專利名稱：電子零件裝配模件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子零件裝配模件，尤其是涉及通過配線底板上的導(dǎo)電性凸起電極來安裝電子零件的電子零件裝配模件及其制造方法，以及帶有該電子零件裝配模件的裝置。
原有的電子零件中，有硅片等半導(dǎo)體元件、在硅底板上等上形成電阻的電阻片或涂敷多層電介質(zhì)的電容器片等。這些零件在電路連接上具有微細(xì)的連接部分，當(dāng)與作為基底的底板之間的熱膨脹差異較大時(shí)，會(huì)發(fā)生如下問題。下面針對(duì)半導(dǎo)體元件來說明這些問題，但不言而喻，對(duì)其它電子零件來說也是一樣。
半導(dǎo)體元件的連接間距是探索微小化的一種途徑。由于半導(dǎo)體元件周圍的連接點(diǎn)個(gè)數(shù)有增多的趨勢(shì)，更加促使連接間距的微小化。驅(qū)動(dòng)液晶顯示元件的IC(顯示控制器)就是連接間距微小的半導(dǎo)體元件的典型實(shí)例。而且在液晶顯示元件底板上進(jìn)行多層接線是有困難的，結(jié)果連接端子就集中在IC片的外周部分，所以間距就更加微小了。
作為將IC片外周排列的一系列端子連接在配線底板上的方法，一般有引線接合法、使用聚酰亞胺類帶子的TAB〔Tape Automated Bonding(自動(dòng)連接帶)〕等。然而在這些方法中，間距仍有一定限度。前者受焊頭尺寸限制，后者受銅箔的加工精度限制。
不受上述限度制約的一種結(jié)構(gòu)，稱作背面饋送或倒裝片，例如半導(dǎo)體元件的表面與配線底板表面相對(duì)的結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，為了確保半導(dǎo)體元件和配線底板的電路導(dǎo)通及絕緣，通常需要凸起電極。當(dāng)然，不一定必須要有凸起電極，如特開平2-84747號(hào)公報(bào)所提出的不使用凸起電極的方案。還有如特開昭57-28337號(hào)公報(bào)、特開平2-54946號(hào)公報(bào)及特開平2-82545號(hào)公報(bào)提出的將連接構(gòu)件設(shè)置在半導(dǎo)體元件和配線底板之間的一種結(jié)構(gòu)。
可是考慮到成本、批量生產(chǎn)性等實(shí)際問題，還是形成凸起電極的方法最合理。因此有關(guān)凸起電極的專利很多。另外還分為將半導(dǎo)體元件還是配線底板形成凸起。關(guān)于在配線底板上設(shè)置凸起的技術(shù)，已公開發(fā)表在特開昭61-245543號(hào)、特開昭62-161187號(hào)、特開昭63-40331號(hào)、特開昭63-92036號(hào)、特開昭63-220533號(hào)、特開平1-273327號(hào)、特開平1-281433號(hào)、特開平2-28340號(hào)、特開昭62-35597號(hào)、特開昭63-70888號(hào)各公報(bào)中。特別是像液晶顯示元件那樣只在大型配線底板周邊安裝半導(dǎo)體元件時(shí)，與所使用的底板面積相比，所形成的凸起的個(gè)數(shù)少，從成本方面考慮，這種結(jié)構(gòu)不利。
與此相反，在半導(dǎo)體元件上設(shè)置凸起的結(jié)構(gòu)更合理，因此申請(qǐng)專利的也多。關(guān)于凸起的材質(zhì)問題，在TAB中最一般的是使用Au(金)，特開昭60-85545號(hào)公報(bào)等多數(shù)是這方面的申請(qǐng)。其它引人注目的是以利用變形能力大的特征，使用焊錫的實(shí)例?？梢耘e出特開平2-37724號(hào)、特開昭63-9136號(hào)、特開昭62-287647號(hào)、特開昭63-122155號(hào)公報(bào)為例?？傊沁x擇軟材料。后面將要介紹，緩解半導(dǎo)體元件與配線底板的熱膨脹差異引起的應(yīng)力為首要目的。形成凸起的方法一般是采用電鍍，但像特開昭63-304587號(hào)公報(bào)、或像特開昭61-117846號(hào)公報(bào)所述，是利用導(dǎo)線的方法，也引人注目。
不管上述的哪一種技術(shù)，連接間距變小時(shí)，不可避免地要使半導(dǎo)體元件和配線底板之間的間隙變小。結(jié)果因半導(dǎo)體元件和配線底板之間的熱膨脹差異而產(chǎn)生很大的應(yīng)力。于是就像《日經(jīng)微型儀器》1989年7月號(hào)第46頁至47頁中所述，在半導(dǎo)體元件和配線底板之間填加樹脂，以緩解分散應(yīng)力。
然而，《如電子情報(bào)通信學(xué)會(huì)論文志》第J73-C-Ⅱ卷，第9冊(cè)第516-524頁(1990年9月)所述，這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是可靠性有賴于樹脂的物性。因此，不使用樹脂來緩解應(yīng)力的結(jié)構(gòu)就變得重要了。
一般來說，電極基板上形成的凸起的俯視斷面形狀呈圓形。與此相反，可以舉出特開平2-170548號(hào)公報(bào)或特開平1-243533號(hào)公報(bào)所示的技術(shù)，能使凸起的平面縱橫尺寸不同，使一個(gè)方向的尺寸比另一方向的尺寸大。前一公報(bào)中是用焊錫形成凸起，俯視斷面形狀呈橢圓形，其配置方法的實(shí)施例是使短邊方向朝向基片中心。但是，這種方法是為了使基片相對(duì)于基板的位置高精度的配合。后一公報(bào)中所述的凸起電極的平面形狀呈葫蘆形。這種凸起不僅長(zhǎng)邊方向的剪切力大，短邊方向的剪切力也很大。以上兩例中的凸起都是使用焊錫，沒有考慮因凸起的變形而造成的底面的熱形變。
在特開昭61-43438號(hào)公報(bào)中敘述了使凸起的縱斷面取亞鈴形狀的方法，是一種用縮頸部的彎曲來吸收底面產(chǎn)生的熱形變的方式。但是，使用這種方式，凸起的剛性不具有各向異性。
如上所述，在原有的技術(shù)中看不到關(guān)于吸收電子零件與配線底板之間的熱膨脹差的帶本質(zhì)性的對(duì)策的技術(shù)。
本發(fā)明的目的是提供一種能吸收電子零件與配線底板之間的熱膨脹差的電子零件裝配模件及其制造方法，這種方法不同于上述原有技術(shù)，不是依靠在電子零件與配線底板之間填充樹脂來緩解應(yīng)力。
本發(fā)明者為達(dá)到上述目的而專心研究的結(jié)果，得出了適用于吸收凸起電極上的應(yīng)力的結(jié)構(gòu)。但是，如上所述，由于連接間距小，凸起電極的高度也小，因此為了充分發(fā)揮應(yīng)力緩解的效果，就必須將凸起電極作得很細(xì)?？墒峭蛊痣姌O變細(xì)時(shí)，半導(dǎo)體元件的機(jī)械保持能力變壞。為了滿足與此相反的要求，就要在凸起電極的結(jié)構(gòu)或配置方面采取特殊辦法。
即，使電子零件和配線底板表面面對(duì)面地連接，在采用所謂背面饋送或具有倒裝片式連接結(jié)構(gòu)的電子零件裝配模件上，使設(shè)置在電子零件表面上或配線底板表面上的導(dǎo)電性的凸起電極的形狀在該電子零件和該配線底板之間具有縮頸部，且使該縮頸部的橫斷面的縱向尺寸和橫向尺寸不同，或短徑與長(zhǎng)徑尺寸不同。
另外，在上述結(jié)構(gòu)中，還要將縮頸部的橫向或長(zhǎng)徑沿配線底板上安裝的電子零件的外周或邊緣配置。
下面作更具體的說明。
首先，本發(fā)明中必要的基本結(jié)構(gòu)如前所述，采用本結(jié)構(gòu)時(shí)，不只限于后面所述的實(shí)施例，也可能是下述的種種形式的變形。
(a)可在配線底板上形成凸起電極。
(b)在具有多個(gè)凸起部的形狀時(shí)，在實(shí)施例中是基座公用，前端部公用或單用，但是，也可以基座單用。
(c)凸起部、前端部、以及基座可以使用不同的材料。當(dāng)然也可以用不同的材料組成凸起部(內(nèi)部與外表、中央部分與兩端等)。
另外，關(guān)于上述結(jié)構(gòu)的電子零件裝配模件的制造方法，不只限于后面所述的實(shí)施例，也可采用原來已知的制造方法。
再者，在本發(fā)明的情況下，不需要在電子零件和配線底板之間的凸起電極周邊填充樹脂，但若將粘接性好的樹脂填充在電子零件和配線底板的間隙中也沒關(guān)系。
