(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、前記第１の基板の第１の面の第１の領域および第２の領域に位置する第１の金属配線と、を有し、前記第１の領域の長さは、前記第２の領域の長さよりも短く、前記第１の領域の幅は、前記第２の領域の幅よりも狭く、かつ、前記第１の領域に有する前記第１の金属配線の幅と、前記第２の領域に有する前記第１の金属配線の幅と、が等しい第１の配線基板を用意する工程と、
第２の基板に備える第２の金属配線と、前記第１の配線基板の前記第１の領域に有する前記第１の金属配線と、を電気的に接合する工程と、
前記第１の配線基板を加熱し、前記第１の領域と前記第２の領域との間で前記第１の配線基板を屈曲させる工程と、
第３の基板の第１の面に位置する第３の配線と、前記第１の配線基板の前記第２の領域に有する前記第１の金属配線と、を電気的に接続し、前記第１の基板の前記第１の面の一部または全部と、前記第３の基板の前記第１の面と、を非平行に前記第１の配線基板を前記第３の基板に搭載する工程と、を含む、
ことを特徴とする基板の接続方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板の接続方法において、
前記第１の基板は前記第１の金属配線よりも厚い、
ことを特徴とする基板の接続方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された基板の接続方法において、
前記第１の配線基板を屈曲させる工程では、１５０℃以上２５０℃以下の温度で前記第１の配線基板を加熱する、
ことを特徴とする基板の接続方法。
【請求項４】
第１の基板と、前記第１の基板の第１の面の第１の領域および第２の領域に位置する第１の金属配線と、を有し、前記第１の領域の長さは、前記第２の領域の長さよりも短く、前記第１の領域の幅は、前記第２の領域の幅よりも狭く、かつ、前記第１の領域に有する前記第１の金属配線の幅と、前記第２の領域に有する前記第１の金属配線の幅と、が等しい第１の配線基板を用意する工程と、
第２の基板に備える第２の金属配線と、前記第１の配線基板の前記第１の領域に有する前記第１の金属配線と、を電気的に接合する工程と、
前記第１の配線基板を加熱し、前記第１の領域と前記第２の領域との間で前記第１の配線基板を屈曲させる工程と、
第３の基板の第１の面に位置する第３の配線と、第１の配線基板の前記第２の領域に有する前記第１の金属配線と、を電気的に接続し、前記第１の基板の前記第１の面の一部または全部と、前記第３の基板の前記第１の面と、を非平行に前記第１の配線基板を前記第３の基板に搭載する工程と、を含み、
前記第２の基板が半導体基板である、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の基板は前記第１の金属配線よりも厚い、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１の配線基板を屈曲させる工程では、１５０℃以上２５０℃以下の温度で前記第１の配線基板を加熱する、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の接続方法および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器において、電子機器に備える電子部品を電気的に接続する方法としてＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：フレキシブル基板）が多用されている。すなわち、小型化が進む電子機器にあって、わずかなスペースに多くの電子部品を収納させるため、柔軟性の高いＦＰＣを自由に曲げながら電子機器の内部に電子部品をレイアウトすることができることから多用されてきている。しかし、電子機器のなお一層の小型化、あるいは電子デバイスへの適用にいたっては、制御可能な曲げ形状を得られるＦＰＣが要求されるようになった。
【０００３】
そこで、特許文献１に記載されたように、ＦＰＣの折り曲げ位置に複数の貫通孔、いわゆるミシン目を形成し、折れ曲がり易い部位を備えるＦＰＣが提案されている。また、特許文献２では、カバーフィルムを接着する接着剤の接着力が、金属配線より樹脂製のベースフィルムの方が強いという性質を利用し、折り曲げ部における金属配線を細くしてベースフィルムとカバーフィルムとの接着面積を大きくすることで、カバーフィルムの剥離を防止することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７１０３１号公報
