(57)【要約】【課題】薄型化・小型化できてかつ耐熱性の要求にも応えることができる半導体装置を提供する。【解決手段】樹脂フィルムの表面に、窒化シリコン層または酸窒化シリコン層が形成され、さらに銅系金属層が形成された回路基板の上記銅系金属層により電極パターンが形成され、上記電極パターンに電子部品が実装されたことにより、銅系金属層の密着性が良好となるうえ、サイドエッチングがあまり起こらないために微細エッチングによる微細な電極パターンを形成することが可能で、半導体装置自体の小型化が容易である。【選択図】図１
2010073855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂フィルムの表面に、窒化シリコン層または酸窒化シリコン層が形成され、さらに銅系金属層が形成された回路基板の上記銅系金属層により電極パターンが形成され、
上記電極パターンに電子部品が実装されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
樹脂フィルムの表面に、窒化シリコン層または酸窒化シリコン層を形成し、さらに銅系金属層を形成した回路基板の上記銅系金属層に電極パターンを形成し、上記電極パターンに電子部品を実装することを特徴とする半導体装置の製法。
【請求項３】
樹脂フィルムに対し、あらかじめ２個１組の貫通穴を２列の貫通穴列が形成されるよう所定ピッチで列設し、
上記貫通穴を列設した樹脂フィルムに、窒化シリコン層または酸窒化シリコン層を形成するとともに銅系金属層を形成して回路基板を形成し、
上記回路基板の銅系金属層により電極パターンを形成し、上記電極パターンを、２個１組の貫通穴同士の間の領域に、一方の貫通穴の内周面にかけて導通する第１電極と、他方の貫通穴の内周面にかけて導通する第２電極とを備えたものとする請求項２記載の半導体装置の製法。
【請求項４】
上記電子部品を２個１組の貫通穴に対応するよう実装し、電子部品が実装された回路基板を、２個１組の貫通穴および電子部品を少なくとも１組含むよう分割して、半導体装置を得る請求項３記載の半導体装置の製法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばポリイミドフィルム等の樹脂フィルムをベースとした半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体装置としては、ガラス繊維を積層してエポキシ樹脂を含浸したガラスエポキシ樹脂からなる回路基板の表面に電極パターンを形成し、上記電極パターンにＬＥＤ素子等の電子部品を実装し、上記電子部品の上面を覆うようにエポキシ樹脂等の封止樹脂で樹脂封止したものが用いられている（例えば下記の特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−１５０９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年の電子機器の小型化、高性能化に伴い、素子や基板を含む半導体装置の高精細化、薄型化が要求されているところ、上述したガラスエポキシ樹脂の回路基板を用いた半導体装置では、薄型化・小型化するにも限界があった。一方、半導体装置としては、素子の発熱に耐える耐熱性も同時に要求される。また、ＬＥＤ等の発光素子を実装する半導体装置としては、さらに発光素子から照射された光を吸収しない性質のものが好ましい。しかしながら、現在までのところ、薄型化・小型化できることができる半導体装置は提供されていなかったのが実情である。
【０００４】
また、半導体装置を製造するには、一般に、回路基板に一対のスリットを設け、両スリットの間に回路パターンを形成して電子部品を実装し、後に両スリットに挟まれた部分を電子部品ごとに分割して切り離すことにより行われる。しかしながら、半導体装置を薄型化・小型化しようとして薄い回路基板を使用すると、シート状の回路基板にスリットを設けたときに、電子部品が実装されるスリット同士の間の部分がぐにゃぐにゃ曲がって不安定になり、ハンドリングが極めて困難になって安定生産できないという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、薄型化・小型化できる半導体装置およびその製法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の半導体装置は、樹脂フィルムの表面に、窒化シリコン層または酸窒化シリコン層が形成され、さらに銅系金属層が形成された回路基板の上記銅系金属層により電極パターンが形成され、上記電極パターンに電子部品が実装されたことを要旨とする。
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の半導体装置の製法は、樹脂フィルムの表面に、窒化シリコン層または酸窒化シリコン層を形成し、さらに銅系金属層を形成した回路基板の上記銅系金属層に電極パターンを形成し、上記電極パターンに電子部品を実装することを要旨とする。
【発明の効果】
【０００８】
