電極部材、半導体素子、配線板、及び電気装置
【課題】ファインピッチ化可能な電極部材を提供する。
【解決手段】本発明の電極部材１０はストッパー１５が設けられるか、接着剤の流れの下流側に位置する第二の開口１７が幅狭にされており、通路１９内を流れる導電性粒子２２は堰き止められて流出せず、通路１９の内部に確実に残留する。導電性粒子２２はランド１１上に確実に配置させることが可能なので、ランド１１と他の電気部品の端子との電気的接続が確実に行われる。ランド１１の間の距離を狭くしても、導電性粒子２２は壁部材１６に遮られ、隣接するランド１１と接触しないので短絡も起こらない。
【解決手段】本発明の電極部材１０はストッパー１５が設けられるか、接着剤の流れの下流側に位置する第二の開口１７が幅狭にされており、通路１９内を流れる導電性粒子２２は堰き止められて流出せず、通路１９の内部に確実に残留する。導電性粒子２２はランド１１上に確実に配置させることが可能なので、ランド１１と他の電気部品の端子との電気的接続が確実に行われる。ランド１１の間の距離を狭くしても、導電性粒子２２は壁部材１６に遮られ、隣接するランド１１と接触しないので短絡も起こらない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は接着剤を用いて電気部品が接続される電極部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体素子や配線板のような電気部品同士の接続には、バインダー中に導電性粒子が含有された接着剤が用いられている。
近年、機器の小型化や半導体素子のコストダウン化等の理由により、端子のファインピッチ化が進展しており、端子面積の微小化と端子間距離の狭スペース化への対応の要求が高まっている。
【０００３】
しかし、電気部品の端子と、他の電気部品の端子の間に導電性粒子を挟み込み、端子同士を確実に電気的に接続するためには、端子の幅を導電性粒子の粒径よりも大幅に広くする必要があり、端子面積の微小化は困難であった。
また、同じ電気部品の隣接する端子同士の間隔を狭くすると、端子同士の間に入り込んだ導電性粒子が隣接する端子の両方に接続し、短絡するという問題もある。従って、隣接する端子同士の間隔を、導電性粒子の粒径よりも大幅に広くする必要があり、ファインピッチ化が困難であった。
【特許文献１】特開２００３−２７３４９０号公報
【特許文献２】特開昭６３−１７４３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は端子がファインピッチ化された場合でも、電気部品同士を確実に接続するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明は、導電性粒子が含有された接着剤が配置面上に配置されると、前記接着剤により、電気部品の電極と電気的に接続される電極部材であって、前記配置面上に所定間隔を空けて配置され、互いに分離された複数本の細長の壁部材と、前記各壁部材の間にそれぞれ位置し、前記配置面上に配置された複数のランドとを有し、前記壁部材先端は前記ランド表面の高さよりも高くされ、隣接する前記壁部材の細長の壁面を側面とし、前記壁部材の壁面の端部が開口にされた複数の通路が形成され、前記接着剤が押圧された時に、同一方向に流れる部分に位置する前記電極部材中では、前記各通路は前記接着剤の流れる方向に沿って延設され、前記各通路の一端の前記開口と他端の前記開口は、前記接着剤の流れの上流側と下流側に向けられ、前記各通路の上流側の開口よりも下流側であって、前記通路の内部又は前記通路の延長線上には、先端の高さが前記ランド表面よりも高くされたストッパーがそれぞれ配置された電極部材である。
本発明は電極部材であって、前記各壁部材と前記ストッパーは、前記配置面上に形成された同一の絶縁膜がパターニングされて形成された電極部材である。
本発明は、導電性粒子が含有された接着剤が配置面上に配置されると、前記接着剤により、電気部品の電極と電気的に接続される電極部材であって、前記配置面上に所定間隔を空けて配置され、互いに分離された複数本の細長の壁部材と、前記各壁部材の間にそれぞれ位置し、前記配置面上に配置された複数のランドとを有し、前記壁部材先端は前記ランド表面の高さよりも高くされ、隣接する前記壁部材の細長の壁面を側面とし、前記壁部材の壁面の端部が開口にされた複数の通路が形成され、前記接着剤が押圧された時に、同一方向に流れる部分に位置する前記電極部材中では、前記各通路は前記接着剤の流れる方向に沿って延設され、前記各通路の一端の前記開口と他端の前記開口は、前記接着剤の流れの上流側と下流側に向けられ、前記各通路の下流側の幅は、上流側の幅よりも狭くされた電極部材である。
本発明は電極部材であって、前記各壁部材は配置面上に配置された同一の絶縁膜がパターニングされて形成された電極部材である。
本発明は、素子本体と、前記素子本体の一面に配置された請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の電極部材とを有し、前記各通路は、上流側の開口が前記素子本体の内側に向けられ、下流側の開口が前記素子本体の外側に向けられた状態で、同一直線上に列設された半導体素子である。
本発明は、請求項５記載の半導体素子と、表面に端子が配置された配線板とを有し、前記半導体素子と前記配線板の間には導電性粒子を含有する接着剤が配置され、前記半導体素子のランドと、前記配線板の端子とで前記導電性粒子が挟み込まれ、前記ランドと前記端子とが電気的に接続された電気装置である。
本発明は、基板と、前記基板の表面に配置され、端部が所定の接続領域に集められた複数本の細長の配線部と、前記接続領域に配置され、前記ランドが前記配線部の端部に接続された請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の電極部材とを有し、前記各通路は、上流側の開口が前記接続領域の内側に向けられ、下流側の開口が前記接続領域の外側に向けられた状態で、同一直線上に列設された配線板である。
本発明は請求項７記載の配線板と、表面に端子が配置された電気部品とを有し、前記電気部品と前記配線板の間には導電性粒子を含有する接着剤が配置され、前記ランドと前記端子は前記導電性粒子を挟み込み、電気的に接続された電気装置である。
【０００６】
本発明は上記のように構成されており、通路の幅は導電性粒子の直径と同じかそれ以上であれば良く、従って、端子間隔の最小値は、導電性粒子の直径と壁部材の幅の合計になる。
壁部材の幅は特に制限がなく、狭幅化が可能なので、本発明は従来のように端子間隔を導電性粒子の粒径よりも極端に広くしなくても、隣接する端子同士が導電性粒子で短絡しない。
【発明の効果】
【０００７】
端子間の間隔を狭くしても、隣接する端子が導電性粒子で短絡しない。端子面積を狭くしたり、接着剤に含有される導電性粒子の量が少なくても、導電性粒子が通路内に確実に残って、電気部品の接続が確実に行われる。従って、本発明によれば、端子がファインピッチ化された場合でも他の電気部品の端子との電気的接続が確実に行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
先ず、本発明の第一例の電極部材について説明する。
図２（ａ）、（ｂ）の符号２１は電極部材が配置される処理対象物を示している。ここでは、処理対象物２１は板状であって、処理対象物２１の表面と裏面のうち、後述する接着剤が配置される配置面１２に電極部材１０が配置されている。
電極部材１０は端子部１４と、壁部材１６と、ストッパー１５とを複数ずつ有している。各端子部１４は細長に形成され、それぞれ長手方向を平行にして所定間隔を空けて同一直線上に列設されている（図１）。
【０００９】
各壁部材１６は細長であり、互いに隣接する端子部１４の間で、長手方向を端子部１４の長手方向に沿って延設され、端子部１４の長辺部分は壁部材１６で覆われ、壁部材１６と壁部材１６の間の部分が露出してランド１１が形成されている。
各壁部材１６は端子部１４よりも厚く、配置面１２から壁部材１６表面までの高さは、配置面１２から端子部１４表面までの高さよりも高くなっている（図２（ａ））。従って、ランド１１の両側には、壁部材１６の壁面が突き出され、壁部材１６の壁面を側面とし、底面にランド１１が位置する通路１９が形成されている。
【００１０】
上述したように、端子部１４は長手方向が互いに平行にされており、各壁部材１６は端子部の長手方向に沿って延設されているから、壁部材１６同士も長手方向が互いに平行にされている。従って、壁部材１６同士は接触せずに互いに分離され、通路１９の両端部には第一、第二の開口１７、１８が形成されている。ここでは、各壁部材１６の長さは同じであり、第一、第二の開口１７、１８はそれぞれ同一直線上に位置する。
【００１１】
通路１９の一端側と他端側には、配置面１２や後述する配線部１３のように、壁部材１６よりも配置面１２からの高さが低い部材が露出する領域（第一、第二の露出領域７、８）が形成されており、第一、第二の開口１７、１８はそれぞれ第一、第二の露出領域７、８と面し、第一、第二の露出領域７、８は通路１９を介して互いに接続されている。
【００１２】
