(57)【要約】【課題】生産性良く、低コストで高性能、高品質、高信頼性を有する電子部品の接続方法、半導体チップの実装方法、及び突起電極の形成方法を提供することにある。【解決手段】対向して配置した回路基板４及び半導体チップ１間に、導電性粒子６が分散された液状樹脂５を供給し、樹脂５中に回路基板４の表面に垂直方向の振幅を有する超音波を入射して定在波７を生成して、樹脂５中に分散された導電性粒子６を、定在波７の節７ａに捕捉することによって、半導体チップ１の接続端子２及び回路基板４の電極端子３間に、導電性粒子６が凝集してなる接続体８が形成すし、半導体チップ１を接続体８を介して回路基板４に実装する。端子２、３は、定在波７の半波長間隔で配列しており、定在波７の節７ａは、樹脂５中において、端子２、３間が位置する部位に生成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端子を有する電子部品を互いに対向させて配置し、前記端子間を接続体を介して電気的に接続する電子部品の接続方法であって、
互いに対向させて配置した前記電子部品間に、導電性粒子が分散された液状物質を供給する工程と、
前記液状物質中に、前記電子部品面に垂直方向の振幅を有する超音波を入射して定在波を生成する工程と
を含み、
前記液状物質中に分散された前記導電性粒子が、前記液状物質中に生成された前記定在波の節に捕捉されることによって、前記端子間に前記導電性粒子が凝集してなる前記接続体が形成される、電子部品の接続方法。
【請求項２】
前記定在波の節は、前記液状物質中において、前記対向する端子間が位置する部位に生成されている、請求項１に記載の電子部品の接続方法。
【請求項３】
前記電子部品上に形成された複数の端子は、前記定在波の半波長間隔で配列している、請求項２に記載の電子部品の接続方法。
【請求項４】
前記電子部品上に形成された複数の端子は、前記定在波の１／４波長間隔で配列しており、
前記超音波を入射して定在波を生成する工程は、互いに１／４波長だけ位相のずれた超音波を２回入射して行われる、請求項２に記載の電子部品の接続方法。
【請求項５】
前記液状物質を加熱して、前記端子間に凝集した前記導電性粒子を溶融させる工程をさらに含む、請求項１に記載の電子部品の接続方法。
【請求項６】
前記端子間に前記接続体を形成した後、前記液状物質を硬化させる工程をさらに含む、請求項１に記載の電子部品の接続方法。
【請求項７】
前記液状物質は、硬化性樹脂からなる、請求項５に記載の電子部品の接続方法。
【請求項８】
前記導電性粒子は、はんだ粉からなる、請求項１に記載の電子部品の接続方法。
【請求項９】
前記液状物質を供給する工程は、
前記複数の端子を有する一方の電子部品上に、前記導電性粒子が分散された液状物質を供給する工程と、
前記液状物質の表面に、前記一方の電子部品に対向させて、前記複数の端子を有する他方の電子部品を当接する工程と
からなる、請求項１に記載の電子部品の接続方法。
【請求項１０】
前記電子部品は、回路基板または半導体チップである、請求項１に記載の電子部品の接続方法。
【請求項１１】
複数の電極端子を有する回路基板に対向させて、複数の接続端子を有する半導体チップを配置し、前記接続端子を接続体を介して前記電極端子に接続する半導体チップの実装方法であって、
対向させて配置された前記回路基板と前記半導体チップとの間に、導電性粒子が分散された樹脂を供給する工程と、
前記樹脂中に、前記回路基板及び前記半導体チップの表面に垂直方向の振幅を有する超音波を入射して定在波を生成する工程と
を含み、
前記樹脂中に分散された前記導電性粒子が、前記樹脂中に生成された前記定在波の節に捕捉されることによって、前記電極端子及び前記接続端子間に、前記導電性粒子が凝集してなる前記接続体が形成される、半導体チップの実装方法。
【請求項１２】
前記定在波の節は、前記樹脂中において、前記電極端子及び前記接続端子間が位置する部位に生成されている、請求項１１に記載の半導体チップの実装方法。
【請求項１３】
前記電極端子及び前記接続端子は、前記定在波の半波長間隔で配列している、請求項１２に記載の半導体チップの実装方法。
【請求項１４】
前記電極端子及び前記接続端子は、前記定在波の１／４波長間隔で配列しており、
前記超音波を入射して定在波を生成する工程は、互いに１／４波長だけ位相のずれた超音波を２回入射して行われる、請求項１２に記載の半導体チップの実装方法。
【請求項１５】
前記樹脂を加熱して、前記電極端子及び前記接続端子間に凝集した前記導電性粒子を溶融して前記接続体を形成する工程と、
前記接続体を形成した後、前記樹脂を硬化させる工程と
をさらに含む、請求項１１に記載の半導体チップの実装方法。
【請求項１６】
複数の端子を有する基板の該端子上に突起電極を形成する方法であって、
前記基板と、該基板に対向させて配置された平板との間に、導電性粒子が分散された液状物質を供給する工程と、
前記液状物質中に、前記基板及び前記平板の表面に垂直方向の振幅を有する超音波を入射して定在波を生成することにより、前記液状物質中に分散された前記導電性粒子を、前記定在波の節に捕捉して、前記端子上に前記導電性粒子が凝集してなる前記突起電極を形成する工程と、
前記突起電極を形成後、前記平板を除去する工程と
を含む、突起電極の形成方法。
【請求項１７】
前記定在波の節は、前記液状物質中において、前記端子が位置する部位に生成されている、請求項１６に記載の突起電極の形成方法。