すなわち、本発明は、回路基板のベースとして樹脂フィルムを使用し、この樹脂フィルムの表面に窒化シリコン層または酸窒化シリコン層を形成してさらに銅系金属層を形成し、上記銅系金属層に形成した電極パターンに電子部品を実装するため、中間層として窒化シリコン層または酸窒化シリコン層を形成したことにより銅系金属層の密着性が良好となるうえ、窒化シリコン層または酸窒化シリコン層は絶縁物でエッチングの必要が無いことから銅系金属層だけをエッチングすればよく、サイドエッチングがあまり起こらないために微細エッチングによる微細な電極パターンを形成することが可能で、半導体装置自体の小型化が容易である。しかも、高温下で仮に樹脂フィルム側からの水分や酸素が浸透したとしても窒化シリコン層または酸窒化シリコン層によって水分や酸素がブロックされて銅系金属層の酸化や密着力の低下が生じないため、耐熱性や信頼性にも優れた半導体装置となる。
【０００９】
本発明において、樹脂フィルムに対し、あらかじめ２個１組の貫通穴を２列の貫通穴列が形成されるよう所定ピッチで列設し、
上記貫通穴を列設した樹脂フィルムに、窒化シリコン層または酸窒化シリコン層を形成するとともに銅系金属層を形成して回路基板を形成し、
上記回路基板の銅系金属層により電極パターンを形成し、上記電極パターンを、２個１組の貫通穴同士の間の領域に、一方の貫通穴の内周面にかけて導通する第１電極と、他方の貫通穴の内周面にかけて導通する第２電極とを備えたものとする場合には、
従来のように、スリットを形成するのではなく貫通穴を列設するため、従来のように樹脂フィルムのスリットに挟まれた部分が不安定になるようなことがなく、樹脂フィルムが安定した状態でその後の窒化シリコン層または酸窒化シリコン層の形成工程、銅系金属層の形成工程等を行うことができ、ハンドリングが容易で安定生産が可能になる。
【００１０】
本発明において、上記電子部品を２個１組の貫通穴に対応するよう実装し、電子部品が実装された回路基板を、２個１組の貫通穴および電子部品を少なくとも１組含むよう分割して、半導体装置を得る場合には、樹脂フィルムが安定した状態で窒化シリコン層または酸窒化シリコン層の形成工程、銅系金属層の形成工程、電子部品の実装を行い、さらに、２個１組の貫通穴および電子部品を少なくとも１組含むよう分割する工程も安定して行うことができ、ハンドリングが容易で安定生産が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
つぎに、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１２】
図１は、本発明の半導体装置を示す断面図および平面図であり、図２は、上記半導体装置に用いられる回路基板６の断面図である。
【００１３】
この半導体装置は、樹脂フィルム１の表面に、窒化シリコン層２ａまたは酸窒化シリコン層２ｂが形成され、さらに銅系金属層３が形成された回路基板６が用いられ、上記回路基板６の上記銅系金属層３により電極パターン３６が形成され、上記電極パターン３６にＬＥＤ３５等の電子部品が実装されている。
【００１４】
上記回路基板６は、全体として大略長方形状を呈しており、両短辺のそれぞれ中央付近に、半円形の切欠き４２が形成されている。
【００１５】
より詳しく説明すると、上記半導体装置は、回路基板６に電子部品としてＬＥＤ３５等の発光素子が実装されるものであり、上記回路基板６には、第１電極３６ａ、第２電極３６ｂから構成される電極パターン３６が形成されている。
【００１６】
上記第１電極３６ａは、回路基板６の片側において、上面、切欠き４２の内周面および下面にわたって連続的に形成されている。上記第２電極３６ｂは、回路基板６の他側において、上面、切欠き４２の内周面および下面にわたって連続的に形成されている。
【００１７】
この例では、第２電極３６ｂにＬＥＤ３５が搭載されて第１電極３６ａに対してリード線３７で接続されている。上記回路基板６の上面では、ＬＥＤ３５とリード線３７ならびに第１電極３６ａと第２電極３６ｂの対向部分が上面モールド樹脂３８で覆われている。また、上記回路基板６の下面では、第１電極３６ａと第２電極３６ｂの間が下面モールド樹脂３９で覆われている。
【００１８】
図２（Ａ）は、上記回路基板６の第１例を示す図である。
【００１９】
この回路基板６は、樹脂フィルム１の表面に、シリコンに対して窒素が当量で０．５〜１．３３含まれるスパッタ法による窒化シリコン層２ａが形成され、さらに銅系金属層３が形成されている。この例では、上記銅系金属層３は、スパッタ法によって形成された銅スパッタ膜４と、めっき法によって形成された銅めっき層５とから構成されている。
【００２０】
上記樹脂フィルム１としては、例えば、ポリイミドフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム、液晶ポリマーフィルム等が耐熱性、機械的安定性、機械的強度、電気的特性等の点で優れており、好適に用いることができる。
【００２１】
上記樹脂フィルム１の表面に、中間層として反応性スパッタ法によってシリコンに対して窒素が当量で０．５〜１．３３含まれる窒化シリコン層２ａを形成する。シリコンに対する窒素の量が当量で０．５未満では、高温下における信頼性の点で問題となり、反対に当量で１．３３を超えるとかえって密着力が弱くなる。
【００２２】
上記窒化シリコン層２ａの厚みは、５〜１５ｎｍ程度が好適である。５ｎｍ未満では高温下において樹脂フィルム１側からの水分の透過を十分に防ぐことができず、信頼性に問題が生じ、反対に１５ｎｍを超えると、膜にクラックが入ったり歪で膜が剥離するため、かえって密着力が弱くなる。特に、望ましいのは８〜１２ｎｍであり、銅系金属層３の密着力および信頼性に優れたものとなる。
