(57)【要約】【課題】加熱及び加圧をする必要のない金属間の接続方法及び電子部品の実装方法を提供する。【解決手段】本発明に係る金属間の接続方法は、Ｃｕ又はＣｕ合金からなるバンプ１，２を準備し、バンプ１とバンプ２の間に導電性補助膜３を配置し、バンプ１とバンプ２の間に電圧を印加することにより、バンプ１とバンプ２を接続するものである。前記導電性補助膜３は高分子材料膜であることが好ましい。また、前記バンプ１とバンプ２の間に印加する電圧は０．５〜１０Ｖであることが好ましい。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金属と第２金属を準備し、
第１金属と第２金属の間に導電性補助膜を配置し、
第１金属と第２金属の間に電圧を印加することにより、第１金属と第２金属を接続することを特徴とする金属間の接続方法。
【請求項２】
前記第１金属がバンプ又はリードであり、前記第２金属がバンプ、リード、基板上に形成されたパッド、及び、ホールの内表面に形成された金属膜のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の金属間の接続方法。
【請求項３】
前記導電性補助膜は高分子材料膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属間の接続方法。
【請求項４】
前記第１金属と第２金属の間に印加する電圧は０．５〜１０Ｖであることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の金属間の接続方法。
【請求項５】
基板に電子部品を実装する方法であって、
パッド又はリードが形成された基板及び外部端子を有する電子部品を準備し、
前記外部端子と前記パッド又はリードの間に導電性補助膜を配置し、
前記外部端子と前記パッド又はリードの間に電圧を印加することにより、前記外部端子と前記パッド又はリードを接続することを特徴とする電子部品の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱及び加圧をする必要のない金属間の接続方法及び電子部品の実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品（例えば半導体チップ）を実装基板に実装する方法について説明する。
半導体チップの外面には金バンプが形成されており、実装基板には接続用配線又はバンプが形成されている。この実装基板に半導体チップを実装する場合、半導体チップの金バンプと実装基板上の接続用配線又はバンプを位置合わせして加熱しながら加圧することにより、金バンプと接続用配線又はバンプを接続する。このように金属と金属を接続するには加熱と加圧の両方が必要である。言い換えると、加熱し且つ加圧することにより金属と金属を接続している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような電子部品の実装方法では、実装時に加熱するため、電子部品への熱による悪影響が懸念される。また、実装時に加圧する必要があるため、比較的に大型の加圧装置（プレス機）が必要となる。これにより、製造設備に高いコストがかかり、スループット及びスペース効率が悪くなり、電子部品の基材に割れやすい材質を使用することができず、割れやすい形状の電子部品に適用することもできない。
【０００４】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、加熱及び加圧をする必要のない金属間の接続方法及び電子部品の実装方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る金属間の接続方法は、第１金属と第２金属を準備し、第１金属と第２金属の間に導電性補助膜を配置し、第１金属と第２金属の間に電圧を印加することにより、第１金属と第２金属を接続することを特徴とする。
【０００６】
上記金属間の接続方法によれば、第１金属と第２金属の間に導電性補助膜を配置し、第１金属と第２金属の間に電圧を印加することにより、第１金属及び第２金属それぞれと導電性補助膜との接触面が電気的作用により導電性補助膜と反応して表面エネルギーが活性化され、両方の接続面においてエレクトロマイグレーションのような作用が起こる。これにより、第１金属と第２金属を接続することができる。従って、第１金属と第２金属を接続する際に加熱も加圧もする必要がない。
【０００７】
また、本発明に係る金属間の接続方法においては、前記第１金属がバンプ又はリードであり、前記第２金属がバンプ、リード、基板上に形成されたパッド、及び、ホールの内表面に形成された金属膜のうちのいずれかであることも可能である。
【０００８】
また、本発明に係る金属間の接続方法において、前記導電性補助膜は高分子材料膜であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係る金属間の接続方法において、前記第１金属と第２金属の間に印加する電圧は０．５〜１０Ｖであることが好ましい。
