(57)【要約】【課題】従来のハンダを使用する方法から金属と金属と、絶縁層と絶縁層とを直接接続し、かつ従来の異方性導電樹脂を使用した接合によらない耐熱性を有する新しい回路電極の接合方法を提供することを目的とする。【解決手段】相対向して配置された電極を直接接合して導通させる接合方法において、段差となる絶縁部分に熱硬化樹脂または熱可塑ポリイミド樹脂で段差を５μｍ以下として塗布し、上下が重なるようにして加熱圧着することにより直接接合する。これにより、金属部分は自己融着または自己接合し、樹脂部分は、自己化学反応して結合する。【選択図】　　　　図１
2004119906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対向して配置された、金属と絶縁皮膜とからなる平坦な回路基板を、対向面で直接接触させつつ加熱して圧力を加え、樹脂部分を溶融すると同時に金属電極を直接接合する回路電極の接続方法において、
前記絶縁皮膜として、熱硬化性ポリイミド樹脂、または熱可塑性ポリイミド樹脂を用いることを特徴とする回路電極の接続方法。
【請求項２】
相対向して配置された、金属と絶縁皮膜とからなる平坦な回路基板の一方または両方の金属電極部分上に、直径１０μｍ以下の導電性粒子をはさみ込んで圧着することを特徴とする前記請求項１記載の回路電極の接続方法。
【請求項３】
前記平坦な回路基板の金属と絶縁皮膜との表面段差が１０μｍ　以下であり、前記加熱温度が２００〜４５０℃であることを特徴とする前記請求項１または２記載の回路電極の接続方法。
【請求項４】
前記金属が、銅、アルミニウム、銀、金、チタン、タングステン、クロムのいずれか、またはこれらの合金からなることを特徴とする前記請求項１〜３の内、いずれか１項に記載の回路電極の接続方法。
【請求項５】
前記熱可塑性ポリイミド樹脂として１種類以上のテトラカルボン酸ジ無水物と１種類以上のジアミンとからなる脱水重縮合物であるブロック共重合ポリイミド樹脂インクを用いることを特徴とする前記請求項１〜４の内、いずれか１項に記載の回路電極の接続方法。
【請求項６】
前記熱可塑性ポリイミド樹脂の分子量が１０，０００以上で、かつ１，０００，０００以下であることを特徴とする前記請求項１〜５の内、いずれか１項に記載の回路電極の接続方法。
【請求項７】
前記ポリイミド樹脂インクに所定量のビスマレイミドを混合したことを特徴とする前記請求項１〜６の内、いずれか１項に記載の回路電極の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＩＣ（ＬＳＩ）　及びインターポーザー，ＢＧＡ，ＴＡＢ，ＣＳＰ，ＷＬＰなどＰａｃｋａｇｅ等のモジュール化された電子回路部品間、及びこれらの部品とＢｏａｒｄやプリント基板等とを直接接合する方法に関する技術、製造分野が対象となる。
【０００２】
【従来の技術】
電気、電子機器、通信機器などを小型化する場合、回路、部品との接合面積をいかに小さくするかが求められている。このために、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ　Ｇｒｉｄ　Ａｒｒａｙ）、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ），ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ　Ｓｃａｌｅ　Ｐａｃｋａｇｅ），ＷＬＰ（Ｗａｆｅｒ　　Ｌｅｖｅｌ　Ｐａｃｋａｇｅ），ＳＩＰ（Ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　Ｐａｃｋａｇｅ）などいろいろなＰａｃｋａｇｅに、Ｆｉｎｅ　　Ｐｉｔｃｈ　Ｂｏｎｄｉｎｇ，Ｆｌｉｐ　Ｃｈｉｐによる電極接合方法で配線密度を向上させている。
【０００３】
また、これらのチップ部品との接合、チップ部品とプリント基板との回路電極接合はボンディングによる共晶、ハンダによる方法が主流となっている。このハンダによる接合法は、セルフアライメント性に優れていること、信頼性が高いことなどにより一般的である。しかし、ハンダ接合法を使うＦｌｉｐ　Ｃｈｉｐではハンダ接合していない部分に信頼性の向上を目的として、絶縁層を封入する必要がある。ボンディングはＦｉｎｅ　Ｐｉｔｃｈ化に限界がある。
【０００４】
