配線基板及びその製造方法ならびに半導体装置
【課題】導体配線の配線幅が減少しても導体配線を配線基板に強固に接着することのできる配線基板を提供する。
【解決手段】絶縁性基材２と、絶縁性基材の表面に形成された接着層３と、接着層の表面に形成された導体配線４と、導体配線の長手方向を横切って導体配線の両側の接着層上の領域に亘り形成された突起電極５とを備える。突起電極が表面に形成された領域の導体配線の裏面と、突起電極における導体配線の両側の接着層上に形成された領域の裏面および側面の一部が、接着層の表面から内部に向かって沈み込み接着層と接着されている。
【解決手段】絶縁性基材２と、絶縁性基材の表面に形成された接着層３と、接着層の表面に形成された導体配線４と、導体配線の長手方向を横切って導体配線の両側の接着層上の領域に亘り形成された突起電極５とを備える。突起電極が表面に形成された領域の導体配線の裏面と、突起電極における導体配線の両側の接着層上に形成された領域の裏面および側面の一部が、接着層の表面から内部に向かって沈み込み接着層と接着されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、突起電極を形成した配線基板とその製造方法、ならびにその配線基板を用いた半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶用等の半導体装置に多用されているＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）工法により、突起電極を有する配線基板を用い、配線基板上に半導体素子をフェイスダウン実装し、配線基板の突起電極と半導体素子上の電極パッドとを接合した半導体装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
以下、従来例の突起電極を有する配線基板と、配線基板を用いた半導体装置について、図面を参照しながら説明する。図１２は従来の配線基板２１を示す平面図、図１３は図１２のＢ−Ｂ’断面図である。
【０００４】
図１２、図１３において、２２は絶縁性基材、２３は絶縁性基材２２の表面に形成された導体配線である。導体配線２３の先端部上には突起電極２４が形成されている。２５は導体配線２３と突起電極２４の表面を被覆する第１の導電層であり、電解Ａｕめっきや電解Ｎｉ／Ａｕめっき、もしくは無電解Ｓｎめっき等で形成される。
【０００５】
ＴＡＢ工法に用いるパッケージに用いる配線基板は、絶縁性基材等に可とう性を備える材料や構造を用い、配線基板の供給、配線基板への半導体素子の実装、半導体素子実装後の検査工程等を、リール・ツー・リール方式により連続して行う。配線基板に可とう性を備えるために、絶縁性基材２２としては厚み１２μｍから４０μｍ程度のポリイミド等からなるフレキシブルテープを用いる。絶縁性基材２２上の導体配線２３は厚み９μｍ〜１８μｍ程度のＣｕ箔をウエットエッチングによりパターンニングして形成する。ウエットエッチングにより導体配線２３を形成した場合、導体配線２３の上部から下方及び横方向に向かってエッチングが進行するため、導体配線２３の断面形状は図１３に示すようにテーパー形状となる。例えば導体配線２３のピッチが４０μｍの場合、厚み９μｍのＣｕ箔を用いて導体配線２３の下部の幅が１５μｍになるようにウエットエッチングした場合、導体配線２３の上部の幅はおよそ８μｍ程度になる。突起電極２４は、導体配線２３の長手方向を横切って導体配線２３の両側の領域に亘り、電解銅めっきにより厚み８μｍ、幅２０μｍ程度に形成する。
【０００６】
図１４は、上記従来例の配線基板２１に、半導体素子２６を加熱加圧しながらフェイスダウン実装した半導体装置を示す断面図である。半導体素子２６上には電極パッド２７及び電極パッド２７の表面を被覆する第２の導電層２８が形成され、配線基板２１の突起電極２４と第１の導電層２５を介して接合されている。第２の導電層２８は、電解Ａｕめっきや無電解Ｎｉ／Ａｕめっき等により形成する。
【特許文献１】特許第３５６５８３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、ＴＡＢ工法を用いた液晶用の半導体素子は、液晶パネルの大型化、高精細度化による多ピン化が進行しており、用途によっては２０ｍｍ×１ｍｍ程度の大きさの半導体チップに１０００パッドを越える電極パッドを備えたものも出現している。このため、電極パッドの狭ピッチ化が進行しており、４０μｍ以下にすることが求められている。
【０００８】
しかしながら、図１４に示す上記従来の配線基板２１を用いた半導体装置では、導体配線２３の底面のみが絶縁性基材２２の表面と接着し、一方、突起電極２５の底面は、電解めっきにより絶縁性基材２２の表面に接して成長はするが接着はしていない。そのため、電極パッド２７の狭ピッチ化に対応させて導体配線２３の配線幅を減少させると、導体配線２３と絶縁性基材２２の接着強度が低下し、半導体素子２６をフェイスダウン実装した後の熱的な応力や、ＴＡＢ工法の特徴であるリール・ツー・リール搬送時の配線基板２１の曲げ等による機械的な応力により、導体配線２３が絶縁性基材２２から剥離するという課題があった。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、導体配線の配線幅が減少しても導体配線を配線基板に強固に接着することのできる配線基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の第１の構成の配線基板は、絶縁性基材と、前記絶縁性基材の表面に形成された接着層と、前記接着層の表面に形成された導体配線と、前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記接着層上の領域に亘り形成された突起電極とを備え、前記突起電極が表面に形成された領域の前記導体配線の裏面と、前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域の裏面および側面の一部が、前記接着層の表面から内部に向かって沈み込み前記接着層と接着されている。
【００１１】
また、本発明の第２の構成の配線基板は、少なくとも表面が接着性を有する絶縁性基材と、前記絶縁性基材の表面に形成された導体配線と、前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記絶縁性基材上の領域に亘り形成された突起電極とを備え、前記突起電極が表面に形成された領域の前記導体配線の裏面と、前記突起電極における前記導体配線の両側の前記絶縁性基材上に形成された領域の裏面および側面の一部が、前記絶縁性基材の表面から内部に向かって沈み込み前記絶縁性基材と接着されている。
【００１２】
本発明の配線基板の製造方法は、絶縁性基材上に接着層を備え、前記接着層上に導体層が積層されている積層基材を準備する工程と、前記積層基材の表面の前記導体層をパターンニングして導体配線を形成する工程と、前記導体配線を陰極とする電解めっきにより前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記接着層上の領域に亘り突起電極を形成する工程と、前記突起電極を上面から加熱加圧し、前記突起電極の下の前記導体配線の裏面と前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域の裏面と側面の一部を、前記接着層の表面から内部に向かって沈み込ませ前記接着層と接着する工程とを備える。
【００１３】
本発明の半導体装置の製造方法は、絶縁性基材上に接着層を備え、前記接着層上に導体層が積層されている積層基材を準備する工程と、前記積層基材の表面の前記導体層をパターンニングして導体配線を形成する工程と、前記導体配線を陰極とする電解めっきにより前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記接着層上の領域に亘り、前記導体配線を陰極とする電解めっきにより突起電極を形成する工程と、前記突起電極の表面及び前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域を、前記突起電極とは異なる材質からなる導電層で被覆する工程と、前記突起電極と相対する位置に電極パッドを備えた半導体チップを準備する工程と、前記半導体チップの前記電極パッドと前記突起電極とを相対させ載置し、前記半導体チップの裏面から加熱加圧して前記電極パッドと前記突起電極の表面の導電層とを加熱圧着させると同時に、前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域の裏面と側面の一部を、前記接着層の表面から内部に向かって沈み込ませ前記導電層を介して前記接着層と接着する工程とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の配線基板によれば、導体配線の長手方向を横切って導体配線の両側の接着層上あるいは接着性を有する絶縁性基材上の領域に亘り形成した突起電極が、接着層あるいは絶縁性基材の表面から内部に向かって沈み込んだ構造を持ち、導体配線の裏面に加え突起電極の裏面と側面の一部も接着層あるいは絶縁性基材に接着されることで、導体配線の配線幅が減少しても配線基板に強固に接着することができる。
