(57)【要約】【課題】  ＦＰＣにおいてチップを接合する接合部の小型化を図り、かつ、ＦＰＣの小型化した接合部に対するチップの接合強度を向上する。【解決手段】  接合部１１ｂを有するベース基板１１と、ベース基板１１上に形成される配線と、配線に電気的に接続されると共に接合部１１ｂ上に形成される電極１３と、を備えるフレキシブルプリント基板１０と、スタッドバンプ３１を有すると共に、このスタッドバンプ３１が接合部１１ｂ上の電極１３に電気的に接合されるチップ３０と、を有している。そして、チップ３０は、接合部１１ｂとの間に非導電性のＮＣＦ２０を介してフレキシブルプリント基板１０にフリップチップ実装されていることを特徴としている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合部（１１ｂ）を有するベース基板（１１）と、
前記ベース基板上に形成される配線（１２）と、
前記配線に電気的に接続されると共に前記接合部上に形成される電極（１３）と、を備えるフレキシブルプリント基板（１０）と、
スタッドバンプ（３１）を有すると共に、このスタッドバンプが前記接合部上の前記電極に電気的に接合されるチップ（３０）と、を有し、
前記チップは、前記接合部との間に少なくともノンコンダクティブフィルム、ノンコンダクティブペーストのいずれか一方を介して前記フレキシブルプリント基板にフリップチップ実装されていることを特徴とする電子部品。
【請求項２】
接合部（１１ｂ）を有するベース基板（１１）と、前記ベース基板上に形成される配線（１２）と、前記配線に電気的に接続されると共に前記接合部上に形成される電極（１３）と、を備えるフレキシブルプリント基板（１０）を用意する工程と、
スタッドバンプ（３１）を有すると共に、このスタッドバンプが前記接合部上の前記電極に電気的に接合されるチップ（３０）を用意する工程と、
前記チップにおいて、前記スタッドバンプが設けられた面に少なくともノンコンダクティブフィルム、ノンコンダクティブペーストのいずれか一方を搭載する工程と、
前記チップを前記フレキシブルプリント基板の前記接合部に押しつけることで、前記スタッドバンプで前記ノンコンダクトフィルムまたは前記ノンコンダクティブペーストを突き破らせ、前記スタッドバンプを前記電極に接触させた状態で、前記スタッドバンプと前記電極とを接合する工程と、を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フリップチップ実装がなされるフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣと記す）において、フリップチップ実装部分の小型化およびその実装部分の接合強度の向上を図ることができる電子部品およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＦＰＣは、柔軟性を持ち、折り曲げ可能なプリント基板として広く利用されている。このようなＦＰＣは、例えば圧力センサ等のセンサ類において、センシング部を有するセンサチップ等のチップをフリップチップ実装している。
【０００３】
図４は、チップおよび従来のＦＰＣの接合部を示した図であり、（ａ）はＦＰＣの折り曲げ前の接合部の状態を示す平面図、（ｂ）はＦＰＣの接合部にフリップチップ実装されるチップの接合面を示した図である。
【０００４】
まず、図４（ａ）に示されるＦＰＣ１００は、ポリイミド等の樹脂よりなるベース基板１１０で構成されている。このベース基板においては、直線状の配線１２０が設置される直線部１１１および図４（ｂ）に示されるチップ１３０を実装するための接合部１１２が設けられており、直線部１１１および接合部１１２に銅（Ｃｕ）の配線１２０がエッチングにより形成されている。接合部１１２は例えば円形状になっており、その直径は３ｍｍである。また、各配線１２０の端部が図４（ａ）に示されるように円形状の電極１２１になっている。
【０００５】
そして、ベース基板１１０において配線１２０が形成された面には、各配線１２０を絶縁保護するためのカバーフィルム１４０（後述する図５参照）が貼り付けられている。このカバーフィルム１４０は、例えばポリイミドよりなるものであり、ベース基板１１０と同じ形にされて配線１２０を被覆保護している。ベース基板１１０の接続部１１２上の配線１２０および電極１２１を覆うカバーフィルム１４０においては、ベース基板１１０の接合部１１２の電極１２１を覆う部分にカバーフィルム１４０を貫通する孔（サイズ；５００μｍ）１４１が形成されており、各電極１２１が露出した状態になっている。
