JP2009302160A - 半導体装置製造方法および半導体装置 - Google Patents

半導体装置製造方法および半導体装置 Download PDF

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Abstract


【課題】 容易にかつ環境に影響を与えないように薄型化された半導体装置を製造することができる半導体装置の製造方法および半導体装置を提供する。
【解決手段】 イミド環を開環してポリイミド基板１に改質層２を設け、改質層２上に金属層７を析出させる。配線層３は、析出した金属層７を厚膜化して形成し、所定のパターン形状となるようにパターン配線５を形成する。半導体素子４を搭載して樹脂封止したのち、封止樹脂６側からダイシングにより分割溝９を形成する。その後、改質層２を吸水により膨潤させて、膨潤した改質層２と、金属層７またはポリイミド基板１とを剥離する。剥離後に残存する金属層７または改質層２を除去し、個片化された半導体装置を得る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体装置の製造方法および半導体装置に関する。
携帯機器の小型化、薄型化の要求に伴い、搭載部品である半導体装置の小型化および薄型化への要求がますます高まっている。半導体装置の小型化のために、プロセスの微細化による半導体素子の小型化、半導体素子を実装する配線基板の微細配線化、ワイヤボンドやフリップチップボンドの端子ピッチの微細化、アウターリードやはんだボール端子などの外部接続端子ピッチの微細化等が進められている。また、半導体装置の薄型化のためには、半導体素子の薄型化、実装された半導体素子を封止する封止樹脂厚みの薄型化、アウターリードやはんだボール端子等の外部接続端子の低背化、配線基板の薄型化等が進められている。
図１５は、従来の半導体装置の構成を示す模式図である。
配線基板ａは、図に示すように、半導体装置の半導体素子４から出力される電気信号をアウターリード等の外部端子１４へと伝送するための、パターン配線５が形成された基板である。配線基板は、ポリイミドやガラスエポキシ等の絶縁性を有する樹脂からなる基材１の表層、内層に、銅等からなるパターン配線５を電気めっき等で形成したものである。
半導体装置は一般的に、配線基板ａ上に半導体素子４を搭載し、金ワイヤ８等により配線基板ａのパターン配線５と半導体素子４とを電気的に接続したのち、配線基板ａ上の半導体素子４とワイヤ８とをエポキシ系などの封止樹脂６により封止し、配線基板ａの半導体素子４搭載面とは反対側の面にてパターン５配線と外部接続端子１４とを電気的に接続した構造としている。
ここで、配線基板ａの薄型化のために、配線基板ａのパターン配線５を除くポリイミドやガラスエポキシ樹脂等からなる基材１の薄型化も進められてはいるが、配線基板ａの搬送等の作業性の問題から、現在では数十ミクロン程度までの薄型化が限界となっている。半導体装置の総厚みが３００〜４００μｍ程度のものが開発されている中では、数十ミクロンの配線基板厚みは、半導体装置薄型化の障害の１つとなっている。
また、図１６は、従来の表面実装型の発光ダイオード装置の構成を示す模式図である。
銅に金めっき等を施してなるパターン配線５を形成した配線基板ａ上に、発光ダイオード素子４ａを銀等の導電性ペースト１５でダイボンディングして搭載する。このとき発光ダイオード素子４ａの正電極と配線基板ａの正側のパターン配線５とを接合させる。次に、金ワイヤ８等により発光ダイオード素子４ａの負電極と配線基板ａの負側のパターン配線５とを電気的に接続し、配線基板上の発光ダイオード素子４ａと金ワイヤ８とをエポキシ系やシリコーン系の封止樹脂６により封止する（特許文献１参照）。このとき、封止樹脂６中に蛍光体を混入させて色度を調整するものや、配線基板ａ上に反射板を設けるものもある。
発光ダイオードは、携帯機器の液晶モニタのバックライトとして使用されており、携帯機器の薄型化、小型化にともなって、発光ダイオードパッケージの薄型化も進められている。パッケージの薄型化をはかるために、封止樹脂の厚みや配線基板の厚みを薄くする開発がすすめられている。発光ダイオードパッケージの配線基板ａの配線は単層であり、配線基板ａの基材１部分はなくてもよいが、パッケージの製造上、配線基板の搬送性や取扱の観点から数十ミクロンの厚みが必要とされており、パッケージ薄型化の妨げの原因の１つとなっている。
したがって、さらなる薄型化のために、基材上にパターン配線の形成、半導体素子の実装などを行ったのち、基材を除去する製造方法が開発されている。
特許文献２，３記載の製造方法は、金属の基材上にパターン配線の形成、半導体素子の実装などを行ったのち、金属基材をエッチングなどによって除去することで薄型化を実現している。また、特許文献４記載の製造方法では、基材となるシリコン基板上に剥離用樹脂層を形成し、その上にインターポーザーを形成する。半導体素子を実装したインターポーザーをダイシングによりシリコン基板を残すように個片化し、剥離用樹脂層で剥離して半導体装置を得る。
特許文献５記載の製造方法は、ポリイミド樹脂基板上に導体を形成し、半導体チップ搭載後、樹脂封止し、加熱により導体とポリイミド基板との密着性を低下させてポリイミド基板を剥離する方法が示されている。
特開２００１−２１５８９９号公報 特表２００２−５２７９０６号公報 特開２００７−１０９９１４号公報 特開２００３−３４７４７０号公報 特開２００３−７８０７６号公報
従来の製造方法では、基材を除去して薄型化するに当たり、エッチング液を用いて金属基材を除去する必要がある。また、シリコン基板を用いる場合でも剥離用樹脂層を形成するとともに、個片化後はこれを除去する必要がある。また、剥離用樹脂層は、容易に剥離できる反面、剥離させたくない場合であっても工程中に不用意に剥離してしまうおそれがある。
また従来の半導体装置の製造方法では、更なる薄型化を図るためには、基材の薄型化が挙げられる。しかし、基材の薄型化が進むと搬送性やハンドリング性が損なわれて、作業性の悪化や寸法精度が低下するという問題がある。
一方、特許文献３記載の製造方法では、金属ベースの除去を溶解により行うが、金属ベースは搬送性やハンドリング性向上のため、厚さ１２０μｍ〜１５０μｍ程度必要であり、溶解残りが発生するという問題がある。
さらに、特許文献５記載の製造方法では、半導体装置の端子部の外部電極接続側はニッケル合金となるため、外部電極との接続時にはんだ付け性が悪いという問題がある。
本発明の目的は、特性を劣化させることなく、容易にかつ環境に影響を与えないように薄型化された半導体装置を製造することができる半導体装置の製造方法および半導体装置を提供することである。
本発明は、イミド環を開環してポリイミド基板に改質層を設ける工程と、
改質層上に金属層を析出させる工程と、
析出した金属層を厚膜化した配線層を形成する工程と、
配線層が所定のパターン形状となるようにパターン配線を形成する工程と、
ポリイミド基板上に１または複数の半導体素子を搭載する工程と、
搭載された半導体素子とパターン配線との電気的接続を行う工程と、
搭載された半導体素子を樹脂封止する工程と、
封止樹脂側から改質層の上部まで、または改質層の下部まで、ダイシングにより分割溝を形成する工程と、
改質層を吸水により膨潤させて、膨潤した改質層と、金属層またはポリイミド基板とを剥離する工程と、
剥離後に残存する金属層または改質層を除去し、個片化された半導体装置を得る工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
また本発明は、イミド環を開環してポリイミド基板に改質層を設ける工程と、
改質層上に金属層を析出させる工程と、
析出した金属層を厚膜化した配線層を形成する工程と、
ポリイミド基板上に１または複数の半導体素子を搭載する工程と、
搭載された半導体素子と配線層との電気的接続を行う工程と、
搭載された半導体素子を樹脂封止する工程と、
封止樹脂側から改質層の上部まで、または改質層の下部まで、ダイシングにより分割溝を形成する工程と、
封止樹脂に保持基板を貼り付ける工程と、
改質層を吸水により膨潤させて、膨潤した改質層と、金属層またはポリイミド基板とを剥離する工程と、
剥離後に残存する金属層または改質層を除去して配線層を露出させる工程と、
配線層が所定のパターン形状となるようにパターン配線を形成する工程と、
保持基板を除去して個片化された半導体装置を得る工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
また本発明は、イミド環を開環してポリイミド基板に改質層を設ける工程と、
改質層上に金属板を貼り合わせる工程と、
貼り合わせた金属板が所定のパターン形状となるようにパターン配線を形成する工程と、
ポリイミド基板上に１または複数の半導体素子を搭載する工程と、
搭載された半導体素子とパターン配線との電気的接続を行う工程と、
搭載された半導体素子を樹脂封止する工程と、
封止樹脂側から改質層の上部まで、または改質層の下部まで、ダイシングにより分割溝を形成する工程と、
改質層を吸水により膨潤させて、膨潤した改質層と、パターン配線またはポリイミド基板とを剥離する工程と、
剥離後に残存する改質層を除去し、個片化された半導体装置を得る工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
また本発明は、金属層を析出させる工程および配線層を形成する工程では、
永久レジストを用いて予め所定の形状のマスクを改質層上に形成したのち、金属層を析出させることで、パターン配線を形成することを特徴とする。
また本発明は、金属層を析出させる工程では、
改質層に金属イオン含有溶液で処理して金属イオンを吸着させたのち、還元溶液に浸漬させて改質層上に金属層を析出させることを特徴とする。
また本発明は、前記金属層上に反射板を形成することを特徴とする。
また本発明は、上記の製造方法によって製造されることを特徴とする半導体装置である。
また本発明は、上記の製造方法によって製造される半導体装置であって、
個片化された１つの半導体装置が１または複数の半導体素子を有することを特徴とする半導体装置である。
また本発明は、イミド環を開環してポリイミド基板に改質層を設ける工程と、
改質層上に第１の金属層を析出させる工程と、
前記第１の金属層上に第２の金属層を形成する工程と、
前記第２の金属層が所定のパターン形状となるようにパターン配線を形成する工程と、
前記ポリイミド基板上に１または複数の半導体素子を搭載する工程と、
搭載された半導体素子とパターン配線との電気的接続を行う工程と、
搭載された半導体素子を樹脂封止する工程と、
前記ポリイミド基板上の前記第１の金属層と前記第２の金属層とを剥離する工程と、
前記封止樹脂を分断する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
また本発明は、イミド環を開環してポリイミド基板に改質層を設ける工程と、
改質層上に第１の金属層を析出させる工程と、
前記第１の金属層上に第２の金属層を形成する工程と、
前記ポリイミド基板上に１または複数の半導体素子を搭載する工程と、
搭載された半導体素子と第２の金属層との電気的接続を行う工程と、
搭載された半導体素子を樹脂封止する工程と、
前記ポリイミド基板上の前記第１の金属層と前記第２の金属層とを剥離する工程と、
前記第２の金属層が所定のパターン形状となるようにパターン配線を形成する工程と、
前記封止樹脂を分断する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
また本発明は、イミド環を開環してポリイミド基板に改質層を設ける工程と、
改質層上に所定のパターン形状となるように第１の金属層を析出させる工程と、
前記第１の金属層上に第２の金属層を形成する工程と、
前記ポリイミド基板上に１または複数の半導体素子を搭載する工程と、
搭載された半導体素子とパターン配線との電気的接続を行う工程と、
