(57)【要約】【課題】狭ピッチで、かつ多ピンの電極端子を有する半導体素子を用いても、実装不良が生じにくく、かつ実装時の押圧力による特性変動や破損などを抑制できる、接続信頼性の高い電子部品実装構造体を提供する。【解決手段】電子部品２の複数の電極端子３と、電極端子３に対応して基板５上に形成された複数の接続端子６とが、少なくとも導電フィラーと樹脂材料からなる突起電極７により接合された電子部品実装構造体１において、電子部品２は、複数の機能領域を有し、機能領域に対応して設けた、少なくとも２種類以上の異なる機能を有する突起電極７を介して接続した構成を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品の複数の電極端子と、前記電極端子に対応して基板上に形成された複数の接続端子とが、少なくとも導電フィラーと樹脂材料からなる突起電極により接合された電子部品実装構造体において、
前記電子部品は、複数の機能領域を有し、
前記機能領域に対応して設けた、少なくとも２種類以上の異なる機能を有する前記突起電極を介して接続したことを特徴とする電子部品実装構造体。
【請求項２】
前記電子部品の前記機能領域に対応して、前記突起電極の外形形状を異ならせたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装構造体。
【請求項３】
前記電子部品の前記機能領域に対応して、前記突起電極の機械的強度を異ならせたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子部品実装構造体。
【請求項４】
前記電子部品の前記機能領域が、少なくとも第１機能領域と、前記第１機能領域より機械的強度の低い第２機能領域を有し、
第１機能領域に設けた第１突起電極よりも、第２機能領域に設けた第２突起電極の弾性変形量を大きくしたことを特徴とする請求項３に記載の電子部品実装構造体。
【請求項５】
第１突起電極が太鼓状で、
第２突起電極が斜め円柱状またはコイルバネ状からなることを特徴とする請求項４に記載の電子部品実装構造体。
【請求項６】
前記電子部品の前記機能領域に対応して、前記突起電極の導電率を変化させたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子部品実装構造体。
【請求項７】
前記電子部品の前記導電率が、少なくとも前記導電フィラーの密度、粒径、または前記樹脂材料により調整されることを特徴とする請求項６に記載の電子部品実装構造体。
【請求項８】
前記突起電極において、前記電子部品の前記電極端子と前記基板の前記接続端子との接続部の断面形状を等しくしたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装構造体。
【請求項９】
前記突起電極の断面形状が、円柱形状、角柱形状、円錐形状、角錐形状、円錐台形状、角錐台形状、斜め円柱形状、太鼓形状または筒状形状であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装構造体。
【請求項１０】
前記電子部品が、前記突起電極が設けられた半導体素子であり、
前記基板の前記接続端子と前記半導体素子の前記突起電極とが、接触により電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装構造体。
【請求項１１】
電子部品の機能領域に対応させて、異なる機能を有する突起電極を形成する工程と、
基板の接続端子上に絶縁性樹脂を形成する工程と、
前記電子部品の前記突起電極と、前記基板の前記接続端子と位置合わせして接合する工程と、
前記絶縁性樹脂を硬化する工程と、
を含むことを特徴とする電子部品実装構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子に代表される電子部品を実装基板などにフリップチップ実装した電子部品実装構造体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子の高密度化に伴って、半導体素子の電極端子のピッチおよび面積が小さくなっている。これに伴い、半導体素子を実装基板にフリップチップ実装する際に用いる突起電極に関しても要求が厳しくなっている。
【０００３】
そして、電極端子の狭ピッチ化に伴い、実装基板の隣接する接続端子間での短絡の発生や、半導体素子と実装基板との熱膨張係数の差に起因する応力により突起電極と電極端子間の接続不良が生じやすいという課題がある。特に、携帯電話などの携帯用電子機器では落下衝撃なども頻繁に受けるため、このような接続不良が使用中に生じると、携帯用電子機器の不良につながる。
【０００４】
一方、狭ピッチ化を避けるために、半導体素子の回路形成面全体を用いて、突起電極を形成するエリアバンプ方式では、実装エリア全体に実装基板の高い平面度が要求される。
【０００５】
