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発明の名称 半導体チップ及びその製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−144211(P2001−144211A)
公開日 平成13年5月25日(2001.5.25)
出願番号 特願平11−324885
出願日 平成11年11月16日(1999.11.16)
代理人 【識別番号】100095795
【弁理士】
【氏名又は名称】田下 明人 (外1名)
【テーマコード(参考)】
5E346
【Fターム(参考)】
5E346 AA35 AA43 AA60 BB01 BB16 CC32 CC37 CC40 FF14 FF45 GG15 GG17 GG40 HH07 
発明者 榎本 亮 / 矢橋 英郎 / 杉山 直
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 接着剤を介して外部接続用基板の貼られた半導体チップであって、前記半導体チップには、電極パッド側に絶縁層と、該絶縁層に形成された当該電極パッドと接続するビアとが形成され、前記外部接続用基板には、バイアホールと、該バイアホールの一端の前記ビア側に接続される突起状導体と、当該バイアホールの他端の外部接続用のバンプとが形成され、ていることを特徴とする半導体チップ。
【請求項2】 前記電極パッドは、ジンケート処理されたアルミニウム電極パッドであり、該電極パッドの上に銅めっきからなる前記ビアが、ニッケルと銅の複合めっき層を介して形成されていることを特徴とする請求項1記載の半導体チップ。
【請求項3】 以下の(1)〜(5)の工程を少なくとも含む半導体チップの製造方法。
(1)一方の面に金属層が形成された絶縁性基材に、該金属層に至る非貫通孔をレーザ加工にて形成する工程、(2)(1)で形成された非貫通孔に電解めっきを充填してバイアホールを形成する工程、(3)前記金属層の反対側のバイアホールの表面に導電性ペーストあるいは低融点金属からなる突起状導体を形成して外部接続用基板とする工程。(4)半導体チップに、電極パッド側の絶縁層と、前記電極パッドへ接続する当該絶縁層のビア及び再配線層とを形成する工程、(5)前記外部接続用基板を接着剤により前記半導体チップへ貼り付け、前記突起状導体を介して外部接続用基板のバイアホールと前記半導体チップの再配線層とを接続する工程。
【請求項4】 以下の(1)〜(6)の工程を少なくとも含む半導体チップの製造方法。
(1)一方の面に金属層が形成され、他方の面に接着剤層及びフィルムの貼られた絶縁性基材に、該金属層に至る非貫通孔をレーザ加工にて形成する工程、(2)(1)で形成された非貫通孔に電解めっきを充填してバイアホールを形成する工程、(3)前記金属層の反対側のバイアホールの表面に導電性ペーストあるいは低融点金属からなる突起状導体を形成して外部接続用基板とする工程。(4)前記外部接続用基板の前記フィルムを剥離し、前記突起状導体を前記接着剤層から露出させる工程、(5)半導体チップに、電極パッド側の絶縁層と、前記電極パッドへ接続する当該絶縁層のビア及び再配線層とを形成する工程、(6)前記外部接続用基板を前記接着剤により前記半導体チップへ貼り付け、前記突起状導体を介して外部接続用基板のバイアホールと前記半導体チップの再配線層とを接続する工程。
【請求項5】 以下の(1)〜(6)の工程を少なくとも含む半導体チップの製造方法。
(1)一方の面に金属層が形成された絶縁性基材に、該金属層に至る非貫通孔をレーザ加工にて形成する工程、(2)(1)で形成された非貫通孔に電解めっきを充填してバイアホールを形成する工程、(3)前記金属層の反対側のバイアホールの表面に導電性ペーストあるいは低融点金属からなる突起状導体を形成して外部接続用基板とする工程。
(4)前記外部接続用基板の金属層の反対側に接着剤を塗布する工程。
(5)半導体チップに、電極パッド側の絶縁層と、前記電極パッドへ接続する当該絶縁層のビア及び再配線層とを形成する工程、(6)前記外部接続用基板を前記接着剤により前記半導体チップへ貼り付け、前記突起状導体を介して外部接続用基板のバイアホールと前記半導体チップの再配線層とを接続する工程。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体チップ及びその製造方法に関し、特に基板への実装が可能な導体チップ及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図8に従来技術に係る半導体チップ330及びその実装形態を示す。半導体チップ330のアルミニウム電極パッド332には、ニッケルめっき層334及び金めっき層338を介して、バンプ310を形成するハンダ344が設けられている。ここで、半導体チップ330は、該バンプ310を介して、パッケージ350側の電極パッド352に電気的に接続されている。
