JP2006040984A - 配線基板ならびに配線基板を用いた半導体装置および配線基板の製造方法ならびに半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 バンプの高さのばらつきを小さくすることが可能な配線基板を提供する。
【解決手段】 電解めっき時に電流を複数の導体配線３，３ａ〜３ｃに印加するための複数のめっき用配線５，５ａ〜５ｃが製品領域外Ｆに形成される配線基板１であって、各導体配線３，３ａ〜３ｃに、半導体チップと接続するためのバンプ６が電解めっきにより形成され、各めっき用配線５，５ａ〜５ｃの配線長を各導体配線３，３ａ〜３ｃの配線長に対応して設定することにより、各めっき用配線５，５ａ〜５ｃから各導体配線３，３ａ〜３ｃのバンプ６形成領域までの配線長を同程度にする。これにより、バンプ６形成時のめっき成長速度が均一化される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電解めっきによりバンプを形成した配線基板ならびに配線基板を用いた半導体装置および配線基板の製造方法ならびに半導体装置の製造方法に関するものである。

近年、ＬＳＩなどの半導体製品の高速化や低価格化、軽量化、薄型化、小型化の実現のため、ＣＳＰやＴＣＰなどのベアチップ実装に見られるマイクロバンプ接合に対する要求が高まっている。半導体チップと配線基板との接合はバンプを介して行われる。

前記バンプを形成する場合に用いられる方法の一つとして電解めっき法がある。配線基板上に電解めっきによりバンプを形成する場合の製造方法について、図５（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。尚、配線基板２１はベースフィルム２２と導体配線２３とて構成されている。先ず、図５（ａ）において、電解めっき前にベースフィルム２２上に複数の導体配線２３およびめっき用配線２４を形成する。めっき用配線２４は導体配線２３の延長上に形成される。尚、このような導体配線２３とめっき用配線２４との配線パターンの形成には、図示しないが、ベースフィルム２２上に銅などの金属箔を接着し、その上からマスクパターンを形成し、酸などの薬液によるエッチングにより不要部分を除去するなどの方法が取られる。

次に、図５（ｂ）において、バンプ２６を形成する領域が開口したマスクパターン２５を感光性レジストにより作成する。尚、前記マスクパターン２５は、導体配線２３ごとに開口部を形成しても良いが、図５（ｂ）に示すように、複数の導体配線２３にまたがる長孔状のマスクパターン２５を形成すれば簡便である。

次に、図５（ｃ）において、配線基板２１をめっき槽（図示せず）に浸漬し、めっき用配線２４を電源に接続することで電解めっきを行う。等方的なめっき成長により、マスクパターン２５の開口部２５ａから露出している各導体配線２３の部分にバンプ２６が形成される。

その後、図５（ｄ）において、マスクパターン２５を除去し、バンプ２６付きの配線基板２１を得る。導体配線２３はめっき用配線２４を介して全て短絡しているため、最後に、めっき用配線２４の領域Ａを切断し、目的の配線基板２１を得る。

前記のようにして得られた配線基板２１を備えた従来の半導体装置３０の断面図を図６に示す。半導体チップ２７には複数の電極パッド２８が設けられており、各バンプ２６は、電極パッド２８と導体配線２３とを電気的に接続し、半導体チップ２７を配線基板２１上に実装する役割を果たす。尚、半導体チップ２７と配線基板２１との接続面の周囲は、接着強度確保および保護のために、封止樹脂２９で覆われている。

次に、前記のような従来の半導体装置３０の製造方法について説明する。図７（ａ），（ｂ）は、従来の半導体装置３０の製造方法を示した断面図であり、先ず、図７（ａ）において、配線基板２１と半導体チップ２７との位置合わせを行った後、配線基板２１を保持し、半導体チップ２７を裏面から押圧して各バンプ２６と各電極パッド２８とを接触させる。この場合の実装方式をフリップチップボンディングと呼ぶ。逆に半導体チップ２７を保持し配線基板２１をベースフィルム２２の裏面から押圧する場合もあり、この場合の実装方式をインナーリードボンディングと呼ぶ（図示せず）。どちらの場合も半導体チップ２７と配線基板２１とはバンプ２６を介して接している。

次に、図７（ｂ）において、半導体チップ２７上の電極パッド２８と導体配線（図示せず）上のバンプ２６との接合形成が行われる。接合形成には圧接、熱圧着による共晶成長、超音波による酸化膜の除去および表層原子間結合などの方式を用いる。尚、前述したように、バンプ２６は、導体配線（図示せず）上に形成される場合（図５（ｄ）参照）と、半導体チップ２７上に形成されている場合（図示せず）とがある。また、図６における封止樹脂２９は半導体チップ２７の設置前に配線基板２１上に塗布される場合と、バンプ２６と電極パッド２８との接合が形成された後に配線基板２１と半導体チップ２７との空隙から注入される場合がある。尚、封止樹脂２９には熱硬化性樹脂が用いられる場合が多い。

