基板間の接続方法、フリップチップ実装体及び基板間接続構造
【課題】信頼性の高い実装体を実現可能とする基板間の接続方法を提供することにある。
【解決手段】複数の電極１１、１３をそれぞれ有する基板１０、１２間に、導電性粒子１５及び気泡発生剤が含有された樹脂１４を供給した後、樹脂１４を加熱して樹脂１４中に含有する導電性粒子１５を溶融させるとともに、気泡発生剤から気泡２０を発生させる。少なくとも一方の基板１０、１２には、段差部１６、１７が形成されており、樹脂１４の加熱工程において、気泡が２０成長することで、樹脂１４が気泡２０外に押し出されることによって、樹脂１４中の溶融した導電性粒子１５が、電極１１、１３間に誘導されて接合体２１が形成されるとともに、樹脂１４が、段差部１６、１７における基板１０、１２間に誘導され、樹脂１４が硬化されることによって、基板１０、１２とが固定される。
【解決手段】複数の電極１１、１３をそれぞれ有する基板１０、１２間に、導電性粒子１５及び気泡発生剤が含有された樹脂１４を供給した後、樹脂１４を加熱して樹脂１４中に含有する導電性粒子１５を溶融させるとともに、気泡発生剤から気泡２０を発生させる。少なくとも一方の基板１０、１２には、段差部１６、１７が形成されており、樹脂１４の加熱工程において、気泡が２０成長することで、樹脂１４が気泡２０外に押し出されることによって、樹脂１４中の溶融した導電性粒子１５が、電極１１、１３間に誘導されて接合体２１が形成されるとともに、樹脂１４が、段差部１６、１７における基板１０、１２間に誘導され、樹脂１４が硬化されることによって、基板１０、１２とが固定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電極が形成された基板間の接続方法、及び該接続方法を用いて形成されるフリップチップ実装体、基板間接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器に使用される半導体集積回路（ＬＳＩ）や回路基板、電子部品は高密度化に伴い、電極の多ピン、狭ピッチ化が急速に進んでいる。これら電子部品を実装する工法においては、狭ピッチ対応、短タクト、接合体の一括形成などが求められている。
【０００３】
このような要求の中、本願出願人は、次世代の実装方法として、導電性粒子及び気泡発生剤を含有させた樹脂を用いたフリップチップ実装方法を提案している（特許文献１）。
【０００４】
図１３（ａ）〜（ｄ）は、特許文献１に開示したフリップチップ実装方法の基本的な工程を示した断面図である。
【０００５】
図１３（ａ）に示すように、複数の接続端子１０２を有する回路基板１０１と、複数の電極端子１０４を有する半導体チップ１０３との間に、導電性粒子１０６と気泡発生剤（不図示）を含有した樹脂１０５を供給した後、図１３（ｂ）に示すように、樹脂１０５を加熱して、樹脂１０５中の気泡発生剤から気泡１１０を発生させる。このとき、樹脂１０５は、成長する気泡１１０で気泡外に押し出されることによって、図１３（ｃ）に示すように、接続端子１０２と電極端子１０４との間に自己集合する。その後、図１３（ｄ）に示すように、樹脂１０５をさらに加熱することによって、端子１０２、１０４間に自己集合した樹脂１０５中の導電性粒子１０６を溶融させて、端子１０２、１０４間に接合体１０７を形成する。これにより、端子１０２、１０４間が接合体１０７を介して電気的に接続されたフリップチップ実装体が得られる。なお、この方法は、電子部品が搭載された基板間の接続等にも適用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００６／１０３９４８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記方法は、気泡発生剤から発生する気泡１１０の成長によって、樹脂１０５を端子１０２、１０４間に移動させる促進力を付与しているため、狭ピッチな端子間の接続に適している。また、端子間に誘導された樹脂１０５は、表面張力により端子間に安定して留まることができ、さらに、端子間に自己集合した樹脂１０５中の導電性粒子１０６は、溶融することによって、端子間に濡れ広がることができるため、端子間に安定した接合体１０７を形成することができる。
【０００８】
ところで、上記方法において、端子間に自己集合しなかった樹脂１０５は、端子の形成されていない回路基板１０１及び半導体チップ１０３（以下、単に「基板」という。）周辺部まで押し出されるのが好ましいが、端子間以外の基板間に残存する場合もある。その場合、樹脂１０５が基板間のどこに残存するかによって、フリップチップ実装体（または電子部品実装体）の信頼性に影響を及ぼすおそれがある。
【０００９】
例えば、接合体１０７が形成された端子間の近傍に樹脂１０５が残存すると、樹脂１０５の組成によっては、樹脂１０５中に存在する不純物に起因して、接合体１０７間で、イオンマイグレーションによる絶縁不良が発生するおそれがある。
【００１０】
また、樹脂１０５が基板周辺部まで押し出されたとしても、図１３（ｄ）に示すように、かかる樹脂１０５があたかも封止材のように作用することによって、基板間に密閉空間を作ってしまった場合、樹脂１０５中で発生した気泡１１０が、密閉空間に留まることになる。その場合、例えば、フリップチップ実装体が、他の回路基板等に二次実装される際、再加熱によって気泡１１０に溜まった湿気が水蒸気爆発等を起こして、接続不良が発生するおそれがある。
【００１１】
然るに、上記方法においては、樹脂１０５を端子間に自己集合させる際に、端子間以外に押し出される樹脂１０５が基板間のどこに残存するかについては考慮されていなかった。
【００１２】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その主な目的は、樹脂中に含有された導電性粒子を端子間に自己集合させて、端子間に接合体を形成することにより基板間を電気的に接続する方法において、端子間以外に押し出される樹脂を、所定の領域に誘導制御することによって、信頼性の高い実装体を実現することのできる基板間の接続方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するためには、本発明に係わる基板間の接続方法は、基板に形成された電極以外の所定の部位に段差部を設け、基板間に供給した導電性粒子及び気泡発生剤を含有した樹脂を、導電性粒子が溶融する温度に加熱することによって、電極間に接合体を自己集合的に形成する方法を採用したことを特徴とする。
【００１４】
上記の方法によれば、樹脂を加熱して、樹脂中に含有した気泡発生剤から気泡が発生することで、樹脂が気泡外に押し出される。このことによって、樹脂は、電極間又は段差部が形成された基板間（狭隙領域）に誘導される。電極間に誘導された樹脂中に含有された溶融導電性粒子は、電極表面に濡れ広がることによって、電極間に接合体が形成される。一方、樹脂中で発生した気泡は、電極間又は段差部が形成された基板間以外の部位（広隙領域）に誘導される。また、電極間に誘導された樹脂は、電極間に接合体が形成されるにつれて電極間から追い出され、段差部が形成された基板間により多く誘導される。
【００１５】
すなわち、樹脂は、毛細管現象を利用して、間隔の狭い電極間又は段差部が形成された基板間に誘導されるが、電極間においては、濡れ性を利用して、導電性粒子が優先的に誘導される結果、樹脂は、段差部が形成された基板間に相反的に誘導される。一方、気泡は、表面張力を利用して、電極間又は段差部以外の間隔の広い基板間に優先的に誘導される。これらの性質を利用して、樹脂、導電性粒子、及び気泡を、基板間のそれぞれ所定の領域に誘導制御することができる。
【００１６】
本発明に係わる基板間の接続方法は、複数の第１の電極を有する第１の基板に対向させて、複数の第２の電極を有する第２の基板を配置し、第１の電極と第２の電極とを接合体を介して電気的に接続する基板間の接続方法であって、第１の基板と第２の基板との間に、導電性粒子及び気泡発生剤が含有された樹脂を供給する工程（ａ）と、樹脂を加熱して、該樹脂中に含有する導電性粒子を溶融させるとともに、樹脂中に含有する気泡発生剤から気泡を発生させる工程（ｂ）と、樹脂を硬化させる工程（ｃ）とを有し、第１の基板及び第２の基板の少なくとも一方の基板には、段差部が形成されており、工程（ｂ）において、気泡が成長することで、樹脂が該気泡外に押し出されることによって、樹脂中の溶融した導電性粒子が、第１の電極と第２の電極との間に誘導されて、該電極間に溶融された導電性粒子からなる接合体が形成されるとともに、樹脂が、段差部における第１の基板と第２の基板との間に誘導され、工程（ｃ）において、樹脂が硬化されることによって、第１の基板と第２の基板とが固定されることを特徴とする。
【００１７】
ある好適な実施形態において、上記工程（ｂ）において、少なくとも電極間以外の第１の基板と第２の基板との間の領域は、樹脂が気泡によって押し出された第１の空洞部をなしている。
【００１８】
ある好適な実施形態において、上記複数の第１の電極及び複数の第２の電極は、第１の基板及び第２の基板上にアレイ状に形成されており、上記段差部は、アレイ状の電極領域を取り囲むようにリング状に形成されている。
【００１９】
ある好適な実施形態において、上記リング状に形成された段差部の一部に隙間が設けられており、該隙間が形成された部位における第１の基板と第２の基板との間の領域は、樹脂が気泡によって押し出された第２の空洞部をなしており、第１の空洞部は、第２の空洞部を介して外部と連通している。
【００２０】
ある好適な実施形態において、上記複数の第１の電極及び複数の第２の電極は、互いに平行にライン状に形成されており、上記段差部は、ライン状の電極領域の外方に、該電極に平行に形成されている。
【００２１】
ある好適な実施形態において、上記複数の第１の電極及び複数の第２の電極は、互いに平行にライン状に形成されており、上記段差部は、ライン状の電極に直交して形成されている。
【００２２】
ある好適な実施形態において、上記段差部は、第１の電極及び第２の電極の材料よりも、溶融した導電性粒子に対して濡れ性の低い材料からなる。
【００２３】
ある好適な実施形態において、上記段差部における第１の基板と前記第２の基板との間の距離は、導電性粒子の平均粒径よりも小さい。
【００２４】
ある好適な実施形態において、上記段差部における第１の基板と第２の基板との間の距離は、段差部が形成されていない部位における第１の基板と第２の基板との間の距離の１／２以下である。
【００２５】
ある好適な実施形態において、上記樹脂に気泡発生剤を含有させる代わりに、第１の基板及び第２の基板の少なくとも一方の基板に、気泡を発生させる気泡発生源が備えられ、上記工程（ｂ）において、気泡は、気泡発生源から発生される。
【００２６】
ある好適な実施形態において、上記第１の基板及び第２の基板は、回路基板または半導体チップからなる。
【００２７】
本発明に係わるフリップチップ実装体は、回路基板上に半導体チップが実装されたフリップチップ実装体であって、回路基板及び半導体チップは、上記の本発明に係わる基板間の接続方法によって、回路基板及び半導体チップに形成された電極同士が接合体を介して電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２８】
本発明に係わる基板間接続構造は、複数の電極を有する基板同士が電気的に接続された基板間接続構造であって、基板間は、上記の本発明に係わる基板間の接続方法によって、電極間に形成された接合体を介して電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２９】
本発明に係わる他の基板間接続構造は、複数の第１の電極を有する第１の基板に対向させて、複数の第２の電極を有する第２の基板を配置し、前記第１及び第２の電極間が金属からなる接合体を介して電気的に接続された基板間接続構造であって、第１の基板及び第２の基板の少なくとも一方の基板に段差部が形成され、該段差部において、第１の基板及び第２の基板が樹脂を介して接着されており、第１及び第２の電極間以外の第１の極板と第２の極板との間の領域は、空洞部になっていることを特徴とする。
【００３０】
ある好適な実施形態において、上記空洞部の少なくとも一部は外部と連通している。
【００３１】
ある好適な実施形態において、上記第１の基板及び第２の基板の少なくとも一方の基板に形成された段差部は、該基板の周辺部に形成されている。
【００３２】
ある好適な実施形態において、上記第１及び第２の電極の表面は、段差部の表面よりも金属に対する濡れ性が高く、樹脂に対する濡れ性が低い。
【００３３】
ある好適な実施形態において、上記段差部における第１の基板と第２の基板との距離は、第１及び第２の電極間における第１の基板と第２の基板との距離よりも小さい。
【００３４】
本発明に係わる他のフリップチップ実装体は、複数の第１の電極を有する半導体チップに対向させて、複数の第２の電極を有する基板を配置し、第１及び第２の電極間が接合体を介して電気的に接続されたフリップチップ実装体であって、半導体チップ及び基板の少なくとも一方に段差部が形成され、該段差部において、半導体チップ及び基板が樹脂を介して接着されており、第１及び第２の電極間以外の半導体チップと極板との間の領域は、空洞部になっていることを特徴とする。
【００３５】
ある好適な実施形態において、上記空洞部の少なくとも一部は、外部と連通している。
【００３６】
