JP2011134960A - Semiconductor device, method for manufacturing the same, wiring base material for connecting semiconductor element, wiring board for mounting semiconductor device, and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which is thinned as a first characteristic and has excellent high connection reliability as a second characteristic. <P>SOLUTION: There is provided the semiconductor device including a conductive metal layer pattern having a semiconductor element electrically connected thereto and a conductive metal layer pattern for wiring via a die-bonding material on the lower part of the semiconductor element, wherein the patterns are sealed with a sealing resin. In the semiconductor device, the conductive metal layer patterns are partly exposed to protrude in the thickness direction. The amount of protrusion of the conductive metal layer is a thickness of 1 μm or more in the thickness direction and 1/2 or less of the thickness of the metal layer, and a portion with the maximum width of a cross sectional shape is buried in the sealing material or the die-bonding material. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置、その製造法、半導体素子接続用配線基材、半導体装置搭載配線板及びその製造法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, a manufacturing method thereof, a wiring substrate for connecting a semiconductor element, a wiring board mounted with a semiconductor device, and a manufacturing method thereof.

従来、CSP半導体装置としては、従来の配線板の製造工程を利用した半導体装置の製造方法が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1には、概ね次のようなことが記載される(特に、図33及び図37参照)。まず、片面接着剤付きポリイミドフィルムを用意する。このポリイミドフィルムにはんだボールを搭載する位置に貫通穴を明け、次いで接着剤が付いたポリイミドフィルムの片面に銅箔を熱圧着する。次いで銅箔面に感光性レジストフィルムを貼り合わせ、常法により露光・現像して、エッチングレジストパターンを形成する。次いで銅箔をエッチング後、ドライフィルムを剥離して所定の配線パターンを有する基板を形成する。次いで形成された配線パターンにめっきによりニッケルめっき、金めっきを施す。次いで中央部に、通常は片面にアルミ配線電極パッドを有する半導体素子をダイボンドフィルムで接着後、アルミ配線電極パッドと基板の配線パッドを、金のボンディングワイヤで接続する。次いでこれらを封止材で封止し、最後に、ダイシングで個々のCSPに分離して所定の位置にはんだボールを搭載する。
しかし特許文献1の場合は、フォトリソ法でパターンを形成した片面ポリイミドフィルム配線板の片面をそのまま樹脂封止するため、配線パターンの断面形状が裾野を引いた形状となり、配線形状に封止樹脂に対するアンカー効果が低く、また、ポリイミドフィルムと封止樹脂の密着も低いため、ポリイミドフィルム配線板と封止樹脂の密着強度が低い問題があった。また、はんだボールを搭載する導体が半導体装置の表面から突出しないため、外部接続部の剪断力に対する信頼性に限界があった。更に、ポリイミドフィルムの片面に銅箔を熱圧着してから配線を形成するため、支持基板の剛性が低いとソリが発生するなどの問題があった。そして何よりも、配線パターンを製品毎に毎回形成する必要があり多大な費用が掛かる問題があった。
従来の配線板の製造工程を利用した半導体装置の製造方法ではCSP半導体装置の高接続信頼性及び薄型化と生産性(低価格化)に限界があった。
Conventionally, as a CSP semiconductor device, a semiconductor device manufacturing method using a conventional wiring board manufacturing process has been proposed (see Patent Document 1). Patent Document 1 generally describes the following (in particular, see FIGS. 33 and 37). First, a polyimide film with a single-sided adhesive is prepared. A through hole is made at a position where a solder ball is mounted on the polyimide film, and then a copper foil is thermocompression bonded to one side of the polyimide film with an adhesive. Next, a photosensitive resist film is bonded to the copper foil surface, and exposed and developed by a conventional method to form an etching resist pattern. Next, after etching the copper foil, the dry film is peeled off to form a substrate having a predetermined wiring pattern. Next, nickel plating and gold plating are applied to the formed wiring pattern by plating. Next, a semiconductor element having an aluminum wiring electrode pad, usually on one side, is bonded to the central portion with a die bond film, and then the aluminum wiring electrode pad and the wiring pad of the substrate are connected with a gold bonding wire. These are then sealed with a sealing material, and finally, separated into individual CSPs by dicing, and solder balls are mounted at predetermined positions.
However, in the case of Patent Document 1, since one side of a single-sided polyimide film wiring board on which a pattern is formed by photolithography is resin-sealed as it is, the cross-sectional shape of the wiring pattern becomes a shape with a tail, and the wiring shape corresponds to the sealing resin. Since the anchor effect is low and the adhesion between the polyimide film and the sealing resin is low, there is a problem that the adhesion strength between the polyimide film wiring board and the sealing resin is low. Further, since the conductor on which the solder ball is mounted does not protrude from the surface of the semiconductor device, there is a limit to the reliability with respect to the shearing force of the external connection portion. Furthermore, since the wiring is formed after the copper foil is thermocompression-bonded to one side of the polyimide film, there is a problem that warping occurs if the rigidity of the support substrate is low. Above all, there is a problem in that it is necessary to form a wiring pattern for each product, which is very expensive.
A conventional method for manufacturing a semiconductor device using a manufacturing process of a wiring board has limitations in high connection reliability, thinning, and productivity (cost reduction) of a CSP semiconductor device.

特開2007−329503号公報JP 2007-329503 A

本発明は、第1に、薄型化に優れる半導体装置を提供するものである。第2に高接続信頼性に優れる半導体装置を提供するものである。また、本発明は、そのような半導体装置を含む配線板及びそのような半導体装置を作製するための半導体素子接続用配線基材を提供するものである。また、本発明は、このような半導体装置及び配線板の生産性に優れる製造法を提供するものである。   The present invention firstly provides a semiconductor device excellent in thinning. Second, a semiconductor device excellent in high connection reliability is provided. In addition, the present invention provides a wiring board including such a semiconductor device and a wiring substrate for connecting a semiconductor element for producing such a semiconductor device. Moreover, this invention provides the manufacturing method excellent in productivity of such a semiconductor device and a wiring board.

本発明は、次のものに関する。
1. 半導体素子が電気的に接続されている導電性金属層パターン及び半導体素子の下方にダイボンド材を介して配線用の導電性金属層パターンを含み、これらが封止材により封止されている半導体装置において、導電性金属層パターンが厚さ方向で一部、突出して露出されている半導体装置。
2. 半導体素子と導電性金属層パターンの接続部材が、半導体素子と導電性金属層パターンの所定位置の間のワイヤボンディング接続するためのボンディングワイヤであり、半導体素子、導電性金属層パターン及びボンディングワイヤが封止材により封止されている項1記載の半導体装置。
3. 半導体素子と導電性金属層パターンの接続部材及びダイボンド材が、異方導電性接着剤であり、これらが封止材により封止されている項1記載の半導体装置。
4. 導電性金属層の突出量が厚さ方向で1μm以上で金属層厚さの1/2以下の厚さである項1〜3のいずれかに記載の半導体装置。
5. 導電性金属層が、その断面形状で最大幅となる部分が封止材又はダイボンド材に埋没している項1〜4のいずれかに記載の半導体装置。
6. 配線板と電気的に接合すべき導電性金属層部分にはんだボールを結合してなる項1〜5のいずれかに記載の半導体装置。
7. 剥離用基材上に、半導体素子と接続すべき導電性金属層パターン及びダイボンド材を介して半導体素子が搭載されるべき配線用導電性金属層パターンを有し、これらの導電性金属層パターンが厚さ方向で一部埋設して形成されている半導体素子接続用配線基材。
8. 剥離用基材への導電性金属層の埋設量が厚さ方向で1μm以上で金属層厚さの1/2以下の厚さである項7記載の半導体素子接続用配線基材。
9. 導電性金属層が、その断面形状で最大幅となる部分が、剥離用基材から露出している項7又は8のいずれかに記載の半導体素子接続用配線基材。
10. 項7〜9のいずれかに記載の半導体素子接続用配線基材の半導体素子が搭載されるべき配線用導電性金属層パターン上にダイボンド材を介して半導体素子を接合する工程、 接合された半導体素子と上記半導体素子接続用導電性金属層パターンを接続する工程、 上記剥離性基材上に接合された半導体素子及び上記導電性金属層パターンを封止材により一体に封止する工程、および
封止材により封止され、半導体素子が搭載された半導体素子搭載用基材から剥離用基材を剥離する工程
を含むことを特徴とする半導体装置の製造法。
11. 異方導電性接着剤を用いて、項7〜9のいずれかに記載の半導体素子接続用配線基材の半導体素子が搭載されるべき配線用導電性金属層パターン上に半導体素子を接合すると共に、電気的に接続すべき位置にバンプを有する半導体素子と半導体素子接続用導電性金属層パターンを接続する工程、
上記剥離性基材上に接合及び接続された半導体素子及び上記導電性金属層パターンを封止材により一体に封止する工程、並びに
封止材により封止され、半導体素子が搭載された半導体素子搭載用基材から剥離用基材を剥離する工程
を含むことを特徴とする半導体装置の製造法。
12. 半導体素子と上記半導体素子接続用導電性金属層パターンを接合する工程の前に、導電性金属層パターンの接続部に接続用めっきを施す工程を含む項10又は11のいずれかに記載の半導体装置の製造法。
13. さらに、配線板と電気的に接合すべき導電性金属層部分にはんだボールを結合する工程を含む項10〜12のいずれかに記載の半導体装置の製造法。
14. 項1〜6のいずれかに記載の半導体装置が、配線板の所定位置に、半導体装置から突出した金属層部分ではんだ付けされている半導体装置搭載配線板。
15. 配線上の所定位置にはんだが付着されている配線板の上記所定位置のはんだを介して項1〜5のいずれかに記載の半導体装置の突出した金属層がはんだで覆われるようにはんだ付けすることを特徴とする半導体装置搭載配線板の製造法。
16. 配線板の配線の所定位置に項6に記載の半導体装置をその半導体装置のはんだボールによりはんだ付けすることを特徴とする半導体装置搭載配線板の製造法。
The present invention relates to the following.
1. A semiconductor device including a conductive metal layer pattern to which a semiconductor element is electrically connected and a conductive metal layer pattern for wiring under a semiconductor element via a die bonding material, and these are sealed with a sealing material The semiconductor device, wherein the conductive metal layer pattern is partially exposed in the thickness direction.
2. The connecting member of the semiconductor element and the conductive metal layer pattern is a bonding wire for wire bonding connection between a predetermined position of the semiconductor element and the conductive metal layer pattern, and the semiconductor element, the conductive metal layer pattern and the bonding wire are Item 2. The semiconductor device according to Item 1, which is sealed with a sealing material.
3. Item 2. The semiconductor device according to Item 1, wherein the semiconductor element and the conductive metal layer pattern connecting member and the die bond material are anisotropic conductive adhesives, and these are sealed with a sealing material.
4). Item 4. The semiconductor device according to any one of Items 1 to 3, wherein the protruding amount of the conductive metal layer is 1 μm or more in the thickness direction and a thickness of ½ or less of the metal layer thickness.
5. Item 5. The semiconductor device according to any one of Items 1 to 4, wherein a portion of the conductive metal layer having a maximum width in a cross-sectional shape is buried in a sealing material or a die bond material.
6). Item 6. The semiconductor device according to any one of Items 1 to 5, wherein a solder ball is bonded to a conductive metal layer portion to be electrically bonded to the wiring board.
7). On the substrate for peeling, the conductive metal layer pattern to be connected to the semiconductor element and the conductive metal layer pattern for wiring on which the semiconductor element is to be mounted via the die-bonding material, and these conductive metal layer patterns are A wiring substrate for connecting a semiconductor element, which is partially embedded in the thickness direction.
8). Item 8. The wiring substrate for connecting a semiconductor element according to Item 7, wherein the amount of the conductive metal layer embedded in the substrate for peeling is 1 μm or more in the thickness direction and 1/2 or less the thickness of the metal layer.
9. Item 9. The wiring substrate for connecting a semiconductor element according to any one of Items 7 and 8, wherein the conductive metal layer has a cross-sectional shape having a maximum width exposed from the substrate for peeling.
10. The process of joining a semiconductor element via a die-bonding material on the conductive metal layer pattern for wiring on which the semiconductor element of the wiring base material for semiconductor element connection in any one of claim | item 7 -9 is mounted, Bonded semiconductor A step of connecting an element and the conductive metal layer pattern for connecting the semiconductor element, a step of integrally sealing the semiconductor element and the conductive metal layer pattern bonded on the peelable substrate with a sealing material, and sealing A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of peeling a peeling substrate from a semiconductor element mounting substrate on which a semiconductor element is mounted, which is sealed with a stopper.
11. While joining a semiconductor element on the conductive metal layer pattern for wiring by which the semiconductor element of the wiring base material for semiconductor element connection in any one of claim | item 7 -9 should be mounted using anisotropic conductive adhesive A step of connecting a semiconductor element having a bump at a position to be electrically connected and a conductive metal layer pattern for connecting a semiconductor element;
A semiconductor element bonded and connected on the peelable substrate and a step of integrally sealing the conductive metal layer pattern with a sealing material, and a semiconductor element mounted with the semiconductor element sealed with the sealing material A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of peeling a peeling substrate from a mounting substrate.
12 Item 12. The semiconductor device according to any one of Items 10 or 11, further comprising a step of performing connection plating on a connection portion of the conductive metal layer pattern before the step of bonding the semiconductor element and the conductive metal layer pattern for connecting the semiconductor element. Manufacturing method.
13. Item 13. The method for producing a semiconductor device according to any one of Items 10 to 12, further comprising a step of bonding a solder ball to a conductive metal layer portion to be electrically bonded to the wiring board.
14 Item 7. A semiconductor device mounting wiring board, wherein the semiconductor device according to any one of Items 1 to 6 is soldered to a predetermined position of the wiring board with a metal layer portion protruding from the semiconductor device.
15. Soldering is performed so that the protruding metal layer of the semiconductor device according to any one of Items 1 to 5 is covered with solder through the solder at the predetermined position of the wiring board on which the solder is attached at a predetermined position on the wiring. A method for manufacturing a semiconductor device mounting wiring board.
16. A method of manufacturing a wiring board having a semiconductor device mounted thereon, wherein the semiconductor device according to item 6 is soldered to a predetermined position of wiring on the wiring board with solder balls of the semiconductor device.

