JP2003297876A - 半導体パッケージの製造方法 - Google Patents
半導体パッケージの製造方法Info
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- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
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- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/16237—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bonding area disposed in a recess of the surface of the item
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- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01087—Francium [Fr]
Abstract
(57)【要約】
【課題】 素子機能面上に空間を必要とする半導体・ME
MS素子のパッケージを効率よく小型化する方法を提供す
る。 【解決手段】、半導体・MEMS素子の機能面をサブストレ
ートに正対するように搭載し、サブストレートと半導体
・MEMS素子を電気的に接合させてなる半導体・MEMSパッ
ケージにおいて、半導体素子機能面とサブストレートの
間に空間を設けるために、サブストレート上に感光性絶
縁樹脂を配置し、該空間部をフォトリソグラフィーの手
法により形成することを特徴とする半導体・MEMSパッケ
ージの製造方法。
MS素子のパッケージを効率よく小型化する方法を提供す
る。 【解決手段】、半導体・MEMS素子の機能面をサブストレ
ートに正対するように搭載し、サブストレートと半導体
・MEMS素子を電気的に接合させてなる半導体・MEMSパッ
ケージにおいて、半導体素子機能面とサブストレートの
間に空間を設けるために、サブストレート上に感光性絶
縁樹脂を配置し、該空間部をフォトリソグラフィーの手
法により形成することを特徴とする半導体・MEMSパッケ
ージの製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、本発明は半導体・
MEMS（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）
パッケージに気密化されたキャビティー構造を提供する
ものである。
MEMS（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）
パッケージに気密化されたキャビティー構造を提供する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】最近の携帯電話や携帯型パソコンなど情
報通信機器の最小化・高集積化に伴い、その内部の実装
部品も、従来のリードフレームパッケージから、ＢＧＡ
（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉ
ｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）といった新型高密度半
導体パッケージへ移行しつつある。 また、パッケージ
化される素子も、その機能面にMEMS（マイクロ・エレク
トロ・メカニカル・システム）手法を用いてセンサー等
を形成したり、固体を伝わる波としては、その表面を伝
わる表面波を利用して周波数選択機能素子として使用す
るケースがあるが、このようなケースでは、機能面上に
空間が必要なため、図１に示したように外装にセラミッ
クパッケージを使用し、素子とセラミックパッケージ間
をワイヤで結ぶワイヤボンディング方式を採用したう
え、機能面保護のために大型のケーシングを取り付ける
必要がある。このため、パッケージ化した場合のサイズ
を縮小に限界があり、新たなパッケージング手法が待ち
望まれていた。
報通信機器の最小化・高集積化に伴い、その内部の実装
部品も、従来のリードフレームパッケージから、ＢＧＡ
（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉ
ｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）といった新型高密度半
導体パッケージへ移行しつつある。 また、パッケージ
化される素子も、その機能面にMEMS（マイクロ・エレク
トロ・メカニカル・システム）手法を用いてセンサー等
を形成したり、固体を伝わる波としては、その表面を伝
わる表面波を利用して周波数選択機能素子として使用す
るケースがあるが、このようなケースでは、機能面上に
空間が必要なため、図１に示したように外装にセラミッ
クパッケージを使用し、素子とセラミックパッケージ間
をワイヤで結ぶワイヤボンディング方式を採用したう
え、機能面保護のために大型のケーシングを取り付ける
必要がある。このため、パッケージ化した場合のサイズ
を縮小に限界があり、新たなパッケージング手法が待ち
望まれていた。
【０００３】これを解決するための手法として、図１に
示したような素子をサブストレートにフリップチップ実
装する方式が提案されているしかし、ケーシングが必要
である以上、他の素子が素子のサイズに限りなく近いサ
イズでパッケージ化されているのと比較すれば、小型化
という観点からすれば、まだまだ不十分な状態である。
示したような素子をサブストレートにフリップチップ実
装する方式が提案されているしかし、ケーシングが必要
である以上、他の素子が素子のサイズに限りなく近いサ
イズでパッケージ化されているのと比較すれば、小型化
という観点からすれば、まだまだ不十分な状態である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的とすると
ころは、素子が必要とする、素子上の空間を、素子をフ
リップチップ実装する際に用いる接続バンプの高さによ
