(57)【要約】【課題】半導体素子を安定的に作動することが可能なシート基板およびその製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】四角形状のシート中央部に縦横の並びで配列され上面中央部に半導体素子の搭載部Ｊを有する複数の製品領域Ｘと、シート外周部に複数の製品領域Ｘを取り囲む四角枠状の捨て代領域Ｙとを具備し、各搭載部Ｊに第１のピッチＰ１で縦横の並びに配列された複数の半導体素子接続パッド１１が形成されているとともに、半導体素子接続パッド１１上に頂部が平坦化されたバンプ１３が形成されて成るシート基板Ａであって、捨て代領域Ｙの相対向する２辺の上面に、この２辺と平行な第１の方向から見て、各搭載部Ｊにおける半導体素子接続パッド１１の最前列よりも手前側および最後列よりも奥側にそれぞれ第２のピッチＰ２だけ離れて位置するダミーパッド１５が形成されており、その上にダミーバンプ１６が形成されている。【選択図】図１
2016139633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
四角形状のシート中央部に縦横の並びで配列されており、上面中央部に半導体素子の搭載部を有する複数の製品領域と、前記シート外周部に前記複数の製品領域を取り囲むように形成された四角枠状の捨て代領域とを具備し、前記各搭載部に第１のピッチで縦横の並びに配列された複数の半導体素子接続パッドが形成されているとともに、該半導体素子接続パッド上に頂部が平坦化されたバンプが形成されて成るシート基板であって、前記捨て代領域の相対向する２辺の上面に、該２辺と平行な第１の方向から見て、前記各搭載部における前記半導体素子接続パッドの最前列よりも手前側および最後列よりも奥側にそれぞれ第２のピッチだけ離れて位置するダミーパッドが形成されているとともに、このダミーパッド上に頂部が平坦化されたダミーバンプが形成されていることを特徴とするシート基板。
【請求項２】
前記第２のピッチが、前記第１のピッチの０．５倍以上、１．５倍以下であることを特徴とする請求項１に記載のシート基板。
【請求項３】
四角形状のシート中央部に縦横の並びで配列されており、上面中央部に半導体素子の搭載部を有する複数の製品領域と、前記シート外周部に前記複数の製品領域を取り囲むように形成された四角枠状の捨て代領域とを具備し、前記各搭載部に第１のピッチで縦横の並びに配列された複数の半導体素子接続パッドが形成されているとともに、該半導体素子接続パッド上に頂部が平坦化されたバンプが形成されて成るシート基板の製造方法において、前記捨て代領域の相対向する２辺の上面に、該２辺と平行な第１の方向から見て、前記各搭載部における前記半導体素子接続パッドの最前列の手前側および最後列の奥側にそれぞれ第２のピッチだけ離れて位置する複数のダミーパッドを形成しておき、前記半導体素子接続パッド上にバンプおよび前記ダミーパッド上にダミーバンプを形成した後、該バンプおよびダミーバンプ上にフラットニングローラーを上方から押圧しながら前記第１の方向に転動させて、前記フラットニングローラーが前記各搭載部の最前列のバンプおよびその手前のダミーバンプに同時に接触した状態で前記バンプの平坦化を開始するとともに、前記フラットニングローラーが前記各搭載部の最後列のバンプおよびその奥のダミーバンプに同時に接触した状態で前記バンプの平坦化を終了することを特徴とするシート基板の製造方法。
【請求項４】
前記第２のピッチが、前記第１のピッチの０．５倍以上、１．５倍以下であることを特徴とする請求項３に記載のシート基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路素子等の半導体素子を搭載するためのシート基板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３（ａ）および（ｂ）に、従来のシート基板Ｂを示す。
なお、図３（ａ）は、図３（ｂ）に示すＷ−Ｗ間を結ぶ線を通る概略断面図である。
従来のシート基板Ｂは、図３（ａ）に示すように、絶縁基板２０と、半導体素子接続パッド２１と、外部接続パッド２２と、バンプ２３と、ソルダーレジスト層２４とを備えている。
【０００３】
シート基板Ｂは、図３（ｂ）に示すように、四角形状のシート中央部に縦横の並びで配列された複数の製品領域Ｘと、シート外周部に製品領域Ｘの配列を取り囲むように形成された四角枠状の捨て代領域Ｙとを具備している。
