(57)【要約】      （修正有）【課題】導体配線の両側の絶縁基材上の領域に形成された部分の突起電極と絶縁基材との界面における、湿気に起因する突起電極の腐食を抑制し、高い接続信頼性を確保できる配線基板を提供する。【解決手段】絶縁基材１と、絶縁基材１上に整列して設けられた複数の導体配線２と、導体配線２に各々形成され、導体配線２の長手方向を横切って導体配線２の両側の絶縁基材１上の領域に亘り形成された突起電極３と、導体配線２および突起電極３に施された金属めっき層４とを備え、金属めっき層４は突起電極３の金属よりもイオン化し難い金属からなる。導体配線２の両側の絶縁基材１上の領域に形成された部分の突起電極３の絶縁基材１との界面にも、金属めっき層４ａが形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基材と、
前記絶縁基材上に整列して設けられた複数の導体配線と、
前記導体配線に各々形成され、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基材上の領域に亘り形成された突起電極と、
前記導体配線および前記突起電極に施された金属めっき層とを備え、
前記金属めっき層は前記突起電極の金属よりもイオン化し難い金属からなる配線基板において、
前記導体配線の両側の前記絶縁基材上の領域に形成された部分の前記突起電極の前記絶縁基材との界面にも、前記金属めっき層が形成されていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記絶縁基材上の領域に形成された部分の前記突起電極の外側縁と前記導体配線の測縁との間の間隔をＬとし、前記絶縁基材上の領域に形成された部分の前記突起電極と前記絶縁基材との界面に形成された前記金属めっき層の内側縁と、前記突起電極の外側縁との間の間隔をＬｐとするとき、Ｌ／１０＜Ｌｐである請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
Ｌ／２＜Ｌｐである請求項２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記突起電極と前記絶縁基材との界面に形成された前記金属めっき層の厚さは、前記導体配線および前記突起電極の露出した面に形成された金属めっき層厚より薄い請求項１〜３のいづれか1項に記載の配線基板。
【請求項５】
前記導体配線および前記突起電極は銅により形成されている請求項１〜４のいづれか1項に記載の配線基板。
【請求項６】
前記金属めっき層は、金めっき層である請求項１〜５のいづれか1項に記載の配線基板。
【請求項７】
複数本の導体配線を絶縁基材上に整列して設ける工程と、
前記絶縁基材の前記導体配線が設けられた面にフォトレジストを形成する工程と、
前記フォトレジストに、前記導体配線を横切って前記導体配線の両側に広がる開口部を形成して、前記開口部中に前記導体配線の一部を露出させる工程と、
前記露出した前記導体配線の一部にめっき法により突起電極を形成する工程と、
前記フォトレジストを除去する工程と、
前記導体配線および前記突起電極に、前記突起電極の金属よりもイオン化し難い金属からなる金属めっき層を形成する工程とを備えた配線基板の製造方法において、
前記導体配線および前記突起電極に金属めっき層を形成する工程では、前記絶縁基材の前記導体配線とは反対側の面を、前記導体配線を横切る方向における断面が凸となった湾曲形状を有する面に沿わせた状態で、金属めっきを施すことにより、前記導体配線の両側の前記絶縁基材上の領域に形成された部分の前記突起電極の、前記絶縁基材との界面にも前記金属めっき層を形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜６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素子と、前記配線基板と前記半導体素子との間に介在された絶縁性樹脂とを備え、前記突起電極を介して、前記半導体素子の電極パッドと前記導体配線とが接続されていることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テープキャリア基板のような、柔軟な絶縁性の基材に導体配線を設け、その導体配線上に接続用の突起電極を形成した構成を有する配線基板に関し、特に突起電極の耐腐食性の向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