【請求項１８】
前記複数の端子は、前記定在波の半波長間隔で配列している、請求項１７に記載の突起電極の形成方法。
【請求項１９】
前記複数の端子は、前記定在波の１／４波長間隔で配列しており、
前記超音波を入射して定在波を生成する工程は、互いに１／４波長だけ位相のずれた超音波を２回入射して行われる、請求項１７に記載の突起電極の形成方法。
【請求項２０】
前記液状物質を加熱して、前記端子上に凝集した前記導電性粒子を溶融して前記突起電極を形成する工程をさらに含む、請求項１６に記載の突起電極の形成方法。
【請求項２１】
前記端子上に前記突起電極を形成した後、前記液状物質を硬化させる工程をさらに含む、請求項１６に記載の突起電極の形成方法。
【請求項２２】
前記液状物質は、接着性を有する樹脂からなる、請求項１３に記載の突起電極の形成方法。
【請求項２３】
樹脂フィルム中を貫通する複数の導電性部材を有する導電接続フィルムの形成方法であって、
互いに対向させて配置した平板間に、導電性粒子が分散された液状樹脂を供給する工程と、
前記液状樹脂中に、前記平板面に垂直方向の振幅を有する超音波を入射して定在波を生成することにより、前記液状樹脂中に分散された前記導電性粒子を、前記定在波の節に捕捉して、前記液状樹脂中に、前記導電性粒子が凝集してなる前記導電性部材を形成する工程と、
前記液状樹脂を硬化して、該液状樹脂を樹脂フィルムにする工程と、
前記樹脂フィルムを形成した後、前記平板を除去する工程と
を含む、導電接続フィルムの形成方法。
【請求項２４】
請求項１の電子部品の接続方法によって、複数の端子を有する電子部品を接続体を介して互いに接続された電子部品の実装体を形成する製造装置であって、
前記電子部品を、互いに対向するように配置して保持する保持手段と、
前記保持手段で保持された前記電子部品間に供給された導電性粒子が分散された液状物質中に、前記電子部品面に垂直方向の振幅を有する超音波を入射して定在波を生成する定在波生成手段と
を備え、
前記液状物質中に分散された前記導電性粒子が、前記定在波生成手段によって、前記液状物質中に生成された前記定在波の節に捕捉されることにより、前記端子間に前記導電性粒子が凝集してなる前記接続体が形成される、電子部品実装体の製造装置。
【請求項２５】
前記端子間に凝集した前記導電性粒子を溶融させる加熱手段をさらに備えている、請求項２４に記載の電子部品実装体の製造装置。
【請求項２６】
前記加熱手段によって、前記電子部品間に供給された前記液状物質が熱硬化させる、請求項２５に記載の電子部品実装体の製造装置。
【請求項２７】
請求項１６の突起電極の形成方法によって、複数の端子を有する基板の端子上に突起電極を形成する製造装置であって、
前記基板と、該基板に対向して配置された平板とを保持する保持手段と、
前記保持手段で保持された前記基板と前記平板間に供給された導電性粒子が分散された液状物質中に、前記基板及び前記平板の表面に垂直方向の振幅を有する超音波を入射して定在波を生成する定在波生成手段と
を備え、
前記液状物質中に分散された前記導電性粒子が、前記定在波生成手段によって、前記液状物質中に生成された前記定在波の節に捕捉されることにより、前記端子上に前記導電性粒子が凝集してなる前記突起電極が形成される、突起電極の製造装置。
【請求項２８】
前記端子上に凝集した前記導電性粒子を溶融させる加熱手段をさらに備えている、請求項２７に記載の突起電極の製造装置。
【請求項２９】
前記加熱手段によって、前記基板と前記平板間に供給された前記液状物質が熱硬化させる、請求項２８に記載の突起電極の製造装置。
【請求項３０】
請求項２３の導電接続フィルムの形成方法によって、樹脂フィルム中を貫通する複数の導電性部材を有する導電接続フィルムを形成する製造装置であって、
互いに対向して配置された平板を保持する保持手段と、
前記保持手段で保持された前記平板間に供給された導電性粒子が分散された液状樹脂中に、前記平板面に垂直方向の振幅を有する超音波を入射して定在波を生成する定在波生成手段と、
前記平板間に供給された前記液状樹脂を熱硬化する加熱手段と
を備え、
前記液状樹脂中に分散された前記導電性粒子が、前記定在波生成手段によって、前記液状樹脂中に生成された前記定在波の節に捕捉されることにより、前記液状樹脂中に、前記導電性粒子が凝集してなる前記導電性部材が形成され、さらに、前記加熱手段によって、前記液状樹脂を熱硬化することにより、該液状樹脂を前記樹脂フィルムにする、導電接続フィルムの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップの実装を含む電子部品間の接続方法、基板の端子上に突起電極を形成する方法、及び電子部品間を接続する導電接続フィルムの形成方法に関する。また、これらの方法によって電子部品の実装体、突起電極、及び導電接続フィルムを形成する製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、様々な電子機器に電子部品の実装体が利用されている。従って、電子部品の実装体の性能および品質・信頼性の向上は、電子機器の性能および品質・信頼性の向上に貢献する。
【０００３】
近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、接続端子の多ピン化および狭ピッチ化が進んでいる。このような技術背景から、ＬＳＩを回路基板上に実装する技術として、フリップチップボンディング方法が用いられている。