本発明に係る半導体素子接続用配線基材によれば、剥離性基材を使用するので、半導体素子並びに半導体素子接続用若しくは半導体素子搭載用導電性金属層パターンを含む半導体装置の作製が容易であり、半導体装置の薄型化が可能である。さらに、この半導体素子搭載用配線基材を用いることにより、導電性金属層パターンを半導体装置から容易に厚さ方向で一部を突出させることができ、このため、外部接続の接続信頼性に優れた半導体装置が容易に得られる。また、半導体装置の製造の工程数を低減することができ生産性を向上させることができる。この結果、このような半導体装置を搭載した配線板の作製が容易である。   According to the wiring substrate for connecting a semiconductor element according to the present invention, since a peelable substrate is used, it is easy to manufacture a semiconductor device including a semiconductor element and a conductive metal layer pattern for connecting a semiconductor element or mounting a semiconductor element. In addition, the semiconductor device can be thinned. Furthermore, by using this wiring substrate for mounting a semiconductor element, a part of the conductive metal layer pattern can be easily protruded from the semiconductor device in the thickness direction, so that the connection reliability of external connection is excellent. A semiconductor device can be easily obtained. In addition, the number of manufacturing steps of the semiconductor device can be reduced, and productivity can be improved. As a result, it is easy to manufacture a wiring board on which such a semiconductor device is mounted.

本発明のめっき用導電性基材の一例を示す一部斜視図。The partial perspective view which shows an example of the electroconductive base material for plating of this invention. 図1のA−A断面図。AA sectional drawing of FIG. 凹部を有するめっき用導電性基材の一部断面図。The partial cross section figure of the electroconductive base material for plating which has a recessed part. めっき用導電性基材の製造方法を示す工程の一例を示す一部断面図。The partial cross section figure which shows an example of the process which shows the manufacturing method of the electroconductive base material for plating. 半導体素子接続用配線基材の作製例を示す一部断面図。The partial cross section figure which shows the preparation example of the wiring base material for a semiconductor element connection. めっき用導電性基材のめっき用形成部(凹部)内にめっきにより金属層を形成した状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state which formed the metal layer by plating in the formation part (recessed part) for plating of the electroconductive base material for plating. めっきされた半導体素子接続用配線基材の一例を示す一部断面図。The partial cross section figure which shows an example of the plated wiring base material for semiconductor element connection. 半導体装置の製造工程の前半を示す一部断面図。The partial cross section figure which shows the first half of the manufacturing process of a semiconductor device. 半導体装置の製造工程の中半を示す一部断面図。The partial cross section figure which shows the middle half of the manufacturing process of a semiconductor device. 半導体装置の製造工程の後半を示す一部断面図。The partial cross section figure which shows the latter half of the manufacturing process of a semiconductor device. 半導体装置をはんだ付けによりマザーボードに搭載して半導体装置搭載配線板を作製する工程を示す一部断面図。The partial cross section figure which shows the process of mounting a semiconductor device on a motherboard by soldering and producing a semiconductor device mounting wiring board.

本発明に係る半導体素子接続用配線基材は、剥離性基材上に半導体素子接続用導電性金属層パターン及びダイボンド材を介して半導体装置を搭載すべき配線用導電性金属層パターンを有する。半導体素子接続用配線基材は、一時的に半導体素子を搭載するものである。
本発明における剥離性基材の基材材料としては、ガラス、プラスチック等からなる板、プラスチックフィルム、プラスチックシート、金属シートなどがある。ガラスとしては、ソーダガラス、無アルカリガラス、強化ガラス等のガラスを使用することができる。
プラスチックとしては、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレートなどの熱可塑性ポリエステル樹脂、酢酸セルロース樹脂、フッ素樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリウレタン樹脂、フタル酸ジアリル樹脂などの熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂が挙げられる。プラスチックの中では、透明性に優れるポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂が好適に用いられる。金属としては、銅、アルミニウム、ステンレス,ニッケル、鉄、チタン等の金属並びにこれらの合金(42アロイ等)がある。
The wiring substrate for connecting a semiconductor element according to the present invention has a conductive metal layer pattern for wiring on which a semiconductor device is to be mounted via a conductive metal layer pattern for connecting a semiconductor element and a die bonding material on a peelable substrate. The wiring substrate for connecting a semiconductor element temporarily mounts a semiconductor element.
Examples of the substrate material of the peelable substrate in the present invention include a plate made of glass, plastic, etc., a plastic film, a plastic sheet, a metal sheet and the like. As the glass, glass such as soda glass, non-alkali glass, and tempered glass can be used.
Plastics include polystyrene resin, acrylic resin, polymethyl methacrylate resin, polycarbonate resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyamide resin, polyamideimide resin, polyetherimide resin, polyetheretherketone Resin, polyarylate resin, polyacetal resin, polybutylene terephthalate resin, polyethylene terephthalate resin, thermoplastic polyester resin such as polyethylene naphthalate, cellulose acetate resin, fluororesin, polysulfone resin, polyethersulfone resin, polymethylpentene resin, polyurethane resin And thermoplastic resins such as diallyl phthalate resin and thermosetting resins. Among plastics, polystyrene resin, acrylic resin, polymethyl methacrylate resin, polycarbonate resin, and polyvinyl chloride resin, which are excellent in transparency, are preferably used. Examples of the metal include metals such as copper, aluminum, stainless steel, nickel, iron, and titanium, and alloys thereof (42 alloy, etc.).

本発明における剥離性基材の基材材料は、プラスチックフィルムが好ましい。このプラスチックフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)などのポリエステル類、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、EVAなどのポリオレフィン類、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどのビニル系樹脂、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂などのプラスチックからなるフィルムが好ましく、また、全可視光透過率が70%以上のフィルムが好ましい。これらは単層で使うこともできるが、2層以上を組合せた多層フィルムとして使用してもよい。前記プラスチックフィルムのうち透明性、耐熱性、取り扱いやすさ、価格の点からポリエチレンナフタレートフィルムまたはポリカーボネートフィルムが特に好ましい。   The substrate material of the peelable substrate in the present invention is preferably a plastic film. Examples of the plastic film include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene and EVA, vinyl resins such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride, polysulfone, A film made of plastic such as polyethersulfone, polycarbonate, polyamide, polyimide, and acrylic resin is preferable, and a film having a total visible light transmittance of 70% or more is preferable. These can be used as a single layer, but may be used as a multilayer film in which two or more layers are combined. Among the plastic films, a polyethylene naphthalate film or a polycarbonate film is particularly preferable from the viewpoints of transparency, heat resistance, ease of handling, and cost.

上記基材材料の厚さは特に制限はないが、10μm以上1mm以下が好ましく、20μm以上0.5mm以下がさらに好ましい。基材材料が厚すぎると、基材にカールが発生しやすい、ロール品の場合には巻き癖がつきやすくなる。一方、基材材料が薄すぎるとロールツーロール方式で製造する場合、搬送工程における取扱性が悪くなる。枚葉形態での搬送が必要となる場合には、基材には或る程度以上の剛性が要求されるので、基材材料の厚さは200μm以上であることが好ましい。   The thickness of the base material is not particularly limited, but is preferably 10 μm or more and 1 mm or less, and more preferably 20 μm or more and 0.5 mm or less. If the base material is too thick, curling is likely to occur on the base material, and in the case of a roll product, curling tends to occur. On the other hand, when the substrate material is too thin, the handleability in the transport process is deteriorated when the roll-to-roll method is used. When it is necessary to convey in the form of a single wafer, the base material is required to have a certain degree of rigidity. Therefore, the thickness of the base material is preferably 200 μm or more.

また、剥離性基材はその上に形成されている導電性金属層パターンと剥離性基材上に接して設けられる封止材に対して、半導体装置作製過程において十分な密着性を有しつつ、剥離する際に剥離しやすいものである。特に、例えば封止材の硬化工程は、通常、175℃の高温で6時間であり、熱履歴を受けた後に基材を剥離する必要がある。そのためには、剥離性基材はその上に形成されている導電性金属層パターンと剥離性基材上に接して設けられる封止材に対する剥離性基材の密着強度が適当である必要がある。本発明において、剥離性基材(又は粘着剤)の粘着性は、導電性金属層パターンの剥離性基材(又は粘着剤)に対する密着強度が、25℃における90度ピール強度で、0.05〜5kN/mであることが好ましく、0.1〜3kN/mであることがさらに好ましい。
なお、本発明において、25℃における90度ピール強度の測定は、JIS Z 0237の90度引き剥がし法に準じることとし、具体的には、25℃において、毎分270〜330mm、好ましくは毎分300mmの速さで剥離性基材(又は粘着剤)を引き剥がす際の90度ピール強度を測定するものとし、例えば、90度剥離試験機(テスタ産業製)を使用することができる。
また、封止後の導電性金属層パターンの封止材に対する密着強度は、導電性金属層パターンの剥離性基材(又は粘着剤)に対する密着強度よりも低くなければならない。
In addition, the peelable substrate has sufficient adhesion in the semiconductor device manufacturing process with respect to the conductive metal layer pattern formed thereon and the sealing material provided in contact with the peelable substrate. When peeling, it is easy to peel off. In particular, for example, the curing process of the sealing material is usually 6 hours at a high temperature of 175 ° C., and it is necessary to peel off the substrate after receiving a thermal history. For that purpose, the peelable substrate needs to have an appropriate adhesion strength of the peelable substrate to the conductive metal layer pattern formed thereon and the sealing material provided in contact with the peelable substrate. . In the present invention, the adhesiveness of the peelable substrate (or adhesive) is such that the adhesion strength of the conductive metal layer pattern to the peelable substrate (or adhesive) is 90 ° peel strength at 25 ° C., 0.05 It is preferably ˜5 kN / m, more preferably 0.1 to 3 kN / m.
In the present invention, the 90-degree peel strength at 25 ° C. is measured in accordance with the JIS Z 0237 90-degree peeling method. Specifically, at 25 ° C., 270 to 330 mm per minute, preferably every minute. The 90-degree peel strength when the peelable substrate (or adhesive) is peeled off at a speed of 300 mm is measured. For example, a 90-degree peel tester (manufactured by Tester Sangyo) can be used.
In addition, the adhesion strength of the conductive metal layer pattern after sealing to the sealing material must be lower than the adhesion strength of the conductive metal layer pattern to the peelable substrate (or adhesive).