ストッパー１５は、第一、第二の露出領域７、８のうち、いずれか一方の露出領域７、８内に配置されている。ストッパー１５が配置された領域を第二の露出領域８とすると、ストッパー１５は各通路１９を第二の露出領域８側に延長した領域にそれぞれ一つずつ位置する（図２（ｂ））。
【００１３】
壁部材１６とストッパー１５とは離間し、ストッパー１５同士も互いに分離しており、ストッパー１５と壁部材１６の間、及び互いに隣接するストッパー１５の間にはそれぞれ隙間２５ａ、２５ｂが形成されている。
ここでは、各壁部材１６の幅は略等しく、各壁部材１６は等間隔で配置されており、互いに隣接する壁部材１６の壁面間の距離、即ち、各通路１９の幅は等しくなっている。
【００１４】
通路１９の幅は、後述する接着剤の導電性粒子２２の直径よりも大きくされ、導電性粒子２２は第一の開口１７を通って通路１９内を移動可能に構成されている（図３）。
ストッパー１５はランド１１を構成する端子部１４よりも膜厚であって、その表面の配置面１２からの高さは、ランド１１表面の配置面１２からの高さよりも高く、ストッパー１５の表面はランド１１から高く突き出されている。
【００１５】
壁部材１６とストッパー１５の間の隙間２５ａは通路１９の幅よりも狭く、導電性粒子２２の直径よりも小さくなっており、ストッパー１５はランド１１、即ち、通路１９の底面よりも高く突き出されているから、導電性粒子２２は壁部材１６とストッパー１５との間の隙間２５ａを通り抜けられず、ストッパー１５で堰き止められる。
【００１６】
従って、バインダー（ここでは不図示）に導電性粒子２２が分散された接着剤が第一の露出領域７から第二の露出領域８に向かって流れる時には、導電性粒子２２はバインダーと一緒に通路１９内を流れるが第二の開口１８からは流出せず、通路１９内に留まる。
【００１７】
このとき、バインダーはストッパー１５で堰き止められず、壁部材１６とストッパー１５との間の隙間２５ａと、互いに隣接するストッパー１５間の隙間２５ｂを通って第二の露出領域８内で広がるので、第一の露出領域７から第二の露出領域８へ向かう接着剤の流れが止まらない。
【００１８】
新たな導電性粒子２２がバインダーと一緒に通路１９内に流れ込むと、その導電性粒子２２は先に通路１９内に留まった導電性粒子２２と接触し、通路１９内に残るが、バインダーは導電性粒子２２と壁部材１６との間の隙間を通って第二の露出領域８に流出するので接着剤の流れは止まらない。
【００１９】
従って、通路１９内には導電性粒子２２が次々流れ込み、互いに密着した状態で通路１９内に留まるので、ランド１１上には確実に導電性粒子２２が配置される。
以上は、各通路１９を延長した領域にストッパー１５が一つずつ配置される場合に付いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２０】
図４の符号３０は本発明第二例の電極部材を示しており、この電極部材３０は各通路３９を第二の露出領域側に延長した領域に、それぞれ２つ以上（ここでは３つ）のストッパー３５が配置された以外は、上記第一例の電極部材１０と同じ構成を有している。
壁部材３６とストッパー３５との間の隙間３２ａと、隣接するストッパー３５間の隙間３２ｂは、それぞれ導電性粒子２２の直径よりも小さく、バインダーは通り抜けても、導電性粒子２２がそれらの隙間３２ａ、３２ｂを通り抜けないように構成されている。
【００２１】
従って、第一の露出領域から第二の露出領域に向かって接着剤が流れる時には、第一の開口３７を通って通路３９内に入り込んだ導電性粒子２２は、ストッパー３５に堰き止められて通路３９内に残り、ランド３１上に確実に導電性粒子２２が配置される。
【００２２】
ここでは、各通路３９は幅広にされ、その幅は導電性粒子２２の直径の２倍以上になっており、各通路３９には通路３９の延設方向に沿って２列以上の導電性粒子２２が配置されるようになっている。
以上はストッパー１５、３５が通路１９、３９の外側の領域に配置された場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２３】
図５の符号４０は本発明第三例の電極部材を示しており、この電極部材４０はストッパー４５が第二の露出領域に設けられておらず、通路４９の途中に設けられた以外は、上記第一例の電極部材１０と同じ構成を有している。
【００２４】
このストッパー４５の幅は、通路４９の幅よりも狭く、通路４９とストッパー４５との間には隙間４２が形成されている。この隙間４２は導電性粒子２２の直径よりも小さく、導電性粒子２２がその隙間４２を通り抜けないように構成されており、第一の露出領域から第二の露出領域へ向かって接着剤が流れる時に、導電性粒子２２は通路４９内でストッパー４５に堰き止められて、第二の開口４８へは到達せず、第一の開口４７とストッパー４５との間に留まる。
【００２５】
従って、ストッパー４５と第一の開口４７の間、即ち、ストッパー４５よりも通路４９の上流側で、通路４９の底面にランド４１が位置すれば、ランド４１上に確実に導電性粒子２２が配置されることになる。
以上は、電極部材１０、３０、４０にストッパー１５、３５、４５が設けられた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２６】
図６の符号５０は本発明第四例の電極部材を示している。
第四例の電極部材５０は、ストッパーが形成されておらず、壁部材５６の形状が異なる以外は、上記第一例の電極部材１０と同じ構成を有している。
ここでは、各壁部材５６は平面形状が台形であって、台形の上辺を第一の露出領域に、底辺を第二の露出領域に向けた状態で同一直線上に列設されている。従って、各壁部材５６は接着剤の流れの下流側程幅広になっている。
【００２７】
ここでは、壁部材５６は等間隔を空けて配置され、台形の上辺は同一直線上に位置し、台形の底辺が上辺とは異なる同一直線上に位置する。従って、互いに隣接する壁部材５６の間の通路５９は、壁部材５６とは反対に上流側程幅広になり、第一の露出領域に面する上流側の開口（第一の開口）５７は、第二の露出領域に面する下流側の開口（第二の開口）５８よりも広くなっている。
【００２８】
第一の開口５７は導電性粒子２２の直径よりも広いが、第二の開口５８は導電性粒子２２の直径よりも狭くなっており、接着剤が第一の露出領域から第二の露出領域に向かって流れる時には、導電性粒子２２は第一の開口５７を通って通路５９内部に入り込んでも、第二の開口５８を通り抜けられず、通路５９内に留まる。
【００２９】
このとき、バインダーは導電性粒子２２と壁部材５６との間の隙間を通って第二の開口５８から第二の露出領域に流出するから、接着剤の流れは止まらず、新たな導電性粒子２２が通路５９内に流れ込む。このように、導電性粒子２２は通路５９の内部に留まるから、ランド５１上に確実に導電性粒子２２が配置される。
【００３０】
尚、上記第四例の電極部材５０のように、第一の開口５７よりも幅狭にされた第二の開口５８の近傍に、更にストッパーを設けてもよい。この場合、ストッパーは通路５９の内部に設けてもよいし、通路５９を第二の露出領域側に延長した領域に配置してもよい。
以上は、ストッパー１５、３５、４５が壁部材１６、３６、４６から分離した場合について説明したが本発明はこれに限定されるものではない。
【００３１】
図７の符号６０は本発明第五例の電極部材を示している。この電極部材６０ではストッパー６５が壁部材６６の下流側の端部に接続され、壁部材６６の側面から通路６９の内側に向かって突き出されている。
ストッパー６５は通路６９の一方の側面から突き出されていても、両方の側面から突き出されていてもよく、ここでは、ストッパー６５が通路６９の両方の側面から突き出されている。
【００３２】
ストッパー６５が通路６９の一方の側面から突き出されている場合は、該ストッパー６５と通路６９の他方の側面との間の空間がバインダーが通り抜ける隙間６８となり、ストッパー６５が通路６９の両方の側面から突き出されている場合は、同じ通路６９内に突き出されたストッパー６５とストッパー６５の間の空間がバインダーが通り抜ける隙間６８となり、いずれの場合も、隙間６８は導電性粒子２２の直径よりも狭く、導電性粒子２２が通り抜けられないように構成されている。
【００３３】
ストッパー６５と、該ストッパー６５が接続された壁部材６６とで一つの壁部材とすると、上述した隙間６８が第二の露出領域と面する下流側の開口（第二の開口）となり、壁部材６６のストッパー６５が接続されていない側の端部の開口が第一の露出領域と面する上流側の開口（第一の開口）６７となる。
【００３４】
第一の開口６７はストッパー６５が接続されていないため第二の開口６８よりも広く、導電性粒子２２の直径よりも広くされている。従って、第一の露出領域から第二の露出領域に向かって接着剤が流れる時には、接着剤中の導電性粒子２２は第一の開口６７を通って通路６９内に入り込むが、上述したように第二の開口６８を通り抜けずに通路６９内に留まるので、この電極部材６０においても、通路６９内に露出するランド６１上に確実に導電性粒子２２が配置される。
【００３５】
次に、上述した電極部材を有する本発明の電気部品について説明する。