【０００４】
フリップチップボンディング方法は、半導体チップの接続端子と回路基板の電極端子とを半田バンプを介して接続するもので、半導体チップの接続端子上にメッキ法により半田バンプを形成した後、半導体チップを回路基板にフェイスダウンで載置し、半田バンプをリフローさせて端子間の接続を図るものである。この技術は、半導体チップと回路基板との電気的接続を一括して実行できるので、多ピン化および狭ピッチ化に適している。
【０００５】
しかしながら、半田バンプを介して端子間を接続するには、半田バンプをリフローするために、回路基板を高温に加熱する必要がある。そこで、リフローのための高温加熱を必要としない技術として、導電性接着剤を用いたフリップチップ実装がある。この技術は、半導体チップの接続端子上にワイヤーボンディング法により金バンプを形成し、この金バンプに導電性接着剤を転写した後、半導体チップを回路基板にフェイスダウンで載置し、導電性接着剤を硬化させて端子間の接続を図るものである。しかしながら、この技術は、金バンプをワイヤーボンディング法により形成するので、一括して形成することができず、多ピン化に対しては生産性に劣る。
【０００６】
このような半田バンプ又は金バンプを介さずに半導体チップを回路基板に実装する技術が特許文献１に記載されている。図１１（ａ）、（ｂ）は、この技術を説明する工程断面図である。まず、図１１（ａ）に示すように、フィルム基材１０１に、貫通孔を設けた後、メッキ法で貫通孔の内部にＣｕ等の金属材料１０２を析出し、然る後、フィルム基材１０１の両面に露出した導通路１０２表面に、メッキ法等で形成した半田層からなる突出部１０３を形成する。そして、図１１（ｂ）に示すように、半導体チップ１１０と回路基板１１１との間に導通路１０２及び突出部１０３が形成されたフィルム基材１０１を挟み込み、半田層を加熱溶融することにより、突出部１０３と半導体チップ１１０の接続端子１１２及び回路基板１１１の電極端子１１３を接続することによって、半導体チップ１１０を回路基板１１１に実装する。
【特許文献１】特開２００２−１５１５４９号公報
【特許文献２】特開平９−１９３０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記に示した従来の実装方法は、いずれも、半導体チップ及び回路基板の端子間の半田バンプ、金バンプ、又は突出部を介在させて接続を図るもので、これらの接続部材を形成する工程が必須となる。そのため、生産性に劣るという問題に加え、これらの接続部材の形成には、メッキ装置等の高価な装置が必要となり、生産コストが高くなるという問題がある。また、これらの接続部材は、半導体チップの端子等の接続部位に位置合わせをして形成する必要があるので、高精度な位置合わせ装置が必要となり、生産コストが高くなるとともに、狭ピッチ化にも限界を生じる。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、生産性良く、低コストで高性能、高品質、高信頼性を有する電子部品の接続方法、半導体チップの実装方法、及び突起電極の形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係わる電子部品の接続方法は、複数の端子を有する電子部品を互いに対向させて配置し、端子間を接続体を介して電気的に接続する電子部品の接続方法であって、互いに対向させて配置した電子部品間に、導電性粒子が分散された液状物質を供給する工程と、液状物質中に、電子部品面に垂直方向の振幅を有する超音波を入射して定在波を生成する工程とを含み、液状物質中に分散された導電性粒子が、液状物質中に生成された定在波の節に捕捉されることによって、端子間に導電性粒子が凝集してなる接続体が形成されることを特徴とする。
【００１０】
この方法によれば、導電性粒子が分散された液状物質に超音波を入射させ、定在波を生成することによって、電子部品の端子間に導電性粒子が凝集してなる接続体を一括して形成することができる。これによって、電子部品間の接続を容易に達成することができ、生産性が高く、低コストな電子部品の接続体を実現できる。また、液状物質に入射する超音波の周波数又は位相を変えることによって、定在波の節、すなわち、導電性粒子を捕捉する位置を調整することができるので、接続体を形成するための高精度な位置合わせは不要となるとともに、ピッチの異なる端子を有する電子部品の接続に対しても、フレキシブルに対応することが可能となる。これにより、生産性が高く、かつ信頼性に優れた電子部品の接続体を実現することができる。
【００１１】
本方法において、定在波の節は、液状物質中において、対向する端子間が位置する部位に生成されていることが好ましい。また、電子部品上に形成された複数の端子は、定在波の半波長間隔で配列していることが好ましい。あるいは、電子部品上に形成された複数の端子が、定在波の１／４波長間隔で配列しており、超音波を入射して定在波を生成する工程を、互いに１／４波長だけ位相のずれた超音波を２回入射して行うようにしてもよい。
【００１２】
ある好適な実施形態において、記液状物質を加熱して、端子間に凝集した導電性粒子を溶融させる工程をさらに含む。これにより、安定した導通状態を有する接続体を形成することができる。
【００１３】