【特許文献２】特開２００６−１４０４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述の特許文献１および２のいずれの場合も、ＦＰＣを折り曲げる、という工程を備え、その際のＦＰＣの曲げ易さ、損傷を防止するものであり、特に特許文献１では、予めＦＰＣに貫通孔を形成しなければならないといった、製造工程が長い、すなわちコストアップとなってしまうものであった。
【０００６】
そこで、ＦＰＣを折り曲げるための工程を備えず、ＦＰＣを折り曲げながら基板同士を接続する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、少なくとも上述の課題の一つを解決するように、下記の形態または適用例として実現され得る。
【０００８】
〔適用例１〕本適用例による基板の接続方法は、第１の基板の第１の面の第１の領域および第２の領域に位置する第１の金属配線を有し、前記第１の領域の面積と、前記第１の領域に有する前記第１の金属配線と、の面積の割合と、前記第２領域と、前記第２の領域に有する前記第１の金属配線と、の面積の割合と、が異なる第１の配線基板を用意する工程と、第２の基板に備える第２の金属配線と、前記第１の配線基板の前記第１の領域に有する前記第１の金属配線と、を電気的に接合する工程と、前記第１の配線基板を加熱し、前記第１の領域と前記第２の領域との間で前記第１の配線基板を屈曲させる工程と、第３の基板の第１の面に位置する第３の配線と、前記第１の配線基板の前記第２の領域に有する前記第１の金属配線と、を電気的に接続し、前記第１の基板の前記第１の面の一部または全部と、前記第３の基板の前記第１の面と、を非平行に前記第１の配線基板を前記第３の基板に搭載する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
上述の適用例によれば、第１の配線基板の第１の領域と第２の領域における基板に対する第１の金属配線の面積割合を異ならせ、第１の配線基板に熱を加えることで、第１の領域における第１の配線基板の熱膨張と第２の領域における第１の配線基板の熱膨張に差異が生じ、第１の配線基板の第１の領域と第２の領域との境界付近に屈曲変形を発生させる。この屈曲変形によって、第２の基板に接続された第１の配線基板を、第３の基板に接続させるために第２の基板と共に第１の配線基板を第３の基板に近接させるだけで、第１の配線基板に所定の屈曲部を形成することができる。従って、予め第１の配線基板を実装状態における所定の屈曲形状に成型する工程を必要としないため、工程の合理化、コストダウンを可能とする基板の接続方法を得ることができる。
【００１０】
〔適用例２〕本適用例による基板の接合方法は、第１の基板の第１の面に位置し、第１の部分と前記第１の部分よりも幅の狭い第２の部分を有する第１の金属配線と、を有する第１の配線基板を用意する工程と、前記第１の配線基板を加熱し、前記第１の部分と前記第２の部分との間で前記第１の配線基板を屈曲させる工程と、第２の基板に備える第２の金属配線と、前記第１の配線基板の前記第１の部分と、を電気的に接合する工程と、第３の基板の第１の面に位置する第３の配線と、前記第１の金属配線の前記第２の部分とを電気的に接続し、前記第１の基板の前記第１の面の一部または全部が前記第３の基板の前記第１の面と、を非平行に前記第１の配線基板を前記第３の基板に搭載する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
上述の適用例によれば、第１の配線基板の第１の部分に対して、第２の部分における金属配線の幅を狭くし、第１の配線基板に熱を加えることで、第１の部分における第１の配線基板の熱膨張と第２の部分における第１の配線基板の熱膨張に差異が生じ、第１の配線基板の第１の部分と第２の部分との境界付近に屈曲変形を発生させる。この屈曲変形によって、第２の基板に接続された第１の配線基板を、第３の基板に接続させるために第２の基板と共に第１の配線基板を第３の基板に近接させるだけで、第１の配線基板に所定の屈曲部を形成することができる。従って、予め第１の配線基板を実装状態における所定の屈曲形状に成型する工程を必要としないため、工程の合理化、コストダウンを可能とする基板の接続方法を得ることができる。
【００１２】
〔適用例３〕上述の適用例において、前記第１の基板は前記第１の金属配線よりも厚いことを特徴とする。
【００１３】
上述の適用例によれば、熱膨張が少ない金属配線に対して、熱膨張の大きい第１の基板を厚くすることで、熱変形による屈曲部の発生を確実にし、また屈曲量を大きくし、第３の基板への接続性を向上させる。
