(57)【要約】【課題】  高い接続信頼性で導電接続可能なＩＣチップ、ＩＣチップの製造方法、半導体パッケージ及び液晶表示装置を提供する。【解決手段】  外部接続用電極と、前記外部接続用電極上にのみ配置された被覆導電性微粒子とを有するＩＣチップであって、前記被覆導電性微粒子は、導電性の金属からなる表面を有する粒子と、前記導電性の金属からなる表面を有する粒子の表面を被覆する接着性粒子とからなるＩＣチップ。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部接続用電極と、前記外部接続用電極上にのみ配置された被覆導電性微粒子とを有する
ＩＣチップであって、
前記被覆導電性微粒子は、導電性の金属からなる表面を有する粒子と、前記導電性の金属
からなる表面を有する粒子の表面を被覆する接着性粒子とからなる
ことを特徴とするＩＣチップ。
【請求項２】
外部接続用電極と、アンダーバンプメタル層を介して前記外部接続用電極上にのみ配置さ
れた被覆導電性微粒子とを有するＩＣチップであって、
前記被覆導電性微粒子は、導電性の金属からなる表面を有する粒子と、前記導電性の金属
からなる表面を有する粒子の表面を被覆する接着性粒子とからなる
ことを特徴とするＩＣチップ。
【請求項３】
外部接続用電極と、アンダーバンプメタル層を介して前記外部接続用電極上に形成された
凸状の金属バンプと、前記金属バンプ上にのみ配置された被覆導電性微粒子とを有するＩ
Ｃチップであって、
前記被覆導電性微粒子は、導電性の金属からなる表面を有する粒子と、前記導電性の金属
からなる表面を有する粒子の表面を被覆する接着性粒子とからなる
ことを特徴とするＩＣチップ。
【請求項４】
被覆導電性微粒子は、導電性の金属からなる表面を有する粒子の表面積の５〜５０％が接
着性粒子により被覆されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のＩＣチップ。
【請求項５】
被覆導電性微粒子は、接着性粒子が金属からなる表面を有する粒子の表面に単層の被覆層
を形成していることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のＩＣチップ。
【請求項６】
接着性粒子は、樹脂硬度がバンプ基材硬度より低く、被覆部分はバンプ基材硬度よりも高
い導電性を有する極微粒子を一部含有することを特徴とする請求項１、２、３、４又は５
記載のＩＣチップ。
【請求項７】
接着性粒子は、フラックス成分を含有することを特徴とする請求項１、２、３、４、５又
は６記載のＩＣチップ。
【請求項８】
請求項１、４、５、６又は７記載のＩＣチップを製造する方法であって、少なくとも、
回路及び外部接続用電極が形成された半導体ウエハ上の外部接続用電極以外の部分に絶縁
層を形成する工程と、
前記絶縁層が形成された半導体ウエハ上に光硬化性樹脂層を形成する工程と、
前記光硬化性樹脂層上の前記外部接続用電極に対応する部分を遮蔽したうえで前記光硬化
性樹脂層を露光、現像し、前記外部接続用電極上の光硬化性樹脂層のみを除去する工程と
、
前記外部接続用電極上に被覆導電性微粒子を選択的に配置する工程とを有する
ことを特徴とするＩＣチップの製造方法。
【請求項９】
請求項２、４、５、６又は７記載のＩＣチップを製造する方法であって、少なくとも、
回路及び外部接続用電極が形成された半導体ウエハ上の外部接続用電極以外の部分に絶縁
層を形成する工程と、
前記絶縁層が形成された半導体ウエハ上にアンダーバンプメタル層を形成する工程と、
前記アンダーバンプメタル層上に光硬化性樹脂層を形成する工程と、
前記光硬化性樹脂層上の前記外部接続用電極に対応する部分を遮蔽したうえで前記光硬化
性樹脂層を露光、現像し、前記外部接続用電極上の光硬化性樹脂層のみを除去する工程と
、
前記外部接続用電極上に被覆導電性微粒子を選択的に配置する工程とを有する
ことを特徴とするＩＣチップの製造方法。
【請求項１０】
請求項３、４、５、６又は７記載のＩＣチップを製造する方法であって、少なくとも、
回路及び外部接続用電極が形成された半導体ウエハ上の外部接続用電極以外の部分に絶縁
層を形成する工程と、
前記絶縁層が形成された半導体ウエハ上にアンダーバンプメタル層を形成する工程と、
前記アンダーバンプメタル層上に光硬化性樹脂層を形成する工程と、
前記光硬化性樹脂層上の前記外部接続用電極に対応する部分を遮蔽したうえで前記光硬化
性樹脂層を露光、現像し、前記外部接続用電極上の光硬化性樹脂層のみを除去する工程と
、
前記光硬化性樹脂層を除去した前記外部接続用電極上に金属バンプを形成する工程と、
前記金属バンプ上に被覆導電性微粒子を選択的に配置する工程とを有する
ことを特徴とするＩＣチップの製造方法。
【請求項１１】
請求項１、２、３、４、５、６又は７記載のＩＣチップと基板とが導電接続されてなるこ
とを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項１２】
請求項１１記載の半導体パッケージを用いてなることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い接続信頼性で導電接続可能なＩＣチップ、ＩＣチップの製造方法、半導体
パッケージ及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属表面を有する粒子は種々の樹脂充填材、改質剤として用いられる他、導電性微粒子と
してバインダー樹脂に混合され、液晶ディスプレイ、パーソナルコンピュータ、携帯通信
機器等のエレクトロニクス製品において、半導体素子等の小型電機部品を基板に電気的に
