JP2000306952A - 実装用配線基板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実装時において、ベアチップが受けるダメー
ジを抑制しうる実装用配線基板およびその製造方法を提
供する。 【解決手段】 本発明は、半田バンプ１４を有する半導
体チップ８を実装でき、絶縁性基板１に回路配線２が設
けられた構造を有する実装用配線基板１０であって、半
田バンプ１４に突き刺さってこれと電気的に接続される
突起電極３を有し、絶縁性基板１の一方の面には接着剤
層５と導電性部材４が設けられ、導電性部材４は接着剤
層５を貫通し、回路配線２に電気的に接続されており、
突起電極３は導電性部材４と電気的に接続された状態で
接着剤層５によって絶縁性基板１に固定されている実装
用配線基板である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップなど
の実装に適した実装用配線基板およびその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子機器の小型化、高性能化に伴
い、電子機器を構成する半導体装置の小型薄型化、高性
能化、高信頼性が要求される。このため、半導体チップ
の実装方法もピン挿入型パッケージから、表面実装型パ
ッケージへと移行してきている。特に、最近では、パッ
ケージ前の段階の裸の半導体チップ（以下、この段階の
ものを「ベアチップ」という）を直接プリント基板に実
装するベアチップ実装と、リードフレームの代わりにイ
ンターポーザーを使用したチップサイズパッケージ（Ｃ
ＳＰ）やこのＣＳＰをウェハサイズで作成したウェハス
ケールパッケージ（ＷＳＰ）と呼ばれる実装方法が行わ
れている。

【０００３】ベアチップ実装では、チップはチップの電
極上に形成された半田バンプを介して配線基板にフリッ
プチップ実装されている。また、ＣＳＰでは、チップは
チップサイズより少し大きいインターポーザーと呼ばれ
る多層の配線基板に、半田バンプで接続されている。こ
のインターポーザーは半田バンプを有しており、この半
田バンプでさらに別の配線基板に実装される。このた
め、チップとほぼ同じサイズでの実装が可能となる。

【０００４】実装されたチップには、導通試験、動作試
験などが行われ、不良の場合は、取り替える（リペア）
ことが行われている。しかし、従来では半田バンプを介
してチップと基板とを接続する場合に、半田バンプと配
線基板との接触抵抗を低下させる必要があるため、半田
バンプは溶融（リフロー）されて基板に接続される。こ
のため、その後の試験でチップが不良であった場合に、
チップの取り外しの際に、チップの破損や、配線基板上
の回路配線が剥がれるという問題がある。

【０００５】このような問題を解決するため、例えば特
開昭５８−４８４４５号公報や、特開平９−６８５４６
号公報に記載の発明では、突起電極が設けられた配線基
板を使用している。この配線基板では、突起電極を半田
バンプに突きさすため、リフローすることなく、接触抵
抗を低下させることができる。また、特開平９−２２３
７２１号公報では、半導体チップの上の半田バンプの先
端部に尖鋭部を形成し、これで基板上の突起部を突き刺
すものが開示されており、半田バンプの高さを一定にす
るとともに、接続信頼性を向上させている。さらに、特
開平５−２５１４４９号公報では、回路基板上に突起電
極材料を蒸着させることで、高さの均一な突起電極を作
製している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
突起電極が設けられた配線基板においては、酸化膜を破
る際に半導体チップにダメージを与えてしまうことがあ
る。また、ダメージを受けた半導体チップの修復は困難
である。

