JP2007251197A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】突出した接続端子2を有する半導体チップ1と、その半導体チップ1の接続端子と直接接続された外部端子4と、半導体チップを封止する樹脂からなり、その外部端子4が封止樹脂3によって形成される外形面に沿って密着形成されている半導体装置。樹脂としては熱硬化性樹脂を用いることができ、熱硬化性樹脂は無機フィラーを含むものでもよい。
【選択図】図1
Description
(1)エッチング条件の異なる金属層が少なくとも2層以上積層された構造をしている積層金属箔の第1金属層を配線エッチングして形成した積層基材。エッチング条件の異なる金属の組合せとしては銅とアルミ、銅とニッケル、銅とチタン、銅とスズ、などが可能である。これらの金属が積層されて2層構造となっている積層金属箔または、銅と銅の間に、アルミ、ニッケル、チタン、あるいはスズの層が積層されて3層構造となっているものを用いてもよい。
(2)金属箔の表面にめっきによって配線パターンを形成した積層基材。めっき配線を形成する金属としては、銅、金、銀、ニッケル、スズ、パラジウムなどを用いることができる。これらの金属を組み合わせてめっき配線を形成してもよい。
(1)支持フィルムに金属箔を貼り合わせた積層基材を準備し、金属箔表面にエッチング条件の異なる金属をパターンめっきすることによって配線を形成した積層基材。
(2)エッチング条件の異なる金属を少なくとも2層以上積層した積層金属箔を支持フィルムに貼り合わせた後、第1金属層を配線エッチングして形成した積層基材。
(1)金属箔表面にエッチング条件の異なる金属をパターンめっきして配線を形成した後、金属柱をめっきによって形成したもの。
(2)エッチング条件の異なる金属を3層積層した積層金属箔を準備して、第1金属層をエッチングして金属柱を形成した後、第2金属層を配線エッチングすることによって形成したもの。
(3)エッチング条件の異なる金属を2層積層した金属箔を用いて、第1金属層を配線エッチングした後、金属柱をめっきによって形成した部材を用いることができる。
(1)金属柱が形成された金属箔を支持フィルムに接着剤を介して貼り合わせた積層基材。
(2)エッチング条件の異なる金属を少なくとも2層以上積層した積層金属箔を支持フィルムに接着剤を介して貼り合わせたものを準備して、第1金属層をエッチングすることによって金属柱を形成した積層基材。
(1)金属箔表面にエッチング条件の異なる金属をパターンめっきすることによって配線を形成した後、金属柱をめっきによって形成したものを支持フィルムに貼り合わせたもの。
(2)エッチング条件の異なる金属を少なくとも2層以上積層した積層金属箔を準備し、第1金属層をエッチングして配線を形成した後、金属柱をめっきによって形成したものを支持フィルムに貼り合わせたもの。
(3)エッチング条件の異なる金属を少なくとも3層以上積層した金属箔を準備して、第1金属層をエッチングして金属柱を形成した後、第2金属層を配線エッチングすることによって形成したものを支持フィルムに貼り合わせたもの。
支持フィルムと貼り合わせる方法は、接着剤によって貼り合わせる方法、絶縁樹脂をキャスティングする方法を用いることができる。金属柱や配線を形成するのは支持フィルムと貼り合わせる前であってもよいし、貼り合わせた後であってもよい。
(1)支持フィルムと金属箔とを接着剤によって貼り合わせたもの、支持フィルム表面にスパッタリングによって金属層を形成したもの、または金属箔に樹脂をキャスティングしたものを準備して、金属層を配線エッチングした後、金属柱をめっきによって形成した積層基材。
(2)エッチング条件の異なる金属を2層積層した金属箔を支持フィルムに張り合わせたものを準備し、第1金属層をエッチングして金属柱を形成した後、第2金属層を配線エッチングして形成した積層基材を用いることができる。
本発明の一実施例を図3に示しながら説明する。
厚さ12μmの銅箔7を準備した。
以下の組成の接着性樹脂を準備した。
・フェノキシ樹脂200g・ビスフェノールA型エポキシ樹脂300g・2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール30g・酢酸エチル350g上記樹脂を厚さ80μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上に厚さ約40μmの接着層となるように塗布し、100℃で10分間乾燥して、ドライフィルムを作製した。