リ素子とサブストレートの間に発生する空間を利用し
て、より小さなパッケージ構造を製造するためのプロセ
ス及び材料を提供するものである。
ころは、素子が必要とする、素子上の空間を、素子をフ
リップチップ実装する際に用いる接続バンプの高さによ
リ素子とサブストレートの間に発生する空間を利用し
て、より小さなパッケージ構造を製造するためのプロセ
ス及び材料を提供するものである。
【０００５】
【問題を解決するための手段】本発明者らは、キャリア
ーフィルム付きの感光性絶縁樹脂ドライフィルムを、サ
ブストレート上にバンプの高さの１００〜１３０％の厚
みとなるようラミネートし、露光現像することにより、
素子搭載部に必要とされるくぼみを設け、かつ感光性樹
脂が露光現像後の接着性を付与されていれば、素子をサ
ブストレートにフリップチップ方式で搭載する際に感光
性樹脂が素子に密着、その後加熱工程を経て両者が強固
に接着することにより、素子機能面上に気密化された空
間を効率よく形成可能となり、パッケージを小型化する
ことが可能である事を見出し、本発明を完成するに至っ
た。
ーフィルム付きの感光性絶縁樹脂ドライフィルムを、サ
ブストレート上にバンプの高さの１００〜１３０％の厚
みとなるようラミネートし、露光現像することにより、
素子搭載部に必要とされるくぼみを設け、かつ感光性樹
脂が露光現像後の接着性を付与されていれば、素子をサ
ブストレートにフリップチップ方式で搭載する際に感光
性樹脂が素子に密着、その後加熱工程を経て両者が強固
に接着することにより、素子機能面上に気密化された空
間を効率よく形成可能となり、パッケージを小型化する
ことが可能である事を見出し、本発明を完成するに至っ
た。
【０００６】すなわち、本発明は、サブストレート上の
配線回路のソルダーレジスト層を兼用する露光現像後も
接着性を有する感光性絶縁樹脂フィルムと、これをその
表面が平坦になるようサブストレート上に貼り付けるプ
ロセスと、これを露光現像することにより素子をサブス
トレートにフリップチップ方式で搭載する際に素子機能
面上に十分な空間を提供するプロセスと、露光現像され
た部位の周辺の感光性絶縁樹脂を素子に密着、熱硬化さ
せることにより強固に接着し素子機能面上に設けられた
空間を気密化するプロセスからなる。
配線回路のソルダーレジスト層を兼用する露光現像後も
接着性を有する感光性絶縁樹脂フィルムと、これをその
表面が平坦になるようサブストレート上に貼り付けるプ
ロセスと、これを露光現像することにより素子をサブス
トレートにフリップチップ方式で搭載する際に素子機能
面上に十分な空間を提供するプロセスと、露光現像され
た部位の周辺の感光性絶縁樹脂を素子に密着、熱硬化さ
せることにより強固に接着し素子機能面上に設けられた
空間を気密化するプロセスからなる。
【０００７】また、前記感光性絶縁樹脂フィルムが、好
ましくは下記の（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、及び
（ホ）を必須成分とする感光性絶縁樹脂組成物からなる
ことを特徴とする。 （イ）少なくとも2個のエポキシ基を持つエポキシ樹
脂、（ロ）少なくとも１個のアクリロイル基又はメタク
リロイル基を有するフェノールノボラック、（ハ）光官
能基を有する多官能モノマー及び／または光官能基と熱
官能基を有する多官能モノマーからなる希釈剤、（ニ）
光重合開始剤、（ホ）無機フィラー。
ましくは下記の（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、及び
（ホ）を必須成分とする感光性絶縁樹脂組成物からなる
ことを特徴とする。 （イ）少なくとも2個のエポキシ基を持つエポキシ樹
脂、（ロ）少なくとも１個のアクリロイル基又はメタク
リロイル基を有するフェノールノボラック、（ハ）光官
能基を有する多官能モノマー及び／または光官能基と熱
官能基を有する多官能モノマーからなる希釈剤、（ニ）
光重合開始剤、（ホ）無機フィラー。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明では、まずサブストレート
上にソルダーレジストを兼用する感光性絶縁樹脂層をド
ライフィルムの形状で供給するが、ラミネートにはいか
なる形式のラミネーターを用いてもよく、サブストレー
ト上に形成された回路からなる凹凸への追従性を高める
ためには、真空環境でラミネートすることが好ましい。
このようにしてラミネートされた感光性絶縁樹脂は、サ
ブストレート上の回路の凹凸をトレースするように凹凸
している。 しかし、このままでは後の工程で、素子機
能面上に形成される空間を気密化する際の妨げになるた
め、感光性樹脂表面を平坦化する必要がある。
上にソルダーレジストを兼用する感光性絶縁樹脂層をド
ライフィルムの形状で供給するが、ラミネートにはいか
なる形式のラミネーターを用いてもよく、サブストレー
ト上に形成された回路からなる凹凸への追従性を高める
ためには、真空環境でラミネートすることが好ましい。
このようにしてラミネートされた感光性絶縁樹脂は、サ
ブストレート上の回路の凹凸をトレースするように凹凸
している。 しかし、このままでは後の工程で、素子機
能面上に形成される空間を気密化する際の妨げになるた
め、感光性樹脂表面を平坦化する必要がある。
【０００９】そこで、サブストレートにラミネートされ
た感光性絶縁樹脂はキャリアフィルムが付いたままの状
態で加熱工程に投入される。 本加熱工程では、樹脂の
流動性を高めるとともにサブストレートとキャリアフィ
ルムとの間の熱膨張係数の差により、キャリアフィルム
にテンションを加え、感光性絶縁樹脂表面を平坦化させ
る。 したがって、キャリアフィルムよりもサブストレ
ートの熱膨張係数のほうが大きい場合は何の問題もなく
平坦化が可能であるが、サブストレートの熱膨張係数が
キャリアフィルムの熱膨張係数以下である場合は、キャ
リアフィルムにテンションを加えることが出来ない。こ
のような場合は、キャリアテープより熱膨張係数の大き
な材質からなり、サブストレートより面積の大きな板を
サブストレートの感光性絶縁樹脂ラミネート面と逆の面
に配置し、この板ごと感光性絶縁樹脂をラミネートする