これらに対して、例えば断面が円錐状または角錐状の突起電極、あるいは導電性の樹脂を用いた突起電極を形成して、これらの課題を解決することが検討されている。例えば、先端が尖った導電性樹脂バンプを半導体チップ上に形成して、この導電性樹脂バンプを用いて実装した半導体装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１による導電性樹脂バンプは、以下に示す形成工程からなる。まず、先端が尖った凹部を平板の主面上に半導体チップ上に形成された電極パッドに対応して形成する工程と、これらの凹部に導電性樹脂を充填する工程とを有する。その後、半導体チップ上に平板の主面が半導体チップの電極パッドを担持する面と対面するとともに、上記凹部が半導体チップ上の対応する電極パッドと整合するように位置合わせする工程と、平板を半導体チップに位置合わせした状態で重ね合わせる工程を有する。そして、重ね合わせた状態で樹脂を硬化させて電極パッド上に、先端が尖った導電性樹脂バンプを転写形成する工程とからなる。
【０００７】
このとき、凹部を形成する工程として、例えば（１００）面を主面とする単結晶シリコン（Ｓｉ）基板を用いて、（１００）面上に凹部をウェットエッチング法により形成する方法が開示されている。この方法により、半導体素子の電極端子上にバリアメタルを形成することなく、例えば高さが６０μｍで、ばらつきが標準偏差にして２．５μｍ以内の突起電極を形成できる。その結果、確実な接続とともに、安価な半導体装置が得られるとしている。
【０００８】
また、別の例として、接続信頼性が高く、しかもエリアバンプ方式であっても実装基板の反りを吸収できる突起電極が開示されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に示されている突起電極は、下段バンプの上に、これより小さい上段バンプが形成された２段形状からなり、上段バンプの弾性率を下段バンプの弾性率より小さくしている。これにより、半導体素子と実装基板との間で生じる応力を突起電極で吸収する構造である。このとき、導電性接着剤を用いる場合、突起電極と導電性接着剤により、さらに応力を吸収できるような構造とすることができる。このため、これを用いた半導体装置において、接続信頼性が良好になる。また、エリアバンプ方式の場合は、実装基板に反りがある場合でも、この反りを突起電極で吸収できるとしている。
【０００９】
また、上段バンプを導電性樹脂、特に感光性導電性樹脂で形成し、この樹脂で形成されたバンプの表面に金属膜を形成する例も開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１１２４７４号公報
【特許文献２】特開２００１−１８９３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に示された突起電極は、単結晶Ｓｉ基板などを用いて凹部を形成して、凹部に導電性樹脂を埋め込み、その後、これを半導体素子の電極端子上に転写する方法を用いて、角錐状で、かつ厚みのばらつきの小さな形状で形成するものである。しかし、上記方法では、突起電極自体の厚みのばらつきを抑制することはできるが、例えば半導体素子に反りがある場合や半導体素子の突起電極を形成する面などに凹凸がある場合、結果として、半導体素子の表面に形成された突起電極面は一定の高さとならない。すなわち、半導体素子の裏面から突起電極の先端部までの高さのばらつきは解消されない。そのため、半導体素子の電極端子が狭ピッチで、かつ多ピン化する場合、突起電極面の高さのばらつきは、接続安定性を低下させ、実装不良が生じやすくなるという課題を有する。
【００１１】
そこで、実装不良を防ぐために、半導体素子に対して大きな押圧力を加えることが必要となる。しかし、大きな押圧力を加えると、半導体素子中の回路が破損しやすくなるため、半導体素子の回路形成面上に突起電極を形成することが困難になるという課題もある。
【００１２】
また、特許文献２の２段形状を有する突起電極においては、上段バンプの弾性率を下段バンプの弾性率より小さくすることにより、実装時の接触のばらつきや衝撃を吸収することができる。しかし、上記と同様に、半導体素子の表面に形成された突起電極面は一定の高さとならない。すなわち、半導体素子の裏面から突起電極の先端部までの高さのばらつきは解消されず、特許文献１と同様な課題を有する。
【００１３】
また、特許文献１と特許文献２の突起電極においては、一般的に、図７に示すように、１つの半導体素子３０２内の電極端子３０３上に形成される突起電極３０７の形状は、一様で同じ構成となっている。しかし、実際には、１つの半導体素子３０２の中に複数の機能領域からなる回路ブロックが配置され、これにより、様々な機能を有している。そのため、半導体素子３０２とキャリア基板３０５との間での設計の不整合（ミスマッチ）、例えば位置ずれ、配置不良などが生じた場合、接合部で補正することが困難になる。その結果、半導体素子３０２もしくはキャリア基板３０５の再設計が必要となり、生産効率が低下する。
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、狭ピッチで、かつ多ピンの電極端子を有する半導体素子を用いても、実装不良が生じにくく、かつ実装時の押圧力による特性変動や破損などを抑制できる、接続信頼性の高い電子部品実装構造体およびその製造方法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】
【００１５】
上述したような目的を達成するために、本発明は、電子部品の複数の電極端子と、電極端子に対応して基板上に形成された複数の接続端子とが、少なくとも導電フィラーと樹脂材料からなる突起電極により接合された電子部品実装構造体において、電子部品は、複数の機能領域を有し、機能領域に対応して設けた、少なくとも２種類以上の異なる機能を有する突起電極を介して接続した構成を有する。
