接続構造体及びその製造方法
【課題】電極や配線等への水分の浸入等を遮断し、電極や配線等が腐食することのない信頼性の高い接続構造体を提供する。
【解決手段】接着剤を介してチップ部品が圧接工法により基板に実装されてなる接続構造体である。この接続構造体の表面が絶縁性の無機コート層により被覆されている。無機コート層はスパッタ法で形成されたスパッタ膜である。接着フィルムは異方性導電膜である。
【解決手段】接着剤を介してチップ部品が圧接工法により基板に実装されてなる接続構造体である。この接続構造体の表面が絶縁性の無機コート層により被覆されている。無機コート層はスパッタ法で形成されたスパッタ膜である。接着フィルムは異方性導電膜である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ部品が基板に実装されてなる接続構造体に関するものであり、特に、接続部分の腐食等を防止し信頼性を向上するための改善した接続構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
チップ部品を基板に実装する技術として、例えばチップ部品をいわゆるフェースダウン状態で基板上に実装するフリップチップ実装法が広く用いられている。このフリップチップ実装法は、チップ部品の端子電極としてバンプと称される電極を形成し、このバンプが基板の電極部と対向するように配置し、一括して電気的に接続する方法である。
【０００３】
フリップチップ実装法においては、接続信頼性を高めること等を目的に、異方性導電膜による電気的、機械的接続が図られている。異方性導電膜は、接着剤として機能する絶縁性の樹脂中に導電性粒子を分散したものであり、バンプと電極部間にこれを挟み込み、加熱、加圧することで導電性粒子が押し潰され、電気的な接続が図られる。バンプの無い部分では、導電性粒子は絶縁性の樹脂中に分散した状態が維持され、電気的に絶縁された状態が保たれるので、バンプのある部分でのみ電気的導通が図られることになる。異方性導電膜を用いたフリップチップ実装法によれば、前記の通り、多数の電極間を一括して電気的に接続することが可能であり、ワイヤボンディングのように電極間を１つ１つボンディングワイヤで接続する必要はなく、また高密度実装に伴う端子電極の微細化、狭ピッチ化等への対応も比較的容易である。
【０００４】
ところで、異方性導電膜を用いたＩＣチップの実装形式としては、フレキシブル配線基板（ＦＰＣ）とＩＣチップの接合であるＣＯＦ（Chip On Film）や、液晶パネルとＩＣチップとの接合であるＣＯＧ（Chip On Glass）等が知られている。いずれの場合にも、電極部の保護が課題となっている。電極や配線が露出している場合には、水分や電圧により腐食等の不具合が発生する可能性があるからである。
【０００５】
例えば、ＣＯＦ実装の場合には、フレキシブル配線基板の配線の露出を防止するために、ソルダーレジストをオーバーラップする形態で異方性導電膜を形成し、電極や配線が露出している露出部分をカバーする方式や、異方性導電膜をソルダーレジストよりも小さく貼り、電極や配線が露出している露出部分を液状封止材でカバーする方式等が採用されている。いずれの場合にも、電極等を異方性導電膜や液状封止材で覆うことで、露出部分に対する水分等の浸入を防止するようにしている。ＣＯＧ実装の場合には、異方性導電膜で電極や配線を完全に覆うことは困難であるため、一般的には封止材でカバーする方式が採用されている。また、ＣＯＧ実装では、異方性導電膜で電極や配線を覆うことができた場合であっても、耐腐食性を更に向上させるために封止材でカバーする場合がある。
【０００６】
ただし、いずれの場合にも、有機物による封止材では、水分の浸入等を確実に防ぐことは難しく、さらなる改良が求められている。例えば、ＣＯＦ実装やＣＯＧ実装のように封止材を使用した場合には、封止材の水分の透過し易さ（透湿度）の特性によって腐食の抑制が大きく左右される。高分子封止材では、腐食し易いＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）等の材質からなる配線の腐食を抑えることは困難である。
【０００７】
また、フリップチップ実装においては、様々な改良が進められており、例えば特許文献１に記載されるような導電金属層による被覆もその一つである。特許文献１に記載されているフリップチップ実装基板では、基板表面のフリップチップの信号用ランド及び電源ランドを除く部分を接地導体層とし、フリップチップのフェイス面の裏面及び接地導体層を導電金属層で被覆する構造としている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載されているフリップチップ実装基板において、導電金属層で被覆しているのは、動作時の伝搬信号の漏洩等を効果的に遮蔽するためであり、水分の浸入を防止して配線等の腐食を防ぐというものではない。また、導電金属層は、それ自体が腐食する等の問題がある。このため、特許文献１に記載されているフリップチップ実装基板では、腐食防止の観点において、その効果は不十分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−３１２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、電極や配線等への水分の浸入等を遮断することを可能とし、電極や配線等が腐食することのない信頼性の高い接続構造体（実装モジュール）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】
【００１１】
前述の目的を達成するために、本発明の接続構造体は、電極部が形成された基板と、電極部と電気的に接続され、基板上に実装されるチップ部品と、基板とチップ部品との間に介在し、基板とチップ部品とを接続する接着剤層とを有し、少なくとも基板の電極部及び接着剤層が絶縁性の無機コート層により被覆されていることを特徴とする。
【００１２】
また、前述の目的を達成するために、本発明の接続構造体の製造方法は、電極部が形成された基板上に接着剤を介して電極部と電気的に接続してチップ部品を実装し、少なくともチップ部品と電気的に接続される電極部及び接着剤からなる接着剤層を絶縁性の無機コート層により被覆することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、有機材料による封止ではなく、無機材料からなる無機コート層により少なくとも基板の電極部及び接着剤層を被覆し、水分等を遮断するようにしているので、確実に水分等の浸入を防止することができ、電極等が腐食することのない信頼性の高い接続構造体を提供することが可能である。
【００１４】
また、本発明の接続構造体では、基板上に形成された電極部やチップ部品のバンプは接着剤層で覆われた形になるが、それだけでは透湿度の点で不十分である。絶縁性の無機コート層は、水分等をほとんど透過させることがなく、確実に水分の浸入が遮断され、電極部やバンプの腐食が抑えられる。特に、無機コート層をスパッタ法で形成すれば、緻密な膜が形成され、水分を遮断する機能が高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を適用した第１の実施の形態の接続構造体を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明を適用した第２の実施の形態の接続構造体を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を適用した接続構造体（フリップチップ実装モジュール）の実施形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明を適用した第１の実施の形態について説明する。