ある好適な実施形態において、上記複数の第１の電極及び複数の第２の電極は、半導体チップ及び基板上にアレイ状に形成されており、段差部は、アレイ状の電極領域を取り囲むようにリング状に形成されており、該リング状に形成された段差部の一部に隙間が設けられている。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、電極以外の基板の部位に段差部を設け、基板間に供給した導電性粒子及び気泡発生剤を含有する樹脂を、導電性粒子が溶融する温度に加熱することによって、電極間に形成された接合体を介して基板間を電気的に接続するとともに、電極間以外の基板間に形成した空洞部によって、接合体間を電気的に絶縁し、かつ、段差部に形成された樹脂を介して基板間を固定することができる。これにより、電極間のピッチが狭小になっても、信頼性の高い基板間の接続を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１における基板間の接続方法の工程を示した断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における基板間の接続方法を示した図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のIIb−IIbに沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のIIc−IIcに沿った断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１の変形例における基板間接続構造の構成を示した断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１の変形例における基板間の接続方法を示した図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のIVb−IVbに沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のIVc−IVcに沿った断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２における基板間の接続方法を示した図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は（ａ）のVb−Vbに沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のVc−Vcに沿った断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２の変形例における基板間の接続方法を示した図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は（ａ）のVIb−VIbに沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のVIc−VIcに沿った断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２の変形例における基板間の接続方法を示した図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は（ａ）のVIIb−VIIbに沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のVIIc−VIIcに沿った断面図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態２の変形例における基板間の接続方法を示した断面図である。
【図９】本発明の実施の形態３における基板間の接続方法を示した図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のIXb−IXbに沿った断面図である。
【図１０】本発明の実施例６における基板間の接続方法を示した平面図である。
【図１１】本発明の各実施例、比較例における実装体の主要な構成条件を示した図である。
【図１２】実施例４の実装体の断面観察を行った結果を示した図で、（ａ）は実装体の断面図、（ｂ）は、（ａ）の矢印Ｂに示した領域における実装体の断面Ｘ写真、（ｃ）は、（ａ）の矢印Ｃに示した領域における実装体の断面Ｘ写真である。
【図１３】（ａ）〜（ｄ）は、従来のフリップチップ実装方法の基本的な工程を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
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。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。
【００４０】
（実施の形態１）
図１（ａ）〜（ｄ）は、発明の実施の形態１における基板間の接続方法の工程を示した断面図である。
【００４１】
図１（ａ）に示すように、複数の第１の電極１１が形成された第１の基板１０に、導電性粒子１５及び気泡発生剤（不図示）を含む樹脂１４を供給し、複数の第２の電極１３が形成された第２の基板１２を位置決めして配置する。ここで、電極１１、１３が形成されていない部位における第１の基板１０と第２の基板１２との基板間距離をＬ１とする。
【００４２】
第１の基板１０及び第２の基板１２には、互いに対向する位置に段差部１６、１７がそれぞれ設けられており、この段差部１６、１７における基板間距離Ｌ２は、Ｌ１よりも狭くなっている。なお、段差部１６、１７は、第１の基板１０または第２の基板１２のいずれか一方に設けてあればよい。また、樹脂１４は、電極１１にパターン塗布する必要はなく、第１の基板１０上に一様に塗布されていればよい。
【００４３】
次に、図１（ｂ）に示すように、樹脂１４を加熱して、樹脂１４中に含有する導電性粒子１５を溶融するとともに、気泡発生剤から気泡２０を発生させる。なお、樹脂１４中に気泡発生剤を含有させる代わりに、例えば、基板に気泡発生源を設け、そこから気泡２０を発生させる方法を用いてもよい。気泡発生源としては、基板中に予め水分や蒸発型ガス発生剤としてブチルカルビトールなど、加熱されて気泡を発生させる成分などが利用できる。また、基板中に加熱されて分解する事で気泡を発生させる分解型ガス発生剤（水酸化アルミニウムやアルミン酸カルシウムなど）も利用可能である。
【００４４】
発生した気泡２０は、表面張力によりギャップの広いところに集まる。すなわち、基板間距離Ｌ１の領域（広隙領域）に集まろうとする。また、気泡２０の発生により、溶融した導電性粒子１５を含む樹脂１４は、電極１１、１３間（狭隙領域）に誘導され、自己集合する。導電性粒子がハンダ粉などの金属粒子の場合、溶融した導電性粒子１５は、電極１１、１３面に濡れ広がる。
【００４５】
濡れが進むと、図１（ｃ）に示すように、第１の電極１１と第２の電極１３とが繋がり、電気的に接続された接合体２１が形成される。一方、接合体２１が形成されるにつれて、樹脂１４は順次、電極１１、１３間から追い出されていくことになる。
【００４６】
これらのプロセスが繰り返され、気泡２０の発生、接合体２１の形成がなされていく訳であるが、図１（ｄ）に示すように、電極１１、１３間から追い出された樹脂１４は、気泡２０の力により移動している間に、毛細管現象により、基板間距離Ｌ１より狭い基板間距離Ｌ２の領域、すなわち、段差部１６、１７間にその多くが誘導される。最後に、段差部１６、１７間に誘導された樹脂１４を硬化させることによって、基板１０、１２間を固定する。
【００４７】
以上の工程により、電極１１、１３間に接合体２１を、段差部１６、１７間に樹脂１４を、電極１１、１３間以外の基板１０、１２間に気泡２０をそれぞれ選択的に形成して、基板１０、１２間の接続を完了する。
【００４８】
このような方法で形成された基板間接続構造においては、電極１１、１３間以外の基板１０、１２間の領域は空洞部になって、接合体２１の近傍には樹脂１４が残存しないため、接合体２１間で、イオンマイグレーションによる絶縁不良の発生を防止することができる。逆に言えば、樹脂１４として、絶縁信頼性より接着強度や他の特性を優先することが可能となり、材料選択の幅が広がる。また、段差部１６、１７において、基板１０、１２が樹脂１４を介して接着されるため、基板１０、１２間の接着を確実に行うことができる。
【００４９】
なお、本発明において、「電極間以外の極板間の領域」とは、必ずしも全ての基板間の領域を意味するものではなく、イオンマイグレーションによる絶縁不良の発生を防止する効果が失わない範囲において、一部の領域に樹脂１４が残存している場合も含む。
【００５０】
また、本発明において、必ずしも全ての段差部１６、１７において、基板１０、１２間に樹脂１４が介在する必要はなく、また、段差部１６、１７の全面に亘って樹脂１４が存在しなくてもよい。
【００５１】
また、基板１０、１２間を接着している樹脂１４は、基板間距離Ｌ２の狭い段差部１６、１７間に誘導されているため、樹脂１４を薄く（例えば、５０μｍ以下の厚み）形成することができる。そのため、段差部１６、１７を設けない場合に比べて、樹脂１４での凝集破壊（樹脂１４が界面で剥離するのではなく、樹脂１４部分での破壊）が起こりにくくなって、接着強度を増すことができる。逆に言えば、樹脂１４の成分として、接着強度より絶縁信頼性や他の特性を優先することが可能となり、材料選択の幅も広がる。
【００５２】
なお、段差部１６、１７における第１の基板１０と第２の基板１２との距離（すなわち、樹脂１４の厚み）は、第１及び第２の電極１１、１３間における第１の基板１０と第２の基板１２との距離（すなわち、接合体２１の厚み）よりも小さいことが好ましい。これにより、樹脂１４の接着強度をより増すことができる。
【００５３】
また、樹脂１４にフィラーなどの他の固体成分を含有させると、一般的には接着強度が低下することが予想されるが、そのような形態においても、樹脂１４の接着強度が確保されるため、フィラー添加が可能となる。なお、フィラーを添加する場合、フィラーの平均粒径は、段差部１６、１７間における基板間距離Ｌ２以下であることが好ましい。これにより、段差部１６、１７間に、フィラー添加の樹脂１４を誘導させることが可能となる。フィラーとしては、例えば、線膨張係数を抑える目的で、アルミナなどの無機フィラーを添加したり、ＥＭＣシールドを目的で、銅、ニッケル、カーボンなどの金属フィラーを添加したりすることが可能である。なお、金属フィラーは、導電性粒子１５よりも融点の高い材料を用いることが好ましい。これにより、導電性粒子１５は、電極１１、１３間に自己集合させ、金属フィラー添加の樹脂１４は、段差部１６、１７間に誘導させることができる。なお、電極１１、１３間に金属フィラーが混入されても問題はない。
【００５４】
また、本発明の方法によれば、基板にポリイミド基板を用いた場合、ポリイミド基板との接着性が弱い材質の電子部品を実装する場合でも、接着強度を確保することができる。すなわち、段差部１６、１７に、ポリイミド基板との接着性が高い材質を選択することによって、樹脂１４に、ポリイミド樹脂との接着性を向上させる材料を選択しなくても、十分な接着強度を確保することができる。逆に言えば、樹脂１４として、接着強度より他の特性を優先することが可能となり、材料選択の幅が広がる。
【００５５】
図２は、複数の電極１１、１３がアレイ状に形成された場合の基板間の接続方法を示した図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のIIb−IIbに沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のIIc−IIcに沿った断面図である。
【００５６】
図２（ａ）に示すように、アレイ状の電極１１、１３を取り囲むようにリング状の段差部１６、１７が形成されており、その段差部１６、１７の一部には隙間が設けられている。これにより、隙間が形成された部位における基板１０、１２間は、樹脂１４が気泡２０によって押し出された空洞部２０ｂをなしている。そして、電極１１、１３間以外の基板１０、１２間に形成された空洞部２０ａは、空洞部２０ｂを介して外部と連通している。
【００５７】
このような構成により、吸湿リフロー信頼性に対しても優れた品質を確保することができる。すなわち、基板１０、１２間に形成された空洞部２０ａは、外部と連通しているため、湿気が貯まりにくく、また、急速加熱時に蒸発した水分も外部に逃がすことができるため、気圧の上昇が少なく、接続不良を防止することができる。
【００５８】
なお、基板１０、１２間に形成された空洞部２０ａは、必ずしも連続して繋がっている必要はなく、少なくとも一部の空洞部２０ａが、空洞部２０ｂを介して外部と連通していればよい。また、吸湿リフロー信頼性に適合するかどうかは、連続して外部と繋がっている空洞部２０ａの割合や、樹脂１４の透湿度、接着強度などによって大きく変化するため、アプリケーションの形態や、試験条件によって、適宜決めることができる。特に、全ての空洞部２０ａが外部と連通していることが、吸湿リフロー信頼性などの面でより好ましい。また、絶縁信頼性に関しても、基板１０、１２間に形成された空洞部２０ａにおいて、結露や水分の吸着を低減することができるため、湿気が貯まりにくく、絶縁信頼性が向上する。
【００５９】
本発明においては、図３に示すように、段差部は、第１の基板１０または第２の基板１２のいずれか一方の基板にだけ（図３では、第１の基板１０に段差部１６を設けた例を示す）設けてもよい。また、電極１１、１３間以外の基板１０、１２間に形成された空洞部２０の一部に、樹脂１４が残存していても、イオンマイグレーションによる絶縁不良の発生を防止する効果は失われない。
【００６０】
また、段差部１６、１７は、基板１０、１２の周辺部に形成されているため、段差部１６、１７間に誘導された樹脂１４は緩衝材としての作用も発揮する。それ故に、基板間接続構造に衝撃が加わっても、基板１０、１２の周辺部に存在する樹脂１４によって、衝撃が緩和されるため、信頼性の高い基板間接続構造を得ることができる。
【００６１】