【0003】ところで、半導体チップ330とパッケージ350とは、熱膨張率が異なるため、両者の間に発生する応力を緩和することが必要であり、上記図8に示した実装形態においては、半導体チップ330とパッケージ350との間にアンダーフィル336を配設し、両者を固着させることにより、電気的接続部に応力を集中させないようにすることで、電気的接続部に破断が発生しないように構成されている。
【0004】しかしながら、近年の半導体チップの高集積化に伴い、半導体チップのバンプが小型化され、上述した実装形態によっても、半導体チップ330とパッケージ350との間の応力により、小型化された電気的接続部が破断することがあった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような問題点に対し、本発明者は、半導体チップの電極パッド側に厚みのある絶縁層および銅めっきポストを形成する技術を案出した。ここで、絶縁層を厚くすることで、銅めっきポストの高さを高くして可撓性を持たせ、半導体チップと基板との間に発生する応力を吸収させる。しかしながら、この方法は、厚い絶縁層を硬化させる際に、反りが発生し、半導体チップに断線を生じせしめることが判明した。
【0006】本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、高い信頼性で実装することのできる半導体チップ及び該半導体チップの製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1は、上記目的を達成するため、接着剤を介して外部接続用基板の貼られた半導体チップであって、前記半導体チップには、電極パッド側に絶縁層と、該絶縁層に形成された当該電極パッドと接続するビアとが形成され、前記外部接続用基板には、バイアホールと、該バイアホールの一端の前記ビア側に接続される突起状導体と、当該バイアホールの他端の外部接続用のバンプとが形成され、ていることを技術的特徴とする。
【0008】請求項2は、請求項1において、前記電極パッドは、ジンケート処理されたアルミニウム電極パッドであり、該電極パッドの上に銅めっきからなる前記ビアが、ニッケルと銅の複合めっき層を介して形成されていることを技術的特徴とする。
【0009】請求項3は、以下の(1)〜(5)の工程を少なくとも含む半導体チップの製造方法。
(1)一方の面に金属層が形成された絶縁性基材に、該金属層に至る非貫通孔をレーザ加工にて形成する工程、(2)(1)で形成された非貫通孔に電解めっきを充填してバイアホールを形成する工程、(3)前記金属層の反対側のバイアホールの表面に導電性ペーストあるいは低融点金属からなる突起状導体を形成して外部接続用基板とする工程。(4)半導体チップに、電極パッド側の絶縁層と、前記電極パッドへ接続する当該絶縁層のビア及び再配線層とを形成する工程、(5)前記外部接続用基板を接着剤により前記半導体チップへ貼り付け、前記突起状導体を介して外部接続用基板のバイアホールと前記半導体チップの再配線層とを接続する工程。
【0010】請求項4は、以下の(1)〜(6)の工程を少なくとも含む半導体チップの製造方法。
(1)一方の面に金属層が形成され、他方の面に接着剤層及びフィルムの貼られた絶縁性基材に、該金属層に至る非貫通孔をレーザ加工にて形成する工程、(2)(1)で形成された非貫通孔に電解めっきを充填してバイアホールを形成する工程、(3)前記金属層の反対側のバイアホールの表面に導電性ペーストあるいは低融点金属からなる突起状導体を形成して外部接続用基板とする工程。(4)前記外部接続用基板の前記フィルムを剥離し、前記突起状導体を前記接着剤層から露出させる工程、(4)半導体チップに、電極パッド側の絶縁層と、前記電極パッドへ接続する当該絶縁層のビア及び再配線層とを形成する工程、(5)前記外部接続用基板を前記接着剤により前記半導体チップへ貼り付け、前記突起状導体を介して外部接続用基板のバイアホールと前記半導体チップの再配線層とを接続する工程。
【0011】請求項5の半導体チップの製造方法は、以下の(1)〜(6)の工程を少なくとも含む半導体チップの製造方法。
