(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極との接合面積を確保して、低背化及び狭面積化を実現しつつ、接続信頼性に優れる導電性微粒子、該導電性微粒子の製造方法及び導電接続構造体を提供する。【解決手段】半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極とを接続する導電性微粒子であって、柱形状の樹脂微粒子の表面に金属層が形成されており、かつ、前記樹脂微粒子は、エネルギー線の照射及び／又は加熱により硬化する有機化合物からなる導電性微粒子。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極とを接続する導電性微粒子であって、
柱形状の樹脂微粒子の表面に金属層が形成されており、かつ、
前記樹脂微粒子は、エネルギー線の照射及び／又は加熱により硬化された有機化合物からなる
ことを特徴とする導電性微粒子。
【請求項２】
有機化合物は、ビニル系重合体及び／又はエポキシ樹脂を含有する反応性樹脂からなることを特徴とする請求項1記載の導電性微粒子。
【請求項３】
請求項１又は２記載の導電性微粒子の製造方法であって、
内径が１０００μｍ以下の筒状の容器内にエネルギー線の照射及び／又は加熱により硬化する有機化合物を封入する工程、
前記有機化合物を封入した筒状の容器にエネルギー線の照射及び／又は加熱し、前記有機化合物を重合させる工程、
重合させた前記有機化合物を切断し柱形状の樹脂微粒子を製造する工程、及び、
前記柱形状の樹脂微粒子の表面に金属層を設ける工程を有する
ことを特徴とする導電性微粒子の製造方法。
【請求項４】
半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極とが請求項１又は２記載の導電性微粒子により接続されてなることを特徴とする導電接続構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極との接合面積を確保して、低背化及び狭面積化を実現しつつ、接続信頼性に優れる導電性微粒子、該導電性微粒子の製造方法及び導電接続構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体チップや電子部品等の電極と実装基板とを接続するには、以下の（１）〜（３）に示すような手段が用いられていた（例えば、非特許文献１、２参照）。
（１）半導体チップや電子部品等の電極に球状の導電性微粒子を搭載しリフローすることにより接続端子を形成し、それを用いて実装基板の電極との導電接続構造体を形成する。
（２）半導体チップや電子部品等の電極にハンダペースト等を印刷しリフローすることにより接続端子を形成し、それを用いて実装基板の電極との導電接続構造体を形成する。
（３）半導体チップや電子部品等の電極にメッキ法にて金属接続端子を形成し、それを用いて実装基板の電極との導電接続構造体を形成する。
図２（ａ）に、（１）の手段により得られる接続端子の形態を模式的に示す断面図を示し、（ｂ）に、（２）及び（３）の手段により得られる接続端子の形態を模式的に示す断面図を示す。
【０００３】
ところで、近年、携帯電話等のモバイル機器においては、高機能・多機能化及び小型軽量化に伴い、それに使用される半導体部品、電子部品の高密度化、小型化が特に要求されている。このような要求を実現するために半導体パッケージの３次元配置を行ったり、３次元配置したものを１つの半導体パッケージ及び電子部品として構成したりすることが検討されている。
しかしながら、これらの方法によると、半導体パッケージの高さが高くなってしまうという問題があるため、これを低くすることが求められている。
【０００４】
例えば、図２（ａ）に示す接続端子のような球状の導電性微粒子２１を用いて半導体パッケージの３次元配置等を行った場合、その導電性微粒子の粒子径を小さくすることより、半導体パッケージを低背化することが可能となる。しかしながら、図２（ａ）に示すように、導電性微粒子２１の粒径を小さくすると、電極部２２との接合面積が小さくなるので、接続信頼性が確保できないという問題があった。
【０００５】
また、例えば、球状の導電性微粒子を用いて半導体パッケージ両面へ部品実装を行いモジュール化することで小型化する方法がある。しかしながら、この方法によると、大型の部品を背面に実装するためには、モジュールと基板間との距離を大きくする必要があるが、球状の導電性微粒子を用いた場合には、モジュールと基板距離の増大に伴って大きな粒径の導電性微粒子を使用する必要があり、モジュール面積も増大する。多ピンの場合更にモジュール面積が増大し、小型化と相反することになるといった問題があった。