【００１５】
また、本発明の配線基板の製造方法、あるいは半導体装置の製造方法によれば、導体配線を陰極とする電解めっきにより突起電極を形成することで、突起電極の幅が導体配線の裏面の幅よりも広く、かつ突起電極の側面と導体配線の裏面とが突起電極の裏面を経由して凸形状に滑らかに接続された形状をもたせることができ、突起電極と接着層との接着面積を拡大して配線基板に強固に接着させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
上記構成の本発明の第１の構成の配線基板において、前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記接着層上の領域に亘り形成された突起電極の幅が前記導体配線の裏面の幅よりも広く、かつ前記突起電極の側面と前記導体配線の裏面とが前記突起電極の裏面を経由して凸形状に滑らかに接続された形状を有することが好ましい。
【００１７】
また、前記絶縁性基材の表面に形成された接着層の厚みが、前記突起電極が表面に形成された前記導体配線の裏面と、前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域の裏面および側面の一部が、前記接着層の表面から内部に向かって沈み込みこむ距離よりも厚いことが好ましい。
【００１８】
また、前記突起電極における前記突起電極の表面及び前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域が、前記突起電極とは異なる一つ以上の材質から構成された第１の導電層で被覆されていることが好ましい。
【００１９】
また、前記突起電極における前記接着層の表面から内部に向かって沈み込んだ領域の側面が、前記第１の導電層を介して前記接着層と接着されていることが好ましい。
【００２０】
上記構成の本発明の第２の構成の配線基板において、前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記絶縁性基材上の領域に亘り形成された突起電極の幅が前記導体配線の裏面の幅よりも広く、かつ前記突起電極の側面と前記導体配線の裏面とが前記突起電極の裏面を経由して凸形状に滑らかに接続された形状を有することが好ましい。
【００２１】
また、前記突起電極における前記突起電極の表面及び前記導体配線の両側の前記絶縁性基材上に形成された領域が、前記突起電極とは異なる一つ以上の材質から構成された第１の導電層で被覆されていることが好ましい。
【００２２】
また、前記突起電極における前記絶縁性基材の表面から内部に向かって沈み込んだ領域の側面が、前記第１の導電層を介して前記絶縁性基材と接着されていることが好ましい。
【００２３】
本発明の半導体装置は、上記いずれかの構成の配線基板と、前記配線基板上に搭載された半導体チップとを備え、前記半導体チップの電極パッドと前記配線基板に形成された突起電極とが電気的に接続されている。
【００２４】
この構成において、前記電極パッドの表面に前記電極パッドとは異なる一つ以上の材質から構成される第２の導電層を備えることが好ましい。
【００２５】
上記構成の本発明の配線基板の製造方法において、前記導体配線を陰極とする電解めっきにより前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記接着層上の領域に亘り突起電極を形成する工程の後に、前記突起電極の表面及び前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域を、前記突起電極とは異なる一つ以上の材質から構成される導電層で被覆する工程を備え、前記導電層で被覆した突起電極を上面から加熱加圧し、前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域の裏面と側面の一部を、前記接着層の表面から内部に向かって沈み込ませ前記導電層を介して前記接着層と接着することが好ましい。
【００２６】
上記構成の本発明の半導体装置の製造方法において、前記半導体チップの裏面から加熱加圧する工程と同時に超音波振動を加えることが好ましい。
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態における配線基板１を示す平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ’断面図である。
【００２９】
図１、図２において、２は絶縁性基材、３は絶縁性基材２の表面に形成された接着層、４は接着層３上に形成された導体配線である。導体配線４の先端部の長手方向を横切って、導体配線４の両側の接着層３上の領域に亘り突起電極５が形成されている。突起電極５が表面に形成された領域の導体配線４の裏面と、突起電極５における導体配線４の両側の接着層３上に形成された領域の裏面および側面の一部が、接着層３の表面から内部に向かって沈み込み接着層３と接着されている。
【００３０】
ここで、絶縁性基材２としては厚み１２μmから４０μｍ程度のポリイミド等からなるフレキシブルテープを用いる。絶縁性基材２上の接着層３はエポキシ等からなり、厚み３μｍ〜１０μｍ程度である。導体配線４は、厚み９μｍ〜１８μm程度のＣｕ箔をウエットエッチングによりパターンニングして形成する。ウエットエッチングにより導体配線４を形成した場合、導体配線４の上部から下方及び横方向に向かってエッチングが進行するため、導体配線４の断面形状は図２に示すようにテーパー形状となる。突起電極５は電解Ｃｕめっきにて形成し、導体配線４と突起電極５の幅と高さは絶縁性と加工精度、機械的強度から決定する。例えば導体配線４のピッチが４０μｍの場合、厚み９μｍのＣｕ箔を用いて導体配線４の下部の幅が１５μｍになるようにウエットエッチングする。この場合、導体配線４の上部の幅はおよそ８μｍ程度になる。突起電極５は、導体配線４上に電解銅めっきにより厚み８μｍ、幅２０μｍ程度に形成する。
【００３１】
絶縁性基材２の表面に形成された接着層３の厚みは、突起電極５が表面に形成された導体配線４の裏面と、突起電極５における導体配線４の両側の接着層３上に形成された領域の裏面および側面の一部が、接着層３の表面から内部に向かって沈み込みこむ距離よりも厚く形成することが望ましい。
【００３２】
なお、ここでは突起電極５の材料としてＣｕを用いているが、導電性を持つ材料として、ＡｕやＮｉ、Ｉｎ等を用いても良い。
【００３３】
また、絶縁性基材２の表面に接着層３が形成されている構成に代えて、絶縁性基材２の少なくとも表面が接着性を備えている構成とすることもできる。以下の実施形態においても同様である。
【００３４】
以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、突起電極５が表面に形成された領域の導体配線４の裏面と、突起電極５における導体配線４の両側の接着層３上に形成された領域の裏面および側面の一部が、接着層３の表面から内部に向かって沈み込み接着層３と接着されているため、導体配線４の裏面のみが接着層３に接着している場合よりも導体配線４と接着層３との接着強度を向上することができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態における配線基板の一例は、上述の図２の断面図に示した構成を有する。
【００３６】
図２の断面図において、導体配線４の長手方向を横切って導体配線４の両側の接着層３上の領域に亘り形成された突起電極５の幅が導体配線の裏面の幅４よりも広く、かつ突起電極５の側面と導体配線４の裏面とが突起電極５の裏面を経由して凸形状に滑らかに接続された形状を有している。突起電極５の裏面と側面の一部は、接着層３の表面から内部に向かって沈み込み接着層３と接着されている。
【００３７】
この第２の実施形態によれば、突起電極５の側面と接着層３の間に間隙を生じずに、突起電極５の裏面と側面が連続して接着層３に密着しているため、突起電極５と接着層３の接着強度を向上させることができる。
