JP2004221525A - Ｉｃパッケージ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化が可能なＩＣパッケージ及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】 熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム２の片面上に導体パターン４と、当該導体パターン４を底部とし所望の位置に層間接続材料６が充填されたビアホール５とを備える片面導体パターンフィルム７上に、電極３ｂを有するＩＣチップ３を搭載した。その際、電極３ｂはビアホール５内に配置されつつ層間接続材料６と接合し、当該接合部は熱可塑性樹脂により封止されている。
本実施の形態におけるＩＣパッケージ１は、片面導体パターンフィルム７の両面をＩＣチップ３の搭載及び回路基板１０との接合に用いることができるので、その体格を小型化できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、熱可塑性樹脂フィルムからなる片面導体パターンフィルム上に、電極を有するＩＣチップを搭載したＩＣパッケージ及びその製造方法に関するものである。

本出願人は、先に電極を有するＩＣチップを、熱可塑性樹脂からなるフレキシブル基板上に実装したＩＣパッケージに関する特許出願を行った（特許文献１参照）。

このＩＣパッケージは、加熱・加圧により、ＩＣチップの電極とフレキシブル基板上に形成された導体パターンとを接合するとともに、加熱により軟化した熱可塑性樹脂によって接合部を樹脂封止するものである。
特開平１４−２３１７６０号公報

しかしながら、特許文献１に記載のＩＣパッケージは、フレキシブル基板の片面にのみ導体パターンが形成されている。従って、フレキシブル基板の同一面において、ＩＣチップの電極が接合される接合部と、ＩＣパッケージが実装される回路基板のランドが接合される接合部とを確保する必要がある。このため、フレキシブル基板は、ＩＣチップよりも大きく形成され、ＩＣチップの周囲まで導体パターンが延出される。この結果、ＩＣパッケージは搭載するＩＣチップに対して体格が大きくなってしまう。

本発明は上記問題点に鑑み、小型化が可能なＩＣパッケージ及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に請求項１に記載のＩＣパッケージは、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムの片面上に形成された導体パターンと、当該導体パターンを底部として形成され層間接続材料が充填されたビアホールとを備える片面導体パターンフィルムと、当該片面導体パターンフィルムに搭載された、電極を有するＩＣチップとを備えている。そして、ＩＣチップの電極はビアホール内に配置されつつ層間接続材料と接合し、当該接合部が樹脂フィルムの構成材料である熱可塑性樹脂により封止されていることを特徴とする。

片面導体パターンフィルムは、一方の面上に導体パターンを有し、他方の面上にＩＣチップの電極がビアホール内に配置されるようにＩＣチップを搭載している。このとき、ＩＣチップの電極と導体パターンとは、ビアホール内に充填された層間接続材料を介して電気的に接続されている。従って、本ＩＣパッケージは、片面導体パターンフィルムにおけるＩＣチップの非搭載面側にて他の回路基板と接合することができるので、ＩＣパッケージを小型化することができる。

請求項２に記載のように、電極との接合前において、層間接続材料はビアホールの上部開口面から底部方向に所定の間隙を持って充填されていることが好ましい。ここで言う所定の間隙とは、ＩＣチップの電極をビアホールに配設した際に層間接続材料がビアホール外へ溢れ出さない程度の充填状態を示す。従って、隣接するビアホール間における短絡を防止することができる。

尚、ＩＣチップの少なくとも一部がビアホール内に配置されていれば良いので、ＩＣチップの平面方向においてＩＣチップの電極は、請求項３に記載のようにビアホールの上部開口よりも小さい面積を有しても良いし、請求項４に記載のようにビアホールの上部開口以上の面積を有しても良い。

請求項５に記載のように、接合時において、電極がビアホール内に配置され、電極及び層間接続材料の少なくとも一方が溶融すると良い。層間接続材料が接合時に溶融しない金属（例えばＡｕ）を用いてメッキ法により形成され、電極も接合時に溶融しない金属（例えばＡｕ）を用いて形成されている場合、例えば複数設けられたビアホール内の層間接続材料に高さのばらつきがあると、各電極と層間接続材料との間の接合状態にもばらつきが生じるので、安定した接合状態を得ることができない。しかしながら、ＩＣチップの電極がビアホール内に配置された状態で、電極及び層間接続材料の少なくとも一方が溶融すると、全てのビアホールにおける層間接続材料とそれに対応する電極とが接合するまでＩＣチップを樹脂フィルムに押し込むことができるので、安定した接合状態を得ることができる。

請求項６に記載のように、層間接続材料は２層からなり、下層として接合時に溶融しない第１接続金属、上層として接合時に溶融する第２接続金属を有しても良い。接合時に層間接続材料全体が溶融した場合、圧力をうけた層間接続材料は流動し、ビアホールの形状が崩れて安定した接合状態を得ることができないことも起こりえる。しかしながら、ＩＣチップの搭載側に接合時に溶融する第２接続金属を設け、その下層として溶融しない第１接続金属を設けることにより、ＩＣチップの電極及び導体パターンとの間で安定した接合状態を得ることができる。

