣ）でもよい。さらに、配線基板５は、基材３と導電層４との積層部分以外に、他の機能を付与するための積層部分を有してもよい。
【００１２】
本実施形態においては、基材３として、ガラス転移温度が１６０℃以下、低いものでは７０℃未満のものであって、基材３の耐熱温度が低い材質のものを用いている。このような材質としては、市販のプラスチックフィルムを用いることができ、例えば、ポリエチレンテレフタレート、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ，Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）及びポリエチレンナフタレート等が挙げられる。もちろん、ポリイミド等が好ましい。基材３は、これらの材料のうち１つのみ含んでいてもよいし、２以上を含んでいてもよい。
【００１３】
導電層４は、基材３の表面実装ＩＣ２と対向する面に形成され、電複数の配線４Ａを有している。配線４Ａは、例えば、銅（Ｃｕ）箔を貼り付けてエッチング・めっきして形成したり、スクリーン印刷等により基材３上に所望のパターンで形成したりする。配線の途中又は端部が、表面実装ＩＣ２を実装する際の電極となる。
【００１４】
配線４Ａの材質としては、銅、金、ニッケル、銀、錫、アルミ、若しくは鉛、又はこれらのうち少なくとも１種を含む合金を用いることをできる。また、配線４Ａは、配線上に他の導電層が形成されている多層構造であってもよい。例えば、配線４Ａは、銅配線上に、金めっき、ニッケルめっき、錫めっき、鉛めっきのうち少なくとも一つが施されている多層構造であってもよい。
【００１５】
また、配線４Ａ間のピッチは、上述した接続電極２Ａ間のピッチｄと同じ値であることが好ましい。また、後述する配線４Ａに形成される表面実装ＩＣ２の接続電極２Ａに接触前のバンプ前駆体１２（図４参照）に銀などの耐湿性の弱い材料を使い、かつ基材３が水分を透過しやすいプラスチックフィルムなどを使用する場合は、配線基板５に透過対策を施す必要がある。透過対策として、１．カバーコート基材を用いる、２．銅箔配線の場合などで必要箇所の裏面に大きな電極を形成する、３．単層配線基板の場合は接着剤付銅箔を切り取り貼りつける、の３つがある。
【００１６】
［導電バンプ７］
導電バンプ７は、導電層４の配線４Ａと表面実装ＩＣ２の接続電極２Ａとの間に位置しており、導電層４の複数の配線４Ａの一本と、表面実装ＩＣ２の接続電極２Ａの一つとの間に、一つの導電バンプ７がそれぞれ配置されている。
【００１７】
導電バンプ７は、少なくとも導電性粒子６とバインダー樹脂とからなる所謂導電ペーストであり、導電性粒子６としては、銀、銅、アルミ、錫、鉛、アンチモン、ビスマス、インジウムケイ素若しくはゲルマニウム、それらの少なくとも１種以上を含む合金、又は、それらの１種以上を含む化合物を用いることができる。
【００１８】
また、後述する部品熱圧着工程において、導電バンプに均等に圧力がかかるように、表面実装ＩＣ２の重心を基準にして、導電バンプ７が点対称に配置されるように、接続電極２Ａや、配線４Ａを配置するのが好ましい。なお、電極をそのように配置できないときは、絶縁性バンプなどを用いて、表面実装ＩＣ２の重心を基準にして、導電バンプに均一に均等に圧力がかかるようにするのが好ましい。これにより、ひとつの接続電極２Ａに過剰な圧力がかかって接続電極が破損したり、ある導電バンプにかかる圧力が小さく、接続不良が生じたりするのを抑制することができる。
【００１９】
また、導電バンプ７を、一つの電極（配線４Ａまたは接続電極２Ａ）に複数形成してもよい。
図２は、表面実装ＩＣ２の接続電極２Ａに、複数の導電バンプ７を形成する一例を示す図である。
図２（ａ）に示すように、表面実装ＩＣ２の重心Ｄ１を基準に、導電バンプ７が点対称となるように、接続電極２Ａを配置している。また、図２（ｂ）に示すように、接続電極２Ａに形成される２つの導電バンプ７は、接続電極２Ａの重心Ｄ２を基準にして点対称に配置されている。これにより、後述する部品熱圧着工程において、接続電極２Ａに形成される２つの導電バンプ７に均等に圧力をかけることができる。
【００２０】
図３は、一つの接続電極に複数の導電バンプを形成する際の他の配置パターンを示している。図３（ａ）に示すように、２つの導電バンプ７を、対角線上に配置したり、図３（ｂ）に示すように、接続電極２Ａの重心Ｄ２を基準にして点対称に４つの導電バンプ７を配置したりしてもよい。また、図３（ｃ）に示すように、図中左右方向に２つの導電バンプを配置したり、図３（ｄ）に示すように図中上下方向に２つの導電バンプ７を配置したりしてもよい。
ひとつの接続電極内に接続電極２Ａの重心Ｄ２を基準にしてどのように複数の導電バンプを配置するかは、全体の導電バンプが、表面実装ＩＣ２の重心Ｄ１を基準にして、点対称となるように配慮して決めるのが好ましい。
【００２１】
［絶縁層８］
絶縁層８は、各導電バンプ７を覆うように表面実装ＩＣ２と配線基板５との間に絶縁性樹脂を充填して形成され、表面実装ＩＣ２を配線基板５に固定する。絶縁層８を構成する絶縁性樹脂としては、熱可塑性樹脂、紫外線硬化性樹脂、及び熱硬化樹脂等の硬化物を適用できる。中でも熱硬化性樹脂を用いることが、十分な剥離強度が得られる点で好ましい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン等の熱硬化性樹脂を挙げることができる。
【００２２】
絶縁層８と配線基板５との剥離強度は、１［Ｎ／ｃｍ］以上２０［Ｎ／ｃｍ］以下が好ましく、３［Ｎ／ｃｍ］以上２０［Ｎ／ｃｍ］以下であることがより好ましい。上記剥離強度が上述した好ましい範囲内であると、半導体装置１を湾曲させる等、曲げ応力を加えても絶縁層８と配線基板５との界面にて剥離が生じ難い。なお、絶縁層８と配線基板５との剥離強度は、ピール試験機（例えばＡＩＫＯＨ社製、型番：ＦＴＮ４−１５Ａ）を用いて、９０°剥離試験をすることで測定できる。