接続したり、基板同士を電気的に接続したりするためのいわゆる異方性導電材料としても
用いられる。
【０００３】
近年、電子機器や電子部品が小型化するに伴い、基板等の配線が微細になってきたため、
導電性微粒子の微粒子化や粒子径精度の向上が図られてきた。高い接続信頼性を確保する
ためには異方性導電材料中の導電性微粒子の配合量を増加させる必要があるが、このよう
な微細な配線を有する基板等では、隣接する導電性微粒子同士による横方向の導通等が起
こり、隣接電極間で短絡等が生じることがあるという問題があった。この問題を解決する
ため、電極上にのみ選択的に導電性微粒子を配置させる方法が検討されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、半導体素子又は回路基板の電極部の表面にのみ接着剤を塗布し
、この上に導電性フィラーを散布することにより、接着剤の粘着力により接着剤の塗布さ
れた部分のみに導電性フィラーを仮固定する工程を有する回路基板への導電性フィラーを
介した半導体素子の実装方法が開示されている。また、特許文献２には、接着剤で被覆し
た導電性粒子を帯電させ、これを逆極性に帯電させた電気回路基体の電極上に散布し、電
気による引力により電極上に配置された導電性粒子を接着剤で仮固定する工程を有する電
極端子の相互接続方法が開示されている。
【０００５】
これらの方法では、いずれも電子機器や電子部品の電極上に導電性微粒子散布し、接着剤
により仮固定することにより、電極上にのみ選択的に導電性微粒子を配置させている。そ
して、加熱圧着することにより電極と導電性微粒子との間の接着剤を排除して導電接続を
行う。
しかしながら、このような方法では、しばしば接着剤の排除が不充分で電極と導電性微粒
子との間に接着剤が残留して導電接続を妨げることがあり、接続信頼性が低いという問題
点があった。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２２６４１８号公報
【特許文献２】特開平５−１１９３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、高い接続信頼性で導電接続可能なＩＣチップ、ＩＣチップの製造方法、半導体
パッケージ及び液晶表示装置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】
【０００８】
本発明１は、外部接続用電極と、前記外部接続用電極上にのみ配置された被覆導電性微粒
子とを有するＩＣチップであって、前記被覆導電性微粒子は、導電性の金属からなる表面
を有する粒子と、前記導電性の金属からなる表面を有する粒子の表面を被覆する接着性粒
子とからなるＩＣチップである。
【０００９】
本発明２は、外部接続用電極と、アンダーバンプメタル層を介して前記外部接続用電極上
にのみ配置された被覆導電性微粒子とを有するＩＣチップであって、前記被覆導電性微粒
子は、導電性の金属からなる表面を有する粒子と、前記導電性の金属からなる表面を有す
る粒子の表面を被覆する接着性粒子とからなるＩＣチップである。
【００１０】
本発明３は、外部接続用電極と、アンダーバンプメタル層を介して前記外部接続用電極上
に形成された凸状の金属バンプと、前記金属バンプ上にのみ配置された被覆導電性微粒子
とを有するＩＣチップであって、前記被覆導電性微粒子は、導電性の金属からなる表面を
有する粒子と、前記導電性の金属からなる表面を有する粒子の表面を被覆する接着性粒子
とからなるＩＣチップである。
以下に本発明を詳述する。
【００１１】
本発明１のＩＣチップは、外部接続用電極と、被覆導電性微粒子とを有する。
上記外部接続用電極としては特に限定されないが、近年ではアルミニウム電極が好適に用
いられている。
【００１２】
上記被覆導電性微粒子は、導電性の金属からなる表面を有する粒子（以下、金属表面粒子
ともいう）と、金属表面粒子の表面を被覆する接着性粒子とからなるものである。
上記金属表面粒子としては最表層が導電性の金属からなるものであれば特に限定されず、
例えば、金属のみからなる粒子；有機化合物又は無機化合物からなるコア粒子の表面に蒸
着、メッキ、塗布等により金属層が形成された粒子；金属の微細粒子が絶縁性のコア粒子
の表面に導入された粒子等が挙げられる。なかでも、樹脂からなるコア粒子の表面に導電
性の金属層が形成されたものは、電極間の圧着時に変形して接合面積が増やすことができ
ることから、接続安定性の点で好ましい。
【００１３】
上記金属としては、導電性を有しているものであれば特に限定されず、例えば、銅、白金
、鉄、アルミニウム、コバルト、インジウム、ニッケル、クロム、チタン、アンチモン、
ビスマス、ゲルマニウム、カドミウム、珪素等の金属や、ＩＴＯ等の金属化合物が挙げら
れる。なお、上記外部接続用電極がアルミニウム電極以外である場合には、金も好適に用
いることができる。また、本発明２のようにアンダーバンプメタル層を介する場合には、
金、銀、亜鉛、錫、鉛、ハンダ等も好適に用いることができる。
これらの金属は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、上記金属層は、
単層構造であってもよく、複数の層からなる積層構造であってもよい。
【００１４】
上記樹脂からなるコア粒子の表面に導電性の金属層を形成する方法としては特に限定され
ず、例えば、物理的な金属蒸着法、化学的な無電解メッキ法等の公知の方法が挙げられる
が、工程の簡便さから無電解メッキ法が好適である。無電解メッキ法で形成できる金属層
としては、例えば、金、銀、銅、プラチナ、パラジウム、ニッケル、ロジウム、ルテニウ
