(57)【要約】【目的】ウェハサイズで製造が行え、基板実装時の位置合わせが容易で、製造工程の簡略化が可能となる。【解決手段】透明性を有するポリイミド樹脂基板１４と、ポリイミド樹脂基板１４の一方の面上に表面実装されたＩＣチップ１２と、ポリイミド樹脂基板１４の他方の面上に配置され、当該ポリイミド樹脂基板１４に形成された配線１４Ｂを介してＩＣチップ１２に電気的に接続されるとともに、複数の外部端子を有するＢＧＡ基板１５と、を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明性を有するポリイミド樹脂基板と、
前記ポリイミド樹脂基板の一方の面上に表面実装されたＩＣチップと、
前記ポリイミド樹脂基板の他方の面上に配置され、当該ポリイミド樹脂基板に形成された配線を介して前記ＩＣチップに電気的に接続されるとともに、複数の外部端子を有する外部端子用基板と、
を備えたことを特徴とするチップサイズパッケージ。
【請求項２】
請求項１記載のチップサイズパッケージにおいて、
前記ポリイミド樹脂と前記ＩＣチップとで形成される空隙内にアンダーフィルが充填されていることを特徴とするチップサイズパッケージ。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のチップサイズパッケージにおいて、
前記外部端子は、ハンダボール端子として形成されていることを特徴とするチップサイズパッケージ。
【請求項４】
透明性を有するポリイミド樹脂基板に電極端子および配線を形成する配線工程と、
前記ポリイミド樹脂基板を介してＩＣチップが複数形成されたウェハ上に形成された位置合わせマーカの配置位置を検出し、対応する前記電極端子の位置に前記ＩＣチップの端子を対向させるべく位置合わせ行う位置合わせ工程と、
対向させた前記電極端子及び前記ＩＣチップの端子を電気的に接続して前記ＩＣチップの実装を行うチップ実装工程と、
を備えたことを特徴とするチップサイズパッケージの製造方法。
【請求項５】
請求項４記載のチップサイズパッケージの製造方法において、
前記配線工程は、前記ポリイミド樹脂基板にスルーホールを形成するスルーホール形成工程と、
前記ポリイミド樹脂基板の両面に前記電極端子および前記スルーホールを介して前記両面に対応して形成された前記電極端子を導通させるべく配線を形成する銅メッキ工程と、
を備えたことを特徴とするチップサイズパッケージの製造方法。
【請求項６】
請求項５記載のチップサイズパッケージの製造方法において、
前記銅メッキ工程は、前記スルーホール内を含む前記ポリイミド樹脂基板の表面に無電解銅メッキを施す無電解銅メッキ工程と、
前記電極端子に対応させてレジストを形成するレジスト形成工程と、
前記レジストの非形成部分および無電解銅メッキを利用して前記電極端子を形成すべく電気銅メッキを施す電気銅メッキ工程と、
前記レジストおよび不要部分の前記無電解銅メッキを剥離する剥離工程と、
を備えたことを特徴とするチップサイズパッケージの製造方法。
【請求項７】
請求項６記載のチップサイズパッケージの製造方法において、
前記ポリイミド樹脂基板の前記各ＩＣチップに対応する位置に樹脂を充填してアンダーフィルを形成するアンダーフィル形成工程を備えたことを特徴とするチップサイズパッケージの製造方法。
【請求項８】
請求項７記載のチップサイズパッケージの製造方法において、
前記ウェハにオーバーコートを施す第１オーバーコート工程と、
前記オーバーコート後の前記ウェハをダイシングして前記ＩＣチップ毎に分割するダイシング工程と、
前記ダイシング後の前記ＩＣチップにオーバーコートを施す第２オーバーコート工程と、
を備えたことを特徴とするチップサイズパッケージの製造方法。
【請求項９】
請求項８記載のチップサイズパッケージの製造方法において、
前記第２オーバコート工程後の前記ＩＣチップが実装された前記ポリイミド樹脂基板をＢＧＡ基板に実装する基板実装工程を備えたことを特徴とするチップサイズパッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップサイズパッケージおよびチップサイズパッケージの製造方法に係り、特にウェハ上に形成されるチップサイズパッケージおよびウェハ上にチップサイズパッケージを形成するためのチップサイズパッケージの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の分野においては、従来よりＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）パッケージと呼ばれる構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６及び図７に従来のＢＧＡパッケージの製造、実装工程図を示す。