ある好適な実施形態において、端子間に接続体を形成した後、液状物質を硬化させる工程をさらに含む。これにより、安定した端子間の接続状態を維持することができる。この工程を実行するに当たり、液状物質は、硬化性樹脂からなることが好ましい。また、導電性粒子は、はんだ粉からなることが好ましい。
【００１４】
本発明に係わる半導体チップの実装方法は、複数の電極端子を有する回路基板に対向させて、複数の接続端子を有する半導体チップを配置し、接続端子を接続体を介して電極端子に接続する半導体チップの実装方法であって、対向させて配置された回路基板と半導体チップとの間に導電性粒子が分散された樹脂を供給する工程と、樹脂中に回路基板及び半導体チップの表面に垂直方向の振幅を有する超音波を入射して定在波を生成する工程とを含み、樹脂中に分散された導電性粒子が樹脂中に生成された定在波の節に捕捉されることによって、導電性粒子が凝集してなる接続体が形成されることを特徴とする。
【００１５】
この方法によれば、導電性粒子が分散された樹脂に超音波を入射させ、定在波を生成することによって、電極端子及び接続端子間に導電性粒子が凝集してなる接続体をに一括して形成することができる。これによって、端子間の接続を容易に達成することができ、生産性が高く、低コストな半導体チップ実装体を実現できる。また、樹脂に入射する超音波の周波数又は位相を変えることによって、定在波の節、すなわち、導電性粒子を捕捉する位置を調整することができるので、接続体を形成するための高精度な位置合わせは不要となるとともに、ピッチの異なる接続端子を有する半導体チップに対しても、フレキシブルに対応することが可能となる。これにより、生産性が高く、かつ信頼性に優れた半導体チップ実装体を実現することができる。
【００１６】
本方法において、定在波の節は、樹脂中において、電極端子及び接続端子間が位置する部位に生成されていることが好ましい。また、電極端子及び接続端子は、定在波の半波長間隔で配列していることが好ましい。あるいは、電極端子及び接続端子が、定在波の１／４波長間隔で配列しており、超音波を入射して定在波を生成する工程を、互いに１／４波長だけ位相のずれた超音波を２回入射して行うようにしてもよい。
【００１７】
ある好適な実施形態において、樹脂を加熱して電極端子及び接続端子間に凝集した導電性粒子を溶融して接続体を形成する工程と、接続体を形成した後、樹脂を硬化させる工程とをさらに含む。
【００１８】
本発明に係わる突起電極の形成方法は、複数の端子を有する基板の該端子上に突起電極を形成する方法であって、基板と該基板に対向させて配置された平板との間に導電性粒子が分散された液状物質を供給する工程と、液状物質中に基板及び平板の表面に垂直方向の振幅を有する超音波を入射して定在波を生成することにより、端子上に導電性粒子が凝集してなる突起電極を形成する工程と、突起電極を形成後平板を除去する工程とを含むことを特徴とする。
【００１９】
この方法によれば、導電性粒子が分散された液状物質に超音波を入射させ、定在波を生成することによって、端子上に導電性粒子が凝集してなる突起電極を一括して形成することができる。これによって、基板の端子上に突起電極を容易に達成することができ、生産性が高く、低コストな突起電極を備えた基板を実現できる。また、液状物質に入射する超音波の周波数又は位相を変えることによって、定在波の節、すなわち、導電性粒子を捕捉する位置を調整することができるので、突起電極を形成するための高精度な位置合わせは不要となるとともに、ピッチの異なる端子を有する基板に対しても、フレキシブルに対応することが可能となる。これにより、生産性が高く、かつ信頼性に優れた突起電極を備えた基板を実現することができる。
【００２０】
本方法において、定在波の節は、液状物質中において、端子間が位置する部位に生成されていることが好ましい。また、複数の端子は、定在波の半波長間隔で配列していることが好ましい。あるいは、複数の端子が、定在波の１／４波長間隔で配列しており、超音波を入射して定在波を生成する工程を、互いに１／４波長だけ位相のずれた超音波を２回入射して行うようにしてもよい。
【００２１】
ある好適な実施形態において、液状物質を加熱して、端子上に凝集した導電性粒子を溶融して突起電極を形成する工程をさらに含む。
【００２２】
ある好適な実施形態において、端子上に突起電極を形成した後、液状物質を硬化させる工程をさらに含む。ここで、液状物質は、接着性を有する樹脂からなることが好ましい。
【００２３】
本発明に係わる導電接続フィルムの形成方法は、樹脂フィルム中を貫通する複数の導電性部材を有する導電接続フィルムの形成方法であって、互いに対向させて配置した平板間に、導電性粒子が分散された液状樹脂を供給する工程と、液状樹脂中に、平板面に垂直方向の振幅を有する超音波を入射して定在波を生成することにより、液状樹脂中に分散された導電性粒子を、定在波の節に捕捉して、液状樹脂中に、導電性粒子が凝集してなる導電性部材を形成する工程と、液状樹脂を硬化して、該液状樹脂を樹脂フィルムにする工程と、樹脂フィルムを形成した後、平板を除去する工程とを含むことを特徴とする。
【００２４】
