JP2000277667A - 補強板付きインターポーザーおよびその製造方法 - Google Patents

補強板付きインターポーザーおよびその製造方法

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JP2000277667A
JP2000277667A JP11081282A JP8128299A JP2000277667A JP 2000277667 A JP2000277667 A JP 2000277667A JP 11081282 A JP11081282 A JP 11081282A JP 8128299 A JP8128299 A JP 8128299A JP 2000277667 A JP2000277667 A JP 2000277667A
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reinforcing plate
interposer
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Hiroyuki Sawai
宏之 沢井
Masaaki Kato
正明 加藤
Takeshi Hozumi
猛 八月朔日
Yoshitaka Okugawa
良隆 奥川
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数個の半導体チップを格子状に搭載した状
態で製造される半導体装置の基板となインターポーザー
の、半導体装置製造工程中の加熱処理による変形を防止
できる、補強板付きインターポーザー2を提供する。 【解決手段】 接着剤付きフレキシブル回路板4の接着
剤(接着層3)面に、補強板を形成するための金属箔を
熱圧着により貼り合わせた後、該金属箔をエッチングす
ることにより、搭載される半導体チップ群の位置に合わ
せて開口部を設け、外周部と搭載される半導体チップ同
士の間隙部分に格子状に、補強部となる金属箔を残し、
格子状の補強板1を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数個の半導体チ
ップを格子状に搭載した状態で製造される半導体装置の
基板となる、接着剤付きフレキシブル回路板(インター
ポーザー)の、半導体装置製造工程おいて用いられる補
強板の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置は高集積化が進行し
て、実装技術も高密度化が求められており、図3に示す
ように、接着層33を形成したフレキシブル回路板34
に配線回路を形成し、更に回路面上にソルダーレジスト
層35を形成したインターポーザー32の、接着層33
上に半導体チップを実装すると共に、インターポーザー
32下面のソルダーレジスト層35側に形成された、半
田ボールを介してマザーボードに実装される半導体装置
が注目されている。この半導体装置は、フレキシブル回
路板をインターポーザーとして使用しているため、半導
体装置製造工程における搬送のためには、図2に示すよ
うな補強板31を、図3に示した位置に貼り付けて、製
造工程に供されている。
【0003】しかしながら、このようなフレキシブル回
路板をインターポーザーとした半導体装置では、次のよ
うな問題点がある。即ち、インターポーザー32と補強
板31とを加熱圧着により貼り付けた後、インターポー
ザー32にうねりやたるみを生じ易いため、これを防止
するため、補強板31には線膨張係数がインターポーザ
ー32より小さな材質、例えば、42アロイが使用され
ている。ところが、42アロイを補強板に使用した場合
には、半導体装置製造工程中の加熱工程、例えば、封止
材の硬化工程や、半田ボールのリフロー工程において、
インターポーザー32と補強板31の線膨張係数の不適
合により、インターポーザー32にうねりやたるみが発
生し、組み立て歩留まりが低下するなど、別の大きな問
題を生じている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、複数個の半
導体チップを格子状に搭載した状態で製造される半導体
装置の基板となる、接着剤付きフレキシブル回路板(イ
ンターポーザー)の、前記のような問題点を解決すべ
く、鋭意研究を進めた結果なされたもので、半導体装置
製造工程中の加熱処理による、インターポーザーの変形
を防止できる、補強板付きインターポーザーとその製造
方法を提供することを目的としたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、複数個の