【０００６】
一方、図２（ｂ）に示す接続端子のような印刷やメッキによって形成した接続端子２３を用いて導電接続構造体を構成する場合は、低背化、挟面積化することが可能であるが、温度サイクル試験による信頼性試験において、半導体チップや電子部品等と基板との構成材料の線膨張係数等の物性値の違いから生じる歪応力を緩和することができず、接続信頼性を確保することが難しいといった問題があった。
【０００７】
これらの問題を解決する方法として、導電接続構造体の隙間に樹脂を入れて固めてしまう方法があるが、この方法では、樹脂に求められる特性が多く樹脂が非常に高価なものとなり、半導体パッケージやモジュール等のコスト上昇につながるという問題があった。
【非特許文献１】萩本  英二、「ＣＳＰ技術のすべて」、工業調査会
【非特許文献２】「表面実装マガジン」、電子技術、２００１年９月臨時増刊
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記現状に鑑み、半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極との接合面積を確保して、低背化及び狭面積化を実現しつつ、接続信頼性に優れる導電性微粒子、該導電性微粒子の製造方法及び導電接続構造体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】
【０００９】
本発明は、半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極とを接続する導電性微粒子であって、柱形状の樹脂微粒子の表面に金属層が形成されており、かつ、前記樹脂微粒子は、エネルギー線の照射及び／又は加熱により硬化する有機化合物からなる導電性微粒子である。
【００１０】
また、本発明は、本発明の導電性微粒子の製造方法であって、内径が１０００μｍ以下の筒状の容器内にエネルギー線の照射及び／又は加熱により硬化する有機化合物を封入する工程、前記有機化合物を封入した筒状の容器にエネルギー線の照射及び／又は加熱し、前記有機化合物を重合させる工程、重合させた前記有機化合物を切断し柱形状の樹脂微粒子を製造する工程、及び、前記柱形状の樹脂微粒子の表面に金属層を設ける工程を有する導電性微粒子の製造方法である。
以下に本発明を詳述する。
【００１１】
本発明者らは、鋭意検討した結果、半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極とを導電接続する導電性微粒子を柱形状の樹脂微粒子の表面に金属層が形成されたものとすることで、半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極との接合面積を確保して、低背化及び狭面積化を実現しつつ、接続信頼性に優れたものとすることができることを見出した。
【００１２】
また、このような柱形状の導電性微粒子を製造する方法について検討したところ、樹脂繊維を切断機で所定長さに切断して樹脂微粒子を製造し、その表面に金属層を形成する方法が好適であることを見出した。
樹脂繊維は、通常、乾式や湿式の紡糸方法で製造されており、乾式の紡糸方法では、ポリエチレンやナイロン等比較的低温で溶融する熱可塑樹脂を加熱溶融し押出機から吐出して樹脂繊維を製造しており、湿式の紡糸方法は、ポリアミド等の融点の高いポリマーを溶媒に溶解させ、その溶液をポリマー不溶液に入れることでポリマー析出させながら紡糸させていた（例えば、松井亨景、松尾達樹、「ファイバーをつくる（高分子加工Ｏｎｅ Ｐｏｉｎｔ）」共立出版  参照）。
しかしながら、導電性微粒子のコアとなる樹脂微粒子には、熱により溶融、変形等しない耐熱性が求められ、熱硬化性樹脂等の耐熱性樹脂からなることが必要であるところ、従来の樹脂繊維を製造する方法では、乾式、湿式のいずれの紡糸方法でも、樹脂原料を溶融か溶媒溶解させる必要があり、熱硬化性樹脂等の耐熱性を有する樹脂には使えない方法であった。また高溶融点を持つアラミド繊維等は、湿式紡糸であるため、本発明に適する太さの繊維を作製することが出来なかった。
そこで、本発明者らは、鋭意検討した結果、所定の内径を有する筒状の容器内に熱硬化性樹脂等の原料を封入し、その後封入した原料を硬化させることで、耐熱性を有する樹脂からなる樹脂繊維を製造することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