また、本発明において、第１の基板１０及び第２の基板１２は、図２（ａ）〜（ｃ）に示したように、同じ大きさのサイズのものに限定されず、例えば、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１の基板１０が、第２の基板１２よりも大きなサイズのものであってもよい。ここで、図４（ａ）は、基板間接続構造の平面図、（ｂ）は（ａ）のIVb−IVbに沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のIVc−IVcに沿った断面図である。なお、図４（ｂ）に示すように、本例では、段差部１６は、第１の基板１０にだけ形成されている。
【００６２】
なお、両方の基板１０、１２に段差部１６、１７を設けた場合、それらの高さを必ずしも同じにする必要はない。段差部１６、１７は、例えば、基板１０、１２上の所定の領域に、予めレジストやカバーレイ等を形成して設けておくことができる。あるいは、実装時に、フィルム状樹脂（Ｂステージなどの樹脂あるいは硬化した樹脂フィルム）、液状の樹脂（熱硬化性樹脂など）、板状の無機材料（セラミックや金属材料）等を設置するようにしてもよい。この場合、樹脂１４の加熱とともに、段差部１６、１７自身が、第１の基板１０または第２の基板１２に接着されるような材料を選択してもよい。また、段差部１６、１７の材質は必ずしも同一である必要はない。
【００６３】
段差部１６、１７における基板間距離Ｌ２は、電極１１、１３が形成されていない部位における基板間距離Ｌ１の１／２以下であることが好ましい。これにより、樹脂１４が、より段差部１６、１７間に誘導されやすくなる。また、基板間距離Ｌ２は、導電性粒子１５の平均粒径以下であることが好ましい。これにより、導電性粒子１５は、段差部１６、１７間に入りにくくなり、その結果、電極１１、１３間に自己集合しやすくなる。なお、段差部１６、１７間に誘導された樹脂１４中には、導電性粒子１５の一部が混入されていても構わない。
【００６４】
また、第１の基板１０及び第２の基板１２を、所定の基板間距離Ｌ１及びＬ２を維持して保持する手段としては、機械的に基板１０、１２を吸着あるいは掴む方法、あるいは、基板１０、１２間の一部に、所定の均一な粒径の粒子もしくは線状物質を挟み込み方法等を用いることができる。
【００６５】
ここで、本発明における導電性粒子１５としては、例えば、ハンダ粉を用いることができる。ハンダ粉としては、ＳｎＰｂなどの従来の鉛含有ハンダ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＡｇ、ＳｎＡｇＢｉＩｎ、ＳｎＳｂ、ＳｎＢｉなどの鉛フリーハンダなど、特にその種類は問わない。また、その大きさも特に問わないが、平均粒径が１〜５０ｕｍ程度のものを用いることが好ましい。なお、導電性粒子１５は、第１の電極１１及び第２の電極１３との濡れ性が、第１の基板１０及び第２の基板１２との濡れ性よりも高い。
【００６６】
本発明における樹脂１４としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂や、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィドなどの熱可塑性樹脂などを用いることができる。また、洗浄工程がある場合は、シリコーンオイル、グリセリン類、炭化水素系のオイルなども用いることができる。
【００６７】
本発明における第１の基板１０及び第２の基板１２は、回路基板、半導体チップ、モジュール部品、受動部等の、略平坦な基板で構成されるものであれば、特に制限はない。例えば、回路基板と半導体チップとの接合により、フリップチップ実装体を形成することができる。また、回路基板同士の接合により、基板間接続構造を形成することができる。
【００６８】
本発明における第１の電極１１及び第２の電極１３の形状は特に限定されないが、例えば、円形状のものやライン状のものを用いることができる。また、電極１１、１３の材料は特に限定されないが、例えば、金、銀、銅、ハンダ、パラジウムなどを用いることができる。これらの材料は、導電性粒子１５との濡れ性がよいため、導電性粒子１５の電極１１、１３間への自己集合が促進される。
【００６９】
なお、本実施における導電性粒子１５の「自己集合」とは、導電性粒子１５が一様に分散された樹脂１４を、複数の電極１１、１３を含む基板１０、１２間に一様に塗布し、樹脂１４の加熱により樹脂１４中に気泡２０を発生させ、気泡２０を利用して導電性粒子１５を電極１１、１３間に誘導して接合体２１を形成することをいう。
【００７０】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における基板間の接続方法を示した図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は（ａ）のIVb−IVbに沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のIVc−IVcに沿った断面図である。なお、本実施形態において、実施の形態１と同様の構成については同じ符号を記している。また、特に記述がない限り、実施の形態１と同様であり、その詳細な説明は省略する。
【００７１】
図５（ａ）に示すように、第１の基板１０には、複数のライン状の第１の電極１１が形成されており、その外方には、第１の電極１１に平行に段差部１６が形成されている。同様に、第２の基板１２には、複数のライン状の第２の電極１３が形成されており、その外方には、第２の電極１３に平行に段差部１７が形成されている。
【００７２】
本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、第１の基板１０及び第２の基板１２は、ライン状の電極１１、１３間に形成された接合体２１により、電気的に接続されているとともに、ライン状に形成された段差部１６、１７間に誘導された樹脂１４により、機械的に接着されている。
【００７３】
本実施形態は、例えば、回路基板同士が電気的に接続された基板間接続構造に適用することができ、図５（ｂ）に示すように、電極１１、１３間に形成された接合体２１は、電極１１、１３間以外の基板１０、１２間に形成された空洞部２０によって絶縁されているため、絶縁信頼性に優れている。また、図５（ｃ）に示すように、空洞部２０は、外部に連通しているため、湿気が貯まりにくく、また、急速加熱時に蒸発した水分も外部に逃がすことができるため、気圧の上昇が少なく、接続不良を防止することができる。
【００７４】
なお、本実施形態において、第１の基板１０及び第２の基板１２は、図５（ａ）〜（ｃ）に示したように、同じ大きさのサイズのものに限定されず、例えば、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１の基板１０が、第２の基板１２よりも大きなサイズのものであってもよい。ここで、図６（ａ）は、基板間接続構造の平面図、（ｂ）は（ａ）のVIb−VIbに沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のVIc−VIcに沿った断面図である。
【００７５】
また、本実施形態において、段差部１６、１７は、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、ライン状の第１及び第２の電極１１、１３に直交するように形成してもよい。
【００７６】
また、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、電極１１、１３間以外の基板１０、１２間に形成された空洞部２０の一部に、樹脂１４が残存していても、イオンマイグレーションによる絶縁不良の発生を防止する効果は失われない。
【００７７】
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３における基板間の接続方法を示した図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のIXb−IXbに沿った断面図である。なお、本実施形態において、実施の形態１と同様の構成については同じ符号を記している。また、特に記述がない限り、実施の形態１と同様であり、その詳細な説明は省略する。
【００７８】
図９（ａ）に示すように、第１の基板１０には、複数の第１の電極１１がアレイ状に形成されており、隣接する第１の電極１１の間には、複数の段差部１６がアレイ状に形成されている。同様に、第２の基板１２には、複数の第２の電極１３がアレイ状に形成されており、隣接する第２の電極１３の間には、複数の段差部１７がアレイ状に形成されている。
【００７９】
本実施形態では、図９（ｂ）に示すように、第１の基板１０及び第２の基板１２は、アレイ状の電極１１、１３間に形成された接合体２１を介して電気的に接続されているとともに、アレイ状に形成された段差部１６、１７間に誘導された樹脂１４を介して機械的に接着されている。
【００８０】
本実施形態においては、基板１０、１２の内部においても、アレイ状に形成された段差部１６、１７間に誘導された樹脂１４を介して基板１０、１２間が接着されているため、機械的信頼性の高い基板間の接続を実現することができる。
【実施例】
【００８１】
以下、本発明の実施例を挙げて本発明の構成及び効果をさらに説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００８２】
（実施例１）
第１の基板１０として回路基板を用い、第２の基板１２として半導体チップを用いて、図１（ａ）〜（ｄ）に示した基板間の接続方法により、回路基板と半導体チップとのフリップチップ実装体を作製した。
【００８３】
なお、回路基板は、大きさが１０ｍｍ×１０ｍｍで、電極１００μｍφ、ピッチ２００μｍ、電極数３×３＝９個のビルドアップ基板を用いた。また、半導体チップは、電極１００μｍφ、ピッチ２００μｍ、電極数３ｘ３＝９個のＴＥＧチップを用いた。
【００８４】
回路基板には、図２（ａ）に示したパターンの段差部１６を設けた。段差部１６はソルダーレジストで形成し、そのサイズは、幅が４．６ｍｍ、厚み２０μｍで、レジスト端部と電極間は１５０μｍとした。一方、半導体チップには段差を設けなかった。
【００８５】
樹脂１４は、イミダゾール系硬化剤（四国化成社製）及びカルボン酸系フラックス剤を含むビスフェノールＦ型エポキシ系樹脂（エピコート806、ジャパンエポキシレジン社製）を４９ｗｔ％、導電性粒子１５としてハンダ粉（ＳｎＡｇＣｕ：平均粒径３０μｍ）を５０ｗｔ％、気泡発生剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル（和光純薬社製）を１ｗｔ％を混練したものを用いた。
【００８６】
この樹脂を、回路基板に塗布し、その上に、回路基板の電極と半導体チップの電極とが互いに対向するように半導体チップを位置決めして搭載した。この時、電極が形成されていない部位における基板間距離Ｌ１が７０μｍ、段差部における基板間距離Ｌ２が５０μｍとなるように、回路基板と半導体チップとを固定した。
【００８７】
この状態で、樹脂を２５０℃に加熱し、ハンダ粉を溶融させるとともに、気泡発生剤から気泡を発生させた。これにより、ハンダ粉を電極間に自己集合させて接合体を形成するとともに、樹脂を段差部に誘導した。
【００８８】
最後に、樹脂を硬化させて、回路基板と半導体チップとを、段差部に誘導した樹脂を介して接着させた。
【００８９】
（実施例２）
実施例１と同様の部材及び方法により、回路基板と半導体チップとのフリップチップ実装体を作製した。
【００９０】
回路基板には、図２（ａ）に示したパターンの段差部１６を設けた。段差部１６はソルダーレジストで形成し、そのサイズは、幅が４．４ｍｍ、厚み３０μｍで、レジスト端部と電極間は１５０μｍとした。一方、半導体チップにも、図２（ａ）に示したパターンの段差部１７を設けた。段差部１７は、酸無水物系エポキシ樹脂を用いて、印刷法により形成した。そのサイズは、幅が４．３ｍｍ、厚み１５μｍで、段差部１７と電極間は４５０μｍとした。そして、電極が形成されていない部位における基板間距離Ｌ１が６５μｍ、段差部における基板間距離Ｌ２が２０μｍとなるように、回路基板と半導体チップとを固定して、基板間の接続を行った。
【００９１】
（実施例３）
第１の基板１０及び第２の基板１２として回路基板を用いて、図１（ａ）〜（ｄ）に示した基板間の接続方法により、回路基板同士を接続した基板間接続構造を作製した。
【００９２】
回路基板は、大きさが１０ｍｍ×２０ｍｍで、幅が５０μｍのライン状電極で、ピッチ１００μｍ、電極本数３０本のフレキシブル基板を用いた。
【００９３】
また、回路基板には、図５（ａ）に示したパターンの段差部１６、１７を設けた。段差部は、カバーレイフィルムで形成し、そのサイズを、２．５ｍｍ（電極と直交方向）ｘ１．５ｍｍ（電極と平行方向）、厚み１０μｍとした。また、カバーレイフィルム端部と電極間は約１ｍｍとした。
【００９４】
樹脂は、イミダゾール系硬化剤（四国化成社製）及びカルボン酸系フラックス剤を含むビスフェノールＦ型エポキシ系樹脂（エピコート806、ジャパンエポキシレジン社製）を４４ｗｔ％、導電性粒子としてハンダ粉（ＳｎＡｇＣｕ：粒径２０μｍ）を５５ｗｔ％、気泡発生剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル（和光純薬社製）を１ｗｔ％を混練したものを用いた。
【００９５】
回路基板同士の接合は、電極が形成されていない部位における基板間距離Ｌ１が２５μｍ、段差部における基板間距離Ｌ２が５μｍとなるように固定した状態で、樹脂を２５０℃に加熱することにより行った。
【００９６】
（実施例４）