【００２３】
［ダミーバンプ９］
表面実装ＩＣ２と配線基板との距離（クリアランス）を確保するダミーバンプ９は、表面実装ＩＣ２と配線基板５との間の、導電バンプ７がない空間に配置されている。本実施形態では、導電バンプ７は導電ペーストによって形成されるため、弾性率が低く変形しやすい。そのため、導電バンプ７では、後述する熱圧着工程において、表面実装ＩＣ２と配線基板５との間のクリアランスを所定のクリアランスに保つことが難しい。そのため、本実施形態では、表面実装ＩＣ２と配線基板５との間の、導電バンプ７がない空間に１つ以上のダミーバンプ９を配置し、熱圧着工程において、このダミーバンプにより表面実装ＩＣ２が相対的に配線基板５側へ移動するのを規制する。これにより、表面実装ＩＣ２と配線基板５との間の距離を所定のクリアランスに保つことができる。
【００２４】
ダミーバンプ９の材料としては、エポキシ樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、アクリル／スチレン樹脂（アクリレートとスチレンとの共重合体）、ポリオレフィン樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、自ビニルベンゼン架橋体等が挙げることができる。ダミーバンプ９の形状は特に限定されるものではなく、球形及び柱状等であってもよい。ダミーバンプ９の最大寸法は、熱圧着工程において、圧縮されることを考慮して、上記所定のクリアランスよりも大きくするのがこのましい。例えば、上記所定のクリアランスに対して、１０［μｍ］以上２００［μｍ］以下大きくするのが好ましく、５０［μｍ］以上１５０［μｍ］以下大きくするのがより好ましい。ダミーバンプ９の数は、配線基板５の１［ｍｍ］四方当たり２個以上２０個以下であることが好ましい。
【００２５】
＜製造方法＞
次に、図１に示した半導体装置１の製造方法について説明する。
本実施形態の半導体装置１は、上述したように耐熱性が低い配線基板５を用いており、このような耐熱性が低い配線基板５を用いても、配線基板５に表面実装ＩＣ２を実装可能であり、導電バンプ７によって接続する表面実装ＩＣの電極間の狭ピッチ化が可能となっている。以下、製造方法について、図４〜図８に基づき、具体的に説明する。
【００２６】
［配線４Ａ（電極）の形成］
図４は、配線４Ａを形成する様子を示す模式図である。
図４に示すように、スクリーン印刷法で液状導電ペースト４０を基材３の表面実装ＩＣ２の対向面に塗布することで、配線４Ａを含む導電層４を形成する。具体的には、配線４Ａを含む導電層４に対応する貫通孔が形成されたスクリーンマスクを基材３の表面実装ＩＣ２の対向面に設置し、スキージ２２により導電ペースト４０をスキージングしてスクリーンマスク２１の貫通孔に導電ペースト４０を充填する。スキージングが完了したら、スクリーンマスク２１と基材とを離間させることにより、基材上に配線４Ａを含む導電層４を形成する。その後、導電層４を加熱乾燥して、導電層４に含まれる溶媒成分を除去する。
なお、配線４Ａを形成する方法としては、例えば、基材３上に銅箔層を形成し、配線４Ａを含む導電層４（回路）以外の銅箔をエッチングで除去して形成することもできる。また、メッキ処理により基材上に配線４Ａを形成してもよい。
【００２７】
［バンプ前駆体１２の形成］
図５は、バンプ前駆体１２を形成する様子を示す模式図であり、図６は、配線上にバンプ前駆体１２が形成された様子を示す模式図である。
基材３上に導電層４を形成したら、導電層４の電極となる配線４Ａ上に、導電ペーストを用いて、椀型もしくは円錐型（図６では、円錐型）の先端部を有するバンプ前駆体１２を形成する。具体的には、図５示すように、ディスペンサ３０による導電ペースト３１の吐出によって配線４Ａの電極となる部分にバンプ前駆体１２を形成する。
【００２８】
ディスペンサ３０としては、例えば、エンジニアリングシステム社製「Ｒ−ｊｅｔ」を挙げることができるが、導電ペーストの吐出が可能なものであれば、特に限定されるものではない。ディスペンサ３０から導電ペースト３１を吐出する際の条件としては、シリンジ背圧（空圧）を０．２５［ＭＰａ］、Ｒ−ｕｎｉｔの空圧を０．１２５［ＭＰａ］、塗布時間を０．２〜０．３［秒］、ディスペンサーノズル内径を４０〜７０［μｍ］が好ましい。ギャップＧは、５［μｍ］〜３０［μｍ］が望ましい。ディスペンサ３０からの１回の吐出によって、１つのバンプ前駆体１２を形成することが好ましいが、ディスペンサからの２回以上の吐出によって、１つのバンプ前駆体１２を形成しても構わない。
また、本実施形態では、配線４Ａにバンプ前駆体１２を形成しているが、表面実装ＩＣ２の接続電極２Ａにバンプ前駆体１２を形成してもよい。
【００２９】
バンプ前駆体１２の先端部１２Ａの曲率半径は小さく、図６に示すように尖塔型にするのが好ましい。バンプ前駆体１２の先端部１２Ａの曲率半径が小さく、図６に示すように尖塔型であれば、表面実装ＩＣ２の接続電極２Ａ表面との接触面積が小さくなるため、後述する部品熱圧着工程において、低圧条件でもバンプ前駆体１２と接続電極２Ａの接触圧を高めることができる。これにより、接続電極２Ａ表面の酸化被膜を破って接続電極２Ａに侵入させることができ、接続の信頼性を高めることができる。さらに、接続電極２Ａが、はんだめっきなどで厚く柔らかくある程度の弾性を持っている場合は、接続電極２Ａを弾性変形させて導電バンプ７の一部を接続電極２Ａに食い込ませることができ、接続電極２Ａと導電バンプ７との間で信頼性の高い電気的接続を得ることができる。