本発明の導電性微粒子は、半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極とを接続する際に用いられるものである。
本発明の導電性微粒子は、柱形状の樹脂微粒子の表面に金属層が形成されている構造を有する。
本発明の導電性微粒子において、上記柱形状とは、円柱、楕円柱や、三角柱、四角柱、五角柱、六角柱等の多角柱等が挙げられる。
【００１４】
本発明の導電性微粒子は、例えば、円柱形状である場合、柱の高さが、該高さ方向に垂直な方向の断面である円の直径以下となる形状（以下、コイン型ともいう）であってもよく、柱の高さが、該高さ方向に垂直な方向の断面である円の直径よりも大きくなる形状（以下、ポスト型ともいう）であってもよい。
【００１５】
本発明の導電性微粒子がコイン型である場合、半導体チップ又は電子部品の電極との接合面積を保持したままモジュールの低背化を図ることができ、このような形状の本発明の導電性微粒子は、携帯電話やＰＤＡ等のモバイル機器に好適に用いられる。
一方、本発明の導電性微粒子がポスト型である場合、半導体チップ又は電子部品と基板との間の間隔を大きく保持することができ、大型部品の両面実装や多ピン構造の場合であってもモジュールの狭面積化を図ることができる。
【００１６】
本発明の導電性微粒子の高さとしては、接合する半導体チップ又は電子部品の電極や実装基板の電極の大きさに合わせて適宜決定され、特に限定されないが、例えば、本発明の導電性微粒子が上述したコイン型である場合、好ましい下限は２０μｍ、好ましい上限は、底面積部の直径又は対角線長さの８０％である。２０μｍ未満であると、半導体チップ又は電子部品と基板との間隔が短くなりショートの原因となることがあり、高さが底面積部の直径又は対角線長さの８０％を超えると、半導体チップ又は電子部品の電極との接合面積が広くなるため、モジュールの面積が増大して小型化を図ることができなくなるとともに、低背下を図ることができないことがある。より好ましい下限は３０μｍ、より好ましい上限は底面積部の直径又は対角線長さの６０％である。
一方、本発明の導電性微粒子が上述したポスト型である場合、その高さとしては特に限定されないが、好ましい下限は、底面積部の直径又は対角線長さの１５０％、好ましい上限は、底面積部の直径又は対角線長さの３００％である。高さが底面積部の直径又は対角線長さの１５０％未満であると、半導体チップ又は電子部品の電極との接合面積が小さくする効果が充分得られないことがある。高さが底面積部の直径又は対角線長さの３００％を超えると、落下衝撃等を受けた際の接合強度を充分得ることが困難となる。より好ましい下限は、底面積部の直径又は対角線長さの１７０％、より好ましい上限は底面積部の直径又は対角線長さの２５０％である。
【００１７】
このような本発明の導電性微粒子は、柱の高さの標準偏差としては、５以下であることが好ましい。５を超えると、接続する半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極との間隔のバラツキが大きくなり接続不良の原因となることがある。より好ましい上限は３である。
【００１８】
また、接合する半導体チップ又は電子部品の電極や実装基板の電極の大きさに鑑み、本発明の導電性微粒子の底面の直径又は対角線の長さは、上記電極の直径又は対角線の長さに対して、好ましい下限が５０％であり、好ましい上限は１５０％である。
【００１９】
本発明の導電性微粒子は、樹脂微粒子の表面に形成した金属層の溶解によって半導体チップ又は電子部品の電極等との接続を行うため、上記樹脂微粒子を構成する材料は、上記金属層の溶融温度にて変形や分解せず、更には軟化しないことが必要とされる。
上記柱形状の樹脂微粒子は、エネルギー線の照射及び／又は加熱により硬化する有機化合物からなるものである。
【００２０】
上記有機化合物としては、エネルギー線の照射及び／又は加熱により硬化するものであれば特に限定されないが、ビニル系重合体及び／又はエポキシ樹脂を含有する反応性樹脂が好適に用いられる。
【００２１】