この方法によれば、導電性粒子が分散された液状樹脂に超音波を入射させ、定在波を生成することによって、液状樹脂中に導電性粒子が凝集してなる導電性部材を一括して形成することができる。これによって、樹脂フィルム中に導電性部材を容易に形成することができ、生産性が高く、低コストな導電接続フィルムを実現できる。また、液状樹脂に入射する超音波の周波数又は位相を変えることによって、定在波の節、すなわち、導電性粒子を捕捉する位置を調整することができるので、ピッチの異なる端子を有する電子部品に対しても、フレキシブルに対応することが可能となる。これにより、生産性が高く、かつ信頼性に優れた導電接続フィルムを実現することができる。
【００２５】
本発明によれば、導電性粒子が分散された液状物質に超音波を入射させ、定在波を生成することによって、電子部品の端子間、または基板の端子上に、導電性粒子が凝集してなる接続体または突起電極を一括して形成することができる。これによって、電子部品の接続または端子上に突起電極の形成を容易に達成することができ、生産性が高く、低コストな電子部品実装体を実現することができる。
【００２６】
また、液状物質に入射する超音波の周波数又は位相を変えることによって、定在波の節、すなわち、導電性粒子を捕捉する位置を調整することができるので、接続体または突起電極を形成するための高精度な位置合わせは不要となるとともに、ピッチの異なる端子を有する電子部品の接続、またはピッチの異なる端子上への突起電極の形成に対しても、フレキシブルに対応することが可能となる。これにより、生産性が高く、かつ信頼性に優れた電子部品実装体を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、説明の簡略化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００２８】
（第１の実施形態）
図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施形態における電子部品の接続方法を模式的に示した工程断面図である。なお、本実施形態においては、電子部品に半導体チップと回路基板とを用いた例について説明する。
【００２９】
まず、図１（ａ）に示すように、半導体チップ１上に形成した電極パッド（接続端子）２と、これに接続する回路基板４上に形成した入出力端子（電極端子）３が重なる位置に、半導体チップ１と回路基板４とを平行に対峙して保持した状態で、その隙間に導電性粒子（例えば、はんだ粉）６を含有する液状物質（例えば、フラックス）５を充填する。
【００３０】
なお、液状物質５の供給は、回路基板４上に液状物質５を塗布した後、液状物質５の表面に半導体チップ１を当接することにより行ってもよい。
【００３１】
次に、図１（ｂ）に示すように、液状物質５中に超音波を入射し、半導体チップ１及び回路基板４に対して、振幅の方向が垂直でかつ波形進行方向が平行となる方向に定在波７を生成させると、図１（ｃ）に示すように、導電性粒子６が定在波７の節７ａに捕捉され、やがて導電性粒子６が凝集してなる接続体８が形成される。
【００３２】
この方法は、従来から知られた超音波を用いて非接触で微小物体をハンドリングする非接触マイクロマニピュレーションと呼ばれる技術と同じ原理に基づくもので、導電性粒子６が捕捉されるメカニズムは以下のように説明される（例えば、特許文献２を参照）。
【００３３】
すなわち、流体媒質中に超音波の定在波を生成させ、この流体媒質中に、定在波の波長に比べて十分小さい微小物体を置くと、微小物体には、物体の周りに生じる音響放射圧によって、半波長間隔で存在する力学的に安定した位置（定在波の音圧分布の節）に向かう力が及ぼされる。この作用により、液状物質５中に分散していた導電性粒子６は、定在波の節の近傍に、半波長間隔で凝集されて捕捉されることになる。
【００３４】
この原理によれば、超音波の周波数や発信源での位相を変化させることによって、節の間隔や位置を自由に変更することができるので、本発明において、液状物質５中に分散する導電性粒子６を、所定の位置に配置された端子２、３間に凝集させることができる。
【００３５】
さらに、図１（ｄ）に示すように、その後液状物質５を高温で加熱することにより、節に凝集した導電性粒子６を溶融させて、半導体チップ１の電極パッド２と回路基板４の入出力端子３を接続体９を介して接続することによって、電子部品実装体が作製される。必要に応じ、半導体チップ１と回路基板４との間に封止樹脂１０を注入し、硬化させることで、半導体チップ１の固定が強化される。
【００３６】
なお、図１（ｂ）に示したように、半導体チップ１の電極パッド２、及び回路基板４の入出力端子３は、定在波の半波長間隔で配列しているため、１回の超音波の入射で、全ての電極パッド２と入出力端子３とが接続体９を介して一括して接続されるが、必ずしも、一括して接続する必要はない。
【００３７】
例えば、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、超音波を２回に分けて入射することによって、電極パッド２と入出力端子３とを接続体９を介して接続することができる。すなわち、図２（ａ）に示すように、１回目の超音波を入射して定在波７ｍを生成することによって、液状物質５中に分散していた導電性粒子６を、一つおきの端子２、３上に凝集させて、接続体８ｍを形成する。このとき、電極パッド２及び入出力端子３は、１回目の超音波の入射で生成された定在波の波長λに対して、１／４λの間隔で配列している。
【００３８】