ことにより問題を回避することが可能である。
た感光性絶縁樹脂はキャリアフィルムが付いたままの状
態で加熱工程に投入される。 本加熱工程では、樹脂の
流動性を高めるとともにサブストレートとキャリアフィ
ルムとの間の熱膨張係数の差により、キャリアフィルム
にテンションを加え、感光性絶縁樹脂表面を平坦化させ
る。 したがって、キャリアフィルムよりもサブストレ
ートの熱膨張係数のほうが大きい場合は何の問題もなく
平坦化が可能であるが、サブストレートの熱膨張係数が
キャリアフィルムの熱膨張係数以下である場合は、キャ
リアフィルムにテンションを加えることが出来ない。こ
のような場合は、キャリアテープより熱膨張係数の大き
な材質からなり、サブストレートより面積の大きな板を
サブストレートの感光性絶縁樹脂ラミネート面と逆の面
に配置し、この板ごと感光性絶縁樹脂をラミネートする
ことにより問題を回避することが可能である。
【００１０】上記、工程でキャリアフィルムに加えられ
たテンションで感光性絶縁樹脂表面が平坦化されるため
には、この加熱条件は、感光性絶縁樹脂の溶融粘度が、
５〜５００Ｐａ・ｓになる温度が望ましい。溶融粘度
が、５００Ｐａ・ｓを超えてしまう温度で加熱する場
合、十分な樹脂流動が得られず、表面平滑性を実現でき
ない場合がある。また、溶融粘度が、５Ｐａ・ｓ未満に
なる温度で加熱すると樹脂流動が大きすぎ、厚さにムラ
が生じたり、皺が発生したりする。極端な場合、絶縁樹
脂の高分子量化が起こり、十分な現像性を得ることがで
きなくなることもある。
たテンションで感光性絶縁樹脂表面が平坦化されるため
には、この加熱条件は、感光性絶縁樹脂の溶融粘度が、
５〜５００Ｐａ・ｓになる温度が望ましい。溶融粘度
が、５００Ｐａ・ｓを超えてしまう温度で加熱する場
合、十分な樹脂流動が得られず、表面平滑性を実現でき
ない場合がある。また、溶融粘度が、５Ｐａ・ｓ未満に
なる温度で加熱すると樹脂流動が大きすぎ、厚さにムラ
が生じたり、皺が発生したりする。極端な場合、絶縁樹
脂の高分子量化が起こり、十分な現像性を得ることがで
きなくなることもある。
【００１１】また、前記加熱処理において、ソルダーレ
ジストの表面平滑性を実現するため感光性絶縁樹脂が流
動する際に、キャリアフィルムの張力が維持できる温度
で加熱する必要がある。そのため、加熱条件は、キャリ
アフィルムが十分に強度を保てる範囲でなければならな
い。より具体的には、キャリアーィルムのガラス転移温
度より、２０℃以上高い温度で加熱処理を施した場合
は、キャリアーフィルム自身の弾性率維持ができなくな
り、そのために平滑な感光性絶縁樹脂表面を得ることが
できない。感光性絶縁樹脂のキャリアフィルムとして
は、透明性の点から、ポリエチレンテレフタレートが、
一般的であり、その場合、１００℃以上での加熱処理を
行うと、上記効果を得ることができなくなる。
ジストの表面平滑性を実現するため感光性絶縁樹脂が流
動する際に、キャリアフィルムの張力が維持できる温度
で加熱する必要がある。そのため、加熱条件は、キャリ
アフィルムが十分に強度を保てる範囲でなければならな
い。より具体的には、キャリアーィルムのガラス転移温
度より、２０℃以上高い温度で加熱処理を施した場合
は、キャリアーフィルム自身の弾性率維持ができなくな
り、そのために平滑な感光性絶縁樹脂表面を得ることが
できない。感光性絶縁樹脂のキャリアフィルムとして
は、透明性の点から、ポリエチレンテレフタレートが、
一般的であり、その場合、１００℃以上での加熱処理を
行うと、上記効果を得ることができなくなる。
【００１２】本発明に用いる感光性絶縁樹脂としては、
キャリアーフィルムが付いた状態でパターニング前に加
熱処理をすることが可能な感光性絶縁樹脂組成物から成
るものであればなんら制約するところはないが、感光性
絶縁樹脂の溶融粘度が、５〜５００Ｐａ・ｓになる温度
で加熱処理したとき、熱的に安定な状態を保つために
は、下記の（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、及び
（ホ）を必須成分とする感光性絶縁樹脂組成物から成る
ことが好ましい。 （イ）少なくとも2個のエポキシ基を持つエポキシ樹脂 （ロ）少なくとも１個のアクリロイル基又はメタクリロ
イル基を有するフェノールノボラック、（ハ）光官能基
を有する多官能モノマー及び／または光官能基と熱官能
基を有する多官能モノマーからなる希釈剤、（ニ）光重
合開始剤、（ホ）無機フィラー。
キャリアーフィルムが付いた状態でパターニング前に加
熱処理をすることが可能な感光性絶縁樹脂組成物から成
るものであればなんら制約するところはないが、感光性
絶縁樹脂の溶融粘度が、５〜５００Ｐａ・ｓになる温度
で加熱処理したとき、熱的に安定な状態を保つために
は、下記の（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、及び
（ホ）を必須成分とする感光性絶縁樹脂組成物から成る
ことが好ましい。 （イ）少なくとも2個のエポキシ基を持つエポキシ樹脂 （ロ）少なくとも１個のアクリロイル基又はメタクリロ
イル基を有するフェノールノボラック、（ハ）光官能基
を有する多官能モノマー及び／または光官能基と熱官能
基を有する多官能モノマーからなる希釈剤、（ニ）光重
合開始剤、（ホ）無機フィラー。
【００１３】本発明に用いる少なくとも１個のアクリロ
イル基又はメタクリロイル基を有するフェノールノボラ
ック（ロ）は、分子中に１個又は２個のフェノール性水
酸基を有するフェノール化合物とホルムアルデヒドと
を、酸性触媒下で縮合して得られる多官能フェノールが
好ましく、グリシジル基を有するアクリレート又はメタ
クリレートとを反応させて得られる。
イル基又はメタクリロイル基を有するフェノールノボラ
ック（ロ）は、分子中に１個又は２個のフェノール性水
酸基を有するフェノール化合物とホルムアルデヒドと
を、酸性触媒下で縮合して得られる多官能フェノールが
好ましく、グリシジル基を有するアクリレート又はメタ
クリレートとを反応させて得られる。
【００１４】光重合しアルカリ現像性に優れた、パター
ン精度の良いソルダーレジストを得るためには、フェノ