ム、コバルト、錫及びこれらの合金等が挙げられるが、均一な被覆を高密度で形成できる
ことから金属層の一部又は全部が無電解ニッケルメッキによって形成されたものであるこ
とが好ましい。
【００１５】
上記金属層の厚みとしては特に限定されないが、好ましい下限は０．００５μｍ、好まし
い上限は１μｍである。０．００５μｍ未満であると、導電層としての充分な効果が得ら
れないことがあり、１μｍを超えると、得られる被覆導電性微粒子の比重が高くなりすぎ
たり、樹脂からなるコア粒子の硬さがもはや充分変形できる硬度ではなくなったりするこ
とがある。より好ましい下限は０．０１μｍ、より好ましい上限は０．５μｍである。
【００１６】
上記金属表面粒子が、有機化合物からなるコア粒子とその表面に形成された金属層とから
なる場合には、上記コア粒子としては特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン等のポリオ
レフィン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート等のアクリル樹脂、ポリ
アルキレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリアミド、フェノール
ホルムアルデヒド樹脂等のフェノール樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂等のメラミン
樹脂、ベンゾグアナミンホルムアルデヒド樹脂等のベンゾグアナミン樹脂、尿素ホルムア
ルデヒド樹脂、エポキシ樹脂、（不）飽和ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリイミド、ポリアミ
ドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン等からなるものが挙げら
れる。なかでも、エチレン性不飽和基を有する種々の重合性単量体を１種又は２種以上重
合させてなる樹脂を用いてなるものは、好適な硬さを得やすいことから好ましい。
【００１７】
上記エチレン性不飽和基を有する重合性単量体は、非架橋性の単量体でも架橋性の単量体
でもよい。
上記非架橋性の単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルス
チレン、ｐ−クロロスチレン、クロロメチルスチレン等のスチレン系単量体；（メタ）ア
クリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等のカルボキシル基含有単量体；メチル（メタ）
アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（
メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アク
リレート、セチル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、シクロヘキ
シル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、エチレングリコール（
メタ）アクリレート、トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、ペンタフルオロプロピ
ル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート類；２−ヒドロキシエチル（
メタ）アクリレート、グリセロール（メタ）アクリレート、ポリオキシエチレン（メタ）
アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート等の酸素原子含有（メタ）アクリレート
類；（メタ）アクリロニトリル等のニトリル含有単量体；メチルビニルエーテル、エチル
ビニルエーテル、プロピルビニルエーテル等のビニルエーテル類；酢酸ビニル、酪酸ビニ
ル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、フッ化ビニル、塩化ビニル、プロピオン酸
ビニル等の酸ビニルエステル類；エチレン、プロピレン、ブチレン、メチルペンテン、イ
ソプレン、ブタジエン等の不飽和炭化水素等が挙げられる。
【００１８】
上記架橋性の単量体としては、例えば、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレ
ート、テトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンジ（
メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリ
スリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリ
レート、グリセロールトリ（メタ）アクリレート；グリセロールジ（メタ）アクリレート
、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ
）アクリレート等の多官能（メタ）アクリレート類；トリアリル（イソ）シアヌレート、
トリアリルトリメリテート、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、ジアリルアクリル
アミド、ジアリルエーテル等；γ―（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
トリメトキシシリルスチレン、ビニルトリメトキシシラン等のシラン含有単量体；フタル