第１及び第２の回路基板の段差厚みを１５μｍ、電極が形成されていない部位における基板間距離Ｌ１を５０μｍ、段差部における基板間距離Ｌ２を２０μｍ、はんだ粉の粒径を２５μｍとした以外は、実施例３と同様の部材、及び方法により、回路基板同士を接続した基板間接続構造を作製した。
【００９７】
（実施例５）
第１の基板１０及び第２の基板１２として回路基板を用いて、図１（ａ）〜（ｄ）に示した基板間の接続方法により、回路基板同士を接続した基板間接続構造を作製した。
【００９８】
回路基板は、大きさが１０ｍｍ×２０ｍｍで、幅が１００μｍのライン状電極で、ピッチ２００μｍ、電極本数２０本のフレキシブル基板を用いた。
【００９９】
また、回路基板には、図７（ａ）に示したパターンの段差部１６、１７を設けた。段差部は、カバーレイフィルムで形成し、そのサイズを、１０ｍｍ（電極と直交方向）ｘ１０ｍｍ（電極と平行方向）、厚み１５μｍとした。
【０１００】
樹脂は、イミダゾール系硬化剤（四国化成社製）及びカルボン酸系フラックス剤を含むビスフェノールＦ型エポキシ系樹脂（エピコート806、ジャパンエポキシレジン社製）を４４ｗｔ％、導電性粒子としてハンダ粉（ＳｎＡｇＣｕ：粒径２０μｍ）を５５ｗｔ％、気泡発生剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル（和光純薬社製）を１ｗｔ％を混練したものを用いた。
【０１０１】
回路基板同士の接合は、電極が形成されていない部位における基板間距離Ｌ１が４０μｍ、段差部における基板間距離Ｌ２が１０μｍとなるように固定した状態で、樹脂を２５０℃に加熱することにより行った。
【０１０２】
（実施例６）
図２（ａ）に示したパターンの段差部１６に代わりに、図１０に示したパターンの段差部を用いた以外は、実施例１と同様の部材、及び方法により、回路基板と半導体チップとのフリップチップ実装体を作製した。
【０１０３】
（比較例１）
第１の基板１０及び第２の基板１２に段差部１６、１７を設けなかった以外は、実施例１と同様の部材及び方法により、回路基板と半導体チップとのフリップチップ実装体を作製した。なお、電極が形成されていない部位における基板間距離Ｌ１は６０μｍとした。
【０１０４】
（比較例２）
第１の基板１０及び第２の基板１２に段差部１６、１７を設けなかった以外は、実施例３と同様の部材及び方法により、回路基板同士を接続した基板間接続構造を作製した。なお、電極が形成されていない部位における基板間距離Ｌ１は６０μｍとした。
【０１０５】
上記実施例１〜６及び比較例１、２で作製したフリップチップ実装体または基板間接続構造（以下、単に「実装体」という。）の主要な構成条件を図１１に示す。
【０１０６】
《接合体の断面観察等》
まず、実施例１〜６及び比較例１、２で作製した実装体の電極間に形成された接合体を、Ｘ線および断面観察を行った。
【０１０７】
その結果、作製した全ての実装体において、電極間にハンダ粉が溶融してなる接合体が形成されているのが確認できた。
【０１０８】
また、段差部を形成した実施例１〜６の実装体においては、段差部分に樹脂が誘導されて、回路基板と半導体チップ、または回路基板同士が樹脂を介して接着されているのが確認できた。
【０１０９】
しかしながら、段差部に誘導された樹脂のうち、実施例２〜５の実装体においては、樹脂中にハンダ粉はほとんど存在しなかったのに対し、実施例１、６の実装体においては、樹脂中にハンダ粉が存在しているのが確認できた。これは、実施例１、６においては、段差部における基板間距離（Ｌ２＝５０μｍ）が、ハンダ粉の平均粒径（３０μｍ）よりも大きかったため、段差部における基板間にもハンダ粉が入り込んだものと考えられる。
【０１１０】
また、実施例２〜５の実装体においては、接合体以外の基板間は、空洞部が形成されているのが確認できた。これは、実施例２〜５においては、段差部における基板間距離Ｌ２が、電極が形成されていない部位における基板間距離Ｌ１よりも１／２以下であったため、樹脂が効率よく段差部に誘導されたものと考えられる。なお、実施例１、６の実装体においても、接合体以外の基板間には空洞部は形成されていたが、一部に樹脂が残存したものが確認できた。これに対して、比較例１、２の実装体においては、接合体以外の基板間には、樹脂が残存しているのが確認できた。
【０１１１】
図１２（ａ）〜（ｃ）は、実施例４の実装体について、断面観察を行った結果を示した図で、（ａ）は実装体の断面図、（ｂ）は、（ａ）の矢印Ｂに示した領域における実装体の断面Ｘ写真、（ｃ）は、（ａ）の矢印Ｃに示した領域における実装体の断面Ｘ写真である。
【０１１２】
図１２（ｂ）に示すように、全ての電極１１、１３間にハンダ粉が溶融してなる接合体２１が形成されているのが確認できる。また、電極１１、１３間以外の回路基板１０、１２間の領域は、全て空洞部２０になっていることが確認できる。さらに、図１２（ｃ）に示すように、段差部１６、１７間に樹脂１４が誘導されて、回路基板１０、１２同士が樹脂を介して接着されているのが確認できる。
【０１１３】
《信頼性の試験》
実施例１〜６及び比較例１、２で作製した実装体について、吸湿リフロー試験、絶縁信頼性試験を行った。なお、吸湿リフロー試験では接続抵抗を、絶縁信頼性試験では絶縁抵抗を見るために、接合体からの配線引き回しは異なるものにした。
【０１１４】
吸湿リフロー試験は、８５℃／８５％ＲＨ、１６８時間吸湿後、２４０℃リフローを３回行った。その結果、実施例１〜５、比較例１、比較例２の実装体においては、試験後の抵抗値変化が±１０％以内であり、試験後の外観も特に問題なかった。これに対して、実施例６の実装体においては、試験後にオープン不良が発生しており、外観検査においても、実装体の回路基板側に膨れが観測された。これは、実施例６における段差部は、基板周辺に電極を取り囲むように形成されていたため、段差部に誘導された樹脂によって、基板間の接合体以外に形成された空洞部が密閉された状態になっていたためと考えられる。
【０１１５】
絶縁信頼性試験は、ＰＣＴ試験条件（１２０℃８５％ＲＨ／１５Ｖ印加／９６時間）で行った。その結果、比較例１、２の実装体においては、抵抗値が１０５Ω程度まで低下しており、接合体間でイオンマイグレーションによる絶縁不良が発生していた。これは、
比較例１、２の実装体においては、接合体以外の基板間に樹脂が残存していたためと考えられる。これに対して、実施例１〜６の実装体においては、試験後も１０１０Ω以上の抵抗値を示し、イオンマイグレーションによる絶縁不良は確認されなかった。
【０１１６】
以上の結果から、電極以外の基板の部位に段差部を設け、基板間に供給した導電性粒子及び気泡発生剤を含有する樹脂を、導電性粒子が溶融する温度に加熱することによって、電極間に形成された接合体によって基板間を電気的に接続するとともに、電極間以外の基板間に形成した空洞部によって、接合体間を電気的に絶縁し、かつ、段差部に形成された樹脂によって、基板間を固定することができることが分かる。これにより、電極間のピッチが狭小になっても、信頼性の高い基板間の接続を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明は、次世代の薄型化・高密度実装化が進む電子機器におけるフリップチップ実装や基板間接続に有用である。
【符号の説明】
【０１１８】
１０ 第１の基板
１１ 第１の電極
１２ 第２の基板
１３ 第２の電極
１４ 樹脂
１５ 導電性粒子
１６、１７ 段差部
２０ 気泡
２０ａ、２０ｂ 空洞部
２１ 接合体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電極が形成された基板間の接続方法、及び該接続方法を用いて形成されるフリップチップ実装体、基板間接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器に使用される半導体集積回路（ＬＳＩ）や回路基板、電子部品は高密度化に伴い、電極の多ピン、狭ピッチ化が急速に進んでいる。これら電子部品を実装する工法においては、狭ピッチ対応、短タクト、接合体の一括形成などが求められている。
【０００３】
このような要求の中、本願出願人は、次世代の実装方法として、導電性粒子及び気泡発生剤を含有させた樹脂を用いたフリップチップ実装方法を提案している（特許文献１）。
【０００４】
図１３（ａ）〜（ｄ）は、特許文献１に開示したフリップチップ実装方法の基本的な工程を示した断面図である。
【０００５】
図１３（ａ）に示すように、複数の接続端子１０２を有する回路基板１０１と、複数の電極端子１０４を有する半導体チップ１０３との間に、導電性粒子１０６と気泡発生剤（不図示）を含有した樹脂１０５を供給した後、図１３（ｂ）に示すように、樹脂１０５を加熱して、樹脂１０５中の気泡発生剤から気泡１１０を発生させる。このとき、樹脂１０５は、成長する気泡１１０で気泡外に押し出されることによって、図１３（ｃ）に示すように、接続端子１０２と電極端子１０４との間に自己集合する。その後、図１３（ｄ）に示すように、樹脂１０５をさらに加熱することによって、端子１０２、１０４間に自己集合した樹脂１０５中の導電性粒子１０６を溶融させて、端子１０２、１０４間に接合体１０７を形成する。これにより、端子１０２、１０４間が接合体１０７を介して電気的に接続されたフリップチップ実装体が得られる。なお、この方法は、電子部品が搭載された基板間の接続等にも適用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００６／１０３９４８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記方法は、気泡発生剤から発生する気泡１１０の成長によって、樹脂１０５を端子１０２、１０４間に移動させる促進力を付与しているため、狭ピッチな端子間の接続に適している。また、端子間に誘導された樹脂１０５は、表面張力により端子間に安定して留まることができ、さらに、端子間に自己集合した樹脂１０５中の導電性粒子１０６は、溶融することによって、端子間に濡れ広がることができるため、端子間に安定した接合体１０７を形成することができる。
【０００８】
ところで、上記方法において、端子間に自己集合しなかった樹脂１０５は、端子の形成されていない回路基板１０１及び半導体チップ１０３（以下、単に「基板」という。）周辺部まで押し出されるのが好ましいが、端子間以外の基板間に残存する場合もある。その場合、樹脂１０５が基板間のどこに残存するかによって、フリップチップ実装体（または電子部品実装体）の信頼性に影響を及ぼすおそれがある。
【０００９】
例えば、接合体１０７が形成された端子間の近傍に樹脂１０５が残存すると、樹脂１０５の組成によっては、樹脂１０５中に存在する不純物に起因して、接合体１０７間で、イオンマイグレーションによる絶縁不良が発生するおそれがある。
【００１０】
また、樹脂１０５が基板周辺部まで押し出されたとしても、図１３（ｄ）に示すように、かかる樹脂１０５があたかも封止材のように作用することによって、基板間に密閉空間を作ってしまった場合、樹脂１０５中で発生した気泡１１０が、密閉空間に留まることになる。その場合、例えば、フリップチップ実装体が、他の回路基板等に二次実装される際、再加熱によって気泡１１０に溜まった湿気が水蒸気爆発等を起こして、接続不良が発生するおそれがある。
【００１１】
然るに、上記方法においては、樹脂１０５を端子間に自己集合させる際に、端子間以外に押し出される樹脂１０５が基板間のどこに残存するかについては考慮されていなかった。
【００１２】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その主な目的は、樹脂中に含有された導電性粒子を端子間に自己集合させて、端子間に接合体を形成することにより基板間を電気的に接続する方法において、端子間以外に押し出される樹脂を、所定の領域に誘導制御することによって、信頼性の高い実装体を実現することのできる基板間の接続方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するためには、本発明に係わる基板間の接続方法は、基板に形成された電極以外の所定の部位に段差部を設け、基板間に供給した導電性粒子及び気泡発生剤を含有した樹脂を、導電性粒子が溶融する温度に加熱することによって、電極間に接合体を自己集合的に形成する方法を採用したことを特徴とする。
【００１４】
上記の方法によれば、樹脂を加熱して、樹脂中に含有した気泡発生剤から気泡が発生することで、樹脂が気泡外に押し出される。このことによって、樹脂は、電極間又は段差部が形成された基板間（狭隙領域）に誘導される。電極間に誘導された樹脂中に含有された溶融導電性粒子は、電極表面に濡れ広がることによって、電極間に接合体が形成される。一方、樹脂中で発生した気泡は、電極間又は段差部が形成された基板間以外の部位（広隙領域）に誘導される。また、電極間に誘導された樹脂は、電極間に接合体が形成されるにつれて電極間から追い出され、段差部が形成された基板間により多く誘導される。
【００１５】
すなわち、樹脂は、毛細管現象を利用して、間隔の狭い電極間又は段差部が形成された基板間に誘導されるが、電極間においては、濡れ性を利用して、導電性粒子が優先的に誘導される結果、樹脂は、段差部が形成された基板間に相反的に誘導される。一方、気泡は、表面張力を利用して、電極間又は段差部以外の間隔の広い基板間に優先的に誘導される。これらの性質を利用して、樹脂、導電性粒子、及び気泡を、基板間のそれぞれ所定の領域に誘導制御することができる。
【００１６】