【００１０】
本発明に係る電子部品の実装方法は、基板に電子部品を実装する方法であって、パッド又はリードが形成された基板及び外部端子を有する電子部品を準備し、前記外部端子と前記パッド又はリードの間に導電性補助膜を配置し、前記外部端子と前記パッド又はリードの間に電圧を印加することにより、前記外部端子と前記パッド又はリードを接続することを特徴とする。
尚、前記導電性補助膜は高分子材料膜であることが好ましい。また、前記外部端子と前記パッド又はリードの間に印加する電圧は０．５〜１０Ｖであることが好ましい。
【００１１】
上記電子部品の実装方法によれば、外部端子とパッド又はリードの間に導電性補助膜を配置し、外部端子とパッド又はリードの間に電圧を印加することにより、外部端子及びパッド又はリードそれぞれと導電性補助膜との接触面が電気的作用により導電性補助膜と反応して表面エネルギーが活性化され、両方の接続面においてエレクトロマイグレーションのような作用が起こる。これにより、外部端子とパッド又はリードを接続することができる。従って、外部端子とパッド又はリードを接続する際に加熱も加圧もする必要がない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
（実施の形態１）
図１（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の実施の形態１による金属間の接続方法を示す断面図である。
【００１３】
まず、図１（Ａ）に示すように、銅（Ｃｕ）又は銅合金からなる二つのバンプ１，２を準備する。例えばＣｕ箔をハーフエッチングして形成したバンプを用いても良いし、他の方法で形成したバンプを用いても良い。次いで、バンプ２の上に導電性補助膜３を塗布し、バンプ１とバンプ２を位置合わせしてバンプ２の上にバンプ１を配置する。この際、バンプ１とバンプ２との間には導電性補助膜３が配置されている。
【００１４】
次いで、バンプ１とバンプ２の間に所定の電圧を印加する。所定の電圧は、０．５〜１０Ｖ程度が好ましく、より好ましくは３〜４Ｖである。このように電圧を印加すると、バンプ１及びバンプ２それぞれと導電性補助膜３との接触面が電気的作用により導電性補助膜３と反応して表面エネルギーが活性化され、両方の接続面においてエレクトロマイグレーションのような作用が起こる。これにより、図１（Ｂ）に示すように、バンプ１とバンプ２が結合して接続され、導電性補助膜３はバンプ１とバンプ２との間から排除される。尚、導電性補助膜３としては、上述したような電気的作用によりバンプ１とバンプ２を接続できる材料であれば種々の材料膜を用いることが可能であるが、高分子材料膜を用いることが好ましく、より好ましくは導電性の有機材料膜を用いることが好ましい。
【００１５】
次に、バンプ１，２を洗浄することにより、図１（Ｃ）に示すように、バンプ１，２の周辺に付着している導電性補助膜３が除去される。次いで、バンプ１，２を乾燥させる。
【００１６】
上記実施の形態１によれば、バンプ１とバンプ２の間に導電性補助膜３を配置し、バンプ１とバンプ２の間に所定の電圧を印加することにより、電気的作用によりバンプ１とバンプ２を接続している。このようにバンプ１とバンプ２を接続する際に加熱も加圧もする必要がない。従って、上述した電気的作用による接続方法を用いて電子部品の実装を行う場合、従来技術のような電子部品に熱による悪影響が及ぼされることがなく、また、比較的に大型の加圧装置（プレス機）も不要となる。これにより、製造設備のコストを低減でき、スループット及びスペース効率を良くすることができ、電子部品の基材に割れやすい材質を使用することも可能となり、割れやすい形状の電子部品に適用することも可能となる。
【００１７】
尚、上記実施の形態１では、Ｃｕ又はＣｕ合金からなるバンプ１，２を用いているが、他の金属からなるバンプを用いることも可能であり、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）又はそれらの合金からなるバンプを用いることも可能である。また、バンプ１をバンプ２とは異なる金属を用いることも可能である。
【００１８】
（実施の形態２）
図２（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の実施の形態２による金属間の接続方法を示す断面図である。
【００１９】
まず、図２（Ａ）に示すように、表面にＣｕ又はＣｕ合金からなるパッド５が形成された基板４を準備すると共にバンプ１を準備する。パッド５は、基板４の表面又は内部に形成された配線（図示せず）に繋げられたものである。このパッド５は、基板４上にＣｕ又はＣｕ合金からなる膜を成膜した後、この膜をエッチングして形成されたものを用いても良いし、他の方法で形成されたパッドを用いても良い。次いで、パッド５の上に導電性補助膜３を塗布し、バンプ１とパッド５を位置合わせしてパッド５の上にバンプ１を配置する。この際、バンプ１とパッド５との間には導電性補助膜３が配置されている。
