特許 5696852 ハンダ接続シートおよびそれを用いた電子部品の実装方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5696852

(24)【登録日】2015年2月20日

(45)【発行日】2015年4月8日

(54)【発明の名称】ハンダ接続シートおよびそれを用いた電子部品の実装方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/60 20060101AFI20150319BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/60 311Q

【請求項の数】10

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2011-235214(P2011-235214)

(22)【出願日】2011年10月26日

(65)【公開番号】特開2013-93465(P2013-93465A)

(43)【公開日】2013年5月16日

【審査請求日】2013年7月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001494

【氏名又は名称】前田・鈴木国際特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】100097180

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 均

(74)【代理人】

【識別番号】100110917

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 亨

(72)【発明者】

【氏名】後藤 真史

(72)【発明者】

【氏名】小林 豊隆

(72)【発明者】

【氏名】堀田 哲広

(72)【発明者】

【氏名】姫野 南奈郎

【審査官】 関根 崇

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−２０８８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１１６１８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１２２９６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−２０１２０７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５８−０２３１７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６０

Ｈ０１Ｒ １１／０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

織布または不織布で構成してあり、表裏面を貫通する複数の貫通孔が所定パターンで形成してあるシート基材と、
前記貫通孔の内部に保持され、予めボール状に成形されたハンダ部材と、を有するハンダ接続シートであって、
前記貫通孔の内部体積をＶ１、ボール形状になる前の前記ハンダ部材の体積をＶ２とした場合に、Ｖ２／Ｖ１が０．９５〜０．５であることを特徴とするハンダ接続シート。

【請求項2】

前記シート基材には、接着剤が含浸してある請求項１に記載のハンダ接続シート。

【請求項3】

前記接着剤は、前記貫通孔の内部にも充填してあり、前記貫通孔に充填してある接着剤が、前記ハンダ部材を前記貫通孔の内部に保持してある請求項１または２に記載のハンダ接続シート。

【請求項4】

前記接着剤は、フラックスの機能を有する成分を含んでいる請求項２または３に記載のハンダ接続シート。

【請求項5】

前記シート基材には、半硬化樹脂が含浸してある請求項１〜４のいずれかに記載のハンダ接続シート。

【請求項6】

前記シート基材が不織布で構成してある請求項１〜５のいずれかに記載のハンダ接続シート。

【請求項7】

前記シート基材の表面および／または裏面には、使用に際して剥離可能な剥離シートが積層してある請求項１〜６のいずれかに記載のハンダ接続シート。

【請求項8】

前記剥離シートにおける前記シート基材との剥離面には、粘着層が形成してある請求項７に記載のハンダ接続シート。

【請求項9】

請求項１〜６のいずれかに係るハンダ接続シートを、所定パターンの接続用端子が形成してある回路基板の表面と、電子部品の端子形成面との間に配置する工程と、
前記ハンダ接続シートが間に介在された前記基板と電子部品とを、相互に加圧および加熱する工程とを有する電子部品の実装方法。

【請求項10】

前記ボール状に成形されたハンダ部材は、前記貫通孔の内部に流動状態のハンダを充填した後に前記ハンダの溶融温度以上に加熱して冷却して得られることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のハンダ接続シート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハンダ接続シートおよびそれを用いた電子部品の実装方法に関する。

【背景技術】

【0002】

回路基板の上に半導体素子などの電子部品を実装する場合に、近年では、素子寸法が小さくなって電極間距離が狭くなり、且つ電極数が多くなる傾向にある。このような場合には、電子部品と回路基板との接合位置に導電材料を個別に供給することが困難になる。

【0003】

そのため、接続シートの貫通孔に予め導電材料を埋設しておき、回路基板と半導体素子との間に接続シートを挟んで接合を行う手法が存在する（特許文献１）。しかしながら従来では、樹脂の接続シートを用いているため、導電材料として、はんだ材を用いると、ハンダのリフロー加熱により、接続シートが溶融してしまい、ハンダによる接続が困難になるという課題を有している。また、樹脂シートは実装時の押圧で潰れにくいため接合を確実に行うためには貫通孔を導電材料で満たす必要があり、隣接する電極同士がブリッジしやすいという課題も存在する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−３１６１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、電子部品に形成された電極端子間距離が狭い場合であっても、隣接する電極端子間を短絡させることなく、しかも容易且つ確実に、回路基板の接続用端子に電子部品の各電極端子を接続させることが可能なハンダ接続シートと、それを用いた電子部品の実装方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るハンダ接続シートは、
織布または不織布で構成してあり、表裏面を貫通する複数の貫通孔が所定パターンで形成してあるシート基材と、
前記貫通孔の内部に保持され、予めボール状に成形されたハンダ部材と、を有する。