本発明に係わる基板間の接続方法は、複数の第１の電極を有する第１の基板に対向させて、複数の第２の電極を有する第２の基板を配置し、第１の電極と第２の電極とを接合体を介して電気的に接続する基板間の接続方法であって、第１の基板と第２の基板との間に、導電性粒子及び気泡発生剤が含有された樹脂を供給する工程（ａ）と、樹脂を加熱して、該樹脂中に含有する導電性粒子を溶融させるとともに、樹脂中に含有する気泡発生剤から気泡を発生させる工程（ｂ）と、樹脂を硬化させる工程（ｃ）とを有し、第１の基板及び第２の基板の少なくとも一方の基板には、段差部が形成されており、工程（ｂ）において、気泡が成長することで、樹脂が該気泡外に押し出されることによって、樹脂中の溶融した導電性粒子が、第１の電極と第２の電極との間に誘導されて、該電極間に溶融された導電性粒子からなる接合体が形成されるとともに、樹脂が、段差部における第１の基板と第２の基板との間に誘導され、工程（ｃ）において、樹脂が硬化されることによって、第１の基板と第２の基板とが固定されることを特徴とする。
【００１７】
ある好適な実施形態において、上記工程（ｂ）において、少なくとも電極間以外の第１の基板と第２の基板との間の領域は、樹脂が気泡によって押し出された第１の空洞部をなしている。
【００１８】
ある好適な実施形態において、上記複数の第１の電極及び複数の第２の電極は、第１の基板及び第２の基板上にアレイ状に形成されており、上記段差部は、アレイ状の電極領域を取り囲むようにリング状に形成されている。
【００１９】
ある好適な実施形態において、上記リング状に形成された段差部の一部に隙間が設けられており、該隙間が形成された部位における第１の基板と第２の基板との間の領域は、樹脂が気泡によって押し出された第２の空洞部をなしており、第１の空洞部は、第２の空洞部を介して外部と連通している。
【００２０】
ある好適な実施形態において、上記複数の第１の電極及び複数の第２の電極は、互いに平行にライン状に形成されており、上記段差部は、ライン状の電極領域の外方に、該電極に平行に形成されている。
【００２１】
ある好適な実施形態において、上記複数の第１の電極及び複数の第２の電極は、互いに平行にライン状に形成されており、上記段差部は、ライン状の電極に直交して形成されている。
【００２２】
ある好適な実施形態において、上記段差部は、第１の電極及び第２の電極の材料よりも、溶融した導電性粒子に対して濡れ性の低い材料からなる。
【００２３】
ある好適な実施形態において、上記段差部における第１の基板と前記第２の基板との間の距離は、導電性粒子の平均粒径よりも小さい。
【００２４】
ある好適な実施形態において、上記段差部における第１の基板と第２の基板との間の距離は、段差部が形成されていない部位における第１の基板と第２の基板との間の距離の１／２以下である。
【００２５】
ある好適な実施形態において、上記樹脂に気泡発生剤を含有させる代わりに、第１の基板及び第２の基板の少なくとも一方の基板に、気泡を発生させる気泡発生源が備えられ、上記工程（ｂ）において、気泡は、気泡発生源から発生される。
【００２６】
ある好適な実施形態において、上記第１の基板及び第２の基板は、回路基板または半導体チップからなる。
【００２７】
本発明に係わるフリップチップ実装体は、回路基板上に半導体チップが実装されたフリップチップ実装体であって、回路基板及び半導体チップは、上記の本発明に係わる基板間の接続方法によって、回路基板及び半導体チップに形成された電極同士が接合体を介して電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２８】
本発明に係わる基板間接続構造は、複数の電極を有する基板同士が電気的に接続された基板間接続構造であって、基板間は、上記の本発明に係わる基板間の接続方法によって、電極間に形成された接合体を介して電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２９】
本発明に係わる他の基板間接続構造は、複数の第１の電極を有する第１の基板に対向させて、複数の第２の電極を有する第２の基板を配置し、前記第１及び第２の電極間が金属からなる接合体を介して電気的に接続された基板間接続構造であって、第１の基板及び第２の基板の少なくとも一方の基板に段差部が形成され、該段差部において、第１の基板及び第２の基板が樹脂を介して接着されており、第１及び第２の電極間以外の第１の極板と第２の極板との間の領域は、空洞部になっていることを特徴とする。
【００３０】
ある好適な実施形態において、上記空洞部の少なくとも一部は外部と連通している。
【００３１】
ある好適な実施形態において、上記第１の基板及び第２の基板の少なくとも一方の基板に形成された段差部は、該基板の周辺部に形成されている。
【００３２】
ある好適な実施形態において、上記第１及び第２の電極の表面は、段差部の表面よりも金属に対する濡れ性が高く、樹脂に対する濡れ性が低い。
【００３３】
ある好適な実施形態において、上記段差部における第１の基板と第２の基板との距離は、第１及び第２の電極間における第１の基板と第２の基板との距離よりも小さい。
【００３４】
本発明に係わる他のフリップチップ実装体は、複数の第１の電極を有する半導体チップに対向させて、複数の第２の電極を有する基板を配置し、第１及び第２の電極間が接合体を介して電気的に接続されたフリップチップ実装体であって、半導体チップ及び基板の少なくとも一方に段差部が形成され、該段差部において、半導体チップ及び基板が樹脂を介して接着されており、第１及び第２の電極間以外の半導体チップと極板との間の領域は、空洞部になっていることを特徴とする。
【００３５】
ある好適な実施形態において、上記空洞部の少なくとも一部は、外部と連通している。
【００３６】
ある好適な実施形態において、上記複数の第１の電極及び複数の第２の電極は、半導体チップ及び基板上にアレイ状に形成されており、段差部は、アレイ状の電極領域を取り囲むようにリング状に形成されており、該リング状に形成された段差部の一部に隙間が設けられている。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、電極以外の基板の部位に段差部を設け、基板間に供給した導電性粒子及び気泡発生剤を含有する樹脂を、導電性粒子が溶融する温度に加熱することによって、電極間に形成された接合体を介して基板間を電気的に接続するとともに、電極間以外の基板間に形成した空洞部によって、接合体間を電気的に絶縁し、かつ、段差部に形成された樹脂を介して基板間を固定することができる。これにより、電極間のピッチが狭小になっても、信頼性の高い基板間の接続を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１における基板間の接続方法の工程を示した断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における基板間の接続方法を示した図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のIIb−IIbに沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のIIc−IIcに沿った断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１の変形例における基板間接続構造の構成を示した断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１の変形例における基板間の接続方法を示した図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のIVb−IVbに沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のIVc−IVcに沿った断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２における基板間の接続方法を示した図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は（ａ）のVb−Vbに沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のVc−Vcに沿った断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２の変形例における基板間の接続方法を示した図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は（ａ）のVIb−VIbに沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のVIc−VIcに沿った断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２の変形例における基板間の接続方法を示した図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は（ａ）のVIIb−VIIbに沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のVIIc−VIIcに沿った断面図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態２の変形例における基板間の接続方法を示した断面図である。
【図９】本発明の実施の形態３における基板間の接続方法を示した図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のIXb−IXbに沿った断面図である。
【図１０】本発明の実施例６における基板間の接続方法を示した平面図である。
【図１１】本発明の各実施例、比較例における実装体の主要な構成条件を示した図である。
【図１２】実施例４の実装体の断面観察を行った結果を示した図で、（ａ）は実装体の断面図、（ｂ）は、（ａ）の矢印Ｂに示した領域における実装体の断面Ｘ写真、（ｃ）は、（ａ）の矢印Ｃに示した領域における実装体の断面Ｘ写真である。
【図１３】（ａ）〜（ｄ）は、従来のフリップチップ実装方法の基本的な工程を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
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。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。
【００４０】
（実施の形態１）
図１（ａ）〜（ｄ）は、発明の実施の形態１における基板間の接続方法の工程を示した断面図である。
【００４１】
図１（ａ）に示すように、複数の第１の電極１１が形成された第１の基板１０に、導電性粒子１５及び気泡発生剤（不図示）を含む樹脂１４を供給し、複数の第２の電極１３が形成された第２の基板１２を位置決めして配置する。ここで、電極１１、１３が形成されていない部位における第１の基板１０と第２の基板１２との基板間距離をＬ１とする。
【００４２】
第１の基板１０及び第２の基板１２には、互いに対向する位置に段差部１６、１７がそれぞれ設けられており、この段差部１６、１７における基板間距離Ｌ２は、Ｌ１よりも狭くなっている。なお、段差部１６、１７は、第１の基板１０または第２の基板１２のいずれか一方に設けてあればよい。また、樹脂１４は、電極１１にパターン塗布する必要はなく、第１の基板１０上に一様に塗布されていればよい。
【００４３】
次に、図１（ｂ）に示すように、樹脂１４を加熱して、樹脂１４中に含有する導電性粒子１５を溶融するとともに、気泡発生剤から気泡２０を発生させる。なお、樹脂１４中に気泡発生剤を含有させる代わりに、例えば、基板に気泡発生源を設け、そこから気泡２０を発生させる方法を用いてもよい。気泡発生源としては、基板中に予め水分や蒸発型ガス発生剤としてブチルカルビトールなど、加熱されて気泡を発生させる成分などが利用できる。また、基板中に加熱されて分解する事で気泡を発生させる分解型ガス発生剤（水酸化アルミニウムやアルミン酸カルシウムなど）も利用可能である。
【００４４】
発生した気泡２０は、表面張力によりギャップの広いところに集まる。すなわち、基板間距離Ｌ１の領域（広隙領域）に集まろうとする。また、気泡２０の発生により、溶融した導電性粒子１５を含む樹脂１４は、電極１１、１３間（狭隙領域）に誘導され、自己集合する。導電性粒子がハンダ粉などの金属粒子の場合、溶融した導電性粒子１５は、電極１１、１３面に濡れ広がる。
【００４５】
濡れが進むと、図１（ｃ）に示すように、第１の電極１１と第２の電極１３とが繋がり、電気的に接続された接合体２１が形成される。一方、接合体２１が形成されるにつれて、樹脂１４は順次、電極１１、１３間から追い出されていくことになる。
【００４６】
これらのプロセスが繰り返され、気泡２０の発生、接合体２１の形成がなされていく訳であるが、図１（ｄ）に示すように、電極１１、１３間から追い出された樹脂１４は、気泡２０の力により移動している間に、毛細管現象により、基板間距離Ｌ１より狭い基板間距離Ｌ２の領域、すなわち、段差部１６、１７間にその多くが誘導される。最後に、段差部１６、１７間に誘導された樹脂１４を硬化させることによって、基板１０、１２間を固定する。
【００４７】
以上の工程により、電極１１、１３間に接合体２１を、段差部１６、１７間に樹脂１４を、電極１１、１３間以外の基板１０、１２間に気泡２０をそれぞれ選択的に形成して、基板１０、１２間の接続を完了する。
【００４８】
このような方法で形成された基板間接続構造においては、電極１１、１３間以外の基板１０、１２間の領域は空洞部になって、接合体２１の近傍には樹脂１４が残存しないため、接合体２１間で、イオンマイグレーションによる絶縁不良の発生を防止することができる。逆に言えば、樹脂１４として、絶縁信頼性より接着強度や他の特性を優先することが可能となり、材料選択の幅が広がる。また、段差部１６、１７において、基板１０、１２が樹脂１４を介して接着されるため、基板１０、１２間の接着を確実に行うことができる。