酸等のジカルボン酸類；ジアミン類；ジアリルフタレート、ベンゾグアナミン、トリアリ
ルイソシアネート等が挙げられる。
【００１９】
上記コア粒子の平均粒子径の好ましい下限は０．５μｍ、好ましい上限は３０μｍである
。０．５μｍ未満であると、金属層を形成する際に凝集が生じやすく、均一な粒子径の被
覆導電性微粒子が得られないことがあり、３０μｍを超えると、得られる被覆導電性微粒
子の金属層が剥がれやすくなり信頼性が低下することがある。より好ましい下限は１μｍ
、より好ましい上限は２０μｍである。なお、上記コア粒子の平均粒子径は光学顕微鏡、
電子顕微鏡、コールタカウンター等を用いて計測した粒子径を統計的に処理して求めるこ
とができる。
【００２０】
上記コア粒子の平均粒子径の変動係数は１０％以下であることが好ましい。１０％を超え
ると、得られる被覆導電性微粒子を用いて相対向する電極間隔を任意に制御することが困
難になる。なお、上記変動係数とは、粒子径分布から得られる標準偏差を平均粒子径で除
して得られる数値である。
【００２１】
上記コア粒子の１０％Ｋ値の好ましい下限は１０００ＭＰａ、好ましい上限は１５０００
ＭＰａである。１０００ＭＰａ未満であると、得られる絶縁被覆樹脂微粒子の強度が不充
分であるため、圧縮変形させたときに粒子の破壊が生じ導電材料としての機能を果たさな
くなることがあり、１５０００ＭＰａを超えると、電極を傷つけることがある。より好ま
しい下限は２０００ＭＰａ、より好ましい上限は１００００ＭＰａである。なお、上記１
０％Ｋ値は、微小圧縮試験器（例えば、島津製作所製ＰＣＴ−２００等）を用い、粒子を
直径５０μｍのダイアモンド製円柱からなる平滑圧子端面で、圧縮速度２．６ｍＮ／秒、
最大試験荷重１０ｇの条件下で圧縮した場合の圧縮変位（ｍｍ）を測定し、下記式により
求めることができる。
Ｋ値（Ｎ／ｍｍ2）＝（３／√２）・Ｆ・Ｓ−３／２・Ｒ−１／２
Ｆ：粒子の１０％圧縮変形における荷重値（Ｎ）
Ｓ：粒子の１０％圧縮変形における圧縮変位（ｍｍ）
Ｒ：粒子の半径（ｍｍ）
なお、１０％Ｋ値が上記条件を満たすコア粒子を得るためには、コア粒子は、上述のエチ
レン性不飽和基を有する重合性単量体を重合させてなる樹脂からなることが好ましく、こ
の場合、構成成分として架橋性単量体を少なくとも２０重量％以上含有することがより好
ましい。
【００２２】
上記金属表面粒子は、金属からなる突起を有していてもよい。突起を有することにより、
外部接続用電極の表面に酸化膜が形成されている場合であっても、これを突き破ることが
でき、接続信頼性が更に向上する。
【００２３】
上記コア粒子は、回復率が２０％以上であることが好ましい。２０％未満であると、得ら
れる被覆導電性微粒子を圧縮した場合に変形しても元に戻らないため接続不良を起こすこ
とがある。より好ましくは４０％以上である。なお、上記回復率とは、粒子に９．８ｍＮ
の荷重を負荷した後の回復率をいう。
【００２４】
上記接着性粒子としては、加熱及び／又は圧着により接着性を発現するものであれば特に
限定されないが、接着性を有する樹脂からなるものが好適である。上記接着性を有する樹
脂としては特に限定されず、例えば、上述のコア粒子に用いられる樹脂等が挙げられる。
これらの樹脂は単独で用いてもよく、２種以上を併用しても良い。また、上記接着性粒子
は、更に必要に応じて、ロジン、タッキフィアー等の接着性付与剤を含有してもよい。
【００２５】
上記被覆導電性微粒子は、金属表面を被覆する極微粒子を有していてもよい。
上記極微粒子は、外部接続用電極よりは低いが、外部接続用電極の表面に形成された酸化
被膜を突き破る程度の硬度を有することが好ましい。このような極微粒子を有することに
より、導電接続の際に上記外部接続用電極の表面に形成された酸化被膜を突き破ることが
でき、接続信頼性が更に向上する。上記極微粒子は、接着性成分を含有してもよい。
例えば、外部接続用電極の接続対極となる部位がバンプを有し、バンプ材質として金を選
択した場合、ビッカース硬度Ｈｖは３０〜８５Ｈｖの範囲にある。この場合、コア樹脂層
部分はＨｖで３０未満にすることが好ましく、絶縁被覆部分を構成する極微粒子のＨｖは
金バンプの硬度３０〜８５Ｈｖを超える硬度を持つニッケル等が選択されることが好まし
い。後述するアンダーバンプメタル層、金属バンプ層を構成する材質がその表面に酸化被
膜を形成する場合は、被覆導電性微粒子に上記極微粒子を導入することが好ましい。
【００２６】
上記接着性粒子は、フラックス成分を含有することが好ましい。このようなフラックス成
分を含有することにより、導電接続の際に上記外部接続用電極の表面に形成された酸化被
膜を除くことができ、接続信頼性が更に向上する。
上記フラックス成分としては特に限定されず、例えば、通常用いられるロジンフラックス
の他、ステアリン酸、アジピン酸、アントラニル酸、ラウリン酸、グリコール酸、アゼラ
イン酸、コハク酸、セバシン酸等のカルボン酸を主成分とするフラックスを用いることが
できる。なかでも、カルボン酸を主成分とするフラックスは、加熱により失活させること
ができ、洗浄により除去する必要がないことから好適である。
【００２７】
上記接着性粒子の粒子径は、金属表面粒子の粒子径によっても異なるが、金属表面粒子の
粒子径の１／１０以下であることが好ましい。１／１０を超えると、接着性粒子の粒子径
が大きくなりすぎて、金属表面粒子を用いる効果が期待できなくなる。また、上記接着性
粒子の粒子径は１０ｎｍ以上であることが好ましい。１０ｎｍ未満であると、充分な接着
力が得られず上記被覆導電性微粒子を外部接続用電極上に配置できないことがある。より
好ましくは３０ｎｍ以上である。
【００２８】