しかしながら前記の従来形式では、配線基板２１上に電解めっきにより複数のバンプ２６を形成する際、各バンプ２６に高さのばらつきが発生してしまい、このような高さのばらつきの発生要因を図８，図９を用いて説明する。

図８は従来の配線基板２１の平面図であり、ベースフィルム２２上に、導体配線２３，２３ａ，２３ｂと、外部接続用電極３１と、めっき用配線２４とが設けられている。各めっき用配線２４を介して電流を印加し、電解めっきによって、各導体配線２３，２３ａ，２３ｂ上にそれぞれバンプ２６，２６ａ，２６ｂが形成されている。図８において、導体配線２３ａと導体配線２３ｂとでは配線長が大きく異なる。このように配線長が異なると、導体配線２３ａと導体配線２３ｂとの電気抵抗が異なるため、電解めっき時に導体配線２３ａ内に発生する電流密度と導体配線２３ｂ内に発生する電流密度とが異なる。すなわち、配線長が短く抵抗の小さな導体配線２３ａ上に発生する電流密度は、配線長が長く抵抗の大きな導体配線２３ｂ上に発生する電流密度よりも大きい。このため、電解めっき時には、抵抗の小さな導体配線２３ａ上に成長するバンプ２６ａの方が、抵抗の大きな導体配線２３ｂ上に成長するバンプ２６ｂと比べて、めっき成長速度が大きくなると予想される。このような各導体配線２３，２３ａ，２３ｂの配線パターンの差異（この場合は配線長の違い）により、電解めっき時の電流密度にばらつきが発生し、配線基板２１上の各バンプ２６，２６ａ，２６ｂに高さのばらつきが生じてしまう。

また、図９の（ａ），（ｂ）は従来の配線基板２１の斜視図であり、（ｃ），（ｄ）はそれぞれ（ａ），（ｂ）におけるＸ−Ｘ矢視図およびＹ−Ｙ矢視図である。図９（ａ）において各導体配線２３ｃ，２３ｄ，２３ｅの配線パターンには疎密が存在している。このような状態で電解めっきを行った場合、導体配線２３ｄと比較して配線パターンが密となる導体配線２３ｃの領域Ｂでは、各導体配線２３ｃの近傍へのめっき槽内のめっき種の供給速度が低下し、めっき成長速度が導体配線２３ｄの領域と比べて低くなる。また、配線パターンが疎となる導体配線２３ｅの領域では、めっき種の供給が十分であり、めっき成長速度が導体配線２３ｄの領域と比べて大きくなる。このため、図９（ｂ）において、導体配線２３ｃと導体配線２３ｅとのように配線パターンに疎密がある場合、各導体配線２３ｃ，２３ｄ，２３ｅの電流密度が均一でもめっき成長速度が異なる。このため、配線パターンの疎密の差異に起因するめっき種供給速度のばらつきにより、配線基板２１内のバンプ２６ｃ，２６ｄ，２６ｅの高さにばらつきが発生し、配線パターンが密な導体配線２３ｃの領域Ｂに形成されるバンプ２６ｃは、パターンが疎な領域の導体配線２３ｅ上に形成されるバンプ２６ｅよりも低くなる。これにより、各導体配線２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ上に形成される各バンプ２６ｃ，２６ｄ，２６ｅの高さは、バンプ２６ｅ＞バンプ２６ｄ＞バンプ２６ｃの順に高くなり、配線基板２１上の各バンプに高さばらつきが生じてしまう。

さらに、めっき槽内におけるめっき種の拡散速度にも槽中心部と外周部とで差があるため、各導体配線の電流密度や配線パターンの疎密が同一の場合でも、配線基板内でのめっき成長速度にばらつきが発生する可能性がある。しかしながら、高密度実装、低コストの要求に応えるため、配線基板内の導体配線の配線パターンの自由度は小さく、各導体配線の配線長および配線パターンの形状の疎密が均一な配線基板を常に利用することは容易ではなかった。

前記のように各バンプに高さのばらつきが発生すると、以下のような問題が生じた。すなわち、図１０（ａ）に示すように、バンプ２６ｆとバンプ２６ｇとの間に高さのばらつきが存在する配線基板２１を用いて、配線基板２１上に半導体チップ２７を実装する場合、配線基板２１を固定した状態で半導体チップ２７を押圧する。この際、図１０（ｂ）に示すように、垂直方向に高いバンプ２６ｇが存在する領域Ｃほど電極パッド２８に強く加圧され、低いバンプ２６ｆが存在する領域Ｄでは電極パッド２８への加圧量が不足する可能性がある。この結果、半導体装置の接続信頼性にばらつきが発生する。また、バンプ２６ｆの領域Ｄで不足する加圧量を補うために半導体チップ２７への加圧量を大きくすると、バンプ２６ｇの領域Ｃでの加圧量も同時に増加するため、バンプ２６ｇの領域Ｃでの加圧量が過大になり、バンプ２６ｇと接触する電極パッド２８の近傍にダメージが発生するといった問題がある。このため、安定した接続を半導体チップ２７内の全電極パッド２８で形成するためには、各バンプ２６ｆ，２６ｇの高さのばらつきを数μｍ以下に抑制することが望ましい。ファインピッチ化、微細化が急速に進む近年ではさらにバンプの高さのばらつきの小さな配線基板が必要となる。