【００３８】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態における配線基板１を示す断面図である。図３において、２は絶縁性基材、３は接着層、４は導体配線、５は突起電極であり、これらは第１の実施形態と同一である。６は突起電極５を被覆する第１の導電層であり、第１の導電層６を介して、突起電極５の裏面及び側面と接着層３とが接着されている。
【００３９】
ここで第１の導電層６として、例えばＡｕを電解めっきにより０．３μｍ〜２μｍ程度の厚みに形成する。また、第１の導電層６のバリア性や材料を勘案し、Ａｕを０．５μｍ程度の厚みに形成する。また、第１の導電層６は複数の材料からなる構成でも良く、例えば下層を１μｍ程度のＮｉ、表層を０．５μｍ程度のＡｕとしても良い。また、電解めっきの替わりに無電解めっきによって第１の導電層６を形成しても良い。
【００４０】
この第３の実施形態によれば、第１の導電層６を介して、突起電極５の裏面及び側面と接着層３が接着されているため、第１の導電層６がバリアとなり、突起電極５の材料が接着層３へ拡散することが防止され、配線基板１の絶縁信頼性を向上することができる。
【００４１】
（第４の実施形態）
図４は、本発明の第４の実施形態による半導体装置を示す断面図である。図４において、配線基板１は第３の実施形態と同一であり、絶縁性基材２、接着層３、導体配線４、突起電極５、および第１の導電層６から構成されている。７は配線基板１にフェイスダウン実装された半導体素子であり、半導体素子７上には電極パッド８及び電極パッドの表面を被覆する第２の導電層９が形成されており突起電極５と第１の導電層６を介して接合されている。
【００４２】
電極パッド８の表面を被覆する第２の導電層９は、例えば電解Ａｕめっきや無電解Ｎｉ／Ａｕめっき等により形成する。一実施例としては、無電解Ｎｉめっきを４μｍ形成した上に、無電解Ａｕめっきを０．１μｍ程度形成した。
【００４３】
この本発明の第４の実施形態によれば、突起電極５が表面に形成された領域の導体配線４の裏面と、突起電極５における導体配線４の両側の接着層３上に形成された領域の裏面と側面の一部が、接着層３の表面から内部に向かって沈み込み接着層３と接着されているため、導体配線４の裏面のみが接着層３に接着している場合に比べて、導体配線４と接着層３との接着強度が向上する。そのため、半導体素子７をフェイスダウン実装した後の熱的な応力やＴＡＢ工法の特徴であるリール・ツー・リール搬送時の配線基板１の曲げ等による機械的な応力により、導体配線４や突起電極５が配線基板１から剥離することが抑制される。
【００４４】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態における配線基板の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図５〜図９は、図１〜図３に示した配線基板１を製造する工程を工程順に示す。
図１〜図３に示した配線基板１と同一の構成要素については同一の参照番号を付して説明の繰返しを省略する。
【００４５】
図５は、配線基板１を製造する工程の途中における図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図であり、接着層３と接着されたＣｕ箔１０が示される。図６は平面図であり、１１は配線基板１上の全面に形成されたレジスト、１２はレジスト１１の開口部を示す。開口部１２は、複数の導体配線４にまたがって開口している。図７（ａ）〜（ｃ）、および図８は、図５と同様の位置における断面図である。図９も同様の位置における製造途中の配線基板を示す断面図であるが、図９には、加熱ツール１３、およびステージ１４も示される。
【００４６】
まず図５（ａ）に示すように、絶縁性基材２とＣｕ箔１０が接着層３により接着された積層基材を準備する。
【００４７】
次に図５（ｂ）に示すように、Ｃｕ箔１０をウエットエッチングして導体配線４を形成する。このとき、導体配線４の上部から下方及び横方向に向かってエッチングが進行するため、導体配線４の断面形状は図示されるようにテーパー形状となる。
【００４８】
次に図６に示すように、導体配線４を形成した配線基板１上の全面にレジスト１１を形成し、レジスト１１をパターンニングして複数の導体配線４にまたがる開口部１２を設ける。導体配線４を陰極とする電解Ｃｕめっき行うことで、開口部１２から露出する導体配線４にＣｕめっきが析出し、図７に示すように突起電極５が形成される。
【００４９】
図７は、導体配線４を陰極として電解Ｃｕめっきを行った場合に導体配線４の周囲にめっきが析出する状態を、時間経過に沿って（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に示し、それぞれの突起電極の形状を５ａ、５ｂ、５で示す。
【００５０】
電解Ｃｕめっきプロセスにおいては、めっき液中のＣｕイオンが陰極である導体配線４から供給される電子と結合し、導体配線４の表面にめっきが析出する。このとき導体配線４の上部でＣｕイオンが消費されるため、導体配線４の下部ではめっき液中のＣｕイオン濃度が減少するため、導体配線４の上部のめっき厚が厚く、導体配線４の下部のめっき厚は薄く析出する。このため、導体配線４の断面形状がテーパー状であっても、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、導体配線４の周囲に析出する突起電極５は、突起電極５の側面と導体配線４の裏面とが突起電極５の裏面を経由して凸形状に滑らかに接続された形状に形成される。
【００５１】
次に図８に示すように、突起電極５の表面を突起電極５とは異なる金属により被覆し、第１の導電層６を形成する。
【００５２】
次に図９に示すように、ステージ１４上に配線基板１を載置し、加熱ツール１３によって突起電極５の表面を上面から加熱加圧し、導体配線４の裏面と突起電極５の裏面および側面の一部を、接着層３の表面から内部に向かって沈み込ませることで接着層３を溶融させて、第１の導電層６を介して突起電極５と接着させる。接着層３がエポキシ系の場合、加熱ツール１３の温度は２００℃〜３００℃とする。この際ステージ１４も加熱することで、短期間に接着層３を溶融接着させることができる。
【００５３】
この本発明の第５の実施形態によれば、導体配線４を陰極とする電解めっきにより導体配線４の周囲に突起電極を形成するため、導体配線４の断面形状がテーパー状であっても、導体配線４の周囲に析出する突起電極５は、突起電極５の側面と導体配線４の裏面とが突起電極５の裏面を経由して凸形状に滑らかに接続された形状に形成される。このため、突起電極５の裏面と側面の一部を接着層３の表面から内部に向かって沈み込ませて接着層３と接着する際に、突起電極５の側面と接着層３の間に間隙を生じずに突起電極５の裏面と側面が連続して接着層３に密着し、突起電極５と接着層３の接着強度を向上させることができる。
【００５４】
また、突起電極５の表面に第１の導電層６を形成した後に、突起電極５の表面を上面から加熱加圧し突起電極５の裏面と側面の一部を第１の導電層６を介して接着層３の表面から内部に向かって沈み込ませ接着するため、第１の導電層６がバリアとなり、突起電極５の材料が接着層３へ拡散することが防止され、配線基板１の絶縁信頼性を向上することができる。
【００５５】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態における半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００５６】
まず図１０に示す配線基板１を準備する。図１０に示す配線基板１は図８と同一であり、上述の第５の実施形態における配線基板の製造方法により図５〜図７の工程を経て製造する。
【００５７】
次に図１１に示すように、ステージ１４上に配線基板１を載置し、配線基板１の上に、電極パッド８、及び電極パッド８の表面を被覆する第２の導電層９が形成された半導体素子７を載置する。次に、加熱ツール１３によって半導体素子７の裏面を上面から加熱加圧し、電極パッド８上の第２の導電層９と突起電極５上の第１の導電層６とを接合すると同時に、導体配線４の裏面と突起電極５の裏面と側面の一部を接着層３の表面から内部に向かって沈み込ませることで、接着層３を溶融させて第１の導電層６を介して突起電極５と接着する。
【００５８】
なお、半導体チップの裏面から加熱加圧すると同時に超音波振幅を加えることで、第１の導電層６と第２の導電層９を短時間に接合することができる。
【００５９】
