JP2005033025A

JP2005033025A - 配線基板及びその製造方法、半導体装置、電子モジュール並びに電子機器

Info

Publication number: JP2005033025A
Application number: JP2003271247A
Authority: JP
Inventors: Masanori Sato; 正徳佐藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-07-07
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2023-07-07
Also published as: JP4649098B2

Abstract

【課題】本発明の目的は、配線基板の反りを抑制することにある。
【解決手段】ベース基板１０には、樹脂層４０の内部ストレスによって、反る方向に力が加えられる。第１の領域１６には、配線ライン部２２が延びる方向に沿った軸を曲げることに対抗する配線ライン部２２の屈曲抵抗によって、反る方向が規制されて、第１の力が加えられる。第２の領域１８には、ダミーライン部３２が延びる方向に沿った軸を曲げることに対抗するダミーライン部３２の屈曲抵抗によって、反る方向が規制されて、第２の力が加えられる。配線ライン部２２及びダミーライン部３２は、相互に交差する方向に延びる。第１及び第２の力は、ベース基板１０の第１及び第２の領域１６，１８を相互に交差する方向に反らせるように作用し、第１の力によってベース基板１０が反ることを、第２の力によって抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線基板及びその製造方法、半導体装置、電子モジュール並びに電子機器に関する。

ＴＣＰ（Tape Carrier Package）に使用される配線基板は、配線パターンが形成されたベース基板と、配線パターンを覆うように形成された保護膜（例えばレジスト層）を有する。保護膜を樹脂で形成すると、その硬化収縮によって、ベース基板に反りが生じる。反り量が大きくなると、その後の製造工程に支障を来すという問題があった。

本発明の目的は、配線基板の反りを抑制することにある。
特開平６−２８３５７６号公報

（１）本発明に係る配線基板は、第１及び第２の領域を有するベース基板と、
前記第１の領域に形成された複数の配線ライン部と、複数の電気的接続用の端子と、を含む配線パターンと、
前記第２の領域に形成された複数のダミーライン部を含み、電気的接続用の端子を有しないように形成されたダミーパターンと、
前記配線ライン部及び前記ダミーライン部を覆うとともに前記ベース基板に密着し、収縮方向の内部ストレスが生じている樹脂層と、
を有し、
前記ベース基板には、前記樹脂層の前記内部ストレスによって、反る方向に力が加えられ、
前記第１の領域には、前記配線ライン部が延びる方向に沿った軸を曲げることに対抗する前記配線ライン部の屈曲抵抗によって、前記反る方向が規制されて、第１の力が加えられ、
前記第２の領域には、前記ダミーライン部が延びる方向に沿った軸を曲げることに対抗する前記ダミーライン部の屈曲抵抗によって、前記反る方向が規制されて、第２の力が加えられ、
前記配線ライン部及び前記ダミーライン部は、相互に交差する方向に延び、
前記第１及び第２の力は、前記ベース基板の前記第１及び第２の領域を相互に交差する方向に反らせるように作用し、前記第１の力によって前記ベース基板が反ることを、前記第２の力によって抑制する。本発明によれば、第１の領域が反る方向と第２の領域が反る方向が交差するので、それぞれの反りをうち消し合って、全体的な反りを抑制することができる。
（２）この配線基板において、
前記複数の配線ライン部は、相互に平行に形成され、
前記複数のダミーライン部は、相互に平行に形成されていてもよい。
（３）この配線基板において、
前記第１及び第２の領域は、隣同士に位置していてもよい。
（４）本発明に係る半導体装置は、上記配線基板と、
前記配線パターンの１グループの端子に電気的に接続された半導体チップと、
を有する。
（５）本発明に係る電子モジュールは、上記配線基板と、
前記配線パターンの第１のグループの端子に電気的に接続された半導体チップと、
前記配線パターンの第２のグループの端子に電気的に接続された電子パネルと、
を有する。
（６）本発明に係る電子機器は、上記半導体装置を有する。
（７）本発明に係る電子機器は、上記電子モジュールを有する。
（８）本発明に係る配線基板の製造方法は、第１及び第２の領域を有するベース基板に、複数の配線ライン部及び複数の電気的接続用の端子を含む配線パターンと、複数のダミーライン部を含み電気的接続用の端子を有しないダミーパターンと、を形成すること、
前記配線ライン部及び前記ダミーライン部を覆うように、樹脂前駆体を前記ベース基板に設けること、及び、
前記樹脂前駆体を、化学反応によって硬化させて、樹脂層を形成すること、
を含み、
前記配線ライン部を、前記第１の領域に形成し、
前記ダミーライン部を、前記第２の領域に形成し、
前記配線ライン部及び前記ダミーライン部を、相互に交差する方向に延びるように形成し、
前記樹脂前駆体を硬化させるときに、前記化学反応によって、前記樹脂層に収縮方向の内部ストレスを発生させ、
前記内部ストレスによって、前記ベース基板に、反る方向に力を加え、
前記第１の領域に、前記配線ライン部が延びる方向に沿った軸を曲げることに対抗する前記配線ライン部の屈曲抵抗によって、前記反る方向を規制して、第１の力を加え、
前記第２の領域に、前記ダミーライン部が延びる方向に沿った軸を曲げることに対抗する前記ダミーライン部の屈曲抵抗によって、前記反る方向を規制して、第２の力を加え、
前記第１及び第２の力を、前記ベース基板の前記第１及び第２の領域を相互に交差する方向に反らせるように作用させ、前記第１の力によって前記ベース基板が反ることを、前記第２の力によって抑制する。本発明によれば、第１の領域が反る方向と第２の領域が反る方向が交差するので、それぞれの反りをうち消し合って、全体的な反りを抑制することができる。
（９）この配線基板の製造方法において、
前記複数の配線ライン部を、相互に平行に形成し、
前記複数のダミーライン部を、相互に平行に形成してもよい。
（１０）この配線基板の製造方法において、
前記第１及び第２の領域は、隣同士に位置していてもよい。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る配線基板を説明する図である。図２は、図１に示す配線基板のII-II線断面の一部を示す図である。