しかしハンダはＰｂ公害問題、洗浄における脱フロン問題等の環境問題がさらに大きくなっている。Ｐｂフリーハンダは信頼性に問題がありプロセス温度は２８０〜３００℃へと上昇してきている。これにより、従来の液状エポキシ樹脂では耐熱性がなく、分解するなどの欠陥があった。将来的にはＦｉｎｅ　Ｐｉｔｃｈ化に対して限界がある。
【０００５】
また従来、導電性粒子や金属粒子を混入した異方性導電フィルムや異方性導電ペーストを使用し、加熱圧着による方法も使用されている。
この概念図を図３，図４に示す。図３に示すように、上下電極間に導電性ペースト１２，もしくは導電性フィルムを挟み込み、基板を上下から加熱圧着する。
【０００６】
すると、図４に示す如く、導電性ペースト等が熱により溶着し、上下電極が導電性ペーストを介して接続される。
このような異方性導電フィルムや異方性導電ペーストによる接合は、接合時の加熱圧着工程で、樹脂が流れるとともに、金属面から導電粒子が逃げやすく、接続抵抗が大きくなる現象が認められる。また、異方性導電フィルムや異方性導電ペーストは、従来エポキシ樹脂であるため、その後の加熱（例えば、ハンダ付け）に対する耐熱性に劣り、改善が求められている。
【０００７】
また、異方性導電フィルムや異方性導電ペーストによる接合は導電性粒子が電極表面全体になく、まばらに存在するため、１００　ｍΩ以下の接続抵抗にすることは困難で、特に大電流を流す電源線を同時に接続することは困難であった。
【０００８】
なお、従来、加熱・圧着による直接接合方法は、例えばＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｏｎ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）として知られている。（特開平５−４７６１７号公報、特開昭４８−７１５８０号公報参照。）　また、ポリイミド樹脂としては、特開平１１−２０２４８８号公報、特開２００１−２６１８２６号公報、特開平９−１０４８３９号公報等が公知である。
【０００９】
【特許文献１】
特開平５−４７６１７号公報
【特許文献２】
特開昭４８−７１５８０号公報
【特許文献３】
特開平１１−２０２４８８号公報
【特許文献４】
特開２００１−２６１８２６公報
【特許文献５】
特開平９−１０４８３９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこの事情に鑑み、従来のハンダを使用する方法でなく、金属と金属、絶縁層と絶縁層とを直接接続し、かつ従来の異方性導電樹脂を使用した接合によらない回路電極の接合方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は耐熱性、接着性、絶縁性に優れた熱硬化性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂を使用し、信頼性の高くかつ安価な、新しい接合方法に関する。本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意研究を行った結果、絶縁性部分に熱硬化性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂を使用して、金属電極を直接接合するとともに、接合部分を樹脂で、周囲から固定した。これにより、安価でかつ信頼性の高い電極接合を得ることが期待出来る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、ここで直接接合する金属電極の材料は、銅、アルミニウム、銀、金、チタン、タングステン、ニッケル、モリブデン、クロム、錫およびシリコンなど通常使用されるものである。また、上記記載の金属から選択される合金および共晶体も直接接合する金属電極材料として使用できる。
【００１３】
これら金属間の直接接合は、対向配置された回路電極パターンを形成した基板を上下から押し当てて、温度をかけつつ、圧力を加えて接合する。図１，図２に、この概略図を示す。より詳細には、図５〜図９に図示される。図５，図６は、単純に上下のパターンを重ねて加熱・圧着した場合の接合前と接合後の状態を示し、図７は、実装基板での接着後の横断面図の例を示す。図８，図９は、後述する導電性粒子を挟み込んだ場合の接合前、接合後の状態を示す。
【００１４】