尚、めっきにより形成されるバンプの一例として、ブラインドビアにめっきを施して形成されるめっきバンプがある。このようなめっきバンプの高さを均一化する方法として、ブラインドビアの配置が密である場所のビア径を大きく、また、ブラインドビアの配置が疎である場所のビア径を小さく形成することによって、ブラインドビアにめっきを析出させるめっき成長速度を制御することが下記特許文献１に記載されている。
特開２００１−２３７５１１

本発明は、各バンプの高さのばらつきを小さくすることが可能な配線基板ならびに配線基板を用いた半導体装置および配線基板の製造方法ならびに半導体装置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ために、本第１発明は、電解めっき時に電流を複数の導体配線に印加するための複数のめっき用配線が製品領域外に形成される配線基板であって、
前記各導体配線に、半導体チップと接続するためのバンプが電解めっきにより形成され、
各めっき用配線の電気抵抗を各導体配線の配線パターンに対応して設定することにより、バンプ形成時のめっき成長速度を均一にしたものである。

これによると、電解めっき時に、各導体配線に発生する電流密度を各導体配線ごとに制御できるため、電解めっきにより導体配線上にバンプを形成する際のめっき成長速度が均一化され、バンプの高さのばらつきを小さくすることができる。

本第２発明は、各めっき用配線の配線長を各導体配線の配線長又は疎密に対応して設定することにより、バンプ形成時のめっき成長速度を均一にしたものである。
これによると、例えば、各導体配線の配線長に長短差がある場合、配線長が長い導体配線に対して、めっき用配線の配線長を短くし、配線長が短い導体配線に対して、めっき用配線の配線長を長くして、各めっき用配線から各導体配線のバンプ形成領域までの配線長をそれぞれ同程度にする。これにより、各めっき用配線から各導体配線のバンプ形成領域までの配線抵抗が均一化されるため、電解めっき時において、各導体配線の配線長の差に起因する電流密度のばらつきが抑制され、バンプ形成時のめっき成長速度が均一になり、バンプの高さのばらつきを小さくすることができる。

また、各導体配線の配線パターンが不均一で疎密がある場合、導体配線の配線パターンが密な領域において、めっき用配線の配線長を短くし、導体配線の配線パターンが疎な領域において、めっき用配線の配線長を長くすることにより、導体配線の配線パターンが密である領域の電流密度が大きくなり、疎である領域の電流密度が小さくなる。このように、めっき種の供給速度の低い前記密の領域での電流密度を大きくし、めっき種の供給速度の高い前記疎の領域での電流密度を小さくすることによって、バンプ形成時のめっき成長速度が均一になり、バンプの高さのばらつきを小さくすることができる。

本第３発明は、各めっき用配線の配線幅を各導体配線の配線長又は疎密に対応して設定することにより、バンプ形成時のめっき成長速度を均一にしたものである。
これによると、例えば、各導体配線の配線長に長短差がある場合、配線長が短い導体配線に対して、めっき用配線の配線幅を小さくし、配線長が長い導体配線に対して、めっき用配線の配線幅を大きくする。これにより、各導体配線に発生する電流密度のばらつきが抑制され、バンプ形成時のめっき成長速度が均一になり、バンプの高さのばらつきを小さくすることができる。

また、各導体配線の配線パターンが不均一で疎密がある場合、導体配線の配線パターンが疎な領域において、めっき用配線の配線幅を小さくし、導体配線の配線パターンが密な領域において、めっき用配線の配線幅を大きくすることにより、導体配線の配線パターンが密である領域の電流密度が大きくなり、疎である領域の電流密度が小さくなる。このように、めっき種の供給速度の低い前記密の領域での電流密度を大きくし、めっき種の供給速度の高い前記疎の領域での電流密度を小さくすることによって、バンプ形成時のめっき成長速度が均一になり、バンプの高さのばらつきを小さくすることができる。

本第４発明は、バンプの表面に、バンプと異なった金属のめっき層を形成したものである。
これによると、バンプの高さのばらつきが小さく、また、目的に応じて表面の金属種の異なるバンプを有する配線基板を容易に作成することができる。

本第５発明は、前記第１発明から第４発明のいずれか１項に記載の配線基板を用いた半導体装置であって、
前記配線基板上に半導体チップを設置し、
前記半導体チップ上の電極パッドと配線基板の導体配線とがバンプを介して接続されているものである。

