(57)【要約】【課題】２次接合部に加わる応力を緩和し、かつ、１次接合時にかける荷重によって発生するバンプの沈み込みを防止することが可能なキャリアを有した可撓性のあるプリント配線基板、該プリント配線基板の製造方法、該プリント配線基板を用いて製造された半導体装置、及び該半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】プリント配線基板１は、第１絶縁層７ａと、該第１絶縁層７ａよりもヤング率の大きい第２絶縁層７ｂと、からなる絶縁層７を有している。また、絶縁層７の第１絶縁層７ａ側の表面の所定位置に、外部接続電極６が形成されている。また、絶縁層７を貫通するように形成されたビア形成用孔１３の側面及び絶縁層７の表面に、金属下地層９を介して金属層８が形成され、この金属層８が、配線パターン１１及びビア１２を形成する。【選択図】図１
2012018952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電極と接続するための外部接続電極と、
所定の厚みを有し、片面以外の前記外部接続電極を覆う絶縁層と、
前記絶縁層の前記外部接続電極側とは反対の表面に形成された配線パターンと、
前記配線パターンの表面の所定位置に形成された、電子デバイスと電気的に接続する電子デバイス接続電極と、
前記絶縁層の所定位置に厚み方向に貫通する孔と、前記孔の側面及び底面に設けられた導電性の層とを有する、前記外部接続電極と前記配線パターンとを電気的に接続するビアと、
を備え、
前記絶縁層は、前記外部接続電極側に位置する第１絶縁層と、前記第１絶縁層よりもヤング率が大きく前記配線パターン側に位置する第２絶縁層と、を有することを特徴とするプリント配線基板。
【請求項２】
前記絶縁層は、最も前記外部接続電極側に位置するレジスト層と、前記レジスト層の前記配線パターン側に位置する前記第１絶縁層と、前記第１絶縁層よりもヤング率が大きく前記配線パターン側に位置する前記第２絶縁層と、を有することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線基板。
【請求項３】
前記レジスト層は、前記ビアの側面に設けられた前記導電性の層に、接触していないことを特徴とする請求項２に記載のプリント配線基板。
【請求項４】
前記第１絶縁層は、ヤング率が１．０ＧＰａ未満であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプリント配線基板。
【請求項５】
前記第２絶縁層は、線膨張係数が０〜５ｐｐｍ／℃であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプリント配線基板。
【請求項６】
前記外部接続電極側の面に、キャリア層が更に設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプリント配線基板。
【請求項７】
前記キャリア層は、４２アロイからなることを特徴とする請求項６に記載のプリント配線基板。
【請求項８】
前記キャリア層は、剥離層を介して互いに剥離可能に接続された金属箔と金属極薄箔とからなるピーラブル金属箔であることを特徴とする請求項６に記載のプリント配線基板。
【請求項９】
前記キャリア層の前記外部接続電極側とは反対の面に、線膨張係数が前記第１絶縁層と略同じ樹脂層が更に設けられていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載のプリント配線基板。
【請求項１０】
プリント配線基板と電気的に接続するための基板接続電極を有する電子デバイスと、前記プリント配線基板とが接合して形成された半導体装置であって、
前記プリント配線基板は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプリント配線基板であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
（ａ）キャリア層の表面の所定位置に、外部電極と接続するための外部接続電極を形成する工程と、
（ｂ）前記キャリア層の表面の前記外部接続電極の無い位置及び前記外部接続電極の表面に、第１絶縁層を形成し、前記第１絶縁層の表面に前記第１絶縁層よりヤング率の大きい第２絶縁層を形成して絶縁層を形成する工程と、
（ｃ）前記工程（ｂ）によって形成された前記絶縁層に、前記第２絶縁層の表面から前記絶縁層を貫通し、かつ、前記外部接続電極の所定表面領域が底面となる、ビアを形成するための孔を形成する工程と、
（ｄ）前記第２絶縁層の表面、前記工程（ｃ）によって形成された前記孔の側面、及び前記孔の底面に金属下地層を形成した後に、前記金属下地層の表面に電気めっきにより金属層を形成し、所定箇所の前記金属下地層及び前記金属層を除去して前記第２絶縁層の表面に配線パターンを形成するとともに、前記外部接続電極と前記配線パターンとを電気的に接続するビアを形成する工程と、
（ｅ）前記配線パターンの表面の所定位置に、電子デバイスと電気的に接続する電子デバイス接続電極を形成する工程と、
を備えていることを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
【請求項１２】
前記工程（ｂ）は、
前記キャリア層の表面の前記外部接続電極の無い位置及び前記外部接続電極の表面に、レジスト層を形成し、前記レジスト層の表面に、前記第１絶縁層を形成し、前記第１絶縁層の表面に前記第２絶縁層を形成することによって前記絶縁層を形成することを特徴とする請求項１１に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項１３】
前記工程（ｂ）は、
前記キャリア層の表面の前記外部接続電極の無い位置及び前記外部接続電極の表面に、レジスト層を形成し、前記レジスト層の前記ビアに対応する位置に、前記ビアの径よりも大きい径で前記レジスト層の表面から前記外部接続電極の表面まで貫通する孔を形成し、前記レジスト層の表面及び前記外部接続電極の表面に、前記第１絶縁層を形成し、前記第１絶縁層の表面に前記第２絶縁層を形成することによって前記絶縁層を形成することを特徴とする請求項１１に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項１４】
前記工程（ｂ）は、
前記キャリア層の表面の前記外部接続電極の無い位置に、レジスト層を形成し、前記レジスト層の表面及び前記外部接続電極の表面に、前記第１絶縁層を形成し、前記第１絶縁層の表面に前記第２絶縁層を形成することによって前記絶縁層を形成することを特徴とする請求項１１に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項１５】
前記キャリア層は、４２アロイからなることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項１６】
前記キャリア層は、剥離層を介して互いに剥離可能に接続された金属箔と金属極薄箔とからなるピーラブル金属箔であることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載のプリント配線基板。
【請求項１７】
前記工程（ａ）は、剥離層を介して互いに剥離可能に接続された金属箔と金属極薄箔とからなるピーラブル金属箔の所定箇所の前記金属極薄箔を除去することによって前記外部接続電極を形成することを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項１８】
前記第１絶縁層は、ヤング率が１．０ＧＰａ未満であることを特徴とする請求項１１乃至１７のいずれか１項に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項１９】
前記第２絶縁層は、線膨張係数が０〜５ｐｐｍ／℃であることを特徴とする請求項１１乃至１８のいずれか１項に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項２０】
（ｆ）前記キャリア層の前記外部接続電極側とは反対の面に、線膨張係数が前記第１絶縁層と略同じ樹脂層を形成する工程を、前記工程（ｄ）の前に備えていることを特徴とする請求項１１乃至１９のいずれか１項に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項２１】
（ｇ）前記キャリア層を除去する工程を、前記工程（ｅ）の後に備えていることを特徴とする請求項１１乃至１９のいずれか１項に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項２２】
プリント配線基板と電気的に接続するための基板接続電極を有する電子デバイスと、前記プリント配線基板とを接合して形成する半導体装置の製造方法であって、