【０００４】
まず、上面にボンディングパッド５１を形成したＢＧＡ基板５２を用意し（ステップＳ５１）、ＢＧＡ基板上にウェハからダイシングにより切り出したＩＣチップ５３を配置すべく位置合わせを行い（ステップＳ５２）、樹脂（絶縁体）５５により接着（樹脂接着法によるダイボンディング）する（ステップＳ５３）。
【０００５】
続いてＩＣチップ５３上のボンディングパッド５４とＢＧＡ基板５２上のボンディングパッド５１とを金ワイヤ５６でワイヤボンディングし接続する（ステップＳ５４）。
【０００６】
さらにＩＣチップ５３を樹脂５７により封止して、ＢＧＡパッケージとする（ステップＳ５５）。
【０００７】
そして、ＢＧＡ基板５２をハンダボール５８を形成したプリント基板５９上に実装して、工程を終了する。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−１８３０９５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のＩＣパッケージの製造工程においては、ＢＧＡ基板上に形成したボンディングパッドをＩＣチップの外周よりも外側に形成する必要があるため、ＩＣパッケージのサイズが大きくなってしまうという問題点があった。
【００１０】
また、ワイヤボンディングを行うため、配線領域の確保のために電極数に制限があるという問題点があった。さらに、ワイヤボンディングでは同時に全てのボンディングを行うことはできないため、ボンディング時間がかかるという問題点があった。さらにまた、ワイヤボンディングは個別に行う必要があり、製造コストが高いという問題点があった。また、ワイヤボンディングを行う関係上、構造的にウェハサイズでの製造ができないという問題点があった。
【００１１】
そこで本発明の目的は、ウェハサイズで製造が行え、基板実装時の位置合わせが容易で、製造工程の簡略化が可能なチップサイズパッケージ及びチップサイズパッケージの製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、透明性を有するポリイミド樹脂基板と、前記ポリイミド樹脂基板の一方の面上に表面実装されたＩＣチップと、前記ポリイミド樹脂基板の他方の面上に配置され、当該ポリイミド樹脂基板に形成された配線を介して前記ＩＣチップに電気的に接続されるとともに、複数の外部端子を有する外部端子用基板と、を備えたことを特徴としている。
【００１３】
この場合において、前記ポリイミド樹脂と前記ＩＣチップとで形成される空隙内にアンダーフィルが充填されているようにしてもよい。
【００１４】
また、前記外部端子は、ハンダボール端子として形成されているようにしてもよい。
【００１５】
また、チップサイズパッケージの製造方法は、透明性を有するポリイミド樹脂基板に電極端子および配線を形成する配線工程と、前記ポリイミド樹脂基板を介してＩＣチップが複数形成されたウェハ上に形成された位置合わせマーカの配置位置を検出し、対応する前記電極端子の位置に前記ＩＣチップの端子を対向させるべく位置合わせ行う位置合わせ工程と、対向させた前記電極端子及び前記ＩＣチップの端子を電気的に接続して前記ＩＣチップの実装を行うチップ実装工程と、を備えたことを特徴としている。
【００１６】
この場合において、前記配線工程は、前記ポリイミド樹脂基板にスルーホールを形成するスルーホール形成工程と、前記ポリイミド樹脂基板の両面に前記電極端子および前記スルーホールを介して前記両面に対応して形成された前記電極端子を導通させるべく配線を形成する銅メッキ工程と、を備えるようにしてもよい。
【００１７】
また、前記銅メッキ工程は、前記スルーホール内を含む前記ポリイミド樹脂基板の表面に無電解銅メッキを施す無電解銅メッキ工程と、前記電極端子に対応させてレジストを形成するレジスト形成工程と、前記レジストの非形成部分および無電解銅メッキを利用して前記電極端子を形成すべく電気銅メッキを施す電気銅メッキ工程と、前記レジストおよび不要部分の前記無電解銅メッキを剥離する剥離工程と、を備えるようにしてもよい。
【００１８】
さらに、前記ポリイミド樹脂基板の前記各ＩＣチップに対応する位置に樹脂を充填してアンダーフィルを形成するアンダーフィル形成工程を備えるようにしてもよい。