【００３０】
なお、バンプ前駆体１２の先端部の曲率半径が大きく、椀型であっても、表面実装ＩＣ２の接続電極２Ａとの圧着（部品熱圧着工程）時に絶縁層８となる液状の絶縁性樹脂を押しのけて接続電極２Ａに到達し、バンプ前駆体１２内の導電性粒子６の微小曲率が接続電極２Ａと接触する際に、微視的に大きな接触圧力が生じ、接続電極２Ａの酸化被膜を破って接続電極２Ａに侵入させることができ、接続電極２Ａと導電バンプ７との間で信頼性の高い電気的接続が得られる。また、バンプ前駆体１２の先端部１２Ａが椀型の方が、バンプ前駆体１２が接続電極２Ａに押しつぶされて導電バンプ７となる際、破壊されにくく（形状が維持されやすく）、隣接する導電バンプ７との接触（短絡）が発生し難いというメリットもある。
【００３１】
バンプ前駆体１２の先端部１２Ａの曲率半径は、１［μｍ］以上４０［μｍ］以下が好ましい。曲率半径が４０［μｍ］を越えると、後述する部品熱圧着工程において、バンプ前駆体１２と接続電極２Ａの接触面積が大きくなり、低圧条件では、バンプ前駆体１２を酸化被膜を破って接続電極２Ａに侵入させることができないおそれがある。その結果、信頼性の高い電気的接続が得られないおそれがある。また、曲率半径が１［μｍ］未満であると、後述する部品熱圧着工程において、接続電極２Ａに対する接触圧が高くなりすぎ、接続電極２Ａが破損するおそれがある。また、バンプ前駆体１２の先端部１２Ａの曲率半径は、５［μｍ］以上２０［μｍ］以下がより好ましい。バンプ前駆体１２の先端部１２Ａの曲率半径を、この範囲にすることで、接続電極２Ａの破損を良好に抑制でき、かつ、低圧条件で導電バンプ７の一部を接続電極２Ａに侵入させることができ、接続電極２Ａと導電バンプ７との間で信頼性の高い電気的接続を得ることができる。
【００３２】
また、バンプ前駆体１２の底面の直径ｊは、３００［μｍ］以下であることが好ましく、６０［μｍ］以上１５０［μｍ］以下であることがより好ましい。バンプ前駆体１２の底面の直径ｊが６０［μｍ］以上１５０［μｍ］以下であると、適用されるデバイスの小型化や高集積化に寄与できる。
【００３３】
また、バンプ前駆体１２の高さｈは、バンプ前駆体１２の底面の直径ｊに応じて設定し、例えば、バンプ前駆体１２の底面の直径ｊの２．０倍以上０．８倍以下である。つまり、バンプ前駆体１２のアスペクト比（高さｈ／底面の直径ｊ）を、０．２以上０．８以下にすることが好ましい。具体的には、バンプ前駆体１２の高さは、１０［μｍ］以上２００［μｍ］以下であることが好ましく、２０［μｍ］以上８０［μｍ］以下であることがより好ましい。
【００３４】
次に、配線４Ａ上に形成したバンプ前駆体１２を加熱乾燥して、バンプ前駆体１２に含まれる溶媒成分を除去する。具体的には、図６に示すバンプ前駆体１２を形成した配線基板５をホットプレート等で８０℃以上１２０℃以下、１５分間〜６０分間乾燥させ、バンプ前駆体１２の先端を尖塔状態で硬化させる。
【００３５】
［プラズマ処理］
バンプ前駆体１２を形成した配線基板５について、加熱乾燥処理を行なったら、配線基板５の導電層４の配線４Ａを含む表面に表面処理としてプラズマ処理を実施する。配線基板５の導電層４の配線４Ａを含む表面にプラズマを照射することで、表面の分子鎖が切断され、表面に官能基が出現する。これにより、配線基板５の導電層４の配線４Ａを含む表面の官能基と、この表面に積層される絶縁層８の官能基とを化学結合させ、層間の界面における密着力を増加させ、密着強度を上げることができる。このような密着強度を上げるプラズマとしてはＮ２大気圧プラズマがある。Ｎ２大気圧プラズマを発生させるプラズマ処理装置としては、例えば、魁半導体社製「Ｐ５００−ＳＭ」等が挙げられる。プラズマ処理の条件としては、窒素、圧力０．１５［ＭＰａ］、照射時間５秒、ギャップ４［ｍｍ］が好ましい。
【００３６】
また、表面処理として、薬品やブラストなどを用いて物理的に配線基板５の導電層４の配線４Ａを含む表面を変化させ（粗して）、表面積を増やす事で物理的な接着効果（アンカー効果）を高めて、配線基板表面と絶縁層との密着強度を高めてもよい。
【００３７】
［ダミーバンプ前駆体９ａの形成］
次に、図６に示すように、配線基板５のバンプ前駆体１２を形成した表面側に、ダミーバンプ前駆体９ａを形成する。ダミーバンプ前駆体９ａは、バンプ前駆体１２と同様に、ディスペンサから樹脂ペーストを吐出することで形成され、バンプ前駆体１２の先端が尖塔形状となっている。
【００３８】
［絶縁性樹脂塗布］
図７は、絶縁性樹脂を、配線基板５のバンプ前駆体１２が形成された表面に塗布する様子を示す模式図である。
ダミーバンプ前駆体９ａを配線基板５に形成したら、図７に示すように液状絶縁性樹脂８ａをディスペンサ８０（例えば武蔵エンジニアリング社製、型番：ＭＬ−５０００ＸＩＩ）を用いて、バンプ前駆体１２及びダミーバンプ前駆体９ａの周囲を覆うように塗布する。液状絶縁性樹脂８ａは、後述する部品熱圧着工程において、バンプ前駆体１２の先端に容易に押しのけられて、バンプ前駆体１２の先端が容易に接続電極２Ａに接触するように、低粘度のものがよく、例えば、粘度としては、２０〜５０［Ｐａ・ｓ］が好ましい。また、絶縁性樹脂は、硬化温度は低い熱硬化性樹脂であり、熱膨張係数は、導電バンプ７の膨張係数より大きい方が好ましい。
【００３９】
［部品熱圧着］
図８は、部品熱圧着工程について説明する図である。
バンプ前駆体１２を表面実装ＩＣ２の接続電極２Ａに圧着させる工程と、液体絶縁性樹脂を熱硬化させる工程とを同時に行なう。
