JP2004139880A - 電極シートおよびその製造方法ならびに電極シートを備える半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造が容易で、電極となる導電体の脱落が起こらず、電気的な接続の信頼性が高い電極シートを提供する。
【解決手段】絶縁性シート１１，１２に貫通孔１４，１５を形成し、前記貫通孔１４，１５に、前記貫通孔１４，１５に臨む絶縁性シート１１，１２の周縁部１４ａ，１５ａに接している状態で担持されるように形成される導電体１３を挟持する。このような電極シート１０では、導電体１３の脱落が防止されるので、電気的な接続の信頼性に優れる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極シートおよびその製造方法ならびに電極シートを備える半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の大規模集積回路（略称ＬＳＩ）で構成されたシステムおよび機能を、一つの半導体素子に平面的に集約するシステムオンチップ（略称ＳＯＣ）の進歩は、半導体装置の飛躍的な小型化、ひいては携帯電話や携帯情報端末などの携帯情報機器の急速な普及をもたらした。最近では、携帯情報機器の高機能化はさらに進み、それに伴って商品サイクルが短くなり、開発期間の短縮が切望されている。しかしながら、ＳＯＣでは、機能を一つ変更するだけでも、半導体素子の設計から生産までの全ての工程を見直すことが必要になり、見直しには膨大な時間と費用とを要する。このため、ＳＯＣは、短期間かつ低コスト化が要求される携帯情報機器の開発には不適当な手法になりつつある。
【０００３】
このＳＯＣに代わり注目を集めているのが、システムインパッケージ（略称ＳＩＰ）である。ＳＩＰは、種々の機能を有する複数の半導体素子を組み合わせ、これらを一つのプリント配線板上に３次元的に搭載する手法であり、ＳＯＣに比べて、半導体装置のさらなる小型化を図ることができる。より具体的には、ショート防止用バンプなどの突起電極が設けられたベアチップ半導体素子を、その能動素子面を下に向けて電気的に接続するいわゆるフェースダウンに準じ、プリント配線板にフリップチップボンディング法にて実装する手法が挙げられる。ＳＩＰでは、一部の半導体素子の変更、追加およびプリント配線板の変更によって、種々の機能変更に容易に対応できるので、ＳＯＣに比べて、開発期間の大幅な短縮と開発コストの著しい低減を達成できる。しかしながら、ＳＩＰは、仕様の異なる種々の半導体素子を集めて１つのシステムを構成するため、突起電極が設けられていない半導体素子を用いなければならない場合がある。その場合、フリップチップボンディング法を用いることができないので、他の実装手法が採用されるけれども、他の実装手法は、半導体素子とプリント配線板の電極部との距離を拡げるので、半導体装置の小型化を妨げるという問題がある。
【０００４】
ＳＩＰにおける前述の問題を解消するため、従来、半導体素子とプリント配線板とを、電極シートを介して電気的に接続することが行われている（たとえば、特許文献１参照）。図１５は、従来の電極シート１の構成を簡略化して示す断面図である。電極シート１には、絶縁性シート２の厚み方向に貫通孔２ａが形成されている。貫通孔２ａは、その厚み方向内方の孔径が絶縁性シート２表面部の孔径よりも小さくなっている。この貫通孔２ａには、導電体３が充填されている。導電体３の一部は、絶縁性シート２の両表面からそれぞれ外方に突出している。電極シート１は、導電体３が絶縁性シート２から脱落し難いという利点を有している。
【０００５】
また、電極シート１のほかにも、形態の異なる電極シートが、半導体素子とプリント配線板との電気的接続に用いられている（たとえば、特許文献２参照）。図１６は、もう一つの電極シート４の構成を簡略化して示す断面図である。電極シート４には、絶縁性シート５の厚み方向に貫通孔５ａが形成されている。貫通孔５ａには、貫通孔５ａの孔径よりも大きい直径を有する球状導電体（半田ボール）６が配置され、貫通孔５ａの壁面部および絶縁性シート５の両表面の貫通孔５ａ周辺部に形成されるめっき層７に、フラックス（図示せず）を用いて固定されている。電極シート４は、製造が容易であるという利点を有している。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−１５２０１９号公報
【特許文献２】
特開２００１−２４０３３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に提案されている電極シート１は、特許文献１の記載にしたがって製造される。すなわち特許文献１に開示されている方法によれば、まず、絶縁性シート２の表裏両面の相対する位置に、ハーフエッチングを施しかつレーザーを照射することなどによって、絶縁性シート２を貫通しないように、微細な孔をそれぞれ形成する。次いで、この孔内に、この孔の径よりも小さい径の孔を貫通させ、貫通孔２ａを設ける。このようにして貫通孔２ａを形成した絶縁性シート１のいずれか片面に導電層を形成し、さらに導電層表面にレジスト層を積層して表面を絶縁した後、もう一方の面から、貫通孔２ａに電解めっき、無電解めっきなどのめっき法によって金属物質を充填して導通路を形成し、絶縁性シート２の表裏面を導通させる。