(57)【要約】【課題】  基板の一面に配線を設け、この配線に実装部品を電気的に接続するにあたって、両者を簡単に接続できるようにする。【解決手段】  基板１０の一面に配線２０を形成し、配線２０に実装部品としてのＩＣチップ３０を電気的に接続してなる電子装置１００の製造方法において、導電性粒子を含むペースト状の導電性ペースト２１を基板１０の一面に付着させ、ペースト状態の導電性ペースト２１にＩＣチップ３０を接触させ、しかる後、導電性ペースト２１を硬化することにより、硬化した導電性ペースト２１を配線２０として形成するとともに、配線２０とＩＣチップ３０とを電気的に接続する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１０）の一面に配線（２０）を形成し、前記配線（２０）に実装部品（３０）を電気的に接続してなる電子装置の製造方法において、
導電性粒子を含むペースト状の導電性ペースト（２１）を前記基板（１０）の一面に付着させ、ペースト状態の前記導電性ペースト（２１）に前記実装部品（３０）を接触させ、
しかる後、前記導電性ペースト（２１）を硬化することにより、硬化した前記導電性ペースト（２１）を前記配線（２０）として形成するとともに、前記配線（２０）と前記実装部品（３０）とを電気的に接続することを特徴とする電子装置の製造方法。
【請求項２】
前記導電性粒子としてナノメートルオーダーのサイズを有するナノ粒子を用いることを特徴とする請求項１に記載の電子装置の製造方法。
【請求項３】
前記導電性ペースト（２１）の前記基板（１０）の一面への付着は、インクジェット法により行うことを特徴とする請求項２に記載の電子装置の製造方法。
【請求項４】
前記導電性ペースト（２１）の前記基板（１０）の一面への付着は、バブルジェット（登録商標）法により行うことを特徴とする請求項２に記載の電子装置の製造方法。
【請求項５】
前記導電性ペースト（２１）の前記基板（１０）の一面への付着は、印刷法により行うことを特徴とする請求項２に記載の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、基板の一面に配線を形成し、この配線に実装部品を電気的に接続してなる電子装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電子装置は、ごく一般的に基板の一面上に配線を形成した後、この配線と実装部品の接続部とを、はんだや導電性接着剤などの別部材によって電気的に接続することにより、製造されていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記したような従来の製造方法においては、配線と実装部品とを接続するための別部材を用いる必要があり、その分、当該接続工程において余分な手間がかかっていた。
【０００４】
本発明は上記問題に鑑み、基板の一面に配線を設け、この配線に実装部品を電気的に接続するにあたって、両者を簡単に接続できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、基板（１０）の一面に配線（２０）を形成し、配線（２０）に実装部品（３０）を電気的に接続してなる電子装置の製造方法において、導電性粒子を含むペースト状の導電性ペースト（２１）を基板（１０）の一面に付着させ、ペースト状態の導電性ペースト（２１）に実装部品（３０）を接触させ、しかる後、導電性ペースト（２１）を硬化することにより、硬化した導電性ペースト（２１）を配線（２０）として形成するとともに、配線（２０）と実装部品（３０）とを電気的に接続することを特徴としている。
【０００６】
それによれば、導電性ペースト（２１）を硬化することにより、硬化した導電性ペースト（２１）を配線（２０）として形成できると同時に、導電性ペースト（２１）の硬化により、配線（２０）と実装部品（３０）との接触部において両者を電気的に接続することができる。
【０００７】
そのため、従来のような配線と実装部品とを接続するための別部材が不要となり、導電性ペースト（２１）を硬化させるだけで、配線（２０）と実装部品（３０）との電気的接続が完了する。つまり、本発明では、配線形成材料と実装部品接続材料とが、導電性ペースト（２１）という同一材料によって構成されている。
【０００８】
したがって、本発明によれば、基板（１０）の一面に配線（２０）を設け、この配線（２０）に実装部品（３０）を電気的に接続するにあたって、両者を簡単に接続することができる。