（ｈ）前記電子デバイスと、請求項１１乃至１９のいずれか１項に記載のプリント配線基板の製造方法によって製造された前記プリント配線基板とを接合する工程と、
（ｉ）前記キャリア層を除去する工程と、
を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２３】
プリント配線基板と電気的に接続するための基板接続電極を有する電子デバイスと、前記プリント配線基板とを接合して形成する半導体装置の製造方法であって、
（ｈ）前記電子デバイスと、請求項２０に記載のプリント配線基板の製造方法によって製造された前記プリント配線基板とを接合する工程と、
（ｊ）前記樹脂層を除去する工程と、
（ｉ）前記キャリア層を除去する工程と、
を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２４】
プリント配線基板と電気的に接続するための基板接続電極を有する電子デバイスと、前記プリント配線基板とを接合して形成する半導体装置の製造方法であって、
（ｈ）前記電子デバイスと、請求項２１に記載のプリント配線基板の製造方法によって製造された前記プリント配線基板とを接合する工程を備えてい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、プリント配線基板、半導体装置、プリント配線基板の製造方法及び半導体装置の製造方法に関するものである。特に、キャリアを有した可撓性のあるプリント配線基板、該プリント配線基板の製造方法、該プリント配線基板を用いて製造された半導体装置、及び該半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、デジタルカメラ、液晶ディスプレイに代表される電子機器においては、小型化、薄肉化、高機能化の要請から、これら電子機器に搭載される半導体チップ等の電子デバイスを実装する基板として可撓性を有するフレキシブルプリント配線基板が用いられている。
【０００３】
従来、フレキシブルプリント配線基板としては、例えば、ポリイミド、液晶ポリマー、アラミド、ガラスエポキシ、ポリエステル等の絶縁フィルムの両面に銅箔層が積層されたものを基材として用いて製造されたプリント配線基板が知られている。このプリント配線基板は、絶縁フィルムの両面の銅箔層間を電気的に導通するために一方の銅箔層から他方の銅箔層に貫通する孔を形成するとともに、この孔の側面に銅めっきを施し、両銅箔層にエッチング処理を行うことにより所望の導体パターンを形成している（特許文献１参照）。
【０００４】
また、微細な線幅や線間ピッチの配線から成る配線パターン、いわゆるファインパターンを実現するためには、厚さ９μｍ以下の銅箔が要望されるが、このような薄い銅箔は機械的強度が弱く、銅箔切れを起こすこともあるため、キャリアとしての金属箔の片面に剥離層を介して極薄銅箔層を直接電着させたキャリア付き極薄銅箔を使用して形成したプリント配線基板が知られている。このプリント配線基板は、ガラスエポキシ基材にキャリア付き極薄銅箔の極薄銅箔層の表面を重ね合わせて熱圧着し、剥離層を介してキャリア箔を剥離・除去して極薄銅箔層の剥離層との接合側を露出させた後に、スルーホールの穿設及びスルーホールめっきが順次行われ、次いで、極薄銅箔層にエッチング処理を行って所望の線幅と所望の線間ピッチを備えた導体パターンを形成している（特許文献２参照）。
【０００５】
また、上記特許文献のように、フィルム基材としてポリイミド、液晶ポリマー、アラミド、ガラスエポキシ、ポリエステル等を用いたプリント配線基板を電子デバイス（半導体チップ）に実装（１次接合）した半導体装置とマザーボードとの半田接合部（２次接合部）にクラックが発生することがあった。そこで、２次接合部の信頼性を高めるために、ヤング率の小さい（軟らかい）エポキシ等を絶縁層として使用したプリント配線基板も考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１３４９５６号公報
【特許文献２】特開２００４−１６９１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ヤング率の小さい（軟らかい）絶縁層を使用したプリント配線基板に半導体チップを実装するとき、半導体チップのスタッド（基板接続電極）とプリント配線基板のバンプ（電子デバイス接続電極）との接合部（１次接合部）において、プリント配線基板の絶縁層が軟らかいために、プリント配線基板のバンプが凹むように変形して該絶縁層に沈み込んで、バンプが沈み込んだ位置のプリント配線基板の絶縁層が薄くなってしまったり、半導体チップとプリント配線基板との間を封止した封止用絶縁層が薄くなってしまったりしていた。そのため、絶縁信頼性が得られる絶縁層の厚み及び封止用絶縁層の厚みを確保することができないという問題があった。特に、スタッドが金の場合、スタッドの高さを均一にするため、１次接合時に荷重をかけてスタッドを変形させるため、上記問題が顕著に発生していた。
【０００８】
そこで、本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、２次接合部に加わる応力を緩和し、かつ、１次接合時にかける荷重によって発生するバンプの沈み込みを防止することが可能な可撓性のあるプリント配線基板、該プリント配線基板の製造方法、該プリント配線基板を用いて製造された半導体装置、及び該半導体装置の製造方法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】
【０００９】
上述した従来の問題点を解決すべく下記の発明を提供する。
本発明の第１の態様にかかるプリント配線基板は、外部電極と接続するための外部接続電極と、所定の厚みを有し、片面以外の前記外部接続電極を覆う絶縁層と、前記絶縁層の前記外部接続電極側とは反対の表面に形成された配線パターンと、前記配線パターンの表面の所定位置に形成された、電子デバイスと電気的に接続する電子デバイス接続電極と、前記絶縁層の所定位置に厚み方向に貫通する孔と、前記孔の側面及び底面に設けられた導電性の層とを有する、前記外部接続電極と前記配線パターンとを電気的に接続するビアと、を備え、前記絶縁層は、前記外部接続電極側に位置する第１絶縁層と、前記第１絶縁層よりもヤング率が大きく前記配線パターン側に位置する第２絶縁層と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の態様にかかるプリント配線基板は、上記の本発明の第１の態様にかかるプリント配線基板において、前記絶縁層が、最も前記外部接続電極側に位置するレジスト層と、前記レジスト層の前記配線パターン側に位置する前記第１絶縁層と、前記第１絶縁層よりもヤング率が大きく前記配線パターン側に位置する前記第２絶縁層と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の第３の態様にかかるプリント配線基板は、上記の本発明の第２の態様にかかるプリント配線基板において、前記レジスト層が、前記ビアの側面に設けられた前記導電性の層に、接触していないことを特徴とする。
【００１２】
本発明の第４の態様にかかるプリント配線基板は、上記の本発明の第１乃至３のいずれか１つの態様にかかるプリント配線基板において、前記第１絶縁層のヤング率が１．０ＧＰａ未満であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第５の態様にかかるプリント配線基板は、上記の本発明の第１乃至４のいずれか１つの態様にかかるプリント配線基板において、前記第２絶縁層の線膨張係数が０〜５ｐｐｍ／℃であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第６の態様にかかるプリント配線基板は、上記の本発明の第１乃至５のいずれか１つの態様にかかるプリント配線基板において、前記外部接続電極側の面に、キャリア層が更に設けられていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第７の態様にかかるプリント配線基板は、上記の本発明の第６の態様にかかるプリント配線基板において、前記キャリア層が、４２アロイからなることを特徴とする．
【００１６】
