JP2005116840A - 半導体チップ、半導体チップの製造方法、半導体実装基板、電子デバイスおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】マイグレーションの発生を防止し得る半導体チップ、その製造方法、信頼性の高い半導体実装基板、電子デバイスおよびこれを備える電子機器を提供する。
【解決手段】半導体チップ１は、配線パターン２１１が形成された基板２と、配線パターン２１１の一部に接触するよう設けられた複数の端子３と、隣接する端子同士の間隙を埋めるように形成された、主として熱可塑性樹脂で構成された樹脂層８とを有する。端子の高さＢは、樹脂層の厚さＡよりも低い。樹脂層の厚さをＡ［μｍ］、端子の高さをＢ［μｍ］としたとき、０＜Ａ−Ｂ≦５の関係を満足する。樹脂層８と端子３とは、密着している。端子３は、樹脂層８が形成された後に、無電解メッキ法により形成されるものである。熱可塑性樹脂は、液晶ポリマーである。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体チップ、半導体チップの製造方法、半導体実装基板、電子デバイスおよび電子機器に関するものである。

近年、電子機器の高性能化、小型化に伴って、半導体チップの高密度実装の必要性が高まっており、半導体チップの端子（配線基板の端子）の間隔が狭くなる（狭ピッチ化する）傾向にある。
半導体チップの実装では、半導体チップの端子と、これに対応する配線基板の端子とを接合する方法が用いられる。
そして、半導体チップと配線基板との間隙は、通常、封止用樹脂（アンダーフィル材やＮＣＰ）により封止されている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、狭ピッチ化が進むにつれて、隣接する端子同士の間にまで、十分に封止用樹脂を充填することが困難となる傾向にある。このように、隣接する端子同士の間に、十分に封止用樹脂が充填されない場合、もしくは、封止樹脂と半導体チップとの密着性が悪く剥離を生ずる場合、端子等の周囲に空隙が生じ、この空隙に水分が侵入すると、隣接する端子同士の間でマイグレーションが発生して、ショートするという不都合が生じることがある。
かかる不都合は、特に、半導体チップ側の端子周辺で生じやすい。

特開２００２−１５８２４８号公報（段落番号０１６８、図１９）

本発明の目的は、マイグレーションの発生を効果的に防止し得る半導体チップ、その製造方法、信頼性の高い半導体実装基板、電子デバイスおよびこれを備える電子機器を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の半導体チップは、配線パターンが形成された基板と、
前記配線パターンの一部に接触するよう設けられた複数の端子と、
隣接する前記端子同士の間隙を埋めるように形成された、主として熱可塑性樹脂で構成された樹脂層とを有することを特徴とする。
これにより、マイグレーションの発生を効果的に防止することができる。

本発明の半導体チップでは、前記端子の高さは、前記樹脂層の厚さよりも低いことが好ましい。
これにより、隣接する端子同士の間でのマイグレーションの発生をより確実に防止することができる。また、半導体装置の製造において、封止材を充填する工程を省略することができるため、半導体装置の生産性を向上させることができる。

本発明の半導体チップでは、前記樹脂層の厚さをＡ［μｍ］、前記端子の高さをＢ［μｍ］としたとき、０＜Ａ−Ｂ≦５の関係を満足することが好ましい。
これにより、隣接する端子同士の間でのマイグレーションの発生をより確実に防止することができる。また、半導体装置の製造において、封止材を充填する工程を省略することができるため、半導体装置の生産性を向上させることができる。

本発明の半導体チップでは、前記樹脂層と前記端子とは、密着していることが好ましい。
これにより、マイグレーションの発生を防止する効果をより向上させることができる。
本発明の半導体チップでは、前記端子は、前記樹脂層が形成された後に、無電解メッキ法により形成されるものであることが好ましい。
これにより、端子と樹脂層との密着性をより向上させることができる。さらに端子の高さバラツキを小さくすることができる。

本発明の半導体チップでは、前記熱可塑性樹脂は、液晶ポリマーであることが好ましい。
これにより、隣接する端子同士の間でのマイグレーションの発生をより効果的に防止することができる。
本発明の半導体チップでは、前記端子は、その高さ方向に沿って、横断面積がほぼ一定であることが好ましい。
これにより、電子機器の高性能化、小型化に伴って要求される、狭ピッチ化（端子の配線密度の高密度化）に対応することができる。

本発明の半導体チップでは、前記端子は、複数の金属層の積層体で構成されていることが好ましい。
これにより、各種目的に応じた端子を形成することができる。
本発明の半導体チップでは、複数の前記金属層のうち、最も前記基板側に位置する金属層は、ＮｉまたはＮｉを含む合金を主成分とした金属で構成されていることが好ましい。
これらのものは、硬度が高くかつ導電性に優れ、また、配線パターンの構成材料との密着性も高い。さらに短時間で形成することができる。

本発明の半導体チップでは、複数の前記金属層のうち、最も外側に位置する金属層は、低融点金属を主成分とした金属で構成されていることが好ましい。
これにより、配線基板の端子との密着性が向上する。
本発明の半導体チップでは、前記低融点金属は、ＳｎまたはＳｎを含む合金であることが好ましい。
これにより、配線基板の端子との密着性がさらに向上する。

本発明の半導体チップの製造方法は、基板の配線パターンが形成された側の面に、主として熱可塑性樹脂で構成された樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層に、複数の貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔内に、前記配線パターンに接触する端子を形成する工程とを有することを特徴とする。
これにより、マイグレーションの発生を効果的に防止することができる半導体チップを提供することができる。

