JP2002110843A - 回路装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
持基板として回路素子が実装された回路装置がある。し
かし、この回路装置では多層配線を実現する量産性の高
い製造方法が確立されていない問題があった。 【解決手段】 導電箔30に分離溝31で分離された第
1層目の導電パターン41を形成した後、その上に複数
層の導電パターン43を形成して多層配線構造を作り、
更に回路素子46を実装し、絶縁性樹脂50でモールド
し、導電箔30の裏面をエッチングして多層構造の導電
パターン41、43を有する極めて省資源で大量生産に
適した回路装置の製造方法を実現できる。
Description
法に関し、特に支持基板を不要にした多層配線の回路装
置の製造方法に関するものである。
は、携帯電話、携帯用のコンピューター等に採用される
ため、小型化、薄型化、軽量化が求められている。
して述べると、一般的な半導体装置として、従来通常の
トランスファーモールドで封止されたパッケージ型半導
体装置がある。この半導体装置は、図11のように、プ
リント基板PSに実装される。
体チップ2の周囲を樹脂層3で被覆し、この樹脂層3の
側部から外部接続用のリード端子4が導出されたもので
ある。
リード端子4が樹脂層3から外に出ており、全体のサイ
ズが大きく、小型化、薄型化および軽量化を満足するも
のではなかった。
よび軽量化を実現すべく、色々な構造を開発し、最近で
はCSP(チップサイズパッケージ)と呼ばれる、チッ
プのサイズと同等のウェハスケールCSP、またはチッ
プサイズよりも若干大きいサイズのCSPが開発されて
いる。
基板5を採用した、チップサイズよりも若干大きいCS
P6を示すものである。ここではガラスエポキシ基板5
にトランジスタチップTが実装されたものとして説明し
ていく。
1の電極7、第2の電極8およびダイパッド9が形成さ
れ、裏面には第1の裏面電極10と第2の裏面電極11
が形成されている。そしてスルーホールTHを介して、
前記第1の電極7と第1の裏面電極10が、第2の電極
8と第2の裏面電極11が電気的に接続されている。ま
たダイパッド9には前記ベアのトランジスタチップTが
固着され、トランジスタのエミッタ電極と第1の電極7
が金属細線12を介して接続され、トランジスタのベー
ス電極と第2の電極8が金属細線12を介して接続され
ている。更にトランジスタチップTを覆うようにガラス
エポキシ基板5に樹脂層13が設けられている。
採用するが、ウェハスケールCSPと違い、チップTか
ら外部接続用の裏面電極10、11までの延在構造が簡
単であり、安価に製造できるメリットを有する。
リント基板PSに実装される。プリント基板PSには、
電気回路を構成する電極、配線が設けられ、前記CSP
6、パッケージ型半導体装置1、チップ抵抗CRまたは
チップコンデンサCC等が電気的に接続されて固着され
る。
は、色々なセットの中に取り付けられる。
よび図14を参照しながら説明する。
シ基板5を用意し、この両面に絶縁性接着剤を介してC
u箔20、21を圧着する。(以上図13Aを参照)続
いて、第1の電極7,第2の電極8、ダイパッド9、第
1の裏面電極10および第2の裏面電極11対応するC
u箔20、21に耐エッチング性のレジスト22を被覆
し、Cu箔20、21をパターニングする。尚、パター
ニングは、表と裏で別々にしても良い。(以上図13B
を参照)続いて、ドリルやレーザを利用してスルーホー
ルTHのための孔を前記ガラスエポキシ基板に形成し、
この孔にメッキを施し、スルーホールTHを形成する。
このスルーホールTHにより第1の電極7と第1の裏面
電極10、第2の電極8と第2の裏面電極10が電気的
に接続される。(以上図13Cを参照)更に、図面では
省略をしたが、ボンデイングポストと成る第1の電極
7,第2の電極8にNiメッキを施すと共に、ダイボン
ディングポストとなるダイパッド9にAuメッキを施
し、トランジスタチップTをダイボンディングする。
電極と第1の電極7、トランジスタチップTのベース電
極と第2の電極8を金属細線12を介して接続し、樹脂
層13で被覆している。(以上図13Dを参照)以上の
製造方法により、支持基板5を採用したCSP型の電気
素子が完成する。この製造方法は、支持基板としてフレ
キシブルシートを採用しても同様である。
を図14のフローに示す。支持基板であるセラミック基
板を用意した後、スルーホールを形成し、その後、導電
ペーストを使い、表と裏の電極を印刷し、焼結してい
る。その後、前製造方法の樹脂層を被覆するまでは図1
3の製造方法と同じであるが、セラミック基板は、非常