図１において、電極と１，３の周囲はポリイミド樹脂からなる絶縁皮膜２，４が形成されており、その上面は段差が５μ以下であって、ほぼ平面となっている。鏡面となっているこの上下のパターンを重ね合わせて上下から加熱・圧着すると、図２に示す如く、ポリイミド樹脂は化学反応を起こして一体化する。電極１，３は、材質にもよるが、圧接により電気的に接合される。上記ポリイミド樹脂により両者は接着されているので、上記電気的結合が保持される。図１における導電性粒子５は、後述するように必要に応じて用いられる。ポリイミド樹脂は、溶融温度がエポキシ樹脂より高いので、上記結合は従来のエポキシ樹脂を用いたものより耐熱性が強化される。この発明は、上記熱可塑性ポリイミド樹脂として１種類以上のテトラカルボン酸ジ無水物と１種類以上のジアミンとからなる脱水重縮合物であるブロック共重合ポリイミド樹脂インクを用いる点に大きな特徴がある。該ブロック共重合ポリイミド樹脂インクは、同じ出願人の発明に係わるものであって、従来取り扱い厄介であったポリイミド樹脂を常温・常圧下でも液状で取り扱えるようにした画期的なものである。
【００１５】
この直接接合法は、ハンダのように、上下の金属電極が溶融して接合するものではない。なお、加熱・圧着による直接接合方法は、例えばＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ　ＯｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）として知られている（特開平５−４７６１７号公報、特開昭４８−７１５８０号公報参照。）。
【００１６】
ここで絶縁皮膜として用いられる熱硬化樹脂として、従来はエポキシ樹脂、アクリル変性エポキシ樹脂が上げられるが、これらの樹脂は耐熱性が劣り、実用的ではない。
【００１７】
この発明では、絶縁皮膜として主に熱可塑性ポリイミド樹脂を用い、該熱可塑性ポリイミド樹脂として、１種穎以上のテトラカルボン酸ジ無水物と１種類以上のジアミンとからなる脱水重縮合物を用いる。前記平坦な回路基板の金属と絶縁皮膜との表面段差は、１０μｍ　以下であり、好ましくは５μｍ　以下である。また、前記加熱温度は２００〜４５０℃である。
【００１８】
上記テトラカルボン酸として、３，３’，４，４’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸ジ無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸ジ無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸ジ無水物、ビシクロ（２，２，２）−オクト−７−エン２，３，５，６−テトラカルボン酸ジ無水物、１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸ジ無水物、ピロメリット酸ジ無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルポキシフェニル）ヘキサフルオロブロパンジ無水物、５−（２，５−ジオキソテトラヒドロフリル）−３−シクロヘキセン−１，２−テトラカルボン酸ジ無水物があげられる。
【００１９】
また、上記ジアミンとして、２，５−ジアミノトルエン、３，３’ジアミノ−４，４’ジヒドロキシビフェニルスルホン、３，３’ジアミノ−４，４’ジヒドロキシビフェニル、ビス（３−アミノプロピル）エーテルエタン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３アミノプロピルエーテル、１，４ビス（３アミノプロピル）ピペラジン、イソホロンジアミン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルアミン）、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、１，３−ビス（４−アミノフエノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−アミノフエノキシ）ベンゼン、２，２−ビス［４−（４−アミノフエノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフエノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、ビス［４−（４−アミノフエノキシ）フェニル］スルホン、４，４’−ビス（４−アミノフエノキシ）ビフェニル、１，４−ビス（４−アミノフエノキシ）ベンゼン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフイド　などがあげられる。さらに、シリコーンジアミンとして、（株）東レダウコーニング社製ＢＹ１６−８５３Ｕ、ＢＹ１６−８５３Ｃ、信越化学工業株式会社製　Ｘ−２２−１６６０Ｂ−３、ＫＦ−８０１０、Ｘ−２２−１６１Ａなどがあげられる。