【００１９】
さらにまた、前記ウェハにオーバーコートを施す第１オーバーコート工程と、前記オーバーコート後の前記ウェハをダイシングして前記ＩＣチップ毎に分割するダイシング工程と、前記ダイシング後の前記ＩＣチップにオーバーコートを施す第２オーバーコート工程と、をそなえるようにしてもよい。
【００２０】
また、前記第２オーバコート工程後の前記ＩＣチップが実装された前記ポリイミド樹脂基板をＢＧＡ基板に実装する基板実装工程を備えるようにしてもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
［１］チップサイズパッケージの構造
図１はＢＧＡチップサイズパッケージの部分断面図である。
【００２２】
ＢＧＡチップサイズパッケージ１０は、大別すると、オーバーコート部１１、ＩＣチップ１２、アンダーフィル１３、（感光性）ポリイミド樹脂基板１４およびＢＧＡ基板１５を備えている。
【００２３】
オーバーコート部１１は、樹脂でできており、ＩＣチップ１２を保護するために設けられている。
【００２４】
ＩＣチップ１２の下面には、ボンディングパッド１２Ａが形成されており、ポリイミド樹脂基板１４の電極端子（チップ側電極端子）とは、ハンダバンプ１６を介して電気的に接続されている。
【００２５】
アンダーフィル１３は、樹脂でできており、ＩＣチップ１２を下面から支持してＩＣチップ１２に機械的な力が加わった場合でも、当該力を吸収してＩＣチップ１２の破損を防ぐものである。
【００２６】
ポリイミド樹脂基板１４は、感光性（光硬化性）の透明な樹脂であり、アンダーフィル１３の未充填時には、ＩＣチップ１２の対向面に形成された位置合わせ用マーカについてポリイミド樹脂基板１４を介して光学的に検出が可能な状態となっている。
【００２７】
また、ポリイミド樹脂基板１４には、上述したＩＣチップ実装用電極端子の他にＢＧＡ基板側に設けられた基板側電極端子（銅電極＋無電解ニッケル置換金メッキ）１４Ｂが形成されている。
【００２８】
ＢＧＡ基板１５は、内部に図示しない配線が設けられた樹脂あるいはセラミックで形成されている。さらに、ＢＧＡ基板１５のポリイミド樹脂基板１４側（表面側）には、ボンディングパッド１５Ａ（無電解ニッケル置換金メッキ）が形成されており、裏面側には、外部端子としてのハンダボール１５Ｂが形成されている。
［２］チップサイズパッケージの製造方法
次に図２ないし図５のチップサイズパッケージの製造工程図を参照してチップサイズパッケージの製造方法について説明する。
［２．１］アンダーバンプ形成工程（ＩＣチップ）
チップサイズパッケージの製造に先立って、ウェハ上に形成されている複数のＩＣチップ１２に電極であるアンダーバンプ１２Ａをそれぞれ形成する（ステップＳ１）。
［２．２］感光性ポリイミド樹脂基板形成工程
次にウェハのサイズに合わせて感光性ポリイミド樹脂を用い、所定の形状のポリイミド樹脂基板１４を形成する（ステップＳ２）。
【００２９】
ここで、基板として感光性ポリイミド樹脂を用いるのは、誘電率が低く、透明性を有しているからである。
［２．３］孔開け工程
続いて、形成されたポリイミド樹脂基板１４の電極形成位置（に合わせて、スルーホール１４Ｃを形成すべく孔開けを行う（ステップＳ３）。
［２．４］無電解銅メッキ工程
次にポリイミド樹脂基板１４を無電解銅メッキ液に浸漬し、ポリイミド樹脂基板１４の表面およびスルーホール１４Ｃ内に無電解銅メッキ２０を施す（ステップＳ４）。
［２．５］レジストコート工程
続いてＩＣチップを接続するチップ接続用電極端子１４ＡおよびＢＧＡ基板を接続する基板接続用電極端子１４Ｂを形成するに先立って、それぞれの電極端子の形状に合わせて感光性レジスト２１をポリイミド樹脂基板１４上に形成する（ステップＳ５）。
【００３０】
具体的には、ポリイミド樹脂基板１４上に感光性レジストを塗布して感光性レジスト２１を形成し、この感光性レジスト２１を電極端子の形状に対応する所定のパターンのフォトマスクを介して露光、現像後、不要部分の感光性レジスト層の除去を行うこととなる。
［２．６］電気銅メッキ工程
そして、フォトレジストが形成されたポリイミド樹脂基板１４を電気銅メッキ液に浸漬し、電気銅メッキを施し、チップ接続用電極端子１４Ａおよび基板接続用電極端子１４Ｂを形成する（ステップＳ６）。
［２．７］レジスト剥離工程
次にステップＳで形成した感光性レジスト２１を剥離する（ステップＳ７）。