在所謂背面饋送或倒裝片式連接結(jié)構(gòu)中，在電子零件和配線底板間的連接部分產(chǎn)生的主要應(yīng)力是由于兩者的熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。例如，在驅(qū)動(dòng)液晶顯示元件的IC中，連接端子幾乎同樣配置在半導(dǎo)體元件周圍。半導(dǎo)體元件與配線底板之間因熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的熱應(yīng)力，以半導(dǎo)體元件的中心部分作為中點(diǎn)而呈放射狀。在各連接端子上，應(yīng)力朝向半導(dǎo)體元件的中心方向。半導(dǎo)體元件可以是硅，熱膨脹系數(shù)小，約為3×10-6/℃，配線底板的熱膨脹系數(shù)約為1×10-5/℃。因此由于溫度的升高或降低，半導(dǎo)體元件與配線底板之間便產(chǎn)生相對(duì)位移。
伴隨這種位移而產(chǎn)生的應(yīng)力，這里成為問題的是熱應(yīng)力。為了使熱應(yīng)力小一些，其有效的直接解決方法是將半導(dǎo)體元件和配線底板之間的距離加大。但是連接間距變小時(shí)，要增大連接間隙是困難的的。例如在特開昭57-28337號(hào)公報(bào)所述的實(shí)施例中，雖然連接用引出頭在300μm以上，但要用它來連接間距為50μm、直徑為25μm的連接端子時(shí)，考慮到連接間距和連接間隙的關(guān)系，其形狀接近細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)線。直徑為25μm的連接端子，與引線接合法用的導(dǎo)線直徑大致相同。在這么小的直徑下，長(zhǎng)度也有300μm，稍加外力，導(dǎo)線就會(huì)變形。因此會(huì)產(chǎn)生種種問題。例如連接前后搬運(yùn)時(shí)，鄰近的端子彼此之間接觸時(shí)，稍加外力就會(huì)將連接端子壓彎，不能保持連接間隙。但實(shí)用上最重要的還不是上述問題，問題是實(shí)用上很難用合適的成本實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)。如果能用低成本實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)，而且又能使連接端子的形變小的話，可以說是一種理想的連接狀態(tài)。
在實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)的困難現(xiàn)狀中，用實(shí)用上可接受的成本實(shí)現(xiàn)盡可能小的連接間隙時(shí)，必須充分實(shí)現(xiàn)應(yīng)力緩解。因此，在將連接端子切斷時(shí)，必須使截面積小。然而截面積小時(shí)雖然能使產(chǎn)生的熱應(yīng)力小，但與此同時(shí)，對(duì)其它負(fù)載的反作用力也減弱。
本發(fā)明者的著眼點(diǎn)是使在平行于應(yīng)力方向的截面上產(chǎn)生的應(yīng)力與連接端子的粗細(xì)的二次方成正比，而在與應(yīng)力方向正交的截面上，連接端子的粗細(xì)對(duì)應(yīng)力無影響。作為半導(dǎo)體元件與配線底板的連接端子，可考慮采用半導(dǎo)體元件一側(cè)的鋁導(dǎo)線終端部分上形成的凸起電極。凸起電極分三個(gè)部分。它們是與半導(dǎo)體元件一側(cè)的鋁導(dǎo)線終端部分連接的基座、兩端寬的柱形凸起部、以及連接用的寬的前端部。設(shè)置在配線底板上的配線82的前端的底板一側(cè)的連接起來。將凸起部切成的斷面，不是正多邊形或圓形，而是類似于長(zhǎng)方形的扁平多邊形或帶圓角的扁平多邊形、長(zhǎng)圓形、橢圓形之類，隨方向的不同，斷面寬度也不同。使這種斷面上所受的對(duì)連接壽命有影響的熱應(yīng)力的方向與斷面上最窄的方向一致。即如圖6所示那樣配置凸起電極81，使其短邊沿著放射方向、與熱應(yīng)力的作用方向平行。這樣做可使用由于所產(chǎn)生的放射狀相對(duì)位移而產(chǎn)生的熱應(yīng)力小，而且對(duì)作用于半導(dǎo)體元件50整體下的其它力來說，連接端子整體呈圓形支柱，剛性大，是一種理想的連接結(jié)構(gòu)。
再來看看連接端子部分內(nèi)部的應(yīng)力分布情況，應(yīng)力集中的地方是凸起電極的根部及前端部，為了緩解應(yīng)力，加大這一部分的截面積是重要的，另外注意到使柱的兩端具有一定的曲率是有效的。滿足上述所要求的事項(xiàng)的典型的凸起電極的詳細(xì)截面示于圖7。在與熱應(yīng)力平行的截面上，凸起部81細(xì)，在與熱應(yīng)力垂直的截面上，凸起部81粗。
以上詳細(xì)說明的電子零件裝配模件之一例示于圖25A及圖25B。
如圖25A及25B所示，電子零件裝配模件500是安裝在底板上的半導(dǎo)體元件501和在硅基板上形成電阻及電容的基片502等電子元件的總稱?；?03和電子零件502連接時(shí)，是使用凸起電極504，能使電子零件工作時(shí)連接部分產(chǎn)生的熱應(yīng)力及作用于電子零件上的外力有效地得到緩解。因此不僅對(duì)于半導(dǎo)體元件501，而且對(duì)于例如形成電阻的基片502等電子零件，本發(fā)明的模件結(jié)構(gòu)是有用的。
下面對(duì)附圖作一簡(jiǎn)單說明

圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的斜視圖;
圖2是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例一部分的斜視圖;
圖3是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的剖面圖;
圖4A及圖4B是表示第1實(shí)施例的制作工序的模式剖面圖;
圖5是表示本發(fā)明的作用的平面圖;
圖6是表示本發(fā)明作用的平面圖;
圖7是表示本發(fā)明的作用的剖面圖;
圖8是表示本發(fā)明的作用的斜視圖;
圖9是表示第2實(shí)施例效果的平面圖;
圖10是第4實(shí)施例的局部放大的剖面圖;
圖11A及圖11B是表示第4實(shí)施例作用的模式剖面圖;
圖12是表示第4實(shí)施例的作用的曲線圖;
圖13A及圖13B是表示第4實(shí)施例的制作工序的模式剖面圖;
圖14A及圖14B是表示第5實(shí)施例的作用的模式剖面圖;
圖15A及圖15B是表示第5實(shí)施例的制作工序的示意圖;
圖16A及圖16B是表示第5實(shí)施例的第1變形的制作工序的示意圖;
圖17A及圖17B是表示第5實(shí)施例的第2變形例的制作工序的示意圖;
圖18A及圖18B是表示第6實(shí)施例的制作工序的示意圖;
圖19是液晶顯示元件外觀略圖;
圖20是表示第10實(shí)施例的工序圖;
圖21是表示第11實(shí)施例的工序圖;
圖22是表示第12實(shí)施例的工序圖;
圖23A及圖23B是從斜下方看到的第13實(shí)施例的斜視圖;
圖24是第13實(shí)施例的制作方法說明圖;
圖25A及圖25B是表示本發(fā)明的電子零件裝配模件之一例的示意圖。
下面通過實(shí)施例來更具體地說明本發(fā)明。另外，本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。
按照?qǐng)D1至圖24的順序說明本發(fā)明的實(shí)施例1至實(shí)施例13。
參照?qǐng)D1至圖4A及4B說明本發(fā)明的第1個(gè)實(shí)施例。
圖1是從斜上方看到的本發(fā)明的第1實(shí)施例的斜視圖。圖2是將連接端子部分放大后的斜視圖。圖3是將圖2的局部放大后的剖面圖。圖4A是本實(shí)施例的制作工序的流程，圖4B是其模式剖面圖。這里為了簡(jiǎn)單起見，圖1中用虛線表示半導(dǎo)體元件10，并將包括鋁配線的半導(dǎo)體元件10內(nèi)部的結(jié)構(gòu)全部省略。同樣，在圖2中除鋁配線20以外，將半導(dǎo)體元件10及玻璃基板14省略。在圖3中，將半導(dǎo)體元件10內(nèi)部的晶體三極管、二極管、電阻、電容等功能元件及連接這些元件的配線省略，總括起來作為硅基板30。剖面平行于熱應(yīng)力。