【００２０】
このポリイミド樹脂は、分子量が１０，０００以上１，０００，０００以下の範囲である。この分子量が１０，０００以下では強靭なフィルムとして存在しにくいためである。また、分子量が１，０００，０００以上では、溶液に溶けにくく、フィルムとして成形が容易でないためである。
【００２１】
他の実施例として、相対向して配置された金属と絶縁皮膜とからなる平坦な回路基板の一方または両方の上記対向面上に直径１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下の導電性粒子を噴霧または塗布等により挟み込んで、直接加熱して同時に接合する方法も推奨される。
【００２２】
該導電性粒子を挟み込むことにより、金属電極間の導電性が改善される。これは、圧着により金属電極が接合される場合の微小な隙間を埋める作用があるものと考えられる。
【００２３】
上記導電性微小粒子として、直径０．１μｍ〜１０μｍの微小金属粒子が使用され、材質として、ニッケル、アルミニウム、金、銀が用いられる。
また、上記導電性微小粒子として、微小球樹脂の表面に厚さ０．１μｍから５μｍの厚さで金属メッキ処理を施した導電性粒子でもよい。
【００２４】
また、他の実施例として、上記ポリイミドに架橋材としてビスマレイミドを混合した材料も推奨される。該架橋材を混合することにより、接合後の基板の耐熱性が増強される。すなわち、加熱・圧着の場合、該加熱温度まで再度昇温されると接合面が溶けてきて故障を起こす要因となるが、上記架橋材が組み込まれているとこの可能性が低くなる。
【００２５】
該ビスマレイミドとして、ビス［４−（３−アミノフエノキシ）フェニル］スルホンのビスマレイミド、ビス［４−（４−アミノフエノキシ）フェニル］スルホンのビスマレイミド、２，２−ビス［４−（４−アミノフエノキシ）フェニル］プロパンのビスマレイミド、４−４’−ジアミノジフェニルメタンのビスマレイミドなどが適している。
【００２６】
以下実施例によって本発明を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
（実施例１）
シリコンウェハ上に形成した２００μｍ角のアルミニウム電極にチタンからなるバリアメタルを介して銅電極を高さ５μｍで形成した。このものに熱可塑性のブロック共重合ポリイミド樹脂インク、Ｑ−ＩＰ−ＧＷＫｌ１９（株式会社ピーアイ技術研究所製）を電極上にポリイミド樹脂がつかないよう、スクリーン版を介して、厚さ５μｍ塗布した。塗布後、このものを１８０℃に加熱したホットプレート上に３０分静置し、溶媒を揮散させた。同様にして、他のウエハにも、上下で重なり合うような鏡面パターンで、上記方法により試料を作成した。
【００２７】
これらの電極が相対向して上下重なるように設置した後、加熱プレスにて２５０℃としたプレス熱板問に保持しつつ、圧力を３０Ｋｇ／ｃｍ２となるよう、加圧した。この状態で、２０分間静置した。その後、加熱プレスから試料を取り出し、接続電気抵抗値を測定した結果、１ｍΩであった。
【００２８】
（実施例２）
シリコンウェハ上に形成した２００μｍ角のアルミニウム電極にチタンからなるバリアメタルを介して銅電極を高さ５μｍ形成した。このものに熱可塑性のブロック共重合ポリイミド樹脂インク、Ｑ−ＩＰ−ＧＷＫｌ１９（株式会社ピーアイ技術研究所製）を電極上にポリイミド樹脂がつかないよう、スクリーン版を介して、厚さ５μｍ塗布した。塗布後、このものを１８０℃に加熱したホットプレート上に３０分静置し、溶媒を揮散させた。
【００２９】