【００１６】
さらに、電子部品の機能領域に対応して、突起電極の外形形状を異ならせてもよい。
【００１７】
さらに、電子部品の機能領域に対応して、突起電極の機械的強度を異ならせてもよい。
【００１８】
さらに、電子部品の機能領域が、少なくとも第１機能領域と、第１機能領域より機械的強度の低い第２機能領域を有し、第１機能領域に設けた第１突起電極よりも、第２機能領域に設けた第２突起電極の弾性変形量を大きくしてもよい。
【００１９】
さらに、第１突起電極が太鼓状で、第２の突起電極が斜め円柱状またはコイルバネ状からなってもよい。
【００２０】
さらに、電子部品の機能領域に対応して、突起電極の導電率を変化させてもよい。
【００２１】
さらに、電子部品の導電率が、少なくとも導電フィラーの密度、粒径、または樹脂材料により調整されてもよい。
【００２２】
さらに、突起電極において、電子部品の電極端子と基板の接続端子との接続部の断面形状を等しくしてもよい。
【００２３】
さらに、突起電極の断面形状が、円柱形状、角柱形状、円錐形状、角錐形状、円錐台形状、角錐台形状、斜め円柱形状、太鼓形状または筒状形状であってもよい。
【００２４】
さらに、電子部品が、突起電極が設けられた半導体素子であり、基板の接続端子と半導体素子の突起電極とが、接触により電気的に接続されていてもよい。
【００２５】
これらの構成により、電子部品の機能領域の構造や特性に応じて、形状、構造または電気的特性の最適な突起電極を介して接続できる。その結果、特性変動が小さく信頼性に優れた電子部品実装構造体を実現できる。
【００２６】
また、本発明の電子部品実装構造体の製造方法は、電子部品の機能領域に対応させて、異なる機能を有する突起電極を形成する工程と、基板の接続端子上に絶縁性樹脂を形成する工程と、電子部品の突起電極と、基板の接続端子と位置合わせして接合する工程と、絶縁性樹脂を硬化する工程と、を含む。
【００２７】
この方法により、電子部品の機能領域の構造や特性に応じて、形状、構造または電気的特性の最適な突起電極を形成できる。その結果、特性変動が小さく信頼性に優れた電子部品実装構造体を高い生産効率で作製できる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、電子部品の機能領域の構造や特性に応じて、形状、構造または電気的特性の最適な突起電極を介して接続した、特性変動が小さく信頼性に優れた電子部品実装構造体およびその製造方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、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。なお、同じ要素については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００３０】
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態における電子部品実装構造体について、図面を用いて説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施の形態における電子部品実装構造体１の構成を示す断面図である。
【００３２】
図１に示すように、本実施の形態の電子部品実装構造体１は、複数の電極端子３を有する電子部品２と、電極端子３に対応する位置に接続端子６を設けた基板５と、電極端子３と接続端子６とを接続する突起電極７とを備えている。このとき、電子部品２の電極端子３と基板５の接続端子６とは、異なる機能を有する突起電極７により接続されている。ここで、突起電極７は、少なくとも感光性樹脂と導電フィラーとを含む導電性樹脂から構成されている。
【００３３】
なお、異なる機能とは、以下で詳細に説明するように、例えば形状などの構造や導電率などの電気的な特性が異なることを意味している。
【００３４】
以下では、電子部品として、回路形成面側に複数の機能領域を有する半導体素子を例に説明する。ここで、機能領域とは、例えば電源部、アナログ回路部、デジタル回路部およびメモリー素子部などの回路ブロックである。また、基板として、例えばガラスエポキシ基板などの実装基板を例に説明する。
【００３５】
そして、電子部品２を構成する半導体素子の、以下で図面を用いて具体的に説明するように複数の機能領域に応じて、突起電極７は、円錐台形状、斜め円柱形状、太鼓形状といった複数の異なる外形形状や異なる導電率（抵抗値）などの機能を備えて構成されている。このとき、図１に示すように、例えば突起電極７は厚み方向に５層から構成され、第１層７ａ、第２層７ｂ、第３層７ｃ、第４層７ｄおよび第５層７ｅは、同一の材料により形成されている。
【００３６】
さらに、本実施の形態では、電子部品２と実装基板５との間に絶縁性樹脂８を充填して、電子部品２と実装基板５とを接着固定している。そして、電子部品２の電極端子３以外の表面には保護膜４が形成されている。しかし、保護膜４は必ずしも設ける必要はない。
【００３７】
本実施の形態によれば、電子部品の機能領域の構造や特性に応じて、形状、構造または電気的特性の最適な突起電極を介して、特性変動の小さい、信頼性に優れた電子部品実装構造体を実現できる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、電子部品２としてベアチップなど半導体素子を用いた例で説明するが、これに限られない。例えば、パッケージ化された半導体素子を用いてもよい。