各製品領域Ｘの上面中央部には、半導体素子が搭載される搭載部Ｊが形成されている。これらの各搭載部Ｊには、複数の半導体素子接続パッド２１が縦横の並びに形成されている。
各製品領域Ｘの下面には、複数の外部接続パッド２２が縦横の並びに形成されている。
各製品領域Ｘにおける半導体素子接続パッド２１と外部接続パッド２２とは、それぞれ対応するもの同士が、絶縁基板２０内の図示しない配線導体により電気的に接続されている。
【０００４】
絶縁基板２０の上下面には、ソルダーレジスト層２４が形成されている。上面側のソルダーレジスト層２４には、半導体素子接続パッド２１の中央部を露出する開口部２４ａが形成されている。下面側のソルダーレジスト層２４には、外部接続パッド２２の中央部を露出する開口部２４ｂが形成されている。
【０００５】
さらに、ソルダーレジスト層２４から露出する半導体素子接続パッド２１上には、バンプ２３が形成されている。バンプ２３の頂部は、プレスにより平坦化されている。このバンプ２３を介して半導体素子の電極が半導体素子接続パッド２１に接続される。
半導体素子の電極と半導体素子接続パッド２１とを接続するには、半導体素子の各電極を対応するバンプ２３の平坦化された頂部に載置した後、リフロー処理する方法が採用される。さらに、外部接続パッド２２を半田を介して外部電気回路基板に接続することで半導体素子と外部電気回路基板とが電気的に接続される。
【０００６】
ところで、このような従来のシート基板Ｂにおいて、バンプ２３頂部をプレスにより平坦化するときには、フラットニングローラーが用いられる。フラットニングローラーは、頂部が半球状のバンプ２３が形成されたシート上を上方から押圧しながら転動することによりバンプ２３の頂部を平坦化する。フラットニングローラーの転動は、捨て代領域における相対向する一対の辺と平行な第１の方向に向けてシートの一端部から他端部にかけて行われる。
ところが、第１の方向から見て、各搭載部Ｊにおける最前列および最後列のバンプ２３については、フラットニングローラーが最前列のバンプ２３のみを押圧した状態で平坦化が開始され、最後列のバンプ２３のみを押圧した状態で平坦化が終了されるため、これらの間の列のバンプよりも強い圧力を受けて大きく潰される。そのため、これらの最外列のバンプ２３の頂部の高さが内列のバンプ２３の頂部よりも低くなってしまう場合がある。
この場合、半導体素子の各電極を対応するバンプ２３の頂部に載置するときに、半導体素子の電極と最外列のバンプ２３との接触が不十分になる。そのため、半導体素子の電極と半導体素子接続パッド２１との半田バンプ２３を介した接続が良好に行われずに半導体素子を安定的に作動させることができないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２３４４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、半導体素子の搭載部に形成されたバンプ頂部の平坦面の高さを一様に揃えることで、半導体素子の電極とバンプとを良好に接続して半導体素子を安定的に作動させることが可能なシート基板およびその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明におけるシート基板は、四角形状のシート中央部に縦横の並びで配列されており、上面中央部に半導体素子の搭載部を有する複数の製品領域と、シート外周部に複数の製品領域を取り囲むように形成された四角枠状の捨て代領域とを具備し、各搭載部に第１のピッチで縦横の並びに配列された複数の半導体素子接続パッドが形成されているとともに、半導体素子接続パッド上に頂部が平坦化されたバンプが形成されて成るシート基板であって、捨て代領域の相対向する２辺の上面に、この２辺と平行な第１の方向から見て、各搭載部における半導体素子接続パッドの最前列よりも手前側および最後列よりも奥側にそれぞれ第２のピッチだけ離れて位置するダミーパッドが形成されているとともに、このダミーパッド上に頂部が平坦化されたダミーバンプが形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明におけるシート基板の製造方法は、四角形状のシート中央部に縦横の並びで配列されており、上面中央部に半導体素子の搭載部を有する複数の製品領域と、シート外周部に複数の製品領域を取り囲むように形成された四角枠状の捨て代領域とを具備し、各搭載部に第１のピッチで縦横の並びに配列された複数の半導体素子接続パッドが形成されているとともに、半導体素子接続パッド上に頂部が平坦化されたバンプが形成されて成るシート基板の製造方法において、捨て代領域の相対向する２辺の上面に、この２辺と平行な第１の方向から見て、各搭載部における半導体素子接続パッドの最前列よりも手前側および最後列よりも奥側にそれぞれ第２のピッチだけ離れて位置する複数のダミーパッドを形成しておき、半導体素子接続パッド上にバンプおよびダミーパッド上にダミーバンプを形成した後、これらのバンプ上およびダミーバンプ上にフラットニングローラーを上方から押圧しながら第１の方向に転動させて、フラットニングローラーが各搭載部の最前列のバンプおよびその手前のダミーバンプに同時に接触した状態で各搭載部のバンプの平坦化を開始するとともに、フラットニングローラーが各搭載部の最後列のバンプおよびその奥のダミーバンプに同時に接触した状態で各搭載部のバンプの平坦化を終了することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のシート基板によれば、捨て代領域の相対向する２辺の上面に、この２辺と平行な第１の方向から見て、各搭載部における半導体素子接続パッドの最前列よりも手前側および最後列よりも奥側にそれぞれ第２のピッチだけ離れて位置するダミーパッドが形成されており、そのダミーパッド上に、上部が平坦化されたダミーバンプが形成されている。
これらのダミーバンプにより、第１の方向から見て、各搭載部の最前列および最後列のバンプが他のバンプよりも大きく潰されることが防止される。したがって、各搭載部におけるバンプ頂部の高さが揃ったものとなる。その結果、半導体素子の電極とバンプとを良好に接続して半導体素子を安定的に作動させることが可能なシート基板を提供することができる。
【００１２】
本発明のシート基板の製造方法によれば、捨て代領域の相対向する２辺の上面に、この２辺と平行な第１の方向から見て、各搭載部における半導体素子接続パッドの最前列よりも手前側および最後列よりも奥側に第２のピッチだけ離れて位置するダミーパッドを形成しておき、半導体素子接続パッドにバンプおよびダミーパッドにダミーバンプを形成する。そして、これらのバンプ上およびダミーバンプ上にフラットニングローラーを上方から押圧しながら第１の方向に転動させて、フラットニングローラーが各搭載部の最前列のバンプおよびその手前のダミーバンプに同時に接触した状態で各搭載部のバンプの平坦化を開始する。また、フラットニングローラーが各搭載部の最後列のバンプおよびその奥のダミーバンプに同時に接触した状態でバンプの平坦化を終了する。
これにより、第１の方向から見て、各搭載部の最前列および最後列のバンプが他のバンプよりも大きく潰れることを回避できる。したがって、各搭載部におけるバンプの高さが揃ったものとなる。その結果、半導体素子の電極とバンプとを良好に接続して半導体素子を安定的に作動させることが可能なシート基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（ａ）および（ｂ）は、本発明の配線基板の実施の形態の一例を示す概略断面図および概略平面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｅ）は、本発明の配線基板の製造方法の実施形態の一例を示す概略断面図である。
【図３】図３（ａ）および（ｂ）は、従来の配線基板の実施の形態の一例を示す概略断面図および概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明のシート基板およびその製造方法の実施形態の一例を図１および図２を基にして詳細に説明する。なお、図１（ａ）は、図１（ｂ）に示すＶ−Ｖ間を結ぶ線を通る概略断面図である。
【００１５】
図１（ａ）に示すように、本発明のシート基板Ａは、絶縁基板１０と、半導体素子接続パッド１１と、外部接続パッド１２と、バンプ１３と、ソルダーレジスト層１４と、ダミーパッド１５と、ダミーバンプ１６とを備えている。
【００１６】