この本発明の第６の実施形態によれば、半導体素子７をフェイスダウン実装すると同時に、突起電極５の裏面と側面の一部を接着層３の表面から内部に向かって沈み込ませ接着層３と接着することで、半導体装置の製造時間を短縮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の配線基板は、導体配線の配線ピッチが狭くなっても導体配線と接着層との密着強度を確保することができるため、例えばＴＡＢ用途などの半導体装置に用いる配線基板として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１および第２の実施形態における配線基板を示す平面図
【図２】同配線基板のＡ−Ａ’断面を示す断面図
【図３】本発明の第３の実施形態における配線基板を示す断面図
【図４】本発明の第４の実施形態における半導体装置を示す断面図
【図５】本発明の第５の実施形態における配線基板の製造方法を示す断面図
【図６】同製造方法を示す平面図
【図７】同製造方法を示す断面図
【図８】同製造方法を示す断面図
【図９】同製造方法を示す断面図
【図１０】本発明の第６の実施形態における半導体装置の製造方法を示す断面図
【図１１】同製造方法を示す断面図
【図１２】従来例の配線基板を示す平面図
【図１３】同配線基板のＢ−Ｂ’断面を示す断面図
【図１４】従来例の配線基板を用いた半導体装置を示す断面図
【符号の説明】
【００６２】
１、２１ 配線基板
２、２２ 絶縁性基材
３ 接着層
４、２３ 導体配線
５、５ａ、５ｂ、２４ 突起電極
６、２５ 第１の導電層
７、２６ 半導体素子
８、２７ 電極パッド
９、２８ 第２の導電層
１０ Ｃｕ箔
１１ レジスト
１２ 開口部
１３ 加熱ツール
１４ ステージ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、突起電極を形成した配線基板とその製造方法、ならびにその配線基板を用いた半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶用等の半導体装置に多用されているＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）工法により、突起電極を有する配線基板を用い、配線基板上に半導体素子をフェイスダウン実装し、配線基板の突起電極と半導体素子上の電極パッドとを接合した半導体装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
以下、従来例の突起電極を有する配線基板と、配線基板を用いた半導体装置について、図面を参照しながら説明する。図１２は従来の配線基板２１を示す平面図、図１３は図１２のＢ−Ｂ’断面図である。
【０００４】
図１２、図１３において、２２は絶縁性基材、２３は絶縁性基材２２の表面に形成された導体配線である。導体配線２３の先端部上には突起電極２４が形成されている。２５は導体配線２３と突起電極２４の表面を被覆する第１の導電層であり、電解Ａｕめっきや電解Ｎｉ／Ａｕめっき、もしくは無電解Ｓｎめっき等で形成される。
【０００５】
ＴＡＢ工法に用いるパッケージに用いる配線基板は、絶縁性基材等に可とう性を備える材料や構造を用い、配線基板の供給、配線基板への半導体素子の実装、半導体素子実装後の検査工程等を、リール・ツー・リール方式により連続して行う。配線基板に可とう性を備えるために、絶縁性基材２２としては厚み１２μｍから４０μｍ程度のポリイミド等からなるフレキシブルテープを用いる。絶縁性基材２２上の導体配線２３は厚み９μｍ〜１８μｍ程度のＣｕ箔をウエットエッチングによりパターンニングして形成する。ウエットエッチングにより導体配線２３を形成した場合、導体配線２３の上部から下方及び横方向に向かってエッチングが進行するため、導体配線２３の断面形状は図１３に示すようにテーパー形状となる。例えば導体配線２３のピッチが４０μｍの場合、厚み９μｍのＣｕ箔を用いて導体配線２３の下部の幅が１５μｍになるようにウエットエッチングした場合、導体配線２３の上部の幅はおよそ８μｍ程度になる。突起電極２４は、導体配線２３の長手方向を横切って導体配線２３の両側の領域に亘り、電解銅めっきにより厚み８μｍ、幅２０μｍ程度に形成する。
【０００６】
図１４は、上記従来例の配線基板２１に、半導体素子２６を加熱加圧しながらフェイスダウン実装した半導体装置を示す断面図である。半導体素子２６上には電極パッド２７及び電極パッド２７の表面を被覆する第２の導電層２８が形成され、配線基板２１の突起電極２４と第１の導電層２５を介して接合されている。第２の導電層２８は、電解Ａｕめっきや無電解Ｎｉ／Ａｕめっき等により形成する。
【特許文献１】特許第３５６５８３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、ＴＡＢ工法を用いた液晶用の半導体素子は、液晶パネルの大型化、高精細度化による多ピン化が進行しており、用途によっては２０ｍｍ×１ｍｍ程度の大きさの半導体チップに１０００パッドを越える電極パッドを備えたものも出現している。このため、電極パッドの狭ピッチ化が進行しており、４０μｍ以下にすることが求められている。
【０００８】
しかしながら、図１４に示す上記従来の配線基板２１を用いた半導体装置では、導体配線２３の底面のみが絶縁性基材２２の表面と接着し、一方、突起電極２５の底面は、電解めっきにより絶縁性基材２２の表面に接して成長はするが接着はしていない。そのため、電極パッド２７の狭ピッチ化に対応させて導体配線２３の配線幅を減少させると、導体配線２３と絶縁性基材２２の接着強度が低下し、半導体素子２６をフェイスダウン実装した後の熱的な応力や、ＴＡＢ工法の特徴であるリール・ツー・リール搬送時の配線基板２１の曲げ等による機械的な応力により、導体配線２３が絶縁性基材２２から剥離するという課題があった。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、導体配線の配線幅が減少しても導体配線を配線基板に強固に接着することのできる配線基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の第１の構成の配線基板は、絶縁性基材と、前記絶縁性基材の表面に形成された接着層と、前記接着層の表面に形成された導体配線と、前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記接着層上の領域に亘り形成された突起電極とを備え、前記突起電極が表面に形成された領域の前記導体配線の裏面と、前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域の裏面および側面の一部が、前記接着層の表面から内部に向かって沈み込み前記接着層と接着されている。
【００１１】
また、本発明の第２の構成の配線基板は、少なくとも表面が接着性を有する絶縁性基材と、前記絶縁性基材の表面に形成された導体配線と、前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記絶縁性基材上の領域に亘り形成された突起電極とを備え、前記突起電極が表面に形成された領域の前記導体配線の裏面と、前記突起電極における前記導体配線の両側の前記絶縁性基材上に形成された領域の裏面および側面の一部が、前記絶縁性基材の表面から内部に向かって沈み込み前記絶縁性基材と接着されている。
【００１２】
本発明の配線基板の製造方法は、絶縁性基材上に接着層を備え、前記接着層上に導体層が積層されている積層基材を準備する工程と、前記積層基材の表面の前記導体層をパターンニングして導体配線を形成する工程と、前記導体配線を陰極とする電解めっきにより前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記接着層上の領域に亘り突起電極を形成する工程と、前記突起電極を上面から加熱加圧し、前記突起電極の下の前記導体配線の裏面と前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域の裏面と側面の一部を、前記接着層の表面から内部に向かって沈み込ませ前記接着層と接着する工程とを備える。
【００１３】