半導体チップを格子状に搭載した状態で製造される半導
体装置の基板となる、接着剤付きフレキシブル回路板
(インターポーザー)の、外周部および搭載される半導
体チップ同士の間隙部分に格子状に、予め補強板が形成
されていることを特徴とする補強板付きインターポーザ
ー、および、接着剤付きフレキシブル回路板の接着剤面
に、補強板を形成するための金属箔を熱圧着により貼り
合わせた後、該金属箔をエッチングすることにより、搭
載される半導体チップ群の位置に合わせて開口部を設
け、外周部と搭載される半導体チップ同士の間隙部分に
格子状に、補強部となる金属箔を残し、格子状の補強部
を形成することを特徴とする補強板付きインターポーザ
ーの製造方法である。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明による補強板付きインター
ポーザーは、図1に示したように、フレキシブル回路板
4の一方の面に接着層3を形成し、反対側の回路面にソ
ルダーレジスト層5を形成した、接着剤付きフレキシブ
ル回路板4からなるインターポーザー2の、接着層3上
に、格子状に搭載される半導体チップ群の位置に合わせ
て開口部を設けた、金属箔からなる格子状の補強板1を
設けたものである。図1から分かるように、半導体チッ
プ群搭載部の外周部と、搭載される半導体チップ同士の
間隙部分に格子状に、補強板が形成された形になってい
る。
【0007】次に、本発明の補強板付きインターポーザ
ーの製造方法について説明する。先ず、インターポーザ
ーとなる接着剤付きフレキシブル回路板の接着剤面に、
補強板を形成するための金属箔を、熱圧着して貼り付け
る。次に、フレキシブル回路板の銅箔側を、エッチング
などの方法によりパターニングして、配線パターンを形
成し、その配線パターン上にソルダーレジスト5を形成
する。続いて、反対側の面の金属箔をエッチングするこ
とにより、搭載される半導体チップ群の位置に合わせて
開口部を設け、外周部と搭載される半導体チップ同士の
間隙部に格子状に、補強部となる金属箔を残した格子状
の補強板1が形成され、図1に示すような補強板付きイ
ンターポーザー2が完成する。
【0008】本発明で用いる接着剤付きフレキシブル回
路板は、特に限定されるものではないが、その製法の一
例を挙げれば、先ず、キャリアフィルム上に、公知のポ
リアミド酸樹脂溶液を、ダイコーター等の一般的な塗布
機により流延塗布し、半乾燥させてポリアミド酸フィル
ムをえる。次に、このポリアミド酸フィルムを、キャリ
アフィルム付きのまま、ポリアミド酸樹脂面と銅箔とを
対向させて熱圧着し、その後、キャリアフィルムを剥離
する。得られたポリアミド酸フィルム付き銅箔を、乾
燥、アニールさせ、ポリアミド酸を閉環させてポリイミ
ド樹脂にする。さらにこのポリイミド樹脂層上に、接着
剤樹脂溶液を流延塗布して、接着層3を形成し、接着剤
付きフレキシブル回路板4を得る。
【0009】前記で得られた、銅箔とポリイミド樹脂か
らなるフレキシブル回路板に代えて、ポリイミドやポリ
エチレンテレフタレートなどのフィルムに、接着剤を用
いて銅箔などの金属箔を貼り合わせた、3層構造のフレ
キシブル回路板を使用することも出来る。また、このよ
うにして予め作製されたフレキシブル回路板を用意し、
これに接着層3を形成する工程から始めても、何ら差し
支えはない。これらの方法がいずれも、本発明の技術的
範囲に入ることは勿論である。
【0010】本発明において接着層3を形成するための
接着剤樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、又
はそれらの混合物でも使用できるが、熱可塑性樹脂を用
いれば、金属箔の接着と半導体チップマウント時の接着
とに併用でき、好適である。
【0011】本発明において補強板1を形成するための
金属箔の材質としては、銅、銅系の合金、鉄、鉄系の合
金、アルミニウムなど、エッチングできる金属であれば
何れも使用できるが、金属箔の線膨張係数が、本発明の
インターポーザーの線膨張係数と同じ50〜150%の
範囲であり、特に80〜120%の範囲の金属箔である
のが好ましい。金属箔の線膨張係数が低すぎると、半導
体装置の製造工程中における、半導体用封止材の硬化工
程、ハンダボールのリフロー工程等の加熱工程におい
て、インターポーザー2にうねりやたるみが発生する。
また、線膨張係数が高すぎると、金属箔エッチング後の
インターポーザー2に、うねりやたるみが発生する。特
に、金属箔として銅箔を使用すると、線膨張係数も上記
の範囲に入り、エッチングも容易であり、本発明の補強
板付きインターポーザーに好適である。