本発明の第８の態様にかかるプリント配線基板は、上記の本発明の第６の態様にかかるプリント配線基板において、前記キャリア層が、剥離層を介して互いに剥離可能に接続された金属箔と金属極薄箔とからなるピーラブル金属箔であることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第９の態様にかかるプリント配線基板は、上記の本発明の第６乃至８のいずれか１つの態様にかかるプリント配線基板において、前記キャリア層の前記外部接続電極側とは反対の面に、線膨張係数が前記第１絶縁層と略同じ樹脂層が更に設けられていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の第１の態様にかかる半導体装置は、プリント配線基板と電気的に接続するための基板接続電極を有する電子デバイスと、前記プリント配線基板とが接合して形成された半導体装置であって、前記プリント配線基板は、上記の本発明の第１乃至５のいずれか１つの態様にかかるプリント配線基板であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第１の態様にかかるプリント配線基板の製造方法は、（ａ）キャリア層の表面の所定位置に、外部電極と接続するための外部接続電極を形成する工程と、（ｂ）前記キャリア層の表面の前記外部接続電極の無い位置及び前記外部接続電極の表面に、第１絶縁層を形成し、前記第１絶縁層の表面に前記第１絶縁層よりヤング率の大きい第２絶縁層を形成して絶縁層を形成する工程と、（ｃ）前記工程（ｂ）によって形成された前記絶縁層に、前記第２絶縁層の表面から前記絶縁層を貫通し、かつ、前記外部接続電極の所定表面領域が底面となる、ビアを形成するための孔を形成する工程と、（ｄ）前記第２絶縁層の表面、前記工程（ｃ）によって形成された前記孔の側面、及び前記孔の底面に金属下地層を形成した後に、前記金属下地層の表面に電気めっきにより金属層を形成し、所定箇所の前記金属下地層及び前記金属層を除去して前記第２絶縁層の表面に配線パターンを形成するとともに、前記外部接続電極と前記配線パターンとを電気的に接続するビアを形成する工程と、（ｅ）前記配線パターンの表面の所定位置に、電子デバイスと電気的に接続する電子デバイス接続電極を形成する工程と、を備えていることを特徴とする。
【００２０】
本発明の第２の態様にかかるプリント配線基板の製造方法は、上記の本発明の第１の態様にかかるプリント配線基板の製造方法において、前記工程（ｂ）が、前記キャリア層の表面の前記外部接続電極の無い位置及び前記外部接続電極の表面に、レジスト層を形成し、前記レジスト層の表面に、前記第１絶縁層を形成し、前記第１絶縁層の表面に前記第２絶縁層を形成することによって前記絶縁層を形成することを特徴とする。
【００２１】
本発明の第３の態様にかかるプリント配線基板の製造方法は、上記の本発明の第１の態様にかかるプリント配線基板の製造方法において、前記工程（ｂ）が、前記キャリア層の表面の前記外部接続電極の無い位置及び前記外部接続電極の表面に、レジスト層を形成し、前記レジスト層の前記ビアに対応する位置に、前記ビアの径よりも大きい径で前記レジスト層の表面から前記外部接続電極の表面まで貫通する孔を形成し、前記レジスト層の表面及び前記外部接続電極の表面に、前記第１絶縁層を形成し、前記第１絶縁層の表面に前記第２絶縁層を形成することによって前記絶縁層を形成することを特徴とする。
【００２２】
本発明の第４の態様にかかるプリント配線基板の製造方法は、上記の本発明の第１の態様にかかるプリント配線基板の製造方法において、前記工程（ｂ）が、前記キャリア層の表面の前記外部接続電極の無い位置に、レジスト層を形成し、前記レジスト層の表面及び前記外部接続電極の表面に、前記第１絶縁層を形成し、前記第１絶縁層の表面に前記第２絶縁層を形成することによって前記絶縁層を形成することを特徴とする。
【００２３】
本発明の第５の態様にかかるプリント配線基板の製造方法は、上記の本発明の第１乃至４のいずれか１つの態様にかかるプリント配線基板の製造方法において、前記キャリア層が、４２アロイからなることを特徴とする。
【００２４】
本発明の第６の態様にかかるプリント配線基板の製造方法は、上記の本発明の第１乃至４のいずれか１つの態様にかかるプリント配線基板の製造方法において、前記キャリア層が、剥離層を介して互いに剥離可能に接続された金属箔と金属極薄箔とからなるピーラブル金属箔であることを特徴とする。
【００２５】
本発明の第７の態様にかかるプリント配線基板の製造方法は、上記の本発明の第１乃至４のいずれか１つの態様にかかるプリント配線基板の製造方法において、前記工程（ａ）が、剥離層を介して互いに剥離可能に接続された金属箔と金属極薄箔とからなるピーラブル金属箔の所定箇所の前記金属極薄箔を除去することによって前記外部接続電極を形成することを特徴とする。
【００２６】
本発明の第８の態様にかかるプリント配線基板の製造方法は、上記の本発明の第１乃至７のいずれか１つの態様にかかるプリント配線基板の製造方法において、前記第１絶縁層のヤング率が１．０ＧＰａ未満であることを特徴とする。
【００２７】
本発明の第９の態様にかかるプリント配線基板の製造方法は、上記の本発明の第１乃至８のいずれか１つの態様にかかるプリント配線基板の製造方法において、前記第２絶縁層の線膨張係数が０〜５ｐｐｍ／℃であることを特徴とする。
【００２８】
本発明の第１０の態様にかかるプリント配線基板の製造方法は、上記の本発明の第１乃至９のいずれか１つの態様にかかるプリント配線基板の製造方法において、（ｆ）前記キャリア層の前記外部接続電極側とは反対の面に、線膨張係数が前記第１絶縁層と略同じ樹脂層を形成する工程を、前記工程（ｄ）の前に備えていることを特徴とする。
【００２９】
本発明の第１１の態様にかかるプリント配線基板の製造方法は、上記の本発明の第１乃至９のいずれか１つの態様にかかるプリント配線基板の製造方法において、（ｇ）前記キャリア層を除去する工程を、前記工程（ｅ）の後に備えていることを特徴とする。
【００３０】
本発明の第１の態様にかかる半導体装置の製造方法は、プリント配線基板と電気的に接続するための基板接続電極を有する電子デバイスと、前記プリント配線基板とを接合して形成する半導体装置の製造方法であって、（ｈ）前記電子デバイスと、上記の本発明の第１乃至９のいずれか１つの態様にかかるプリント配線基板の製造方法によって製造された前記プリント配線基板とを接合する工程と、（ｉ）前記キャリア層を除去する工程と、を備えていることを特徴とする。
【００３１】
本発明の第２の態様にかかる半導体装置の製造方法は、プリント配線基板と電気的に接続するための基板接続電極を有する電子デバイスと、前記プリント配線基板とを接合して形成する半導体装置の製造方法であって、（ｈ）前記電子デバイスと、上記の本発明の第１０の態様にかかるプリント配線基板の製造方法によって製造された前記プリント配線基板とを接合する工程と、（ｊ）前記樹脂層を除去する工程と、（ｉ）前記キャリア層を除去する工程と、を備えていることを特徴とする。
【００３２】
本発明の第３の態様にかかる半導体装置の製造方法は、プリント配線基板と電気的に接続するための基板接続電極を有する電子デバイスと、前記プリント配線基板とを接合して形成する半導体装置の製造方法であって、（ｈ）前記電子デバイスと、上記の本発明の第１１の態様にかかるプリント配線基板の製造方法によって製造された前記プリント配線基板とを接合する工程を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、プリント配線基板の絶縁層として、１次接合部の近傍に硬い（ヤング率の大きい）第２絶縁層を用いることにより、１次接合時にかける荷重によって発生するバンプの沈み込みを第２絶縁層によって防止し、絶縁信頼性が得られる絶縁層の厚み及び封止用絶縁層の厚みを確保することができる。また、２次接合部の近傍に軟らかい（ヤング率の小さい）第１絶縁層を用いることにより、２次接合時の半導体チップとマザーボードとの線膨張係数の差による熱歪みが起因となって発生する応力（２次接合部の近傍にかかる応力）を緩和させることができる。その結果、２次接合部の近傍にかかる応力によって発生するクラックを防止することができる。
【００３４】
また、半導体装置を製造において、半導体チップに用いられるシリコンの線膨張係数に近い４２アロイを、プリント配線基板のキャリア層として用いることにより、１次接合時の半導体チップとプリント配線基板のキャリア層との線膨張係数の差による熱歪みを防止することができる。また、１次接合が終了するまで弾性率の高い金属箔により形成されたキャリア層をプリント配線基板につけておくことにより、製造工程において負荷がかかっても、伸縮して寸法変形が生じることがなく、精度の高い配線パターンを形成することができる。また、プリント配線基板が剛性の高いキャリア層に支持されているので、プリント配線基板の搬送時や、電子デバイスの接合時の取り扱いを容易にすることができる。また、剥離可能なキャリア層を有するため、プリント配線基板に半導体チップを実装したあとに、簡単にキャリア層を剥離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るプリント配線基板の一例を模式的に示した断面図である。