本實(shí)施例的半導(dǎo)體元件的實(shí)際裝配結(jié)構(gòu)，是在玻璃基板14的表面上形成由ITO(銦和錫的復(fù)合氧化物)構(gòu)成的透明配線13，再用導(dǎo)電性粘合劑12將上述玻璃基板14和予先形成凸起電極11的半導(dǎo)體元件10連接起來而成。凸起電極11與半導(dǎo)體元件10連接的部分形成寬闊的形狀，這部分稱為基座1101。為了可靠地與導(dǎo)電性粘合劑12連接，其前端部1103也形成寬闊的形狀。中央部位是凸起部1102，圖中呈薄板狀，但用平行于玻璃基板14和半導(dǎo)體元件10的平面切割最細(xì)部分所得的截面呈長(zhǎng)圓形。由圖1可知，凸起部1102的配置方式，從整體上看呈圓筒形。若從正上方看，其形狀近似圖5所示。在有熱應(yīng)力時(shí)，這種形狀具有柔軟性，而且對(duì)于外力等其它負(fù)載具有足夠的剛性。圖1中畫出來的凸起電極11有10個(gè)，這是為了容易看而省略的結(jié)果，實(shí)際上是192個(gè)。半導(dǎo)體元件10是邊長(zhǎng)為4mm的正方形，在正方形的各邊上每邊平均排列48個(gè)凸起電極，間距為80μm。圖2中用符號(hào)g表示的連接間隙約25μm，這是凸起電極11的高度(即基座1101的厚度、凸起部1102的高度和前端部1103的厚度合計(jì)起來的高度)和導(dǎo)電性粘合劑12的厚度的合計(jì)值。更詳細(xì)地說，即在厚5μm的基座1101和鋁配線20的界面上有由厚100nm的鉻膜3201和厚500nm的金膜3202重疊而成的薄膜，作為電鍍基底膜32。此膜的用途是防止鋁配線20和凸起電極11上的銅互相擴(kuò)散，以及凸起電極11電鍍時(shí)用來供給電流。在凸起部1102和基座1101的連接部分，以及在凸起部1102和前端部1103的連接部分，為了避免應(yīng)力集中而有一定的曲率(圖3中的R)。其值為15μm。在凸起部1102的中央最細(xì)的部分，受熱應(yīng)力作用的方向的寬度為2μm，與其垂直的方向?yàn)?0μm?；?101及前端部1103的大小都是40μm的正方形。
參照?qǐng)D4A及4B說明本實(shí)施例的制造方法。圖4A所示為制作工序，圖4B所示為各工序中形成的剖面。圖中的電鍍基底膜32雖然是用一層膜來表示，這只是為了簡(jiǎn)化，前面已經(jīng)講過，該膜是由鉻膜3201和金膜3202構(gòu)成的兩層結(jié)構(gòu)。另外將鋁配線20及除含有表面保護(hù)膜31的電鍍基底膜32以外的其它結(jié)構(gòu)省略了，總括起來作為硅基板30。
(1)用保護(hù)層40形成基座1101的圖形，在此圖形中用電解鍍膜法形成基座1101。厚度為5μm。為了將保護(hù)層作為陽性層使用，電鍍液是酸性硫酸銅浴。
(2)將保護(hù)層40剝離，再形成厚約20μm的保護(hù)層41。在此狀態(tài)下，用主要成分為(NH4)2S2O5和NH4I的腐蝕液，將基座1101的一部分腐蝕掉。
(3)利用保護(hù)層41進(jìn)行電解鍍膜，形成凸起部1102及前端部1103。
(4)將保護(hù)層41剝離，用電鍍膜作掩膜，將電鍍基底膜32腐蝕掉。
玻璃基板14的熱膨脹系數(shù)為4.6×10-6，數(shù)值較小溫度從常溫(20℃)上升到80℃時(shí)，半導(dǎo)體元件10與玻璃底板14之間的最大位移約為0.3μm。盡管如此，這個(gè)數(shù)值將引起凸起部1102發(fā)生塑性形變。在凸起部1102產(chǎn)生的最大應(yīng)力約達(dá)15kg/mm2。可是在與基座1101下部的鋁配線20的界面上，以及與前端部1103的導(dǎo)電性粘合劑的界面上，使應(yīng)力緩解到約0.5kg/mm2。這是使各界面保持安全的足夠小的值。結(jié)果通過了從-30℃到85℃的溫度循環(huán)試驗(yàn)。另外，受到破壞的地方是凸起部1102。再者，因予先將基座1101部分腐蝕掉了一部分，所以應(yīng)力減弱的電鍍連接部分偏離應(yīng)力最集中的基座1101和凸起部分1102的接點(diǎn)，成為可靠性高的結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)D8-圖9說明本發(fā)明的第2個(gè)實(shí)施例。
圖8是從斜上方看到的本發(fā)明的第2個(gè)實(shí)施例的局部斜視圖。圖9是從玻璃基板一側(cè)看到的第1實(shí)施例和本實(shí)施例的平面圖。圖8中為了簡(jiǎn)單起見，將全部含有鋁配線的半導(dǎo)體元件及玻璃基板省略。同樣的原因，圖9中將含有鋁配線的半導(dǎo)體元件中的結(jié)構(gòu)、凸起的前端部、導(dǎo)電性粘合劑及玻璃底板省略。
在本實(shí)施例中，在一個(gè)連接處設(shè)置若干個(gè)凸起。圖8是在平行于熱應(yīng)力的方向排列3個(gè)凸起部11002的實(shí)施例。這是3個(gè)凸起部公用一個(gè)基座11001和一個(gè)前端部11003的一種結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的制作工序，只是將圖4中的保護(hù)層41的圖形改變成有三個(gè)穴的圖形，基本上與第1實(shí)施例相同，這里從略。
圖9是本實(shí)施例的凸起結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中的凸起與熱應(yīng)力平行的寬度與第1實(shí)施例相同，另外，3個(gè)凸起部11002的垂直于熱應(yīng)力方向的寬度的總和與第1實(shí)施例相同，因此其機(jī)械特性與第1實(shí)施例相同?？墒峭蛊痣姌O在半導(dǎo)體元件10上所必需的面積，在本實(shí)施例中要小一些。因此若保持凸起電極之間的間隙大小相同時(shí)，能設(shè)置較多的凸起電極，另外，如圖9所示，如果凸起電極數(shù)量相同時(shí)，電極間的間隙便可取得較大。
凸起部11002的數(shù)量，不必是這里說明的3個(gè)，可根據(jù)需要適當(dāng)?shù)剡x擇2個(gè)以上即可。
下面說明第2實(shí)施例的第1個(gè)變形例。與第2實(shí)施例不同的是在垂直于熱應(yīng)力的方向上排列3個(gè)凸起部。3個(gè)凸起部的作用與平行于熱應(yīng)力方向的寬度相等，而垂直于熱應(yīng)力方向的寬度等于這3個(gè)凸起沿該方向的寬度之和的單一凸起部的作用相同。
本實(shí)施例中只是保護(hù)層圖形與和2實(shí)施例的不同，因此本實(shí)施例的制作工序與第2實(shí)施例相同，故從略。
這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是凸起部之間有間隙，將樹脂填充在半導(dǎo)體元件和玻璃基板之間后，對(duì)于包括對(duì)凸起部的間隙進(jìn)行必要的加工的工序是有利的。
這里說明的凸起部的數(shù)量是3個(gè)，當(dāng)然這不是必需的，可根據(jù)需要適當(dāng)?shù)剡x擇2個(gè)以上即可。
再來說明第2實(shí)施例的第2個(gè)變形例。在與熱應(yīng)力平行的方向上和垂直方向上，分別排列2個(gè)凸起部。其作用與平行于熱應(yīng)力方向的寬度和4個(gè)凸起部相等，而垂直于熱應(yīng)力方向的寬度等于這四個(gè)凸起部沿該方向的寬度之和的單一凸起的作用相同。
本實(shí)施例中只是保護(hù)層的圖形與第2實(shí)施例的不同，因此本實(shí)施例的制作工序與第2實(shí)施例相同，故從略。
這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于與第2實(shí)施例及與第2實(shí)施例的第1變形例之間的特性。它具有能使基板部分的面積小的特征，而且對(duì)凸起部之間的間隙進(jìn)行必要的加工有利。
這里說明的凸起部的個(gè)數(shù)是4個(gè)，當(dāng)然這不是必需的，可根據(jù)需要適當(dāng)?shù)剡x擇3個(gè)以上即可。
下面說明第2實(shí)施例的第3個(gè)變形例。其結(jié)構(gòu)基本上酷似第2實(shí)施例。唯一不同的地方是前端部分離。