【0007】

本発明の第１の観点では、シート基材が織布または不織布で構成してあることから、耐熱性が向上し、貫通孔の内部に埋設したハンダ部材を溶融させてボール形状に容易に成形することができる。予めボール状に成形されたハンダ部材を貫通孔の内部に保持させることで、安定したハンダ量の制御が可能であり、接続信頼性が向上する。

【0008】

また、予めボール状に成形されたハンダ部材を貫通孔の内部に保持させることで、貫通孔の外周縁からはハンダ部材の表面が遠ざかり、隣接するハンダ部材同士のブリッジを防止することができる。しかも貫通孔の中心位置では、はんだ部材の表面がシート基材の表裏面よりも外側の空間へ向かって（電子部品と回路基板を接続する方向に）最も突出する形状となることから、ハンダ部材を介して、回路基板の接続用端子に電子部品の各電極端子を確実に接続させることができる。

【0009】

すなわち、本発明の第１の観点によれば、電子部品に形成された電極端子間距離が狭い場合であっても、ハンダ接続シートが間に介在された基板と電子部品とを相互に加圧および加熱するのみで、隣接する電極端子間を短絡させることなく、しかも容易且つ確実に、回路基板の接続用端子に電子部品の各電極端子を接続させることができる。

【0010】

また、シート基材が織布または不織布で構成してあることから加圧変形性に優れている。そのため、ハンダ接続シートが間に介在された基板と電子部品とを相互に加圧および加熱する際には、一定以上の加圧力では加圧力にはよらずに、均一に圧縮変形させることが可能であり、しかも加圧後の厚みが一定になる。このため、加圧後の一定厚みで、シート基材が基板と電子部品の双方に対して密着する。そのため、基板と電子部品との接続後の位置精度が向上すると共に、耐熱衝撃性も向上し、接続信頼性が向上する。また、シート基材に形成する貫通孔の孔径やパターンを変更するのみで、様々なサイズのハンダバンプ形状に対応することも容易である。

【0011】

本発明の第２の観点に係るハンダ接続シートは、
織布または不織布で構成してあり、表裏面を貫通する複数の貫通孔が所定パターンで形成してあるシート基材と、
前記貫通孔の内部に保持され、前記貫通孔の内部体積よりも小さい体積のハンダ部材と、を有する。

【0012】

本発明の第２の観点では、第１の観点と同様に、シート基材が織布または不織布で構成してあることから耐熱性および加圧変形性に優れている。そのため、ハンダ接続シートが間に介在された基板と電子部品とを相互に加圧および加熱する際には、シート基材が厚み方向に均一に圧縮変形され、シート基材が基板と電子部品の双方に対して良好に密着する。そのため、基板と電子部品との接続後の耐熱衝撃性も向上し、接続信頼性が向上する。

【0013】

また本発明の第２の観点では、貫通孔の内部には、貫通孔の内部体積よりも小さい体積のハンダ部材が保持してある。このため、安定したハンダ量の制御が可能であり、接続信頼性が向上する。また、ハンダ接続シートが間に介在された基板と電子部品とを相互に加圧および加熱する際に、織布または不織布で構成してあるハンダ接続シートの厚みが減少した後に、ハンダ部材が、回路基板の接続用端子と電子部品の各電極端子とに接触して溶融・合金化して両者を確実に接続し、しかも、隣接する電極端子間を短絡させることがない。

【0014】

したがって、本発明の第２の観点では、電子部品に形成された電極端子間距離が狭い場合であっても、ハンダ接続シートが間に介在された基板と電子部品とを相互に加圧および加熱するのみで、隣接する電極端子間を短絡させることなく、しかも容易且つ確実に、回路基板の接続用端子に電子部品の各電極端子を接続させることができる。また、シート基材に形成する貫通孔の孔径やパターンを変更するのみで、様々なサイズのハンダバンプ形状に対応することも容易である。

【0015】

前記シート基材には、接着剤が含浸してあっても良い。シート基材に接着剤を含浸させることで、シート基材により基板と電子部品の密着性を向上させる。そのため、基板と電子部品との接続後の耐熱衝撃性も向上し、接続信頼性がさらに向上する。また、シート基材に接着剤を含浸させることで、シート基材の貫通孔にハンダ部材を保持し易くなる。

【0016】

前記接着剤は、前記貫通孔の内部にも充填してあり、前記貫通孔に充填してある接着剤が、前記ハンダ部材を前記貫通孔の内部に保持してあってもよい。このように構成することで、ボール形状のハンダ部材を貫通孔の内部に保持しやすくなる。