【００３９】
また、本実施の形態では、５層からなる突起電極を例に説明したが、これに限られず、形状の異なる突起電極を形成できれば、層数は特に制限されない。
【００４０】
以下に、本発明の実施の形態における電子部品実装構造体１の製造方法の概略について、図２を用いて説明する。
【００４１】
図２は、本発明の実施の形態における電子部品実装構造体の製造方法の概略を説明するフローチャートである。
【００４２】
まず、感光性樹脂と導電フィラーとを含む導電性樹脂からなる突起電極７を、電子部品２である半導体素子の電極端子３上または実装基板５の接続端子６上に形成する（ステップＳ０１）。
【００４３】
つぎに、接続端子６が形成された実装基板５の面上に絶縁性樹脂８を形成する（ステップＳ０２）。
【００４４】
つぎに、突起電極７が形成された電子部品２を、突起電極７を介して電極端子３と接続端子６とを位置合わせする（ステップＳ０３）。
【００４５】
つぎに、少なくとも電子部品２を押圧して、電極端子３と接続端子６とを突起電極７を介して接続する（ステップＳ０４）。このとき、電子部品２の押圧により絶縁性樹脂８は接続端子６と突起電極７との間から排除されて、最終的に突起電極７と接続端子６とが圧接されて接触し、電気的な接続が行われる。
【００４６】
つぎに、上記接続工程の後に、絶縁性樹脂８を硬化させる（ステップＳ０５）。これにより、電子部品２と実装基板５とが接着固定され、電子部品実装構造体１が作製される。
【００４７】
なお、上記方法では、予め絶縁性樹脂８を実装基板５上に設けた例で説明したが、これに限られない。例えば、位置合わせして押圧し、突起電極７と接続端子６とを接続した後に、電子部品２と実装基板５との間に絶縁性樹脂８を注入して充填してもよい。
【００４８】
以下では、本実施の形態の電子部品実装構造体１の特徴である、半導体素子の機能領域に対応して設けられる異なる形状の突起電極７の製造方法について、図３を用いて説明する。
【００４９】
図３は、本発明の実施の形態の電子部品実装構造体１における突起電極７の製造方法を説明する主要工程の断面図である。そして、図３（ａ）は突起電極７の第１層７ａの製造方法、図３（ｂ）は突起電極７の第２層７ｂの製造方法を説明する断面図である。
【００５０】
まず、図３（ａ）に示すように、底部２１と一体的に形成された外周部２２とから構成された容器２０の内部に感光性樹脂と導電フィラーとを含む液状樹脂２４を、少なくとも電子部品２の電極端子３が浸漬される程度以上の高さまで入れる。このとき、容器２０の底部２１は、液状樹脂２４を硬化するための可視光や紫外線を透過する、例えば石英ガラスなどの透明部材で構成されている。
【００５１】
そして、電子部品２の主面に形成された電極端子３と底部２１との間隔Ｔ１を突起電極７の第１層７ａの厚みに設定する。このとき、底部２１の下方に設置した、例えば液晶パネルなどからなるフォトマスク２３には、突起電極７の第１層７ａを形成するための形状に相当する第１の開口部２３ａで開口されている。この場合、フォトマスク２３である液晶パネルに、第１の開口部２３ａの形状に対応する制御信号を印加することにより、複数の第１の開口部２３ａを一括に開口することができる。
【００５２】
上記の状態で、フォトマスク２３を介して、例えば可視光や紫外線などの光２５を、底部２１から液状樹脂２４に照射する。これにより、第１の開口部２３ａを通過した光２５は、電極端子３と底部２１との間にある液状樹脂２４を硬化させ、突起電極７の第１層７ａが形成される。
【００５３】
つぎに、図３（ｂ）に示すように、電子部品２を引き上げて、突起電極７の第１層７ａと底部２１との間隔Ｔ２を突起電極７の第２層７ｂの厚みに設定する。そして、図３（ａ）と同様の方法により、フォトマスク２３を介して光２５を、底部２１から液状樹脂２４に照射する。このとき、フォトマスク２３には、第１の開口部２３ａに対して、半導体素子の複数の機能領域に対応する、例えば異なる形状の突起電極を形成するために、第２の開口部２３ｂが、例えば配置、開口形状、位置をずらして設けられている。これにより、第２の開口部２３ｂを通過した光２５は、第１層７ａと底部２１との間にある液状樹脂２４を硬化させ、突起電極７の第２層７ｂが、第１層７ａ上に形成される。
【００５４】
つぎに、電子部品２を所定の間隔だけ引き上げながら、図３（ａ）と図３（ｂ）の工程を順次繰り返し、異なる開口形状の配置と形状を変えたフォトマスクの開口部を介して光を照射することによって、第２層７ｂ上に、第３層７ｃから第５層７ｅを形成する。これにより、円錐台形状、斜め円柱形状、太鼓形状といった複数の異なる形状を有する突起電極７が、異なる複数の機能領域に対応して半導体素子２の電極端子３上に形成される。上記の場合、５層からなる突起電極７を形成するため、間隔の設定と露光プロセスとを５回繰り返すことになる。このとき、突起電極７を構成する各層の厚みは、アスペクト比や要求される性能に応じて自由に設定できるが、上記では、１層の厚みを１０μｍで形成している。
【００５５】
つぎに、容器２０から電子部品２を取り出し、洗浄して不要な液状樹脂を除去する。これにより、機能領域に対応して、形状などが異なる突起電極７が形成された電子部品２が作製される。
【００５６】
