(57)【要約】【課題】多層配線基板単体として扱っても簡単に破砕することなく、可撓性を有し、かつ全ての配線層がＩＶＨ接続された薄厚の多層配線基板を用いることによって、完成した半導体回路部品として剛体による支持が不要となるため、半導体素子をはじめとする実装部品の配置自由度を向上させることができ、高密度で小型薄厚の半導体回路部品を提供することを目的とするものである。【解決手段】可撓性を有する絶縁性基材２１からなる多層配線基板２４の上下間の配線層を全てＩＶＨ接続し、少なくとも一面に半導体素子２５を搭載した半導体回路部品であり、半導体回路部品は剛体による支持が不要となり、半導体素子２５をはじめとする実装部品の配置自由度が向上するという作用効果が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する絶縁性基材からなる多層配線基板の上下間の配線層を全てＩＶＨ接続し、少なくとも一面に半導体素子を搭載した半導体回路部品。
【請求項２】
絶縁性基材を有機フィルムの両面に硬化しても可撓性を保つ接着剤を塗布する構成とした請求項１に記載の半導体回路部品。
【請求項３】
半導体素子をワイヤーボンディングまたはフリップチップボンディングにより実装した請求項１または２に記載の半導体回路部品。
【請求項４】
多層配線基板の表面が平坦となるように表層配線を埋め込んだ請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体回路部品。
【請求項５】
多層配線基板の少なくとも一面に少なくとも１つの半導体素子または受動部品デバイスを搭載した請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体回路部品。
【請求項６】
両面に接着剤を塗布した有機フィルムから成る絶縁性基材に孔を形成する工程と、この孔の内部に導電性材料を充填する工程と、この導電性材料が充填された絶縁性基材の両面に配線層としての銅箔を貼り付ける工程と、この銅箔をパターニングする工程とを繰り返して多層配線基板を形成する工程とからなり、この多層配線基板上に形成した電極端子にプローブを接触させ電気検査をする工程と、この電気検査により所定の特性を得た前記多層配線基板に半導体素子を実装してこの半導体素子を封止樹脂で封止する工程とを含む半導体回路部品の製造方法。
【請求項７】
金属板の片面に配線パターンを形成する工程と、両面に接着剤を塗布した有機フィルムから成る絶縁性基材に孔を形成する工程と、この孔の内部に導電性材料を充填する工程と、この導電性材料が充填された絶縁性基材の両面に前記金属板の配線パターンを形成した面を貼り付けて両側の金属板を除去する工程とを繰り返して多層配線基板を形成する工程とからなり、この多層配線基板上に形成した電極端子にプローブを接触させ電気検査する工程と、この電気検査により所定の特性を得た前記多層配線基板に半導体素子を実装してこの半導体素子を封止樹脂で封止する工程とを含む半導体回路部品の製造方法。
【請求項８】
金属板の片面に配線パターンを形成する工程と、両面に接着剤を塗布した有機フィルムから成る絶縁性基材に孔を形成する工程と、この孔の内部に導電性材料を充填する工程と、この導電性材料を充填した絶縁性基材の両面に前記金属板の配線パターンを形成した面を貼り付けて片面の金属板を除去する工程とを繰り返して多層配線基板を形成する工程とからなり、この多層配線基板に残した金属板に孔を形成し、この孔にプローブを挿入して電気検査する工程と、この電気検査により所定の特性を得た前記多層配線基板に半導体素子を実装してこの半導体素子を封止樹脂で封止する工程と、残った金属板の全てを除去する工程とを含む半導体回路部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多層配線基板上に半導体素子を搭載したフリップチップ型の半導体回路部品およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体回路部品の製造方法としては、図７に示すものがある。
【０００３】
図７（ａ）〜（ｅ）は従来の半導体回路部品の製造方法を示す断面図である。
【０００４】
図７（ａ）において、金属板１の表面に感光性のソルダーレジスト２を全面に印刷し、パターンマスクを載置して入出力端子３の開口部を形成し、この開口部に電解銅めっき層を形成する。そしてソルダーレジスト２の表面に配線パターン３ａを形成し、このソルダーレジスト２の上に感光性の絶縁樹脂をスクリーン印刷やロールコーター等により塗布し、パターンマスクによりビアホール５を開口させ、第１の絶縁性樹脂層４を形成する。そして、ソルダーレジスト２の上に配線パターン３ａおよび入出力端子３を形成した方法を用いて上記の工程を繰り返し、第１の配線パターン６、ビア導体７、第２の絶縁樹脂層８、ビアホール５ａ、第２の配線パターン９、ビア導体７ａを形成する。
【０００５】
次に、図７（ｂ）において、金属板１の表面に形成されているカバーフィルムを剥離し、感光性のドライフィルムを貼付し、パターンマスクを載置して露光および現像を行い、入出力端子３に対応する部分に開口部を形成する。そしてエッチングにより開口部の金属板１を除去する。この金属板１の除去により形成された孔１３にプローブ１４を挿入し、入出力端子３と半導体素子１１の接続端子との断線及び短絡を検査する。