本発明の半導体装置の製造方法は、絶縁性基材上に接着層を備え、前記接着層上に導体層が積層されている積層基材を準備する工程と、前記積層基材の表面の前記導体層をパターンニングして導体配線を形成する工程と、前記導体配線を陰極とする電解めっきにより前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記接着層上の領域に亘り、前記導体配線を陰極とする電解めっきにより突起電極を形成する工程と、前記突起電極の表面及び前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域を、前記突起電極とは異なる材質からなる導電層で被覆する工程と、前記突起電極と相対する位置に電極パッドを備えた半導体チップを準備する工程と、前記半導体チップの前記電極パッドと前記突起電極とを相対させ載置し、前記半導体チップの裏面から加熱加圧して前記電極パッドと前記突起電極の表面の導電層とを加熱圧着させると同時に、前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域の裏面と側面の一部を、前記接着層の表面から内部に向かって沈み込ませ前記導電層を介して前記接着層と接着する工程とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の配線基板によれば、導体配線の長手方向を横切って導体配線の両側の接着層上あるいは接着性を有する絶縁性基材上の領域に亘り形成した突起電極が、接着層あるいは絶縁性基材の表面から内部に向かって沈み込んだ構造を持ち、導体配線の裏面に加え突起電極の裏面と側面の一部も接着層あるいは絶縁性基材に接着されることで、導体配線の配線幅が減少しても配線基板に強固に接着することができる。
【００１５】
また、本発明の配線基板の製造方法、あるいは半導体装置の製造方法によれば、導体配線を陰極とする電解めっきにより突起電極を形成することで、突起電極の幅が導体配線の裏面の幅よりも広く、かつ突起電極の側面と導体配線の裏面とが突起電極の裏面を経由して凸形状に滑らかに接続された形状をもたせることができ、突起電極と接着層との接着面積を拡大して配線基板に強固に接着させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
上記構成の本発明の第１の構成の配線基板において、前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記接着層上の領域に亘り形成された突起電極の幅が前記導体配線の裏面の幅よりも広く、かつ前記突起電極の側面と前記導体配線の裏面とが前記突起電極の裏面を経由して凸形状に滑らかに接続された形状を有することが好ましい。
【００１７】
また、前記絶縁性基材の表面に形成された接着層の厚みが、前記突起電極が表面に形成された前記導体配線の裏面と、前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域の裏面および側面の一部が、前記接着層の表面から内部に向かって沈み込みこむ距離よりも厚いことが好ましい。
【００１８】
また、前記突起電極における前記突起電極の表面及び前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域が、前記突起電極とは異なる一つ以上の材質から構成された第１の導電層で被覆されていることが好ましい。
【００１９】
また、前記突起電極における前記接着層の表面から内部に向かって沈み込んだ領域の側面が、前記第１の導電層を介して前記接着層と接着されていることが好ましい。
【００２０】
上記構成の本発明の第２の構成の配線基板において、前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記絶縁性基材上の領域に亘り形成された突起電極の幅が前記導体配線の裏面の幅よりも広く、かつ前記突起電極の側面と前記導体配線の裏面とが前記突起電極の裏面を経由して凸形状に滑らかに接続された形状を有することが好ましい。
【００２１】
また、前記突起電極における前記突起電極の表面及び前記導体配線の両側の前記絶縁性基材上に形成された領域が、前記突起電極とは異なる一つ以上の材質から構成された第１の導電層で被覆されていることが好ましい。
【００２２】
また、前記突起電極における前記絶縁性基材の表面から内部に向かって沈み込んだ領域の側面が、前記第１の導電層を介して前記絶縁性基材と接着されていることが好ましい。
【００２３】
本発明の半導体装置は、上記いずれかの構成の配線基板と、前記配線基板上に搭載された半導体チップとを備え、前記半導体チップの電極パッドと前記配線基板に形成された突起電極とが電気的に接続されている。
【００２４】
この構成において、前記電極パッドの表面に前記電極パッドとは異なる一つ以上の材質から構成される第２の導電層を備えることが好ましい。
【００２５】
上記構成の本発明の配線基板の製造方法において、前記導体配線を陰極とする電解めっきにより前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記接着層上の領域に亘り突起電極を形成する工程の後に、前記突起電極の表面及び前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域を、前記突起電極とは異なる一つ以上の材質から構成される導電層で被覆する工程を備え、前記導電層で被覆した突起電極を上面から加熱加圧し、前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域の裏面と側面の一部を、前記接着層の表面から内部に向かって沈み込ませ前記導電層を介して前記接着層と接着することが好ましい。
【００２６】
上記構成の本発明の半導体装置の製造方法において、前記半導体チップの裏面から加熱加圧する工程と同時に超音波振動を加えることが好ましい。
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態における配線基板１を示す平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ’断面図である。
【００２９】
図１、図２において、２は絶縁性基材、３は絶縁性基材２の表面に形成された接着層、４は接着層３上に形成された導体配線である。導体配線４の先端部の長手方向を横切って、導体配線４の両側の接着層３上の領域に亘り突起電極５が形成されている。突起電極５が表面に形成された領域の導体配線４の裏面と、突起電極５における導体配線４の両側の接着層３上に形成された領域の裏面および側面の一部が、接着層３の表面から内部に向かって沈み込み接着層３と接着されている。
【００３０】
ここで、絶縁性基材２としては厚み１２μmから４０μｍ程度のポリイミド等からなるフレキシブルテープを用いる。絶縁性基材２上の接着層３はエポキシ等からなり、厚み３μｍ〜１０μｍ程度である。導体配線４は、厚み９μｍ〜１８μm程度のＣｕ箔をウエットエッチングによりパターンニングして形成する。ウエットエッチングにより導体配線４を形成した場合、導体配線４の上部から下方及び横方向に向かってエッチングが進行するため、導体配線４の断面形状は図２に示すようにテーパー形状となる。突起電極５は電解Ｃｕめっきにて形成し、導体配線４と突起電極５の幅と高さは絶縁性と加工精度、機械的強度から決定する。例えば導体配線４のピッチが４０μｍの場合、厚み９μｍのＣｕ箔を用いて導体配線４の下部の幅が１５μｍになるようにウエットエッチングする。この場合、導体配線４の上部の幅はおよそ８μｍ程度になる。突起電極５は、導体配線４上に電解銅めっきにより厚み８μｍ、幅２０μｍ程度に形成する。
【００３１】
絶縁性基材２の表面に形成された接着層３の厚みは、突起電極５が表面に形成された導体配線４の裏面と、突起電極５における導体配線４の両側の接着層３上に形成された領域の裏面および側面の一部が、接着層３の表面から内部に向かって沈み込みこむ距離よりも厚く形成することが望ましい。
【００３２】
なお、ここでは突起電極５の材料としてＣｕを用いているが、導電性を持つ材料として、ＡｕやＮｉ、Ｉｎ等を用いても良い。
【００３３】
また、絶縁性基材２の表面に接着層３が形成されている構成に代えて、絶縁性基材２の少なくとも表面が接着性を備えている構成とすることもできる。以下の実施形態においても同様である。
【００３４】
以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、突起電極５が表面に形成された領域の導体配線４の裏面と、突起電極５における導体配線４の両側の接着層３上に形成された領域の裏面および側面の一部が、接着層３の表面から内部に向かって沈み込み接着層３と接着されているため、導体配線４の裏面のみが接着層３に接着している場合よりも導体配線４と接着層３との接着強度を向上することができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態における配線基板の一例は、上述の図２の断面図に示した構成を有する。
【００３６】
図２の断面図において、導体配線４の長手方向を横切って導体配線４の両側の接着層３上の領域に亘り形成された突起電極５の幅が導体配線の裏面の幅４よりも広く、かつ突起電極５の側面と導体配線４の裏面とが突起電極５の裏面を経由して凸形状に滑らかに接続された形状を有している。突起電極５の裏面と側面の一部は、接着層３の表面から内部に向かって沈み込み接着層３と接着されている。