なお、本実施の形態では、容器２０の底部２１が透明部材からなる場合を例に説明したがこれに限られず、フォトマスク自体を底部２１としてもよい。これにより、より微細なパターンを精度よく形成できる。
【００５７】
また、上記では、容器に底部側から突起電極を形成した例で説明したが、これに限られない。例えば、図４の別の例で示すように、液状樹脂の液面側から露光して突起電極を形成してもよい。
【００５８】
図４は、本発明の実施の形態の電子部品実装構造体１において、突起電極７の製造方法の別の例を説明する断面図である。そして、図４（ａ）は突起電極７の第１層７ａの製造方法、図４（ｂ）は突起電極７の第２層７ｂの製造方法を説明する断面図である。
【００５９】
基本的には、図３に示す製造方法と同じであるが、電子部品２を液状樹脂中に沈降させながら層状の突起電極を形成する点で異なる。なお、図４においては、電子部品２は電極端子３を２個のみとし、かつ保護膜４を形成していない構成を例に示している。
【００６０】
まず、図４（ａ）に示すように、容器１０の内部に電子部品２の電極端子３が形成された面を上向きにして液状樹脂２４中に沈める。このとき、電子部品２の面上に形成されている電極端子３と液状樹脂２４の液表面との間の間隔Ｔ１を突起電極７の第１層７ａの厚みに設定する。そして、フォトマスク２３を介して光２５を液状樹脂２４に照射する。これにより、第１の開口部２３ａを通過した光２５は、電極端子３の表面上にある液状樹脂２４を硬化させ、突起電極７の第１層７ａが形成される。
【００６１】
つぎに、図４（ｂ）に示すように、電子部品２をさらに沈降させて、突起電極７の第１層７ａと液状樹脂２４の液表面との間の間隔Ｔ２を突起電極７の第２層７ｂの厚みに設定する。そして、図４（ａ）と同様に、フォトマスク２３を介して光２５を液状樹脂２４に照射する。このとき、フォトマスク２３には、第１の開口部２３ａに対して、半導体素子２の複数の機能領域に対応する異なる形状の突起電極７を形成するために、第２の開口部２３ｂが、例えば配置、開口形状、位置をずらして設けられている。これにより、第２の開口部２３ｂを通過した光２５は、第１層７ａの表面上にある液状樹脂２４を硬化させ、突起電極７の第２層７ｂが、第１層７ａ上に形成される。
【００６２】
つぎに、電子部品２を設定した間隔だけ沈降させながら、図４（ａ）と図４（ｂ）の工程を順次繰り返し、異なる開口形状の配置と形状を変えたフォトマスク２３の開口部を介して光を照射することによって、第２層７ｂ上に、第３層７ｃから第５層７ｅを形成する。これにより、円錐台形状、斜め円柱形状、太鼓形状といった複数の異なる形状を有する突起電極７が、異なる複数の機能領域に対応して半導体素子の電極端子３上に形成される。上記の場合、５層からなる突起電極７を形成するため、間隔の設定と露光プロセスとを５回繰り返すことになる。
【００６３】
つぎに、容器１０から電子部品２を取り出し、洗浄して不要な液状樹脂を除去する。これにより、機能領域に対応して、形状などが異なる突起電極７が形成された電子部品２が作製される。なお、突起電極７の層数などは適時、必要な形状に応じて変更することができる。
【００６４】
ここで、電子部品２としては、例えば外形サイズ８ｍｍ角のＲＯＭやＲＡＭなどの半導体メモリーからなるＬＳＩチップなどの高密度集積回路素子やメモリーなど大容量記憶素子を含む機能素子を含む半導体素子が用いられる。このとき、半導体素子は、例えば１５０μｍピッチ、９００ピンでエリア上に配置された１００μｍ角の、例えばエリアバンプ配置が可能にパターン形成された配線（図示せず）の一部を露出させた開口部からなる電極端子３上を有している。
【００６５】
また、液状樹脂２４としては、例えば感光・熱可塑性アクリルオリゴマー、アクリルモノマー、開始剤、カップリング剤、密着性付与剤、反応性希釈剤、溶剤などからなる感光性樹脂に５０重量％以上８０重量％未満の３μｍの球状のＡｇ粒子を導電フィラーとして含む構成で突起電極７が形成される。このとき、液状樹脂２４の中に、平均粒径が５μｍ以下の鱗片状、または数ｎｍ〜数１００ｎｍの球状のＡｕ、Ｃｕ、ＰｔまたはＡｇなどの金属粒子を含んでいてもよい。これにより、固有抵抗率の小さい微細な金属粒子による接触面積が拡大し、電極端子３と突起電極７との接続抵抗または突起電極７の固有抵抗をさらに下げることができる。また、導電フィラーとしては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄあるいはこれらの合金などの金属粒子やはんだ合金などが用いられる。
【００６６】
なお、本実施の形態では、突起電極７を電子部品２の電極端子３上に設ける例で説明したが、これに限られない。例えば、突起電極７を、ガラスエポキシ基板、アラミド基板、ポリイミド基板やセラミック基板などの実装基板や回路基板の接続端子上に設けてもよく、同様の目的および効果が得られる。
【００６７】
なお、本実施の形態では、個別の電子部品２の状態で突起電極７を形成する例で説明したが、これに限られない。例えば、電子部品２が半導体素子の場合、複数の半導体素子がシリコン基板上に形成されている半導体ウェハーの状態で形成してもよい。これにより、生産効率を向上できる。
【００６８】