上記接着性粒子は、粒子径のＣＶ値が２０％以下であることことが好ましい。２０％を超
えると、得られる被覆導電性微粒子の被覆層の厚さが不均一となり、電極間で熱圧着する
際に均一に圧力がかけにくくなり、導通不良を起こすことがある。なお、上記粒子径のＣ
Ｖ値は、下記式により算出することができる。
粒子径のＣＶ値（％）＝粒子径の標準偏差／平均粒子径×１００
上記粒子径分布の測定方法としては、金属表面粒子を被覆する前は粒度分布計等で測定で
きるが、被覆した後はＳＥＭ写真の画像解析等で測定することができる。
【００２９】
上記被覆導電性微粒子は、上記金属表面粒子の表面積の５〜５０％が接着性粒子により被
覆されていることが好ましい。５％未満であると、充分な接着力が得られず上記被覆導電
性微粒子を外部接続用電極上に配置できないことがあり、５０％を超えると、熱圧着して
基板等と導電接続する際に金属表面が充分に露出せず接続信頼性を損なうことがある。
【００３０】
上記接着性粒子を金属表面粒子上に導入する方法としては特に限定されず、接着性粒子と
金属表面粒子とを加熱又は非加熱下で高速攪拌するドライブレンド法；溶媒中でファンデ
ルワールス力により接着性粒子を金属表面粒子表面に凝集させるヘテロ凝集法；溶媒中に
均一分散した接着性粒子と金属表面粒子をスプレーにより小さな液滴として後乾燥させる
スプレードライ法等が挙げられる。なかでも、被覆の均一性の高いヘテロ凝集法が好適で
ある。
【００３１】
上記被覆導電性微粒子において、上記金属表面粒子と接着性粒子とは、金属に対して結合
性を有する官能基を介して化学結合されていることが好ましい。化学結合されることによ
り、ファンデルワールス力や静電気力のみによる結合に比べて結合力が強く、上記被覆導
電性微粒子を外部接続用電極上に接着した場合に、上記被覆導電性微粒子をより強固に外
部接続用電極上に固定することができ、被覆導電性微粒子が剥離してしまうのを防止する
ことができる。また、この化学結合は金属表面粒子と接着性粒子との間にのみ形成され、
接着性粒子同士が結合することはないので、接着性粒子による被覆層は単層となる。この
ことから、金属表面粒子及び接着性粒子として粒子径の揃ったものを用いれば、容易に被
覆導電性微粒子の粒子径を均一なものとすることができる。
【００３２】
上記金属に対して結合性を有する官能基としては、金属とイオン結合、共有結合、配位結
合が可能な基であれば特に限定されず、例えば、シラン基、シラノール基、カルボキシル
基、アミノ基、アンモニウム基、ニトロ基、水酸基、カルボニル基、チオール基、スルホ
ン酸基、スルホニウム基、ホウ酸基、オキサゾリン基、ピロリドン基、燐酸基、ニトリル
基等が挙げられる。なかでも、配位結合し得る官能基が好ましく、Ｓ、Ｎ、Ｐ原子を有す
る官能基が好適に用いられる。例えば、金属が金の場合には、金に対して配位結合を形成
するＳ原子を有する官能基、特にチオール基、スルフィド基であることが好ましい。
【００３３】
このような官能基を用いて金属表面粒子と接着性粒子とを化学結合させる方法としては特
に限定されないが、例えば、１）官能基を表面に有する接着性粒子を金属表面粒子の表面
に導入する方法、２）官能基と反応性官能基とを有する化合物を金属表面に導入し、その
後一段階又は多段階の反応により反応性官能基と接着性粒子とを反応させて結合する方法
等が挙げられる。  上記１）の方法において、官能基を表面に有する接着性粒子を作製す
る方法としては特に限定されず、例えば、官能基を有するモノマーを接着性粒子の製造時
に混入させる方法；接着性粒子の表面に化学結合により官能基を導入する方法；接着性粒
子の表面を化学処理し官能基に改質する方法；接着性粒子の表面をプラズマ等で官能基に
改質する方法等が挙げられる。
【００３４】
上記２）の方法としては、例えば、同一分子内に官能基とヒドロキシル基、カルボキシル
基、アミノ基、エポキシ基、シリル基、シラノール基、イソシアネート基等の反応性官能
基とを有する化合物を金属表面粒子と反応させ、次いで、反応性官能基に共有結合可能な
官能基を表面に有する有機化合物粒子を反応させる方法等が挙げられる。このような同一
分子内に官能基と反応性官能基とを有する化合物としては、例えば、２−アミノエタンチ
オール、ｐ−アミノチオフェノール等が挙げられる。２−アミノエタンチオールを用いれ
ば、金属表面粒子の表面にＳＨ基を介して２−アミノエタンチオールを結合させ、一方の
アミノ基に対して例えば表面にエポキシ基やカルボキシル基等を有する接着性粒子を反応
させることにより、金属表面粒子と接着性粒子とを結合することができる。
【００３５】
上記被覆導電性微粒子は、上記接着性粒子の他にも、接着性粒子により被覆された隙間に
入り込む程度の大きさの粒子により被覆されていてもよい。この粒子の粒子径としては、
上記接着性粒子の粒子径の１／２以下であることが好ましく、また、粒子の数は接着性粒
子の数の１／４以下であることが好ましい。この粒子は、金属又は金属表面を有した導電
性微粒子であってもよい。
【００３６】
本発明１のＩＣチップにおいては、上記被覆導電性微粒子は外部接続用電極上にのみ配置
されている。これにより、被覆導電性微粒子によって電極間でリークが起こって接続が不
安定になることがない。
【００３７】
本発明１のＩＣチップを製造する方法としては特に限定されないが、例えば、少なくとも
、回路及び外部接続用電極が形成された半導体ウエハ上の外部接続用電極以外の部分に絶
縁層を形成する工程と、絶縁層が形成された半導体ウエハ上に光硬化性樹脂層を形成する
工程と、光硬化性樹脂層上の外部接続用電極に対応する部分を遮蔽したうえで光硬化性樹
脂層を露光、現像し、外部接続用電極上の光硬化性樹脂層のみを除去する工程と、外部接