一方、ガラスクロス含浸エポキシ樹脂と厚さ２５μｍもの銅箔とを積層した、いわゆるＦＲ−４基板に、上記ウエハ上のパターンと上下で重なり合うようなパターンを形成した後、エッチング処理を施し、銅配線回路を形成した。このものに熱可塑性のブロック共重合ポリイミド樹脂インク、Ｑ−ＩＰ−ＧＷＫｌ１９（株式会社ピーアイ技術研究所製）を電極上にポリイミド樹脂がつかないよう、スクリーン版を介して、厚さ２５μｍ塗布した。塗布後、このものを１８０℃に加熱したホットプレート上に３０分静置し、溶媒を揮散させた。これらの電極が相対向して上下が重なるように設置した後、加熱プレスにて２００℃としたプレス熱板間に保持しつつ、圧力を３０Ｋｇ／ｃｍ２となるよう、加圧した。この状態で、２０分間静置した。その後、加熱プレスから試料を取り出し、接続電気抵抗値を測定した結果、１０ｍΩであった。
【００３０】
（実施例３）
ガラスクロス含浸エポキシ樹脂と厚さ２５μｍもの銅箔とを積層した、いわゆるＦＲ−４基板に２００μｍ角の銅電極を形成した。このものに熱可塑性のブロック共重合ポリイミド樹脂インク、Ｑ−ＩＰ−ＧＷＫｌ１９（株式会社ピーアイ技術研究所製）を電極上にポリイミド樹脂がつかないよう、スクリーン版を介して、厚さ２５μｍ塗布した。塗布後、このものを１８０℃に加熱したホットプレート上に３０分静置し、溶媒を揮散させた。
【００３１】
一方、同様に他のＦＲ−４基板に上下で重なり合うような鏡面パターンを上記で示した方法で形成した後、エッチング処理を施し、銅配線回路を形成した。このものに熱可塑性のブロック共重合ポリイミド樹脂インク、Ｑ−ＩＰ−ＧＷＫｌ１９（株式会社ピーアイ技術研究所製）を電極上にポリイミド樹脂がつかないよう、スクリーン版を介して、厚さ２５μｍ塗布した。塗布後、このものを１８０℃に加熱したホットプレート上に３０分静置し、溶媒を揮散させた。
【００３２】
これらの相対向する電極が上下重なるように設置した後、加熱プレスにて２００℃としたプレス熱板間に保持しつつ、圧力を３０Ｋｇ／ｃｍ２となるよう、加圧した。この状態で、２０分間静置した。その後、加熱プレスから試料を取り出し、接続電気抵抗値を測定した結果、１５ｍΩであった。
【００３３】
（実施例４）
シリコンウェハ上に形成した２００μｍ角のアルミニウム電極にタングステンからなるバリアメタルを介して銅電極を高さ５μｍ形成した。このものに熱可塑性のブロック共重合ポリイミド樹脂インク、Ｑ−ＩＰ−ＧＷＫｌ１９（株式会社ピーアイ技術研究所製）に、加熱すると架橋反応が起こるビスマレイミドをインクの固形分重量に対して１５％を混合し、このインクを電極上にポリイミド樹脂がつかないよう、スクリーン版を介して厚さ５μｍ塗布した。塗布後、このものを１８０℃に加熱したホットプレート上に３０分静置し、溶媒を揮散させた。同様にして、他のウエハにも上下で重なり合うような鏡面パターンで上記方法により試料を作成した。
【００３４】
これらの相対向する電極が上下重なるように設置した後、加熱プレスにて２５０℃としたプレス熱板版間に保持しつつ、圧力を３０Ｋｇ／ｃｍ２となるよう、加圧した。この状態で、２０分間静置した。その後、加熱プレスから試料を取り出し、接続電気抵抗値を測定した結果、８ｍΩであった。
【００３５】
（実施例５）
シリコンウェハ上に形成した２００μｍ角のアルミニウム電極にチタンからなるバリアメタルを介して銅電極を高さ５μｍ形成した。このものに熱可塑性のブロック共重合ポリイミド樹脂インク、Ｑ−ＩＰ−ＧＷＫｌ１９（株式会社ピーアイ技術研究所製）に、加熱すると架橋反応が起こるビスマレイミドをインクの固形分重量に対して１０％を混合し、このインクを電極上にポリイミド樹脂がつかないよう、スクリーン版を介して厚さ５μｍで塗布した。塗布後、このものを１８０℃に加熱したホットプレート上に３０分静置し、溶媒を揮散させた。
【００３６】
一方、ガラスクロス含痩エポキシ樹脂と厚さ２５μｍもの銅箔とを積層した、いわゆるＦＲ−４基板に上記ウエハと上下で重なり合うような鏡面パターンを形成した後、エッチング処理を施し、銅配線回路を形成した。
【００３７】
これらの電極が上下重なるように設置した後、加熱プレスにて２００℃としたプレス熱版間に保持しつつ、圧力を３０Ｋｇ／ｃｍ２となるよう、加圧した。この状態で、２０分間静置した。その後、加熱プレスから試料を取り出し、接続電気抵抗値を測定した結果、１２ｍΩであった。
【００３８】
（実施例６）
ガラスクロス含浸エポキシ樹脂と厚さ２５μｍもの銅箔とを積層した、いわゆるＦＲ−４基板に２００μｍ角の銅電極を形成した。このものに熱可塑性のブロック共重合ポリイミド樹脂インク、Ｑ−ＩＰ−ＧＷＫｌ１９（株式会社ピーアイ技術研究所製）に、加熱すると架橋反応が起こるビスマレイミドをインクの固形分重量に対して８％を混合し、このインクを電極上にポリイミド樹脂がつかないよう、スクリーン版を介して、厚さ５μｍ塗布した。塗布後、このものを１８０℃に加熱したホットプレート上に３０分静置し、溶媒を揮散させた。