図８の符号７０は本発明の電気部品の一例である半導体素子を示している。この半導体素子７０は素子本体７１を有しており、素子本体７１の一面が配置面となり、その配置面に本発明の電極部材が形成されている。素子本体７１に形成される本発明の電極部材は特に限定されないが、ここでは、上記第五例の電極部材６０が配置されている。
【００３６】
接続対象物にはランド６１と同じ間隔で端子が配置されている。この端子が配置された領域を接続領域とすると、接続領域と配置面のいずれか一方又は両方に接着剤を塗布又は貼付し、端子とランド６１とを対向するよう位置合わせした後、半導体素子７０と接続対象物とで接着剤を押圧する。
【００３７】
ここでは、接続対象物の接続領域が設けられた面は、半導体素子７０の配置面よりも広くされており、接続領域の周囲には接着剤の流れを遮る遮蔽物が存在しておらず、接着剤は押圧によって半導体素子７０と接続対象物との間から、半導体素子７０よりも外側に向かって広がる。
接着剤は配置面の中心では四方八方に流れ、配置面の縁ではその縁に対して略垂直な方向に流れる。縁が直線状の場合、その縁の両端を除いた中央付近では接着剤は同じ方向に流れることになる。
【００３８】
電極部材６０の各通路６９は、配置面の直線状の縁の中央付近で、第一の開口６７を配置面の内側に、第二の開口６８を配置面の外側に向けた状態で、同一直線上に列設されている。従って、各通路６９は接着剤が同じ方向に流れる部分で、第一の開口６７を上流側、第二の開口６８を下流側に向けて配置されたことになる。
【００３９】
ここでは、配置面の形状は長方形であって、各通路６９の列設場所は配置面の長辺の中央付近であり、その列設方向は配置面の長辺と平行であり、各通路６９の長手方向は該長辺と平行な線分と直交している。
接着剤は直線状の縁では、その縁と直交する方向に流れるから、各通路６９の長手方向は接着剤の流れと平行であり、接着剤は通路６９内に浸入し、第一の開口６７から第二の開口６８に向かって流れる。
【００４０】
上述したように導電性粒子２２は通路６９内に残るが、バインダーは第二の開口６８を通って第二の露出領域に流出する。従って、通路６９内には導電性粒子２２は確実に残るが、余分なバインダーは残らない。
【００４１】
上記第一例〜第五例の電極部材１０、３０、４０、５０、６０では、ランド１１、３１、４１、５１、６１から壁部材１６、３６、４６、５６、６６先端までの高さは、接着剤に用いられる導電性粒子２２の直径よりも小さくなっており、ランド１１、３１、４１、５１、６１上に残った導電性粒子２２は、壁部材１６、３６、４６、５６、６６の先端から突き出される。
【００４２】
上述したように、接着剤を押圧する時には、予め接続対象物の端子とランド６１とが対向するから、接続対象物の端子はランド６１上の導電性粒子と接触し、導電性粒子を介して接続対象物の端子と、ランド６１とが電気的に接続される。
【００４３】
素子本体７１の配置面には、ランド６１を構成する端子よりも幅狭の配線部６３が配置され、配線部６３の一端は該端子に接続され、他端がトランジスタやダイオード等の電気素子が配置された領域（活性領域）７５に伸ばされ、電気素子で形成された回路に接続されている。従って、接続対象物の端子が、ランド６１に電気的に接続されると、接続対象物が半導体素子７０の回路と電気的に接続されたことになる。
【００４４】
バインダーが熱硬化性樹脂を含有する場合は、接着剤を押圧するときに加熱し、接着剤を半導体素子７０と接続対象物に接触させた状態で硬化させれば、半導体素子７０と接続対象物とは接着剤によって機械的にも接続され、半導体素子７０と接続対象物とが機械的にも電気的にも接続された電気装置が得られる。
【００４５】
この半導体素子７０と後述する配線板を用いた電気装置では、導電性粒子２２は壁部材６６によってランド６１上に保持されるので、電気的接続が確実に行われる。また、壁部材６６は絶縁性物質で構成されており、互いに隣接するランド６１上の導電性粒子２２同士は接触せず、絶縁性の壁部材６６で絶縁されている。従って、隣接するランド６１同士は電気的に接続されず、短絡が生じない。
【００４６】
次に、本発明の電気部品の他の例について説明する。
図９の符号８０は本発明の電気部品の他の例である配線板を示しており、この配線板８０は配線板本体８１を有している。
配線板本体８１は板状又はフィルム状であって、片面が配置される配置面となる。この配置面に接続される接続対象物は予め決まっており、その接続対象物が接続される場所も予め決まっている。図９の符号８５は接続対象物が接続される領域（接続領域）を示しており、電極部材６０はこの接続領域８５に配置されている。
【００４７】
接続対象物にはランド６１と同じ間隔で端子が配置されており、接続対象物の端子が配置された面と、配線板８０の接続領域８５のいずれか一方又は両方に接着剤を塗布又は貼付し、端子とランド６１を対向するよう位置合わせ後、配線板８０と接続対象物とで接着剤を挟み込む。
ここでは、配線板８０の配置面は接続対象物の平面形状よりも広くされ、接続領域８５の周囲には接着剤の流れを遮る遮蔽物が存在しておらず、接着剤は押圧によって接続領域８５と接続対象物との間から、接続領域８５よりも外側に向かって広がる。
【００４８】
接着剤は接続領域の中心では四方八方に流れ、接続領域８５の縁ではその縁に対して垂直な方向に流れる。電極部材６０の各通路６９は接続領域８５の直線状の縁の両端を除いた中央付近で、第一の開口６７を接続領域８５の内側に、第二の開口６８を接続領域８５の外側に向けた状態で、その縁と平行な同一直線上で列設されている。
上述したように、直線状の縁の中央付近では接着剤が同一方向に流れ、その流れの方向は縁と直交するから、通路６９は接着剤が同一方向に流れる部分で、その流れの方向に沿って配置されている。
【００４９】
従って、接着剤は通路６９内に浸入し、第一の開口６７から第二の開口６８に向かって流れる。上述したように接着剤中の導電性粒子２２は通路６９内に残るが、バインダーは第二の開口６８を通って第二の露出領域に流出するので、通路６９内には導電性粒子２２は確実に残るが、余分なバインダーは残らない。
【００５０】
接続対象物と配線板８０とで接着剤を挟み込む前には、予め接続対象物の端子とランド６１とが対向するよう配置されるから、押圧によって余分なバインダーが押し退けられると、接続対象物の端子とランド６１とで導電性粒子が挟み込まれ、端子とランド６１とが電気的に接続される。
【００５１】
この配線板８０の配置面には、ランド６１を構成する端子よりも幅狭の配線部６３が形成され、配線部６３の一端は端子に接続され、他端は接続領域８５外部で他の回路や他の電気部品と接続されるようになっている。従って、接続対象物は電極部材６０と配線部６３を介して、他の回路や他の電気部品に接続される。
【００５２】
この配線板８０においても、バインダーに熱硬化性樹脂を含有させ、接着剤を押圧する時に加熱し、接着剤を配線板８０と接続対象物に接触させた状態で硬化させれば、配線板８０と接続対象物とが機械的にも接続され、配線板８０と接続対象物とが機械的にも電気的にも接続された電気装置が得られる。
【００５３】
以上は、ランド１１、３１、４１、５１、６１表面から壁部材１６、３６、４６、５６、６６先端までの高さが導電性粒子の直径よりも小さく、ランド１１、３１、４１、５１、６１上の導電性粒子が壁部材１６、３６、４６、５６、６６の先端から突き出る場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５４】
接続対象物の端子が突起状であり、該端子の先端部分の幅が通路１９の幅よりも狭い場合には、壁部材１６、３６、４６、５６、６６の先端が導電性粒子よりも高く突き出されていても、突起状の端子の先端が通路１９内に入り込んで導電性粒子と接触するので、接続対象物の端子を電極部材１０、３０、４０、５０、６０のランド１１、３１、４１、５１、６１に電気的に接続することができる。
【００５５】
以上は半導体素子７０の配置面が長方形の場合について説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、配置面は正方形であっても、多角形であってもよい。例えば、配置面が正方形や多角形の場合、配置面の縁を構成する辺の中央部分では、接着剤が同一方向に流れるので、電極部材を辺の中央部分に設ければ、接着剤が同じ方向に流れる部分に配置されたことになる。
【００５６】
同様に、本発明の配線板８０に接続する接続対象物は平面形状が正方形や多角形であってもよく、その場合、接続領域８５は正方形や多角形になり、電極部材６０は接続領域８５の縁を構成する辺の両端部を除く中央部分に設ければ、電極部材は接着剤が同じ方向に流れる部分に配置されたことになる。
【００５７】
各通路が接着剤の流れる方向に沿って延設され、第一の開口が接着剤の流れの上流側、第二の開口（又はストッパーが配置された側）が接着剤の流れの下流側に向けられていれば、配置面や接続領域の縁の角部分に電極部材を設けてもよい。
【００５８】
接着剤の配置方法は特に限定されないが、具体的にはペースト状の接着剤を配置面に塗布する方法、フィルム状に成形した接着剤（接着フィルム）を配置面に貼付する方法がある。