【００２０】
次いで、バンプ１とパッド５の間に所定の電圧を印加する。所定の電圧は、０．５〜１０Ｖ程度が好ましく、より好ましくは３〜４Ｖである。このように電圧を印加すると、バンプ１及びパッド５それぞれと導電性補助膜３との接触面が電気的作用により導電性補助膜３と反応して表面エネルギーが活性化され、両方の接続面においてエレクトロマイグレーションのような作用が起こる。これにより、図２（Ｂ）に示すように、バンプ１とパッド５が結合して接続され、導電性補助膜３はバンプ１とパッド５との間から排除される。尚、導電性補助膜としては、実施の形態１と同様の材料を用いれば良い。
【００２１】
次に、バンプ１、パッド５及び基板４を洗浄することにより、図２（Ｃ）に示すように、バンプ１、パッド５及び基板４の周辺に付着している導電性補助膜３が除去される。次いで、バンプ１、パッド５及び基板４を乾燥させる。
【００２２】
上記実施の形態２においても実施の形態１と同様の効果を得ることができる。すなわち、バンプ１とパッド５を接続する際に加熱も加圧もする必要がないので、上述した電気的作用による接続方法を用いて電子部品の実装を行う場合、従来技術のような電子部品に熱による悪影響が及ぼされることがなく、また、比較的に大型の加圧装置（プレス機）も不要となる。
【００２３】
尚、上記実施の形態２では、Ｃｕ又はＣｕ合金からなるパッド５を用いているが、他の金属からなるパッドを用いることも可能であり、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ又はそれらの合金からなるパッドを用いることも可能である。また、パッド５をバンプ１とは異なる金属を用いることも可能である。
【００２４】
（実施の形態３）
図３（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の実施の形態３による金属間の接続方法を示す断面図である。
【００２５】
まず、図３（Ａ）に示すように、ホール（貫通孔）６ａが形成された基板６を準備すると共にバンプ１を準備する。ホール６ａの内表面にはＣｕ又はＣｕ合金からなる金属膜７が形成されている。この金属膜７は、基板６の表面又は内部に形成された配線（図示せず）に繋げられたものである。次いで、金属膜７の表面に導電性補助膜３を塗布し、バンプ１とホール６ａを位置合わせしてホール６ａ内にバンプ１を挿入し、金属膜７の内側にバンプ１を配置する。この際、バンプ１と金属膜７との間には導電性補助膜３が配置されている。
【００２６】
次いで、バンプ１と金属膜７の間に所定の電圧を印加する。所定の電圧は、０．５〜１０Ｖ程度が好ましく、より好ましくは３〜４Ｖである。このように電圧を印加すると、バンプ１及び金属膜７それぞれと導電性補助膜３との接触面が電気的作用により導電性補助膜３と反応して表面エネルギーが活性化され、両方の接続面においてエレクトロマイグレーションのような作用が起こる。これにより、図３（Ｂ）に示すように、バンプ１と金属膜７が結合して接続され、導電性補助膜３はバンプ１と金属膜７との間から排除される。尚、導電性補助膜としては、実施の形態１と同様の材料を用いれば良い。
【００２７】
次に、バンプ１、金属膜７及び基板６を洗浄することにより、図３（Ｃ）に示すように、バンプ１、金属膜７及び基板６の周辺に付着している導電性補助膜３が除去される。次いで、バンプ１、金属膜７及び基板６を乾燥させる。
【００２８】
上記実施の形態３においても実施の形態１と同様の効果を得ることができる。すなわち、バンプ１と金属膜７を接続する際に加熱も加圧もする必要がないので、上述した電気的作用による接続方法を用いて電子部品の実装を行う場合、従来技術のような電子部品に熱による悪影響が及ぼされることがなく、また、比較的に大型の加圧装置（プレス機）も不要となる。
【００２９】
尚、上記実施の形態３では、Ｃｕ又はＣｕ合金からなる金属膜７を用いているが、他の金属からなる金属膜を用いることも可能であり、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ又はそれらの合金からなる金属膜を用いることも可能である。また、金属膜７をバンプ１とは異なる金属を用いることも可能である。
【００３０】
また、上記実施の形態３では、貫通孔であるホール６ａを用いているが、貫通していない孔であるホールを用いることも可能である。
【００３１】
（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４による電子部品の実装方法を説明する断面図である。
【００３２】
