JP4097379B2 - 電子部品の実装方法及びその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路用プリント基板（本明細書では、代表例として「基板」と称するが、この「基板」にはインタポーザや電子部品が装着される他の部品などの被装着体を意味する。）に電子部品例えばＩＣチップや表面弾性波（ＳＡＷ）デバイスなどを単体（ＩＣチップの場合にはベアＩＣ）状態で実装する回路基板への電子部品の実装方法及びその装置及び上記実装方法により上記電子部品が上記基板に実装された電子部品ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、電子回路基板は、あらゆる製品に使用されるようになり、日増しにその性能が向上し、回路基板上で用いられる周波数も高くなっており、インピーダンスが低くなるフリップチップ実装は高周波を使用する電子機器に適した実装方法となっている。また、携帯機器の増加から、回路基板にＩＣチップをパッケージではなく裸のまま搭載するフリップチップ実装が求められている。このために、ＩＣチップそのまま単体で回路基板に搭載したときのＩＣチップや、電子機器及びフラットパネルディスブレイへ実装したＩＣチップには、一定数の不良品が混在している。また、上記フリップチップ以外にもＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）等が用いられるようになってきている。
【０００３】
従来の電子機器の回路基板へＩＣチップを接合する方法（従来例１）としては特公平０６−６６３５５号公報等により開示されたものがある。これを図１５に示す。図１５に示すように、バンプ７３を形成したＩＣチップ７１にＡｇペースト７４を転写して回路基板７６の電極７５に接続したのちＡｇペースト７４を硬化し、その後、封止材７８をＩＣチップ７１と回路基板７６の間に流し込む方法が一般的に知られている。
【０００４】
また、液晶ディスプレイにＩＣチップを接合する方法（従来例２）として、図１６に示される特公昭６２−６６５２号公報のように、異方性導電フィルム８０を使用するものであって、絶縁性樹脂８３中に導電性微片８２を加えて構成する異方性導電接着剤層８１をセパレータ８５から剥がして基板や液晶ディスプレイ８４のガラスに塗布し、ＩＣチップ８６を熱圧着することによって、Ａｕバンプ８７の下以外のＩＣチップ８６の下面と基板８４の間に上記異方性導電接着剤層８１が介在している半導体チップの接続構造が、一般に知られている。
【０００５】
従来例３としては、ＵＶ硬化樹脂を基板に塗布し、その上にＩＣチップをマウントし加圧しながら、ＵＶ照射することにより両者の間の樹脂を硬化し、その収縮力により両者間のコンタクトを維持する方法が、知られている。
【０００６】
このように、ＩＣチップを接合するには、フラットパッケージのようなＩＣチップをリードフレーム上にダイボンディングし、ＩＣチップの電極とリードフレームをワイヤボンドしてつなぎ、樹脂成形してパッケージを形成した後に、クリームハンダを回路基板に印刷し、その上にフラットパッケージＩＣを搭載しリフローするという工程を行うことにより、上記接合が行われていた。これらのＳＭＴ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）といわれる工法では、ＩＣをパッケージにする工程が長く、ＩＣ部品の生産に時間を要し、また、回路基板を小型化するのが困難であった。例えばＩＣチップは、フラットパックに封止された状態では、ＩＣチップの約４〜１０倍程度の面積を必要とするため、小型化を妨げる要因となっていた。
【０００７】
これに対し、工程の短縮と小型軽量化の為にＩＣチップを裸の状態でダイレクトに基板に搭載するフリップチップ工法が最近では用いられるようになってきた。このフリップチップ工法は、ＩＣチップへのバンプ形成、バンプレベリング、Ａｇ・Ｐｄペースト転写、実装、検査、封止樹脂による封止、検査とを行うスタッド・バンプ・ボンディング（ＳＢＢ）や、ＩＣチップへのバンプ形成と基板へのＵＶ硬化樹脂塗布とを並行して行い、その後、実装、樹脂のＵＶ硬化、検査を行うＵＶ樹脂接合のような多くの工法が開発されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、どの工法においてもＩＣチップのバンプと基板の電極を接合するペーストの硬化や封止樹脂の塗布硬化に時間がかかり生産性が悪いという欠点を有していた。また、回路基板として、反り量を管理されたセラミックやガラスを用いる必要が有り、高価となる欠点を有していた。
【０００９】
また、従来例１のような導電性ペーストを接合材に用いる工法においては、その転写量を安定化するために、ＩＣチップのバンプはレベリングして、平坦化してから用いる必要があった。
【００１０】
また、従来例２のような異方性導電接着剤による接合構造においては、回路基板の基材としてガラスを用いるものが開発されているが、ＩＣチップ側電極と基板側電極との間の電気的導通のために導電粒子を両電極間に挟み込む必要があるため、導電性接着剤中の導電粒子を均一に分散することが必要となるが、導電性接着剤中の導電粒子を均一に分散することが困難であり、粒子の分散異常によりショートの原因になったり、導電性接着剤が高価であったり、バンプの高さをそろえる為に、ＩＣチップの電極のバンプは電気メッキにより形成しなければならなかったりした。
【００１１】
また、従来例３のようにＵＶ硬化樹脂を用いて接合する方法においては、バンプの高さバラツキを±１（μｍ）以下にしなければならず、また、樹脂基板（ガラスエポキシ基板）等の平面度の悪い基板には接合することができないといった問題があった。また、ハンダを用いる方法においても、接合後に基板とＩＣチップの熱膨張収縮差を緩和する為に封止樹脂を流し込み硬化する必要があった。この樹脂封止の硬化には、２〜８時間の時間を必要とし、生産性がきわめて悪いといった問題があった。
【００１２】
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、回路基板と電子部品を接合した後に、電子部品と基板の間に流し込む封止樹脂工程やバンプの高さを一定に揃えるバンプレベリング工程を必要とせず、導電粒子を有する異方性導電層を介在させて電子部品を基板に生産性良くかつ高信頼性で接合する回路基板への電子部品の実装方法及び装置及び上記実装方法により上記電子部品が上記基板に実装された電子部品ユニットを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【００１４】
本発明の第１態様によれば、ワイヤボンディングと同様に金属線の先端に電気スパークによりボールを形成し、上記形成されたボールをキャピラリーにより電子部品の電極にバンプを形成し、
上記形成されたバンプをレベリングせずに、無機フィラーを配合した絶縁性樹脂に導電粒子を配合した異方性導電層を介在させながら、上記電子部品の上記電極と回路基板の電極とを位置合わせして上記電子部品を上記基板に搭載し、
その後、所定温度に加熱されたツールにより上記電子部品の上面から加熱しながら、加圧力として上記電子部品を上記回路基板に圧力Ｐ１により押圧して上記基板の反りの矯正を行いながら、上記電子部品と上記回路基板の間に介在する上記異方性導電層の上記絶縁性樹脂を硬化し、
その後、所定時間後、上記加圧力を上記圧力Ｐ１より低い圧力Ｐ２に降下させて上記異方性導電層の上記絶縁性樹脂の硬化時の応力を緩和しながら、上記電子部品と上記回路基板を接合して上記電子部品の上記電極と上記回路基板の上記電極を電気的に接続するようにしたことを特徴とする電子部品の実装方法を提供する。
【００１５】
本発明の第２態様によれば、上記圧力Ｐ１は２０ｇｆ／バンプ以上、上記圧力Ｐ２は上記圧力Ｐ１の１／２以下とする第１態様に記載の電子部品の実装方法を提供する。
【００１６】
本発明の第３態様によれば、上ワイヤボンディングと同様に金属線の先端に電気スパークによりボールを形成し、上記形成されたボールをキャピラリーにより電子部品の電極にバンプを形成し、
上記形成されたバンプをレベリングせずに、無機フィラーを配合した絶縁性樹脂に導電粒子を配合した異方性導電層を介在させながら、上記電子部品の上記電極と回路基板の電極とを位置合わせして上記電子部品を上記基板に搭載し、
その後、所定温度に加熱されたツールにより上記電子部品の上面から加熱しながら、加圧力として上記電子部品を上記回路基板に圧力Ｐ１により押圧して上記基板の反りの矯正を行いながら、上記電子部品と上記回路基板の間に介在する上記異方性導電層の上記絶縁性樹脂を硬化し、
その後、所定時間後、上記加圧力を上記圧力Ｐ１より低い圧力Ｐ２に降下させて上記異方性導電層の上記絶縁性樹脂の硬化時の応力を緩和しながら、上記電子部品と上記回路基板を接合して上記電子部品の上記電極と上記回路基板の上記電極を電気的に接続するようにしたことを特徴とする電子部品の実装方法を提供する。
【００１７】
本発明の第４態様によれば、上記圧力Ｐ１は２０ｇｆ／バンプ以上、上記圧力Ｐ２は上記圧力Ｐ１の１／２以下とする第３態様に記載の電子部品の実装方法を提供する。
【００１８】
本発明の第５態様によれば、ワイヤボンディングと同様に金属線の先端に電気スパークによりボールを形成し、上記形成されたボールをキャピラリーにより電子部品の電極に超音波熱圧着してバンプを形成し、
無機フィラーを配合した絶縁性樹脂に導電粒子を配合した異方性導電層を介在させながら、上記電子部品の上記電極と回路基板の電極とを位置合わせして上記電子部品を上記基板に搭載し、
その後、上記電子部品側から加熱しながら、又は基板側から加熱しながら、又は、上記電子部品側と上記基板側の両方から加熱しながら、ツールにより上記電子部品を上記回路基板に１バンプあたり２０ｇｆ以上の加圧力により押圧し、上記基板の反りの矯正と上記バンプを押しつぶしながら、上記電子部品と上記回路基板の間に介在する上記異方性導電層の上記絶縁性樹脂を硬化して、上記電子部品と上記回路基板を接合して上記電子部品の上記電極と上記回路基板の上記電極を電気的に接続する電子部品の実装方法であって、
上記異方性導電層は、上記電子部品及び上記基板に接触する部分に位置されかつ上記無機フィラーを配合した絶縁性樹脂で構成される第４樹脂層と、上記電子部品と上記基板との中間部分に位置されかつ上記第４樹脂層よりも上記無機フィラー量が少ない絶縁性樹脂で構成される第５樹脂層とを備えることを特徴とする電子部品の実装方法を提供する。
【００１９】
本発明の第６態様によれば、ワイヤボンディングと同様に金属線の先端に電気スパークによりボールを形成し、上記形成されたボールをキャピラリーにより電子部品の電極に超音波熱圧着してバンプを形成し、
無機フィラーを配合した絶縁性樹脂に導電粒子を配合した異方性導電層を介在させながら、上記電子部品の上記電極と回路基板の電極とを位置合わせして上記電子部品を上記基板に搭載し、
その後、上記電子部品側から加熱しながら、又は基板側から加熱しながら、又は、上記電子部品側と上記基板側の両方から加熱しながら、ツールにより上記電子部品を上記回路基板に１バンプあたり２０ｇｆ以上の加圧力により押圧し、上記基板の反りの矯正と上記バンプを押しつぶしながら、上記電子部品と上記回路基板の間に介在する上記異方性導電層の上記絶縁性樹脂を硬化して、上記電子部品と上記回路基板を接合して上記電子部品の上記電極と上記回路基板の上記電極を電気的に接続する電子部品の実装方法であって、
上記異方性導電層は、上記電子部品及び上記基板に接触する部分に位置されかつ上記無機フィラーを配合した絶縁性樹脂で構成される第４樹脂層と、上記電子部品と上記基板との中間部分に位置されかつ上記無機フィラー量が含まれていない絶縁性樹脂で構成される第５樹脂層とを備えることを特徴とする電子部品の実装方法を提供する。
【００２０】
本発明の第７態様によれば、ワイヤボンディングと同様に金属線の先端に電気スパークによりボールを形成し、上記形成されたボールをキャピラリーにより電子部品の電極に超音波熱圧着してバンプを形成し、
無機フィラーを配合した絶縁性樹脂に導電粒子を配合した異方性導電層を介在させながら、上記電子部品の上記電極と回路基板の電極とを位置合わせして上記電子部品を上記基板に搭載し、
その後、上記電子部品側から加熱しながら、又は基板側から加熱しながら、又は、上記電子部品側と上記基板側の両方から加熱しながら、ツールにより上記電子部品を上記回路基板に１バンプあたり２０ｇｆ以上の加圧力により押圧し、上記基板の反りの矯正と上記バンプを押しつぶしながら、上記電子部品と上記回路基板の間に介在する上記異方性導電層の上記絶縁性樹脂を硬化して、上記電子部品と上記回路基板を接合して上記電子部品の上記電極と上記回路基板の上記電極を電気的に接続する電子部品の実装方法であって、
上記異方性導電層は、上記電子部品及び上記基板にそれぞれ接触する部分から、上記電子部品及び上記基板との中間部分に向かって、上記無機フィラー量が徐々に少なくなるようにしたことを特徴とする電子部品の実装方法を提供する。
【００６７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００６８】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態にかかる電子部品の実装方法及びその装置の一例としての回路基板へのＩＣチップの実装方法及びその実装装置及び上記実装方法により上記ＩＣチップが上記基板に実装された電子部品ユニット若しくはモジュール例えば半導体装置を図１（Ａ）から図１４を参照しながら説明する。
【００６９】
まず、本発明の第１実施形態にかかる回路基板へのＩＣチップ実装方法を図１（Ａ）〜図４（Ｃ）及び図６（Ａ）〜（Ｆ）を用いて説明する。
【００７０】
図１（Ａ）の電子部品の一例であるＩＣチップ１においてＩＣチップ１のＡｌパッド電極２にワイヤボンディング装置により図３（Ａ）〜図３（Ｆ）のごとき動作によりバンプ（突起電極）３を形成する。すなわち、図３（Ａ）でホルダであるキャピラリー９３から突出したワイヤ９５の下端にボール９６を形成し、図３（Ｂ）でワイヤ９５を保持するキャピラリー９３を下降させ、ボール９６をＩＣチップ１の電極２に接合して大略バンプ３の形状を形成し、図３（Ｃ）でワイヤ９５を下方に送りつつキャピラリー９３の上昇を開始し、図３（Ｄ）に示すような大略矩形のループ９９にキャピラリー９３を移動させて図３（Ｅ）に示すようにバンプ３の上部に湾曲部９８を形成し、引きちぎることにより図１（Ｂ），図３（Ｆ）に示すようなバンプ３を形成する。あるいは、図３（Ｂ）でワイヤ９５をキャピラリー９３でクランプして、キャピラリー９３を上昇させて上方に引き上げることにより、金属線、例えば、金ワイヤ（金線）９５（なお、金属線の例としては、スズ、アルミニウム、銅、又はこれらの金属に微量元素を含有させた合金のワイヤなどがあるが、以下の実施形態では代表例として金ワイヤ（金線）として記載する。）を引きちぎり、図３（Ｇ）のようなバンプ３の形状を形成するようにしてもよい。このように、ＩＣチップ１の各電極２にバンプ３を形成した状態を図１（Ｂ）に示す。