【００１７】
第１の実施の形態の接続構造体１０は、図１に示すように、例えばＩＣチップ等のチップ部品１をフレキシブル配線基板や液晶パネル等の基板３上に電気的及び機械的に接続固定したものである。ここで、チップ部品１には、接続端子としてバンプ（突起電極）２が形成されている。一方、基板３の上面には、バンプ２と対向する位置に電極部となる電極４が形成されている。そして、チップ部品１のバンプ２と基板３上に形成された電極４の間及びチップ部品１と配線基板３の間には、接着剤となる異方性導電膜５が介在している。バンプ２と電極４とが対向する部分では、異方性導電膜５に含まれる導電性粒子が押し潰され、電気的な導通が図られている。それと同時に、異方性導電膜５を構成する接着剤成分により、チップ部品１と基板３との機械的な接合も図られている。
【００１８】
チップ部品１に形成されるバンプ２は、導電性金属、例えばＡｕやＣｕ、半田等により形成され、その高さは、例えば数μｍから数十μｍ程度である。バンプ２は、メッキ等により形成することができ、例えば表面のみを金メッキとすることも可能である。
【００１９】
一方、基板３上に形成される電極４は、所定の回路に応じて形成される配線の部品実装位置に形成されるもので、バンプ２等が実装される実装部はソルダーレジスト等によって被覆されず、露呈した状態で形成されている。電極４の表面についても、例えば金メッキ等を施すことも可能である。
【００２０】
接続構造体１０において、バンプ２と電極４間の電気的接続及び機械的固定を図るために用いられる異方性導電膜５は、絶縁性樹脂中に導電性粒子を分散したものであり、例えば異方性導電フィルム（ＡＣＦ）等である。絶縁性樹脂としては、例えばウレタン樹脂やポリエステル樹脂、クロロプレン等の熱可塑性のホットメルト樹脂や、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等を使用することができる。また、例えばエポキシ樹脂としては、ＢＰＡ型エポキシ樹脂，ＢＰＦ型エポキシ樹脂，ノボラック型エポキシ樹脂や、ゴム，ウレタン等の各種変成エポキシ樹脂等を使用することができ、これらを単独で用いても２種以上を混合して用いても良い。
【００２１】
また、異方性導電膜５としては、潜在性硬化剤を添加し、加熱を行って硬化剤を活性化させたものを用いてもよい。異方性導電膜５に潜在性硬化剤を添加した場合には、起爆反応性を付与することが可能であり、バンプ２と電極４とを接続する際の加熱操作により確実且つ速やかに硬化させることが可能となる。潜在性硬化剤としては、イミダゾール系の潜在性硬化剤等が使用可能であり、例えば表面処理されてマイクロカプセル化された商品名ノバキュアＨＸ３７４１（旭化成社製）、商品名ノバキュアＨＸ３９２１ＨＰ（旭化成社製）、商品名アミキュアＰＮ−２３（味の素社製）、商品名ＡＣＲハードナーＨ−３６１５（ＡＣＲ社製）等を挙げることができる。
【００２２】
なお、異方性導電膜５に含まれる絶縁性樹脂の粘度が高い場合には、導通させるべきバンプ２と電極４との間から絶縁性樹脂を十分に排除できなくなり、導通信頼性が低下するおそれがある。また、異方性導電膜５に含まれる絶縁性樹脂の粘度が高い場合には、接続すべきバンプ２と電極４との間の絶縁性樹脂を十分に排除するために熱硬化時のプレス圧力を高めることが必要となり、導電性粒子のバンプ２や電極４に対する当たりが強くなって、クラック等が発生するおそれもある。したがって、絶縁性樹脂は、異方性導電膜５の熱圧着温度における溶融粘度が１０８ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、１０７ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましい。
【００２３】
逆に、絶縁性樹脂の熱圧着時の溶融粘度が低くすぎる場合には、導電性粒子が導通させるべきバンプ２と電極４との間から逃げ易くなり、捕捉性の点で問題が生ずるおそれがある。したがって、絶縁性樹脂は、異方性導電膜５の熱圧着温度における溶融粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましい。
【００２４】
異方性導電膜５に分散される導電性粒子としては、この種の異方性導電膜において使用されている公知の導電性粒子をいずれも使用することができる。例えば、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバルト、銀、金など各種金属や金属合金の粒子、金属酸化物、カーボン、グラファイト、ガラスやセラミック、プラスチック等の粒子の表面に金属をコートしたもの、あるいはこれらの粒子の表面に更に絶縁薄膜をコートしたもの等を使用することができる。樹脂粒子の表面に金属をコートしたものを用いる場合、樹脂粒子としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、スチレン系樹脂等の粒子を挙げることができる。
【００２５】
異方性導電膜５に含まれる導電性粒子の平均粒径は、任意であるが、通常は数μｍ程度、例えば１μｍ〜４μｍ程度である。
【００２６】
以上の構成を有する接続構造体１０では、異方性導電膜５に含まれる導電性粒子がバンプ２と電極４の間で均一に押し潰されることによって、良好な導通特性を得ることが可能となる。また、それと同時に、チップ部品１の機械的な固定も図られ、導通信頼性に優れた接続構造体１０を実現することができる。
【００２７】
なお、基板３上に形成されている電極４は、ソルダーレジスト等で被覆されていない限り、外気に露呈する形となり、水分等による腐食の問題が生ずる。また、バンプ２や電極４では、異方性導電膜５で覆われた部分に関して、水分の遮断という観点で不十分であり、異方性導電膜５を透過してバンプ２や電極４まで水分が到達する可能性がある。さらには、水分が浸入した場合、異方性導電膜５に分散される導電性粒子が腐食される可能性もあり、いずれの場合にも接続信頼性が低下する要因となる。
【００２８】
そこで、この接続構造体１０では、チップ部品１が実装されている側の表面に絶縁性の無機コート層６が形成されている。接続構造体１０では、例えば基板３上の異方性導電膜５で覆われていない露出した電極４、チップ部品１からはみ出している異方性導電膜５、さらにはチップ部品１の異方性導電膜５から露出している部分、これら全てを覆う形で、チップ部品１が実装されている側の表面全面に絶縁性の無機コート層６が形成されている。接続構造体１０では、絶縁性の無機コート層６でチップ部品１が実装されている側の表面全面を覆うことによって、基板３上の電極４やチップ部品１のバンプ２への水分等の浸入やチップ部品１への水分の付着が遮断され、腐食の発生を確実に抑制することが可能になる。また、併せて異方性導電膜５に分散される導電性粒子の腐食も抑制できる。
【００２９】