その際、請求項７に記載のように、第１接続金属の比抵抗が第２接続金属の比抵抗よりも小さいと、第２接続金属のみを層間接続材料として用いる場合よりも、抵抗値を抑えることができる。また、比抵抗の小さい金属は一般的に融点が低いので、接合時に第２接続金属が比抵抗の小さい第１接続金属と金属結合を生じて合金化されると、低融点金属の融点が上昇する。従って、後に加熱を伴う工程が実行されても第１接合金属が再溶融せず、安定した接合状態を得ることができる。

また、請求項８に記載のように、第１接続金属は導体パターンと同一の金属であると良い。同一金属であれば、導体パターンとの間で電気的・機械的に安定した接合状態を得ることができる。

請求項９に記載のＩＣパッケージは、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムの片面上に形成された導体パターンと、当該導体パターンを底部として形成されたビアホールを備える片面導体パターンフィルムと、当該片面導体パターンフィルムに搭載された、電極を有するＩＣチップとを備えている。そして、電極がビアホール内に配置されつつ溶融して導体パターンと接合し、当該接合部が樹脂フィルムの構成材料である熱可塑性樹脂により封止されることを特徴とする。請求項１〜８において、ＩＣチップの電極が層間接続材料を介して導体パターンと接続される例を示した。しかしながら、ＩＣチップの電極自体が溶融し、導体パターンと直接接合しても良い。

また、請求項１〜９に記載のＩＣパッケージにおいて、片面導体パターンフィルムは、請求項１０に記載のようにＩＣチップの平面方向においてＩＣチップと略同等の大きさを有することが好ましい。片面導体パターンフィルムは、ＩＣチップの非搭載面側に導体パターンを有している。従って、ＩＣチップの非搭載面側にて、他の回路基板等と接合することができるので、片面導体パターンフィルムの大きさをＩＣチップと略同等の大きさにすることができ、ＩＣパッケージを小型化できる。

また、請求項１〜１０に記載のＩＣパッケージにおいて、片面導体パターンフィルムは、請求項１１に記載のように当該片面導体パターンフィルムを含む複数の樹脂フィルムとともに多層基板を構成するものであっても良い。

請求項１２〜２０に記載のＩＣパッケージの製造方法は、請求項１〜９に記載のＩＣパッケージを製造するための方法であり、その作用効果は請求項１〜９と同様であるため、その説明を省略する。

尚、請求項２１に記載のように、ＩＣチップと対向する片面導体パターンフィルムを構成する樹脂フィルムの対向面に、紫外線処理、プラズマ処理、及びシランカップリング剤塗布のいずれかがなされた状態で、加熱・加圧工程が行われることが好ましい。ＩＣチップに対する樹脂フィルムの対向面に、紫外線処理、プラズマ処理、及びシランカップリング剤塗布のいずれかがなされると、樹脂フィルムの対向面表面が改質される。従って、ＩＣチップの保護材料に対する樹脂フィルムの接着性が向上するので、ＩＣチップの電極と層間接続材料との接合部を、ＩＣチップの保護材料に接着した樹脂フィルムの構成材料である熱可塑性樹脂によって気密に封止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態におけるＩＣパッケージを示し、（ａ）は拡大断面図、（ｂ）はＩＣチップの電極形成面の平面図、（ｃ）は樹脂フィルムにおけるＩＣチップとの対向面の平面図である。

図１（ａ）に示すように、ＩＣパッケージ１は、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム２と、当該樹脂フィルム２の片面上に搭載されたＩＣチップ３とから構成される。

ここで、樹脂フィルム２としては、例えば液晶ポリマー（ＬＣＰ）からなる厚さ１０〜１０００μｍの樹脂フィルムを用いることができ、好ましくは２５〜１５０μｍの樹脂フィルムを用いることができる。また、樹脂フィルム２は、ＩＣチップ３の搭載面とは反対の表面に、所定形状の導体パターン４を有している。そして、樹脂フィルム２の所定の位置には、当該導体パターン４を底部とした有底孔であるビアホール５が形成されており、このビアホール５内には層間接続材料６が充填されている。また、樹脂フィルム２はＩＣチップ３の外形とほぼ同一の略矩形を有している。尚、導体パターン４としては、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌの少なくとも１種を含む低抵抗金属箔を用いることができ、本実施の形態においては安価でマイグレーションの心配のないＣｕ箔を用いるものとする。また、層間接続材料６としては、導電性ペーストやはんだメッキ等が適用可能である。