また、本実施の形態では、フォトマスク２３の開口部の形状を層ごとに変えて突起電極を形成する例で説明したが、これに限られない。例えば、フォトマスクの開口部の形状を、液状樹脂中から連続的に引き上げ、または液状樹脂中に連続的に沈降させる電子部品の移動と同期させて連続的に変更することにより、任意の形状の突起電極７を作製できる。
【００６９】
また、本実施の形態では、円錐台形状、斜め円柱形状、太鼓形状の突起電極を形成した例で説明したが、これに限られない。例えば、円柱形状、角柱形状、円錐形状、角錐形状、角錐台形状、筒状形状、バネ状形状、コの字型形状で形成してもよい。そして、これらの形状は、液晶パネルなどのフォトマスクの開口部を制御することで容易に形成できる。
【００７０】
また、本実施の形態では、導電フィラーと感光性樹脂からなる突起電極を例に説明したが、これに限られない。例えば、形成した突起電極７の表面に無電界めっきなどにより導電性皮膜を形成してもよい。これにより、実装基板の接続端子６との接続抵抗を小さくできる。この場合、まず、例えば突起電極（電極端子）の領域以外に設けた保護膜上にレジスト膜を形成する。そして、蒸着法やスパッタリング法などを用いて、半導体素子の全面に導電性薄膜を形成した後、レジスト膜を除去することにより、表面に導電性皮膜を有する突起電極７を形成することができる。
【００７１】
また、本実施の形態では、電子部品２と実装基板との間に絶縁性樹脂を充填して接着固定した構造を例に説明したが、これに限られない。例えば、異方導電性樹脂を用いて接続と接着固定を行ってもよい。この場合、まず、電子部品２と実装基板とを位置合わせする工程の前に、電極端子３が形成された電子部品２の面上または接続端子が形成された実装基板の面上に絶縁性樹脂または異方導電性樹脂を形成する。その後、絶縁性樹脂または異方導電性樹脂を硬化させることにより、電子部品２と実装基板とを接着固定する。この方法により、電子部品２と実装基板との間の接着を確実に、かつより強固に固定できるので接続信頼性が向上する。また、導電フィラーと感光性樹脂からなる突起電極には、特に接着性が要求されなくなるので、感光性樹脂の選択の自由度が大きくなる。
【００７２】
本実施の形態の電子部品実装構造体１によれば、半導体素子などの電子部品の複数の機能領域に対応して、電極端子と接続端子６とを異なる形状の突起電極７を介して、例えば圧接などの接触により電気的に接続する。そのため、熱衝撃や機械的な衝撃を受けても接続不良が生じにくく信頼性を向上できる。また、微小な径でも、大きな高さを有する、すなわちアスペクト比の大きな突起電極を容易に形成できるので、狭ピッチであっても短絡などの不良の生じずに接続することが可能となる。その結果、機能領域の特性に対応した最適な形状や特性を備えた突起電極を介して電子部品と実装基板とを接続した信頼性に優れた電子部品実装構造体１を実現できる。
【００７３】
以下に、本発明の実施の形態の電子部品実装構造体において、複数の機能領域ごとに異なる形状の突起電極を形成した実施例１について、図５を用いて具体的に示す。
【００７４】
図５（ａ）は、本発明の実施の形態の実施例１における電子部品実装構造体の機能領域を説明する平面図である。そして、図５（ｂ）から図５（ｅ）は、電子部品の機能領域ごとに対応して形成した突起電極の形状を説明する断面図である。なお、図５（ａ）には、図示しないが、各機能領域に多くの突起電極が形成されている。
【００７５】
図５（ａ）に示すように、電子部品実装構造体１００を構成する電子部品２である半導体素子は、例えば電源部１０１、グランド部１０４、デジタル部１０２およびアナログ部１０３などの複数の機能領域を有する回路ブロックから構成されている。ここで、電源部１０１は半導体素子への電源供給部からなる機能領域で、グランド部１０４は半導体素子の接地（アース）のための機能領域を構成している。また、デジタル部１０２はデジタル信号を扱う機能領域で、アナログ部１０３はアナログ信号を扱う機能領域をそれぞれ構成している。
【００７６】
そして、上記回路ブロックからなる複数の機能領域は、例えば実装基板５に実装するときの押圧力に対する耐力や半導体特性の変動などに差を有する場合が一般的である。そのため、実施例１では、以下で説明するように、各機能領域に対応して突起電極の外形形状を変えて、電子部品実装構造体１００を実現するものである。
【００７７】
まず、図５（ｂ）に示すように、電源部１０１およびグランド部１０４の機能領域においては、断面形状が太鼓状の突起電極７１を介して接続することにより、実装基板５と電子部品２間の応力に対して高い耐力を有する突起電極７１を介して実装できる。これは、太鼓状の形状によって、突起電極７１と電子部品２、実装基板５との間で発生する応力を緩和する効果によるものである。
【００７８】
また、図５（ｃ）および図５（ｄ）に示すように、デジタル部１０２の機能領域においては、電子部品２上の電極端子３と実装基板５上の接続端子６のそれぞれの断面形状の大きさが等しい、例えば円柱状の形状または円錐台状の突起電極７２、７３を介して接続する。これにより、インピーダンスの不整合（ミスマッチ）の抑制や調整をすることができる。
【００７９】
また、図５（ｅ）に示すように、アナログ部１０３の機能領域においては、断面形状が、例えば斜め円柱状またはコイルバネ形状の突起電極７４で接続することにより、等価回路定数（インダクタンス）の微調整が可能となる。これにより、電子部品２または実装基板５の再設計が必要なくなり、生産効率が向上する。この場合、突起電極７４の長さ、断面積や経路形状を調整することで、インダクタンスを調整できる。