【図２】（ａ）は図１の本発明の第１の実施形態に係るプリント配線基板の第１の変形例を模式的に示した断面図であり、（ｂ）は図１の本発明の第１の実施形態に係るプリント配線基板の第２の変形例を模式的に示した断面図である。
【図３】図１の本発明の第１の実施形態に係るプリント配線基板の製造方法を示す図である。
【図４】図１の本発明の第１の実施形態に係るプリント配線基板の製造方法を示す図３の続きの図である。
【図５】図１の本発明の第１の実施形態に係るプリント配線基板の製造方法を示す図４の続きの図である。
【図６】（ａ）は本発明の第２の実施形態に係るプリント配線基板の一例を模式的に示した断面図であり、（ｂ）はその変形例を模式的に示した断面図である。
【図７】図６（ａ）のプリント配線基板２０の第１の製造方法を説明するための図である。
【図８】図６（ａ）のプリント配線基板２０の第２の製造方法を説明するための図である。
【図９】（ａ）は図６（ａ）のプリント配線基板２５の変形例を模式的に示した断面図であり、（ｂ）は図６（ｂ）のプリント配線基板２５ａの変形例を模式的に示した断面図である。
【図１０】図９（ａ）のプリント配線基板２５の第１の製造方法を説明するための図である。
【図１１】図９（ａ）のプリント配線基板２５の第２の製造方法を説明するための図である。
【図１２】（ａ）は本発明の第３の実施形態に係るプリント配線基板の一例を模式的に示した断面図であり、（ｂ）はその変形例を模式的に示した断面図である。
【図１３】図１２（ａ）のプリント配線基板３０の製造方法を説明するための図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係るプリント配線基板の別の変形例を模式的に示した断面図である。
【図１５】図１４のプリント配線基板３０ｂの製造方法を説明するための図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る半導体装置の一例を模式的に示した断面図である。
【図１７】図１６の本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るプリント配線基板の一例を模式的に示した断面図である。
【００３７】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係るプリント配線基板１は、第１絶縁層７ａと、第１絶縁層７ａの表面に積層された該第１絶縁層７ａよりもヤング率の大きい第２絶縁層７ｂと、からなる絶縁層７を有している。即ち、絶縁層７は軟らかい第１絶縁層７ａと硬い第２絶縁層７ｂとからなる２層構造である。また、第１絶縁層７ａ及び第２絶縁層７ｂの厚さはそれぞれ約２５μｍ及び約１２．５μｍの絶縁層である。尚、本実施形態においては、第１絶縁層７ａ及び第２絶縁層７ｂの厚さはそれぞれ約２５μｍ及び約１２．５μｍの絶縁層としたが、これに限定されるものではなく、第１絶縁層７ａの厚さとしては１０〜１００μｍ、第２絶縁層７ｂの厚さとしては１２．５〜５０μｍとしてもよい。
【００３８】
上記の軟らかい第１絶縁層７ａと硬い第２絶縁層７ｂとからなる絶縁層７により、半導体チップ５１をプリント配線基板１に実装した半導体装置５０（図１６参照）とマザーボード（図示せず）とを接合（２次接合）するとき、半導体チップ５１とマザーボードとの線膨張係数の差による熱歪みが起因となって発生する応力（２次接合部の近傍にかかる応力）を、軟らかい第１絶縁層７ａによって吸収して緩和する。第１絶縁層７ａとしては、ヤング率が１．０ＧＰａ未満の絶縁層であることが好ましく、例えば、エポキシ樹脂を使用することができる。
【００３９】
また、１次接合にかける荷重によって発生するプリント配線基板１のバンプ（電子デバイス接続電極）１０の該絶縁層７への沈み込みによる絶縁信頼性の不良や、半導体チップ５１のスタッド（基板接続電極）とプリント配線基板１のバンプ１０との接合不良を、１次接合部の近傍に硬い第２絶縁層７ｂを用いることにより防止する。第２絶縁層７ｂとしては、例えば、ポリイミド樹脂等を使用することができる。また、第２絶縁層７ｂとしては、線膨張係数が０〜５ｐｐｍ／℃であることが好ましく、１〜５ｐｐｍ／℃であることがより好ましい。これにより、後述するプリント配線基板１の製造方法において、４２アロイをキャリア層２として使用するときに、第２絶縁層７ｂの線膨張係数を４２アロイの線膨張係数（３〜４ｐｐｍ／℃）に近くすることにより、プリント配線基板１の反りを防止することができる。
【００４０】
尚、上記の絶縁層７は、第１絶縁層７ａと第２絶縁層７ｂとからなる２層構造であるが、２層構造に限らず、３層以上であってもよい。このとき、最も外部接続電極６側に位置する絶縁層（第１絶縁層に対応する）は、ヤング率が１０ＧＰａ未満のものを用い、その他の絶縁層（第２絶縁層に対応する）は、最も外部接続電極６側に位置する絶縁層（第１絶縁層）よりもヤング率が大きいものを用いるとよい。
【００４１】
第１絶縁層７ａの表面の所定位置に、外部接続電極６が形成されている。外部接続電極６としては、金属で形成されていれば良い。本実施形態では、厚み１２μｍの金属極薄箔である極薄銅箔を用いて形成した。なお、金属極薄箔として極薄銅箔を用いたが、これに限定されるものではなく、例えばニッケルを使用することもできる。また、極薄銅箔の厚みは１２μｍであったが、これに限定されるものではない。
【００４２】
第２絶縁層７ｂの表面が開口し、かつ、絶縁層７を貫通するように形成されたビア形成用孔１３の側面、ビア形成用孔１３の底面及び絶縁層７の表面に、金属下地層９を介して金属層８が形成されている。金属層８は、絶縁層７の表面に所望の配線パターン１１を形成するとともに、配線パターン１１と外部接続電極６とを電気的に接続するビア１２を形成する。金属下地層９は、ニッケルクロム合金からなり、約０．００３μｍ以上０．０１μｍ以下の厚さを有しており、金属層８は、銅からなり、約８μｍの厚さを有している。なお、金属層８は、約８μｍに限定されず適宜設計可能である。また、ビア形成用孔１３は、外部接続電極６に対応する所定位置に形成されている。また、ビア１２の直径は、外部接続電極６である電極パッドの直径よりも小さい方が好ましい。
【００４３】
配線パターン１１の表面の所定位置には、半導体チップ５１と電気的に接続する電子デバイス接続電極として、スズ−銀合金からなるフリップチップ接合するためのバンプ１０が形成されている。
【００４４】
次に、図１に示したプリント配線基板１の変形例について説明する。図２（ａ）は、図１の本発明の第１の実施形態に係るプリント配線基板１の第１の変形例を模式的に示した断面図であり、（ｂ）は、図１の本発明の第１の実施形態に係るプリント配線基板１の第２の変形例を模式的に示した断面図である。
【００４５】
まず、本発明の第１の実施形態に係るプリント配線基板１の第１の変形例であるプリント配線基板１ａについて説明する。図１に示したプリント配線基板１と図２（ａ）に示すプリント配線基板１ａとの相違点は、プリント配線基板１ａの外部接続電極６側の表面に、即ち、外部接続電極６の絶縁層７側とは反対の表面及び外部接続電極６の無い位置の第１絶縁層７ａの表面に、キャリア層２を更に有している点である。
【００４６】
キャリア層２としては、シリコン等から形成される半導体チップ（電子デバイス）５１（図１６参照）をプリント配線基板１ａに実装（１次接合）するときに、シリコンと金属箔との線膨張係数の差による熱歪みを防止するために、シリコンと線膨張係数の近い４２アロイを用いることが好ましい。
【００４７】
また、金属箔に剥離層を介して金属極薄箔が接着されたピーラブル金属箔を用いて、金属箔をキャリア層２として使用し、外部接続電極６が形成される位置以外のピーラブル金属箔の金属極薄箔を除去することによって、金属極薄箔からなる外部接続電極６を形成するようにしても良い。金属箔としては、４２アロイ箔、銅箔、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、ステンレス鋼箔、チタン箔、チタン合金箔、銅合金箔等が使用可能であるが、４２アロイ箔を使用することが好ましい。また、金属極薄箔としては、極薄銅箔、極薄ニッケル箔等が使用可能であるが、極薄銅箔を使用することが好ましい。また、特開２０１０−０３４２４７に記載のプリント配線基板のように、ピーラブル金属箔全体をキャリア層２としてもよい。
【００４８】
次に、本発明の第１の実施形態に係るプリント配線基板１の第２の変形例であるプリント配線基板１ｂについて説明する。図２（ａ）に示したプリント配線基板１ａと図２（ｂ）に示すプリント配線基板１ｂとの相違点は、プリント配線基板１ｂにおけるキャリア層２の外部接続電極６側とは反対の面に、第１絶縁層７ａと同じ樹脂からなる樹脂層２７を、更に有している点である。
【００４９】