【００７１】
次いで、この実施形態では、各電極２にバンプ３が形成されたＩＣチップ１を回路基板４へ装着するとき、異方性導電層の一例として、異方性導電膜（ＡＣＦ）シート１０を介在させるものである。この異方性導電膜シート１０は、異方性導電膜シート１０を構成する絶縁性熱硬化性の固形樹脂中の導電粒子１０ａの平均直径より小さい平均直径の無機フィラー６ｆを含有する。例えば、図３６に示すように、導電粒子１０ａの平均直径を、従来のＡＣＦでの導電粒子１０ａの平均直径１．０μｍより小さい０．５μｍとするとき、無機フィラー６ｆの粒子の平均直径は３〜５μｍ程度とする。異方性導電膜シート１０に含まれる上記導電粒子１０ａとして、ニッケル粉に金メッキを施したものを用いる。このように構成することにより、基板側の電極５とＩＣチップ側のバンプ３との間での接続抵抗値を低下せしめることができて尚好適である。
【００７２】
上記導電粒子１０ａとしては、さらに好ましくは、上記導電粒子１０ａの導電粒子本体１０ａ−１の外側に絶縁層１０ａ−２でコートしたものを用い、導電粒子１０ａの量を通常汎用されている異方性導電膜の２倍以上とすることにより、ある確率でバンプ３に導電粒子１０ａが挟まれることになり、吸湿時の膨潤やその後のリフローによる熱衝撃に対する耐性を向上することができる。
【００７３】
このように絶縁コートされた導電粒子１０ａは、バンプ３で基板電極５との間に挟み込まれると、そのときに導電粒子１０ａの外側の極薄い絶縁コート部分１０ａ−２が削りとられて導電粒子本体１０ａ−１が露出して導電性を発揮する。したがって、バンプ３と電極５に挟まれない部分では、絶縁コート部分１０ａ−１が削りとられないため、導電性を発揮しない。よって、平面方向で電極５と電極３の間でのショートが発生しにくいということになる。また、通常、スタッドバンプを用いると、頭頂部の面積が小さいので導電粒子１０ａを電極５とバンプ３との間に挟み込むことが難しいので、導電粒子１０ａの量を多く入れることが必要であるが、そのようにすると、導電粒子同士が接触して電極３，５間をショートさせることがあるので、上記したように、絶縁コートされた絶縁性の導電粒子を使用するのが好ましい。また、リフロー特性などが良くなるのは、温度や湿度による膨潤により異方性導電膜形成用接着剤（又は異方性導電膜シート）がＺ方向（異方性導電膜シートの厚み方向）に膨張した場合にも、導電粒子１０ａがそれ以上に膨張して接続を保つことができるためである。このため、導電粒子１０ａには、反発力のあるＡｕ−Ｎｉコートのプラスチック粒子などを用いるのが好ましい。
【００７４】
次に、図１（Ｃ）の回路基板４の電極５上に、図１（Ｄ）に示すように、ＩＣチップ１の大きさより若干大きな寸法にカットされ、かつ、無機フィラー６ｆが配合された異方性導電膜シート１０を配置し、例えば８０〜１２０℃に熱せられた貼付けツール７により例えば５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ²程度の圧力で異方性導電膜シート１０を基板４に貼付ける。この後、異方性導電膜シート１０の貼付けツール側に取り外し可能に配置されたのセパレータ１０ｇを剥がすことにより基板４の準備工程が完了する。このセパレータ１０ｇは、ツ−ル７に無機フィラー６ｆを配合した固体又は半固体の熱硬化性樹脂を含む異方性導電膜シート１０が貼り付くのを防止するためのものである。ここで、図１（Ｇ）に図１（Ｆ）のＧ部分を部分的に拡大して示すように、異方性導電膜シート１０は、導電粒子１０ａの平均直径より小さい平均直径の球状又は破砕シリカ、アルミナ等のセラミクスなどの無機系フィラー６ｆを絶縁性樹脂６ｍに分散させて混合し、これをドクターブレード法などにより平坦化し溶剤成分を気化させ固体化したものが好ましいとともに、後工程のリフロー工程での高温に耐えうる程度の耐熱性（例えば、２４０℃に１０秒間耐えうる程度の耐熱性）を有することが好ましい。上記絶縁性樹脂は、例えば、絶縁性熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミドなど）、又は絶縁性熱可塑性樹脂（例えば、ポニフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネイト、変性ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）など）、又は、絶縁性熱硬化性樹脂に絶縁性熱可塑性樹脂を混合したものなどが使用できるが、ここでは、代表例として絶縁性熱硬化性樹脂として説明を続ける。この熱硬化性樹脂６ｍのガラス転移点は一般に１２０〜２００℃程度である。なお、熱可塑性樹脂のみを使用する場合には、最初は加熱して一旦軟化させたのち、加熱を停止して自然冷却させることにより硬化させる一方、絶縁性熱硬化性樹脂に熱可塑性樹脂を混合したものを使用する場合には、熱硬化性樹脂のほうが支配的に機能するため、熱硬化性樹脂のみと場合と同様に加熱することにより硬化する。
【００７５】
次に、図１（Ｅ）及び図１（Ｆ）に示されるように、図２０の電子部品搭載装置６００において、部品保持部材６０１の先端の熱せられた接合ツール８により、上記工程でバンプ３が形成されたＩＣチップ１をトレー６０２から吸着保持しつつ、該ＩＣチップ１を、上記前工程で準備されかつステージ９上に載置された基板４のＩＣチップ１の電極２に対応する電極５上に位置合わせして異方性導電膜シート１０を介してＩＣチップ１を基板４に押圧する。この位置合わせは、公知の位置認識動作を使用する。例えば、図２１（Ｃ）に示すように、基板４に形成された位置認識マーク６０５又はリード若しくはランドパターンを、電子部品搭載装置６００の基板認識用カメラ６０４で認識して、図２１（Ｄ）に示すようにカメラ６０４で得られた画像６０６を基に、基板４のステージ９上での直交するＸＹ方向のＸＹ座標位置とＸＹ座標の原点に対する回転位置とを認識して基板４の位置を認識する。一方、図２１（Ａ）に示すように、接合ツール８に吸着保持されたＩＣチップ１の位置認識用マーク６０８又は回路パターンをＩＣチップ用位置認識カメラ６０３で認識して、図２１（Ｂ）に示すようにカメラ６０３で得られた画像６０７を基に、ＩＣチップ１の上記ＸＹ方向のＸＹ座標位置とＸＹ座標の原点に対する回転位置とを認識してＩＣチップ１の位置を認識する。そして、上記基板４とＩＣチップ１との位置認識結果を基に、接合ツール８又はステージ９を移動させて、ＩＣチップ１の電極２が対応する基板４の電極５上に位置するように位置合わせしたのち、上記熱せられた接合ツール８によりＩＣチップ１を基板４に押圧する。このとき、バンプ３は基板４の電極５上でバンプ３の頭部３ａが図４（Ｂ）から図４（Ｃ）のごとく変形しながら押しつけられていく。このとき、第１実施形態で示した図２（Ａ）から図２（Ｂ）と同様にこの実施形態においても、熱硬化性樹脂６ｍ中の無機フィラー６ｆは、接合開始当初に熱硬化性樹脂６ｍ中に入り込んできた尖っているバンプ３により、バンプ３の外側方向へ押し出される。また、第１実施形態で示した図２（Ｃ）と同様にこの実施形態においても、この外側方向への押し出し作用によりバンプ３と基板電極５の間に無機フィラー６ｆが入り込まないことにより、接続抵抗値を低下させる効果を発揮する。このとき、もし、バンプ３と基板電極５の間に無機フィラー６ｆが多少入り込んだとしても、バンプ３と基板電極５とが直接接触していることにより、全く問題はない。このとき、印加する荷重は、バンプ３の外径により異なるが、頭部３ａの折れ重なった部分が図４（Ｃ）のように必ず変形するようにする。また、このとき、図６（Ｅ）に示すように、異方性導電膜シート１０中の導電粒子１０ａが樹脂ボール球に金属メッキを施されている場合には、導電粒子１０ａが変形することが必要である。また、異方性導電膜シート１０中の導電粒子１０ａがニッケルなど金属粒子の場合には、図６（Ｄ）に示すように、バンプ３や基板側の電極５にめり込むような荷重を加えることが必要である。この荷重は最低でも２０（ｇｆ／バンプ１ケあたり）を必要とする。すなわち、図１７には、８０μｍの外径のバンプの場合の抵抗値と荷重との関係のグラフより２０（ｇｆ／バンプ１ケあたり）未満では抵抗値１００ｍｍΩ／バンプより大きくなって抵抗値が大きくなりすぎて実用上問題があるため、２０（ｇｆ／バンプ１ケあたり）以上であることが好ましいことが示されている。また、図１８には、８０μｍ，４０μｍのそれぞれの外径のバンプと最低荷重との関係に基づき信頼性の高い領域を示したグラフである。これより、４０μｍ以上の外径のバンプでは最低荷重は２５（ｇｆ／バンプ１ケあたり）以上であることが好ましく、４０μｍ未満の外径のバンプでは最低荷重は２０（ｇｆ／バンプ１ケあたり）以上ぐらいが信頼性が高いことが推定される。なお、今後、リードの狭ピッチ化とともにバンプ外径が４０μｍ未満と小さくなった場合、バンプの投影面積に応じて、その２乗に比例して荷重が減少する傾向があることが推定される。よって、ＩＣチップ１を介してバンプ３側に印加する最低荷重は、最低で２０（ｇｆ／バンプ１ケあたり）を必要とするのが好ましい。上記ＩＣチップ１を介してバンプ３側に印加する荷重の上限は、ＩＣチップ１、バンプ３、回路基板４などが損傷しない程度とする。場合によって、その最大荷重は１００（ｇｆ／バンプ１ケあたり）若しくは１５０（ｇｆ／バンプ１ケあたり）を越えることもある。このとき、導電粒子の平均直径より小さい平均直径の無機フィラー６ｆを使用していれば、熱硬化性樹脂６ｍの弾性率を増加させるとともに熱膨張係数を下げる効果を発揮することができる。
【００７６】
なお、図中、参照符号１０ｓは、異方性導電膜シート１０のうち接合ツール８の熱により溶融した溶融中の熱硬化性樹脂６ｍが溶融後に熱硬化された樹脂である。
【００７７】
なお、セラミックヒータ又はパルスヒータなどの内蔵ヒータ８ａにより熱せられた接合ツール８により、上記前工程でバンプ３が電極２上に形成されたＩＣチップ１を、上記前工程で準備された基板４に対してＩＣチップ１の電極２が対応する基板４の電極５上に図１（Ｅ）に示すように位置するように位置合わせする位置合わせ工程と、位置合わせしたのち図１（Ｆ）に示すように押圧接合する工程とを、１つの位置合わせ兼押圧接合装置、例えば、図１（Ｅ）の位置合わせ兼押圧接合装置で行うようにしてもよい。しかしながら、別々の装置、例えば、多数の基板を連続生産する場合において位置合わせ作業と押圧接合作業とを同時的に行うことにより生産性を向上させるため、上記位置合わせ工程は図５（Ｂ）の位置合わせ装置で行い、上記押圧接合工程は図５（Ｃ）の接合装置で行うようにしてもよい。なお、図５（Ｃ）では、生産性を向上させるため、２つの接合装置８を示しており、１枚の回路基板４の２個所を同時に押圧接合できるようにしている。
【００７８】
上記及び下記の各実施形態において、回路基板４としては、多層セラミック基板、ガラス布積層エポキシ基板（ガラエポ基板）、アラミド不織布基板、ガラス布積層ポリイミド樹脂基板、ＦＰＣ（フレキシブル・プリンテッド・サーキット）又はアラミド不織布エポキシ基板（例えば、松下電器産業株式会社製の登録商標アリブ「ＡＬＩＶＨ」として販売されている樹脂多層基板）などが用いられる。
【００７９】
これらの基板４は、熱履歴や、裁断、加工により反りやうねりを生じており、必ずしも完全な平面ではない。そこで、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、例えば約１０μｍ以下に調整されるように平行度がそれぞれ管理された接合ツール８とステージ９とにより、接合ツール８側からステージ９側に向けて熱と荷重とをＩＣチップ１を通じて回路基板４に局所的に印加することにより、その印加された部分の回路基板４の反りが矯正される。
【００８０】
また、ＩＣチップ１は、アクティブ面の中心を凹として反っているが、これを接合時に１バンプあたり２０ｇｆ以上の強い荷重で加圧することで、基板４とＩＣチップ１の両方の反りやうねりを矯正することができる。このＩＣチップ１の反りは、ＩＣチップ１を形成するとき、Ｓｉに薄膜を形成する際に生じる内部応力により発生するものである。バンプの変形量は１０〜２５μｍ程度であり、この程度の基板が当初から持っている内層銅箔から表面に現れるうねりの影響にバンプ３の変形でそれぞれのバンプ３が順応することで許容できるようになる。
【００８１】
こうして、回路基板４の反りが矯正された状態で、例えば１４０〜２３０℃の熱がＩＣチップ１と回路基板４との間の異方性導電膜シート１０に例えば数秒〜２０秒程度印加され、この異方性導電膜シート１０が硬化される。このとき、最初は異方性導電膜シート１０を構成する熱硬化性樹脂６ｍが流れてＩＣチップ１のエッジまで封止する。また、樹脂であるため、加熱されたとき、当初は自然に軟化するため、このようにエッジまで流れるような流動性が生じる。熱硬化性樹脂６ｍの体積をＩＣチップ１と回路基板４との間の空間の体積より大きくすることにより、この空間からはみ出すように流れ出て、封止効果を奏することができる。この後、加熱された接合ツール８が上昇することにより、加熱源がなくなるためＩＣチップ１と異方性導電膜シート１０の温度は急激に低下して、異方性導電膜シート１０は流動性を失い、図１（Ｆ）及び図４（Ｃ）に示されるように、ＩＣチップ１は、異方性導電膜シート１０を構成していて硬化した樹脂１０ｓにより、回路基板４上に固定される。また、回路基板４側をステージ９のヒータ９ａなどにより加熱しておくと、接合ツ−ル８の温度をより低くすることができる。
【００８２】
このようにすれば、異方性導電膜シート１０に導電粒子１０ａの平均直径よりも小さい平均粒径の無機フィラーを配合した熱硬化性樹脂を用いることができ、さらに、異方性導電膜シート１０に含まれる導電粒子１０ａとしてニッケル粉に金メッキを施したものを用いることにより、接続抵抗値を低下せしめることができて尚好適である。
【００８３】
上記第１実施形態によれば、熱硬化性樹脂６ｍに配合する無機フィラー６ｆとして導電粒子１０ａの平均直径より小さい平均粒径をもつ無機フィラー６ｆを配合することにより、導電粒子１０ａの働きを阻害することなくより信頼性を向上することができる。すなわち、バンプ３と基板４の電極５との間に導電粒子１０ａが挟まれる。このとき、同時に無機フィラー６ｆが挟まれても導電粒子１０ａの平均直径よりその平均粒径が小さいため、導電性を阻害することがなく、その上、熱硬化性樹脂６ｍの弾性率を増加し、熱膨張係数を低下してＩＣチップ１と基板４の接合信頼性を向上する。