絶縁性シート２の導電層およびレジスト層を形成していない面の全域を厚み方向にハーフエッチングして、前記導通路の一部をバンプ状の金属突出物として露出させる。その後、絶縁性シート２に積層していた導電層およびレジスト層を化学的エッチング液または電解腐食によって除去し、さらに厚み方向にハーフエッチングして、バンプ状の金属突出物を露出させると、電極シート１が得られる。このような製造方法には、多くの工程を必要とするという問題がある。しかも、絶縁性シート２の表裏両面の相対する位置に、それぞれ非貫通孔を設けた後、非貫通孔の孔内に、非貫通孔の径よりも小さい径の孔を貫通させ、貫通孔２ａを設けるという工程は、一括して行うことができず、非貫通孔内に１個ずつ貫通孔を開けていく必要があるので、多大な時間を必要とし、生産性の著しい低下を招き、製造コストを高騰させる。
【０００８】
特許文献２が開示する電極シート４は、球状導電体６を、フラックスによってめっき層７に固定しているだけなので、その使用時に外部からの応力や熱によって、電極シート４から脱落するのを避けることができない。したがって、電極シート４は、半導体装置の構成部品に必須となる、電気的な接続についての信頼性に乏しい。
【０００９】
本発明の目的は、導電体すなわち電極が脱落することなく、電気的な接続についての信頼性の高い電極シートを提供することである。
【００１０】
また、本発明の目的は、電極が脱落することなく、電気的な接続についての信頼性の高い電極シートを、工程数が少なく、各工程に要する時間が短く、かつ低コストで製造する方法を提供することである。
【００１１】
また、本発明の目的は、電極が脱落することなく、電気的な接続性についての信頼性の高い電極シートを組み込むことによって、小型化の要求に充分対応でき、半導体素子とプリント配線板とが電気的に効率良く接続され、かつ半導体素子、プリント配線板および電極シートの接合（接着）強度が高く、優れた接合信頼性を有する半導体装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、厚み方向に貫通孔の形成される絶縁性素材からなる複数の絶縁性シートと、
前記貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部に接している状態で担持されるように形成される導電体とを含み、
前記絶縁性シートによって前記貫通孔の形成される位置に前記導電体が挟持され、かつ前記導電体が前記絶縁性シートに挟持されている状態で、前記導電体の一部が前記絶縁性シートの外方に突出していることを特徴とする電極シートである。
【００１３】
本発明に従えば、厚み方向に貫通孔の形成される複数の絶縁性シートの前記貫通孔に、前記貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部に接している状態で担持されるように形成される導電体が挟持され、かつ前記導電体の一部が前記絶縁性シートの外方に突出しているので、導電体の脱落がなく、電気的な接続についての信頼性が高い電極シートが得られる。このような電極シートは、半導体素子に突起電極が設けられているか否かに関わらず、半導体素子同志または半導体素子とプリント配線板とを電気的に効率よく接続することができるので、半導体装置の小型化に貢献でき、特にＳＩＰによる半導体装置の製造に好適に使用できる。
【００１４】
また本発明は、前記絶縁性シートは、
前記導電体を挟持する前記貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部を除く全面または一部で、前記絶縁性シート同志が接着されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明に従えば、前記絶縁性シート同志は、前記導電体を挟持する前記貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部を除く全面または一部が、接着されているので、前記導電体がより完全に前記絶縁性シートによって保持され、電気的な接続についての信頼性の一層高い電極シートが得られる。
【００１６】
また本発明は、前記導電体は、
導電性を有する金属からなることを特徴とする。
【００１７】
本発明に従えば、前記導電体に導電性を有する金属を用いることによって、電気的接続を効率良く行うことができる電極シートが得られる。
【００１８】
また本発明は、前記導電体は、
電気絶縁性を有する芯体と、前記芯体の表面に形成される導電性金属層とを含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、前記導電体に、電気絶縁性を有する芯体と、前記芯体の表面に形成される導電性金属層とを含むものを使用することによって、電気的接続を効率良く行うことができる電極シートが得られる。
【００２０】
また本発明は、前記導電体は、
真球状または楕円球状に形成されることを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、前記導電体に、真球状または楕円球状に形成されたものを使用することによって、前記絶縁性シートの前記貫通孔への前記導電体の配置が一層容易になり、前記絶縁性シートによる前記導電体の保持が一層完全になり、かつ電気的接続を効率良く行うことのできる電極シートが得られる。