［２．８］無電解銅被膜剥離工程
さらにステップＳ６で施した無電解銅メッキのうち、スルーホール１４Ｃ内の無電解銅メッキを除き、剥離する（ステップＳ８）。これによりポリイミド樹脂基板１４には、チップ接続用電極端子１４Ａおよび基板接続用電極端子１４Ｂのみが形成された状態となる。
［２．９］無電解ニッケル置換金メッキ工程
続いてチップ接続用電極端子１４Ａおよび基板接続用電極端子１４Ｂが形成されたポリイミド樹脂基板１４に無電解ニッケル置換金メッキを施し、チップ接続用電極端子１４Ａおよび基板接続用電極端子１４Ｂのそれぞれの表面上に無電解ニッケル置換金メッキ層２２を積層させる（ステップＳ９）。
【００３１】
この無電解ニッケル置換金メッキ工程は２工程に分かれており、無電解ニッケルメッキ形成工程および置換金メッキ形成工程とで構成される。
【００３２】
具体的には、チップ接続用電極端子１４Ａおよび基板接続用電極端子１４Ｂが形成されたポリイミド樹脂基板１４を無電解ニッケルメッキ液に浸漬して、チップ接続用電極端子１４Ａおよび基板接続用電極端子１４Ｂ上に無電解ニッケルメッキ層を積層させ、続いて置換金メッキ液に浸漬して、無電解ニッケル置換金メッキ層２２とする。
【００３３】
最初の無電解ニッケルメッキ層形成工程で用いる無電解めっき液は、還元剤と、被還元性重金属塩と、塩基性化合物と、緩衝剤と、を含んでいる。
【００３４】
還元剤としては、例えば、次亜リン酸、次亜リン酸ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウム、Ｎ−ジメチルアミンボラン、ボラジン誘導体、ヒドラジン、ホルマリン等が挙げられる。
【００３５】
また、被還元性重金属塩としては、ニッケルの水溶性の被還元性重金属塩が挙げられる。
【００３６】
また、塩基性化合物としては、めっき速度、還元効率等を向上させるカセイソーダ、水酸化アンモニウム等が挙げられる。
【００３７】
また、緩衝剤としては、無機酸、有機酸等のｐＨ調節剤、クエン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム等のオキシカルボン酸、ホウ酸、炭酸、有機酸、無機酸のアルカリ塩等が挙げられる。
【００３８】
一方、置換金メッキ形成工程で用いる置換金メッキ液は、例えば、被還元金属塩としてシアン化金カリウム、亜硫酸金ナトリウムを用いることができる。この場合に、キレート剤としてクエン酸、リンゴ酸、乳酸などの有機酸を含有している。
［２．１０］ハンダボール形成工程
次にＩＣチップ接続用の電極端子にハンダボール１６を形成する（ステップＳ１０〜Ｓ１２）。
【００３９】
このハンダボール形成工程は、大別すると、メタルマスキング工程、ハンダコート工程（弱真空）およびハンダリフロー工程とに分けられる。
【００４０】
まず、メタルマスキング工程において、ＩＣチップ接続用電極端子１４Ａが形成されたポリイミド樹脂基板１４のうちハンダボールを形成するＩＣチップ接続用電極端子１４Ａの無電解ニッケル置換金メッキ層２２が形成されている端面以外の部分をメタルマスク２３によりマスキングする（ステップＳ１０）。
【００４１】
次にハンダコート工程において、弱真空状態下にチップ接続用電極端子１４Ａが形成されたポリイミド樹脂基板１４を設置し、ハンダボールを形成するＩＣチップ接続用電極端子１４Ａの無電解ニッケル置換金メッキ層２２が形成されている端面にハンダペーストを塗布する（ステップＳ１１）。
【００４２】
そして、ハンダリフロー工程において、ハンダコート工程において塗布したハンダペーストを加熱してハンダボール１６をＩＣチップ接続用電極端子に密着形成する（ステップＳ１２）。
［２．１１］ポリイミド孔開け工程
次にポリイミド樹脂基板１４のＩＣチップ実装位置に対応する位置にアンダーフィル用樹脂を充填するためのアンダーフィル用孔２４を開ける（ステップＳ１３）。
［２．１２］チップ実装工程
続いてポリイミド樹脂基板１４側から複数のＩＣが形成されたウェハ上の位置合わせマーカを確認しつつ、ポリイミド樹脂基板１４上のＩＣチップ実装用電極端子１４Ａの形成位置にウェハ上のアンダーバンプが位置するように配置し、ハンダボール１６を溶融させて、ポリイミド樹脂基板１４とウェハとをハンダ付けしてＩＣチップ（ウェハ状）の実装を行う（ステップＳ１４）。
［２．１３］アンダーフィル形成工程
次に各ＩＣチップの裏面に相当する位置にアンダーフィルを形成させる（ステップＳ１５〜Ｓ１８）。
【００４３】