(1)一方の面に金属層が形成された絶縁性基材に、該金属層に至る非貫通孔をレーザ加工にて形成する工程、(2)(1)で形成された非貫通孔に電解めっきを充填してバイアホールを形成する工程、(3)前記金属層の反対側のバイアホールの表面に導電性ペーストあるいは低融点金属からなる突起状導体を形成して外部接続用基板とする工程。
(4)前記外部接続用基板の金属層の反対側に接着剤を塗布する工程。
(5)半導体チップに、電極パッド側の絶縁層と、前記電極パッドへ接続する当該絶縁層のビア及び再配線層とを形成する工程、(6)前記外部接続用基板を前記接着剤により前記半導体チップへ貼り付け、前記突起状導体を介して外部接続用基板のバイアホールと前記半導体チップの再配線層とを接続する工程。
【0012】請求項1の半導体チップでは、外部接続用基板を半導体チップに貼り付け、該外部接続用基板が半導体チップと基板との熱膨張差により発生する応力を吸収するため、半導体チップを基板へ強固に接続することができ、半導体チップの接続信頼性を高めることができる。
【0013】請求項2において、半導体チップのアルミニウム電極パッドの表面には、銅めっきを行うことは困難であるが、本発明では、アルミニウム電極パッドの表面にジンケート処理を行った後に、ニッケルと銅との複合めっき層を形成させるため、該複合めっき層の上に銅めっきでビアを形成することができる。
【0014】請求項3の半導体チップの製造方法では、外部接続用基板を半導体チップに接着剤で貼り付けるため、張り付けの際に、半導体チップに反りを発生させることがない。
【0015】請求項4の半導体チップの製造方法では、外部接続用基板を半導体チップに接着剤で貼り付けるため、張り付けの際に、半導体チップに反りを発生させることがない。ここで、外部接続用基板のフィルムを剥離し、突起状導体を接着剤層から露出させた状態で半導体チップへ接続させるため、電気的な接続信頼性に優れる。
【0016】請求項5の半導体チップの製造方法では、外部接続用基板を半導体チップに接着剤で貼り付けるため、張り付けの際に、半導体チップに反りを発生させることがない。ここで、突起状導体を形成した後、接着剤を塗布するため、当該接着剤をめっき液等に触れさせることがないので、接着剤の信頼性に優れる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係る半導体チップ及び半導体チップの製造方法について図を参照して説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る半導体チップを示している。半導体チップ30の下面には、パッシベーション膜34の開口にジンケート処理されたアルミニウム電極パッド32が形成されている。本実施形態では、パッシベーション膜34の下面に絶縁層42が配設され、該絶縁層42には、該アルミニウム電極パッド32に至るテーパ状に広がった非貫通孔42aが形成されている。そして、該非貫通孔42aの底部のアルミニウム電極パッド32には、ニッケルめっき層38,ニッケルと銅との複合めっき層40を介在させて、銅めっきを充填してなるビア44及び再配線層46が形成されている。
【0018】当該半導体チップ30の下面には、外部接続用基板50が貼り付けれれている。該外部接続用基板50には、バイアホール62が形成され、該バイアホール62の上面には、突起状導体64を介して半導体チップ側の再配線層46と接続されている。バイアホール62の下面には、半田バンプ68が形成されている。該外部接続用基板50は、半田バンプ68を介して外部基板90のパッド92へ接続されている。
【0019】ここで、外部接続用基板50の厚さ、及び、バイアホール62の高さは25〜250μmに形成されている。一方、バイアホール62の直径は20μm〜300μmに形成されている。ここで、半導体チップ30と基板90の熱膨張率は異なり、半導体チップ30の動作時に発生する熱により、半導体チップ30と基板90との間に応力が発生するが、樹脂から成り可撓性を有する外部接続用基板50及び銅めっきより成り弾性を有するバイアホール62によって応力を吸収できるため、電気的接続部にクラックを発生させることがなくなり、半導体チップ30と基板90との間に高い接続信頼性を与えている。
【0020】引き続き、図2〜図5を参照して本実施形態に係る半導体チップ30の製造方法について説明する。ここでは、先ず、半導体チップ側への絶縁層42及びビア44の形成について説明する。図2の工程(A)に示すパッシベーション膜34の開口にアルミニウム電極パッド32が形成された半導体チップ30に対して、以下の工程で銅めっきポストおよびバンプを形成する。先ず、図2の工程(B)に示すように半導体チップ30を常温で10〜30秒間、金属塩である酸化亜鉛と還元剤として水酸化ナトリウムを混合した液中に浸漬することで、アルミニウム電極パッド32にジンケート処理を施す。これにより、ニッケルめっき層或いは複合めっき層の析出を容易ならしめる。