本発明の半導体チップの製造方法では、前記樹脂層に型を押し当てることにより、前記貫通孔を形成することが好ましい。
これにより、端子同士の間隔（ピッチ）をより小さくすることができるとともに、形状および位置精度のよいマスクパターンが形成できる。
本発明の半導体チップの製造方法では、前記端子を、その高さが前記樹脂層の厚さより低くなるよう形成することが好ましい。
これにより、隣接する端子同士の間でのマイグレーションの発生をより確実に防止することができる。

本発明の半導体チップの製造方法では、前記樹脂層の厚さをＡ［μｍ］、前記端子の高さをＢ［μｍ］としたとき、０＜Ａ−Ｂ≦５の関係を満足することが好ましい。
これにより、隣接する端子同士の間でのマイグレーションの発生をより確実に防止することができる。
本発明の半導体チップの製造方法では、無電解メッキ法により、前記端子を形成することが好ましい。
これにより、端子と樹脂層との密着性をより向上させることができる。また、配線パターン上に直接端子を形成することが可能であるため、製造コストを低減することができ、また、半導体チップの隣接する端子同士の間隔（ピッチ）をより小さくすることができる。

本発明の半導体チップの製造方法では、前記端子を、複数の金属層の積層体として形成することが好ましい。
これにより、各種目的に応じた端子を形成することができる。
本発明の半導体チップの製造方法では、複数の前記金属層のうち、最も前記基板側に形成する金属層は、ＮｉまたはＮｉを含む合金を主成分とした金属で構成されていることが好ましい。
これらのものは、硬度が高くかつ導電性に優れ、また、配線パターンの構成材料との密着性も高い。さらに短時間で形成することができる。

本発明の半導体チップの製造方法では、複数の前記金属層のうち、最も外側に形成される金属層は、低融点金属を主成分とした金属で構成されていることが好ましい。
これにより、配線基板の端子との密着性が向上する。
本発明の半導体チップの製造方法では、前記低融点金属は、ＳｎまたはＳｎを含む合金であることが好ましい。
これにより、配線基板の端子との密着性がさらに向上する。

本発明の半導体チップの製造方法では、前記熱可塑性樹脂は、液晶ポリマーであることが好ましい。
これにより、隣接する端子同士の間でのマイグレーションの発生をより効果的に防止することができる。
本発明の半導体実装基板は、本発明の半導体チップが、配線基板に実装されてなることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い半導体実装基板が得られる。

本発明の半導体実装基板では、前記樹脂層は、前記半導体チップと前記配線基板との間隙を封止する封止材としての機能を有することが好ましい。
これにより、半導体チップと配線基板との間隙への水分（湿気）の侵入防止等の各種効果が発揮される。
本発明の電子デバイスは、本発明の半導体実装基板を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子デバイスが得られる。

本発明の電子機器は、本発明の電子デバイスを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
本発明の電子機器では、表示部を備えることが好ましい。
本発明の電子機器は、特に、各種の表示機能を有する電子機器に適用するのが好ましい。

本発明の半導体チップには、ベアチップ（個別のチップおよびウェハの双方）および半導体パッケージのいずれのものをも含む。
以下、本発明の半導体チップ、半導体チップの製造方法、半導体実装基板、電子デバイスおよび電子機器を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の半導体実装基板の全体構成を示す縦断面図であり、図２は、実装前の本発明の半導体チップおよび配線基板の構成を示す縦断面図である。以下の説明では、図１および図２中の上側を「上」、下側を「下」と言う。

図１に示す半導体実装基板（半導体装置）１００は、本発明の半導体チップ１が配線基板４に実装され、半導体チップ１と配線基板４との間に形成される間隙７が、主として熱可塑性樹脂で構成された樹脂層８で封止されてなるものである。
図２に示すように、本発明の半導体チップ１は、基板２と、基板２の一方の面（下面）２１側に設けられた複数の端子（バンプ）３と、充填材層（樹脂層）８’とを有している。

基板２は、例えば、Ｓｉ等の半導体材料で構成されている。基板２の厚さ（平均）は、特に限定されないが、好ましくは、３０〜１０００μｍ程度とされる。
また、基板２は、単層で構成されたもののみならず、複数の層の積層体で構成されたものでもよい。
この基板２の一方の面２１側には、集積回路（図示せず）が形成され、この集積回路は、パッシベーション膜（絶縁膜）２１２で覆われている。そして、このパッシベーション膜２１２から、集積回路の配線パターン２１１の一部が露出しており、かかる配線パターン２１１の露出部（パッド）に接触するように端子３が配設されている。

配線パターン２１１は、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ、Ｓｉまたはこれらを含む合金等で構成されている。さらに、この配線パターン２１１上には、例えば無電解メッキ法等により、Ｎｉメッキ、Ａｕメッキ等が施されている。
また、パッシベーション膜２１２は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、窒化ケイ素（Ｓｉ−Ｎ）、ポリイミド、その他の酸化物、窒化物、酸化窒化物等で構成されている。このパッシベーション膜２１２は、これらの材料の単層膜であってもよく、２層以上が積層された多層膜であってもよい。

なお、集積回路は、基板２の他方の面２２側に形成されていてもよく、面２１側および面２２側の双方に形成されていてもよい。また、基板２が複数の層の積層体で構成される場合には、集積回路は、基板２の内部に形成されていてもよい。
端子３は、複数の金属層の積層体（本実施形態では、第１の金属層３１、第２の金属層３２および第３の金属層３３の３層）で構成されている。端子３を複数の金属層の積層体で構成することにより、各種目的に応じた端子３を形成することができる。