【００１４】
〔適用例４〕上述の適用例において、前記第１の配線基板を屈曲させる工程では、１５０℃以上２５０℃以下の温度で前記第１の配線基板を加熱することを特徴とする。
【００１５】
上述の適用例によれば、確実に第１の配線基板に屈曲部を発生させることができる。
【００１６】
〔適用例５〕上述の適用例において、前記第１の金属配線の前記第１の部分と前記第２の部分と、を繋ぐ第３の部分は、前記第１の部分から前記第２の部分に向けて連続的に幅が狭くなっていることを特徴とする。
【００１７】
上述の適用例によれば、屈曲部の金属配線に対する応力集中を緩和させ、金属配線の断線を防止することができる。
【００１８】
〔適用例６〕本適用例の半導体装置の製造方法は、第１の基板の第１の面の第１の領域および第２の領域に位置する第１の金属配線を有し、前記第１の領域の面積と、前記第１の領域に有する前記第１の金属配線と、の面積の割合と、前記第２領域と、前記第２の領域に有する前記第１の金属配線と、の面積の割合と、が異なる第１の配線基板を用意する工程と、第２の基板に備える第２の金属配線と、前記第１の配線基板の前記第１の領域に有する前記第１の金属配線と、を電気的に接合する工程と、前記第１の配線基板を加熱し、前記第１の領域と前記第２の領域との間で前記第１の配線基板を屈曲させる工程と、第３の基板の第１の面に位置する第３の配線と、第１の配線基板の前記第２の領域に有する前記第１の金属配線と、を電気的に接続し、前記第１の基板の前記第１の面の一部または全部と、前記第３の基板の前記第１の面と、を非平行に前記第１の配線基板を前記第３の基板に搭載する工程と、を含み、前記第２の基板が半導体チップであることを特徴とする。
【００１９】
上述の適用例によれば、第１の配線基板の第１の領域と第２の領域における基板に対する第１の金属配線の面積割合を異ならせ、第１の配線基板に熱を加えることで、第１の領域における第１の配線基板の熱膨張と第２の領域における第１の配線基板の熱膨張に差異が生じ、第１の配線基板の第１の領域と第２の領域との境界付近に屈曲変形を発生させる。この屈曲変形によって、半導体素子に接続された第１の配線基板を、第３の基板に接続させるために半導体素子と共に第１の配線基板を第３の基板に近接させるだけで、第１の配線基板に所定の屈曲部を形成することができる。従って、予め第１の配線基板を実装状態における所定の屈曲形状に成型する工程を必要としないため、工程の合理化、コストダウンを可能とする半導体装置の製造方法を得ることができる。
【００２０】
〔適用例７〕本適用例の半導体装置の製造方法は、第１の基板の第１の面に位置し、第１の部分と前記第１の部分よりも幅の狭い第２の部分を有する第１の金属配線と、を有する第１の配線基板を用意する工程と、前記第１の配線基板を加熱し、前記第１の部分と前記第２の部分との間で前記第１の配線基板を屈曲させる工程と、第２の基板に備える第２の金属配線と、前記第１の配線基板の前記第１の部分と、を電気的に接合する工程と、第３の基板の第１の面に位置する第３の配線と、前記第１の金属配線の前記第２の部分とを電気的に接続し、前記第１の基板の前記第１の面の一部または全部が前記第３の基板の前記第１の面と、を非平行に前記第１の配線基板を前記第３の基板に搭載する工程と、を含み、前記第２の基板が半導体チップであることを特徴とする。
【００２１】
本適用例の半導体装置の製造方法は、上述の適用例によれば、第１の配線基板の第１の部分に対して、第２の部分における金属配線の幅を狭くし、第１の配線基板に熱を加えることで、第１の部分における第１の配線基板の熱膨張と第２の部分における第１の配線基板の熱膨張に差異が生じ、第１の配線基板の第１の部分と第２の部分との境界付近に屈曲変形を発生させる。この屈曲変形によって、半導体素子に接続された第１の配線基板を、第３の基板に接続させるために半導体素子と共に第１の配線基板を第３の基板に近接させるだけで、第１の配線基板に所定の屈曲部を形成することができる。従って、予め第１の配線基板を実装状態における所定の屈曲形状に成型する工程を必要としないため、工程の合理化、コストダウンを可能とする半導体装置の製造方法を得ることができる。
【００２２】
〔適用例８〕上述の適用例において、前記第１の基板は前記第１の金属配線よりも厚いことを特徴とする。
【００２３】
上述の適用例によれば、熱膨張が少ない金属配線に対して、熱膨張の大きい第１の基板を厚くすることで、熱変形による屈曲部の発生を確実にし、また屈曲量を大きくし、第３の基板への接続性を向上させる。