【００２３】
上記銅系金属層３は、この例では、上記窒化シリコン層２ａ上に形成された銅スパッタ膜４と、上記銅スパッタ膜４上に形成された銅めっき層５とから構成されている。上記銅スパッタ膜４および銅めっき層５すなわち銅系金属層３を構成する銅系金属としては、銅または銅合金を用いることができる。
【００２４】
上記銅スパッタ膜４は、５０〜１００ｎｍ程度の厚みに形成するのが好ましい。厚みが５０ｎｍ未満では、次工程の銅メッキの際に「やけ」と称するメッキ層の変色が起こりやすく、銅メッキの条件設定の調整が困難となるうえ、場合によっては密着力を低下させるからである。反対に、１００ｎｍを超えると、スパッタ時間が長くなって生産速度が著しく低下するからである。
【００２５】
上記銅めっき層５の厚みは、電気伝導度やパターンの線幅などで適宜決定することができるが０．２μｍ〜１５μｍ程度に設定される。０．２μｍ未満では、電気電導度の点で問題となり、反対に１５μｍを超えると微細パターンを形成しにくくなる場合があるからである。
【００２６】
このように、樹脂フィルム１の表面に、シリコンに対して窒素が当量で０．５〜１．３３含まれるスパッタ法による窒化シリコン層２ａを形成し、さらに銅系金属層３を形成した。このように、中間層として窒素が当量で０．５〜１．３３含まれる窒化シリコン層２ａを形成したことにより、銅系金属層３の密着性が良好となる。さらに、上記窒化シリコン層２ａは絶縁物であることからエッチングの必要が無く、銅系金属層３だけをエッチングすればよいため、サイドエッチングがあまり起こらずに微細エッチングによる電極パターン３６の形成が可能となる。しかも、高温下で仮に樹脂フィルム１側からの水分や酸素が浸透したとしても窒化シリコン層２ａによってブロックされ、銅系金属層３の酸化や密着力の低下が生じず、信頼性にも優れた半導体装置となる。
【００２７】
図２（Ｂ）は、上記回路基板６の第２例を示す図である。
【００２８】
この回路基板６は、樹脂フィルム１の表面に、シリコンに対して窒素が当量で０．３〜１．１含まれるスパッタ法による酸窒化シリコン層２ｂが形成され、さらに銅系金属層３が形成されている。この例では、上記銅系金属層３は、スパッタ法によって形成された銅スパッタ膜４と、めっき法によって形成された銅めっき層５とから構成されている。
【００２９】
上記樹脂フィルム１の表面に、中間層として反応性スパッタ法によってシリコンに対して窒素が当量で０．３〜１．１含まれる酸窒化シリコン層２ｂを形成する。シリコンに対する窒素の量が当量で０．３未満では、高温下における信頼性の点で問題となり、反対に当量で１．１を超えるとかえって密着力が弱くなる。
【００３０】
上記酸窒化シリコン層２ｂの厚みは、５〜２０ｎｍ程度が好適である。５ｎｍ未満では高温下において樹脂フィルム１側からの水分の透過を十分に防ぐことができず、信頼性に問題が生じ、反対に２０ｎｍを超えると、膜にクラックが入ったり歪で膜が剥離するため、かえって密着力が弱くなる。特に、望ましいのは８〜１５ｎｍであり、銅系金属層３の密着力および信頼性に優れたものとなる。
【００３１】
上記銅系金属層３は、この例では、上記酸窒化シリコン層２ｂ上に形成された銅スパッタ膜４と、上記銅スパッタ膜４上に形成された銅めっき層５とから構成されている。上記銅スパッタ膜４および銅めっき層５すなわち銅系金属層３を構成する銅系金属としては、銅または銅合金を用いることができる。
【００３２】
このように、樹脂フィルム１の表面に、シリコンに対して窒素が当量で０．３〜１．１含まれるスパッタ法による酸窒化シリコン層２ｂを形成し、さらに銅系金属層３を形成した。このように、中間層として窒素が当量で０．３〜１．１含まれる酸窒化シリコン層２ｂを形成したことにより、銅系金属層３の密着性が良好となる。さらに、上記酸窒化シリコン層２ｂは絶縁物であることからエッチングの必要が無く、銅系金属層３だけをエッチングすればよいため、サイドエッチングがあまり起こらずに微細エッチングによる電極パターン３６の形成が可能となる。しかも、高温下で仮に樹脂フィルム１側からの水分や酸素が浸透したとしても酸窒化シリコン層２ｂによってブロックされ、銅系金属層３の酸化や密着力の低下が生じず、信頼性にも優れた半導体装置となる。
【００３３】
図２（Ｃ）は、上記回路基板６の第３例を示す図である。
【００３４】
この回路基板６は、銅系金属層３として、イオンプレーティングや真空蒸着法により銅膜３ａを作成し、銅めっきを省略したものである。銅膜３ａの厚さが１μｍ以下の場合に有効である。
【００３５】
図２（Ｄ）は、上記回路基板６の第４例を示す図である。
【００３６】
この回路基板６は、樹脂フィルム１の表面に、スパッタ法による窒化シリコン層２ａまたは酸窒化シリコン層２ｂが形成され、さらにケイ素、アルミニウム、ニッケルから選ばれる厚み０．５〜５ｎｍの金属膜７が形成され、さらに銅系金属層３が形成されている。この例では、上記銅系金属層３は、スパッタ法によって形成された銅スパッタ膜４と、めっき法によって形成された銅めっき層５とから構成されている。
【００３７】
上記樹脂フィルム１としては、例えば、ポリイミドフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム、液晶ポリマーフィルム等が耐熱性、機械的安定性、機械的強度、電気的特性等の点で優れており、好適に用いることができる。