【００８４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置及び上記実装方法により上記ＩＣチップが上記基板に実装された電子部品ユニット若しくはモジュール例えば半導体装置を説明する。
【００８５】
この第２実施形態においては、第１実施形態において、熱硬化性樹脂を含む異方性導電膜シート１０に配合する無機フィラー６ｆの混合割合を上記絶縁性熱硬化性樹脂例えば絶縁性熱硬化性エポキシ樹脂６ｍの５〜９０ｗｔ％として、一層好適なものとしたものである。５ｗｔ％未満では無機フィラー６ｆを混合する意味がない一方、９０ｗｔ％を超えると、接着力が極度に低下するとともに、シート化するのが困難になるため好ましくない。一例として、高い信頼性を維持させる観点から、樹脂基板では２０〜４０ｗｔ％、セラミック基板では４０〜７０ｗｔ％が好ましいとともに、ガラエポ基板では２０ｗｔ％程度でもシート封止剤の線膨張係数をかなり低下させることができ、樹脂基板において効果がある。なお、体積％では、ｗｔ％のおよそ半分の割合、又はエポキシ樹脂が１に対してシリカ約２の比重の割合とする。通常では、熱硬化性樹脂６ｍのシート化する際の製造上の条件と基板４の弾性率、及び最終的には信頼性試験結果により、この無機フィラー６ｆの混合割合が決定される。
【００８６】
上記したような混合割合の無機フィラー６ｆを熱硬化性樹脂を含む異方性導電膜シート１０に配合することにより、異方性導電膜シート１０の熱硬化性樹脂６ｍの弾性率を増加させることができ、熱膨張係数を低下させてＩＣチップ１と基板４の接合信頼性を向上させることができる。また、基板４の材料に合わせて、熱硬化性樹脂６ｍの材料常数、すなわち弾性率、線膨張係数を最適なものとするように、無機フィラー６ｆの混合割合を決定することができる。なお、無機フィラー６ｆの混合割合が挿花するにつれて、弾性率は大きくなるが、線膨張係数は小さくなる傾向がある。
【００８７】
第１実施形態及び第２実施形態においては、液体ではなく固体の異方性導電膜シート１０を使用するため取り扱いやすいとともに、液体成分が無いため高分子で形成することができ、ガラス転移点の高いものを形成しやすいといった利点がある。
【００８８】
なお、図１（Ａ）から図１（Ｇ）及び図２（Ａ）〜図２（Ｃ）、後述する図６及び図７においては、異方性導電層の一例としての熱硬化性樹脂を含む異方性導電膜シート１０又は異方性導電膜形成用熱硬化性接着剤６ｂを回路基板４側に形成することについて説明したが、これに限定されるものではなく、図１４（Ａ）又は図１４（Ｂ）に示すように、ＩＣチップ１側に形成したのち、基板４に接合するようにしてもよい。この場合、特に、熱硬化性樹脂を含む異方性導電膜シート１０の場合には、異方性導電膜シート１０の回路基板側に取り外し可能に配置されたセパレータ６ａとともに、ステージ２０１上のゴムなどの弾性体１１７に吸着ノズルなどの保持部材２００により保持されたＩＣチップ１を押し付けて、バンプ３の形状に沿って異方性導電膜シート１０がＩＣチップ１に貼り付けられるようにしてもよい。
【００８９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置及び上記実装方法により上記ＩＣチップが上記基板に実装された電子部品ユニット若しくはモジュール例えば半導体装置を図６（Ａ）〜図６（Ｃ）及び図７（Ａ）〜図７（Ｆ）を用いて説明する。
【００９０】
この第３実施形態では、第１実施形態において、熱硬化性樹脂を含む異方性導電膜シート１０を基板４に貼り付ける代わりに、図６（Ａ）及び図７（Ａ），（Ｄ）に示すように、異方性導電層の一例としての液体状の異方性導電膜形成用熱硬化性接着剤６ｂを回路基板４上に、ディスペンス５０２などによる塗布、又は印刷、又は転写するようにしたのち、半固体状態、いわゆるＢステージ状態、まで固化し。その後、上記第１又は第２実施形態と同様に、上記ＩＣチップ１を上記基板４に搭載する。
【００９１】
詳しくは、図６（Ａ）に示すように、液体状の異方性導電膜形成用熱硬化性接着剤６ｂを回路基板４上に、図７（Ａ）に示すような空気圧で吐出量が制御されかつ基板平面上で直交する２方向に移動可能なディスペンス５０２などによる塗布、又は印刷、又は転写する。次いで、図６（Ｂ）のごとくヒータ７８ａを内蔵したツール７８により、熱と圧力を印加して均一化しながら、図６（Ｃ）のように半固体状態、いわゆるＢステージ状態、まで固化する。
【００９２】
又は、液体状の異方性導電膜形成用熱硬化性接着剤６ｂの粘性が低い場合には、図７（Ａ）に示すように、ディスペンサ５０２で基板４上の所定位置に液体の熱硬化性接着剤６ｂを塗布したのち、熱硬化性接着剤６ｂの粘性が低いために自然に基板上で広がり、図７（Ｂ）に示すような状態となる。その後、図７（Ｃ）に示すように、コンベヤのような搬送装置５０５により上記基板４を炉５０３内に入れて、炉５０３のヒータ５０４により上記塗布された絶縁性樹脂の液体状熱硬化性接着剤６ｂを硬化させることにより、半固体化、すなわち、いわゆるＢステージ状態まで固化する。
【００９３】
一方、液体状の異方性導電膜形成用熱硬化性接着剤６ｂの粘性が高い場合には、図７（Ｄ）に示すように、ディスペンサ５０２で基板４上の所定位置に液体の熱硬化性接着剤６ｂを塗布したのち、熱硬化性接着剤６ｂの粘性が高いために自然に基板上で広がらないため、図７（Ｅ），（Ｆ）に示すように、スキージ５０６で平らに延ばす。その後、図７（Ｃ）に示すように、コンベヤのような搬送装置５０５により上記基板４を炉５０３内に入れて、炉５０３のヒータ５０４により上記塗布された絶縁性樹脂の液体状熱硬化性接着剤６ｂを硬化させることにより、半固体化、すなわち、いわゆるＢステージ状態、まで固化する。
【００９４】
このように異方性導電膜形成用熱硬化性接着剤６ｂを半固体化するときには、熱硬化性接着剤６ｂ中の熱硬化性樹脂の特性により差はあるものの、該熱硬化性樹脂のガラス転移点の３０〜８０％の温度である８０〜１３０℃で押圧する。通常は、熱硬化性樹脂のガラス転移点の３０％程度の温度で行う。このように熱硬化性樹脂のガラス転移点の３０〜８０％とする理由は、図１９の異方性導電膜シートの加熱温度と反応率とのグラフより、８０〜１３０℃の範囲内ならば、まだ、後工程でさらに反応する範囲を充分に残すことができる。言い換えれば、８０〜１３０℃の範囲内の温度ならば、時間にもよるが、絶縁性樹脂たとえばエポキシ樹脂の反応率が１０〜５０％程度に抑制できるので、後工程のＩＣチップ圧着時の接合に問題が生じない。すなわち、ＩＣチップ圧着時に押圧するときに所定の押圧量を確保することができ、押し切れなくなるという問題を生じにくい。なお、反応を抑えて溶剤分のみを気化させることにより、半固体化することもある。
【００９５】
上記熱硬化性接着剤６ｂを上記したように半固体化させたのち、基板４に複数のＩＣチップ１を装着する場合には、基板４の複数のＩＣチップ１を装着する複数の個所において上記熱硬化性接着剤６ｂの上記半固体化工程を前段取り工程とし予め行っておき、このように前段取りされた基板４を供給して供給された基板４に複数のＩＣチップ１を上記複数の個所に接合することでより生産性が高くなる。この後の工程では、熱硬化性接着剤６ｂを使用する場合でも、基本的には上記した第１又は第２実施形態の異方性導電膜シート１０を用いる工程と同一の工程を行う。上記半固定化工程を加えることで、液体の異方性導電膜形成用熱硬化性接着剤６ｂを異方性導電膜シート１０と同様に使用することができ、固体ゆえに取り扱いやすいとともに、液体成分が無いため高分子で形成することができ、ガラス転移点の高いものを形成しやすいといった利点がある。このように流動性のある異方性導電膜形成用熱硬化性接着剤６ｂを使用する場合には、固体の異方性導電膜シート１０を使用する場合と比較して、基板４の任意の位置に任意の大きさに塗布、印刷、又は転写することができる利点をも合わせて持つ。
【００９６】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置及び上記実装方法により上記ＩＣチップが上記基板に実装された電子部品ユニット若しくはモジュール例えば半導体装置を図２２を用いて説明する。第４実施形態が第１実施形態と異なる点は、ＩＣチップ１を基板４に接合するとき、荷重に加えて超音波も印加して、バンプ３をレベリングせずに、必要に応じて２０ｇｆ以下の荷重で押圧して、バンプ形成時の引き千切りにより生じた上記バンプ３の先端のネック（ヒゲ）部分の倒れによる隣接バンプ又は電極とのショートを防止するようにバンプ先端を整えたのち、ＩＣチップ１と位置合わせしてＩＣチップ１を基板４に搭載して、金属バンプ３を基板側の電極表面の金属と超音波併用熱圧着することである。ＩＣチップ１を基板４に接合する状態は、先の実施形態での図２及び図６などと同様である。
上記超音波を印加して上記金バンプ３と上記基板４の上記電極とを金属接合するとき、上記ＩＣチップ１の上記上面側から加熱しながら、又は、上記基板側から加熱しながら、又は、上記ＩＣチップ１側と上記基板側の両方から加熱するようにしてもよい。
【００９７】
この第４実施形態では、絶縁性熱硬化性樹脂６ｍに無機フィラー６ｆを配合した固体の異方性導電膜シート１０又は液体の異方性導電膜形成用熱硬化性接着剤６ｂを上記したように半固体化させたものを基板４に貼り付け、又は熱硬化性樹脂を含む異方性導電膜形成用熱硬化性接着剤６ｂを基板４に塗布し半固体化させたのち、回路基板４の電極５と電子部品１の電極２にワイヤボンディングと同様に図３（Ａ）〜図３（Ｆ）のごとき動作により金線９５の先端に電気スパークによりボール９６を形成し、このボール９６をキャピラリー９３により基板電極５に超音波熱圧着して形成されたバンプ３を、レベリングせずに、ＩＣチップ１と位置合わせしてＩＣチップ１を基板４に搭載する。ここで、上記「液体の異方性導電膜形成用熱硬化性接着剤６ｂを上記したように半固体化させたもの」とは、第３実施形態で説明したような液体の異方性導電膜形成用熱硬化性接着剤６ｂを半分固体化したものであり、Ｂステージ化したものとほぼ同じものである。このとき、図２２に示す超音波印加装置６２０において、内蔵ヒータ６２２により予め加熱された接合ツール６２８により、該接合ツール６２８に吸着されたＩＣチップ１の上面からエアシリンダ６２５による荷重と、ピエゾ素子のような超音波発生素子６２３により発生させられて超音波ホーン６２４を介して印加される超音波とを作用させて金バンプ３のネック部分の倒れを防止するように先端を整えつつ金バンプ３と基板側の金メッキとを金属接合する。次に、ＩＣチップ１の上面又は、及び基板側から加熱しながら、上記ＩＣチップ１を上記回路基板４に１バンプあたり２０ｇｆ以上の加圧力により押圧し、上記基板４の反りの矯正とバンプ３を押しつぶしながら、上記ＩＣチップ１と上記回路基板４の間に介在する上記異方性導電膜シート１０又は熱硬化性接着剤６ｂを上記熱により硬化して、上記ＩＣチップ１と上記回路基板４を接合して両電極２，５を電気的に接続する。なお、超音波印加装置６２０による上記金属接合時に、上記ＩＣチップ１の上記上面側から、又は、上記基板側から、又は、上記ＩＣチップ１側と上記基板側の両方から加熱するようにしてもよい。すなわち、具体的には、内蔵ヒータ６２２により上記ＩＣチップ１の上記上面側から加熱したり、又は、上記基板側から回路基板４側をステージ９のヒータ９ａにより加熱したり、又は、内蔵ヒータ６２２とステージ９のヒータ９ａとにより上記ＩＣチップ１側と上記基板側の両方から加熱するようにしてもよい。
【００９８】
なお、１バンプあたり２０ｇｆ以上の加圧力を必要とする理由は、このように超音波を用いた接合でも摩擦熱が生じにくくなるので、接合できなくなるためである。金と金とを接合するような場合においても、ある一定加重でバンプを押しつけて、そこに超音波を印加することにより摩擦熱が生じて金属同士が接合される。したがって、この場合にもバンプを押圧する程度の一定荷重すなわち１バンプあたり２０ｇｆ以上の加圧力が必要となる。加圧力の一例としては、１バンプあたり５０ｇｆ以上とする。
【００９９】
上記第４実施形態によれば、金属バンプ３と基板４の金属メッキが金属拡散接合されるので、よりバンプ部分での強度を持たせたいような場合や、接続抵抗値をさらに低くしたいような場合に好適である。
【０１００】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置及び上記実装方法により上記ＩＣチップが上記基板に実装された電子部品ユニット若しくはモジュール例えば半導体装置を図８（Ａ）〜図８（Ｃ）及び図９（Ａ）〜図９（Ｃ）を用いて説明する。第５実施形態は、第１実施形態とは封止工程を省略することができる点が異なる。
【０１０１】
上記したようにＩＣチップ１上の電極２に突起電極（バンプ）３を形成しておき、回路基板４には、図８（Ｂ），図８（Ｃ），図９（Ａ）及び図２３に示すように、ＩＣチップ１の複数の電極２の内端縁を結んだ大略矩形の外形寸法ＯＬより小さい形状寸法の矩形のシート状の異方性導電膜シート１０又は熱硬化性接着剤６ｂを回路基板４の電極５を結んだ中心部分に貼り付け又は塗布しておく。このとき、シート状の異方性導電膜シート１０又は熱硬化性接着剤６ｂの厚みは、その体積がＩＣチップ１と基板４との隙間より大きくなるようにする。また、図２３の貼り付け装置６４０により、巻き戻しロール６４４から巻き戻されて巻き付けロール６４３に巻き取られる矩形のシート状の異方性導電膜シート６５６を、その切り目６５７が予め入れられた部分で、上下のカッター６４１により、ＩＣチップ１の複数の電極２の内端縁を結んだ大略矩形の外形寸法ＯＬより小さい形状寸法に切断する。切断された矩形のシート状の異方性導電膜シート１０は、内蔵ヒータ６４６で予め加熱された貼り付けヘッド６４２で吸着保持されて、上記回路基板４の電極５を結んだ中心部分に貼り付けされる。次に、バンプ３と回路基板４の電極５を位置合わせし、図８（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、ヒータ８ａにより加熱された接合ツール８によりＩＣチップ１を回路基板４に加圧押圧して、基板４の反りの矯正を同時に行いながら、ＩＣチップ１と回路基板４の間に介在する異方性導電膜シート１０又は熱硬化性接着剤６ｂを硬化する。このとき、異方性導電膜シート１０又は熱硬化性接着剤６ｂは、接合ツール８からＩＣチップ１を介して加えられた熱により上記したように軟化し、図９（Ｃ）のごとく貼り付けられた又は塗布された位置より加圧されて外側へ向かって流れ出る。この流れ出た異方性導電膜シート１０又は熱硬化性接着剤６ｂが封止材料（アンダーフィル）となり、バンプ３と電極５との接合の信頼性を著しく向上する。また、ある一定時間がたつと、上記異方性導電膜シート１０又は熱硬化性接着剤６ｂでは徐々に硬化が進行し、最終的には硬化した樹脂６ｓによりＩＣチップ１と回路基板４を接合することになる。ＩＣチップ１を押圧している接合ツール８を上昇することで、ＩＣチップ１と回路基板４の電極５の接合が完了する。厳密に言えば、熱硬化の場合には、熱硬化性樹脂の反応は加熱している間に進み、接合ツール８が上昇するとともに流動性はほとんど無くなる。上記したような方法によると、接合前では異方性導電膜シート１０又は熱硬化性接着剤６ｂが電極５を覆っていないので、接合する際にバンプ３が電極５に直接接触し、電極５の下に異方性導電膜シート１０又は熱硬化性接着剤６ｂが入り込まず、バンプ３と電極５との間での接続抵抗値を低くすることができる。また、回路基板側を加熱しておくと、接合ヘッド８の温度をより低くすることができる。この方法を上記第３実施形態に適用すると金バンプと回路基板の金電極（例えば、銅やタングステンにニッケル、金メッキしたもの）との接合がより容易に行える。