【００２４】
〔適用例９〕上述の適用例において、前記第１の配線基板を屈曲させる工程では、１５０℃以上２５０℃以下の温度で前記第１の配線基板を加熱することを特徴とする。
【００２５】
上述の適用例によれば、確実に第１の配線基板に屈曲部を発生させることができる。
【００２６】
〔適用例１０〕上述の適用例において、前記第１の金属配線の前記第１の部分と前記第２の部分と、を繋ぐ第３の部分は、前記第１の部分から前記第２の部分に向けて連続的に幅が狭くなっていることを特徴とする。
【００２７】
上述の適用例によれば、屈曲部の金属配線に対する応力集中を緩和させ、金属配線の断線を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態に係る半導体装置を示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図。
【図２】第１実施形態に係る半導体装置の素子固定板を示す、（ａ）は平面図と側面図と下面図、（ｂ）は斜視図。
【図３】第１実施形態に係るＦＰＣを示す、（ａ）は平面図、（ｂ）（ｃ）は断面図、（ｄ）は領域を説明する概念図。
【図４】第１実施形態に係るＦＰＣのその他の例を示す平面図。
【図５】第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャート。
【図６】第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図および平面図。
【図７】第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図および平面図。
【図８】第２実施形態に係る半導体装置の製造方法におけるＦＰＣの変形を説明する概念図。
【図９】第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図１０】第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図１１】実施例を示す平面図および断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。
【００３０】
（第１実施形態）
図１に第１実施形態に係る半導体装置を示す。図１（ａ）は半導体装置１００の平面図、（ｂ）は断面図である。なお、説明の便宜上、図１（ａ）からはキャップ６０を図示せず、図１（ｂ）ではキャップ６０を想像線（２点鎖線）としてある。
【００３１】
図１に示す通り、本実施形態に係る半導体装置としての電子部品１００（以下、半導体装置１００という）は、ジャイロ振動素子１１，１２，１３を備える半導体装置１００を例示し、説明する。ジャイロ振動素子１１，１２，１３は、第２の基板としての半導体チップ２１，２２，２３（以下、半導体素子２１，２２，２３という）の能動面２１ａ，２２ａ，２３ａに複数設けた接続用パッド２１ｃ，２２ｃ，２３ｃと、ジャイロ振動素子１１，１２，１３に備える支持部１１ａ，１２ａ，１３ａに備える図示しない電極配線と、が固着され、半導体素子２１，２２，２３に固定されている。なお、作図の便宜上、ジャイロ振動素子１３の支持部１３ａは図示されていない。
【００３２】
半導体装置１００は、図示するようにジャイロ振動素子１１，１２，１３の面１１ｂ，１２ｂ，１３ｂが、それぞれＸ，Ｙ，Ｚ軸に直交するように配置されている、いわゆる３軸ジャイロセンサーとしての機能を有している。ジャイロ振動素子１１，１２，１３を備えた半導体素子２１，２２，２３を、図２に詳細示す素子固定板３０に設けた素子固定部３０ａ，３０ｂ，３０ｃに接着などの方法により固定される。また素子固定板３０は、第３の基板としてのパッケージ基板４０に、本例では素子固定板３０の素子固定部３０ａの一方の面を固着、固定されている。
【００３３】
このようにパッケージ基板４０に素子固定板３０を介して固定される半導体素子２１，２２，２３は、第１の配線基板としてのＦＰＣ５１，５２，５３を介して、半導体素子２１，２２，２３の能動面２１ａ，２２ａ，２３ａに形成された外部接続端子２１ｂ，２２ｂ，２３ｂと、パッケージ基板４０の搭載面４２ａ（以降、実装面４２ａという）に形成された電極４０ａ，４０ｂ，４０ｃと電気的に接続される。
【００３４】
パッケージ基板４０は、電極４０ａ，４０ｂ，４０ｃが形成され、半導体素子２１，２２，２３を備える素子固定板３０が搭載される実装面４２ａを備える第２基板と、図示しない内部配線を介して電極４０ａ，４０ｂ，４０ｃに繋がる外部接続電極４１ａを備える第１基板４１と、内部を密封するキャップ６０が封止固定される封止面４３ａを有する第３基板４３と、を積層して形成されている。