【０００７】本発明の目的は、上記問題を解決し、実装
時において、半導体チップが受けるダメージを抑制しう
る実装用配線基板およびその製造方法を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の発明を完成し
た。 半田バンプを有する半導体チップを実装でき、絶縁
性基板に回路配線が設けられた構造を有する配線基板で
あって、半田バンプに突き刺さってこれと電気的に接続
される突起電極を有し、絶縁性基板の一方の面には接着
剤層と導電性部材が設けられ、導電性部材は接着剤層を
貫通し、回路配線に電気的に接続されており、突起電極
は導電性部材と電気的に接続された状態で接着剤層によ
って絶縁性基板に固定されていることを特徴とする実装
用配線基板。 上記一方の面に、実装対象となる半導体チップを固
定するための接着剤層がさらに設けられている上記に
記載の実装用配線基板。 当該配線基板が、ウェハスケールパッケージまたは
チップサイズパッケージに使用されるインターポーザー
である上記に記載の実装用配線基板。 絶縁性基板の線膨張率が２０ｐｐｍ／℃以下である
上記に記載の実装用配線基板。 （１）シリコンウェハに凹部を形成し、凹部内に導
電性材料を充填して突起電極を形成する工程と、（２）
回路配線が設けられた絶縁性基板の一方の面に、接着剤
層を設ける工程と、（３）前記一方の面に、回路配線と
電気的に接続し、かつ、接着剤層を貫通する導電性部材
を設ける工程と、（４）シリコンウェハの凹部内に形成
された状態の突起電極を、導電性部材の露出部分に電気
的に接続させ、接着剤層により絶縁性基板に固定する工
程と、（５）シリコンウェハをエッチングまたは剥離に
より除去する工程とを少なくとも有する実装用配線基板
の製造方法。

【０００９】

【作用】上記〜に示すように本発明の実装用配線基
板では、従来と異なり接着剤層を用いて突起電極を固定
している。そのため、実装時において突起電極にかかる
力を分散させる効果があり、半導体チップに対してダメ
ージを与えずに実装できる。

【００１０】また、上記に示すように本発明の実装用
配線基板の製造方法では、従来と異なり、接着剤層によ
って突起電極を固定して実装用配線基板の製造を行って
いる。そのため、本発明の実装用配線基板が好ましく製
造できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図を用いて詳細に
説明する。図１は、本発明の実装用配線基板の一例を断
面で示す図である。図１では、アルミニウム電極９を有
する半導体チップ８を半田バンプ１４を介して実装用配
線基板１０に実装した状態を示している。図１の例に示
すように、本発明の実装用配線基板１０は、アルミニウ
ム電極９を有する半導体チップ８の実装に使用される。
アルミニウム電極９は金属層１３を介し、半田バンプ１
４に接続されている。実装用配線基板１０は絶縁性基板
１に回路配線２が設けられた構造を有している。さら
に、実装用配線基板１０は、半田バンプ１４に突き刺さ
ってこれと電気的に接続される突起電極３を有してい
る。絶縁性基板１の一方の面には接着剤層５と導電性部
材４とが設けられている。導電性部材４は、接着剤層５
を貫通し、回路配線２に電気的に接続されている。突起
電極３は導電性部材４と電気的に接続された状態で接着
剤層５によって絶縁性基板１に固定されている。

【００１２】図１の例では、絶縁性基板１の一方の面
に、導電性部材４と電気的に接続される回路配線２が設
けられており、さらにその上に接着剤層５と導電性部材
４とが設けられている。なお、本発明でいう絶縁性基板
の一方の面とは、この一方の面に回路配線が設けられて
いる場合においては、回路配線上の面をもいう。

【００１３】また、図１の例では、絶縁性基板１の他方
の面にも回路配線１２が設けられており、実装用配線基
板１０は両面配線基板として構成されている。突起電極
３は四角錐状の形態を有しており、その先端は半田バン
プ１４を突き破って接続されている。さらに、絶縁性基
板１の一方の面には、実装対象となる半導体チップ８を
実装用配線基板１０に固定するための接着剤層１１が設
けられており、実装用配線基板１０と半導体チップ８と
の間には接着剤が充填された状態となっている。

【００１４】このように、本発明の実装用配線基板１０
では突起電極３を接着剤層５で固定しているため、ベア
チップ、インターポーザー上に設けられた直径１００〜
５００μｍの半田バンプ１４に突起電極３を突き刺す場
合に、接着剤層５が、加圧時のクッションとなり、半導
体チップ８へのダメージを軽減できる。

【００１５】本発明の実装用配線基板を構成する突起電
極は、図１の例に示すように、実装される半導体チップ
の電極に尖った部分が対向するように固定される。本発
明においては、突起電極としては導電性を有し、尖った
部分を有するものであれば使用できる。突起電極の形状
は、上記したように尖った部分を有した形状であれば特
に限定されないが、円錐状や角錐状の形態を有する形状
が好ましく使用できる。突起電極の大きさは、実装対象
となるベアチップのアルミニウム電極の大きさに応じて
適宜設定すれば良い。また、突起電極の位置は、実装対
象となるベアチップのアルミニウム電極の配置パターン
に応じて設定すれば良い。