【０１０２】
（第６実施形態）
次に、第６実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置及び上記実装方法により上記ＩＣチップが上記基板に実装された電子部品ユニット若しくはモジュール例えば半導体装置を図１０〜図１１を用いて説明する。第６実施形態においては、第１実施形態と異なる点は、バンプ１０３を回路基板４の電極５にズレて実装された場合においても、信頼性の高い接合を達成することもできる点である。
【０１０３】
第６実施形態においては、図１０（Ａ）に示すように、バンプ３をＩＣチップ１上に形成する際にワイヤボンディングと同様に金線９５を電気スパークにより金ボール９６を形成する。次に、電気スパークするときの時間でボールの大きさを調整しつつ、９５ａで示す直径Φｄ−Ｂｕｍｐのボール９６ａを形成し、このように形成された直径Φｄ−Ｂｕｍｐのボール９６ａを、電気スパークを発生させるための時間又は電圧のパラメータを制御して、チャムファー角θｃが１００°以下のキャピラリー１９３の９３ａで示すチャムファー直径φＤが金ボール直径ｄ−Ｂｕｍｐの１／２から３／４となるようにボール９６ａを成形し、図１０（Ｃ）に示すようにキャピラリー９３の金ボールと接する部分に平らな部位９３ｂを設けて図１０（Ｄ）に示すようなバンプ３を形成するのではなく、図１０（Ａ）に示すようにキャピラリー１９３の金ボール９６ａと接する部分に平らな部位を設けない先端部位１９３ａを有する先端形状としたキャピラリー１９３で、ＩＣチップ１の電極２に、超音波熱圧着により、図１０（Ｂ）に示すようなバンプ１０３を形成する。上記先端形状のキャピラリー１９３を用いることで、図１０（Ｂ）のｂのような先端が大略円錐状のバンプ１０３をＩＣチップ１の電極２に形成することができる。上記方法で形成した先端が大略円錐状のバンプ１０３を回路基板４の電極５に図１１（Ｃ）のごとくズレて実装された場合においても、バンプ１０３がその先端が大略円錐形であるため、バンプ１０３の外径の半分までのズレである場合は、バンプ１０３の一部が必ず基板４の電極５と接触することができる。
【０１０４】
これに対して、図１１（Ｄ）に示すようなバンプ３では、バンプ３を回路基板４の電極５に図１１（Ｃ）のごとく寸法Ｚだけズレて実装された場合には、図１１（Ｅ）に示すように、幅寸法ｄのいわゆる台座３ｇの一部が電極５に接触するが、部分的にしか接触せず、接触状態が不安定な接合となる。このような不安定な接合状態のままでは、このような基板４を冷熱衝撃試験やリフローにかけた場合には、上記不安定な接合状態の接合がオープンすなわち接合不良となってしまう可能性があった。これに対して、上記第６実施形態では、図１１（Ｃ）のごとく先端が大略円錐状のバンプ１０３が回路基板４の電極５に対して寸法Ｚだけズレて実装された場合においても、バンプ１０３が円錐形であるため、バンプ１０３の外径の半分までのズレである場合は、バンプ１０３の一部が必ず基板４の電極５と接触することができ、冷熱衝撃試験やリフローにかけた場合でも接合不良となることが防止できる。
【０１０５】
（第７実施形態）
次に、第７実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置及び上記実装方法により上記ＩＣチップが上記基板に実装された電子部品ユニット若しくはモジュール例えば半導体装置を図１２〜図１３を用いて説明する。この第７実施形態では、第１実施形態において、回路基板４へのＩＣチップ１の接合したのちの熱硬化性樹脂の硬化時にＩＣチップ１と回路基板４の応力を緩和することができるようにしたものである。
【０１０６】
第７実施形態においては、絶縁性熱硬化性樹脂６ｍに無機フィラー６ｆを配合した固体又は半固体の異方性導電膜シート１０又は熱硬化性接着剤６ｂを介在させながら、ＩＣチップ１の電極２に上記ワイヤボンディングにより形成されたバンプ３を、レベリングせずに、回路基板４の電極５と位置合わせする。例えば２３０℃程度の一定温度に加熱されたツール８によりＩＣチップ１をその裏面から加熱しながら、上記ＩＣチップ１を上記回路基板４に１バンプあたりセラミック基板の場合には圧力Ｐ１＝８０ｇｆ以上の加圧力により押圧し、上記基板４の反りの矯正を行いながら、上記ＩＣチップ１と上記回路基板４の間に介在する上記異方性導電膜シート１０又は熱硬化性接着剤６ｂを上記熱により硬化する。次に、一定時間ｔ₁後、すなわち、全体時間を例えば２０秒とすれば、材料の反応率により変わるが、その１／４とか１／２の５秒〜１０秒後、言い換えれば、材料の反応率が９０％に達する前に、上記圧力Ｐ１より低い圧力Ｐ２まで下げて熱硬化性接着剤６ｂの硬化時の応力を緩和し、上記ＩＣチップ１と上記回路基板４を接合して両電極２，５を電気的に接続する。好適には、バンプが変形していくためには最低限２０ｇｆ程度は必要であるため、すなわち、バンプの変形及び順応に必要な圧力を得るとともに、余分な樹脂をＩＣチップ１と基板４との間から押し出すため、上記圧力Ｐ１は２０ｇｆ／バンプ以上である一方、バンプの変形等の前に樹脂内部に偏在した硬化歪み除去するため、圧力Ｐ２は２０ｇｆ／バンプ未満とすることにより、より信頼性が向上する。その理由は詳しくは以下のとおりである。すなわち、図１２（Ｃ）に示すように、異方性導電膜シート１０又は熱硬化性接着剤６ｂ中の熱硬化性樹脂の応力分布は圧着時にＩＣチップ１と基板４側とで大きくなっている。
このままでは、信頼性試験や通常の長期使用で繰り返し疲労が与えられると、ＩＣチップ１又は基板４側で異方性導電膜シート１０又は熱硬化性接着剤６ｂ中の熱硬化性樹脂が応力に耐えきれずに剥離することがある。このような状態になると、ＩＣチップ１と回路基板４の接着力が十分でなくなり、接合部がオープンすることになる。そこで、図１３のように、より高い圧力Ｐ１とより低い圧力Ｐ２との２段階の圧力プロファイルを用いることにより、熱硬化性接着剤６ｂの硬化時に上記圧力Ｐ１より低い圧力Ｐ２まで下げることができて、図１２（Ｄ）のごとく、圧力Ｐ２のときに樹脂内部に偏在した硬化歪み除去してＩＣチップ１と回路基板４の応力を緩和する（言い換えれば、応力の集中度合いを減らす）ことができ、その後、上記圧力Ｐ１まで上げることにより、バンプの変形及び順応に必要な圧力を得るとともに、余分な樹脂をＩＣチップ１と基板４との間から押し出すことができて、信頼性が向上する。
【０１０７】
なお、上記「ＩＣチップ１と回路基板４の接着力」とは、ＩＣチップ１と基板４をひっつける力のことを意味する。これは、接着剤による接着力と、接着剤を硬化したときの硬化収縮力と、Ｚ方向の収縮力（例えば１８０℃に熱せられている接着剤が常温に戻るときに収縮するときの収縮力）のこれら３つの力によって、ＩＣ１と基板４とは接合されている。
【０１０８】
（第８実施形態）
次に、第８実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置及び上記実装方法により上記ＩＣチップが上記基板に実装された電子部品ユニット若しくはモジュール例えば半導体装置を図１２〜図１３を用いて説明する。この第８実施形態では、上記各実施形態において、上記絶縁性樹脂６ｍに配合する上記無機フィラー６ｆの平均粒径が３μｍ以上であるようにしたものである。ただし、上記無機フィラー６ｆの最大平均粒径は、ＩＣチップ１と基板４との接合後の隙間寸法を超えない大きさとする。
【０１０９】
もし、無機フィラー６ｆを絶縁性樹脂６ｍに配合するときに、平均粒径が３μｍ未満の細かな粒子を無機フィラー６ｆとして用いると、それらの粒子の表面積自体が全体として大きくなり、平均粒径が３μｍ未満の細かな粒子である無機フィラー６ｆの周りに吸湿することがあり、ＩＣチップ１と基板４との接合において好ましくない。
【０１１０】
従って、同じ重量の無機フィラー６ｆを配合する場合には、平均粒径が３μｍ以上の大きな無機フィラー６ｆを用いることで、無機フィラー６ｆの周りにおける吸湿量を減らしめることができ、耐湿性を向上させることが可能となる。また、一般に、平均粒径（言い換えれば平均粒度）の大きな無機フィラーの方が安価であるため、コスト的にも好ましい。
【０１１１】
なお、図２４（Ａ）に示すように、ＩＣチップ１と基板４との接合において従来のＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ：異方性導電膜）５９８を使用する工法では、ＡＣＦ５９８中の導電粒子５９９をバンプ３と基板電極５との間に必ず挟むと同時に直径３〜５μｍの導電粒子が直径１〜３μｍまで押しつぶされて導電性を発揮させる必要がある。しかしながら、本発明の上記各実施形態では、導電粒子１０ａがあっても必ずしもバンプ３と基板電極５との間に挟む必要は無く、図２４（Ｂ）に示すようにバンプ３を基板電極５で押しつぶしながら圧着するので、この圧着のときにバンプ３と基板電極４との間の異方性導電層１０とともに無機フィラー６ｆもバンプ３と基板電極４と間から抜け出ることになり、基板電極４とバンプ３の間に不要な無機フィラー６ｆが挟まることにより導電性を阻害することがほとんど無いという特徴に基づき、３μｍ以上の大きな平均粒径の無機フィラー６ｆを使用することができる。すなわち、本実施形態では、万が一、導電粒子１０ａがバンプ３と基板電極５との間に挟まれず、直径３〜５μｍの導電粒子１０ａが直径１〜３μｍまで押しつぶされて導電性を発揮することがなくても、バンプ３を基板電極５で押しつぶしながら圧着してバンプ３が基板電極５に電気的に直接接触して電気的導電性を得ているため、何ら問題はなく、無機フィラーによる影響を受けずに信頼性を向上することができる。すなわち、上記導電粒子１０ａは、バンプ３と基板電極５との直接接合において、導電粒子１０ａがバンプ３と基板電極５との間に挟まれた場合には、基板側の電極５とＩＣチップ側のバンプ３との間での接続抵抗値を低下せしめることができるといった、付加的効果を奏するものである。
【０１１２】
（第９実施形態）
次に、本発明の第９実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置及び上記実装方法により上記ＩＣチップが上記基板に実装された電子部品ユニット若しくはモジュール例えば半導体装置を図２５，２６を用いて説明する。図２５，２６は、それぞれ、上記第９実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置により製造された接合状態の模式断面図及びそのときに使用される異方性導電膜シート１０の部分拡大模式断面図である。この第９実施形態では、上記各実施形態において、上記異方性導電層１０の上記絶縁性樹脂６ｍに配合する上記無機フィラー６ｆは、複数の異なる平均粒径を持つ無機フィラー６ｆ−１，６ｆ−２とするものである。具体例としては、０．５μｍの平均粒径を持つ無機フィラーと、２〜４μｍの平均粒径を持つ無機フィラーとする。
【０１１３】
上記第９実施形態によれば、複数の異なる平均粒径を持つ無機フィラー６ｆ−１，６ｆ−２を絶縁性樹脂６ｍに混合することにより、絶縁性樹脂６ｍに混合する無機フィラー６ｆの量を増加させることができて、、無機フィラーの周りにおける吸湿量を減らしめることができ、耐湿性を向上させることが可能となるとともに、フィルム化（固体化）することが容易になる。すなわち、重量％で考えた場合、一種類の無機フィラーよりも、粒径の異なる無機フィラーを混在して入れた方が、単位体積あたりの無機フィラーの量を増やすことが可能である。これによって、封止シートとしての異方性導電膜シート１０又は異方性導電膜形成用接着剤６ｂへの無機フィラー６ｆの配合量を増加し、異方性導電膜シート１０又は異方性導電膜形成用接着剤６ｂの線膨張係数を低下させることができ、より長寿命化させることができて、信頼性を向上させることができる。
【０１１４】
（第１０実施形態）
次に、本発明の第１０実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置及び上記実装方法により上記ＩＣチップが上記基板に実装された電子部品ユニット若しくはモジュール例えば半導体装置においては、上記第９実施形態における効果をより確実なものとするため、さらに、上記複数の異なる平均粒径を持つ無機フィラー６ｆ−１，６ｆ−２のうちの一方の無機フィラー６ｆ−１の平均粒径は、他方の無機フィラー６ｆ−２の平均粒径の２倍以上異なっているものである。具体例としては、０．５μｍの平均粒径を持つ無機フィラーと、２〜４μｍの平均粒径を持つ無機フィラーとする。
【０１１５】
このようにすることにより、上記第９実施形態での効果をより一層高めることができる。すなわち、一方の無機フィラー６ｆ−１の平均粒径は、他方の無機フィラー６ｆ−２の平均粒径の２倍以上異なっている複数の異なる平均粒径を持つ無機フィラー６ｆ−１，６ｆ−２を絶縁性樹脂６ｍに混合することにより、絶縁性樹脂６ｍに混合する無機フィラー６ｆの量をより確実に増加させることができて、フィルム化（固体化）することがより容易になり、異方性導電膜シート１０又は異方性導電膜形成用接着剤６ｂへの無機フィラー６ｆの配合量を増加し、異方性導電膜シート１０又は異方性導電膜形成用接着剤６ｂの線膨張係数をより低下させることができ、より長寿命化させることができて、信頼性をより向上させることができる。
【０１１６】