【００３５】
図１に示すように、半導体素子２２，２３の能動面２２ａ，２３ａは、パッケージ基板４０の実装面４２ａに対して約９０°の角度をもって搭載される、いわゆる垂直実装の形態を有している。従って、ＦＰＣ５３は屈曲部５３ａを形成して、半導体素子２３と、パッケージ基板４０と、を電気的に接続される。また、ＦＰＣ５２もＦＰＣ５３と同様に、図１には図示されないが、屈曲部を形成して、半導体素子２２と、パッケージ基板４０と、を電気的に接続される。
【００３６】
ＦＰＣ５１，５２，５３について説明する。図３はＦＰＣ５１，５２，５３を示し、図３（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ´部、（ｃ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ´部の断面図である。ＦＰＣ５１，５２，５３は、同じ構成であるので、ここではＦＰＣ５３を例に説明し、符号を付す。
【００３７】
ＦＰＣ５３は、第１の基板としてのＦＰＣ基板５３ｂの第１の面としての配線形成面５３ｃに、所定の導体配線５３ｄが複数形成されている。更に、半導体素子２３およびパッケージ基板４０との接合部を除いた導体配線５３ｄを覆うように、絶縁フィルムもしくはコーティング５３ｅが形成されていてもよい。ＦＰＣ基板５３ｂはフィルム状の合成樹脂から成型され、合成樹脂材料として公知の材料であるポリイミドが好適に用いられる。導体配線５３ｄは、例えば銅、アルミ、金などの導電性金属で且つ延性の優れた材料が好適に用いられる。
【００３８】
ＦＰＣ５３は、図３（ａ）に示すＡ−Ａ´部の導体配線５３ｆの線幅Ｗ１に対して、Ｂ−Ｂ´部の導体配線５３ｇの線幅Ｗ２が狭く形成されている。図３（ｄ）に示すように、この導体配線５３ｆが形成されているＦＰＣ５２の領域を第１の領域もしくは第１の部分としての領域Ｌとし、導体配線５３ｇが形成されている領域を第２の領域もしくは第２の部分としての領域Ｍとする。また、導体配線５３ｆと線幅の異なる導体配線５３ｇとを連続的に幅を変化させて接続する導体配線５３ｈが形成される領域を第３の部分としての領域Ｎとする。
【００３９】
領域Ｌに形成されている導体配線５３ｆは、領域Ｍとは反対側の端部側において、図１に示す半導体素子２３の能動面２３ａに形成された外部接続端子２３ｂと電気的に接続、固着される。また、領域Ｍに形成されている導体配線５３ｇは、領域Ｌとは反対側の端部側において、パッケージ基板４０の実装面４２ａに形成された電極４０ｂと電気的に接続、固着される。図１に示すようにＦＰＣ５３の中間部において、ＦＰＣ５３を屈曲させて、半導体素子２３とパッケージ基板４０とを繋ぐ形態では、ＦＰＣ５３の線幅の狭い領域Ｍにおける導体配線５３ｇと、線幅を変化させる導体配線５３ｈと、の境界である図３（ａ）に示すＣ−Ｃ´線付近で屈曲する。
【００４０】
すなわち、線幅Ｗ２の導体配線５３ｇに対して、線幅Ｗ１の導体配線５３ｆに変化させる導体配線５３ｈは、線幅の変化点でありＦＰＣ基板５３ｂを形成するポリイミドに対して金属からなる導体配線５３ｄの曲げ強度は大きいために、曲げ難くなり始めるＣ−Ｃ´部が屈曲部となってＦＰＣ５３が屈曲する。
【００４１】
なお、線幅が変化する導体配線５３ｈについて、線幅の変化のさせ方のその他の例を図３（ｅ）に示す。図３（ｅ）で示すように、導体配線５３ｈの線幅形状は、図示左側に示すように曲線により、線幅の内側に向かって凹形状とする、あるいは図示中央に示すように曲線により、線幅の外側に向かって凸形状とすることができる。また、線幅が変化する導体配線５３ｈを備えず、導体配線５３ｆと導体配線５３ｇとを接続させた、図３（ｅ）の右側に示す形態であっても良い。
【００４２】
上述のＦＰＣ５３において、領域Ｌにおける導体配線５３ｆの線幅Ｗ１に対して、領域Ｍにおける導体配線５３ｇの線幅Ｗ２が小さい形態を例示したが、これに限定はされない。例えば、ＦＰＣ５３の平面視における領域Ｌの面積ＳLに対する、同じく平面視における導体配線５２ｆの面積Ｓlとし、平面視における領域Ｍの面積ＳMに対する、同じく平面視における導体配線５２ｇの面積比をＳmとした場合、
（Ｓm／ＳM）／（Ｓl／ＳL）＜１．０
となるように、すなわち領域Ｌにおける導体配線５３ｆの形成面積比より、領域Ｍにおける導体配線５３ｇの形成面積比を小さくするように導体配線５３ｄを形成する形態としても良い。
【００４３】