テープキャリア基板を使用したパッケージモジュールの一種として、ＣＯＦ（Chip On Film）が知られている。ＣＯＦは、テープキャリア基板上に半導体素子を搭載し、樹脂で封止することにより搭載部を保護した構造を有する。ＣＯＦに用いられるテープキャリア基板は、絶縁性のフィルム基材と、その面上に形成された多数本の導体配線から構成される。フィルム基材としては一般的にポリイミドが、導体配線としては銅が使用される。必要に応じて導体配線上には、金属めっき被膜および絶縁樹脂であるソルダーレジストの層が形成される。テープキャリア基板上の導体配線と半導体素子の電極パッドは、突起電極を介して接続される。特許文献１には、この突起電極をあらかじめ導体配線上に形成したテープキャリア基板が開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載されたテープキャリア基板の構造について、図５を参照して説明する。図５（ａ）は、テープキャリア基板の一部を示す斜視図である。フィルム基材１の上に、複数本の導体配線２が整列して設けられ、各導体配線２上に突起電極３が形成されている。突起電極３の平面形状は、導体配線２を横切って導体配線２の両側の領域に亘っている。図５（ｂ）は、同テープキャリア基板の平面図である。図５（ｃ）は、図５（ｂ）におけるＤ−ｄ線に沿って示した断面図であり、突起電極３の位置において、導体配線２を横切る方向における断面図である。導体配線２の幅方向における突起電極３の断面形状は、導体配線２の上面および両側面に接合され、中央部が両側よりも高くなった中高形状である。また突起電極３は、導体配線２の両側部でフィルム基材１の面に接するように形成されている。特許文献１に図示されてはいないが、図５（ｃ）に示すように、導体配線２および突起電極３の表面に、Ａｕめっき、あるいはＳｎ等の、金属めっき層４を施すことが記載されている。
【０００４】
突起電極３を上述のような形状とすることにより、突起電極３は、実用的に十分な強さで導体配線２上に保持される。すなわち、突起電極３は、導体配線２の上面だけではなく両側面にも接合されているので、横方向に加わる力に対して十分な安定性が得られる。
【０００５】
また、突起電極３の上面が平坦ではなく中高であることにより、半導体素子の電極パッドとの接続に好適である。すなわち、突起電極３と電極パッドとの位置合わせにずれがあっても、上面が平坦である場合と比べて、突起電極３は隣接する不適当な電極パッドと接続され難い。また、電極パッドとの接続に際して、電極パッドの表面に形成された酸化膜を、突起電極３の凸状の上面により容易に破砕することができ、酸化されていない内部と良好な電気的接続が得られる。
【特許文献１】特開２００４−３２７９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記構造の突起電極３において、高温多湿の環境下で湿気に起因するイオン分解により、突起電極３に腐食が発生するおそれがある。すなわち、突起電極３の表面には金属めっき層４が施されており、金属めっき層４がイオン化し難い材質となっているため、高温多湿の環境下でも十分な耐候性を維持することができる。一方、フィルム基材１の面と金属めっき層４の界面では、湿気が浸入する可能性がある。突起電極３は通常、銅により形成されるので、湿気が浸入した状態で電圧が印加されると、イオン分解してマイグレーションし易くなる。その結果、突起電極３が腐食を受けて、接続状態に不良が発生する可能性がある。
【０００７】
そのような突起電極３における腐食の問題は、導体配線２の狭ピッチ化が進み、突起電極３のサイズが小さくなると、接続の信頼性に対する影響が極めて大きなものとなる。
【０００８】
本発明は、導体配線の両側の絶縁基材上の領域に形成された部分の突起電極と絶縁基材との界面における、湿気に起因する突起電極の腐食を抑制し、高い接続信頼性を確保できる配線基板を提供することを目的とする。
【０００９】
また、そのような配線基板の製造に適した製造方法、およびそのような配線基板を用いた半導体装置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】
本発明の配線基板は、絶縁基材と、前記絶縁基材上に整列して設けられた複数の導体配線と、前記導体配線に各々形成され、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基材上の領域に亘り形成された突起電極と、前記導体配線および前記突起電極に施された金属めっき層とを備え、前記金属めっき層は前記突起電極の金属よりもイオン化し難い金属からなり、前記導体配線の両側の前記絶縁基材上の領域に形成された部分の前記突起電極の前記絶縁基材との界面にも、前記金属めっき層が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の配線基板の製造方法は、複数本の導体配線を絶縁基材上に整列して設ける工程と、前記絶縁基材の前記導体配線が設けられた面にフォトレジストを形成する工程と、前記フォトレジストに、前記導体配線を横切って前記導体配線の両側に広がる開口部を形成して、前記開口部中に前記導体配線の一部を露出させる工程と、前記露出した前記導体配線の一部にめっき法により突起電極を形成する工程と、前記フォトレジストを除去する工程と、前記導体配線および前記突起電極に、前記突起電極の金属よりもイオン化し難い金属からなる金属めっき層を形成する工程とを備える。