次に、図２（ｂ）に示すように、１回目に入射した超音波と１／４λだけ位相のずれた超音波を入射して定在波７ｎを生成することによって、１回目と一つづつ隣にずれた電極パッド２及び入出力端子３上に、液状物質５中に分散していた導電性粒子６を凝集させて、接続体８ｎを形成する。なお、１回目の超音波の入射で形成された接続体８ｍは、２回目の超音波の入射によって生成された定在波７ｎの腹の位置にあるため、２回目の超音波の入射によっては、ほとんど影響は受けず（影響を受けたとしても、実質的に問題のない程度の影響）、その場所に留まることができる。
【００３９】
最後に、図２（ｃ）に示すように、液状物質５を高温で加熱することにより、電極パッド２及び入出力端子３上に凝集した導電性粒子６を溶融させて、半導体チップ１の電極パッド２と回路基板４の入出力端子３とを接続体９を介して接続することによって、電子部品実装体を形成する。
【００４０】
ところで、本実施形態において液状物質５として用いたフラックスの代わりに、硬化型樹脂または熱可塑型樹脂のような硬化する性質を有する樹脂材料を選択することで、液状物資５に封止樹脂１０の機能を付加させることもできる。
【００４１】
また、このように液状物質５として硬化する性質を有する樹脂材料を選択した場合は、導電性粒子６として、はんだ粉以外の材料使用も可能となる。以下、図３（ａ）〜（ｄ）に示した工程断面図を参照しながら説明する。
【００４２】
まず、図３（ａ）に示すように、半導体チップ１上に形成した電極パッド２と、これに接続する回路基板４上に形成した入出力端子３が重なる位置に、半導体チップ１と回路基板４とを、隙間を設けて平行にして保持した上で、その間に導電性粒子（例えば、Ｃｕ粉）６を含有する硬化する性質を有する樹脂である液状樹脂（例えば、エポキシ系熱硬化型液状樹脂）５を充填する。
【００４３】
次に、図３（ｂ）に示すように、液状樹脂５中に、半導体チップ１及び回路基板４に対して、振幅の方向が垂直でかつ波形進行方向が平行となる方向に定在波７を発生させると、図３（ｃ）に示すように、Ｃｕ粉６が定在波７の節７ａに集合した接合体８が形成される。
【００４４】
さらに、図３（ｄ）に示すように、液状樹脂５を約１５０℃で加熱することにより、エポキシ系熱硬化型樹脂である液状樹脂５は、この接合体８の構造を維持したまま硬化することで、半導体チップ１の電極パッド２と回路基板４の入出力端子３とを接合体８を介して接続された電子部品実装体が作製される。
【００４５】
本実施形態によれば、導電性粒子６が分散された液状物質５に超音波を入射させ、定在波を生成することによって、半導体チップ１及び回路基板４の端子間に導電性粒子６が凝集してなる（または、凝集後に溶融した）接続体８、９を一括して形成することができる。これによって、半導体チップ１及び回路基板４の端子間の接続を容易に達成することができ、生産性が高く、低コストな電子部品実装体（半導体チップ実装体）を実現できる。
【００４６】
（第２の実施形態）
図４（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第２の実施形態における突起電極（バンプ）の形成方法を模式的に示した工程断面図である。なお、本実施形態においては、基板として半導体チップを用い、半導体チップの端子上に突起電極を形成する例について説明する。
【００４７】
まず、図４（ａ）に示すように、半導体チップ１上に形成した電極パッド（端子）２の上に、平板１１を、間隙を設けて平行にして保持した上で、その間に導電性粒子（例えば、はんだ粉）６を含有する液状物質（例えば、フラックス）５を充填する。
【００４８】
次に、図４（ｂ）に示すように、液状物質５中に超音波を入射し、半導体チップ１及び平板１１に対して、振幅の方向が垂直でかつ波形進行方向が平行となる方向に定在波７を生成させると、図４（ｃ）に示すように、導電性粒子６が定在波７の節７ａに凝集して、接続体８が形成される。
【００４９】
次に、図４（ｄ）に示すように、液状物質５を高温で加熱することにより、節７ａに凝集した接続体８を溶融して、半導体チップ１の電極パッド２上に突起電極９を形成する。その後、図４（ｅ）に示すように、平板１１を除去することによって、電極パッド２上に突起電極９を備えた半導体チップ１が完成する。
【００５０】
この突起電極９を備えた半導体チップ１は、従来のフリップチップ実装工法を用いて、図５に示すように、回路基板４上に実装されることで、半導体チップ実装体が作製される。なお、必要に応じ、半導体チップ１と回路基板４との間に封止樹脂１０を注入することによって、半導体チップ１の固定を強化する。
【００５１】
なお、本実施形態においても、液状物質５としてフラックスの代わりに、硬化型樹脂または熱可塑型樹脂のような硬化する性質を有する樹脂材料を選択することで、封止樹脂１０の機能を付加させることも可能である。
【００５２】
また、このように液状物質５として硬化する性質を有する樹脂材料を選択した場合は、導電性粒子６として、はんだ粉以外の材料使用も可能となる。以下、図６（ａ）〜（ｅ）に示した工程断面図を参照しながら説明する。
【００５３】
まず、図６（ａ）に示すように、半導体チップ１上に形成した電極パッド２の上面に、平板１１を、間隙を設けて平行にして保持した上で、その間にはんだ粉以外の導電性粒子（例えばＣｕ粉）６を含有する硬化性を有する樹脂からなる液状物質（例えば熱硬化型エポキシ系液状樹脂）５を充填する。
【００５４】