【００３８】
上記樹脂フィルム１の表面に、中間層として反応性スパッタ法によって窒化シリコン層２ａまたは酸窒化シリコン層２ｂを形成する。
【００３９】
上記窒化シリコン層２ａとしては、シリコンに対して窒素が当量で０．５〜１．３３含まれる窒化シリコン層２ａとすることが好ましい。シリコンに対する窒素の量が当量で０．５未満では、高温下における信頼性の点で問題となり、反対に当量で１．３３を超えるとかえって密着力が弱くなる。上記窒化シリコン層２ａの厚みは、５〜１５ｎｍ程度が好適である。５ｎｍ未満では高温下において樹脂フィルム１側からの水分の透過を十分に防ぐことができず、信頼性に問題が生じ、反対に１５ｎｍを超えると、膜にクラックが入ったり歪で膜が剥離するため、かえって密着力が弱くなる。特に、望ましいのは８〜１２ｎｍであり、銅系金属層３の密着力および信頼性に優れたものとなる。
【００４０】
酸窒化シリコン層２ｂとしては、シリコンに対して窒素が当量で０．３〜１．１含まれる酸窒化シリコン層２ｂとするのが好ましい。シリコンに対する窒素の量が当量で０．３未満では、高温下における信頼性の点で問題となり、反対に当量で１．１を超えるとかえって密着力が弱くなる。上記酸窒化シリコン層２ｂの厚みは、５〜２０ｎｍ程度が好適である。５ｎｍ未満では高温下において樹脂フィルム１側からの水分の透過を十分に防ぐことができず、信頼性に問題が生じ、反対に２０ｎｍを超えると、膜にクラックが入ったり歪で膜が剥離するため、かえって密着力が弱くなる。特に、望ましいのは８〜１５ｎｍであり、銅系金属層３の密着力および信頼性に優れたものとなる。
【００４１】
つぎに、珪素、アルミニウム、ニッケルから選ばれる金属膜７を形成する。その厚みは、０．５ｎｍ〜５ｎｍが好ましく、さらに好ましいのは１ｎｍ〜３ｎｍである。金属膜７の厚みが０．５ｎｍ未満の場合も５ｎｍを超えた場合いずれも、銅系金属層３の密着力を向上させる効果が少ない。成膜法は蒸着法等でもよいが、前後の真空度などの関係及び密着力の点からスパッタ法が望ましい。
【００４２】
上記銅系金属層３は、この例では、上記窒化シリコン層２ａまたは酸窒化シリコン層２ｂ上に形成された銅スパッタ膜４と、上記銅スパッタ膜４上に形成された銅めっき層５とから構成されている。上記銅スパッタ膜４および銅めっき層５すなわち銅系金属層３を構成する銅系金属としては、銅または銅合金を用いることができる。
【００４３】
上記銅スパッタ膜４は、５０〜１００ｎｍ程度の厚みに形成するのが好ましい。厚みが５０ｎｍ未満では、次工程の銅メッキの際に「やけ」と称するメッキ層の変色が起こりやすく、銅メッキの条件設定の調整が困難となるうえ、場合によっては密着力を低下させるからである。反対に、１００ｎｍを超えると、スパッタ時間が長くなって生産速度が著しく低下するからである。
【００４４】
上記銅めっき層５の厚みは、電気伝導度やパターンの線幅などで適宜決定することができるが０．２μｍ〜１５μｍ程度に設定される。０．２μｍ未満では、電気伝導度の点で問題となり、反対に１５μｍを超えると微細パターンを形成しにくくなる場合があるからである。
【００４５】
このように、樹脂フィルム１の表面に、スパッタ法による窒化シリコン層２ａまたは酸窒化シリコン層２ｂを形成し、さらにケイ素、アルミニウム、ニッケルから選ばれる厚み０．５〜５ｎｍの金属膜７を形成し、さらに銅系金属層３を形成した。このように、中間層として窒化シリコン層２ａまたは酸窒化シリコン層２ｂとケイ素、アルミニウム、ニッケルから選ばれる厚み０．５〜５ｎｍの金属膜７とを形成したことにより、銅系金属層３の密着性が良好となる。さらに、上記窒化シリコン層２ａまたは酸窒化シリコン層２ｂは絶縁物であることからエッチングの必要が無く、銅系金属層３だけをエッチングすればよいため、サイドエッチングがあまり起こらずに微細エッチングによる電極パターン３６の形成が可能となる。しかも、高温下で仮に樹脂フィルム１側からの水分や酸素が浸透したとしても窒化シリコン層２ａまたは酸窒化シリコン層２ｂによってブロックされ、銅系金属層３の酸化や密着力の低下が生じず、信頼性にも優れた半導体装置となる。
【００４６】
図２（Ａ）に示す回路基板６は、たとえば、つぎのようにしてつくることができる。
【００４７】
まず、樹脂フィルム１に対して前処理としてプラズマ処理を行ったのち、第１スパッタ処理により窒化シリコン層２ａを形成し、さらに第２スパッタ処理により銅スパッタ膜４を形成する。さらに、めっき工程により銅めっき層５を形成することにより得ることができる。
【００４８】
上記プラズマ処理は、プラズマ処理用ガスとしてアルゴンガスに５〜６０容量％の酸素もしくは窒素またはこれらの混合ガスを添加したガスを使用し、電極に直流電圧もしくは交流電圧あるいは高周波電圧を印加することによりプラズマを発生させ、このプラズマ雰囲気中に樹脂フィルム１を通過させてプラズマ処理を実施することにより行なわれる。
【００４９】
このプラズマ処理により、樹脂フィルム１表面に官能基が生成され、窒化シリコン層２ａの密着力を高める働きをするものである。プラズマ処理用ガスとしてアルゴンガス単独を用いてもよいが、酸素や窒素を混合することにより効果が増す。
【００５０】
つぎに、シリコンターゲットにマイナス電位の電圧を印加し、樹脂フィルム１を送るロールに高周波電源により高周波バイアス電圧を印加し、反応性スパッタガスとして、アルゴンと窒素の混合ガスを使用して第１スパッタ処理を行なう。