上記剥離性基材は、適度な密着性と剥離性を有していることが必要であるが、換言すれば適度な粘着性を有していることが必要である。そのためには、剥離性基材の基材材料自体が必要な粘着性を有していてもよいが、基材材料上に適当な粘着剤層を積層して剥離性基材とすることが好ましい。この場合、剥離は、基材材料と共に粘着剤層も剥離することが好ましい。
上記の粘着剤層は、剥離力が上記した25℃における90度ピール強度により決定される。
Although the said peelable base material needs to have moderate adhesiveness and peelability, in other words, it needs to have moderate adhesiveness. For that purpose, the base material itself of the peelable substrate may have the necessary adhesiveness, but it is preferable to laminate a suitable pressure-sensitive adhesive layer on the base material to form a peelable base material. . In this case, it is preferable that the pressure-sensitive adhesive layer is peeled off together with the base material.
In the pressure-sensitive adhesive layer, the peeling force is determined by the 90-degree peel strength at 25 ° C. described above.

上記基材材料は、粘着剤に対して密着性が十分高いことが好ましい。密着性が低いと、後記する半導体装置の製造過程で、剥離性基材を剥離しようとしたときに、粘着剤層を残したまま、基材材料だけが剥離することがある。   It is preferable that the base material has sufficiently high adhesion to the pressure-sensitive adhesive. If the adhesiveness is low, only the base material may be peeled while leaving the pressure-sensitive adhesive layer when the peelable base material is to be peeled off during the manufacturing process of the semiconductor device described later.

基材材料は導電性金属層パターンを貼り付けた後の反りを低減するために、封止工程での熱履歴を受けた後の収縮率が1%以下であることが好ましく、0.1%以下であることがさらに好ましい。また、20〜200℃における線熱膨張係数が3.0×10−5/℃以下のものであることが好ましく、2.5×10−5/℃以下のものであることがより好ましく、2.0×10−5/℃以下のものであることがさらに好ましく、導電性金属の線膨張係数に等しいかほぼ等しいことが最良である。 The base material preferably has a shrinkage rate of 1% or less after receiving a heat history in the sealing step in order to reduce warpage after the conductive metal layer pattern is applied, and 0.1% More preferably, it is as follows. Further, the linear thermal expansion coefficient at 20 to 200 ° C. is preferably 3.0 × 10 −5 / ° C. or less, more preferably 2.5 × 10 −5 / ° C. or less. It is more preferable that it is 0.0 × 10 −5 / ° C. or less, and it is best that it is equal to or approximately equal to the linear expansion coefficient of the conductive metal.

また、基材材料の材質を、金属から選ぶ金属層と基材材料の線膨張係数を近づけやすく、本発明に係る半導体素子搭載用基材の反りを低減が容易である。
また、粘着剤層として、活性エネルギー線の照射により硬化する硬化性樹脂を使用する場合には、基材材料は、これらの活性エネルギー線を透過させるものが好ましい。
In addition, it is easy to bring the linear expansion coefficient of the base material to a metal layer selected from metals as the base material, and it is easy to reduce the warpage of the semiconductor element mounting base material according to the present invention.
Moreover, when using curable resin hardened | cured by irradiation of an active energy ray as an adhesive layer, the base material has a preferable thing which permeate | transmits these active energy rays.

粘着性を有しているものとしては、粘着時にはガラス転移温度が80℃以下の樹脂が好ましく、20℃以下の樹脂がより好ましく、0℃以下である樹脂を用いることが最も好ましい。しかし、熱可塑性樹脂の場合は、低いガラス転移温度を有するものでもよいが、固化後の安定性から、ガラス転移温度が50℃以上であるものが好ましく、粘着時に加熱溶融するものが好ましい。
また、粘着剤層に用いる材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、活性エネルギー線の照射で硬化する樹脂等を使用することができる。上記熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、活性エネルギー線の照射で硬化する樹脂の重量平均分子量は、500以上のものを使用することが好ましい。分子量が500未満では樹脂の凝集力が低すぎるために金属との密着性が低下するおそれがある。
As the material having adhesiveness, a resin having a glass transition temperature of 80 ° C. or lower is preferable, a resin having a temperature of 20 ° C. or lower is more preferable, and a resin having a temperature of 0 ° C. or lower is most preferable. However, in the case of a thermoplastic resin, one having a low glass transition temperature may be used, but in view of stability after solidification, one having a glass transition temperature of 50 ° C. or higher is preferable, and one that melts by heating at the time of adhesion is preferable.
Moreover, as a material used for an adhesive layer, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, resin hardened | cured by irradiation of an active energy ray, etc. can be used. The thermoplastic resin, thermosetting resin, and resin cured by irradiation with active energy rays preferably have a weight average molecular weight of 500 or more. If the molecular weight is less than 500, the cohesive strength of the resin is too low, and the adhesion to the metal may be reduced.

上記の熱可塑性樹脂として代表的なものとして以下のものがあげられる。たとえば天然ゴム、ポリイソプレン、ポリ−1,2−ブタジエン、ポリイソブテン、ポリブテン、ポリ−2−ヘプチル−1,3−ブタジエン、ポリ−2−t−ブチル−1,3−ブタジエン、ポリ−1,3−ブタジエン)などの(ジ)エン類、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリビニルエチルエーテル、ポリビニルヘキシルエーテル、ポリビニルブチルエーテルなどのポリエーテル類、ポリビニルアセテート、ポリビニルプロピオネートなどのポリエステル類、ポリウレタン、エチルセルロース、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリル、ポリスルホン、ポリスルフィド、フェノキシ樹脂、ポリエチルアクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリ−2−エチルヘキシルアクリレート、ポリ−t−ブチルアクリレート、ポリ−3−エトキシプロピルアクリレート)、ポリオキシカルボニルテトラメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリイソプロピルメタクリレート、ポリドデシルメタクリレート、ポリテトラデシルメタクリレート、ポリ−n−プロピルメタクリレート、ポリ−3,3,5−トリメチルシクロヘキシルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリ−2−ニトロ−2−メチルプロピルメタクリレート、ポリ−1,1−ジエチルプロピルメタクリレート、ポリメチルメタクリレートなどのポリ(メタ)アクリル酸エステルが使用可能である。これらのポリマを構成するモノマーは、必要に応じて、2種以上共重合させて得られるコポリマとして用いてもよいし、以上のポリマ又はコポリマを2種類以上ブレンドして使用することも可能である。   Typical examples of the thermoplastic resin include the following. For example, natural rubber, polyisoprene, poly-1,2-butadiene, polyisobutene, polybutene, poly-2-heptyl-1,3-butadiene, poly-2-t-butyl-1,3-butadiene, poly-1,3 -Dienes such as butadiene), polyethers such as polyoxyethylene, polyoxypropylene, polyvinyl ethyl ether, polyvinyl hexyl ether and polyvinyl butyl ether, polyesters such as polyvinyl acetate and polyvinyl propionate, polyurethane, ethyl cellulose , Polyvinyl chloride, polyacrylonitrile, polymethacrylonitrile, polysulfone, polysulfide, phenoxy resin, polyethyl acrylate, polybutyl acrylate, poly-2-ethylhexyl acrylate, poly-t-butyl Acrylate, poly-3-ethoxypropyl acrylate), polyoxycarbonyl tetramethacrylate, polymethyl acrylate, polyisopropyl methacrylate, polydodecyl methacrylate, polytetradecyl methacrylate, poly-n-propyl methacrylate, poly-3,3,5-trimethyl Poly (meth) acrylic acid esters such as cyclohexyl methacrylate, polyethyl methacrylate, poly-2-nitro-2-methylpropyl methacrylate, poly-1,1-diethylpropyl methacrylate, and polymethyl methacrylate can be used. The monomers constituting these polymers may be used as a copolymer obtained by copolymerization of two or more, if necessary, or may be used by blending two or more of the above polymers or copolymers. .

活性エネルギー線で硬化する樹脂としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂等をベースポリマとし、各々にラジカル重合性あるいはカチオン重合性官能基を付与させた材料が例示できる。ラジカル重合性官能基として、アクリル基(アクリロイル基)、メタクリル基(メタクリロイル基)、ビニル基、アリル基などの炭素−炭素二重結合があり、反応性の良好なアクリル基(アクリロイル基)が好適に用いられる。カチオン重合性官能基としては、エポキシ基(グリシジルエーテル基、グリシジルアミン基)が代表的であり、高反応性の脂環エポキシ基が好適に用いられる。具体的な材料としては、アクリルウレタン、エポキシ(メタ)アクリレート、エポキシ変性ポリブタジエン、エポキシ変性ポリエステル、ポリブタジエン(メタ)アクリレート、アクリル変性ポリエステル等が挙げられる。活性エネルギー線としては、紫外線、電子線等が利用される。
活性エネルギー線が紫外線の場合、紫外線硬化時に添加される光増感剤あるいは光開始剤としては、ベンゾフェノン系、アントラキノン系、ベンゾイン系、スルホニウム塩、ジアゾニウム塩、オニウム塩、ハロニウム塩等の公知の材料を使用することができる。また、上記の材料の他に汎用の熱可塑性樹脂をブレンドしても良い。
Examples of the resin curable with active energy rays include materials in which an acrylic resin, an epoxy resin, a polyester resin, a urethane resin, or the like is used as a base polymer and a radically polymerizable or cationically polymerizable functional group is added to each. As the radical polymerizable functional group, there are carbon-carbon double bonds such as an acrylic group (acryloyl group), a methacryl group (methacryloyl group), a vinyl group, and an allyl group, and a highly reactive acrylic group (acryloyl group) is preferable. Used for. As the cationically polymerizable functional group, an epoxy group (glycidyl ether group, glycidylamine group) is representative, and a highly reactive alicyclic epoxy group is preferably used. Specific materials include acrylic urethane, epoxy (meth) acrylate, epoxy-modified polybutadiene, epoxy-modified polyester, polybutadiene (meth) acrylate, and acrylic-modified polyester. As the active energy rays, ultraviolet rays, electron beams and the like are used.
When the active energy ray is ultraviolet, photosensitizers or photoinitiators added at the time of ultraviolet curing include known materials such as benzophenone, anthraquinone, benzoin, sulfonium salt, diazonium salt, onium salt, and halonium salt. Can be used. In addition to the above materials, a general-purpose thermoplastic resin may be blended.