次にＩＣチップ３は、図示されない半導体基板等を被覆保護する保護材料３ａと、保護材料３ａの表面に形成された外部接続端子としての電極３ｂとを備えている。保護材料３ａとしては、例えば有機樹脂材料であるポリイミド（ＰＩ）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）や、無機材料である窒化シリコン（ＳｉＮ）が用いられる。また、電極３ｂとしては、Ａｕ、Ａｌ等が用いられ、電極３ｂは、図１（ｂ）に示されるように、ＩＣチップ３の例えば周縁部に複数個形成されている。そして、図１（ｃ）に示されるように、ＩＣチップ３の電極３ｂに対応する樹脂フィルム２の所定の位置にビアホール５が形成され、層間接続材料６が充填されている。

尚、ビアホール５が小径化するほど、ビアホール５内に充填される層間接続材料６の高さにばらつきが生じやすくなる。また、ＩＣチップ３の電極３ｂの高さにばらつきが生じることもある。従って、例えば電解メッキによりビアホール５内に層間接続材料６としてＡｕを設け、ＩＣチップ３の電極３ｂとしてＡｕを用いた場合、接合時に両者とも溶融しないため、高さのばらつきを緩和できず電極３ｂと層間接続材料６が接合しない箇所が生じる恐れがある。従って、層間接続材料６として導電性ペーストを用いるか、若しくはＩＣチップ３の電極３ｂ及び層間接続材料６の少なくとも一方に、接合時の加熱・加圧により溶融する金属を用いることが好ましい。層間接続材料６として導電性ペーストを用いれば、接合時に溶融しない金属であっても、当該金属を含むペースト内に電極３ｂを埋設した状態で加熱・加圧を実施できるので、安定した接合状態を確保することができる。また、ＩＣチップ３の電極３ｂ及び層間接続材料６の少なくとも一方が溶融する金属であれば、全てのビアホールにおける層間接続材料とそれに対応する電極とが接合するまでＩＣチップを樹脂フィルムに押し込むことができるので、安定した接合状態を得ることができる。本実施の形態においてそのような金属としては、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ａｇ等の低融点金属を用いることができる。

ここで、図１（ａ）に示されるように、ＩＣパッケージ１は、樹脂フィルム２の非導体パターン形成面にＩＣチップ３を搭載し、ＩＣチップ３の電極３ｂを樹脂フィルム２のビアホール５内に配置している。そして、電極３ｂは層間接続材料６と金属接合により電気的に接合されている。また、この接合部は、その周囲をＩＣチップ３の保護材料３ａに接着した樹脂フィルム２の構成材料である熱可塑性樹脂によって気密に封止されている。従って、接合部の保護のためにモールド樹脂を別途設ける必要がないので、製造コストを低減できる。

また、本実施の形態におけるＩＣパッケージ１は、樹脂フィルム２の非ＩＣチップ搭載面に、層間接続材料６を介してＩＣチップ３の電極３ｂと電気的に接続された導体パターン４を有している。従って、樹脂フィルム２の非ＩＣチップ搭載面に形成された導体パターン４を介して、他の回路基板等に実装されることができる。すなわち、樹脂フィルム２の両表面を活用することができるので、ＩＣチップ３の平面方向において、樹脂フィルム２をＩＣチップ３と略同等の大きさとすることができ、ＩＣパッケージ１を小型化できる。

次に、ＩＣパッケージ１の製造工程について図２に示す工程別断面図を用いて説明する。

先ず、樹脂フィルム２の片面上に形成された導体パターン４と、当該導体パターン４を底部とし層間接続材料６の充填されたビアホール５とを備える片面導体パターンフィルム７を準備する準備工程が行われる。

図２（ａ）に示されるように、片面に導体箔が貼着された樹脂フィルム２において、当該導体箔をエッチングすることにより導体パターン４を形成する。尚、本実施の形態における樹脂フィルム２は、平面方向の大きさが、その表面に搭載されるＩＣチップ３と略同等の大きさに加工されている。

導体パターン４の形成後、図２（ｂ）に示すように、樹脂フィルム２側から例えば炭酸ガスレーザを照射して、導体パターン４を底面とする有底孔であるビアホール５を形成する。ビアホール５の形成には、炭酸ガスレーザ以外にもＵＶ−ＹＡＧレーザやエキシマレーザ等を用いることが可能である。その他にもドリル加工等により機械的にビアホール５を形成することも可能であるが、小径でかつ導体パターン４を傷つけないように加工することが必要とされるため、レーザによる加工法を選択することが好ましい。