【0012】使用する金属箔の厚みは、0.1〜1.0m
m、好ましくは0.2〜0.4mmの範囲とするの良い。
金属箔の厚みが薄すぎると、半導体装置製造工程でのハ
ンドリング性が悪くなり、厚すぎると製造コストが必要
以上に高くなる。
【0013】接着剤付きフレキシブル回路板の接着剤面
に、金属箔を熱圧着する方法としては、ロールラミネー
ト、プレスなどが使用できるが、貼り付ける金属箔の厚
みが厚い場合は、プレスが好ましい。加熱温度と圧力を
制御することによって、接着剤樹脂(接着層3)の均一
な厚みを保持すると共に、充分な接着強度が得られるよ
うにして、フレキシブル回路板と金属箔とを貼り合わせ
る。加熱温度は、使用する接着剤樹脂の組成によって異
なるが、加熱温度が高すぎると接着剤樹脂が軟化流動し
て厚みが不均一になったり、水分が急激に気化して発泡
する。また、低すぎると充分な接着力が出ず、半導体装
置製造工程で剥離が生じる。また、圧力は低すぎると充
分な接着力が出ず、高すぎると接着樹脂が流動して厚み
ムラを生じる原因になる。
【0014】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳しく説明する
が、本発明はこれによって何ら限定されるものではな
い。
【0015】合成例1(ポリアミド酸の合成) 乾燥窒素ガス導入管、冷却器、温度計、および攪拌機を
備えた四口フラスコに、脱水精製したN−メチルピロリ
ドン(NMP)450gを入れ、窒素ガスを流しながら
10分間激しく攪拌した後、2,2−ビス(4−(アミ
ノフェノキシ)フェニル)プロパン(BAPP)42.
0gを投入し、均一になるまで攪拌した。系を水浴で2
0℃以下に冷却しながら、ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸 33.0gを徐々に加えて、重合反応をさせてポリ
アミド酸ワニスを得た。
【0016】合成例2(ポリイミド接着剤樹脂の合成) 乾燥窒素ガス導入管、冷却器、温度計、および攪拌機を
備えた四口フラスコに、脱水精製したNMP 791g
を入れ、窒素ガスを流しながら10分間激しく攪拌した
後、BAPP 73.9g、1,3−ビス(3−アミノフ
ェノキシ)ベンゼン(APB)17.5g、および、α,
ω−ビス(3−アミノプロピル)ポリジメチルシロキサ
ン(平均分子量837)50.2gを投入し、系を60
℃に加熱し、均一になるまで攪拌した。次に、系を氷水
浴で5℃以下に冷却し、3,3',4,4'−ビフェニルテ
トラカルボン酸二無水物(BPDA)44.1gと、エ
チレングリコールビストリメリット酸二無水物(TME
G)61.5gを、粉末状のまま15分間かけて添加
し、その後3時間攪拌を続けた。この間フラスコは5℃
以下に保った。
【0017】その後、窒素ガス導入管と冷却器を外し、
キシレンを満たしたディーン・スターク管をフラスコに
装着し、系にキシレン 198gを添加した。油浴に代
えて系を175℃に加熱し、発生する水を系外に除い
た。4時間加熱して系からの水の発生が認められなくな
った後、冷却し、この反応溶液を大量のメタノール中に
投入して、ポリイミド接着剤樹脂を析出させた。固形分
を濾過した後、80℃で12時間減圧乾燥して溶剤を除
き、227.8gの固形樹脂を得た。
【0018】(実施例1)厚さ75μmのポリエステル
フィルムをキャリアフィルムとして、その上に、合成例
1で得られたポリアミド酸の13重量%NMP溶液を、
ダイコータで塗布し、100℃で10分間乾燥して、厚
みが40μmのポリアミド酸フィルムを得た。このフィ
ルムを18μmの圧延銅箔(ジャパンエナジー社製)上
に重ねて、ロールラミネータにより140℃で加熱圧着
した後、ポリエステルフィルムを剥離して取り除いた。
得られた銅箔付ポリアミド酸フィルムを、窒素雰囲気の
乾燥機内で、連続的に150℃、200℃、250℃、
300℃、350℃で各々15分間加熱し、さらに40
0℃で2時間加熱して、イミド化を行なった。イミド化
後のポリイミド層の厚みは20μmであった。
【0019】次に、このポリイミド層上に、合成例2で
得られたポリイミド接着剤樹脂のNMP溶液を、バーコ
ータで流延塗布し、80℃、150℃、230℃で各々
5分間乾燥して、12μmの接着剤層を形成した。得ら
れた接着剤付きフレキシブル回路板の線膨張係数は18
ppmであった。この接着剤層に、厚さ200μmの圧
延銅箔(古河電気工業(株)製EFTEC−64T、線膨
張係数17ppm)を重ねて、200℃で30分間プレ
スし、加熱圧着した。その後、フレキシブル回路板の1
8μm銅箔をパターニングすることにより配線パターン