また、無機コート層６は、絶縁性の無機材料により形成されているので、短絡等を誘因することもなく、また、高分子封止材等に比べて水分等の浸入を遮断する機能が高い。絶縁性の無機材料としては、絶縁性を有し、且つ透湿度の低い材料であれば如何なるものであってもよく、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ）や窒化シリコン（ＳｉＮ）等を挙げることができる。
【００３０】
無機コート層６は、いわゆる薄膜形成技術により形成すればよく、例えばＥＣＲプラズマＣＶＤ等のＣＶＤ法により形成されるＣＶＤ膜や、スパッタ法により形成されるスパッタ膜等で形成すればよいが、基板３への加熱が必要なく常温で緻密な膜形成が可能なスパッタ法によるスパッタ膜とすることが好ましい。スパッタ法によれば、基板３やチップ部品１等に熱負荷を与えることがなく、熱負荷による様々な障害を排除することが可能である。
【００３１】
無機コート層６の厚さは、任意の膜厚に設定すればよく、例えば０．１μｍ〜１０μｍ程度に設定すればよい。無機コート層６の膜厚が薄すぎる場合には、水分等の浸入を遮断する機能が不十分になるおそれがある。逆に、無機コート層６の厚さが厚すぎる場合には、クラックが入り易くなる等の問題が生ずるおそれがある。
【００３２】
次に、接続構造体１０の製造方法について説明する。上述した構成の接続構造体１０を作製するには、先ず、基板３の電極４上にバンプ２を形成したチップ部品１を用意し、これを異方性導電膜５を用いて基板３上にフリップチップ実装する。
【００３３】
チップ部品１のバンプ２と基板３の電極４との間の接続に際しては、例えば基板３の表面に異方性導電膜５を貼付し、位置合わせ及び仮接続を行った後に、所定の温度及び圧力で熱圧着を行うことによって導電性粒子を押し潰し、チップ部品１のバンプ２と基板３の電極４とを電気的に接続させた状態で異方性導電膜５を構成する絶縁性樹脂を硬化させる。熱圧着の際の温度及び圧力は、使用する異方性導電膜５の種類等によっても異なるが、例えば温度１８０℃〜２２０℃、圧力３０ＭＰａ〜１２０ＭＰａとすることが好ましい。
【００３４】
以上によりチップ部品１の基板３へのフリップチップ実装を行った後、図１に示すように、基板３上の異方性導電膜５で覆われていない露出した電極４、チップ部品１からはみ出した異方性導電膜５、さらにはチップ部品１の異方性導電膜５から露出している部分、これら全てを覆って絶縁性の無機コート層６を形成する。無機コート層６の形成は、前述の通り、ＣＶＤ法やスパッタ法等の薄膜形成技術によって行えばよいが、形成される膜の緻密さや熱負荷が少ないこと等を考慮すると、スパッタ法により形成することが好ましい。
【００３５】
スパッタ法は、ターゲットにＡｒ等の不活性な物質を高速で衝突させ、ターゲットを構成する原子や分子を叩き出し、叩き出された原子や分子を基板上に付着させて薄膜を形成する技術である。スパッタ法は、膜を形成する粒子の持つエネルギーが数十ｅＶと非常に大きく、真空蒸着法等に比べ基板３への付着力が強い膜の作製が可能であること、ターゲットの組成比をほぼ保ったまま膜作製が可能であること、融点が高い物質でも成膜が可能であること、時間制御だけで精度良く膜厚の制御が可能であること、等の利点を有する。
【００３６】
スパッタ法としては、ＤＣ（直流）スパッタ、ＲＦ（高周波）スパッタ、マグネトロンスパッタ、イオンビームスパッタ等が知られている。無機コート層６の形成には、これらのいずれの方式を用いてもよい。例えば、ＲＦスパッタを用いれば、ターゲットに絶縁物を用いた場合にも効率的な成膜が可能である。また、マグネトロンスパッタでは、磁界によってプラズマをターゲット付近に封じ込めることができるので、チップ部品１や基板３等に対するプラズマの影響を低減することができ、スパッタ速度も速くすることができる。
【００３７】
また、無機コート層６を酸化シリコン膜や窒化シリコン膜とする場合等には、いわゆる反応性スパッタを採用することも可能である。反応性スパッタでは、スパッタの際に酸素や窒素をチャンバー内に流すことで、酸化物や窒化物を成膜することが可能である。反応性スパッタは、例えば、Ｓｉをターゲットとし、チャンバー内に窒素ガスを１０％〜５０％（残りはアルゴンガス）導入することで、Ｓｉ３Ｎ４膜、又はＳｉ３Ｎ４膜に組成比が近いＳｉＮ膜を形成することが可能である。Ｓｉ３Ｎ４膜は、その構造が緻密であるので水分を透過し難く、さらに熱膨張率も小さいので、急加熱したり急冷してもクラックが入り難いという特徴を有する。
【００３８】
接続構造体１０の製造方法では、スパッタ法等により無機コート層６を基板３上の異方性導電膜５で覆われていない露出した電極４、チップ部品１からはみ出した異方性導電膜５、さらにはチップ部品１の異方性導電膜５から露出している部分、これら全てを覆うことで、基板３上の電極４やチップ部品１のバンプ２の腐食やチップ部品１への水分の付着を確実に防止することができ、信頼性の高い接続構造体１０（フリップチップ実装モジュール）を得ることができる。
【００３９】
以上、第１の実施の形態について説明してきたが、本発明がこれに限定されるものでないことは言うまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態の接続構造体２０は、図２に示すものであり、第１の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４０】
接続構造体２０は、図２に示すように、チップ部品１からはみ出した異方性導電膜５や露出した電極４を高分子封止材７で覆い、更に、この高分子封止材７及びチップ部品１の高分子封止材７から露出している部分を無機コート層６で覆った構成となっている。この接続構造体２０は、高分子封止材７と無機コート層６との積層構造により水分等を遮断する構成とすることで、腐食の発生等を無機コート層６のみの場合よりも一層抑制することが可能になる。高分子封止材７としては、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂をベースとした材料を使用することができる。
【００４１】
この接続構造体２０の製造方法は、基板３の電極４とチップ部品１のバンプ２とを異方性導電膜５を介してフリップチップ実装するまでは上述した接続構造体１０の製造方法と同様である。次に、基板３上の露出している電極４上及びチップ部品１からはみ出した異方性導電膜５上に高分子封止材７を注入し硬化する。続いて、更にチップ部品１の高分子封止材７から露出している部分及び高分子封止材７上に無機コート層６を上述したスパッタ法等で形成することにより、チップ部品１のバンプ２や基板３上の電極４の腐食を確実に防止することができ、信頼性の高い接続構造体２０（フリップチップ実装モジュール）を得ることができる。
【００４２】
また、第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、異方性導電膜５によりバンプ２と電極４との間の電気的接続及び機械的接合を図るようにしているが、このことに限らず、導電性粒子を含まない接着フィルム（ＮＣＦ）によりチップ部品１を基板３に実装するようにしてもよい。また、第１の実施の形態及び第２の実施の形態において、バンプ２と電極４との間の電気的接続には、導電性粒子を含む異方性導電ペーストを用いてもよい。即ち、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、バンプ２と電極４との間の電気的接続に、導電性粒子を含有する異方性導電膜等の接着フィルムや導電性粒子を含む異方性導電ペースト等の接着ペーストを用いることができる。なお、接着剤としては、チップ部品１のバンプ２と基板３の電極４との電気的接続及び／又は機械的接合ができるものであれば、接着フィルムや接着ペースト以外の接着剤も用いることができる。