【０００６】
次に、図７（ｃ）において、絶縁樹脂体上に接続部材１０ａを介して半導体素子１１を載置し、リフロー等により加熱して接続する。そして半導体素子１１を封止樹脂１２で樹脂封止する。
【０００７】
次に、図７（ｄ）において、金属板１の全てをエッチングにより除去し、半導体回路部品１０が形成される。例えば多数個の場合にはダイシンソー等で個片化する。
【０００８】
次に、図７（ｅ）において、個片化された半導体回路部品１０の入出力端子３に外部端子として半田ボール１５を形成する。
【０００９】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００２−１５１６２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら上記従来の構成では、金属板１の上に積層される配線パターン３ａ及びビア導体７、７ａで回路が形成された絶縁樹脂体の絶縁樹脂として、ビルドアップ基板に用いられるビルドアップ絶縁樹脂を使用しているため、非常に薄い多層配線基板を形成できるが、多層配線基板単体としては非常に機械的強度が弱く、また可撓性もないため脆く破砕しやすいという材料特性を有しているため、製造工程中はもちろん半導体回路部品１０として完成しても常に金属板１や半導体素子１１あるいは実装後の封止樹脂１２といった剛体による支持が必要であるという課題を有していた。
【００１１】
本発明は多層配線基板単体として扱っても簡単に破砕することなく、可撓性を有し、かつ全ての配線層がＩＶＨ接続された薄厚の多層配線基板を用いることによって、完成した半導体回路部品として剛体による支持が不要となるため、半導体素子をはじめとする実装部品の配置自由度を向上させることができ、高密度で小型薄厚の半導体回路部品を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的を達成するために、以下の構成を有するものである。
【００１３】
本発明の請求項１に記載の発明は、可撓性を有する絶縁性基材からなる多層配線基板の上下間の配線層を全てＩＶＨ接続し、少なくとも一面に半導体素子を搭載した半導体回路部品であり、半導体回路部品は剛体による支持が不要となり、半導体素子をはじめとする実装部品の配置自由度が向上するという作用効果が得られる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、絶縁性基材を有機フィルムの両面に硬化しても可撓性を保つ接着剤を塗布する構成とした請求項１に記載の半導体回路部品であり、多層配線基板単体として扱っても簡単に破砕することなく、可撓性を保持するという作用効果が得られる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、半導体素子をワイヤーボンディングまたはフリップチップボンディングにより実装した請求項１または２に記載の半導体回路部品であり、半導体回路部品の高密度化、小型薄厚化が向上するという作用効果が得られる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、多層配線基板の表面が平坦となるように表層配線を埋め込んだ請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体回路部品であり、これにより半導体素子のフリップチップ実装性が向上するという作用効果が得られる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、多層配線基板の少なくとも一面に少なくとも１つの半導体素子または受動部品デバイスを搭載した請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体回路部品であり、１つの半導体素子だけでは実現困難な回路システムを１つの半導体回路部品として製造可能とする作用効果が得られる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、両面に接着剤を塗布した有機フィルムから成る絶縁性基材に孔を形成する工程と、この孔の内部に導電性材料を充填する工程と、この導電性材料が充填された絶縁性基材の両面に配線層としての銅箔を貼り付ける工程と、この銅箔をパターニングする工程とを繰り返して多層配線基板を形成する工程とからなり、この多層配線基板上に形成した電極端子にプローブを接触させ電気検査をする工程と、この電気検査により所定の特性を得た前記多層配線基板に半導体素子を実装してこの半導体素子を封止樹脂で封止する工程とを含む半導体回路部品の製造方法であり、可撓性を有する多層配線基板の製造が可能となる作用効果が得られる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、金属板の片面に配線パターンを形成する工程と、両面に接着剤を塗布した有機フィルムから成る絶縁性基材に孔を形成する工程と、この孔の内部に導電性材料を充填する工程と、この導電性材料が充填された絶縁性基材の両面に前記金属板の配線パターンを形成した面を貼り付けて両側の金属板を除去する工程とを繰り返して多層配線基板を形成する工程とからなり、この多層配線基板上に形成した電極端子にプローブを接触させ電気検査する工程と、この電気検査により所定の特性を得た前記多層配線基板に半導体素子を実装してこの半導体素子を封止樹脂で封止する工程とを含む半導体回路部品の製造方法であり、表層配線が埋め込まれた多層配線基板の製造が可能となる作用効果が得られる。