第１の金属層３１は、最も基板２側に位置し、端子３の本体を構成する部分である。この第１の金属層３１は、配線パターン２１１と相互拡散しにくい材料（バリアメタル）で構成されているのが好ましい。また、隣接する端子３同士の間隔（ピッチ）が小さくなった場合、比較的硬質の材料で構成されているのが好ましい。これにより、端子３全体として変形しにくいため、隣接する端子３同士の接触を防ぐことができる。

第１の金属層３１の構成材料としては、例えば、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｐ、Ｂまたはこれらを含む合金等が挙げられるが、これらの中でも、特に、ＮｉまたはＮｉを含む合金を主成分にした金属であるのが好ましい。これらのものは、配線パターン２１１とのバリアメタル性に優れ、さらに、硬度が高くかつ導電性に優れ、また、前述したような配線パターン２１１の構成材料との密着性も高い。

また、第２の金属層３２および第３の金属層３３は、種々の目的で設けることができるが、本実施形態では、第３の金属層３３は、後述する配線基板４の端子６との密着性（接合性）を向上させる目的で設けられ、第２の金属層３２は、第１の金属層３１と第３の金属層３３との密着性を向上させる目的で設けられている。
この場合、第２の金属層３２の構成材料としては、例えば、Ｃｕ、Ａｕまたはこれらを含む合金等が挙げられる。

第３の金属層３３は、最も外側に位置している。
第３の金属層３３の構成材料としては、低融点金属を主成分とした金属を用いるのが好ましい。このような低融点金属としては、例えば、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎまたはこれらを含む合金等が挙げられるが、中でも、ＳｎまたはＳｎを含む鉛フリー合金を用いるのが好ましい。これにより、第２の金属層３２との密着性を保持しつつ、後述する配線基板４の端子６との密着性がさらに向上する。

端子３は、それぞれ、ほぼ等しい厚さ（高さ）に設定されており、その厚さ（平均）は、特に限定されないが、好ましくは、１５〜２５μｍ程度とされる。
また、端子３は、その厚さ方向に沿って、横断面積がほぼ一定となるように形成されている。これにより、電子機器の高性能化、小型化に伴って要求される、狭ピッチ化（端子の配線密度の高密度化）に対応することができる。

なお、端子３を複数の金属層の積層体で構成する場合、２層または４層以上であってもよい。また、第２の金属層３２および第３の金属層３３は、必要に応じて設けるようにすればよく、省略することもできる。すなわち、端子３は、第１の金属層３１と第２の金属層３２とで構成される２層構成、または、第１の金属層３１と第３の金属層３３とで構成される２層構成のものであってもよく、第１の金属層３１のみで構成される単層のものであってもよい。

これらの隣接する端子３同士の間隙には、この間隙を埋めるようにして、主として熱可塑性樹脂で構成された充填材層（樹脂層）８’が設けられている。
従来、半導体チップを配線基板に実装する際には、半導体チップと配線基板とを接合した後に、その間隙に封止材（アンダーフィル材やＮＣＰ）が充填されていたが、隣接する端子同士の間にまで、十分に封止材が充填されない場合、もしくは、封止材と半導体チップとの密着性が悪く剥離を生ずる場合には、端子の周囲に空隙が生じ、この空隙に水分が侵入すると、隣接する端子同士の間でマイグレーションが発生して、ショートするという不都合が生じることがあった。特に、かかる不都合は、半導体チップ側の端子周辺で生じやすいという問題があった。

本発明者は、かかる不都合を防止すべく、鋭意検討を重ねた結果、配線基板と接合する前の状態において、半導体チップの隣接する端子同士の間隙に、これらの間での絶縁材となる主として熱可塑性樹脂で構成された充填材層（樹脂層）を設ければ、前記不都合を効果的に防止することができるとの考えに至り、本発明を完成するに至った。すなわち、充填材層は、隣接する端子同士の間でのマイグレーションの発生を防止する機能を有している。これにより、半導体実装基板の高い信頼性が確保される。

また、充填材層８’は、各端子３と密着するように設けられている。これにより、端子３周辺への水分の侵入をより確実に防止することができ、その結果、隣接する端子３同士の間でのマイグレーションの発生をより確実に防止することができる。また、これにより、半導体チップ１と配線基板４とを接合した場合においても、端子３の周囲に空隙が生じるのを効果的に防止することができるため、信頼性の高い半導体実装基板を得ることができる。

この充填材層８’は、その高さ（厚さ）が端子３の高さより高くなるように構成されている。これにより、後に詳述するように半導体チップ１と配線基板４とを接合する際において、半導体チップ１と配線基板４との間隙を、別途封止材を充填することなく、充填材層８’を構成する樹脂で充填（封止）することができる。その結果、隣接する端子３同士の間でのマイグレーションの発生をより確実に防止することができる。また、半導体装置の製造において、封止材を充填する工程を省略することができるため、半導体装置の生産性を向上させることができる。

具体的には、充填材層８’の厚さ（図２中Ａで示す厚さ）をＡ［μｍ］、端子３の高さ（図２中Ｂで示す高さ）をＢ［μｍ］としたとき、０＜Ａ−Ｂ≦５の関係を満足するのが好ましく、１≦Ａ−Ｂ≦５の関係を満足するのがより好ましい。これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。これに対し、Ａ−Ｂが小さすぎると、半導体チップ１と配線基板４との間隙を十分に封止するのが困難となる場合がある。一方、Ａ−Ｂが大きすぎると、半導体チップ１を配線基板４に実装する際に、対応する端子同士の間に充填材層８’が入り込み、対応する端子同士を十分に接触させるのが困難となる場合がある。