【００２２】
本発明は、絶縁性素材からなる絶縁性シートに貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部に接する状態で担持されているように形成される導電体を前記貫通孔に配置する工程と、
もう一つの絶縁性シートを、その貫通孔が前記導電体の配置された位置に対応するように配設し、前記導電体を絶縁性シートによって挟持する工程とを含むことを特徴とする電極シートの製造方法である。
【００２３】
本発明に従えば、絶縁性シートに貫通孔を形成し、前記貫通孔に、前記貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部に接する状態で担持されるように形成される前記導電体を配置し、もう一つの絶縁性シートを、その貫通孔が前記導電体の配置された位置に対応するように配設し、前記導電体を絶縁性シートで挟持することによって、電極シートを製造することができる。この製造方法によれば、貫通孔および突起電極の形成のために複雑な工程を必要とすることなく、工程数を少なくし、各工程に要する時間を短縮化し、かつ低コストで、電極シートを製造することができる。
【００２４】
また本発明は、前記導電体を挟持した前記貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部を除く全面または一部で、
絶縁性シート同志を接着する工程をさらに含むことを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、前記絶縁性シート同志を、前記導電体を挟持した前記貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部を除く全面または一部で接着することにより、前記導電体が一層完全に保持され、電気的な接続についての信頼性が一層向上した電極シートを製造することができる。
【００２６】
本発明は、絶縁性素材からなる絶縁性シートに貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部に接している状態で担持されるように形成される導電体を前記貫通孔に配置する工程と、
前記絶縁性シートの前記導電体が配置された側の面における前記貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部を除く全面または一部に絶縁性接着剤または樹脂を塗布する工程と、
もう一つの絶縁性シートを、その貫通孔が前記導電体の配置された位置に対応するように配設し、前記導電体を絶縁性シートによって挟持する工程と、
前記絶縁性接着剤または樹脂を硬化させる工程とを含む電極シートの製造方法である。
【００２７】
本発明に従えば、絶縁性シートに貫通孔を形成し、前記貫通孔に、前記貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部に接している状態で担持されるように形成される前記導電体を配置し、前記絶縁性シートの前記導電体が配置された側の面における前記貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部を除く全面または一部に絶縁性接着剤または樹脂を塗布し、もう一つの絶縁性シートを、その貫通孔が前記導電体の配置された位置に対応するように配設し、前記導電体を絶縁性シートによって挟持し、次いで前記絶縁性接着剤または樹脂を硬化させることによって、前記導電体が一層完全に保持され、電気的な接続についての信頼性の一層高い本発明の電極シートを製造することができる。
【００２８】
本発明は、前記のいずれかの電極シートと、
半導体素子と、
プリント配線板とを含み、
前記電極シートを介して半導体素子とプリント配線板とが電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置である。
【００２９】
本発明に従えば、前記のいずれかの電極シートを介して、前記半導体素子とプリント配線板とが接続される。このことによって、半導体素子が突起電極を有しているか否かに関わらず、前記半導体素子と前記プリント配線板とを効率よく電気的に接続することができるので、電気的な接続についての信頼性の高い半導体装置を得ることができる。また、本発明の半導体装置は、前記半導体素子または前記プリント配線板と前記電極シートとの接合（接着）強度が高く、優れた接合信頼性を有しているという利点をも併せ持っている。
【００３０】
また本発明は、前記電極シートを介してさらに半導体素子同志が電気的に接続されていることを特徴とする。
【００３１】
本発明に従えば、複数の半導体素子が組み込まれた半導体装置であって、前記のいずれかの電極シートを介して、前記半導体素子同志が電気的に接続され、かつ前記半導体素子と前記プリント配線板とが電気的に接続される。このことによって、半導体装置は、小型化が実現され、電気的な接続についての信頼性および接合信頼性の向上が達成される。
【００３２】