ビアホール５の形成が完了すると、ビアホール５内に層間接続材料６を充填する。このとき、層間接続材料６の充填量としては、導体パターン４及びＩＣチップ３の電極３ｂとの間で接合状態を確保できる程度ビアホール５内に充填されていれば良い。しかしながら、ビアホール５内にＩＣチップ３の電極３ｂを配置した際、ビアホール５外へ溢れ出さない程度の量、すなわちビアホール５の上部開口面から底部である導体パターン４方向に所定の間隙をもってビアホール５内に充填されることが好ましい。このように層間接続材料６が充填されると、隣接するビアホール５間における短絡を防止することができる。尚、本実施の形態において、層間接続材料６は導電性ペーストからなり、スクリーン印刷機を用いてビアホール５内に充填される。スクリーン印刷機以外にもディスペンサ等を用いて導電性ペーストをビアホール５内に充填しても良いし、ペースト以外にも無電解メッキ、電解メッキ、蒸着法、金属コート等を用いて層間接続材料６を形成しても良い。以上の工程により片面導体パターンフィルム７が形成される。

片面導体パターンフィルム７の準備工程が完了すると、図２（ｄ）に示されるように、片面導体パターンフィルム７のビアホール５に対してＩＣチップ３の電極３ｂを位置決めした状態で、ＩＣチップ３を片面導体パターンフィルム７に載置する位置決め工程が行われる。尚、図２（ｄ）においては、図２（ｅ）で示される加熱・加圧工程との差を示すために、便宜上、ＩＣチップ３が片面導体パターンフィルム７に載置されていない状態を図示している。

そして、図２（ｅ）に示されるように、加熱・加圧することによって、ＩＣチップ３の電極３ｂと層間接続材料６とを接合すると共に、片面導体パターンフィルム７の樹脂フィルム２の構成材料である熱可塑性樹脂を、ＩＣチップ３の保護材料３ａに接着させる加熱・加圧工程が行われる。このとき、層間接続材料６は導体パターン４とも接合する。これにより、ＩＣチップ３の電極３ｂと層間接続材料６との接合部が、樹脂フィルム２を構成する熱可塑性樹脂により封止され、層間接続材料６と導体パターン４との接合部も樹脂フィルム２を構成する熱可塑性樹脂により封止される。

加熱・加圧方法としては、図示されないパルスヒート方式の熱圧着ツールを用い、ＩＣチップ３を片面導体パターンフィルム７に押し付ける。この際、加熱・加圧条件として、２５０〜４００℃の温度に加熱し、５〜３０秒程度の間、１〜１０ＭＰａの圧力で加圧する。

この加熱・加圧によって、ＩＣチップ３の電極３ｂと層間接続材料６との界面にて、各界面を超えて両者を構成する金属原子が熱拡散する。すなわち、ＩＣチップ３の電極３ｂと層間接続材料６とが、拡散接合により電気的に、且つ十分な接合強度を持って接合される。

また、上述の拡散接合と共に、樹脂フィルム２を構成する熱可塑性樹脂フィルムが加熱によって軟化し、ＩＣチップ３からの加圧によってＩＣチップ３の保護材料３ａに接着する。すなわち、ＩＣチップ３の電極３ｂと層間接続材料６との接合部は、樹脂フィルム２の構成材料である熱可塑性樹脂によって気密に封止されることとなる。従って、別途モールド樹脂により接合部を封止する必要が無いので、工数を削減でき、製造コストを低減できる。

以上の工程により、片面導体パターンフィルム７上にＩＣチップ３を搭載したＩＣパッケージ１が形成される。このＩＣパッケージ１は、片面導体パターンフィルム７の非ＩＣチップ搭載面側に導体パターン４を有している。そして、導体パターン４は層間接続材料６を介してＩＣチップ３の電極３ｂと電気的に接続しており、他の回路基板等と電気的に接合される。従って、本実施の形態におけるＩＣパッケージ１は、片面導体パターンフィルム７の両面をＩＣチップ３及び他の回路基板等との接合に用いることができるので、その体格を小型化できる。

尚、ＩＣチップ３の保護材料３ａと対向する樹脂フィルム２の対向面に対して、加熱・加圧工程が行われる前に、紫外線処理、プラズマ処理、及びシランカップリング剤塗布のいずれかが行われると良い。予め樹脂フィルム２の対向面に紫外線処理或いはプラズマ処理が行われると、樹脂フィルム２表面が改質（処理される部分の化学構造が変化）され、ＩＣチップ３の保護材料３ａに対する接着性が向上する。さらに、照射後、直ちに、位置決め及び加熱・加圧工程が行われるとより効果的である。尚、紫外線照射量は、１０００〜４０００ｍＪ／ｃｍ²（波長２５４ｎｍ換算）程度が望ましい。

また、加熱・加圧工程が行われる前に、樹脂フィルム２の対向面にシランカップリング剤の塗布が行われると、シランカップリング剤による水素結合的架橋効果等の効果により、樹脂フィルム２の表面が改質されＩＣチップ３の保護材料３ａに対する接着性を向上できる。尚、シランカップリング剤としては、アミノ系シランカップリング剤やウレイド系シランカップリング剤等を用いることができ、樹脂フィルム２の対向面に、０．１〜１ｍｇ／ｃｍ²程度塗布すると良い。