まず、図８（ａ）に示すように、表面実装ＩＣ２をヒータ付きコレット９０で吸着し、接続電極２Ａと配線４Ａ（基板側電極）とを位置合わせする。次に、コレット９０を下降させて、図８（ｂ）に示すように、表面実装ＩＣ２を配線基板５に向けて加圧する。また、これと同時にコレット９０に設けられたヒータを加熱しバンプ前駆体１２を表面実装ＩＣ２の接続電極２Ａに圧着させるとともに、液状の絶縁性樹脂を硬化させ、表面実装ＩＣ２を配線基板５に固定する。所定時間加熱したら、コレット内のヒータをＯＦＦにして冷却する。その後、半導体装置１が所定温度にまで低下したら、除圧し、部品熱圧着工程が完了する。
【００４０】
使用装置はパナソニック社ＦＣＢ−３で、加圧条件は、１バンプあたり０．０１［Ｎ］〜０．１８［Ｎ］が好ましい。加圧加熱時間は、塗布絶縁性樹脂の仕様で設定し、今回使用樹脂では、６０−９０℃、加熱時間は、６０−９０ＳＥＣである。
【００４１】
表面実装ＩＣ２を配線基板５に向けて加圧することで、低粘度の液状の絶縁性樹脂８ａを円錐状（先端が尖塔状）のバンプ前駆体１２が掻き分けて、液状樹脂下の接続電極２Ａに接触する。すると、バンプ前駆体１２の先端により接続電極２Ａの酸化被膜を破って接続電極に侵入する。また、接続電極２Ａを凹状に弾性変形させながら、自らも変形することで、バンプの導電性粒子６が接続電極２Ａの表面に最接近し導通がなされ導電バンプ７となる。そして、その圧力状態で、周辺の絶縁性樹脂が硬化し絶縁層８が形成される。熱硬化完了後、冷却しても、導電バンプ７と接続電極２Ａとの間で接触圧が残るよう、次の２つの条件を設定する。すなわち、１．冷却後除圧する、２．導電バンプ７の膨張係数より膨張係数が大きい（導電バンプ７の熱収縮率よりも熱収縮率の大きい）絶縁性樹脂を用いる。
【００４２】
また、部品圧着工程は、表面実装ＩＣ２を配線基板５に向けて加圧してバンプ前駆体１２を接続電極に圧着させた後に、加熱して液状の絶縁性樹脂を硬化させてもよい。例えば、接続電極２Ａと配線基板の配線４Ａとを位置合わせした後、表面実装ＩＣ２を配線基板５に加圧搭載して、バンプ前駆体１２を接続電極２Ａに食い込ませて（侵入させて）圧着させる。その後、加圧搭載した状態で、オーブンで加熱し、絶縁性樹脂を熱硬化させるやり方である。装置としては奥原電機社  ＳＭＴ−６４ＲＨ、精度は自動画像処理：±０．０４［ｍｍ］  （０４０２・０６０３は別オプション）ステージアライメント：±０．０５［ｍｍ］を用いることができる。
【００４３】
また、パナソニック社ＦＣＢ−３で、表面実装ＩＣ２を配線基板５に向けて加圧してバンプ前駆体１２を接続電極に圧着すると同時に加熱し、絶縁性樹脂のゲル化する時間まで、加圧加熱した後に、オーブンで所定の硬化時間、加熱して絶縁性樹脂を硬化させてもよい。
【００４４】
図９は、圧着後の導電バンプ７と接続電極２Ａと示す断面図である。
図中実線は、圧着前の導電バンプ７であるバンプ前駆体１２を示している。
図９に示すように、本実施形態においては、接続電極２Ａを凹形状に弾性変形させて、導電バンプ７が接続電極２Ａに食い込んでいる。
【００４５】
このように、導電バンプ７が接続電極２Ａに食い込むことで、以下の利点を得ることができる。すなわち、導電バンプ７が接続電極２Ａに食い込まないものにおいては、導電バンプ７と接続電極２Ａとの圧着を確実に維持するために、絶縁性樹脂として、導電バンプよりも硬化収縮率の高い樹脂を用いる必要があり、絶縁性樹脂の適用範囲が狭くなってしまう。また、硬化収縮率は熱硬化温度が高いものほど大きいため、部品熱圧着工程における加熱温度が高くなり、表面実装ＩＣ２や配線基板５にかかる熱的ダメージが大きくなってしまう。
このように、従来においては、導電バンプよりも硬化収縮率の高い樹脂を用いるという制約があり、絶縁性樹脂として、硬化収縮率が高いエポキシ系の硬い樹脂に絞られてしまっていた。また、このような硬いエポキシ樹脂に絞られるため、硬化後には材料内部残留応力や残留歪が生じ、これが半導体装置の強度低下や反り変形などの不良原因となるおそれがあった。
【００４６】
これに対し、本実施形態では、接続電極２Ａを凹形状に弾性変形させて、導電バンプ７が接続電極２Ａに食い込むような形で接触している。これにより、導電バンプの収縮率の方が絶縁性樹脂の収縮率よりも大きく、導電バンプ７の収縮によって導電バンプ７が接続電極２Ａから離れようとしたときに、凹形状に弾性変形した接続電極２Ａの復元力で導電バンプ７の収縮に追随し、導電バンプ７との接触を維持することができる。これにより、従来の構成に比べて、絶縁性樹脂として、硬化収縮率の低い樹脂を用いることが可能となり、絶縁性樹脂の適用範囲を広げることができる。これにより、絶縁性樹脂として、熱硬化温度が低い樹脂を用いることが可能となり、表面実装ＩＣ２や配線基板５にかかる熱的ダメージを低減することができる。また、絶縁性樹脂として柔らかい樹脂や植物由来系樹脂を用いることが可能となる。絶縁性樹脂として柔らかい樹脂を用いることで、曲げ性のよい半導体装置を得ることができ、内部残留応力や残留歪が生じるのを抑制することができ、半導体装置の強度低下や反り変形などの不良原因が発生するのを抑制することができる。また、絶縁性樹脂として植物由来系樹脂を用いることで環境にやさしい半導体装置を提供することが可能となる。
【００４７】
また、接続電極２Ａが硬いものでほとんど弾性変形しないものでも、本実施形態では、接続電極２Ａの酸化被膜を破って、導電バンプ７の一部が直接、接続電極２Ａに接触して導電性を良好にしている。従って、多少、接続電極２Ａと導電バンプ７のとの圧着力が弱くても、良好な導通状態を維持することができる。よって、絶縁性樹脂の収縮によって接続電極２Ａと導電バンプ７のとの圧着力を大きく高めずと、良好な接続状態を維持することができる。これにより、接続電極２Ａの酸化被膜を介して導電バンプ７が接続電極２Ａと接触するものに比べて、硬化収縮率が小さい絶縁性樹脂が選択可能となり、絶縁性樹脂の適用範囲を広げることができる。