（第１１実施形態）
次に、本発明の第１１実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置及び上記実装方法により上記ＩＣチップが上記基板に実装された電子部品ユニット若しくはモジュール例えば半導体装置においては、上記第９実施形態における効果をより確実なものとするため、さらに、上記絶縁性樹脂６ｍに配合する上記無機フィラー６ｆは、複数の異なる平均粒径を持つ少なくとも２種類の無機フィラー６ｆ−１，６ｆ−２であって、上記少なくとも２種類の無機フィラーのうちの一方の無機フィラー６ｆ−１は３μｍを超える平均粒径を持ち、上記少なくとも２種類の無機フィラーのうちの他方の無機フィラー６ｆ−２は３μｍ以下の平均粒径を持つことが好ましい。具体例としては、０．５μｍの平均粒径を持つ無機フィラーと、２〜４μｍの平均粒径を持つ無機フィラーとする。
【０１１７】
（第１２実施形態）
次に、本発明の第１２実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置及び上記実装方法により上記ＩＣチップが上記基板に実装された電子部品ユニット若しくはモジュール例えば半導体装置においては、上記各実施形態において、さらに、上記絶縁性樹脂６ｍに配合する上記無機フィラー６ｆは、複数の異なる平均粒径を持つ少なくとも２種類の無機フィラー６ｆ−１，６ｆ−２であって、上記少なくとも２種類の無機フィラーのうちの平均粒径の大きい一方の無機フィラー６ｆ−１は上記絶縁性樹脂６ｍと同一材料からなることにより、応力緩和作用を奏するようにすることもできる。具体例としては、０．５μｍの平均粒径を持つ無機フィラーと、２〜４μｍの平均粒径を持つ無機フィラーとする。
【０１１８】
この第１２実施形態によれば、第９実施形態での作用効果に加えて、平均粒径の大きい一方の無機フィラー６ｆ−１は上記絶縁性樹脂６ｍと同一材料からなることにより、上記絶縁性樹脂６ｍに応力が作用したとき、平均粒径の大きい一方の無機フィラー６ｆ−１が上記絶縁性樹脂６ｍと一体化することにより、応力緩和作用を奏することができる。
【０１１９】
（第１３実施形態）
次に、本発明の第１３実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置及び上記実装方法により上記ＩＣチップが上記基板に実装された電子部品ユニット若しくはモジュール例えば半導体装置においては、上記各実施形態において、さらに、上記絶縁性樹脂６ｍに配合する上記無機フィラー６ｆは、複数の異なる平均粒径を持つ少なくとも２種類の無機フィラー６ｆ−１，６ｆ−２であって、上記少なくとも２種類の無機フィラーのうちの平均粒径の大きい一方の無機フィラー６ｆ−１は上記絶縁性樹脂６ｍであるエポキシ樹脂よりも柔らかく、上記一方の無機フィラー６ｆ−１が圧縮されることにより、応力緩和作用を奏するようにすることもできる。
【０１２０】
この第１３実施形態によれば、第９実施形態での作用効果に加えて、平均粒径の大きい一方の無機フィラー６ｆ−１は上記絶縁性樹脂６ｍと同一材料からなることにより、上記絶縁性樹脂６ｍに応力が作用したとき、平均粒径の大きい一方の無機フィラー６ｆ−１が上記絶縁性樹脂６ｍであるエポキシ樹脂よりも柔らかいため、上記応力により、上記一方の無機フィラー６ｆ−１が図２７に示すように圧縮されてその周囲で圧縮に対する反力である引張力が分散されることにより、応力緩和作用を奏することができる。
【０１２１】
（第１４実施形態）
次に、本発明の第１４実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置及び上記実装方法により上記ＩＣチップが上記基板に実装された電子部品ユニット若しくはモジュール例えば半導体装置においては、上記各実施形態において、さらに、図２８（Ａ），（Ｂ），図２９（Ａ），（Ｂ），図３０及び図３１に示されるように、上記異方性導電層１０は、上記ＩＣチップ１又は上記基板４に接触する部分７００又は層６ｘが、他の部分７０１又は層６ｙよりも上記無機フィラー量が少ないか、もしくは上記無機フィラー６ｆを配合しないようにすることができる。この場合、図２８（Ａ），（Ｂ）に示すように、上記ＩＣチップ１又は上記基板４に接触する部分７００と、他の部分７０１とを明確に区別することなく、徐々に無機フィラー量が変わるようにしてもよいし、図２９（Ａ），（Ｂ）及び図３０，図３１に示すように明確に区別するようにしてもよい。すなわち、図２９（Ａ），（Ｂ）及び図３０，図３１において、上記異方性導電層１０は、上記ＩＣチップ１又は上記基板４に接触する部分に位置されかつ上記絶縁性樹脂６ｍと同一の絶縁性樹脂に上記無機フィラー６ｆを配合した第１樹脂層６ｘと、上記第１樹脂層６ｘに接触し、かつ、上記第１樹脂層６ｘよりも上記無機フィラー量が少ないか、もしくは上記無機フィラー６ｆを配合しない上記絶縁性樹脂で構成される第２樹脂層６ｙとを備えて多層構造にすることもできる。
【０１２２】
このようにすれば、以下のような効果を奏することができる。すなわち、もし、上記無機フィラー６ｆを異方性導電層全体に同じ重量パーセント（ｗｔ％）で入れると、ＩＣチップ側又は基板側又はその両方の対向面の近傍に無機フィラー６ｆが多くなることがあり、ＩＣチップ１と基板４との中間部分では逆に少なくなる。この結果、ＩＣチップ側又は基板側又はその両方の対向面の近傍に無機フィラー６ｆが多いため、異方性導電層１０とＩＣチップ１又は基板４又はその両方との間での接着力が低下することがある。上記第１４実施形態によれば、上記ＩＣチップ１又は上記基板４のいずれか一方に接触する部分７００又は層６ｘが、他の部分７０１又は層６ｙよりも上記無機フィラー量が少ないか、もしくは上記無機フィラー６ｆを配合しないようにすることにより、無機フィラー量が多いために接着力が低下することを防止できる。
【０１２３】
以下に、この第１４実施形態の種々の変形例について説明する。
【０１２４】
まず、第１の変形例として、図２８（Ｃ），図２９（Ｃ）及び図３２（Ａ）に示されるように、上記異方性導電層１０は、上記ＩＣチップ１及び上記基板４の両方にそれぞれ接触する部分７００が、他の部分７０１よりも上記無機フィラー量が少ないか、もしくは上記無機フィラー６ｆを配合しないようにすることもできる。この場合も、図２８（Ｃ）に示すように、上記ＩＣチップ１及び上記基板４の両方に接触する部分７００と、他の部分７０１とを明確に区別することなく、徐々に無機フィラー量が変わるようにしてもよいし、図２９（Ｃ）及び図３２（Ａ）に示されるように、明確に区別するようにしてもよい。すなわち、図２９（Ｃ）及び図３２（Ａ）において、上記異方性導電層１０は、上記第１樹脂層６ｘの上記第２樹脂層６ｙとは反対側に、上記第１樹脂層６ｘよりも上記無機フィラー量が少ないか、もしくは上記無機フィラー６ｆを配合しない上記絶縁性樹脂で構成される第３樹脂層６ｚをさらに備えて多層構造とし、上記第１樹脂層６ｘと上記第３樹脂層６ｚは、それぞれ、上記ＩＣチップ１と上記基板４とに接触するようにすることもできる。
【０１２５】
さらに、別の変形例として、上記ＩＣチップ１又は上記基板４又はその両方にそれぞれ接触する部分７００は、その上記無機フィラー量が２０ｗｔ％未満か、もしくは上記無機フィラー６ｆを配合しないようにする一方、上記他の部分７０１はその上記無機フィラー量が２０ｗｔ％以上であるようにすることもできる。この場合、図２８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように上記ＩＣチップ１又は上記基板４又は両方に接触する部分７００と、他の部分７０１とを明確に区別することなく、徐々に無機フィラー量が変わるようにしてもよいし、図２９（Ａ），（Ｂ），図２９（Ｃ），図３０，図３１，及び図３２（Ａ）に示すように明確に区別するようにしてもよい。すなわち、上記第１樹脂層６ｘ又は第１樹脂層６ｘ及び上記第３樹脂層６ｚは、その上記無機フィラー量が２０ｗｔ％未満か、もしくは上記無機フィラー６ｆを配合しないようにする一方、上記第２樹脂層６ｙはその上記無機フィラー量が２０ｗｔ％以上であるようにすることもできる。
【０１２６】
具体例としては、上記第２樹脂層６ｙは、絶縁性樹脂６ｍとして熱硬化性エポキシ樹脂としたとき、セラミック基板の場合には５０ｗｔ％であり、ガラエポ基板の場合は２０ｗｔ％とする。また、一例として、第１樹脂層６ｘ又は第３樹脂層６ｚ又はその両方の厚さは１５μｍ、第２樹脂層６ｙの厚さは４０〜６０μｍとする。また、上記異方性導電層１０の厚さは、ＩＣチップ１と基板４との接合後の隙間寸法よりも大きな寸法として、ＩＣチップ１と基板４との接合時にＩＣチップ１と基板４との間に完全に満たされるようにして接合をより確実なものとする。
【０１２７】
また、別の変形例として、図２８（Ｃ），図２９（Ｃ）及び図３２（Ａ）に示す変形例と無機フィラーの配合量を逆にするようにしてもよい。すなわち、図２８（Ｄ）に示されるように、上記異方性導電層１０は、上記ＩＣチップ１及び上記基板４の両方にそれぞれ接触する部分７０３の中間部分７０２が、上記ＩＣチップ１及び上記基板４の両方にそれぞれ接触する部分７０３よりも上記無機フィラー量が少ないか、もしくは上記無機フィラー６ｆを配合しないようにすることもできる。この場合も、上記ＩＣチップ１又は上記基板４又は両方に接触する部分７０３と、中間部分７０２とを明確に区別することなく、徐々に無機フィラー量が変わるようにしてもよいし、図２９（Ｄ）及び図３２（Ｂ）に示されるように、明確に区別するようにしてもよい。すなわち、図２９（Ｄ）及び図３２（Ｂ）に示されるように、上記異方性導電層１０は、上記ＩＣチップ１及び上記基板４に接触する部分に位置されかつ上記無機フィラー６ｆを配合した絶縁性樹脂６ｍで構成される第４樹脂層６ｖと、上記ＩＣチップ１と上記基板４との中間部分に位置されかつ上記第４樹脂層６ｖよりも上記無機フィラー量が少ないか又は含まれていない絶縁性樹脂６ｍで構成される第５樹脂層６ｗとを備えるようにすることもできる。
【０１２８】
このようにすれば、上記ＩＣチップ１と上記基板４との上記中間部分７０２又は上記第５樹脂層６ｗでは、上記ＩＣチップ１と上記基板４とにそれぞれ接触する部分７０３又は上記第４樹脂層６ｖよりも上記無機フィラー量が少ないか又は含まれていないため、弾性率が低くなり、応力緩和効果を奏することができる。また、上記ＩＣチップ１と上記基板４とにそれぞれ接触する部分７０３又は上記第４樹脂層６ｖの絶縁性樹脂としてＩＣチップ１と基板４とに対する密着力の高いものを選択して使用すれば、上記ＩＣチップ１に接触する部分７０３又はＩＣチップ１の近傍部分の上記第４樹脂層６ｖでは、ＩＣチップ１の線膨張係数にできるだけ近くなるように無機フィラー６ｆの配合量又は材料を選択する一方、上記基板４に接触する部分７０３又は基板４の近傍部分の上記第４樹脂層６ｖでは、基板４の線膨張係数にできるだけ近くなるように無機フィラー６ｆの配合量又は材料を選択することができる。この結果、上記ＩＣチップ１に接触する部分７０３又はＩＣチップ１の近傍部分の上記第４樹脂層６ｖとＩＣチップ１との線膨張係数が接近するため、両者の間での剥離が生じにくくなるとともに、上記基板４に接触する部分７０３又は基板４の近傍部分の上記第４樹脂層６ｖと基板４との線膨張係数が接近するため、両者の間での剥離が生じにくくなる。
【０１２９】
さらに、図３３（Ａ），（Ｂ）に実線で示すように、上記異方性導電層１０は、上記ＩＣチップ１又は上記基板４のいずれか一方に接触する部分Ｐ１から他の部分Ｐ２に向かって、上記無機フィラー量が徐々に又は段階的に少なくなるようにすることもできる。
【０１３０】
また、図３３（Ｃ），（Ｄ）に実線で示すように、上記異方性導電層１０は、上記ＩＣチップ１及び上記基板４にそれぞれ接触する部分Ｐ３，Ｐ４から他の部分すなわちＩＣチップ１と上記基板４との中間部分Ｐ５に向かって、上記無機フィラー量が徐々に又は段階的に多くなるようにすることもできる。
【０１３１】
また、図３３（Ｅ）に実線で示すように、上記異方性導電層１０は、上記ＩＣチップ１及び上記基板４にそれぞれ接触する部分（図２８（Ｄ）の変形例における接触部分７０３に相当する部分）から、上記ＩＣチップ１及び上記基板４との中間部分（図２８（Ｄ）の変形例における中間部分７０２に相当する部分）に向かって、上記無機フィラー量が徐々に少なくなるようにすることもできる。
【０１３２】
また、図３３（Ｆ）に実線で示すように、上記異方性導電層１０は、上記ＩＣチップ１の近傍部分、次いで、上記基板４の近傍部分、次いで、上記ＩＣチップ１の近傍部分と上記基板４の近傍部分との中間部分の順に上記無機フィラー量が少ないようにすることもできる。なお、図３３（Ｆ）では、上記順に徐々に上記無機フィラー量が変化するように例示しているが、これに限られるものではなく、段階的に変化するようにしてもよい。
【０１３３】
上記図３３（Ｅ），（Ｆ）の変形例のようにすれば、上記ＩＣチップ１と上記基板４との中間部分では、上記ＩＣチップ１及び上記基板４にそれぞれ接触する部分よりも上記無機フィラー量が少ないか又は含まれていないため、弾性率が低くなり、応力緩和効果を奏することができる。また、上記ＩＣチップ１及び上記基板４にそれぞれ接触する部分の絶縁性樹脂としてＩＣチップ１と基板４とに対する密着力の高いものを選択して使用すれば、ＩＣチップ１に接触する部分では、ＩＣチップ１の線膨張係数にできるだけ近くなるように無機フィラー６ｆの配合量又は材料を選択する一方、基板４に接触する部分では、基板４の線膨張係数にできるだけ近くなるように無機フィラー６ｆの配合量又は材料を選択することができる。この観点で無機フィラー６ｆの配合量を決定すると、通常は、図３３（Ｆ）に実線で示すように、上記ＩＣチップ１の近傍部分、次いで、上記基板４の近傍部分、次いで、上記ＩＣチップ１の近傍部分と上記基板４の近傍部分との中間部分の順に上記無機フィラー量が少ないようなる。このような構成とすることにより、ＩＣチップ１に接触する部分とＩＣチップ１との線膨張係数が接近するため、両者の間での剥離が生じにくくなるとともに、基板４に接触する部分と基板４との線膨張係数が接近するため、両者の間での剥離が生じにくくなる。
【０１３４】
図３３（Ａ）〜（Ｆ）のいずれの場合でも、実用上、上記無機フィラー量は５〜９０ｗｔ％の範囲内とすることが好ましい。５ｗｔ％未満では無機フィラー６ｆを混合する意味がない一方、９０ｗｔ％を超えると、接着力が極度に低下するとともに、シート化するのが困難になるため好ましくないためである。
【０１３５】