【００４９】
なお、本発明において、「電極間以外の極板間の領域」とは、必ずしも全ての基板間の領域を意味するものではなく、イオンマイグレーションによる絶縁不良の発生を防止する効果が失わない範囲において、一部の領域に樹脂１４が残存している場合も含む。
【００５０】
また、本発明において、必ずしも全ての段差部１６、１７において、基板１０、１２間に樹脂１４が介在する必要はなく、また、段差部１６、１７の全面に亘って樹脂１４が存在しなくてもよい。
【００５１】
また、基板１０、１２間を接着している樹脂１４は、基板間距離Ｌ２の狭い段差部１６、１７間に誘導されているため、樹脂１４を薄く（例えば、５０μｍ以下の厚み）形成することができる。そのため、段差部１６、１７を設けない場合に比べて、樹脂１４での凝集破壊（樹脂１４が界面で剥離するのではなく、樹脂１４部分での破壊）が起こりにくくなって、接着強度を増すことができる。逆に言えば、樹脂１４の成分として、接着強度より絶縁信頼性や他の特性を優先することが可能となり、材料選択の幅も広がる。
【００５２】
なお、段差部１６、１７における第１の基板１０と第２の基板１２との距離（すなわち、樹脂１４の厚み）は、第１及び第２の電極１１、１３間における第１の基板１０と第２の基板１２との距離（すなわち、接合体２１の厚み）よりも小さいことが好ましい。これにより、樹脂１４の接着強度をより増すことができる。
【００５３】
また、樹脂１４にフィラーなどの他の固体成分を含有させると、一般的には接着強度が低下することが予想されるが、そのような形態においても、樹脂１４の接着強度が確保されるため、フィラー添加が可能となる。なお、フィラーを添加する場合、フィラーの平均粒径は、段差部１６、１７間における基板間距離Ｌ２以下であることが好ましい。これにより、段差部１６、１７間に、フィラー添加の樹脂１４を誘導させることが可能となる。フィラーとしては、例えば、線膨張係数を抑える目的で、アルミナなどの無機フィラーを添加したり、ＥＭＣシールドを目的で、銅、ニッケル、カーボンなどの金属フィラーを添加したりすることが可能である。なお、金属フィラーは、導電性粒子１５よりも融点の高い材料を用いることが好ましい。これにより、導電性粒子１５は、電極１１、１３間に自己集合させ、金属フィラー添加の樹脂１４は、段差部１６、１７間に誘導させることができる。なお、電極１１、１３間に金属フィラーが混入されても問題はない。
【００５４】
また、本発明の方法によれば、基板にポリイミド基板を用いた場合、ポリイミド基板との接着性が弱い材質の電子部品を実装する場合でも、接着強度を確保することができる。すなわち、段差部１６、１７に、ポリイミド基板との接着性が高い材質を選択することによって、樹脂１４に、ポリイミド樹脂との接着性を向上させる材料を選択しなくても、十分な接着強度を確保することができる。逆に言えば、樹脂１４として、接着強度より他の特性を優先することが可能となり、材料選択の幅が広がる。
【００５５】
図２は、複数の電極１１、１３がアレイ状に形成された場合の基板間の接続方法を示した図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のIIb−IIbに沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のIIc−IIcに沿った断面図である。
【００５６】
図２（ａ）に示すように、アレイ状の電極１１、１３を取り囲むようにリング状の段差部１６、１７が形成されており、その段差部１６、１７の一部には隙間が設けられている。これにより、隙間が形成された部位における基板１０、１２間は、樹脂１４が気泡２０によって押し出された空洞部２０ｂをなしている。そして、電極１１、１３間以外の基板１０、１２間に形成された空洞部２０ａは、空洞部２０ｂを介して外部と連通している。
【００５７】
このような構成により、吸湿リフロー信頼性に対しても優れた品質を確保することができる。すなわち、基板１０、１２間に形成された空洞部２０ａは、外部と連通しているため、湿気が貯まりにくく、また、急速加熱時に蒸発した水分も外部に逃がすことができるため、気圧の上昇が少なく、接続不良を防止することができる。
【００５８】
なお、基板１０、１２間に形成された空洞部２０ａは、必ずしも連続して繋がっている必要はなく、少なくとも一部の空洞部２０ａが、空洞部２０ｂを介して外部と連通していればよい。また、吸湿リフロー信頼性に適合するかどうかは、連続して外部と繋がっている空洞部２０ａの割合や、樹脂１４の透湿度、接着強度などによって大きく変化するため、アプリケーションの形態や、試験条件によって、適宜決めることができる。特に、全ての空洞部２０ａが外部と連通していることが、吸湿リフロー信頼性などの面でより好ましい。また、絶縁信頼性に関しても、基板１０、１２間に形成された空洞部２０ａにおいて、結露や水分の吸着を低減することができるため、湿気が貯まりにくく、絶縁信頼性が向上する。
【００５９】
本発明においては、図３に示すように、段差部は、第１の基板１０または第２の基板１２のいずれか一方の基板にだけ（図３では、第１の基板１０に段差部１６を設けた例を示す）設けてもよい。また、電極１１、１３間以外の基板１０、１２間に形成された空洞部２０の一部に、樹脂１４が残存していても、イオンマイグレーションによる絶縁不良の発生を防止する効果は失われない。
【００６０】
また、段差部１６、１７は、基板１０、１２の周辺部に形成されているため、段差部１６、１７間に誘導された樹脂１４は緩衝材としての作用も発揮する。それ故に、基板間接続構造に衝撃が加わっても、基板１０、１２の周辺部に存在する樹脂１４によって、衝撃が緩和されるため、信頼性の高い基板間接続構造を得ることができる。
【００６１】
また、本発明において、第１の基板１０及び第２の基板１２は、図２（ａ）〜（ｃ）に示したように、同じ大きさのサイズのものに限定されず、例えば、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１の基板１０が、第２の基板１２よりも大きなサイズのものであってもよい。ここで、図４（ａ）は、基板間接続構造の平面図、（ｂ）は（ａ）のIVb−IVbに沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のIVc−IVcに沿った断面図である。なお、図４（ｂ）に示すように、本例では、段差部１６は、第１の基板１０にだけ形成されている。
【００６２】
なお、両方の基板１０、１２に段差部１６、１７を設けた場合、それらの高さを必ずしも同じにする必要はない。段差部１６、１７は、例えば、基板１０、１２上の所定の領域に、予めレジストやカバーレイ等を形成して設けておくことができる。あるいは、実装時に、フィルム状樹脂（Ｂステージなどの樹脂あるいは硬化した樹脂フィルム）、液状の樹脂（熱硬化性樹脂など）、板状の無機材料（セラミックや金属材料）等を設置するようにしてもよい。この場合、樹脂１４の加熱とともに、段差部１６、１７自身が、第１の基板１０または第２の基板１２に接着されるような材料を選択してもよい。また、段差部１６、１７の材質は必ずしも同一である必要はない。
【００６３】
段差部１６、１７における基板間距離Ｌ２は、電極１１、１３が形成されていない部位における基板間距離Ｌ１の１／２以下であることが好ましい。これにより、樹脂１４が、より段差部１６、１７間に誘導されやすくなる。また、基板間距離Ｌ２は、導電性粒子１５の平均粒径以下であることが好ましい。これにより、導電性粒子１５は、段差部１６、１７間に入りにくくなり、その結果、電極１１、１３間に自己集合しやすくなる。なお、段差部１６、１７間に誘導された樹脂１４中には、導電性粒子１５の一部が混入されていても構わない。
【００６４】
また、第１の基板１０及び第２の基板１２を、所定の基板間距離Ｌ１及びＬ２を維持して保持する手段としては、機械的に基板１０、１２を吸着あるいは掴む方法、あるいは、基板１０、１２間の一部に、所定の均一な粒径の粒子もしくは線状物質を挟み込み方法等を用いることができる。
【００６５】
ここで、本発明における導電性粒子１５としては、例えば、ハンダ粉を用いることができる。ハンダ粉としては、ＳｎＰｂなどの従来の鉛含有ハンダ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＡｇ、ＳｎＡｇＢｉＩｎ、ＳｎＳｂ、ＳｎＢｉなどの鉛フリーハンダなど、特にその種類は問わない。また、その大きさも特に問わないが、平均粒径が１〜５０ｕｍ程度のものを用いることが好ましい。なお、導電性粒子１５は、第１の電極１１及び第２の電極１３との濡れ性が、第１の基板１０及び第２の基板１２との濡れ性よりも高い。
【００６６】
本発明における樹脂１４としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂や、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィドなどの熱可塑性樹脂などを用いることができる。また、洗浄工程がある場合は、シリコーンオイル、グリセリン類、炭化水素系のオイルなども用いることができる。
【００６７】
本発明における第１の基板１０及び第２の基板１２は、回路基板、半導体チップ、モジュール部品、受動部等の、略平坦な基板で構成されるものであれば、特に制限はない。例えば、回路基板と半導体チップとの接合により、フリップチップ実装体を形成することができる。また、回路基板同士の接合により、基板間接続構造を形成することができる。
【００６８】
本発明における第１の電極１１及び第２の電極１３の形状は特に限定されないが、例えば、円形状のものやライン状のものを用いることができる。また、電極１１、１３の材料は特に限定されないが、例えば、金、銀、銅、ハンダ、パラジウムなどを用いることができる。これらの材料は、導電性粒子１５との濡れ性がよいため、導電性粒子１５の電極１１、１３間への自己集合が促進される。
【００６９】
なお、本実施における導電性粒子１５の「自己集合」とは、導電性粒子１５が一様に分散された樹脂１４を、複数の電極１１、１３を含む基板１０、１２間に一様に塗布し、樹脂１４の加熱により樹脂１４中に気泡２０を発生させ、気泡２０を利用して導電性粒子１５を電極１１、１３間に誘導して接合体２１を形成することをいう。
【００７０】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における基板間の接続方法を示した図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は（ａ）のIVb−IVbに沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のIVc−IVcに沿った断面図である。なお、本実施形態において、実施の形態１と同様の構成については同じ符号を記している。また、特に記述がない限り、実施の形態１と同様であり、その詳細な説明は省略する。
【００７１】
図５（ａ）に示すように、第１の基板１０には、複数のライン状の第１の電極１１が形成されており、その外方には、第１の電極１１に平行に段差部１６が形成されている。同様に、第２の基板１２には、複数のライン状の第２の電極１３が形成されており、その外方には、第２の電極１３に平行に段差部１７が形成されている。
【００７２】
本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、第１の基板１０及び第２の基板１２は、ライン状の電極１１、１３間に形成された接合体２１により、電気的に接続されているとともに、ライン状に形成された段差部１６、１７間に誘導された樹脂１４により、機械的に接着されている。
【００７３】
本実施形態は、例えば、回路基板同士が電気的に接続された基板間接続構造に適用することができ、図５（ｂ）に示すように、電極１１、１３間に形成された接合体２１は、電極１１、１３間以外の基板１０、１２間に形成された空洞部２０によって絶縁されているため、絶縁信頼性に優れている。また、図５（ｃ）に示すように、空洞部２０は、外部に連通しているため、湿気が貯まりにくく、また、急速加熱時に蒸発した水分も外部に逃がすことができるため、気圧の上昇が少なく、接続不良を防止することができる。
【００７４】
なお、本実施形態において、第１の基板１０及び第２の基板１２は、図５（ａ）〜（ｃ）に示したように、同じ大きさのサイズのものに限定されず、例えば、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１の基板１０が、第２の基板１２よりも大きなサイズのものであってもよい。ここで、図６（ａ）は、基板間接続構造の平面図、（ｂ）は（ａ）のVIb−VIbに沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のVIc−VIcに沿った断面図である。
【００７５】
また、本実施形態において、段差部１６、１７は、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、ライン状の第１及び第２の電極１１、１３に直交するように形成してもよい。
【００７６】
また、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、電極１１、１３間以外の基板１０、１２間に形成された空洞部２０の一部に、樹脂１４が残存していても、イオンマイグレーションによる絶縁不良の発生を防止する効果は失われない。
【００７７】