熱硬化性樹脂としては、天然ゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ポリイソブチレン、ブチルゴム、ハロゲン化ブチル、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ポリイソブテン、カルボキシゴム、ネオプレン、ポリブタジエン等の樹脂と架橋剤としての硫黄、アニリンホルムアルデヒド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、リグリン樹脂、キシレンホルムアルデヒド樹脂、キシレンホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、アニリン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ホルマリン樹脂、金属酸化物、金属塩化物、オキシム、アルキルフェノール樹脂等の組み合わせで用いられるものがある。なおこれらには、架橋反応速度を増加する目的で、汎用の加硫促進剤等の添加剤を使用することもできる。   As thermosetting resins, natural rubber, isoprene rubber, chloroprene rubber, polyisobutylene, butyl rubber, halogenated butyl, acrylonitrile-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, polyisobutene, carboxy rubber, neoprene, polybutadiene and the like as crosslinking agents Sulfur, aniline formaldehyde resin, urea formaldehyde resin, phenol formaldehyde resin, ligrin resin, xylene formaldehyde resin, xylene formaldehyde resin, melamine formaldehyde resin, epoxy resin, urea resin, aniline resin, melamine resin, phenol resin, formalin resin, metal oxide Products, metal chlorides, oximes, alkylphenol resins and the like. In addition, for these purposes, additives such as general-purpose vulcanization accelerators can be used for the purpose of increasing the crosslinking reaction rate.

熱硬化性樹脂として、硬化剤を利用するものとしては、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基、アミノ基、不飽和炭化水素基等の官能基を有する樹脂とエポキシ基、水酸基、アミノ基、アミド基、カルボキシル基、チオール基等の官能基を有する硬化剤あるいは金属塩化物、イソシアネート、酸無水物、金属酸化物、過酸化物等の硬化剤との組み合わせで用いられるものがある。なお、硬化反応速度を増加する目的で、汎用の触媒等の添加剤を使用することもできる。具体的には、硬化性アクリル樹脂組成物、不飽和ポリエステル樹脂組成物、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂組成物、ポリウレタン樹脂組成物等が例示される。   As a thermosetting resin, those using a curing agent include a resin having a functional group such as a carboxyl group, a hydroxyl group, an epoxy group, an amino group, an unsaturated hydrocarbon group, an epoxy group, a hydroxyl group, an amino group, an amide group, Some are used in combination with a curing agent having a functional group such as a carboxyl group or a thiol group, or a curing agent such as a metal chloride, isocyanate, acid anhydride, metal oxide, or peroxide. In addition, for the purpose of increasing the curing reaction rate, additives such as general-purpose catalysts can be used. Specific examples include curable acrylic resin compositions, unsaturated polyester resin compositions, diallyl phthalate resins, epoxy resin compositions, polyurethane resin compositions, and the like.

さらに、熱硬化性樹脂又は活性エネルギー線で硬化する樹脂としては、アクリル酸又はメタクリル酸の付加物が好ましいものとして例示できる。
アクリル酸又はメタクリル酸の付加物としては、エポキシアクリレート(n=1.48〜1.60)、ウレタンアクリレート(n=1.5〜1.6)、ポリエーテルアクリレート(n=1.48〜1.49)、ポリエステルアクリレート(n=1.48〜1.54)なども使うこともできる。特に接着性の点から、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエーテルアクリレートが優れており、エポキシアクリレートとしては、1、6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、アリルアルコールジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジルエステル、フタル酸ジグリシジルエステル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、ソルビトールテトラグリシジルエーテル等の(メタ)アクリル酸付加物が挙げられる。エポキシアクリレートなどのように分子内に水酸基を有するポリマは接着性向上に有効である。これらの共重合樹脂は必要に応じて、2種以上併用することができる。
Furthermore, as a thermosetting resin or a resin curable with an active energy ray, an adduct of acrylic acid or methacrylic acid can be exemplified as a preferable one.
As an adduct of acrylic acid or methacrylic acid, epoxy acrylate (n = 1.48 to 1.60), urethane acrylate (n = 1.5 to 1.6), polyether acrylate (n = 1.48 to 1) .49), polyester acrylate (n = 1.48 to 1.54), and the like can also be used. In particular, urethane acrylate, epoxy acrylate, and polyether acrylate are excellent from the viewpoint of adhesiveness. Examples of epoxy acrylate include 1,6-hexanediol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, allyl alcohol diglycidyl ether, and resorcinol. (Meth) acrylic such as diglycidyl ether, diglycidyl adipate, diglycidyl phthalate, polyethylene glycol diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether, sorbitol tetraglycidyl ether An acid adduct is mentioned. A polymer having a hydroxyl group in the molecule, such as epoxy acrylate, is effective in improving adhesion. These copolymer resins can be used in combination of two or more as required.

本発明で粘着性を有しているもの又は粘着性を示すもの(以下、これらを、「粘着剤」という)には、必要に応じて、架橋剤、硬化剤、希釈剤、可塑剤、酸化防止剤、充填剤、着色剤、紫外線吸収剤や粘着付与剤などの添加剤を配合してもよい。   In the present invention, those having adhesiveness or those exhibiting adhesiveness (hereinafter referred to as “adhesive”) are optionally cross-linking agent, curing agent, diluent, plasticizer, oxidation You may mix | blend additives, such as an inhibitor, a filler, a coloring agent, a ultraviolet absorber, and a tackifier.

基材材料への粘着剤層の形成は、粘着剤を基材材料に塗工するのが安易で好ましい。粘着剤の塗工方法としては、特に制限はないが、例えば、ダイコート、ロールコート、リバースロールコート、グラビアコート、バーコート、コンマコート等を挙げることができる。   In forming the pressure-sensitive adhesive layer on the base material, it is easy and preferable to apply the pressure-sensitive adhesive to the base material. The method for applying the pressure-sensitive adhesive is not particularly limited, and examples thereof include die coating, roll coating, reverse roll coating, gravure coating, bar coating, and comma coating.

粘着剤層の厚さは、0.5〜100μmが好ましく、半導体装置作製過程において十分な密着性を有するためには3μm以上であることがより好ましく、5μm以上であることがさらに好ましい。また、粘着剤層の厚みが厚いと密着性が高くなるため、特に熱履歴後の剥離が困難となるので30μm以下であることがより好まし、20μm以下であることがさらに好ましい。   The thickness of the pressure-sensitive adhesive layer is preferably 0.5 to 100 μm, more preferably 3 μm or more, and further preferably 5 μm or more in order to have sufficient adhesion in the process of manufacturing a semiconductor device. Moreover, since adhesiveness will become high when the thickness of an adhesive layer is thick, especially peeling after a heat history becomes difficult, it is more preferable that it is 30 micrometers or less, and it is further more preferable that it is 20 micrometers or less.

上記粘着剤が、硬化性樹脂を使用している場合、硬化後の粘着剤のガラス転移温度は、耐熱性を向上させるために、50〜300℃であることが好ましく、100〜300℃であることがより好ましく、150〜250℃であることが特に好ましい。このガラス転移温度が低すぎると、ワイヤボンド工程において熱によって粘着剤層が軟化し、ワイヤの接合不良が生じやすくなったり、封止工程での熱によって粘着剤層が軟化し、その上に積層した金属層との間にめっきレジストが入り込みやすくなる傾向があるなどの熱による不具合がでる可能性がある。また、ガラス転移温度が高すぎると、金属層パターンとの25℃における90度ピール強度が低下しやすい傾向がある。なお、ガラス転移温度は、粘着剤の単層フィルムを熱機械的分析装置(例えば、セイコー電子工業製、TMA−120)により、昇温速度10℃/分、荷重10gの引っ張りモードで測定される。   When the said adhesive is using curable resin, it is preferable that the glass transition temperature of the adhesive after hardening is 50-300 degreeC, in order to improve heat resistance, it is 100-300 degreeC. It is more preferable, and it is especially preferable that it is 150-250 degreeC. If the glass transition temperature is too low, the pressure-sensitive adhesive layer is softened by heat in the wire bonding process, and wire bonding failure is likely to occur, or the pressure-sensitive adhesive layer is softened by heat in the sealing process and laminated thereon. There is a possibility that defects due to heat, such as a tendency for the plating resist to easily enter between the metal layers, may occur. Moreover, when the glass transition temperature is too high, the 90-degree peel strength at 25 ° C. with the metal layer pattern tends to decrease. The glass transition temperature is measured with a thermomechanical analyzer (for example, TMA-120, manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.) in a tensile mode with a heating rate of 10 ° C./min and a load of 10 g. .

また、上記粘着剤層(硬化性樹脂を使用している場合、硬化後の粘着剤層)の20〜200℃における線熱膨張係数は、3.0×10−5/℃以下であることが好ましく、2.5×10−5/℃以下であることがより好ましく、2.0×10−5/℃以下であることがさらに好ましい。導電性金属の線膨張係数に等しいかほぼ等しいことが最良である。 Moreover, the linear thermal expansion coefficient in 20-200 degreeC of the said adhesive layer (when using curable resin, the adhesive layer after hardening) may be 3.0 * 10 < -5 > / degrees C or less. Preferably, it is 2.5 × 10 −5 / ° C. or less, and more preferably 2.0 × 10 −5 / ° C. or less. It is best to be equal to or approximately equal to the coefficient of linear expansion of the conductive metal.

金属層パターンは、銅、金、銀、アルミニウム、タングステン、ニッケル、鉄、クロム等の導電性金属からなるが好ましい。金属層パターンの材質は、特に限定されないが、金属層パターンを形成しやすいように銅であることが好ましい。導電性金属層パターンは、半導体装置又はその製造工程に適用するように設計されたものである。   The metal layer pattern is preferably made of a conductive metal such as copper, gold, silver, aluminum, tungsten, nickel, iron, or chromium. Although the material of a metal layer pattern is not specifically limited, It is preferable that it is copper so that a metal layer pattern can be formed easily. The conductive metal layer pattern is designed to be applied to a semiconductor device or a manufacturing process thereof.

上記金属層パターンの導体厚さは、特に制限はないが、5〜100μmが好ましく、10〜50μmがさらに好ましく、15〜30μmが特に好ましい。金属層パターンの導体厚さが厚すぎると金属層パターン形成に時間がかかり、さらに、材料コストも上がる。薄すぎると配線強度が低下する。   The conductor thickness of the metal layer pattern is not particularly limited, but is preferably 5 to 100 μm, more preferably 10 to 50 μm, and particularly preferably 15 to 30 μm. If the conductor thickness of the metal layer pattern is too thick, it takes time to form the metal layer pattern, and the material cost also increases. If it is too thin, the wiring strength decreases.

本発明に係る半導体素子接続用配線基材の製造法について説明する。
本発明に係る半導体素子接続用配線基材の好ましい製造法では、めっき用導電性基材上にめっきにより半導体装置又はその製造過程で必要な導電性金属層パターンに対応した金属層を形成し、この金属層を転写用基材に転写して作製される。転写用基材は前記した剥離性基材である。
A method for producing a wiring substrate for connecting semiconductor elements according to the present invention will be described.
In a preferred method for manufacturing a wiring substrate for connecting a semiconductor element according to the present invention, a metal layer corresponding to a conductive metal layer pattern required in a semiconductor device or its manufacturing process is formed on a conductive substrate for plating by plating, This metal layer is produced by transferring to a transfer substrate. The transfer substrate is the above-described peelable substrate.

まず、めっき用導電性基材について説明する。
本発明において使用する好ましいめっき用導電性基材は、上記の導電性金属層パターンに対応しためっき形成部を有する導電性基材であって、導電性基材の表面に絶縁層が形成されており、その絶縁層にめっきを形成するために開口された凹部(めっき形成部)が形成されている。この凹部の底面には導電性材料が露出している。上記の凹部は好ましくは、開口方向に向かって幅広な形状を有する。
First, the conductive substrate for plating will be described.
A preferred conductive substrate for plating used in the present invention is a conductive substrate having a plating forming portion corresponding to the conductive metal layer pattern, and an insulating layer is formed on the surface of the conductive substrate. And the recessed part (plating formation part) opened in order to form plating in the insulating layer is formed. The conductive material is exposed on the bottom surface of the recess. The concave portion preferably has a shape that is wide toward the opening direction.