【００４３】
さらに、第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、露出した電極４上やチップ部品１からはみ出した異方性導電膜５上のみならず、チップ部品１も覆う形で全面に無機コート層６を形成しているが、必ずしも全面コーティングする必要はなく、無機コート層６が露出した電極４上やチップ部品１からはみ出した異方性導電膜５上にのみ形成されていてもよい。接続構造体１０、２０では、露出した電極４上やチップ部品１からはみ出した異方性導電膜５上を無機コート層６で覆うことによって、少なくともバンプ２や電極４への水分等の浸入を遮断でき、腐食の発生を抑制することができる。この場合、無機コート層６は、いわゆるマスクスパッタ等によって露出した電極４上やチップ部品１からはみ出した異方性導電膜５上にのみ選択的に形成することが可能である。
【実施例】
【００４４】
次に、本発明の具体的な実施例について、実験結果を基に説明する。
【００４５】
＜実施例１＞
実施例１では、異方性導電膜を介してバンプ付きＩＣを電極を形成したガラス基板にフリップチップ実装した。異方性導電膜は、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂、熱可塑性樹脂であるフェノキシ樹脂、イミダゾール硬化剤を含むバインダー成分に、樹脂粒子に金メッキを施した導電性粒子を約３００万個／ｍｍ３となるように配合し、これをフィルム化して形成した。バンプ付きＩＣのバンプは、金メッキにより形成した。実装の際の圧着条件は、到達温度２００℃、圧力４０ＭＰａ、時間５秒とした。
【００４６】
次に、バンプ付きＩＣを実装したガラスをターゲットと対向させ、スパッタ法により無機コート層を成膜した。ターゲットにはＳｉを用い、Ａｒ及び酸素雰囲気中で反応性スパッタを行い、無機コート層としてＳｉＯ膜を成膜した。スパッタに際しては、２極ＤＣグロー放電スパッタ装置を使用し、スパッタパワー５０Ｗ、全ガス流量５ｃｃ／ｍｉｎとし、酸素流量比１５％とした。作製したフリップチップ実装モジュールは、図１に示す接続構造体１０と同様の構成を有するものである。
【００４７】
＜実施例２＞
実施例２では、実施例１と同様の方法により異方性導電膜を介してバンプ付きＩＣを電極を形成したガラス基板にフリップチップ実装した。異方性導電膜によるＩＣの実装後、異方性導電膜のはみ出し部分や配線、電極上を封止した。使用した封止材は、高分子封止材（日立化成工業株式会社製、商品名ＴＵＦＦＹ）である。
【００４８】
高分子封止材による封止の後、実施例１と同様にして無機コート層（ＳｉＯ膜）を全面に成膜した。したがって、作製したフリップチップ実装モジュールは、図２に示す接続構造体２０と同様の構成を有するものである。
【００４９】
＜比較例１＞
比較例１では、実施例１と同様のフリップチップ実装モジュールにおいて、無機コート層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にフリップチップ実装モジュールを作製し、これを比較例１とした。
【００５０】
＜比較例２＞
比較例２では、実施例２と同様のフリップチップ実装モジュールにおいて、高分子封止材による封止は行ったが、無機コート層を形成しなかったこと以外は実施例２と同様にフリップチップ実装モジュールを作製し、これを比較例２とした。
【００５１】
＜評価＞
以上のようにして作製した実施例及び比較例のフリップチップ実装モジュールに対して、配線の腐食について評価を行った。評価方法は、各実施例及び比較例の試料を４５℃、相対湿度９５％の環境下に放置し、配線間に２０Ｖの電圧を印加した。２５０時間後、及び５００時間後にそれぞれ印加配線部の腐食状態を確認し、これを評価した。評価結果を表１に示す。表１において、○は腐食がほとんど確認できない場合を、×は腐食が認められた場合をそれぞれ示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
表１から明らかなように、無機コート層を形成した実施例１や実施例２では、５００時間後にも腐食の発生がほとんど見られなかった。これに対して、無機コート層を形成していない比較例１では、２５０時間が経過した時点で既に腐食の発生が見られた。高分子封止材で封止したが、無機コート層を形成していない比較例２では、２５０時間経過した時点では腐食は認められなかったが、５００時間経過後には腐食の発生が見られた。これらの結果より、無機コート層の形成が腐食防止に効果的であり、腐食を防止した状態を長期間維持できることがわかる。
【００５４】
なお、本発明の内容はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他の構成を取り得る。
【符号の説明】
【００５５】
１ チップ部品、２ バンプ、３ 基板、４ 電極、５ 異方性導電膜、６ 無機コート層、７ 高分子封止材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ部品が基板に実装されてなる接続構造体に関するものであり、特に、接続部分の腐食等を防止し信頼性を向上するための改善した接続構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
チップ部品を基板に実装する技術として、例えばチップ部品をいわゆるフェースダウン状態で基板上に実装するフリップチップ実装法が広く用いられている。このフリップチップ実装法は、チップ部品の端子電極としてバンプと称される電極を形成し、このバンプが基板の電極部と対向するように配置し、一括して電気的に接続する方法である。
【０００３】
フリップチップ実装法においては、接続信頼性を高めること等を目的に、異方性導電膜による電気的、機械的接続が図られている。異方性導電膜は、接着剤として機能する絶縁性の樹脂中に導電性粒子を分散したものであり、バンプと電極部間にこれを挟み込み、加熱、加圧することで導電性粒子が押し潰され、電気的な接続が図られる。バンプの無い部分では、導電性粒子は絶縁性の樹脂中に分散した状態が維持され、電気的に絶縁された状態が保たれるので、バンプのある部分でのみ電気的導通が図られることになる。異方性導電膜を用いたフリップチップ実装法によれば、前記の通り、多数の電極間を一括して電気的に接続することが可能であり、ワイヤボンディングのように電極間を１つ１つボンディングワイヤで接続する必要はなく、また高密度実装に伴う端子電極の微細化、狭ピッチ化等への対応も比較的容易である。
【０００４】
ところで、異方性導電膜を用いたＩＣチップの実装形式としては、フレキシブル配線基板（ＦＰＣ）とＩＣチップの接合であるＣＯＦ（Chip On Film）や、液晶パネルとＩＣチップとの接合であるＣＯＧ（Chip On Glass）等が知られている。いずれの場合にも、電極部の保護が課題となっている。電極や配線が露出している場合には、水分や電圧により腐食等の不具合が発生する可能性があるからである。
【０００５】