接着剤に用いるバインダーは特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂を含有し、必要に応じて熱硬化性樹脂の硬化剤、熱可塑性樹脂、フィラー、カップリング剤等の添加剤が添加されたものである。
【００５９】
導電性粒子の種類は特に限定されず、金属粒子、樹脂粒子の表面に金属メッキ層等の導電層が形成された導電性被覆粒子、金属粒子や導電性被覆粒子の表面が樹脂膜で覆われた樹脂被膜粒子等を用いることができる。
【００６０】
第一〜第五例の電極部材１０、３０、４０、５０、６０の端子部１４の形成方法は特に限定されないが、例えば、配置面１２に金属層を形成し、該金属層をパターニングすることで形成される。この際、上述した配線部１３を端子部１４と一緒に同じ金属層からパターニングによって形成することができる。
【００６１】
配線部１３の厚さも特に限定されないが、配置面１２から表面までの高さが壁部材１６よりも高い端子部１４に接続させると、接着剤やバインダーの流れを妨げる恐れがあるので、壁部材よりも薄膜とし、配置面１２から表面までの高さを壁部材１６よりも低くして、接着剤やバインダーが配線部１３の表面上を流れるようにすることが望ましい。
【００６２】
上記壁部材１６、３６、４６、５６、６６やストッパー１５、３５、４５、６５の形成方法も特に限定されないが、その一例を述べると、端子部１４が形成された状態の配置面１２に絶縁膜を形成した後、該絶縁膜をパターニングして、壁部材１６、３６、４６、５６、６６とストッパー１５、３５、４５、６５を同時に形成する。
壁部材１６、３６、４６、５６、６６やストッパー１５、３５、４５、６５を形成する際には、上記絶縁膜をパターニングする際に、配線部１３の一部又は全部を覆うように絶縁膜を残し、壁部材やストッパーを形成するのと同時に、配線部１３や活性領域を覆う保護膜（パッシベーション膜）を形成してもよい。
【００６３】
このような保護膜の形成場所や形状は特に限定されないが、第一の開口１７、３７、４７、５７、６７の近傍に設けると接着剤の流れが防止され、第二の開口１８、３８、４８、５８、６８の近傍に設けるとバインダーの流れが防止されるので、第一の開口１７、３７、４７、５７、６７から、少なくとも導電性粒子の直径よりも離間させて接着剤（導電性粒子を含む）を移動可能な第一の露出領域を設け、第二の開口１８、３８、４８、５８、６８から離間させてバインダーが移動可能な第二の露出領域を設ける必要がある。
【００６４】
壁部材１６、３６、４６、５６、６６とストッパー１５、３５、４５、６５を構成する絶縁膜は、絶縁性のものであれば特に限定されないが、一例を述べると、ポリイミド樹脂膜やアクリル樹脂膜のような樹脂膜、ＳｉＯ2膜、ＳｉＮ膜のような無機絶縁膜を用いることができる。
【００６５】
本発明の電極部材１０、３０、４０、５０、６０が形成される電気部品は配線板に限定されず、抵抗素子等種々の電気部品に本発明の電極部材を形成することができる。接続対象物も特に限定されるものではなく、例えば本発明の配線板８０には、電極部材を介して半導体素子の他にも、抵抗素子や、他の配線板等を接続することができる。
【００６６】
接続対象物に壁部材やストッパーを形成して電極部材を設けておき、本発明の電極部材のランド同士を接着剤で接続してもよいし、壁部材やストッパーが形成されていない接続対象物を用い、その接続対象物の端子を本発明の電極部材のランドと接続してもよい。本発明の電極部材同士を接続する場合には、いずれの電気部品においても、隣接する端子間で短絡が起こらない。
【実施例】
【００６７】
本発明の半導体素子７０と下記の配線板とを接着剤を用いて貼りあわせて電気装置を作製した。接着剤の組成と、配線板の詳細と、半導体素子７０の詳細と、接着条件とを下位に記載する。
【００６８】
＜接着剤＞
バインダ組成：エポキシ樹脂（液状エポキシ樹脂を含む）、アミン系硬化剤
導電性粒子２２：樹脂粒子表面にＮｉ、Ａｕを順番に積層、平均直径１０μｍ
接着剤膜厚（配置面上塗布時）：１５μｍ
＜配線板＞
基板本体：厚さ０．７ｍｍ、平面形状２８ｍｍ×６４ｍｍの長方形
配線部：抵抗１０Ω□、ＩＴＯパターン
＜半導体素子７０＞
平面形状（配置面）：１．８×２０ｍｍの長方形
端子部６４：Ａｌ、窒化膜開口１０×１２０μｍ
壁部材６６：ポリイミド樹脂製、膜厚７μｍ、１３０μｍ×１０μｍの長方形
通路６９：幅１０μｍ
第二の開口６８（ストッパー６５の間の距離）：７μｍ
＜配線板と半導体素子７０の接着条件＞
加熱温度２００℃、押圧力２０ＭＰａ、５秒間
作製された電気装置について、配線板の端子と半導体素子７０の端子部６４の銅通抵抗を四端子法で測定したところ、その導通抵抗は０．６Ωと低く、配線板と半導体素子７０とが電気的に接続されていることが分かった。
また、半導体素子７０の隣接する端子部６４間の絶縁抵抗を二端子法で測定したところ、その絶縁抵抗は３．３×１０12Ωと高く、隣接する端子部６４同士が短絡していないことが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明第一例の電極部材の平面図
【図２】（ａ）：図１のＡ−Ａ切断線断面図、（ｂ）図１のＢ−Ｂ切断線断面図
【図３】接着剤を配置した状態を模式的に示す平面図
【図４】本発明第二例の電極部材の平面図
【図５】本発明第三例の電極部材の平面図
【図６】本発明第四例の電極部材の平面図
【図７】本発明第五例の電極部材の平面図
【図８】本発明の電気装置の一例を説明する平面図
【図９】本発明の電気装置の他の例を説明する平面図
【符号の説明】
【００７０】
１０、３０、４０、５０、６０……電極部材 １１、３１、４１、５１、６１……ランド １６、３６、４６、５６、６６……壁部材 １５、３５、４５、６５……ストッパー １９、３９、４９、５９、６９……通路 ２２……導電性粒子 ７０……半導体素子 ８０……配線板
【技術分野】
【０００１】
本発明は接着剤を用いて電気部品が接続される電極部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体素子や配線板のような電気部品同士の接続には、バインダー中に導電性粒子が含有された接着剤が用いられている。
近年、機器の小型化や半導体素子のコストダウン化等の理由により、端子のファインピッチ化が進展しており、端子面積の微小化と端子間距離の狭スペース化への対応の要求が高まっている。
【０００３】
しかし、電気部品の端子と、他の電気部品の端子の間に導電性粒子を挟み込み、端子同士を確実に電気的に接続するためには、端子の幅を導電性粒子の粒径よりも大幅に広くする必要があり、端子面積の微小化は困難であった。
また、同じ電気部品の隣接する端子同士の間隔を狭くすると、端子同士の間に入り込んだ導電性粒子が隣接する端子の両方に接続し、短絡するという問題もある。従って、隣接する端子同士の間隔を、導電性粒子の粒径よりも大幅に広くする必要があり、ファインピッチ化が困難であった。
【特許文献１】特開２００３−２７３４９０号公報
【特許文献２】特開昭６３−１７４３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は端子がファインピッチ化された場合でも、電気部品同士を確実に接続するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明は、導電性粒子が含有された接着剤が配置面上に配置されると、前記接着剤により、電気部品の電極と電気的に接続される電極部材であって、前記配置面上に所定間隔を空けて配置され、互いに分離された複数本の細長の壁部材と、前記各壁部材の間にそれぞれ位置し、前記配置面上に配置された複数のランドとを有し、前記壁部材先端は前記ランド表面の高さよりも高くされ、隣接する前記壁部材の細長の壁面を側面とし、前記壁部材の壁面の端部が開口にされた複数の通路が形成され、前記接着剤が押圧された時に、同一方向に流れる部分に位置する前記電極部材中では、前記各通路は前記接着剤の流れる方向に沿って延設され、前記各通路の一端の前記開口と他端の前記開口は、前記接着剤の流れの上流側と下流側に向けられ、前記各通路の上流側の開口よりも下流側であって、前記通路の内部又は前記通路の延長線上には、先端の高さが前記ランド表面よりも高くされたストッパーがそれぞれ配置された電極部材である。
本発明は電極部材であって、前記各壁部材と前記ストッパーは、前記配置面上に形成された同一の絶縁膜がパターニングされて形成された電極部材である。
本発明は、導電性粒子が含有された接着剤が配置面上に配置されると、前記接着剤により、電気部品の電極と電気的に接続される電極部材であって、前記配置面上に所定間隔を空けて配置され、互いに分離された複数本の細長の壁部材と、前記各壁部材の間にそれぞれ位置し、前記配置面上に配置された複数のランドとを有し、前記壁部材先端は前記ランド表面の高さよりも高くされ、隣接する前記壁部材の細長の壁面を側面とし、前記壁部材の壁面の端部が開口にされた複数の通路が形成され、前記接着剤が押圧された時に、同一方向に流れる部分に位置する前記電極部材中では、前記各通路は前記接着剤の流れる方向に沿って延設され、前記各通路の一端の前記開口と他端の前記開口は、前記接着剤の流れの上流側と下流側に向けられ、前記各通路の下流側の幅は、上流側の幅よりも狭くされた電極部材である。