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、金属板の片面に配線パターンを形成する工程と、両面に接着剤を塗布した有機フィルムから成る絶縁性基材に孔を形成する工程と、この孔の内部に導電性材料を充填する工程と、この導電性材料を充填した絶縁性基材の両面に前記金属板の配線パターンを形成した面を貼り付けて片面の金属板を除去する工程とを繰り返して多層配線基板を形成する工程とからなり、この多層配線基板に残した金属板に孔を形成し、この孔にプローブを挿入して電気検査する工程と、この電気検査により所定の特性を得た前記多層配線基板に半導体素子を実装してこの半導体素子を封止樹脂で封止する工程と、残った金属板の全てを除去する工程とを含む半導体回路部品の製造方法であり、金属板が支持体として機能するため、特にハンドリング面において半導体回路部品の製造を容易にする作用効果が得られる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように本発明は、可撓性を有する絶縁性基材を有し、少なくとも２層以上の配線層を全てＩＶＨ接続してなる多層配線基板を用いて片面あるいは両面に少なくとも１つ以上の半導体素子が搭載されているという構成を備えることにより、薄い多層配線基板であるにもかかわらず、可撓性を有するため製造工程中はもちろん半導体回路部品として完成しても、脆く破砕するといったことが生じないため、金属板や半導体素子、あるいは実装後の封止樹脂といった剛体による支持が不要となり、半導体素子をはじめとする実装部品の配置自由度を向上させることができ、高密度で小型かつ薄厚の半導体回路部品を提供することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態１における半導体回路部品の構造を示す断面図である。
【００２４】
図１（ｃ）に示す絶縁性基材２１は有機フィルム２１ａの両面に硬化後も可撓性を有する接着剤２１ｂが塗布された構造を有し、接着剤２１ｂの上には配線パターン２２ａが形成されている。また絶縁性基材２１の両面に形成された配線パターン２２ａを電気的に接続するためのビア２３が形成され、この両面基板を積層することにより図１（ａ）、（ｂ）に示す多層配線基板２４が形成され、隣り合う各層間の配線の接続が実現される。
【００２５】
なお、有機フィルム２１ａには製造工程や部品実装工程での耐熱性を考慮し、厚さ１２．５μｍのポリイミドフィルムを用いて密着性を向上させるために放電処理等による表面改質を施し、硬化しても可撓性を有するエポキシ変性ポリイミドからなる接着剤２１ｂを厚さ５〜１０μｍ程度塗布されている。また耐熱性を有する有機フィルム２１ａとしてアラミドフィルム、接着剤２１ｂにはエポキシ接着剤を用いても良い。
【００２６】
配線パターン２２ａは銅箔を接着剤２１ｂに貼り付けてフォトリソグラフィー工程とエッチング工程により形成される。このとき用いる銅箔は両面が粗化処理された電解銅箔であるが、配線パターン２２ａの線幅が２５μｍ程度実現するために厚みを９μｍ、粗化処理をＲａで２μｍ未満としている。ビア２３は直径約５０μｍのビアホールを形成して銅導電性ペーストを充填して形成している。このようにして形成される多層配線基板２４の上に半導体素子２５がフェイスアップでダイボンドされ、金ワイヤー２６によりワイヤーボンディングで実装され、封止樹脂２７によってモールドされ、多層配線基板２４の裏面に外部端子２８として半田ボールを形成することで図１（ａ）に示す本発明の実施の形態１における半導体回路部品が構成される。
【００２７】
図１（ａ）には多層配線基板２４として４層の配線基板を示したが、この層数に限定されるものでない。また多層配線基板２４として図１（ｃ）に示すような両面基板を用いても良い。また図１（ａ）には半導体素子２５として１素子のみを示したが複数の半導体素子２５やその他の部品デバイスが実装されていても良い。また外部端子２８として半田ボールを示したがＬＧＡのような単なる電極、ＰＧＡのようなピン端子など他の外部端子であっても良い。
【００２８】
また、本発明の実施の形態１に用いる多層配線基板２４は総厚が非常に薄い基板となりこの長所を活かす上でさらに半導体回路部品としての総厚を薄く仕上げるためには図１（ｂ）に示すように半導体素子２５が導電性バンプ２９を介してフリップチップ実装されている構造が好ましい。図１（ｂ）においても多層配線基板２４として４層の配線基板が示してあるがこの層数に限定されるわけではない。また多層配線基板２４として図１（ｃ）に示すような両面基板を用いても良い。
【００２９】