搭載された半導体素子を樹脂封止する工程と、
前記ポリイミド基板上の前記第１の金属層と前記第２の金属層とを剥離する工程と、
前記封止樹脂を分断する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
また本発明は、イミド環を開環してポリイミド基板に改質層を設ける工程と、
改質層上に第１の金属層を析出させる工程と、
前記第１の金属層上に所定のパターン形状となるように第２の金属層を形成する工程と、
前記ポリイミド基板上に１または複数の半導体素子を搭載する工程と、
搭載された半導体素子とパターン配線との電気的接続を行う工程と、
搭載された半導体素子を樹脂封止する工程と、
前記ポリイミド基板上の前記第１の金属層と前記第２の金属層とを剥離する工程と、
前記封止樹脂を分断する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
また本発明は、前記改質層上に析出させる第１の金属層は、複数の金属を共析させたものであることを特徴とする。
また本発明は、前記改質層上に析出させる第１の金属層は、銅およびニッケルの共析させたものであることを特徴とする。
また本発明は、前記改質層上に析出させる第１の金属層は、無電解めっきにより形成されることを特徴とする。
また本発明は、前記還元剤溶液のｐＨは、８．０以上とすることを特徴とする。
また本発明は、前記第１の金属層上に析出させる第２の金属層は、銅であることを特徴とする。
また本発明は、前記第１の金属層上に析出させる第２の金属層は、電解めっきにより形成されることを特徴とする。
また本発明は、永久レジストを用いて予め所定の形状のマスクを改質層上に形成したのち、金属層を析出させることで、パターン配線を形成し、
前記封止樹脂を分断する工程では、前記永久レジスト上を分断することを特徴とする。
また本発明は、金属層を析出させる工程では、
改質層に金属イオン含有溶液で処理して金属イオンを吸着させたのち、還元溶液に浸漬させて改質層上に金属層を析出させることを特徴とする。
また本発明は、前記第２の金属層上に反射板を形成することを特徴とする。
また本発明は、前記第１の金属層と前記第２の金属層とを剥離する工程ではこれらを、機械的に剥離することを特徴とする。
また本発明は、上記の製造方法によって製造されることを特徴とする半導体装置である。
また本発明は、上記の製造方法によって製造される半導体装置であって、
個片化された１つの半導体装置が１または複数の半導体素子を有することを特徴とする半導体装置である。
本発明によれば、イミド環を開環してポリイミド基板に改質層を設け、改質層上に金属層を析出させる。配線層は、析出した金属層を厚膜化して形成する。配線層を所定のパターン形状となるようにパターン配線を形成し、ポリイミド基板上に１または複数の半導体素子を搭載する。搭載された半導体素子とパターン配線とは電気的に接続される。搭載された半導体素子を樹脂封止し、封止樹脂側から改質層の上部まで、または改質層の下部まで、ダイシングにより分割溝を形成する。
改質層を吸水により膨潤させて、膨潤した改質層と、金属層またはポリイミド基板とを剥離する。剥離後に残存する金属層または改質層を除去し、個片化された半導体装置を得る。
イミド環を開環して得られる改質層は、吸水して膨潤しやすい性質を持つ。改質層を吸水させることで改質層の体積は膨張するが、ポリイミド基板、金属層は膨張しないので、膨潤時の体積差により応力が発生し、容易にポリイミド基板を剥離することができる。
このように、基材であるポリイミド基板を剥離するにあたって、従来のようにエッチング液を用いることなく水のみで剥離させることができるので、容易にかつ環境に影響を与えない製造工程を実現することができる。また、改質層は吸水しない限りポリイミド基板および金属層と強度に密着しているので、工程中に不用意に剥離してしまうおそれもない。さらに、剥離したポリイミド基板は、再生が可能であり、繰り返し使用することによって、半導体装置製造にかかるコストを低減することができる。
また本発明によれば、イミド環を開環してポリイミド基板に改質層を設け、改質層上に金属層を析出させる。配線層は、析出した金属層を厚膜化して形成する。ポリイミド基板上に１または複数の半導体素子を搭載する。搭載された半導体素子と配線層とは電気的に接続される。搭載された半導体素子を樹脂封止し、封止樹脂側から改質層の上部まで、または改質層の下部まで、ダイシングにより分割溝を形成し、封止樹脂に保持基板を貼り付ける。
改質層を吸水により膨潤させて、膨潤した改質層と、金属層またはポリイミド基板とを剥離する。剥離後に残存する金属層または改質層を除去して配線層を露出させる。配線層を所定のパターン形状となるようにパターン配線を形成し、保持基板を除去することで個片化された半導体装置を得る。
イミド環を開環して得られる改質層は、吸水して膨潤しやすい性質を持つ。改質層を吸水させることで改質層の体積は膨張するが、ポリイミド基板、金属層は膨張しないので、膨潤時の体積差により応力が発生し、容易にポリイミド基板を剥離することができる。
このように、基材であるポリイミド基板を剥離するにあたって、従来のようにエッチング液を用いることなく水のみで剥離させることができるので、容易にかつ環境に影響を与えない製造工程を実現することができる。また、改質層は吸水しない限りポリイミド基板および金属層と強度に密着しているので、工程中に不用意に剥離してしまうおそれもない。さらに、剥離したポリイミド基板は、再生が可能であり、繰り返し使用することによって、半導体装置製造にかかるコストを低減することができる。
また本発明によれば、イミド環を開環してポリイミド基板に改質層を設け、改質層上に金属板を貼り合わせる。配線層は、貼り合わせた金属板を所定のパターン形状となるようにパターン配線を形成し、ポリイミド基板上に１または複数の半導体素子を搭載する。搭載された半導体素子とパターン配線とは電気的に接続される。搭載された半導体素子を樹脂封止し、封止樹脂側から改質層の上部まで、または改質層の下部まで、ダイシングにより分割溝を形成する。
改質層を吸水により膨潤させて、膨潤した改質層と、パターン配線またはポリイミド基板とを剥離する。剥離後に残存する改質層を除去し、個片化された半導体装置を得る。
イミド環を開環して得られる改質層は、吸水して膨潤しやすい性質を持つ。改質層を吸水させることで改質層の体積は膨張するが、ポリイミド基板、パターン配線は膨張しないので、膨潤時の体積差により応力が発生し、容易にポリイミド基板を剥離するこいとができる。
このように、基材であるポリイミド基板を剥離するにあたって、従来のようにエッチング液を用いることなく水のみで剥離させることができるので、容易にかつ環境に影響を与えない製造工程を実現することができる。また、改質層は吸水しない限りポリイミド基板およびパターン配線と強度に密着しているので、工程中に不用意に剥離してしまうおそれもない。さらに、剥離したポリイミド基板は、再生が可能であり、繰り返し使用することによって、半導体装置製造にかかるコストを低減することができる。
また本発明によれば、金属層を析出させる工程および配線層を形成する工程では、永久レジストを用いて予め所定の形状のマスクを改質層上に形成したのち、金属層を析出させることで、パターン配線を形成する。
これにより、金属層を析出すると同時にパターン配線を形成することができる。
また本発明によれば、金属層を析出させる工程では、改質層に金属イオン含有溶液で処理して金属イオンを吸着させたのち、還元溶液に浸漬させて改質層上に金属層を析出させる。
これにより、改質層上に容易に金属層を形成することができる。
また本発明によれば、前記金属層上に反射板を形成することで、半導体素子として発光素子を用いた場合に、光の取り出し効率を向上させることができる。
また本発明によれば、上記の製造方法によって製造されることで、より薄型化された半導体装置が得られる。
また本発明によれば、上記の製造方法によって製造されることで、より薄型化された複多機能な半導体装置が得られる。
また本発明によれば、イミド環を開環してポリイミド基板に改質層を設け、改質層上に第１の金属層を析出させる。前記第１の金属層上に第２の金属層を形成し、第２の金属層が所定のパターン形状となるようにパターン配線を形成する。ポリイミド基板上に１または複数の半導体素子を搭載し、半導体素子とパターン配線とを電気的に接続する。搭載された半導体素子を樹脂封止し、前記第１の金属層と前記第２の金属層とを剥離して、封止樹脂を分断する。
前記第１の金属層と前記第２の金属層との密着強度を低下させることで剥離を容易にする。
このように、前記第１の金属層と前記第２の金属層とを剥離することで、容易にポリイミド基板を除去することができるので、薄型化された半導体装置を製造することができる。
また本発明によれば、上記の製造方法によって製造されることで、より薄型化された複多機能な半導体装置が得られる。
また本発明によれば、イミド環を開環してポリイミド基板に改質層を設け、改質層上に第１の金属層を析出させる。前記第１の金属層上に第２の金属層を形成し、ポリイミド基板上に１または複数の半導体素子を搭載する。搭載された半導体素子と第２の金属層とを電気的に接続し、搭載された半導体素子を樹脂封止する。前記第１の金属層と前記第２の金属層とを剥離し、第２の金属層が所定のパターン形状となるようにパターン配線を形成して封止樹脂を分断する。
前記第１の金属層と前記第２の金属層との密着強度を低下させることで剥離を容易にする。
このように、前記第１の金属層と前記第２の金属層とを剥離することで、容易にポリイミド基板を除去することができるので、薄型化された半導体装置を製造することができる。
また本発明によれば、イミド環を開環してポリイミド基板に改質層を設け、改質層上に所定のパターン形状となるように第１の金属層を析出させる。前記第１の金属層上に第２の金属層を形成し、ポリイミド基板上に１または複数の半導体素子を搭載し、半導体素子とパターン配線とを電気的に接続する。搭載された半導体素子を樹脂封止し、前記第１の金属層と前記第２の金属層とを剥離して、封止樹脂を分断する。
前記第１の金属層と前記第２の金属層との密着強度を低下させることで剥離を容易にする。
このように、前記第１の金属層と前記第２の金属層とを剥離することで、容易にポリイミド基板を除去することができるので、薄型化された半導体装置を製造することができる
。
また本発明によれば、イミド環を開環してポリイミド基板に改質層を設け、改質層上に第１の金属層を析出させる。前記第１の金属層上に所定のパターン形状となるように第２の金属層を形成する。ポリイミド基板上に１または複数の半導体素子を搭載し、半導体素子とパターン配線とを電気的に接続する。搭載された半導体素子を樹脂封止し、前記第１の金属層と前記第２の金属層とを剥離して、封止樹脂を分断する。
前記第１の金属層と前記第２の金属層との密着強度を低下させることで剥離を容易にする。
このように、前記第１の金属層と前記第２の金属層とを剥離することで、容易にポリイミド基板を除去することができるので、薄型化された半導体装置を製造することができる
。
また本発明によれば、前記改質層上に析出させる第１の金属層は、複数の金属を共析させたものであり、銅およびニッケルの共析させたものである。
これにより、容易に記第１の金属層と前記第２の金属層との密着強度を低下させることができる。
また本発明によれば、前記改質層上に析出させる第１の金属層は、無電解めっきにより形成することができる。
また本発明によれば、還元剤溶液のｐＨを、８．０以上とすることで、容易に記第１の金属層と前記第２の金属層との密着強度を低下させることができる。
また本発明によれば、第２の金属層として、銅を用いることができる。
また本発明によれば、前記第１の金属層上に析出させる第２の金属層は、電解めっきにより形成することができる。
また本発明によれば、永久レジストを用いて予め所定の形状のマスクを改質層上に形成したのち、金属層を析出させることで、パターン配線を形成し、前記封止樹脂を分断する工程では、前記永久レジスト上を分断する。