【０００９】
また、本発明によれば、基板（１０）に反りやうねりが存在したり、実装部品（３０）の接続部分に高さばらつきが存在したりしても、実装部品（３０）と配線（２０）とは、導電性ペースト（２１）の状態で接触するため、導電性ペースト（２１）は実装部品（３０）の接続部分の形状に追随して当該接続部分に接触する。
【００１０】
そして、導電性ペースト（２１）を硬化させた後でも、導電性ペースト（２１）はその表面張力によって実装部品（３０）の接続部分の形状に追随した接触状態を維持するため、配線（２０）と実装部品（３０）との接続面積は十分に確保できる。
【００１１】
つまり、本発明の製造方法によれば、基板（１０）の反り、うねりや実装部品（３０）の接続部分の高さばらつきなどを吸収することができ、安定した接続信頼性を確保することができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電子装置の製造方法において、導電性粒子としてナノメートルオーダーのサイズを有するナノ粒子を用いることを特徴としている。
【００１３】
それによれば、より微細な配線形成を行うことができるため、好ましい。また、ナノ粒子は焼結しやすいため、導電性ペースト（２１）の硬化をより低温で可能とすることができる。
【００１４】
また、ナノ粒子を導電性粒子とした導電ペースト（２１）の場合、粒子の比表面積がより大きくなることから、導電性ペースト（２１）中の溶媒の量が比較的多いものになる。すると、導電性ペースト（２１）は、形成時に膜厚を厚く形成することになり、硬化時の体積収縮は大きいものになる。
【００１５】
そのため、導電性ペースト（２１）は、基板（１０）の反り、うねりや実装部品（３０）の接続部分の高さばらつきなどを吸収しやすいものとなる。
【００１６】
また、導電性ペースト（２１）における硬化時の体積収縮が大きくても、上記したように導電性ペースト（２１）はその表面張力によって実装部品（３０）の接続部分の形状に追随した接触状態を維持するため、配線（２０）と実装部品（３０）との接続信頼性は十分に確保できる。
【００１７】
ここで、請求項３に記載の発明のように、請求項２に記載の電子装置の製造方法においては、導電性ペースト（２１）の基板（１０）の一面への付着は、インクジェット法により行うことができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明のように、請求項２に記載の電子装置の製造方法においては、導電性ペースト（２１）の基板（１０）の一面への付着は、バブルジェット（登録商標）法により行うことができる。
【００１９】
さらに、請求項５に記載の発明のように、請求項２に記載の電子装置の製造方法においては、導電性ペースト（２１）の前記基板（１０）の一面への付着は、印刷法により行うようにしてもよい。
【００２０】
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一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００２２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子装置１００の概略断面構成を示す図である。
【００２３】
この電子装置１００において、基板１０は、セラミックや樹脂などからなるもので、具体的には、セラミック配線基板やプリント基板などを採用することができる。この基板１０の一面上には、配線２０が形成されている。
【００２４】
ここでは、配線２０は、導電性粒子を含むペースト状の導電性ペーストを硬化させてなるものである。導電性粒子としては、たとえばＡｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｎｉおよびこれらの合金の中から選択されたものを採用することができる。
【００２５】
本実施形態の導電性ペーストは、これらの導電性粒子を溶媒に分散させペースト状としたものであり、ここで、溶媒としては、たとえば、テルピネオールなどを採用することができる。
【００２６】
また、本実施形態では、導電性粒子としてナノメートルオーダーのサイズを有するナノ粒子を用いることが好ましい。ここで、ナノメートルオーダーとは、平均粒子径が１ｎｍ〜５００ｎｍ程度のものをいう。
【００２７】