にもろく、フレキシブルシートやガラスエポキシ基板と
異なり、直ぐに欠けてしまうため金型を用いたモールド
ができない問題がある。そのため、封止樹脂をポッティ
ングし、硬化した後、封止樹脂を平らにする研磨を施
し、最後にダイシング装置を使って個別分離している。
ンジスタチップT、接続手段7〜12および樹脂層13
は、外部との電気的接続、トランジスタの保護をする上
で、必要な構成要素であるが、これだけの構成要素で小
型化、薄型化、軽量化を実現する回路素子を提供するの
は難しかった。
5は、前述したように本来不要なものである。しかし製
造方法上、電極を貼り合わせるため、支持基板として採
用しており、このガラスエポキシ基板5を無くすことが
できなかった。
用することによって、コストが上昇し、更にはガラスエ
ポキシ基板5が厚いために、回路素子として厚くなり、
小型化、薄型化、軽量化に限界があった。
板では多層配線を実現するには必ずこれらの基板内に作
り込むため、多層配線層を接続するスルーホール形成工
程が不可欠であり、製造工程も長くなり量産に向かない
問題もあった。
の課題に鑑みて成され、導電箔を用意し、第1層目の導
電パターンを除く領域の前記導電箔に前記導電箔の厚み
よりも浅い分離溝を形成して第1層目の導電パターンを
形成する工程と、前記第1層目の導電パターン上に層間
絶縁膜を介して複数層の導電パターンを形成する工程
と、所望の前記導電パターンに回路素子を組み込む工程
と、前記回路素子を被覆し全体を絶縁性樹脂でモールド
する工程と、前記分離溝を設けていない厚み部分の前記
導電箔を除去する工程と、前記絶縁性樹脂を各々の前記
回路素子を含み回路装置毎にダイシングにより分離する
工程とを具備することを特徴とする。
箔がスタートの材料であり、絶縁性樹脂がモールドされ
るまでは導電箔が支持機能を有し、モールド後は絶縁性
樹脂が支持機能を有することで支持基板を不要にする多
層配線を実現し、従来の課題を解決することができる。
について図1を参照しながら説明する。
電パターンを除く領域の前記導電箔に前記導電箔の厚み
よりも浅い分離溝を形成して第1層目の導電パターンを
形成する工程と、前記第1層目の導電パターン上に層間
絶縁膜を介して複数層の導電パターンを形成する工程
と、所望の前記導電パターンに回路素子を組み込む工程
と、前記回路素子を被覆し全体を絶縁性樹脂でモールド
する工程と、前記分離溝を設けていない厚み部分の前記
導電箔を除去する工程と、前記絶縁性樹脂を各々の前記
回路素子毎にダイシングにより分離する工程から構成さ
れている。
していないが、Cu箔、ハーフエッチングの2つのフロ
ーで第1層目の導電パターンの形成が行われる。多層配
線層形成のフローで導電箔上に複数層の導電パターンを
形成する。ダイボンドおよびワイヤーボンディングの2
つのフローで導電パターンへの回路素子の固着と回路素
子の電極と導電パターンの接続が行われる。トランスフ
ァーモールドのフローでは絶縁性樹脂によるモールドが
行われる。裏面Cu箔除去のフローでは分離溝のない厚
み部分の導電箔のエッチングが行われる。裏面処理のフ
ローでは裏面に露出した導電パターンの電極処理が行わ
れる。ダイシングのフローでは絶縁性樹脂をダイシング
して個別の回路素子への分離が行われる。
参照して説明する。
すように、導電箔を用意し、第1層目の導電パターンを
除く領域の前記導電箔に前記導電箔の厚みよりも浅い分
離溝を形成して第1層目の導電パターンを形成すること
にある。
導電箔30を用意する。この導電箔30は、ロウ材の付
着性、メッキ性が考慮されてその材料が選択され、材料
としては、Cuを主材料とした導電箔、Alを主材料と
した導電箔またはFe−Ni等の合金から成る導電箔等
が採用される。
慮すると10μm〜300μm程度が好ましく、ここで
は70μm(2オンス)の銅箔を採用した。しかし30
0μm以上でも10μm以下でも基本的には良い。後述
するように、導電箔30の厚みよりも浅い分離溝31が
形成できればよい。
例えば45mmでロール状に巻かれて用意され、これが
後述する各工程に搬送されても良いし、所定の大きさに
カットされた短冊状の導電箔30が用意され、後述する
各工程に搬送されても良い。
成する。
に、ホトレジスト(耐エッチングマスク)PRを形成
し、導電パターン41となる領域を除いた導電箔30が
露出するようにホトレジストPRをパターニングする。
そして、図4に示す如く、ホトレジストPRを介して導
電箔30を選択的にエッチングする。
深さは、例えば50μmであり、その側面は、粗面とな
るため絶縁性樹脂50との接着性が向上される。
トレートで図示しているが、除去方法により異なる構造