ールノボラックのフェノール性水酸基１当量に対して、
３０〜７０％グリシジル基を有するアクリレート又はメ
タクリレートを反応させることが適当である。３０％未
満では光重合が不十分になり、現像時の耐現像性が劣
る。また、７０％を超えるとアルカリ可溶性を示すフェ
ノール性水酸基が不足し、アルカリ現像が劣る。
ン精度の良いソルダーレジストを得るためには、フェノ
ールノボラックのフェノール性水酸基１当量に対して、
３０〜７０％グリシジル基を有するアクリレート又はメ
タクリレートを反応させることが適当である。３０％未
満では光重合が不十分になり、現像時の耐現像性が劣
る。また、７０％を超えるとアルカリ可溶性を示すフェ
ノール性水酸基が不足し、アルカリ現像が劣る。
【００１５】分子中に２個のフェノール性水酸基を有す
るフェノール化合物としては、ビスフェノールＡ型、ビ
スフェノールＦ型またはビスフェノールＳ型等が挙げら
れる。また、アルキルフェノールノボラックからのノボ
ラックも使用することができるが、その場合のアルキル
基は炭素数が１〜４程度が好ましく、例えばメチル基、
エチル基，ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ
−ブチル基、さらにはアリル基等であり、炭素数がそれ
以上の場合は親油性が増しアルカリ現像性のために好ま
しくない。グリシジル基を有するアクリレート又はメタ
クリレートは、例えば、グリシジルアクリレート、グリ
シジルメタクリレートが反応性、入手の容易さ等により
好ましいものである。
るフェノール化合物としては、ビスフェノールＡ型、ビ
スフェノールＦ型またはビスフェノールＳ型等が挙げら
れる。また、アルキルフェノールノボラックからのノボ
ラックも使用することができるが、その場合のアルキル
基は炭素数が１〜４程度が好ましく、例えばメチル基、
エチル基，ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ
−ブチル基、さらにはアリル基等であり、炭素数がそれ
以上の場合は親油性が増しアルカリ現像性のために好ま
しくない。グリシジル基を有するアクリレート又はメタ
クリレートは、例えば、グリシジルアクリレート、グリ
シジルメタクリレートが反応性、入手の容易さ等により
好ましいものである。
【００１６】本発明に用いる希釈剤（ハ）は、光官能基
及び熱官能基を有する多官能モノマーである光重合及び
熱反応性モノマーからなり、１分子中に少なくとも１個
の水酸基を有するアクリレート又はメタクリレート化合
物が挙げられる。例えば、ヒドロキシエチルアクリレー
ト、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロ
ピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレー
ト、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシブチル
メタクリレート、ブタンジオールモノアクリレートグリ
セロールメタクリレート、フェノキシヒドロキシプロピ
ルアクリレート、ポリエチレングリコールアクリレー
ト、ポリエチレングリコールメタクリレート、又はグリ
セロールジメタクリレート等である。
及び熱官能基を有する多官能モノマーである光重合及び
熱反応性モノマーからなり、１分子中に少なくとも１個
の水酸基を有するアクリレート又はメタクリレート化合
物が挙げられる。例えば、ヒドロキシエチルアクリレー
ト、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロ
ピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレー
ト、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシブチル
メタクリレート、ブタンジオールモノアクリレートグリ
セロールメタクリレート、フェノキシヒドロキシプロピ
ルアクリレート、ポリエチレングリコールアクリレー
ト、ポリエチレングリコールメタクリレート、又はグリ
セロールジメタクリレート等である。
【００１７】また、光官能基を有する光多官能モノマー
である光重合モノマーからなる希釈剤も用いられるが、
１分子中に２個以上のアクリロイル基又はメタクリロイ
ル基を有する光多官能モノマーが好ましい。例えば、グ
リシジル基を有するグリシジルアクリレート、グリシジ
ルメタクリレート等の光重合性モノマーである。これら
の内、好ましいモノマーとしては、熱硬化後の耐薬品性
等のためにカルボン酸やフェノール性水酸基と反応可能
なグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート
である。また、光官能基及び熱官能基を有する多官能モ
ノマーと光官能基を有する光多官能モノマーとを併用す
ることもできる。
である光重合モノマーからなる希釈剤も用いられるが、
１分子中に２個以上のアクリロイル基又はメタクリロイ
ル基を有する光多官能モノマーが好ましい。例えば、グ
リシジル基を有するグリシジルアクリレート、グリシジ
ルメタクリレート等の光重合性モノマーである。これら
の内、好ましいモノマーとしては、熱硬化後の耐薬品性
等のためにカルボン酸やフェノール性水酸基と反応可能
なグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート
である。また、光官能基及び熱官能基を有する多官能モ
ノマーと光官能基を有する光多官能モノマーとを併用す
ることもできる。
【００１８】本発明に用いる光重合開始剤（ニ）として
は、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、４−フェニ
ルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノンなどのベ
ンゾフェノン類、ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテ
ル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインブチ
ルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテルなどのベン
ゾインアルキルエーテル類、４―フェノキシジクロロア
セトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノ
ン、４−ｔ−ブチル−トリクロロアセトフェノン、ジエ
トキシアセトフェノンなどのアセトフェノン類、チオキ
サンソン、２−クロルチオキサンソン、２−メチルチオ
キサンソン、２，４−ジメチルチオキサンソンなどのチ
オキサンソン類、エチルアントラキノン、ブチルアント
ラキノンなどのアルキルアントラキノン類などを挙げる
ことができる。これらは単独、あるいは２種以上の混合
物として用いられる。この光重合開始剤の添加量は、通
常、本発明の感光性絶縁樹脂組成物中、０．１〜１０重
量％の範囲で用いられる。
は、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、４−フェニ
ルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノンなどのベ
ンゾフェノン類、ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテ
ル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインブチ
ルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテルなどのベン
ゾインアルキルエーテル類、４―フェノキシジクロロア
セトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノ
ン、４−ｔ−ブチル−トリクロロアセトフェノン、ジエ
トキシアセトフェノンなどのアセトフェノン類、チオキ
サンソン、２−クロルチオキサンソン、２−メチルチオ
キサンソン、２，４−ジメチルチオキサンソンなどのチ
オキサンソン類、エチルアントラキノン、ブチルアント
ラキノンなどのアルキルアントラキノン類などを挙げる
ことができる。これらは単独、あるいは２種以上の混合
物として用いられる。この光重合開始剤の添加量は、通
常、本発明の感光性絶縁樹脂組成物中、０．１〜１０重
量％の範囲で用いられる。
【００１９】その他、本発明に用いる感光性絶縁樹脂組
成物には、必要に応じて、保存安定性のために紫外線防
止剤、熱重合防止剤、可塑剤、硬化促進剤などが添加で
きる。また、粘度調整のためにアクリレートモノマー、
メタクリレートモノマー、ビニルモノマーなどを添加し
てもよい。また、表面平坦性のためには、その他の配合
剤の兼ね合いから、前記エポキシ樹脂と希釈剤（ハ）の
使用量の範囲内で加熱処理時の溶融粘度が５〜５００Ｐ
・ｓになるところに調整することが重要である。
成物には、必要に応じて、保存安定性のために紫外線防
止剤、熱重合防止剤、可塑剤、硬化促進剤などが添加で
きる。また、粘度調整のためにアクリレートモノマー、
メタクリレートモノマー、ビニルモノマーなどを添加し
てもよい。また、表面平坦性のためには、その他の配合
剤の兼ね合いから、前記エポキシ樹脂と希釈剤（ハ）の
使用量の範囲内で加熱処理時の溶融粘度が５〜５００Ｐ
・ｓになるところに調整することが重要である。
【００２０】これらの成分からなる感光性絶縁樹脂組成
物は、高解像度でアルカリ水溶液による現像性に優れ
る。特に、アルカリ水溶液に対する溶解性については、
少なくとも１個以上のアクリロイル基又はメタクリロイ
ル基を有するフェノールノボラック（ロ）の、フェノー
ル性水酸基によるものである。これらの官能基が残存す
る光硬化物は、耐アルカリ性、耐薬品性、電気特性等の
悪いレジストとなるが、本発明の感光性絶縁樹脂組成物
は、光硬化と、現像後の熱硬化反応が主体の樹脂組成物
であり、後熱処理により、エポキシ樹脂（イ）及び希釈
剤（ハ）の有するグリシジル基が、フェノールノボラッ
ク（ロ）の有するフェノール性水酸基と熱硬化反応し、
要求諸特性に優れた主骨格を形成するものである。従っ
て、耐熱性等に優れた硬化物となる。
物は、高解像度でアルカリ水溶液による現像性に優れ
る。特に、アルカリ水溶液に対する溶解性については、
少なくとも１個以上のアクリロイル基又はメタクリロイ
ル基を有するフェノールノボラック（ロ）の、フェノー
ル性水酸基によるものである。これらの官能基が残存す
る光硬化物は、耐アルカリ性、耐薬品性、電気特性等の
悪いレジストとなるが、本発明の感光性絶縁樹脂組成物
は、光硬化と、現像後の熱硬化反応が主体の樹脂組成物
であり、後熱処理により、エポキシ樹脂（イ）及び希釈
剤（ハ）の有するグリシジル基が、フェノールノボラッ
ク（ロ）の有するフェノール性水酸基と熱硬化反応し、
要求諸特性に優れた主骨格を形成するものである。従っ
て、耐熱性等に優れた硬化物となる。
【００２１】前述のように本発明に用いられる感光性絶
縁樹脂は、光・熱２段反応により硬化反応が終結し最終
的な樹脂特性を発現するが、フォトリソグラフィーの手
法により素子の機能面に対応する部位の感光性樹脂を除
去した段階では、熱硬化成分が未反応であり、光硬化成
分のガラス転移点以上まで加熱しつつ、被着物と貼り合
わせ、その後熱硬化性成分の硬化温度まで加熱すること
により被着物と強固に接着することが可能である。
縁樹脂は、光・熱２段反応により硬化反応が終結し最終
的な樹脂特性を発現するが、フォトリソグラフィーの手
法により素子の機能面に対応する部位の感光性樹脂を除
去した段階では、熱硬化成分が未反応であり、光硬化成
分のガラス転移点以上まで加熱しつつ、被着物と貼り合
わせ、その後熱硬化性成分の硬化温度まで加熱すること
により被着物と強固に接着することが可能である。
【００２２】このため、素子がフリップチップ方式でサ
ブストレートに搭載される際に、機能面上に空間を提供
するためにフォトリソグラフィーの手法により除去され
た部位の周辺の感光性樹脂と素子が張り合わされ、その
後、熱硬化工程に供されることにより強固に一体化す
る。また、この際、感光性絶縁樹脂は光硬化が完了して