【０００６】
ＦＰＣ１００の接合部１１２の各電極１２１には、図４（ｂ）に示されるチップ１３０がフリップチップ実装される。このため、チップ１３０の実装面１３１に複数のスタッドバンプ１３２が形成されており、これらスタッドバンプ１３２が、ＦＰＣ１００の接合部１１２においてカバーフィルム１４０から露出した各電極１２１の表面に電気的に接合される。このとき、ＦＰＣ１００の接合部１１２とチップ１３０との間にカバーフィルム１４０が挟まれることで、ＦＰＣ１００の接合部１１２における配線１２０や電極１２１とチップ１３０内の電気回路とを絶縁分離できる。
【０００７】
次に、ＦＰＣ１００の接合部１１２に対するチップ１３０の実装について、図５を参照して説明する。図５は、ＦＰＣ１００の接合部１１２にチップ１３０をフリップチップ実装する様子を示した図であり、図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。まず、上述のＦＰＣ１００を用意する。そして、スタッドバンプ１３２が設けられたチップ１３０において、実装面１３１がＦＰＣ１００の接合部１１２に対向するように配置する。
【０００８】
この後、はんだや超音波接合等によって、ＦＰＣ１００の接合部１１２においてカバーフィルム１４０から露出した電極１２１にチップ１３０のスタッドバンプ１３２を接合する。こうしてチップ１３０をＦＰＣ１００に電気的に接続することができる。最後に、ベース基板１１０において接合部１１２と直線部１１１との接続部分を折り曲げ、ＦＰＣ１００に対するチップ１３０の実装が完了する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のようにチップ１３０をフリップチップ搭載するＦＰＣ１００においては、その面積に比例して製造コストがかかるため、ＦＰＣ１００の設計時にＦＰＣ１００の面積を小さくすることが望まれる。従来の技術では、図５に示されるように、チップ１３０のサイズに対してＦＰＣ１００の接合部１１２のサイズが大きくなっている。したがって、ＦＰＣ１００の接合部１１２のサイズをチップ１３０のサイズと同程度にまで縮小化し、コスト削減を図ることが考えられる。
【００１０】
ＦＰＣ１００の接合部１１２のサイズの縮小化に伴い、接合部１１２に形成される電極１２１のサイズも縮小化せざるを得なくなるため、各電極１２１のサイズに応じてカバーフィルム１４０に開ける孔１４１のサイズも小さくする必要がある。これは、接合部１１２の電極１２１部分以外の場所にチップ１３０のスタッドバンプ１３２が接合されないようにするためである。
【００１１】
しかしながら、上記従来の技術では、カバーフィルム１４０に孔１４１を開ける装置において、開けることができる孔の径がすでに限界に達しているため、さらに径の小さい孔１４１をカバーフィルム１４０に開けることはできない。
【００１２】
そこで、ＦＰＣ１００の接合部１１２のサイズを縮小化するために、ＦＰＣ１００の接合部１１２にカバーフィルム１４０を貼り付けずにチップ１３０をフリップチップ実装することが考えられる。ただ、スタッドバンプ１３２と電極１２１との接合面積のみでチップ１３０はＦＰＣ１００に接着されることになり、接合強度が弱いという懸念がある。
【００１３】
本発明は、上記点に鑑み、ＦＰＣにおいてチップを接合する接合部の小型化を図り、かつ、ＦＰＣの小型化した接合部に対するチップの接合強度を向上できる電子部品およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、電極（１３）が形成された接合部（１１ｂ）を有するベース基板を備えるフレキシブルプリント基板（１０）と、スタッドバンプ（３１）が接合部上の電極に接合されるチップ（３０）と、を有し、チップは、接合部との間に少なくともノンコンダクティブフィルム、ノンコンダクティブペーストのいずれか一方を介してフレキシブルプリント基板にフリップチップ実装されていることを特徴としている。
【００１５】
このように、フレキシブルプリント基板の接合部上にカバーフィルムを貼り付けない構造とする。これにより、カバーフィルムに対する孔開け加工を施す必要がなくなり、そのカバーフィルムをフレキシブルプリント基板に用いないので、フレキシブルプリント基板の接合部のサイズを縮小化することができる。したがって、フレキシブル基板の接合部を小型化できる。これに伴い、フレキシブルプリント基板の製造コストを下げることができる。