また本発明は、半導体素子はベアチップ半導体素子であることを特徴とする。本発明に従えば、半導体素子に、ベアチップ半導体素子の用いられた半導体装置が提供される。このような半導体装置は、各種電子機器、特に、携帯電話や携帯情報端末などの携帯情報機器などに好適に用いられる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の第１形態である電極シート１０の構成を示す断面図である。電極シート１０は、絶縁性素材からなる２枚の絶縁性シート１１，１２と導電体１３とを含む。
【００３４】
絶縁性シート１１，１２は厚み方向に貫通孔１４，１５が形成されている。貫通孔１４，１５は、絶縁性シート１１，１２を重ね合わせるとき、対向する貫通孔同志の軸線が一致するようにそれぞれ形成されている。絶縁性シート１１，１２は、貫通孔１４，１５に臨む絶縁性シート１１，１２の周縁部１４ａ，１５ａに導電体１３を挟持している。
【００３５】
導電体１３は、貫通孔１４，１５に臨む絶縁性シート１１，１２の周縁部１４ａ，１５ａに接している状態で担持されるように成形され、その一部が絶縁性シート１１，１２の外方に突出している。
【００３６】
絶縁性シート１１，１２は絶縁性素材から構成される。絶縁性素材には、公知のものを用いることができ、その中でも絶縁性樹脂が好ましく、たとえば、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂などの熱可塑性樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００３７】
絶縁性シート１１，１２の厚みＴは、特に制限されることはなく、導電体の種類や寸法、形状、電極シートと組み合わされる半導体素子やプリント配線板の種類、半導体装置の用途などの各種条件に応じて広い範囲から適宜選択され、通常２０〜５０μｍの範囲から選択される。
【００３８】
絶縁性シート１１，１２の厚み方向に形成される貫通孔１４，１５は、軸線方向の寸法が短い円柱状に形成されている。貫通孔１４，１５の孔径ｄ１は、特に制限されることはなく、絶縁性シートを構成する絶縁性素材の種類、絶縁性シートの厚み、導電体の種類や寸法、形状、電極シートと組み合わされる半導体素子やプリント配線板の種類、半導体装置の用途などの各種条件に応じて広い範囲から適宜選択され、通常４０〜１００μｍの範囲から選択される。
【００３９】
絶縁性シート１１，１２における貫通孔１４，１５の周縁部１４ａ，１５ａおよび内壁面部には、必要に応じて、めっき層を形成することもできる。
【００４０】
導電体１３は、真球状の形状を有し、たとえば、金、ニッケル、銅などの導電性金属からなる。導電体１３は、その直径ｄ２が上述の貫通孔の孔径ｄ１よりも大きくなるように形成される（ｄ２＞ｄ１）。このことによって、導電体１３は、貫通孔１４を通過して落下することなく、絶縁性シート１１に担持される。
【００４１】
図２は、導電体の他の形態を示す断面図である。導電体１３ａは、電気絶縁性芯体１３ｂと、電気絶縁性芯体１３ｂの表面に形成される導電性金属層１３ｃとを含む構成であってもよい。電気絶縁性芯体１３ｂには、たとえば、絶縁性樹脂などの絶縁性素材からなる成形体などが用いられる。導電性金属層１３ｃを構成する導電性金属には、前述と同様に、金、ニッケル、銅などが用いられる。
【００４２】
導電体１３の直径ｄ２は、絶縁性シート１１，１２の貫通孔１４，１５の孔径ｄ１よりも大きく設定されればよく、貫通孔１４，１５の孔径ｄ１に応じて適宜選択され、通常５０〜２００μｍの範囲から選択される。
【００４３】
前述のように、導電体１３は、その孔径ｄ２が貫通孔１４，１５の孔径ｄ１よりも大きく、貫通孔１４，１５に臨む絶縁性シート１１，１２の周縁部１４ａ，１５ａに接している状態で担持されるように形成されているので、周縁部１４ａ，１５ａに安定に挟持される。
【００４４】
図３は、図１に示す電極シート１０の製造方法の一実施態様を説明する工程図である。
【００４５】
図３（ａ）に示す工程では、まず、厚み方向に貫通孔１４が形成されている絶縁性シート１１を製造する。貫通孔１４を有する絶縁性シート１１は、たとえば以下のようにして製造される。比較的薄い銅板などの金属板をスピンナー上に置き、この金属板に溶融状態の絶縁性素材を滴下し、スピンナーを回転させて金属板上に厚さ２０〜５０μｍとなるように塗布し、さらに貫通孔１４に対応する部分に開口部を有する露光マスクを配置して露光および絶縁性素材の硬化を行い、次いでエッチングを行うことによって、任意の部分に厚み方向の貫通孔１４が形成された絶縁性シート１１が得られる。なお、露光マスクを介した露光によって絶縁性素材は、光の当たっていない部分で硬化が起こり、光の当たっている部分では硬化が起こらないので、露光および硬化後にエッチングを行うことによって、未硬化の部分が除去され、貫通孔１４が形成される。
【００４６】
図３（ｂ）に示す工程では、絶縁性シート１１の厚み方向に形成された貫通孔１４に臨む絶縁性シート１１の周縁部１４ａに、真球状の導電体１３を配置する。導電体１３の配置は、たとえば、ボールマウンタなどを利用することによって実現される。
【００４７】
図３（ｃ）に示す工程では、もう一つの絶縁性シート１２を、その厚み方向に形成されている貫通孔１５が、導電体１３の配置された位置に対応するように配設し、矢符１６方向に軽く押圧して導電体１３を絶縁性シート１１，１２で挟持する。このようにして、図１に示す電極シート１０を製造することができる。
【００４８】