これにより、容易に分断することができる。
また本発明によれば、金属層を析出させる工程では、改質層に金属イオン含有溶液で処理して金属イオンを吸着させたのち、還元溶液に浸漬させて改質層上に金属層を析出させる。
これにより、改質層上に容易に金属層を形成することができる。
また本発明によれば、前記第２の金属層上に反射板を形成することで、半導体素子として発光素子を用いた場合に、光の取り出し効率を向上させることができる。
また本発明によれば、前記第１の金属層と前記第２の金属層とを剥離する工程ではこれらを、機械的に容易に剥離することができる。
また本発明によれば、上記の製造方法によって製造されることで、より薄型化された半導体装置が得られる。
また本発明によれば、上記の製造方法によって製造されることで、より薄型化された複多機能な半導体装置が得られる。
図１は、本発明の実施の一形態である半導体装置の製造方法を示す工程図である。
本発明の製造方法は、ポリイミド基板１の表面を強アルカリ溶液で処理し、イミド環を開環した改質層２を設ける改質工程（ａ）と、改質層２に金属イオン含有溶液で処理する金属イオン吸着工程（ｂ）と、金属イオンを吸着したポリイミド基板１を還元溶液に浸漬させて改質層２上に金属層７を析出させる還元工程（ｂ）と、改質層２をアルカリ金属溶液に浸漬して、改質層にアルカリ金属イオンを吸着する工程（ｃ）と、析出した金属層７上に電解または無電解めっき液による処理にて金属を厚膜化した配線層３を形成する配線層形成工程（ｃ）と、配線層３をフォトリソ法などにより、エッチング液などで処理してパターン配線５を形成するパターン形成工程（ｄ）と、ポリイミド基板１上に接着剤にて半導体素子４を搭載する搭載工程（ｅ）と、ポリイミド基板１のパターン配線５と半導体素子４との電気的接続を行う接続工程（ｅ）と、ポリイミド基板１上を封止樹脂６によって樹脂封止する封止工程（ｆ）と、封止樹脂６側から改質層２の上部まで、または改質層２の下部まで、ダイシングにより分割溝９を、形成させるダイシング工程と、ポリイミド基板１に吸水させることにより改質層２を膨潤させる膨潤工程（ｇ）と、膨潤した改質層２と、改質層２上に形成された金属層７またはポリイミド基板１とを剥離する剥離工程（ｇ）と、剥離後に残存する金属層７または改質層２を除去し、パターン配線５を露出させて、半導体装置ごとに分断され、個片化された半導体装置を得る分断工程（ｈ）とからなる。
なお、本実施形態では、半導体素子として発光ダイオード素子を搭載した半導体装置を例にした製造方法を説明する。
ポリイミド樹脂基板１を構成するポリイミド樹脂は、ＰＭＤＡ(ピロメリット酸二無水物)とＯＤＡ（芳香族ジアミン）を反応させることで得られる。得られたポリイミド樹脂の構造を下記構造式（１）に示す。
ポリイミド樹脂を強アルカリ溶液、例えばＫＯＨ（水酸化カリウム）溶液により改質すると、ポリイミドの分子構造は、下記構造式（２）に示すように変化する。
具体的には、加水分解によってイミド環が開環し、強アルカリ溶液中のアルカリ金属イオンと結合する。この改質されたポリイミド樹脂は、たとえば、ＫＯＨを用いて加水分解を行った場合は、構造式（２）に示すようにカルボキシル基にＫ＋が結合した構造となる。
改質工程では、ポリイミド基板１の表面を強アルカリ溶液で処理し、深さ５μｍ程度まで改質して、改質層２を形成させる。改質工程以降では、強アルカリ溶液で改質された部分を改質層２とし、改質されなかった部分を改めてポリイミド基板１とする。
改質工程に用いられるアルカリ溶液の濃度は、一般的に０．１〜５ｍｏｌ／Ｌであり、溶液温度は２０〜７０℃、処理時間は１〜１０分間である。
ポリイミド基板を水洗処理した後、金属イオン吸着工程で改質層２への金属イオン吸着を行う。改質工程においてカルボキシル基に結びついたＫ＋イオンと金属イオンとの交換を行う。イオン交換に用いる溶液は、金属塩の水溶液であり、濃度は０．０１〜０．１ｍｏｌ／Ｌで、処理温度は２０〜３０℃、処理時間は５分間以上である。ここで用いる溶液としては、例えば析出させる金属が銅の場合は、硫酸銅水溶液を用いることができる。また、異なる金属塩の水溶液を組み合わせてもよい。
ポリイミド基板を水洗処理した後、還元工程で吸着された金属イオンを還元溶液に浸漬し還元し、析出させて金属イオンによる金属層７を得る。本還元工程に使用される還元溶液は、一般的な無電解めっきで使用される還元剤で、例えば、水素化ホウ素ナトリウムやジメチルアミンボラン等のホウ素化合物の水溶液や、次亜リン酸ナトリウムなどが使用可能である。還元時の温度は、使用する還元剤によって異なるが、一般的に２０〜５０℃が好ましい。還元剤の濃度は、使用する還元剤の種類によって異なるが、水素化ホウ素ナトリウムの場合は、０．０００５ｍｏｌ／Ｌ〜０．０１ｍｏｌ／Ｌである。
交換工程では、ポリイミド樹脂基板を、ＫＯＨやＮａＯＨ等の強アルカリ溶液に浸漬することにより、改質層２中に残存する金属イオンをアルカリイオンと交換する。本工程に用いられるアルカリ溶液の濃度は、一般的に０．１〜５ｍｏｌ／Ｌであり、溶液温度は２０〜７０℃、処理時間は１〜１０分間である。
このとき、析出させた金属層７表面が酸化した場合には、希酸溶液、例えば濃度０．２ｍｏｌ／Ｌ、温度２５℃のクエン酸溶液に浸漬して、表面の酸化金属膜を除去する。
ポリイミド基板を水洗処理した後、配線層形成工程で、析出した金属層７上に従来からの電解および無電解めっきにより、金属めっきして厚膜化し、配線層３を形成する。
めっきによる金属厚膜化の終わったポリイミド基板を水洗処理した後、ポリイミド基板を乾燥させることが好ましい。乾燥方式としては、熱風の吹き付け、オーブンやヒーターによる直接加熱、赤外線照射など既存の方式を用いることができ、熱風やオーブンによる加熱が好ましい。乾燥条件は、温度が８０〜１４０℃、時間は３０〜６０分間程度である。析出して得られた配線層３の酸化防止のため、窒素ガス雰囲気、不活性ガス雰囲気、真空雰囲気中で加熱処理することが望ましい。
真空雰囲気中で乾燥を行う場合には、特に加熱の必要はなく、常温で実施してもよい。
パターン形成工程では、配線層３上にレジストによるエッチングマスクを形成し、配線層３を従来からのエッチング液で処理して所望のパターン形状とし、レジストを剥離してパターン配線５を得る。
形成されたパターン配線５上には、発光ダイオード素子から照射される光の反射率を高めるために、ニッケルおよび銀めっきを施してもよい。
搭載工程では、熱硬化性の接着剤等でパターン配線５の所定の実装位置上に発光ダイオード素子４を搭載、すなわちダイボンドする。
このとき、発光ダイオード素子４とパターン配線の負極側のパターンとは、導電性の接着剤などで接着してもよい。
また、このときの基板上への発光ダイオード素子４搭載の位置参照用に、あらかじめポリイミド基板１の一部にスリットや貫通孔を設けておいてもよい。
接続工程では、搭載された発光ダイオード素子４とパターン配線５とを電気的に接続するために、発光ダイオード素子４の端子とパターン配線５との間を、例えばボンディングワイヤ８で接続する。
このとき、発光ダイオード素子４とパターン配線５の負極側とが導電性接着剤で接続されている場合は、ボンディングワイヤ８は発光ダイオード素子４の正極側とパターン配線５の正極側とを接続すればよい。
封止工程では、ポリイミド基板１の発光ダイオード素子４搭載面上、すなわち、パターン配線５上を、例えば熱硬化性の封止樹脂６にて封止する。このとき、使用する封止樹脂６は、その後の工程で使用される金属層７を除去するためのエッチング液および剥離後にパターン形成する場合のエッチング液に対して耐性を有するものを使用する。
このとき、封止樹脂６中に、出射する光の色度を調整するための蛍光体を混入させてもよい。
ダイシング工程では、各半導体素子４毎に分断するための界面（分割溝）９を、封止樹脂側から改質層２の上部まで、または改質層２の下部まで、ダイシングにより形成させる。ダイシング工程によって、封止樹脂６は分割溝９によって個別の樹脂領域に分けられる。なお、分断後に得られる１個の半導体装置当たりに１つの半導体素子４が搭載されていてもよいし、複数の半導体素子４が搭載されていてもよく、製造する製品形態によって種々選択して分断することができる。
膨潤工程では、改質層２に吸水させて膨潤させる。吸水は、基板全体を純水または弱アルカリ性溶液に浸漬させて行う。必要な浸漬時間は、改質層２の厚みや、ダイシングした樹脂領域のサイズによって変化するが、例えば改質層２の厚みが３μｍで、ダイシングされた樹脂領域サイズが１０ｍｍ角〜３０ｍｍ角の場合には、１０〜３０分間である。
剥離工程では、改質層２と金属層７との間を剥離させる。吸水して膨潤した改質層２は、改質層２と金属層７との界面、もしくは、改質層２とポリイミド基板１との界面で容易に剥離する。
分断工程では、ポリイミド基板１剥離後に残存する金属層７、または改質層２の除去を行い、パターン配線５を露出させる。これによって、半導体装置ごとに分断され、個片化された半導体装置が得られる。
改質層２の除去は吸水を利用するため水洗洗浄で行い、金属層７の除去は、構成する金属に対するエッチング溶液に浸漬させて行う。
以下では、改質層２の膨潤状態および剥離機構について詳しく説明する。
前述のように、改質されたポリイミド分子は、構造式（２）に示すように変化する。改質層２のＫ＋は強く水和し、水分子（Ｈ２Ｏ）を引き寄せる性質がある。このため、水分子を含む溶液中に改質層２を浸漬させると、改質層２が吸水し、吸水したことによる体積膨張（膨潤）が起こる。一方金属層７は、吸水しないので膨潤は起こらず、これにより改質層２と金属層７との間に膨張差による応力が発生し、改質層２と金属層７との界面で剥離が発生する、もしくは、外部からの弱い荷重によって容易に剥離することができる。
また、改質処理がされていないポリイミド分子は改質された分子と比較するとほとんど吸水しないため、吸水する改質層２と、吸水しないポリイミド基板１との界面でも、上記と同様に、体積膨張差による応力が発生し、剥離が発生する、もしくは弱い荷重によって剥離することができる。改質されていないポリイミド基板１の吸水率は１％程度であるが、改質層２の吸水率は１０％程度である。
また、還元工程では、直接めっき法により、改質層２に含まれるＫ＋と、金属イオン、例えばＣｕ（銅）イオンとを交換させ、Ｃｕを析出させて改質層２上に金属層７を形成する。
改質層２を、例えば硫酸銅溶液（ＣｕＳＯ４）に浸漬させて、Ｋ＋イオンとＣｕ２＋イオンとをイオン交換して改質層２に吸着させると、改質されたポリイミドの分子構造は、下記構造式（３）に示すように変化する。
このような構造状態では、カルボキシル基に結びついているＣｕ２＋イオンは水和しにくいため、イオン交換後のＣｕ２＋イオンを吸着した改質層は吸水しにくく、膨潤による改質層２の剥離は発生しない。
Ｃｕ２＋イオンが吸着された改質層２を還元処理し、銅が析出して形成された金属層７を得た後でも、改質層２にはまだＣｕ２＋イオンが残存しているため、このままでは改質層２は膨潤しにくい状態となっている。
そこで、還元工程でＣｕ２＋イオンを吸着した改質層２に還元処理を行って金属７層を得たのち、交換工程では、改質層２を強アルカリ溶液、例えばＫＯＨ（水酸化カリウム）溶液に浸漬し、残存するＣｕ２＋イオンをＫ＋イオンと交換する。Ｋ＋イオンが吸着された改質層２は、構造式（２）の分子構造に戻り、吸水率が高く膨潤させることができるようになる。
例えば上記の改質層２の厚みが５μｍで金属層７の厚みが数十ｎｍの場合、１時間の吸水によって、改質層２は十分に膨潤するが、金属層７には膨潤は確認されず、改質層２を金属層７から容易に剥離することができた。
また、改質層２は、約３００℃以上の熱処理を施さない限り、構造式（１）の分子構造に戻ることがないので、改質層２は安定して存在することができる。
改質層２と改質層２上に形成された金属層７との密着強度は、通常０．５〜１．０Ｎ／ｍｍであり、その強度に値する剥離荷重をかけなければ剥離せず、通常の半導体装置製造工程では剥離は発生しない。