上記ビニル系重合体の単量体としては、例えば、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート等のポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート等のポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、２，２−ビス［４−（メタクリロキシエトキシ）フェニル］プロパンジ（メタ）アクリレート等の２，２−ビス［４−（メタクリロキシポリエトキシ）フェニル］プロパンジ（メタ）アクリレート、２，２−水添ビス［４−（アクリロキシポリエトキシ）フェニル］プロパンジ（メタ）アクリレート、２，２−ビス［４−（アクリロキシエトキシポリプロポキシ）フェニル］プロパンジ（メタ）アクリレート；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誘導体；塩化ビニル；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類；アクリロニトリル等の不飽和ニトリル類；（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ステアリル、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、シクロヘキシル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル誘導体；ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン類；ジビニルベンゼン、１，６−ヘキサンジオールジ（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、テトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ジアリルフタレート及びその異性体、トリアリルイソシアヌレート及びその誘導体、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート及びその誘導体、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等の架橋性単量体等が挙げられる。これらの単量体は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。また、上記樹脂微粒子に耐熱性を付与するために、不飽和結合を複数有する多官能モノマーを３０重量％以上用いることが好ましい。
【００２２】
上記エポキシ樹脂として、特に限定されず、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、異節環状型エポキシ樹脂、多官能性エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、例えば水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等のアルコール型エポキシ樹脂、例えば臭素化エポキシ樹脂等のハロゲン化エポキシ樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、エポキシ基含有ポリエステル樹脂、エポキシ基含有ポリウレタン樹脂、エポキシ基含有アクリル樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ系化合物は、単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
【００２３】
上記樹脂微粒子は、軟化温度の好ましい下限が２８０℃である。２８０℃未満であると、本発明の導電性微粒子を半導体チップ又は電子部品の電極等に接続する際に変形や分解したり、軟化してしまったりすることがある。より好ましい下限は３００℃、更に好ましい下限は３５０℃である。
【００２４】
本発明の導電性微粒子は、上記樹脂微粒子の表面に金属層が形成されている。
上記金属層を構成する金属としては特に限定されないが、金、銀、銅、白金、亜鉛、鉄、鉛、錫、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、錫−鉛合金、錫−銅合金、及び、錫−銀合金からなる群より選択される少なくとも１種の金属が好適に用いられる。
また、上記金属層が２種以上の上記金属が併用されてなる場合、複数の層を有する多層構造を形成するように用いられてもよく、合金として用いられてもよい。
【００２５】
上記金属層は、一層からなる単層構造を有するものであってもよく、二層以上の多層構造を有するものであってもよい。
上記金属層が多層構造を有する場合、該金属層の最内層は、半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極との電気的接続を担保する役割を果たし、最外層は、半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極との間の接続素材としての役割を果たすように構成されていることが好ましい。