配線基板は、ベース基板１０を有する。ベース基板１０は、ポリイミド樹脂などの樹脂で形成されていてもよい。ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）実装を適用する場合、ベース基板１０にはデバイスホール（開口又は貫通穴）１２が形成されていてもよい。ＣＯＦ（Chip On Film）実装を適用する場合、ベース基板１０はデバイスホールを有しない。ベース基板１０は、ＴＡＢテープのようにテープ状をなしていてもよい。その場合、ベース基板１０には、その幅方向の両端部にスプロケットホール１４が形成されていてもよい。ベース基板１０は、第１及び第２の領域１６，１８を有する。第１及び第２の領域１６，１８は、隣同士に位置する。

ベース基板１０には、配線パターン２０が形成されている。配線パターン２０は、電気的な接続に使用される（すなわち電流が流れる又は電圧が印加される）もので、複数の電子部品を電気的に接続するものであってもよい。配線パターン２０は、導電材料（例えばＣｕ，Ａｕ等の金属）で形成されている。配線パターン２０は、ベース基板１０及び樹脂層４０よりも熱膨張率が小さい。配線パターン２０は、複数の配線ライン部２２を含む。複数の配線ライン部２２は、第１の領域１６に形成されている。複数の配線ライン部２２は、相互に平行に形成されていてもよい。それぞれの配線ライン部２２は、直線を描くように形成されていてもよい。

配線パターン２０は、複数の電気的接続用端子（例えば、第１、第２及び第３のグループの端子２４，２６，２８）を含む。電気的接続用端子は、外部に（例えば他の電子部品に）電気的に接続するための端子である。第１のグループの端子２４は、デバイスホール１２の少なくとも１辺（図１では全ての辺）から内側に突出してもよい。第１のグループの端子２４は、電子部品が配置される領域内に、少なくとも先端部が配置されるように形成されている。ベース基板１０は、第１のグループの端子２４によって囲まれる領域を有する。第２のグループの端子２６は、配線パターン２０のうちベース基板１０上に形成された部分（例えばベース基板１０の幅方向に並ぶ部分）であってもよい。第３のグループの端子２８は、配線パターン２０のうちベース基板１０上に形成された部分（例えばベース基板１０の幅方向に並ぶ部分）であってもよい。