【００１６】
また、チップは少なくともノンコンダクティブフィルム、ノンコンダクティブペーストのいずれか一方を介してフレキシブルプリント基板の接合部にフリップチップ実装されているため、これら樹脂系接合材がチップおよび接合部に密着固定される。したがって、チップのフレキシブルプリント基板に対する接合強度を向上させることができる。また、これら樹脂系接合材は非導電性であるので、フレキシブルプリント基板の接合部上の電極とチップとの絶縁保護を図ることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明では、配線（１２）および電極（１３）が形成された接合部（１１ｂ）を有するベース基板を備えたフレキシブルプリント基板（１０）を用意する工程と、接合部上の電極に接合されるスタッドバンプを備えたチップ（３０）を用意する工程と、チップのスタッドバンプが設けられた面に少なくともノンコンダクティブフィルム、ノンコンダクティブペーストのいずれか一方を搭載する工程と、チップをフレキシブルプリント基板の接合部に押しつけることで、スタッドバンプでノンコンダクトフィルムまたはノンコンダクティブペーストを突き破らせて、スタッドバンプを電極に接触させた状態でスタッドバンプと電極とを接合する工程と、を有することを特徴としている。
【００１８】
このような製造方法により、フレキシブルプリント基板とチップとを接合する。これにより、フレキシブルプリント基板はカバーフィルムを使わないので、そのサイズを縮小化することができる。また、フレキシブルプリント基板とチップとの間にはノンコンダクティブフィルムまたはノンコンダクティブペーストが配置されているため、チップとこれらフィルムまたはペーストとの接着面積およびフィルムまたはペーストとフレキシブルプリント基板との接着面積を確保することができる。
【００１９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態を示した図であり、ＦＰＣに対するチップの接合状態を示した図である。また、図１は、後述する図２のＡ−Ａ断面図に相当する。図１に示されるように、ＦＰＣ１０にはノンコンダクティブフィルム（以下、ＮＣＦと記す）２０を介してチップ３０がフリップチップ実装された状態になっている。以下、ＦＰＣ１０に対するチップ３０の接合形態について詳しく説明する。
【００２１】
図２は、ＦＰＣ１０の概略平面図である。この図に示されるように、ＦＰＣ１０は、ベース基板１１と、配線１２と、電極１３と、を備えて構成されている。ベース基板１１は、直線部１１ａおよび接合部１１ｂを有しており、直線部１１ａの端部に円形状の接合部１１ｂが接続された状態になっている。本実施形態では、直線部１１ａの幅は５０μｍ、接合部１１ｂの径は例えば３ｍｍであり、厚さはそれぞれ１００μｍである。また、図１に示されるように、直線部１１ａと接合部１１ｂとの接続部分が折り曲げられた状態になっている。
【００２２】
配線１２および電極１３は、ＦＰＣ１０に実装されるチップ３０と外部回路とを電気的に接続するものであり、配線１２の端部に電極１３が接続されている。これら配線１２および電極１３は、例えばエッチングによりベース基板１１上に形成されており、例えば銅（Ｃｕ）が採用される。
【００２３】
また、直線部１１ａにおいては、各配線１２の絶縁保護を図るため、図示しないカバーフィルムが貼り付けられている。このようなカバーフィルムには、例えばポリイミドが採用される。
【００２４】
電極１３は、配線１２を介して後述するチップ３０内の電気回路を外部回路と接続するものであり、図２に示されるように、円形状になっている。この電極１３は、チップ３０に設けられるスタッドバンプの数と場所に応じてベース基板１１の接合部１１ｂに形成される。なお、電極１３は円形状に限るものではない。
【００２５】
ＮＣＦ２０は、ベース基板１１の接合部１１ｂの電極１３とチップ３０のスタッドバンプ３１との間に配置される樹脂膜であり、例えばエポキシが採用される。本実施形態では、ＮＣＦ２０の厚さは１００μｍである。このようなＮＣＦ２０は、ベース基板１１の接合部１１ｂにおける電極１３同士を絶縁する役割、電極１３とチップ３０内回路とを絶縁する役割を果たす。また、チップ３０とベース基板１１に対する接着面積を確保し、チップ３０を確実にベース基板１１の接合部１１ｂに接合する役割も果たす。