いるため、十分な流動性を発現することが出来ず、感光
性絶縁樹脂の表面に凹凸が存在する場合、凹部の感光性
絶縁樹脂が素子と接触することが出来ず、機能面上に設
けられた空間を気密化することが出来ない。しかし、本
発明では前述の加熱工程により感光性絶縁樹脂表面が平
坦化されているため、感光性絶縁樹脂が素子と正対して
いる面全面に渡り、素子と接触することが可能となり、
上記空間が完全気密化される。
ブストレートに搭載される際に、機能面上に空間を提供
するためにフォトリソグラフィーの手法により除去され
た部位の周辺の感光性樹脂と素子が張り合わされ、その
後、熱硬化工程に供されることにより強固に一体化す
る。また、この際、感光性絶縁樹脂は光硬化が完了して
いるため、十分な流動性を発現することが出来ず、感光
性絶縁樹脂の表面に凹凸が存在する場合、凹部の感光性
絶縁樹脂が素子と接触することが出来ず、機能面上に設
けられた空間を気密化することが出来ない。しかし、本
発明では前述の加熱工程により感光性絶縁樹脂表面が平
坦化されているため、感光性絶縁樹脂が素子と正対して
いる面全面に渡り、素子と接触することが可能となり、
上記空間が完全気密化される。
【００２３】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳しく説明
するが、本発明はこれらに何ら限定されない。なお図２
及び３に実施例の工程の概略図を示した。
するが、本発明はこれらに何ら限定されない。なお図２
及び３に実施例の工程の概略図を示した。
【００２４】（合成例) メタクリロイル基含有フェノ
ールノボラックの合成 フェノールノボラック（大日本インキ化学工業（株）
製、フェノライトＴＤ−２０９０−６０Ｍ）の不揮発分
７０％ＭＥＫ溶液６００ｇ（ＯＨ約４当量）を、２ｌの
フラスコ中に投入し、これにトリブチルアミン１ｇ、お
よびハイドロキノン０．２ｇを添加し、１１０℃に加温
した。その中へ、グリシジルメタクリレート２８４ｇ
（２モル）を３０分間で滴下した後、１１０℃で５時間
攪拌反応させることにより、不揮発分約８０％メタクリ
ロイル基含有フェノールノボラック（メタクリロイル基
変性率５０％）を得た。
ールノボラックの合成 フェノールノボラック（大日本インキ化学工業（株）
製、フェノライトＴＤ−２０９０−６０Ｍ）の不揮発分
７０％ＭＥＫ溶液６００ｇ（ＯＨ約４当量）を、２ｌの
フラスコ中に投入し、これにトリブチルアミン１ｇ、お
よびハイドロキノン０．２ｇを添加し、１１０℃に加温
した。その中へ、グリシジルメタクリレート２８４ｇ
（２モル）を３０分間で滴下した後、１１０℃で５時間
攪拌反応させることにより、不揮発分約８０％メタクリ
ロイル基含有フェノールノボラック（メタクリロイル基
変性率５０％）を得た。
【００２５】＜実施例１＞合成例１のメタクリロイル基
含有フェノールノボラック４４ｇ（０．１モル）に、エ
ポキシ樹脂（日本化薬製NC-3000P）３２．４ｇを混合
し、光開始剤として、ベンジルジメチルケタール（チバ
・ガイギー社製、イルガキュア６５１）３ｇと、２官能
アクリレート（アクロスケミカルズ性Actilane422）８
ｇ、熱硬化促進剤として、トリフェニルフォスフィン
０．２ｇを添加して、感光性絶縁樹脂組成物とした。こ
の感光性絶縁樹脂組成物を、キャリアフィルムとして厚
さ２５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フ
ィルム上に塗布し、６０℃で２０分間乾燥して、樹脂層
の厚さ６５μｍの感光性絶縁樹脂ドライフィルム（以下
ドライフィルムと呼称）を得た。
含有フェノールノボラック４４ｇ（０．１モル）に、エ
ポキシ樹脂（日本化薬製NC-3000P）３２．４ｇを混合
し、光開始剤として、ベンジルジメチルケタール（チバ
・ガイギー社製、イルガキュア６５１）３ｇと、２官能
アクリレート（アクロスケミカルズ性Actilane422）８
ｇ、熱硬化促進剤として、トリフェニルフォスフィン
０．２ｇを添加して、感光性絶縁樹脂組成物とした。こ
の感光性絶縁樹脂組成物を、キャリアフィルムとして厚
さ２５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フ
ィルム上に塗布し、６０℃で２０分間乾燥して、樹脂層
の厚さ６５μｍの感光性絶縁樹脂ドライフィルム（以下
ドライフィルムと呼称）を得た。
【００２６】得られたドライフィルムをキャリアフィル
ムを付けたまま、回路銅箔の厚さが１８μｍで最も隣接
した部位の回路間隔が３５μｍ、最も狭い回路幅が３５
μｍである回路が両面に形成されたFR−５グレードのガ
ラスエポキシ基板により作成されたサブストレートの上
に、ロール式真空ラミネーターによりラミネートした。
次いで７０℃で５分間の加熱処理を施し、樹脂層が流動
し、表面が平滑となった。このとき、感光性絶縁樹脂の
７０℃での粘度は、２１０Ｐａ・ｓであり、これによ
り、感光性絶縁樹脂表面の凹凸は最高点と最低点の差が
１μｍ以下であった。その後、素子機能面と対応する部
位及びバンプ接続用のランド部を遮光するように設計し
たネガフィルムをキャリアフィルム上に位置合わせして
設置し、高圧水銀灯露光装置を用いて照射量２００ｍＪ
／ｃｍ2で露光して樹脂層を硬化させて、キャリアフィ
ルム剥離し、アルカリ水溶液による現像、高圧水銀灯露
光装置を用いて照射量８００ｍＪ／ｃｍ２で再度露光し
た。ランド部は金メッキが施され、ランド部上の感光性
樹脂厚みは５０μｍであった。
ムを付けたまま、回路銅箔の厚さが１８μｍで最も隣接
した部位の回路間隔が３５μｍ、最も狭い回路幅が３５
μｍである回路が両面に形成されたFR−５グレードのガ
ラスエポキシ基板により作成されたサブストレートの上
に、ロール式真空ラミネーターによりラミネートした。
次いで７０℃で５分間の加熱処理を施し、樹脂層が流動
し、表面が平滑となった。このとき、感光性絶縁樹脂の
７０℃での粘度は、２１０Ｐａ・ｓであり、これによ
り、感光性絶縁樹脂表面の凹凸は最高点と最低点の差が
１μｍ以下であった。その後、素子機能面と対応する部
位及びバンプ接続用のランド部を遮光するように設計し
たネガフィルムをキャリアフィルム上に位置合わせして