上記金属層がこのような多層構造を有する場合、最内層は、半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極との接続時に溶融せず、安定な金属からなることが好ましく、具体的には、融点の下限が９００℃の金属であることが好ましい。９００℃未満であると、半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極との接続時に溶融や軟化等することがある。また、上記金属層の最外層は、比較的低融点で溶解する金属からなることが好ましく、具体的には、融点の上限が３５０℃の金属であることが好ましい。３５０℃を超えると、半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極との接続時に印加する熱により基材粒子が変形等することがある。
【００２６】
上記融点の下限が９００℃である金属としては特に限定されず、例えば、銅、ニッケル、金、銀、アルミニウム等が挙げられる。
また、上記融点の上限が３５０℃である金属としては特に限定されず、例えば、錫、錫−銅合金、錫−金合金、錫−銀合金、錫−鉛合金等が挙げられる。
【００２７】
また、上記金属層は、上記樹脂微粒子の表面全体に形成されていてもよいが、少なくとも接続すべき電極間を導通できる部分に形成されていればよい。
【００２８】
上記金属層の厚さとしては特に限定されないが、好ましい下限は０．０２μｍ、好ましい上限は１００μｍである。０．０２μｍ未満であると、所望の導電性が得られ難く、１００μｍを超えると、半導体チップや電子分品の電極と実装基板の電極との線膨張係数の違いから生じる歪応力を緩和する効果が得られないことがある。
【００２９】
このような本発明の導電性微粒子は、本発明の導電性微粒子の製造方法により好適に製造することができる。
本発明の導電性微粒子の製造方法は、内径が１０００μｍ以下の筒状の容器内にエネルギー線の照射及び／又は加熱により硬化する有機化合物を封入する工程、前記有機化合物を封入した筒状の容器にエネルギー線の照射及び／又は加熱し、前記有機化合物を重合させる工程、重合させた前記有機化合物を切断し柱形状の樹脂微粒子を製造する工程、及び、前記柱形状の樹脂微粒子の表面に金属層を設ける工程を有する導電性微粒子の製造方法である。
【００３０】
本発明の導電性微粒子の製造方法は、内径が１０００μｍ以下の筒状の容器内にエネルギー線の照射及び／又は加熱により硬化する有機化合物を封入する工程を有する。
上記筒状の容器としては特に限定されず、従来公知のチューブやキャピラリー等が挙げられ、このような容器を構成する材料としては、封入する有機化合物により侵されないこと、反応熱にて変形しないこと、及び、エネルギー線を透過させること等の性質を有するものであれば特に限定されず、例えば、フッ素樹脂、シリコン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド、シリカ、ガラス等が挙げられる。
【００３１】
上記筒状の容器の長手方向に垂直な方向の内壁の断面形状としては特に限定されず、例えば、円形、楕円形、多角形等任意の形状が挙げられる。上記筒状の容器の長手方向に垂直な方向の内壁の断面形状は、製造する導電性微粒子の形状となる。すなわち、上記筒状の容器の長手方向に垂直な方向の内壁の断面形状が円形である場合、製造する導電性微粒子は円柱形状となり、上記筒状の容器の長手方向に垂直な方向の内壁の断面形状が多角形である場合、製造する導電性微粒子は角柱形状となる。
【００３２】
上記筒状の容器は内径が１０００μｍ以下である。１０００μｍを超えると、次工程にて容器に封入したエネルギー線の照射及び／又は加熱により硬化する有機化合物にエネルギー線を照射及び／又は加熱する際に、エネルギー線や熱伝達の不均一を起こしやすく、上記有機化合物を均一に重合させることができなくなる。好ましい上限は８００μｍである。なお、上記筒状の容器の内径とは、該容器の長手方向に垂直な内壁の断面形状が円である場合、その直径を意味し、上記断面形状が多角形である場合、最長の対角線を意味する。
【００３３】
上記エネルギー線の照射及び／又は加熱により硬化する有機化合物としては、本発明の導電性微粒子で説明したビニル系重合体の単量体や反応性樹脂が好適に用いられる。
また、上記有機化合物とともに過酸化物やアゾ系の熱重合開始剤や光重合性開始剤を添加しておくことが好ましい。