【００３９】
一方、他のＦＲ−４基板にも、上下で重なり合うような鏡面パターンを上記で示した方法でパターン形成した後、エッチング処理を施し、銅配線回路を形成した。
【００４０】
これらの相対向する電極が上下重なるように設置した後、加熱プレスにて２００℃としたプレス熱板間に保持しつつ、圧力を３０Ｋｇ／ｃｍ２となるよう、加圧した。この状態で、２０分間静置した。その後、加熱プレスから試料を取り出し、接続電気抵抗値を測定した結果、２０ｍΩであった。
【００４１】
（実施例７）
シリコンウェハ上に形成した２００μｍ角のアルミニウム電極にチタンからなるバリアメタルを介して銅電極を高さ５μｍ形成した。このものに熱可塑性のブロック共重合ポリイミド樹脂インク、Ｑ−ＩＰ−ＧＷＫｌ１９（株式会社ピーアイ技術研究所製）を電極上にポリイミド樹脂がつかないよう、スクリーン版を介して、厚さ５μｍ塗布した。塗布後、このものを１８０℃に加熱したホットプレート上に３０分静置し、溶媒を揮散させた。続いて、粒子径が１〜５μｍの導電性粒子を上から均一に分散するよう、噴霧した。
【００４２】
同様にして、他のウエハにも、上下で重なり合うような鏡面パターンで上記方法により試料を作成した。これらの相対向する電極が上下重なるように設置した後、加熱プレスにて２５０℃としたプレス熱板間に保持しつつ、圧力を３０Ｋｇ／ｃｍ２となるよう、加圧した。この状態で、２０分間静置した。その後、加熱プレスから試料を取り出し、接続電気抵抗値を測定した結果、表１のような結果を得た。
【００４３】
【表１】
2004119906.tif 000003
【００４４】
（実施例８）
ガラスクロス含浸エポキシ樹脂と犀さ２５μｍもの銅箔とを積層した、いわゆるＦＲ−４基板に２００μｍ角の銅電極を形成した。このものに熱可塑性のブロック共重合ポリイミド樹脂インク、Ｑ−ＩＰ−ＧＷＫｌ１９（株式会社ピーアイ技術研究所製）に、加熱すると架橋反応が起こるビスマレイミドをインクの固形分重量に対して１０％を混合し、このインクを電極上にポリイミド樹脂がつかないよう、スクリーン版を介して、厚さ５μｍ塗布した。塗布後、このものを１８０℃に加熱したホットプレート上に３０分静置し、溶媒を揮散させた。続いて、粒子径が１〜５μｍの導電性粒子を上から均一に分散するよう、噴霧した。
【００４５】
一方、他のＦＲ−４基板にも、上下で重なり合うような鏡面パターンを上記で示した方法でパターン形成した後、エッチング処理を施し、銅配線回路を形成した。
【００４６】
これらの相対向する電極が上下重なるように設置した後、加熱プレスにて２００℃としたプレス熱板問に保持しつつ、圧力を３０Ｋｇ／ｃｍ２となるよう、加圧した。この状態で、２０分間静置した。その後、加熱プレスから試料を取り出し、接続電気抵抗値を測定した結果、を表２に示す。
【００４７】
【表２】
2004119906.tif 000004
【００４８】
（実施例９）
シリコンウェハ上に形成した２００μｍ角のアルミニウム電極にチタンからなるバリアメタルを介して銅電極を高さ５μｍで形成した。このものに熱可塑性のブロック共重合ポリイミド樹脂インク、Ｑ−ＩＰ−ＧＷＫｌ１９（株式会社ピーアイ技術研究所製）を電極上にポリイミド樹脂がつかないよう、スクリーン版を介して、厚さ５μｍ塗布した。塗布後、このものを１８０℃に加熱したホットプレート上に３０分静置し、溶媒を揮散させた。
【００４９】
一方、ポリイミドフィルムと厚さ１２μｍの銅箔とを積層した、いわゆるフレキシブルプリント基板に上記ウエハと上下で重なり合うようなパターンを形成した後、エッチング処理を施し、銅配線回路を形成した。このものに熱可塑性のブロック共重合ポリイミド樹脂インク、Ｑ−ＩＰ−ＧＷＫｌ１９（株式会社ピーアイ技術研究所製）を電極上にポリイミド樹脂がつかないよう、スクリーン版を介して、厚さ１０μｍ塗布した。塗布後、このものを１８０℃に加熱したホットプレート上に３０分静置し、溶媒を揮散させた。
【００５０】
これらの電極が上下重なるように設置した後、加熱プレスにて２００℃としたプレス熱板間に保持しつつ、圧力を３０Ｋｇ／ｃｍ２となるよう、加圧した。この状態で、２０分間静置した。その後、加熱プレスから試料を取り出し、接続電気抵抗値を測定した結果、５ｍΩであった。