本発明において、導電性基材に用いられる導電性材料は、その露出表面に電解めっきで金属を析出させるために十分な導電性を有するものであり、金属であることが特に好ましい。また、その基材は表面に電解めっきにより形成された金属層を転写用基材に転写させることができるように、その上に形成された金属層との密着力が低く、容易に剥離できるものであることが好ましい。このような導電性基材の材料としてはステンレス鋼、クロムめっきされた鋳鉄、クロムめっきされた鋼、チタン、チタンをライニングした材料、ニッケルなどが特に好ましい。   In the present invention, the conductive material used for the conductive substrate has sufficient conductivity for depositing metal on the exposed surface by electrolytic plating, and is particularly preferably a metal. In addition, the base material has low adhesion to the metal layer formed on it so that the metal layer formed by electrolytic plating on the surface can be transferred to the transfer base material, and can be easily peeled off. It is preferable that As such a conductive base material, stainless steel, chrome-plated cast iron, chrome-plated steel, titanium, titanium-lined material, nickel and the like are particularly preferable.

前記の導電性基材の形状としては、シート状、プレート状、ロール状、フープ状等がある。ロール状の場合は、シート状、プレート状のものを回転体(ロール)に取り付けたものであってもよい。フープ状の場合は、フープの内側の2箇所から数箇所にロールを設置し、そのロールにフープ状の導電性基材を通すような形態等が考えられる。ロール状、フープ状ともに金属箔を連続的に生産することが可能であるため、シート状、プレート状に比較すると、生産効率が高く、好ましい。導電性基材をロールに巻きつけて使用する場合、ロールとして導電性のものを使用し、ロールと導電性基材が容易に導通するようにしたものが好ましい。   Examples of the shape of the conductive substrate include a sheet shape, a plate shape, a roll shape, and a hoop shape. In the case of a roll, a sheet or plate attached to a rotating body (roll) may be used. In the case of a hoop shape, a configuration in which rolls are installed at two to several locations inside the hoop and a hoop-shaped conductive base material is passed through the roll can be considered. Since it is possible to continuously produce a metal foil in both a roll shape and a hoop shape, the production efficiency is higher than that in a sheet shape or a plate shape, which is preferable. When the conductive substrate is used by being wound around a roll, a conductive roll is preferably used so that the roll and the conductive substrate are easily conducted.

絶縁層の厚さは、凹部の深さに対応する。凹部の深さは、析出するめっきの厚さとも関係するため、目的に応じて適宜決定される。絶縁層の厚さは、0.10μm以上100μm以下の範囲であることが好ましく、0.1μm以上20μm以下の範囲であることがより好ましく、0.5μm以上10μm以下の範囲であることが特に好ましい。絶縁層が薄すぎると絶縁層にピンホールが発生しやすくなるため、めっきした際に、絶縁層を施した部分にも金属が析出しやすくなる。絶縁層の厚さは、1〜5μmであることが特に好ましい。   The thickness of the insulating layer corresponds to the depth of the recess. Since the depth of the recess is related to the thickness of the plating to be deposited, it is appropriately determined according to the purpose. The thickness of the insulating layer is preferably in the range of 0.10 μm to 100 μm, more preferably in the range of 0.1 μm to 20 μm, and particularly preferably in the range of 0.5 μm to 10 μm. . If the insulating layer is too thin, pinholes are likely to be generated in the insulating layer, so that when the plating is performed, the metal is likely to be deposited on the portion where the insulating layer is applied. The thickness of the insulating layer is particularly preferably 1 to 5 μm.

上記の絶縁層は、ダイヤモンドに類似したカーボン薄膜、いわゆるダイヤモンドライクカーボン(以下、DLCとする)薄膜のうち、絶縁性を有するものにて形成することができる。DLC薄膜は、特に、耐久性、耐薬品性に優れているため、特に好ましい。
さらに、絶縁層をAl、SiO等の無機化合物のような無機材料で形成することもできる。
The insulating layer can be formed of a carbon thin film similar to diamond, a so-called diamond-like carbon (hereinafter referred to as DLC) thin film having an insulating property. The DLC thin film is particularly preferable because it is excellent in durability and chemical resistance.
Furthermore, the insulating layer can be formed of an inorganic material such as an inorganic compound such as Al 2 O 3 or SiO 2 .

凹部又は絶縁層の形状は、目的に応じて適宜決定されるが、半導体装置用導電性金属層パターン又はその製造過程で要求される導電性金属層パターンに対応したものとされる。   The shape of the recess or the insulating layer is appropriately determined according to the purpose, but corresponds to the conductive metal layer pattern for a semiconductor device or the conductive metal layer pattern required in the manufacturing process thereof.

本発明のめっき用導電性基材の一例を図面を用いて説明する。
図1は、本発明のめっき用導電性基材の一例を示す一部斜視図である。図2は、図1のA−A断面図を示す。図2の(a)は凹部の側面が平面的であるが、(b)は凹部の側面になだらかな凹凸がある場合を示す。めっき用導電性基材1は、導電性基材2の上に絶縁層3が積層されており、絶縁層3に凹部4が形成されている。この凹部4の底部は、導電性基材2が露出している。凹部4の底部は、導電性基材に導通している導体層であってもよい。
この例においては、絶縁層3及び凹部4からなる一定のパターンが図2の断面方向に繰り返されているが、その繰り返し数は適宜決定される。また、断面方向に直角の方向には、絶縁層3又は凹部4が所定の長さになるように延びており、図1の手前に示すように、図2の断面方向の凹部に合流するようになっていてものよい。凹部は溝状(平面形状が線状、矩形状その他の形状)に限らず、平面形状が正方形等の矩形、円形、その他の形状である穴状であってもよく、このような形状はその目的に応じて適宜決定される。
導電性基材2と絶縁層3の間には、絶縁層3の接着性の改善等を目的として、導電性又は絶縁性の中間層(図示せず)が積層されていてもよい。または、凹部4の側面は、開口方向に向かって全体として広がっている。
An example of the conductive substrate for plating according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partial perspective view showing an example of a conductive substrate for plating according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 2A shows a case where the side surface of the recess is planar, while FIG. 2B shows a case where the side surface of the recess has gentle irregularities. In the conductive base material 1 for plating, an insulating layer 3 is laminated on a conductive base material 2, and a recess 4 is formed in the insulating layer 3. The conductive base material 2 is exposed at the bottom of the recess 4. The bottom of the recess 4 may be a conductor layer that is electrically connected to the conductive substrate.
In this example, a certain pattern composed of the insulating layer 3 and the recess 4 is repeated in the cross-sectional direction of FIG. 2, but the number of repetitions is appropriately determined. In addition, in the direction perpendicular to the cross-sectional direction, the insulating layer 3 or the concave portion 4 extends so as to have a predetermined length, and as shown in the front of FIG. 1, it joins the concave portion in the cross-sectional direction of FIG. It ’s good. The concave portion is not limited to the groove shape (the planar shape is linear, rectangular or other shapes), and the planar shape may be a square such as a square, a circle, or a hole having another shape. It is determined appropriately according to the purpose.
A conductive or insulating intermediate layer (not shown) may be laminated between the conductive substrate 2 and the insulating layer 3 for the purpose of improving the adhesiveness of the insulating layer 3 or the like. Or the side surface of the recessed part 4 has spread as a whole toward the opening direction.

前記凹部について説明する。図3は、凹部を有するめっき用導電性基材の一部断面図である。導電性基材2上に絶縁層3が積層されており、これに凹部4が形成されている。凹部の側面は、開口方向に向かって開くようになっていることが好ましいが、図3(a)のように、勾配αで一定に広がっている必要は必ずしもない。めっきにより形成される金属層の剥離に問題がなければ、側面は、開口方向に向かって閉じるようになっている部分があってもよいが、このような部分がない方が良く、側面は開口方向に向かって閉じておらず全体として広がっていることが好ましい。特に、凹部の一側面がその対面と共に、底面に対して垂直となっている部分が高さ方向で1μm以上続く部分がないようにすることが好ましい。このようなめっき用導電性基材であれば、それを用いてめっきを行った後、析出した金属層をめっき用導電性基材から剥離するに際し、金属層と絶縁層との間の摩擦又は抵抗を小さくすることができ、その剥離がより容易になる。
凹部の幅や直径など(開口部でd、底面でd′)は、目的に応じて決定される。
The said recessed part is demonstrated. FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a conductive substrate for plating having a recess. An insulating layer 3 is laminated on the conductive substrate 2, and a recess 4 is formed in the insulating layer 3. Although it is preferable that the side surface of the concave portion is open toward the opening direction, it is not always necessary that the side surface of the concave portion is constantly spread with the gradient α as shown in FIG. If there is no problem in peeling off the metal layer formed by plating, the side surface may have a part that closes toward the opening direction, but it is better not to have such a part, and the side surface is open. It is preferable that it is not closed toward the direction and spreads as a whole. In particular, it is preferable that one side surface of the concave portion together with the opposite surface thereof has no portion that is perpendicular to the bottom surface and continues in the height direction by 1 μm or more. If it is such a conductive substrate for plating, after plating using it, when peeling the deposited metal layer from the conductive substrate for plating, friction between the metal layer and the insulating layer or The resistance can be reduced, and the peeling becomes easier.
The width, diameter, etc. of the recess (d at the opening and d ′ at the bottom) are determined according to the purpose.

凹部の側面は、必ずしも平面ではない。この場合には、図2(b)に示すように、前記の勾配αは、凹部の高さh(本図面では、絶縁層の厚さとなる)と凹部の側面の幅s(水平方向で凹部の側面の幅方向)を求め、

Figure 2011134960
によってαを決定する。
αは、角度で30度以上90度未満が好ましく、30度以上80度以下がより好ましく、30度以上60度以下が特に好ましい。この角度が小さいと作製が困難となる傾向があり、大きいと凹部にめっきにより形成し得た金属層(金属層パターン)を剥離する際、又は、転写用基材に転写する際の抵抗が大きくなる傾向がある。 The side surface of the recess is not necessarily a flat surface. In this case, as shown in FIG. 2 (b), the gradient α is such that the height h of the concave portion (in this drawing, the thickness of the insulating layer) and the width s of the side surface of the concave portion (the concave portion in the horizontal direction). Width direction of the side)
Figure 2011134960
Determines α.
α is preferably 30 ° or more and less than 90 °, more preferably 30 ° or more and 80 ° or less, and particularly preferably 30 ° or more and 60 ° or less. If this angle is small, the production tends to be difficult. If the angle is large, the resistance when peeling the metal layer (metal layer pattern) formed by plating in the recess or transferring to the transfer substrate is large. Tend to be.

また、絶縁層の厚さは、前記と同様であるが、これに対応するように、本発明のめっき用導電性基材における凹部4の深さは、0.1〜100μmであることが好ましく、0.1〜20μmであることがより好ましく、0.5〜10μmであることがさらに好ましく、1〜5μmであることが特に好ましい。   In addition, the thickness of the insulating layer is the same as described above. In order to correspond to this, the depth of the recess 4 in the conductive substrate for plating of the present invention is preferably 0.1 to 100 μm. 0.1 to 20 μm is more preferable, 0.5 to 10 μm is further preferable, and 1 to 5 μm is particularly preferable.

本発明におけるめっき用導電性基材の好ましい製造方法としては、導電性基材の表面に、導電性基材を露出させている凹部によって特定の導電性金属層パターンが描かれるように絶縁層を形成する工程を含む。
この工程は、(A)導電性基材の表面に、除去可能な凸状のパターン(上記の導電性金属層パターンに対応)を形成する工程、
(B)除去可能な凸状のパターンが形成されている導電性基材の表面に、絶縁層を形成する工程
及び
(C)絶縁層が付着している凸状のパターンを除去する工程
を含む。
As a preferred method for producing the conductive substrate for plating in the present invention, an insulating layer is formed on the surface of the conductive substrate so that a specific conductive metal layer pattern is drawn by the recesses exposing the conductive substrate. Forming.
This step is a step (A) of forming a removable convex pattern (corresponding to the above conductive metal layer pattern) on the surface of the conductive substrate,
(B) including a step of forming an insulating layer on the surface of the conductive substrate on which a removable convex pattern is formed, and (C) a step of removing the convex pattern to which the insulating layer is attached. .