設置し、高圧水銀灯露光装置を用いて照射量２００ｍＪ
／ｃｍ2で露光して樹脂層を硬化させて、キャリアフィ
ルム剥離し、アルカリ水溶液による現像、高圧水銀灯露
光装置を用いて照射量８００ｍＪ／ｃｍ２で再度露光し
た。ランド部は金メッキが施され、ランド部上の感光性
樹脂厚みは５０μｍであった。
【００２７】つぎに、上記樹脂除去部及びバンプ接続用
ランド部に対し位置合わせをして、サブストレートを８
０℃に加熱しつつ素子をフリップチップ方式で接合搭載
した。 このとき用いられた素子は接続用バンプとし
て、金スタッドバンプが形成されており、ランド部との
接合後のバンプ高さは４８μmであった。 このように
して素子を搭載されたサブストレートは１８０℃で６０
分加熱されることにより感光性絶縁樹脂が完全硬化し、
素子機能面上に気密化された空間を形成された。
ランド部に対し位置合わせをして、サブストレートを８
０℃に加熱しつつ素子をフリップチップ方式で接合搭載
した。 このとき用いられた素子は接続用バンプとし
て、金スタッドバンプが形成されており、ランド部との
接合後のバンプ高さは４８μmであった。 このように
して素子を搭載されたサブストレートは１８０℃で６０
分加熱されることにより感光性絶縁樹脂が完全硬化し、
素子機能面上に気密化された空間を形成された。
【００２８】また、前述のサブストレートの素子搭載面
と逆の面には、スルーホールを介して接合用ランドと導
通する回路及びそれにつながる半田ボール搭載用ランド
が形成されており、ランド以外の部位はソルダーレジス
トにより被覆されている。このため、素子を搭載された
サブストレートは、半田ボール搭載ランドに半田ボール
を搭載された後、個片化され実働試験に供されたが、素
子の機能上の問題点は何ら見出されなかった。
と逆の面には、スルーホールを介して接合用ランドと導
通する回路及びそれにつながる半田ボール搭載用ランド
が形成されており、ランド以外の部位はソルダーレジス
トにより被覆されている。このため、素子を搭載された
サブストレートは、半田ボール搭載ランドに半田ボール
を搭載された後、個片化され実働試験に供されたが、素
子の機能上の問題点は何ら見出されなかった。
【００２９】
【発明の効果】フリップチップ方式で、機能面上部に空
間が必要とされる半導体・MEMS素子をサブストレートに
搭載し、パッケージ化するにあたり、光反応後も接着性
を有する感光性絶縁樹脂ドライフィルムを用いてソルダ
ーレジストを兼用する平滑な樹脂層を形成、素子の機能
のために必要な空間は、感光性絶縁樹脂をフォトリソグ
ラフィー手法により除去して形成、除去した部位周辺の
感光性絶縁樹脂が素子に対して接着性を示すため気密化
された空間を素子機能面上に形成された構造のパッケー
ジを効率よく得ることができる。
間が必要とされる半導体・MEMS素子をサブストレートに
搭載し、パッケージ化するにあたり、光反応後も接着性
を有する感光性絶縁樹脂ドライフィルムを用いてソルダ
ーレジストを兼用する平滑な樹脂層を形成、素子の機能
のために必要な空間は、感光性絶縁樹脂をフォトリソグ
ラフィー手法により除去して形成、除去した部位周辺の
感光性絶縁樹脂が素子に対して接着性を示すため気密化
された空間を素子機能面上に形成された構造のパッケー
ジを効率よく得ることができる。
【図１】従来のワイヤーボンディング方式及びフリップ
チップ方式による半導体パッケージを示す概略図。
チップ方式による半導体パッケージを示す概略図。
【図２】本発明の半導体パッケージの製造方法を示す概
略図。
略図。
【図３】本発明の半導体パッケージの製造方法を示す概
略図。
略図。
１ サブストレート
２ 回路
３ 感光性絶縁樹脂層
４ キャリアーフィルム
５ ネガフィルム
６ サブストレート
７ 回路
８ 感光性絶縁樹脂層
９ ネガフィルム
１０ 半導体・MEMS素子
１１ 接続用バンプ
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体・MEMS素子の機能面をサブスト
レートに正対するように搭載し、サブストレートと半導
体・MEMS素子を電気的に接合させてなる半導体・MEMSパ
ッケージにおいて、半導体素子機能面とサブストレート
の間に空間部を設けるために、サブストレート上に感光
性絶縁樹脂を配置し、該空間部をフォトリソグラフィー
の手法により形成することを特徴とする半導体・MEMSパ
ッケージの製造方法。 - 【請求項２】 感光性樹脂の厚みが、半導体・MEMS素
子とサブストレートを接続するためのバンプの高さに対
し１００〜１３０％である請求項１記載の半導体パッケ
ージの製造方法。 - 【請求項３】 感光性樹脂が、フォトリソグラフィー
の手法により空間部を形成した後も接着性を有し、感光
性樹脂が所定の位置に配置されたサブストレートに半導
体素子を搭載することにより半導体素子と感光性樹脂が
密着し、その後、熱硬化することにより半導体素子の一
部と感光性樹脂が強固に接着され、半導体素子とサブス
トレートの間に気密化された空間を形成する請求項１又
は２記載の半導体パッケージの製造方法。 - 【請求項４】 感光性樹脂が、キャリアフィルム付き
のドライフィルムとして供給され、サブストレートにラ
ミネートされた後、キャリアフィルムが付いた状態で、
露光前に加熱処理をする請求項１〜３いずれか記載の半
導体パッケージの製造方法。 - 【請求項５】 加熱処理において、感光性絶縁樹脂の
溶融粘度が５〜５００Ｐａ・ｓになる温度で加熱処理す
る請求項４記載の半導体パッケージの製造方法。 - 【請求項６】 加熱工程が、キャリアフィルムの熱膨張
係数がサブストレートの熱膨張係数より小さい場合は、
サブストレート・感光性樹脂・キャリアフィルムの構成
で実施し、キャリアフィルムの熱膨張係数がサブストレ
ートの熱膨張係数以上の場合は、サブストレートより面
積が大きくキャリアフィルムより熱膨張係数の大きな材
質からなるシートをサブストレートの非被着面に重ね、
サブストレートとともに光解像性接着剤と張り合わせた
のち実施されることにより、感光性樹脂表面の凹凸を平
坦化させる請求項４又は５記載の半導体パッケージの製
造方法。 - 【請求項７】 感光性樹脂が下記の（イ）、（ロ）、