【００１６】突起電極を形成する材料としては、導電性
を有する材料であれば、特に限定なく利用できる。突起
電極は、単一の材料で形成されていても良いし、複種類
の材料を用いて層状に積層して形成されていても良い。
突起電極を形成する材料の具体例としては、ニッケル、
銅、金、銀、クロム、鉄などの金属や、カーボン、金属
粉をエポキシなどの接着剤と混合した導電性ペーストな
どが挙げられる。このうち本発明では、抵抗率、硬度の
点からニッケルが好ましく用いられる。さらにニッケル
の酸化を防ぎ、電気的接続の信頼性を向上させる点か
ら、ニッケル上に金を積層し、金の側で導電性部材と接
続させる積層構造が、特に好ましく用いられる。

【００１７】突起電極の形成方法としては、突起電極を
形成する材料が金属の場合は、後述する図２に示すよう
な凹部内に導電性材料を充填する方法などが挙げられ
る。カーボンの場合には、溶剤でペースト状にしたもの
を錘状の部位に塗布し、その後溶剤を除去すればよい。
導電性ペーストの場合には、カーボンの場合と同様に錘
状の部位に塗布し、その後溶剤を除去し、硬化させれば
よい。このうち、突起高さの均一化を図りうる点から、
後述の図２に示す凹部内に導電性金属材料を充填する方
法が、好ましい方法として挙げられる。

【００１８】本発明の配線基板を構成する絶縁性基板
は、電気的絶縁性を有するものであれば特に限定される
ものではなく、従来より配線基板で使用されているもの
を利用できる。具体的には、ガラス繊維をビスフェノー
ルＡやノボラックに代表されるエポキシ樹脂で固めて形
成されたもの、フェノール系樹脂、ポリイミド系樹脂、
アラミド系樹脂といった樹脂材料で形成されたもの、ア
ルミナやガラスを焼結してなるセラミックで形成された
もの、Ｎｉ−Ｆｅ合金、チタン、ステンレスといった金
属材料を樹脂材料などの絶縁材料で被覆して形成された
もの、これらを積層して形成されたものなどが挙げられ
る。

【００１９】但し、ベアチップを実装する場合、ベアチ
ップの線膨張率（シリコンの膨張率：３．５ｐｐｍ／
℃）と絶縁性基板の線膨張率との差が大きいと、ベアチ
ップと突起電極との接触部分にズレが生じ、接触不良が
生じるおそれがある。従って、本発明では、絶縁性基板
の線膨張率は、２０ｐｐｍ／℃以下、好ましくは３．５
ｐｐｍ／℃〜１５ｐｐｍ／℃、特に好ましくは３．５ｐ
ｐｍ／℃〜１０ｐｐｍ／℃である。このような線膨張率
を有する絶縁性基板としては、上記で述べたセラミック
（３ｐｐｍ／℃〜７ｐｐｍ／℃）で形成されたものや、
Ｎｉ−Ｆｅ合金（１．５ｐｐｍ／℃〜４．５ｐｐｍ／
℃）、チタン（８．６ｐｐｍ／℃）、ステンレス（１
０．４ｐｐｍ／℃〜１７．０ｐｐｍ／℃）といった金属
材料を絶縁材料で被覆して形成されたものが挙げられ
る。特に、後者については金属材料を変更することで絶
縁性基板の線膨張率を制御することができる点で好まし
い態様である。絶縁性基板の線膨張率とベアチップの線
膨張率とを近似させることにより、実装後の温度変化に
よる絶縁性基板の膨張、収縮にベアチップが追従でき、
接続が外れるといった事態を抑制して接続の信頼性を高
めることができる。