例えば、図４（ａ）に示すＦＰＣ７０のように、領域Ｌと領域Ｍにおいて線幅の異なる導体配線７０ａと、線幅の同じ導体配線７０ｂが混在した場合、領域Ｌにおいては、上述したように領域Ｌの面積ＳLは、
ＳL＝ＨL×ＷL
となり、領域Ｌにおける導体配線７０ａ，７０ｂの形成部の平面視面積Ｓlは、導体配線７０ａと導体配線７０ｂとの領域Ｌにおける面積ｓ１〜ｓ５の総和であり、
Ｓl＝ｓ１＋ｓ２＋ｓ３＋ｓ４＋ｓ５
となる。
【００４４】
これに対して、領域Ｍの面積ＳMは、
ＳM＝ＨM×ＷM
となり、導体配線７０ａ，７０ｂの領域Ｍにおける形成部の平面視面積Ｓmは、領域Ｍにおける導体配線７０ａと導体配線７０ｂとの面積ｓ６〜ｓ１０の総和であり、
Ｓm＝ｓ６＋ｓ７＋ｓ８＋ｓ９＋ｓ１０
となる。
【００４５】
こうして求められるＳm，ＳM，Ｓl，ＳLの値が、
（Ｓm／ＳM）／（Ｓl／ＳL）＜１．０
となるように、導体配線７０ａ，７０ｂの線幅を決定すれば良い。
【００４６】
また、図４（ｂ）に示すように、同じ線幅を備える導体配線７１ａを有するＦＰＣ７１であっても、ＦＰＣ基板７１ｂの幅が、領域Ｌの幅ＷLに対して領域Ｍの幅ＷMを大きくすることにより、実質的に上述の、
（Ｓm／ＳM）／（Ｓl／ＳL）＜１．０
の条件を満足させることができる。
【００４７】
（第２実施形態）
第２実施形態として、上述で説明した第１実施形態に係る半導体装置１００の製造方法を説明する。図５は第１実施形態に係る半導体装置１００の製造フローを示すフローチャートである。
【００４８】
先ず、第１実施形態に係る半導体装置１００を構成する半導体素子２１，２２，２３と、ジャイロ振動素子１１，１２，１３と、を準備する（Ｓ１）。ステップＳ１では、能動面２１ａ，２２ａ，２３ａ上に、ジャイロ振動素子１１，１２，１３が接続される接続用パッド２１ｃ，２２ｃ，２３ｃと、ＦＰＣ５１，５２，５３が接続される外部接続端子２１ｂ，２２ｂ，２３ｂと、が例えば、スタッドバンプやペーストによってバンプ形状（突起形状）に形成される。ジャイロ振動素子１１，１２，１３は、例えば水晶から形成され、所定の電極配線を備えている。
【００４９】
ＦＰＣ５１，５２，５３は、図３に示すように、半導体素子２１，２２，２３に設けた外部接続端子２１ｂ，２２ｂ，２３ｂに対応する第１の領域としての領域Ｌに形成した第１の金属配線としての導体配線５２ｆと、パッケージ基板４０の電極４０ａ，４０ｂ，４０ｃに対応する第２の領域としての領域Ｍに形成した第２の金属配線としての導体配線５２ｇと、を含む導体配線５２ｄが形成されている。
【００５０】
次にＦＰＣ接続工程（Ｓ２）に移行する。なお、ＦＰＣ接続工程（Ｓ２）においてＦＰＣ５１，５２，５３は同じ方法による工程であるので、ＦＰＣ５３を例に説明する。ＦＰＣ接続工程（Ｓ２）は、図６（ａ）に示すように、半導体素子２３の能動面２３ａ上に形成された外部接続端子２３ｂと、ＦＰＣ５３の領域Ｌにおける導体配線５３ｆと、の位置合わせを行い、超音波圧着により接合する。接合方法は、超音波圧着に限定されず、その他公知の接合方法から適宜選択されても良い。
【００５１】
ＦＰＣ接続工程によって、ＦＰＣ５１，５２，５３が接合された半導体素子２１，２２，２３にジャイロ振動素子１１，１２，１３を搭載するジャイロ振動素子接続工程（Ｓ３）に移行する。なお、ジャイロ振動素子接続工程（Ｓ３）において、ジャイロ振動素子１１，１２，１３は同じ方法による工程であるので、ジャイロ振動素子１３を例に説明する。図６（ｂ）に示すように、ジャイロ振動素子接続工程（Ｓ３）では、半導体素子２３の能動面２３ａ上に形成された接続用パッド２３ｃに、ジャイロ振動素子１３の支持部１３ａに、接続用パッド２３ｃに対向するように配置された図示しない電極部を導電性接着剤により電気的に接続し、且つ固着させる。このとき、接続用パッド２３ｃ及び支持部１３ａを、加熱及び加圧しながら電気的に接続しても良い。また、この加熱の際、ＦＰＣ５３に熱が伝わるように加熱をしても良い。なお、導電性接着剤による固着には限定されず、公知の接合方法によって接合されても良い。
【００５２】
次に、ジャイロ振動素子周波数調整工程（Ｓ４）に移行する。ジャイロ振動素子周波数調整工程（Ｓ４）は、ジャイロ振動素子１１，１２，１３の駆動腕に形成されている電極膜、もしくは調整用金属膜にレーザーを照射し、部分的に金属膜を除去し、ジャイロ振動素子１１，１２，１３の振動周波数を所定の周波数に調整する。
【００５３】
次に、素子固定板貼付工程（Ｓ５）に移行する。素子固定板貼付工程（Ｓ５）では、予め図２に示す素子固定板３０を準備する。素子固定板３０は金属、例えばステンレス、黄銅、アルミなどの板材から成型される。この素子固定板３０に、図７（ａ）に示すようにステップＳ４までで形成された半導体素子２１，２２，２３を貼り付ける。