シート基板Ａは、図１（ｂ）に示すように、四角形状のシート中央部に縦横の並びで配列され複数の製品領域Ｘと、シート外周部に複数の製品領域Ｘを取り囲むように形成された四角枠状の捨て代領域Ｙとを具備している。
各製品領域Ｘの上面中央部には、半導体素子が搭載される搭載部Ｊが形成されている。これらの各搭載部Ｊには、縦横の並びに配列された複数の半導体素子接続パッド１１が、第１のピッチＰ１で形成されている。
各製品領域Ｘの下面には、縦横の並びに配列された複数の外部接続パッド１２が複数形成されている。
半導体素子接続パッド１１および外部接続パッド１２は、それぞれ対応するもの同士が、絶縁基板１０内の図示しない配線導体により電気的に接続されている。
【００１７】
捨て代領域Ｙにおける相対向する２辺の上面には、複数のダミーパッド１５が形成されている。ダミーパッド１５は、このダミーパッド１５が形成された２辺と平行な第１の方向から見て、各搭載部Ｊにおける半導体素子接続パッド１１の最前列よりも手前側および最後列よりも奥側に第２のピッチＰ２だけ離れた位置に形成されている。
【００１８】
絶縁基板１０の上面には、半導体素子接続パッド１１の中央部を露出する開口部１４ａ、およびダミーパッド１５の中央部を露出する開口部１４ｃを有する上面側のソルダーレジスト層１４が形成されている。また、絶縁基板１０の下面には、外部接続パッド１２の中央部を露出する開口部１４ｂを有する下面側のソルダーレジスト層１４が形成されている。
【００１９】
半導体素子接続パッド１１上には、頂部が平坦化されたバンプ１３が形成されている。また、ダミーパッド１５上には、頂部が平坦化されたダミーバンプ１６が形成されている。
そして、半導体素子の各電極がバンプ１３を介して半導体素子接続パッド１１に接続される。半導体素子の電極と半導体素子接続パッド１１とを接続するには、半導体素子の各電極を対応するバンプ１３の平坦化された頂部に載置した後、リフロー処理する方法が採用される。さらに、外部接続パッド１２を半田を介して外部電気回路基板に接続することで半導体素子と外部電気回路基板とが電気的に接続される。
なお、バンプ１３およびダミーバンプ１６は、例えば半田等の良導電性金属から成る。そして、後述するようにフラットニングローラーを用いて頂部が平坦化される。
【００２０】
ところで、本発明のシート基板Ａによれば、捨て代領域Ｙの相対向する２辺の上面に、この２辺と平行な第１の方向から見て、各搭載部Ｊにおける半導体素子接続パッド１１の最前列よりも手前側および最後列よりも奥側にそれぞれ第２のピッチだけ離れて位置するダミーパッド１５が形成されており、このダミーパッド１５上に、上部が平坦化されたダミーバンプ１６が形成されている。
これらのダミーバンプ１６により、第１の方向から見て、各搭載部Ｊの最前列および最後列のバンプ１３が他のバンプ１３よりも大きく潰れることが防止される。これにより、各搭載部Ｊにおけるバンプ１３の平坦化された頂部の高さが揃ったものとなる。その結果、半導体素子の電極とバンプ１３とを良好に接続して半導体素子を安定的に作動させることが可能なシート基板を提供することができる。
【００２１】
次に、本発明のシート基板の製造方法の一例について、図２（ａ）〜（ｅ）を基にして詳細に説明する。なお、本説明においては、バンプの平坦化方法を中心に説明する。また、図１と同様の個所には同様の符号を付して説明する。
【００２２】
まず、図２（ａ）に示すように、絶縁基板１０の製品領域Ｘにおける上面の搭載部Ｊに、半導体素子接続パッド１１および下面に外部接続パッド１２を形成するとともに、捨て代領域Ｙにおける上面にダミーパッド１５を形成する。
半導体素子接続パッド１１は、搭載部Ｊに第１のピッチＰ１で縦横の並びに形成する。また、ダミーパッド１５は、捨て代領域Ｙの相対向する２辺の上面に、この２辺と平行な第１の方向から見て、各搭載部Ｊにおける半導体素子接続パッド１１の最前列よりも手前側および最後列よりも奥側にそれぞれ第２のピッチＰ２だけ離れた位置に形成する。
このような半導体素子接続パッド１１および外部接続パッド１２、あるいはダミーパッド１５は、例えば周知のセミアディティブ法を用いることにより形成できる。
【００２３】