これによると、配線基板の各バンプの高さのばらつきを小さくすることができるため、バンプを介して電極パッドと導体配線とを接続する際、前記電極パッドと導体配線との接続強度をより均一化できる。したがって、電極パッドと導体配線との接続の信頼性に優れた半導体装置が得られる。

本第６発明は、電解めっき時に電流を複数の導体配線に印加するための複数のめっき用配線が製品領域外に形成される配線基板の製造方法であって、
各導体配線の配線長又は疎密に対応して、各めっき用配線の配線長又は配線幅の配線パターンを設定し、この配線パターンを配線基板上に形成する工程と、
バンプを形成する領域が開口したマスクパターンを、配線基板上に形成する工程と、
各めっき用配線を介して各導体配線に電流を印加し、電解めっきによりマスクパターンの開口部にめっきを施すことでバンプを配線基板上に形成する工程と、
製品領域外のめっき用配線を除去する工程とからなるものである。

これによると、既存の製造方法を転用することが可能であり、安価で、各バンプの高さのばらつきが小さな配線基板を製造することができる。
本第７発明は、前記第５発明に記載の半導体装置の製造方法であって、
配線基板と半導体チップとの位置合わせを行う工程と、
前記半導体チップを配線基板上に設置する工程と、
前記半導体チップ上の電極パッドと配線基板上のバンプとを接合する工程とからなるものである。

これによると、半導体チップを配線基板上に押圧する際、電極パッドの直下にバンプを介して発生する圧力が均一化されるため、半導体チップ内にダメージが発生する可能性を低減することができる。

以上のように本発明によると、配線基板の各バンプの高さのばらつきを小さくすることができ、このようなバンプの高さのばらつきが小さな配線基板を用いることで、半導体チップの電極パッドと配線基板の導体配線との接続の信頼性に優れた半導体装置が得られる。

一般に導体の電気抵抗値は以下の式（１）で表されることが知られている。
Ｒ＝ρ×Ｌ／Ｓ （１）
Ｒは電気抵抗［Ω］、ρは比抵抗［Ω・ｃｍ］で物質固有の値、Ｌは導体の長さ［ｃｍ］、Ｓは導体の断面積［ｃｍ^２］である。

前記式（１）から電気抵抗Ｒは導体の長さに比例し、断面積に反比例して大きくなることがわかる。このため導体配線およびめっき用配線の配線長、配線幅等の形状を制御することで各配線の電気抵抗を制御できる。電解めっき時には個々の導体配線はめっき用配線を介して並列に電源に接続されていると見なすことが出来るため、バンプが形成される配線ごとに電気抵抗を規定することで、電流密度を制御することが出来る。しかしながら、このように配線基板内の全バンプ形成領域の電流密度を等しくしても、配線パターンの疎密などに起因するめっき種の供給速度にばらつきが生じるため、バンプのめっき成長速度を均一にすることは出来ない。電解めっき時のめっき成長速度を均一化するためには各導体配線の電流密度を配線基板の配線パターンの形状に応じて適宜設定する必要がある。

本発明の配線基板は、導体配線の外周部に、電解めっき時に電流を印加するためのめっき用配線を有するものであり、前記めっき用配線の配線パターンが導体配線の配線長や配線幅などの形状に対応して規定されている。この様な構造を用いることにより、電解めっき時に導体配線中に発生する電流密度を各配線に対して容易に制御できる。このため、電解めっき時の各バンプの成長速度を制御することが可能であり、バンプの高さのばらつきの小さな配線基板が得られる。

また、前記配線基板上に半導体チップを設置して押圧することで全バンプに対して均一な加圧が行われ、安定して高い接続信頼性を有する半導体装置が得られる。
以下、本発明における実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態における配線基板１の平面図である。配線基板１のベースフィルム２上には、複数の導体配線３，３ａ，３ｂ，３ｃと、半導体チップ実装後に半導体装置を外部と接続するための複数の外部接続用電極４と、電解めっき時に電流を印加するための複数のめっき用配線５，５ａ，５ｂ，５ｃとが設けられている。前記各導体配線３，３ａ，３ｂ，３ｃはベースフィルム２上の製品領域の所定箇所Ｅに形成されており、また、前記各めっき用配線５，５ａ，５ｂ，５ｃはベースフィルム２上の製品領域外Ｆに形成されている。

また、各導体配線３，３ａ，３ｂ，３ｃ上にはそれぞれ、バンプ６が電解めっきにより作成されている。また、各めっき用配線５，５ａ，５ｂ，５ｃは、めっき用配線５，５ａ，５ｂのように導体配線３，３ａ，３ｂの延長上に形成される場合と、めっき用配線５ｃのように導体配線３ｃの途中から分岐して形成される場合とがある。