本實(shí)施例的制作工序與第2實(shí)施例相同。但也不完全相同，凸起部電鍍時(shí)，要選擇電鍍條件，以使前端部彼此不接觸，電鍍時(shí)在保護(hù)層圖形上下功夫就能實(shí)現(xiàn)。
這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)與第2實(shí)施例幾乎相同。與第2實(shí)施例相比，前端部柔軟，能充分地利用導(dǎo)電性粘合劑的柔軟性，具有使應(yīng)力更加緩解的優(yōu)點(diǎn)。
這里說明的凸起部的個(gè)數(shù)是3個(gè)，當(dāng)然這不是必需的，可根據(jù)需要適當(dāng)?shù)剡x擇2個(gè)以上即可。
包括以上3個(gè)變形例的第2實(shí)施例的共同特征是有許多個(gè)凸起，能使凸起部的感應(yīng)分量小，這在電氣特性中是有利的。這一特征在使用高頻信號(hào)的應(yīng)用中特別可貴。
說明本發(fā)明的第3實(shí)施例。
在本實(shí)施例中，凸起電極最細(xì)的部分的橫截面呈橢圓形。
一般來說，掩膜為長(zhǎng)方形時(shí)，保護(hù)層是圓角長(zhǎng)方形。在第1實(shí)施例及第2實(shí)施例中，凸起具有圓角長(zhǎng)方形的剖面。在本實(shí)施例中，如圖中右側(cè)所示，掩膜近似于橢圓形狀，使得感光性樹脂的剖面形狀呈橢圓。取這種形狀時(shí)，當(dāng)熱應(yīng)力的方向稍微偏離凸起的短邊方向時(shí)，熱應(yīng)力方向沿橫向改變的幅度比長(zhǎng)方形小。總之，熱應(yīng)力方向偏移時(shí)，性能劣化得小。
參照?qǐng)D10至圖13說明本發(fā)明的第4個(gè)實(shí)施例。圖10是本實(shí)施例的局部放大剖面圖，圖11A及11B是說明由于基座厚度的不同造成的應(yīng)力集中情況不同的剖面模式圖，圖12是表示由基座厚度造成的界面應(yīng)力大小的曲線圖，圖13是表示本實(shí)施例的制作方法的工序圖。
圖10是本實(shí)施例中的連接部分的放大剖面圖。是平行于熱應(yīng)力的縱剖面。這里為了簡(jiǎn)化，也將半導(dǎo)體元件內(nèi)部結(jié)構(gòu)省略，只取作硅基板170。在從半導(dǎo)體元件內(nèi)部引出的鋁配線171的前端部分上，設(shè)有表面保護(hù)膜172的開口部分，通過電鍍基底膜173，電鍍鎳形成基座17401。電鍍基底膜173由鉻膜17301和金膜17302構(gòu)成。與以上所述的結(jié)構(gòu)不同，凸起電極174的凸起部17402及前端部17403是由導(dǎo)電性樹脂構(gòu)成的。這種樹脂是含有微細(xì)金粉的環(huán)氧樹脂?；?7401的厚度為5μm，凸起部17402的高度為20μm。凸起部的最細(xì)部分為2μm。凸起的前端部17403是用含有微細(xì)金粉的環(huán)氧樹脂的導(dǎo)電性粘合劑175粘接在玻璃底板177上的透明電極176上的。
在本實(shí)施例中，因凸起部17402是用樹脂構(gòu)成的，所以增加了凸起電極174的整體柔軟性，能使連接部分產(chǎn)生的熱應(yīng)力小。在本實(shí)施例中，基座17401不使用樹脂的原因，是因?yàn)?1)金屬的剛性大，所以能有效地?cái)U(kuò)散凸起部分的應(yīng)力、(2)與樹脂不同，無透水性，能防止水分進(jìn)入半導(dǎo)體元件內(nèi)部。這里要研究一下基座的厚度。圖11A及11B所示為模式圖，凸起內(nèi)的最大應(yīng)力產(chǎn)生在凸起部和基座的交界附近的凸起部上。如圖中箭頭所示。圖中夸張地表示出形變情況，可清楚地看出，一側(cè)被拉伸，另一側(cè)被壓縮。如圖11A所示，如果基座18001薄時(shí)，在凸起部18002產(chǎn)生的應(yīng)力不能在薄的基座18001中充分?jǐn)U散，幾乎大小不變地作用到界面181。與此相反，如圖11B所示，如果基座18201厚時(shí)，凸起部18202的應(yīng)力能充分地在厚的基座18201內(nèi)部擴(kuò)散。另一方面，受到厚基座18201和基底184之間因熱膨脹差異而產(chǎn)生的熱應(yīng)力的作用，圖中在界面183附近用箭頭表示。如圖12所示，在基座和基底的界面上產(chǎn)生的熱應(yīng)力隨厚度的增加而增大。在凸起部產(chǎn)生的應(yīng)力隨基座增厚而在界面上擴(kuò)散變小，逐漸接近一常數(shù)。兩者合成后的應(yīng)力便是界面上產(chǎn)生的最大應(yīng)力。因此基座有一個(gè)與界面上發(fā)生的最大應(yīng)力為最小值相對(duì)應(yīng)的厚度?；绻捎脴渲?，比采用金屬時(shí)，應(yīng)力的擴(kuò)散能力差，而另一方面，產(chǎn)生的熱應(yīng)力小。因此采用樹脂基座時(shí)，比金屬基座厚一些好。
參照?qǐng)D13A及13B說明本實(shí)施例的制造方法。圖13A表示工序，圖13B表示各工序間的剖面情況。圖中雖然將電鍍基底膜173作為一層膜來表示，但這是簡(jiǎn)化的結(jié)果，與其它實(shí)施例一樣，它是由鉻膜17301和金膜17302構(gòu)成的二層結(jié)構(gòu)。另外，將包含鋁配線171及表面保護(hù)膜172的電鍍基底膜173以外的其它結(jié)構(gòu)省略，總括起來作為硅基板201。
(1)用保護(hù)層200形成基座17401的圖形，在此圖形中用電鍍方法形成基座17401。因保護(hù)層200采用陽性的，所以電鍍液是酸性瓦特浴。
(2)將保護(hù)層200剝掉，再形成厚約20μm的保護(hù)層202。然后將表面上已形成了保護(hù)層202的硅基板201放入容器(圖中未示出)中，再用旋轉(zhuǎn)真空泵(圖中未示出)抽出容器中的空氣。
(3)用配合器203，向保護(hù)層202的孔上滴下導(dǎo)電性樹脂204。
(4)導(dǎo)入空氣，利用空氣壓力將導(dǎo)電性樹脂204填入保護(hù)層202的孔中。
(5)除去保護(hù)層202。然后在200℃溫度下進(jìn)行20分鐘熱處理，使導(dǎo)電性樹脂204硬化，形成凸起部17402及前端部17403。最后以凸起電極174作為掩膜，將電鍍基底膜173腐蝕掉。
制作方法不限于上述方法，還可選用下述方法。
(a)向容器內(nèi)施加大于大氣壓的壓力，更可靠地壓入。
(b)在進(jìn)行樹脂硬化的熱處理時(shí)，同時(shí)進(jìn)行保護(hù)層的分解。
(c)在大氣或真空中，不用配合器，而是用網(wǎng)板印刷的方法，將導(dǎo)電性樹脂涂敷在保護(hù)層的孔上。
另外，在本實(shí)施例中，基座是采用鎳，當(dāng)然用銅也可以，還可以采用金、焊錫合金等。鎳比銅難氧化，而且因使用酸性電鍍?cè)。圆捎面嚒?br> 參照?qǐng)D14A及14B至圖17說明本發(fā)明的第5個(gè)實(shí)施例。圖14A及14B是用來說明由于凸起部?jī)啥说那蚀笮〔煌斐傻膽?yīng)力集中不同的剖面模式圖，圖15A及圖15B是表示本實(shí)施例的制作方法的工序圖。
本實(shí)施全是欲使凸起部的基座與前端部的交界部分的曲率大的一種制作方法。首先說明凸起部的基座與前端部的交界部分的曲率大小及其效果。圖14A及14B形象地示出了凸起電極的形狀、最大應(yīng)力的產(chǎn)生位置、以及最大應(yīng)力的大小。圖中符號(hào)的位置就是最大應(yīng)力的位置，符號(hào)的大小就是最大應(yīng)力的大小。圖14A是凸起部21002的基座21001與前端部21003的交界部分的曲率小時(shí)的情況，圖14B是曲率大時(shí)的情況。凸起電極近似于懸臂梁上的應(yīng)力分布。即應(yīng)力最大的部位，就是圖中用符號(hào)表示的部位。如圖14B所示，當(dāng)凸起部21002的基座21001與前端部21003的交界部分的曲率大時(shí)，應(yīng)力集中得到緩解。如第4實(shí)施例中所述，基座21001上的應(yīng)力被擴(kuò)散，凸起部21002內(nèi)的應(yīng)力當(dāng)然有希望變小。本實(shí)施例是本發(fā)明者為了增大該曲率經(jīng)研究后實(shí)現(xiàn)的。