なお、上記のような複数の樹脂層６ｘ，６ｙ又は６ｘ，６ｙ，６ｚで構成される多層構造の膜を異方性導電層として用いてＩＣチップ１を基板４に熱圧着した場合には、接合時の熱により絶縁性樹脂６ｍが軟化、溶融して上記樹脂層が混じり合うので、最終的には、各樹脂層の明確な境界が無くなり、図３３のように傾斜した無機フィラー分布となる。
【０１３６】
さらに、上記第１４実施形態又は各変形例において、無機フィラー６ｆの入った部分又は層を有する異方性導電層、又は、無機フィラー分布が傾斜した異方性導電層において、上記部分又は樹脂層に応じて、異なった絶縁性樹脂を用いることも可能である。例えば、ＩＣチップ１に接触する部分又は樹脂層では、ＩＣチップ表面に用いられる膜素材に対して密着性を向上させる絶縁性樹脂を用いる一方、基板４に接触する部分又は樹脂層では、基板表面の材料に対して密着性を向上させる絶縁性樹脂を用いることも可能となる。
【０１３７】
上記第１４実施形態及びそれらの上記種々の変形例によれば、ＩＣチップ１又は上記基板４と異方性導電層１０との接合界面では無機フィラー６ｆが存在しないかその量が少なく、絶縁性樹脂本来の接着性が発揮されて、上記接合界面で接着性の高い絶縁性樹脂が多くなり、ＩＣチップ１又は上記基板４と絶縁性樹脂６ｍとの密着強度を向上させることができて、ＩＣチップ１又は上記基板４との接着性が向上する。これにより、各種信頼性試験での寿命が向上するとともに、曲げに対しての剥離強度が向上する。
【０１３８】
もし、接着そのものには寄与しないが線膨張係数を下げる効果を持つ無機フィラー６ｆが絶縁性樹脂６ｍ中に均一に分散されていると、基板４又はＩＣチップ表面に無機フィラー６ｆが接触し、接着に寄与する接着剤の量が減少することになり、接着性の低下を招く。この結果、もしＩＣチップ１または基板４と接着剤の間で剥離が生じると、そこから水分が侵入し、ＩＣチップ１の電極の腐食などの原因となる。また、剥離部分から剥がれが進行すると、ＩＣチップ１と基板４の接合そのものが不良となり、電気的に接続不良となる。
【０１３９】
これに対して、上記第１４実施形態及びそれらの上記種々の変形例によれば、上記したように、無機フィラー６ｆによる線膨張係数を下げる効果を持たせたまま接着力を向上させることができる。これによって、ＩＣチップ１及び基板４との密着強度が向上し、信頼性が向上する。
【０１４０】
さらに、無機フィラー６ｆの少ない部分７００又は樹脂層６ｘをＩＣチップ側に配置した場合、又は、ＩＣチップ側において無機フィラー分布を小さくした場合には、当該部分７００又は樹脂層６ｘは、ＩＣチップ表面の窒化シリコンや酸化珪素からなるパッシベイション膜に対して密着力を向上させることが可能となる。また、これらＩＣチップ表面に用いられる膜素材に対して密着性を向上させる絶縁性樹脂を適宜選択して用いることも可能となる。また、ＩＣチップ近傍での弾性率を下げることで、異方性導電層の一例である封止シート材料のなかでの応力集中が緩和される。基板４に用いられる材料がセラミックのように固い（弾性率の高い）場合には、このような構造をとると、基板近傍での封止シート材料との弾性率、線膨張係数がマッチングして、尚、好適である。
【０１４１】
一方、無機フィラー６ｆの少ない部分７００又は樹脂層６ｘを基板側に配置した場合には、又は、基板側において無機フィラー分布を小さくした場合には、樹脂基板やフレキシブル基板（ＦＰＣ）などのように基板４に曲げが加わるような場合において、基板４を電子機器の筐体に組み込む際に曲げ応力が加わるようなとき、基板４と異方性導電層の一例である封止シートとの密着強度を向上する目的で用いることができる。ＩＣチップ側の表面層がポリイミド膜で形成された保護膜よりなる場合においては、一般に、絶縁性樹脂の密着が良好で、問題とならない場合にＩＣチップ１から基板４にかけて、弾性率と線膨張係数が連続的または段階的に変化することで、ＩＣチップ側で封止シートが固く、基板側では柔らかい材料とすることができる。これにより、封止シート内部での応力発生が小さくなることから信頼性が向上する。
【０１４２】
さらに、ＩＣチップ側と基板側の両側に無機フィラー６ｆの少ない部分７００又は樹脂層６ｘ，６ｚを配置した場合、又は、ＩＣチップ側と基板側の両側において無機フィラー分布を小さくした場合には、上記ＩＣチップ側と基板側との２つの場合を両立させるものであり、ＩＣチップ側及び基板側の両方での密着性を向上させることができるとともに、線膨張係数を下げてＩＣチップ１と基板４の両者を高い信頼性で接続させることができる。また、ＩＣチップ側表面の材質及び基板材質に応じて、より密着性、樹脂塗れ性の良好な絶縁性樹脂を選択して用いることができる。また、これらの無機フィラー６ｆの量の多い少ないの傾斜は自由に変えることができるので、無機フィラー６ｆの少ない部分又は層を極薄くしたりすることで、基板材料とのマッチングが可能である。
【０１４３】
（第１５実施形態）
次に、本発明の第１５実施形態においては、上記第８〜１４実施形態及びそれらの変形例にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置及び上記実装方法により上記ＩＣチップが上記基板に実装された電子部品ユニット若しくはモジュール例えば半導体装置により使用される異方性導電層の製造工程を図３４，図３５に基づいて説明する。
【０１４４】
まず、直接、回路基板４上で異方性導電層を形成する場合には、回路基板４の上に、第１樹脂シートを貼付け、その上に第２樹脂シートを貼付ける。このとき、第１樹脂シートに無機フィラー６ｆが多い場合は図２８（Ａ）または図３０のようになり、逆の場合には図２８（Ｂ）または図３１のようになる。すなわち、前者の場合には、第１樹脂シートは上記無機フィラー６ｆが多い部分７０１又は第２樹脂層６ｙに対応する樹脂シートであり、後者の場合には、上記無機フィラー６ｆが少ない部分７００又は第１樹脂層６ｘに対応する樹脂シートとなる。
【０１４５】
また、第２樹脂シートの上にさらに第３樹脂シートを形成して、第１樹脂シートと第３樹脂シートとが無機フィラー６ｆが少ない部分７００又は第１樹脂層６ｘに対応する場合には、図２８（Ｃ）または図３２（Ａ）のようになる。
【０１４６】
また、これらを、図３４，図３５に示すように、予めセパレータと呼ばれるベースフィルム６７２上で、第１樹脂シート６７３と第２樹脂シート６７４とをこの順に（図３４，図３５にはこの場合のみ示す。）、又はこれとは逆に、又はさらに第３樹脂シートをも、貼り付けて形成してもよい。この場合には、図３４，図３５のように、上下一対の加熱可能なローラ６７０，２７０などで複数の樹脂シート６７３，６７４を、必要に応じて加熱しつつ、貼り付けていく。その後、形成された樹脂シート体６７１を所定寸法毎に切断すれば、図２８（Ａ）〜（Ｃ），図２９（Ａ）〜（Ｃ），図３０〜３２のいずれかに示すような上記異方性導電膜シート１０となる。
【０１４７】
また、別の変形例として、異方性導電膜シート１０が連続した異方性導電膜シート体を作製する際には、溶剤に溶かせたエポキシ及び無機フィラーをドクターブレード法などによりセパレーターと呼ばれるベースフィルム上に塗布する。この溶剤を乾燥させて異方性導電膜シート体が製作される。
【０１４８】
このとき、一旦、無機フィラー６ｆの濃度が低いか、又は、無機フィラー６ｆが入っていない液体状の絶縁性樹脂を第１層としてベースフィルム上に塗布し、場合によっては、その塗布された第１層の乾燥を行う。乾燥しない場合には、無機フィラー６ｆが、若干、第１層に第２層の無機フィラー６ｆが混入していき、図３３のように無機フィラー分布が傾斜した構造となる。
【０１４９】
上記塗布形成された第１層の上に、無機フィラー６ｆを第１層よりも多く混入した液体状の絶縁性樹脂を塗布して第２層とする。第２層を乾燥することにより、ベースフィルム上に第１層と第２層とが形成された２層構造の異方性導電膜シート体が形成できる。異方性導電膜シート体を所定寸法毎に切断すれば、図２８（Ａ），図２９（Ａ），図３０に示すような上記異方性導電膜シート１０となる。
【０１５０】
なお、基板側に無機フィラー６ｆが少ない層を配置する場合には、上記と逆の工程、すなわち、ベースフィルム上に第２層を形成したのち、第２層上に第１層を形成して、２層構造の異方性導電膜シート体が形成できる。異方性導電膜シート体を所定寸法毎に切断すれば、図２８（Ｂ），図２９（Ｂ），図３１に示すような上記異方性導電膜シート１０となる。
【０１５１】
また、一旦、無機フィラー６ｆの濃度が低い、又は、無機フィラー６ｆが入っていない絶縁性樹脂６ｍを第１層として塗布乾燥（省略されることもある。）し、第１層の上に無機フィラー３ｆを第１層よりも多く混入した絶縁性樹脂を塗布して第２層として塗布乾燥（省略されることもある。）し、この上に無機フィラーの量が第２層より少ないまたは無い第３層を塗布する。これを乾燥することにより、ベースフィルム上に第１層と第２層と第３層とが形成された３層構造の異方性導電膜シート体が形成できる。異方性導電膜シート体を所定寸法毎に切断すれば、図２８（Ｃ），図２９（Ｃ），図３２（Ａ）に示すような上記異方性導電膜シート１０となる。
【０１５２】
上記直接、回路基板４上で異方性導電層を形成する方法によれば、上記電子部品ユニットを製造する側で、上記異方性導電層において、電子部品に最適な材料の樹脂を選択して電子部品側に配置する一方、基板に最適な材料の樹脂を選択して基板側に配置することができ、樹脂の選択の自由度を高めることができる。
【０１５３】
これに対して、異方性導電膜シート体を製造する方法では、上記したほど選択の自由度は無いが、一括して多数の上記異方性導電膜シート１０を製造することかできて、製造効率が良いとともに安価なものとなるとともに、貼り付け装置が１台で十分になる。
【０１５４】
上記したように、本発明の上記各実施形態によれば、電子部品例えばＩＣチップと回路基板を接合するのに従来要した工程の多くを無くすことができ、非常に生産性を向上させることができる。すなわち、例えば、従来例として記載したスタッド・バンプ・ボンディングや半田バンプによる接合では、フリップチップ接合した後に封止材を注入してバッチ炉に入れて硬化する必要がある。この封止材の注入には、１ケあたり数分、また、封止材の硬化に、２から５時間を要する。スタッド・バンプ・ボンディング実装においては、さらにその前行程として、バンプにＡｇペーストを転写して、これを基板に搭載した後、Ａｇペーストを硬化するという工程が必要となる。この工程には２時間を要する。これに対して、上記実施形態の方法では、上記封止工程を無くすことができ、非常に生産性を向上させることができる。さらに、上記実施形態では、固体又は半固体の絶縁性樹脂の封止シート等を用いることにより、例えば分子量の大きなエポキシ樹脂を用いることができることとなり、１０〜２０秒程度の短時間で接合が可能となり、接合時間の短縮も図ることができ、さらに生産性を向上させることができる。 さらに、以下のような効果をも奏することができる。
【０１５５】
（１）バンプ形成
バンプをメッキで形成する方法（従来例３）では、専用のバンプ形成工程を半導体メーカーで行う必要があり、限定されたメーカーでしかバンプの形成ができない。ところが、本発明の上記実施形態によれば、ワイヤボンディング装置により、汎用のワイヤボンディング用のＩＣチップを用いることができ、ＩＣチップの入手が容易となる。すなわち、汎用のワイヤボンディング用のＩＣチップを用いることができる理由は、ワイヤボンディングであれば、Ａｌパッドが形成された通常のＩＣパッド上に、ワイヤボンディング装置やバンプボンディング装置を用いてバンプが形成可能であるからである。一方、バンプをメッキで形成する方法（従来例３）によりメッキバンプを形成するには、Ａｌパッドの上に、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒなどのバリヤメタルを形成したのちにレジストをスピンコートで塗布し、露光してバンプ形成部のみ穴をあける。これに電気を通電して、その穴部分にＡｕなどからなるメッキを行うことで形成する。従って、メッキバンプを形成するには、大規模なメッキ装置や、シアン化合物などの危険物の廃液処理装置を必要とするので、通常のアセンブリ工程を行う工場では現実には実施不可能である。
【０１５６】
また、従来例１の方法に比べて、導電性接着剤の転写といった不安定な転写工程での接着剤の転写量を安定させるためのバンプレベリングが不要となり、そのようなレベリング工程用のレベリング装置が不要となる。その理由は、バンプを押圧しながら基板の電極上で押しつぶすため、予めバンプだけをレベリングしておく必要がないためである。
【０１５７】
また、上記実施形態において以下のようにすれば、バンプ１０３を回路基板４の電極５にズレて実装された場合においても、信頼性の高い接合を達成することもできる。すなわち、バンプ３をＩＣチップ１上に形成する際にワイヤボンディングと同様に金線を電気スパークにより金ボール９６ａを形成する。次に、９５ａで示す直径Φｄ−Ｂｕｍｐのボール９６ａを形成し、これをチャムファー角θｃが１００°以下となるキャピラリー１９３の９３ａで示すチャムファー直径φＤを金ボール９６ａの直径ｄ−Ｂｕｍｐの１／２から３／４とし、キャピラリー１９３の金ボール９６ａと接する部分に平らな部位を設けない先端形状としたキャピラリー１９３でＩＣチップ１の電極２に超音波及び熱圧着によりバンプ１０３を形成する。上記形状のキャピラリー１９３を用いることで図１０（Ｂ）のような先端が大略円錐状のバンプ１０３をＩＣチップ１の電極２に形成することができる。上記方法で形成したバンプ１０３を回路基板４の電極５に図１１（Ｃ）のごとく寸法Ｚだけズレて実装された場合においても、バンプ１０３がその先端が大略円錐形であるためバンプ１０３の外径の半分までのズレである場合はバンプ１０３の一部が必ず基板４の電極５と接触することができる。従来のバンプ３の図１１（Ｄ）ではバンプ３のいわゆる台座３ｇの幅寸法ｄの一部が接触するが、部分的にしか接触せず不安定な接合となる。これを冷熱衝撃試験やリフローにかけた場合に接合部分がオープンとなる。本発明では、このような不安定な接合がなくなり、生産歩留まりと信頼性の高い接合を提供することができる。
【０１５８】
（２）ＩＣチップと回路基板の接合
従来例２の方法によれば、接続抵抗は、バンプと回路基板の電極の間に存在する導電粒子の数に依存していたが、本発明の上記実施形態では、ＩＣチップ側電極と基板側電極との間の電気的導通のために導電粒子を両電極間に挟み込む必要が無く、独立した工程としてのレベリング工程においてバンプ３をレベリングせずに回路基板４の電極５に従来例１、２よりも強い荷重（例えば、１バンプ３あたり２０ｇｆ以上の加圧力）で押しつけてバンプ３と電極５とを直接的に接合することができるため、介在する粒子数に接続抵抗値が依存せず、安定して接続抵抗値が得られる。すなわち、上記導電粒子１０ａは、バンプ３と基板電極５との直接接合において、導電粒子１０ａがバンプ３と基板電極５との間に挟まれた場合には、基板側の電極５とＩＣチップ側のバンプ３との間での接続抵抗値を低下せしめることができるといった、付加的効果を奏するものである。