【0017】

なお、本発明の第１の観点では、ボール形状のハンダ部材を形成した後に、シート基材に接着剤を含浸および／または貫通孔に接着剤を充填させることが好ましい。順序が逆であると、ボール形状のハンダ部材を作製する際の熱により、接着剤が飛んでしまうからである。

【0018】

また、本発明の第２の観点では、貫通孔にハンダ部材を充填する前に、シート基材に接着剤を含浸させても良い。ハンダ部材を充填する前の状態で接着剤を含浸させる場合には、シート基材に均一に接着剤を含浸させることが容易である。

【0019】

前記接着剤は、フラックスの機能を有する成分を含んでいてもよい。接着剤がフラックスの成分を含んでいる場合には、ハンダ接続時に必要なフラックスを別に準備する必要がなくなる。

【0020】

前記シート基材には、半硬化樹脂が含浸してあってもよい。半硬化樹脂は、基板実装時の加熱温度（たとえば２２０〜２６０℃）により、硬化が完了する樹脂であることが好ましいが、基板実装後にアフターキュアを行って硬化を完了させる形でも良い。半硬化樹脂の含浸は、接着剤と同様に、本発明の第１の観点では、ボール形状のハンダ部材を形成した後が好ましく、本発明の第２の観点では、ハンダ部材を充填する前の状態で行うことが好ましい。

【0021】

前記シート基材が不織布で構成してもよい。不織布で構成することにより、縦横で熱膨張係数の差が少なく、ハンダ溶融のための加熱時におけるハンダ部材の位置ズレが少ない。また、不織布で構成することにより、織布に比較して、密度自由度、潰れ性、生産性、貫通孔加工性などに優れている。密度自由度に優れていることから、接着剤や樹脂の含浸量に合わせて、繊維の密度を自由に設定することができる。また、潰れ性に優れていることから、電子部品に形成された電極端子間距離が狭い場合であっても、ハンダ接続シートを良好に圧縮させて、隣接する電極端子間を短絡させることなく、しかも容易且つ確実に、回路基板の接続用端子に電子部品の各電極端子を接続させることができる。

【0022】

前記シート基材の表面および／または裏面には、使用に際して剥離可能な剥離シートが積層してあってもよい。剥離シートが、貫通孔に保持してあるハンダ部材の落下を抑制して確実にハンダ部材を貫通孔の内部に保持させることができる。

【0023】

前記剥離シートにおける前記シート基材との剥離面には、粘着層が形成してあってもよい。粘着層を形成することで、貫通孔に保持してあるハンダ部材の落下を抑制して確実にハンダ部材を貫通孔の内部に保持させることができる。

【0024】

本発明に係る電子部品の実装方法は、
上記のいずれかに係るハンダ接続シートを、所定パターンの接続用端子が形成してある回路基板の表面と、電子部品の端子形成面との間に配置する工程と、
前記ハンダ接続シートが間に介在された前記基板と電子部品とを、相互に加圧および加熱する工程とを有する。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】図１は本発明の一実施形態に係るハンダ接続シートの要部断面図である。

【図2】図２（Ａ）〜図２（Ｅ）は図１に示すハンダ接続シートの製造方法の一例を示す概略断面図である。

【図3】図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は図１に示すハンダ接続シートの使用方法の一例を示す概略断面図である。

【図4】図４は図３（Ｂ）の要部拡大断面図である。

【図5】図５（Ａ）および図５（Ｂ）は本発明の他の実施形態に係るハンダ接続シートの要部断面図である。

【図6】図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すハンダ接続シートの製造方法の一例を示す概略断面図である。

【図7】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は図６（Ｄ）の続きの工程を示す概略断面図である。

【図8】図８は本発明のさらに他の実施形態に係るハンダ接続シートの要部断面図である。

【図9】図９（Ａ）〜図９（Ｄ）は図８に示すハンダ接続シートの製造方法の一例を示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
第１実施形態

【0027】

図１に示すように、本発明の一実施形態に係るハンダ接続シート２は、織布または不織布で構成してあるシート基材４を有する。シート基材４には、その表面４ａから裏面４ｂに向けて貫通する複数の貫通孔６が所定パターンで形成してある。

【0028】

本実施形態では、各貫通孔６は、シート基材４の表面４ａから裏面４ｂに向けて内径が小さくなるテーパ状の貫通孔である。各貫通孔６の内部には、予めボール状に成形されたハンダ部材８が保持してある。ハンダ部材８の形状は、ボール形状であれば特に限定されず、球形に限らず断面が楕円状のボール形状、円錐台形状、砲弾形状、円柱形状、回転楕円体形状などであっても良い。ボール形状のハンダ部材８は、後述するようにリフロー熱処理により形成される。