図２は本発明の実施の形態１における別の半導体回路部品の構造を示す断面図である。図２に示すように複数の半導体素子２５ａ、２５ｂやその他の部品デバイス３０が多層配線基板２４の両面に実装されていても良い。また外部端子２８として図１（ｂ）には半田ボールを示したがＬＧＡのような単なる電極、ＰＧＡのようなピン端子、図２のような基板端面を利用した電極など他の形状の外部端子２８であっても本発明の実施の形態１における半導体回路部品が構成できることはいうまでもない。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態１における半導体回路部品の製造方法について図を用いて説明する。図３（ａ）〜（ｇ）は本発明の実施の形態１における半導体回路部品の製造方法を示す断面図である。
【００３１】
図３（ａ）において、厚さ１２．５μｍのポリイミドフィルムからなる有機フィルムの両面に密着性を向上させるために放電処理等による表面改質を施し、硬化後も可撓性を有するエポキシ変性ポリイミドからなる接着剤を厚さ５〜１０μｍ塗布し、さらにその両面に保護フィルムとして厚さ９μｍのＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルムをラミネートした絶縁性基材２１を準備する。
【００３２】
この絶縁性基材２１は総厚が４５〜５０μｍ程度と非常に薄いため、貫通孔の加工時の保持方法として絶縁性基材２１の弛みや皺を取り除く程度にテンションを絶縁性基材２１の四方からかけることによって保持を行った。貫通孔の加工は波長３５５ｎｍのＹＡＧレーザーを用いて行い、ＰＥＮフィルムの上面の孔径で６５〜７５μｍ、ＰＥＮフィルムの下面側からの穴一番小さい孔径が接着層で生じ約４０〜５０μｍの形状となるように加工を実施した。本実施の形態１ではＹＡＧレーザーを用いたが絶縁性基材２１の材質、厚さ、貫通孔の直径の大きさ等によっては炭酸ガスレーザーやパンチングなど他の加工方法でも適用は可能であり、ＹＡＧレーザー法に限定するものではない。そして加工後にＰＥＮフィルムの表面に付着する加工くずのクリーニングを実施した。
【００３３】
図３（ｂ）において、形成した貫通孔内に銅導電性ペーストをスキージング法で充填した。ここでスキージングする面と反対面から真空吸引を行いながら充填を行い、空気が銅導電性ペースト内に入り込む充填不良の発生を防止しながら銅導電性ペーストの充填性を確保している。本実施の形態１においては２往復のスキージングを繰り返し行い充填の確実性を向上させた。
【００３４】
充填する銅導電性ペーストは粒径約５μｍ程度の銅粉体とエポキシ樹脂およびアミン系硬化剤からなる混合材料からなり、銅粉の表面には酸化防止と電気的接合性を良好にするための表面処理を施している。また銅粉の充填密度を高めるため粒径約５μｍの銅粉の他に粒径１〜１．５μｍ程度の銅粉を混合した銅導電性ペーストを用いても良い。そして保護フィルムとしてラミネートしていたＰＥＮフィルムを剥離して絶縁性基材２１の表面に貫通孔以外に付着したペーストの除去を行い、ビア２３を形成した。
【００３５】
図３（ｃ）において、配線パターン２２ａを形成するための銅箔２２をビア２３が形成された絶縁性基材２１の両面に配置する。このとき用いた銅箔２２は両面が粗化処理された電解銅箔で２５μｍ程度の幅の配線形成を実現するために厚みを約９μｍ、粗化処理をＲａで２μｍ未満としたものを使用した。そしてこの銅箔２２をビア２３に配置した状態でＳＵＳ板の間に挟み込み、真空熱プレス機を用いて温度を約２００℃、加圧を約２００ｋｇ／ｃｍ2で約１時間付加することにより銅箔２２と絶縁性基材２１を接着すると同時に銅箔２２とビア２３の電気的接続を行った。
【００３６】
また、ビア２３として充填された銅導電性ペースト中の銅粉体が圧縮されることにより、銅粉間あるいは銅粉と銅箔２２の間で接触点が増大すると同時に銅導電性ペーストの樹脂が硬化するため導通が発現し、常温に戻ってもビア２３にかけられた圧縮力がビア２３の周囲の銅箔２２と絶縁性基材２１の密着力により維持されるため、回路基板として実用上問題のないレベルの導通が確保される。
【００３７】
図３（ｄ）において、この回路基板の両面に感光性ドライフィルムレジストをラミネートし、所定のパターンが形成された露光マスクを用いて露光を行い、レジストの現像、銅箔２２のエッチングおよび感光性ドライフィルムレジストを除去して配線パターン２２ａを形成する。ここで用いた感光性ドライフィルム、露光マスク、エッチング液等は特別な材料を使用することなく一般的に回路基板の製造に用いられているものを使用した。また装置についても平行光を発生する光源を使用した以外現像やエッチングなどシャワータイプの一般的に使用される装置を使用した。
【００３８】
図３（ｅ）において、図３（ａ）〜（ｄ）に示す工程を繰り返し、図３（ｄ）に示す基板を積層することにより配線の多層化を実現した。そして表面に形成する配線用としての銅箔は片面を粗化、もう一方の面を光沢の電解銅箔とし、配線パターン２２ａを形成して必要に応じて配線パターン２２ａの表面にＮｉ−Ａｕ等のめっき処理を施したり、ソルダーレジストを形成したりしても良い。さらに部品の実装前に製造された多層配線基板２４の電気検査をプローブ端子やプローブカード等を用いて触針方法で全数検査を行い、高い歩留まりを実現している。また図３（ｄ）に示す基板の両面に積層することでより多層配線基板２４としての反りを抑制することができる。
【００３９】