よって、改質層２は、約３００℃以上の熱処理をしてポリイミド分子に戻さない状態であれば、吸水をさせない限り、改質層２上に形成した金属層７およびポリイミド基板１とは容易に剥離することがなく、吸水をさせた場合にのみ、容易に剥離することができる、という性質を有する。
このように基材であるポリイミド基板１を剥離するにあたって、従来のようにエッチング液を用いることなく水のみで剥離させることができるので、容易にかつ環境に影響を与えない製造工程を実現することができる。
また、剥離したポリイミド基板１は、再生が可能であり、繰り返し使用することによって、半導体装置製造にかかるコストを低減することができる。
１回の製造当たりの改質層２の好適な厚みは、１〜５μｍであり、ポリイミド基板１の厚さは、１２．５〜１２５μｍであるので、ポリイミド基板１は、数回から数十回繰り返し使用することができる。
本発明の他の実施形態として、配線層形成工程において、改質層２上への配線層３の形成方法は、上記のように直接めっき法にて金属層７析出後、電解および無電解めっきにて金属層７の厚膜化を行う方法以外に、改質層２上に銅などの金属板を接着材で貼り付けて形成してもよい。
本発明の他の実施形態として、パターン形成工程では、ポリイミド基板１上に金属、例えば銅を析出し、電解または無電解めっきにて厚膜化した後、または改質層上に銅板を貼付けた後、エッチング処理によりパターン配線５を形成するが、このエッチング処理によるパターン配線５の形成は、封止工程および剥離工程の後に行ってもよい。パターン配線５の形成のためにエッチング溶液に浸漬することによって改質層２が吸水してしまう可能性があるため、パターン形成工程は、ポリイミド基板１の剥離工程よりも後工程にすることが望ましい。
パターン形成工程をポリイミド基板１の剥離工程よりも後工程にする場合、配線層形成工程において全面に配線層３を形成した状態で所定の搭載位置に半導体素子４を実装するとともに、ワイヤボンディングなどにより半導体素子４と配線層３の所定位置とを電気的に接続する。樹脂封止した状態でポリイミド基板１を剥離したのち、半導体素子４の搭載面とは反対側の面からエッチングによってパターン配線５を形成する。
ダイシング工程は、ポリイミド基板１上を樹脂封止した後、ポリイミド基板１および改質層２を吸水させる前に、封止樹脂６の表面側から、改質層２の上部まで、または改質層２の下部まで、ダイシングにより界面（ダイシング溝）を形成させておくことが望ましいが、剥離工程後にダイシングするようにしてもよい。
改質されていないポリイミド基板１の吸水率は低いため、ポリイミド基板１面から改質層２への水分吸収速度は遅く、剥離工程後にダイシングする場合は、ポリイミド基板１への水分の浸入経路が、ポリイミド基板１とパターン配線５との間の改質層のポリイミド基板側面部のみからとなり、ポリイミド基板１全体の改質層２に吸水させるには長時間を要する。直接水とふれる改質層２の面積を増やして水分の浸入経路を多くするために、剥離工程よりも先にダイシングをするほうが好ましい。
本発明の半導体装置の製造方法について実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
実施例１では、半導体素子４として発光ダイオード素子を搭載した半導体装置を製造した。
図２は、実施例１の製造方法を示す工程図である。
厚みが１２５μｍの汎用のポリイミドフィルムを幅１０ｃｍ×長さ２０ｃｍの短冊状の形状にしたものをポリイミド基板１とした。まず、改質処理を行わない片方の面にはレジストを塗布した上で、３０℃の１ｍｏｌ／ＬのＫＯＨ溶液に３分間浸漬し、ポリイミド基板の片側の表面のみに対して改質処理を行った。その後、レジストを除去した（以上図２（ａ）参照）。
次に、２５℃の０．０５ｍｏｌ／Ｌの硫酸銅水溶液に、ポリイミド基板を１０分間浸漬した後、２リットル／分の流水で５分間洗浄した。
次に、２５℃の０．００１ｍｏｌ／Ｌの水素化ホウ素ナトリウム水溶液に３０分間浸漬した後、２リットル／分の流水で３０分間洗浄し、銅を析出させて金属層７を形成した（以上図２（ｂ）参照）。
次に、０℃の１ｍｏｌ／ＬのＫＯＨ溶液に３分間浸漬し、改質層中に残存するＣｕ２＋イオンをＫ＋イオンに交換した。
次に、２５℃の０．２ｍｏｌ／Ｌのクエン酸溶液に１分間浸漬し、金属層７の表面の酸化銅を除去した。
次に、析出した銅の金属層７上に従来からの電解および無電解めっきにより、銅をめっきして厚膜化し、厚み１８μｍの配線層３を形成した後、２リットル／分の流水で５分間洗浄した。
その後、配線層３上に、従来からの電解および無電解めっきにより、厚み２μｍのニッケル層、厚み０．３μｍの金層を形成し、２リットル／分の流水で５分間洗浄した（以上図２（ｃ）参照）。
配線層３を形成した基板の乾燥は、１０ｈＰａの真空雰囲気中で、温度２５℃、時間は１８０分間にて行った。
次に、従来からのエッチング方法により、配線層３からパターン配線５を得た（以上図２（ｄ）参照）。
次に、窒化ガリウムからなる青色発光ダイオード素子４を熱硬化性の導電性接着剤でパターン配線５上に搭載し、接着剤を硬化させた。発光ダイオード素子４を搭載するピッチは、半導体装置の大きさとほぼ等しいピッチ、ここでは、ＸＹ方向とも５．０ｍｍピッチとした。
次に、ワイヤボンディングによって、発光ダイオード素子４の端子とパターン配線５とを金ワイヤ８で電気的に接続した。
次に、発光ダイオード素子４上に蛍光体を含む封止樹脂１１を塗布した（以上図２（ｅ）参照）。
次に、基板のダイオード素子４搭載面側を、エポキシ系の透明封止樹脂６にて封止成型し、熱硬化させた（以上図２（ｆ）参照）。
次に、封止樹脂６を、発光ダイオード素子４を含む個別の樹脂領域に分断するため、樹脂封止した面側から改質層２の上部または改質層２の下部まで、ダイシングにより界面（分割溝）９を形成した（以上図２（ｇ）参照）。
次に、封止樹脂６の上部に保持基板１０を、熱可塑性の接着剤により接着させて、封止樹脂を保持した（以上図２（ｈ）参照）。
次に、保持基板１０ごと基板を、純水に浸漬させて改質層２に吸水させた。浸漬時間は２０分間とした。
その後、純水から取り出し、保持基板１０に固定された状態で、金属層７と改質層２との間で剥離させた。
ポリイミド基板１を除去した面には、金属層７と改質層２とが残存しているので、改質層２を２リットル／分の流水で２分間洗浄し、金属層７は従来からの銅のエッチング液による除去を行った（以上図２（ｉ）参照）。
次に、封止樹脂６に接着させていた保持基板１０を加熱して、保持基板１０と封止樹脂６とを剥離させ、個片化した半導体装置として発光ダイオード装置を得た（以上図２（ｊ）参照）。
上記によって、基材を有しない薄型の発光ダイオード装置を、１枚のポリイミド配線基板当りの取り数を多くして、得ることができた。
（実施例２）
本実施例では、改質層２上への配線層形成を、銅の金属層７析出とめっきによる厚膜化によるものではなく、改質層２上に、厚み１８ミクロン９．５×１９．５ｃｍの銅板を熱硬化性のエポキシ系接着材によって貼り付ける方法で行ったものであり、配線層形成工程以外は、実施例１と同様であるため、他の工程についての説明は省略する。
（実施例３）
図３は、実施例３の製造方法を示す工程図である。
本実施例では、改質工程（ａ）ののち、金属イオン吸着工程（ｃ）および還元工程（ｃ）よりも前に、レジスト形成工程（ｂ）で、予めパターン配線を形成したくない領域に永久レジスト１６を設けておいてから金属層７を析出させるものである。永久レジストとは、金属析出の際のマスクレジストとして機能するとともに、それ以降は剥離せずにそのままソルダーレジストとして使用するものである。
エポキシ系のレジストを永久レジスト１６として設けることで、配線層形成工程（ｄ）で金属層７上に配線層３を形成すると同時にパターン配線５が形成されることになる。
最終的に製造される半導体装置は、パターン配線５間に永久レジスト１６が埋まった状態で得られる。
搭載工程以降の工程は実施例１と同様であるため、他の工程についての説明は省略する。
（実施例４）
図４は、実施例４の製造方法を示す工程図である。
本実施例では、改質工程（ａ）、金属イオン吸着工程（ｂ）および還元工程（ｂ）、配線層形成工程（ｃ）ののち、パターン形成工程（ｄ）において、パターン配線５を形成するとともに、搭載工程よりも前に発光ダイオード素子４の位置の周囲に、反射板１３を形成するものである。反射板とは、発光ダイオード素子４から出射される光を反射させて装置の外部に拡散させるためのものであり、銅などの金属板かエポキシ系などの樹脂版に銀メッキしたものを、各半導体装置の個片化後の装置の外周にあたる位置にエポキシ系の接着剤でポリイミド基板もしくはパターン配線上に接着する。
搭載工程以降の工程は実施例１と同様であるため、他の工程についての説明は省略するが、ダイシング工程では、封止樹脂６と反射板１３とを同時にダイシングして分割溝を形成する。
最終的に製造される半導体装置は、端面に反射板１３が設けられた状態で得られる。
（実施例５）
図５は、実施例５の半導体装置を示す模式図である。
本実施例では、１つの発光ダイオード装置に複数の発光ダイオード素子４を有するものである。複数の発光ダイオード素子４が必要な場合、例えば携帯電話装置のバックライト光源などに使用する場合、または、発光ダイオード素子４を面状あるいは線状に配置した照明装置等に使用する場合、本実施例のような構成は好適に使用される。携帯電話装置のバックライト光源として使用する場合には、３〜４個を等間隔に線状に配置し、照明装置に使用する場合は、４〜９個を面状に２個×２個もしくは３個×３個のマトリクス状に配置する。
１つの半導体装置に１または複数の発光ダイオード素子を有することにより、複数の発光ダイオード装置間を電気的に接続する配線のために必要であった実装基板を設ける必要がなくなる。
ダイシングを行う際に、封止樹脂６を所望のサイズに分断することにより、複数の発光ダイオード素子を有する発光ダイオード装置を得ることができる。製造工程としては、上記の実施例１と同様に製造することができる。
次に本発明の他の実施形態について説明する。
本実施形態では、前述の実施形態と類似の製造工程であるが、たとえば、改質層上に金属層を２層設ける点などが異なっている。前述の実施形態と同様の構成については、説明を省略または簡略化している。
本実施形態の半導体装置の製造方法は、詳しくは、
（ａ）アルカリ性溶液によりポリイミド樹脂表面を処理してイミド環を開環し、改質層を形成する工程；
（ｂ）金属イオン含有溶液により該改質層を処理して、改質層に該金属イオンを吸着させる工程；
（ｃ）還元剤溶液により前記改質層を処理して、前記金属イオンを還元した第１の金属層を形成する工程；
（ｄ）前記第１の金属層上に第２の金属層を形成する工程；
（ｅ）第２の金属層を配線層として、フォトリソ法などにより、エッチング液などで処理してパターン配線を形成する工程；
（ｆ）パターン配線上に１または複数の半導体素子を搭載してパターン配線と電気的に接続する工程；
（ｇ）ポリイミド基板を樹脂により封止する工程；
（ｈ）ポリイミド基板上の第１の金属層と第２の金属層とを剥離する工程；
（ｉ）封止樹脂を分断する工程；
を含むことを特徴とする。
図６は、本発明の実施の他の形態である半導体装置の製造方法を示す工程図である。
（１）改質工程
本実施形態におけるポリイミド基板上への金属の析出方法において、直接めっき法を用いるに際し、金属薄膜製造のためにポリイミド樹脂表面を開環処理する必要がある。
ポリイミド基板２１をアルカリ性溶液に浸漬することで、表面に改質層２２を形成し、水洗する（図６（ａ）、（ｂ））。この工程により、ポリイミド樹脂表面におけるポリイミド分子のイミド環が加水分解によって開環し、カルボキシル基が生成すると同時に、カルボキシル基の水素イオンがアルカリ性溶液中の金属イオンと置換され、改質層２２が形成される。
改質工程については、前述の実施形態における改質工程と同様であるので、詳細な説明は省略する。