【0021】引き続き、図2の工程(C)に示すように、半導体チップ30をニッケル無電解めっき液中に浸けて、アルミニウム電極パッド32の表面にニッケルめっき層38を析出させる。なお、このニッケルめっき層を形成する工程は省略しても後述する複合めっき層をアルミニウム電極パッド32に直接形成することも可能である。
【0022】そして、図2の工程(D)に示すように、該半導体チップ30を、ニッケル−銅の複合めっき液に浸漬し、ニッケルめっき層38の上に0.01〜5μmのニッケル−銅の複合めっき層40を形成する。この複合めっき層をニッケルが1〜60重量%、残部を主として銅とすることで、アルミニウム電極パッドに複合めっき層を形成できるようにするのに加えて、表面に銅めっきを容易に形成できるようにする。また、複合めっき層の厚さを0.01μm以上にすることで、表面に銅めっきを形成することが可能になる。他方、5μm以下にすることで、短時間で析出することができる。
【0023】次に、図3の工程(E)に示すように絶縁樹脂を塗布する。この絶縁樹脂としては、本実施形態では、レーザー加工により非貫通孔を形成するため、熱硬化性のエポキシ樹脂やポリイミド樹脂を用いる。化学的な処理により非貫通孔を形成する場合には、感光性のエポキシ樹脂やポリイミド樹脂を使用することができる。次に、図3の工程(F)に示すように乾燥処理を行った後、レーザにより非貫通孔42aを形成する。そしてさらに、加熱処理してアルミニウム電極パッド32に至る非貫通孔42aを有する絶縁層42を形成する。
【0024】次に、図3の工程(G)に示すように、非貫通孔42a内に銅めっきを充填してビア44を形成すると共に、絶縁層42上に再配線層46を形成する。これらは、無電解めっきにより形成する。
【0025】引き続き、外部接続用基板50の製造方法について、図4を参照して説明する。第4図の工程(A)に示すように、片面に金属層58の形成された絶縁性基材56に、接着剤層54及びPET(ポリエチレンテレフトレイト)フィルム52貼り付ける。ここで、使用する絶縁性基材56としては、有機系絶縁性基材であれば使用でき、具体的には、アラミド不織布−エポキシ樹脂基材、ガラス布エポキシ樹脂基材、アラミド不織布−ポリイミド基材、ビスマレイミドトリアジン樹脂基材から選ばれるリジッド(硬質)の積層基材、あるいは、ポリフェニレンエーテル(PPE)フィルム、ポリイミド(PI)などのフィルムからなるフレキシブル基材から選ばれる1種であることが望ましい。
【0026】前記絶縁性基材56としてはリジッドな積層基材であることが望ましく、特に片面銅張積層板が好適である。金属層58がエッチングされた後の取扱中に配線パターンやバイアホールの位置がずれることがなく、位置精度に優れるからである。
【0027】また、絶縁性基材56に形成された金属層58は、銅箔を使用できる。銅箔は密着性改善のため、マット処理されていてもよい。ここでは、片面銅張積層板を使用する。片面銅張積層板は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂などの熱硬化性樹脂をガラスクロスに含浸させてBステージとしたプリプレグと銅箔を積層して熱プレスすることにより得られる基板である。片面銅張積層板は、リジッドな基板であり、扱いやすくコスト的にも最も有利である。また、絶縁性基材56の表面に、金属を蒸着した後、電解めっきを用い、金属層を形成することもできる。
【0028】絶縁性基材56の厚さは25〜250μm、好ましくは50〜100μmである。これらの範囲より薄くなると強度が低下して取扱が難しくなりとともに十分な可撓性を持たせ難くなり、逆に厚すぎると微細なバイアホールの形成および導電性材料による充填が難しくなるからである。一方、金属層58の厚さは、5〜35μm、好ましくは8〜30μmであり、12〜25μmが好適である。これは、後述するようにレーザ加工にて孔明けした際に、薄すぎると貫通してしまうからであり、逆に厚すぎるとエッチングが難いからである。