【００２６】
チップ３０は、内部に電気回路が形成されたものであり、例えば圧力センサとして圧力媒体の圧力に応じた電気信号を出力するセンシング部を有している。このようなチップ３０には、外部回路と電気的に接続するためのターミナルとして、図３に示されるスタッドバンプ３１が設けられている。また、本実施形態では、チップ３０のサイズは１．７ｍｍ四方である。
【００２７】
図３は、チップ３０においてベース基板１１の接合部１１ｂに対向する面（以下、接合面３２という。）を示した図である。図３に示されるように、接合面３１には、複数のスタッドバンプ３１が設けられている。これらスタッドバンプ３１は、チップ３０内の電気回路とそれぞれ電気的に接続されている。このようなスタッドバンプ３１として、例えば金（Ａｕ）が採用され、そのサイズは１００μｍである。なお、図３に示されるチップ３０は、図４（ｂ）に示されるチップ１３０と同じものである。
【００２８】
次に、ＦＰＣ１０の製造方法について説明する。まず、直線部１１ａおよび接合部１１ｂを含むベース基板１１を用意する。このベース基板１１上に銅箔を形成し、エッチングすることにより配線１２および電極１３を形成する。そして、ベース基板１１の直線部１１ａ上に形成された各配線１２を絶縁保護するため、直線部１１ａ上にカバーフィルムを貼り付ける。
【００２９】
また、電極１３は、接合部１１ｂにおいて、チップ３０のスタッドバンプ３１が接合される位置に形成される。この後、直線部１１ａの各配線１２上にカバーフィルムを貼り付ける（図示しない）。そして、各配線１２を絶縁保護する。このようにして、ＦＰＣ１０が製造される。
【００３０】
＜ＮＣＦ２０は、大きいほう、貼りやすいほうに載せるので、この場合ＦＰＣ１０に載せる＞続いて、上記ＦＰＣ１０にチップ３０をフリップチップ実装する方法について説明する。まず、スタッドバンプ３１が設けられたチップ３０を用意する。そして、このチップ３０の接合面３２にＮＣＦ２０を載せ、ＦＰＣ１０に対するチップ３０の位置決めを行うと共に、チップ３０をベース基板１１の接合部１１ｂに押しつける。このとき、チップ３０上のスタッドバンプ３１がＮＣＦ２０を突き破って接合部１１ｂ上の電極１３と接する。
【００３１】
このようにスタッドバンプ３１がＮＣＦ２０を貫通した状態で、超音波接合を行う。具体的には、スタッドバンプ３１と電極１３との接触部分に超音波を当て、そのエネルギーによって接触部分を発熱させて溶接する。この後、ベース基板１１において直線部１１ａと接合部１１ｂとの接続部分を折り曲げる。こうして、図１に示されるように、ＦＰＣ１０にチップ３０がフリップチップ実装された状態となる。
【００３２】
上記のようなＦＰＣ１０に対するチップ３０の接合構造は、例えばエンジンの吸気管内圧力を検出する圧力センサに用いられる。具体的には、チップ３０においては、圧力媒体の圧力を検出するブリッジ回路が形成されており、このブリッジ回路にて圧力に応じた電気信号が出力される。そして、この電気信号は、チップ３０内の電気回路を経由して、チップ３０の接合面３２に設けられたスタッドバンプ３１、ＦＰＣ１０の電極１３、配線１２を介して、圧力センサの外部に出力されることとなる。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態では、ＦＰＣ１０の接合部１１ｂ上にカバーフィルムを貼り付けない構造とすることを特徴としている。これにより、カバーフィルムに対する孔開け加工を施す必要がなくなり、そのカバーフィルムをＦＰＣ１０に用いないので、ＦＰＣ１０の接合部１１ｂのサイズを縮小化することができる。したがって、ＦＰＣ１０の接合部１１ｂを小型化できる。これに伴い、ＦＰＣ１０の製造コストを下げることができる。
【００３４】
また、チップ３０はＮＣＦ２０を介してＦＰＣ１０の接合部１１ｂにフリップチップ実装されているため、このＮＣＦ２０がチップ３０および接合部１１ｂに密着固定される。したがって、チップ３０のＦＰＣ１０に対する接合強度を向上させることができる。また、ＮＣＦ２０は非導電性であるので、ＦＰＣ１０の接合部１１ｂ上の電極１３とチップ３０との絶縁保護を図ることができる。
【００３５】