また、本実施の形態において、ＩＣパッケージ１が１層からなる片面導体パターンフィルム７とＩＣチップ３とにより構成される例を示した。しかしながら、ＩＣパッケージ１は、当該片面導体パターンフィルム７を含む複数の樹脂フィルム２を積層した多層基板表面に、ＩＣチップ３を搭載したものであっても良い。この場合、多層基板の一方の表面にＩＣチップ３を搭載でき、他方の表面にＩＣチップ３と電気的に接続される導体パターン４を有していれば良い。

また、本実施の形態において、図１（ａ）に示すようにＩＣチップ３の平面方向において、ＩＣチップ３の電極３ｂがビアホール５の上部開口よりも小さな面積を有し、電極３ｂはビアホール５内に完全に配置される例を示した。しかしながら、図３に示すように電極３ｂはビアホール５の上部開口以上の面積を有し、電極３ｂの一部がビアホール５内に配置され、層間接続材料６と接合しても良い。この場合、ビアホール５の上部開口面まで層間接続材料６が充填されていると、電極３ｂが大きいために、加熱・加圧時にビアホール５外へ層間接続材料６が溢れ出し隣接するビアホール５間で短絡する可能性がある。従って、電極３ｂと層間接続材料６との接合面積が大きいほど、ビアホール５外へ溢れ出す層間接続材料６の量が増えるので、電極３ｂと層間接続材料６との接合面積に応じて、ビアホール５外へ層間接続材料６が溢れ出さないようにビアホール５内に充填される層間接続材料６に充填量を調整することが好ましい。尚、加熱・加圧時に電極３ｂが溶融し、電極３ｂと層間接続材料６が接合する場合には、隣接するビアホール５（電極３ｂ）間での短絡防止のため、ＩＣパッケージ１の平面方向における電極３ｂの面積がビアホール５の上部開口よりも小さく設けられ、ビアホール５内に電極３ｂが完全に配置された状態で加熱・加圧が実施される。

次に、回路基板へのＩＣパッケージ１の実装例として図４の断面図を示す。

図４に示されるように、回路基板１０は、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム１１の片面に導体パターン１２を形成し、当該導体パターン１２を底部としたビアホール１３内に層間接続材料１４を備える片面導体パターンフィルム１５を複数枚積層してなる多層基板である。このとき、回路基板１０を構成する樹脂フィルム１１と、ＩＣパッケージ１を構成する樹脂フィルム２とが、同一材料からなることが好ましい。同一であると、両樹脂フィルム２，１１間の接着性が向上する。

また、回路基板１０内の所定の位置に、ＩＣパッケージ１が配置可能なように、予め片面導体パターンフィルム１５の所定の部分が削除され、回路基板１０の内部に削除部が形成される。この回路基板１０内部の所定の位置に設けられた削除部に、ＩＣパッケージ１が配置される。このとき、ＩＣパッケージ１のＩＣチップ３は、樹脂フィルム１１の構成材料である熱可塑性樹脂によって接着或いは密着保護されている。また、ＩＣパッケージ１の導体パターン４は、回路基板１０の層間接続材料１３と電気的に接合されている。尚、回路基板１０内に配置されるＩＣパッケージ１のＩＣチップ３は、回路基板１０内に配置する前に、バーンインテストによりＩＣチップ３の品質保証（所謂ＫＧＤ）がなされ、良品のＩＣチップ３を有するＩＣパッケージ１のみが回路基板１０内に配置される。

このように、回路基板１０は、その内部にＩＣパッケージ１を有している。ＩＣチップ３の平面方向において、ＩＣパッケージ１は、ＩＣチップ３と略同等の大きさを有している。すなわち、ＩＣパッケージ１の外形が略四角柱形状を有している。従って、回路基板１０の内部にＩＣパッケージ１を実装するための削除部の形成が容易である。また、ＩＣパッケージ１が小型化されているので、回路基板１０の内部において、内部配線の面積を広くとることができる。

尚、本実施の形態において、７層からなる回路基板１０の例を示したが、層数は限定されるものではない。

また、本実施の形態においては、回路基板１１を構成する樹脂フィルム１１として、片面に導体パターン１２の形成された片面導体パターンフィルム１５を積層する例を示したが、それ以外にも両面に導体パターンが形成された熱可塑性樹脂からなる加工樹脂フィルムを用いても良い。また、積層される樹脂フィルムの中には、その表面に導体パターンを有していない樹脂フィルムを含んでも良い。

また、本実施の形態において、ＩＣパッケージ１を回路基板１０の内部に配置する例を示したが、回路基板１０の表面にＩＣパッケージ１を配置しても良い。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を図５に基づいて説明する。図５は、本実施の形態のＩＣパッケージ１を説明するための概略断面図であり、第１の実施形態の図２（ｄ）に対応している。