次に、図２（ｂ）に示すように、絶縁基板１０の上面に半導体素子接続パッド１１の中央部およびダミーパッド１５の中央部を露出させる開口部１４ａ、１４ｃを有する上面側のソルダーレジスト層１４を形成する。また、絶縁基板１０の下面に外部接続パッド１２の中央部を露出させる開口部１４ｂを有する下面側のソルダーレジスト層１４を形成する。ソルダーレジスト層１４の形成は、絶縁基板１０の表面にソルダーレジスト用の感光性の樹脂フィルムを貼着するとともに、これを周知のフォトリソグラフィ技術を用いて所定のパターンに露光および現像した後、硬化させることにより行なう。
【００２４】
次に、図２（ｃ）に示すように、半導体素子接続パッド１１の上面にバンプ１３を形成するとともにダミーパッド１５の上面にダミーバンプ１６を形成する。
これらのバンプ１３およびダミーバンプ１６を形成するには、例えば半田ペーストを周知の印刷技術を用いて半導体素子接続パッド１１の上面およびダミーパッド１５の上面に被着させた後、リフロー処理により熱硬化することにより形成すればよい。
【００２５】
次に、図２（ｄ）に示すように、絶縁基板１０を平坦なテーブル上に載置して、フラットニングローラーＲを第１の方向に転動させることでバンプ１３の頂部を平坦化する。
このとき、フラットニングローラーＲが各搭載部Ｊ最前列のバンプ１３およびその手前のダミーバンプ１６に同時に接触した状態でバンプ１３の平坦化を開始する。
【００２６】
さらに、図２（ｅ）に示すように、フラットニングローラーＲが第１の方向に転動して、フラットニングローラーＲが各搭載部Ｊの最後列のバンプ１３およびその奥のダミーバンプ１６に同時に接触した状態でバンプ１３の平坦化を終了する。
【００２７】
このように、本発明のシート基板の製造方法によれば、捨て代領域Ｙの相対向する２辺の上面に、この２辺と平行な第１の方向から見て、各搭載部Ｊにおける半導体素子接続パッド１１の最前列よりも手前側および最後列よりも奥側に第２のピッチＰ２だけ離れて位置する複数のダミーパッド１５を形成しておき、半導体素子接続パッド１１にバンプ１３およびダミーパッド１５にダミーバンプ１６を形成する。そして、これらのバンプ１３上およびダミーバンプ１６上にフラットニングローラーＲを上方から押圧しながら第１の方向に転動させて、フラットニングローラーＲが各搭載部Ｊの最前列のバンプ１３およびその手前のダミーバンプ１６に同時に接触した状態でバンプ１３の平坦化を開始する。また、フラットニングローラーＲが各搭載部Ｊの最後列のバンプ１３およびその奥のダミーバンプ１６に同時に接触した状態でバンプ１３の平坦化を終了する。その結果、各搭載部の最前列および最後列のバンプ１３にフラットニングローラーＲの圧力が集中することを回避して全てのバンプ１３を均等な圧力で平坦化することで、各搭載部Ｊにおける全てのバンプ１３の頂部の高さを揃えることができる。これにより、半導体素子の電極とバンプ１３とを良好に接続して半導体素子を安定的に作動させることが可能なシート基板の製造方法を提供することができる。
なお、第２のピッチＰ２は、第１のピッチＰ１の０．５倍以上、１．５倍以下であることが好ましい。第２のピッチＰ２が、第１のピッチＰ１の０．５倍よりも小さい場合や、１．５倍よりも大きい場合には、フラットニングローラーＲの圧力を各搭載部Ｊの全てのバンプ１３に均等に加えることが困難となり、各バンプ１３の高さにばらつきが発生しやすくなる。
【００２８】
なお、本発明は、上述の実施形態の一例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば、上述の実施の形態の一例では、ダミーパッド１５を上面視で円形に形成したが、長円形状や四角形状にしても構わない。このような形状にすることで、ダミーバンプを高密度に配置することが可能になり、必要に応じてダミーバンプに、より大きなフラットニングローラーＲの圧力を分散させることが可能になる。
【符号の説明】
【００２９】
１１          半導体素子接続パッド
１３          バンプ
１５          ダミーパッド
１６          ダミーバンプ
Ａ            シート基板
Ｊ            搭載部
Ｐ１          第１のピッチ
Ｐ２          第２のピッチ
Ｘ            製品領域
Ｙ            捨て代領域
【図１】
2016139633.tif 000003
【図２】
2016139633.tif 000004
【図３】
2016139633.tif 000005