【0029】

ボール形状のハンダ部材の外径ｄ０（球形以外の場合には最小外径）は、シート基材４における貫通孔６の最小内径ｄ２よりも大きくなり、貫通孔６の最大外径ｄ１よりも小さくなるように決定される。外径ｄ０が小さすぎると、貫通孔６からハンダ部材８が落下するおそれがあり、大きすぎると、隣接するハンダ部材とブリッジしてしまい、短絡の原因となりやすい。各貫通孔６に保持してあるハンダ部材８の体積は、各貫通孔６の体積よりも小さくても良いが、この実施形態では、大きくても良い。

【0030】

貫通孔６がテーパ状である場合には、貫通孔６の最小内径ｄ２と、貫通孔６の最大外径ｄ１と、シート基材４の厚みｔ１と、テーパ角度θ１との関係は、次の（１）式のように表せる。
ｔａｎθ１＝（ｄ１−ｄ２）／（２×ｔ１） … （１）

【0031】

シート基材４の厚みｔ１は、特に限定されないが、好ましくは１０〜６０μｍであり、貫通孔６の最大外径ｄ１は、好ましくは２５〜３００μｍ、テーパ角度θ１は、好ましくは６０〜８５度である。貫通孔６の大径側孔径ｄ１、テーパ角度θ１、貫通孔６の形成パターンおよびシート基材４の厚みｔ１などは、用途に応じて自由に設定される。

【0032】

本実施形態では、シート基材４が織布または不織布で構成してあり、耐熱性、孔空け加工性および加工変形性に優れていることが好ましい。織布または不織布を構成する繊維は、特に限定されないが、耐熱性および絶縁性に優れ、低誘電率および低誘電正接であり、高周波特性に優れる繊維が好ましく、たとえばガラス繊維、ＢＴ（ビスマレイミドトリアジンの略）レジン、アラミド繊維、液晶ポリマー、炭素繊維、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）繊維、ポリイミド繊維、フッ素繊維、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）繊維などで構成されることが好ましい。

【0033】

シート基材４に要求される耐熱性は、ハンダ溶融時の温度に対する耐熱性であり、たとえば２２０〜２６０℃の温度で、溶融せずに形状を保持する程度の耐熱性が要求される。また、シート基材に要求される孔空け加工性は、レーザ加工などによる加工性に優れていることである。さらにシート基材における加工変形性は、シート基材の表裏面方向に作用する圧縮荷重に対して均一に圧縮変形することが要求される特性であり、圧縮荷重によらずに、最終厚みが一定厚みになるように、繊維の材質および編組手段が選択される。本実施形態では、シート基材４は、不織布で構成してある。

【0034】

シート基材４には、接着剤が含有してあることが好ましい。さらに、接着剤には、ハンダ接合時におけるフラックスの機能を有する成分を含んでいてもよい。接着剤がフラックスの成分を含んでいる場合には、ハンダ接続時に必要なフラックスを別に準備する必要がなくなる。

【0035】

また、シート基材４には、半硬化樹脂（Ｂステージ状態）が含浸してあってもよい。半硬化樹脂は、基板実装時の加熱温度（たとえば２２０〜２６０℃）により、硬化が完了する樹脂であることが好ましいが、基板実装後にアフターキュアを行って硬化を完了させる形でもよい。具体的には、半硬化樹脂としては、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ＢＴレジン系樹脂などが用いられる。シート基材４に接着剤および／または半硬化樹脂を含浸させることで、各貫通孔６の内部にハンダ部材８を保持しやすくなる。

【0036】

ハンダ部材８としては、融点が１８３〜２４０°Ｃであるハンダが好ましく、融点付近に加熱することで、ハンダ部材８は、貫通孔６の内部でボール形状になる。

【0037】

次に、図１に示すハンダ接続シート２の製造方法について、図２に基づき説明する。

【0038】

図２（Ａ）に示すように、まず、接着剤や半硬化樹脂などが含浸されていないシート基材４Ａを準備する。その後、図２（Ｂ）に示すように、レーザ加工、パンチング加工、ドリル加工などにより、シート基材４Ａに所定パターンで、テーパ状の貫通孔６を形成する。

【0039】

その後に、図２（Ｃ）に示すように、各貫通孔６に、流動状態のハンダ８Ａを充填する。流動状態のハンダ８Ａの充填は、たとえば印刷、ディスペンサでの塗布などの方法により行う。充填に際しては、ハンダ８Ａが貫通孔６からはみ出るように充填しても良い。

【0040】

シート基材４Ａの表面４ａからのレーザ加工により貫通孔６を形成した場合には、テーパ状の貫通孔６を形成しやすく、充填されたハンダ８Ａは、表面張力により、裏面４ｂから流れ出るおそれがない。