また、配線長が長い導体配線３ａに対しては、めっき用配線５ａの配線長を短くし、配線長が短い導体配線３ｂに対しては、めっき用配線５ｂの配線長を長くしている。さらに、外部接続用電極４までの配線長が導体配線３ａの配線長とめっき用配線５ａの配線長とを足し合わせた全長よりも長い導体配線３ｃのような場合には、外部接続用電極４を経ずに、めっき用配線５ｃを導体配線３ｃの途中から分岐して形成しても良い。この場合、めっき用配線５ｃから導体配線３ｃ上のバンプ６の形成領域までの配線長が導体配線３ａとめっき用配線５ａとの全長と同程度となるように、めっき用配線５ｃの分岐位置が設定されている。

このように各導体配線３，３ａ，３ｂ，３ｃの配線長に対応した各めっき用配線５，５ａ，５ｂ，５ｃを配線基板１上に形成して、各めっき用配線５，５ａ，５ｂ，５ｃから各導体配線３，３ａ，３ｂ，３ｃのバンプ６形成領域までの配線長をそれぞれ同程度にしておくことで、めっき用配線５，５ａ，５ｂ，５ｃから導体配線３，３ａ，３ｂ，３ｃ上のバンプ６形成領域までのそれぞれの配線抵抗が均一化され、これにより、電解めっき時に各導体配線３，３ａ，３ｂ，３ｃの配線長の差に起因する電流密度のばらつきが抑制され、各バンプ６の高さのばらつきが低減される。

前記各導体配線３，３ａ，３ｂ，３ｃの配線パターンの疎密の度合いがほぼ均一である場合は、前記のように各めっき用配線５，５ａ，５ｂ，５ｃから各導体配線３，３ａ，３ｂ，３ｃのバンプ６形成領域までの配線長をそれぞれ同程度にしておくことで、バンプ６の高さのばらつきが低減されるが、前記配線パターンの疎密の度合いが不均一の場合は、以下のように各めっき用配線５，５ａ，５ｂ，５ｃの配線長を設定する。

バンプ６が形成される領域の導体配線３，３ａ，３ｂ，３ｃの配線パターンが密な領域では、めっき用配線５，５ａ，５ｂ，５ｃの配線長を短くし、前記導体配線３，３ａ，３ｂ，３ｃが疎な領域では、めっき用配線５，５ａ，５ｂ，５ｃの配線長を長くすることで、導体配線３，３ａ，３ｂ，３ｃの配線パターンが密な領域の電流密度を大きくし、疎な領域の電流密度を小さくすることが出来る。このように、導体配線３，３ａ，３ｂ，３ｃの配線パターンの形状が疎で電解めっき時にめっき種の供給速度の高い領域での電流密度を小さくし、また、配線パターンの形状が密でめっき種の供給速度の低い領域の電流密度を大きくすることで、めっき成長速度を均一化できる。この結果、導体配線３，３ａ，３ｂ，３ｃの配線パターンの形状の疎密によるめっき種の供給量の差に起因する各バンプ６の高さのばらつきを低減することができる。

このように前記第１の実施形態によると、各導体配線３，３ａ，３ｂ，３ｃの配線長や疎密といった配線パターンの形状に応じて各めっき用配線５，５ａ，５ｂ，５ｃの配線長を設定することにより、各導体配線３，３ａ，３ｂ，３ｃ内に発生する電流密度を制御し、各バンプ６の高さのばらつきを低減することができる。
（第２の実施の形態）
図２（ａ），（ｂ）は本発明の第２の実施の形態における配線基板１の斜視図であり、ベースフィルム２上には複数の導体配線３ｄ，３ｅ，３ｆとめっき用配線５ｄ，５ｅ，５ｆとが設けられ、各導体配線３ｄ，３ｅ，３ｆ上には、バンプ６ｄ，６ｅ，６ｆが電解めっきにより作成されている。尚、各導体配線３ｄ，３ｅ，３ｆとめっき用配線５ｄ，５ｅ，５ｆとの間に存在する外部接続用電極は簡便のため図２では省略している。

図２（ａ）において、各導体配線３ｄ，３ｅ，３ｆの配線幅はほぼ均一に形成されている。また、めっき用配線５ｄ，５ｅ，５ｆは、導体配線３ｄ，３ｅ，３ｆの延長上に形成されており、配線幅が異なっている。すなわち、めっき用配線５ｄの配線幅は導体配線３ｄの配線幅よりも小さく、めっき用配線５ｅの配線幅は導体配線３ｅの配線幅とほぼ同一であり、めっき用配線５ｆの配線幅は導体配線３ｆの配線幅よりも大きく形成されている。また、各めっき用配線５ｄ，５ｅ，５ｆの配線幅は以下のような大小関係にある。
５ｄ＜５ｅ＜５ｆ
ここで、前述した式（１）に従えば電気抵抗Ｒは配線の断面積Ｓに反比例して大きくなるため、配線幅の小さなめっき用配線５ｄの抵抗は大きく、そのめっき用配線５ｄに接続された導体配線３ｄに電解めっき時に発生する電流密度は小さくなる。逆に、配線幅が大きく抵抗の小さなめっき用配線５ｆに接続された導体配線３ｆに発生する電流密度は大きくなる。これにより、電解めっき時には、導体配線３ｄ上のめっき成長速度は小さく、導体配線３ｆ上のめっき成長速度は大きくなる。