第２の実施の形態におけるＩＣパッケージ１は、第１の実施の形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。

第２の実施の形態において、第１の実施の形態と異なる点は、層間接続材料が２層からなる点である。

本実施の形態におけるＩＣパッケージ１において、片面導体パターンフィルム７の層間接続材料６は、図５に示すように２層からなり、下層（導体パターン４側）として接合時の加熱・加圧により溶融しない第１接続金属６ａが設けられ、その上層（ＩＣチップ３搭載側）として接合時の加熱・加圧により溶融する第２接続金属６ｂが設けられている。

第１接続金属６ａは、接合時の加熱・加圧により溶融しない金属を用いて形成される。従って、接合時に溶融しないため、ビアホール５の形状を維持することができ、安定した接合状態を確保することができる。なかでも、第２接続金属６ｂより抵抗値が低い金属が好ましい。これにより、ビアホール５内の抵抗値を抑えることができる。さらに、第１接続金属６ａが導体パターン４を構成する金属と同一であると、導体パターン４と第１接続金属６ａの線膨張係数が同じであるため、機械的・電気的に安定した接続状態を確保することができる。

また、第２接続金属６ｂとしては、接合時の加熱・加圧条件により溶融し、第１接続金属６ａ及びＩＣチップ３の電極３ｂとの間で金属結合を形成するものであればよく、例えば融点が２３２℃であるＳｎを用いることができる。それ以外にもＢｉ、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ等の低融点金属を用いることができる。また、第２接続金属６ｂは、ＩＣチップ３の電極３ｂを形成する金属或いは第１接続金属６ａに拡散し、合金化することで融点が上昇するため、後に加熱を伴う工程があっても、その加熱によらず安定した接続性を示すことができる。尚、第２接続金属６ｂが多いと、接合時の加熱・加圧により第２接続金属６ｂが溶融して流動し、ビアホール５が崩れて安定した接合状態を確保できない恐れがある。従って、第２接続金属６ｂはＩＣチップ３の電極３ｂとの接合に必要な最小限の量だけビアホール５内に設けられればよい。

尚、第１，第２接続金属６ａ，６ｂの形成方法としては、特に限定されるものではないが、共に電解めっきにより形成されるとビアホール５内に、より均一で緻密な金属膜を形成することができるので好ましい。尚、導体パターン４を電極として電解めっきを実施することができるため、ビアホール５内に予め無電解メッキを施さなくとも良い。

そして、ＩＣチップ３の電極３ｂが片面導体パターンフィルム７のビアホール５内に位置決め載置された状態で、加熱・加圧により第２接続金属６ｂが溶融し、電極３ｂ及び導体パターン４と接合する。そして、それと同時に樹脂フィルム２を構成する熱可塑性樹脂フィルムが加熱によって軟化し、ＩＣチップ３からの加圧によってＩＣチップ３の保護材料３ａに接着する。従って、本実施の形態におけるＩＣパッケージ１においても、ＩＣチップ３の電極３ｂと層間接続材料６の第２接続金属６ｂとの接合部は、樹脂フィルム２の構成材料である熱可塑性樹脂によって気密に封止される。

また、片面導体パターンフィルム７の片面にはＩＣチップ３が搭載され、他方の面には回路基板１０等との接合可能な導体パターン４を有しているので、その体格を小型化することができる。

また、本実施の形態におけるＩＣパッケージ１は、接合時に溶融しない第１接続金属６ａを下層として有し、その上層に接合時に溶融する第２接続金属６ｂを有するので、安定した接合状態を確保することができる。その際、第１層接続金属６ａとして比抵抗が小さい低抵抗金属をビアホール５内に設けることで、層間接続材料６が第２接続金属６ｂのみからなる場合よりも層間接続における抵抗値を減少することができる。

また、上層として用いる第２接続金属６ｂが溶融してＩＣチップ３の電極と第１接続金属６ａとの間で金属結合を形成するため、層間接続材料６等の高さのばらつきを吸収することができ、安定した接合状態を確保することができる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態を図６に基づいて説明する。図６は、本実施の形態におけるＩＣパッケージ１を説明するための概略断面図であり、第１の実施形態の図２（ｄ）に対応している。

第３の実施の形態におけるＩＣパッケージ１は、第１の実施の形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。

第３の実施の形態において、第１の実施の形態と異なる点は、ＩＣチップ３の電極３ｂ自体が溶融し導体パターン４と接合する点である。

本実施の形態におけるＩＣパッケージ１において、片面導体パターンフィルム７は、図６に示すように樹脂フィルム２の一方の表面上に導体パターン４を有し、当該導体パターン４を底部としＩＣチップ３の電極３ｂに対応する位置にビアホール５を有している。しかしながら、ビアホール５には層間接続材料６が充填されておらず、ＩＣチップ３の電極３ｂ自体が導体パターン４と直接接合すべく、接合時に溶融する金属を用いてビアホール５内に配置可能な形状に形成（例えばはんだバンプ）されている。