【0029】接着剤層54は、外部接続用基板50もしくは、または、半導体チップ30の絶縁層42のいずれか全面に塗布して形成することができ、接着剤層に導通のための孔明けの必要がない。 接着剤層54は、有機系接着剤からなることが望ましく、有機系接着剤としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、熱硬化型ポリフェノレンエーテル(PPE:Polyphenylen ether)、エポキシ樹脂と熱可塑性樹脂との複合樹脂、エポキシ樹脂とシリコーン樹脂との複合樹脂、BTレジンから選ばれる少なくとも1種の樹脂であることが望ましい。
【0030】有機系接着剤である未硬化樹脂の塗布方法は、カーテンコータ、スピンコータ、ロールコータ、スプレーコート、スクリーン印刷などを使用できる。また、接着剤層の形成は、接着剤シートをラミネートすることによってもできる。接着剤層の厚さは、5〜50μmが望ましい。接着剤層は、取扱が容易になるため、予備硬化(プレキュア)しておくことが好ましい。
【0031】ついで、レーザ加工により、絶縁性基材56に非貫通孔60を開ける(工程(B))。レーザ加工機としては、炭酸ガスレーザ加工機、UVレーザ加工機、エキシマレーザ加工機などを使用できる。また、孔径は20〜300μmがよい。炭酸ガスレーザ加工機は、加工速度が速く、安価に加工できるため工業的に用いるには最も適しており、本願発明に最も望ましいレーザ加工機である。ここで、炭酸ガスレーザ加工機を用いた場合には、該孔60内であって、金属層58の表面にわずかながら溶融した樹脂が残りやすいため、デスミア処理することが、接続信頼性を確保するため望ましい。
【0032】引き続き、レーザ加工で開けた非貫通孔60に電解めっきを充填してバイアホール62とする(工程(E))。電解めっきとしては、例えば、銅、金、ニッケル、ハンダめっきを使用できるが、特に、電解銅めっきが最適である。この場合は、バンプを同時に形成することができる。
【0033】電解めっきは、絶縁性基材56に形成された金属層58をめっきリードとして行う。前記金属層58は、絶縁性基材56上の全面に形成されているため、電流密度が均一となり、非貫通孔を電解めっきにて均一な高さで充填することができる。ここで、電解めっき前に、非貫通孔60内の金属層58の表面を酸などで活性化処理しておくとよい。めっきを行う際には、絶縁性基材56に形成された金属層58の表面側に電解めっきが析出しないように、金属層58側に図示しないマスクをかけておくか、或いは、同じ絶縁性基材56を2枚、金属層58同士を積層密着させてめっき液に触れないようにして、電解めっきを行ことが好ましい。
【0034】電解めっきした後、工程(D)にて、金属層58とは反対側の、バイアホール62表面にバンプ64を形成する。バンプ64は、例えば、導電性ペーストを所定位置に開口の設けられたメタルマスクを用いてスクリーン印刷する方法、低融点金属である半田ペーストを印刷する方法、半田めっきを行う方法、あるいは溶融半田槽に浸漬する方法により形成することができる。前記低融点金属としては、Pb−Sn系半田、Ag−Sn系半田、インジウム半田等を使用することができる。
【0035】前記バンプの絶縁性基材56からの高さとしては、3〜60μmが望ましい。この理由は、3μm未満では、バンプの変形により、バンプの高さのばらつきを許容することができず、また、60μmを越えると抵抗値が高くなる上、バンプを変形した際に横方向に拡がってショートの原因となる。
【0036】最後に、工程(E)に示すように、フィルム52を剥離することで、バンプ64の表面を接着剤層54から突出させ外部接続用基板50を完成する。
【0037】引き続き、第2図を参照して上述した半導体チップ30と、第3図及び第4図を参照して上述した外部接続用基板50との積層工程について図5を参照して説明する。
【0038】図5の工程(A)に示すように、該外部接続用基板50と半導体チップ30とを、外部接続用基板50のバンプ64と半導体チップ30の再配線層46とが対応するように積層し、熱プレスを用いて150〜200℃で加熱し、5〜100kgf/cm2 、望ましくは20〜50kgf/cm2 で加圧プレスすることにより一体化する。なお、熱プレスとしては、真空熱プレスを用いることが好適である。これにより、工程(B)に示すように積層が完了する。本実施形態では、完成した外部接続用基板50を接着剤を介して半導体チップ30に貼り付けるため、反りが発生することがない。また、第1実施形態では、バンプ64を接着剤層54から突出させてあるため、該バンプ54が再配線層46に直接接触し、電気的な接続信頼性が高いという利点がある。