図２（ｂ）において、各導体配線３ｄ，３ｅ，３ｆ上にバンプ６ｄ，６ｅ，６ｆを形成した場合、前述した各めっき用配線５ｄ，５ｅ，５ｆの配線幅の差に起因するめっき成長速度の違いから各バンプ６ｄ，６ｅ，６ｆの高さは６ｆ＞６ｅ＞６ｄとなる。このように、めっき用配線５の配線幅を制御することでも、電解めっき時の電流密度およびめっき成長速度の制御が可能である。

したがって、例えば、導体配線３ｄの配線長が導体配線３ｅの配線長よりも短い場合、図２に示すように、めっき用配線５ｄの配線幅をめっき用配線５ｅの配線幅よりも小さく形成し、導体配線３ｆの配線長が導体配線３ｅの配線長よりも長い場合、図２に示すように、めっき用配線５ｆの配線幅をめっき用配線５ｅの配線幅よりも大きく形成することによって、各導体配線３ｄ，３ｅ，３ｆに発生する電流密度およびめっき成長速度を均一にすることができ、各バンプ６ｄ，６ｅ，６ｆの高さのばらつきが抑制される。

尚、フィルム基板を用いた一般的な液晶ドライバ用半導体装置の場合には、導体配線の配線幅は数十μｍ、配線長は数ｃｍ以下である。配線基板上の有効領域を考慮すればめっき用配線の最大配線長は数ｍｍ程度である。

ここで、基準となる配線幅のめっき用配線の配線抵抗をＲ１とすると、めっき用配線の配線幅を２倍にすれば、前記式（１）により、電気抵抗は０．５Ｒ１となる。導体配線の配線長をめっき用配線の１０倍とすると、めっき用配線の配配線幅を２倍にした時のめっき用配線からバンプ形成領域までの配線抵抗は、
１０Ｒ１＋０．５Ｒ１＝１０．５Ｒ１
となる。
また、めっき用配線の配線幅を１／２にすれば、めっき用配線からバンプ形成領域までの配線抵抗は、
１０Ｒ１＋２Ｒ１＝１２Ｒ１
となる。このように、めっき用配線の配線幅を制御することで、±１０％程度の抵抗値の制御が可能となり、この程度のめっき用配線の配線幅の制御は十分に可能である。

また、前記第２の実施形態では、各導体配線３ｄ，３ｅ，３ｆの配線長が異なっている場合、前記配線長の長短に応じて、配線幅の異なっためっき用配線５ｄ，５ｅ，５ｆを形成しているが、各導体配線３ｄ，３ｅ，３ｆの疎密に応じて、配線幅の異なっためっき用配線５ｄ，５ｅ，５ｆを形成してもよい。例えば、導体配線３ｄの配線パターンが導体配線３ｅの配線パターンよりも疎である場合、めっき用配線５ｄの配線幅をめっき用配線５ｅの配線幅よりも小さく形成し、導体配線３ｆの配線パターンが導体配線３ｅの配線パターンよりも密である場合、めっき用配線５ｆの配線幅をめっき用配線５ｅの配線幅よりも大きく形成する。これにより、電解めっき時にめっき種の供給速度の高い導体配線３ｄにおける電流密度が小さくなり、めっき種の供給速度の低い導体配線３ｆにおける電流密度が大きくなるため、各導体配線３ｄ，３ｅ，３ｆにおけるめっき成長速度を均一化できる。この結果、各導体配線３ｄ，３ｅ，３ｆの配線パターンの疎密によるめっき種の供給量の差に起因する各バンプ６ｄ，６ｅ，６ｆの高さのばらつきを低減することができる。

前記第１および第２の実施の形態では、製品完成時に不要となるめっき用配線５，５ａ〜５ｆを用いて各バンプ６，６ｄ〜６ｆの成長速度が均一となるように制御しており、前記の先行技術（特開２００１−２３７５１１）と比較して各バンプ６，６ｄ〜６ｆの形状に制約がないため、狭ピッチ化等のバンプレイアウトに容易に対応できる。また、前記第１および第２の実施の形態では、各めっき用配線５，５ａ〜５ｆの配線長又は配線幅を制御することで配線抵抗による制御を行うため、各導体配線３，３ａ〜３ｆの比抵抗，長さ，断面積等の数値を基準とした基板設計が可能である。