まず、表面にＣｕ又はＣｕ合金からなるパッド５ａ，５ｂが形成された基板４を準備すると共にＣｕ又はＣｕ合金からなる外部端子としてのバンプ１ａ，１ｂを有する電子部品、例えば半導体チップ８を準備する。パッド５ａ，５ｂは、基板４の表面又は内部に形成された配線（図示せず）に繋げられたものである。このパッド５ａ，５ｂは、基板４上にＣｕ又はＣｕ合金からなる膜を成膜した後、この膜をエッチングして形成されたものを用いても良いし、他の方法で形成されたパッドを用いても良い。前記バンプ１ａ，１ｂは半導体チップ８の内部の配線及び半導体回路に接続されたものである。次いで、パッド５ａ，５ｂの上に導電性補助膜（図示せず）を塗布し、バンプ１ａ，１ｂとパッド５ａ，５ｂを位置合わせしてパッド５ａ，５ｂそれぞれの上にバンプ１ａ，１ｂを配置する。この際、バンプ１ａ，１ｂとパッド５ａ，５ｂとの間には導電性補助膜が配置されている。
【００３３】
次いで、バンプ１ａ，１ｂとパッド５ａ，５ｂの間に所定の電圧を印加する。所定の電圧は、０．５〜１０Ｖ程度が好ましく、より好ましくは３〜４Ｖである。このように電圧を印加すると、バンプ１ａ，１ｂ及びパッド５ａ，５ｂそれぞれと導電性補助膜との接触面が電気的作用により導電性補助膜と反応して表面エネルギーが活性化され、両方の接続面においてエレクトロマイグレーションのような作用が起こる。これにより、バンプ１ａ，１ｂそれぞれとパッド５ａ，５ｂが結合して接続され、導電性補助膜はバンプとパッドとの間から排除される。尚、導電性補助膜としては、実施の形態１と同様の材料を用いれば良い。
【００３４】
次に、バンプ及びパッドを洗浄することにより、バンプ及びパッドの周辺に付着している導電性補助膜が除去される。次いで、バンプ及びパッドを乾燥させる。このようにして基板４上に半導体チップ８が実装される。
【００３５】
上記実施の形態４においても実施の形態１と同様の効果を得ることができる。すなわち、バンプとパッドを接続する際に加熱も加圧もする必要がないので、上述した電気的作用による接続方法を用いて電子部品の実装を行った際、従来技術のような電子部品に熱による悪影響が及ぼされることがない。これにより、製造設備のコストを低減できる。
【００３６】
尚、上記実施の形態４では、Ｃｕ又はＣｕ合金からなるバンプ１ａ，１ｂ及びパッド５ａ，５ｂを用いているが、他の金属からなるバンプ及びパッドを用いることも可能であり、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ又はそれらの合金からなるバンプ及びパッドを用いることも可能である。また、パッドをバンプとは異なる金属を用いることも可能である。
【００３７】
（実施の形態５）
図５は、本発明の実施の形態５による電子部品の実装方法を説明する断面図である。
【００３８】
まず、表面にＣｕ又はＣｕ合金からなるリード９ａ，９ｂが形成されたフレキシブル基板１０を準備すると共に実施の形態５と同様の半導体チップ８を準備する。リード９ａ，９ｂは、フレキシブル基板１０の表面上に形成された配線（図示せず）に繋げられ、フレキシブル基板１０に設けられた開口部１０ａ内に突出している。次いで、バンプ１ａ，１ｂの上に導電性補助膜（図示せず）を塗布し、リード９ａ，９ｂそれぞれの先端とバンプ１ａ，１ｂを位置合わせしてリード９ａ，９ｂそれぞれの上にバンプ１ａ，１ｂを配置する。この際、バンプ１ａ，１ｂとリード９ａ，９ｂとの間には導電性補助膜が配置されている。
【００３９】
次いで、バンプ１ａ，１ｂとリード９ａ，９ｂの間に所定の電圧を印加する。所定の電圧は、０．５〜１０Ｖ程度が好ましく、より好ましくは３〜４Ｖである。このように電圧を印加すると、バンプ１ａ，１ｂ及びリード９ａ，９ｂそれぞれと導電性補助膜との接触面が電気的作用により導電性補助膜と反応して表面エネルギーが活性化され、両方の接続面においてエレクトロマイグレーションのような作用が起こる。これにより、バンプ１ａ，１ｂそれぞれとリード９ａ，９ｂが結合して接続され、導電性補助膜はバンプとリードとの間から排除される。尚、導電性補助膜としては、実施の形態１と同様の材料を用いれば良い。
【００４０】
次に、バンプ及びリードを洗浄することにより、バンプ及びリードの周辺に付着している導電性補助膜が除去される。次いで、バンプ及びリードを乾燥させる。このようにしてフレキシブル基板１０に半導体チップ８が実装される。
【００４１】
上記実施の形態５においても実施の形態１と同様の効果を得ることができる。すなわち、バンプとリードを接続する際に加熱も加圧もする必要がないので、上述した電気的作用による接続方法を用いて電子部品の実装を行った際、従来技術のような電子部品に熱による悪影響が及ぼされることがなく、また、比較的に大型の加圧装置（プレス機）も不要となる。これにより、製造設備のコストを低減でき、スループット及びスペース効率を良くすることができ、電子部品の基材に割れやすい材質を使用することも可能となり、割れやすい形状の電子部品（例えば薄型の半導体チップなど）に適用することも可能となる。
【００４２】