例えば、ＣＯＦ実装の場合には、フレキシブル配線基板の配線の露出を防止するために、ソルダーレジストをオーバーラップする形態で異方性導電膜を形成し、電極や配線が露出している露出部分をカバーする方式や、異方性導電膜をソルダーレジストよりも小さく貼り、電極や配線が露出している露出部分を液状封止材でカバーする方式等が採用されている。いずれの場合にも、電極等を異方性導電膜や液状封止材で覆うことで、露出部分に対する水分等の浸入を防止するようにしている。ＣＯＧ実装の場合には、異方性導電膜で電極や配線を完全に覆うことは困難であるため、一般的には封止材でカバーする方式が採用されている。また、ＣＯＧ実装では、異方性導電膜で電極や配線を覆うことができた場合であっても、耐腐食性を更に向上させるために封止材でカバーする場合がある。
【０００６】
ただし、いずれの場合にも、有機物による封止材では、水分の浸入等を確実に防ぐことは難しく、さらなる改良が求められている。例えば、ＣＯＦ実装やＣＯＧ実装のように封止材を使用した場合には、封止材の水分の透過し易さ（透湿度）の特性によって腐食の抑制が大きく左右される。高分子封止材では、腐食し易いＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）等の材質からなる配線の腐食を抑えることは困難である。
【０００７】
また、フリップチップ実装においては、様々な改良が進められており、例えば特許文献１に記載されるような導電金属層による被覆もその一つである。特許文献１に記載されているフリップチップ実装基板では、基板表面のフリップチップの信号用ランド及び電源ランドを除く部分を接地導体層とし、フリップチップのフェイス面の裏面及び接地導体層を導電金属層で被覆する構造としている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載されているフリップチップ実装基板において、導電金属層で被覆しているのは、動作時の伝搬信号の漏洩等を効果的に遮蔽するためであり、水分の浸入を防止して配線等の腐食を防ぐというものではない。また、導電金属層は、それ自体が腐食する等の問題がある。このため、特許文献１に記載されているフリップチップ実装基板では、腐食防止の観点において、その効果は不十分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−３１２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、電極や配線等への水分の浸入等を遮断することを可能とし、電極や配線等が腐食することのない信頼性の高い接続構造体（実装モジュール）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】
【００１１】
前述の目的を達成するために、本発明の接続構造体は、電極部が形成された基板と、電極部と電気的に接続され、基板上に実装されるチップ部品と、基板とチップ部品との間に介在し、基板とチップ部品とを接続する接着剤層とを有し、少なくとも基板の電極部及び接着剤層が絶縁性の無機コート層により被覆されていることを特徴とする。
【００１２】
また、前述の目的を達成するために、本発明の接続構造体の製造方法は、電極部が形成された基板上に接着剤を介して電極部と電気的に接続してチップ部品を実装し、少なくともチップ部品と電気的に接続される電極部及び接着剤からなる接着剤層を絶縁性の無機コート層により被覆することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、有機材料による封止ではなく、無機材料からなる無機コート層により少なくとも基板の電極部及び接着剤層を被覆し、水分等を遮断するようにしているので、確実に水分等の浸入を防止することができ、電極等が腐食することのない信頼性の高い接続構造体を提供することが可能である。
【００１４】
また、本発明の接続構造体では、基板上に形成された電極部やチップ部品のバンプは接着剤層で覆われた形になるが、それだけでは透湿度の点で不十分である。絶縁性の無機コート層は、水分等をほとんど透過させることがなく、確実に水分の浸入が遮断され、電極部やバンプの腐食が抑えられる。特に、無機コート層をスパッタ法で形成すれば、緻密な膜が形成され、水分を遮断する機能が高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を適用した第１の実施の形態の接続構造体を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明を適用した第２の実施の形態の接続構造体を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を適用した接続構造体（フリップチップ実装モジュール）の実施形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明を適用した第１の実施の形態について説明する。
【００１７】
第１の実施の形態の接続構造体１０は、図１に示すように、例えばＩＣチップ等のチップ部品１をフレキシブル配線基板や液晶パネル等の基板３上に電気的及び機械的に接続固定したものである。ここで、チップ部品１には、接続端子としてバンプ（突起電極）２が形成されている。一方、基板３の上面には、バンプ２と対向する位置に電極部となる電極４が形成されている。そして、チップ部品１のバンプ２と基板３上に形成された電極４の間及びチップ部品１と配線基板３の間には、接着剤となる異方性導電膜５が介在している。バンプ２と電極４とが対向する部分では、異方性導電膜５に含まれる導電性粒子が押し潰され、電気的な導通が図られている。それと同時に、異方性導電膜５を構成する接着剤成分により、チップ部品１と基板３との機械的な接合も図られている。
【００１８】
チップ部品１に形成されるバンプ２は、導電性金属、例えばＡｕやＣｕ、半田等により形成され、その高さは、例えば数μｍから数十μｍ程度である。バンプ２は、メッキ等により形成することができ、例えば表面のみを金メッキとすることも可能である。
【００１９】
一方、基板３上に形成される電極４は、所定の回路に応じて形成される配線の部品実装位置に形成されるもので、バンプ２等が実装される実装部はソルダーレジスト等によって被覆されず、露呈した状態で形成されている。電極４の表面についても、例えば金メッキ等を施すことも可能である。
【００２０】
接続構造体１０において、バンプ２と電極４間の電気的接続及び機械的固定を図るために用いられる異方性導電膜５は、絶縁性樹脂中に導電性粒子を分散したものであり、例えば異方性導電フィルム（ＡＣＦ）等である。絶縁性樹脂としては、例えばウレタン樹脂やポリエステル樹脂、クロロプレン等の熱可塑性のホットメルト樹脂や、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等を使用することができる。また、例えばエポキシ樹脂としては、ＢＰＡ型エポキシ樹脂，ＢＰＦ型エポキシ樹脂，ノボラック型エポキシ樹脂や、ゴム，ウレタン等の各種変成エポキシ樹脂等を使用することができ、これらを単独で用いても２種以上を混合して用いても良い。
【００２１】