【００３４】
上記有機化合物を上記筒状の容器内に封入する方法としては特に限定されず、例えば、シリンジや定量ポンプ等と筒状容器を接続し、吸引送液を行う方法が挙げられる。
【００３５】
本発明の導電性微粒子の製造方法は、上記有機化合物を封入した筒状の容器にエネルギー線の照射及び／又は加熱し、上記有機化合物を重合させる工程を有する。
本工程で上記容器内に封入した有機化合物を重合させるエネルギー線及び／又は熱は、上記有機化合物の種類、熱重合開始剤や光重合開始剤の種類等によって、適宜熱あるいは紫外線等が選択される。
【００３６】
上記有機化合物を熱重合させる場合には、筒状の容器をオーブンや水浴中で加熱し、所定の時間保つことで上記有機化合物を重合固化させることができる。このときの反応温度や時間は上記有機化合物や熱重合開始剤等によって適宜決められるが、例えば、温度３０〜９０℃、時間３０分〜１０時間程度で固化させることができる。一方、上記有機化合物をエネルギー線の照射で光重合させる場合には、上記筒所の容器をＵＶランプ下に設置し、所定の時間保つことで上記有機化合物を固化させることができる。このときの反応時間は上記有機化合物や光重合開始剤等によって適宜決められるが、例えば、１０分〜２時間程度で固化させることができる。
【００３７】
本発明の導電性微粒子の製造方法は、重合させた上記有機化合物を切断し柱形状の樹脂微粒子を製造する工程を有する。
上述した工程を経ることにより、上記筒状の容器の内部には、上記有機化合物からなる樹脂繊維状物が製造される。本工程では、上記樹脂繊維状物を所定長さに切断する。
【００３８】
上記樹脂繊維状物を切断する方法としては、例えば、ストランドカッターや細線切断機を用いて、所定の長さにカットする方法等が挙げられる。裁断する長さは、最終用途によって適宜決められるが、繊維の断面直径よりも短く切断すれば、扁平したコイン状の粒子を得ることができ、断面直径よりも長く切断すれば、ポスト状の粒子を得ることができる。
なお、本工程では、上記筒状の容器ごと上記樹脂繊維状物を所定長さに切断してもよく、上記筒状の容器から上記繊維状物を所定長さ抜き出し、抜き出した繊維状物を切断してもよく、上記筒状の容器から繊維状物を完全に抜き出した後、繊維状物を所定長さに切断してもよい。
【００３９】
本発明の導電性微粒子の製造方法は、上記柱形状の樹脂微粒子の表面に金属層を設ける工程を有する。
上記樹脂微粒子の表面に形成する金属層を構成する材料や形成する金属層の厚さ及びその状態等としては特に限定されず、例えば、上述した本発明の導電性微粒子の金属層と同様であることが好ましい。
【００４０】
上記樹脂微粒子の表面に金属層を形成する方法としては特に限定されず、例えば、無電解メッキによる方法；電解メッキによる方法；金属微粉を単独又はバインダーに混ぜ合わせて得られるペーストを樹脂微粒子にコーティングする方法；真空蒸着、イオンプレーティング、イオンスパッタリング等の物理的蒸着方法等が挙げられる。
【００４１】
このような本発明の導電性微粒子は、柱形状であるので、電極間の距離と電極との接合面積が連動して増減する真球状の導電微粒子とは異なり、電極間の距離と電極との接合面積を個別に調整することが可能である。従って、電極との接合面積を保ったままの低背化、電極間距離を大きくして狭面積化といった設計が可能となる。
また、本発明の導電性微粒子は、樹脂微粒子をコアとして、その表面に金属層が形成されているので、コアとなる樹脂微粒子により、半導体チップや電子部品等の電極と実装基板の電極との構成材料の線膨張係数等の物性値の違いから生じる歪応力を緩和し、金属層により電気的特性を確保することができる。
更に、本発明の導電性微粒子は、その高さの標準偏差が５以下であるため、本発明の導電性微粒子を用いて接続した半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極との間隔にバラツキが殆どなく、接続信頼性が極めて高いものとなる。
【００４２】
本発明の導電性微粒子は、そのまま、又は、マイクロ素子実装用の導電接着剤、異方性導電接着剤、異方性導電シート等の導電材料として用いられ、半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極とを接続する際に用いられる。
【００４３】
上記半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極との接続方法としては、本発明の導電性微粒子を用いて接合する方法であれば特に限定されず、例えば、以下のような方法等が挙げられる。