【００２０】絶縁性基板に形成する回路配線は、特に限
定されるものではなく、公知の回路配線を利用できる。
回路配線の形成方法も特に限定されるものではなく、サ
ブトラクティブ法やアディティブ法などの公知の回路パ
ターン形成方法を利用できる。また、回路配線は、図１
に示すように絶縁性基板の一方の面に形成されている必
要はなく、絶縁性基板の内部に形成されていても良い。
絶縁性基板の内部に回路配線を形成する方法としては、
ベースとなる第１の絶縁性基板上に回路配線を形成し、
この回路配線をさらに第２の絶縁性基板によって被覆す
る方法が挙げられる。この場合、第１の絶縁性基板に用
いられる材料と第２の絶縁性基板に用いられる材料とは
同じであっても、異なるものであってもよい。

【００２１】また、絶縁性基板の内部に回路配線を形成
した場合においては、導電性部材との電気的接続を確保
するため、絶縁性基板に孔を設けて導通路を形成する必
要がある。導通路の形成方法としては、孔に導電性の材
料を充填する方法やスルーホールメッキのように孔の壁
面に導電性の層を形成する方法が挙げられるが、孔に導
電性の材料を充填する方法が確実かつ簡便であるため好
ましい。

【００２２】本発明において突起電極を絶縁性基板に固
定するための接着剤層は、突起電極を絶縁性基板に接着
して固定し得るものであれば、特に限定されるものでは
ない。この接着剤層を形成する接着剤としては、エポキ
シ系接着剤、アクリル系接着剤、シリコン系接着剤、ポ
リイミド系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリオレフ
ィン系接着剤などが挙げられる。このうち、耐熱性、絶
縁性に優れるポリイミド系接着剤が好ましく用いられ
る。

【００２３】接着剤層の厚さは、ベアチップのダメージ
を軽減できる程度であれば特に制限されないが、１０μ
ｍ〜１００μｍが好ましく、２０μｍ〜５０μｍが特に
好ましい。

【００２４】本発明の配線基板を構成する導電性部材
は、回路配線と突起電極とを電気的に接続し得る導電性
を有するものであれば特に限定されるものではない。具
体的には、半田、導電性フィルム、導電性ペースト、異
方導電性フィルム、異方導電性シートなどが使用でき
る。但し、これらのうち、接続信頼性の点から、半田が
好ましく使用される。

【００２５】本発明の配線基板に実装された半導体チッ
プは、耐湿性や長期信頼性の点から、図１の例に示した
ように配線基板に固定されているのが好ましい態様であ
る。半導体チップを固定する方法としては、図１の例に
示す配線基板と半導体チップとの間に接着剤層を設ける
方法等が挙げられる。

【００２６】半導体チップを固定するための接着剤層と
しては、フィルム状のものや液状のものが利用できる。
この接着剤層は実装前に予め配線基板又は半導体チップ
の何方か一方又は両方に設けておくのが良い。この接着
剤層を形成する接着剤としては、ポリオレフィン系接着
剤、グリコールとテレフタル酸、アジピン酸、セバシン
酸などの共重合体に代表されるポリエステル系接着剤、
ポリイミド系接着剤、ビスフェノールＡ、ノボラックに
代表されるエポキシ系接着剤、アクリル酸エチル、アク
リル酸ブチル、アクリル酸２エチルヘキシルなどの重合
体やその共重合体に代表されるアクリル系接着剤、ポリ
クロロプレンなどに代表されるゴム系接着剤などが挙げ
られる。

【００２７】次に、本発明の配線基板の製造方法につい
て説明する。図２は、本発明の配線基板の製造方法の一
例を断面で示す図であり、図１に示す本発明の配線基板
の製造方法を工程ごとに示している。

【００２８】図２（ａ）〜（ｅ）の例に示すように、本
発明の配線基板の製造方法は、（１）シリコンウェハ６
に凹部７を形成し、凹部７内に導電性材料を充填して突
起電極３を形成する工程（図２（ａ））と、（２）回路
配線２が設けられた絶縁性基板１の一方の面に、接着剤
層５を設ける工程（図２（ｂ））と、（３）絶縁性基板
１の一方の面に、回路配線２と電気的に接続され、か
つ、接着剤層５を貫通する導電性部材４を設ける工程
（図２（ｃ））と、（４）シリコンウェハの凹部内に形
成された状態の突起電極３を、導電性部材４の露出部分
に電気的に接続させ、接着剤層５により絶縁性基板１に
固定する工程（図２（ｄ））と、（５）シリコンウェハ
６をエッチングまたは剥離により除去する工程（図２
（ｅ））とを少なくとも有している。本発明の実装用配
線基板１０はこれら（１）〜（５）の工程を経て製造さ
れている。