下面參照?qǐng)D15A及圖15B說明本實(shí)施例的制作方法。圖15A表示工序，圖15B表示各工序之間的剖面情況。圖中將電鍍基底膜222表示為一層膜，這是簡(jiǎn)化的結(jié)果，與其它實(shí)施例一樣，它是由鉻膜和金屬構(gòu)成的兩層結(jié)構(gòu)。另外將包含鋁配線及表面保護(hù)膜的電鍍基底膜222以外的結(jié)構(gòu)省略，總括起來作為硅基板221。
(1)用保護(hù)層223形成基座22001的圖形，用電鍍方法在該圖形中形成基座22001。厚度為5μm。因保護(hù)層采用陽性的，所以電鍍液是酸性硫酸銅浴。
(2)將保護(hù)層223剝離，再形成厚約20μm的保護(hù)層224。在此狀態(tài)下，用(NH4)2S2O5和NH4I為主要成分的腐蝕液，將基座22001的一部分腐蝕掉。
(3)在氮?dú)庵屑訜岬?10℃，保持30分鐘。保護(hù)層224增大了流動(dòng)性，拐角部分的曲率變大后，成為保護(hù)層225。
(4)利用變形后的保護(hù)層225進(jìn)行電鍍，形成凸起部22002及前端部22003。
(5)將變形后的保護(hù)層225剝離，用電鍍膜作為掩膜，將電鍍基座膜222腐蝕掉。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是工序簡(jiǎn)單。另一方面，其缺點(diǎn)是所得到的曲率隨溫度條件的變化而變化。
其次，參照?qǐng)D16A及圖16B說明本實(shí)施例的第1個(gè)變形例。圖16A表示工序，圖16B表示各工序之間的剖面情況。圖中將電鍍基底膜232作為一層膜來表示，這樣表示是為了簡(jiǎn)化，與其它實(shí)施例一樣，它是由鉻膜和金膜構(gòu)成的兩層結(jié)構(gòu)。另外，將包含鋁配線及表面保護(hù)膜的電鍍基底膜232以外的其它結(jié)構(gòu)省略，總括起來作為硅基板231。
(1)用保護(hù)層233形成基座23001的圖形，用電鍍方法在該圖形中形成基座23001。厚度為5μm。因保護(hù)層采用陽性的，因此不使用堿性電鍍液。而是使用酸性的硫酸銅浴。
(2)將保護(hù)層233剝離，涂敷厚約5μm的曝光前的保護(hù)層234。
(3)利用具有黑色部分23601和透明部分23602的玻璃掩膜236進(jìn)行曝光。光照射部分的保護(hù)層變成曝過光的保護(hù)層234。
(4)涂敷厚約15μm的曝光前的保護(hù)層237。用比玻璃掩膜236窄一些的玻璃掩膜(圖中未示出)對(duì)透明部分進(jìn)行曝光，形成曝過光的保護(hù)層238。這時(shí)因保護(hù)層厚，表面部分稍有點(diǎn)彎曲。
(5)對(duì)保護(hù)層進(jìn)行顯影和烘干。烘烤時(shí)，一邊烤，保護(hù)層一邊流動(dòng)，使得保護(hù)層端部的曲率變大。
(6)在此狀態(tài)下，用以(NH4)2S2O5和NH4I為主要成分的腐蝕液將基座23001的一部分腐蝕掉。
(7)放在丙酮和水的體積比為1∶1的混合溶液中浸漬約10秒鐘。顯影后的保護(hù)層239及229受到極其微小的腐蝕。這時(shí)，拐角部分的腐蝕比平坦部分重一些，形成拐角部分的曲率大的腐蝕過的保護(hù)層228及227。
(8)利用腐蝕過的保護(hù)層228及227的積層體進(jìn)行電鍍，形成凸起部23002及前端部23003。
(9)將腐蝕過的保護(hù)層228及227的積層體剝離，以基座23001為掩膜，將電鍍基底膜232腐蝕掉。
本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是因利用掩膜獲得曲率，所以制作條件變化時(shí)，能使所獲得的曲率變化小。相反的方面是需進(jìn)行多次涂敷保護(hù)層、烘干、曝光、工序復(fù)雜。
另外，在本變形例中，為了使保護(hù)層的角變圓，用丙酮進(jìn)行了輕微的腐蝕。與利用熱形成曲率相比，保護(hù)層因受熱發(fā)生質(zhì)變很小，這一點(diǎn)是有利的。
在本變形例中，保護(hù)層分兩個(gè)階段，還可再增加階段數(shù)，能制作出形狀光滑的凸起。
接著參照?qǐng)D17A及17B說明本實(shí)施例的第2個(gè)變形例。在本實(shí)施例中，利用濕法腐蝕形成曲率，實(shí)現(xiàn)在其它實(shí)施例中難以實(shí)現(xiàn)的在基座與凸起部的連接部分形成曲率。
圖17A表示工序，圖17B表示各工序之間的剖面情況。圖中將電鍍基底膜241作為一層膜來表示，這樣表示是為了簡(jiǎn)化，與其它實(shí)施例一樣，它是由鉻膜和金膜構(gòu)成的兩層結(jié)構(gòu)。另外，將包含鋁配線及表面保護(hù)膜的電鍍基底膜241以外的其它結(jié)構(gòu)省略，總括起來作為硅基板240。
(1)用保護(hù)層242形成基座24501的圖形，用電鍍方法在該圖形中形成初始凸起243?；?4501的目標(biāo)厚度為5μm，而初始凸起的厚度約為15μm。因此保護(hù)層242的厚度也大約為15μm。
(2)將保護(hù)層242剝離，再形成厚約5μm的保護(hù)層244。圖形由包圍著已經(jīng)形成的初始凸起243的部分和覆蓋著初始凸起243的中央部的部分構(gòu)成。
(3)在此狀態(tài)下，用以(NH4)2S2O5和NH4I為主要成分的銅的腐蝕液，將初始凸起243的一部分腐蝕掉。腐蝕作用不僅沿與掩膜垂直的方向進(jìn)行，而且沿與掩膜面平行的方向進(jìn)行。結(jié)果，初始凸起243的形狀由基座24501和下凸起部24502合成。
(4)將保護(hù)層244除去，再形成厚約20μm厚的保護(hù)層246。在此狀態(tài)下進(jìn)行電解鍍銅。結(jié)果形成上凸起部24503及前端部24504。
(5)將保護(hù)層246除去，以基座24501作掩膜，將電鍍基底膜241腐蝕掉。與其它實(shí)施例一樣，用I和NH4I的水溶液腐蝕金后，再用K3Fe(CN)6和NaOH水溶液腐蝕掩膜。
本變形例的特征是下凸起部24502和基座24501之間沒有交界。而且在下凸起部24502和基座24501的交界處形成曲率。在其它實(shí)施例中，形成這一部分的曲率是困難的，因此這是本實(shí)施例的很大優(yōu)點(diǎn)。另外，凸起呈細(xì)長(zhǎng)狀，采用電鍍法時(shí)會(huì)產(chǎn)生電鍍液侵入不良的問題，但是這一點(diǎn)對(duì)于用電鍍法只形成凸起部的上半部分的本方法來說是有利的。
但是也有缺點(diǎn)。首先是下凸起部24502的寬度不容易穩(wěn)定。下凸起部24502的寬度是一個(gè)重要尺寸，而采用本方法時(shí)，只能依賴停止腐蝕的時(shí)間，這就是問題之所在。另外，本方法是在由腐蝕決定的下凸起部24502上，再通過電鍍繼續(xù)形成上凸起部24503，所以存在要使兩者的寬度一致的問題，另外還有必須竭力防止兩者位置偏移的問題。應(yīng)力集中的結(jié)果，有時(shí)會(huì)在上凸起24503和下凸起部24502的界面處斷裂。
本發(fā)明的第6個(gè)實(shí)施例是用電鍍和腐蝕的方法形成基座的例子。參照?qǐng)D18A及18B來說明。圖18A表示工序，圖18B表示各工序之間的剖面情況，圖中將電鍍基底膜251作為一層膜表示，這樣表示是為了簡(jiǎn)化，與其它實(shí)施例一樣，它這是由鉻膜和金膜構(gòu)成的兩層結(jié)構(gòu)。另外，將包含鋁配線及表面保護(hù)膜的電鍍基底膜251以外的其它結(jié)構(gòu)省略，總括起來作為硅基板250。
(1)用電解電鍍法形成銅的全面電鍍膜252。膜厚約為5μm。
(2)涂敷感光性樹脂，再蓋上玻璃掩膜253。被掩膜的黑色部分25301遮住的部分不被曝光，而作為保護(hù)層253留下來，被掩膜的透明部分25302遮住的部分，形成曝光后的保護(hù)層255。
(3)因使用陽性保護(hù)層，所以顯影后只留下曝過光的保護(hù)層255。在此狀態(tài)下，用以(NH4)2S2O5和NH4I為主要成分的銅的腐蝕液，對(duì)電鍍膜252全面進(jìn)行腐蝕。結(jié)果留下凸起的基座25601。已經(jīng)講過，濕法腐蝕不僅會(huì)沿垂直于掩膜的方向進(jìn)行，而且還沿平行于掩膜面的方向進(jìn)行。因此如圖所示，在基座25601周邊形成光滑的斜面，有助于緩解應(yīng)力。
(4)形成厚約20μm的保護(hù)層257，往其孔中注入銅的腐蝕液，將基座25601的一部分腐蝕掉。