図４は、本発明の実施の第２形態である電極シート１７の構成を示す断面図である。本実施の形態の電極シート１７は、実施の第１形態の電極シート１０に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。電極シート１７は、導電体１４，１５に臨む絶縁性シート１１，１２の周縁部１４ａ，１５ａを除く一部において、絶縁性シート１１，１２同志が接着される接着部１８が形成されていることを特徴とする。
【００４９】
電極シート１７は、電極シート１０の絶縁性シート１１，１２の端部を接着することによって製造できる。接着は、圧着または加熱圧着することによって行われる。また、絶縁性シート１１，１２の端部付近において対向する面のいずれか一方または両方に絶縁性接着剤または絶縁性樹脂を塗布して密着させ、絶縁性接着剤または絶縁性樹脂を硬化させることによって、絶縁性フィルム１１，１２を接着することができる。絶縁性接着剤には、公知のものを使用することができ、たとえば、エポキシ樹脂系接着剤、ポリウレタン樹脂系接着剤などが挙げられる。絶縁性樹脂には、前述のものを使用できる。絶縁性接着剤および絶縁性樹脂は、それぞれ１種が単独で使用されまたは２種以上が併用される。硬化は、たとえば、絶縁性接着剤または絶縁性樹脂の硬化温度まで加熱することなどにより行われる。
【００５０】
図５は、本発明の実施の第３形態である電極シート１９の構成を示す断面図であり、図６は図５に示す電極シート１９の平面図である。本実施の形態の電極シート１９は、実施の第２形態の電極シート１７に類似し、対応する部分については同一の参照番号を付して説明を省略する。電極シート１９は、貫通孔１４，１５のたとえば３行×３列を一単位とし、この単位部分を取り囲むように配置されて絶縁性シート１１，１２同志の接着されている接着部１８が形成されることを特徴とする。一単位を構成する貫通孔１３，１４の行列は３行×３列に限定されることなく、適宜選択することができる。
【００５１】
図７は本発明の実施の第４形態である電極シート２０の構成を示す断面図であり、図８は図７に示す電極シート２０の平面図である。本実施の形態の電極シート２０は、実施の第２形態の電極シート１７に類似し、対応する部分については同一の参照番号を付して説明を省略する。電極シート２０は、貫通孔１４，１５と貫通孔１４，１５との中間部で、絶縁性シート１１，１２同志が絶縁性接着剤または絶縁性樹脂の硬化層２１によって接着されていることを特徴とする。
【００５２】
図９は、図７および図８に示す電極シートの製造方法の一実施態様を示す工程図である。
【００５３】
図９（ａ）に示す工程では、厚み方向に貫通孔１４が形成されている絶縁性シート１１を得る。この工程は、図３（ａ）で示した工程と同様に実施できる。
【００５４】
図９（ｂ）に示す工程では、貫通孔１４に臨む絶縁性シート１１の周縁部１４ａに、貫通孔１４の孔径ｄ１よりも大きな直径ｄ２を持つ球状の導電体１３を配置する。図９（ｂ）の工程は、図３（ｂ）で示した工程と同様に実施できる。
【００５５】
図９（ｃ）に示す工程では、絶縁シート１１の導電体１３が配置された側の面において、貫通孔１４に臨む絶縁性シート１１の周縁部１４ａを除く一部に絶縁性接着剤または絶縁性樹脂を塗布し、絶縁性接着剤または絶縁性樹脂の未硬化層２１ａを形成する。絶縁性接着剤および絶縁性樹脂には、前述のものを使用できる。
【００５６】
図９（ｃ）では、未硬化層２１ａは、絶縁性シート１１と次工程で配設する絶縁性シート１２との間隔と同程度の寸法を有するように形成されているが、絶縁性シート１１，１２の間隔よりも小さい寸法に形成してもよい。
【００５７】
また、図９（ｃ）では、未硬化層２１ａは、各貫通孔の間に等間隔に形成されているけれども、これに限定されるものではなく、たとえば、貫通孔の３行×３列を１単位とし、その１単位を取り囲むようにその周囲に形成するなどのように、種々の形成パターンから適宜選択されることができる。形成パターンに応じて、塗布量を適宜変更してもよい。さらに、１つの形成パターンにおいても、部位毎に塗布量を変更してもよい。
【００５８】
図９（ｄ）に示す工程では、もう一つの絶縁性シート１２を、その厚み方向に形成される貫通孔１５に臨む絶縁性シート１２の周縁部１５ａが、導電体１３の配置された位置に対応するように配設し、矢符２２方向に軽く押圧して導電体１３を絶縁性シート１１，１２によって挟持する。このとき、貫通孔１５に臨む絶縁性シート１２の周縁部１５ａ以外の一部が、未硬化層２１ａと接するように配設する。
【００５９】
引き続き、このものを、絶縁性接着剤または絶縁性樹脂が硬化する温度まで加熱することによって、絶縁性接着剤または絶縁性樹脂の硬化層２１が形成され、図７および８に示す電極シート２０を得ることができる。
【００６０】
図１０は、本発明の実施の第５形態である電極シート２３の構成を示す断面図である。本実施の形態の電極シート２３は、実施の第２形態の電極シート１７に類似し、対応する部分については同一の参照番号を付して説明を省略する。電極シート２３は、貫通孔１４，１５に臨む絶縁性シート１１，１２の周縁部１４ａ，１５ａを除く全面が、絶縁性接着剤または絶縁性樹脂の硬化層２１によって接着されていることを特徴とする。
【００６１】