そして、電極３ｂが片面導体パターンフィルム７のビアホール５内に位置決め載置された状態で加熱・加圧され、電極３ｂが溶融して導体パターン４と接合する。そして、それと同時に樹脂フィルム２を構成する熱可塑性樹脂フィルムが加熱によって軟化し、ＩＣチップ３からの加圧によってＩＣチップ３の保護材料３ａに接着する。従って、本実施の形態におけるＩＣパッケージ１においても、ＩＣチップ３の電極３ｂと導体パターン４との接合部は、樹脂フィルム２の構成材料である熱可塑性樹脂によって気密に封止される。

また、片面導体パターンフィルム７の片面にはＩＣチップ３が搭載され、他方の面には回路基板１０等との接合可能な導体パターン４を有しているので、その体格を小型化することができる。

また、層間接続材料６を設けることなく、導体パターン４とＩＣチップ３の電極３ｂとを接合することができる。尚、電極３ｂはビアホール５内に配置され溶融した際に、導体パターン４との良好な接合状態を確保でき、且つ、ビアホール５外へ溢れ出ない程度の大きさをもって形成される。

以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施する事ができる。

上述の実施の形態において、樹脂フィルムはＬＣＰからなる熱可塑性樹脂フィルムであったが、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）及びポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を単独で用いても良い。また、ＰＥＥＫ及びＰＥＩを混合した熱可塑性樹脂フィルムを用いても良い。更に、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、シンジオタクチック構造を有するスチレン系樹脂等を単独で用いても良いし、或いはＰＥＥＫ、ＰＥＩを含めそれぞれの内、いずれかを混合して用いても良い。要するに加熱・加圧工程において、樹脂フィルム同士の接着が可能であり、後工程であるはんだ付け等で必要な耐熱性を有する樹脂フィルムであれば好適に用いる事ができる。

また、本実施の形態において、有底のビアホールを形成し、この有底ビアホールに層間接続材料である導電性ペーストを充填したが、ビアホール形成時に貫通穴を形成し、この貫通ビアホールに層間接続材料を充填するものであっても良い。

また、本実施の形態において、ＩＣチップの平面方向における片面導体パターンフィルム（樹脂フィルム）の大きさがＩＣチップの大きさと略同等である例を示した。しかしながら、片面導体パターンフィルムの大きさがＩＣチップの大きさと異なっても良い。

本発明の第１の実施形態におけるＩＣパッケージを示し、（ａ）は接合部付近の拡大断面図、（ｂ）はＩＣチップの電極形成面の平面図、（ｃ）は樹脂フィルムにおけるＩＣチップとの対向面の平面図である。 回路基板の製造工程を示す工程別断面図であり、（ａ）は導体パターン形成、（ｂ）はビアホール形成、（ｃ）は層間接続材料充填、（ｄ）は位置決め工程、（ｅ）は加熱・加圧工程を示す。 ＩＣチップの電極を説明するための補足図である。 回路基板へのＩＣパッケージの実装例を示す断面図である。 第２の実施形態におけるＩＣパッケージを説明するための概略断面図である。 第３の実施形態におけるＩＣパッケージを説明するための概略断面図である。

符号の説明

１・・ＩＣパッケージ
２・・・樹脂フィルム
３・・・ＩＣチップ
３ａ・・・（ＩＣチップの）保護材料
３ｂ・・・（ＩＣチップの）電極
６・・・層間接続材料
１０・・・回路基板

Claims (21)