第１絶縁層７ａと樹脂層２７とがキャリア層２を挟んで対称な構造になるため、プリント配線基板１ｂの反りを防止することができる。また、樹脂層２７は、後述のプリント配線基板の製造工程におけるキャリア層２の外部接続電極６側とは反対の面にラミネートされる保護ドライフィルム１７（図３乃至図５参照）の替わりに使用できる。また、上記の樹脂層２７は、第１絶縁層７ａと同じ樹脂からなる樹脂層であるが、これに限らず、線膨張係数が第１絶縁層７ａと略同じ樹脂層であればよい。
【００５０】
次に、本発明の第１の実施形態に係るプリント配線基板の製造方法について説明する。図３乃至図５は、図１に示した本実施形態に係るプリント配線基板１の製造方法の一例を示す図である。尚、本実施形態に係るプリント配線基板１は、ロール状に巻いた長尺の基材を送り出し搬送させる過程で、配線パターンを形成し、再びロール状に巻き取るロールツーロール方式により製造される場合を例に挙げて説明する。また、図３乃至図５は、後述のステップ１乃至ステップ１２の工程により、プリント配線基板１ａが製造される。また、後述のステップ１乃至ステップ１１の工程、及び、保護用ドライフィルム１７の替わりに第１絶縁層７ａと同じ樹脂からなる樹脂層２７を使用することにより、プリント配線基板１ｂが製造される。
【００５１】
まず、金属箔である４２アロイ箔のキャリア層２に、剥離層（図示せず）を介して、金属極薄箔の極薄銅箔４が接着されたピーラブル金属箔５を用意し、ピーラブル金属箔５の短手方向両端部に、ピーラブル金属箔５を送り出し搬送するローラに係止するための穴１５をパンチングにより所定間隔で開ける（ステップ１：Ｓ１）。
【００５２】
次に、ピーラブル金属箔５の表面（極薄銅箔４側）及び裏面（キャリア層２側）にドライフィルム１６ａ及びドライフィルム１６ｂをラミネートする（ステップ２：Ｓ２）。そして、外部接続電極６に対応するパターン以外の部分をマスクして、ドライフィルム１６ａを露光、現像し、外部接続電極６が形成される位置以外のドライフィルム１６ａを除去し、その後、外部接続電極６が形成される位置以外の極薄銅箔４をアルカリエッチングにより除去し、更に、残りのドライフィルム１６ａ及びドライフィルム１６ｂを剥離して除去する（ステップ３：Ｓ３）。これにより、所望の位置に外部接続電極６が形成される。尚、上記ステップ２およびステップ３の工程は、特許請求の範囲に記載の工程（ａ）を構成する。
【００５３】
次に、外部接続電極６の表面及び外部接続電極６が無い位置のキャリア層２の表面に、軟らかい（ヤング率の小さい）エポキシ樹脂からなるシート状の絶縁性樹脂をラミネートして第１絶縁層７ａを形成し、第１絶縁層７ａの表面にポリイミド樹脂からなる感光性カバーレイをラミネートして加熱キュアの処理を行うことにより感光性カバーレイを硬化させて第２絶縁層７ｂを形成する（ステップ４：Ｓ４）。これにより、第１絶縁層７ａと第２絶縁層７ｂとからなる絶縁層７を形成する。また、上記ステップ４の工程は、特許請求の範囲に記載の工程（ｂ）を構成する。尚、第１絶縁層７ａとしては、ヤング率が１．０ＧＰａ未満の絶縁層であることが好ましい。また、第２絶縁層７ｂとしては、線膨張係数が０〜５ｐｐｍ／℃であることが好ましく、１〜５ｐｐｍ／℃であることがより好ましい。
【００５４】
次に、キャリア層２の裏面（極薄銅箔４側とは反対の面）に保護用ドライフィルム１７をラミネートし、外部接続電極６の所定表面領域６ａが底面となるように、ＵＶレーザを用いて、第２絶縁層７ｂの表面から絶縁層７を貫通する直径約１４０μｍのビア形成用孔１３を絶縁層７に形成し、ビア形成用孔１３の形成によって発生したスミアを除去する（ステップ５：Ｓ５）。尚、上記ステップ５の工程は、特許請求の範囲に記載の工程（ｃ）を構成する。また、図２（ｂ）に示したプリント配線基板１ｂの場合は、保護用ドライフィルム１７をラミネートする替わりに、第１絶縁層７ａと同じエポキシ樹脂からなるシート状の絶縁性樹脂をキャリア層２の裏面にラミネートして樹脂層２７を形成する。即ち、プリント配線基板１ｂの場合は、ステップ５の工程における樹脂層２７を形成する工程が、特許請求の範囲の請求項２０に記載の工程（ｆ）を構成する。
【００５５】
次に、ビア形成用孔１３の側面、ビア形成用孔１３の底、及び絶縁層７（第２絶縁層７ｂ）の表面に、ニッケルクロム合金および銅をスパッタリングして、金属下地層９を形成する（ステップ６：Ｓ６）。その後、金属下地層９の表面に、ドライフィルム１８をラミネートし（ステップ７：Ｓ７）、ビア１２及び所望の配線パターン１１に対応するパターンのマスクをして、ドライフィルム１８を露光、現像する（ステップ８：Ｓ８）。なお、金属下地層９はスパッタリングに限らず、たとえば無電解めっきにより形成してもよい。
【００５６】
次に、電気めっきにより、金属層８となる銅をめっきし、金属下地層９の表面に形成されたドライフィルム１８を除去し、さらに、ドライフィルム１８が除去された位置において絶縁層７（第２絶縁層７ｂ）の表面に形成されている金属下地層９を除去する（ステップ９：Ｓ９）。これにより、絶縁層７（第２絶縁層７ｂ）の表面に所望の配線パターン１１が形成され、更に、配線パターン１１と外部接続電極６とを電気的に接続するビア１２が形成される。尚、上記ステップ６からステップ９までの工程は、特許請求の範囲に記載の工程（ｄ）を構成する。
【００５７】
次に、金属層８および絶縁層７（第２絶縁層７ｂ）の表面にドライフィルム１９をラミネートする（ステップ１０：Ｓ１０）。そして、バンプ１０を形成する位置に対応するパターンのマスクをして、このドライフィルム１９を露光、現像するとともに、ステップ５でキャリア層２の裏面にラミネートした保護用ドライフィルム１７を露光、現像し、ドライフィルム１９が除去された位置に、電気めっきによりスズ−銀合金層を形成する（ステップ１１：Ｓ１１）ことにより、バンプ１０が形成される。尚、ステップ１０およびステップ１１の工程は、特許請求の範囲に記載の工程（ｅ）を構成する。これにより、保護用ドライフィルム１７をラミネートする替わりに、第１絶縁層７ａと同じエポキシ樹脂からなるシート状の絶縁性樹脂をキャリア層２の裏面にラミネートして樹脂層２７を形成した、図２（ｂ）に示したプリント配線基板１ｂが形成される。
【００５８】
次に、ドライフィルム１９および保護用ドライフィルム１７を剥離し除去する（ステップ１２：Ｓ１２）。これにより、図２（ａ）に示したプリント配線基板１ａが形成される。
最後に、キャリア層２を、外部接続電極６である極薄銅箔４及び絶縁層７から剥離する（ステップ１３：Ｓ１３）。これにより、図１に示した本発明の第１の実施形態に係るプリント配線基板１が形成される。尚、ステップ１３の工程は、特許請求の範囲に記載の工程（ｇ）を構成する。
【００５９】
本発明の第１の実施形態に係るプリント配線基板１は、フレキシブルプリント基板、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）のチップ・オン・フィルム（ＣＯＦ）、インターポーザ等として、使用される。なお、キャリア層２を除去した（ステップ１３の工程）後、外部接続電極６に、マトリックス状に半田ボールを形成し、この半田ボールを介して外部電極と接続させるようにしてもよい。
【００６０】
以上より、本発明の第１の実施形態に係るプリント配線基板１によれば、１次接合部の近傍に硬い（ヤング率の大きい）第２絶縁層７ｂを用いることにより、１次接合時にかける荷重によって発生するプリント配線基板１のバンプ１０の沈み込みを第２絶縁層７ｂによって防止し、絶縁信頼性が得られる絶縁層７の厚み及び封止用絶縁層５３（図１６参照）の厚みを確保することができる。また、２次接合部の近傍に軟らかい第１絶縁層７ａを用いることにより、２次接合時の半導体チップ５１とマザーボードとの線膨張係数の差による熱歪みが起因となって発生する応力（２次接合部の近傍にかかる応力）を緩和させることができる。その結果、２次接合部の近傍にかかる応力によって発生するクラックを防止することができる。
【００６１】
また、半導体チップ５１に用いられるシリコンの線膨張係数に近い４２アロイ箔を、プリント配線基板１のキャリア層２として用いることにより、１次接合時の半導体チップ５１とプリント配線基板１のキャリア層２との線膨張係数の差による熱歪みを防止することができる。また、１次接合が終了するまで弾性率の高い４２アロイ箔により形成されたキャリア層２をプリント配線基板１につけておくことにより、製造工程において負荷がかかっても、伸縮して寸法変形が生じることがなく、精度の高い配線パターンを形成することができる。また、プリント配線基板１が剛性の高いキャリア層に支持されているので、プリント配線基板１の搬送時や、半導体チップ５１の接合時の取り扱いを容易にすることができる。また、剥離可能なキャリア層２を有するため、プリント配線基板１に半導体チップ５１を実装したあとに、簡単にキャリア層２を剥離することができる。