また、異方性導電膜５としては、潜在性硬化剤を添加し、加熱を行って硬化剤を活性化させたものを用いてもよい。異方性導電膜５に潜在性硬化剤を添加した場合には、起爆反応性を付与することが可能であり、バンプ２と電極４とを接続する際の加熱操作により確実且つ速やかに硬化させることが可能となる。潜在性硬化剤としては、イミダゾール系の潜在性硬化剤等が使用可能であり、例えば表面処理されてマイクロカプセル化された商品名ノバキュアＨＸ３７４１（旭化成社製）、商品名ノバキュアＨＸ３９２１ＨＰ（旭化成社製）、商品名アミキュアＰＮ−２３（味の素社製）、商品名ＡＣＲハードナーＨ−３６１５（ＡＣＲ社製）等を挙げることができる。
【００２２】
なお、異方性導電膜５に含まれる絶縁性樹脂の粘度が高い場合には、導通させるべきバンプ２と電極４との間から絶縁性樹脂を十分に排除できなくなり、導通信頼性が低下するおそれがある。また、異方性導電膜５に含まれる絶縁性樹脂の粘度が高い場合には、接続すべきバンプ２と電極４との間の絶縁性樹脂を十分に排除するために熱硬化時のプレス圧力を高めることが必要となり、導電性粒子のバンプ２や電極４に対する当たりが強くなって、クラック等が発生するおそれもある。したがって、絶縁性樹脂は、異方性導電膜５の熱圧着温度における溶融粘度が１０８ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、１０７ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましい。
【００２３】
逆に、絶縁性樹脂の熱圧着時の溶融粘度が低くすぎる場合には、導電性粒子が導通させるべきバンプ２と電極４との間から逃げ易くなり、捕捉性の点で問題が生ずるおそれがある。したがって、絶縁性樹脂は、異方性導電膜５の熱圧着温度における溶融粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましい。
【００２４】
異方性導電膜５に分散される導電性粒子としては、この種の異方性導電膜において使用されている公知の導電性粒子をいずれも使用することができる。例えば、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバルト、銀、金など各種金属や金属合金の粒子、金属酸化物、カーボン、グラファイト、ガラスやセラミック、プラスチック等の粒子の表面に金属をコートしたもの、あるいはこれらの粒子の表面に更に絶縁薄膜をコートしたもの等を使用することができる。樹脂粒子の表面に金属をコートしたものを用いる場合、樹脂粒子としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、スチレン系樹脂等の粒子を挙げることができる。
【００２５】
異方性導電膜５に含まれる導電性粒子の平均粒径は、任意であるが、通常は数μｍ程度、例えば１μｍ〜４μｍ程度である。
【００２６】
以上の構成を有する接続構造体１０では、異方性導電膜５に含まれる導電性粒子がバンプ２と電極４の間で均一に押し潰されることによって、良好な導通特性を得ることが可能となる。また、それと同時に、チップ部品１の機械的な固定も図られ、導通信頼性に優れた接続構造体１０を実現することができる。
【００２７】
なお、基板３上に形成されている電極４は、ソルダーレジスト等で被覆されていない限り、外気に露呈する形となり、水分等による腐食の問題が生ずる。また、バンプ２や電極４では、異方性導電膜５で覆われた部分に関して、水分の遮断という観点で不十分であり、異方性導電膜５を透過してバンプ２や電極４まで水分が到達する可能性がある。さらには、水分が浸入した場合、異方性導電膜５に分散される導電性粒子が腐食される可能性もあり、いずれの場合にも接続信頼性が低下する要因となる。
【００２８】
そこで、この接続構造体１０では、チップ部品１が実装されている側の表面に絶縁性の無機コート層６が形成されている。接続構造体１０では、例えば基板３上の異方性導電膜５で覆われていない露出した電極４、チップ部品１からはみ出している異方性導電膜５、さらにはチップ部品１の異方性導電膜５から露出している部分、これら全てを覆う形で、チップ部品１が実装されている側の表面全面に絶縁性の無機コート層６が形成されている。接続構造体１０では、絶縁性の無機コート層６でチップ部品１が実装されている側の表面全面を覆うことによって、基板３上の電極４やチップ部品１のバンプ２への水分等の浸入やチップ部品１への水分の付着が遮断され、腐食の発生を確実に抑制することが可能になる。また、併せて異方性導電膜５に分散される導電性粒子の腐食も抑制できる。
【００２９】
また、無機コート層６は、絶縁性の無機材料により形成されているので、短絡等を誘因することもなく、また、高分子封止材等に比べて水分等の浸入を遮断する機能が高い。絶縁性の無機材料としては、絶縁性を有し、且つ透湿度の低い材料であれば如何なるものであってもよく、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ）や窒化シリコン（ＳｉＮ）等を挙げることができる。
【００３０】
無機コート層６は、いわゆる薄膜形成技術により形成すればよく、例えばＥＣＲプラズマＣＶＤ等のＣＶＤ法により形成されるＣＶＤ膜や、スパッタ法により形成されるスパッタ膜等で形成すればよいが、基板３への加熱が必要なく常温で緻密な膜形成が可能なスパッタ法によるスパッタ膜とすることが好ましい。スパッタ法によれば、基板３やチップ部品１等に熱負荷を与えることがなく、熱負荷による様々な障害を排除することが可能である。
【００３１】
無機コート層６の厚さは、任意の膜厚に設定すればよく、例えば０．１μｍ〜１０μｍ程度に設定すればよい。無機コート層６の膜厚が薄すぎる場合には、水分等の浸入を遮断する機能が不十分になるおそれがある。逆に、無機コート層６の厚さが厚すぎる場合には、クラックが入り易くなる等の問題が生ずるおそれがある。
【００３２】
次に、接続構造体１０の製造方法について説明する。上述した構成の接続構造体１０を作製するには、先ず、基板３の電極４上にバンプ２を形成したチップ部品１を用意し、これを異方性導電膜５を用いて基板３上にフリップチップ実装する。
【００３３】
チップ部品１のバンプ２と基板３の電極４との間の接続に際しては、例えば基板３の表面に異方性導電膜５を貼付し、位置合わせ及び仮接続を行った後に、所定の温度及び圧力で熱圧着を行うことによって導電性粒子を押し潰し、チップ部品１のバンプ２と基板３の電極４とを電気的に接続させた状態で異方性導電膜５を構成する絶縁性樹脂を硬化させる。熱圧着の際の温度及び圧力は、使用する異方性導電膜５の種類等によっても異なるが、例えば温度１８０℃〜２２０℃、圧力３０ＭＰａ〜１２０ＭＰａとすることが好ましい。
【００３４】
以上によりチップ部品１の基板３へのフリップチップ実装を行った後、図１に示すように、基板３上の異方性導電膜５で覆われていない露出した電極４、チップ部品１からはみ出した異方性導電膜５、さらにはチップ部品１の異方性導電膜５から露出している部分、これら全てを覆って絶縁性の無機コート層６を形成する。無機コート層６の形成は、前述の通り、ＣＶＤ法やスパッタ法等の薄膜形成技術によって行えばよいが、形成される膜の緻密さや熱負荷が少ないこと等を考慮すると、スパッタ法により形成することが好ましい。
【００３５】
スパッタ法は、ターゲットにＡｒ等の不活性な物質を高速で衝突させ、ターゲットを構成する原子や分子を叩き出し、叩き出された原子や分子を基板上に付着させて薄膜を形成する技術である。スパッタ法は、膜を形成する粒子の持つエネルギーが数十ｅＶと非常に大きく、真空蒸着法等に比べ基板３への付着力が強い膜の作製が可能であること、ターゲットの組成比をほぼ保ったまま膜作製が可能であること、融点が高い物質でも成膜が可能であること、時間制御だけで精度良く膜厚の制御が可能であること、等の利点を有する。