次に、図６（ｂ）に示すように、液状物質５中に超音波を入射し、半導体チップ１及び平板１１に対して、振幅の方向が垂直でかつ波形進行方向が平行となる方向に定在波７を生成させると、図６（ｃ）に示すように、Ｃｕ粉である導電性粒子６が定在波７の節７ａに凝集して接続体８が形成される。
【００５５】
次に、図６（ｄ）に示すように、約１５０℃で加熱することにより、エポキシ系熱硬化型樹脂である液状物質５が硬化することで、Ｃｕ粉の接続体８は、半導体チップ１の電極パッド２上に配置した構成が固定されるので、突起電極９が形成されることとなる。その後、図６（ｅ）に示すように、平板１１を除去することにより、電極パッド２上に突起電極９を備えた半導体チップ１を完成する。
【００５６】
この突起電極９を備えた半導体チップ１は、図７に示すように、回路基板４上に実装されることで、半導体チップ実装体が作製される。なお、この際、硬化した液状物質５と回路基板４の接着固定には、別途接着剤（不図示）を使用するが、図６（ｄ）の工程において、エポキシ系熱硬化型樹脂の硬化がＢステージ状態（接着性を有する状態）であれば、回路基板４に実装する際の接着剤は不要となる。
【００５７】
本実施形態によれば、導電性粒子６が分散された液状物質５に超音波を入射させ、定在波を生成することによって、半導体チップ１の電極パッド２上に導電性粒子６が凝集してなる（または、凝集後に溶融した）突起電極８、９を一括して形成することができる。これによって、半導体チップ１の電極パッド２上に突起電極８、９を容易に達成することができ、生産性が高く、低コストな突起電極を備えた半導体チップを実現できる。
【００５８】
（第３の実施形態）
図８（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第３の実施形態における導電接続フィルム（コネクターシート）の形成方法を模式的に示した工程断面図である。この導電接続フィルムは、複数の端子を有する電子部品の接続に供せられるもので、例えば、半導体チップ及び回路基板を導電接続フィルムを介して端子間の接続を図ることによって、半導体チップ実装体を得ることができる。
【００５９】
まず、図８（ａ）に示すように、２枚の平板１１を、間隙を設けて平行にして保持した上で、その間に導電性粒子（例えばＣｕ粉）６を含有する硬化性を有する樹脂からなる液状物質（例えば熱硬化型エポキシ系液状樹脂）５を充填する。
【００６０】
次に、図８（ｂ）に示すように、液状物質５中に超音波を入射し、平板１１に対して、振幅の方向が垂直でかつ波形進行方向が平行となる方向に定在波７を生成させると、図８（ｃ）に示すように、Ｃｕ粉である導電性粒子６が定在波７の節７ａに凝集した接続体８が形成される。
【００６１】
次に、図８（ｄ）に示すように、約１５０℃で加熱することにより、エポキシ系熱硬化型樹脂である液状物質５が硬化することで、樹脂フィルム中にＣｕ粉の接続体８からなる複数の導電部材（Ｃｕポスト）９が形成される。その後、図８（ｅ）に示すように、平板１１を除去することによって、樹脂フィルム中を貫通する複数のＣｕポスト９を有する導電接続フィルムを完成する。
【００６２】
この複数のＣｕポスト９を有する導電接続フィルムは、図９に示すように、半導体チップ１と回路基板４とを導電接続フィルムを介して接続することによって、半導体チップ１の電極パッド２と回路基板４の入力端子３とが、導電接続フィルム中を貫通するＣｕポスト９を介して電気的に接続され、半導体チップ実装体が作製される。
【００６３】
なお、この際、樹脂フィルムと半導体チップ１及び回路基板４の接着固定には、別途接着剤（不図示）を使用するが、図８（ｄ）の工程において、エポキシ系熱硬化型樹脂の硬化がＢステージ状態であれば、接着剤は不要となる。
【００６４】
本実施形態によれば、導電性粒子６が分散された液状物質５に超音波を入射させ、定在波を生成することによって、導電性粒子６が凝集してなるＣｕポスト９を樹脂フィルム中に一括して形成することができる。これによって、生産性が高く、低コストなＣｕポストを有する導電接続フィルムを得ることができる。また、この導電接続フィルムを電子部品の接続（半導体チップ実装）に適用することによって、低コストな電子部品の接続体（半導体チップ実装体）を供することができる。
【００６５】
（第４の実施形態）
図１０（ａ）〜（ｃ）は、第１〜第３の実施形態で説明した方法によって、電子部品の実装体、突起電極、及び導電接続フィルムをそれぞれ形成する製造装置の構成を模式的に示した図である。図１０（ａ）は、第１の実施形態における電子部品の接続方法によって、複数の端子を有する電子部品を接続体を介して互いに接続された電子部品の実装体を形成する製造装置を示す。また、図１０（ｂ）は、第２の実施形態における突起電極の形成方法によって、複数の端子を有する基板の端子上に突起電極を形成する製造装置を示す。また、図１０（ｃ）は、第３の実施形態における導電接続フィルムの形成方法によって、樹脂フィルム中を貫通する複数の導電性部材を有する導電接続フィルムを形成する製造装置を示す。なお、各製造装置の基本的な構成は共通するので、以下、図１０（ａ）を参照しながら説明し、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）については説明を省略する。
【００６６】