【0041】

ハンダ８Ａを充填する前に、貫通孔６には、予めフラックスを充填しておいても良い。また、シート基材４Ａの表裏面には、予めハンダ這い上がり防止剤を塗布しておいても良い。さらに、シート基材４Ａには、後述するリフロー処理の加熱時に昇華する材料を予め含浸させておき、シート基材４Ａを補強しても良い。

【0042】

その後に、図２（Ｄ）に示すように、シート基材４Ａと共にハンダ８Ａを、ハンダ８Ａの溶融温度以上に加熱（リフロー熱処理）して冷却すれば、貫通孔６の内部で、ボール状のハンダ部材８が得られ、貫通孔６に保持される。その後に、図２（Ｅ）に示すように、シート基材４Ａに接着剤および／または半硬化樹脂を含浸させれば、図１に示すハンダ接続シート２が得られる。

【0043】

次に図１に示すハンダ接続シート２の使用方法の一例について、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に基づき説明する。

【0044】

まず、図３（Ａ）に示すように、電子部品としてのＩＣチップ１０とインターポーザ基板１４との間にハンダ接続シート２を配置する。また、インターポーザ基板１４とＰＣボードなどの回路基板２０との間にも、ハンダ接続シート２を配置する。

【0045】

ＩＣチップ１０とインターポーザ基板１４との間に用いられるハンダ接続シート２と、インターポーザ基板１４とＰＣボードなどの回路基板２０との間に用いられるハンダ接続シート２とは、貫通孔６の形成パターンなどが異なるが、基本的には、同様な構成を有している。インターポーザ基板１４は、ＩＣチップ１０に形成してある狭ピッチで配置された各電極端子１２を、回路基板２０の表面に比較的に広いピッチで配置された各接続用端子２２に接続させるための基板である。

【0046】

インターポーザ基板１４の表面には、ＩＣチップ１０に形成してある狭ピッチで配置された各電極端子１２に対応して狭ピッチで配置してある接続用端子１６が形成してあり、裏面には、回路基板２０の表面に比較的に広いピッチで配置された各接続用端子２２に対応する接続用端子１８が形成してある。表裏面に形成してある接続用端子１６と接続用端子１８とは、基板１４の内部の配線回路により、それぞれ電気的に接続してある。

【0047】

まずは図３（Ｂ）に示すように、ＩＣチップ１０とインターポーザ基板１４との間にハンダ接続シート２を配置した状態で、これらのＩＣチップ１０と基板１４とを加圧加熱する。加圧力は、特に限定されず、図１に示すハンダ接続シート２におけるシート基材４の厚みｔ１が、圧縮変形して、図４に示す一定厚みｔ２となるまで圧縮される程度の加圧力が好ましい。厚みｔ２／ｔ１は、好ましくは、２／３〜１／３である。

【0048】

また、加熱温度は、ハンダ部材８が溶融して、図４に示すように、電極端子１２と接続用端子１６とを、加熱加圧により変形したハンダ部材Ｂにより十分な接合強度で接続する温度であり、ハンダの溶融温度に対して、＋１０％〜＋３０％の温度であることが好ましい。

【0049】

次に、図３（Ｃ）に示すように、インターポーザ基板１４と回路基板２０との間にハンダ接続シート２を配置した状態で、前述と同様にして、これらの基板１４および２０を加熱加圧する。それにより、ハンダ部材８が加熱加圧されて変形したハンダ部材８Ｂ（図４参照）により、図３に示す接続用端子１８と接続用端子２２とを十分な接合強度で接続する。なお、回路基板２０には、その他の電子部品２４が実装してあってもよい。

【0050】

本実施形態では、シート基材４が織布または不織布で構成してあることから、耐熱性が向上し、貫通孔６の内部に埋設したハンダ部材８Ａを溶融させてボール形状のハンダ部材８に容易に成形することができる。予めボール状に成形されたハンダ部材８を貫通孔６の内部に保持させることで、安定したハンダ量の制御が可能であり、接続信頼性が向上する。

【0051】

また、予めボール状に成形されたハンダ部材８を貫通孔６の内部に保持させることで、貫通孔６の外周縁からはハンダ部材８の表面が遠ざかり、隣接するハンダ部材同士のブリッジを防止することができる。しかも貫通孔６の中心位置では、はんだ部材８の表面がシート基材の表裏面よりも外側の空間へ向かって（電子部品と回路基板を接続する方向に）最も突出する形状となることから、ハンダ部材８を介して、基板１４の接続用端子１６にＩＣチップ１０の各電極端子１２を確実に接続させることができる。