図３（ｆ）において、電気検査で良品となった多層配線基板２４の上に導電性バンプ２９を形成し、この導電性バンプ２９を介して半導体素子２５を載置し、赤外線リフロー炉やオーブン等で加熱したり、ほぼ半導体素子２５と同等の面積を有する加圧治具を用いて加圧したり、あるいは加圧しながら加熱する方法で接続する。接続方法としては導電性バンプ２９に半田を用いて赤外線リフロー炉やオーブン等で加熱するフリップチップボンディング法が最も好ましいが、導電性バンプ２９としてワイヤーボンディングを利用したＡｕボールバンプやＡｕめっきバンプ等を用いた他のフリップチップボンディング法でも良い。このようにして半導体素子２５の接続パッド上に形成された導電性バンプ２９を介して半導体素子２５と多層配線基板２４の配線パターン２２ａが接続される。そして半導体素子２５を封止樹脂２７で樹脂封止する。樹脂封止の方法は特に限定されるものではなく通常のポッティング法やトランスファーモールド法など用いて樹脂封止を行った。
【００４０】
図３（ｇ）において、多層配線基板２４に本発明の半導体回路部品用の回路を多数個並べて形成した場合には、ダイシングソーやトムソン歯、金型等を用いて切断し、半導体回路部品を個片化する。そして多層配線基板２４の半導体素子２５を実装した面の裏面側の配線パターン２２ａの上に外部端子２８としての半田ボールを形成した。この半田ボールはフラックスを使用した半田ボール転写法により半田ボールを所定の位置に配置し、赤外線リフロー炉やオーブン等による加熱処理によって形成した。本実施の形態１では外部端子２８として半田ボールを説明したがＬＧＡのような単なる電極、ＰＧＡのようなピン端子、図２に示す基板端面を利用した電極など他の形状の外部端子２８であっても良い。
【００４１】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における別の半導体回路部品の構造を示す断面図である。
【００４２】
実施の形態１と異なる点は半導体回路部品の構造において、使用する多層配線基板２４の配線パターン２２ａが少なくとも表層の絶縁性基材２１に埋設されている構造である。この配線パターン２２ａが埋設されることにより多層配線基板２４の表面平滑性が向上し、封止樹脂２７の注入がスムーズになり半導体素子２５の実装時に導電性バンプ２９が配線パターン２２ａの上から滑り落ちたり位置ずれが防止でき、フリップチップボンディング法において高い実装歩留まりが実現できる。
【００４３】
本実施の形態２における半導体回路部品に使用した材料や多層配線基板１０の構造、実装する半導体素子１１やその他の部品デバイスの種類、外部端子１４の種類などの適用については、実施の形態１での説明と同様で、特に図４の構造に限定されるものではない。
【００４４】
以下、本発明の実施の形態２における半導体回路部品の製造方法について図を用いて説明する。図５は本発明の実施の形態２における半導体回路部品の構造を示す断面図である。
【００４５】
図５（ａ）において、金属板３１の上の片面全面に電解銅めっきされた２層の金属板３１を用いて配線パターン２２ａの形成を行った。ここで金属板３１には厚さ約５０μｍのＡｌ合金を用いて製造工程のハンドリングに必要な剛性を付与した。このＡｌ合金の金属板３１の上に直接銅を電解めっきできないため、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎ等によるシード層をめっき形成し、銅を厚み約９μｍ電解めっきした。銅の表面は粗化処理されているが、Ｒａで２μｍ未満とした。そして感光性ドライフィルムレジストをラミネートし、所定のパターンが形成された露光マスクを用いて露光を行い、レジストの現像、銅箔のエッチングおよび感光性ドライフィルムレジストの除去を行い、配線パターン２２ａを形成した。
【００４６】
ここで用いたエッチング液はＡｌと銅のうち銅のみが選択的にエッチングされる必要があり、硫酸過水溶液を使用した。その他は一般的な回路基板の製造に用いられているものを使用し、また装置についても平行光を発生する光源を使用した以外、現像やエッチングなどシャワータイプの一般的に使用される装置を使用した。
【００４７】
図５（ｂ）において、厚さ１２．５μｍのポリイミドフィルムからなる有機フィルムの両面に密着性を向上させるために放電処理等による表面改質を施し、硬化後も可撓性を有するエポキシ変性ポリイミドからなる接着剤を厚さ５〜１０μｍ塗布し、さらにその両面に保護フィルムとして厚さ９μｍのＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルムをラミネートした絶縁性基材２１を準備する。
【００４８】
この絶縁性基材２１は総厚が４５〜５０μｍ程度と非常に薄いため、貫通孔の加工時の保持方法として絶縁性基材２１の弛みや皺を取り除く程度にテンションを絶縁性基材２１の四方からかけることによって保持を行った。貫通孔の加工は波長３５５ｎｍのＹＡＧレーザーを用いて行い、ＰＥＮフィルムの上面の孔径で６５〜７５μｍ、ＰＥＮフィルムの下面側からの穴一番小さい孔径が接着層で生じ約４０〜５０μｍの形状となるように加工を実施した。本実施の形態２ではＹＡＧレーザーを用いたが絶縁性基材２１の材質、厚さ、貫通孔の直径の大きさ等によっては炭酸ガスレーザーやパンチングなど他の加工方法でも適用は可能であり、ＹＡＧレーザー法に限定するものではない。そして加工後にＰＥＮフィルムの表面に付着する加工くずのクリーニングを実施した。