(5)進(jìn)行銅的電解電鍍。結(jié)果形成凸起部25602及前端部25603。
(6)除去保護(hù)層257，以基座25601作掩膜，將電鍍基座膜251腐蝕掉。
在本實(shí)施例中，是用腐蝕法形成基座，因此像已經(jīng)說過的那樣，基座的下部寬，這是一個(gè)特征。另外，在制作非常細(xì)的凸起時(shí)，采用通過掩膜上的孔進(jìn)行電鍍的方法，會(huì)使電鍍液注入不完全，容易產(chǎn)生電鍍不良的問題，但即使是這樣，本方法也是有利的。
下面參照?qǐng)D19說明本發(fā)明的第7個(gè)實(shí)施例。
現(xiàn)以在液晶顯示元件用的玻璃基板上直接安裝激發(fā)液晶用的半導(dǎo)體元件的COG(玻璃載板)實(shí)際安裝方式為例進(jìn)行說明。
圖19示出了液晶顯示元件的外觀簡(jiǎn)圖。在玻璃基板260的中央部位形成液晶顯示部分261，從液晶顯示部分261沿縱橫方向引出配線。在個(gè)人計(jì)算機(jī)用的彩色液晶顯示元件的情況下，配線262的條數(shù)為縱向480條，橫向?yàn)?40個(gè)光點(diǎn)×3原色計(jì)1920條。利用這些配線262，將激發(fā)液晶用的半層體元件263、一個(gè)一個(gè)地按比例安裝在驅(qū)動(dòng)液晶顯示部分261用的160根掃描線上。
玻璃基板260上的配線用ITO(銦-錫的復(fù)合氧化物)形成，連接用的電極基板排列配置在半導(dǎo)體元件外周部分。半導(dǎo)體元件263的電極基板的間距約為50微米。
連接間距這樣微小的電極基板的方法，通常是使用各向異性導(dǎo)電的薄膜的方法。
這種方法是將其中含有分散的導(dǎo)電性粒子的各向異性導(dǎo)電的薄膜插入半導(dǎo)體元件和玻璃基板之間，通過加壓、加熱進(jìn)行連接。連接時(shí)通過加壓，將插在半導(dǎo)體元件一側(cè)的電極基板和玻璃基板一側(cè)的電極之間的導(dǎo)電性粒子擠緊，將上下電極連接起來。其它部分中的導(dǎo)電性粒子在薄膜中處于懸浮狀態(tài)，不會(huì)導(dǎo)通。
這種方法是連接微小間距的行之有效的方法。但是當(dāng)溫度周期性變化時(shí)，可靠性等方面會(huì)出現(xiàn)問題。
現(xiàn)說明本實(shí)施例中使用的凸起。
該凸起電極具有與半導(dǎo)體元件連接面相平行的剖面，呈橢圓形，剖面的長(zhǎng)邊和短邊之比大于1，呈板狀。由于將凸起電極作成這種形狀，則沿與剖面的長(zhǎng)邊平行的方向施加負(fù)載時(shí)，剛性大，不易變形?？墒侨粞嘏c剖面的短邊平行的方向施加負(fù)載時(shí)，剛性小，易變形。另外，由于作成這種形狀，在確保必要的剛性和柔軟性之后，可使凸起電極的導(dǎo)電剖面積最大，因此用導(dǎo)體(例如銅)制作凸起電極時(shí)，可使導(dǎo)通電阻小。
由于將凸起電極前端設(shè)計(jì)成蘑菇狀的頭部，所以容易與玻璃基板側(cè)電極基板連接，可提高連接后的強(qiáng)度。
現(xiàn)說明使用這種凸起電極的實(shí)際裝配結(jié)構(gòu)。
在本半導(dǎo)體元件實(shí)際裝酸結(jié)構(gòu)中，在將排列在半導(dǎo)體元件連接面的內(nèi)外周部分的半導(dǎo)體元件側(cè)電極基板和與其相對(duì)設(shè)置的玻璃基板側(cè)電極基板連接起來時(shí)，在兩者之間使用凸起電極。該凸起電極一個(gè)一個(gè)地配置在全部半導(dǎo)體元件側(cè)電極基板上，且使全部凸起電極中與半導(dǎo)體連接面平行的剖面的短邊相平行的方向朝向接頭中心。
由于這樣配置，使液晶顯示元件工作時(shí)由于半導(dǎo)體元件發(fā)熱，以及半導(dǎo)體元件與玻璃基板之間的熱膨脹的差異而產(chǎn)生位移，利用凸起電極的形變，就能抵消上述位移。而對(duì)半導(dǎo)體元件施加外力時(shí)，作為整體具有很大的剛性，所以不易變形，可靠性高。
再者，即使玻璃底板和半導(dǎo)體元件的熱膨脹的差異變化時(shí)，也能因這種凸起電極形狀的變化，使半導(dǎo)體元件的大小和凸起電極的高度相適應(yīng)。
說明本發(fā)明的第8個(gè)實(shí)施例。
在一個(gè)電極基板上形成多個(gè)凸起電極，用它來連接半導(dǎo)體元件側(cè)電極基板和玻璃底板側(cè)電極基板，可獲得可靠性高的連接結(jié)構(gòu)。
作為在單一電極基板上配置許多凸起電極的形態(tài)，可列舉出格子狀配置形態(tài)、沿著朝向接頭中心方向排成一排的配置形態(tài)、以及沿著朝向接頭中心方向并排配置形態(tài)等。
上述各種情況，都是這樣配置各凸起電極，即使其與半導(dǎo)體元件側(cè)連接面平行的剖面的長(zhǎng)邊方向指向接頭中心。這許多凸起電極都能分別地形成蘑菇狀的頭部。另外，將許多凸起電極的頭部匯合成一個(gè)單一頭部，容易與玻璃基板側(cè)電極基板連接。而且對(duì)于將凸起電極配置成格子狀、以及朝向接頭中心方向排成一排的配置結(jié)構(gòu)來說，由于形成單一的頭部，則當(dāng)因熱膨脹而產(chǎn)生位移時(shí)，因頭部與半導(dǎo)體元件側(cè)電極基板平行移動(dòng)，減小了加在頭部與電極基板間的連接部位上的剝離方向的應(yīng)力。
凸起電極的材料是導(dǎo)電性的，只要具有能最低限度地保持半導(dǎo)體元件的強(qiáng)度，什么材料都可以。從導(dǎo)電性、強(qiáng)度、易形成等方面來看，可以認(rèn)為用銅形成凸起電極最好。可是，利用其本身無導(dǎo)電性能的材料(例如樹脂)形成凸起電極，在其外面鍍一層導(dǎo)電性物質(zhì)，也可以導(dǎo)通。另外，用樹脂形成凸起電極，再在凸起電極內(nèi)部開一個(gè)從半導(dǎo)體元件側(cè)電極基板通向玻璃基板側(cè)電極基板的通孔，將金屬等導(dǎo)電性物質(zhì)涂敷在通孔內(nèi)部，也可以導(dǎo)通。
還可以將導(dǎo)電性粒子分散在樹脂中，再用這種導(dǎo)電性樹脂形成凸起電極。
說明本發(fā)明的第9個(gè)實(shí)施例。
現(xiàn)說明將在半導(dǎo)體元件側(cè)電極基板上形成的凸起電極與玻璃基板側(cè)電極基板連接起來的方法。
一種方法是將各向異性導(dǎo)電的薄膜張貼在玻璃底板側(cè)連接面上。然后將半導(dǎo)體元件側(cè)電極基板上形成的凸起電極置于上述薄膜上，擠壓玻璃底板側(cè)，使各向異性導(dǎo)電膜中的導(dǎo)電粒子變形，得以導(dǎo)通。在此狀態(tài)下加熱，使薄膜固化。
再一種方法是，首先用印刷方法將導(dǎo)電糊劑(如銀糊劑或金糊劑)涂敷在玻璃基板側(cè)電極基板上。然后在它上面配置好半導(dǎo)體元件側(cè)電極基板上形成的凸起電極，連接起來。然后加熱，使導(dǎo)電糊劑固化。
如果凸起電極采用耐蝕性差的材料時(shí)，可在安裝后的玻璃基板上涂敷潤(rùn)濕性好的樹脂，將凸起電極周邊全面包住，作為耐蝕被膜，可提高凸起電極的耐蝕性能。
參照?qǐng)D20說明本發(fā)明的第10個(gè)實(shí)施例。
本實(shí)施例是用腐蝕法制作由導(dǎo)電性樹脂構(gòu)成的凸起電極。
前一半工序與第6實(shí)施例相同，這里從略。以下從圖18A之(3)的工序終了狀態(tài)開始往下說明。
(1)涂敷混入了導(dǎo)電粒子的樹脂330，厚約20μm。用光刻法或其它方法，在基座33101的正上面形成厚約1μm的橢圓圖形332。
(2)用波長(zhǎng)為258nm的紫外線激光(強(qiáng)度約0.6J/cm2)照射。利用光的繞射現(xiàn)象，形成如圖所示的凸起部33102及前端部33103。然后將電鍍基底膜333腐蝕掉，完成凸起電極331。
在本實(shí)施例中，與第6實(shí)施例相同，是用腐蝕方法形成基座33101，所以基座33101的下部寬，是它的一個(gè)特征。另外制作非常細(xì)的凸起時(shí)，采用通過掩膜上的孔進(jìn)行電鍍的方法，雖然容易產(chǎn)生樹脂注入不完全、形成不了凸起的問題，但即使這樣，本方法也是有利的。
參照?qǐng)D21說明本發(fā)明的第11個(gè)實(shí)施例。
(1)在用聚酰亞胺制成的可撓性薄膜340上形成由厚約20μm的銅箔構(gòu)成的配線圖形341。為了增大粘接力，在銅箔34101和可撓性薄膜340之間插入厚約3μm的鉻膜34102。