【0052】

すなわち、本実施形態によれば、ＩＣチップ１０に形成された電極端子１２の相互間距離が狭い場合であっても、ハンダ接続シート２が間に介在された基板１４とＩＣチップ１０とを相互に加圧および加熱するのみで、隣接する電極端子１２の間を短絡させることなく、しかも容易且つ確実に、基板１４の接続用端子１６にＩＣチップ１０の各電極端子１２を接続させることができる。

【0053】

また、シート基材４が織布または不織布で構成してあることから加圧変形性に優れている。そのため、ハンダ接続シート２が間に介在された基板１４とＩＣチップ１０（基板１４と基板２０との間も同様、以下同じ）とを相互に加圧および加熱する際には、一定以上の加圧力では加圧力にはよらずに、均一に圧縮変形させることが可能であり、しかも加圧後の厚みが一定になる。

【0054】

このため、加圧後の一定厚みで、シート基材２が基板１４とＩＣチップ１０の双方に対して密着する。そのため、基板１４とＩＣチップ１０との接続後の位置精度が向上すると共に、耐熱衝撃性も向上し、接続信頼性が向上する。また、シート基材４に形成する貫通孔６の孔径やパターンを変更するのみで、様々なサイズのハンダバンプ形状に対応することも容易である。

【0055】

特に、本実施形態では、シート基材４を不織布で構成することにより、縦横で熱膨張係数の差が少なく、ハンダ接続シート２を介在させてＩＣチップ１０と基板１４とを加熱加圧する際に、ハンダ部材８の位置ズレが少ない。また、不織布で構成することにより、織布に比較して、密度自由度、潰れ性、生産性、貫通孔加工性などに優れている。

【0056】

また本実施形態では、シート基材４には、接着剤が含浸してある。シート基材４に接着剤を含浸させることで、このシート基材４を有するハンダ接続シート４によれば、基板１４とＩＣチップ１０との密着性を向上させる。そのため、基板１４とＩＣチップ１０との接続後の耐熱衝撃性も向上し、接続信頼性がさらに向上する。また、シート基材４に接着剤を含浸させることで、シート基材４の貫通孔６にハンダ部材８を保持し易くなる。

【0057】

なお、本実施形態の製法では、図２（Ｄ）に示すように、ボール形状のハンダ部材８を形成した後に、図２（Ｅ）に示すように、シート基材４に接着剤を含浸させる。順序が逆であると、ボール形状のハンダ部材８を作製する際の熱により、接着剤が飛んでしまうからである。また、半硬化樹脂の含浸は、接着剤と同様に、ボール形状のハンダ部材８を形成した後が好ましい。順序が逆であると、ボール形状のハンダ部材８を作製する際の熱により、半硬化樹脂が硬化してしまい、使用時におけるハンダ接続シートの加圧圧縮特性が低下するおそれがある。

【0058】

本実施形態においては、図１に示すシート基材４の表面４ａおよび／または裏面４ｂ、好ましくは裏面４ｂには、使用に際して剥離可能な剥離シート３０（図５Ａ参照）が積層してあってもよい。剥離シート３０が、貫通孔６に保持してあるハンダ部材８の落下を抑制して確実にハンダ部材８を貫通孔６の内部に保持させることができる。

【0059】

剥離シート３０におけるシート基材４との剥離面には、粘着層３２（図５参照）が形成してあってもよい。粘着層３２を形成することで、貫通孔６に保持してあるハンダ部材８の落下を抑制して確実にハンダ部材８を貫通孔６の内部に保持させることができる。

【0060】

ハンダ接続シート２は、剥離シート３０がシート基材４から剥離された後に、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示すＩＣチップ１０と基板１４との間、または基板１４および基板２０の間に配置されて加熱加圧される。
第２実施形態

【0061】

図５（Ａ）または図５（Ｂ）に示すように、本発明の他の実施形態に係るハンダ接続シート２ａまたは２ｂは、第１実施形態に係るハンダ接続シート２の変形例を示し、共通する部材には共通する符号を付し、共通する説明は一部省略し、相違点について特に説明する。

【0062】

図５（Ａ）に示すハンダ接続シート２ａでは、支持シート４に形成してある貫通孔６の内部には、ボール状のハンダ部材８が配置してあり、しかも接着剤７が充填してある。さらに、支持シート４の裏面には、粘着層３２を介して剥離シート３０が剥離可能に粘着してある。

【0063】

図５（Ｂ）に示すハンダ接続シート２ｂでは、支持シート４に形成してある貫通孔６の内部には、ボール状のハンダ部材８が配置してあり、しかも接着剤７が充填してある。このハンダ接続シート２ｂでは、図５（Ａ）に示すハンダ接続シート２ａと異なり、剥離シート３０が装着されていない。