【００３７】
この第２の実施形態によれば、突起電極５の側面と接着層３の間に間隙を生じずに、突起電極５の裏面と側面が連続して接着層３に密着しているため、突起電極５と接着層３の接着強度を向上させることができる。
【００３８】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態における配線基板１を示す断面図である。図３において、２は絶縁性基材、３は接着層、４は導体配線、５は突起電極であり、これらは第１の実施形態と同一である。６は突起電極５を被覆する第１の導電層であり、第１の導電層６を介して、突起電極５の裏面及び側面と接着層３とが接着されている。
【００３９】
ここで第１の導電層６として、例えばＡｕを電解めっきにより０．３μｍ〜２μｍ程度の厚みに形成する。また、第１の導電層６のバリア性や材料を勘案し、Ａｕを０．５μｍ程度の厚みに形成する。また、第１の導電層６は複数の材料からなる構成でも良く、例えば下層を１μｍ程度のＮｉ、表層を０．５μｍ程度のＡｕとしても良い。また、電解めっきの替わりに無電解めっきによって第１の導電層６を形成しても良い。
【００４０】
この第３の実施形態によれば、第１の導電層６を介して、突起電極５の裏面及び側面と接着層３が接着されているため、第１の導電層６がバリアとなり、突起電極５の材料が接着層３へ拡散することが防止され、配線基板１の絶縁信頼性を向上することができる。
【００４１】
（第４の実施形態）
図４は、本発明の第４の実施形態による半導体装置を示す断面図である。図４において、配線基板１は第３の実施形態と同一であり、絶縁性基材２、接着層３、導体配線４、突起電極５、および第１の導電層６から構成されている。７は配線基板１にフェイスダウン実装された半導体素子であり、半導体素子７上には電極パッド８及び電極パッドの表面を被覆する第２の導電層９が形成されており突起電極５と第１の導電層６を介して接合されている。
【００４２】
電極パッド８の表面を被覆する第２の導電層９は、例えば電解Ａｕめっきや無電解Ｎｉ／Ａｕめっき等により形成する。一実施例としては、無電解Ｎｉめっきを４μｍ形成した上に、無電解Ａｕめっきを０．１μｍ程度形成した。
【００４３】
この本発明の第４の実施形態によれば、突起電極５が表面に形成された領域の導体配線４の裏面と、突起電極５における導体配線４の両側の接着層３上に形成された領域の裏面と側面の一部が、接着層３の表面から内部に向かって沈み込み接着層３と接着されているため、導体配線４の裏面のみが接着層３に接着している場合に比べて、導体配線４と接着層３との接着強度が向上する。そのため、半導体素子７をフェイスダウン実装した後の熱的な応力やＴＡＢ工法の特徴であるリール・ツー・リール搬送時の配線基板１の曲げ等による機械的な応力により、導体配線４や突起電極５が配線基板１から剥離することが抑制される。
【００４４】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態における配線基板の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図５〜図９は、図１〜図３に示した配線基板１を製造する工程を工程順に示す。
図１〜図３に示した配線基板１と同一の構成要素については同一の参照番号を付して説明の繰返しを省略する。
【００４５】
図５は、配線基板１を製造する工程の途中における図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図であり、接着層３と接着されたＣｕ箔１０が示される。図６は平面図であり、１１は配線基板１上の全面に形成されたレジスト、１２はレジスト１１の開口部を示す。開口部１２は、複数の導体配線４にまたがって開口している。図７（ａ）〜（ｃ）、および図８は、図５と同様の位置における断面図である。図９も同様の位置における製造途中の配線基板を示す断面図であるが、図９には、加熱ツール１３、およびステージ１４も示される。
【００４６】
まず図５（ａ）に示すように、絶縁性基材２とＣｕ箔１０が接着層３により接着された積層基材を準備する。
【００４７】
次に図５（ｂ）に示すように、Ｃｕ箔１０をウエットエッチングして導体配線４を形成する。このとき、導体配線４の上部から下方及び横方向に向かってエッチングが進行するため、導体配線４の断面形状は図示されるようにテーパー形状となる。
【００４８】
次に図６に示すように、導体配線４を形成した配線基板１上の全面にレジスト１１を形成し、レジスト１１をパターンニングして複数の導体配線４にまたがる開口部１２を設ける。導体配線４を陰極とする電解Ｃｕめっき行うことで、開口部１２から露出する導体配線４にＣｕめっきが析出し、図７に示すように突起電極５が形成される。
【００４９】
図７は、導体配線４を陰極として電解Ｃｕめっきを行った場合に導体配線４の周囲にめっきが析出する状態を、時間経過に沿って（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に示し、それぞれの突起電極の形状を５ａ、５ｂ、５で示す。
【００５０】
電解Ｃｕめっきプロセスにおいては、めっき液中のＣｕイオンが陰極である導体配線４から供給される電子と結合し、導体配線４の表面にめっきが析出する。このとき導体配線４の上部でＣｕイオンが消費されるため、導体配線４の下部ではめっき液中のＣｕイオン濃度が減少するため、導体配線４の上部のめっき厚が厚く、導体配線４の下部のめっき厚は薄く析出する。このため、導体配線４の断面形状がテーパー状であっても、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、導体配線４の周囲に析出する突起電極５は、突起電極５の側面と導体配線４の裏面とが突起電極５の裏面を経由して凸形状に滑らかに接続された形状に形成される。
【００５１】
次に図８に示すように、突起電極５の表面を突起電極５とは異なる金属により被覆し、第１の導電層６を形成する。
【００５２】
次に図９に示すように、ステージ１４上に配線基板１を載置し、加熱ツール１３によって突起電極５の表面を上面から加熱加圧し、導体配線４の裏面と突起電極５の裏面および側面の一部を、接着層３の表面から内部に向かって沈み込ませることで接着層３を溶融させて、第１の導電層６を介して突起電極５と接着させる。接着層３がエポキシ系の場合、加熱ツール１３の温度は２００℃〜３００℃とする。この際ステージ１４も加熱することで、短期間に接着層３を溶融接着させることができる。
【００５３】
この本発明の第５の実施形態によれば、導体配線４を陰極とする電解めっきにより導体配線４の周囲に突起電極を形成するため、導体配線４の断面形状がテーパー状であっても、導体配線４の周囲に析出する突起電極５は、突起電極５の側面と導体配線４の裏面とが突起電極５の裏面を経由して凸形状に滑らかに接続された形状に形成される。このため、突起電極５の裏面と側面の一部を接着層３の表面から内部に向かって沈み込ませて接着層３と接着する際に、突起電極５の側面と接着層３の間に間隙を生じずに突起電極５の裏面と側面が連続して接着層３に密着し、突起電極５と接着層３の接着強度を向上させることができる。
【００５４】
また、突起電極５の表面に第１の導電層６を形成した後に、突起電極５の表面を上面から加熱加圧し突起電極５の裏面と側面の一部を第１の導電層６を介して接着層３の表面から内部に向かって沈み込ませ接着するため、第１の導電層６がバリアとなり、突起電極５の材料が接着層３へ拡散することが防止され、配線基板１の絶縁信頼性を向上することができる。
【００５５】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態における半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００５６】
まず図１０に示す配線基板１を準備する。図１０に示す配線基板１は図８と同一であり、上述の第５の実施形態における配線基板の製造方法により図５〜図７の工程を経て製造する。
【００５７】
次に図１１に示すように、ステージ１４上に配線基板１を載置し、配線基板１の上に、電極パッド８、及び電極パッド８の表面を被覆する第２の導電層９が形成された半導体素子７を載置する。次に、加熱ツール１３によって半導体素子７の裏面を上面から加熱加圧し、電極パッド８上の第２の導電層９と突起電極５上の第１の導電層６とを接合すると同時に、導体配線４の裏面と突起電極５の裏面と側面の一部を接着層３の表面から内部に向かって沈み込ませることで、接着層３を溶融させて第１の導電層６を介して突起電極５と接着する。
【００５８】