充填材層８’は、主として絶縁性を有する熱可塑性樹脂で構成されている。このような材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリ−（４−メチルペンテン−１）、アイオノマー、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリオキシメチレン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオキシド、変性ポリフェニレンオキシド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、液晶ポリマー（例えば、芳香族ポリエステル等）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、ポリケイ皮酸ビニル、ポリビニルアジドベンザジル、アクリルアミド等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

上述した樹脂の中でも、充填材層８’を構成する材料として、液晶ポリマーを用いるのが好ましい。液晶ポリマーは、前述したような材料で構成された端子３等との密着性が高く、また、吸湿性が低いため、隣接する端子３同士の間でのマイグレーションの発生をより好適に防止することができる。また、液晶ポリマーの熱膨張係数の値は、Ｓｉ等の半導体材料のそれと近いため、製造時の加熱や製造後の環境変化等による充填材層８’の剥がれや浮き等の不具合を効果的に防止することができる。

なお、この充填材層８’および端子３の形成方法、すなわち、本発明の半導体チップ１の製造方法については、後に詳述する。
一方、図２に示す配線基板４は、基板５と、基板５の一方の面（上面）５１側に設けられた複数の端子６とを有している。
基板５は、例えば、各種ガラス、各種セラミックス、Ｓｉ等の半導体材料、各種樹脂材料、またはこれらを任意に組み合わせたもの等で構成されている。

基板５の厚さ（平均）は、特に限定されないが、好ましくは、２０μｍ〜３ｍｍ程度とされる。
また、基板５は、単層で構成されたもののみならず、複数の層の積層体で構成されたものでもよい。
この基板５の一方の面５１側には、例えば、Ａｕ、Ｓｎ、Ｃｕ、ＩＴＯまたはこれらを含む合金等で構成される配線パターン６０が形成され（設けられ）ている。そして、この配線パターン（リード）６０の端部が各端子６を構成している。

なお、配線パターン６０は、基板２が複数の層の積層体で構成される場合には、基板５の内部に形成されていてもよい。
以上のような配線基板４に、半導体チップ１を、それらの対応する端子３と端子６とが接合するように実装して、本発明の半導体実装基板１００が得られる。
半導体チップ１の配線基板４への実装は、例えば、以下のようにして行うことができる。

まず、接合すべき端子同士の位置あわせを行う。
次に、半導体チップ１および配線基板４の一方または双方を加熱して、端子３の一部と充填材層８’を溶融または軟化させる。
次に、半導体チップ１と配線基板４とを圧着する。この圧着する際に、充填材層８’の、配線基板４と接する側の端部の近傍が、圧力により変形し、変形した部位が半導体チップ１と配線基板４との間隙を埋める。これにより、隣接する端子３同士の間でのマイグレーションの発生をより確実に防止することができる。

その後、冷却し、溶融または軟化した端子３の一部と充填材層８’を固化させる。
以上により、端子３と端子６とが接合され、配線基板４に半導体チップ１が実装される。なお、充填材層８’は、固化することにより、半導体実装基板１００における樹脂層８を構成する。
前述した加熱は、例えば、ボンディングツールによる加熱や、リフロー（熱風、赤外線等による加熱）等により行うことができる。

加熱の温度（加熱温度）は、特に限定されないが、好ましくは、２００〜５００℃程度、より好ましくは、２５０〜４５０℃程度とされる。
また、この加熱の時間（加熱時間）も、特に限定されないが、好ましくは、１〜５０秒程度、より好ましくは、１〜１０秒程度とされる。
さらに、この加熱の際には、必要に応じて、例えば、高周波、超音波等の付与等を併用するようにしてもよい。

なお、半導体チップ１を配線基板４に実装（接続）する際には、端子３の基板２が設けられている側とは反対側の端部３０に、ろう材層を設けるようにしてもよい。
ろう材層を構成するろう材としては、例えば、Ｐｂ−Ｓｎ系半田等のＰｂ含有半田や、Ｓｎ−Ａｇ系半田、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田等のような、実質的にＰｂを含まないＰｂ不含半田（Ｐｂフリー半田）、銀ろう、銅ろう、リン銅ろう、黄銅ろう、アルミろう、ニッケルろう等を用いることができる。ろう材は、比較的低温（例えば、１５０〜２５０℃程度）で溶融するので、端子３と端子６との接合（接続）に際し、加熱温度を低くすることができ、その結果、半導体チップ１および配線基板４の面方向および厚さ方向への膨張を、それぞれ、小さくすることができ、接合すべき端子同士の位置ズレを防止することができる。このため、接合すべき端子同士を確実に接合することができ、半導体チップ１と配線基板４との接合信頼性（接続信頼性）をより向上させることができる。

次に、本発明の半導体チップの製造方法について説明する。
図３および図４は、それぞれ、本発明の半導体チップの製造方法を示す工程図（縦断面図）である。なお、以下の説明では、図３および図４中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
本実施形態の半導体チップ１の製造方法は、主として熱可塑性樹脂で構成された樹脂層１０を形成する工程と、樹脂層１０に貫通孔１１１を形成する工程と、パッシベーション膜２１２の除去工程と、端子３の形成工程とを有している。以下、各工程について、順次説明する。

[１] 樹脂層１０の形成工程
まず、基板２の一方の面（図３中、上面）２１側に配線パターン２１１が形成された基板２を用意する。なお、図示の構成では、配線パターン２１１を含み、基板２の一方の面２１の全面が、パッシベーション膜２１２で覆われている。
次に、図３（Ａ）に示すように、この基板２の面２１側に、すなわち、パッシベーション膜２１２上に、主として熱可塑性樹脂で構成された樹脂材料を供給し、樹脂層１０を形成する。
樹脂材料の供給方法としては、特に限定されないが、例えば、液体タイプのものの場合には、スピンコート法、ディッピング法、スプレーコート法等を用いることができ、ドライフィルムタイプのものの場合には、基板２へ直接圧着する方法等を用いることができる。