具体的には、ポリイミド樹脂基板１４を上下反転し（ステップＳ１５）、ポリイミド樹脂基板１４の基板接続用電極端子１４Ｂが形成されている側にメタルマスク２５を配置して（ステップＳ１６）、アンダーフィル用孔の内部以外にアンダーフィル材（樹脂）が至らないようにする。
【００４４】
次にメタルマスク２５を配置した状態で金型２６内に設置し、金型２６内が負圧になるように吸引を行い、メタルマスク２５側からアンダーフィル材が吸引させる（ステップＳ１７）。
【００４５】
これにより、ポリイミド樹脂基板１４とウェハ状のＩＣチップ１２との間に充填されてアンダーフィル２６が形成される（ステップＳ１８）。
［２．１４］第１オーバーコート工程
続いてウェハ状態のまま、全てのＩＣチップ１３上にオーバーコート２７を施す（ステップＳ１９）。
［２．１５］第２オーバーコート工程
次にウェハをダイシングして、各ＩＣチップ１３に分割する（ダイシング工程）。この状態において、各ＩＣチップに対応する、分割されたポリイミド樹脂基板１４に対し、ＩＣチップ１３の側面部分（ダイシング時のカット面）がコーティングされるようにオーバーコート２８を施す（ステップＳ２０）。ここで、先のオーバーコート２７およびオーバーコート２８は合わせてオーバーコート部１１を構成している。
［２．１６］ＢＧＡ基板実装工程
続いて、ポリイミド樹脂基板１４上の基板実装用電極端子１４ＢにＢＧＡ基板１５上のボンディングパッド１５Ａ（無電解ニッケル置換金メッキ）が位置するように配置し、ボンディングパッド１５Ａ上に印刷法により形成したハンダペーストを溶融させて、ポリイミド樹脂基板１４とＢＧＡ基板１５とをハンダ付けしてＢＧＡ基板１５上にＩＣチップ１３を実装し、チップサイズパッケージとする（ステップＳ２１）。
［３］実施形態の効果
本実施形態によれば、ＩＣチップの電極部とＢＧＡ基板の電極部をフェイスダウンにより実装するためＣＳＰ化が容易である。
【００４６】
また、感光性ポリイミド樹脂は透明のためウェハの位置マーカを樹脂上から確認でき、チップ実装時の位置ずれが発生することがない。
【００４７】
また、同様に接合部の目視確認が可能となる。
【００４８】
ウェハレベルのＩＣチップを実装後チップ状態にダイシングすることが可能となり、処理手順が大幅に簡略化され、設備コスト及び実装コストを大幅に低減することができる。
［４］実施形態の変形例
以上の説明においては、チップサイズパッケージとしてＢＧＡパッケージの場合について説明したが、これに限られるものではなく、他の表面実装型のパッケージに適用することも可能である。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、ＩＣチップの電極部と外部端子用基板の電極部をフェイスダウンにより実装できるためチップサイズパッケージ化が容易である。
【００５０】
また、ポリイミド樹脂基板は、透明のためウェハの位置マーカを樹脂上から確認でき、ＩＣチップ実装時の位置ずれが発生することがない。これとともに、接合部の目視確認が可能となる。
【００５１】
ウェハレベルのＩＣチップを実装後チップ状態にダイシングすることが可能となり、処理手順が大幅に簡略化され、設備コスト及び実装コストを大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＢＧＡチップサイズパッケージの部分断面図である。
【図２】チップサイズパッケージの製造工程図（その１）である。
【図３】チップサイズパッケージの製造工程図（その２）である。
【図４】チップサイズパッケージの製造工程図（その３）である。
【図５】チップサイズパッケージの製造工程図（その４）である。
【図６】従来のチップサイズパッケージの製造工程図（その１）である。
【図７】従来のチップサイズパッケージの製造工程図（その２）である。
【符号の説明】
１０  ＢＧＡチップサイズパッケージ
１１  オーバーコート部
１２  ＩＣチップ
１３  アンダーフィル
１４  （感光性）ポリイミド樹脂基板
１４Ａ  チップ接続用電極端子
１４Ｂ  基板接続用電極端子
１５  ＢＧＡ基板
【図１】
2004319825.tif 000003
【図２】
2004319825.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004319825.tif 000008
【図７】
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