【0039】引き続き、工程(C)に示すようにスルーホール62に対応する部位に、金属層58をエッチングしてバンプランド59を形成する。最後に、工程(D)に示すようにバンプランド59上に半田バンプ68を形成して、半導体チップ30を完成する。尚、半田バンプ68の形成には、クリームハンダを印刷してリフローする方法が適しているが、半田ボールを搭載する方法でも可能である。この半導体チップ30は、半田バンプ68が基板90のパッド92に対応するように基板90に載置され、リフローされることで、図1を参照して上述したように基板90に取り付けられる。
【0040】引き続き、本発明の第2実施形態について説明する。この第2実施形態では、半導体チップ側へのビア44及び再配線層46の形成については、第1実施形態と同様であるため、外部接続用基板50の製造方法についてのみ図6を参照して説明する。
【0041】図6の工程(A)に示すように、片面に金属層58の形成された絶縁性基材56を出発材とする。ここで、使用する絶縁性基材56としては、第1実施形態と同様に有機系絶縁性基材であれば使用できる。また、絶縁性基材56に形成された金属層58は、銅箔を使用できる。
【0042】ついで、レーザ加工により、絶縁性基材56に非貫通孔60を開ける(工程(B))。引き続き、レーザ加工で開けた非貫通孔60に電解めっきを充填してバイアホール62とする(工程(C))。なお、電解めっきを一部充填し残存部分に導電性ペーストを充填して行うこともできる。電解めっきとしては、例えば、銅、金、ニッケル、ハンダめっきを使用できるが、特に、電解銅めっきが最適である。この場合は、バンプを同時に形成することができる。
【0043】電解めっきは、絶縁性基材56に形成された金属層58をめっきリードとして行う。前記金属層58は、絶縁性基材56上の全面に形成されているため、電流密度が均一となり、非貫通孔を電解めっきにて均一な高さで充填することができる。第2実施態様では、電解めっきにより非貫通孔を完全充填する。ここで、電解めっき前に、非貫通孔60内の金属層58の表面を酸などで活性化処理しておくとよい。
【0044】電解めっきした後、工程(D)に示すように孔60から盛り上がった電解めっき(金属62)を研磨などで除去して、平坦化することもできる。研磨は、ベルトサンダーやバフ研磨等を使用できる。
【0045】次に、工程(E)にて、金属層58した面とは反対側の、バイアホール62表面にバンプ64を形成する。バンプ64は、例えば、導電性ペーストを所定位置に開口の設けられたメタルマスクを用いてスクリーン印刷する方法、低融点金属である半田ペーストを印刷する方法、半田めっきを行う方法、あるいは半田溶融液に浸漬する方法により形成することができる。前記低融点金属としては、Pb−Sn系半田、Ag−Sn系半田、インジウム半田等を使用することができる。
【0046】前記バンプの絶縁性基材56からの高さとしては、3〜60μmが望ましい。この理由は、3μm未満では、バンプの変形により、バンプの高さのばらつきを許容することができず、また、60μmを越えると抵抗値が高くなる上、バンプを変形した際に横方向に拡がってショートの原因となる。
【0047】次に、工程(F)に示すように、該絶縁性基材56のバンプ64側の表面全面に、樹脂を塗布して、乾燥することにより、未硬化樹脂からなる接着剤層54を形成する。接着剤層54は、第1実施形態と同様な材料を用いることができる。
【0048】第2実施形態においても、半導体チップ30と外部接続用基板50とを、熱プレスを用いて加熱し加圧プレスすることにより、半導体チップ30と基板50とを接着する。ここでは、先ず、加圧されることで、該外部接続用基板50のバン64が、半導体チップ30の再配線層46との間に介在している未硬化の接着剤(絶縁性樹脂)を周囲に押し出し、再配線層46と当接し両者の接続を取る。更に、加圧と同時に加熱されることで、接着剤層54が硬化し、半導体チップ30と基板50との間で強固な接着が行われる。なお、熱プレスとしては、真空熱プレスを用いることが好適である。
【0049】引き続き、本発明の第3実施形態について説明する。この第3実施形態では、半導体チップ側へのビア44及び再配線層46の形成については、第1実施形態と同様であるため、外部接続用基板50の製造方法についてのみ図7を参照して説明する。
【0050】図7のの工程(A)において示すように、金属層58の形成された絶縁性基材(片面銅張積層板)56に、主として導電ペーストの印刷用のマスクとして使用される保護フィルム52を貼付する。この保護フィルム52としては、例えば表面に粘着層を設けたポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)を使用できる。工程(B)にてこの片面銅張積層板56にレーザ加工を施して非貫通孔60を設ける。