【００４９】
図５（ｃ）において、形成した貫通孔内に銅導電性ペーストをスキージング法で充填した。ここでスキージングする面と反対面から真空吸引を行いながら充填を行い、空気が銅導電性ペースト内に入り込む充填不良の発生を防止しながら銅導電性ペーストの充填性を確保している。本実施の形態２においては２往復のスキージングを繰り返し行い充填の確実性を向上させた。
【００５０】
ここで、充填する銅導電性ペーストは粒径約５μｍ程度の銅粉体とエポキシ樹脂およびアミン系硬化剤からなる混合材料からなり、銅粉の表面には酸化防止と電気的接合性を良好にするための表面処理を施している。また銅粉の充填密度を高めるため粒径約５μｍの銅粉の他に粒径１〜１．５μｍ程度の銅粉を混合した銅導電性ペーストを用いても良い。そして保護フィルムとしてラミネートしていたＰＥＮフィルムを剥離して絶縁性基材２１の表面に貫通孔以外に付着したペーストの除去を行い、ビア２３を形成した。
【００５１】
図５（ｄ）において、配線パターン２２ａを形成した金属板３１をビア２３が形成された絶縁性基材２１の両面の所定位置にアライメントして配置する。そしてこのアライメントされた状態でＳＵＳ板の間に挟み込み、真空熱プレス機を用いて温度を約２００℃、加圧を約２００ｋｇ／ｃｍ2で約１時間付加することにより配線パターン２２ａが形成された金属板３１を絶縁性基材２１に接着すると同時に銅箔とビア２３の電気的接続を行った。またビア２３として充填された銅導電性ペースト中の銅粉体が圧縮されることにより、銅粉間あるいは銅粉と銅箔間で接触点が増大すると同時に銅導電性ペーストの樹脂が硬化するため導通が発現し、常温に戻ってもビア２３にかけられた圧縮力がビア２３の周囲の銅箔と絶縁性基材２１の密着力により維持されるため、回路基板としての実用上問題のないレベルの導通が確保される。
【００５２】
図５（ｅ）において、Ａｌ合金からなる金属板３１の全てをエッチングにより除去し、Ａｌと銅のうちＡｌのみが選択的にエッチング可能なエッチング液に浸漬して金属板３１の除去を行う。ここで使用したエッチング液は希塩酸や水酸化ナトリウム水溶液を用いた。金属板３１をエッチング除去し、水洗してＦｅ、Ｍｎ、Ｚｎ等によるシード層を水中でふき取り除去することにより、銅の配線パターン２２ａが多層配線基板２４の表面に現れる。なおＦｅ、Ｍｎ、Ｚｎ等によるシード層は専用のエッチング液で溶解させて除去しても良い。
【００５３】
図５（ｆ）において、図５（ａ）〜（ｅ）に示す工程を繰り返し、図５（ｅ）に示す両面基板の両面に積層することにより、配線の多層化を実現した。そして表面に形成する配線用として、必要に応じて配線の表面にＮｉ−Ａｕ等のめっき処理やソルダーレジストを形成したりしても良い。さらに部品の実装前に製造された多層配線基板２４の電気検査をプローブ端子やプローブカード等を用いて触針方法で全数検査を行い、高い歩留まりを実現している。また両面基板の両面に積層することにより多層配線基板２４の反りを防止することができる。
【００５４】
図５（ｇ）において、電気検査で良品となった多層配線基板２４の上に導電性バンプ２９を形成し、この導電性バンプ２９を介して半導体素子２５を載置し、赤外線リフロー炉やオーブン等で加熱したり、ほぼ半導体素子２５と同等の面積を有する加圧治具を用いて加圧したり、あるいは加圧しながら加熱する方法で接続する。接続方法としては導電性バンプ２９に半田を用いて赤外線リフロー炉やオーブン等で加熱するフリップチップボンディング法が最も好ましいが、導電性バンプ２９としてワイヤーボンディングを利用したＡｕボールバンプやＡｕめっきバンプ等を用いた他のフリップチップボンディング法でも良い。このようにして半導体素子２５の接続パッド上に形成された導電性バンプ２９を介して半導体素子２５と多層配線基板２４の配線パターン２２ａが接続される。そして半導体素子２５を封止樹脂２７で樹脂封止する。樹脂封止の方法は特に限定されるものではなく通常のポッティング法やトランスファーモールド法など用いて樹脂封止を行った。
【００５５】
図５（ｈ）において、多層配線基板２４に本発明の半導体回路部品用の回路を多数個並べて形成した場合には、ダイシングソーやトムソン歯、金型等を用いて切断し、半導体回路部品を個片化する。そして多層配線基板２４の半導体素子２５を実装した面の裏面側の配線パターン２２ａの上に外部端子２８としての半田ボールを形成した。この半田ボールはフラックスを使用した半田ボール転写法により半田ボールを所定の位置に配置し、赤外線リフロー炉やオーブン等による加熱処理によって形成した。本実施の形態２では外部端子２８として半田ボールを説明したがＬＧＡのような単なる電極、ＰＧＡのようなピン端子、図２に示す基板端面を利用した電極など他の形状の外部端子２８であっても良い。
【００５６】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における半導体回路部品の製造方法について、図を用いて説明する。図６は本発明の実施の形態３における半導体回路部品の製造方法を示す断面図である。
【００５７】