本発明は電極部材であって、前記各壁部材は配置面上に配置された同一の絶縁膜がパターニングされて形成された電極部材である。
本発明は、素子本体と、前記素子本体の一面に配置された請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の電極部材とを有し、前記各通路は、上流側の開口が前記素子本体の内側に向けられ、下流側の開口が前記素子本体の外側に向けられた状態で、同一直線上に列設された半導体素子である。
本発明は、請求項５記載の半導体素子と、表面に端子が配置された配線板とを有し、前記半導体素子と前記配線板の間には導電性粒子を含有する接着剤が配置され、前記半導体素子のランドと、前記配線板の端子とで前記導電性粒子が挟み込まれ、前記ランドと前記端子とが電気的に接続された電気装置である。
本発明は、基板と、前記基板の表面に配置され、端部が所定の接続領域に集められた複数本の細長の配線部と、前記接続領域に配置され、前記ランドが前記配線部の端部に接続された請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の電極部材とを有し、前記各通路は、上流側の開口が前記接続領域の内側に向けられ、下流側の開口が前記接続領域の外側に向けられた状態で、同一直線上に列設された配線板である。
本発明は請求項７記載の配線板と、表面に端子が配置された電気部品とを有し、前記電気部品と前記配線板の間には導電性粒子を含有する接着剤が配置され、前記ランドと前記端子は前記導電性粒子を挟み込み、電気的に接続された電気装置である。
【０００６】
本発明は上記のように構成されており、通路の幅は導電性粒子の直径と同じかそれ以上であれば良く、従って、端子間隔の最小値は、導電性粒子の直径と壁部材の幅の合計になる。
壁部材の幅は特に制限がなく、狭幅化が可能なので、本発明は従来のように端子間隔を導電性粒子の粒径よりも極端に広くしなくても、隣接する端子同士が導電性粒子で短絡しない。
【発明の効果】
【０００７】
端子間の間隔を狭くしても、隣接する端子が導電性粒子で短絡しない。端子面積を狭くしたり、接着剤に含有される導電性粒子の量が少なくても、導電性粒子が通路内に確実に残って、電気部品の接続が確実に行われる。従って、本発明によれば、端子がファインピッチ化された場合でも他の電気部品の端子との電気的接続が確実に行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
先ず、本発明の第一例の電極部材について説明する。
図２（ａ）、（ｂ）の符号２１は電極部材が配置される処理対象物を示している。ここでは、処理対象物２１は板状であって、処理対象物２１の表面と裏面のうち、後述する接着剤が配置される配置面１２に電極部材１０が配置されている。
電極部材１０は端子部１４と、壁部材１６と、ストッパー１５とを複数ずつ有している。各端子部１４は細長に形成され、それぞれ長手方向を平行にして所定間隔を空けて同一直線上に列設されている（図１）。
【０００９】
各壁部材１６は細長であり、互いに隣接する端子部１４の間で、長手方向を端子部１４の長手方向に沿って延設され、端子部１４の長辺部分は壁部材１６で覆われ、壁部材１６と壁部材１６の間の部分が露出してランド１１が形成されている。
各壁部材１６は端子部１４よりも厚く、配置面１２から壁部材１６表面までの高さは、配置面１２から端子部１４表面までの高さよりも高くなっている（図２（ａ））。従って、ランド１１の両側には、壁部材１６の壁面が突き出され、壁部材１６の壁面を側面とし、底面にランド１１が位置する通路１９が形成されている。
【００１０】
上述したように、端子部１４は長手方向が互いに平行にされており、各壁部材１６は端子部の長手方向に沿って延設されているから、壁部材１６同士も長手方向が互いに平行にされている。従って、壁部材１６同士は接触せずに互いに分離され、通路１９の両端部には第一、第二の開口１７、１８が形成されている。ここでは、各壁部材１６の長さは同じであり、第一、第二の開口１７、１８はそれぞれ同一直線上に位置する。
【００１１】
通路１９の一端側と他端側には、配置面１２や後述する配線部１３のように、壁部材１６よりも配置面１２からの高さが低い部材が露出する領域（第一、第二の露出領域７、８）が形成されており、第一、第二の開口１７、１８はそれぞれ第一、第二の露出領域７、８と面し、第一、第二の露出領域７、８は通路１９を介して互いに接続されている。
【００１２】
ストッパー１５は、第一、第二の露出領域７、８のうち、いずれか一方の露出領域７、８内に配置されている。ストッパー１５が配置された領域を第二の露出領域８とすると、ストッパー１５は各通路１９を第二の露出領域８側に延長した領域にそれぞれ一つずつ位置する（図２（ｂ））。
【００１３】
壁部材１６とストッパー１５とは離間し、ストッパー１５同士も互いに分離しており、ストッパー１５と壁部材１６の間、及び互いに隣接するストッパー１５の間にはそれぞれ隙間２５ａ、２５ｂが形成されている。
ここでは、各壁部材１６の幅は略等しく、各壁部材１６は等間隔で配置されており、互いに隣接する壁部材１６の壁面間の距離、即ち、各通路１９の幅は等しくなっている。
【００１４】
通路１９の幅は、後述する接着剤の導電性粒子２２の直径よりも大きくされ、導電性粒子２２は第一の開口１７を通って通路１９内を移動可能に構成されている（図３）。
ストッパー１５はランド１１を構成する端子部１４よりも膜厚であって、その表面の配置面１２からの高さは、ランド１１表面の配置面１２からの高さよりも高く、ストッパー１５の表面はランド１１から高く突き出されている。
【００１５】
壁部材１６とストッパー１５の間の隙間２５ａは通路１９の幅よりも狭く、導電性粒子２２の直径よりも小さくなっており、ストッパー１５はランド１１、即ち、通路１９の底面よりも高く突き出されているから、導電性粒子２２は壁部材１６とストッパー１５との間の隙間２５ａを通り抜けられず、ストッパー１５で堰き止められる。
【００１６】
従って、バインダー（ここでは不図示）に導電性粒子２２が分散された接着剤が第一の露出領域７から第二の露出領域８に向かって流れる時には、導電性粒子２２はバインダーと一緒に通路１９内を流れるが第二の開口１８からは流出せず、通路１９内に留まる。
【００１７】
このとき、バインダーはストッパー１５で堰き止められず、壁部材１６とストッパー１５との間の隙間２５ａと、互いに隣接するストッパー１５間の隙間２５ｂを通って第二の露出領域８内で広がるので、第一の露出領域７から第二の露出領域８へ向かう接着剤の流れが止まらない。
【００１８】
新たな導電性粒子２２がバインダーと一緒に通路１９内に流れ込むと、その導電性粒子２２は先に通路１９内に留まった導電性粒子２２と接触し、通路１９内に残るが、バインダーは導電性粒子２２と壁部材１６との間の隙間を通って第二の露出領域８に流出するので接着剤の流れは止まらない。
【００１９】
従って、通路１９内には導電性粒子２２が次々流れ込み、互いに密着した状態で通路１９内に留まるので、ランド１１上には確実に導電性粒子２２が配置される。
以上は、各通路１９を延長した領域にストッパー１５が一つずつ配置される場合に付いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２０】
図４の符号３０は本発明第二例の電極部材を示しており、この電極部材３０は各通路３９を第二の露出領域側に延長した領域に、それぞれ２つ以上（ここでは３つ）のストッパー３５が配置された以外は、上記第一例の電極部材１０と同じ構成を有している。
壁部材３６とストッパー３５との間の隙間３２ａと、隣接するストッパー３５間の隙間３２ｂは、それぞれ導電性粒子２２の直径よりも小さく、バインダーは通り抜けても、導電性粒子２２がそれらの隙間３２ａ、３２ｂを通り抜けないように構成されている。
【００２１】
従って、第一の露出領域から第二の露出領域に向かって接着剤が流れる時には、第一の開口３７を通って通路３９内に入り込んだ導電性粒子２２は、ストッパー３５に堰き止められて通路３９内に残り、ランド３１上に確実に導電性粒子２２が配置される。
【００２２】
ここでは、各通路３９は幅広にされ、その幅は導電性粒子２２の直径の２倍以上になっており、各通路３９には通路３９の延設方向に沿って２列以上の導電性粒子２２が配置されるようになっている。
以上はストッパー１５、３５が通路１９、３９の外側の領域に配置された場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２３】
図５の符号４０は本発明第三例の電極部材を示しており、この電極部材４０はストッパー４５が第二の露出領域に設けられておらず、通路４９の途中に設けられた以外は、上記第一例の電極部材１０と同じ構成を有している。
【００２４】
このストッパー４５の幅は、通路４９の幅よりも狭く、通路４９とストッパー４５との間には隙間４２が形成されている。この隙間４２は導電性粒子２２の直径よりも小さく、導電性粒子２２がその隙間４２を通り抜けないように構成されており、第一の露出領域から第二の露出領域へ向かって接着剤が流れる時に、導電性粒子２２は通路４９内でストッパー４５に堰き止められて、第二の開口４８へは到達せず、第一の開口４７とストッパー４５との間に留まる。