（ハ）、（ニ）、及び（ホ）を必須成分とする樹脂組成
物からなる請求項１〜６いずれか記載の半導体パッケー
ジの製造方法。 （イ）少なくとも2個のエポキシ基を持つエポキシ樹脂 （ロ）少なくとも１個のアクリロイル基又はメタクリロ
イル基を有するフェノールノボラック （ハ）光官能基を有する多官能モノマー及び／または光
官能基と熱官能基を有する多官能モノマーからなる希釈
剤 （ニ）光重合開始剤 （ホ）無機フィラー
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002094632A JP3893303B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 半導体パッケージの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002094632A JP3893303B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 半導体パッケージの製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003297876A true JP2003297876A (ja) | 2003-10-17 |
| JP2003297876A5 JP2003297876A5 (ja) | 2005-10-20 |
| JP3893303B2 JP3893303B2 (ja) | 2007-03-14 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1714991A1 (en) | 2005-04-19 | 2006-10-25 | Nitto Denko Corporation | Photosensitive epoxy resin adhesive composition and use thereof |
| JP2007072314A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | カラーフィルタ用感光性樹脂組成物およびこれを用いたカラーフィルタ |
| JP2007291394A (ja) * | 2004-05-31 | 2007-11-08 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 樹脂組成物、接着フィルムおよび樹脂ワニス |
| JP2007291375A (ja) * | 2004-05-31 | 2007-11-08 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 樹脂組成物、接着フィルムおよび樹脂ワニス |
| WO2008146723A1 (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Sumitomo Bakelite Company Limited | 樹脂組成物、樹脂スペーサ用フィルムおよび半導体装置 |
| JP2008297540A (ja) * | 2008-04-14 | 2008-12-11 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 感光性接着剤樹脂組成物、接着フィルムおよび受光装置 |
| US7767543B2 (en) | 2005-09-06 | 2010-08-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing a micro-electro-mechanical device with a folded substrate |
| JP2011249599A (ja) * | 2010-05-27 | 2011-12-08 | Panasonic Corp | 半導体実装基板およびそれを用いた実装構造体 |
| JP2015031724A (ja) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | 日立化成株式会社 | 半導体装置の製造方法及びその製造方法によって得られる半導体装置 |
-
2002
- 2002-03-29 JP JP2002094632A patent/JP3893303B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2007291394A (ja) * | 2004-05-31 | 2007-11-08 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 樹脂組成物、接着フィルムおよび樹脂ワニス |
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| US8058145B2 (en) | 2005-09-06 | 2011-11-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Micro-electro-mechanical device and manufacturing method for the same |
| US8552473B2 (en) | 2005-09-06 | 2013-10-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Micro-electro-mechanical device and manufacturing method for the same |
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| JP2008297540A (ja) * | 2008-04-14 | 2008-12-11 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 感光性接着剤樹脂組成物、接着フィルムおよび受光装置 |
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