フィルム状に形成した接着性樹脂を半導体チップとほぼ同じ大きさに切り出した後、銅箔1の表面のチップ搭載領域に切り出した接着性樹脂フィルムを配置し、温度90℃、圧力0.5MPa、時間5秒で仮圧着し、接着性樹脂層8を形成した。
接着性樹脂層8の表面保護フィルム(ポリエチレンテレフタレートフィルム)を剥離し、ボールボンディング法によって突出した接続端子(金バンプ)10が形成された半導体チップ9と銅箔7が接着性樹脂層8を介して接するように重ね、半導体チップ9を180℃に加熱して、荷重1.0N/バンプで加圧しながら、超音波振動を周波数50kHz、振動振幅2μmに調整して0.5秒間加え、金属箔と半導体チップを電気的に接続した。
半導体チップを接続した銅箔を金型に設置し、圧力6.8MPaで90秒間加圧してエポキシ系封止材を注入して封止した後、180℃で5時間後加熱を行なうことによって、封止樹脂層11を形成した。
露出している銅表面に感光性ドライフィルムレジストをラミネートした後、配線パターンの形状に光を透過するマスクを重ねて、紫外線を積算露光量80mJ/cm2で照射した。アルカリ系現像液で処理して、未露光のレジストを除去した後、塩化第二鉄、塩化第二銅を主成分とするエッチング液で温度45℃、時間80秒の条件で処理して外部端子12を形成した。外部端子12の表面にはめっきによってニッケル層、金層を形成した。
本発明の一実施例を図4に示しながら説明する。
銅層13(厚さ12μm、第1金属層)、ニッケル層14(厚さ0.5μm、第2金属層)、銅層15(厚さ65μm、第3金属層)が積層された金属箔16を準備した。
実施例1と同様の接着性樹脂を準備した。
フィルム状に形成した接着性樹脂を半導体チップとほぼ同じ大きさに切り出し、半導体チップ搭載領域に配置した後、温度90℃、圧力0.5MPa、時間5秒で仮圧着して、接着性樹脂層17を形成した。
接着性樹脂層17の表面保護フィルム(ポリエチレンテレフタレートフィルム)を剥離した後、突出した接続端子(金めっきバンプ)19を有する半導体チップ18を、金バンプ19と金属箔16とが接着性樹脂層17を介して接するように配置し、半導体チップ18を180℃に加熱し、荷重1.0N/バンプで20秒間加圧して、金属箔16と半導体チップ18を接続した。
チップを接続した部材を金型に設置し、圧力6.8MPaで90秒間加圧してエポキシ系封止材を注入した後、180℃で5時間、後加熱を行なうことによって封止樹脂層20を形成した。
第3金属層15の銅を株式会社メルテックス社製エープロセス液(アルカリエッチング)で処理して除去した後、第2金属層14のニッケルを株式会社メルテックス株式会社製メルストリップN−950で温度45℃、時間10〜20秒の条件で処理して除去した。露出した第1金属層13の銅表面に感光性ドライフィルムレジストをラミネートし、外部端子の形状に光を透過するフォトマスクを基準穴と位置合わせして重ねて、紫外線を積算露光量80mJ/cm2で照射し、アルカリ系現像液で未露光部を除去してエッチングレジストを形成した。露出している金属部分を塩化第二鉄・塩化第二銅を主成分とするエッチング液で温度45℃、時間80秒の条件で処理することによって、外部端子21を形成し、外部端子21の表面に、めっきによってニッケル層、金層を形成した。
本発明の一実施例を図5に示しながら説明する。
銅箔22(厚さ12μm)が支持フィルム23(ポリエチレンテレフタレートフィルム)の表面に接着材によって貼り合わされた積層基材24の銅箔22の表面に感光性ドライフィルムレジストをラミネートし、外部端子の形状に光を透過しないフォトマスクを重ね、紫外線を積算露光量80mJ/cm2で照射した後、アルカリ系現像液で現像してめっきレジストを形成した。ニッケルおよび金めっき処理を行なった後、めっきレジストを剥離して、めっき端子27を形成した。
実施例1と同様の接着性樹脂を準備した。
フィルム状に形成した接着性樹脂をチップとほぼ同じ大きさに切り出し、チップの突出した接続端子と接続される配線端子部分を覆うように、接着性樹脂フィルムを配置し、温度90℃、圧力0.5MPa、時間5秒で仮圧着することによって、接着性樹脂層28を形成した。