【００６２】
次に、本発明の第２の実施形態に係るプリント配線基板について、図６乃至図８を参照して説明する。
図６（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係るプリント配線基板２０の一例を模式的に示した断面図であり、図６（ｂ）は、プリント配線基板２０の変形例であるプリント配線基板２０ａを模式的に示した断面図である。図７は、プリント配線基板２０の第１の製造方法を説明するための図であり、図８は、プリント配線基板２０の第２の製造方法を説明するための図である。尚、図７及び図８に示すプリント配線基板２０の製造方法において、ステップ６以降の工程は、図３乃至図５に示したプリント配線基板１の製造方法のステップ６以降の工程と同じであるため、記載を省略する。
【００６３】
図１に示したプリント配線基板１と図６（ａ）に示すプリント配線基板２０との相違点は、プリント配線基板１が、第１絶縁層７ａの表面の所定位置に外部接続電極６を形成しているのに対して、プリント配線基板２０は、第１絶縁層７ａの表面にレジスト層１４を形成することにより、レジスト層１４、第１絶縁層７ａ及び、第２絶縁層７ｂからなる絶縁層７を形成し、レジスト層１４の表面の所定位置に外部接続電極６を形成している点である。また、図２に示したプリント配線基板１ａと図６（ｂ）に示すプリント配線基板２０ａとの相違点も、上述した図１に示したプリント配線基板１と図６（ａ）に示すプリント配線基板２０との相違点と同様である。
【００６４】
図３乃至図５に示したプリント配線基板１の製造方法と、図７に示すプリント配線基板２０の製造方法との相違点は、図３乃至図５に示したプリント配線基板１の製造方法では、外部接続電極６を形成するステップ３の工程（Ｓ３）の後に、絶縁層７を形成するステップ４の工程（Ｓ４）及びビア形成用孔１３を形成するステップ５（Ｓ５）を行っているのに対して、図７に示すプリント配線基板２０の製造方法では、外部接続電極６を形成する上記ステップ３の工程（Ｓ３）の後に、外部接続電極６の表面及びキャリア層２の表面の外部接続電極６が無い位置に、フォトドライフィルムをラミネートし、露光、現像し、更にＵＶキュア、加熱キュアの処理を行うことによりこのフォトドライフィルムを硬化させてレジスト層１４を形成し（ステップ４−１ａ：Ｓ４−１ａ）、その後、上記のステップ４の工程（Ｓ４）と同様にして、レジスト層１４の表面に第１絶縁層７ａと第２絶縁層７ｂとを形成する（ステップ４−２ａ：Ｓ４−２ａ）ことによって、レジスト層１４、第１絶縁層７ａ及び、第２絶縁層７ｂからなる絶縁層７を形成し、更に、上記のステップ５の工程（Ｓ５）と同様にして、絶縁層７を貫通するビア形成用孔１３を形成している（ステップ５ａ：Ｓ５ａ）点である。尚、ステップ５ａの工程の後に、ステップ６の工程が行われる。ここで、ステップ４−１ａの工程は、特許請求の範囲の請求項１２に記載の工程（ｂ）のレジスト層を形成する工程を構成し、ステップ４−２ａの工程は、特許請求の範囲の請求項１２に記載の工程（ｂ）の第１絶縁層及び第２絶縁層を形成する工程を構成し、ステップ５ａの工程は、特許請求の範囲に記載の工程（ｃ）を構成する。
【００６５】
また、図７に示すプリント配線基板２０の製造方法と、図８に示すプリント配線基板２０の製造方法との相違点は、図７に示すプリント配線基板２０の製造方法では、ステップ４−１ａ及びステップ４−２ａの工程でレジスト層１４、第１絶縁層７ａ及び、第２絶縁層７ｂからなる絶縁層７を形成した後、ステップ５ａの工程でビア形成用孔１３を形成しているビア形成用孔１３を形成しているのに対して、図８に示すプリント配線基板２０の製造方法では、外部接続電極６の表面及びキャリア層２の表面の外部接続電極６が無い位置に、フォトドライフィルムをラミネートし、露光、現像し、更にＵＶキュア、加熱キュアの処理を行うことによりこのフォトドライフィルムを硬化させてレジスト層１４を形成し（ステップ４−１ａ：Ｓ４−１ａ）、その後、上記のステップ９の工程で形成されるビア１２に対応した位置のレジスト層１４に、レジスト層１４を貫通して外部接続電極６の表面に達するビア１２の径（直径）よりも大きい径の孔１３ａを形成し（ステップ４−２ｂ：Ｓ４−２ｂ）、その後、上記のステップ４の工程（Ｓ４）と同様にして、レジスト層１４の表面に第１絶縁層７ａと第２絶縁層７ｂとを形成する（ステップ４−３ｂ：Ｓ４−３ｂ）ことによって、レジスト層１４、第１絶縁層７ａ及び、第２絶縁層７ｂからなる絶縁層７を形成し、更に、上記のステップ５の工程（Ｓ５）と同様にして、第１絶縁層７ａと第２絶縁層７ｂを貫通する孔を形成することにより、レジスト層１４、第１絶縁層７ａ及び第２絶縁層７ｂからなる絶縁層７を貫通するビア形成用孔１３を形成している（ステップ５ｂ：Ｓ５ｂ）点である。尚、ステップ５ｂの工程の後に、ステップ６の工程が行われる。ここで、ステップ４−１ｂの工程は、特許請求の範囲の請求項１３に記載の工程（ｂ）のレジスト層を形成する工程を構成し、ステップ４−２ｂの工程は、特許請求の範囲の請求項１３に記載の工程（ｂ）の孔を形成する工程を構成し、ステップ４−３ｂの工程は、特許請求の範囲の請求項１３に記載の工程（ｂ）の第１絶縁層及び第２絶縁層を形成する工程を構成し、ステップ５ｂの工程は、特許請求の範囲に記載の工程（ｃ）を構成する。
【００６６】
以上より、本発明の第２の実施形態に係るプリント配線基板２０によれば、１次接合部の近傍に硬い（ヤング率の大きい）第２絶縁層７ｂを用いることにより、１次接合時にかける荷重によって発生するプリント配線基板２０のバンプ１０の沈み込みを第２絶縁層７ｂによって防止し、絶縁信頼性が得られる絶縁層７の厚み及び封止用絶縁層５３（図１６参照）の厚みを確保することができる。また、２次接合部の近傍に軟らかい第１絶縁層７ａを用いることにより、２次接合時の半導体チップ５１とマザーボードとの線膨張係数の差による熱歪みが起因となって発生する応力（２次接合部の近傍にかかる応力）を緩和させることができる。その結果、２次接合部の近傍にかかる応力によって発生するクラックを防止することができる。また、キャリア層２は、２次接合以降には除去されているため、図６（ａ）及び（ｂ）に示すプリント配線基板２０及び２０ａのようにレジスト層１４を設けることにより、２次接合以降の処理における半導体装置を保護することができる。
【００６７】
次に、本発明の第２の実施形態に係るプリント配線基板の変形例について、図９乃至図１１を参照して説明する。
図９（ａ）は、図６（ａ）に示したプリント配線基板２０の変形例であるプリント配線基板２５を模式的に示した断面図であり、図９（ｂ）は、図６（ｂ）に示したプリント配線基板２０ａの変形例であるプリント配線基板２５ａを模式的に示した断面図である。図１０は、プリント配線基板２５の第１の製造方法を説明するための図であり、図１１は、プリント配線基板２５の第２の製造方法を説明するための図である。尚、プリント配線基板２５の製造方法において、ステップ６以降の工程は、図３乃至図５に示したプリント配線基板１の製造方法のステップ６以降の工程と同じであるため、記載を省略する。
【００６８】
図６（ａ）に示したプリント配線基板２０と図９（ａ）に示すプリント配線基板２５との相違点は、プリント配線基板２０が、第１絶縁層７ａ．第２絶縁層７ｂ及びレジスト層１４からなる絶縁層７を形成しているのに対して、プリント配線基板２５は、第１絶縁層７ａ及びレジスト層１４からなる絶縁層７を形成している点である。また、図６（ｂ）に示したプリント配線基板２０ａと図９（ｂ）に示すプリント配線基板２５ａとの相違点も、上述した図６（ａ）に示したプリント配線基板２０と図９（ａ）に示すプリント配線基板２５との相違点と同様である。
【００６９】
また、図７に示したプリント配線基板２０の第１の製造方法と、図１０に示すプリント配線基板２５の第１の製造方法との相違点は、図７に示したプリント配線基板２０の第１の製造方法では、レジスト層１４を形成した（ステップ４−１ａ：Ｓ４−１ａ）後に、第１絶縁層７ａと第２絶縁層７ｂを形成し（ステップ４−２ａ：Ｓ４−２ａ）、その後、レジスト層１４、第１絶縁層７ａ及び第２絶縁層７ｂからなる絶縁層７を貫通するビア形成用孔１３を形成している（ステップ５ａ：Ｓ５ａ）のに対して、図１０に示すプリント配線基板２５の第１の製造方法では、レジスト層１４を形成した（ステップ４−１ａ：Ｓ４−１ａ）後に、第１絶縁層７ａを形成し（ステップ４−２ｂ：Ｓ４−２ｂ）、その後、レジスト層１４及び第１絶縁層７ａからなる絶縁層７を貫通するビア形成用孔１３を形成している（ステップ５ｃ：Ｓ５ｃ）点である。また、ステップ５ｃの工程の後に、ステップ６の工程が行われる。
【００７０】