続用電極上に被覆導電性微粒子を選択的に配置する工程とを有する方法が好適である。
このようなＩＣチップの製造方法もまた、本発明の１つである。
【００３８】
図１に本発明１のＩＣチップの製造方法の工程を説明する模式図を示した。
本発明のＩＣチップの製造方法ではまず、回路及び外部接続用電極が形成された半導体ウ
エハ１（図１ａ）上の外部接続用電極２以外の部分に絶縁層３を形成する工程を行う（図
１ｂ）。上記絶縁層３としては従来公知のものを用いることができ、また、外部接続用電
極２以外の部分に絶縁層３を形成する方法としても従来公知の方法を用いることができる
。
【００３９】
次いで、絶縁層３が形成された半導体ウエハ上に光硬化性樹脂層４を形成する工程を行う
（図１ｃ）。
上記光硬化性樹脂としては特に限定されず、例えば、ポリイミドコーティング剤（例えば
、東レ社製、セミコファインＳＰ−３００等）等を用いることができる。
【００４０】
次いで、光硬化性樹脂層４上の外部接続用電極２に対応する部分を遮蔽したうえで光硬化
性樹脂層を露光、現像し、外部接続用電極２上の光硬化性樹脂層４のみを除去する工程を
行う（図１ｄ）。
【００４１】
次いで、外部接続用電極２上に被覆導電性微粒子５を選択的に配置する工程を行う（図１
ｅ）。前工程により外部接続用電極２上のみが開放されていることから、散布するだけで
も被覆導電性微粒子５を選択的に外部接続用電極２上に配置することができる。被覆導電
性微粒子５は、接着性粒子により外部接続用電極２に仮固定される。なお、上記被覆導電
性微粒子５の有するゼータ電位とは反対の電位を外部接続用電極２に帯電させれば、より
高い効率で被覆導電性微粒子５を選択的に外部接続用電極２上に配置することができる。
最後にウエットエッチングでレジストを除去すれば、本発明１のＩＣチップが得られる（
図１ｆ）。
【００４２】
本発明１のＩＣチップは、外部接続用電極と、外部接続用電極上にのみ配置された被覆導
電性微粒子とを有することから、隣接する導電性微粒子同士による横方向の導通等が起こ
り隣接電極間で短絡等が生じたりすることなく、極めて容易に基板等に導電接続すること
ができる。また、上記被覆導電性微粒子は、金属表面粒子と、金属表面粒子の表面を被覆
する接着性粒子とからなることにより、導電接続の際に、熱及び圧力を加えて熱圧着すれ
ば、確実に金属表面粒子の金属表面が露出して導通を行うことができる。ここで金属表面
が露出するとは、金属表面粒子の金属表面が接着性粒子に妨げられずに直接電極と接する
ことができる状態になることをいう。金属表面粒子の金属表面が露出する態様としては、
熱圧着することにより接着性粒子が溶融して金属表面粒子の金属表面が露出する態様；熱
圧着することにより接着性粒子が変形して、金属表面粒子の金属表面が露出する態様；熱
圧着することにより金属表面粒子と接着性粒子とが剥離して、金属表面粒子の金属表面が
露出する態様等が考えられるが、いずれの態様による場合であっても確実に金属表面が露
出して導電接続が行われる。本発明１では、アルミニウム及び銅等の外部接続用電極上に
直接配置する場合が考えられる。このように外部接続用電極がアルミニウム、銅等表層に
酸化被膜を有する材質の場合、外部接続用電極上の酸化被膜を突き破る程度の硬度を有す
る極微粒子を一部含有することが好ましい。
【００４３】
本発明２のＩＣチップは、外部接続用電極と、アンダーバンプメタル層を介して外部接続
用電極上にのみ配置された被覆導電性微粒子とを有するＩＣチップであって、被覆導電性
微粒子は、導電性の金属からなる表面を有する粒子と、導電性の金属からなる表面を有す
る粒子の表面を被覆する接着性粒子とからなる。
本発明２のＩＣチップは、外部接続用電極と被覆導電性微粒子との間にアンダーバンプメ
タル層が形成されている以外は本発明１のＩＣチップと略同一の構成である。外部接続用
電極、被覆導電性微粒子としては本発明１のＩＣチップにおいて用いるものと同様のもの
を用いることができる。ただし、上記アンダーバンプメタル層を介することにより上記被
覆導電性微粒子の金属表面粒子を構成する金属として、金、銀、亜鉛、錫、鉛、ハンダ等
も好適に用いることができる。
【００４４】
上記アンダーバンプメタル層を構成する金属としては特に限定されず、例えば、チタニウ
ム系、クロム／銅系、ニッケル無電解メッキ等を用いることができる。
【００４５】
本発明２のＩＣチップを製造する方法としては特に限定されないが、例えば、少なくとも
、回路及び外部接続用電極が形成された半導体ウエハ上の外部接続用電極以外の部分に絶
縁層を形成する工程と、絶縁層が形成された半導体ウエハ上にアンダーバンプメタル層を
形成する工程と、アンダーバンプメタル層上に光硬化性樹脂層を形成する工程と、光硬化
性樹脂層上の外部接続用電極に対応する部分を遮蔽したうえで光硬化性樹脂層を露光、現
像し、外部接続用電極上の光硬化性樹脂層のみを除去する工程と、外部接続用電極上に、
被覆導電性微粒子を選択的に配置する工程とを有する方法が好適である。図２に本発明２
のＩＣチップの製造方法の工程を説明する模式図を示した。
なお、上記アンダーバンプメタル層を形成する方法としては特に限定されず、従来公知の
方法を用いることができる。
このようなＩＣチップの製造方法もまた、本発明の１つである。
【００４６】
本発明２のＩＣチップは、外部接続用電極と、アンダーバンプメタル層を介して外部接続
用電極上にのみ配置された被覆導電性微粒子とを有することから、隣接する導電性微粒子
同士による横方向の導通等が起こり隣接電極間で短絡等が生じたりすることなく、極めて