【００４８】
また、図中鎖線で示すように、円錐状で先端が尖塔状のバンプ前駆体１２が、大きく変形し圧着前に比べて、曲率半径が大きくなっている。このように、圧着後、バンプ先端の曲率半径が大きく（曲率が小さく）なることで、接続電極２Ａとの接触面積が増え、接続信頼性を高めることができる。また、圧着前の導電バンプ７であるバンプ前駆体の高さをｈ、圧着前の導電バンプ７の高さをｈ２とする、（ｈ２／ｈ）×１００≦９０％となっており、高さが１０％以上減少していた。このように、圧着によりバンプ前駆体１２が高さ方向に大きく変形する（圧縮される）ことで、高さ方向において、導電バンプ７に含まれる導電性粒子６を密にすることができ、良好に接続電極２Ａと配線４Ａとの間を電気的に接続することができる。
【００４９】
本実施形態においては、導電バンプ７として、導電性粒子６を含む導電ペーストを用いることで、導電バンプ７を例えば、配線４Ａまたは接続電極２Ａにワイヤーボンディングで形成した金属とした場合に比べて、容易に変形し圧着の際に、接続電極２Ａに大きな接触圧がかかり続けることがなく、接続電極の破損を抑制することができる。また、バンプ前駆体１２先端を尖塔状とすることで、例えば、スクリーン印刷で導電ペーストを塗布してバンプ前駆体を配線４Ａに形成し、バンプ前駆体１２の接続電極に圧着する面がほぼ平面なものに比べて、表面実装ＩＣ２の配線基板５に対する加圧力が低圧でも１０％以上バンプ前駆体１２を圧縮することができる。これにより、高さ方向において、導電バンプ７に含まれる導電性粒子６を密にすることができ、良好に接続電極２Ａと配線４Ａとの間を電気的に接続することができる。これにより、圧着時にかかる接続電極の接触圧を低減（接触圧：０．０１［Ｎ／バンプの数］以上０．１８［Ｎ／バンプ］以下に）することができ、接続電極２Ａの破損を抑制することができる。また、バンプ前駆体１２の接続電極に圧着する面がほぼ平面なものに比べて、低圧状態でも、高い接触圧を得ることができ、接続電極の酸化被膜を破くことができ、導電バンプ７を接続電極に侵入させることができ信頼性の高い接続を行なうことができる。また、接続電極を凹状に弾性変形させて、食い込ませることができ、絶縁性樹脂の使用範囲を広げることができる。
【００５０】
また、本実施形態の半導体装置１によれば、接合対象となる表面実装ＩＣ２と配線基板５とを電気的に接続する際、バンプ前駆体１２の周囲に配置したダミーバンプ９が、表面実装ＩＣ２の移動を規制し、バンプ前駆体１２の潰れ量を規制できる。これにより、バンプ前駆体１２が変形しすぎて、隣のバンプ前駆体と接触して短絡してしまうのを防止することができる。
【００５１】
次に、本出願人が行なった検証試験について説明する。
検証試験は、実施例１〜４、比較例１〜２の半導体装置１を作成し、導通性、短絡の有無などを評価した。
【００５２】
［実施例１］
実施例１は、次のようにして作成した。基材３としてのポリエチレンナフタレート（材料）のフィルム基材上にグラビアオフセット印刷法により導電ペースト（ＤＮＰファインケミカル社製、型番：ＦＡＩＮＡＰ）を印刷することで電極を有する引き出し電極パターン（配線４Ａ）を形成し、印刷電極シート（配線基板５）を作製した。引き出し電極パターンは、０．５［ｍｍ］サイズ、電極のピッチが０．６［ｍｍ］、隣接電極間スペースが０．１［ｍｍ］、電極数が２×２列とした。
【００５３】
表面実装ＩＣ２として、ＲＧＢフルカラーＬＥＤパッケージ（ＯｐｔｏＳｕｐｐｌｙ社製、型番：ＯＳＴＢ０６０３Ｃ１Ｃ−Ａ）を用いた。用いたＲＧＢフルカラーＬＥＤパッケージは、長さＬ：１．６［ｍｍ］×幅Ｗ：１．５［ｍｍ］×厚みＴ：０．５［ｍｍ］サイズで、その４端子の電極は銅表面にはニッケル及び金めっきが施され、各接続電極２Ａは０．３５［ｍｍ］ピッチで２×２列である。
【００５４】
バンプ前駆体１２を次のように作成した。導電ペーストは、太陽インクのＨＣＭ−１００  ＡＦ６１００Ｈ２０（導電粒子の平均粒径２［μｍ］、最大粒径１５［μｍ］、粘度６００［Ｐａ・ｓ］以上）を希釈液で粘度５８０［Ｐａ・ｓ］に希釈したものを用いた。粘度計測は、栄弘精機ＨＢモデル回転数５ｒｐｍを用いた。
【００５５】
上記導電ペースト（太陽インキ社製、型番：ＡＦ６１００  Ｈ２０を希釈したもの）を、ディスペンサ（エンジニアリングシステム社製、Ｒ−ｊｅｔ）で塗布し、ＬＥＤパッケージの電極上に３段重ね塗りを行なってバンプ前駆体１２を形成した。１段塗りの塗布条件は、シリンジ背圧（空圧）を０．２５［Ｐａ］、Ｒ−ｕｎｉｔの空圧を０．１２５［Ｐａ］、ディスペンサのノズル内径を７０［μｍ］とし、バンプ径１２８［μｍ］、バンプ高さ２０［μｍ］のバンプを形成した。
【００５６】
また、２段、３段重ね塗りの塗布条件は、同様の空気圧条件とし、２段塗りで、バンプ径１００［μｍ］、バンプ高さ４３［μｍ］のバンプとし、３段塗りで、バンプ径１１８［μｍ］、バンプ高さ８４［μｍ］のバンプ前駆体１２を得た。また、断面プロファイルから見積もられたバンプ前駆体１２の先端部の曲率半径は２０［μｍ］であった。また、微細バンプ用として、４０ミクロン径ノゾルを用い、２段塗りで、バンプ径６８［μｍ、］、高さ２５［μｍ］の微細バンプを得た。
【００５７】
次に、バンプ前駆体１２を形成したＬＥＤパッケージをホットプレート上で１００℃３０分間乾燥させた。白色干渉顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社製、型番：ＶＳ１３３０）を用いて観察したバンプ前駆体１２の底面直径は１６０［μｍ］、高さは８０［μｍ］（アスペクト比：０．５）であった。また、断面プロファイルから見積もられたバンプ前駆体の先端部の曲率半径は２０［μｍ］であった。