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３における基板間の接続方法を示した図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のIXb−IXbに沿った断面図である。なお、本実施形態において、実施の形態１と同様の構成については同じ符号を記している。また、特に記述がない限り、実施の形態１と同様であり、その詳細な説明は省略する。
【００７８】
図９（ａ）に示すように、第１の基板１０には、複数の第１の電極１１がアレイ状に形成されており、隣接する第１の電極１１の間には、複数の段差部１６がアレイ状に形成されている。同様に、第２の基板１２には、複数の第２の電極１３がアレイ状に形成されており、隣接する第２の電極１３の間には、複数の段差部１７がアレイ状に形成されている。
【００７９】
本実施形態では、図９（ｂ）に示すように、第１の基板１０及び第２の基板１２は、アレイ状の電極１１、１３間に形成された接合体２１を介して電気的に接続されているとともに、アレイ状に形成された段差部１６、１７間に誘導された樹脂１４を介して機械的に接着されている。
【００８０】
本実施形態においては、基板１０、１２の内部においても、アレイ状に形成された段差部１６、１７間に誘導された樹脂１４を介して基板１０、１２間が接着されているため、機械的信頼性の高い基板間の接続を実現することができる。
【実施例】
【００８１】
以下、本発明の実施例を挙げて本発明の構成及び効果をさらに説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００８２】
（実施例１）
第１の基板１０として回路基板を用い、第２の基板１２として半導体チップを用いて、図１（ａ）〜（ｄ）に示した基板間の接続方法により、回路基板と半導体チップとのフリップチップ実装体を作製した。
【００８３】
なお、回路基板は、大きさが１０ｍｍ×１０ｍｍで、電極１００μｍφ、ピッチ２００μｍ、電極数３×３＝９個のビルドアップ基板を用いた。また、半導体チップは、電極１００μｍφ、ピッチ２００μｍ、電極数３ｘ３＝９個のＴＥＧチップを用いた。
【００８４】
回路基板には、図２（ａ）に示したパターンの段差部１６を設けた。段差部１６はソルダーレジストで形成し、そのサイズは、幅が４．６ｍｍ、厚み２０μｍで、レジスト端部と電極間は１５０μｍとした。一方、半導体チップには段差を設けなかった。
【００８５】
樹脂１４は、イミダゾール系硬化剤（四国化成社製）及びカルボン酸系フラックス剤を含むビスフェノールＦ型エポキシ系樹脂（エピコート806、ジャパンエポキシレジン社製）を４９ｗｔ％、導電性粒子１５としてハンダ粉（ＳｎＡｇＣｕ：平均粒径３０μｍ）を５０ｗｔ％、気泡発生剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル（和光純薬社製）を１ｗｔ％を混練したものを用いた。
【００８６】
この樹脂を、回路基板に塗布し、その上に、回路基板の電極と半導体チップの電極とが互いに対向するように半導体チップを位置決めして搭載した。この時、電極が形成されていない部位における基板間距離Ｌ１が７０μｍ、段差部における基板間距離Ｌ２が５０μｍとなるように、回路基板と半導体チップとを固定した。
【００８７】
この状態で、樹脂を２５０℃に加熱し、ハンダ粉を溶融させるとともに、気泡発生剤から気泡を発生させた。これにより、ハンダ粉を電極間に自己集合させて接合体を形成するとともに、樹脂を段差部に誘導した。
【００８８】
最後に、樹脂を硬化させて、回路基板と半導体チップとを、段差部に誘導した樹脂を介して接着させた。
【００８９】
（実施例２）
実施例１と同様の部材及び方法により、回路基板と半導体チップとのフリップチップ実装体を作製した。
【００９０】
回路基板には、図２（ａ）に示したパターンの段差部１６を設けた。段差部１６はソルダーレジストで形成し、そのサイズは、幅が４．４ｍｍ、厚み３０μｍで、レジスト端部と電極間は１５０μｍとした。一方、半導体チップにも、図２（ａ）に示したパターンの段差部１７を設けた。段差部１７は、酸無水物系エポキシ樹脂を用いて、印刷法により形成した。そのサイズは、幅が４．３ｍｍ、厚み１５μｍで、段差部１７と電極間は４５０μｍとした。そして、電極が形成されていない部位における基板間距離Ｌ１が６５μｍ、段差部における基板間距離Ｌ２が２０μｍとなるように、回路基板と半導体チップとを固定して、基板間の接続を行った。
【００９１】
（実施例３）
第１の基板１０及び第２の基板１２として回路基板を用いて、図１（ａ）〜（ｄ）に示した基板間の接続方法により、回路基板同士を接続した基板間接続構造を作製した。
【００９２】
回路基板は、大きさが１０ｍｍ×２０ｍｍで、幅が５０μｍのライン状電極で、ピッチ１００μｍ、電極本数３０本のフレキシブル基板を用いた。
【００９３】
また、回路基板には、図５（ａ）に示したパターンの段差部１６、１７を設けた。段差部は、カバーレイフィルムで形成し、そのサイズを、２．５ｍｍ（電極と直交方向）ｘ１．５ｍｍ（電極と平行方向）、厚み１０μｍとした。また、カバーレイフィルム端部と電極間は約１ｍｍとした。
【００９４】
樹脂は、イミダゾール系硬化剤（四国化成社製）及びカルボン酸系フラックス剤を含むビスフェノールＦ型エポキシ系樹脂（エピコート806、ジャパンエポキシレジン社製）を４４ｗｔ％、導電性粒子としてハンダ粉（ＳｎＡｇＣｕ：粒径２０μｍ）を５５ｗｔ％、気泡発生剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル（和光純薬社製）を１ｗｔ％を混練したものを用いた。
【００９５】
回路基板同士の接合は、電極が形成されていない部位における基板間距離Ｌ１が２５μｍ、段差部における基板間距離Ｌ２が５μｍとなるように固定した状態で、樹脂を２５０℃に加熱することにより行った。
【００９６】
（実施例４）
第１及び第２の回路基板の段差厚みを１５μｍ、電極が形成されていない部位における基板間距離Ｌ１を５０μｍ、段差部における基板間距離Ｌ２を２０μｍ、はんだ粉の粒径を２５μｍとした以外は、実施例３と同様の部材、及び方法により、回路基板同士を接続した基板間接続構造を作製した。
【００９７】
（実施例５）
第１の基板１０及び第２の基板１２として回路基板を用いて、図１（ａ）〜（ｄ）に示した基板間の接続方法により、回路基板同士を接続した基板間接続構造を作製した。
【００９８】
回路基板は、大きさが１０ｍｍ×２０ｍｍで、幅が１００μｍのライン状電極で、ピッチ２００μｍ、電極本数２０本のフレキシブル基板を用いた。
【００９９】
また、回路基板には、図７（ａ）に示したパターンの段差部１６、１７を設けた。段差部は、カバーレイフィルムで形成し、そのサイズを、１０ｍｍ（電極と直交方向）ｘ１０ｍｍ（電極と平行方向）、厚み１５μｍとした。
【０１００】
樹脂は、イミダゾール系硬化剤（四国化成社製）及びカルボン酸系フラックス剤を含むビスフェノールＦ型エポキシ系樹脂（エピコート806、ジャパンエポキシレジン社製）を４４ｗｔ％、導電性粒子としてハンダ粉（ＳｎＡｇＣｕ：粒径２０μｍ）を５５ｗｔ％、気泡発生剤としてジエチレングリコールジメチルエーテル（和光純薬社製）を１ｗｔ％を混練したものを用いた。
【０１０１】
回路基板同士の接合は、電極が形成されていない部位における基板間距離Ｌ１が４０μｍ、段差部における基板間距離Ｌ２が１０μｍとなるように固定した状態で、樹脂を２５０℃に加熱することにより行った。
【０１０２】
（実施例６）
図２（ａ）に示したパターンの段差部１６に代わりに、図１０に示したパターンの段差部を用いた以外は、実施例１と同様の部材、及び方法により、回路基板と半導体チップとのフリップチップ実装体を作製した。
【０１０３】
（比較例１）
第１の基板１０及び第２の基板１２に段差部１６、１７を設けなかった以外は、実施例１と同様の部材及び方法により、回路基板と半導体チップとのフリップチップ実装体を作製した。なお、電極が形成されていない部位における基板間距離Ｌ１は６０μｍとした。
【０１０４】
（比較例２）
第１の基板１０及び第２の基板１２に段差部１６、１７を設けなかった以外は、実施例３と同様の部材及び方法により、回路基板同士を接続した基板間接続構造を作製した。なお、電極が形成されていない部位における基板間距離Ｌ１は６０μｍとした。
【０１０５】
上記実施例１〜６及び比較例１、２で作製したフリップチップ実装体または基板間接続構造（以下、単に「実装体」という。）の主要な構成条件を図１１に示す。
【０１０６】
《接合体の断面観察等》
まず、実施例１〜６及び比較例１、２で作製した実装体の電極間に形成された接合体を、Ｘ線および断面観察を行った。
【０１０７】
その結果、作製した全ての実装体において、電極間にハンダ粉が溶融してなる接合体が形成されているのが確認できた。
【０１０８】
また、段差部を形成した実施例１〜６の実装体においては、段差部分に樹脂が誘導されて、回路基板と半導体チップ、または回路基板同士が樹脂を介して接着されているのが確認できた。
【０１０９】
しかしながら、段差部に誘導された樹脂のうち、実施例２〜５の実装体においては、樹脂中にハンダ粉はほとんど存在しなかったのに対し、実施例１、６の実装体においては、樹脂中にハンダ粉が存在しているのが確認できた。これは、実施例１、６においては、段差部における基板間距離（Ｌ２＝５０μｍ）が、ハンダ粉の平均粒径（３０μｍ）よりも大きかったため、段差部における基板間にもハンダ粉が入り込んだものと考えられる。
【０１１０】
また、実施例２〜５の実装体においては、接合体以外の基板間は、空洞部が形成されているのが確認できた。これは、実施例２〜５においては、段差部における基板間距離Ｌ２が、電極が形成されていない部位における基板間距離Ｌ１よりも１／２以下であったため、樹脂が効率よく段差部に誘導されたものと考えられる。なお、実施例１、６の実装体においても、接合体以外の基板間には空洞部は形成されていたが、一部に樹脂が残存したものが確認できた。これに対して、比較例１、２の実装体においては、接合体以外の基板間には、樹脂が残存しているのが確認できた。
【０１１１】
図１２（ａ）〜（ｃ）は、実施例４の実装体について、断面観察を行った結果を示した図で、（ａ）は実装体の断面図、（ｂ）は、（ａ）の矢印Ｂに示した領域における実装体の断面Ｘ写真、（ｃ）は、（ａ）の矢印Ｃに示した領域における実装体の断面Ｘ写真である。
【０１１２】
図１２（ｂ）に示すように、全ての電極１１、１３間にハンダ粉が溶融してなる接合体２１が形成されているのが確認できる。また、電極１１、１３間以外の回路基板１０、１２間の領域は、全て空洞部２０になっていることが確認できる。さらに、図１２（ｃ）に示すように、段差部１６、１７間に樹脂１４が誘導されて、回路基板１０、１２同士が樹脂を介して接着されているのが確認できる。
【０１１３】
《信頼性の試験》
実施例１〜６及び比較例１、２で作製した実装体について、吸湿リフロー試験、絶縁信頼性試験を行った。なお、吸湿リフロー試験では接続抵抗を、絶縁信頼性試験では絶縁抵抗を見るために、接合体からの配線引き回しは異なるものにした。
【０１１４】
吸湿リフロー試験は、８５℃／８５％ＲＨ、１６８時間吸湿後、２４０℃リフローを３回行った。その結果、実施例１〜５、比較例１、比較例２の実装体においては、試験後の抵抗値変化が±１０％以内であり、試験後の外観も特に問題なかった。これに対して、実施例６の実装体においては、試験後にオープン不良が発生しており、外観検査においても、実装体の回路基板側に膨れが観測された。これは、実施例６における段差部は、基板周辺に電極を取り囲むように形成されていたため、段差部に誘導された樹脂によって、基板間の接合体以外に形成された空洞部が密閉された状態になっていたためと考えられる。
【０１１５】
絶縁信頼性試験は、ＰＣＴ試験条件（１２０℃８５％ＲＨ／１５Ｖ印加／９６時間）で行った。その結果、比較例１、２の実装体においては、抵抗値が１０５Ω程度まで低下しており、接合体間でイオンマイグレーションによる絶縁不良が発生していた。これは、
比較例１、２の実装体においては、接合体以外の基板間に樹脂が残存していたためと考えられる。これに対して、実施例１〜６の実装体においては、試験後も１０１０Ω以上の抵抗値を示し、イオンマイグレーションによる絶縁不良は確認されなかった。
【０１１６】
以上の結果から、電極以外の基板の部位に段差部を設け、基板間に供給した導電性粒子及び気泡発生剤を含有する樹脂を、導電性粒子が溶融する温度に加熱することによって、電極間に形成された接合体によって基板間を電気的に接続するとともに、電極間以外の基板間に形成した空洞部によって、接合体間を電気的に絶縁し、かつ、段差部に形成された樹脂によって、基板間を固定することができることが分かる。これにより、電極間のピッチが狭小になっても、信頼性の高い基板間の接続を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明は、次世代の薄型化・高密度実装化が進む電子機器におけるフリップチップ実装や基板間接続に有用である。
【符号の説明】
【０１１８】
１０ 第１の基板
１１ 第１の電極
１２ 第２の基板
１３ 第２の電極
１４ 樹脂
１５ 導電性粒子
１６、１７ 段差部
２０ 気泡
２０ａ、２０ｂ 空洞部
２１ 接合体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１の電極を有する第１の基板に対向させて、複数の第２の電極を有する第２の基板を配置し、前記第１の電極と前記第２の電極とを接合体を介して電気的に接続する基板間の接続方法であって、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に、導電性粒子及び気泡発生剤が含有された樹脂を供給する工程（ａ）と、