［２］ 貫通孔１１１の形成
次に、樹脂層１０に複数の貫通孔１１１を形成する。これにより、充填材層８’が形成される。
複数の貫通孔１１１の形成方法は、特に限定されないが、本実施形態では、型を用いて形成する場合を一例として説明する。

まず、図３（Ｂ）に示すような形成すべき端子３の形状に対応した凸部９１を有する型９を用意する。
次に、端子３を形成する位置と凸部９１が対応するように位置あわせを行う。
次に、型９および樹脂層１０の一方または双方を加熱して、樹脂層１０を軟化させる。この加熱は、例えば、ボンディングツールによる加熱や、リフロー（熱風、赤外線等による加熱）等により行うことができる。

加熱の温度（加熱温度）は、特に限定されないが、樹脂層１０を構成する樹脂の軟化点以上するのが好ましい。
次に、型９を樹脂層１０に押し当てる。
その後、樹脂層１０を冷却して固化させた後、型９を取り外す。
以上により、図３（Ｃ）に示すように、複数の貫通孔１１１を有する樹脂層１１、すなわち、前述したような充填材層８’が形成される。貫通孔１１１は、基板２に対してほぼ垂直、かつ、横断面積が厚さ方向に沿ってほぼ一定となっている。

型９を構成する材料としては、特に限定されないが、熱膨張係数が基板２を構成する材料のそれと近い材料、例えば、各種ガラスやＳｉ等の半導体材料等を用いるのが好ましく、基板２を構成する材料と同じ材料を用いるのがより好ましい。これにより、前述したような加熱によって生じる貫通孔１１１の位置ずれを効果的に防止することができる。
なお、型９の表面には、疎液化加工等の表面加工（表面処理）を施してもよい。これにより、例えば、樹脂層１０が固化した後に、型９を容易に取り外すことができる。

充填材層８’の厚さは、形成すべき端子３の高さ等に応じて、適宜設定すればよく、特に限定されないが、前記範囲の高さの端子３を形成する場合には、例えば、２０〜３０μｍ程度（好ましくは、２５〜３０μｍ程度）とされる。
本実施形態のように、樹脂層１０に複数の貫通孔１１１を形成するのに、型９を用いることにより、端子３同士の間隔（ピッチ）をより小さくすることができるとともに、形状および位置精度のよいパターンが形成できる。また、フォトレジスト法等によって貫通孔１１１を形成する場合に比べて、製造工程数の削減や製造コストの低減を図ることができるという利点がある。

［３］ パッシベーション膜２１２の除去工程
次に、充填材層８’の貫通孔１１１に対応する位置のパッシベーション膜２１２を除去する。これにより、図４（Ｄ）に示すように、配線パターン２１１の一部を貫通孔１１１内に露出させる。
このパッシベーション膜２１２の除去方法としては、例えば、ＣＦ４、ＣＨＦ３、酸素またはこれらを含む混合ガスをプラズマガスとして用いるドライエッチング法、アルカリ溶液や酸溶液（弱フッ酸液）のようなエッチング液を用いるウェットエッチング法、レーザー加工等が挙げられる。また、これらの方法は、任意の２種以上を組み合わせて用いることもできる。
なお、例えば、パッシベーション膜２１２が形成されていない基板２や、予め、端子３を形成すべき部分の配線パターン２１１がパッシベーション膜２１２から露出している基板２等を用いる場合には、本工程［３］を省略することができる。

［４］ 端子３の形成工程
次に、第１の金属層３１、第２の金属層３２および第３の金属層３３を、この順で、貫通孔１１１内に形成する。これらの金属層３１、３２、３３は、それぞれ、貫通孔１１１に沿って、貫通孔１１１の形状に対応して形成される。これにより、図４（Ｅ）に示すように、貫通孔１１１内に配線パターン２１１に接触する端子３が形成される。なお、前述したように、第２の金属層３２および第３の金属層３３は、必要に応じて設けるようにすればよく、これらは、省略することもできる。

端子３の形成方法としては、例えば、無電解メッキ、電解メッキ等の湿式メッキ法、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、レーザーＣＶＤ等の化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、ディッピング法、印刷法、溶射等が挙げられるが、これらの中でも、特に、無電解メッキ法が好ましい。
以下、無電解めっき法を用いて端子３を形成する方法について、詳述する。

なお、以下では、第１の金属層３１としてＮｉ層（ニッケル層）を形成する場合を一例として説明する。Ｎｉ層は、Ａｕ層（金層）と比べてコストが低く、かつ、短時間に形成できるという利点を有している。
まず、配線パターン２１１がＡｌ（アルミニウム）で構成されている場合には、配線パターン２１１の貫通孔１１１内に露出した部分に、アルカリ性のＺｎ（亜鉛）溶液を使用して、配線パターン２１１上にジンケート処理を施す。すなわち、Ａｌ（配線パターン２１１）の表面をＺｎに置換する。

また、配線パターン２１１の表面にＺｎを析出させるときに、配線パターン２１１をアルカリ性のＺｎ溶液に浸した後に、置換したＺｎを硝酸によって溶解させ、再びアルカリ性のＺｎ溶液に浸してもよい。
また、配線パターン２１１にジンケート処理を施す前には、パッシベーション膜２１２の残さを所定の溶液（例えば弱フッ酸溶液）で溶解しておくことが好ましい。