配線パターン２０は、第１のグループの端子２４から第２のグループの端子２６に至る部分と、第１のグループの端子２４から第３のグループの端子２８に至る部分と、を含んでもよい。第２及び第３のグループの端子２６，２８の間に、第１のグループの端子２４が配置されていてもよい。本実施の形態では、第１のグループの端子２４から第２のグループの端子２６に至る部分が、配線ライン部２２を含む。あるいは、第１のグループの端子２４から第３のグループの端子２８に至る部分が、配線ライン部２２を含んでもよい。

ベース基板１０には、ダミーパターン３０が形成されている。ダミーパターン３０は、電気的接続用の端子を有しないように形成されている。ダミーパターン３０は、電流が流れないものであって、複数の電子部品を電気的に接続しないものである。ただし、ダミーパターン３０は、１つの電子部品のみに電気的に接続されてもよく、電流が流れなければ、電圧が印加されてもよい。ダミーパターン３０は、電流が流れなければ、配線パターン２０に電気的に接続されてもよい。ダミーパターン３０は、配線パターン２０と同じ材料で形成してもよいし、異なる材料（例えば樹脂等の絶縁体）で形成してもよい。ダミーパターン３０は、ベース基板１０及び樹脂層４０よりも熱膨張率が小さい。配線パターン２０及びダミーパターン３０の熱膨張率は同じであってもよい。あるいは、配線パターン２０の熱膨張率が、ダミーパターン３０のそれより大きくてもよいし小さくてもよい。

ダミーパターン３０は、複数のダミーライン部３２を含む。複数のダミーライン部３２は、第２の領域１８に形成されている。複数のダミーライン部３２は、相互に平行に形成されていてもよい。それぞれのダミーライン部３２は、直線を描くように形成されていてもよい。配線ライン部２２とダミーライン部３２は、相互に交差する（例えば直交する）方向に延びている。本実施の形態では、配線ライン部２２とダミーライン部３２は、分離されているが、連結されていてもよい。

ベース基板１０には、樹脂層（例えばソルダーレジスト層）４０が形成されている。樹脂層４０は、配線ライン部２２及びダミーライン部３２を覆っている。樹脂層４０は、配線ライン部２２及びダミーライン部３２を連続的に覆ってもよいし、別々に（分離した状態で）覆ってもよい。樹脂層４０は、配線パターン２０の電気的接続用の端子を除いて全体を覆っていてもよい。樹脂層４０は、ダミーパターン３０の全体を覆っていてもよい。樹脂層４０は、ベース基板１０に密着している。樹脂層４０には、収縮方向（図２の矢印Ａ参照）の内部ストレスが生じている。そのため、ベース基板１０には、樹脂層４０の内部ストレスによって、反る方向（図２の矢印Ｂ参照）に力が加えられている。

なお、内部ストレスは、後述するように、樹脂層４０を形成するときに発生させてもよい。あるいは、冷却によって樹脂層４０及びベース基板１０が収縮するときに、その収縮率の差によって、樹脂層４０に収縮方向の内部ストレスが発生してもよい。例えば、樹脂層４０の収縮率がベース基板１０のそれよりも大きいときに、樹脂層４０に収縮方向の内部ストレスが発生する。

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、ベース基板に加えられる力を説明する図である。第１の領域１６には、配線ライン部２２が延びる方向に沿った軸Ｘ_１を曲げることに対抗するように、配線ライン部２２からベース基板１０に屈曲抵抗が与えられている。これによって、樹脂層４０から加えられる力による第１の領域１６が反る方向が規制される。そして、図３（Ａ）に示すように反る力（第１の力Ｆ_１）が第１の領域１６に加えられる。第１の力Ｆ_１は、軸Ｘ_１周りの方向の力である。