前記樹脂を加熱して、該樹脂中に含有する前記導電性粒子を溶融させるとともに、前記樹脂中に含有する気泡発生剤から気泡を発生させる工程（ｂ）と、
前記樹脂を硬化させる工程（ｃ）と
を有し、
前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方の基板には、段差部が形成されており、
前記工程（ｂ）において、前記気泡が成長することで、前記樹脂が該気泡外に押し出されることによって、前記樹脂中の溶融した導電性粒子が、前記第１の電極と前記第２の電極との間に誘導されて、該電極間に前記溶融された導電性粒子からなる前記接合体が形成されるとともに、前記樹脂が、前記段差部における前記第１の基板と前記第２の基板との間に誘導され、
前記工程（ｃ）において、前記樹脂が硬化されることによって、前記第１の基板と前記第２の基板とが固定される、基板間の接続方法。
【請求項２】
前記工程（ｂ）において、少なくとも前記電極間以外の前記第１の基板と前記第２の基板との間の領域は、前記樹脂が前記気泡によって押し出された第１の空洞部をなしている、請求項１に記載の基板間の接続方法。
【請求項３】
前記複数の第１の電極及び前記複数の第２の電極は、前記第１の基板及び前記第２の基板上にアレイ状に形成されており、
前記段差部は、前記アレイ状の電極領域を取り囲むようにリング状に形成されている、請求項１または２に記載の基板間の接続方法。
【請求項４】
前記リング状に形成された段差部の一部に隙間が設けられており、該隙間が形成された部位における前記第１の基板と前記第２の基板との間の領域は、前記樹脂が前記気泡によって押し出された第２の空洞部をなしており、
前記第１の空洞部は、前記第２の空洞部を介して外部と連通している、請求項３に記載の基板間の接続方法。
【請求項５】
前記複数の第１の電極及び前記複数の第２の電極は、互いに平行にライン状に形成されており、
前記段差部は、前記ライン状の電極領域の外方に、該電極に平行に形成されている、請求項１に記載の基板間の接続方法。
【請求項６】
前記複数の第１の電極及び前記複数の第２の電極は、互いに平行にライン状に形成されており、
前記段差部は、前記ライン状の電極に直交して形成されている、請求項１に記載の基板間の接続方法。
【請求項７】
前記段差部は、前記第１の電極及び第２の電極の材料よりも、前記溶融した導電性粒子に対して濡れ性の低い材料からなる、請求項１に記載の基板間の接続方法。
【請求項８】
前記段差部における前記第１の基板と前記第２の基板との間の距離は、前記導電性粒子の平均粒径よりも小さい、請求項１に記載の基板間の接続方法。
【請求項９】
前記段差部における前記第１の基板と前記第２の基板との間の距離は、前記段差部が形成されていない部位における前記第１の基板と前記第２の基板との間の距離の１／２以下である、請求項１に記載の基板間の接続方法。
【請求項１０】
前記樹脂に前記気泡発生剤を含有させる代わりに、前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方の基板に、気泡を発生させる気泡発生源が備えられ、
前記工程（ｂ）において、前記気泡は、前記気泡発生源から発生される、請求項１に記載の基板間の接続方法。
【請求項１１】
前記第１の基板及び前記第２の基板は、回路基板または半導体チップからなる、請求項１に記載の基板間の接続方法。
【請求項１２】
回路基板上に半導体チップが実装されたフリップチップ実装体であって、
前記回路基板及び前記半導体チップは、請求項１に記載された基板間の接続方法によって、前記回路基板及び前記半導体チップに形成された電極同士が接合体を介して電気的に接続されている、フリップチップ実装体。
【請求項１３】
複数の電極を有する回路基板同士が電気的に接続された基板間接続構造であって、
前記回路基板間は、請求項１に記載された基板間の接続方法によって、前記電極間に形成された接合体を介して電気的に接続されている、基板間接続構造。
【請求項１４】
複数の第１の電極を有する第１の基板に対向させて、複数の第２の電極を有する第２の基板を配置し、前記第１及び第２の電極間が金属からなる接合体を介して電気的に接続された基板間接続構造であって、
前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方の基板に段差部が形成され、該段差部において、前記第１の基板及び前記第２の基板が樹脂を介して接着されており、
前記第１及び第２の電極間以外の前記第１の極板と前記第２の極板との間の領域は、空洞部になっている、基板間接続構造。
【請求項１５】
前記空洞部の少なくとも一部は、外部と連通している、請求項１４に記載の基板間接続構造。
【請求項１６】
前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方の基板に形成された段差部は、該基板の周辺部に形成されている、請求項１４に記載の基板間接続構造。
【請求項１７】
前記第１及び第２の電極の表面は、前記段差部の表面よりも、金属に対する濡れ性が高く、樹脂に対する濡れ性が低い、請求項１４に記載の基板間接続構造。
【請求項１８】
前記段差部における前記第１の基板と前記第２の基板との距離は、前記第１及び第２の電極間における前記第１の基板と前記第２の基板との距離よりも小さい、請求項１４に記載の基板間接続構造。
【請求項１９】
複数の第１の電極を有する半導体チップに対向させて、複数の第２の電極を有する基板を配置し、前記第１及び第２の電極間が接合体を介して電気的に接続されたフリップチップ実装体であって、
前記半導体チップ及び前記基板の少なくとも一方に段差部が形成され、該段差部において、前記半導体チップ及び前記基板が樹脂を介して接着されており、
前記第１及び第２の電極間以外の前記半導体チップと前記極板との間の領域は、空洞部になっている、フリップチップ実装体。
【請求項２０】
前記空洞部の少なくとも一部は、外部と連通している、請求項１９に記載のフリップチップ実装体。
【請求項２１】
前記複数の第１の電極及び前記複数の第２の電極は、前記半導体チップ及び前記基板上にアレイ状に形成されており、
前記段差部は、前記アレイ状の電極領域を取り囲むようにリング状に形成されており、該リング状に形成された段差部の一部に隙間が設けられている、請求項１９に記載のフリップチップ実装体。
【請求項１】
複数の第１の電極を有する第１の基板に対向させて、複数の第２の電極を有する第２の基板を配置し、前記第１の電極と前記第２の電極とを接合体を介して電気的に接続する基板間の接続方法であって、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に、導電性粒子及び気泡発生剤が含有された樹脂を供給する工程（ａ）と、
前記樹脂を加熱して、該樹脂中に含有する前記導電性粒子を溶融させるとともに、前記樹脂中に含有する気泡発生剤から気泡を発生させる工程（ｂ）と、
前記樹脂を硬化させる工程（ｃ）と
を有し、
前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方の基板には、段差部が形成されており、
前記工程（ｂ）において、前記気泡が成長することで、前記樹脂が該気泡外に押し出されることによって、前記樹脂中の溶融した導電性粒子が、前記第１の電極と前記第２の電極との間に誘導されて、該電極間に前記溶融された導電性粒子からなる前記接合体が形成されるとともに、前記樹脂が、前記段差部における前記第１の基板と前記第２の基板との間に誘導され、
前記工程（ｃ）において、前記樹脂が硬化されることによって、前記第１の基板と前記第２の基板とが固定される、基板間の接続方法。
【請求項２】
前記工程（ｂ）において、少なくとも前記電極間以外の前記第１の基板と前記第２の基板との間の領域は、前記樹脂が前記気泡によって押し出された第１の空洞部をなしている、請求項１に記載の基板間の接続方法。
【請求項３】
前記複数の第１の電極及び前記複数の第２の電極は、前記第１の基板及び前記第２の基板上にアレイ状に形成されており、
前記段差部は、前記アレイ状の電極領域を取り囲むようにリング状に形成されている、請求項１または２に記載の基板間の接続方法。
【請求項４】
前記リング状に形成された段差部の一部に隙間が設けられており、該隙間が形成された部位における前記第１の基板と前記第２の基板との間の領域は、前記樹脂が前記気泡によって押し出された第２の空洞部をなしており、
前記第１の空洞部は、前記第２の空洞部を介して外部と連通している、請求項３に記載の基板間の接続方法。
【請求項５】
前記複数の第１の電極及び前記複数の第２の電極は、互いに平行にライン状に形成されており、
前記段差部は、前記ライン状の電極領域の外方に、該電極に平行に形成されている、請求項１に記載の基板間の接続方法。
【請求項６】
前記複数の第１の電極及び前記複数の第２の電極は、互いに平行にライン状に形成されており、
前記段差部は、前記ライン状の電極に直交して形成されている、請求項１に記載の基板間の接続方法。
【請求項７】
前記段差部は、前記第１の電極及び第２の電極の材料よりも、前記溶融した導電性粒子に対して濡れ性の低い材料からなる、請求項１に記載の基板間の接続方法。
【請求項８】
前記段差部における前記第１の基板と前記第２の基板との間の距離は、前記導電性粒子の平均粒径よりも小さい、請求項１に記載の基板間の接続方法。
【請求項９】
前記段差部における前記第１の基板と前記第２の基板との間の距離は、前記段差部が形成されていない部位における前記第１の基板と前記第２の基板との間の距離の１／２以下である、請求項１に記載の基板間の接続方法。
【請求項１０】
前記樹脂に前記気泡発生剤を含有させる代わりに、前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方の基板に、気泡を発生させる気泡発生源が備えられ、
前記工程（ｂ）において、前記気泡は、前記気泡発生源から発生される、請求項１に記載の基板間の接続方法。
【請求項１１】
前記第１の基板及び前記第２の基板は、回路基板または半導体チップからなる、請求項１に記載の基板間の接続方法。
【請求項１２】
回路基板上に半導体チップが実装されたフリップチップ実装体であって、
前記回路基板及び前記半導体チップは、請求項１に記載された基板間の接続方法によって、前記回路基板及び前記半導体チップに形成された電極同士が接合体を介して電気的に接続されている、フリップチップ実装体。
【請求項１３】
複数の電極を有する回路基板同士が電気的に接続された基板間接続構造であって、
前記回路基板間は、請求項１に記載された基板間の接続方法によって、前記電極間に形成された接合体を介して電気的に接続されている、基板間接続構造。
【請求項１４】
複数の第１の電極を有する第１の基板に対向させて、複数の第２の電極を有する第２の基板を配置し、前記第１及び第２の電極間が金属からなる接合体を介して電気的に接続された基板間接続構造であって、
前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方の基板に段差部が形成され、該段差部において、前記第１の基板及び前記第２の基板が樹脂を介して接着されており、
前記第１及び第２の電極間以外の前記第１の極板と前記第２の極板との間の領域は、空洞部になっている、基板間接続構造。
【請求項１５】
前記空洞部の少なくとも一部は、外部と連通している、請求項１４に記載の基板間接続構造。
【請求項１６】
前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方の基板に形成された段差部は、該基板の周辺部に形成されている、請求項１４に記載の基板間接続構造。
【請求項１７】
前記第１及び第２の電極の表面は、前記段差部の表面よりも、金属に対する濡れ性が高く、樹脂に対する濡れ性が低い、請求項１４に記載の基板間接続構造。
【請求項１８】
前記段差部における前記第１の基板と前記第２の基板との距離は、前記第１及び第２の電極間における前記第１の基板と前記第２の基板との距離よりも小さい、請求項１４に記載の基板間接続構造。
【請求項１９】
複数の第１の電極を有する半導体チップに対向させて、複数の第２の電極を有する基板を配置し、前記第１及び第２の電極間が接合体を介して電気的に接続されたフリップチップ実装体であって、
前記半導体チップ及び前記基板の少なくとも一方に段差部が形成され、該段差部において、前記半導体チップ及び前記基板が樹脂を介して接着されており、
前記第１及び第２の電極間以外の前記半導体チップと前記極板との間の領域は、空洞部になっている、フリップチップ実装体。
【請求項２０】
前記空洞部の少なくとも一部は、外部と連通している、請求項１９に記載のフリップチップ実装体。
【請求項２１】
前記複数の第１の電極及び前記複数の第２の電極は、前記半導体チップ及び前記基板上にアレイ状に形成されており、
前記段差部は、前記アレイ状の電極領域を取り囲むようにリング状に形成されており、該リング状に形成された段差部の一部に隙間が設けられている、請求項１９に記載のフリップチップ実装体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−４５３３０（Ｐ２０１０−４５３３０Ａ）
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１４８４２（Ｐ２００９−１１４８４２）
【出願日】平成２１年５月１１日（２００９．５．１１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１１日（２００９．５．１１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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