【００５８】
次に、配線基板５としての印刷電極シート上に、ディスペンサ（武蔵エンジニアリング社製、型番：ＭＬ−５０００ＸＩＩ）を用いて接着剤（協立化学産業社製、型番：９１３５）を塗布した。
【００５９】
次に、表面実装ＩＣ２としてのＬＥＤパッケージと配線基板５としての印刷電極シートとを、ＬＥＤパッケージの接続電極２Ａとしての導電部と印刷電極シートの配線４Ａとしての電極との位置が整合するよう固定した。そして、１００℃に温度調節された半田ごて（大洋電機産業社製ＲＸー８０２ＡＳ）に先端がφ４ｍｍの平面となった圧着ツールを装着し、ＬＥＤパッケージの上から６０秒間、圧力：０．２[Ｎ/バンプ数]で当てて硬化し、実施例１の半導体装置を得た。
【００６０】
（実施例２）
バンプ前駆体１２をＬＥＤパッケージではなく印刷電極シートの電極上に形成した以外は、実施例１と同様に作成し、実施例２の半導体装置を得た。
【００６１】
（実施例３）
実施例３は、次のようにして作成した。ポリエチレンナフタレート（材料）のフィルム基材上にグラビアオフセット印刷法により導電ペースト（ＤＮＰファインケミカル社製、型番：ＦＡＩＮＡＰ）を印刷することで電極を有する配線４Ａとしての引き出し電極パターン形成し、配線基板５としての印刷電極シートを作製した。引き出し電極パターンの電極間のピッチｄは、９０［μｍ］で、電極の幅は６０［μｍ］で、電極間の最小スペースは、３０［μｍ］とした。さらに大気圧プラズマ装置（魁半導体社製、型番：Ｐ５００−ＳＭ）を用いて、窒素雰囲気下、圧力：０．１５［ＭＰａ］の条件で５秒間プラズマ処理を行った。
【００６２】
表面実装ＩＣ２としては、長さＬ：８［ｍｍ］×幅Ｗ：６［ｍｍ］×厚さＴ：０．８［ｍｍ］サイズで、接続電極２Ａ間のピッチｄは、９０［μｍ］で、接続電極２Ａの幅は６０［μｍ］で、接続電極２Ａ間の最小スペースは、３０［μｍ］のものを用いた。
【００６３】
バンプ前駆体１２は、次のようにして得た。平均粒子径が１［μｍ］の導電性粒子としての銀粉、市販のエポキシ樹脂、硬化剤、および有機溶剤を公知の割合で混合した導電ペーストを用い、ディスペンサ（エンジニアリングシステム社製、Ｒ−ｊｅｔ）で塗布し、表面実装ＩＣ２の電極上にバンプ前駆体１２を形成した。塗布条件は、シリンジ背圧（空圧）を０．２［Ｐａ］、Ｒ−ｕｎｉｔの空圧を０．２［Ｐａ］、ディスペンサのノズル内径を４０［μｍ］として、３回重ねとした。
【００６４】
次に、バンプ前駆体１２を形成した表面実装ＩＣ２をホットプレート上で１００℃３０分間乾燥させた。白色干渉顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ社製、型番：ＶＳ１３３０）を用いて観察したバンプの底面直径は１００［μｍ］、高さは５０［μｍ］（アスペクト比：０．５）であった。また、断面プロファイルから見積もられたバンプ前駆体１２の先端部の曲率半径は８［μｍ］であった。
【００６５】
配線基板５としての印刷電極シート上に、ディスペンサ（武蔵エンジニアリング社製、型番：ＭＬ−５０００ＸＩＩ）を用いて絶縁性樹脂接着剤ＡＦＴ：ＤＪ−２１（粘度：１０［Ｐａ・ｓ］、ガラス転移温度Ｔｇ：２９［℃］、ヤング率：８０［ＭＰａ］、ＣＴＥ  α１（＜Ｔｇ）：５８［ｐｐｍ／℃］、ＣＴＥ  α２（＞Ｔｇ）：２８０［ｐｐｍ／℃］）を膜厚３０［μｍ］となるよう塗布した。
【００６６】
次に、表面実装ＩＣ２と配線基板５としての印刷電極シートとを、表面実装ＩＣチップの接続電極２Ａと印刷電極シートの配線４Ａとしての電極との位置が整合するよう固定し、（温度：１００［℃］、圧力：０．１５［Ｎ／バンプ数］、処理時間：９０秒、使用装置：パナソニック社製ＦＣＢ−３）加熱圧着し、実施例３の半導体装置を得た。圧着ツールは２［ｍｍ］×４０［ｍｍ］の長方形のものを用いた。
【００６７】
（実施例４）
複数組の表面実装ＩＣ２としてのＬＥＤパッケージと配線基板５としての印刷電極シートをマウンター（奥原電機社  ＳＭＴ−６４Ｒ、精度は自動画像処理：±０．０４［ｍｍ］（０４０２・０６０３は別オプション））ステージアライメント：±０．０５［ｍｍ］を用いて位置が整合するよう固定し、その後ホットプレートで１００℃、６０秒加熱して一括で硬化した以外は、実施例１と同じ方法で実施例４の半導体装置を得た。
【００６８】
（比較例１）
実施例１におけるバンプの形成及び接着剤の塗布のかわりに、配線基板５としての印刷電極シートの各電極上に導電接着剤（セメダイン製、ＸＸＥＣ０５）を塗布した。ＬＥＤパッケージの導電部と印刷電極シートの電極との位置が整合するよう固定し、その後ホットプレートで１００℃、６０秒加熱して硬化させて比較例１の半導体装置を得た。
【００６９】
（比較例２）
実施例２におけるバンプの形成及び接着剤の塗布のかわりに、印刷電極シート上に異方導電ペースト（京セラ社製、ＸＡＰ−９００）を厚さ５０［μｍ］となるよう塗布した。ＬＥＤパッケージと印刷電極シートをＬＥＤパッケージの導電部と印刷電極シートの電極の位置が整合するよう固定し、熱圧着機（大橋製作所社製、型番：ＢＤ−０３）で１５０［℃］、圧力０．１［ＭＰａ］下で１０秒間加熱圧着し、電子装置を得た。圧着ツールは２［ｍｍ］×４０［ｍｍ］の長方形のものを用いた。
【００７０】
［評価方法］
（バンプ導通評価）
各実施例、比較例の半導体装置について、表面実装ＩＣ２の電極と、印刷電極シートの導体部とをそれぞれ評価ボードに接続させて、テスター（ＳＡＮＷＡ社製、型番：ＰＣ７００）を用いてバンプによる接続部の導通の有無を確認した。１００箇所の接続部について導通の有無を確認し、導通が確認された接続部の割合を算出し、初期の接続割合とした。
【００７１】