【００５１】
このときの、アルゴンガスと窒素ガスの比率は、９５：５から５０：５０が好ましい範囲であり、窒素ガスが少なすぎると、膜中の窒素が少なくなりすぎて、密着力や信頼性が得られない。反対に窒素ガスが多すぎると、膜の析出速度が遅くなり、また化学量論より窒素が多くなる。
【００５２】
また、上記窒化シリコンスパッタ工程は、フィルムの冷却のためのキャンロールと呼ばれている走行用のロールに対して高周波バイアス電圧を印加しながら行なう。これにより、反応を促進するためのエネルギーを与えて化学反応を促進させる。上記高周波バイアス電圧は０．０５〜０．２Ｗ／ｃｍ２の電力が好ましい範囲である。０.０５Ｗ／ｃｍ２未満では密着力が得られず、０．２Ｗ／ｃｍ２を超えると、ポリイミドフィルムが劣化し、信頼性に問題が生じる。この高周波バイアス電圧の印加がないと、形成される窒化シリコン層２ａに含まれる窒素成分がかなり少なくなり、密着力や信頼性が得られない。
【００５３】
このようにして、樹脂フィルム１の表面に、シリコンに対して窒素が当量０．５〜１．３３含まれる窒化シリコン層２ａを形成する窒化シリコンスパッタ工程を行なう。
【００５４】
上記窒化シリコンスパッタ工程で窒化シリコン層２ａが形成された樹脂フィルム１は、銅スパッタ工程である第２スパッタ工程が行なわれる。上記第２スパッタ工程は、直流電源によりマイナス電位の電圧が印加された銅ターゲットと、上記銅ターゲットと対面する領域において樹脂フィルム１を送る第２ロールとにより、スパッタガスとしてアルゴンガスを用い、銅スパッタ工程を行なって銅スパッタ膜４を形成する。
【００５５】
なお、プラズマ室、第１スパッタ室、第２スパッタ室のガス圧はほぼ同じにしてもよいが、第２スパッタ室を最も高くするのが好ましい。第２スパッタ室のガス圧が低くなると、第１スパッタ室やプラズマ室から窒素ガスが流れ込み、銅の窒化物が生成して場合によっては導電性がなくなってしまうからである。
【００５６】
つぎに、窒化シリコン層２ａおよび銅スパッタ膜４を形成したシード層付きフィルムは連続銅めっき装置で銅めっき工程を行い、銅めっき層５を形成する。
【００５７】
図２（Ｂ）に示す回路基板６は、たとえば、つぎのようにしてつくることができる。
【００５８】
第１スパッタ工程において、上記シリコンターゲットには、直流電源によりマイナス電位の電圧が印加される。一方、上記第１ロールには、高周波電源により高周波バイアス電圧が印加される。そして、反応性スパッタガスとして、アルゴンと酸素と窒素の混合ガスを導入する。アルゴンガスと酸素窒素混合ガスの比率は、９０：１０から６０：４０が好ましい範囲であり、上記酸素窒素混合ガスの酸素ガスと窒素ガスの比率は、１０：９０から２０：１０が好ましい範囲である。窒素ガスが少なすぎると、膜中の窒素が少なくなりすぎて、密着力や信頼性が得られない。反対に窒素ガスが多すぎると、膜の析出速度が遅くなり、また化学量論より窒素が多くなる。
【００５９】
また、上記酸窒化シリコンスパッタ工程は、フィルムの冷却のためのキャンロールと呼ばれている走行用のロールとして機能する第１ロールに対して高周波バイアス電圧を印加しながら行なう。これにより、反応を促進するためのエネルギーを与えて化学反応を促進させる。上記高周波バイアス電圧は０．０５〜０．３Ｗ／ｃｍ２の電力が好ましい範囲である。０.０５Ｗ／ｃｍ２未満では密着力が得られず、０．３Ｗ／ｃｍ２を超えると、ポリイミドフィルムが劣化し、信頼性に問題が生じる。この高周波バイアス電圧の印加がないと、形成される酸窒化シリコン層２に含まれる窒素成分がかなり少なくなり、密着力や信頼性が得られない。
【００６０】
このようにして、樹脂フィルム１の表面に、シリコンに対して窒素が当量０．５〜１．３３含まれる酸窒化シリコン層２を形成する酸窒化シリコンスパッタ工程を行なう。
【００６１】
それ以外の、プラズマ処理工程、銅スパッタ工程および銅めっき工程は上述した第１例と同様である。
【００６２】
図２（Ｄ）に示す回路基板６は、たとえば、つぎのようにしてつくることができる。
【００６３】
上記窒化シリコンスパッタ工程または酸窒化シリコンスパッタ工程の後、銅スパッタ工程の前に、ケイ素、アルミニウム、ニッケルから選ばれる厚み０．５〜５ｎｍの金属膜７を形成する金属スパッタ工程が行なわれる。
【００６４】
上記金属スパッタ工程は、ケイ素、アルミニウム、ニッケルから選ばれる金属からなる金属ターゲットと対面する領域において樹脂フィルム１を送るロールとにより、上記金属ターゲットに直流電源によりマイナス電位の電圧を印加し、スパッタガスとしてアルゴンガスを用い、金属スパッタ工程を行なって金属膜７を形成する。
【００６５】
このとき、フィルムの冷却のためのキャンロールと呼ばれている走行用のロールに対して高周波電源により高周波バイアス電圧を印加しながら行なうのが好ましい。これにより、反応を促進するためのエネルギーを与えて化学反応を促進させる。上記高周波バイアス電圧は０．０５〜０．２Ｗ／ｃｍ２の電力が好ましい範囲である。０．０５Ｗ／ｃｍ２未満では密着力が得られず、０．２Ｗ／ｃｍ２を超えると、ポリイミドフィルムが劣化し、信頼性に問題が生じる。
【００６６】
それ以外の、プラズマ処理工程、窒化シリコンスパッタ工程または酸窒化シリコンスパッタ工程および銅めっき工程は上述した例と同様である。
