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異方導電性接着剤を用いた高密度素子接合部の接合安定性を熱疲労破壊の面から定量的に解明することを目的とし、本年度では、その基礎的知見を得るための研究を行った。すなわち異方導電性接着剤を用いてLSIチップを回路基板にフリップチップ接合を行った回路実装接合部を対象に、接合部に生じる熱変形と熱応力に関して理論解析を行い、以下の成果を得た。
1.導電性接着剤を用いたフリップチップ接合素子に生じる熱変形・熱応力に関しては、二層異材平板の曲げ応力解析、シヤーラグ理論を用いた、端部における接着剤に生じるせん断応力解析および導電部に生じる軸応力解析を組合わせることにより、近似的に簡易理論論解析ができることが明らかとなった。
2.解析から導出できた簡易理論式をパラメータ整理した結果、素子接合部の熱変形・熱応力を制御するための各種因子を明らかにすることができた。
3.接合安定性に最も重要な導電部垂直応力は電極の位置で大きく異なり、内部にあるものよりもチップ周辺部に有るものの方が大きくなる。この応力が電極の降伏応力を越えると素子の温度変化により熱疲労が生じて信頼性を低下させるので注意する必要がある。さらにこの応力は基板の曲げ剛性を小さくすることにより緩和させることができることが明らかとなった。また最外部電極位置をチップ端部からチップ厚さ以上に取るとこの応力緩和に有効であることも明らかとなった。
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