【００５１】
（実施例１０）
シリコンウェハ上に形成した２００μｍ角のアルミニウム電極にチタンからなるバリアメタルを介して銅電極を高さ５μｍ形成した。このものに熱可塑性のブロック共重合ポリイミド樹脂インク、Ｑ−ＩＰ−ＧＷＫｌ１９（株式会社ピーアイ技術研究所製）を電極上にポリイミド樹脂がつかないよう、スクリーン版を介して、厚さ５μｍ塗布した。塗布後、このものを１８０℃に加熱したホットプレート上に３０分静置し、溶媒を揮散させた。
【００５２】
一方、酸化アルミニウム基板上に厚さ１０μｍの銅箔とを積層した、いわゆる　セラミック基板に上記ウエハと上下で重なり合うようなパターンを形成した後、エッチング処理を施し、銅配線回路を形成した。このものに熱可塑性のブロック共重合ポリイミド樹脂インク、Ｑ−ＩＰ−ＧＷＫｌ１９（株式会社ピーアイ技術研究所）を電極上にポリイミド樹脂がつかないよう、スクリーン版を介して、厚さ１０μｍ塗布した。塗布後、このものを１８０℃に加熱したホットプレート上に３０分静置し、溶媒を揮散させた。
【００５３】
これらの相対向する電極が上下重なるように設置した後、加熱プレスにて２００℃としたプレス熱板間に保持しつつ、圧力を３０Ｋｇ／ｃｍ２となるよう、加圧した。この状態で、２０分間静置した。その後、加熱プレスから試料を取り出し、接続電気抵抗値を測定した結果、７ｍΩであった。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の、相対向して配置された銅、アルミニウム、銀、金、チタン、タングステン、クロムのいずれか、あるいはこれらの合金からなる金属と熱硬化樹脂または熱可塑ポリイミド樹脂の絶縁皮膜とからなる段差が５μｍ以下の平坦な回路基板を２００〜４５０℃に直接加熱して樹脂部分を溶融すると同時に金属電極を直接接合したところ、接続抵抗が２０ｍΩ以下で接合することができた。
【００５５】
また、相対向して配置された金属と絶縁皮膜とからなる平坦な回路基板の一方または両方の上に直径５μｍ以下のニッケル、金、銅からなる導電性粒子、あるいは樹脂表面に金属膜を形成した導電性粒子を噴霧や塗布により挟み込んで２００〜４５０℃に加熱すると同時に圧着して金属電極を直接接合したところ、接続抵抗が１０ｍΩ以下で接続することができた。
【００５６】
結果として、接触抵抗が低く、屈曲試験にも耐え、従来のハンダによる接合方法と比較して同等もしくはそれ以上の信頼性の高い接合方法が得られた。特に、樹脂部分は化学反応をして結合し、該結合はハンダを使わないので耐熱性の向上が著しい。また、従来の異方性導電フィルムや異方性導電ペーストに比較し、耐熱性と共に接続抵抗性能の向上が著しい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の回路電極の接合方法の概念図である。
【図２】この発明の回路電極の接合方法の接合後の概念図である。
【図３】従来の導電性ペーストによる回路電極の接合方法の概念図である。
【図４】従来の導電性ペーストによる接合方法の接合後の概念図である。
【図５】図５は、単純に上下のパターンを重ねて加熱・圧着した場合の接合前の状態を示す図である。
【図６】図６は、単純に上下のパターンを重ねて加熱・圧着した場合の接合後の状態を示す図である。
【図７】図７は、実装基板での接着後の横断面図の例を示す図である。
【図８】図８は、導電性粒子を挟み込んだ場合の接合前の状態を示す図である。
【図９】図９は、導電性粒子を挟み込んだ場合の接合後の状態を示す図である。
【符号の説明】
１　　　電極
２　　　ポリイミド樹脂
３　　　電極
４　　　ポリイミド樹脂
５　　　導電性粒子
１０　　　電極
１１　　　電極
１２　　　導電性ペースト
【図１】
2004119906.tif 000005
【図２】
2004119906.tif 000006
【図３】
2004119906.tif 000007
【図４】
2004119906.tif 000008
【図５】
2004119906.tif 000009
【図６】
2004119906.tif 000010
【図７】
2004119906.tif 000011
【図８】
2004119906.tif 000012
【図９】
2004119906.tif 000013