【００８０】
すなわち、上述したように、電源部１０１およびグランド部１０４の機能領域に対しては、物理的または機械的な強度の高い突起電極７１を設けることができる。
【００８１】
しかし、アナログ部１０３の機能領域に対しては、物理的または機械的強度が弱いため、電源部１０１およびグランド部１０４の機能領域のような強固な突起電極７１を形成できない。そのため、斜め円柱状またはコイルバネ形状などの弾性変形しやすい突起電極７４とする。
【００８２】
また、デジタル部１０２の機能領域に対しては、実装基板５の接続端子６と電子部品２の電極端子３の大きさに対応して接続できる形状の突起電極７２、７３を形成し、インピーダンスなどの電気的特性を合わせることを可能にしている。
【００８３】
実施例１の電子部品実装構造体１００によれば、異なる機能領域に対応して、異なる形状の突起電極７１、７２、７３、７４を介して電子部品２と実装基板５とを実装することができる。この結果、電子部品２である半導体素子の各機能領域の特性や物理的な強度に合わせた突起電極７１、７２、７３、７４により、安定した信頼性に優れた電子部品実装構造体１００を実現できる。また、半導体素子の各機能領域の、設計品と製造品との特性などの不一致を、機能領域に対応して突起電極の外形形状を変えることで対応できる。その結果、再設計などにかかる時間を削減して、短期間での製品の出荷が可能となる。
【００８４】
なお、上記実施例１では、電子部品２の機能領域が４つの場合を例に説明したが、これに限られない。例えば、少なくとも２つの機能領域以上を有する電子部品に対して、少なくとも外形形状の異なる２種類以上の突起電極を用いればよい。具体的には、電子部品が２つの機械的強度の高い第１機能領域と、機械的強度の低い第２機能領域からなる場合、第１機能領域に形成する第１突起電極を、図４（ｂ）に示す、例えば太鼓状の形状で形成し、第２突起電極を、図４（ｅ）に示す、例えば弾性変形量の大きな斜め円柱状またはコイルバネ形状で形成してもよい。これにより、第２突起電極は押圧力により容易に変形するため、機械的強度の弱い第２機能領域の応力による破損や特性変動などを効果的に抑制できる。
【００８５】
以下に、本発明の実施の形態の電子部品実装構造体において、複数のこの機能領域ごとに異なる特性（機能）の突起電極を形成した実施例２について、図６を用いて具体的に示す。ここで、異なる特性（機能）とは、導電率や抵抗率（抵抗値）などの電気的な特性が異なることを意味している。
【００８６】
図６（ａ）は本発明の実施の形態の実施例２における電子部品実装構造体の機能領域を説明する平面図である。そして、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ線断面模式図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線断面模式図、図６（ｄ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ線断面模式図である。なお、図６（ａ）にも、図示しないが、図５（ａ）と同様に各機能領域に多くの突起電極が形成されている。
【００８７】
そして、図６（ａ）に示すように、電子部品実装構造体２００を構成する電子部品２２０である半導体素子は、例えば電源配線部２０１、グランド配線部２０３および信号配線部２０２などの複数の機能領域を有している。
【００８８】
そして、図６（ｂ）（ｃ）に示すように、電源配線部２０１やグランド配線部２０３では、導電フィラーの含有率を、例えば８５重量％から９５重量％に高めて導電率を大きくした突起電極２０５を介して、電子部品２２０と実装基板２５０を電気的に接続している。
【００８９】
また、図６（ｂ）（ｄ）に示すように、信号配線部２０２では、導電フィラーの含有率を、例えば６５重量％から８０重量％で導電率を調整した突起電極２０７を介して、電子部品２２０と実装基板２５０を電気的に接続している。
【００９０】
なお、実施例２の突起電極２０５、２０７の製造方法は、基本的には図３または図４で説明したのと同様の方法で作製できるが、以下の点で異なる。
【００９１】
すなわち、突起電極２０５と突起電極２０７を、導電フィラーと感光性樹脂との配合比が異なる、少なくとも２種類の液状樹脂中で形成する点である。このとき、同じ容器を用いて、液状樹脂を入れ替えにより形成してもよく、また異なる容器を準備して、例えば電子部品を移し変えることにより異なる特性（機能）を有する突起電極を形成してもよい。
【００９２】
実施例２によれば、大きな電流が流れる電源配線部２０１とグランド配線部２０３を導電率の大きい突起電極２０５で電子部品２２０と実装基板２５０とを接続できるため、突起電極２０５による電圧の低下や、消費電力の増加を抑制できる。
【００９３】
また、実施例２によれば、信号配線部２０２を導電率の小さい突起電極２０７で電子部品２２０と実装基板２５０とを接続できるため、例えばフィルタ、増幅器の負荷として用いられる共振回路を有する信号配線部２０２において、帯域幅や位相特性などを改善する、例えばダンピング抵抗として突起電極２０７を機能させることができる。さらに、共振回路に過渡信号が流入する場合に発生する高電圧やオーバーシュートなどの電圧振動を抑制し、他の回路素子の破損を未然に防止できる。
【００９４】