改質工程に用いられるアルカリ性溶液はポリイミドのイミド環を開環できる限り特に制限されるものではなく、例えば、Ｋ、Ｎａ等のアルカリ金属の水酸化物を含有する水溶液、Ｍｇ、Ｃａ等のアルカリ土類金属の水酸化物を含有する水溶液等が使用可能である。アルカリ性溶液に含有され、本工程で水素イオンと置換する金属イオンを以下、金属イオンＡと呼ぶものとする。
改質工程に用いられるアルカリ性溶液は通常は、濃度が０．１〜１０Ｍ（ｍｏｌ／ｌ）、溶液温度が２０〜７０℃であり、処理時間は１分〜２時間である。好ましくは、溶液温度は３０〜５０℃、処理時間は３〜７分間である。処理温度が高すぎるとポリイミドの主鎖が切れる可能性があり、処理時間が長すぎると改質層の厚さが厚くなりポリイミド樹脂全体の強度低下のため、プロセス継続が困難になる可能性がある。
改質層２２の厚さはその後の工程で得られる第１の金属層の厚さと相関がある。さらに後の工程で第２の金属層を形成するのに必要な金属の厚さを得る観点からは、改質層２２の厚さは１〜５μｍが好ましい。
水洗は、ポリイミド樹脂表面に付着したアルカリ性溶液を除去するために行う。従って、流水による水洗が望ましい。通常は、１〜５Ｌ／ｍｉｎの水量で、５分間以上の水洗を行う。
（２）金属イオン吸着工程
金属イオン吸着工程では、金属イオン含有溶液により改質層２２を処理して、金属イオン含有溶液に含有される金属イオンを改質層に吸着させる。
詳しくは、改質層２２を有するポリイミド基板２１を、金属イオン含有溶液に浸漬して、改質層２２中の金属イオンＡを、金属イオン含有溶液中の金属イオンと置換させ、水洗する。
金属イオン含有溶液中に含まれる金属イオンは、後述の工程で還元されて第１の金属層として析出するものである。用いることができる金属イオンの種類としては、ポリイミド基板の種類によって決定され、例えば、Ｎｉイオン、Ｃｕイオン、およびそれらの組み合わせを用いることが好ましい。そのような金属イオンを含有する溶液として、具体的には、例えば、ＮｉＳＯ４水溶液、ＣｕＳＯ４水溶液、ＮｉＣｌ２水溶液、およびそれらの混合液などが使用可能である。
金属イオン含有溶液に含有され、金属イオン吸着工程で金属イオンＡと置換する金属イオンを以下、金属イオンＢと呼ぶものとする。
金属イオン吸着工程に用いられる金属イオン含有溶液は通常は、濃度が０．０１〜０．１Ｍ（ｍｏｌ／ｌ）であり、処理温度が２０〜３０℃であり、処理時間は５分間以上である。特に、金属イオン吸着工程での処理時間は、改質工程における改質処理の条件により適宜設定される。例えば、ポリイミド改質層の厚さが約３μｍの場合、少なくとも３分間吸着処理を行えば十分である。
水洗は、ポリイミド樹脂表面に付着した金属イオン含有溶液を除去するために行う。水洗は通常、１〜５Ｌ／ｍｉｎの水量で、５分間以上の条件で行う。
（３）還元工程
還元工程では、還元溶液により改質層２２を処理して、改質層２２に吸着した金属イオンを還元させる（図６（ｃ））。これにより、改質層２２上に金属粒子が析出し、第１の金属層２７が形成される。
還元溶液は、金属イオンＢとの接触によって金属イオンＢを還元できる液体であれば特に制限されず、一般的な無電解めっきで使用される還元剤の水溶液が使用可能である。具体的には、例えば、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ４）、ジメチルアミンボラン、トリメチルアミンボラン等のホウ素化合物の水溶液や、次亜リン酸ナトリウムの水溶液などが使用可能である。
これらの還元溶液の中でも、比較的、還元速度の速い水素化ホウ素ナトリウムを用いるのがもっとも望ましい。金属粒子の析出に伴うポリイミド基板２１に生じる応力は微細な金属粒子であった方が周囲に均一に分散され、そのような微細な金属粒子の析出には、還元速度が比較的速い還元溶液が好適なためである。そのような還元溶液は核成長反応よりも核生成反応が優勢となる傾向が強い。
例えば、水素化ホウ素ナトリウムを単独で使用する場合、溶液温度は５℃〜３０℃、特に１０〜３０℃が好適である。還元剤溶液の濃度は０．０００２〜０．１ｍｏｌ／Ｌが好適である。ここで、量産時における還元溶液の安定性向上のため、還元溶液の濃度を０．０１〜０．１ｍｏｌ／Ｌとする場合がある。この場合には、処理時間は０．５〜３０分間、特に５〜２０分間が好適である。
また例えば、ジメチルアミンボランを単独で使用する場合、溶液温度は３０〜７０℃、特に４０〜６０℃が好適である。還元剤溶液の濃度は０．０５〜５ｍｏｌ／Ｌ、望ましくは０．５〜１ｍｏｌ／Ｌが好適である。処理時間は１〜３０分間、特に５〜１５分間が好適である。
溶液温度が低すぎると、還元反応において金属の核生成反応よりも核成長反応が優勢となり、金属薄膜の被覆率が大きくなり過ぎる。温度が高すぎると、改質層２２が剥がれてしまう原因となりやすい。
還元溶液は、還元剤を１つの種類だけでなく、複数種類を混合して使用しても良い。 例えば、水素化ホウ素ナトリウムをジメチルアミンボランなど他の還元剤と混合して用いても構わない。
還元剤溶液には、必要に応じてｐＨ調整剤や錯化剤等の添加剤を添加しても良い。そのような添加剤としては、従来より一般的な無電解めっきで使用される還元溶液に添加され得る添加剤が使用可能である。なお、還元剤溶液のｐＨは８．０以上、望ましくは８．５〜９．６が好適である。
還元工程で析出する第１の金属層２７の厚みは、特に制限されるものではなく、通常は６０〜３００ｎｍ、特に１００〜１５０ｎｍである。
金属イオンが還元されるのに伴い、金属イオンが吸着されていた改質層２２の分子構造はポリアミック酸塩から金属イオンが引き離されて、ポリアミック酸になる。
還元処理後は通常、ポリイミド樹脂表面に付着した還元溶液を除去するために水洗を行う。水洗は、０〜５Ｌ／ｍｉｎの水量で、５分間以上の条件で行う。
（４）第２の金属層形成工程
第２の金属層形成工程では、第１の金属層２７を有するポリイミド基板に対して、所望により電解／無電解めっき等により第１の金属層２７上に第２の金属層２３を形成する（図６（ｄ））。
第２の金属層形成工程に用いられる金属形成方法としては、特に限定されることなく、一般的な様々な方法を用いることができる。例えば、第２の金属層２３として電解めっきにより銅層を形成する場合には、陰極をポリイミド基板２１とし、陽極を溶解性アノードとする。ここでは、０．０３〜０．０５％の燐を含む含燐銅アノードを使用する。これによって、銅めっきを行う際のスライムの生成を抑制することができる。めっき液としては、例えば硫酸銅を含む液を用いる。この硫酸銅を用いためっき液は、液管理が簡便であるという利点がある。また、めっき速度を高くするために、めっき液の濃度を高くして電流密度を上げることにより、めっき膜の析出量を増加させて、生産効率を上げることができる。
めっき液は、電解反応において発生した水素がポリイミド基板２１の表面に付着するのを防ぐためおよびめっき効率を上げるために攪拌され、噴流循環している。なお、通常めっき電流密度は、１〜５０Ａ／ｄｍ2程度である。
（５）乾燥工程
次に、水洗が終了したポリイミド基板を乾燥させる。乾燥条件は特に制限されず、通常は温度が８０〜１４０℃、望ましくは１００〜１２０℃、時間は３０〜６０分間である。得られた金属層の酸化防止のため、窒素ガス雰囲気、不活性ガス雰囲気、真空雰囲気で加熱処理することが望ましい。真空雰囲気で乾燥を行う場合は、特に加熱の必要はなく常温で実施しても良い。その場合は乾燥時間を１２０分間以上とする等、時間を長くすることが望ましい。
（６）レジストパターニング工程
次に、図６（ｅ）に示すように、乾燥させたポリイミド基板１上に、例えば、印刷によりレジストパターン３１を形成し、第２の金属２３を選択的に露出させる。ここで、露出する部分が後のパターン配線領域となる。レジストパターニング工程に用いられるレジスト材料としては、特に限定されることなく、市販されている様々な材料を用いることができる。例えば、エポキシ系のレジストが使用される。
ここで、レジストとしては、永久レジストを使用することが好ましい。なお、レジストパターンの形成方法としては、以下に説明する方法で行うことも可能である。例えば、フォトリソグラフィ法によって、ポリイミド基板上にレジストパターンを形成する。レジストパターニング工程に用いられるレジスト材料としては、特に限定されることなく、市販されている様々な材料を用いることができる。例えば、ノボラック樹脂を主成分とし、感光剤、乳酸エチル、酢酸ノルマルブチルなどの溶剤を含有する液状ポジレジストを使用することができる。そのような液状ポジレジストは例えば、市販のＯＦＰＲ（東京応化製）として入手可能である。また、レジストフィルムを貼り付けることによりレジスト形成してもよい。
例えば、日立化成製ＰｈｏｔｅｃＲＹ−３３２５ＳＧを用いる場合には、市販のフィルムラミネータを用いて１１０℃で加熱しながら、０．４ＭＰａ程度の圧力でポリイミド基板上に貼り付けを行う。レジスト形成後露光し、それぞれのレジスト材料に対応する溶液を用いて現像を行う。
（７）配線層形成工程
配線層形成工程では、第２の金属２３上にさらに金属からなる配線層２５を形成する（図６（ｆ））。配線層形成工程に用いられる金属形成方法としては、特に限定されることなく、一般的な電解／無電解めっきにより、銀、ニッケル、金、銅等の金属を１層もしくは複数層形成する。
（８）乾燥工程
次に、ポリイミド基板２１を乾燥させる。乾燥条件は特に制限されず、通常は温度が８０〜１４０℃、望ましくは１００〜１２０℃、時間は３０〜６０分間である。得られた金属薄膜の酸化防止のため、窒素ガス雰囲気、不活性ガス雰囲気、真空雰囲気で加熱処理することが望ましい。真空雰囲気で乾燥を行う場合は、特に加熱の必要はなく常温で実施しても良い。その場合は乾燥時間を１２０分以上とする等、時間を長くすることが望ましい。
（９）半導体素子搭載、電気的接続工程
次に、熱硬化性の接着剤等で配線層２５上に半導体素子２４を搭載、すなわちダイボンドする。このとき、半導体素子２４と配線層２５の負極側同士は導電性の接着剤で接着してもよい。
また、このときの配線層２５上への半導体素子２４搭載の実装位置合せ用に、あらかじめポリイミド基板２１の一部にスリットや貫通孔を設けておいてもよい。
次に、搭載された半導体素子２４と配線層２３との電気的接続をとるために、半導体素子２４と配線層２３との間を、例えばボンディングワイヤにて接続を行う。このとき、半導体素子２４と配線層２５の―極側とが導電性接着剤で接続している場合は、ワイヤボンドは半導体素子２４の陽極側と配線層５の陽極側とを接続すればよい（図６（ｇ））。
（１０）樹脂封止工程
次に、ポリイミド基板２１の半導体素子２４搭載面側を、例えば熱硬化性の樹脂にて封止する（図６（ｉ））。このとき、使用する封止樹脂２６は、その後の工程で使用される配線層２５のエッチング溶液に対して耐性を有するものを使用する。
なお、本工程前に、半導体素子２４上に、出射する光の色度を調整するための蛍光体樹脂２９を塗布してもよい（図６（ｈ））。
（１１）剥離工程
次に、ポリイミド基板２１上の第１の金属層２７と第２の金属層２５とを剥離する（図６（ｊ））。第１の金属層２７および第２の金属層２５との間の密着強度が低いため、ポリイミド基板２１の端部を鋭利な刃物等により引き剥がすことにより、容易に剥離することができる。
次に、配線層２５側の剥離面に残存する金属の除去を行う。金属の除去方法は特に制限されず、エッチング溶液への浸漬もしくは機械研磨等により行う（図６（ｋ））。
（１２）分断工程
最後に、半導体装置毎への分断を行う（図６（ｌ））。分断方法は、一般的なダイシングにより行う。なお、各半導体装置に複数の半導体素子を含むように分断してもよい。
本実施形態による半導体装置の製造方法について、実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例６）
本実施例では、以下に説明する工程により、半導体装置を製造した。
ポリイミド基板２１には、１ｍｍ厚のカプトンを使用した（図６(ａ)）。