なお、半導体チップの裏面から加熱加圧すると同時に超音波振幅を加えることで、第１の導電層６と第２の導電層９を短時間に接合することができる。
【００５９】
この本発明の第６の実施形態によれば、半導体素子７をフェイスダウン実装すると同時に、突起電極５の裏面と側面の一部を接着層３の表面から内部に向かって沈み込ませ接着層３と接着することで、半導体装置の製造時間を短縮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の配線基板は、導体配線の配線ピッチが狭くなっても導体配線と接着層との密着強度を確保することができるため、例えばＴＡＢ用途などの半導体装置に用いる配線基板として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１および第２の実施形態における配線基板を示す平面図
【図２】同配線基板のＡ−Ａ’断面を示す断面図
【図３】本発明の第３の実施形態における配線基板を示す断面図
【図４】本発明の第４の実施形態における半導体装置を示す断面図
【図５】本発明の第５の実施形態における配線基板の製造方法を示す断面図
【図６】同製造方法を示す平面図
【図７】同製造方法を示す断面図
【図８】同製造方法を示す断面図
【図９】同製造方法を示す断面図
【図１０】本発明の第６の実施形態における半導体装置の製造方法を示す断面図
【図１１】同製造方法を示す断面図
【図１２】従来例の配線基板を示す平面図
【図１３】同配線基板のＢ−Ｂ’断面を示す断面図
【図１４】従来例の配線基板を用いた半導体装置を示す断面図
【符号の説明】
【００６２】
１、２１ 配線基板
２、２２ 絶縁性基材
３ 接着層
４、２３ 導体配線
５、５ａ、５ｂ、２４ 突起電極
６、２５ 第１の導電層
７、２６ 半導体素子
８、２７ 電極パッド
９、２８ 第２の導電層
１０ Ｃｕ箔
１１ レジスト
１２ 開口部
１３ 加熱ツール
１４ ステージ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基材と、
前記絶縁性基材の表面に形成された接着層と、
前記接着層の表面に形成された導体配線と、
前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記接着層上の領域に亘り形成された突起電極とを備えた配線基板において、
前記突起電極が表面に形成された領域の前記導体配線の裏面と、前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域の裏面および側面の一部が、前記接着層の表面から内部に向かって沈み込み前記接着層と接着されていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記接着層上の領域に亘り形成された突起電極の幅が前記導体配線の裏面の幅よりも広く、かつ前記突起電極の側面と前記導体配線の裏面とが前記突起電極の裏面を経由して凸形状に滑らかに接続された形状を有する請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記絶縁性基材の表面に形成された接着層の厚みが、前記突起電極が表面に形成された前記導体配線の裏面と、前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域の裏面および側面の一部が、前記接着層の表面から内部に向かって沈み込みこむ距離よりも厚い請求項１または２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記突起電極における前記突起電極の表面及び前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域が、前記突起電極とは異なる一つ以上の材質から構成された第１の導電層で被覆されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項５】
前記突起電極における前記接着層の表面から内部に向かって沈み込んだ領域の側面が、前記第１の導電層を介して前記接着層と接着されている請求項４に記載の配線基板。
【請求項６】
少なくとも表面が接着性を有する絶縁性基材と、
前記絶縁性基材の表面に形成された導体配線と、
前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記絶縁性基材上の領域に亘り形成された突起電極とを備えた配線基板において、
前記突起電極が表面に形成された領域の前記導体配線の裏面と、前記突起電極における前記導体配線の両側の前記絶縁性基材上に形成された領域の裏面および側面の一部が、前記絶縁性基材の表面から内部に向かって沈み込み前記絶縁性基材と接着されていることを特徴とする配線基板。
【請求項７】
前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記絶縁性基材上の領域に亘り形成された突起電極の幅が前記導体配線の裏面の幅よりも広く、かつ前記突起電極の側面と前記導体配線の裏面とが前記突起電極の裏面を経由して凸形状に滑らかに接続された形状を有する請求項６に記載の配線基板。
【請求項８】
前記突起電極における前記突起電極の表面及び前記導体配線の両側の前記絶縁性基材上に形成された領域が、前記突起電極とは異なる一つ以上の材質から構成された第１の導電層で被覆されている請求項６または７に記載の配線基板。
【請求項９】
前記突起電極における前記絶縁性基材の表面から内部に向かって沈み込んだ領域の側面が、前記第１の導電層を介して前記絶縁性基材と接着されている請求項８に記載の配線基板。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の配線基板と、前記配線基板上に搭載された半導体チップとを備え、前記半導体チップの電極パッドと前記配線基板に形成された突起電極とが電気的に接続された半導体装置。
【請求項１１】
前記電極パッドの表面に前記電極パッドとは異なる一つ以上の材質から構成される第２の導電層を備えた請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】
絶縁性基材上に接着層を備え、前記接着層上に導体層が積層されている積層基材を準備する工程と、
前記積層基材の表面の前記導体層をパターンニングして導体配線を形成する工程と、
前記導体配線を陰極とする電解めっきにより前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記接着層上の領域に亘り突起電極を形成する工程と、
前記突起電極を上面から加熱加圧し、前記突起電極の下の前記導体配線の裏面と前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域の裏面と側面の一部を、前記接着層の表面から内部に向かって沈み込ませ前記接着層と接着する工程とを備えた配線基板の製造方法。
【請求項１３】
前記導体配線を陰極とする電解めっきにより前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記接着層上の領域に亘り突起電極を形成する工程の後に、
前記突起電極の表面及び前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域を、前記突起電極とは異なる一つ以上の材質から構成される導電層で被覆する工程を備え、
前記導電層で被覆した突起電極を上面から加熱加圧し、前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域の裏面と側面の一部を、前記接着層の表面から内部に向かって沈み込ませ前記導電層を介して前記接着層と接着する請求項１２に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１４】
絶縁性基材上に接着層を備え、前記接着層上に導体層が積層されている積層基材を準備する工程と、
前記積層基材の表面の前記導体層をパターンニングして導体配線を形成する工程と、
前記導体配線を陰極とする電解めっきにより前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記接着層上の領域に亘り、前記導体配線を陰極とする電解めっきにより突起電極を形成する工程と、
前記突起電極の表面及び前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域を、前記突起電極とは異なる材質からなる導電層で被覆する工程と、
前記突起電極と相対する位置に電極パッドを備えた半導体チップを準備する工程と、