図１１は、本発明の実施の第６形態である電極シート２４の構成を示す断面図である。本実施の形態の電極シート２４は、実施の第２形態の電極シート１７に類似し、対応する部分については同一の参照番号を付して説明を省略する。電極シート２４は、貫通孔１４，１５のたとえば３行×３列を一単位とし、この単位部分を取り囲むように配置されて絶縁性シート１１，１２同志の接着された接着部１８が形成されることを特徴とする。一単位を構成する貫通孔１３，１４の行列は３行×３列に限定されることなく、適宜選択される。さらに、電極シート２４は、貫通孔１４，１５に臨む絶縁性シート１１，１２の周縁部１４ａ，１５ａおよび前記接着部１８以外の全ての部分で、絶縁性シート１１，１２が絶縁性接着剤または絶縁性樹脂の硬化層２１によって接着されていることを特徴とする。
【００６２】
図１２は、本発明の実施の他の形態である半導体装置２５の構成を示す断面図である。半導体装置２５は、電極シート１９と半導体素子２６とプリント配線板２７とを含んでいる。半導体素子２６は、一方の面に電極シート１９と電気的に接続するための電極２６ａを有している。この電極２６ａは、電極シート１９における導電体１３の、絶縁性シート１１，１２表面から外方に突出している部分（電極シートの電極）に対応するように設けられている。半導体素子２６には、たとえば、ベアチップ半導体素子２６が用いられる。半導体素子２６はベアチップ半導体素子に限らず、ＣＳＰ、ＢＧＡなどの半導体パッケージでもよい。プリント配線板２７も、一方の面に電極シート１９と電気的に接続するための電極２７ａを有している。この電極２７ａは、電極シート１９における導電体１３の、絶縁性シート１１，１２表面から外方に突出している部分（電極シートの電極）に対応するように設けられている。プリント配線板２７には、たとえば、ガラエポ基板、ＦＲ−４基板、ポリイミド基板などが用いられる。
【００６３】
半導体装置２５は、電極シート１９を介して、半導体素子２６とプリント配線板２７とが電気的に接続されていることを特徴としている。電極シート１９における導電体１３の、絶縁シート１１，１２表面から外方に突出している部分が電極になり、半導体素子２６の電極２６ａおよびプリント配線板２７の電極２７ａとそれぞれ電気的に接続している。
【００６４】
半導体装置２５は、たとえば、相互に電極の位置合わせを行った電極シート１９と半導体素子２６とプリント配線板２７とを、フリップチップボンダーで加圧・加熱し、フリップチップ接合を行うことにより、製造できる。
【００６５】
このとき、たとえば、半導体素子２６の電極２６ａがアルミニウム電極である場合は、プリント配線板２７の電極２７ａにニッケルめっきを施し、その上から金めっきを施したものとし、また、たとえば銅などからなる球状導電体（電極）１３にニッケルめっきを施し、その上から金めっきを施したものとし、フリップチップボンダーで加圧・加熱してフリップチップ接合を行うことによって、半導体素子２６と電極シート１９とプリント配線板２７とを電気的に接続するとともに、半導体素子２６と電極シート１９とプリント配線板２７とを接合（接着）できる。加熱加圧は、通常２５０〜４５０℃程度の温度下および荷重２００〜３００Ｎ程度の加圧下に行われ、２〜１０秒程度で終了する。
【００６６】
図１３は、本発明の実施のもう１つの他の形態である半導体装置２８の構成を示す断面図である。本実施の形態の半導体装置２８は、実施の他の形態の半導体装置２５に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。半導体装置２８は、半導体素子２６とプリント配線板２７との間に介在し、半導体素子２６とプリント配線板２７とを電気的に接続する電極シートが、実施の第６形態の電極シート２４であることを特徴とする。
【００６７】
図１４は、本発明の実施のさらにもう１つの他の形態である半導体装置２９の構成を示す断面図である。本実施の形態の半導体装置２９は、実施の他の形態の半導体装置２５に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。半導体装置２９は、電極シート１９を介して、半導体素子２６と半導体素子３０とが電気的に接続され、かつ半導体素子３０とプリント配線板２７とが電気的に接続されていることを特徴とする。半導体素子３０は、その両面に、電極シート１９における導電体１３の、絶縁性シート１１，１２表面から外方に突出している部分（電極シートの電極）に対応するように、電極３０ａを有している。
【００６８】
以上に述べたように、電極シートに係る本実施の形態では、絶縁性シートに形成される貫通孔は、その平面形状が円形状であるけれども、これに限定されることなく、たとえば、三角形状、正方形状、長方形状、多角形状、楕円状などであってもよい。
【００６９】
また、導電体は真球状であるけれども、これに限定されることなく、たとえば、楕円球状、立方体状、２つの錐体を底面で接合した形状などであってもよい。ただし、導電体そのものまたは電極シートの生産性、電極シートの機械的強度などを考慮すると、真球状または楕円球状が好ましく、真球状が特に好ましい。
【００７０】