このようなナノ粒子を導電性粒子として使用した本実施形態の導電性ペーストは、基板１０の一面上に対して、インクジェット法やバブルジェット（登録商標）法あるいは印刷法などの、いわゆるナノ描画の手法を用いることにより、容易に配線２０のパターン形状に付着させることができる。
【００２８】
そして、加熱処理などによって溶媒を除去することで、基板１０の一面に付着した導電性ペーストを硬化させることにより、硬化した導電性ペーストが配線２０として構成されるものである。
【００２９】
また、図１に示されるように、配線２０の上には、実装部品としてのＩＣチップ３０が搭載されている。
【００３０】
このＩＣチップ３０は、ＣＳＰ（チップサイズパッケージ）タイプのもので、実装部品の接続部分としてＡｕやはんだなどからなるバンプ３１を有するものであり、基板１０の一面に対してフリップチップ実装されている。
【００３１】
ここで、ＩＣチップ３０のバンプ３１と配線２０とは、上記した導電性ペーストを硬化させることにより、電気的に接続されている。
【００３２】
さらに、図１に示されるように、基板１０とＩＣチップ３０との間には、エポキシ樹脂などからなるアンダーフィル材３２が充填されており、基板１０とＩＣチップ３０との間の機械的な接合強度を確保するようにしている。
【００３３】
このような基板１０の一面に配線２０を形成し、配線２０に実装部品３０を電気的に接続してなる本実施形態の電子装置１００の製造方法について、図２も参照して述べる。図２は、本製造方法を示す工程図である。
【００３４】
図２（ａ）に示されるように、バンプ３１が形成されたＩＣチップ３０を用意する。また、図２（ｂ）に示されるように、インクジェット法やバブルジェット（登録商標）法あるいは印刷法などにより、導電性粒子としてのナノ粒子を含むペースト状の導電性ペースト２１を基板１０の一面に、配線２０のパターン形状になるように付着させる。
【００３５】
続いて、図２（ｃ）に示されるように、基板１０の一面にバンプ３１を対向させた状態でＩＣチップ３０を基板１０の一面上に搭載し、ＩＣチップ３０を基板１０の方向へ押さえ込むことなどにより、ペースト状態の導電性ペースト２１にＩＣチップ３０の各バンプ３１を接触させる。
【００３６】
このとき、図２に示されるように、基板１０に反り（たとえば０．０２ｍｍ程度）やうねりが存在したり、ＩＣチップ３０のバンプ３１の大きさのばらつきすなわちバンプ３１の高さばらつき（たとえば、０．０１ｍｍ程度）が存在したりする。このような場合、従来では、配線の形成後にバンプを接触させるため、部分的には配線とバンプとが接触しない箇所が発生してくる。
【００３７】
しかし、本実施形態においては、ＩＣチップ３０と配線２０とは、配線２０が導電性ペースト２１の状態で接触するため、導電性ペースト２１はＩＣチップ３０のバンプ３１の形状に追随してバンプ３１に接触する。そのため、各バンプ３１と配線２０との接触を確保することができる。
【００３８】
このようにして、基板１０の一面上にＩＣチップ３０を搭載した後、加熱処理などを行うことで、導電性ペースト２１を硬化する。
【００３９】
それにより、図２（ｄ）に示されるように、硬化した導電性ペースト２１が配線２０として形成されると同時に、導電性ペースト２１の硬化により、配線２０とＩＣチップ３０のバンプ３１との接触部において両者２０、３１を電気的に接続することができる。
【００４０】
ここにおいて、導電性ペースト２１を硬化させた後では、導電性ペースト２１中の溶媒が揮発するため、膜厚は薄くなる。
【００４１】
しかし、当該硬化中においても、導電性ペースト２１はその表面張力によってＩＣチップ３０のバンプ３１の形状に追随した接触状態を維持するため、当該硬化後において、配線２０とＩＣチップ３０のバンプ３１との接続面積は十分に確保できる。
【００４２】
こうして、基板１０上にＩＣチップ３０を実装した後、基板１０とＩＣチップ３０との隙間にアンダーフィル材３２を充填し、硬化させることにより、本実施形態の電子装置１００ができあがる。
【００４３】
このように、本実施形態によれば、基板１０の一面に配線２０を形成し、配線２０に実装部品としてのＩＣチップ３０を電気的に接続してなる電子装置１００の製造方法において、導電性粒子を含むペースト状の導電性ペースト２１を基板１０の一面に付着させ、ペースト状態の導電性ペースト２１にＩＣチップ３０を接触させ、しかる後、導電性ペースト２１を硬化することにより、硬化した導電性ペースト２１を配線２０として形成するとともに、配線２０とＩＣチップ３０とを電気的に接続することを特徴とする電子装置１００の製造方法が提供される。