尚、上記実施の形態５では、Ｃｕ又はＣｕ合金からなるバンプ１ａ，１ｂ及びリード９ａ，９ｂを用いているが、他の金属からなるバンプ及びリードを用いることも可能であり、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ又はそれらの合金からなるバンプ及びリードを用いることも可能である。また、リードをバンプとは異なる金属を用いることも可能である。
【００４３】
（実施の形態６）
図６は、本発明の実施の形態６による電子部品の実装方法を説明する断面図である。
【００４４】
まず、表面にＣｕ又はＣｕ合金からなるパッド５ａ，５ｂが形成された基板４を準備すると共にＣｕ又はＣｕ合金からなる外部端子としてのリード１１ａ，１１ｂを有する電子部品、例えば半導体チップ１２を準備する。パッド５ａ，５ｂは、基板４の表面又は内部に形成された配線（図示せず）に繋げられたものである。リード１１ａ，１１ｂは半導体チップ１２の内部の配線及び半導体回路に接続されたものである。次いで、パッド５ａ，５ｂの上に導電性補助膜（図示せず）を塗布し、リード１１ａ，１１ｂとパッド５ａ，５ｂを位置合わせしてパッド５ａ，５ｂそれぞれの上にリード１１ａ，１１ｂを配置する。この際、リード１１ａ，１１ｂとパッド５ａ，５ｂとの間には導電性補助膜が配置されている。
【００４５】
次いで、リード１１ａ，１１ｂとパッド５ａ，５ｂの間に所定の電圧を印加する。所定の電圧は、０．５〜１０Ｖ程度が好ましく、より好ましくは３〜４Ｖである。このように電圧を印加すると、リード１１ａ，１１ｂ及びパッド５ａ，５ｂそれぞれと導電性補助膜との接触面が電気的作用により導電性補助膜と反応して表面エネルギーが活性化され、両方の接続面においてエレクトロマイグレーションのような作用が起こる。これにより、リード１１ａ，１１ｂそれぞれとパッド５ａ，５ｂが結合して接続され、導電性補助膜はバンプとパッドとの間から排除される。尚、導電性補助膜としては、実施の形態１と同様の材料を用いれば良い。
【００４６】
次に、リード及びパッドを洗浄することにより、リード及びパッドの周辺に付着している導電性補助膜が除去される。次いで、リード及びパッドを乾燥させる。このようにして基板４上に半導体チップ８が実装される。
【００４７】
上記実施の形態６においても実施の形態１と同様の効果を得ることができる。すなわち、リードとパッドを接続する際に加熱も加圧もする必要がないので、上述した電気的作用による接続方法を用いて電子部品の実装を行った際、従来技術のような電子部品に熱による悪影響が及ぼされることがない。これにより、製造設備のコストを低減できる。
【００４８】
尚、上記実施の形態６では、Ｃｕ又はＣｕ合金からなるリード１１ａ，１１ｂ及びパッド５ａ，５ｂを用いているが、他の金属からなるリード及びパッドを用いることも可能であり、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ又はそれらの合金からなるリード及びパッドを用いることも可能である。また、パッドをリードとは異なる金属を用いることも可能である。
【００４９】
また、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、第１金属と第２金属の間に導電性補助膜を配置し、第１金属と第２金属の間に電圧を印加することにより、第１金属と第２金属を接続している。したがって、加熱及び加圧をする必要のない金属間の接続方法及び電子部品の実装方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の実施の形態１による金属間の接続方法を示す断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の実施の形態２による金属間の接続方法を示す断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の実施の形態３による金属間の接続方法を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態４による電子部品の実装方法を説明する断面図である。
【図５】本発明の実施の形態５による電子部品の実装方法を説明する断面図である。
【図６】本発明の実施の形態６による電子部品の実装方法を説明する断面図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ，２…バンプ
３…導電性補助膜
４…基板
５，５ａ，５ｂ…パッド
６…基板
６ａ…ホール（貫通孔）
７…金属膜
８…半導体チップ
９ａ，９ｂ…リード
１０…フレキシブル基板
１０ａ…開口部
１１ａ，１１ｂ…リード
１２…半導体チップ
【図１】
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【図２】
2004342877.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004342877.tif 000007
【図６】
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