【００２９】図２（ａ）の例に示すように、突起電極３
は凹部７内に導電性材料を充填して形成されている。こ
のような方法によれば、複数の突起電極を形成する場合
において、突起電極の高さのバラツキを１μｍ以下に抑
制することができる。図２（ａ）の例では、シリコンウ
ェハ６に形成された凹部７は、エッチングによって四角
錐がくり抜かれた形状に形成されている。具体的には、
酸化膜が形成された結晶面方位（１、０、０）面に方形
の開口が設けられたレジストパターンを半導体のフォト
工程を用いて作製し、開口部分における酸化膜をフッ酸
で除去し、高濃度の水酸化カリウムの高温水溶液を用い
てエッチングが行われている。この場合、結晶面方位
（１、１、１）面の方向にはエッチングは進行しないた
め、四角錘がくり抜かれた形状の凹部７が形成される。
図示していないが、凹部７は突起電極３の配置パターン
に合わせて複数個が設けられている。

【００３０】本発明では、レジストパターンの開口形状
を方形以外に三角形とすることもできる。例えば三角形
とすることにより、凹部７の形状は三角錐がくり抜かれ
た形状となり、三角錐状の突起電極が形成できる。開口
の大きさは、要求される突起電極の大きさに応じて適宜
設定すれば良いが、使用の便宜を考慮すると、四角錐の
一辺の長さが、１μｍ〜５００μｍ、好ましくは５μｍ
〜１００μｍ程度である。また、エッチング液としては
水酸化カリウム以外に水酸化ナトリウムなどの結晶面方
位に依存してエッチングできる液が使用できる。

【００３１】また、図２（ａ）の例では、導電性材料の
充填はスパッタ蒸着とメッキにより行われている。導電
性材料としては、上述の突起電極を形成する材料が用い
られている。具体的には、最初にクロム、銅の順でスパ
ッタ蒸着が行われ、その上にニッケルがパターンメッキ
され、さらに金がフラッシュメッキされて、突起電極３
が形成されている。銅を蒸着しているのは、メッキをつ
けるための導電層や無電解メッキの場合の下地金属のた
めである。また、銅を蒸着する前にクロムを蒸着してい
るのは、シリコンと銅の間をつなぐ接着補助のためであ
る。本発明では、導電性材料の充填方法としては、スパ
ッタ蒸着やメッキ以外に溶融充填などを利用することも
できる。

【００３２】図２（ｂ）の例では、接着剤層５は、絶縁
性基板１の一方の面に、あらかじめ孔５ａの開いた接着
シートを貼り合わせることによって、または接着シート
を貼った後に孔５ａを開けることによって、または接着
剤を塗布した後に孔５ａを開けることによって設けられ
ている。なお、接着剤層５は、回路配線２の上に設けら
れている。絶縁性基板１は、他方の面にも回路配線１２
を有している。

【００３３】図２（ｃ）の例では、導電性部材４は回路
配線２と接触するように、接着剤層５の孔５ａに充填さ
れており、回路配線２と電気的に接続されている。導電
性部材４としては半田が使用されている。

【００３４】図２（ｄ）の例では、突起電極３は凹部７
内で形成された状態のまま、接着剤層５によって絶縁性
基板１に固定されている。凹部７は突起電極の配置パタ
ーンに合わせて形成されているため、複数の突起電極３
は一度に固定されている。即ち、図２に示した方法によ
れば、複数の突起電極３の固定を効率良く行うことがで
きる。また、このように突起電極３の一部のみを導電性
部材４により電気的に接続し、他の部分は接着剤で固定
することで、位置ズレを起こさないという利点がある。

【００３５】図２（ｅ）の例では、シリコンウェハ６が
エッチングにより除去され、突起電極３がシリコンウェ
ハ６から分離されている。更に、突起電極３の最外層と
なっているクロムと、その下の銅も除去されて本発明の
実装用配線基板１０が完成されている。図２の例に示し
たようにシリコンウェハ６を突起電極３の固定後に除去
すれば、接続時の位置合わせを一括して行うことがで
き、個々の突起電極３の位置ずれを防ぐことができる。