前記半導体チップの前記電極パッドと前記突起電極とを相対させ載置し、前記半導体チップの裏面から加熱加圧して前記電極パッドと前記突起電極の表面の導電層とを加熱圧着させると同時に、前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域の裏面と側面の一部を、前記接着層の表面から内部に向かって沈み込ませ前記導電層を介して前記接着層と接着する工程とを備えた半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記半導体チップの裏面から加熱加圧する工程と同時に超音波振動を加える請求項１４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１】
絶縁性基材と、
前記絶縁性基材の表面に形成された接着層と、
前記接着層の表面に形成された導体配線と、
前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記接着層上の領域に亘り形成された突起電極とを備えた配線基板において、
前記突起電極が表面に形成された領域の前記導体配線の裏面と、前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域の裏面および側面の一部が、前記接着層の表面から内部に向かって沈み込み前記接着層と接着されていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記接着層上の領域に亘り形成された突起電極の幅が前記導体配線の裏面の幅よりも広く、かつ前記突起電極の側面と前記導体配線の裏面とが前記突起電極の裏面を経由して凸形状に滑らかに接続された形状を有する請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記絶縁性基材の表面に形成された接着層の厚みが、前記突起電極が表面に形成された前記導体配線の裏面と、前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域の裏面および側面の一部が、前記接着層の表面から内部に向かって沈み込みこむ距離よりも厚い請求項１または２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記突起電極における前記突起電極の表面及び前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域が、前記突起電極とは異なる一つ以上の材質から構成された第１の導電層で被覆されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項５】
前記突起電極における前記接着層の表面から内部に向かって沈み込んだ領域の側面が、前記第１の導電層を介して前記接着層と接着されている請求項４に記載の配線基板。
【請求項６】
少なくとも表面が接着性を有する絶縁性基材と、
前記絶縁性基材の表面に形成された導体配線と、
前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記絶縁性基材上の領域に亘り形成された突起電極とを備えた配線基板において、
前記突起電極が表面に形成された領域の前記導体配線の裏面と、前記突起電極における前記導体配線の両側の前記絶縁性基材上に形成された領域の裏面および側面の一部が、前記絶縁性基材の表面から内部に向かって沈み込み前記絶縁性基材と接着されていることを特徴とする配線基板。
【請求項７】
前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記絶縁性基材上の領域に亘り形成された突起電極の幅が前記導体配線の裏面の幅よりも広く、かつ前記突起電極の側面と前記導体配線の裏面とが前記突起電極の裏面を経由して凸形状に滑らかに接続された形状を有する請求項６に記載の配線基板。
【請求項８】
前記突起電極における前記突起電極の表面及び前記導体配線の両側の前記絶縁性基材上に形成された領域が、前記突起電極とは異なる一つ以上の材質から構成された第１の導電層で被覆されている請求項６または７に記載の配線基板。
【請求項９】
前記突起電極における前記絶縁性基材の表面から内部に向かって沈み込んだ領域の側面が、前記第１の導電層を介して前記絶縁性基材と接着されている請求項８に記載の配線基板。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の配線基板と、前記配線基板上に搭載された半導体チップとを備え、前記半導体チップの電極パッドと前記配線基板に形成された突起電極とが電気的に接続された半導体装置。
【請求項１１】
前記電極パッドの表面に前記電極パッドとは異なる一つ以上の材質から構成される第２の導電層を備えた請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】
絶縁性基材上に接着層を備え、前記接着層上に導体層が積層されている積層基材を準備する工程と、
前記積層基材の表面の前記導体層をパターンニングして導体配線を形成する工程と、
前記導体配線を陰極とする電解めっきにより前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記接着層上の領域に亘り突起電極を形成する工程と、
前記突起電極を上面から加熱加圧し、前記突起電極の下の前記導体配線の裏面と前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域の裏面と側面の一部を、前記接着層の表面から内部に向かって沈み込ませ前記接着層と接着する工程とを備えた配線基板の製造方法。
【請求項１３】
前記導体配線を陰極とする電解めっきにより前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記接着層上の領域に亘り突起電極を形成する工程の後に、
前記突起電極の表面及び前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域を、前記突起電極とは異なる一つ以上の材質から構成される導電層で被覆する工程を備え、
前記導電層で被覆した突起電極を上面から加熱加圧し、前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域の裏面と側面の一部を、前記接着層の表面から内部に向かって沈み込ませ前記導電層を介して前記接着層と接着する請求項１２に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１４】
絶縁性基材上に接着層を備え、前記接着層上に導体層が積層されている積層基材を準備する工程と、
前記積層基材の表面の前記導体層をパターンニングして導体配線を形成する工程と、
前記導体配線を陰極とする電解めっきにより前記導体配線の長手方向を横切って前記導体配線の両側の前記接着層上の領域に亘り、前記導体配線を陰極とする電解めっきにより突起電極を形成する工程と、
前記突起電極の表面及び前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域を、前記突起電極とは異なる材質からなる導電層で被覆する工程と、
前記突起電極と相対する位置に電極パッドを備えた半導体チップを準備する工程と、
前記半導体チップの前記電極パッドと前記突起電極とを相対させ載置し、前記半導体チップの裏面から加熱加圧して前記電極パッドと前記突起電極の表面の導電層とを加熱圧着させると同時に、前記突起電極における前記導体配線の両側の前記接着層上に形成された領域の裏面と側面の一部を、前記接着層の表面から内部に向かって沈み込ませ前記導電層を介して前記接着層と接着する工程とを備えた半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記半導体チップの裏面から加熱加圧する工程と同時に超音波振動を加える請求項１４記載の半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−３１７７４０（Ｐ２００７−３１７７４０Ａ）
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４３１７２（Ｐ２００６−１４３１７２）
【出願日】平成１８年５月２３日（２００６．５．２３）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２３日（２００６．５．２３）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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