となる。この除去工程は、ウェットエッチング、ドライ
エッチング、レーザによる蒸発、ダイシングが採用でき
る。ウェットエッチングの場合、エッチャントは、塩化
第二鉄または塩化第二銅が主に採用され、前記導電箔
は、このエッチャントの中にディッピングされるか、こ
のエッチャントでシャワーリングされる。ここでウェッ
トエッチングは、一般に非異方性にエッチングされるた
め、側面は湾曲構造になる。
非異方性でエッチングが可能である。現在では、Cuを
反応性イオンエッチングで取り除くことは不可能といわ
れているが、スパッタリングで除去できる。またスパッ
タリングの条件によって異方性、非異方性でエッチング
できる。
離溝31を形成でき、この場合は、どちらかといえば分
離溝31の側面はストレートに形成される。
く、第1層目の導電パターン41上に層間絶縁膜42を
介して複数層の導電パターン43を形成することにあ
る。
層間絶縁膜42と導電パターン43を積層することで多
層配線構造を実現する。層間絶縁膜42としては非感光
性の熱硬化性樹脂を用いる場合と、感光性のレジスト層
を用いる場合とがある。熱硬化性樹脂としてはエポキシ
樹脂やポリイミド樹脂が知られており、液状かドライフ
ィルム状で供給される。レジスト層としては感光性のエ
ポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリイミド樹
脂が知られており、同様に液状かドライフィルム状で供
給される。
層目の導電パターン41を化学研磨して表面のクリーニ
ングと表面粗化を行う。次に、第1層目の導電パターン
41上に熱硬化性樹脂で分離溝31および第1層目の導
電パターン41全面を覆い、加熱硬化させて平坦な表面
を有する層間絶縁膜42を形成する。更に、層間絶縁膜
42には炭酸ガスレーザーを用いて所望の第1層目の導
電パターン41上に直径が100μm程度のビアホール
44を形成する。その後、エキシマレーザーを照射して
エッチング滓を除去する。続いて、銅メッキ層45を層
間絶縁膜42全面とビアホール44に形成する。この銅
メッキ層45はビアホール44の段差で断線しないよう
に、まず無電界銅メッキして全面に約0.5μmと薄く
形成し、続いて電界メッキにより約20μmの厚みに形
成される。この銅メッキ層45はホトレジストを用いて
パターンニングされて、第2層目の導電パターン43を
形成する。
0上には何層もの導電パターン43を層間絶縁膜42を
介して積層できる。しかもこの複数層の導電パターン4
3は第1層目の導電パターン41を形成した導電箔30
で支持されているので、ガラスエポキシ基板等の支持基
板を用いないで多層配線構造を形成できる特徴を有す
る。
絶縁膜42を形成したときは、周知のホトレジストプロ
セスで感光された部分の層間絶縁膜42をアルコール系
の溶剤で除去して、ビアホール44を形成する。他の工
程は熱硬化性樹脂で層間絶縁膜42を形成したときと同
じである。
所望の導電パターン43に回路素子46を組み込むこと
にある。
イオード、ICチップ等の半導体素子、チップコンデン
サ、チップ抵抗等の受動素子である。また厚みが厚くは
なるが、CSP、BGA等のフェイスダウンの半導体素
子も実装できる。
Aが導電パターン43Aにダイボンディングされ、エミ
ッタ電極と導電パターン43B、ベース電極と導電パタ
ーン43Bが、熱圧着によるボールボンディングあるい
は超音波によるウェッヂボンディング等で固着された金
属細線47を介して接続される。また、チップコンデン
サ等の受動素子46Bは半田等のロウ材または導電ペー
ストで導電パターン43に固着される。
回路素子46を被覆し全体を絶縁性樹脂50でモールド
することにある。特に、導電箔30に設けた複数個の回
路装置を1つの金型で共通モールドしている。
6A、46Bおよび導電パターン43を完全に被覆し、
絶縁性樹脂50により導電パターン43が支持されてい
る。
ド、インジェクションモールド、ポッティングまたはデ
ィッピングにより実現できる。樹脂材料としては、エポ
キシ樹脂等の熱硬化性樹脂がトランスファーモールドま
たはポッティングで実現でき、ポリイミド樹脂、ポリフ
ェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂はインジェクシ
ョンモールドで実現できる。
樹脂50の厚さは、回路素子46の金属細線47の最頂
部から約100μm程度が被覆されるように調整されて
いる。この厚みは、強度を考慮して厚くすることも、薄
くすることも可能である。
るまでは、第1層目の導電パターン41となる導電箔3
0が支持基板となることである。従来では、図12の様
に、本来必要としない支持基板5を採用して導電路7〜