【００３６】半導体チップ（図示せず）を実装するに
は、半導体チップの半田バンプ（図示せず）と突起電極
３とが対向するように半導体チップと実装用配線基板１
０とを位置決めし、続いて半導体チップを実装用配線基
板１０に向け押圧することにより、半田バンプは突起電
極３に向けて押圧される。この状態で、導通をとり、動
作チェックを行う。動作チェックが良好な場合は、その
まま半田をリフローして接続する。動作チェックが不良
な場合は、半導体チップを取り替え、同様の操作を繰り
返す。

【００３７】本発明の実装用配線基板は、突起電極３を
有し、絶縁性基板１の一方の面に突起電極３を固定する
ための接着剤層５が設けられており、突起電極３は該接
着剤層５を貫通する導電性部材４を介して当該絶縁性基
板１の一方の面または内部に設けられた回路配線２と電
気的に接続されているので、実装する半導体チップの動
作が不良で半導体チップを取り替える場合であっても、
基板にダメージを与えることなく、取り替え可能であ
る。

【００３８】本発明の実装用配線基板は、突起電極の高
さが均一なので、ＣＳＰのインターポーザー、ＷＳＰの
インターポーザーなどとしても利用できる。

【００３９】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。

【００４０】実施例１ 〔突起電極の作製〕シリコンウェハの結晶面方位１００
面にシリコン酸化膜を形成し、レジストを用い、一辺４
０μｍの正方形の穴あきパターンを作成した。穴あき部
分のシリコン酸化膜をフッ酸で除去し、さらにレジスト
を除去したシリコン酸化膜をマスクとして、水酸化カリ
ウム水溶液でシリコンをエッチングした。シリコンウェ
ハの１１１面に沿って四角錐の形状の凹部が形成され
た。次に、クロム（０．２μｍ）、銅（０．５μｍ）の
スパッタ蒸着を行った。この上に、ニッケル（ビッカー
ス硬度６０）のパターンメッキ（２０μｍ）を行い、最
後に、金のフラッシュメッキを行なって、突起電極とな
る導電性材料を充填した。

【００４１】〔実装用配線基板の作製〕ガラスエポキシ
樹脂で形成した絶縁性基板に回路配線を設け、その上に
厚み３５μｍのポリイミド系接着シート（新日鉄化学
（株）製ＳＰＢ−０３５Ａ）を貼り合わせ、導電性部材
を埋め込むための孔をエキシマレーザーを用いて形成し
た。レーザーを用いて形成された孔に、半田ペーストを
埋め込み、リフロー（２５０℃、２分間）し、配線基板
上に球状の半田バンプ（１５０μｍφ）を形成した。

【００４２】次に、上記〔突起電極の作製〕で得られた
シリコンウェハの凹部に充填された状態の突起電極を半
田バンプに導通するように、上記接着シートによって絶
縁性基板に固定した。その後、シリコン、シリコン酸化
膜、クロム、銅の順でエッチングして除去し、高さ３０
μｍの四角錐状の突起電極を有する、本発明の実装用配
線基板を得た。

【００４３】〔評価〕上記で得られた本発明の実装用配
線基板に、半田バンプの数が２５６個、大きさ２０ｍｍ
×２０ｍｍのベアチップを実装して、突起電極とベアチ
ップの半田バンプとの間の接続チェックを行なった。結
果、全ての電極（２５６ヶ所）が導通していた。さらに
動作チェックを行い、これも良好であったので、半田リ
フロー（２５０℃×３分）し、半田を溶融させ接続し
た。接続チェックを行ったところ、全ての電極（２５６
ヶ所）が導通していた。さらに、同様のベアチップ１０
００個についても、同様に実装を行ったところ、全ての
ベアチップにおいて割れは生じていなかった。