その後、気槽式温度サイクル試験機を用い、温度サイクル試験を実施した。温度サイクル試験の条件は、低温側温度：−４０℃、高温側温度：１０５℃、保持時間：各１５分、繰り返し回数：２３０サイクルとした。試験完了後に再び接続割合を算出し、温度サイクル試験後の接続割合とした。
【００７２】
初期の接続割合と、試験完了後の接続割合の両方が、９０％以上の場合は、導通評価を「○」と判定し、いずれか一方が、６０％以上〜９０％未満のときは、「△」と判定し、いずれか一方が、６０％未満のときは、「×」と判定した。
【００７３】
［温度圧力ダメージ］
温度圧力ダメージは、作成した半導体装置についての装置全体における初期導通チェックで評価した。
導通不良なしを、「○」と判定し、導通不良ありを、「×」と判定した。
【００７４】
（短絡評価）
各実施例および各比較例の半導体装置の、実装部品上の電極と印刷電極シート上の導電部を評価ボードに接続させて、それぞれ隣り合う電極又は導電部との短絡の有無をテスター（ＳＡＮＷＡ社製、型番：ＰＣ７００）を用いて確認し、短絡が無いものを、○、短絡があったものを×評価とした。
【００７５】
評価結果を下記表１に示す。
【００７６】
【表１】
2020150117.tif 000003
【００７７】
表１に示すように、導電接着法で製造した比較例１の半導体装置は、短絡が発生した。これは、導電接着法は、導電性接着剤の回りに絶縁性樹脂が充填されていないため、表面実装ＩＣの自重で、導電性接着剤が電極からはみ出して、短絡が発生したと考えられる。
【００７８】
また、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ：異方性導電フィルム）を用いたＡＣＦ法で製造した比較例２では、部品圧着工程における圧力が、０．１［Ｍｐａ］で、また、温度が１５０℃と、高圧・高温で行なっているため、表面実装ＩＣ２にダメージが発生し、印刷電極パターンが破損して導通不良が「×」となり、温度圧力ダメージ評価が「×」となった。
【００７９】
一方、実施例１〜４については、導通性、温度圧力ダメージ、短絡、いずれも「○」評価となった。実施例１〜４は、バンプ前駆体１２を形成した後に、絶縁性樹脂を塗布して部品圧着工程を行なうＮＣＰ（ｎｏｎ-ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｓｔｅ）法で半導体装置を製造したので、比較例２よりも、部品圧着工程における圧力や温度を抑えることができ、温度圧力ダメージが「○」評価となった。
【００８０】
また、圧力を低く抑えることができたので、実施例３のような電極ピッチが９０μｍと狭いピッチでも、導電バンプが隣接する導電バンプに接触することがなく短絡することがなかった。
【００８１】
なお、表１には、各実施例、比較例の生産性、コスト評価を載せている。実施例４や比較例１は、複数の半導体装置について、一括で実装可能であり、最も生産性が高いので、生産性評価を「○」とした。実施例３と比較例２は、部品熱圧着を専用の装置で自動で行なうため、生産性評価を「△」とした。一方、実施例１や実施例２は、部品熱圧着を手動で行なうため、生産性評価を「×」とした。
【００８２】
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
配線基板５と、配線基板５上に表面実装される表面実装ＩＣ２などの表面実装部品と、配線基板５の配線４Ａなどの電極および表面実装部品の接続電極２Ａなどの電極のいずれか一方の電極上に形成され他方の電極に接触して電極間を接続する導電バンプ７と、表面実装部品と配線基板とを互いに固定する絶縁性樹脂とを備えた半導体装置１などの電子装置において、導電バンプ７の一部が他方の電極の表面の酸化被膜を破って他方の電極と接触している
従来においては、配線基板の電極および表面実装部品の電極のいずれか一方の電極にスクリーン印刷により形成された先端面がほぼ平面状の導電バンプが、他方の電極の表面を被膜している酸化被膜に接触していた。その結果、この酸化被膜が電気抵抗となって導電バンプと他方の電極との間の導通性を阻害するおそれがあった。
これに対して態様１では、導電バンプの一部が他方の電極の表面の酸化被膜を破って他方の電極に接触しているので、導電バンプと他方の電極との間で良好な導通性を確保することができる。
【００８３】
（態様２）
態様１において、導電バンプ７の一部が、他方の電極の凹んだ部分に入り込んでいる。
これによれば、実施形態で説明したように、導電バンプと接続電極などの他方の電極との接触面積を、凹んでいないものようりも増やすことができ、安定的に導電バンプと他方の電極との間を導通することができる。また、導電バンプの接触圧で他方の電極が弾性変形して凹んだ場合は、実施形態で説明したように、絶縁性樹脂として硬化収縮率の小さいものを用いることが可能となり、選択可能な絶縁性樹脂の幅を広げることができる。これにより、絶縁性樹脂として低い温度で熱硬化する樹脂や、柔らかい樹脂を用いることが可能となり、表面実装部品の熱的ダメージや半導体装置などの電子装置の強度低下や反り変形を抑制することができる。
【００８４】
（態様３）
態様１または２において、導電バンプ７は、導電性粒子６とバインダー樹脂とを有し、導電バンプは、他方の電極に圧着されており、圧着後の導電バンプ先端の曲率半径が、圧着前の曲率半径よりも大きく、圧着後の導電バンプの高さは、圧着前の９０％以下になっている。
このように、圧着後の導電バンプ先端の曲率半径が圧着前よりも大きくなることで、他方の電極との接触面積が増え、接続信頼性を高めることができる。また、圧着後の導電バンプの高さが、圧着前の９０％以下になることで、導電バンプの導電性粒子を密にでき、導通性を良くでき、接続信頼性を高めることができる。