【００２５】
従って、ストッパー４５と第一の開口４７の間、即ち、ストッパー４５よりも通路４９の上流側で、通路４９の底面にランド４１が位置すれば、ランド４１上に確実に導電性粒子２２が配置されることになる。
以上は、電極部材１０、３０、４０にストッパー１５、３５、４５が設けられた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２６】
図６の符号５０は本発明第四例の電極部材を示している。
第四例の電極部材５０は、ストッパーが形成されておらず、壁部材５６の形状が異なる以外は、上記第一例の電極部材１０と同じ構成を有している。
ここでは、各壁部材５６は平面形状が台形であって、台形の上辺を第一の露出領域に、底辺を第二の露出領域に向けた状態で同一直線上に列設されている。従って、各壁部材５６は接着剤の流れの下流側程幅広になっている。
【００２７】
ここでは、壁部材５６は等間隔を空けて配置され、台形の上辺は同一直線上に位置し、台形の底辺が上辺とは異なる同一直線上に位置する。従って、互いに隣接する壁部材５６の間の通路５９は、壁部材５６とは反対に上流側程幅広になり、第一の露出領域に面する上流側の開口（第一の開口）５７は、第二の露出領域に面する下流側の開口（第二の開口）５８よりも広くなっている。
【００２８】
第一の開口５７は導電性粒子２２の直径よりも広いが、第二の開口５８は導電性粒子２２の直径よりも狭くなっており、接着剤が第一の露出領域から第二の露出領域に向かって流れる時には、導電性粒子２２は第一の開口５７を通って通路５９内部に入り込んでも、第二の開口５８を通り抜けられず、通路５９内に留まる。
【００２９】
このとき、バインダーは導電性粒子２２と壁部材５６との間の隙間を通って第二の開口５８から第二の露出領域に流出するから、接着剤の流れは止まらず、新たな導電性粒子２２が通路５９内に流れ込む。このように、導電性粒子２２は通路５９の内部に留まるから、ランド５１上に確実に導電性粒子２２が配置される。
【００３０】
尚、上記第四例の電極部材５０のように、第一の開口５７よりも幅狭にされた第二の開口５８の近傍に、更にストッパーを設けてもよい。この場合、ストッパーは通路５９の内部に設けてもよいし、通路５９を第二の露出領域側に延長した領域に配置してもよい。
以上は、ストッパー１５、３５、４５が壁部材１６、３６、４６から分離した場合について説明したが本発明はこれに限定されるものではない。
【００３１】
図７の符号６０は本発明第五例の電極部材を示している。この電極部材６０ではストッパー６５が壁部材６６の下流側の端部に接続され、壁部材６６の側面から通路６９の内側に向かって突き出されている。
ストッパー６５は通路６９の一方の側面から突き出されていても、両方の側面から突き出されていてもよく、ここでは、ストッパー６５が通路６９の両方の側面から突き出されている。
【００３２】
ストッパー６５が通路６９の一方の側面から突き出されている場合は、該ストッパー６５と通路６９の他方の側面との間の空間がバインダーが通り抜ける隙間６８となり、ストッパー６５が通路６９の両方の側面から突き出されている場合は、同じ通路６９内に突き出されたストッパー６５とストッパー６５の間の空間がバインダーが通り抜ける隙間６８となり、いずれの場合も、隙間６８は導電性粒子２２の直径よりも狭く、導電性粒子２２が通り抜けられないように構成されている。
【００３３】
ストッパー６５と、該ストッパー６５が接続された壁部材６６とで一つの壁部材とすると、上述した隙間６８が第二の露出領域と面する下流側の開口（第二の開口）となり、壁部材６６のストッパー６５が接続されていない側の端部の開口が第一の露出領域と面する上流側の開口（第一の開口）６７となる。
【００３４】
第一の開口６７はストッパー６５が接続されていないため第二の開口６８よりも広く、導電性粒子２２の直径よりも広くされている。従って、第一の露出領域から第二の露出領域に向かって接着剤が流れる時には、接着剤中の導電性粒子２２は第一の開口６７を通って通路６９内に入り込むが、上述したように第二の開口６８を通り抜けずに通路６９内に留まるので、この電極部材６０においても、通路６９内に露出するランド６１上に確実に導電性粒子２２が配置される。
【００３５】
次に、上述した電極部材を有する本発明の電気部品について説明する。
図８の符号７０は本発明の電気部品の一例である半導体素子を示している。この半導体素子７０は素子本体７１を有しており、素子本体７１の一面が配置面となり、その配置面に本発明の電極部材が形成されている。素子本体７１に形成される本発明の電極部材は特に限定されないが、ここでは、上記第五例の電極部材６０が配置されている。
【００３６】
接続対象物にはランド６１と同じ間隔で端子が配置されている。この端子が配置された領域を接続領域とすると、接続領域と配置面のいずれか一方又は両方に接着剤を塗布又は貼付し、端子とランド６１とを対向するよう位置合わせした後、半導体素子７０と接続対象物とで接着剤を押圧する。
【００３７】
ここでは、接続対象物の接続領域が設けられた面は、半導体素子７０の配置面よりも広くされており、接続領域の周囲には接着剤の流れを遮る遮蔽物が存在しておらず、接着剤は押圧によって半導体素子７０と接続対象物との間から、半導体素子７０よりも外側に向かって広がる。
接着剤は配置面の中心では四方八方に流れ、配置面の縁ではその縁に対して略垂直な方向に流れる。縁が直線状の場合、その縁の両端を除いた中央付近では接着剤は同じ方向に流れることになる。
【００３８】
電極部材６０の各通路６９は、配置面の直線状の縁の中央付近で、第一の開口６７を配置面の内側に、第二の開口６８を配置面の外側に向けた状態で、同一直線上に列設されている。従って、各通路６９は接着剤が同じ方向に流れる部分で、第一の開口６７を上流側、第二の開口６８を下流側に向けて配置されたことになる。
【００３９】
ここでは、配置面の形状は長方形であって、各通路６９の列設場所は配置面の長辺の中央付近であり、その列設方向は配置面の長辺と平行であり、各通路６９の長手方向は該長辺と平行な線分と直交している。
接着剤は直線状の縁では、その縁と直交する方向に流れるから、各通路６９の長手方向は接着剤の流れと平行であり、接着剤は通路６９内に浸入し、第一の開口６７から第二の開口６８に向かって流れる。
【００４０】
上述したように導電性粒子２２は通路６９内に残るが、バインダーは第二の開口６８を通って第二の露出領域に流出する。従って、通路６９内には導電性粒子２２は確実に残るが、余分なバインダーは残らない。
【００４１】
上記第一例〜第五例の電極部材１０、３０、４０、５０、６０では、ランド１１、３１、４１、５１、６１から壁部材１６、３６、４６、５６、６６先端までの高さは、接着剤に用いられる導電性粒子２２の直径よりも小さくなっており、ランド１１、３１、４１、５１、６１上に残った導電性粒子２２は、壁部材１６、３６、４６、５６、６６の先端から突き出される。
【００４２】
上述したように、接着剤を押圧する時には、予め接続対象物の端子とランド６１とが対向するから、接続対象物の端子はランド６１上の導電性粒子と接触し、導電性粒子を介して接続対象物の端子と、ランド６１とが電気的に接続される。
【００４３】
素子本体７１の配置面には、ランド６１を構成する端子よりも幅狭の配線部６３が配置され、配線部６３の一端は該端子に接続され、他端がトランジスタやダイオード等の電気素子が配置された領域（活性領域）７５に伸ばされ、電気素子で形成された回路に接続されている。従って、接続対象物の端子が、ランド６１に電気的に接続されると、接続対象物が半導体素子７０の回路と電気的に接続されたことになる。
【００４４】
バインダーが熱硬化性樹脂を含有する場合は、接着剤を押圧するときに加熱し、接着剤を半導体素子７０と接続対象物に接触させた状態で硬化させれば、半導体素子７０と接続対象物とは接着剤によって機械的にも接続され、半導体素子７０と接続対象物とが機械的にも電気的にも接続された電気装置が得られる。
【００４５】
この半導体素子７０と後述する配線板を用いた電気装置では、導電性粒子２２は壁部材６６によってランド６１上に保持されるので、電気的接続が確実に行われる。また、壁部材６６は絶縁性物質で構成されており、互いに隣接するランド６１上の導電性粒子２２同士は接触せず、絶縁性の壁部材６６で絶縁されている。従って、隣接するランド６１同士は電気的に接続されず、短絡が生じない。
【００４６】
次に、本発明の電気部品の他の例について説明する。
図９の符号８０は本発明の電気部品の他の例である配線板を示しており、この配線板８０は配線板本体８１を有している。
配線板本体８１は板状又はフィルム状であって、片面が配置される配置面となる。この配置面に接続される接続対象物は予め決まっており、その接続対象物が接続される場所も予め決まっている。図９の符号８５は接続対象物が接続される領域（接続領域）を示しており、電極部材６０はこの接続領域８５に配置されている。
【００４７】
接続対象物にはランド６１と同じ間隔で端子が配置されており、接続対象物の端子が配置された面と、配線板８０の接続領域８５のいずれか一方又は両方に接着剤を塗布又は貼付し、端子とランド６１を対向するよう位置合わせ後、配線板８０と接続対象物とで接着剤を挟み込む。