上記(A)導電性基材の表面に、除去可能な凸状のパターンを形成する工程は、フォトリソグラフ法を利用して、レジストパターンを形成する方法を利用することができる。
この方法(a法)は、
(a−1)導電性基材の上に感光性レジスト層を形成する工程、
(a−2)感光性レジスト層を導電性金属層パターンに対応したマスクを通して露光する工程
及び
(a−3)露光後の感光性レジスト層を現像する工程
を含む。
For the step (A) of forming a removable convex pattern on the surface of the conductive substrate, a method of forming a resist pattern using a photolithographic method can be used.
This method (Method a)
(A-1) a step of forming a photosensitive resist layer on the conductive substrate;
(A-2) including a step of exposing the photosensitive resist layer through a mask corresponding to the conductive metal layer pattern, and (a-3) a step of developing the exposed photosensitive resist layer.

また、この方法(b法)は、上記(A)導電性基材の表面に、除去可能な凸状のパターンを形成する工程は、
(b−1)導電性基材の上に感光性レジスト層を形成する工程、
(b−2)感光性レジスト層に導電性金属層パターンに対応した部分にマスクをせずレーザー光を照射する工程
及び
(b−3)レーザー光を照射後の感光性レジスト層を現像する工程
を含む。
Further, in this method (method b), the step (A) of forming a removable convex pattern on the surface of the conductive substrate is as follows:
(B-1) a step of forming a photosensitive resist layer on the conductive substrate;
(B-2) a step of irradiating the photosensitive resist layer with a laser beam without masking a portion corresponding to the conductive metal layer pattern; and (b-3) a step of developing the photosensitive resist layer after the laser beam irradiation. including.

感光性レジストとしては、よく知られたネガ型レジスト(光が照射された部分が硬化する)を使用することができる。また、このとき、マスクもネガ型マスク(凹部に対応する部分は光が通過する)が使用される。また、感光性レジストとしてはポジ型レジストを用いることができる。これらの方式の対応して上記a法及びb法における光照射部分が適宜決定される。   As the photosensitive resist, a well-known negative resist (a portion irradiated with light is cured) can be used. At this time, a negative mask (light passes through a portion corresponding to the concave portion) is also used as the mask. Further, a positive resist can be used as the photosensitive resist. Corresponding to these methods, the light irradiation part in the method a and method b is appropriately determined.

具体的方法として、導電性基材上にドライフィルムレジスト(感光性樹脂層)をラミネートし、マスクを装着して露光することにより、凸状パターンとして残存させる部分を硬化状態に不要部を現像可能状態とし、不要部を現像して除去することにより形成することができる。また、凸状パターンは、導電性基材に液状レジストを塗布した後に溶剤を乾燥するかあるいは仮硬化させた後、マスクを装着して露光することにより、凸状パターンとして残存させる部分を硬化状態に不要部を現像可能状態とし、不要部を現像して除去することにより形成することもできる。液状レジストは、スプレー、ディスペンサー、ディッピング、ロール、スピンコート等により塗布できる。   As a specific method, by laminating a dry film resist (photosensitive resin layer) on a conductive substrate, and wearing a mask to expose it, the part that remains as a convex pattern can be cured and the unnecessary part can be developed. It can be formed by developing and removing unnecessary portions. In addition, the convex pattern is a state in which the portion that remains as the convex pattern is cured by applying a liquid resist to the conductive substrate and then drying or temporarily curing the solvent, and then exposing the mask with a mask. Alternatively, the unnecessary portion can be developed, and the unnecessary portion can be developed and removed. The liquid resist can be applied by spraying, dispenser, dipping, roll, spin coating or the like.

上記において、ドライフィルムレジストをラミネートし、又は液状レジストを塗布した後に、マスクを介して露光する代わりにレーザー光などでマスクを使用せず直接に露光する方法を採用することもできる。光硬化性樹脂にマスクを介して又は介さずして活性エネルギー線を照射することでパターニングできればその態様は問わない。
導電性基材のサイズが大きい場合などはドライフィルムレジストを用いる方法が生産性の観点からは好ましく、導電性基材がめっきドラムなどの場合は、ドライフィルムレジストをラミネートし、又は液状レジストを塗布した後にマスクを介さずにレーザー光などで直接に露光する方法が好ましい。
In the above, after laminating a dry film resist or applying a liquid resist, it is also possible to employ a method of directly exposing without using a mask with a laser beam or the like instead of exposing through a mask. If the patterning can be performed by irradiating the photocurable resin with active energy rays with or without a mask, the mode is not limited.
When the size of the conductive substrate is large, a method using a dry film resist is preferable from the viewpoint of productivity. When the conductive substrate is a plating drum, the dry film resist is laminated or a liquid resist is applied. Then, a method of directly exposing with a laser beam or the like without using a mask is preferable.

前記において、感光性レジストの代わりに熱硬化性樹脂を用い、レーザー光の照射により熱硬化性樹脂の不要部を除去する方法によっても行うことができる。   In the above, it can carry out also by the method of using a thermosetting resin instead of a photosensitive resist, and removing the unnecessary part of a thermosetting resin by irradiation of a laser beam.

印刷法を用いてレジストパターン(凸状パターン)を形成することができるが、この場合には、レジストパターンの印刷方法としては様々な方法を用いることができる。例えば、スクリーン印刷、凸版印刷、凸版オフセット印刷、凸版反転オフセット印刷、凹版印刷、凹版オフセット印刷、インクジェット印刷、フレキソ印刷などを用いることができる。レジストとしては光硬化性又は熱硬化性の樹脂が使用できる。印刷後、光照射又は熱によりレジストを硬化させる。   Although a resist pattern (convex pattern) can be formed by using a printing method, in this case, various methods can be used as a resist pattern printing method. For example, screen printing, letterpress printing, letterpress offset printing, letterpress reversal offset printing, intaglio printing, letterpress printing, ink jet printing, flexographic printing, and the like can be used. As the resist, a photocurable or thermosetting resin can be used. After printing, the resist is cured by light irradiation or heat.

本発明におけるめっき用導電性基材の製造方法の一例を図面を用いて説明する。
図4は、めっき用導電性基材の製造方法を示す工程の一例を断面図で示したものである。
An example of the manufacturing method of the electroconductive base material for plating in this invention is demonstrated using drawing.
FIG. 4 is a sectional view showing an example of a process showing a method for producing a conductive substrate for plating.

導電性基材2の上に感光性レジスト層(感光性樹脂層)5が形成されている(図4(a))。この積層物の感光性レジスト層(感光性樹脂層)5に対し、フォトリソグラフ法を適用して感光性レジスト層5をパターン化する(図4(b))。パターン化は、パターンが形成されたフォトマスクを感光性レジスト層5の上に載置し、露光した後、現像して感光性レジスト層5の不要部を除去して突起部6を残すことにより行われる。突起部6の形状とそれからなる凸状パターンは、導電性基材2上の凹部4とそのパターンに対応するよう考慮される。   A photosensitive resist layer (photosensitive resin layer) 5 is formed on the conductive substrate 2 (FIG. 4A). The photosensitive resist layer 5 is patterned by applying a photolithographic method to the photosensitive resist layer (photosensitive resin layer) 5 of the laminate (FIG. 4B). Patterning is performed by placing a photomask on which a pattern is formed on the photosensitive resist layer 5, exposing it, developing it, removing unnecessary portions of the photosensitive resist layer 5, and leaving protrusions 6. Done. The shape of the protruding portion 6 and the convex pattern formed therefrom are considered to correspond to the concave portion 4 on the conductive substrate 2 and the pattern.

この時、突起部6の断面形状において、その側面は、導電性基材2に対して垂直であること、又は、突起部6が導電性基材2に接する端部に対して、突起部6の側面上方の少なくとも一部がその端部に覆い被さるような位置にあることが好ましい。突起部6の幅で言う場合は、突起部6の幅の最大値dは、突起部6が導電性基材2に接する幅dと等しいか大きくすることが好ましい。これは、形成される密着性のよい絶縁層3の凹部幅はdによって決定されるからである。ここで、突起部6の断面形状で、突起部6の幅の最大値dが突起部6と導電性基材2に接する幅dと等しいか大きくする方法としては、突起部6の現像時にオーバ現像するか、形状がアンダーカットとなる特性を有するレジストを使用すれば良い。dは凸部の上部で実現されていることが好ましい。
除去可能な凸部のパターンを形成する突起部6の形状は、凹部の形状に対応づけられる。突起部の幅は前記のdで、凹部の底部の幅d′に対応し、高さは、導電性基材上に形成される形成されるべき絶縁層の厚さの1.2〜10倍が好ましい。
At this time, in the cross-sectional shape of the protrusion 6, the side surface is perpendicular to the conductive substrate 2, or the protrusion 6 is in contact with the end where the protrusion 6 is in contact with the conductive substrate 2. It is preferable that at least a part of the upper side of the side cover the end. In terms of the width of the protruding portion 6, the maximum width d 1 of the protruding portion 6 is preferably equal to or larger than the width d 0 where the protruding portion 6 is in contact with the conductive substrate 2. This is because the recess width of the insulating layer 3 having good adhesion is determined by d 1 . Here, in the cross-sectional shape of the protrusion 6, the maximum width d 1 of the protrusion 6 is equal to or larger than the width d in contact with the protrusion 6 and the conductive substrate 2. A resist having a characteristic of over-developing or having an undercut shape may be used. d 1 is preferably is realized at the top of the convex portion.
The shape of the protrusion 6 forming the pattern of the removable convex portion is associated with the shape of the concave portion. The width of the protrusion is d 1 , which corresponds to the width d ′ of the bottom of the recess, and the height is 1.2 to 10 of the thickness of the insulating layer to be formed on the conductive substrate. Double is preferred.

前記した(B)除去可能な凸状パターンが形成されている導電性基材の表面に、絶縁層を形成する工程について、説明する。
突起部6からなる凸状パターンを有する導電性基材2の表面に絶縁層3を形成する(図4(c))。
(B) The process of forming an insulating layer on the surface of the conductive substrate on which the removable convex pattern is formed will be described.
An insulating layer 3 is formed on the surface of the conductive substrate 2 having a convex pattern composed of the protrusions 6 (FIG. 4C).

絶縁層としてDLC薄膜を形成する方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、アーク放電法、イオン化蒸着法等の物理気相成長法、プラズマCVD法等の化学気相成長法等のドライコーティング法を採用し得るが、成膜温度が室温から制御できる高周波やパルス放電を利用するプラズマCVD法が特に好ましい。   As a method for forming a DLC thin film as an insulating layer, a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, an arc discharge method, a physical vapor deposition method such as an ionization deposition method, a chemical vapor deposition method such as a plasma CVD method, etc. However, the plasma CVD method using a high frequency or pulse discharge in which the film forming temperature can be controlled from room temperature is particularly preferable.