（１）半導体チップ、電子部品又は実装基板の電極上にフラックス又はハンダペーストを塗布し、その上に導電性微粒子を搭載した後、リフローにより電極と導電性微粒子を接合する。次に、接続対象の半導体チップ、電子部品又は実装基板の電極上にフラックス又はハンダペーストを塗布し、電極に導電性微粒子が接合された上記半導体チップ、電子部品又は実装基板を置き、リフローにより接合する方法。
（２）表面に電極が形成された半導体チップ若しくは電子部品又は実装基板の上に、異方性導電シートを載せた後、接続対象である半導体チップ若しくは電子部品又は実装基板を置き、加熱、加圧して接合する方法。
（３）異方性導電シートを用いる代わりに、スクリーン印刷やディスペンサー等の手段で異方性導電接着剤を供給し接合する方法。
（４）導電性微粒子を介して張り合わせた二つの電極部の間隙に液状のバインダーを供給した後で硬化させて接合する方法。
【００４４】
図１（ａ）に、半導体チップや電子部品等の電極にコイン型の本発明の導電性微粒子を搭載しリフローすることにより形成された接続端子の１実施形態を示し、図１（ｂ）に、半導体チップや電子部品等の電極にポスト型の本発明の導電性微粒子を搭載しリフローすることにより形成された接続端子の１実施形態を示す。
図１（ａ）及び（ｂ）に示したような接続端子の他端に実装基板の電極を接続することで半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極との接合体、すなわち、半導体パッケージ、電子部品等の導電接続構造体を得ることができる。
半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極とが本発明の導電性微粒子により接続されてなる導電接続構造体もまた、本発明の１つである。
【発明の効果】
【００４５】
本発明の導電性微粒子は、柱形状であるので、電極間の距離と電極との接合面積をそれぞれ個別に調整することができ、電極との接合面積を保ったままの低背化、電極間距離を大きくして狭面積化といった設計が可能となる。また、本発明の導電性微粒子は、エネルギー線の照射及び／又は加熱により硬化された有機化合物からなる樹脂微粒子をコアとして、その表面に金属層が形成されているので、優れた耐熱性を有するとともに、コアとなる樹脂微粒子により、半導体チップや電子部品等の電極と実装基板の電極との構成材料の線膨張係数等の物性値の違いから生じる歪応力を緩和し、金属層により電気的特性を確保することができる。
すなわち、本発明によると、半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極との接合面積を確保して、低背化を実現しつつ、接続信頼性に優れる導電性微粒子、該導電性微粒子の製造方法及び導電接続構造体を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
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。
【００４７】
（実施例１）
ジビニルベンゼン、ジエチレングリコールアクリレートに光反応開始剤としてイルガキュアー８１９（チバ・スペシャリティケミカルズ社製）を混合して溶解させた。この溶液を内径５００μｍ、外形２ｍｍのフッ素樹脂チューブに、シリンジを使って注入した。その後、フッ素樹脂チューブをＵＶランプ（中心波長：３６５ｎｍ）下に設置し、２０分間紫外線を照射して溶液を反応させた。反応終了後、フッ素樹脂チューブから反応させた固化物を抜き出し、直径５００μｍの樹脂繊維を得た。
そして、樹脂繊維を細線切断機にかけ、長さ８００μｍ単位に切断し、ポスト型の樹脂微粒子を得た。
【００４８】
得られた樹脂微粒子に導電下地層としてニッケルメッキを行った後、電解メッキにより銅層を形成させた。更に、形成した銅層の上に錫、銀の合金メッキを行って厚さ３０μｍの金属層を形成し、直径６００μｍ高さ９００μｍの円柱形状の導電性微粒子を得た。
【００４９】
（実施例２）
ジビニルベンゼン、ジエチレングリコールアクリレートに熱開始剤としてパーブチルＯ（日本油脂社製）を混合して溶解させた。この溶液を内径５００μｍ、外形２ｍｍのフッ素樹脂チューブに、シリンジを使って注入した。その後、フッ素樹脂チューブをウォーターバスに浸積し、８５℃に加温した状態で２時間静置して溶液を反応させた。反応終了後、フッ素樹脂チューブから反応させた固化物を抜き出し、直径５００μｍの樹脂繊維を得た。
その後、樹脂繊維を細線切断機にかけ、長さ８００μｍ単位に切断し、ポスト状の樹脂微粒子を得た。