【００６７】
つぎに、上記半導体装置の製造方法において、電極パターン３６を構成する第１電極３６ａおよび第２電極３６ｂを、回路基板６の上面、切欠き４２の内周面および下面にわたって連続的に形成する方法について説明する。
【００６８】
図３は、上述した樹脂フィルム１であり、まず、所定の寸法形状に裁断した樹脂フィルム１に対して、あらかじめ２個１組の貫通穴４０を２列１組の貫通穴列４１が形成されるよう所定ピッチで列設することが行われる。この例では、上記２列１組の貫通穴列４１を列設方向に２組設け、さらに列と直行する方向に多数並行に設けている。
【００６９】
その後、後述する工程において、上記２列１組の貫通穴列４１の間に、各組の貫通穴４０に対応するよう電極パターン３６を形成するとともに電子部品であるＬＥＤ３５を実装し、回路基板６を各組の貫通穴４０およびＬＥＤ３５毎に分割切断して個々の製品半導体装置を得ることが行われる。
【００７０】
上記貫通穴４０の穴径は、特に限定するものではないが、この例では約０．２〜０．３ｍｍ程度に設定される。貫通穴列４１のピッチは、後述する工程において、貫通穴列４１同士の間に実装する電子部品であるＬＥＤ３５の実装ピッチに等しく設定される。言い換えると、後に回路基板６を分割切断して個々の製品半導体装置を得る際の切断ピッチに等しく設定される。
【００７１】
２列１組の貫通穴列４１における貫通穴列４１同士の間隔は、その間に電極パターン３６を形成してＬＥＤ３５を実装しうる寸法に設定される。後に回路基板６を分割切断して個々の製品半導体装置を得たときに、上記貫通穴４０が、半円状の切欠き４２となることから、図１における切欠き４２同士の距離が、上記貫通穴列４１同士の間隔である。
【００７２】
図４は、上記貫通穴４０を列設した樹脂フィルム１に、窒化シリコン層２ａまたは酸窒化シリコン層２ｂを形成するとともに銅系金属層３を形成して回路基板６を形成する状態を示す。
【００７３】
図４（Ａ）は、貫通穴４０を列設した樹脂フィルム１であり、図４（Ｂ）は、上述した方法により、貫通穴４０を列設した樹脂フィルム１に窒化シリコン層２ａまたは酸窒化シリコン層２ｂを形成した状態を示す。このとき、窒化シリコン層２ａまたは酸窒化シリコン層２ｂは、樹脂フィルム１の上面、貫通穴４０の内周面および樹脂フィルム１の下面にわたって連続するように形成される。
【００７４】
図４（Ｃ）は、窒化シリコン層２ａまたは酸窒化シリコン層２ｂが形成された樹脂フィルム１に対して銅系金属層３を形成した回路基板６を形成した状態を示す。このとき、銅系金属層３も、上記窒化シリコン層２ａまたは酸窒化シリコン層２ｂと同様に、樹脂フィルム１の上面、貫通穴４０の内周面および樹脂フィルム１の下面にわたって連続するように形成される。
【００７５】
ここで、上記銅系金属層３を、銅スパッタ膜４と銅めっき層５で構成する場合、銅スパッタ膜４も銅めっき層５もそれぞれ、樹脂フィルム１の上面、貫通穴４０の内周面および樹脂フィルム１の下面にわたって連続するように形成される。また、銅系金属層３としてイオンプレーティングや真空蒸着法による銅膜３ａ形成する場合も、銅膜３ａは、樹脂フィルム１の上面、貫通穴４０の内周面および樹脂フィルム１の下面にわたって連続するように形成される。さらに、樹脂フィルム１の表面に、窒化シリコン層２ａまたは酸窒化シリコン層２ｂを形成し、さらに金属膜７を形成してから銅系金属層３を形成する場合も、上記金属膜７および銅系金属層３は、樹脂フィルム１の上面、貫通穴４０の内周面および樹脂フィルム１の下面にわたって連続するように形成される。
【００７６】
このようにすることにより、上記貫通穴４０の内周面に形成された銅系金属層３を介して回路基板６の上面と下面に形成された銅系金属層３の導通が確保される。
【００７７】
図５および図６は、窒化シリコン層２ａまたは酸窒化シリコン層２ｂおよび銅系金属層３が形成された回路基板６に対して例えばフォトエッチングを施すことにより、上記銅系金属層３により電極パターン３６を形成した状態を示す。図５は回路基板６の上面側であり、図６は下面側である。
【００７８】
上記電極パターン３６は、２列１組の貫通穴列４１側のうち一方の貫通穴列４１側に形成され、２個１組の貫通穴４０同士の間の領域に、一方の貫通穴４０の内周面にかけて導通する第１電極３６ａと、他方の貫通穴列４１側に形成され、他方の貫通穴４０の内周面にかけて導通する第２電極３６ｂとを備えたものとする。
【００７９】
上記第１電極３６ａは、上述したように、上面側と下面側の銅系金属層３が貫通穴４０の内周面に形成された銅系金属層３を介して導通されている。上記第２電極３６ｂも、同様に、上面側と下面側の銅系金属層３が貫通穴４０の内周面に形成された銅系金属層３を介して導通されている。一方、上記第１電極３６ａと第２電極３６ｂの間は、この状態では回路基板６の上面および下面で連続しておらず、導通しない状態である。
【００８０】
上記第１電極３６ａおよび第２電極３６ｂのうちフォトエッチングによるパターンが形成されたパターン部４３は、２列１組の貫通穴列４１の間の領域において、２個１組で形成された各組の貫通穴４０に対応し、各組の貫通穴４０の間に設けられている。
【００８１】