ここでは、配線板８０の配置面は接続対象物の平面形状よりも広くされ、接続領域８５の周囲には接着剤の流れを遮る遮蔽物が存在しておらず、接着剤は押圧によって接続領域８５と接続対象物との間から、接続領域８５よりも外側に向かって広がる。
【００４８】
接着剤は接続領域の中心では四方八方に流れ、接続領域８５の縁ではその縁に対して垂直な方向に流れる。電極部材６０の各通路６９は接続領域８５の直線状の縁の両端を除いた中央付近で、第一の開口６７を接続領域８５の内側に、第二の開口６８を接続領域８５の外側に向けた状態で、その縁と平行な同一直線上で列設されている。
上述したように、直線状の縁の中央付近では接着剤が同一方向に流れ、その流れの方向は縁と直交するから、通路６９は接着剤が同一方向に流れる部分で、その流れの方向に沿って配置されている。
【００４９】
従って、接着剤は通路６９内に浸入し、第一の開口６７から第二の開口６８に向かって流れる。上述したように接着剤中の導電性粒子２２は通路６９内に残るが、バインダーは第二の開口６８を通って第二の露出領域に流出するので、通路６９内には導電性粒子２２は確実に残るが、余分なバインダーは残らない。
【００５０】
接続対象物と配線板８０とで接着剤を挟み込む前には、予め接続対象物の端子とランド６１とが対向するよう配置されるから、押圧によって余分なバインダーが押し退けられると、接続対象物の端子とランド６１とで導電性粒子が挟み込まれ、端子とランド６１とが電気的に接続される。
【００５１】
この配線板８０の配置面には、ランド６１を構成する端子よりも幅狭の配線部６３が形成され、配線部６３の一端は端子に接続され、他端は接続領域８５外部で他の回路や他の電気部品と接続されるようになっている。従って、接続対象物は電極部材６０と配線部６３を介して、他の回路や他の電気部品に接続される。
【００５２】
この配線板８０においても、バインダーに熱硬化性樹脂を含有させ、接着剤を押圧する時に加熱し、接着剤を配線板８０と接続対象物に接触させた状態で硬化させれば、配線板８０と接続対象物とが機械的にも接続され、配線板８０と接続対象物とが機械的にも電気的にも接続された電気装置が得られる。
【００５３】
以上は、ランド１１、３１、４１、５１、６１表面から壁部材１６、３６、４６、５６、６６先端までの高さが導電性粒子の直径よりも小さく、ランド１１、３１、４１、５１、６１上の導電性粒子が壁部材１６、３６、４６、５６、６６の先端から突き出る場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５４】
接続対象物の端子が突起状であり、該端子の先端部分の幅が通路１９の幅よりも狭い場合には、壁部材１６、３６、４６、５６、６６の先端が導電性粒子よりも高く突き出されていても、突起状の端子の先端が通路１９内に入り込んで導電性粒子と接触するので、接続対象物の端子を電極部材１０、３０、４０、５０、６０のランド１１、３１、４１、５１、６１に電気的に接続することができる。
【００５５】
以上は半導体素子７０の配置面が長方形の場合について説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、配置面は正方形であっても、多角形であってもよい。例えば、配置面が正方形や多角形の場合、配置面の縁を構成する辺の中央部分では、接着剤が同一方向に流れるので、電極部材を辺の中央部分に設ければ、接着剤が同じ方向に流れる部分に配置されたことになる。
【００５６】
同様に、本発明の配線板８０に接続する接続対象物は平面形状が正方形や多角形であってもよく、その場合、接続領域８５は正方形や多角形になり、電極部材６０は接続領域８５の縁を構成する辺の両端部を除く中央部分に設ければ、電極部材は接着剤が同じ方向に流れる部分に配置されたことになる。
【００５７】
各通路が接着剤の流れる方向に沿って延設され、第一の開口が接着剤の流れの上流側、第二の開口（又はストッパーが配置された側）が接着剤の流れの下流側に向けられていれば、配置面や接続領域の縁の角部分に電極部材を設けてもよい。
【００５８】
接着剤の配置方法は特に限定されないが、具体的にはペースト状の接着剤を配置面に塗布する方法、フィルム状に成形した接着剤（接着フィルム）を配置面に貼付する方法がある。
接着剤に用いるバインダーは特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂を含有し、必要に応じて熱硬化性樹脂の硬化剤、熱可塑性樹脂、フィラー、カップリング剤等の添加剤が添加されたものである。
【００５９】
導電性粒子の種類は特に限定されず、金属粒子、樹脂粒子の表面に金属メッキ層等の導電層が形成された導電性被覆粒子、金属粒子や導電性被覆粒子の表面が樹脂膜で覆われた樹脂被膜粒子等を用いることができる。
【００６０】
第一〜第五例の電極部材１０、３０、４０、５０、６０の端子部１４の形成方法は特に限定されないが、例えば、配置面１２に金属層を形成し、該金属層をパターニングすることで形成される。この際、上述した配線部１３を端子部１４と一緒に同じ金属層からパターニングによって形成することができる。
【００６１】
配線部１３の厚さも特に限定されないが、配置面１２から表面までの高さが壁部材１６よりも高い端子部１４に接続させると、接着剤やバインダーの流れを妨げる恐れがあるので、壁部材よりも薄膜とし、配置面１２から表面までの高さを壁部材１６よりも低くして、接着剤やバインダーが配線部１３の表面上を流れるようにすることが望ましい。
【００６２】
上記壁部材１６、３６、４６、５６、６６やストッパー１５、３５、４５、６５の形成方法も特に限定されないが、その一例を述べると、端子部１４が形成された状態の配置面１２に絶縁膜を形成した後、該絶縁膜をパターニングして、壁部材１６、３６、４６、５６、６６とストッパー１５、３５、４５、６５を同時に形成する。
壁部材１６、３６、４６、５６、６６やストッパー１５、３５、４５、６５を形成する際には、上記絶縁膜をパターニングする際に、配線部１３の一部又は全部を覆うように絶縁膜を残し、壁部材やストッパーを形成するのと同時に、配線部１３や活性領域を覆う保護膜（パッシベーション膜）を形成してもよい。
【００６３】
このような保護膜の形成場所や形状は特に限定されないが、第一の開口１７、３７、４７、５７、６７の近傍に設けると接着剤の流れが防止され、第二の開口１８、３８、４８、５８、６８の近傍に設けるとバインダーの流れが防止されるので、第一の開口１７、３７、４７、５７、６７から、少なくとも導電性粒子の直径よりも離間させて接着剤（導電性粒子を含む）を移動可能な第一の露出領域を設け、第二の開口１８、３８、４８、５８、６８から離間させてバインダーが移動可能な第二の露出領域を設ける必要がある。
【００６４】
壁部材１６、３６、４６、５６、６６とストッパー１５、３５、４５、６５を構成する絶縁膜は、絶縁性のものであれば特に限定されないが、一例を述べると、ポリイミド樹脂膜やアクリル樹脂膜のような樹脂膜、ＳｉＯ2膜、ＳｉＮ膜のような無機絶縁膜を用いることができる。
【００６５】
本発明の電極部材１０、３０、４０、５０、６０が形成される電気部品は配線板に限定されず、抵抗素子等種々の電気部品に本発明の電極部材を形成することができる。接続対象物も特に限定されるものではなく、例えば本発明の配線板８０には、電極部材を介して半導体素子の他にも、抵抗素子や、他の配線板等を接続することができる。
【００６６】
接続対象物に壁部材やストッパーを形成して電極部材を設けておき、本発明の電極部材のランド同士を接着剤で接続してもよいし、壁部材やストッパーが形成されていない接続対象物を用い、その接続対象物の端子を本発明の電極部材のランドと接続してもよい。本発明の電極部材同士を接続する場合には、いずれの電気部品においても、隣接する端子間で短絡が起こらない。
【実施例】
【００６７】
本発明の半導体素子７０と下記の配線板とを接着剤を用いて貼りあわせて電気装置を作製した。接着剤の組成と、配線板の詳細と、半導体素子７０の詳細と、接着条件とを下位に記載する。
【００６８】
＜接着剤＞
バインダ組成：エポキシ樹脂（液状エポキシ樹脂を含む）、アミン系硬化剤
導電性粒子２２：樹脂粒子表面にＮｉ、Ａｕを順番に積層、平均直径１０μｍ
接着剤膜厚（配置面上塗布時）：１５μｍ
＜配線板＞
基板本体：厚さ０．７ｍｍ、平面形状２８ｍｍ×６４ｍｍの長方形
配線部：抵抗１０Ω□、ＩＴＯパターン
＜半導体素子７０＞
平面形状（配置面）：１．８×２０ｍｍの長方形
端子部６４：Ａｌ、窒化膜開口１０×１２０μｍ
壁部材６６：ポリイミド樹脂製、膜厚７μｍ、１３０μｍ×１０μｍの長方形
通路６９：幅１０μｍ
第二の開口６８（ストッパー６５の間の距離）：７μｍ
＜配線板と半導体素子７０の接着条件＞
加熱温度２００℃、押圧力２０ＭＰａ、５秒間
作製された電気装置について、配線板の端子と半導体素子７０の端子部６４の銅通抵抗を四端子法で測定したところ、その導通抵抗は０．６Ωと低く、配線板と半導体素子７０とが電気的に接続されていることが分かった。