【００５０】
得られた樹脂微粒子に導電下地層としてニッケルメッキを行った後に、電解メッキにより銅層を形成させた。更に、形成した銅層の上に錫、銀の合金メッキを行って厚さ３０μｍの金属層を形成し、直径６００μｍ高さ９００μｍの円柱形状の導電性微粒子を得た。
【００５１】
（実施例３）
トリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートに光反応開始剤としてイルガキュアー８１９（チバ・スペシャリティケミカルズ社製）を混合して溶解させた。この溶液を内径５００μｍ、外形２ｍｍのシリカキャピラリーに、シリンジを使って注入した。その後、シリカキャピラリーをＵＶランプ（中心波長：３６５ｎｍ）下に設置し、２０分間紫外線を照射して溶液を反応させた。反応終了後、シリカキャピラリーから固化物を抜き出し、直径５００μｍの樹脂繊維を得た。
得られた樹脂繊維を細線切断機にかけ、長さ２００μｍ単位に切断し、ポスト状の樹脂微粒子を得た。
【００５２】
得られた樹脂微粒子に導電下地層としてニッケルメッキを行った後に、電解メッキにより銅層を形成させた。更に、形成した銅層の上に錫、銀の合金メッキを行って厚さ３０μｍの金属層を形成し、直径６００μｍ高さ３００μｍの円柱形状の導電性微粒子を得た。
【００５３】
実施例１、２で得られた導電性微粒子を、直径６００μｍの電極を１００個有する１０ｍｍ角の半導体チップにフラックスを介して搭載して、リフローを行い、半導体パッケージを作製した。得られた半導体パッケージを直径６００μｍの電極を１００個有するプリント基板にハンダペーストを介して搭載し、リフローを行い半導体パッケージと基板との導電接続構造体を得た。
その結果、φ９００μｍの導電性微粒子を使用しての導電接続構造体よりも、狭面積にて８５０μｍ程度のギャップ保持が実現できた。
また印刷法、メッキ法によって構成された同じ仕様の導電接続構造体を作製し、実施例１、２に係る導電性接続構造体とともに、−２５℃〜１２５℃の温度サイクル試験を実施した結果、実施例１、２に係る導電接続構造体は、１０００ｃｙｃまで不良発生無しに対して、印刷法及びメッキ法にて構成した導電接続構造体は、全て不良となり（ｎ＝２０）、接続信頼性の確保も実現できた。
【００５４】
また、実施例３で得られた導電性微粒子を、直径６００μｍの電極を１００個有する７ｍｍ角の半導体チップにフラックスを介して搭載して、リフローを行い、半導体パッケージを作製した。得られた半導体パッケージを直径６００μｍの電極を１００個有するプリント基板にハンダペーストを介して搭載し、リフローを行い半導体パッケージと基板との導電接続構造体を得た。
その結果、φ６００μｍの導電性微粒子を使用しての導電接続構造体よりも低背化が実現でき、印刷法、メッキ法によって構成されたものと同程度の高さにすることができた。
【００５５】
また、印刷法、メッキ法によって構成された同じ仕様の導電接続構造体を作製し、実施例３に係る導電接続構造体とともに、−２５℃〜１２５℃の温度サイクル試験を実施した結果、実施例３に係る導電接続構造体は、１０００ｃｙｃまで不良発生無しに対して、印刷法及びメッキ法にて構成した導電接続構造体は、全て不良となり（ｎ＝２０）、接続信頼性の確保も実現できた。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明によれば、半導体チップ又は電子部品の電極と実装基板の電極との接合面積を確保して、低背化及び狭面積化を実現しつつ、接続信頼性に優れる導電性微粒子、該導電性微粒子の製造方法及び導電接続構造体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】（ａ）は、半導体チップや電子部品等の電極にコイン型の本発明の導電性微粒子を搭載しリフローすることにより形成された接続端子の１実施形態であり、（ｂ）は、半導体チップや電子部品等の電極にポスト型の本発明の導電性微粒子を搭載しリフローすることにより形成された接続端子の１実施形態である。
【図２】（ａ）は、従来の接続端子の形態を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、従来の別の接続端子の形態を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１、１０、２１、２３  導電性微粒子
２、２２  電極
【図１】
2007157551.tif 000003
【図２】
2007157551.tif 000004