さらに、パッシベーション膜２１２の残さを溶解した後には、配線パターン２１１をアルカリ性または酸性の溶液に浸して、配線パターン２１１の露出部の酸化膜を除去することが好ましい。
以上のような処理により、Ａｌ（配線パターン２１１）の表面を良好にＺｎに置換することができる。

次に、表面をＺｎで置換した配線パターン２１１上に無電解Ｎｉメッキ液を供給し、ＺｎとＮｉの置換反応を経て、Ｎｉ層を配線パターン２１１上に形成する。また、このとき、メッキ液を９０℃程度に加熱（加温）するようにしてもよい。
Ｎｉ層の高さ（厚さ）は、作業温度（メッキ液の温度）、作業時間（メッキ時間）、メッキ液の量、メッキ液のｐＨ、メッキ回数（ターン数）等のメッキ条件を設定することにより調整することができる。

なお、配線パターン２１１とＮｉ層との間（界面付近）には、配線パターン２１１の表面に置換したＺｎが残っていてもよい。
上述とは別に、ジンケート処理を行わずに、Ａｌで構成された配線パターン２１１上に、Ｐｄ（パラジウム）等の還元剤を含む溶液を供給した後、無電解Ｎｉメッキ液を供給して、Ｐｄ等を核としてＮｉを析出させ、配線パターン２１１上にＮｉ層を形成してもよい。

また、配線パターン２１１がＣｕ（銅）を含む材料で構成されている場合には、例えば配線パターン２１１上にＮｉ層を形成する際に、Ｐｄ等の還元剤を含む溶液を配線パターン２１１上に供給した後、無電解Ｎｉメッキ液を供給することにより、Ｐｄ等を核としてニッケルを析出させればよい。
なお、第１の金属層３１を、その他の金属（上述したＡｕ、Ｃｕ等）で構成する場合には、所定の溶液（例えばＡｕメッキ液またはＣｕメッキ液）に、基板２を浸漬することにより行うことができる。この場合、溶液には、アルカリ性のものを使用してもよいし、溶液を加熱（加温）してもよい。

次に、第１の金属層３１の上面（表面）に、第２の金属層３２形成用の無電解メッキ液を供給し、第２の金属層３２を形成する。さらに、第２の金属層３２の上面（表面）に、第３の金属層３３形成用の無電解メッキ液を供給し、第３の金属層３３を形成する。
なお、第２の金属層３２は、前述したようにＣｕ、Ａｕまたはこれらを含む合金で構成することができるが、特に、Ｓｎで構成される第３の金属層３３を無電解メッキで形成する場合には、第２の金属層３２は、Ｃｕで構成することが好ましい。

また、Ｓｎを主成分とする合金（低融点金属）で構成される第３の金属層３３を、無電解メッキ法に代えて、ディッピング法や印刷法を用いて形成する場合には、第２の金属層３２は、Ａｕで構成することが好ましい。
また、端子３の基板２と反対側の端部（第３の金属層３３の上面）に、Ｓｎを主成分とした低融点金属（第４の金属層）を設ける場合には、第３の金属層３３をＳｎで構成することが好ましい。

また、第３の金属層３３を省略して端子３を２層構成とする場合であっても、第２の金属層３２を、Ｃｕ、Ａｕまたはこれらを含む合金で構成することにより、端子３の先端部分（第２の金属層３２）を使用して、配線基板４の端子６との電気的接続を良好にすることができる。特に、第２の金属層３２をＡｕで構成すると、端子３は、その基板２と反対側の端部にのみＡｕ層（第２の金属層３２）を有することになるので、Ａｕ層に濡れ易いろう材（半田等）を用いて配線基板４の端子６との接合を行う場合には、ろう材が溶融時に端子３の外側に広がりにくくすることができる。

このような樹脂層１０の形成工程、貫通孔１１１の形成工程、パッシベーション膜２１２の除去工程、端子の形成工程を用いて端子３を形成することにより、隣接する端子３同士の間隔（ピッチ）をより小さく（例えば、１０〜３０μｍ程度）することができる。これにより、電子機器の高性能化、小型化に伴って要求される、狭ピッチ化（端子の配線密度の高密度化）に対応することができる。

また、このように端子３を形成すると、充填材層（樹脂層）８’と端子３とが密着したものとなる。したがって、端子３周辺への水分の侵入をより確実に防止することができ、その結果、隣接する端子３同士の間でのマイグレーションの発生をより確実に防止することができる。
なお、各金属層３１、３２、３３のうちの１層または２層を、異なる形成方法を用いて形成するようにしてもよい。

また、端子３は、充填材層８’の高さ（厚さ）より低くなるように形成する。
このように、充填材層８’をマスクとして用いて端子３を形成することにより、端子３が貫通孔１１１を超えて横方向（面方向）に広がって形成されることを確実に防止することができる。このため、隣接する端子３同士の間隔（ピッチ）をより狭く設定した場合でも、これらが不本意に接触してしまうのを防止することができ、所望の間隔となるように端子３を正確に形成することができるとともに、端子３を充填材層８’に確実に密着するように形成することができる。

また、前記工程［３］および本工程［４］において、充填材層８’を兼用することにより、各工程毎にマスクを設ける手間を省略することができるという利点がある。
なお、本工程［４］に各種メッキ法を用いる場合には、必要に応じて、本工程［４Ａ］に先立って、メッキ液から半導体チップ１を保護するための保護膜を半導体チップ１の裏面や側面に形成するようにしてもよい。