【0051】工程(C)にて、金属層58にめっきが析出しないように、この非貫通孔60の一部を電解めっき62で充填する。さらに工程(D)において、残りの空間に導電性ペースト164を充填する。第3実施形態では、電解めっきの高さのばらつきを導電ペースト146により是正してバンプの高さをそろえることができる。なお、この場合導電性ペーストの代えて低融点金属を充填することもできる。
【0052】導電性ペーストは、銀、銅、金、ニッケル、半田から選ばれる少なくとも1種以上の金属粒子からなる導電性ペーストを使用できる。また、前記金属粒子としては、金属粒子の表面に異種金属をコーティングしたものも使用できる。具体的には銅粒子の表面に金、銀から選ばれる貴金属を被覆した金属粒子を使用することができる。
【0053】なお、導電性ペーストとしては、金属粒子に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリフェニレンスルフィド(PPS)などの熱可塑性樹脂を加えた有機系導電性ペーストが望ましい。
【0054】電解めっきの非貫通孔の充填率(電解めっきの高さ×100/非貫通孔の深さ)は、平均で50%以上、100%未満、より好ましくは、55%〜95%であり、60%〜90%が最適である。
【0055】前記保護フィルム52の開口に充填された導電ペースト146は、バンプとなる。工程(F)にてフィルム101を除去して、導電性ペースト146で形成されたバンプを露出させ、第3実施形態の外部接続用基板50を得る。
【0056】前記導電ペーストからなるバンプは、半硬化状態であることが望ましい。導電ペーストは、半硬化状態でも硬く、熱プレス時に軟化した有機接着剤層を貫通させることができる。また、プレス時に変形して接触面積が増大し、導通抵抗を低くすることができるだけでなく、バンプの高さのばらつきを是正することができる。
【0057】また、上述した実施態様では、バイアホールを形成するための穴をレーザ加工を用いて形成したが、ドリル加工、パンチング加工等の機械的方法で穴開けすることも可能である。
【0058】また、本発明の外部接続用基板は、プリント配線板に一般的に行われている種々の加工処理、例えば、表面へのソルダーレジストの形成、表面の導体回路へのニッケル/金めっきやハンダ処理、穴開け加工、キャビティー加工、スルーホールめっき処理等を施すことができる。
【0059】さらに、第2、第3実施形態では、外部接続用基板を製造するにあたり、絶縁性基板の非貫通孔の形成は、レーザ加工により行うのであるが、接着剤層にレーザ加工で孔明けする必要がなく、絶縁性基材と接着剤層を同時にレーザ加工で孔明けしなくともよい。つまり、絶縁性基板をレーザ加工で孔明けした後、外部接続用基板もしくは導体回路を有する基板に接着剤層を形成できるのである。このため、孔明け後のデスミア処理を接着剤層の形成前に実施することができることになり、デスミア処理により接着剤層が浸食されることがない。
【0060】また、第2、第3実施形態では、非貫通孔を電解めっきを充填する場合は、絶縁性基板にレーザ加工にて非貫通孔を形成、電解めっき充填後に、外部接続用基板もしくは導体回路を有する基板に接着剤層を形成できるため、電解めっき液と接着剤層が接触することはない。従って、めっき液により接着剤層が浸食されることがない。
【0061】接着剤層は、最終工程の熱プレスに至るまでは未硬化であるため、デスミア処理やめっき液で劣化しやすいが、第2、第3実施形態では、このような問題の発生を防止し、信類性の高い基板を容易に形成できるという特徴を持つ。このため、接着剤層54の信頼性に優れる。また、第2、第3実施形態の外部接続用基板において、絶縁性基材の非貫通孔に、電解めっきを充填してバイアホールを形成するとともに、前記絶縁性基材の導体回路を形成した面の反対側のバイアホールの表面には、導電ペーストあるいは低融点金属にて突起状導体を形成するので、熱プレスの際に導電ペーストあるいは低融点金属が変形して電解めっきの高さのばらつきを吸収することができ、接続不良を防止して接続信頼性に優れた多層プリント配線板が得られる。
【0062】なお、上述した実施形態においては、外部接続用基板50と、半導体チップ上のビアとを別々に製造するため、生産効率を高めることができる。特に、外部接続用基板50は、大判の片面基板を用い得るため、廉価に製造することができる。また、スルーホールを電解めっきにより形成するため、高さのあるスルーホールを短時間で形成することができる。




 

 


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