【００３６】
スパッタ法としては、ＤＣ（直流）スパッタ、ＲＦ（高周波）スパッタ、マグネトロンスパッタ、イオンビームスパッタ等が知られている。無機コート層６の形成には、これらのいずれの方式を用いてもよい。例えば、ＲＦスパッタを用いれば、ターゲットに絶縁物を用いた場合にも効率的な成膜が可能である。また、マグネトロンスパッタでは、磁界によってプラズマをターゲット付近に封じ込めることができるので、チップ部品１や基板３等に対するプラズマの影響を低減することができ、スパッタ速度も速くすることができる。
【００３７】
また、無機コート層６を酸化シリコン膜や窒化シリコン膜とする場合等には、いわゆる反応性スパッタを採用することも可能である。反応性スパッタでは、スパッタの際に酸素や窒素をチャンバー内に流すことで、酸化物や窒化物を成膜することが可能である。反応性スパッタは、例えば、Ｓｉをターゲットとし、チャンバー内に窒素ガスを１０％〜５０％（残りはアルゴンガス）導入することで、Ｓｉ３Ｎ４膜、又はＳｉ３Ｎ４膜に組成比が近いＳｉＮ膜を形成することが可能である。Ｓｉ３Ｎ４膜は、その構造が緻密であるので水分を透過し難く、さらに熱膨張率も小さいので、急加熱したり急冷してもクラックが入り難いという特徴を有する。
【００３８】
接続構造体１０の製造方法では、スパッタ法等により無機コート層６を基板３上の異方性導電膜５で覆われていない露出した電極４、チップ部品１からはみ出した異方性導電膜５、さらにはチップ部品１の異方性導電膜５から露出している部分、これら全てを覆うことで、基板３上の電極４やチップ部品１のバンプ２の腐食やチップ部品１への水分の付着を確実に防止することができ、信頼性の高い接続構造体１０（フリップチップ実装モジュール）を得ることができる。
【００３９】
以上、第１の実施の形態について説明してきたが、本発明がこれに限定されるものでないことは言うまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態の接続構造体２０は、図２に示すものであり、第１の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４０】
接続構造体２０は、図２に示すように、チップ部品１からはみ出した異方性導電膜５や露出した電極４を高分子封止材７で覆い、更に、この高分子封止材７及びチップ部品１の高分子封止材７から露出している部分を無機コート層６で覆った構成となっている。この接続構造体２０は、高分子封止材７と無機コート層６との積層構造により水分等を遮断する構成とすることで、腐食の発生等を無機コート層６のみの場合よりも一層抑制することが可能になる。高分子封止材７としては、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂をベースとした材料を使用することができる。
【００４１】
この接続構造体２０の製造方法は、基板３の電極４とチップ部品１のバンプ２とを異方性導電膜５を介してフリップチップ実装するまでは上述した接続構造体１０の製造方法と同様である。次に、基板３上の露出している電極４上及びチップ部品１からはみ出した異方性導電膜５上に高分子封止材７を注入し硬化する。続いて、更にチップ部品１の高分子封止材７から露出している部分及び高分子封止材７上に無機コート層６を上述したスパッタ法等で形成することにより、チップ部品１のバンプ２や基板３上の電極４の腐食を確実に防止することができ、信頼性の高い接続構造体２０（フリップチップ実装モジュール）を得ることができる。
【００４２】
また、第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、異方性導電膜５によりバンプ２と電極４との間の電気的接続及び機械的接合を図るようにしているが、このことに限らず、導電性粒子を含まない接着フィルム（ＮＣＦ）によりチップ部品１を基板３に実装するようにしてもよい。また、第１の実施の形態及び第２の実施の形態において、バンプ２と電極４との間の電気的接続には、導電性粒子を含む異方性導電ペーストを用いてもよい。即ち、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、バンプ２と電極４との間の電気的接続に、導電性粒子を含有する異方性導電膜等の接着フィルムや導電性粒子を含む異方性導電ペースト等の接着ペーストを用いることができる。なお、接着剤としては、チップ部品１のバンプ２と基板３の電極４との電気的接続及び／又は機械的接合ができるものであれば、接着フィルムや接着ペースト以外の接着剤も用いることができる。
【００４３】
さらに、第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、露出した電極４上やチップ部品１からはみ出した異方性導電膜５上のみならず、チップ部品１も覆う形で全面に無機コート層６を形成しているが、必ずしも全面コーティングする必要はなく、無機コート層６が露出した電極４上やチップ部品１からはみ出した異方性導電膜５上にのみ形成されていてもよい。接続構造体１０、２０では、露出した電極４上やチップ部品１からはみ出した異方性導電膜５上を無機コート層６で覆うことによって、少なくともバンプ２や電極４への水分等の浸入を遮断でき、腐食の発生を抑制することができる。この場合、無機コート層６は、いわゆるマスクスパッタ等によって露出した電極４上やチップ部品１からはみ出した異方性導電膜５上にのみ選択的に形成することが可能である。
【実施例】
【００４４】
次に、本発明の具体的な実施例について、実験結果を基に説明する。
【００４５】
＜実施例１＞
実施例１では、異方性導電膜を介してバンプ付きＩＣを電極を形成したガラス基板にフリップチップ実装した。異方性導電膜は、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂、熱可塑性樹脂であるフェノキシ樹脂、イミダゾール硬化剤を含むバインダー成分に、樹脂粒子に金メッキを施した導電性粒子を約３００万個／ｍｍ３となるように配合し、これをフィルム化して形成した。バンプ付きＩＣのバンプは、金メッキにより形成した。実装の際の圧着条件は、到達温度２００℃、圧力４０ＭＰａ、時間５秒とした。
【００４６】
次に、バンプ付きＩＣを実装したガラスをターゲットと対向させ、スパッタ法により無機コート層を成膜した。ターゲットにはＳｉを用い、Ａｒ及び酸素雰囲気中で反応性スパッタを行い、無機コート層としてＳｉＯ膜を成膜した。スパッタに際しては、２極ＤＣグロー放電スパッタ装置を使用し、スパッタパワー５０Ｗ、全ガス流量５ｃｃ／ｍｉｎとし、酸素流量比１５％とした。作製したフリップチップ実装モジュールは、図１に示す接続構造体１０と同様の構成を有するものである。
【００４７】
＜実施例２＞
実施例２では、実施例１と同様の方法により異方性導電膜を介してバンプ付きＩＣを電極を形成したガラス基板にフリップチップ実装した。異方性導電膜によるＩＣの実装後、異方性導電膜のはみ出し部分や配線、電極上を封止した。使用した封止材は、高分子封止材（日立化成工業株式会社製、商品名ＴＵＦＦＹ）である。
【００４８】