1. 熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムの片面上に形成された導体パターンと、
   当該導体パターンを底部として形成され層間接続材料が充填されたビアホールとを備える片面導体パターンフィルムと、
   当該片面導体パターンフィルムに搭載された、電極を有するＩＣチップとを備えるＩＣパッケージであって、
   前記電極は、前記ビアホール内に配置されつつ前記層間接続材料と接合し、当該接合部が前記樹脂フィルムの構成材料である前記熱可塑性樹脂により封止されていることを特徴とするＩＣパッケージ。
2. 前記電極との接合前において、前記層間接続材料は前記ビアホールの上部開口面から底部方向に所定の間隙をもって充填されていることを特徴とする請求項１に記載のＩＣパッケージ。
3. 前記ＩＣチップの平面方向において、前記ＩＣチップの電極は前記ビアホールの上部開口よりも小さい面積を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＩＣパッケージ。
4. 前記ＩＣチップの平面方向において、前記ＩＣチップの電極は前記ビアホールの上部開口以上の面積を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＩＣパッケージ。
5. 前記接合時において、前記電極が前記ビアホール内に配置され、前記電極及び前記層間接続材料の少なくとも一方が溶融することを特徴とする請求項３に記載のＩＣパッケージ。
6. 前記層間接続材料は２層からなり、下層として前記接合時に溶融しない第１接続金属、上層として前記接合時に溶融する第２接続金属を有することを特徴とする請求項３に記載のＩＣパッケージ。
7. 前記第１接続金属は、前記第２接続金属よりも比抵抗が小さいことを特徴とする請求項６に記載のＩＣパッケージ。
8. 前記第１接続金属は、前記導体パターンと同一の金属であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のＩＣパッケージ。
9. 熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムの片面上に形成された導体パターンと、
   当該導体パターンを底部として形成されたビアホールを備える片面導体パターンフィルムと、
   当該片面導体パターンフィルムに搭載された、電極を有するＩＣチップとを備えるＩＣパッケージであって、
   前記電極は、前記ビアホール内に配置されつつ溶融して前記導体パターンと接合し、当該接合部は前記樹脂フィルムの構成材料である前記熱可塑性樹脂により封止されることを特徴とするＩＣパッケージ。
10. ＩＣチップの平面方向において、前記片面導体パターンフィルムは、前記ＩＣチップと略同等の大きさを有することを特徴とする請求項１〜９いずれか１項に記載のＩＣパッケージ。
11. 前記片面導体パターンフィルムは、当該片面導体パターンフィルムを含む複数の樹脂フィルムとともに多層基板を構成することを特徴とする請求項１〜１０いずれか１項に記載のＩＣパッケージ。
12. 熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムの片面上に形成された導体パターンを底部とし、ＩＣチップの電極に対応した所定位置に層間接続材料の充填されたビアホールを備える片面導体パターンフィルムを準備する準備工程と、
    前記片面導体パターンフィルムの前記ビアホール内に前記ＩＣチップの電極が配置されるように、当該ＩＣチップを前記片面導体パターンフィルムに対して位置決め載置する位置決め工程と、
    位置決めされた状態で加熱・加圧することにより、前記電極が前記層間接続材料と接合されるとともに、前記樹脂フィルムの構成材料である前記熱可塑性樹脂が軟化されて接合部を封止する加熱・加圧工程とを備えることを特徴とするＩＣパッケージの製造方法。
13. 前記準備工程において、前記層間接続材料は前記ビアホールの上部開口面から底部方向に所定の間隙をもって充填されることを特徴とする請求項１２に記載のＩＣパッケージの製造方法。
14. 前記準備工程において、前記ＩＣチップの平面方向における前記ビアホールの上部開口は前記ＩＣチップの電極以上の面積をもって形成されることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載のＩＣパッケージの製造方法。
15. 前記準備工程において、前記ＩＣチップの平面方向における前記ビアホールの上部開口は前記ＩＣチップの電極よりも小さい面積をもって形成されることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載のＩＣパッケージの製造方法。
16. 前記位置決め工程において、前記電極が前記ビアホール内に配置され、前記加熱・加圧工程において、前記電極及び前記層間接続材料の少なくとも一方が溶融して互いに接合されることを特徴とする請求項１４に記載のＩＣパッケージの製造方法。
17. 前記準備工程において、前記ビアホール内に下層として前記加熱・加圧時に溶融しない第１接続金属、上層として前記加熱・加圧時に溶融する第２接続金属工程が充填されることを特徴とする請求項１４に記載のＩＣパッケージの製造補法。
18. 前記準備工程において、前記第１接続金属として前記第２接続金属よりも比抵抗の小さな金属が充填されることを特徴とする請求項１７に記載のＩＣパッケージの製造方法。
19. 前記準備工程において、前記第１接続金属として前記導体パターンと同一の金属が充填されることを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載のＩＣパッケージの製造方法。
20. 熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムの片面上に形成された導体パターンを底部とし、ＩＣチップの電極に対応した所定位置にビアホールを備える片面導体パターンフィルムを準備する準備工程と、
    前記片面導体パターンフィルムの前記ビアホール内に前記ＩＣチップの電極が配置されるように、当該ＩＣチップを前記片面導体パターンフィルムに対して位置決め載置する位置決め工程と、
    位置決めされた状態で加熱・加圧することにより、前記電極が溶融して前記導体パターンと接合し、前記樹脂フィルムの構成材料である前記熱可塑性樹脂が軟化されて接合部を封止する加熱・加圧工程とを備えることを特徴とするＩＣパッケージの製造方法。
21. 前記ＩＣチップと対向する前記片面導体パターンフィルを構成する前記樹脂フィルムの対向面に、紫外線処理、プラズマ処理、及びシランカップリング剤塗布のいずれかがなされた状態で、前記加熱・加圧工程が行われることを特徴とする請求項１２〜２０いずれか１項に記載のＩＣパッケージの製造方法。
    
    

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