【００４４】実施例２ 実施例１と同様に突起電極を形成し、突起電極とベアチ
ップ上の半田バンプを接触させ、半田バンプに食い込ま
せ、電気接続した。接続チェックを行ったところ、全て
の電極（２５６ヶ所）が導通していた。さらに動作チェ
ックを行い、これも良好であったので、半田リフロー
（２５０℃×３分）し、半田を溶融させ接続した。ま
た、ベアチップと基板との間にアンダーフィル剤（日本
ロックタイト（株）製、Ｄ３５６１）を注入し、加熱し
て反応（１５０℃×２０分）させ、接着剤を硬化させ
た。接続チェックを行ったところ、全ての電極（２５６
ヶ所）が導通していた。また、実施例１と同様に、ベア
チップ１０００個について実装を行ったところ、全ての
ベアチップにおいて割れは生じていなかった。

【００４５】実施例３ 実施例１と同様に、突起電極を形成し、突起電極とベア
チップ上の半田バンプを接触させ、半田バンプに食い込
ませ、電気接続した。接続チェックを行ったところ、全
ての電極（２５６ヶ所）が導通していた。ベアチップを
剥がしてみたところ、半田バンプに打痕は残っていた
が、ベアチップ、基板双方にダメージはなかった。

【００４６】実施例４ 実施例１と同様に突起電極を形成し、突起電極とチップ
サイズパッケージチップ上の半田バンプを接触させ、半
田バンプに食い込ませ、電気接続した。接続チェックを
行ったところ、全ての電極（２５６ヶ所）が導通してい
た。さらに動作チェックを行い、これも良好であったの
で、半田リフロー（２５０℃×３分）し、半田を溶融さ
せ接続した。接続チェックを行ったところ、全ての電極
（２５６ヶ所）が導通していた。また、実施例１と同様
に、ベアチップ１０００個について実装を行ったとこ
ろ、割れが生じたのは１０００個中１個であった。

【００４７】実施例５ 配線基板をガラスエポキシ配線基板からＮｉ−Ｆｅ合金
コア基板とした以外は実施例１と同様に、突起電極を形
成し、突起電極と６インチウェハ上に形成された半田バ
ンプを接触させ、半田バンプに食い込ませ、電気接続し
た。接続チェックを行ったところ、全てのチップ（４０
チップ）の全ての電極（１０２４０ヶ所）が導通してい
た。さらに４０チップ全ての動作チェックを行い、これ
も良好であったので、半田リフロー（２５０℃×３分）
し、半田を溶融させ、Ｎｉ−Ｆｅ合金コア基板と接続し
た。接続チェックを行ったところ、全ての電極（１０２
４０ヶ所）が導通していた。さらに−６５℃／１２５℃
で１０００サイクルのヒートショック試験を行った後、
接続チェックを行ったところ、全ての電極が導通してい
た。また、実施例１と同様に、ベアチップ１０００個に
ついて実装を行ったところ、割れが生じたのは１０００
個中１個であった。

【００４８】比較例１ ガラスエポキシ配線基板上に突起電極を接着シートを用
いずに半田のみで固定し、実施例５と同様に、突起電極
と６インチウェハ上に形成された半田バンプを接触さ
せ、半田バンプに食い込ませ、電気接続した。接続チェ
ックを行ったところ、全てのチップ（４０チップ）の全
ての電極（１０２４０ヶ所）が導通していた。さらに４
０チップ全ての動作チェックを行い、これも良好であっ
たので、半田リフロー（２５０℃×３分）し、半田を溶
融させ、ガラスエポキシ配線基板と接続した。接続チェ
ックを行ったところ、全ての電極（１０２４０ヶ所）が
導通していた。さらに−６５℃／１２５℃でヒートショ
ック試験を行ったところ、６００サイクルですべての電
極が導通しなくなった。さらに、ベアチップ１０００個
について実装を行ったところ、１０００個中２０個に割
れが生じていた。

【００４９】比較例２ 実施例１と同様に突起電極を形成し、突起電極を接着シ
ートを用いずに半田のみで配線基板に固定して実装用配
線基板を作成した。この配線基板についても、実施例１
で用いたベアチップ１０００個を用いて実装を行ったと
ころ、１０００個中２０個に割れが生じていた。