また、第２の領域１８には、ダミーライン部３２が延びる方向に沿った軸Ｘ_２を曲げることに対抗するように、ダミーライン部３２からベース基板１０に屈曲抵抗が与えられている。これによって、樹脂層４０から加えられる力による第２の領域１８が反る方向が規制される。そして、図３（Ｂ）に示すように反る力（第２の力Ｆ_２）が第２の領域１８に加えられる。第２の力Ｆ_２は、軸Ｘ_２周りの方向の力である。

第１及び第２の力Ｆ_１，Ｆ_２は、ベース基板１０の第１及び第２の領域１６，１８を相互に交差する方向に反らせるように作用する。したがって、第１の力Ｆ_１によってベース基板１０が反ることが、第２の力Ｆ_２によって抑制される。すなわち、第１及び第２の力Ｆ_１，Ｆ_２は、それぞれによって発生させようとするベース基板１０の反りをうち消し合う。こうして、ベース基板１０の全体的な反りを抑制することができる。

本実施の形態に係る配線基板は、上述したように構成されており、以下その製造方法を説明する。本実施の形態では、第１及び第２の領域１６，１８を有するベース基板１０に、配線パターン２０とダミーパターン３０を形成する。配線ライン部２２及びダミーライン部３２を覆うように、樹脂前駆体（図示せず）を、塗布又は印刷等によって、ベース基板１０上に設ける。樹脂前駆体は、樹脂層４０を構成する物質の前段階にある物質で、液状又はペースト状の物質である。樹脂前駆体は、ベース基板１０上に密着させる。樹脂前駆体は、熱硬化性樹脂前駆体、紫外線硬化性樹脂前駆体等であってもよい。樹脂前駆体を、化学反応（例えば重合）によって硬化させて、樹脂層４０を形成する。ここで、樹脂前駆体は、化学反応によって、硬化しながら収縮する。これを利用して、樹脂前駆体を硬化させるときに、化学反応によって、樹脂層４０に収縮方向の内部ストレスを発生させる。

本発明の実施の形態に係る配線基板の製造方法は、上述した構成を得るときに、技術常識を参酌すれば導き出すことができる内容を含む。

図４は、本発明の実施の形態に係る半導体装置を示す図である。この半導体装置は、上述した配線基板（図１参照）と、半導体チップ（集積回路を有する）５０と、を有する。半導体チップ５０は、配線パターン２０の第１グループの端子２４（図１参照）に電気的に接続されている。半導体チップ５０の実装には、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）技術を適用してもよいが、ベース基板１０にデバイスホール１２を形成しない場合にはＣＯＦ（Chip On Film）の技術を適用してもよい。ベース基板１０は、領域（樹脂層４０の内側の領域）５２で打ち抜いてもよい。打ち抜かれたベース基板１０と、これに実装された半導体チップ５０と、でＴＣＰ（Tape Carrier Package）を構成してもよい。

図５は、本発明の実施の形態に係る電子モジュールを説明する図である。電子モジュール（例えば表示モジュール）は、ベース基板１０（詳しくは、その打ち抜かれてなる部分）と、半導体チップ５０と、電子パネル６０と、を有する。半導体チップ５０は、配線パターン２０の第１グループの端子２４（図１参照）に電気的に接続されている。電子パネル（例えば表示パネル（液晶パネル又は有機エレクトロルミネセンスパネル等））６０は、配線パターン２０の第２グループの端子２６（図１参照）に電気的に接続されている。

本発明の実施の形態に係る半導体装置又は電子モジュールを有する電子機器として、図６にはノート型パーソナルコンピュータ１００、図７には携帯電話２００が示されている。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

図１は、本発明の実施の形態に係る配線基板を説明する図である。図２は、図１に示す配線基板のII-II線断面の一部を示す図である。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る配線基板の作用を説明する図である。図４は、本発明の実施の形態に係る半導体装置を説明する図である。図５は、本発明の実施の形態に係る電子モジュールを説明する図である。図６は、本実施の形態に係る半導体装置又は電子モジュールを有する電子機器を示す図である。図７は、本実施の形態に係る半導体装置又は電子モジュールを有する電子機器を示す図である。