【0064】

図５（Ａ）に示すハンダ接続シート２ａおよび図５（Ｂ）に示すハンダ接続シート２ｂの製造方法の一例を、図６および図７に基づき説明する。

【0065】

図６（Ａ）に示すように、まず、接着剤や半硬化樹脂などが含浸されていないシート基材４Ａを準備する。その後、図６（Ｂ）に示すように、レーザ加工などにより、シート基材４Ａに所定パターンで、シート基材４Ａの表面４ａから裏面４ｂに向けて内径が小さくなるテーパ状の貫通孔６を形成する。

【0066】

その後に、図６（Ｃ）に示すように、粘着層３２を介して剥離シート３０を、シート基材４ａの裏面４ｂに剥離可能に粘着させる。次に、図６（Ｄ）に示すように、各貫通孔６に、流動状態のハンダ８Ａを充填する。流動状態のハンダ８Ａの充填は、たとえば印刷などの方法により行う。充填に際しては、ハンダ８Ａが貫通孔６からはみ出ないように面一となるように充填しても良い。

【0067】

シート基材４Ａの裏面４ｂに剥離シート３０を装着した状態で、ハンダ８Ａを貫通孔６に充填した場合には、充填されたハンダ８Ａは、粘着層３２および剥離シート３０があるために、裏面４ｂから流れ出るおそれがない。剥離シート３０は、シート基材４Ａを補強する機能も有する。

【0068】

その後に、図７（Ａ）に示すように、シート基材４Ａおよび剥離シート３０と共にハンダ８Ａを、ハンダ８Ａの溶融温度以上に加熱して冷却すれば、貫通孔６の内部で、ボール状のハンダ部材８が得られ、貫通孔６に保持される。その後に、図７（Ｂ）に示すように、シート基材４Ａに接着剤および／または半硬化樹脂を含浸させると共に、貫通孔６に接着剤を充填すれば、図５（Ａ）に示すハンダ接続シート２ａが得られる。

【0069】

また、その後に、図７（Ｃ）に示すように、シート基材４から剥離シート３０を除去すれば、図５（Ｂ）に示すハンダ接続シート２ｂが得られる。図７（Ｃ）に示すように、シート基材４から剥離シート３０を除去した後には、シート基材４の裏面４ｂには、粘着層３２が残存していても良い。

【0070】

本実施形態では、接着剤７が、貫通孔６の内部にも充填してある。このように構成することで、ボール形状のハンダ部材８を貫通孔６の内部に保持しやすくなる。さらに接着剤７にフラックス機能を持たせることで、ハンダ部材８による端子間の接合が良好なものとなる。また本実施形態では、ボール状のハンダ部材８の外径ｄ０（図１参照）は、貫通孔６の最小内径ｄ２よりも小さくても良い。ハンダ部材８が接着剤７により貫通孔６の内部に保持されるからである。

【0071】

なお、本実施形態の製法では、図７（Ａ）に示すように、ボール形状のハンダ部材８を形成した後に、図７（Ｂ）に示すように、接着剤および／または半硬化樹脂をシート基材４に含浸させると共に、接着剤７を貫通孔６に充填させる。その理由は、前述した第１実施形態と同様であり、ボール形状のハンダ部材８を形成する際に、接着剤が除去されることを防止すると共に、半硬化樹脂が硬化することを防止するためである。
第３実施形態

【0072】

図８に示すように、本発明の他の実施形態に係るハンダ接続シート２ｃは、第１実施形態に係るハンダ接続シート２の変形例を示し、共通する部材には共通する符号を付し、共通する説明は一部省略し、相違点について特に説明する。

【0073】

図８に示すハンダ接続シート２ｃでは、各貫通孔６に保持してあるハンダ部材８Ｃは、溶融・冷却処理されてボール形状になる前のハンダ部材であり、ペースト状あるいは固化状態のいずれでもよく、各貫通孔６の内部体積よりも小さい体積となるように充填してある。たとえば各貫通孔６の内部体積をＶ１として、各ハンダ部材８Ｃの体積をＶ２とした場合には、Ｖ２／Ｖ１は、好ましくは０．９５〜０．５、さらに好ましくは０．９〜０．６である。

【0074】

Ｖ２／Ｖ１の比が大きすぎると、このハンダ接続シート２ｃを、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示すＩＣチップ１０と基板１４との間、あるいは基板１４と基板２０との間に介在させて使用する際に、シート基材４の圧縮変形と共にハンダ部材８Ｃが貫通孔６からはみ出し、隣接する貫通孔６のハンダ部材８Ｃとブリッジしてしまうおそれがある。また、Ｖ２／Ｖ１の比が小さすぎると、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示す端子１２と端子１６との間、あるいは端子１８と端子２２との間の接続が不十分になるおそれがあり好ましくない。