また、図８に示したプリント配線基板２０の第２の製造方法と、図１１に示すプリント配線基板２５の第２の製造方法との相違点は、図８に示したプリント配線基板２０の第２の製造方法では、レジスト層１４を貫通する孔１３ａを形成した（ステップ４−２ｂ：Ｓ４−２ｂ）後に、第１絶縁層７ａと第２絶縁層７ｂを形成し（ステップ４−３ｂ：Ｓ４−３ｂ）、その後、第１絶縁層７ａと第２絶縁層７ｂを貫通する孔を形成することにより、絶縁層７を貫通するビア形成用孔１３を形成している（ステップ５ｂ：Ｓ５ｂ）のに対して、図１１に示すプリント配線基板２５の第２の製造方法では、レジスト層１４を貫通する孔１３ａを形成した（ステップ４−２ｂ：Ｓ４−２ｂ）後に、第１絶縁層７ａを形成し（ステップ４−３ｄ：Ｓ４−３ｄ）、その後、第１絶縁層７ａを貫通する孔を形成することにより、絶縁層７を貫通するビア形成用孔１３を形成している（ステップ５ｄ：Ｓ５ｄ）点である。
【００７１】
次に、本発明の第３の実施形態に係るプリント配線基板について、図１２及び図１３を参照して説明する。
図１２（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係るプリント配線基板３０の一例を模式的に示した断面図であり、図１２（ｂ）は、プリント配線基板３０の変形例であるプリント配線基板３０ａを模式的に示した断面図である。図１３は、プリント配線基板３０の製造方法を説明するための図である。尚、プリント配線基板３０の製造方法において、ステップ５以降の工程は、図３乃至図５に示したプリント配線基板１の製造方法のステップ６以降の工程と同じであるため、記載を省略する。
【００７２】
図１に示したプリント配線基板１と図１２（ａ）に示すプリント配線基板３０との相違点は、プリント配線基板１が、第１絶縁層７ａの表面の所定位置に外部接続電極６を形成しているのに対して、プリント配線基板３０は、第１絶縁層７ａの表面の所定位置に外部接続電極６を形成し、更に、ビア１２の導電性の層と接触しないようにレジスト層１４を形成している、即ち、第１絶縁層７ａの表面の外部接続電極６の無い位置にレジスト層１４を形成している点である。また、図２に示したプリント配線基板１ａと図１２（ｂ）に示すプリント配線基板３０ａとの相違点も、上述した図１に示したプリント配線基板１と図１２（ａ）に示すプリント配線基板３０との相違点と同様である。
【００７３】
また、図３乃至図５に示したプリント配線基板１の製造方法と、図１３に示すプリント配線基板３０の製造方法との相違点は、図３乃至図５に示したプリント配線基板１の製造方法では、外部接続電極６を形成するステップ３の工程（Ｓ３）の後に、絶縁層７を形成するステップ４の工程（Ｓ４）を行っているのに対して、図１３に示すプリント配線基板３０の製造方法では、外部接続電極６を形成する上記ステップ３の工程（Ｓ３）の後に、キャリア層２の表面の外部接続電極６が無い位置に、フォトドライフィルムをラミネートし、露光、現像し、更にＵＶキュア、加熱キュアの処理を行うことによりこのフォトドライフィルムを硬化させてレジスト層１４を形成し（ステップ４−１ｅ：Ｓ４−１ｅ）、その後、上記のステップ４の工程（Ｓ４）と同様にして、外部接続電極６である極薄銅箔４の表面及びレジスト層１４の表面に第１絶縁層７ａと第２絶縁層７ｂを形成する（ステップ４−２ｅ：Ｓ４−２ｅ）点である。尚、ステップ４−２ｅの工程の後に、ステップ５の工程が行われる。尚、ステップ４−１ｅの工程は、特許請求の範囲の請求項１４に記載のレジスト層の形成の工程を構成し、ステップ４−２ｅの工程は、特許請求の範囲の請求項１４の記載の工程（ｂ）の第１絶縁層及び第２絶縁層の形成の工程を構成する。
【００７４】
以上より、本発明の第３の実施形態に係るプリント配線基板３０によれば、１次接合部の近傍に硬い（ヤング率の大きい）第２絶縁層７ｂを用いることにより、１次接合時にかける荷重によって発生するプリント配線基板３０のバンプ１０の沈み込みを第２絶縁層７ｂによって防止し、絶縁信頼性が得られる絶縁層７の厚み及び封止用絶縁層５３（図１６参照）の厚みを確保することができる。また、２次接合部の近傍に軟らかい第１絶縁層７ａを用いることにより、２次接合時の半導体チップ５１とマザーボードとの線膨張係数の差による熱歪みが起因となって発生する応力（２次接合部の近傍にかかる応力）を緩和させることができる。その結果、２次接合部の近傍にかかる応力によって発生するクラックを防止することができる。また、ピーラブル銅箔５は、２次接合以降には除去されているため、図１２（ａ）及び（ｂ）に示すプリント配線基板３０及び３０ａのようにレジスト層１４を設けることにより、２次接合以降の処理における半導体装置を保護することができる。また、プリント配線基板３０及び３０ａは、外部接続電極６上の界面が２点となり、プリント配線基板２０及び２０ａの場合よりも、２次接合部の近傍にかかる応力が緩和される。
【００７５】
尚、上記第３の実施形態においては、レジスト層１４は、外部接続電極６が形成されていない箇所に配置したが、図９（ａ）のレジスト層１４のように、外部接続電極６の上のビア１２以外の部分にも設けるようにしてもよい。ただし、２次接合時の応力緩和の観点からは、レジスト層１４は、薄い方がよい。また、ビアの側面に接触しないように外部接続電極６の上にも設けるようにしてもよい。
【００７６】
次に、本発明の第３の実施形態に係るプリント配線基板の別の変形例について、図１４及び図１５を参照して説明する。
図１４は、プリント配線基板３０の別の変形例であるプリント配線基板３０ｂを模式的に示した断面図である。図１５は、プリント配線基板３０ｂの製造方法を説明するための図である。尚、プリント配線基板２５の製造方法において、ステップ６以降の工程は、図３乃至図５に示したプリント配線基板１の製造方法のステップ６以降の工程と同じであるため、記載を省略する。
【００７７】
図１２（ｂ）に示したプリント配線基板３０ａと図１４に示すプリント配線基板３０ｂとの相違点は、プリント配線基板３０ａが、ピーラブル金属箔５の金属箔２をキャリア層とし、ピーラブル金属箔５の金属極薄箔２４から外部接続電極６を形成しているのに対して、プリント配線基板３０ｂは、ピーラブル金属箔５をキャリア層とし、めっきにより外部接続電極６を形成している点である。また、ピーラブル金属箔５としてピーラブル銅箔を用いている。
【００７８】
プリント配線基板３０ｂの製造方法は、図１５に示すように、まず、金属箔である銅箔２に剥離層（図示せず）を介して金属極薄箔である極薄銅箔４が接着されたピーラブル銅箔５を用意し、ピーラブル銅箔５の短手方向両端部に、ピーラブル銅箔５を送り出し搬送するローラに係止するための穴１５をパンチングにより所定間隔で開ける（ステップ１：Ｓ１）。
【００７９】
次に、ピーラブル銅箔５の表面に厚さ２５μｍのフォトドライフィルムをラミネートし、外部接続電極６に対応するパターンのマスクをして、フォトドライフィルムを露光、現像することにより、外部接続電極６が形成される位置のフォトドライフィルムを除去し、さらにＵＶキュア、加熱キュアの処理を行うことによりフォトドライフィルムを完全に硬化させる（ステップ２ｃ：Ｓ２ｃ）。これにより、ピーラブル銅箔５の表面に、レジスト１４が形成される。尚、このステップ２ｃの工程は、特許請求の範囲の請求項１４に記載のレジスト層の形成の工程を構成する。
【００８０】
次に、電気めっきを行うに先立ち、ピーラブル銅箔５の裏面（銅箔２側の面）に、めっきが付着しないように保護する保護用ドライフィルム１６をラミネートし、その後、電気めっきにより、金およびニッケルをめっきする（ステップ３ｃ：Ｓ３ｃ）。これにより、ピーラブル銅箔５の表面に、外部接続電極６が形成される。尚、このステップ３ｃの工程は、特許請求の範囲に記載の工程（ａ）を構成する。
【００８１】
次に、ピーラブル銅箔５の裏面から保護用ドライフィルム１６を剥離し、外部接続電極６及びレジスト１４の表面に、軟らかい（ヤング率の小さい）エポキシ樹脂からなるシート状の絶縁性樹脂をラミネートして第１絶縁層７ａを形成し、第１絶縁層７ａの表面にポリイミド樹脂ならなる感光性カバーレイをラミネートして加熱キュアの処理を行うことにより感光性カバーレイを硬化させて第２絶縁層７ｂを形成する（ステップ４ｃ：Ｓ４ｃ）。これにより、第１絶縁層７ａ、第２絶縁層７ｂ及びレジスト層１４からなる絶縁層７を形成する。また、上記ステップ４ｃの工程は、特許請求の範囲の請求項１４の記載の工程（ｂ）の第１絶縁層及び第２絶縁層の形成の工程を構成する。尚、第１絶縁層７ａとしては、ヤング率が１．０ＧＰａ未満の絶縁層であることが好ましい。また、第２絶縁層７ｂとしては、線膨張係数が０〜５ｐｐｍ／℃であることが好ましく、１〜５ｐｐｍ／℃であることがより好ましい。
【００８２】
次に、ピーラブル銅箔５の裏面（銅箔２側の面）に保護用ドライフィルム１７をラミネートし、外部接続電極６の所定表面領域６ａが底面となるように、ＵＶレーザを用いて、絶縁層７の第２絶縁層７ｂ側の表面が開口し、かつ、絶縁層７を貫通する直径約１４０μｍのビア形成用孔１３を絶縁層７に形成し、ビア形成用孔１３の形成によって発生したスミアを除去する（ステップ５：Ｓ５）。尚、上記ステップ５の工程は、特許請求の範囲に記載の工程（ｃ）を構成する。