また、半導体装置に係る本実施の形態では、半導体装置の半導体素子に、ベアチップ半導体素子が用いられるけれども、これに限定されることなく、他の種類の半導体素子が用いられてもよい。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、厚み方向に貫通孔の形成される複数の絶縁性シートにおいて、前記貫通孔に、前記貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部に接している状態で担持されるように形成されている導電体を挟持し、かつ前記導電体の一部が前記絶縁性シートの外方に突出しているので、導電体の脱落がなく、電気的な接続についての信頼性が高い電極シートが得られる。このような電極シートは、半導体素子に突起電極が設けられているか否かに関わらず、半導体素子同志または半導体素子とプリント配線板とを電気的に効率よく接続することができるので、半導体装置の小型化に貢献でき、特にＳＩＰによる半導体装置の製造に好適に使用できる。
【００７２】
本発明によれば、絶縁性シート同志は、導電体を挟持する貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部を除く全面または一部が、接着されているので、前記導電体がより完全に前記絶縁性シートによって保持され、電気的な接続についての信頼性の一層高い電極シートが得られる。
【００７３】
本発明によれば、導電体に、導電性を有する金属を用いることによって、電気的接続を効率良く行うことができる電極シートが得られる。
【００７４】
本発明によれば、導電体に、電気絶縁性を有する芯体と、前記芯体の表面に形成される導電性金属層とを含むものを使用することによって、電気的接続を効率良く行うことができる電極シートが得られる。
【００７５】
本発明によれば、導電体に、真球状または楕円球状に形成されたものを使用することによって、絶縁性シートの貫通孔への前記導電体の配置が一層容易になり、前記絶縁性シートによる前記導電体の保持が一層完全になり、かつ電気的接続を効率良く行うことのできる電極シートが得られる。
【００７６】
本発明によれば、絶縁性シートに貫通孔を形成し、前記貫通孔に、前記貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部に接している状態で担持されるように形成される導電体を配置し、もう一つの絶縁性シートを、その貫通孔が前記導電体の配置された位置に対応するように配設し、前記導電体を絶縁性シートによって挟持することによって、電極シートを製造することができる。この製造方法によれば、貫通孔および突起電極の形成のために複雑な工程を必要とすることなく、工程数が少なく、各工程に要する時間が短く、かつ低コストで、電極シートを製造することができる。
【００７７】
本発明によれば、絶縁性シート同志を、導電体を挟持する貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部を除く全面または一部で、接着することによって、前記導電体が一層完全に保持され、電気的な接続についての信頼性が一層向上した電極シートを製造することができる。
【００７８】
本発明によれば、絶縁性シートに貫通孔を形成し、前記貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部に、前記周縁部に接している状態で担持されるように形成される導電体を配置し、前記絶縁性シートの前記導電体が配置された側の面における前記周縁部を除く全面または一部に絶縁性接着剤または樹脂を塗布し、もう一つの絶縁性シートを、その貫通孔が前記導電体の配置された位置に対応するように配設し、前記導電体を絶縁性シートによって挟持し、次いで前記絶縁性接着剤または樹脂を硬化させることによって、前記導電体が一層完全に保持され、電気的な接続についての信頼性の一層高い本発明の電極シートを製造することができる。
【００７９】
本発明によれば、前記のいずれかの電極シートを介して、半導体素子とプリント配線板とが接続される。このことによって、半導体素子が突起電極を有しているか否かに関わらず、半導体素子とプリント配線板とを効率よく電気的に接続することができるので、電気的な接続についての信頼性の高い半導体装置を得ることができる。また、本発明の半導体装置は、前記半導体素子または前記プリント配線板と前記電極シートとの接合（接着）強度が高く、優れた接合信頼性を有しているという利点をも併せ持っている。
【００８０】
本発明によれば、複数の半導体素子が組み込まれた半導体装置であって、前記のいずれかの電極シートを介して、半導体素子同志が電気的に接続され、かつ半導体素子とプリント配線板とが電気的に接続される。このことによって、半導体装置は、小型化が実現され、電気的な接続についての信頼性および接合信頼性の向上が達成される。
【００８１】
本発明によれば、半導体素子に、ベアチップ半導体素子が用いられている半導体装置が提供される。このような半導体装置は、各種電子機器、特に、携帯電話や携帯情報端末などの携帯情報機器などに好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態である電極シートの構成を示す断面図である。
【図２】導電体の他の形態を示す断面図である。
【図３】図１に示す電極シートの製造方法の一実施態様を説明する工程図である。
【図４】本発明の実施の第２形態である電極シートの構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の第３形態である電極シートの構成を示す断面図である。