11を形成しているが、本発明では、支持基板となる導
電箔30は、電極材料として必要な材料である。そのた
め、構成材料を極力省いて作業できるメリットを有し、
コストの低下も実現できる。
も浅く形成されているため、導電箔30が第1層目の導
電パターン41として個々に分離されていない。従って
シート状の導電箔30として一体で取り扱え、絶縁性樹
脂50をモールドする際、金型への搬送、金型への実装
の作業が非常に楽になる特徴を有する。
分離溝31を設けていない厚み部分の導電箔30を除去
することにある。
び/または物理的に除き、導電パターン51として分離
するものである。この工程は、研磨、研削、エッチン
グ、レーザの金属蒸発等により施される。
面を30μm程度削り、分離溝31から絶縁性樹脂50
を露出させている。この露出される面を図7で点線で示
している。その結果、約40μmの厚さの第1層目の導
電パターン41となって分離される。また、絶縁性樹脂
50が露出する手前まで、導電箔30を全面ウェトエッ
チングし、その後、研磨または研削装置により全面を削
り、絶縁性樹脂50を露出させても良い。更に、導電箔
30を点線まで全面ウェトエッチングして絶縁性樹脂5
0を露出させても良い。
電パターン41の裏面が露出する構造となる。すなわ
ち、分離溝31に充填された絶縁性樹脂50の表面と第
1層目の導電パターン41の表面は、実質的に一致する
構造となっている。従って、本発明の回路装置では図1
1に示した従来の裏面電極10、11のように段差が設
けられないため、マウント時に半田等の表面張力でその
まま水平に移動してセルフアラインできる特徴を有す
る。
に示す最終構造を得る。すなわち、必要によって露出し
た導電パターン41に半田等の導電材を被着して裏面電
極51を形成し、回路装置60として完成する。なお裏
面電極51を必要としない導電パターン41はエポキシ
樹脂系のレジスト材等の保護被膜52で覆うと良い。
く、絶縁性樹脂50を各々の回路素子46を含み回路装
置毎にダイシングにより分離することにある。
の回路装置60が形成され、黒く塗りつぶしたパターン
が第1層目の導電パターン41を示している。白い部分
は導電パターン41間および各回路装置60間の分離溝
31を示している。この導電パターン41の下には、複
数層の導電パターン43と層間絶縁膜42があり、最上
層の導電パターン43の上に回路素子46が実装され、
絶縁性樹脂50で被覆されている。すなわち、図9に示
す回路装置60を裏返した状態になっている。
された多数個の回路装置60をダイシングシート62に
貼り付けて、ダイシング装置の載置台に真空で吸着さ
せ、ダイシングブレード55で各回路装置60間のダイ
シングライン56に沿って分離溝31の絶縁性樹脂50
をダイシングし、個別の回路装置60に分離する。
に絶縁性樹脂50を切断しダイシングシート62の表面
に達する切削深さでダイシングを行い、完全に個別の回
路装置60毎に分離する。ダイシング時は予め前述した
第1の工程で設けた各ブロックの周辺の枠状のパターン
57の内側に設けた位置合わせマーク61を認識して、
これを基準としてダイシングを行う。周知ではあるが、
ダイシングは縦方向にすべてのダイシングライン56を
ダイシングをした後、載置台を90度回転させて横方向
のダイシングライン56に従ってダイシングを行う。
は分離溝31に充填された層間絶縁膜42と絶縁性樹脂
50しか存在しないので、ダイシングブレード55は導
電パターン41、43を切断せず摩耗は少なく、金属バ
リも発生せず極めて正確な外形にダイシングできる特徴
がある。
ングシート62の働きで個別の回路装置60にバラバラ
にならず、その後のテーピング工程でも効率よく作業で
きる。すなわち、ダイシングシート62に一体に支持さ
れた回路装置60は良品のみを識別してキャリアテープ
の収納孔に吸着コレットでダイシングシート62から離
脱させて収納できる。このために微小な回路装置60で
あっても、テーピングまで一度もバラバラに分離されな
い特徴がある。
導電箔自体を支持基板として機能させ、分離溝の形成時
あるいは回路素子の実装、絶縁性樹脂の被着時までは導
電箔で全体を支持し、また導電箔を各導電パターンとし
て分離する時は、絶縁性樹脂を支持基板にして機能させ
ている。従って、回路素子、導電箔、絶縁性樹脂の必要
最小限で製造できる。従来例で説明した如く、本来回路
装置を構成する上で支持基板が要らなくなり、コスト的
にも安価にできる。
ン上に複数層の導電パターンを形成でき、しかもこれら
の導電パターンは製造工程中には導電箔か絶縁性樹脂で
支持されるので、従来のような支持絶縁基板を不要にで