図６（ａ）において、金属板３１の上の片面全面に電解銅めっきされた２層の金属板３１を用いて配線パターン２２ａの形成を行った。ここで金属板３１には厚さ約５０μｍのＡｌ合金を用いて製造工程のハンドリングに必要な剛性を付与した。このＡｌ合金の金属板３１の上に直接銅を電解めっきできないため、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎ等によるシード層をめっき形成し、銅を厚み約９μｍ電解めっきした。銅の表面は粗化処理されているが、Ｒａで２μｍ未満とした。そして感光性ドライフィルムレジストをラミネートし、所定のパターンが形成された露光マスクを用いて露光を行い、レジストの現像、銅箔のエッチングおよび感光性ドライフィルムレジストの除去を行い、配線パターン２２ａを形成した。
【００５８】
ここで用いたエッチング液はＡｌと銅のうち銅のみが選択的にエッチングされる必要があり、硫酸過水溶液を使用した。その他は一般的な回路基板の製造に用いられているものを使用し、また装置についても平行光を発生する光源を使用した以外、現像やエッチングなどシャワータイプの一般的に使用される装置を使用した。
【００５９】
図６（ｂ）において、厚さ１２．５μｍのポリイミドフィルムからなる有機フィルムの両面に密着性を向上させるために放電処理等による表面改質を施し、硬化後も可撓性を有するエポキシ変性ポリイミドからなる接着剤を厚さ５〜１０μｍ塗布し、さらにその両面に保護フィルムとして厚さ９μｍのＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルムをラミネートした絶縁性基材２１を準備する。
【００６０】
この絶縁性基材２１は総厚が４５〜５０μｍ程度と非常に薄いため、貫通孔の加工時の保持方法として絶縁性基材２１の弛みや皺を取り除く程度にテンションを絶縁性基材２１の四方からかけることによって保持を行った。貫通孔の加工は波長３５５ｎｍのＹＡＧレーザーを用いて行い、ＰＥＮフィルムの上面の孔径で６５〜７５μｍ、ＰＥＮフィルムの下面側からの穴一番小さい孔径が接着層で生じ約４０〜５０μｍの形状となるように加工を実施した。本実施の形態３ではＹＡＧレーザーを用いたが絶縁性基材２１の材質、厚さ、貫通孔の直径の大きさ等によっては炭酸ガスレーザーやパンチングなど他の加工方法でも適用は可能であり、ＹＡＧレーザー法に限定するものではない。そして加工後にＰＥＮフィルムの表面に付着する加工くずのクリーニングを実施した。
【００６１】
図６（ｃ）において、形成した貫通孔内に銅導電性ペーストをスキージング法で充填した。ここでスキージングする面と反対面から真空吸引を行いながら充填を行い、空気が銅導電性ペースト内に入り込む充填不良の発生を防止しながら銅導電性ペーストの充填性を確保している。本実施の形態３においては２往復のスキージングを繰り返し行い充填の確実性を向上させた。
【００６２】
ここで、充填する銅導電性ペーストは粒径約５μｍ程度の銅粉体とエポキシ樹脂およびアミン系硬化剤からなる混合材料からなり、銅粉の表面には酸化防止と電気的接合性を良好にするための表面処理を施している。また銅粉の充填密度を高めるため粒径約５μｍの銅粉の他に粒径１〜１．５μｍ程度の銅粉を混合した銅導電性ペーストを用いても良い。そして保護フィルムとしてラミネートしていたＰＥＮフィルムを剥離して絶縁性基材２１の表面に貫通孔以外に付着したペーストの除去を行い、ビア２３を形成した。
【００６３】
図６（ｄ）において、配線パターン２２ａを形成した金属板３１をビア２３が形成された絶縁性基材２１の両面の所定位置にアライメントして配置する。そしてこのアライメントされた状態でＳＵＳ板の間に挟み込み、真空熱プレス機を用いて温度を約２００℃、加圧を約２００ｋｇ／ｃｍ2で約１時間付加することにより配線パターン２２ａが形成された金属板３１を絶縁性基材２１に接着すると同時に銅箔とビア２３の電気的接続を行った。またビア２３として充填された銅導電性ペースト中の銅粉体が圧縮されることにより、銅粉間あるいは銅粉と銅箔間で接触点が増大すると同時に銅導電性ペーストの樹脂が硬化するため導通が発現し、常温に戻ってもビア２３にかけられた圧縮力がビア２３の周囲の銅箔と絶縁性基材２１の密着力により維持されるため、回路基板としての実用上問題のないレベルの導通が確保される。
【００６４】
図６（ｅ）において、Ａｌ合金からなる金属板３１の片面全てをエッチング除去するため、残す側の金属板３１に発泡剥離フィルムやドライフィルムなどをラミネートしてエッチング液に触れないように保護する。次にＡｌと銅のうちＡｌのみが選択的にエッチング可能なエッチング液に浸漬して金属板３１の除去を行う。ここで使用したエッチング液は、希塩酸や水酸化ナトリウム水溶液を用いた。金属板３１をエッチング除去し、水洗した後、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎ等によるシード層を水中でふき取り除去することにより、銅の配線パターン２２ａが多層配線基板２４の表面に現れる。なおＦｅ、Ｍｎ、Ｚｎ等によるシード層は専用のエッチング液で溶解除去してもかまわない。最後に、発泡剥離フィルムの場合ならオーブンによる加熱処理、ドライフィルムなら炭酸ナトリウム水溶液による剥離処理することにより除去して片面の金属板３１を残した。
【００６５】