【０１５９】
また、従来のレベリング工程では基板電極との接合時のバンプ高さを一定に整えるために行っているが、本発明の上記各実施形態ではバンプ３の押しつぶしを電極２又は５への接合と同時に行うことができるので、独立したレベリング工程が不要であるばかりでなく、接合時に回路基板４の反りやうねりを変形させて矯正しながら接合することができるので、又は、バンプ３，１０３に付着させた導電性ペーストを硬化して接合時に導電性ペーストを変形させることにより、バンプ３，１０３のレベリングを一切不要として、接合時に回路基板４の反りやうねりを変形させて矯正しながら接合するので、反りやうねりに強い。
【０１６０】
ところで、従来例１では１０μｍ／ＩＣチップ（１個のＩＣチップ当たり１０μｍの厚み反り寸法精度が必要であることを意味する。）、従来例２では２μｍ／ＩＣ、従来例３でも１μｍ／ＩＣチップ（バンプ高さバラツキ±１μｍ以下）というような高精度の基板４やバンプ３，１０３の均一化が必要であり、実際上は、ＬＣＤに代表されるガラス基板が用いられている。これに対して、本発明の上記実施形態によれば、接合時に回路基板４の反りやうねりを変形させて矯正しながら接合するので、反りやうねりのある平面度の悪い基板、例えば、樹脂基板、フレキシブル基板、多層セラミック基板などを用いることができ、より低廉で汎用性のあるＩＣチップの接合方法を提供することができる。
【０１６１】
また、ＩＣチップ１と回路基板４との間の熱硬化性樹脂６ｍの体積をＩＣチップ１と回路基板４との間の空間の体積より大きくするようにすれば、この空間からはみ出すように流れ出て、封止効果を奏することができる。よって、従来例１で必要とした導電性接着剤でＩＣチップと回路基板を接合した後にＩＣチップの下に封止樹脂（アンダーフィルコート）を行う必要がなく、工程を短縮することができる。
【０１６２】
なお、無機フィラー６ｆを熱硬化性樹脂６ｍにその５〜９０ｗｔ％程度配合することにより、熱硬化性樹脂の弾性率、熱膨張係数を基板４に最適なものにコントロールすることができる。これに加えて、通常のメッキバンプでこれを利用すると、バンプと回路基板の間に無機フィラーが入り込み、接合信頼性が低くなる。しかしながら、本発明の上記実施形態のようにスタッドバンプ（ワイヤーボンディングを応用した形成方法）を用いるようにすれば、接合開始当初に熱硬化性樹脂６ｍ中に入り込んできた尖っているバンプ３，１０３により、無機フィラー６ｆを、よって、熱硬化性樹脂６ｍを、バンプ３，１０３の外側方向へ押し出さすことにより、バンプ３，１０３が変形していく過程で無機フィラー６ｆと熱硬化性樹脂６ｍをバンプ３，１０３と電極５，２の間から押し出し、不要な介在物を存在させないようにすることができ、より信頼性を向上させることができる。
【０１６３】
以上、本発明によれば、従来の接合工法よりも生産性よく、低廉な電子部品例えばＩＣチップと回路基板の接合方法及びその装置を提供することができる。
【０１６４】
なお、上記第１実施形態においては、レベリングをしない図１に示すようなバンプ３の他、図３７（Ａ），（Ｂ）にそれぞれ示すようなレベリング済みのスタッドバンブ３００，３０１を有するＩＣチップ１と基板４との間での接合にも適用することができる。この場合、レベリング工程は必要となるが、封止工程が不要となるなどの他の効果は奏することができる。また、上記バンプは、めっき又は印刷により、外観が図３７（Ａ），（Ｂ）と大略同様に形成されたバンプを使用することもできる。例えば、ＩＣチップの電極上にチタンやニッケルや金をこの順にめっきでバンプを形成したり、アルミニウムやニッケルなどと合成樹脂とを混合したペーストをＩＣチップの電極上に印刷して乾燥又は硬化させることにより、ポリマーバンプを形成することもできる。特に、レベリングしたバンプやめっき又は印刷により形成したバンプを使用する場合、バンプの変形量を少ないため、万が一、無機フィラーがバンプと基板電極との間に挟まれてしまってバンプと基板電極との間の電気的接続が不安定になる恐れがあるが、バンプと基板電極との間に導電粒子１０ａも挟まれることになり、この導電粒子１０ａによりバンプと基板電極との間の導通を確保することができる。
【０１６５】
【発明の効果】
上記したように、本発明によれば、電子部品と回路基板を接合するのに従来要した工程の多くを無くすことができ、非常に生産性を向上させることができる。
【０１６６】
さらに、以下のような効果をも奏することができる。
【０１６７】
（１）バンプ形成
バンプをメッキで形成する方法（従来例３）では、専用のバンプ形成工程を半導体メーカーで行う必要があり、限定されたメーカーでしかバンプの形成ができない。ところが、本発明によれば、ワイヤボンディング装置により、電子部品の例として汎用のワイヤボンディング用のＩＣチップを用いることができ、ＩＣチップの入手が容易となる。
【０１６８】
また、従来例１の方法に比べて、導電性接着剤の転写といった不安定な転写工程での接着剤の転写量を安定させるためのバンプレベリングが不要となり、そのようなレベリング工程用のレベリング装置が不要となる。
【０１６９】
また、先端が大略円錐状のバンプを電子部品の電極に形成すれば、バンプを回路基板の電極にズレて実装された場合においても、バンプがその先端が大略円錐形であるためバンプの外径の半分までのズレである場合はバンプの一部が必ず基板の電極と接触することができる。従来のバンプではバンプのいわゆる台座の一部が接触するが、部分的にしか接触せず不安定な接合となる。これを冷熱衝撃試験やリフローにかけた場合に接合部分がオープンとなる。本発明では、このような不安定な接合がなくなり、生産歩留まりと信頼性の高い接合を提供することができる。
【０１７０】
（２）ＩＣチップと回路基板の接合
従来例２の方法によれば、接続抵抗は、バンプと回路基板の電極の間に存在する導電粒子の数に依存していたが、本発明では、電子部品側電極と基板側電極との間の電気的導通のために導電粒子を両電極間に挟み込む必要が無く、独立した工程としてのレベリング工程においてバンプをレベリングせずに回路基板の電極に従来例１、２よりも強い荷重（例えば、１バンプあたり２０ｇｆ以上の加圧力）で押しつけてバンプと電極とを直接的に接合することができるため、介在する粒子数に接続抵抗値が依存せず、安定して接続抵抗値が得られる。すなわち、上記導電粒子は、バンプと基板電極との直接接合において、導電粒子がバンプと基板電極との間に挟まれた場合には、基板側の電極と電子部品側のバンプとの間での接続抵抗値を低下せしめることができるといった、付加的効果を奏するものである。
【０１７１】
また、従来のレベリング工程では基板電極との接合時のバンプ高さを一定に整えるために行っているが、本発明ではバンプの押しつぶしを電極への接合と同時に行うことができるので、独立したレベリング工程が不要であるばかりでなく、接合時に回路基板の反りやうねりを変形させて矯正しながら接合することができるので、又は、バンプに付着させた導電性ペーストを硬化して接合時に導電性ペーストを変形させることにより、バンプのレベリングを一切不要として、接合時に回路基板の反りやうねりを変形させて矯正しながら接合するので、反りやうねりに強い。
【０１７２】
ところで、従来例１では１０μｍ／ＩＣチップ（１個のＩＣチップ当たり１０μｍの厚み反り寸法精度が必要であることを意味する。）、従来例２では２μｍ／ＩＣ、従来例３でも１μｍ／ＩＣチップ（バンプ高さバラツキ±１μｍ以下）というような高精度の基板やバンプの均一化が必要であり、実際上は、ＬＣＤに代表されるガラス基板が用いられている。これに対して、本発明によれば、接合時に回路基板の反りやうねりを変形させて矯正しながら接合することができるので、反りやうねりのある平面度の悪い基板、例えば、樹脂基板、フレキシブル基板、多層セラミック基板などを用いることができ、より低廉で汎用性のあるＩＣチップの接合方法を提供することができる。
【０１７３】
また、電子部品と回路基板との間の絶縁性樹脂の体積を電子部品と回路基板との間の空間の体積より大きくするようにすれば、この空間からはみ出すように流れ出て、封止効果を奏することができる。よって、従来例１で必要とした導電性接着剤でＩＣチップと回路基板を接合した後にＩＣチップの下に封止樹脂（アンダーフィルコート）を行う必要がなく、工程を短縮することができる。
【０１７４】
なお、無機フィラーを絶縁性樹脂にその５〜９０ｗｔ％程度配合することにより、絶縁性樹脂の弾性率、熱膨張係数を基板に最適なものにコントロールすることができる。これに加えて、通常のメッキバンプでこれを利用すると、バンプと回路基板の間に無機フィラーが入り込み、接合信頼性が低くなる。しかしながら、本発明のようにスタッドバンプ（ワイヤーボンディングを応用した形成方法）を用いるようにすれぱ、接合開始当初に絶縁性樹脂中に入り込んできた尖っているバンプにより、無機フィラーを、よって、絶縁性樹脂を、バンプの外側方向へ押し出さすことにより、バンプが変形していく過程で無機フィラーと絶縁性樹脂をバンプと電極の間から押し出し、不要な介在物を存在させないようにすることができ、より信頼性を向上させることができる。
【０１７５】
また、同じ重量の無機フィラーを配合する場合には、平均粒径が３μｍ以上の大きな無機フィラーを用いるようにするか、複数の異なる平均粒径を持つ無機フィラーを用いるようにするか、一方の無機フィラーの平均粒径は、他方の無機フィラーの平均粒径の２倍以上異なっている無機フィラーを用いるようにするか、少なくとも２種類の無機フィラーのうちの一方の無機フィラーは３μｍを超える平均粒径を持ち、他方の無機フィラーは３μｍ以下の平均粒径を持つ無機フィラーを用いるようにすれば、無機フィラーの周りにおける吸湿量を減らしめることができ、耐湿性を向上させることが可能となるとともに、無機フィラーの量を増加させることができて、フィルム化（固体化）することが容易になる上に、異方性導電層例えば異方性導電膜シート又は異方性導電膜形成用接着剤の線膨張係数を低下させることができ、より長寿命化させることができて、信頼性を向上させることができる。。
【０１７６】
さらに、平均粒径の大きい一方の無機フィラーは上記絶縁性樹脂と同一材料からなるようにすれば、応力緩和作用を奏するようにすることができ、又、平均粒径の大きい一方の無機フィラーは上記絶縁性樹脂であるエポキシ樹脂よりも柔らかく、上記一方の無機フィラーが圧縮されるようにすれば、応力緩和作用を奏するようにすることもできる。
【０１７７】
また、電子部品又は上記基板と異方性導電層との接合界面では無機フィラーが存在しないかその量を少なくすれば、絶縁性樹脂本来の接着性が発揮されて、上記接合界面で接着性の高い絶縁性樹脂が多くなり、電子部品又は上記基板と絶縁性樹脂との密着強度を向上させることができて、無機フィラーによる線膨張係数を下げる効果を持たせたまま、電子部品又は上記基板との接着性が向上する。これにより、各種信頼性試験での寿命が向上するとともに、曲げに対しての剥離強度が向上する。
【０１７８】
さらに、上記電子部品に接触する部分又は層では、電子部品表面に用いられる膜素材に対して密着性を向上させる絶縁性樹脂を用いる一方、上記基板に接触する部分又は層では、基板表面の材料に対して密着性を向上させる絶縁性樹脂を用いるようにすれば、さらに密着性を向上させることができる。
なお、上記各実施形態において、上記超音波を印加して上記金バンプと上記基板の上記電極とを金属接合するとき及び上記基板の反りの矯正と上記バンプを押しつぶすときの両方の工程において上記電子部品及び基板の両方とも加熱することなく、それぞれ、行ったのち、上記電子部品側から、又は基板側から、又は、上記電子部品側と上記基板側の両方から加熱するようにしてもよい。
【０１７９】
以上、本発明によれば、回路基板と電子部品を接合した後に、電子部品と基板の間に流し込む封止樹脂工程やバンプの高さを一定に揃えるバンプレベリング工程を必要とせず、電子部品を基板に生産性良くかつ高信頼性で接合する回路基板への電子部品の実装方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）はそれぞれ本発明の第１実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法を示す説明図である。
【図２】 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ第１実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法において、熱硬化性樹脂中の無機フィラーが接合開始当初に熱硬化性樹脂中に入り込んできた尖っているバンプによりバンプ外側方向へ押し出される状態を示す説明図、及び、（Ｃ）はバンプと基板電極の間に無機フィラーが入り込まない状態を示す説明図である。
【図３】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）はそれぞれ本発明の第１実施形態における実装方法において、ＩＣチップのワイヤボンダーを用いたバンプ形成工程を示す説明図である。
【図４】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ本発明の第１実施形態にかかる実装方法において、回路基板とＩＣチップの接合工程を示す説明図である。
【図５】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ本発明の第１実施形態である実装方法において回路基板とＩＣチップの接合工程を示す説明図である。
【図６】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ、本発明の第３実施形態の実装方法において異方性導電膜シートに代えて、熱硬化性接着剤を回路基板上に配置することを説明するための説明図、及び、（Ｄ），（Ｅ）はそれぞれ上記第１実施形態での接合状態の拡大説明図である。
【図７】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ），（Ｆ）は、それぞれ、本発明の第３実施形態の実装方法において、図６の変形例として、異方性導電膜シートに代えて、熱硬化性接着剤を回路基板上に配置することを説明するための説明図である。