図７は、上記電極パターン３６が形成された回路基板６に対し、電子部品であるＬＥＤ３５等を実装した状態を示す。上記ＬＥＤ３５は、２個１組の貫通穴４０に対応するよう実装する。すなわち、２個１組で形成された各組の貫通穴４０に対応して各組の貫通穴４０の間に設けられたパターン部４３のいずれか一方の電極（この例では第２電極３６ｂ）に実装する。そして、電子部品であるＬＥＤ３５が実装された回路基板６に対し、リード線３７を取り付けて、第２電極３６ｂに実装されたＬＥＤ３５と第１電極３６ａを接続し、さらに上面モールド樹脂３８および下面モールド樹脂３９を設ける。その後、上記回路基板６を２個１組の貫通穴４０およびＬＥＤ３５を少なくとも１組含むよう分割して、図１に示す半導体装置を得る。
【００８２】
図６および図７において、Ｃ１およびＣ２が分割の際の切断線である。切断線Ｃ１は、貫通穴列４１を構成する各貫通穴４０の中心を通過するよう列に沿って回路基板６を切断するものである。切断線Ｃ２は、貫通穴列４１を構成する各貫通穴４０同士の間で、貫通穴４０のピッチと等しいピッチで列を横切る方向に回路基板６を切断するものである。
【００８３】
このようにすることにより、得られた半導体装置は、全体として大略長方形状を呈しており、両短辺のそれぞれ中央付近に、半円形の切欠き４２が形成され、回路基板６の第１電極３６ａが、回路基板６の片側において、上面、切欠き４２の内周面および下面にわたって連続的に形成され、第２電極３６ｂが、回路基板６の他側において、上面、切欠き４２の内周面および下面にわたって連続的に形成されたものとなる。
【００８４】
以上のように、樹脂フィルムの表面に窒化シリコン層または酸窒化シリコン層を形成してさらに銅系金属層を形成し、上記銅系金属層に形成した電極パターンに電子部品を実装するため、中間層として窒化シリコン層または酸窒化シリコン層を形成したことにより銅系金属層の密着性が良好となるうえ、窒化シリコン層または酸窒化シリコン層は絶縁物でエッチングの必要が無いことから銅系金属層だけをエッチングすればよく、サイドエッチングがあまり起こらないために微細エッチングによる微細な電極パターンを形成することが可能で、半導体装置自体の小型化が容易である。しかも、高温下で仮に樹脂フィルム側からの水分や酸素が浸透したとしても窒化シリコン層または酸窒化シリコン層によって水分や酸素がブロックされて銅系金属層の酸化や密着力の低下が生じないため、耐熱性や信頼性にも優れた半導体装置となる。
【００８５】
また、樹脂フィルムに対し、あらかじめ２個１組の貫通穴を２列の貫通穴列が形成されるよう所定ピッチで列設し、
上記貫通穴を列設した樹脂フィルムに、窒化シリコン層または酸窒化シリコン層を形成するとともに銅系金属層を形成して回路基板を形成し、
上記回路基板の銅系金属層により電極パターンを形成し、上記電極パターンを、２個１組の貫通穴同士の間の領域に、一方の貫通穴の内周面にかけて導通する第１電極と、他方の貫通穴の内周面にかけて導通する第２電極とを備えたものとする場合には、
従来のように、スリットを形成するのではなく貫通穴を列設するため、従来のように樹脂フィルムのスリットに挟まれた部分が不安定になるようなことがなく、樹脂フィルムが安定した状態でその後の窒化シリコン層または酸窒化シリコン層の形成工程、銅系金属層の形成工程等を行うことができ、ハンドリングが容易で安定生産が可能になる。
【００８６】
また、上記電子部品を２個１組の貫通穴に対応するよう実装し、電子部品が実装された回路基板を、２個１組の貫通穴および電子部品を少なくとも１組含むよう分割して、半導体装置を得る場合には、樹脂フィルムが安定した状態で窒化シリコン層または酸窒化シリコン層の形成工程、銅系金属層の形成工程、電子部品の実装を行い、さらに、２個１組の貫通穴および電子部品を少なくとも１組含むよう分割する工程も安定して行うことができ、ハンドリングが容易で安定生産が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の一実施形態の半導体装置を示す（Ａ）断面図、（Ｂ）平面図である。
【図２】回路基板を示す断面図である。
【図３】樹脂フィルムに貫通穴を形成した状態を示す図である。
【図４】回路基板を製造する状態を説明する断面図である。
【図５】回路基板に電極パターンを形成した状態を説明する平面図である。
【図６】回路基板に電極パターンを形成した状態を説明する底面図である。
【図７】電子部品を実装した状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１：樹脂フィルム
２ａ：窒化シリコン層
２ｂ：酸窒化シリコン層
３：銅系金属層
３ａ：銅膜
４：銅スパッタ膜
５：銅めっき層
６：回路基板
７：金属膜
３５：ＬＥＤ
３６：電極パターン
３６ａ：第１電極
３６ｂ：第２電極
３７：リード線
３８：上面モールド樹脂
３９：下面モールド樹脂
４０：貫通穴
４１：貫通穴列
４２：切欠き
４３：パターン部
【図１】
2010073855.tif 000003
【図２】
2010073855.tif 000004
【図３】
2010073855.tif 000005
【図４】
2010073855.tif 000006
【図５】
2010073855.tif 000007
【図６】
2010073855.tif 000008
【図７】