まず、ポリイミド基板２１を５０℃のＫＯＨ水溶液に３分間浸漬し、改質工程を実施した。この際、ＫＯＨ水溶液は、５Ｍ（ｍｏｌ／ｌ）の濃度に設定した。この工程により、ポリイミド基板２１の表面には、ポリイミド分子中のイミド環の加水分解により、カルボキシル基にカリウムイオンが配位したカルボン酸カリウム塩が形成された改質層２２を形成した（図６(ｂ)）。改質層２２の厚さは、ポリイミド基板２１の断面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察することにより、約３μｍであることが判った。次に、ポリイミド基板２１を、２Ｌ／ｍｉｎの流水で５分間、水洗した。
次に、ポリイミド基板２１について、金属イオン吸着のための処理を実施した。金属イオン吸着には、硫酸銅水溶液および硫酸ニッケル水溶液を混合した金属イオン混合溶液を用いた。
処理条件は、金属イオン濃度０．０５Ｍ（ｍｏｌ／ｌ）、銅イオンおよびニッケルイオンの混合比１：３、温度は２５℃、浸漬処理時間は６０分である。なお、溶液は攪拌している。この処理により改質層２２は銅イオンおよびニッケルイオン付改質層２２に変わる。
次に、ポリイミド基板２１の水洗を行った。水洗は、２Ｌ／ｍｉｎの流水で５分間実施した。
次に、ポリイミド基板２１について、還元処理を行った。還元溶液は、水素化ホウ素ナトリウム水溶液であり、濃度は０．００５Ｍ（ｍｏｌ／Ｌ）、ｐＨは９．８、温度は２５℃、浸漬処理時間は３０分間とした。なお、還元剤溶液は攪拌を行っている。この処理により、銅イオンは還元され、改質層２２の最表部に、第１の金属層である銅−ニッケルの共析金属層２７が形成された（図６(ｃ)）。次に、ポリイミド基板２１を水素化ホウ素ナトリウム還元剤溶液から取り出し、水洗処理を行った。水洗は、２Ｌ／ｍｉｎの流水で５分間実施した。
ここで、形成した銅−ニッケル共析の金属の組成比（原子の存在比）を、エネルギー分散型Ｘ線分析装置（EDX: Energy Dispersive X-ray spectroscopy）を用いて調べた結果を表１に示す（Ａ）。なお、銅イオンおよびニッケルイオンの混合比を変えた場合の組成比を併せて表中に示す（Ｂ、Ｃ）。
表１よりわかるように、ポリイミド基板２１の改質層２２には、ニッケルイオンよりも銅イオンが吸着されやすいため、金属イオン混合溶液の混合比率に比べて、析出させた金属層２７におけるニッケルの含有率は非常に少なくなっている。しかし、金属イオン混合溶液のニッケルイオン量の増加に伴って、直接めっき膜のニッケル組成比は上がっており、金属イオン混合溶液の混合比率によって、銅−ニッケル共析金属の組成を制御できることがわかった。
ここで、図には示さないが、改質層２２を元のポリイミド分子構造に戻すために、ポリイミドの改質層２２に残存した金属イオンを除去する金属イオン除去工程、加熱処理を行う再イミド化工程のいずれかもしくは両方の工程を行う場合もある。
以下に、金属イオン除去工程および再イミド化工程の詳細を説明する。
（金属イオン除去工程）
金属イオン除去工程はアルカリ性溶液処理および酸性溶液処理の両方もしくはいずれかからなる。
まず、アルカリ性溶液により改質層２２を処理する。詳しくは、還元工程を終えたポリイミド樹脂をアルカリ性溶液に浸漬すればよい。金属イオン除去工程を行う目的は、還元工程後の改質層内部に残存する金属イオンを、アルカリ性溶液内に存在する水酸化物イオンとの反応物として析出させることにある。この工程により、ポリイミド改質層２２内に残存する金属イオンはすべて金属酸化物となる。金属イオン除去工程で用いるアルカリ性溶液としては、水酸化物イオンを生成するものが使用でき、例えば、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属を含有するアルカリ性水溶液が使用される。具体的には、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液等が挙げられる。第２のアルカリ性溶液は、金属イオンＢとの組み合わせについて、特に制限はなく、上記したアルカリ性水溶液であればよい。
次に、酸性溶液により改質層２２を処理する。詳しくは、アルカリ性溶液処理工程を終えたポリイミド樹脂を第２の酸性溶液に浸漬すればよい。本工程を行う目的は、析出した金属酸化物を酸性溶液にて溶出させ、改質層２２内から金属酸化物を除去することである。金属イオン除去工程で使用される酸性溶液は、金属薄膜を溶かしにくいものが望まれる。好ましい具体例として、例えば、硫酸水溶液、硝酸水溶液、クエン酸水溶液等が使用できる。
（再イミド化工程）
再イミド化工程ではイミド環を閉環する。詳しくは、前工程で得られたポリイミド樹脂を加熱することで、改質層２２が再イミド化される（再イミド化ベーク処理）。これによって、機械的強度、耐熱性、耐薬品性に劣る改質層２２を、元のポリイミド分子構造に戻すことができる。
処理条件は、改質層２２の再イミド化を達成できる限り特に制限されず、例えば、温度が２５０℃以上、時間は１時間以上である。得られた金属薄膜の酸化防止のため、窒素ガス雰囲気、不活性ガス雰囲気、真空雰囲気で加熱処理することが望ましい。
次に、銅−ニッケルの共析金属上の酸化物（水酸化物）を除去した。ここで、酸化物（水酸化物）の除去としては、硫酸、塩酸、クエン酸等による方法があるが、第１の金属の溶け出しを抑制するために、クエン酸を用いた。処理条件は、クエン酸濃度０．２Ｍ（ｍｏｌ／ｌ）、温度は２５℃、浸漬処理時間は１分とした。
次に、銅−ニッケルの共析金属層２７上に銅層２３を形成した（図６（ｄ））。銅層２３の形成は、銅−ニッケルの共析金属層２７を給電層とした電解めっきにより行った。陰極をポリイミド基板２１とし、陽極を溶解性アノードとした。ここでは、０．０３〜０．０５％の燐を含む含燐銅アノードを使用した。これによって、銅めっきを行う際のスライムの生成を抑制することができた。めっき液としては、硫酸銅を含む液を用いた。該めっき液は、電解反応において発生した水素がポリイミド基板の表面に付着するのを防ぐためおよびめっき効率を上げるために攪拌した。なお、電流密度は、１．５Ａ／ｄｍ2とし、めっき時間を２０分とすることで、銅層２３の厚みを１０μｍとした。
次に、ポリイミド基板２１について、乾燥処理を行った。乾燥処理は、まず、窒素ブローによりポリイミド樹脂表面に付着した水分を除去した。次に、真空（１０ｈＰａ）雰囲気中で、温度は８０℃、時間は６０分間の乾燥処理を実施した。
次に、印刷により、ポリイミド基板上にレジストパターン３１を形成し、銅層２３を選択的に露出させた（図６(ｅ)）。ここで、露出する部分が後の配線領域となる。
本実施例では、印刷により、ポリイミド基板２１上にレジストパターン３１を形成したが、レジストパターン３１の形成方法としては、以下に説明する方法で行うことも可能である。例えば、フォトリソグラフィ法によって、ポリイミド基板２１上にレジストパターン３１を形成する。本工程に用いられるレジスト材料としては、特に限定されることなく、市販されている様々な材料を用いることができる。例えば、ノボラック樹脂を主成分とし、感光剤、乳酸エチル、酢酸ノルマルブチルなどの溶剤を含有する液状ポジレジストを使用することができる。そのような液状ポジレジストは例えば、市販のＯＦＰＲ（東京応化製）として入手可能である。また、レジストフィルムを貼り付けることによりレジスト形成してもよい。例えば、日立化成製ＰｈｏｔｅｃＲＹ−３３２５ＳＧを用いる場合には、市販のフィルムラミネータを用いて１１０℃で加熱しながら、０．４ＭＰａ程度の圧力でポリイミド基板２１上に貼り付けを行う。レジスト形成後露光し、それぞれのレジスト材料に対応する溶液を用いて現像を行う。
次に、銅層２３上に銅層、ニッケル層および銀層からなる配線層２５を形成した（図６(ｆ)）。配線層２５の形成は無電解めっきにより行い、厚さはそれぞれ、３μｍ、２μｍ、０．３μｍとした。
次に、ポリイミド基板２１について、乾燥処理を行った。乾燥処理は、まず、窒素ブローによりポリイミド樹脂表面に付着した水分を除去した。次に、真空（１０ｈＰａ）雰囲気中で、温度は８０℃、時間は６０分の乾燥処理を実施した。
次に、熱硬化性の導電性接着剤で配線層２５上に半導体素子（発光ダイオード素子）２４を搭載、すなわちダイボンドした。半導体素子２４を搭載するピッチは、半導体装置の大きさとほぼ同等のピッチとし、ここでは、ＸＹ方向とも５ｍｍピッチとした。
次に、搭載された半導体素子２４と配線層２５との電気的接続をとるために、半導体素子２４と配線層２５との間を、金ワイヤ８によるワイヤボンディングにより接続を行った（図６(ｇ)）。
次に、半導体素子２４上に出射する光の色度を調整するための蛍光体樹脂２９をディスペンサにより塗布し、熱処理により硬化させた（図６(ｈ)）。
次に、ポリイミド基板２１の半導体素子搭載側をエポキシ系の透明封止樹脂２６にて封止成型し、熱硬化させて形成した（図６(ｉ)）。
次に、ポリイミド基板２１上の銅−ニッケルの共析金属２７と銅層２３とを剥離した（図６(ｊ)）。
ここで、銅−ニッケルの共析金属層２７と電解めっきにより形成した銅層２３との密着性をピール強度測定により評価した結果を図７に示す。ピール強度は０．６ｋＮ／ｍとなっている。通常の配線のピール強度は、１．２ｋＮ／ｍ程度であり、本サンプルの密着性が低くなっていることがわかる。
銅−ニッケルの共析金属層２７と銅層２３との密着性が低下した原因としては、銅−ニッケルの共析金属層２７のニッケル析出領域において、水酸化物が生じているからである。
以下、ニッケルを析出させた場合のニッケル表面の状態を調べた実験結果を示す。
ポリイミド基板２１上にニッケル単体を析出させたサンプルの断面を斜め上からＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により観察した。ＳＥＭによる断面写真を図８に示す。図８より、ポリイミド基板２１上のニッケルは二層構造となっていることがわかる。下層３６ａは析出したニッケルであり、上層３６ｂは、下層３６ａの表面が酸化して水酸化物となった層である。なお、図９に示すｐＨ−電位線図からも、ニッケルが弱アルカリ性領域において不働態膜（酸化物（または酸化物））を形成することがわかる。
よって、本実施例においては還元工程でのｐＨが９．８であるため、銅−ニッケルの共析金属層２７の表面にはニッケル水酸化物が形成されている。
このように、ポリイミド基板２１上の銅−ニッケルの共析金属層２７と銅層２３との間の密着強度が低いため、ポリイミド基板２１の端部で、鋭利な刃物を銅−ニッケルの共析金属２７と銅層２３との間に挿入し、機械的に引き剥がすことにより、容易に剥離することができる。
ここで、前述の実施形態と同様に、剥離したポリイミド基板２１は、再生が可能であり、繰り返し使用することによって、半導体装置製造にかかるコストを低減させることができる。
次に、配線層２５側に残存する銅層２３の除去を行った。銅層２３の除去方法はエッチング溶液への浸漬により行った（図６（ｋ））。
次に、半導体装置毎への分断を行った（図６(ｌ)）。分断は、ダイシングソーにより行った。
これにより、基板のない半導体装置を製造することができるため、半導体装置の薄型化が可能となる。
（実施例７）
図１０は、実施例７である半導体装置の製造方法を示す工程図である。
本実施例で用いたポリイミド基板および各工程の実施内容のうち、実施例６と同様である場合については、詳細な説明を省略する。
本実施例では、まず、ポリイミド基板２１（図１０（ａ））について、改質工程を実施し、カルボキシル基にカリウムイオンが配位したカルボン酸カリウム塩が形成された改質層２２を形成した（図１０(ｂ)）。
次に、ポリイミド基板２１について、金属イオン吸着のための処理を実施した。金属イオン吸着には、硫酸銅水溶液および硫酸ニッケル水溶液を混合した金属イオン混合溶液を用いた。
次に、ポリイミド基板２１の水洗を行った後、還元処理を行った。この処理により、金属イオンは還元され、改質層２２の最表部に銅−ニッケルの共析金属層２７が形成された（図１０(ｃ)）。次に、ポリイミド基板２１を水素化ホウ素ナトリウム還元溶液から取り出し、水洗処理を行った。