高分子封止材による封止の後、実施例１と同様にして無機コート層（ＳｉＯ膜）を全面に成膜した。したがって、作製したフリップチップ実装モジュールは、図２に示す接続構造体２０と同様の構成を有するものである。
【００４９】
＜比較例１＞
比較例１では、実施例１と同様のフリップチップ実装モジュールにおいて、無機コート層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にフリップチップ実装モジュールを作製し、これを比較例１とした。
【００５０】
＜比較例２＞
比較例２では、実施例２と同様のフリップチップ実装モジュールにおいて、高分子封止材による封止は行ったが、無機コート層を形成しなかったこと以外は実施例２と同様にフリップチップ実装モジュールを作製し、これを比較例２とした。
【００５１】
＜評価＞
以上のようにして作製した実施例及び比較例のフリップチップ実装モジュールに対して、配線の腐食について評価を行った。評価方法は、各実施例及び比較例の試料を４５℃、相対湿度９５％の環境下に放置し、配線間に２０Ｖの電圧を印加した。２５０時間後、及び５００時間後にそれぞれ印加配線部の腐食状態を確認し、これを評価した。評価結果を表１に示す。表１において、○は腐食がほとんど確認できない場合を、×は腐食が認められた場合をそれぞれ示す。
【００５２】
【表１】
【００５３】
表１から明らかなように、無機コート層を形成した実施例１や実施例２では、５００時間後にも腐食の発生がほとんど見られなかった。これに対して、無機コート層を形成していない比較例１では、２５０時間が経過した時点で既に腐食の発生が見られた。高分子封止材で封止したが、無機コート層を形成していない比較例２では、２５０時間経過した時点では腐食は認められなかったが、５００時間経過後には腐食の発生が見られた。これらの結果より、無機コート層の形成が腐食防止に効果的であり、腐食を防止した状態を長期間維持できることがわかる。
【００５４】
なお、本発明の内容はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他の構成を取り得る。
【符号の説明】
【００５５】
１ チップ部品、２ バンプ、３ 基板、４ 電極、５ 異方性導電膜、６ 無機コート層、７ 高分子封止材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極部が形成された基板と、
前記電極部と電気的に接続され、前記基板上に実装されるチップ部品と、
前記基板と前記チップ部品との間に介在し、前記基板と前記チップ部品とを接続する接着剤層とを有し、
少なくとも前記基板の前記電極部及び前記接着剤層が絶縁性の無機コート層により被覆されていることを特徴とする接続構造体。
【請求項２】
前記無機コート層がスパッタ法で形成されたスパッタ膜であることを特徴とする請求項１記載の接続構造体。
【請求項３】
前記接着剤層が異方性導電膜により構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の接続構造体。
【請求項４】
前記チップ部品は、バンプを前記電極部と対向させ、前記接着剤層を介して圧接されて前記基板上に実装されており、
前記無機コート層は、前記接着剤層、前記電極部及び前記チップ部品を被覆していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の接続構造体。
【請求項５】
前記チップ部品は、バンプを前記電極部と対向させ、前記接着剤層を介して圧接されて前記基板上に実装されており、
前記接着剤層及び前記電極部は、高分子封止材により封止され、
上記無機コート層は、前記チップ部品及び前記高分子封止材を被覆していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の接続構造体。
【請求項６】
電極部が形成された基板上に接着剤を介して前記電極部と電気的に接続してチップ部品を実装し、
少なくとも前記チップ部品と電気的に接続される電極部及び前記接着剤からなる接着剤層を絶縁性の無機コート層により被覆することを特徴とする接続構造体の製造方法。
【請求項７】
前記無機コート層をスパッタ法で形成することを特徴とする請求項６記載の接続構造体の製造方法。
【請求項１】
電極部が形成された基板と、
前記電極部と電気的に接続され、前記基板上に実装されるチップ部品と、
前記基板と前記チップ部品との間に介在し、前記基板と前記チップ部品とを接続する接着剤層とを有し、
少なくとも前記基板の前記電極部及び前記接着剤層が絶縁性の無機コート層により被覆されていることを特徴とする接続構造体。
【請求項２】
前記無機コート層がスパッタ法で形成されたスパッタ膜であることを特徴とする請求項１記載の接続構造体。
【請求項３】
前記接着剤層が異方性導電膜により構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の接続構造体。
【請求項４】
前記チップ部品は、バンプを前記電極部と対向させ、前記接着剤層を介して圧接されて前記基板上に実装されており、
前記無機コート層は、前記接着剤層、前記電極部及び前記チップ部品を被覆していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の接続構造体。
【請求項５】
前記チップ部品は、バンプを前記電極部と対向させ、前記接着剤層を介して圧接されて前記基板上に実装されており、
前記接着剤層及び前記電極部は、高分子封止材により封止され、
上記無機コート層は、前記チップ部品及び前記高分子封止材を被覆していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の接続構造体。
【請求項６】
電極部が形成された基板上に接着剤を介して前記電極部と電気的に接続してチップ部品を実装し、
少なくとも前記チップ部品と電気的に接続される電極部及び前記接着剤からなる接着剤層を絶縁性の無機コート層により被覆することを特徴とする接続構造体の製造方法。
【請求項７】
前記無機コート層をスパッタ法で形成することを特徴とする請求項６記載の接続構造体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２１２６９８（Ｐ２０１０−２１２６９８Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【公開請求】
【出願番号】特願２０１０−８５０２６（Ｐ２０１０−８５０２６）
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【出願人】（０００１０８４１０）ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 (595)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８５０２６（Ｐ２０１０−８５０２６）
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【出願人】（０００１０８４１０）ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 (595)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]