【図８】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ本発明の第５実施形態にかかる実装方法において、回路基板とＩＣチップの接合工程を示す説明図である。
【図９】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ本発明の第５実施形態である実装方法において回路基板とＩＣチップの接合工程を示す説明図である。
【図１０】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ本発明の第６実施形態である実装方法において回路基板とＩＣチップの接合工程を示す説明図である。
【図１１】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）はそれぞれ本発明の第６実施形態である実装方法において回路基板とＩＣチップの接合工程を示す説明図である。
【図１２】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ本発明の第７実施形態である実装方法において回路基板とＩＣチップの接合工程を示す説明図である。
【図１３】 は本発明の第７実施形態である実装方法において回路基板とＩＣチップの接合工程を示す説明図である。
【図１４】 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ熱硬化性樹脂シートをＩＣチップ１側に形成した第１実施形態の変形例を示す説明図、及び、熱硬化性接着剤をＩＣチップ１側に形成した第１実施形態の変形例を示す説明図である。
【図１５】 従来の回路基板とのＩＣチップの接合方法を示す断面図である。
【図１６】 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来の回路基板とのＩＣチップの接合方法を示す説明図である。
【図１７】 上記第１実施形態において、８０μｍの外径のバンプの場合の抵抗値と荷重との関係のグラフの図である。
【図１８】 上記第１実施形態において、８０μｍ，４０μｍのそれぞれの外径のバンプと最低荷重との関係に基づき信頼性の高い領域を示したグラフの図である。
【図１９】 上記第３実施形態において、樹脂シート（異方性導電膜シート）の加熱温度と反応率とのグラフの図である。
【図２０】 上記第１実施形態で使用される電子部品搭載装置の斜視図である。
【図２１】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ図２０の電子部品搭載装置での部品側での位置認識動作を示す斜視図、部品の位置認識画像の図、基板側での位置認識動作を示す斜視図、基板の位置認識画像の図である。
【図２２】 上記第４実施形態で使用する超音波印加装置の概略図である。
【図２３】 上記第５実施形態で使用される貼り付け装置の概略図である。
【図２４】 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれＡＣＦ工法と上記実施形態の工法との比較説明のためのバンプ付近の拡大断面図である。
【図２５】 本発明の第９実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置により接合された接合状態の模式断面図である。
【図２６】 上記第９実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置により使用される樹脂シートの部分拡大模式断面図である。
【図２７】 本発明の第１３実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置により接合された接合状態での絶縁性樹脂と無機フィラーの模式断面図である。
【図２８】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）はそれぞれ本発明の第１４実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置により使用される異方性導電層の種々の例を示す電子部品ユニットの模式断面図である。
【図２９】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）はそれぞれ本発明の第１４実施形態の変形例にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置により使用される異方性導電層の種々の例の模式断面図である。
【図３０】 図２９（Ａ）に示された上記第１４実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置により使用される異方性導電層を使用して接合された接合状態の模式断面図である。
【図３１】 図２９（Ｂ）に示された上記第１４実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置により使用される異方性導電層を使用して接合された接合状態の模式断面図である。
【図３２】 （Ａ），（Ｂ）は図２９（Ｃ），（Ｄ）にそれぞれ示された上記第１４実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置により使用される異方性導電層を使用して接合された接合状態の模式断面図である。
【図３３】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）はそれぞれ上記第１４実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置により使用される異方性導電層の無機フィラーの量と異方性導電層の厚み方向の位置との様々な関係のグラフを示す図である。
【図３４】 本発明の第１５実施形態にかかる回路基板への電子部品例えばＩＣチップの実装方法及び装置により使用される異方性導電層の製造工程の説明図である。
【図３５】 図３４の部分拡大図である。
【図３６】 上記第１実施形態の一具体例における導電粒子の平均直径と無機フィラーの粒子の平均直径の分布図である。
【図３７】 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ上記第１実施形態の変形例において使用可能なバンプの例を示す図である。
【符号の説明】
１…ＩＣチップ、２，５…電極、３，１０３…バンプ、３ｇ…台座、４…回路基板、６ｂ…異方性導電膜形成用熱硬化性接着剤、６ｆ…無機フィラー、６ｆ−１…平均粒径の大きな無機フィラー、６ｆ−２…平均粒径の小さな無機フィラー、６ｍ…異方性導電層（例としては熱硬化性樹脂）、６ｖ…第４樹脂層、６ｗ…第５樹脂層、６ｘ…第１樹脂層、６ｙ…第２樹脂層、６ｚ…第３樹脂層、７…貼付けツール、８…接合ツール、８ａ…ヒータ、９，１０９，２０１…ステージ、１０…異方性導電膜シート、１０ａ…導電粒子、１０ｓ…異方性導電膜シートを構成していて硬化した樹脂、９３，１９３…キャピラリー、１９３ａ…先端部位、９３ｂ…平らな部位、９５…ワイヤ、９６，９６ａ…ボール、９８…湾曲部、９９…ループ、２００…保持部材、６７０…ローラ、６７１…絶縁性樹脂シート体、６７２…ベースフィルム、６７３…第１樹脂シート、６７４…第２樹脂シート、７００…ＩＣチップ及び／又は基板に接触する部分（無機フィラー量が少ないか、もしくは上記無機フィラーを配合しない部分）、７０１…他の部分（無機フィラー量が多い部分）、７０２…無機フィラー量が少ないか、もしくは上記無機フィラーを配合しない部分、７０３…無機フィラー量が多い部分。

Claims (7)

1. ワイヤボンディングと同様に金属線（９５）の先端に電気スパークによりボール（９６，９６ａ）を形成し、上記形成されたボールをキャピラリー（９３，１９３）により電子部品（１）の電極（２）にバンプ（３，１０３）を形成し、
   上記形成されたバンプをレベリングせずに、無機フィラーを配合した絶縁性樹脂に導電粒子（１０ａ）を配合した異方性導電層（１０）を介在させながら、上記電子部品の上記電極と回路基板（４）の電極（５）とを位置合わせして上記電子部品を上記基板に搭載し、
   その後、所定温度に加熱されたツール（８）により上記電子部品の上面から加熱しながら、加圧力として上記電子部品を上記回路基板に圧力Ｐ１により押圧して上記基板の反りの矯正を行いながら、上記電子部品と上記回路基板の間に介在する上記異方性導電層の上記絶縁性樹脂を硬化し、
   その後、所定時間後、上記加圧力を上記圧力Ｐ１より低い圧力Ｐ２に降下させて上記異方性導電層の上記絶縁性樹脂の硬化時の応力を緩和しながら、上記電子部品と上記回路基板を接合して上記電子部品の上記電極と上記回路基板の上記電極を電気的に接続するようにしたことを特徴とする電子部品の実装方法。
2. 上記圧力Ｐ１は２０ｇｆ／バンプ以上、上記圧力Ｐ２は上記圧力Ｐ１の１／２以下とする請求項１に記載の電子部品の実装方法。
3. 無機フィラーを配合した絶縁性樹脂に導電粒子（１０ａ）を配合した異方性導電層（１０）を回路基板（４）又は電子部品（１）に貼り付ける装置（７，１０９，２００，２０１）と、
   上記電子部品（１）の電極（２）にワイヤボンディング同様に金属線（９５）の先端に電気スパークによりボール（９６，９６ａ）を形成し、これをキャピラリー（９３，１９３）により上記基板の上記電極に形成してレベリングしないバンプ（３，１０３）を形成する装置（９３，１９３）と、
   上記電子部品を上記回路基板（４）の上記電極（５）に位置合わせして搭載する装置（６００）と、
   所定温度に加熱されたツール（８）により、上記電子部品の上面から加熱しながら、加圧力として上記電子部品を上記回路基板に圧力Ｐ１により押圧して上記基板の反りの矯正を行いながら、上記電子部品と上記回路基板の間に介在する上記絶縁性樹脂を硬化し、その後、所定時間後、上記加圧力を上記圧力Ｐ１より低い圧力Ｐ２に降下させて上記異方性導電層の上記絶縁性樹脂の硬化時の応力を緩和しながら上記電子部品と上記回路基板を接合して上記電子部品の上記電極と上記回路基板の上記電極を電気的に接続する装置（８，９）とを備えるようにしたことを特徴とする電子部品の実装装置。
4. 上記圧力Ｐ１は２０ｇｆ／バンプ以上、上記圧力Ｐ２は上記圧力Ｐ１の１／２以下とする請求項３に記載の電子部品の実装装置。
5. ワイヤボンディングと同様に金属線（９５）の先端に電気スパークによりボール（９６，９６ａ）を形成し、上記形成されたボールをキャピラリー（９３，１９３）により電子部品（１）の電極（２）に超音波熱圧着してバンプ（３，１０３）を形成し、
   無機フィラーを配合した絶縁性樹脂に導電粒子（１０ａ）を配合した異方性導電層（１０）を介在させながら、上記電子部品の上記電極と回路基板（４）の電極（５）とを位置合わせして上記電子部品を上記基板に搭載し、
   その後、上記電子部品側から加熱しながら、又は基板側から加熱しながら、又は、上記電子部品側と上記基板側の両方から加熱しながら、ツール（８）により上記電子部品を上記回路基板に１バンプあたり２０ｇｆ以上の加圧力により押圧し、上記基板の反りの矯正と上記バンプを押しつぶしながら、上記電子部品と上記回路基板の間に介在する上記異方性導電層の上記絶縁性樹脂を硬化して、上記電子部品と上記回路基板を接合して上記電子部品の上記電極と上記回路基板の上記電極を電気的に接続する電子部品の実装方法であって、
   上記異方性導電層（１０）は、上記電子部品及び上記基板に接触する部分に位置されかつ上記無機フィラーを配合した絶縁性樹脂で構成される第４樹脂層（６ｖ）と、上記電子部品と上記基板との中間部分に位置されかつ上記第４樹脂層よりも上記無機フィラー量が少ない絶縁性樹脂で構成される第５樹脂層（６ｗ）とを備えることを特徴とする電子部品の実装方法。
6. ワイヤボンディングと同様に金属線（９５）の先端に電気スパークによりボール（９６，９６ａ）を形成し、上記形成されたボールをキャピラリー（９３，１９３）により電子部品（１）の電極（２）に超音波熱圧着してバンプ（３，１０３）を形成し、
   無機フィラーを配合した絶縁性樹脂に導電粒子（１０ａ）を配合した異方性導電層（１０）を介在させながら、上記電子部品の上記電極と回路基板（４）の電極（５）とを位置合わせして上記電子部品を上記基板に搭載し、
   その後、上記電子部品側から加熱しながら、又は基板側から加熱しながら、又は、上記電子部品側と上記基板側の両方から加熱しながら、ツール（８）により上記電子部品を上記回路基板に１バンプあたり２０ｇｆ以上の加圧力により押圧し、上記基板の反りの矯正と上記バンプを押しつぶしながら、上記電子部品と上記回路基板の間に介在する上記異方性導電層の上記絶縁性樹脂を硬化して、上記電子部品と上記回路基板を接合して上記電子部品の上記電極と上記回路基板の上記電極を電気的に接続する電子部品の実装方法であって、
   上記異方性導電層（１０）は、上記電子部品及び上記基板に接触する部分に位置されかつ上記無機フィラーを配合した絶縁性樹脂で構成される第４樹脂層（６ｖ）と、上記電子部品と上記基板との中間部分に位置されかつ上記無機フィラー量が含まれていない絶縁性樹脂で構成される第５樹脂層（６ｗ）とを備えることを特徴とする電子部品の実装方法。
7. ワイヤボンディングと同様に金属線（９５）の先端に電気スパークによりボール（９６，９６ａ）を形成し、上記形成されたボールをキャピラリー（９３，１９３）により電子部品（１）の電極（２）に超音波熱圧着してバンプ（３，１０３）を形成し、
   無機フィラーを配合した絶縁性樹脂に導電粒子（１０ａ）を配合した異方性導電層（１０）を介在させながら、上記電子部品の上記電極と回路基板（４）の電極（５）とを位置合わせして上記電子部品を上記基板に搭載し、
   その後、上記電子部品側から加熱しながら、又は基板側から加熱しながら、又は、上記電子部品側と上記基板側の両方から加熱しながら、ツール（８）により上記電子部品を上記回路基板に１バンプあたり２０ｇｆ以上の加圧力により押圧し、上記基板の反りの矯正と上記バンプを押しつぶしながら、上記電子部品と上記回路基板の間に介在する上記異方性導電層の上記絶縁性樹脂を硬化して、上記電子部品と上記回路基板を接合して上記電子部品の上記電極と上記回路基板の上記電極を電気的に接続する電子部品の実装方法であって、
   上記異方性導電層（１０）は、上記電子部品及び上記基板にそれぞれ接触する部分から、上記電子部品及び上記基板との中間部分に向かって、上記無機フィラー量が徐々に少なくなるようにしたことを特徴とする電子部品の実装方法。

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