【００８３】
次に、本発明の実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について説明する。本発明の実施形態に係る半導体装置は、上記の本発明の実施形態に係るプリント配線基板に半導体チップが実装されて形成される半導体装置である。
【００８４】
図１６は、本発明の実施形態に係る半導体装置の一例を模式的に示した断面図である。また、図１７は、図１６に示した本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す図である。尚、図１に示した本発明の第１の実施形態に係るプリント配線基板１及びプリント配線基板１の変形例であるプリント配線基板１ａを用いて、本発明の実施形態に係る半導体装置５０を説明する。
【００８５】
図１６に示すように、本発明の実施形態に係る半導体装置５０は、半導体チップ５１のスタッド５２と、プリント配線基板１のバンプ１０と、が接合（フリップチップ接合）して形成されている。また、半導体チップ５１とプリント配線基板１との間に絶縁性樹脂が封止されて、封止用絶縁層５３を形成している。尚、半導体チップ５１のスタッド５２は、例えば、Ａｕ、Ｃｕ、或いは高融点半田から形成されている。また、外部接続電極６に、マトリックス状に半田ボールを形成しても良い。
【００８６】
図１７に示すように、図１６に示した本発明の実施形態に係る半導体装置５０の製造方法は、図３乃至図５に示したプリント配線基板１の製造方法によって製造されたプリント配線基板１ａを使用して、プリント配線基板１ａの配線パターン１１側の表面に、シート状の絶縁性樹脂をラミネートして、封止用絶縁層５３を形成する（ステップ２１：Ｓ２１）。ここでは、シート状の絶縁性樹脂をプリント配線基板１ａの表面にラミネートして、封止用絶縁層５３を形成しているが、半導体チップ５１のスタッド５２側の表面にシート状の絶縁性樹脂をラミネートして、封止用絶縁層５３を形成しても良い。また、アンダーフィルによって封止用絶縁層５３を形成しても良い。
【００８７】
次に、半導体チップ５１のスタッド５２を、封止用絶縁層５３を貫通して、バンプ１０に達するように押圧し、それとともに加熱することにより、半導体チップ５１のスタッド５２とプリント配線基板１のバンプ１０とを接合（フリップチップ接合）する（ステップ２２：Ｓ２２）。これにより、半導体チップ５１とプリント配線基板１ａの配線パターン１１とが電気的に接続される。尚、ステップ２１およびステップ２２の工程は、特許請求の範囲の請求項２２に記載の工程（ｈ）を構成する。
【００８８】
最後に、プリント配線基板１ａのキャリア層２を、外部接続電極６である極薄銅箔４及び絶縁層７から剥離することにより、図１６に示した本実施形態による半導体装置５０が形成される（ステップ２３：Ｓ２３）。更に、外部接続電極６に、マトリックス状に半田ボールを形成する工程を行なっても良い。尚、ステップ２３の工程は、特許請求の範囲の請求項２２に記載の工程（ｉ）を構成する。
【００８９】
また、プリント配線基板１を用いる場合は、上記のステップ２２までの工程により、本実施形態による半導体装置５０が形成される。このとき、ステップ２１およびステップ２２の工程は、特許請求の範囲の請求項２４に記載の工程（ｈ）を構成する。
また、プリント配線基板１ｂを用いる場合は、ステップ２２とステップ２３の間に、樹脂層２７を除去する工程を設ける。この工程は、特許請求の範囲の請求項２３に記載の工程（ｊ）を構成し、ステップ２１およびステップ２２の工程は、特許請求の範囲の請求項２３に記載の工程（ｈ）を構成し、ステップ２３の工程は、特許請求の範囲の請求項２３に記載の工程（ｉ）を構成する。
【００９０】
以上より、本実施形態に係る半導体装置５０によれば、１次接合部の近傍に硬い（ヤング率の大きい）第２絶縁層７ｂを用いることにより、１次接合時にかける荷重によって発生するプリント配線基板１（１ａ）のバンプ１０の沈み込みを第２絶縁層７ｂによって防止し、絶縁信頼性が得られる絶縁層７の厚み及び封止用絶縁層５３の厚みを確保することができる。また、２次接合部の近傍に軟らかい第１絶縁層７ａを用いることにより、２次接合時の半導体チップ５１とマザーボードとの線膨張係数の差による熱歪みが起因となって発生する応力（２次接合部の近傍にかかる応力）を緩和させることができる。その結果、２次接合部の近傍にかかる応力によって発生するクラックを防止することができる。また、剥離可能なキャリア層２を有するため、プリント配線基板１ａに半導体チップ５１を実装したあとに、簡単にキャリア層２を剥離することができる。
【実施例】
【００９１】
次に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
（半導体装置の作製）
図３乃至図５のプリント配線基板の製造方法により、下記の表１に示す第１絶縁層の材料と第２絶縁層の材料とを用いてプリント配線基板を作製し、図１７を用いて説明した半導体装置の製造方法により、実施例１乃至４にかかる半導体装置を作製した。また、従来のプリント配線基板の製造方法により、下記の表１に示す絶縁層の材料を用いてプリント配線基板を作製し、図１７を用いて説明した半導体装置の製造方法と同様な方法により、比較例１及び２にかかる半導体装置を作製した。
【００９２】
尚、実施例１乃至４にかかる半導体装置の第１絶縁層と第２絶縁層とからなる絶縁層の厚さは約５０μｍとし、比較例１及び２にかかる半導体装置の絶縁層の厚さは約５０μｍとした。
また、絶縁層Ａは、味の素ファインテクノ（株）製ボンディングシートＬＥ−Ｓ４であり、絶縁層Ｂは、旭化成（株）製フォトドライフィルムＩＳＡ−０４であり、絶縁層Ｃは、日立化成工業（株）製フォトドライフィルムＦＲ−７０２５ＥＢであり、絶縁層Ｄは、日立化成工業（株）製フォトドライフィルムＦＲ−５５２５ＥＣであり、絶縁層Ｅは、東レ（株）製カプトンＥＮである。
【００９３】
（絶縁信頼性の評価）
作製された実施例１乃至４にかかる半導体装置、並びに、作製された比較例１及び２にかかる半導体装置において、バンプに対応する位置の近傍の絶縁層の厚さと、プリント配線基板と半導体チップの間の封止用絶縁層の厚さを測定した。絶縁層及び封止用絶縁層が、ともに１２μｍ以上の厚さであった場合を絶縁信頼性がある（○）とし、絶縁層及び封止用絶縁層の少なくともどちらか一方が１２μｍ未満の厚さであった場合を絶縁信頼性がない（×）とした。尚、１２μｍは、絶縁層及び封止用絶縁層の誘電率を考慮して、絶縁信頼性が確保できる厚さである。
【００９４】
【表１】
2012018952.tif 000003
【００９５】
表１に示すように、実施例１乃至４にかかる半導体装置は、絶縁層及び封止用絶縁層が、ともに１２μｍ以上の厚さとなり、絶縁信頼性を確保できた。一方、比較例１及び２にかかる半導体装置は、絶縁層及び封止用絶縁層の少なくともどちらか一方が１２μｍ未満の厚さとなり、絶縁信頼性を確保できなかった。
【符号の説明】
【００９６】
１，２０，３０  ：  プリント配線基板
２  ：  ４２アロイ箔
４  ：  極薄銅箔
５  ：  ピーラブル金属箔
６  ：  外部接続電極
７  ：  絶縁層
７ａ  ：  第１絶縁層
７ｂ  ：  第２絶縁層
８  ：  金属層
９  ：  金属下地層
１０  ：  バンプ
１１  ：  配線パターン
１２  ：  ビア
１３  ：  ビア形成用孔
１４  ：  レジスト層
５０  ：  半導体装置
５１  ：  半導体チップ（電子デバイス）
５２  ：  スタッド
５３  ：  封止用絶縁層
【図１】
2012018952.tif 000004
【図２】
2012018952.tif 000005
【図３】
2012018952.tif 000006
【図４】
2012018952.tif 000007
【図５】
2012018952.tif 000008
【図６】
2012018952.tif 000009
【図７】
2012018952.tif 000010
【図８】
2012018952.tif 000011
【図９】
2012018952.tif 000012
【図１０】
2012018952.tif 000013
【図１１】
2012018952.tif 000014
【図１２】
2012018952.tif 000015
【図１３】
2012018952.tif 000016
【図１４】
2012018952.tif 000017
【図１５】
2012018952.tif 000018
【図１６】
2012018952.tif 000019
【図１７】
2012018952.tif 000020