次に、上記のようなめっき用配線５ｄ，５ｅ，５ｆの配線幅を制御した配線基板１の製造方法について図３を用いて説明する。
先ず、図３（ａ）において、ベースフィルム２上に接着された金属薄膜８の上部に感光性レジスト７ａを塗布する。次に、図３（ｂ）において、感光性レジスト７ａ上への露光および薬液により感光性レジスト７ａの不要部分を除去し、所定のパターン形状に加工された感光性レジスト７ｂを金属薄膜８の表面に形成する。この際、各導体配線３ｄ〜３ｆの配線パターンの形状に対応して配線幅を規定しためっき用配線５ｄ〜５ｆが形成されるように感光性レジスト７ｂのパターンを形成する。

そして、図３（ｃ）において、金属薄膜８のエッチングにより、所定の配線パターンを持つ導体配線３ｄ〜３ｆおよびめっき用配線５ｄ〜５ｆがベースフィルム２上に形成される。次に、図３（ｄ）において、感光性レジスト７ｂのみを除去して、導体配線３ｄ〜３ｆとめっき用配線５ｄ〜５ｆとが形成された配線基板１を得る。そして、図３（ｅ）において、導体配線３ｄ〜３ｆ上の所定領域に開口部９ａを有するマスクパターン９を配線基板１上に形成し、その後、めっき液(図示せず)に配線基板１を浸漬し、めっき用配線５ｄ〜５ｆを電源(図示せず)と接続して電解めっきを行い、マスクパターン９の開口部９ａにおいてめっき成長を行う。例えば、めっき液として硫酸銅水溶液を用い、０．３〜５Ａ／ｄｍ^２の条件で電解めっきを行えば銅からなるバンプ６ｄ〜６ｆを得る。その後、図３（ｆ）において、マスクパターン９を除去し、導体配線３の所定領域にバンプ６ｄ〜６ｆを有する配線基板１を得る。

また、前記バンプ６ｄ〜６ｆを形成した配線基板１上にさらに異種金属のめっきを行っても良い。例えば、高さ１０μｍの銅のバンプの表面に、ニッケルを０．２μｍと金を１μｍの厚さで電解めっきにより積層してもよい。この場合、前記ニッケルのめっき層は銅の拡散を抑制するバリアメタルの一例である。また、前記金のめっき層は、接合形成に寄与する表面金属の一例であり、ニッケルのめっき層の上に積層されている。或いは、高さ３０μｍ程度の銅のバンプの表面に、銅と錫の置換による化学めっきを行って、錫めっき層を３．０μｍの厚さで積層してもよい。このように、各バンプ６ｄ〜６ｆの表面に、バンプ６ｄ〜６ｆと違った金属のめっき層を形成することにより、表面金属，硬度などの物性が多岐にわたるバンプを有する配線基板１が得られる。尚、異種金属のめっきとしてニッケル，金，錫を挙げたがこれ以外の金属であってもよい。また、バンプを銅以外の金属で形成してもよい。

また、このような配線基板１の製造方法では、配線基板１上に導体配線３ｄ〜３ｆとめっき用配線５ｄ〜５ｆとを形成する際に配線パターンに規制を加えるのみで既存のプロセスからの転用が可能であり、容易にバンプ６ｄ〜６ｆの高さのばらつきの小さな配線基板１が得られると同時に、多様なバンプが作成できる。

尚、前記図３で示した配線基板１の製造方法は、第２の実施の形態においてめっき用配線５ｄ〜５ｆを異なった配線幅に設定した配線基板１を例として挙げているが、第１の実施の形態においてめっき用配線５ａ〜５ｃを異なった配線長に設定した配線基板１に対しても同様に行われる。

次に本発明による配線基板１を用いた半導体装置の製造方法について、図４に基づいて説明する。
先ず、図４（ａ）において、バンプ６を有する配線基板１上の半導体チップ１１の実装領域に封止樹脂１０を塗布する。封止樹脂１０を適当な粘度にし、良好な塗布形状を得るために必要ならば配線基板１もしくは封止樹脂１０に適当な温度を加えてもよい。例えば、配線基板１を８０℃、封止樹脂１０を３０℃に加熱した後、配線基板１上に熱硬化性のエポキシ樹脂から成る封止樹脂１０を塗布する。

次に、図４（ｂ）において、表面に複数の電極パッド１２を有する半導体チップ１１と、複数のバンプ６が形成された配線基板１とを相対させて位置合わせを行う。そして、図４（ｃ）において、半導体チップ１１を配線基板１上に実装する。実装時に封止樹脂１０の粘度を下げる必要がある場合には、配線基板１を加熱してもよい。また半導体チップ１１についても必要ならば適当な温度に加熱する。例えば、半導体チップ１１を２３０℃、配線基板１を１００℃に加熱し、半導体チップ１１を配線基板１に押し当てる。この際、半導体チップ１１に加える圧力は、バンプ６に要求する変形量や、半導体チップ１１上の電極パッド１２を覆う封止樹脂１０を押しのけるために必要な圧力に応じて適宜設定すればよく、例えば、１バンプあたり４０ｇ程度の圧力を加える。必要ならばこの際に超音波を印加して接合表面を清浄化しても良い。