本実施形態では、ＮＣＦ２０にフィルム状のものを採用している。これにより、ＮＣＦ２０に対するチップ３０の接合面３２の接着面積を確保することができると共に、ＮＣＦ２０に対する接合部１１ｂの接着面積を確保することができる。これにより、ＦＰＣ１０に対するチップ３０の接合強度を向上させることができる。また、フィルム状のＮＣＦ２０を採用しているので、ＦＰＣ１０に容易にチップ３０を接合できる。
【００３６】
上述のように、孔の開いたカバーフィルムを用いないことから、接合部１１ｂ上の電極１３に対するスタッドバンプ３１の位置合わせの精度の余裕が大きくなる。したがって、ＦＰＣ１０およびチップ３０における位置合わせの自由度を確保することができ、ＦＰＣ１０に対するチップ３０のフリップチップ実装を容易に行うことができる。
【００３７】
（他の実施形態）
第１実施形態では、ＦＰＣ１０において、接合部１１ｂが円形状をしているが、この形状は一例を示すものであり、他の形状であっても構わない。また、ＦＰＣ１０の配線１２および電極１３として銅箔を採用したが、配線１２および電極１３は、金属等の導電性材料であればどんな材料でも良い。
【００３８】
さらに、ベース基板１１の直線部１１ａにおいて、上記第１実施形態では、カバーフィルムが貼り付けられていたが、カバーフィルムに替えてＮＣＦ２０を貼り付けても構わない。また、各配線１２が確実に絶縁状態になっている場合、直線部１１ａにカバーフィルムやＮＣＦ２０を貼り付けなくても良い。
【００３９】
上記第１実施形態では、ＮＣＦ（ノンコンダクティブフィルム）２０を採用したが、ペースト状のノンコンダクティブペーストを採用しても構わない。このように、ノンコンダクティブペーストを採用してチップ３０をベース基板１１にフリップチップ接合する場合、ベース基板１１の接合部１１ｂにおいて電極１３を覆うようにノンコンダクティブペーストを塗布し、その後、チップ３０をＦＰＣ１０に接合することとなる。
【００４０】
第１実施形態では、チップ３０として圧力を検出するセンサチップを例に説明したが、チップ３０内に形成される電気回路は、どんな処理を行う回路でも構わない。
【００４１】
また、チップ３０をＦＰＣ１０に実装する際、超音波接合に替えて、ＦＰＣ１０の接合部１１ｂの裏面に熱源を配置してＦＰＣ１０を加熱し、接合面３２にＮＣＦ２０を搭載したチップ３０をＦＰＣ１０の接合部１１ｂに押しつけて接合しても構わない。このようにチップ３０を接合する際、加熱されたＦＰＣ１０によってＮＣＦ２０が柔らかくなり、熱源をＦＰＣ１０から外すことでＮＣＦ２０がチップ３０の接続面３２およびＦＰＣ１０の接合部１１ｂに固着する。このような接合方法によっても、チップ３０のＦＰＣ１０に対する接合強度を確保することができる。
【００４２】
ノンコンダクティブペーストを採用する場合、ノンコンダクティブペーストがＦＰＣ１０の接合部１１ｂから流れ出てしまうことを防止するため、接合部１１の外周に堰や壁を設けるようにしても良い。これにより、ノンコンダクティブペーストがＦＰＣ１０の接合部１１ｂから流れ出ることを防止できる。このような堰や壁には、ベース基板１１と同じ材質を採用すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】ＦＰＣに対するチップの接合状態を示した図である。
【図２】図１に示されるＦＰＣの概略平面図である。
【図３】図１に示されるチップの接合面を示した図である。
【図４】チップおよび従来のＦＰＣの接合部を示した図であり、（ａ）はＦＰＣの折り曲げ前の接合部の状態を示す平面図、（ｂ）はＦＰＣの接合部にフリップチップ実装されるチップの接合面を示した図である。
【図５】ＦＰＣの接合部にチップをフリップチップ実装する様子を示した図であり、図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０…ＦＰＣ、１１…ベース基板、１１ａ…直線部、１１ｂ…接合部、
１２…配線、１３…電極、２０…ＮＣＦ、
３０…チップ、３１…スタッドバンプ、３２…接合面。
【図１】
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【図２】
2006114664.tif 000004
【図３】
2006114664.tif 000005
【図４】
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【図５】
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