図６（ｆ）において、図６（ａ）〜（ｅ）に示す工程を繰り返し、図６（ｅ）に示す両面基板の片面に積層することにより、配線の多層化を実現した。表面に形成する配線用として必要に応じて配線の表面にＮｉ−Ａｕ等のめっき処理やソルダーレジストを形成しても良い。
【００６６】
図６（ｇ）において、金属板３１の上に多層配線基板２４が形成された構造になっているため、通常実施するべき電気検査を行うことができない。そこでこの電気検査を可能にする方法がこの工程である。まず金属板３１の裏面に感光性のドライフィルムをラミネートし、パターンマスクを使って露光および現像を行って、入出力端子３２を露出させる程度の大きさの開口部を形成する。そしてドライフィルムをエッチングレジストとしてドライフィルムの開口部の金属板３１を例えば希塩酸等のエッチング液を使用して除去する。電気検査は金属板３１の開口された孔にプローブ３３を挿入し、半導体素子２５の実装面の配線パターン２２ａにもう一対のプローブ３３を触針することにより電気検査が可能となる。
【００６７】
図６（ｈ）において、電気検査で良品となった多層配線基板２４の上に導電性バンプ２９を形成し、この導電性バンプ２９を介して半導体素子２５を載置し、赤外線リフロー炉やオーブン等で加熱したり、ほぼ半導体素子２５と同等の面積を有する加圧治具を用いて加圧したり、あるいは加圧しながら加熱する方法で接続する。接続方法としては導電性バンプ２９に半田を用いて赤外線リフロー炉やオーブン等で加熱するフリップチップボンディング法が最も好ましいが、導電性バンプ２９としてワイヤーボンディングを利用したＡｕボールバンプやＡｕめっきバンプ等を用いた他のフリップチップボンディング法でも良い。このようにして半導体素子２５の接続パッド上に形成された導電性バンプ２９を介して半導体素子２５と多層配線基板２４の配線パターン２２ａが接続される。そして半導体素子２５を封止樹脂２７で樹脂封止する。樹脂封止の方法は特に限定されるものではなく通常のポッティング法やトランスファーモールド法などを用いて樹脂封止を行った。ここで金属板３１が片面に残っているため、多層配線基板２４に剛性が付加され、ハンドリング性や実装性、実装歩留まりが向上できる。
【００６８】
図６（ｉ）において、金属板３１の残りの部分全てをエッチングにより除去するため、Ａｌと銅のうちＡｌのみが選択的にエッチング可能なエッチング液に浸漬して金属板３１の除去を行う。
【００６９】
図６（ｊ）において、多層配線基板２４に本発明の半導体回路部品用の回路を多数個並べて形成した場合には、ダイシングソーやトムソン歯、金型等を用いて切断し、半導体回路部品を個片化する。そして多層配線基板２４の半導体素子２５を実装した面の裏面側の配線パターン２２ａの上に外部端子２８としての半田ボールを形成した。この半田ボールはフラックスを使用した半田ボール転写法により半田ボールを所定の位置に配置し、赤外線リフロー炉やオーブン等による加熱処理によって形成した。本実施の形態３では外部端子２８として半田ボールを説明したがＬＧＡのような単なる電極、ＰＧＡのようなピン端子、図２に示す基板端面を利用した電極など他の形状の外部端子２８であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明にかかる半導体回路部品は、部品を実装する多層配線基板が単体で扱っても簡単に破砕することなく、可撓性を有し、かつ全ての配線層がＩＶＨ接続された薄厚の多層配線基板を用いることによって、完成した半導体回路部品として剛体による支持が不要となるため、半導体素子をはじめとする実装部品の配置自由度を向上させることができ、高密度で小型薄厚の半導体回路部品が提供でき、携帯電話をはじめとする小型軽量のモバイル機器に使用する半導体回路部品として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態１における半導体回路部品の構造を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態１における別の半導体回路部品の構造を示す断面図
【図３】（ａ）〜（ｇ）本発明の実施の形態１における半導体回路部品の製造方法を示す断面図
【図４】本発明の実施の形態２における半導体回路部品の構造を示す断面図
【図５】（ａ）〜（ｈ）本発明の実施の形態２における半導体回路部品の製造方法を示す断面図
【図６】（ａ）〜（ｊ）本発明の実施の形態３における半導体回路部品の製造方法を示す断面図
【図７】（ａ）〜（ｅ）従来の半導体回路部品の製造方法を示す断面図
【符号の説明】
【００７２】
２１  絶縁性基材
２１ａ  有機フィルム
２１ｂ  接着剤
２２  銅箔
２２ａ  配線パターン
２３  ビア
２４  多層配線基板
２５  半導体素子
２５ａ  半導体素子
２５ｂ  半導体素子
２６  金ワイヤー
２７  封止樹脂
２８  外部端子
２９  導電性バンプ
３０  その他の部品デバイス
３１  金属板
３２  入出力端子
３３  プローブ
【図１】
2005251780.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005251780.tif 000006
【図５】
2005251780.tif 000007
【図６】
2005251780.tif 000008
【図７】
2005251780.tif 000009