以上のような工程を経て、本発明の半導体チップ１が得られる。本発明の半導体チップ１は、充填材層８’を除去することなく、配線基板４へ実装することができる。これにより、隣接する端子３同士の間でのマイグレーションの発生をより確実に防止することができる。また、封止材を充填する工程を省略することができるため、半導体装置の生産性を向上させることができる。

このように、本発明では、半導体チップの端子を形成するために用いた樹脂層を、端子の間での絶縁材として機能（マイグレーションの発生を防止）する充填材層（樹脂層）として用いることにより、端子を形成した後（端子の形成に用いた樹脂層を一旦除去した後）、隣接する端子同士の間隙に樹脂を充填して充填材層を形成する場合に比べて、製造工程数の削減や製造コストの低減を図ることができるという利点がある。また、隣接する端子同士の間でのマイグレーションの発生をより確実に防止することができ、信頼性も向上する。

次に、本発明の半導体実装基板１００を備える電子デバイス、すなわち、本発明の電子デバイスについて説明する。
以下では、本発明の電子デバイスを表示装置に適用した場合を一例に説明する。
図５は、本発明の電子デバイスを表示装置に適用した場合の実施形態を示す断面図である。なお、以下の説明では、図５中の上側を「上」、下側を「下」と言う。

図５に示す表示装置（電気光学装置）３００は、透過型の液晶表示装置であり、表示パネル（表示部）２００と、本発明の半導体実装基板１００と、図示しないバックライトとを有している。
表示パネル２００は、枠状のシール材２３０を介して貼りあわされた第１パネル基板２２０と、第１パネル基板２２０に対向する第２パネル基板２４０と、これらで囲まれる空間に封入された液晶を含む液晶層２７０とを有している。

第１パネル基板２２０および第２パネル基板２４０は、それぞれ、例えば、ガラス基板で構成されている。これらのパネル基板２２０、２４０の液晶層２７０側の面には、それぞれ、例えばＩＴＯ等で構成される透明電極２１０、２５０が設けられている。これらの透明電極２１０、２５０を介して、液晶層２７０に電圧が印加される。
また、第１パネル基板２２０の下面および第２パネル基板２４０の上面（いずれも液晶層２７０と反対側の面）には、それぞれ、偏光板２６０、２８０が設けられている。
また、第１パネル基板２２０は、第２パネル基板２４０から張り出した部分（張出領域２０１）を有している。この張出領域２０１にまで、各透明電極２１０、２５０が延在して設けられている。

半導体実装基板（可撓性回路基板）１００は、配線基板４と、この配線基板４に実装された半導体チップ１とを有している。
配線基板４は、可撓性を有する基板５の一方の面（図５中、上面）５１に配線パターン（リード）６０が形成され、その一端部（図５中、左側）において、配線パターン６０が下方を向くように長手方向の途中で折り曲げられている。

そして、この一端部において、配線パターン６０と張出領域２０１に延在する各透明電極２１０、２５０の端部とが、導電性粒子４１０を含む異方性導電性材料（異方性導電性ペースト、異方性導電性膜）４００を介して接続されている。
また、配線パターン６０の面方向の中央部には、配線パターン６０の端部により端子６が形成されており、この端子６に半導体チップ１の端子３が接合（接続）されている。
これにより、各透明電極２１０、２５０と半導体チップ１との電気的導通が得られている。

半導体チップ１は、表示パネル２００の駆動用ＩＣとして設けられており、各透明電極２１０、２５０への電圧の印加量、印加パターン等を制御する。この半導体チップ１の駆動制御により、表示パネル２００では、所望の情報（静止画および動画の双方を含む画像）が表示される。
なお、本発明の電子デバイスは、図示の表示装置３００への適用に限定されず、例えば、有機または無機ＥＬ表示装置、電気泳動表示装置等の他の表示装置、インクジェット記録ヘッド等の液滴吐出用ヘッド等に適用することもできる。

そして、このような電子デバイスを備える本発明の電子機器は、各種の電子機器に適用することができる。
以下、本発明の電子機器について、図６〜図８に示す実施形態に基づき、詳細に説明する。
図６は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。

この図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ１１００は、表示ユニット１１０６が前述の表示装置３００を備えており、表示パネル（表示部）２００の表示面が表示ユニット１１０６の前面に向くよう配置されている。

図７は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６とともに、前述の表示装置３００を備えている。
表示装置３００の表示パネル（表示部）２００は、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間において、その表示面が携帯電話機１２００の前面に向くよう配置されている。

図８は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。

ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、前述の表示装置３００の表示パネル（表示部）２００が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示パネル２００は、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
また、ケース１３０２の正面側（図８においては裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。

撮影者が表示パネル２００に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリ１３０８に転送・格納される。
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図８に示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリ１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成になっている。

なお、本発明の電子機器は、図６のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図７の携帯電話、図８のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンタ）、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ等に適用することができる。

以上、本発明の半導体チップ、半導体チップの製造方法、半導体実装基板、電子デバイスおよび電子機器を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく、各構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、任意の構成のものを付加することができる。
例えば、本発明の半導体チップの製造方法では、必要に応じて、任意の目的の工程を追加することもできる。

また、前述した実施形態では、型９を用いて貫通孔１１１を形成する場合について説明したが、これに限定されず、例えば、レーザ照射によって貫通孔１１１を形成してもよい。
また、前述した実施形態では、樹脂層が単層のものについて説明したが、これに限定されず、２層であってもよいし、３層以上であってもよい。

本発明の半導体実装基板の全体構成を示す縦断面図である。 実装前の本発明の半導体チップおよび配線基板の構成を示す縦断面図である。 本発明の半導体チップの製造方法の実施形態を示す工程図（縦断面図）である。 本発明の半導体チップの製造方法の実施形態を示す工程図（縦断面図）である。 本発明の電子デバイスを表示装置に適用した場合の実施形態を示す断面図である。 本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。 本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。 本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。