【００８５】
（態様４）
態様１乃至３いずれかにおいて、導電バンプ７は、表面実装ＩＣ２などの表面実装部品の重心もしくは各電極の重心の少なくとも一方を基準として点対称となるように、複数個所形成されている。
これによれば、図２、図３を用いて説明したように、部品圧着工程時に各導電バンプ７に均等に圧力をかけることができる。
【００８６】
（態様５）
態様１乃至４いずれかにおいて、
前記導電樹脂バンプは、導電ペーストをディスペンサーで配線基板５の電極および表面実装ＩＣ２などの表面実装部品の電極のいずれか一方に塗布することで形成されたものである。
これによれば、実施形態で説明しように、他方の電極に圧着前の導電バンプ７の先端を尖塔状にすることが可能となり、圧着時に他方の電極に対して強い接触圧で導電バンプ７に接触させることができ、他方の電極の酸化被膜を破って、導電バンプの一部を他方の電極に侵入させることが可能となる。
【００８７】
（態様６）
態様１乃至５いずれかにおいて、配線基板５は、樹脂基材３に電極が印刷で形成されている。
これによれば、簡単に樹脂基板に配線４Ａなどの電極を形成することができる。
【００８８】
（態様７）
態様１乃至６いずれかにおいて、配線基板上の絶縁性樹脂が接する領域は、前記絶縁性樹脂との密着強度を高める表面処理がされている。
これによれば、配線基板と表面実装ＩＣ２などの表面実装部品とを強固に固定することが可能となる。
【００８９】
（態様８）
態様１乃至７いずれかにおいて、配線基板５に絶縁性樹脂を塗布し、表面実装部品が熱圧着により配線基板に実装される。
これによれば、絶縁性樹脂が熱硬化して配線基板５と表面実装ＩＣなどの表面実装部品とが固定されるとともに、導電バンプ７が他方の電極に圧着して、電気的な接続がなされる。
【００９０】
（態様９）
態様１乃至７いずれかにおいて、配線基板５または表面実装ＩＣなどの表面実装部品に絶縁性樹脂を塗布し、加圧により表面実装部品を配線基板に仮実装した後に、加熱して本実装する。
これによれば、実施例４で説明し複数の表面実装部品を配線基板との組を一括で加圧や加熱を行なうことが可能となり、生産性を高めることができる。
【００９１】
（態様１０）
態様８または９において、絶縁性樹脂の膨張係数は、導電バンプ７の膨張係数より大きいことを特徴とする。
これによれば、実施形態で説明したように、絶縁性樹脂を加熱硬化後の冷却において、導電バンプ７と他方の電極との間で接触圧が減少しないようにでき、接続信頼性を高めることができる。
【００９２】
（態様１１）
配線基板の電極および表面実装部品の電極のいずれか一方の電極に導電性ペーストを塗布して導電バンプを形成する工程と、表面実装部品の電極が形成された面または配線基板の電極が形成された面に絶縁性樹脂を塗布する工程と、表面実装部品および前記配線基板のいずれか一方を他方に向けて加圧して前記導電バンプを他方の電極に圧着する工程と、圧着する工程と同時、または、圧着する工程の後に、絶縁性樹脂を硬化させて表面実装部品と配線基板とを固定する工程とを有する電子装置の製造方法であって、圧着前の導電バンプの先端が尖塔状となるように、一方の電極に導電性ペーストを塗布する。
これによれば、実施形態で説明したように、導電バンプを他方の電極に圧着する際に、尖塔状の先端が当接し、高い接触圧で他方の電極に接触する。これにより、他方の電極の酸化被膜を尖塔状の先端が破り、導電バンプの一部を他方の電極に侵入させることができる。これにより、導電バンプの少なくとも一部が直接電極に接触し、導電バンプと他方の電極との導通性を良好にすることができる。その後は、導電バンプ尖塔状の先端が潰れて、他の電極との接触面積が増える。これにより、導電バンプと他方の電極との間で安定した導通を確保することができる。
また、他方の電極が、柔らかい場合、尖塔状の先端が高い接触圧で他方の電極に接触して他方の電極を弾性変形させて凹ませ、その凹んだ箇所に導電バンプの一部を入り込ませることができる。これにより、接続信頼性を高めることができるととともに、硬化収縮率の低い絶縁性樹脂を用いても導電バンプと他方の電極との接触関係を維持することができ、使用可能な絶縁性樹脂の範囲を広げることができる。その結果、熱硬化温度の低い樹脂などを用いることが可能となり、表面実装部品の熱的ダメージの低減を図ることができる。
さらに、導電バンプの先端を尖塔状にすることで、低い加圧力でも、高い接触圧で導電バンプを他方の電極に接触させることができ、電極の酸化被膜を破ることができる。
【符号の説明】
【００９３】
１      ：半導体装置
２      ：表面実装ＩＣ
２Ａ    ：接続電極
３      ：基材
４      ：導電層
４Ａ    ：配線
５      ：配線基板
６      ：導電性粒子
７      ：導電バンプ
８      ：絶縁層
８ａ    ：絶縁性樹脂
９      ：ダミーバンプ
９ａ    ：ダミーバンプ前駆体
１２    ：バンプ前駆体
１２Ａ  ：先端部
２１    ：スクリーンマスク
２２    ：スキージ
３０    ：ディスペンサ
３１    ：導電ペースト
４０    ：導電ペースト
８０    ：ディスペンサ
９０    ：コレット
Ｄ１    ：表面実装ＩＣの重心
Ｄ２    ：接続電極の重心
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９４】
【特許文献１】特許第５５１３４１７号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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