接着性樹脂層28の表面保護フィルム(ポリエチレンテレフタレートフィルム)を剥離した後、半導体チップ29上にボールボンディング法によって形成した突出した接続端子(金バンプ)30とめっき端子27が接着性樹脂層28を介して接するように重ねて位置合わせした後、半導体チップ29を180℃に加熱して、荷重1.0N/バンプで加圧しながら、超音波振動を周波数50kHz、振動振幅2μmに調整して0.5秒間加え、めっき端子27と半導体チップ29を電気的に接続した。
チップを接続した積層基材を金型に設置し、圧力6.8MPaで90秒間加圧してエポキシ系封止材を注入した後、180℃で5時間、後加熱を行なうことによって封止樹脂層31を形成した。
樹脂封止後、支持フィルム23を剥離して、露出した銅をメルテックス株式会社製エープロセスで温度45℃、時間30秒の条件で処理することによって除去した後、露出しためっき端子に金めっき処理を行なうことによって外部端子32を形成した。
本発明の一実施例を図6に示しながら説明する。
銅層33(厚さ100μm、第1金属層)、ニッケル層34(厚さ0.5μm、第2金属層)、銅層35(厚さ12μm、第3金属層)の3層構造になっている積層金属箔を準備し、第3金属層と支持フィルム36(ポリエチレンテレフタレートフィルム)を接着材で貼り合わせた積層基材37を準備した。
第1金属層の銅表面にドライフィルムレジスト38をラミネートし、金属柱を形成する領域のみ光を透過するフォトマスクを重ね、80mJ/cm2の紫外線を照射し、アルカリ性現像液によって処理することによって、金属柱形成用エッチングレジスト39を形成した。第1金属層33の銅をメルテックス株式会社製エープロセスで温度45℃、時間180〜200秒の条件で処理することによって高さ100μmの金属柱40を形成してレジスト39を剥離した後、露出した第2金属層34のニッケルをメルテックス株式会社製メルストリップN−950で温度40℃、時間10〜20秒の条件で処理して剥離した。
実施例1と同じ接着性樹脂を準備した。
フィルム状に形成した接着性樹脂をチップとほぼ同じ大きさに切断し、接着フィルムを第3金属層35の銅表面に配置し、温度90℃、圧力0.5MPa、時間5秒で仮圧着して、接着性樹脂層41を形成した。
接着性樹脂層41表面の保護フィルム(ポリエチレンテレフタレートフィルム)を剥離した後、半導体チップ42上にボールボンディング法によって形成された突出した接続端子(金バンプ)43と第3金属層35が接着性樹脂層41を介して接するように重ね、半導体チップ42を180℃に加熱して、荷重1.0N/バンプで加圧しながら、超音波振動を周波数50kHz、振動振幅2μmに調整して0.5秒間加え、積層基材と半導体チップを電気的に接続した。
チップを接続した部材を金型に設置し、圧力6.8MPaで90秒間加圧してエポキシ系封止材を注入して封止した後、180℃で5時間、後加熱を行なうことによって封止樹脂層44を形成した。
支持フィルム36を剥離した後、ラップ加工によって金属柱が露出するまで、封止樹脂を研磨した。
実施例1で準備した組成の接着性樹脂にニッケル粒子(平均粒径3μm、2vol%)を分散させた異方導電性樹脂フィルム46を半導体装置の外部端子形成面に貼り付けた。外部端子と金属柱が重なるように複数の半導体装置を上下方向に積み重ねた後、180℃に加熱しながら、20秒間加圧することによって複数の半導体装置を電気的に接続した。
2、10、19、30、43.突出した接続端子
3、6、11、20、31、44.封止樹脂
4、5、12、21、32、45.外部端子
7、22.銅箔
8、17、28、41.接着性樹脂層
13、33.銅層(第1金属層)
14、34.ニッケル層(第2金属層)
15、35.銅層(第3金属層)
16、24、37.積層基材
23、36.支持フィルム
25、38.ドライフィルムレジスト
26.めっきレジスト
27.めっき端子
39.金属柱形成用エッチングレジスト
40.金属柱
46.異方導電性接着フィルム
47.導電粒子
Claims (8)
- 金属箔にエッチング条件の異なる金属で配線を形成し、突出した接続端子を有する半導体チップを、金属箔に形成した配線と半導体チップの接続端子とが接するように重ね、加圧または加熱・加圧することによって配線と半導体チップの接続端子を電気的に接続し、半導体チップを樹脂で封止した後、または半導体チップと金属箔の間隙を液状樹脂で充填し、半導体チップを樹脂で封止した後、不要な金属箔をエッチング除去する半導体装置の製造方法であって、エッチング条件の異なる金属の組合せとしては、銅とアルミ、銅とニッケル、銅とスズのいずれかである半導体装置の製造方法。