各バンプ６の高さのばらつきが小さいため、図４（ｄ）に示すように、各電極パッド１２と接触した各バンプ６はほぼ均一な力で加圧されて変形する。このため、電極パッド１２とバンプ６との間の接合強度が均一な半導体装置１３が得られる。

尚、封止樹脂１０に熱硬化性樹脂を用いる場合には、電極パッド１２とバンプ６との接続形成と同時に封止樹脂１０の加熱硬化を行う。電極パッド１２とバンプ６との接合には、圧接、熱圧着による共晶成長、或いは、超音波振動の印加などの方法を用いる。例えば半導体チップ１１を２３０℃、配線基板１を１００℃に保持し、２５ｍｓｅｃ程度の超音波振動を半導体チップ１１に印加することで固層拡散により電極パッド１２とバンプ６との接続を形成すると同時に熱硬化性のエポキシ樹脂を硬化させる。

本発明による配線基板を用いることでバンプを形成する際の電解めっきの成長速度を制御でき、これにより、バンプの高さのばらつきの小さな配線基板が得られる。また、このような配線基板を用いた半導体装置は均一な接合強度を有し、高い接続信頼性を付与することが可能である。

本発明の第１の実施形態における配線基板の平面図である。 本発明の第２の実施形態における配線基板の斜視図であり、（ａ）はバンプ形成前、（ｂ）はバンプ形成後を示す。 本発明における配線基板の製造方法を示す斜視図である。 本発明における配線基板を用いた半導体装置の製造方法を示す断面図である。 従来の配線基板の製造方法を示す斜視図である。 従来の配線基板を用いた半導体装置の構造を示す断面図である。 従来の配線基板を用いた半導体装置の製造方法を示す断面図である。 従来の配線基板の平面図である。 従来の配線基板の図であり、（ａ）はバンプ形成前の斜視図、（ｂ）はバンプ形成後の斜視図、（ｃ）は前記（ａ）におけるＸ−Ｘ矢視図、（ｄ）は前記（ｂ）におけるＹ−Ｙ矢視図である。 従来の配線基板を用いた半導体装置の製造方法を示す断面図であり、バンプの高さにばらつきがある場合を示す。

符号の説明

１ 配線基板
３，３ａ〜３ｆ 導体配線
５，５ａ〜５ｆ めっき用配線
６，６ｄ〜６ｆ バンプ
９ マスクパターン
９ａ 開口部
１１ 半導体チップ
１２ 電極パッド
１３ 半導体装置
Ｆ 製品領域外

Claims (7)

1. 電解めっき時に電流を複数の導体配線に印加するための複数のめっき用配線が製品領域外に形成される配線基板であって、
   前記各導体配線に、半導体チップと接続するためのバンプが電解めっきにより形成され、
   各めっき用配線の電気抵抗を各導体配線の配線パターンに対応して設定することにより、バンプ形成時のめっき成長速度を均一にしたことを特徴とする配線基板。
2. 各めっき用配線の配線長を各導体配線の配線長又は疎密に対応して設定することにより、バンプ形成時のめっき成長速度を均一にしたことを特徴とする請求項１記載の配線基板。
3. 各めっき用配線の配線幅を各導体配線の配線長又は疎密に対応して設定することにより、バンプ形成時のめっき成長速度を均一にしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の配線基板。
4. バンプの表面に、バンプと異なった金属のめっき層を形成したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の配線基板。
5. 前記請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の配線基板を用いた半導体装置であって、
   前記配線基板上に半導体チップを設置し、
   前記半導体チップ上の電極パッドと配線基板の導体配線とがバンプを介して接続されていることを特徴とする半導体装置。
6. 電解めっき時に電流を複数の導体配線に印加するための複数のめっき用配線が製品領域外に形成される配線基板の製造方法であって、
   各導体配線の配線長又は疎密に対応して、各めっき用配線の配線長又は配線幅の配線パターンを設定し、この配線パターンを配線基板上に形成する工程と、
   バンプを形成する領域が開口したマスクパターンを、配線基板上に形成する工程と、
   各めっき用配線を介して各導体配線に電流を印加し、電解めっきによりマスクパターンの開口部にめっきを施すことでバンプを配線基板上に形成する工程と、
   製品領域外のめっき用配線を除去する工程とからなることを特徴とする配線基板の製造方法。
7. 前記請求項５に記載の半導体装置の製造方法であって、
   配線基板と半導体チップとの位置合わせを行う工程と、
   前記半導体チップを配線基板上に設置する工程と、
   前記半導体チップ上の電極パッドと配線基板上のバンプとを接合する工程とからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。

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