【図６】図５に示す電極シートの平面図である。
【図７】本発明の実施の第４形態である電極シートの構成を示す断面図である。
【図８】図７に示す電極シートの平面図である。
【図９】図７および図８に示す電極シートの製造方法の一実施態様を説明する工程図である。
【図１０】本発明の実施の第５形態である電極シートの構成を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施の第６形態である電極シートの構成を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の他の形態である半導体装置の構成を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施の他の形態である半導体装置の構成を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施のもう１つの他の形態である半導体装置の構成を示す断面図である。
【図１５】特許文献１に記載の従来の電極シートの構成を示す断面図である。
【図１６】特許文献２に記載の従来の電極シートの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１，４，１０，１７，１９，２０，２３，２４　電極シート
２，５，１１，１２　絶縁性シート
２ａ，５ａ，１４，１５　貫通孔
１４ａ，１５ａ　周縁部
３，６，１３　導電体
７　めっき層
１６，２２　矢符
１８　接着部
２１　硬化層
２１ａ　未硬化層
２５，２８，２９　半導体装置
２６，３０　半導体素子
２６ａ，２７ａ，３０ａ　電極
２７　プリント配線板

Claims (11)

1. 厚み方向に貫通孔の形成される絶縁性素材からなる複数の絶縁性シートと、
   前記貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部に接している状態で担持されるように形成される導電体とを含み、
   前記絶縁性シートによって前記貫通孔の形成される位置に前記導電体が挟持され、かつ前記導電体が前記絶縁性シートに挟持されている状態で、前記導電体の一部が前記絶縁性シートの外方に突出していることを特徴とする電極シート。
2. 前記絶縁性シートは、
   前記導電体を挟持する前記貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部を除く全面または一部で、前記絶縁性シート同志が接着されていることを特徴とする請求項１記載の電極シート。
3. 前記導電体は、
   導電性を有する金属からなることを特徴とする請求項１または２記載の電極シート。
4. 前記導電体は、
   電気絶縁性を有する芯体と、
   前記芯体の表面に形成される導電性金属層とを含むことを特徴とする請求項１または２記載の電極シート。
5. 前記導電体は、
   真球状または楕円球状に形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電極シート。
6. 絶縁性素材からなる絶縁性シートに貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部に接する状態で担持されるように形成されている導電体を前記貫通孔に配置する工程と、
   もう一つの絶縁性シートを、その貫通孔が前記導電体の配置された位置に対応するように配設し、前記導電体を絶縁性シートによって挟持する工程とを含むことを特徴とする電極シートの製造方法。
7. 前記導電体を挟持する前記貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部を除く全面または一部で、前記絶縁性シート同志を接着する工程をさらに含むことを特徴とする請求項６記載の電極シートの製造方法。
8. 絶縁性素材からなる絶縁性シートに貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部に接する状態で担持されるように形成される導電体を前記貫通孔に配置する工程と、
   前記絶縁性シートの前記導電体が配置された側の面における前記貫通孔に臨む前記絶縁性シートの周縁部を除く全面または一部に絶縁性接着剤または樹脂を塗布する工程と、
   もう一つの絶縁性シートを、その貫通孔が前記導電体の配置された位置に対応するように配設し、前記導電体を絶縁性シートによって挟持する工程と、
   前記絶縁性接着剤または樹脂を硬化させる工程とを含む電極シートの製造方法。
9. 前記請求項１〜５のいずれかに記載の電極シートと、
   半導体素子と、
   プリント配線板とを含み、
   前記電極シートを介して半導体素子とプリント配線板とが電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
10. 前記電極シートを介してさらに半導体素子同志が電気的に接続されていることを特徴とする請求項９記載の半導体装置。
11. 半導体素子はベアチップ半導体素子であることを特徴とする請求項９または１０記載の半導体装置。

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