【００５４】
半導体素子２１，２２，２３の貼付は接着剤により固着することができる。接着剤は特に限定されないが、接着性、絶縁性に優れる、例えばエポキシ系接着剤が好適である。なお、本例では、パッケージ基板４０の実装面４２ａに接着固定される素子固定部３０ａに、半導体素子２１を接着固定する構成を例示したが、素子固定部３０ａにおいては、後述するパッケージ基板４０に素子固定板３０を固定した後に、半導体素子２１を接着する工程としても良い。
【００５５】
次に、ＦＰＣ加熱工程（Ｓ６）に移行する。このＦＰＣ加熱工程（Ｓ６）は、パッケージ基板４０に実装する際に屈曲させて組み立てられるＦＰＣ５２，５３に対して、予め僅かな屈曲部を形成するために、ＦＰＣ５２，５３を加熱する工程である。ＦＰＣ５２，５３への加熱方法としては、例えば熱風、ハロゲンランプ、固体ヒーター接触などの方法が適用できるが、半導体素子２２，２３および屈曲させないＦＰＣ５１を備える半導体素子２１に不要な熱負荷を掛けることを避けるためにも、熱を集束させて照射できるハロゲンランプまたは固体ヒーターの接触による加熱が好適である。
【００５６】
図７（ａ）に示すように、集熱手段を備えるハロゲンヒーター８０をＦＰＣ５２，５３に対向配置し、ＦＰＣ５２，５３を１５０℃〜２００℃で１〜２分間、加熱し保持する。このように加熱することで、ＦＰＣ５２，５３は図７（ｂ）に示すような矢印Ｄ方向への変形が与えられる。
【００５７】
この熱によるＤ方向の変形は、ＦＰＣ５１，５２，５３のＦＰＣ基板５１ｂ，５２ｂ，５３ｂの素材であるポリイミドの熱膨張によって生じるものである。図８は、ＦＰＣ加熱工程（Ｓ６）において、熱変形が生じる現象を説明する模式図である。図８（ａ）の平面模式図に示すように、ＦＰＣ５２，５３は半導体素子２２，２３に外部接続端子２２ｂ，２３ｂに固着されている。すなわち、ＦＰＣ５２，５３の領域Ｌは半導体素子２２，２３に実質的に固着された状態にある。
【００５８】
更に、上述した通りＦＰＣ５２，５３の領域Ｌにおいては、図３に示すように導体配線５２ｆ，５３ｆの線幅、あるいは領域Ｌに占める導体配線５２ｆ，５３ｆの面積の割合が大きく、ＦＰＣ基板５２ｂ，５３ｂを形成するポリイミドに対して、金属の導体配線５２ｆ，５３ｆの熱膨張は小さいことからも、領域ＬにおけるＦＰＣ５２，５３の熱膨張は抑制される。
【００５９】
これに対して、ＦＰＣ５２，５３の領域Ｍにおいては、導体配線５２ｇ，５３ｇの線幅が小さい、あるいは面積割合が小さいことで、ＦＰＣ基板５２ｂ，５３ｂのポリイミドが熱膨張し、図８（ａ）に示す膨張後の形状Ｆ１に拡張しようとする。しかし、上述した通りＦＰＣ５２，５３の領域Ｌでは熱膨張が抑制されていることにより、領域Ｍの熱膨張は形状Ｆ２のように形状が抑制される状態となる。このとき、領域Ｍの領域Ｌ近傍のＰ１−Ｐ１´部では、図８（ａ）のＰ１−Ｐ１´断面形状で示すように、熱膨張前のＦＰＣ５２，５３に対して、領域Ｌにおける熱膨張の抑制の影響を受けているため、熱膨張によるＦＰＣ５２，５３の幅の増加分を吸収しようとして、ＦＰＣ５２，５３が湾曲する。領域Ｌに遠くなるＰ２−Ｐ２´部、更に遠くなるＰ３−Ｐ３´部と、徐々に領域Ｌにおける熱膨張の抑制の影響は少なくなり、ＦＰＣ５２，５３の湾曲の程度が小さくなる。
【００６０】
一方、図８（ａ）に示すＱ−Ｑ´部では、Ｑ−Ｑ´断面に示すように、領域Ｌにおける熱膨張の抑制の影響によって生じるＰ１−Ｐ１´部断面の湾曲が、図示するＤ方向に湾曲させる変形となる。これによって、図８（ｂ）の斜視図に示すような、２方向の湾曲が与えられる。なお、ＦＰＣ加熱工程（Ｓ６）として、ハロゲンヒーター８０を用いてＦＰＣを加熱するかわりに、ジャイロ振動素子接続工程（Ｓ３）においてＦＰＣに加える熱でＦＰＣに上述した屈曲部を形成しても良い。
【００６１】
次に、素子固定板基板固定工程（Ｓ７）に移行する。素子固定板基板固定工程（Ｓ７）は、ステップＳ５，Ｓ６によって半導体素子２１，２２，２３が固定された素子固定板３０をパッケージ基板４０に搭載する工程である。先ず、パッケージ基板４０に半導体素子２１，２２，２３が固定された素子固定板３０が載置される。この作業の時、ステップＳ６において湾曲を与えられたＦＰＣ５２，５３は、載置の過程において図９（ａ）に示すように、パッケージ基板４０の実装面４２ａに、ＦＰＣ５２，５３の先端部分が当接し、次に図９（ｂ）に示すように、徐々に実装面４２ａに沿って先端部分は移動し、同時に図３（ａ）に示すＣ−Ｃ´部から屈曲部５２ａ，５３ａの曲がりを強くする。そして、図９（ｃ）に示すように、所定の組み込み位置に載置される。この後、実装面４２ａと素子固定板３０とを接着剤等により固着する。