【0075】

次に、図８に示すハンダ接続シート２ｃの製造方法の一例を、図９（Ａ）〜図９（Ｄ）に基づき説明する。

【0076】

図９（Ａ）に示すように、まず、接着剤や半硬化樹脂などが含浸されていないシート基材４Ａを準備する。その後、図９（Ｂ）に示すように、シート基材４Ａに接着剤および／または半硬化樹脂を含浸させる。その後に、図９（Ｃ）に示すように、レーザ加工などにより、接着剤および／または半硬化樹脂を含浸させたシート基材４に、所定パターンで、シート基材４Ａの表面４ａから裏面４ｂに向けて内径が小さくなるテーパ状の貫通孔６を形成する。

【0077】

その後に、図９（Ｄ）に示すように、各貫通孔６に、流動状態のハンダ部材８Ｃを充填することで、図８に示すハンダ接続シート２Ｃが得られる。流動状態のハンダ部材８Ｃの充填は、たとえば印刷、ディスペンサでの塗布などの方法により行う。充填に際しては、ハンダ部材８Ｃの体積が貫通孔６の内部体積よりも小さくなるように、スクリーン印刷などの充填方法が好ましい。

【0078】

本実施形態のハンダ接続シート２ｃでは、貫通孔６の内部には、貫通孔６の内部体積よりも小さい体積のハンダ部材８Ｃが保持してある。このため、安定したハンダ量の制御が可能であり、接続信頼性が向上する。また、ハンダ接続シート２ｃが間に介在された基板１４とＩＣチップ１０または基板２０とを相互に加圧および加熱する際に、ハンダ接続シート２ｃの厚みが減少した後に、ハンダ部材８Ｃが、端子１２と端子１６（または端子１８と端子２２）とに接触して溶融・合金化して両者を確実に接続し、しかも、隣接する電極端子間を短絡させることがない。

【0079】

したがって、本実施形態では、電極端子間距離が狭い場合であっても、ハンダ接続シート２ｃが間に介在された基板１４とＩＣチップ１０または基板２０とを相互に加圧および加熱するのみで、隣接する電極端子間を短絡させることなく、しかも容易且つ確実に、回路基板１４,２０の接続用端子１６，１８，２２にＩＣチップ１２の各電極端子１２を接続させることができる。また、シート基材４に形成する貫通孔６の孔径やパターンを変更するのみで、様々なサイズのハンダバンプ形状に対応することも容易である。

【0080】

本実施形態では、貫通孔６にハンダ部材８Ｃを充填する前に、シート基材４に接着剤および／または半硬化樹脂を含浸させるので、シート基材４に均一に接着剤および／または半硬化樹脂を含浸させることが容易である。さらに、不織布などで構成してあるシート基材４に接着剤および／または半硬化樹脂を含浸させるので、シート基材４が補強され、その後に、レーザ加工などで貫通孔６を高精度で形成することが容易になる。

【0081】

なお、本実施形態では、ハンダ部材８Ｃを貫通孔６に充填する前に、図９（Ｃ）に示すシート基材４の裏面４ｂには、図５（Ａ）に示す粘着層３２を介して剥離シート３０を剥離可能に粘着しても良い。

【0082】

シート基材４の裏面４ｂに剥離シート３０を装着した状態で、ハンダ８Ａを貫通孔６に充填した場合には、充填されたハンダ８Ａは、粘着層３２および剥離シート３０があるために、裏面４ｂから流れ出るおそれがない。剥離シート３０は、シート基材４Ａを補強する機能も有する。本実施形態では、ハンダ部材８Ｃには、フラックスの機能を有する成分を含んでいることが好ましい。

【0083】

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

【0084】

たとえば、シート基材４Ａに含浸させる樹脂としては、半硬化樹脂に限らず、その他の樹脂を含浸させても良い。また、上述した第３実施形態においては、接着剤または樹脂を含浸させたシート基材４に、貫通孔６を形成したが、これらを含浸させる前のシート基材４Ａに貫通孔６を形成しても良い。これらを含浸させる前のシート基材４Ａにレーザ加工により貫通孔６を形成することで、レーザ加工による熱が樹脂や接着剤に悪影響を与えるおそれがない。

【符号の説明】

【0085】

２，２ａ，２ｂ，２ｃ… ハンダ接続シート
４，４Ａ… シート基材
４ａ… 表面
４ｂ… 裏面
６… 貫通孔
７… 接着剤
８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ… ハンダ部材
１０… ＩＣチップ
１２… 電極端子
１４… インターポーザ基板
１６，１８，２２… 接続用端子
２０… 回路基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】