容易に基板等に導電接続することができる。また、上記被覆導電性微粒子は、金属表面粒
子と、金属表面粒子の表面を被覆する接着性粒子とからなることにより、導電接続の際に
、熱及び圧力を加えて熱圧着すれば、確実に金属表面粒子の金属表面が露出して導通を行
うことができる。
【００４７】
本発明３のＩＣチップは、外部接続用電極と、アンダーバンプメタル層を介して外部接続
用電極上に形成された凸状の金属バンプと、金属バンプ上にのみ配置された被覆導電性微
粒子とを有するＩＣチップであって、被覆導電性微粒子は、導電性の金属からなる表面を
有する粒子と、導電性の金属からなる表面を有する粒子の表面を被覆する接着性粒子とか
らなる。
本発明３のＩＣチップは、外部接続用電極と被覆導電性微粒子との間にアンダーバンプメ
タル層と金属バンプとが形成されている以外は本発明１及び本発明２のＩＣチップと略同
一の構成である。外部接続用電極、被覆導電性微粒子としては本発明１のＩＣチップにお
いて用いるものと同様のものを用いることができ、アンダーバンプ層としては本発明２の
ＩＣチップにおいて用いるものと同様のものを用いることができる。
【００４８】
上記金属バンプを構成する金属としては特に限定されず、例えば、金系、錫−鉛系、錫−
銀−銅系、銅系等を用いることができる。
上記金属バンプの形状としては特に限定されず、例えば、マッシュルーム形状、凸形状、
凹形状等が挙げられる。
【００４９】
本発明３のＩＣチップを製造する方法としては特に限定されないが、例えば、少なくとも
、回路及び外部接続用電極が形成された半導体ウエハ上の外部接続用電極以外の部分に絶
縁層を形成する工程と、絶縁層が形成された半導体ウエハ上にアンダーバンプメタル層を
形成する工程と、アンダーバンプメタル層上に光硬化性樹脂層を形成する工程と、光硬化
性樹脂層上の外部接続用電極に対応する部分を遮蔽したうえで光硬化性樹脂層を露光、現
像し、外部接続用電極上の光硬化性樹脂層のみを除去する工程と、光硬化性樹脂層を除去
した外部接続用電極上に金属バンプを形成する工程と、金属バンプ上に被覆導電性微粒子
を選択的に配置する工程とを有する方法が好適である。図３に本発明３のＩＣチップの製
造方法の工程を説明する模式図を示した。
なお、上記金属バンプを形成する方法としては特に限定されず、従来公知の方法を用いる
ことができる。
このようなＩＣチップの製造方法もまた、本発明の１つである。
【００５０】
本発明３のＩＣチップは、アンダーバンプメタル層を介して外部接続用電極上に形成され
た凸状の金属バンプと、金属バンプ上にのみ配置された被覆導電性微粒子とを有すること
から、隣接する導電性微粒子同士による横方向の導通等が起こり隣接電極間で短絡等が生
じたりすることなく、極めて容易に基板等に導電接続することができる。また、上記被覆
導電性微粒子は、金属表面粒子と、金属表面粒子の表面を被覆する接着性粒子とからなる
ことにより、導電接続の際に、熱及び圧力を加えて熱圧着すれば、確実に金属表面粒子の
金属表面が露出して導通を行うことができる。
【００５１】
本発明１、２及び３のＩＣチップは、極めて容易かつ高い接続信頼性で基板等と接続する
ことができる。
本発明１、２又は３のＩＣチップと基板とが導電接続されてなる半導体パッケージもまた
、本発明の１つである。
上記基板には、有機基板、無機基板又は有機無機複合基板等が含まれる。
本発明の半導体パッケージを用いてなる液晶表示装置もまた、本発明の１つである。
【発明の効果】
【００５２】
本発明によれば、高い接続信頼性で導電接続可能なＩＣチップ、ＩＣチップの製造方法、
半導体パッケージ及び液晶表示装置を提供できる。
更に、外部接続用電極の下に低誘電率材料と配線とを積層した構造を有するＩＣチップと
して本発明のバンプを有するＩＣチップを用いることによりパッケージの信頼性評価（温
度サイクル試験、高温高湿試験、ハンダ耐熱性試験）でのバンプと外部電極部分への応力
集中を防止でき、高い接続信頼性を提供できる。
また、本発明のバンプを有するＩＣチップをフリップチップ接続した際に、接合時の応力
を緩和でき、バッド下クラックや、低誘電率材料の剥離、割れが防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定
されるものではない。
【００５４】
（実施例１）
（１）被覆導電性微粒子の製造
４ツ口セパラブルカバー、攪拌翼、三方コック、冷却管、温度プローブを取り付けた１０
００ｍＬ容セパラブルフラスコに、メタクリル酸グリシジル１００ｍｍｏｌ、メタクリル
酸メチル１００ｍｍｏｌ、ジメタクリル酸エチレングリコール４ｍｍｏｌ、メタクリル酸
フェニルジメチルスルホニウムメチル硫酸４ｍｍｏｌ、２，２’−アゾビス｛２−［Ｎ−
（２−カルボキシエチル）アミジノ］プロパン｝４ｍｍｏｌからなる有機化合物組成物及
び蒸留水５１７ｇを秤取した後、２００ｒｐｍ.で攪拌し、窒素雰囲気下７０℃で２４時
間重合を行い、表面にエポキシ基及び活性エステル基を有する平均粒子径１２０ｎｍ、粒
子径のＣＶ値８％の接着性粒子の水分散液（固形分率５ｗ／ｗ％）を得た。
【００５５】
平均粒子径３μｍのテトラメチロールメタンテトラアクリレート／ジビニルベンゼンから
なるコア粒子に、脱脂、センシタイジング、アクチベイチングを行い樹脂表面にＰｄ核を
生成させ、無電解メッキの触媒核とした。次に、所定の方法に従って建浴、加温した無電
解Ｎｉメッキ浴に浸漬し、Ｎｉメッキ層を形成した。次に、ニッケル層の表面に無電解置
換金メッキを行い、金属表面粒子を得た。
得られた金属表面粒子のＮｉメッキ厚みは９０ｎｍであり、金メッキの厚みは３０ｎｍで
あった。
【００５６】
得られた金属表面粒子１０ｇを蒸留水５００ｍＬに分散させ、接着性粒子の水分散液１０