を形成し、その配線パターン上にソルダーレジスト(太
陽インキ製造(株)製PSR−9000)をスクリーン印
刷で塗布した後、パターニング、150℃で50分間硬
化して、ソルダーレジスト層を形成した。
【0020】さらに、200μm圧延銅箔をエッチング
して、搭載される半導体チップ群の位置に合わせて開口
部を設け、外周部と搭載される半導体チップ同士の間隙
部に、補強部となる銅箔を残した格子状の補強板を形成
した。得られた補強板付きインターポーザーは、うねり
やたるみがなく、半導体装置製造工程中の加熱工程にお
いても、製造上問題となるようなうねりやたるみは発生
しなかった。
【0021】(比較例1)実施例1において、200μ
mの圧延銅箔の代わりに、200μmの42アロイ(線
膨張率:4.3ppm)を使用した他は、実施例1と同
様にして、補強板付きインタポーザーを作成した。得ら
れた補強板付きインターポーザーは、プレス後の段階で
は、インターポーザーのうねりやたるみは観察されなか
ったが、半導体装置製造工程中の加熱工程において、製
造上問題となるようなうねりやたるみが発生した。
【0022】
【発明の効果】本発明の補強板付きインターポーザー、
およびその製造方法によれば、インターポーザーの外周
部と搭載される半導体チップ同志の間隙部に、予め補強
板が形成されているので、半導体装置の製造工程おい
て、別個に作製された補強板にインターポーザーを貼り
付ける工程を省略出来ると共に、半導体装置製造工程中
の加熱処理によるインターポーザーの変形を防止出来る
ので、半導体装置製造工程の合理化と歩留まり向上に寄
与するものであり、半導体産業にとって極めて有用であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の補強板付きインターポーザーの構造
を示す図で、(a)は平面図、(b)はA−A'断面図であ
る。
【図2】 従来の補強板
【図3】 補強板を接着した従来のインターポーザーの
構造を示す図で、(a)は平面図、(b)はB−B'断面図
である。
【符号の説明】
1 格子状の補強板 2,32 インターポーザー 3,33 接着層 4,34 フレキシブル回路板 5,35 ソルダーレジスト 31 補強板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥川 良隆 東京都品川区東品川2丁目5番8号 住友 ベークライト株式会社内 Fターム(参考) 5E336 AA04 BB12 BB17 BB20 BC31 BC34 CC31 CC43 EE07

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数個の半導体チップを格子状に搭載し
    た状態で製造される半導体装置の基板となる、接着剤付
    きフレキシブル回路板(インターポーザー)の、外周部
    および搭載される半導体チップ同士の間隙部分に格子状
    に、予め補強板が形成されていることを特徴とする補強
    板付きインターポーザー。
  2. 【請求項2】 格子状の補強板が、接着剤付きフレキシ
    ブル回路板の接着剤によって、予め貼り合わせられた形
    で形成されていることを特徴とする、請求項1記載の補
    強板付きインターポーザー。
  3. 【請求項3】 格子状の補強板の材質が銅であることを
    特徴とする、請求項1記載の補強板付きインターポーザ
    ー。
  4. 【請求項4】 接着剤付きフレキシブル回路板の接着剤
    面に、補強板を形成するための金属箔を熱圧着により貼
    り合わせた後、該金属箔をエッチングすることにより、
    搭載される半導体チップ群の位置に合わせて開口部を設
    け、外周部と搭載される半導体チップ同士の間隙部分に
    格子状に、補強部となる金属箔を残し、格子状の補強部
    を形成することを特徴とする補強板付きインターポーザ
    ーの製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104768323A (zh) * 2015-03-24 2015-07-08 深圳华麟电路技术有限公司 一种超薄型摄像头模组的柔性线路板及其制作方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104768323A (zh) * 2015-03-24 2015-07-08 深圳华麟电路技术有限公司 一种超薄型摄像头模组的柔性线路板及其制作方法

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