符号の説明

１０…ベース基板１０…ベース基板１２…デバイスホール１４…スプロケットホール１６…第１の領域１８…第２の領域２０…配線パターン２２…配線ライン部２４…第１グループの端子２６…第２のグループの端子２８…第３グループの端子３０…ダミーパターン３２…ダミーライン部４０…樹脂層５０…半導体チップ６０…電子パネル

Claims

第１及び第２の領域を有するベース基板と、
前記第１の領域に形成された複数の配線ライン部と、複数の電気的接続用の端子と、を含む配線パターンと、
前記第２の領域に形成された複数のダミーライン部を含み、電気的接続用の端子を有しないように形成されたダミーパターンと、
前記配線ライン部及び前記ダミーライン部を覆うとともに前記ベース基板に密着し、収縮方向の内部ストレスが生じている樹脂層と、
を有し、
前記ベース基板には、前記樹脂層の前記内部ストレスによって、反る方向に力が加えられ、
前記第１の領域には、前記配線ライン部が延びる方向に沿った軸を曲げることに対抗する前記配線ライン部の屈曲抵抗によって、前記反る方向が規制されて、第１の力が加えられ、
前記第２の領域には、前記ダミーライン部が延びる方向に沿った軸を曲げることに対抗する前記ダミーライン部の屈曲抵抗によって、前記反る方向が規制されて、第２の力が加えられ、
前記配線ライン部及び前記ダミーライン部は、相互に交差する方向に延び、
前記第１及び第２の力は、前記ベース基板の前記第１及び第２の領域を相互に交差する方向に反らせるように作用し、前記第１の力によって前記ベース基板が反ることを、前記第２の力によって抑制する配線基板。
請求項１記載の配線基板において、
前記複数の配線ライン部は、相互に平行に形成され、
前記複数のダミーライン部は、相互に平行に形成されてなる配線基板。
請求項１又は請求項２記載の配線基板において、
前記第１及び第２の領域は、隣同士に位置してなる配線基板。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の配線基板と、
前記配線パターンの１グループの端子に電気的に接続された半導体チップと、
を有する半導体装置。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の配線基板と、
前記配線パターンの第１のグループの端子に電気的に接続された半導体チップと、
前記配線パターンの第２のグループの端子に電気的に接続された電子パネルと、
を有する電子モジュール。
請求項４記載の半導体装置を有する電子機器。
請求項５記載の電子モジュールを有する電子機器。
第１及び第２の領域を有するベース基板に、複数の配線ライン部及び複数の電気的接続用の端子を含む配線パターンと、複数のダミーライン部を含み電気的接続用の端子を有しないダミーパターンと、を形成すること、
前記配線ライン部及び前記ダミーライン部を覆うように、樹脂前駆体を前記ベース基板に設けること、及び、
前記樹脂前駆体を、化学反応によって硬化させて、樹脂層を形成すること、
を含み、
前記配線ライン部を、前記第１の領域に形成し、
前記ダミーライン部を、前記第２の領域に形成し、
前記配線ライン部及び前記ダミーライン部を、相互に交差する方向に延びるように形成し、
前記樹脂前駆体を硬化させるときに、前記化学反応によって、前記樹脂層に収縮方向の内部ストレスを発生させ、
前記内部ストレスによって、前記ベース基板に、反る方向に力を加え、
前記第１の領域に、前記配線ライン部が延びる方向に沿った軸を曲げることに対抗する前記配線ライン部の屈曲抵抗によって、前記反る方向を規制して、第１の力を加え、
前記第２の領域に、前記ダミーライン部が延びる方向に沿った軸を曲げることに対抗する前記ダミーライン部の屈曲抵抗によって、前記反る方向を規制して、第２の力を加え、
前記第１及び第２の力を、前記ベース基板の前記第１及び第２の領域を相互に交差する方向に反らせるように作用させ、前記第１の力によって前記ベース基板が反ることを、前記第２の力によって抑制する配線基板の製造方法。
請求項８記載の配線基板の製造方法において、
前記複数の配線ライン部を、相互に平行に形成し、
前記複数のダミーライン部を、相互に平行に形成する配線基板の製造方法。
請求項８又は請求項９記載の配線基板の製造方法において、
前記第１及び第２の領域は、隣同士に位置してなる配線基板の製造方法。