ここで、改質層２２を元のポリイミド分子構造に戻すために、ポリイミド改質層２２に残存した金属イオンを除去する金属イオン除去工程、加熱処理を行う再イミド化工程のいずれかもしくは両方の工程を行う場合もある。金属イオン除去工程および再イミド化工程については実施例６において示したため、詳細の説明を省略する。
次に、銅−ニッケルの共析金属層２７上の酸化物（水酸化物）を除去し、銅−ニッケルの共析金属上に銅層２３を形成した。銅層２３の厚みは１０μｍとした。
次に、銅層２３上に銅層、ニッケル層および銀層からなる配線層２５を形成した。配線層２５の形成は無電解めっきにより行い、厚さはそれぞれ、３μｍ、２μｍ、０．３μｍとした（図１０(ｄ)）。
次に、ポリイミド基板２１について、乾燥処理を行い、熱硬化性の導電性接着剤で配線層２５上に半導体素子（発光ダイオード素子）２４を搭載し、半導体素子２４と配線層２５との間を、金ワイヤ２８によるワイヤボンディングにより接続を行った（図１０(ｅ)）。
次に、半導体素子２４上に出射する光の色度を調整するための蛍光体樹脂２９をディスペンサにより塗布し、熱処理により硬化させた（図１０(ｆ)）。
次に、ポリイミド基板２１の半導体素子搭載側をエポキシ系の透明樹脂２６にて封止成型し、熱処理により硬化させた（図１０(ｇ)）。
次に、ポリイミド基板２１上の銅−ニッケルの共析金属層２７と銅層２３とを剥離した（図１０(ｈ)）。剥離方法については、実施例６と同様であるため、詳細な説明は省略する。
次に、印刷により、銅層２３上にレジスト３１を形成し、銅層２３を選択的に露出させた（図１０(ｉ)）。
次に、エッチング溶液に浸漬することにより、銅層２３および配線層２５の露出した領域を除去し（図１０（ｊ））、レジスト３１を除去した（図１０（ｋ））。
次に、半導体装置毎への分断を行った（図１０(ｌ)）。分断は、ダイシングソーにより行った。
上記により、基板のない半導体装置を製造することができるため、半導体装置の薄型化が可能となる。
（実施例８）
図１１は、実施例８である半導体装置の製造方法を示す工程図である。
本実施例で用いたポリイミド基板２１および各工程の実施内容のうち、実施例６，７と同様である場合については、詳細な説明を省略する。
本実施例では、まず、ポリイミド基板２１（図１１（ａ））について、改質工程を実施し、カルボキシル基にカリウムイオンが配位したカルボン酸カリウム塩が形成された改質層２２を形成した（図１１(ｂ)）。
次に、ポリイミド基板２１について、金属イオン吸着のための処理を実施した。金属イオン吸着には、硫酸銅水溶液および硫酸ニッケル水溶液を混合した金属イオン混合溶液を用いた。
次に、ポリイミド基板２１の水洗を行った後、還元処理を行った。この処理により、金属イオンは還元され、改質層２２の最表部に銅−ニッケルの共析金属層２７が形成された（図１１(ｃ)）。次に、ポリイミド基板２１を水素化ホウ素ナトリウム還元溶液から取り出し、水洗処理を行った。
ここで、改質層２２を元のポリイミド分子構造に戻すために、ポリイミド改質層２２に残存した金属イオンを除去する金属イオン除去工程、加熱処理を行う再イミド化工程のいずれかもしくは両方の工程を行う場合もある。金属イオン除去工程および再イミド化工程については実施例６において示したため、詳細な説明を省略する。
次に、銅−ニッケルの共析金属層２７上の酸化物（水酸化物）を除去し、銅−ニッケルの共析金属層２７上に銅層２３を形成した。銅層２３の厚みは１０μｍとした。
次に、銅層２３上に銅層、ニッケル層および銀層からなる配線層２５を形成した。配線層２５の形成は無電解めっきにより行い、厚さはそれぞれ、３μｍ、２μｍ、０．３μｍとした（図１１(ｄ)）。
次に、銀層上に反射板３０を搭載した（図１１(ｅ)）。反射板３０は、半導体素子２４からの光を反射させて装置の外部に拡散させるためのものである。
次に、ポリイミド基板２１について、乾燥処理を行い、熱硬化性の導電性接着剤で配線層２５上に半導体素子（発光ダイオード素子）２４を搭載し、半導体素子２４と配線層２５との間を、金ワイヤ２８によるワイヤボンディングにより接続を行った（図１１(ｆ)）。
次に、半導体素子２４上に出射する光の色度を調整するための蛍光体樹脂２９をディスペンサにより塗布し、熱処理により硬化させた（図１１(ｇ)）。
次に、ポリイミド基板２１の半導体素子搭載側をエポキシ系の透明樹脂２６にて封止成型し、熱処理により硬化させた（図１１(ｈ)）。
次に、ポリイミド基板２１上の銅−ニッケルの共析金属層２７と銅層２３とを剥離した（図１１(ｉ)）。剥離方法については、実施例６と同様であるため、詳細な説明は省略する。
次に、印刷により、銅層２３上にレジスト３１を形成し、銅層２３を選択的に露出させた（図１１(ｊ)）。
次に、エッチング溶液に浸漬させることにより、銅層２３および配線層２５の露出した領域を、除去した（図１１（ｋ））。
次に、レジスト３１を除去し（図１１（ｌ））、半導体装置毎への分断を行った（図１１(ｍ)）。分断は、ダイシングソーにより行い、反射板３０部分についても分断を行った。
これにより、基板のない半導体装置を製造することができるため、半導体装置の薄型化が可能となる。
（実施例９）
図１２は、実施例９である半導体装置の製造方法を示す工程図である。
本実施例で用いたポリイミド基板および各工程の実施内容のうち、実施例６，７，８と同様である場合については、詳細な説明を省略する。
本実施例では、まず、ポリイミド基板２１（図１２（ａ））について、改質工程を実施し、カルボキシル基にカリウムイオンが配位したカルボン酸カリウム塩が形成された改質層２２を形成した（図１２(ｂ)）。
次に、ポリイミド基板２１について、乾燥処理を行い、印刷により、ポリイミド基板２１上にレジストパターン３１を形成し、改質層２２を選択的に露出させた（図１２(ｃ)）。ここで、露出する部分が後の配線領域となる。レジスト材料としては、エポキシ系の永久レジストを使用した。
次に、ポリイミド基板２１について、金属イオン吸着のための処理を実施した。金属イオン吸着には、硫酸銅水溶液および硫酸ニッケル水溶液を混合した金属イオン混合溶液を用いた。
次に、ポリイミド基板２１の水洗を行った後、還元処理を行った。この処理により、金属イオンは還元され、改質層２２のレジストパターン３１が形成された領域以外の配線領域に銅−ニッケルの共析金属層２７が形成された（図１２(ｄ)）。次に、ポリイミド基板２１を水素化ホウ素ナトリウム還元溶液から取り出し、水洗処理を行った。
次に、銅−ニッケルの共析金属層２７上の酸化物（水酸化物）を除去し、銅−ニッケルの共析金属層２７上に銅層２３を形成した。銅層２３の厚みは１０μｍとした。
次に、銅層２３上にニッケル層および銀層からなる配線層２５を形成した。配線層２５の形成は無電解めっきにより行い、厚さはそれぞれ、２μｍ、０．３μｍとした（図１２(ｅ)）。
次に、ポリイミド基板２１について、乾燥処理を行い、熱硬化性の導電性接着剤で配線層２５上に半導体素子（発光ダイオード素子）２４を搭載し、ワイヤボンディングにより接続を行った（図１２(ｆ)）。
次に、半導体素子２４上に出射する光の色度を調整するための蛍光体樹脂２９をディスペンサにより塗布し、熱処理により硬化させた（図１２(ｇ)）。
次に、ポリイミド基板２１の半導体素子搭載側をエポキシ系の透明封止樹脂２６にて封止成型し、熱処理により硬化させた（図１２(ｈ)）。
次に、ポリイミド基板２１上の銅−ニッケルの共析金属層２７と銅層２３とを剥離した（図１２(ｉ)）。剥離方法については、実施例６と同様であるため、詳細な説明は省略する。
次に、配線層２５の銅層２３の除去を行った。銅層２３の除去方法はエッチング溶液への浸漬により行った。
次に、半導体装置毎への分断を行った（図１２(ｊ)）。分断は、ダイシングソーにより行った。
（実施例１０）
図１３は、実施例１０である半導体装置の製造方法を示す工程図である。
本実施例で用いたポリイミド基板および各工程の実施内容のうち、実施例６，７，８，９と同様である場合については、詳細な説明を省略する。
本実施例では、まず、ポリイミド基板２１（図１３（ａ））について、改質工程を実施し、カルボキシル基にカリウムイオンが配位したカルボン酸カリウム塩が形成された改質層２２を形成した（図１３(ｂ)）。
次に、ポリイミド基板２１について、金属イオン吸着のための処理を実施した。金属イオン吸着には、硫酸銅水溶液および硫酸ニッケル水溶液を混合した金属イオン混合溶液を用いた。
次に、ポリイミド基板２１の水洗を行った後、還元処理を行った。この処理により、金属イオンは還元され、改質層２２の最表部に銅−ニッケルの共析金属層２７が形成された（図１３(ｃ)）。次に、ポリイミド基板２１を水素化ホウ素ナトリウム還元溶液から取り出し、水洗処理を行った。
ここで、改質層２２を元のポリイミド分子構造に戻すために、ポリイミド改質層２２に残存した金属イオンを除去する金属イオン除去工程、加熱処理を行う再イミド化工程のいずれかもしくは両方の工程を行う場合もある。金属イオン除去工程および再イミド化工程については実施例６において示したため、詳細な説明を省略する。
次に、ポリイミド基板２１について、乾燥処理を行い、銅−ニッケルの共析金属層２７上にレジストパターン３１を形成し、銅−ニッケルの共析金属層２７を選択的に露出させた（図１３(ｄ)）。ここで、露出する部分が後の配線領域となる。
次に、銅−ニッケルの共析金属層２７上の酸化物（水酸化物）を除去し、銅−ニッケルの共析金属層２７が露出している領域に銅層２３を形成した。銅層２３の厚みは１０μｍとした（図１３(ｅ)）。
次に、銅層２３上に銅層、ニッケル層および銀層からなる配線層２５を形成した。配線層２５の形成は無電解めっきにより行い、厚さはそれぞれ、３μｍ、２μｍ、０．３μｍとした。
次に、ポリイミド基板２１について、乾燥処理を行い、熱硬化性の導電性接着剤で配線層２５上に半導体素子（発光ダイオード素子）２４を搭載し、ワイヤボンディングにより接続を行った（図１３(ｆ)）。
次に、半導体素子２４上に出射する光の色度を調整するための蛍光体樹脂２９をディスペンサにより塗布し、熱処理により硬化させた（図１３(ｇ)）。
次に、ポリイミド基板２１の半導体素子搭載側をエポキシ系の透明封止樹脂２６にて封止成型し、熱処理により硬化させた（図１３(ｈ)）。
次に、ポリイミド基板２１上の銅−ニッケルの共析金属層２７と銅層２３とを剥離した（図１３(ｉ)）。剥離方法については、実施例６と同様であるため、詳細な説明は省略する。
次に、半導体装置毎への分断を行った（図１３(ｊ)）。分断は、ダイシングソーにより行った。
（実施例１１）
図１４は、実施例１１の半導体装置を示す模式図である。
本実施例では、１つの発光ダイオード装置に複数の発光ダイオード素子２４を有するものである。複数の発光ダイオード素子２４が必要な場合、例えば携帯電話装置のバックライト光源などに使用する場合、または、発光ダイオード素子２４を面状あるいは線状に配置した照明装置等に使用する場合、本実施例のような構成は好適に使用される。携帯電話装置のバックライト光源として使用する場合には、３〜４個を等間隔に線状に配置し、照明装置に使用する場合は、４〜９個を面状に２個×２個もしくは３個×３個のマトリクス状に配置する。
１つの半導体装置に１または複数の発光ダイオード素子を有することにより、複数の発光ダイオード装置間を電気的に接続する配線のために必要であった実装基板を設ける必要がなくなる。
ダイシングを行う際に、封止樹脂２６を所望のサイズに分断することにより、複数の発光ダイオード素子を有する発光ダイオード装置を得ることができる。
上記により、基板のない半導体装置を製造することができるため、半導体装置の薄型化が可能となる。