きる。この結果、小型の回路装置であっても多層配線構
造をその内部にビルトインでき、その支持基板も不要に
できるので極めて薄型で小型の回路装置を大量に製造で
きる特徴がある。更に、ダイシング工程では位置合わせ
マークを用いてダイシングラインの認識が早く確実に行
われる利点をし、ダイシングは層間絶縁膜および絶縁性
樹脂層のみの切断でよく、導電パターンを切断しないこ
とによりダイシングブレードの寿命も長くでき、導電箔
を切断する場合に発生する金属バリの発生もない。
ホールの形成工程、導体の印刷工程(セラミック基板の
場合)等を省略できるので、従来より製造工程を大幅に
短縮でき、全工程を内作できる利点を有する。またフレ
ーム金型も一切不要であり、極めて短納期となる製造方
法である。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
る。
ある。
る。
る。
る。
Claims (12)
- 【請求項1】 導電箔を用意し、第1層目の導電パター
ンを除く領域の前記導電箔に前記導電箔の厚みよりも浅
い分離溝を形成して第1層目の導電パターンを形成する
工程と、 前記第1層目の導電パターン上に層間絶縁膜を介して複
数層の導電パターンを形成する工程と、 所望の前記導電パターンに回路素子を組み込む工程と、 前記回路素子を被覆し全体を絶縁性樹脂でモールドする
工程と、 前記分離溝を設けていない厚み部分の前記導電箔を除去
する工程とを具備することを特徴とする回路装置の製造
方法。 - 【請求項2】 導電箔を用意し、第1層目の導電パター
ンを除く領域の前記導電箔に前記導電箔の厚みよりも浅
い分離溝を形成して第1層目の導電パターンを形成する
工程と、 前記第1層目の導電パターン上に層間絶縁膜を介して複
数層の導電パターンを形成する工程と、 所望の前記導電パターンに回路素子を組み込む工程と、 前記回路素子を被覆し全体を絶縁性樹脂でモールドする
工程と、 前記分離溝を設けていない厚み部分の前記導電箔を除去
する工程と、 前記絶縁性樹脂を各々の前記回路素子を含み回路装置毎
にダイシングにより分離する工程とを具備することを特
徴とする回路装置の製造方法。 - 【請求項3】 前記導電箔は銅、アルミニウム、鉄−ニ
ッケルのいずれかで構成されることを特徴とする請求項
1または請求項2に記載された回路装置の製造方法。 - 【請求項4】 前記導電箔に選択的に形成される前記分
離溝は化学的あるいは物理的エッチングにより形成され
ることを特徴とする請求項1または請求項2に記載され
た回路装置の製造方法。 - 【請求項5】 前記層間絶縁膜として熱硬化性樹脂を用
いることを特徴とする請求項1または請求項2に記載さ
れた回路装置の製造方法。 - 【請求項6】 前記層間絶縁膜にビアホールをレーザー
で形成することを特徴とする請求項5に記載された回路
装置の製造方法。 - 【請求項7】 前記層間絶縁膜として感光性レジスト層
を用いることを特徴とする請求項1または請求項2に記
載された回路装置の製造方法。 - 【請求項8】 前記層間絶縁膜にビアホールを感光によ
り形成することを特徴とする請求項7に記載された回路
装置の製造方法。 - 【請求項9】 前記複数層の導電パターンは銅メッキ層
で形成されるを特徴とする請求項1または請求項2に記
載された回路装置の製造方法。 - 【請求項10】 前記銅メッキ層は無電界メッキおよび
電界メッキにより形成されることを特徴とする請求項9
に記載された回路装置の製造方法。 - 【請求項11】 前記回路素子は半導体ベアチップ、チ
ップ回路部品のいずれかあるいは両方を固着されること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載された回路
装置の製造方法。 - 【請求項12】 前記絶縁性樹脂はトランスファーモー
ルドまたはポッティングでモールドされることを特徴と
する請求項1または請求項2に記載された回路装置の製
造方法。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100721489B1 (ko) | 2004-06-30 | 2007-05-23 | 산요덴키가부시키가이샤 | 회로 장치 및 그 제조 방법 |
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- 2000-10-02 JP JP2000301675A patent/JP3643764B2/ja not_active Expired - Fee Related
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