符号の説明

１……半導体チップ ２……基板 ２１、２２……面 ２１１……配線パターン ２１２……パッシベーション膜 ３……端子 ３０……端部 ３１、３２、３３……金属層 ４……配線基板 ５……基板 ５１……面 ６……端子 ６０……配線パターン ７……間隙 ８……樹脂層 ８’……充填材層（樹脂層） ９……型 ９１……凸部 １０……樹脂層 １１１……貫通孔 １００……半導体実装基板 ２００……表示パネル ２０１……張出領域 ２１０……透明電極 ２２０……第１パネル基板 ２３０……シール材 ２４０……第２パネル基板 ２５０……透明電極 ２６０、２８０……偏光板 ２７０……液晶層 ３００……表示装置 ４００……異方性導電性材料 ４１０……導電性粒子 １１００……パーソナルコンピュータ １１０２……キーボード １１０４……本体部 １１０６……表示ユニット １２００……携帯電話機 １２０２……操作ボタン １２０４……受話口 １２０６……送話口 １３００……ディジタルスチルカメラ １３０２……ケース（ボディー） １３０４……受光ユニット １３０６……シャッタボタン １３０８……メモリ １３１２……ビデオ信号出力端子 １３１４……データ通信用の入出力端子 １４３０……テレビモニタ １４４０……パーソナルコンピュータ

Claims (26)

1. 配線パターンが形成された基板と、
   前記配線パターンの一部に接触するよう設けられた複数の端子と、
   隣接する前記端子同士の間隙を埋めるように形成された、主として熱可塑性樹脂で構成された樹脂層とを有することを特徴とする半導体チップ。
2. 前記端子の高さは、前記樹脂層の厚さよりも低い請求項１に記載の半導体チップ。
3. 前記樹脂層の厚さをＡ［μｍ］、前記端子の高さをＢ［μｍ］としたとき、０＜Ａ−Ｂ≦５の関係を満足する請求項１または２に記載の半導体チップ。
4. 前記樹脂層と前記端子とは、密着している請求項１ないし３のいずれかに記載の半導体チップ。
5. 前記端子は、前記樹脂層が形成された後に、無電解メッキ法により形成されるものである請求項１ないし４のいずれかに記載の半導体チップ。
6. 前記熱可塑性樹脂は、液晶ポリマーである請求項１ないし５のいずれかに記載の半導体チップ。
7. 前記端子は、その高さ方向に沿って、横断面積がほぼ一定である請求項１ないし６のいずれかに記載の半導体チップ。
8. 前記端子は、複数の金属層の積層体で構成されている請求項１ないし７のいずれかに記載の半導体チップ。
9. 複数の前記金属層のうち、最も前記基板側に位置する金属層は、ＮｉまたはＮｉを含む合金を主成分とした金属で構成されている請求項８に記載の半導体チップ。
10. 複数の前記金属層のうち、最も外側に位置する金属層は、低融点金属を主成分とした金属で構成されている請求項８または９に記載の半導体チップ。
11. 前記低融点金属は、ＳｎまたはＳｎを含む合金である請求項１０に記載の半導体チップ。
12. 基板の配線パターンが形成された側の面に、主として熱可塑性樹脂で構成された樹脂層を形成する工程と、
    前記樹脂層に、複数の貫通孔を形成する工程と、
    前記貫通孔内に、前記配線パターンに接触する端子を形成する工程とを有することを特徴とする半導体チップの製造方法。
13. 前記樹脂層に型を押し当てることにより、前記貫通孔を形成する請求項１２に記載の半導体チップの製造方法。
14. 前記端子を、その高さが前記樹脂層の厚さより低くなるよう形成する請求項１２または１３に記載の半導体チップの製造方法。
15. 前記樹脂層の厚さをＡ［μｍ］、前記端子の高さをＢ［μｍ］としたとき、０＜Ａ−Ｂ≦５の関係を満足する請求項１２ないし１４のいずれかに記載の半導体チップの製造方法。
16. 無電解メッキ法により、前記端子を形成する請求項１２ないし１５のいずれかに記載の半導体チップの製造方法。
17. 前記端子を、複数の金属層の積層体として形成する請求項１２ないし１６のいずれかに記載の半導体チップの製造方法。
18. 複数の前記金属層のうち、最も前記基板側に形成する金属層は、ＮｉまたはＮｉを含む合金を主成分とした金属で構成されている請求項１７に記載の半導体チップの製造方法。
19. 複数の前記金属層のうち、最も外側に形成される金属層は、低融点金属を主成分とした金属で構成されている請求項１７または１８に記載の半導体チップの製造方法。
20. 前記低融点金属は、ＳｎまたはＳｎを含む合金である請求項１９に記載の半導体チップの製造方法。
21. 前記熱可塑性樹脂は、液晶ポリマーである請求項１２ないし２０のいずれかに記載の半導体チップの製造方法。
22. 請求項１ないし１１のいずれかに記載の半導体チップが、配線基板に実装されてなることを特徴とする半導体実装基板。
23. 前記樹脂層は、前記半導体チップと前記配線基板との間隙を封止する封止材としての機能を有する請求項２２に記載の半導体実装基板。
24. 請求項２２または２３に記載の半導体実装基板を備えることを特徴とする電子デバイス。
25. 請求項２４に記載の電子デバイスを備えることを特徴とする電子機器。
26. 表示部を備える請求項２５に記載の電子機器。
    

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