2010073855.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成21年3月2日(2009.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂フィルムの表面に、銅系金属層が形成された回路基板の上記銅系金属層により電極パターンが形成され、
上記電極パターンに電子部品が実装されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
上記回路基板は、樹脂フィルムの表面に、窒化シリコン層または酸窒化シリコン層が形成され、さらに銅系金属層が形成されている請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
樹脂フィルムの表面に、銅系金属層を形成した回路基板の上記銅系金属層に電極パターンを形成し、上記電極パターンに電子部品を実装することを特徴とする半導体装置の製法。
【請求項４】
樹脂フィルムに対し、あらかじめ２個１組の貫通穴を２列の貫通穴列が形成されるよう所定ピッチで列設し、
上記貫通穴を列設した樹脂フィルムに、銅系金属層を形成して回路基板を形成し、
上記回路基板の銅系金属層により電極パターンを形成し、上記電極パターンを、２個１組の貫通穴同士の間の領域に、一方の貫通穴の内周面にかけて導通する第１電極と、他方の貫通穴の内周面にかけて導通する第２電極とを備えたものとする請求項３記載の半導体装置の製法。
【請求項５】
上記電子部品を２個１組の貫通穴に対応するよう実装し、電子部品が実装された回路基板を、２個１組の貫通穴および電子部品を少なくとも１組含むよう分割して、半導体装置を得る請求項４記載の半導体装置の製法。
【請求項６】
上記回路基板は、樹脂フィルムの表面に、窒化シリコン層または酸窒化シリコン層を形成し、さらに銅系金属層を形成して得る請求項４または５記載の半導体装置の製法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、例えばポリイミドフィルム等の樹脂フィルムをベースとした半導体装置およびその方法に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の半導体装置は、樹脂フィルムの表面に、銅系金属層が形成された回路基板の上記銅系金属層により電極パターンが形成され、
上記電極パターンに電子部品が実装されたことを要旨とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の半導体装置の製法は、樹脂フィルムの表面に、銅系金属層を形成した回路基板の上記銅系金属層に電極パターンを形成し、上記電極パターンに電子部品を実装することを要旨とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
すなわち、本発明は、回路基板のベースとして樹脂フィルムを使用し、この樹脂フィルムの表面に、銅系金属層を形成し、上記銅系金属層に形成した電極パターンに電子部品を実装するため、半導体装置を薄型化・小型化できる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明において、樹脂フィルムに対し、あらかじめ２個１組の貫通穴を２列の貫通穴列が形成されるよう所定ピッチで列設し、
上記貫通穴を列設した樹脂フィルムに、銅系金属層を形成して回路基板を形成し、
上記回路基板の銅系金属層により電極パターンを形成し、上記電極パターンを、２個１組の貫通穴同士の間の領域に、一方の貫通穴の内周面にかけて導通する第１電極と、他方の貫通穴の内周面にかけて導通する第２電極とを備えたものとする場合には、
従来のように、スリットを形成するのではなく貫通穴を列設するため、従来のように樹脂フィルムのスリットに挟まれた部分が不安定になるようなことがなく、樹脂フィルムが安定した状態でその後の窒化シリコン層または酸窒化シリコン層の形成工程、銅系金属層の形成工程等を行うことができ、ハンドリングが容易で安定生産が可能になる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明において、上記電子部品を２個１組の貫通穴に対応するよう実装し、電子部品が実装された回路基板を、２個１組の貫通穴および電子部品を少なくとも１組含むよう分割して、半導体装置を得る場合には、樹脂フィルムが安定した状態で窒化シリコン層または酸窒化シリコン層の形成工程、銅系金属層の形成工程、電子部品の実装を行い、さらに、２個１組の貫通穴および電子部品を少なくとも１組含むよう分割する工程も安定して行うことができ、ハンドリングが容易で安定生産が可能になる。
本発明において、上記回路基板は、樹脂フィルムの表面に、窒化シリコン層または酸窒化シリコン層が形成され、さらに銅系金属層を形成されている場合には、中間層として窒化シリコン層または酸窒化シリコン層を形成したことにより銅系金属層の密着性が良好となるうえ、窒化シリコン層または酸窒化シリコン層は絶縁物でエッチングの必要が無いことから銅系金属層だけをエッチングすればよく、サイドエッチングがあまり起こらないために微細エッチングによる微細な電極パターンを形成することが可能で、半導体装置自体の小型化が容易である。しかも、高温下で仮に樹脂フィルム側からの水分や酸素が浸透したとしても窒化シリコン層または酸窒化シリコン層によって水分や酸素がブロックされて銅系金属層の酸化や密着力の低下が生じないため、耐熱性や信頼性にも優れた半導体装置となる。