【００４４】
それによれば、従来のような配線と実装部品とを接続するためのはんだや導電性接着剤などの別部材が不要となり、導電性ペースト２１を硬化させるだけで、配線２０とＩＣチップ３０との電気的接続が完了する。
【００４５】
つまり、本実施形態では、配線形成材料と実装部品接続材料とが、導電性ペースト２１という同一材料によって構成されている。
【００４６】
したがって、本実施形態によれば、基板１０の一面に配線２０を設け、この配線２０にＩＣチップ３０を電気的に接続するにあたって、両者２０、３０を簡単に接続することができる。
【００４７】
また、上述したように、本実施形態によれば、基板１０の反り、うねりやＩＣチップ３０の接続部分の高さばらつきなどを吸収することができ、安定した接続信頼性を確保することができる。
【００４８】
また、上述したように、本実施形態では、好ましい形態として、導電性ペースト２１における導電性粒子としてナノメートルオーダーのサイズを有するナノ粒子を用いるようにしている。
【００４９】
それによれば、より微細な配線形成を行うことができるため、好ましい。たとえば、配線２０の線幅として５０μｍ程度、線間は５０μｍ程度の微細な配線形成を行うことが可能となる。また、ナノ粒子は焼結しやすいため、導電性ペースト２１の硬化をより低温で可能とすることができる。
【００５０】
また、ナノ粒子を導電性粒子とした導電ペースト２１の場合、粒子の比表面積がより大きくなることから、導電性ペースト２１中の溶媒の量が比較的多いものになる。すると、導電性ペースト２１は、形成時に膜厚を厚く形成することになり、硬化時の体積収縮は大きいものになる。
【００５１】
たとえば、基板１０の一面上においてペースト状態の導電性ペースト２１の膜厚は０．０５ｍｍ程度であるが、硬化後の膜厚は０．００２ｍｍ程度まで収縮する。
【００５２】
そのため、導電性ペースト２１は、基板１０の反り、うねりやＩＣチップ３０のバンプ３１の高さばらつきなどを吸収しやすいものとなる。
【００５３】
また、導電性ペースト２１における硬化時の体積収縮が大きくても、上記したように導電性ペースト２１はその表面張力によってＩＣチップ３０のバンプ３１の形状に追随した接触状態を維持するため、配線２０とＩＣチップ３０との接続信頼性は十分に確保することができる。
【００５４】
次に、本実施形態の変形例について、図３、図４を参照して述べる。
【００５５】
上記図１に示される例では、基板１０の一面上に形成された配線２０は、導電性粒子としてのナノ粒子を含む導電性ペースト２１を硬化させることで、配線形成とＩＣチップ３０との接続を同時に行うもののみであった。
【００５６】
図３に示される第１の変形例では、このような配線２０以外に、従来の方法で形成された上記導電性ペースト２１以外のＡｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏなどからなる一般配線２０ａが、基板１０の一面上に形成されている。
【００５７】
ここで、上記配線２０と一般配線２０ａとは、図３（ａ）に示されるように、電気的に接続されていなくてもよいし、図３（ｂ）に示されるように電気的に接続されていてもよい。
【００５８】
図４に示される第２の変形例では、基板１０の一面上に通ずるスルーホール２０ｂが形成されており、配線２０はこのスルーホール２０ｂ上に形成され、スルーホール２０ｂと電気的に接続されている。なお、スルーホール２０ｂは、基板１０がセラミック基板の場合、Ａｇ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏなどの導体材料からなり、基板１０がプリント基板の場合、Ｃｕなどからなる。
【００５９】
また、図４において、一番左側のＩＣチップ３０のバンプ３１とは接していない位置に示されている配線２０は、導電性粒子としてのナノ粒子を含む導電性ペースト２１を硬化させてなる配線２０であってもよいし、従来の方法で形成された上記一般配線２０ａであってもよい。
【００６０】
さらに、図示しないが、本実施形態における導電性粒子としてのナノ粒子を含む導電性ペースト２１を硬化させてなる配線２０は、基板１０の一面上においてＩＣチップ３０を機械的に接着するだけの役割を持つ接着材として用いてもよい。この場合、ＩＣチップ３０と基板１０との電気的な接続は、たとえばワイヤボンディングなどにより行うようにすればよい。
【００６１】