上記DLC薄膜をプラズマCVD法で形成するために、原料となる炭素源として炭化水素系のガスが好んで用いられる。例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等のアルカン系ガス類、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン等のアルケン系ガス類、ペンタジエン、ブタジエン等のアルカジエン系ガス類、アセチレン、メチルアセチレン等のアルキン系ガス類、ベンゼン、トルエン、キシレン、インデン、ナフタレン、フェナントレン等の芳香族炭化水素系ガス類、シクロプロパン、シクロヘキサン等のシクロアルカン系ガス類、シクロペンテン、シクロヘキセン等のシクロアルケン系ガス類、メタノール、エタノール等のアルコール系ガス類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系ガス類、メタナール、エタナール等のアルデヒド系ガス類等が挙げられる。上記ガスは単独で使用しても良いし、二種以上を併用しても良い。また、元素として炭素と水素を含有する原料ガスとして上記した炭素源と水素ガスとの混合物、上記した炭素源と一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス等の炭素と酸素のみからなる化合物のガスとの混合物、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス等の炭素と酸素のみから構成される化合物のガスと水素ガスとの混合物、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス等の炭素と酸素のみからなる化合物のガスと酸素ガスまたは水蒸気との混合物等が挙げられる。更に、これらの原料ガスには希ガスが含まれていてもよい。希ガスは、周期律表第0属の元素からなるガスであり、例えば、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノン等が挙げられる。これらの希ガスは単独で使用しても良いし、二種以上を併用しても良い。   In order to form the DLC thin film by a plasma CVD method, a hydrocarbon-based gas is preferably used as a carbon source as a raw material. For example, alkane gases such as methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane, alkene gases such as ethylene, propylene, butene, pentene, alkadiene gases such as pentadiene, butadiene, acetylene, methylacetylene, etc. Alkyne gases, aromatic hydrocarbon gases such as benzene, toluene, xylene, indene, naphthalene and phenanthrene, cycloalkane gases such as cyclopropane and cyclohexane, cycloalkene gases such as cyclopentene and cyclohexene, methanol And alcohol gases such as ethanol, ketone gases such as acetone and methyl ethyl ketone, and aldehyde gases such as methanal and ethanal. The said gas may be used independently and may use 2 or more types together. Further, a mixture of the above-mentioned carbon source and hydrogen gas as a raw material gas containing carbon and hydrogen as elements, and the above-mentioned carbon source and a compound gas consisting only of carbon and oxygen such as carbon monoxide gas and carbon dioxide gas. A mixture of a compound gas composed of only carbon and oxygen, such as a mixture, carbon monoxide gas, carbon dioxide gas, and hydrogen gas; a compound gas composed of only carbon and oxygen, such as carbon monoxide gas, carbon dioxide gas; Examples thereof include a mixture with oxygen gas or water vapor. Further, these source gases may contain a rare gas. The rare gas is a gas composed of an element belonging to Group 0 of the periodic table, and examples thereof include helium, argon, neon, and xenon. These rare gases may be used alone or in combination of two or more.

絶縁層は、その全体を、上述した絶縁性のDLC薄膜によって形成してもよいが、当該DLC薄膜の、金属板等の導電性基材に対する密着性を向上させて、絶縁層の耐久性をさらに向上させるためには、この両者の間に、Ti、Cr、W、Siもしくはそれらの窒化物又は炭化物から選ばれる一種以上の成分又はその他よりなる中間層を介挿することが好ましい。
上記SiまたはSiCの薄膜は、例えば、ステンレス鋼などの金属との密着性に優れる上、その上に積層する絶縁性のDLC薄膜との界面においてSiCを形成して、当該DLC薄膜の密着性を向上させる効果を有している。
中間層は、前記したようなドライコーティング法により形成させることができる。
中間層の厚みは、1μm以下であることが好ましく、生産性を考慮すると0.5μm以下であることが更に好ましい。1μm以上コーティングするには、コーティング時間が長くなると共に、コーティング膜の内部応力が大きくなるため適さない。
中間層は、絶縁層3を形成する前に形成することが好ましいが、凸状パターン6の形成前に、導電性基材2の表面に形成しても良い。この後、その表面に、前記したように手順で、凸状パターンを形成する。この場合、中間層として、電界めっきが十分可能な程度に導電性のものを使用した場合、凹部の底部はその中間層のままでよいが、十分な導電性を有していない場合は、ドライエッチング等の方法により、凹部の底部の中間層を除去し、導電性基材2を露出させる。
The insulating layer may be formed entirely by the above-described insulating DLC thin film, but it improves the adhesion of the DLC thin film to a conductive substrate such as a metal plate, thereby improving the durability of the insulating layer. In order to further improve, it is preferable to insert an intermediate layer composed of one or more components selected from Ti, Cr, W, Si, nitrides or carbides thereof, or the like, between the two.
The Si or SiC thin film has excellent adhesion to, for example, a metal such as stainless steel, and also forms SiC at the interface with the insulating DLC thin film laminated thereon to improve the adhesion of the DLC thin film. Has the effect of improving.
The intermediate layer can be formed by the dry coating method as described above.
The thickness of the intermediate layer is preferably 1 μm or less, and more preferably 0.5 μm or less in consideration of productivity. A coating of 1 μm or more is not suitable because the coating time becomes long and the internal stress of the coating film increases.
The intermediate layer is preferably formed before the insulating layer 3 is formed, but may be formed on the surface of the conductive substrate 2 before the convex pattern 6 is formed. Thereafter, a convex pattern is formed on the surface by the procedure as described above. In this case, if an intermediate layer is used that is sufficiently conductive to allow electroplating, the bottom of the recess may remain the intermediate layer, but if the intermediate layer does not have sufficient conductivity, dry The intermediate layer at the bottom of the recess is removed by a method such as etching to expose the conductive substrate 2.

絶縁層をAl、SiO等の無機化合物のような無機材料で形成する場合にも、スパッタリング法、イオンプレーティング法といった物理的気相成長法やプラズマCVDといった化学気相成長法を用いることができる。例えばスパッタリング法で形成する場合には、ターゲットをSiまたはAlにして反応性ガスとして酸素、窒素などの導入することでSiO、Siなどの酸化物、窒化物を成膜することができる。また、イオンプレーティング法を用いる場合にはSiやAlを原料とし、電子ビームをこれらに照射することで蒸発させ、基板に成膜することができる。その際に、酸素、窒素、アセチレンといった反応性ガスを導入することで酸化物、窒化物、炭化物を成膜することができる。
また、CVD法で成膜する場合には金属塩化物、金属水素化物、有機金属化合物などのような化合物ガスを原料とし、それらの化学反応を利用して成膜することでできる。酸化シリコンのCVDは、例えばTEOS、オゾンを用いたプラズマCVDで行える。窒化シリコンのCVDは、例えばアンモニアとシランを用いたプラズマCVDで行える。
Even when the insulating layer is formed of an inorganic material such as an inorganic compound such as Al 2 O 3 or SiO 2 , a physical vapor deposition method such as a sputtering method or an ion plating method or a chemical vapor deposition method such as plasma CVD may be used. Can be used. For example, in the case of forming by sputtering, an oxide or nitride such as SiO 2 or Si 3 N 4 can be formed by introducing Si or Al as a target and introducing oxygen, nitrogen or the like as a reactive gas. it can. In the case of using the ion plating method, Si or Al can be used as a raw material, and an electron beam can be irradiated to evaporate to form a film on the substrate. At that time, an oxide, nitride, or carbide film can be formed by introducing a reactive gas such as oxygen, nitrogen, or acetylene.
In the case of forming a film by the CVD method, the film can be formed by using a chemical gas such as a metal chloride, a metal hydride, an organometallic compound, etc. as a raw material. The CVD of silicon oxide can be performed by, for example, plasma CVD using TEOS or ozone. The CVD of silicon nitride can be performed by plasma CVD using ammonia and silane, for example.

次に、前記した(C)絶縁層が付着している凸状パターンを除去する工程について説明する。絶縁層3が付いている状態(図4(c)参照)で、突起部6からなる凸状パターンを除去する(図d(d)参照)。
絶縁層の付着しているレジストの除去には、市販のレジスト剥離液や無機、有機アルカリ、有機溶剤などを用いることができる。また、パターンを形成するのに使用したレジストに対応する専用の剥離液があれば、それを用いることもできる。
剥離の方法としては、例えば薬液に浸漬することでレジストを膨潤、破壊あるいは溶解させた後これを除去することが可能である。液をレジストに十分含浸させるために超音波、加熱、撹拌等の手法を併用しても良い。また、剥離を促進するためにシャワー、噴流等で液をあてることもできるし、柔らかい布や綿棒などでこすることもできる。
また、絶縁層の耐熱が十分高い場合には高温で焼成してレジストを炭化させて除去することもできるし、レーザーを照射して焼き飛ばす、といった方法も利用できる。
剥離液としては、例えば、3%NaOH溶液を用い、剥離法としてシャワーや浸漬が適用できる。
Next, the step (C) of removing the convex pattern to which the insulating layer is attached will be described. In a state where the insulating layer 3 is attached (see FIG. 4C), the convex pattern including the protrusions 6 is removed (see FIG. D (d)).
A commercially available resist stripping solution, inorganic, organic alkali, organic solvent, or the like can be used to remove the resist to which the insulating layer is attached. In addition, if there is a dedicated stripping solution corresponding to the resist used to form the pattern, it can be used.
As a peeling method, for example, it is possible to remove the resist after it has been swelled, broken or dissolved by immersion in a chemical solution. In order to sufficiently impregnate the resist with the solution, techniques such as ultrasonic waves, heating, and stirring may be used in combination. In addition, the liquid can be applied with a shower, a jet or the like in order to promote peeling, and can be rubbed with a soft cloth or cotton swab.
In addition, when the heat resistance of the insulating layer is sufficiently high, a method of baking at a high temperature to carbonize the resist and removing it, or irradiating with a laser to burn off can be used.
As the stripping solution, for example, a 3% NaOH solution is used, and showering or dipping can be applied as the stripping method.

導電性基材2上に形成される絶縁層と、突起部6の側面に形成される絶縁層とでは、性質又は特性が異なるようにする。すなわち、硬度が、前者の方が後者より大きい。DLC膜をプラズマCVD法で形成するときは、このようになる。一般に絶縁膜を形成するときに、絶縁材料の移動速度が例えば90度の角度で異なるような場合に、上記のように形成される膜の性質又は特性が異なるようになる。
導電性基材に形成される絶縁層と凸状パターンの側面に形成される絶縁層との境界面の凸状パターンの側面(基材に対して垂直面として)からの距離が、凸状パターンの立位方向に向かって小さくなっておらず、全体として大きくなっていることが好ましい。
凸状パターンの側面(導電性基材に対して垂直面として)とは、凸状パターンの側面が基材に対して垂直面であれば、その面であるが、凸状パターンの側面が基材側に覆い被さるような場合は、凸状パターンの側面が導電性基材で終わる地点から垂直に立ち上げた垂直面である。
突起部6を除去するとき、絶縁層は、この境界で分離され、その結果、凹部の側面が、傾斜角αを有するようになる。傾斜角αは、角度で30度以上90度未満が好ましく、30度以上80度以下がより好ましく、30度以上60度以下がさらに好ましく、40度以上60度以下が特に好ましく、DLC膜をプラズマCVDで作製する場合、ほぼ40〜60度に制御することが容易になる。すなわち、凹部4は、開口方向に向かって幅広になるように形成される。傾斜角αの制御方法としては、突起部6の高さを調整する方法が好ましい。突起部6の高さが大きくなるほど、傾斜角αを大きく制御しやすくなる。
The insulating layer formed on the conductive substrate 2 and the insulating layer formed on the side surface of the protruding portion 6 are made to have different properties or characteristics. That is, the hardness of the former is greater than the latter. This is the case when the DLC film is formed by plasma CVD. In general, when an insulating film is formed, when the moving speed of the insulating material is different by, for example, an angle of 90 degrees, the properties or characteristics of the film formed as described above are different.
The distance from the side surface of the convex pattern (as a plane perpendicular to the base material) between the insulating layer formed on the conductive substrate and the insulating layer formed on the side surface of the convex pattern is the convex pattern. It is preferable that it does not become small toward the standing position, but becomes large as a whole.
The side surface of the convex pattern (as a surface perpendicular to the conductive substrate) is the surface if the side surface of the convex pattern is perpendicular to the substrate, but the side surface of the convex pattern is the base. In the case of covering the material side, the side surface of the convex pattern is a vertical surface raised vertically from a point ending with the conductive base material.
When the protrusion 6 is removed, the insulating layer is separated at this boundary, and as a result, the side surface of the recess has an inclination angle α. The inclination angle α is preferably 30 degrees or more and less than 90 degrees, more preferably 30 degrees or more and 80 degrees or less, further preferably 30 degrees or more and 60 degrees or less, and particularly preferably 40 degrees or more and 60 degrees or less, and the DLC film is plasma-treated. In the case of manufacturing by CVD, it becomes easy to control to about 40 to 60 degrees. That is, the concave portion 4 is formed so as to become wider toward the opening direction. As a method of controlling the inclination angle α, a method of adjusting the height of the protrusion 6 is preferable. As the height of the protrusion 6 increases, the inclination angle α can be controlled more greatly.