- 金属箔にエッチング条件の異なる金属で配線を形成し、金属箔の配線形成面に接着性樹脂層を形成した後、突出した接続端子を有する半導体チップの接続端子と金属箔に形成した配線とが接着性樹脂層を介して接するように重ね、加圧または加熱・加圧することによって半導体チップの接続端子と配線とを電気的に接続し、半導体チップを樹脂で封止した後、不要な金属箔をエッチング除去する半導体装置の製造方法であって、エッチング条件の異なる金属の組合せとしては、銅とアルミ、銅とニッケル、銅とスズのいずれかである半導体装置の製造方法。
- 金属箔にエッチング条件の異なる金属で配線を形成し、突出した接続端子を有する半導体チップの接続端子形成面に接着性樹脂層を形成し、半導体チップの接続端子と金属箔に形成した配線とが接着性樹脂層を介して接するように重ね、加圧または加熱・加圧することによって半導体チップの接続端子と配線とを電気的に接続し、半導体チップを樹脂で封止した後、不要な金属箔をエッチング除去する半導体装置の製造方法であって、エッチング条件の異なる金属の組合せとしては、銅とアルミ、銅とニッケル、銅とスズのいずれかである半導体装置の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の半導体の製造方法で、突出した接続端子を有する半導体チップと金属箔にエッチング条件の異なる金属で形成した配線を電気的に接続する際に加圧または加熱・加圧とともに半導体チップの面方向に超音波振動を加えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 支持フィルムにエッチング条件の異なる金属で配線を形成した金属箔を貼り合わせた積層基材と、突出した接続端子を有する半導体チップを、積層基材の配線と半導体チップの接続端子が接するように重ね、加圧または加熱・加圧することによって半導体チップの接続端子と配線とを電気的に接続し、半導体チップを樹脂で封止した後、または半導体チップと金属箔の間隙を液状樹脂で充填し、半導体チップを樹脂で封止した後、支持フィルムを除去し、金属箔の不要な箇所をエッチング除去する半導体装置の製造方法であって、エッチング条件の異なる金属の組合せとしては、銅とアルミ、銅とニッケル、銅とスズのいずれかである半導体装置の製造方法。
- 支持フィルムにエッチング条件の異なる金属で配線を形成した金属箔を貼り合わせた積層基材の配線形成面に接着性樹脂層を形成し、突出した接続端子を有する半導体チップを、積層基材の配線と半導体チップの接続端子が接着樹脂層を介して接するように重ね、加圧または加熱・加圧することによって半導体チップの接続端子と配線とを電気的に接続し、半導体チップを樹脂で封止し、支持フィルムを除去した後、金属箔の不要な箇所をエッチング除去する半導体装置の製造方法であって、エッチング条件の異なる金属の組合せとしては、銅とアルミ、銅とニッケル、銅とスズのいずれかである半導体装置の製造方法。
- 突出した接続端子を有する半導体チップの接続端子形成面に接着性樹脂層を形成し、支持フィルムにエッチング条件の異なる金属で配線を形成した金属箔を貼り合わせた積層基材を、半導体チップの接続端子と積層基材の配線が接着性樹脂層を介して接するように重ね、加圧または加熱・加圧することによって半導体チップの接続端子と配線とを電気的に接続し、半導体チップを樹脂で封止し、支持フィルムを除去した後、金属箔の不要な箇所をエッチング除去する半導体装置の製造方法であって、エッチング条件の異なる金属の組合せとしては、銅とアルミ、銅とニッケル、銅とスズのいずれかである半導体装置の製造方法。
- 請求項5〜7のいずれかに記載の半導体の製造方法で、半導体チップと支持フィルムにエッチング条件の異なる金属で配線を形成した金属箔を貼り合わせた積層基材を電気的に接続する際に加圧または加熱・加圧とともに半導体チップの面方向に超音波振動を加えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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