なお、実施例２では、突起電極の導電率を、導電フィラーの含有率（密度）で調整する例で説明したが、これに限られない。例えば、導電フィラーの粒径、形状または感光性樹脂の樹脂材料を変更することにより、突起電極の導電率を調整してもよい。これにより、突起電極の導電率の調整範囲を容易に拡大でき、設計自由度の高い電子部品実装構造体２００を実現できる。
【００９５】
なお、本実施の形態では、液晶パネルなどのフォトマスクを例に説明した、これに限られない。例えば、突起電極を構成する各層に対応する開口部の形状を備えた金属マスクなどからなるフォトマスクを複数用意し、開口部の形状に合わせて、フォトマスク取り替えて露光して突起電極を形成してもよい。
【００９６】
また、本実施の形態では、実装基板としてガラスエポキシ基板を例に説明したが、これに限られない。例えば、樹脂基材、セラミック基材または単結晶シリコン基材を用いて形成された回路基板を用いてもよい。
【００９７】
また、本実施の形態では、各層が、同じ種類の感光性樹脂と導電フィラーとを含む液状樹脂を用いて形成した突起電極を例に説明したが、これに限られない。例えば、硬度、弾性率または導電率などの少なくとも１つが異なる導電フィラーを含む複数種の液状樹脂を準備して、突起電極の各層を形成してもよい。この場合、複数種の液状樹脂を充填した各容器に電子部品を移し替えて露光することにより、異なる特性の層を有する突起電極を形成できる。これにより、電子部品と実装基板との熱膨張係数の差による熱応力などが作用しても、接続部の不良発生をさらに抑制することができ、高信頼性の電子部品実装構造体を得ることができる。さらに、突起電極の硬度、弾性率または導電率の調整範囲を大幅に拡大できるため、半導体素子などからなる電子部品の作製時の特性ばらつきを有していても、突起電極により特性ばらつきの少ない電子部品実装構造体を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明の電子部品実装構造体は、小型・薄型化で多機能化が進む携帯電話、携帯型デジタル機器やデジタル家電機器などの技術分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施の形態における電子部品実装構造体の構成を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態における電子部品実装構造体の製造方法の概略を説明するフローチャート
【図３】（ａ）本発明の実施の形態の電子部品実装構造体における突起電極の第１層の製造方法を説明する断面図（ｂ）本発明の実施の形態の電子部品実装構造体における突起電極の第２層の製造方法を説明する断面図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態の電子部品実装構造体における突起電極の第１層の製造方法の別の例を説明する断面図（ｂ）本発明の実施の形態の電子部品実装構造体における突起電極の第２層の製造方法の別の例を説明する断面図
【図５】（ａ）は本発明の実施の形態の実施例１における電子部品実装構造体の機能領域を説明する平面図（ｂ）本発明の実施の形態の電子部品実装構造体の機能領域ごとに対応して形成した突起電極の形状を説明する断面図（ｃ）本発明の実施の形態の電子部品実装構造体の機能領域ごとに対応して形成した突起電極の形状を説明する断面図（ｄ）本発明の実施の形態の電子部品実装構造体の機能領域ごとに対応して形成した突起電極の形状を説明する断面図（ｅ）本発明の実施の形態の電子部品実装構造体の機能領域ごとに対応して形成した突起電極の形状を説明する断面図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態の実施例２における電子部品実装構造体の機能領域を説明する平面図（ｂ）図６（ａ）のＡ−Ａ線断面模式図（ｃ）図６（ａ）のＢ−Ｂ線断面模式図（ｄ）図６（ａ）のＣ−Ｃ線断面模式図
【図７】従来の電子部品実装構造体の構成を示す断面図
【符号の説明】
【０１００】
１，１００，２００    電子部品実装構造体
２，２２０，３０２    電子部品（半導体素子）
３，３０３    電極端子
４    保護膜
５，２５０    基板（実装基板）
６    接続端子
７，７１，７２，７３，７４，２０５，２０７，３０７    突起電極
７ａ    第１層
７ｂ    第２層
７ｃ    第３層
７ｄ    第４層
７ｅ    第５層
８    絶縁性樹脂
１０，２０    容器
２１    底部
２２    外周部
２３    フォトマスク
２３ａ    第１の開口部
２３ｂ    第２の開口部
２４    液状樹脂
２５    光
１０１    電源部
１０２    デジタル部
１０３    アナログ部
１０４    グランド部
２０１    電源配線部
２０２    信号配線部
２０３    グランド配線部
３０５    キャリア基板
【図１】
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【図２】
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【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】
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