本発明の実施の一形態である半導体装置の製造方法を示す工程図である。 実施例１の製造方法を示す工程図である。 実施例３の製造方法を示す工程図である。 実施例４の製造方法を示す工程図である。 実施例５の半導体装置を示す模式図である。 本発明の実施の他の形態である半導体装置の製造方法を示す工程図である。 銅−ニッケルの共析金属層２７と銅層２３とのピール強度の測定結果を示す図である。 ＳＥＭによるポリイミド基板２１上にニッケル単体を析出させたサンプルの断面写真を示す図である。 ニッケルのｐＨ−電位線図である。 実施例７である半導体装置の製造方法を示す工程図である。 実施例８である半導体装置の製造方法を示す工程図である。 実施例９である半導体装置の製造方法を示す工程図である。 実施例１０である半導体装置の製造方法を示す工程図である。 実施例１１の半導体装置を示す模式図である。 従来の半導体装置の構成を示す模式図である。 従来の表面実装型の発光ダイオード装置の構成を示す模式図である。
符号の説明
１，２１ ポリイミド基板
２，２２ 改質層
３，２５ 配線層
４，２４ 半導体素子
５ パターン配線
６，２６ 封止樹脂
７ 金属層
８，２８ ボンディングワイヤ
９ ダイシング溝
１０ 保持基板
１１ 蛍光体を含む封止樹脂
１３ 反射板
１４ 外部端子
１５ 接着剤
１６ 永久レジスト
２３ 第１の金属層
２７ 第２の金属層

Claims (24)

  1. イミド環を開環してポリイミド基板に改質層を設ける工程と、
    改質層上に金属層を析出させる工程と、
    析出した金属層を厚膜化した配線層を形成する工程と、
    配線層が所定のパターン形状となるようにパターン配線を形成する工程と、
    ポリイミド基板上に１または複数の半導体素子を搭載する工程と、
    搭載された半導体素子とパターン配線との電気的接続を行う工程と、
    搭載された半導体素子を樹脂封止する工程と、
    封止樹脂側から改質層の上部まで、または改質層の下部まで、ダイシングにより分割溝を形成する工程と、
    改質層を吸水により膨潤させて、膨潤した改質層と、金属層またはポリイミド基板とを剥離する工程と、
    剥離後に残存する金属層または改質層を除去し、個片化された半導体装置を得る工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. イミド環を開環してポリイミド基板に改質層を設ける工程と、
    改質層上に金属層を析出させる工程と、
    析出した金属層を厚膜化した配線層を形成する工程と、
    ポリイミド基板上に１または複数の半導体素子を搭載する工程と、
    搭載された半導体素子と配線層との電気的接続を行う工程と、
    搭載された半導体素子を樹脂封止する工程と、
    封止樹脂側から改質層の上部まで、または改質層の下部まで、ダイシングにより分割溝を形成する工程と、
    封止樹脂に保持基板を貼り付ける工程と、
    改質層を吸水により膨潤させて、膨潤した改質層と、金属層またはポリイミド基板とを剥離する工程と、
    剥離後に残存する金属層または改質層を除去して配線層を露出させる工程と、
    配線層が所定のパターン形状となるようにパターン配線を形成する工程と、
    保持基板を除去して個片化された半導体装置を得る工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. イミド環を開環してポリイミド基板に改質層を設ける工程と、
    改質層上に金属板を貼り合わせる工程と、
    貼り合わせた金属板が所定のパターン形状となるようにパターン配線を形成する工程と、
    ポリイミド基板上に１または複数の半導体素子を搭載する工程と、
    搭載された半導体素子とパターン配線との電気的接続を行う工程と、
    搭載された半導体素子を樹脂封止する工程と、
    封止樹脂側から改質層の上部まで、または改質層の下部まで、ダイシングにより分割溝を形成する工程と、
    改質層を吸水により膨潤させて、膨潤した改質層と、パターン配線またはポリイミド基板とを剥離する工程と、
    剥離後に残存する改質層を除去し、個片化された半導体装置を得る工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 金属層を析出させる工程および配線層を形成する工程では、
    永久レジストを用いて予め所定の形状のマスクを改質層上に形成したのち、金属層を析出させることで、パターン配線を形成することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  5. 金属層を析出させる工程では、
    改質層に金属イオン含有溶液で処理して金属イオンを吸着させたのち、還元溶液に浸漬させて改質層上に金属層を析出させることを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置の製造方法。
  6. 前記金属層上に反射板を形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
  7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の製造方法によって製造されることを特徴とする半導体装置。
  8. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の製造方法によって製造される半導体装置であって、
    個片化された１つの半導体装置が１または複数の半導体素子を有することを特徴とする半導体装置。
  9. イミド環を開環してポリイミド基板に改質層を設ける工程と、
    改質層上に第１の金属層を析出させる工程と、
    前記第１の金属層上に第２の金属層を形成する工程と、
    前記第２の金属層上にパターン配線を形成する工程と、
    前記ポリイミド基板上に１または複数の半導体素子を搭載する工程と、
    搭載された半導体素子とパターン配線との電気的接続を行う工程と、
    搭載された半導体素子を樹脂封止する工程と、
    前記ポリイミド基板上の前記第１の金属層と前記第２の金属層とを剥離する工程と、
    前記封止樹脂を分断する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  10. イミド環を開環してポリイミド基板に改質層を設ける工程と、
    改質層上に第１の金属層を析出させる工程と、
    前記第１の金属層上に第２の金属層を形成する工程と、
    前記ポリイミド基板上に１または複数の半導体素子を搭載する工程と、
    搭載された半導体素子と第２の金属層との電気的接続を行う工程と、
    搭載された半導体素子を樹脂封止する工程と、
    前記ポリイミド基板上の前記第１の金属層と前記第２の金属層とを剥離する工程と、
    前記第２の金属層が所定のパターン形状となるようにパターン配線を形成する工程と、
    前記封止樹脂を分断する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  11. イミド環を開環してポリイミド基板に改質層を設ける工程と、
    改質層上に所定のパターン形状となるように第１の金属層を析出させる工程と、
    前記第１の金属層上に第２の金属層を形成する工程と、
    前記ポリイミド基板上に１または複数の半導体素子を搭載する工程と、
    搭載された半導体素子とパターン配線との電気的接続を行う工程と、
    搭載された半導体素子を樹脂封止する工程と、
    前記ポリイミド基板上の前記第１の金属層と前記第２の金属層とを剥離する工程と、
    前記封止樹脂を分断する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  12. イミド環を開環してポリイミド基板に改質層を設ける工程と、
    改質層上に第１の金属層を析出させる工程と、
    前記第１の金属層上に所定のパターン形状となるように第２の金属層を形成する工程と、
    前記ポリイミド基板上に１または複数の半導体素子を搭載する工程と、
    搭載された半導体素子とパターン配線との電気的接続を行う工程と、
    搭載された半導体素子を樹脂封止する工程と、
    前記ポリイミド基板上の前記第１の金属層と前記第２の金属層とを剥離する工程と、
    前記封止樹脂を分断する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  13. 前記改質層上に析出させる第１の金属層は、複数の金属を共析させたものであることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
  14. 前記改質層上に析出させる第１の金属層は、銅およびニッケルの共析させたものであることを特徴とする請求項９〜１３のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
  15. 前記改質層上に析出させる第１の金属層は、無電解めっきにより形成されることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
  16. 前記還元剤溶液のｐＨは、８．０以上とすることを特徴とする請求項９〜１５のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
  17. 前記第１の金属層上に析出させる第２の金属層は、銅であることを特徴とする請求項９〜１６のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
  18. 前記第１の金属層上に析出させる第２の金属層は、電解めっきにより形成されることを特徴とする請求項９〜１７のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
  19. 永久レジストを用いて予め所定の形状のマスクを改質層上に形成したのち、金属層を析出させることで、パターン配線を形成し、
    前記封止樹脂を分断する工程では、前記永久レジスト上を分断することを特徴とする請求項９〜１８のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
  20. 金属層を析出させる工程では、
    改質層に金属イオン含有溶液で処理して金属イオンを吸着させたのち、還元溶液に浸漬させて改質層上に金属層を析出させることを特徴とする請求項９〜１９のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
  21. 前記第２の金属層上に反射板を形成することを特徴とする請求項９〜２０のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
  22. 前記第１の金属層と前記第２の金属層とを剥離する工程ではこれらを、機械的に剥離することを特徴とする請求項９〜２１のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
  23. 請求項９〜２２のいずれか１つに記載の製造方法によって製造されることを特徴とする半導体装置。
  24. 請求項９〜２３のいずれか１つに記載の製造方法によって製造される半導体装置であって、
    個片化された１つの半導体装置が１または複数の半導体素子を有することを特徴とする半導体装置。
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KR101476771B1 (ko) * 2013-04-24 2014-12-29 주식회사 씨티랩 반도체 소자 구조물 및 반도체 소자 구조물을 제조하는 방법
KR101649300B1 (ko) * 2015-04-13 2016-08-19 주식회사 루멘스 발광 소자 패키지 제조 방법 및 발광 소자 패키지

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