(2)與第6實(shí)施例相同，使用陽性保護(hù)層，用玻璃掩膜(圖中未示出)形成腐蝕圖形342。在此狀態(tài)下，用銅的腐蝕液腐蝕銅箔34101。結(jié)果留下鉻膜34102，形成同時(shí)用作凸起的基座34301和配線層344的構(gòu)件。同時(shí)形成下凸起部34302。
(3)形成厚約20μm的保護(hù)層345，往其孔中注入銅的腐蝕液，腐蝕基座下凸起部34302的前端。這是為了確保粘接力。然后進(jìn)行銅的電解電鍍。結(jié)果形成上凸起部34303及前端部34304。
(4)除去保護(hù)層345。
本實(shí)施例不是在半導(dǎo)體元件上、而是在可撓性薄膜上形成凸起電極，不需要對(duì)半導(dǎo)體元件作任何的加工處理，這一點(diǎn)是有利的。如前所述，采用原有的技術(shù)時(shí)，銅箔的加工精度自然會(huì)受到間距的限制。
第12個(gè)實(shí)施例是將第5實(shí)施例中所述的形成曲率在的凸起電極的半導(dǎo)體元件351安裝在樹脂底板或印刷底板上的一種結(jié)構(gòu)。
圖22示出了外觀。因印刷板350的熱膨脹系數(shù)大，所以必須采用連接部位的應(yīng)力緩和效果大的結(jié)構(gòu)。采用第5實(shí)施例的凸起電極時(shí)，能確保充分地可靠性。最后將印刷板收入組件中，作成IC插件。
說明本發(fā)明的第13個(gè)實(shí)施例。
圖23A及23B是從斜下方看到的本發(fā)明的第13實(shí)施例的斜視圖。
在本實(shí)施例中，說明省略了基座402的凸起電極結(jié)構(gòu)。
在前面所述的實(shí)施例中，如圖23A所示，已講過有關(guān)在基座402上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)凸起電極403的實(shí)際裝配結(jié)構(gòu)。然而這種實(shí)際裝配結(jié)構(gòu)要進(jìn)行兩次以上的光學(xué)處理，因此凸起電極的制作工序復(fù)雜，制作成本高。
可是在本實(shí)施例中，如圖23B所示，將基座402省略。由于采用這種結(jié)構(gòu)，基底上的鋁配線的終端部401和凸起電極403的結(jié)合面積減小了，因而兩者的結(jié)合強(qiáng)度也減小了。但是，由于省略了基座402，而凸起電極的頭部4032沒有變，凸起部4031的長(zhǎng)度增加了，所以能使碰撞時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力小。再者，在本實(shí)施例的凸起電極結(jié)構(gòu)的制作工序中，能減少光學(xué)處理的次數(shù)，所以工序可以簡(jiǎn)化，還可降低成本。
下面說明本實(shí)施例的制作方法。
圖24是本發(fā)明的第13實(shí)施例的制作方法說明圖。
為了制作這種凸起電極，首先在硅基板410表面上涂敷厚約5μm的保護(hù)層411。將具有比欲制作的凸起電極尺寸大的透明部4121的玻璃掩膜412配置在硅基板410上的連接電極部位，并曝光。被光照射的那部分保護(hù)層形成曝過光的保護(hù)層413。在它上面再涂敷厚15μm的曝光前的保護(hù)層414，再放上具有與欲制作的凸起電極的縮頸部大小一致的透明部4151的玻璃掩膜415，并曝光，在相當(dāng)于凸起電極的縮頸部位形成曝過光的保護(hù)層416。
對(duì)保護(hù)層進(jìn)行顯影及烘烤。顯影時(shí)，對(duì)兩個(gè)階段曝過光的保護(hù)層413、416同時(shí)顯影。烘烤時(shí)保護(hù)層稍有流動(dòng)，保護(hù)層的端部曲率417變大。再進(jìn)行熱處理，使保護(hù)層端部的曲率418加大。
利用該保護(hù)層的積層體進(jìn)行電解電鍍，形成凸起電極419。
將保護(hù)層的積層剝離，以凸起電極下表面作掩膜，將電鍍基底膜腐蝕掉。
這樣就形成了本實(shí)施例的凸起電極419。
如果采用本發(fā)明，則能緩解因電子零件與配線底板之間的熱膨脹差異而引起的應(yīng)力，因此能獲得壽命長(zhǎng)、可靠性高的電子零件裝配模件。
權(quán)利要求
1.電子零件裝配模件具有配線底板、以及通過該配線底板上的多個(gè)凸起電極群連接的電子零件，其特征為連接該電子零件的多個(gè)凸起電極群中2個(gè)以上的凸起電極，在與該電子零件的連接面和與該底板的連接面之間有縮頸部，該縮頸部的橫截面的縱向尺寸和橫向尺寸或短徑和長(zhǎng)徑尺寸不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子零件裝配模件，其特征為該多個(gè)凸起電極群沿該電子零件的外周或邊配置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子零件裝配模件，其特征為該縮頸部的橫截面的縱向尺寸或短徑比橫向尺寸或長(zhǎng)徑小，該縮頸部的橫向或長(zhǎng)徑沿該電子零件的外周或邊配置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子零件裝配模件，其特征為該縮頸部的橫截面大致呈矩形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子零件裝配模件，其特征為該縮頸部的橫截面大致呈橢圓形。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子零件裝配模件，其特征為該凸起電極群中位于該電子零件的角部的凸起電極的縮頸部的橫向或長(zhǎng)徑相對(duì)于該角部交叉配置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子零件裝配模件，其特征為該凸起電極群大致圍繞著該電子零件安裝面的中心配置。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子零件裝配模件，其特征為該凸起電極群中位于該電子零件的角部的凸起電極的縮頸部的橫向或長(zhǎng)徑相對(duì)于該角部交叉配置。
9.半導(dǎo)體元件裝配模件具有配線底板、以及通過該配線底板上的多個(gè)凸起電極群連接的半導(dǎo)體元件，其特征為連接該半導(dǎo)體元件的該多個(gè)凸起電極群，在與該半導(dǎo)體元件的連接面和與該底板的連接面之間有縮頸部，該縮頸部的厚度尺寸和寬度尺寸或短徑和長(zhǎng)徑尺寸不同。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體元件裝配模件，其特征為該縮頸部的厚度尺寸或短頸比寬度尺寸或長(zhǎng)徑小，該縮頸部的橫向或長(zhǎng)徑沿該半導(dǎo)體元件的外周或邊配置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體元件裝配模件，其特征為該多個(gè)凸起電極群沿該半導(dǎo)體元件外周或邊配置。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體元件裝配模件，其特征為該縮頸部的厚度尺寸比寬度尺寸小，該縮頸部的橫向沿該半導(dǎo)體元件的邊配置。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體元件裝配模件，其特征為該凸起電極群中位于該半導(dǎo)體元件的角部的凸起電極的縮頸部的橫向或長(zhǎng)徑相對(duì)于該角部交叉配置。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體元件裝配模件，其特征為該縮頸部的橫截面大致呈矩形。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體元件裝配模件，其特征為該縮頸部的橫截面大致呈橢圓形。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體元件裝配模件，其特征為該凸起電極群大致圍繞該半導(dǎo)體元件安裝面的中心配置。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體元件裝配模件，其特征為該縮頸部的橫截面呈橢圓形。