ｇを添加し、室温で６時間攪拌した。１μｍのメッシュフィルターで濾過後、更にメタノ
ールで洗浄、乾燥し、被覆導電性微粒子を得た。
走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察したところ、被覆導電性微粒子では、金属表面粒子
の表面に接着性粒子による被覆層が１層のみ形成されていた。画像解析により被覆導電性
微粒子の中心より１．５μｍの面積に対する接着性粒子の被覆面積（即ち接着性粒子の粒
子径の投影面積）を算出したところ、被覆率は３０％であった。
【００５７】
（２）ＩＣチップの製造
図１に示した手順によりＩＣチップを製造した。
半導体素子を組み込んだウエハ全面にスパッタリング法にて配線となるアルミニウム膜を
蒸着し、フォトリソグラフィーによりアルミニウム膜を加工して、アルミニウム配線及び
アルミニウム電極を形成した（図１ａ）。更に、ウエハ保護のためシリコン酸化膜の絶縁
膜をウエハ全面にＣＶＤで気相成長し、外部電源引き出し用アルミニウム電極上の絶縁膜
をフォトリソグラフィーで開口し、パッド開口部を形成した（図１ｂ）。
【００５８】
半導体ウエハ表面に液体の光硬化性樹脂（レジスト）を滴下した後、スピンコーターにて
全面に広げ、最終硬化厚さが３５μｍになるように１０００ｒｐｍ、３０秒で光硬化性樹
脂層を形成した（図１ｃ）。次いで、９０℃に熱せられたホットプレート上に３０分間、
ウエハを載置して乾燥させた。光硬化性樹脂層上の外部接続用電極に対応する部分を所定
のパターンマスクで遮蔽したうえで紫外線を５００ｍＪ／ｃｍ２の強度で照射して硬化さ
せた後、現像液で現像した。このウエハを流水洗浄して窒素を吹き付けて未硬化樹脂を除
去した（図１ｄ）。外部接続用電極を負電荷に帯電させて、この上に被覆導電性微粒子を
散布した。被覆導電性微粒子は正電位を有していることから、レジスト開口部上に露出し
た電極上に選択的に配置され、接着性粒子により接着、固定された（図１ｅ）。次いで、
レジスト、アンダーバンプをエッチング除去し、被覆導電性微粒子を金バンプ電極上部に
有するウエハを得た（図１ｆ）。
【００５９】
（３）半導体パッケージの製造
得られたウエハを基板上の電極と外部接続用電極が対向するように位置を合わせたうえで
、ノンコンダクティブペーストを介して置き、温度２３０℃、圧力８ｋｇ／ｃｍ２、１５
秒間の条件で熱圧着して導電接続して半導体パッケージを得た。
得られた半導体パッケージは、安定した導通がとれ隣接電極でのリークもなく通常通り作
動し、−４０〜＋１２５℃の熱サイクルテストを１０００回行ったが、低温時でも高温時
でも接続部の抵抗値アップや作動に異常は見られなかった。
【００６０】
（実施例２）
図２に示した手順によりＩＣチップを製造した。
配線層、絶縁層が形成されたウエハ全面（図２ａ）のチタニウム系のアンダーバンプメタ
ル層をスパッタリング法にて蒸着した（図２ｂ）。半導体ウエハ上に液体の光硬化性樹脂
（レジスト）を滴下した後、スピンコーターにて全体に広げ、最終硬化厚さ３５μｍにな
るように１０００ｒｐｍ、３０秒間で光硬化性樹脂層を形成した（図２ｃ）。次いで、９
０℃に熱せられたホットプレート上に３０分間、ウエハを載置して乾燥させた。光硬化性
樹脂層上の外部接続用電極に対応する部分を所定のパターンマスクで遮蔽したうえで紫外
線を５００ｍＪ／ｃｍ２の強度で照射して硬化させた後、現像液で現像した。このウエハ
を流水洗浄して窒素を吹き付けて未硬化樹脂を除去した（図２ｄ）。
【００６１】
得られた電極部分のレジストが開口された配線層、絶縁層、アンダーバンプ層を形成した
ウエハのアンダーバンブ層にスパッタリング法にて薄く金層を載せた後、アンダーバンプ
層に負電荷をかけ、この上に実施例１で作製した被覆導電性微粒子を散布した。被覆導電
性微粒子は正電位を有していることから、レジスト開口部上に露出した電極上に選択的に
配置され、接着性粒子により接着、固定された（図２ｅ）。次いで、金、レジスト、アン
ダーバンプをエッチング除去し、被覆導電性微粒子を金バンプ電極上部に有するウエハを
得た（図２ｆ）。
【００６２】
得られたウエハを基板上の電極と外部接続用電極が対向するように位置を合わせたうえで
、ノンコンダクティブペーストを介して置き、温度２３０℃、圧力８ｋｇ／ｃｍ２、１５
秒間の条件で熱圧着して導電接続して半導体パッケージを得た。
得られた半導体パッケージは、安定した導通がとれ隣接電極でのリークもなく通常通り作
動し、−４０〜＋１２５℃の熱サイクルテストを１０００回行ったが、低温時でも高温時
でも接続部の抵抗値アップや作動に異常は見られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によれば、高い接続信頼性で導電接続可能なＩＣチップ、ＩＣチップの製造方法、
半導体パッケージ及び液晶表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明１のＩＣチップの製造方法の工程を説明する模式図である。
【図２】本発明２のＩＣチップの製造方法の工程を説明する模式図である。
【図３】本発明３のＩＣチップの製造方法の工程を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  半導体ウエハ
２  外部接続用電極
３  絶縁層
４  光硬化性樹脂層
５  被覆導電性微粒子
６  アンダーバンプメタル層
７  金属バンプ
【図１】
2005108870.tif 000002
【図２】
2005108870.tif 000003
【図３】
2005108870.tif 000004