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係る電子装置２００の概略構成を示す一部断面斜視図である。また、図６は、この電子装置２００の概略断面図である。
【００６２】
上記実施形態に述べたように、導電性粒子としてのナノ粒子を含む導電性ペースト２１を硬化させてなる配線２０は、当該導電性ペースト２１以外の一般配線と接続した形でも採用することができる。
【００６３】
また、上記実施形態では、実装部品としてＩＣチップ３０を採用しているが、実装部品としては、それ以外にも、パワー素子４０、コンデンサや抵抗などの部品５０、あるいは振動子などであってもよい。
【００６４】
図５、図６に示される本実施形態の電子装置２００は、配線２０や実装部品の種々の形態を組み合わせた混載集積回路装置として構成されたものである。
【００６５】
この電子装置２００では、図５に示されるように、基板１０を一般的なセラミック多層基板として構成しており、基板１０の内部には、スルーホールなどにより形成された内部配線１１が形成されている。ない、図６では、基板１０の内部構成は省略してある。
【００６６】
基板１０の一面上には、ＩＣチップ３０、パワー素子４０、コンデンサや抵抗などの部品５０が実装されている。
【００６７】
ここで、本電子装置２００においては、パワー素子４０は大電流を流すためのＣｕやＡｕなどからなるパワー配線６０にボンディングワイヤ７０により接続されている。
【００６８】
このパワー配線６０は、図６に示されるように、Ｗ（タングステン）などからなる配線部６１の表面にＣｕメッキ６２を施したものであり、上記した一般配線２０ａ（図３参照）と同様、従来の配線に相当する。
【００６９】
そして、図６に示されるように、導電性粒子としてのナノ粒子を含む導電性ペースト２１を硬化させてなる配線２０とパワー配線６０とは電気的に接続されている。そして、基板１０の一面に搭載されたＩＣチップ３０および部品５０は、配線２０と電気的に接続されている。
【００７０】
このような本実施形態の電子装置２００も、上記第１実施形態と同様の製造方法に準じて製造可能なものであり、同様の作用効果を発揮するものである。
【００７１】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、導電性粒子を含む導電性ペースト２１を硬化させることで、配線形成とＩＣチップ３０との接続を同時に行う配線２０としては、導電性粒子としてナノ粒子を用いたものであったが、ミクロンオーダーあるいはそれ以上のサイズの導電性粒子であってもよい。
【００７２】
ただし、ナノ粒子を用いた導電性性ペーストであれば、上述したインクジェット法やバブルジェット（登録商標）法による配線形成が可能となり、微細な配線の形成にとって有利であることは明らかである。
【００７３】
以上、本発明は、基板の一面に配線を形成し、この配線に実装部品を電気的に接続してなる電子装置の製造方法において、上述したように、配線形成材料と実装部品接続材料とを導電性ペーストという同一材料によって構成し、導電性ペーストの硬化により配線形成と部品接続を同時に行うことを要部としたものであり、その他の部分については適宜設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電子装置の概略断面図である。
【図２】第１実施形態に係る電子装置の製造方法を示す工程図である。
【図３】第１実施形態の第１の変形例を示す概略断面図である。
【図４】第１実施形態の第２の変形例を示す概略断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る電子装置の概略構成を示す一部断面斜視図である。
【図６】第２実施形態に係る電子装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０…基板、２０…配線、２１…導電性ペースト、
３０…実装部品としてのＩＣチップ。
【図１】
2005302877.tif 000003
【図２】
2005302877.tif 000004
【図３】
2005302877.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005302877.tif 000007
【図６】
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