前記導体配線および前記突起電極に金属めっき層を形成する工程では、前記絶縁基材の前記導体配線とは反対側の面を、前記導体配線を横切る方向における断面が凸となった湾曲形状を有する面に沿わせた状態で、金属めっきを施すことにより、前記導体配線の両側の前記絶縁基材上の領域に形成された部分の前記突起電極の、前記絶縁基材との界面にも前記金属めっき層を形成する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、導体配線の両側の絶縁基材上の領域に形成された部分の突起電極と絶縁基材との界面に形成された金属めっき層により、湿気の浸入に起因する突起電極の腐食が抑制され、高い接続信頼性を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の配線基板において、前記絶縁基材上の領域に形成された部分の前記突起電極の外側縁と前記導体配線の測縁との間の間隔をＬとし、前記絶縁基材上の領域に形成された部分の前記突起電極と前記絶縁基材との界面に形成された前記金属めっき層の内側縁と、前記突起電極の外側縁との間の間隔をＬｐとするとき、Ｌ／１０＜Ｌｐであることが好ましい。より好ましくは、Ｌ／２＜Ｌｐとする。
【００１４】
また、前記突起電極と前記絶縁基材との界面に形成された前記金属めっき層の厚さは、前記導体配線および前記突起電極の露出した面に形成された金属めっき層厚より薄いことが好ましい。
【００１５】
前記導体配線および前記突起電極は銅により形成することができる。
【００１６】
前記金属めっき層は、金めっき層とすることができる。
【００１７】
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素子と、前記配線基板と前記半導体素子との間に介在された絶縁性樹脂とを備え、前記突起電極を介して、前記半導体素子の電極パッドと前記導体配線とが接続されている半導体装置を構成することができる。
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照してより具体的に説明する。
【００１９】
図１を参照して、実施の形態１におけるテープキャリア基板の構造について説明する。図１（ａ）は、テープキャリア基板の一部を示す平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図１（ｃ）は、図１（ｂ）の部分Ｂの拡大図である。
【００２０】
図１（ａ）に示すように、絶縁性のフィルム基材１の上には、複数本の導体配線２が整列して設けられ、各導体配線２の先端部に各々、突起電極３が電解めっきにより形成されている。従来例と同様に、突起電極３は、導体配線２の長手方向を横切って導体配線２の両側のフィルム基材１上の領域に亘り形成されている。
【００２１】
図１（ｂ）に示すように、突起電極３の導体配線２の幅方向の断面形状は、中央部が両側よりも高くなっている。また、突起電極３の表面には、金属めっき層４が形成されている。図１（ｂ）には図示されていないが、導体配線２の、突起電極３が形成された部分以外の表面にも、突起電極３と同様に金属めっき層４が形成されている。本実施の形態においては、さらに、導体配線２の両側のフィルム基材１上の領域に形成された部分の突起電極３と、フィルム基材１との界面にも、金属めっき層４ａが形成されている。
【００２２】
導体配線２は、通常、厚みが３〜２０μｍの範囲で、銅を用いて形成する。突起電極３の厚みは通常、５〜１０μｍの範囲である。突起電極３の材料としては、例えば銅を用いることができる。金属めっき層４の厚みは０．５〜１μｍの範囲である。金属めっき層４、４ａとしては、Ａｕめっき、Ｓｎめっき等が用いられる。
【００２３】
このように、金属めっき層４ａを形成することにより、高温多湿の環境下で導体配線２の両側部のフィルム基材１の面との界面に湿気が浸入しても、湿気に起因する突起電極３の腐食を抑制することができる。すなわち、突起電極３の下面に金属めっき層４ａが形成されているので、湿気が浸入しても、金属めっき層４ａによりブロックされて、突起電極３に対する水分の接触が抑制される。そのような効果を得るためには、金属めっき層４ａは、突起電極３を形成する金属よりもイオン化し難い材質により形成しなければならない。上述のように、Ａｕめっき、あるいはＳｎめっきであれば、本実施の形態の効果を得ることができる。
【００２４】
金属めっき層４ａは、突起電極３とフィルム基材１の界面全体に亘って形成されていれば、耐腐食性を向上させるために最も効果的であるが、周縁部からある程度内部に至る一部の領域に形成されていれば、実用的に十分な効果が得られる。ここで、フィルム基材１上の領域に形成された部分の突起電極３の外側縁と導体配線２の測縁との間の間隔をＬとする。また、フィルム基材１上の領域に形成された部分の突起電極３とフィルム基材１との界面に形成された金属めっき層４ａの内側縁と、突起電極３の外側縁との間の間隔をＬｐとする。間隔Ｌｐの間隔Ｌに対する割合を、Ｌ／１０＜Ｌｐとすれば、突起電極３の腐食抑制に実用上十分な効果が得られる。より好ましくは、Ｌ／２＜Ｌｐとする。