【００６２】
このように、ＦＰＣ加熱工程（Ｓ６）において、熱によってＦＰＣ５２，５３の領域Ｍに湾曲部を成型させることによって、素子固定板基板固定工程（Ｓ７）における載置作業と同時にＦＰＣ５２，５３に所定の屈曲部５２ａ，５３ａを自己成型させることができる。
【００６３】
屈曲部５２ａ，５３ａは、図３に示す領域Ｍの導体配線５２ｇと、領域Ｎの導体配線５２ｈとの境界であるＣ−Ｃ´部近傍を屈曲開始点として屈曲する。すなわち、線幅が広くなる領域Ｎの導体配線５２ｈの方が曲げ難くなるため、境界のＣ−Ｃ´部が屈曲し易くなることによる。すなわち、領域Ｍの導体配線５２ｇと領域Ｎの導体配線５２ｈとの境界位置であるＣ−Ｃ´位置を予め決めておくことによって、ＦＰＣ５２，５３の屈曲位置を制御することができる。
【００６４】
次に、ＦＰＣ基板接続工程（Ｓ８）に移行する。ＦＰＣ基板接続工程（Ｓ８）では、図１０に示すように、パッケージ基板４０の実装面４２ａに形成された電極４０ａと、ＦＰＣ５１，５２，５３の一方の端部とを電気的に接続する。接続には、例えば図示するＦＰＣ５３の場合は、超音波コーン９０の先端を接続部にＦＰＣ５３を電極４０ｃに押し付けるように当て、超音波圧着によって接続する。同じ方法により、ＦＰＣ５１，５２がパッケージ基板４０に接続される。なお、接続はＦＰＣ５１，５２，５３それぞれを個別に行っても良く、超音波コーン９０を複数用いることによって、同時に接続することもできる。
【００６５】
次に、キャップ（封止）工程（Ｓ９）に移行する。キャップ（封止）工程（Ｓ９）は、本例に示す半導体装置１００がジャイロ振動素子１１，１２，１３を備えることから、ジャイロ振動素子１１，１２，１３の振動を不安定にさせる素子周辺のガス成分としての空気中の酸素や窒素を排除し、半導体装置１００の内部を真空気密に保持させるために、図１（ｂ）に示すキャップ６０をパッケージ基板４０の第３基板４３の上面に固着させる。キャップ６０は、例えばステンレス、チタンおよびその合金、アルミおよびその合金などの金属製で、パッケージ基板４０にキャップ６０を載置し、真空（減圧）雰囲気中において、キャップ６０と第３基板４３を密封、固定し、図１に示す半導体装置１００が完成する。
【００６６】
第２の基板としての半導体素子２２，２３を、第３の基板としてのパッケージ基板４０に対して非平行に搭載、例えば本例のように略９０度の角度を備え搭載、する場合に、半導体素子２２，２３とパッケージ基板４０とを接続する第１の配線基板としてのＦＰＣ５２，５３には屈曲部を設けなければならない。この屈曲部を形成する方法として、上述の通り、ＦＰＣ５２，５３を加熱することによって湾曲部を形成し、素子固定板３０と共に半導体素子２２，２３をパッケージ基板４０へ搭載する過程で、湾曲部が形成されたＦＰＣ５２，５３の先端部がパッケージ基板４０の実装面４２ａに沿って摺動し、素子固定板が実装面４２ａに搭載された時点で、ＦＰＣ５２，５３には所定に屈曲形状が与えられるようにすることができる。すなわち、予め所定の屈曲部を形成するための特別の工程を必要とせずに、いわゆる垂直実装に代表される平面実装ではない実装形態において、容易にＦＰＣの屈曲部を形成し、電子部品の実装工程の合理化、コストダウンを実現することができる。
【００６７】
なお、上述の実施形態では半導体装置を例に説明したが、これに限定されず、半導体素子以外の電子部品を基板上に、基板に非平行に実装する場合であっても、ＦＰＣの接続方法として適用することができる。
【００６８】
（実施例）
図１１（ａ）に示すような寸法設定の、半導体素子１０と、半導体素子１０に固着したＦＰＣ５０に、ＦＰＣ５０に対して２００℃で２分間過熱したところ、図１１（ｂ）に示すようにＦＰＣ５０は角度換算で約２０度の曲がりを得た。この、曲がりを持ったＦＰＣ５０を備える半導体素子１０を素子固定板３０に固着し、パッケージ基板４０に実装したところ、図１１（ｃ）に示すように、ＦＰＣ５０はパッケージ基板４０の実装面４２ａに沿って屈曲させることができた。
【符号の説明】
【００６９】
１１，１２，１３…ジャイロ振動素子、２１，２２，２３…半導体素子、３０…素子固定板、４０…パッケージ基板、５１，５２，５３…ＦＰＣ、６０…キャップ、１００…半導体装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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