また、半導体素子７０の隣接する端子部６４間の絶縁抵抗を二端子法で測定したところ、その絶縁抵抗は３．３×１０12Ωと高く、隣接する端子部６４同士が短絡していないことが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明第一例の電極部材の平面図
【図２】（ａ）：図１のＡ−Ａ切断線断面図、（ｂ）図１のＢ−Ｂ切断線断面図
【図３】接着剤を配置した状態を模式的に示す平面図
【図４】本発明第二例の電極部材の平面図
【図５】本発明第三例の電極部材の平面図
【図６】本発明第四例の電極部材の平面図
【図７】本発明第五例の電極部材の平面図
【図８】本発明の電気装置の一例を説明する平面図
【図９】本発明の電気装置の他の例を説明する平面図
【符号の説明】
【００７０】
１０、３０、４０、５０、６０……電極部材 １１、３１、４１、５１、６１……ランド １６、３６、４６、５６、６６……壁部材 １５、３５、４５、６５……ストッパー １９、３９、４９、５９、６９……通路 ２２……導電性粒子 ７０……半導体素子 ８０……配線板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性粒子が含有された接着剤が配置面上に配置されると、前記接着剤により、電気部品の電極と電気的に接続される電極部材であって、
前記配置面上に所定間隔を空けて配置され、互いに分離された複数本の細長の壁部材と、
前記各壁部材の間にそれぞれ位置し、前記配置面上に配置された複数のランドとを有し、
前記壁部材先端は前記ランド表面の高さよりも高くされ、
隣接する前記壁部材の細長の壁面を側面とし、前記壁部材の壁面の端部が開口にされた複数の通路が形成され、
前記接着剤が押圧された時に、同一方向に流れる部分に位置する前記電極部材中では、前記各通路は前記接着剤の流れる方向に沿って延設され、
前記各通路の一端の前記開口と他端の前記開口は、前記接着剤の流れの上流側と下流側に向けられ、
前記各通路の上流側の開口よりも下流側であって、前記通路の内部又は前記通路の延長線上には、先端の高さが前記ランド表面よりも高くされたストッパーがそれぞれ配置された電極部材。
【請求項２】
前記各壁部材と前記ストッパーは、前記配置面上に形成された同一の絶縁膜がパターニングされて形成された請求項１記載の電極部材。
【請求項３】
導電性粒子が含有された接着剤が配置面上に配置されると、前記接着剤により、電気部品の電極と電気的に接続される電極部材であって、
前記配置面上に所定間隔を空けて配置され、互いに分離された複数本の細長の壁部材と、
前記各壁部材の間にそれぞれ位置し、前記配置面上に配置された複数のランドとを有し、
前記壁部材先端は前記ランド表面の高さよりも高くされ、
隣接する前記壁部材の細長の壁面を側面とし、前記壁部材の壁面の端部が開口にされた複数の通路が形成され、
前記接着剤が押圧された時に、同一方向に流れる部分に位置する前記電極部材中では、前記各通路は前記接着剤の流れる方向に沿って延設され、
前記各通路の一端の前記開口と他端の前記開口は、前記接着剤の流れの上流側と下流側に向けられ、
前記各通路の下流側の幅は、上流側の幅よりも狭くされた電極部材。
【請求項４】
前記各壁部材は配置面上に配置された同一の絶縁膜がパターニングされて形成された請求項３記載の電極部材。
【請求項５】
素子本体と、前記素子本体の一面に配置された請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の電極部材とを有し、
前記各通路は、上流側の開口が前記素子本体の内側に向けられ、下流側の開口が前記素子本体の外側に向けられた状態で、同一直線上に列設された半導体素子。
【請求項６】
請求項５記載の半導体素子と、表面に端子が配置された配線板とを有し、
前記半導体素子と前記配線板の間には導電性粒子を含有する接着剤が配置され、
前記半導体素子のランドと、前記配線板の端子とで前記導電性粒子が挟み込まれ、前記ランドと前記端子とが電気的に接続された電気装置。
【請求項７】
基板と、
前記基板の表面に配置され、端部が所定の接続領域に集められた複数本の細長の配線部と、
前記接続領域に配置され、前記ランドが前記配線部の端部に接続された請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の電極部材とを有し、
前記各通路は、上流側の開口が前記接続領域の内側に向けられ、下流側の開口が前記接続領域の外側に向けられた状態で、同一直線上に列設された配線板。
【請求項８】
請求項７記載の配線板と、表面に端子が配置された電気部品とを有し、
前記電気部品と前記配線板の間には導電性粒子を含有する接着剤が配置され、
前記ランドと前記端子は前記導電性粒子を挟み込み、電気的に接続された電気装置。
【請求項１】
導電性粒子が含有された接着剤が配置面上に配置されると、前記接着剤により、電気部品の電極と電気的に接続される電極部材であって、
前記配置面上に所定間隔を空けて配置され、互いに分離された複数本の細長の壁部材と、
前記各壁部材の間にそれぞれ位置し、前記配置面上に配置された複数のランドとを有し、
前記壁部材先端は前記ランド表面の高さよりも高くされ、
隣接する前記壁部材の細長の壁面を側面とし、前記壁部材の壁面の端部が開口にされた複数の通路が形成され、
前記接着剤が押圧された時に、同一方向に流れる部分に位置する前記電極部材中では、前記各通路は前記接着剤の流れる方向に沿って延設され、
前記各通路の一端の前記開口と他端の前記開口は、前記接着剤の流れの上流側と下流側に向けられ、
前記各通路の上流側の開口よりも下流側であって、前記通路の内部又は前記通路の延長線上には、先端の高さが前記ランド表面よりも高くされたストッパーがそれぞれ配置された電極部材。
【請求項２】
前記各壁部材と前記ストッパーは、前記配置面上に形成された同一の絶縁膜がパターニングされて形成された請求項１記載の電極部材。
【請求項３】
導電性粒子が含有された接着剤が配置面上に配置されると、前記接着剤により、電気部品の電極と電気的に接続される電極部材であって、
前記配置面上に所定間隔を空けて配置され、互いに分離された複数本の細長の壁部材と、
前記各壁部材の間にそれぞれ位置し、前記配置面上に配置された複数のランドとを有し、
前記壁部材先端は前記ランド表面の高さよりも高くされ、
隣接する前記壁部材の細長の壁面を側面とし、前記壁部材の壁面の端部が開口にされた複数の通路が形成され、
前記接着剤が押圧された時に、同一方向に流れる部分に位置する前記電極部材中では、前記各通路は前記接着剤の流れる方向に沿って延設され、
前記各通路の一端の前記開口と他端の前記開口は、前記接着剤の流れの上流側と下流側に向けられ、
前記各通路の下流側の幅は、上流側の幅よりも狭くされた電極部材。
【請求項４】
前記各壁部材は配置面上に配置された同一の絶縁膜がパターニングされて形成された請求項３記載の電極部材。
【請求項５】
素子本体と、前記素子本体の一面に配置された請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の電極部材とを有し、
前記各通路は、上流側の開口が前記素子本体の内側に向けられ、下流側の開口が前記素子本体の外側に向けられた状態で、同一直線上に列設された半導体素子。
【請求項６】
請求項５記載の半導体素子と、表面に端子が配置された配線板とを有し、
前記半導体素子と前記配線板の間には導電性粒子を含有する接着剤が配置され、
前記半導体素子のランドと、前記配線板の端子とで前記導電性粒子が挟み込まれ、前記ランドと前記端子とが電気的に接続された電気装置。
【請求項７】
基板と、
前記基板の表面に配置され、端部が所定の接続領域に集められた複数本の細長の配線部と、
前記接続領域に配置され、前記ランドが前記配線部の端部に接続された請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の電極部材とを有し、
前記各通路は、上流側の開口が前記接続領域の内側に向けられ、下流側の開口が前記接続領域の外側に向けられた状態で、同一直線上に列設された配線板。
【請求項８】
請求項７記載の配線板と、表面に端子が配置された電気部品とを有し、
前記電気部品と前記配線板の間には導電性粒子を含有する接着剤が配置され、
前記ランドと前記端子は前記導電性粒子を挟み込み、電気的に接続された電気装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１０８８２０（Ｐ２００８−１０８８２０Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８８６２３（Ｐ２００６−２８８６２３）
【出願日】平成１８年１０月２４日（２００６．１０．２４）
【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２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２４日（２００６．１０．２４）
【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）】
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