18.電子零件裝配模件具有配線底板和通過該配線底板上的多個(gè)凸起電極群連接的電子零件，其特征為連接該電子零件的該多個(gè)凸起電極群，在與該電子零件的連接面和與該底板的連接面之間有縮頸部，該縮頸部的橫截面的縱向尺寸或短徑比橫向尺寸或長(zhǎng)徑小，而且該縮頸部的橫向或長(zhǎng)頸沿該電子零件的外周或邊配置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電子零件裝配模件，其特征為該縮頸部的橫截面大致呈橢圓形。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電子零件裝配模件，其特征為該縮頸部的橫截面大致呈矩形。
21.電子零件裝配模件具有配線底板和與應(yīng)安裝在該配線底板上的電子零件的連接面對(duì)應(yīng)的多個(gè)凸起電極群，其特征為該多個(gè)凸起電極群中2個(gè)以上的凸起電極在與該電子零件的連接面和與該底板的連接面之間有縮頸部，該縮頸部的橫截面的縱向尺寸和橫向尺寸或短頸和長(zhǎng)徑尺寸不同。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電子零件裝配模件，其特征為該縮頸部的厚度尺寸或短徑比寬度尺寸或長(zhǎng)徑小，該縮頸部的橫向沿該電子零件的邊配置。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電子零件裝配模件，其特征為該多個(gè)凸起電極群沿該電子零件的外周或邊配置。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電子零件裝配模件，其特征為該縮頸部的橫斷面的縱向尺寸或短徑比橫向尺寸或長(zhǎng)徑小，該縮頸部的橫向沿該電子零件的外周或邊配置。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電子零件裝配模件，其特征為該縮頸部的橫截面的縱向尺寸或短徑比橫向尺寸或長(zhǎng)徑小，該縮頸部的橫向或長(zhǎng)徑沿該電子零件的外周或邊配置。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電子零件裝配模件，其特征為該凸起電極群中位于該電子零件的角部的凸起電極的縮頸部的橫向或長(zhǎng)徑相對(duì)于該角部交叉配置。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電子零件裝配模件，其特征為該縮頸部的橫截面大致呈矩形。
28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電子零件裝配模件，其特征為該縮頸部的橫截面大致呈橢圓形。
29.電子零件裝配模件具有配線底板和連接應(yīng)安裝在該配線底板上的電子零件用的多個(gè)凸起電極群，其特征為該多個(gè)凸起電極群在與該電子零件的連接面對(duì)應(yīng)的連接面和與該底板的連接面之間有縮頸部，該縮頸部的橫截面的縱向尺寸或短徑比橫向尺寸或長(zhǎng)徑小，而且該縮頸部的橫向或長(zhǎng)徑沿該電子零件的外周或邊配置。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的電子零件裝配模件，其特征為該縮頸部的橫截面大致為橢圓形。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的電子零件裝配模件，其特征為該縮頸部的橫截面大致呈矩形。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的電子零件裝配模件，其特征為該凸起電極群大致圍繞該電子零件的安裝面的中心配置。
33.電子零件裝配模件具有配線底板和連接應(yīng)安裝在該配線底板上的電子零件用的多個(gè)凸起電極群，其特征為該凸起電極群在與該電子零件的連接面對(duì)應(yīng)的連接面和與該底板的連接面之間有縮頸部，該凸起電極群中2個(gè)以上凸起電極被該電子零件的外周或邊方向分成若干個(gè)，該縮徑部的橫截面的縱向尺寸或短徑比外周方向或邊方向的合計(jì)尺寸小，而且該縮頸部的橫向或長(zhǎng)徑沿該電子零件的外周或邊配置。
34.電子零件裝配模件具有配線底板和連接應(yīng)安裝在該配線底板上的電子零件用的多個(gè)凸起電極群，其特征為該多個(gè)凸起電極群在與該電子零件的連接面對(duì)應(yīng)的連接面和與該底板的連接面之間有縮頸部，該縮頸部的橫截面的縱向尺寸或短徑比橫向尺寸或長(zhǎng)徑小，而且該縮頸部橫向或長(zhǎng)徑沿該電子零件的外周或邊配置2列以上。
35.電子零件裝配模件具有電子零件和應(yīng)將該電子零件安裝在配線底板上用的多個(gè)凸起電極群，其特征為該多個(gè)凸起電極群在與該配線底板的連接面對(duì)應(yīng)的連接面和與該電子零件的連接面之間有縮頸部，該縮頸部的橫截面的縱向尺寸或短徑比橫向尺寸或長(zhǎng)徑小，而且該縮頸部的橫向或長(zhǎng)徑沿該配線底板的外周或邊配置2列以上。
36.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子零件裝配模件，其特征為上述凸起電極的高度為10-30微米。
37.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子零件裝配模件，其特征為上述凸起電極與上述電子零件或上述底板的連接部的厚度為2-10微米。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的電子零件裝配模件，其特征為上述連接部至少在上述電子零件或上述底板兩者中的一個(gè)上形成。
39.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子零件裝配模件，其特征為上述凸起電極到上述電子零件及上述底板的最遠(yuǎn)部分，長(zhǎng)徑為10-100微米，短徑為長(zhǎng)徑的30-80%。
40.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子零件裝配模件，其特征為上述凸起電極是銅、金、銀或鋁中的任意一種。
41.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子零件裝配模件，其特征為上述凸起電極是鉛、銦、錫、鉍或以這些金屬中的至少兩種以上為主要成分的合金中的任意一種。
42.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子零件裝配模件，其特征為上述凸起電極是導(dǎo)電性樹脂或含導(dǎo)電性粒子的樹脂。
43.將電子零件和配線底板相對(duì)設(shè)置，用導(dǎo)電性凸起電極將上述電子零件和上述配線底板連接起來的電子零件裝配模件，其特征為用印刷方法只向上述凸起電極同上述電子零件及上述配線底板的連接部分供給導(dǎo)電性粘合劑，使之連接起來。
44.液晶顯示裝置的特征是具有權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)。
45.IC插件的特征是具有權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)。
全文摘要
提供一種電子零件裝配模件，它具有配線底板和通過該配線底板上的多個(gè)凸起電極群連接的電子零件或半導(dǎo)體元件，連接電子零件的上述多個(gè)凸起電極群中2個(gè)以上凸起電極在與電子零件的連接面和與底板的連接面之間有縮頸部，該縮頸部的橫截面的縱向尺寸和橫向尺寸或短徑和長(zhǎng)徑不同，同時(shí)縮頸部的橫向或長(zhǎng)徑沿電子零件的外周或邊配置，用印刷導(dǎo)電性粘合劑的方法將相對(duì)配置的電子零件和配線底板同導(dǎo)電性凸起電極連接起來。
文檔編號(hào)H05K3/40GK1067138SQ9210344
公開日1992年12月16日 申請(qǐng)日期1992年5月9日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月9日
發(fā)明者細(xì)川隆, 井上広一, 澤畠守, 福岡正樹 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所