【００５０】比較例３ ベアチップ上に形成された半田バンプを、ガラスエポキ
シ配線基板に接触させ、半田リフロー（２５０℃×３
分）し、半田を溶融させ、この配線基板と接続した。接
続チェックを行ったところ、全ての電極（２５６ヶ所）
が導通していた。さらに動作チェックを行ったところ不
良であったため、チップを剥がしたところ、ベアチップ
は割れ、基板上の配線も剥がれた。

【００５１】比較例４ ６インチウェハ上に形成された半田バンプを、ガラスエ
ポキシ配線基板に接触させ、半田リフロー（２５０℃×
３分）し、半田を溶融させ、ガラスエポキシ配線基板と
接続した。接続チェックを行ったところ、全てのチップ
（４０チップ）の電極（１０２４０ヶ所）のうち、９０
０ヶ所が導通していなかった。

【００５２】上記実施例１〜４及び比較例１〜２から分
かるように、本発明の実装用配線基板を用いれば、突起
電極を固定する接着剤のクッション性により、半導体チ
ップへのダメージを軽減することができる。また、実施
例１〜４と比較例４との対比からは、本発明の実装用配
線基板を用いれば、電気的接続が容易、且つ、確実に行
えることも分かる。さらに、実施例３と比較例３との対
比からは、本発明の実装用配線基板を用いれば、ベアチ
ップ除去後にチップや基板にあたえる影響が小さく、た
とえリペアが必要であっても容易に行えることが分か
る。

【００５３】

【発明の効果】このように本発明の実装用配線基板を用
いれば、突起電極が接着剤で絶縁性基板に固定されてい
るため、半導体チップへのダメージを軽減でき、半導体
チップの割れを抑制できる。また、突起電極の高さのバ
ラツキが小さいため、低熱膨張性基板との組み合わせに
より、ウェハスケールパッケージのインターポーザーと
しても使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実装用配線基板の一例を断面で示す図
である。

【図２】本発明の実装用配線基板の製造方法の一例を断
面で示す図である。

【符号の説明】

１ 絶縁性基板 ２ 回路配線 ３ 突起電極 ４ 導電性部材 ５ 接着剤層 ８ 半導体チップ ９ アルミニウム電極 １０ 実装用配線基板 １３ 金属層 １４ 半田バンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長沢 徳 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 井上 泰史 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 中村 圭 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 Ｆターム(参考） 5E336 AA04 BB02 BB16 BC12 BC15 BC31 BC34 CC32 CC36 EE03 EE08 EE15 GG01 5F044 KK01 KK05 KK11 LL04 LL15 QQ03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半田バンプを有する半導体チップを実装
   でき、絶縁性基板に回路配線が設けられた構造を有する
   配線基板であって、 半田バンプに突き刺さってこれと電気的に接続される突
   起電極を有し、絶縁性基板の一方の面には接着剤層と導
   電性部材が設けられ、導電性部材は接着剤層を貫通し、
   回路配線に電気的に接続されており、 突起電極は導電性部材と電気的に接続された状態で接着
   剤層によって絶縁性基板に固定されていることを特徴と
   する実装用配線基板。
2. 【請求項２】 上記一方の面に、実装対象となる半導体
   チップを固定するための接着剤層がさらに設けられてい
   る請求項１に記載の実装用配線基板。
3. 【請求項３】 当該配線基板が、ウェハスケールパッケ
   ージまたはチップサイズパッケージに使用されるインタ
   ーポーザーである請求項１に記載の実装用配線基板。
4. 【請求項４】 絶縁性基板の線膨張率が２０ｐｐｍ／℃
   以下である請求項１に記載の実装用配線基板。
5. 【請求項５】 （１）シリコンウェハに凹部を形成し、
   凹部内に導電性材料を充填して突起電極を形成する工程
   と、（２）回路配線が設けられた絶縁性基板の一方の面
   に、接着剤層を設ける工程と、（３）前記一方の面に、
   回路配線と電気的に接続し、かつ、接着剤層を貫通する
   導電性部材を設ける工程と、（４）シリコンウェハの凹
   部内に形成された状態の突起電極を、導電性部材の露出
   部分に電気的に接続させ、接着剤層により絶縁性基板に
   固定する工程と、（５）シリコンウェハをエッチングま
   たは剥離により除去する工程とを少なくとも有する実装
   用配線基板の製造方法。