図１０（ａ）に示すように、電子部品（この場合、半導体チップ１と回路基板４）は、互いに対向するように配置して保持手段２０によって保持される。半導体チップ１を、保持手段２０の表面に形成された溝部に埋設し、さらに、保持手段２０の両端部に、超音波を放射させる振動板２１と、超音波を反射させる反射板２２を設けることによって、半導体チップ１と回路基板４との間に一定の隙間が設けられ、そこに、導電性粒子６が分散された液状物質５が供給される。
【００６７】
振動板２１には、パワーアンプ２３及びファンクションジェネレータ２４が接続され、所定の周波数及び電圧を振動板２１に印加して、半導体チップ１及び回路基板４面に垂直方向の振幅を有する超音波を入射することによって、液状物資５中に定在波が生成される。液状物質５中に分散された導電性粒子６は、定在波の節に捕捉されることによって、半導体チップ１の電極パッド２及び回路基板４の入出力端子３間に導電性粒子６が凝集され、これにより、導電性粒子６からなる接続体で接続された電子部品の実装体（フリップチップ実装体）が形成される。ここで、振動板２１、反射板２２、パワーアンプ２３及びファンクションジェネレータ２４で、定在波生成手段を構成している。
【００６８】
なお、保持手段２０には、ヒータ等の加熱手段２５が設けられている。これにより、電子部品の端子２、４間に凝集した導電性粒子６を溶融させることができる。さらに、電子部品１、４間に供給された液状物質５を熱硬化させることができる。
【００６９】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、本実施形態において、電子部品は半導体チップと回路基板としたが、これは他の電子部品、例えば、チップ部品、半導体ウェハ、コネクタなど他の部品でも構わない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明によれば、生産性良く、低コストで高性能、高品質、高信頼性を有する電子部品の接続方法、突起電極及び導電接続フィルムの形成方法、並びに電子部品の実装体、突起電極、及び導電接続フィルムの製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施形態に係わる電子部品の接続方法を模式的に示した工程断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態における定在波の生成方法を説明した工程断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施形態に係わる電子部品の接続方法を模式的に示した工程断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第２の実施形態に係わる突起電極の形成方法を模式的に示した工程断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における突起電極を備えた半導体チップを回路基板へ実装した半導体チップ実装体の構成を示した断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第２の実施形態に係わる突起電極の形成方法を模式的に示した工程断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における突起電極を備えた半導体チップを回路基板へ実装した半導体チップ実装体の構成を示した断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第３の実施形態に係わる導電接続フィルムの形成方法を模式的に示した工程断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態における導電接続フィルムを用いて半導体チップを回路基板へ実装した半導体チップ実装体の構成を示した断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第４の実施形態に係わる電子部品の実装体、突起電極、及び導電接続フィルムを形成する製造装置の構成を示した構成図である。
【図１１】従来の半導体チップの回路基板への実装方法を示した工程断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１      半導体チップ（電子部品）
２      電極パッド（接続端子）
３      入力端子（電極端子）
４      回路基板（電子部品）
５      液状物質
６      導電性粒子
７      定在波
７ａ    節
８、９  接続体（突起電極、導電性部材）
１０    封止樹脂
１１    平板
２０    保持手段
２１    振動板
２２    反射板
２３    パワーアンプ
２４    ファンクションジェネレータ
２５    ヒータ（加熱手段）
【図１】
2007311769.tif 000003
【図２】
2007311769.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007311769.tif 000009
【図８】
2007311769.tif 000010
【図９】
2007311769.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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