【００２５】
また、金属めっき層４ａの厚さは、導体配線２および突起電極３の露出した面に形成された金属めっき層４の厚さより薄いことが望ましい。
【００２６】
フィルム基材１としては、一般的な材料であるポリイミドを用いることができる。他の条件に応じて、ＰＥＴ、ＰＥＩ等の絶縁フィルム材料を用いても良い。必要に応じて、フィルム基材１と導体配線２の間に、エポキシ系の接着剤を介在させてもよい。
【００２７】
図２は、上述の配線基板に半導体素子を実装して構成された半導体装置の構造の一例を示す断面図である。配線基板の導体配線２に形成された突起電極３と、半導体素子５の電極パッド６を接合することにより、半導体素子５が実装される。配線基板上に搭載された半導体素子５と配線基板の間に介在させて、絶縁性樹脂層７が設けられている。
【００２８】
次に、上記構成の配線基板の製造方法について、図３、４を参照して、以下に説明する。図３は、配線基板を製造する各工程における、導体配線に突起電極が形成される部分を示す平面図である。
【００２９】
まず、図３（ａ）に示すように、複数の導体配線２が表面に整列して形成されたフィルム基材１を用意する。このフィルム基材１の全面に、図３（ｂ）に示すように、フォトレジスト１０を形成する。次に図３（ｃ）に示すように、フィルム基材１上に形成されたフォトレジスト１０の上部に、突起電極形成用の露光マスク１１を対向させる。露光マスク１１の光透過領域１２は、複数の導体配線２の整列方向に、複数の導体配線２を横切るように連続した長孔形状を有する。
【００３０】
露光マスク１１の光透過領域１２を通して露光し、現像することにより、図３（ｄ）に示すように、フォトレジスト１０に、導体配線２を横切る長孔状パターン１３が開口される。それにより長孔状パターン１３中に、導体配線２の一部が露出する。次に、フォトレジスト１０の長孔状パターン１３を通して、導体配線２の露出した部分に金属めっきを施して、図３（ｅ）に示すように突起電極３を形成する。次に、フォトレジスト１０を除去すれば、図３（ｆ）に示すように、導体配線２に突起電極３が形成された構造が得られる。
【００３１】
次に、図３（ｇ）に示すように、導体配線２および突起電極３の表面に、Ａｕ、あるいはＳｎ等からなる金属めっき層４を形成する。その際、フィルム基材１を、図４に示すように、支持台１４の表面に沿わせた状態で、金属めっきを施す。支持台１４の表面は、導体配線２を横切る方向の断面において、曲率１５の凸状の湾曲面を形成している。そのため、フィルム基材１上に形成された突起電極３における導体配線２の両側部に位置する部分では、フィルム基材１と突起電極３の界面が剥離されるような力が作用する。その結果、めっき液がフィルム基材１と突起電極３の間に侵入して、突起電極３の下面にも金属めっき４ａが形成される。このようにして、支持台１４の表面の曲率、フィルム基材１の沿わせ方等を調整することにより、金属めっき４ａの厚さや、図１（ｃ）に示した間隔Ｌｐの大きさ等を調整することが可能である。
【００３２】
以下に、上記配線基板の突起電極３が形成された領域について、各部寸法の一例を示す。
（基材１）
幅：３５〜７０ｍｍ、厚さ：３０〜６０μｍ、弾性率：４〜１０ＧＰａ
（導体配線２）
本数：３００〜９００本／ｐｃｓ、ピッチ：３０〜１００μｍ
幅：１５〜５０μｍ、厚さ：６〜１２μｍ、長さ：５〜１５ｍｍ
弾性率：１３０〜１４０ＧＰａ
（突起電極３）
幅：２０μｍ〜５０μｍ、高さ：１０〜３０μｍ、長さ：２０〜５０μｍ
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の配線基板によれば、湿気の浸入に起因する突起電極の腐食が抑制され、高い接続信頼性を確保できるので、パッケージモジュールの構成に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態における配線基板の平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＢ部の拡大図
【図２】本発明の実施の形態における半導体装置の平面図
【図３】本発明の実施の形態における配線基板の製造工程を示す断面図
【図４】図３におけるＣ−Ｃ断面の要部を拡大して示す断面図
【図５】（ａ）は従来例の配線基板の平面図、（ｂ）は同配線基板の平面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＤ−Ｄ線に沿った拡大断面図
【符号の説明】
【００３５】
１  基材
２  導体配線
３  突起電極
４、４ａ  金属めっき層
５  半導体素子
６  電極パッド
７  絶縁性樹脂層
１０  フォトレジスト
１１  露光マスク
１２  光透過領域
１３  長孔状パターン
１４  支持台
１５  曲率
【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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