上記の絶縁層の形成において、導電性基材はレジストの影にならないので、導電性基材上の絶縁層は性質が均一である。これに対し、凸状パターンの側面への絶縁層の形成は、凸状パターンの側面が導電性基材上の膜厚方向に対し角度を有しているため、形成される絶縁層(特にDLC膜)は、導電性基材上の絶縁層と同じ特性(例えば、同じ硬度)の絶縁層が得られない。このような異質な絶縁層の接触面においては、絶縁層の成長に伴い絶縁層の境界面が形成され、しかも、その境界面は絶縁層の成長面であることから、滑らかである。このため、突起部からなる凸状パターンを除去するとき、絶縁層(特にDLC膜)は、この境界で容易に分離される。さらに、この境界面、即ち、凹部側面となる傾斜角αは、導電性基材上の膜厚方向に対し突起部の側面で絶縁層の成長が遅れるため、結果として、境界面の傾斜角は、上記のように制御される。   In the formation of the insulating layer, the conductive base material does not become a shadow of the resist, and therefore the insulating layer on the conductive base material has uniform properties. On the other hand, the insulating layer is formed on the side surface of the convex pattern because the side surface of the convex pattern has an angle with respect to the film thickness direction on the conductive substrate. As for the film, an insulating layer having the same characteristics (for example, the same hardness) as the insulating layer on the conductive substrate cannot be obtained. In such a heterogeneous insulating layer contact surface, a boundary surface of the insulating layer is formed as the insulating layer grows, and the boundary surface is a growth surface of the insulating layer, and is smooth. For this reason, when the convex pattern consisting of the protrusions is removed, the insulating layer (particularly the DLC film) is easily separated at this boundary. Furthermore, the inclination angle α that becomes the boundary surface, that is, the side surface of the concave portion is that the growth of the insulating layer is delayed on the side surface of the protruding portion with respect to the film thickness direction on the conductive substrate. , Controlled as described above.

本発明において導電性基材上に形成された絶縁層の硬度は、10〜40GPaであることが好ましい。硬度が10GPa未満の絶縁層は軟質であり、本導電性基材をめっき用版として用いる際に、繰り返し使用における耐久性が低くなる。硬度が40GPa以上では、導電性基材を折り曲げ等の加工をした際に基材の変形に追随できなくなり、絶縁層にひびや割れが発生しやすくなる。導電性基材上に形成される絶縁層の硬度は、より好ましくは12〜30GPaである。
これに対して、凸部側面に形成される絶縁層の硬度は1〜15GPaであることが好ましい。凸部側面に形成される絶縁層は、少なくとも導電性基材上に形成される絶縁層の硬度よりも低くなるように形成しなければならない。そうすることにより両者間に境界面が形成され、後の絶縁層の付着した突起部からなる凸状パターンを剥離する工程を経た後に、幅広な凹部が形成されることになる。突起部側面に形成される絶縁層の硬度は1〜10GPaであることがより好ましい。
In the present invention, the hardness of the insulating layer formed on the conductive substrate is preferably 10 to 40 GPa. The insulating layer having a hardness of less than 10 GPa is soft, and when the conductive substrate is used as a plating plate, durability in repeated use is reduced. When the hardness is 40 GPa or more, it becomes impossible to follow the deformation of the base material when the conductive base material is processed such as bending, and the insulating layer is likely to be cracked or cracked. The hardness of the insulating layer formed on the conductive substrate is more preferably 12 to 30 GPa.
On the other hand, the hardness of the insulating layer formed on the side surface of the convex portion is preferably 1 to 15 GPa. The insulating layer formed on the side surface of the convex portion must be formed so as to be at least lower than the hardness of the insulating layer formed on the conductive substrate. By doing so, a boundary surface is formed between the two, and a wide concave portion is formed after a process of peeling the convex pattern composed of the protruding portion to which the insulating layer adheres later. The hardness of the insulating layer formed on the side surface of the protrusion is more preferably 1 to 10 GPa.

絶縁層の硬度は、ナノインデンテーション法を用いて測定することができる。ナノインデンテーション法とは、先端形状がダイヤモンドチップから成る正三角錐(バーコビッチ型)の圧子を薄膜や材料の表面に押込み、そのときの圧子にかかる荷重と圧子の下の射影面積から硬度を求める。ナノインデンテーション法による測定として、ナノインデンターという装置が市販されている。導電性基材上に形成された膜の硬度はそのまま導電性基材上から圧子を押し込んで測定することができる。また、凸部側面に形成される膜の硬度を測定するためには、導電性基材の一部を切り取って樹脂で注型し、断面から凸部側面に形成された絶縁層に圧子を押し込んで測定することができる。通常ナノインデンテーション法では圧子に1〜100mNの微少荷重をかけて硬度測定を行うが、本発明では3mNの荷重で10秒間負荷をかけて測定した値を硬度の値として記載している。
このようにして、めっき用導電性基材1を作製することができる。
The hardness of the insulating layer can be measured using a nanoindentation method. In the nanoindentation method, a regular triangular pyramid (Berkovic type) indenter with a diamond tip is pressed into the surface of a thin film or material, and the hardness is obtained from the load applied to the indenter and the projected area under the indenter. As a measurement by the nanoindentation method, a device called a nanoindenter is commercially available. The hardness of the film formed on the conductive substrate can be measured by pressing an indenter from the conductive substrate as it is. In addition, in order to measure the hardness of the film formed on the side surface of the convex part, a part of the conductive substrate is cut out and cast with resin, and the indenter is pushed into the insulating layer formed on the side surface of the convex part from the cross section. Can be measured. Normally, in the nanoindentation method, the hardness is measured by applying a minute load of 1 to 100 mN to the indenter. In the present invention, the value measured by applying a load of 3 mN for 10 seconds is described as the hardness value.
Thus, the electroconductive base material 1 for plating can be produced.

本発明において、半導体素子接続用配線基材は、
(イ)前記のめっき用導電性基材のめっき形成部にめっきにより金属を析出させる工程
及び
(ロ)上記導電性基材のめっき形成部に析出させた金属を転写用基材に転写する工程
を含む方法により製造される。
In the present invention, the wiring substrate for semiconductor element connection is
(B) a step of depositing a metal by plating on the plating forming portion of the conductive base material for plating, and (b) a step of transferring the metal deposited on the plating forming portion of the conductive base material to the transfer base material. It is manufactured by the method containing.

本発明におけるめっき法は公知の方法を採用することができる。めっき法としては、電解めっき法、無電解めっき法その他のめっき法を適用することができる。
電解めっきについてさらに説明する。例えば、電解銅めっきであれば、めっき用の電解浴には硫酸銅浴、ほうふっ化銅浴、ピロリン酸銅浴、または、シアン化銅浴などを用いることができる。このときに、めっき浴中に有機物等による応力緩和剤(光沢剤としての効果も有する)を添加すれば、より電着応力のばらつきを低下させることができることが知られている。また、電解ニッケルめっきであれば、ワット浴、スルファミン酸浴などを使用することができる。これらの浴にニッケル箔の柔軟性を調整するため、必要に応じてサッカリン、パラトルエンスルホンアミド、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、ナフタリントリスルホン酸ナトリウムのような添加剤、及びその調合剤である市販の添加剤を添加してもよい。さらに、電解金めっきの場合は、シアン化金カリウムを用いた合金めっきや、クエン酸アンモニウム浴やクエン酸カリウム浴を用いた純金めっきなどが用いられる。合金めっきの場合は、金−銅、金−銀、金−コバルトの2元合金や、金−銅−銀の3元合金が用いられる。他の金属に関しても同様に公知の方法を用いることができる。電界めっき法としては、例えば、「現場技術者のための実用めっき」(日本プレーティング協会編、1986年槇書店発行)第87〜504頁を参照することができる。
A well-known method can be employ | adopted for the plating method in this invention. As the plating method, an electrolytic plating method, an electroless plating method, or other plating methods can be applied.
The electrolytic plating will be further described. For example, in the case of electrolytic copper plating, a copper sulfate bath, a copper borofluoride bath, a copper pyrophosphate bath, a copper cyanide bath, or the like can be used as an electrolytic bath for plating. At this time, it is known that the dispersion of electrodeposition stress can be further reduced by adding a stress relieving agent (also having an effect as a brightener) due to organic matter or the like to the plating bath. For electrolytic nickel plating, a Watt bath, a sulfamic acid bath, or the like can be used. In order to adjust the flexibility of the nickel foil in these baths, additives such as saccharin, paratoluenesulfonamide, sodium benzenesulfonate, sodium naphthalene trisulfonate, and commercial additions that are preparations as necessary An agent may be added. Furthermore, in the case of electrolytic gold plating, alloy plating using potassium gold cyanide, pure gold plating using an ammonium citrate bath or a potassium citrate bath, or the like is used. In the case of alloy plating, a gold-copper, gold-silver, gold-cobalt binary alloy or a gold-copper-silver ternary alloy is used. Similarly, other known methods can be used for other metals. As the electroplating method, for example, “Practical plating for field engineers” (edited by the Japan Plating Association, published by Sakai Shoten in 1986), pages 87 to 504 can be referred to.

次に、無電解めっきについてさらに説明する。無電解めっき法としては、銅めっき、ニッケルめっき、代表的であるが、その他、すずめっき、金めっき、銀めっき、コバルトめっき、鉄めっき等が挙げられる。工業的に利用されている無電解めっきのプロセスでは、還元剤をめっき液に添加し、その酸化反応によって生ずる電子を金属の析出反応に利用するのであり、めっき液は、金属塩、錯化剤、還元剤、pH調整剤、pH緩衝材、安定剤等から成り立っている。無電解銅めっきの場合は、金属塩として硫酸銅、還元剤としてホルマリン、錯化剤としてロッセル塩やエチレンジアミン四酢酸(EDTA)が好んで用いられる。また、pHは主として水酸化ナトリウムによって調整されるが、水酸化カリウムや水酸化リチウムなども使用でき、緩衝剤としては、炭酸塩やリン酸塩が用いられ、安定化剤としては、1価の銅と優先的に錯形成するシアン化物、チオ尿素、ビピリジル、O−フェナントロリン、ネオクプロイン等が用いられる。また、無電解ニッケルめっきの場合は、金属塩として硫酸ニッケル、還元剤には、次亜りん酸ナトリウムやヒドラジン、水素化ホウ素化合物等が好んで用いられる。次亜りん酸ナトリウムを用いた場合には、めっき皮膜中にりんが含有され、耐食性や耐摩耗性が優れている。また、緩衝剤としては、モノカルボン酸またはそのアルカリ金属塩を使用する場合が多い。錯化剤は、めっき液中でニッケルイオンと安定な可溶性錯体を形成するものが使用され、酢酸、乳酸、酒石酸、りんご酸、クエン酸、グリシン、アラニン、EDTA等が用いられ、安定化剤としては、硫黄化合物や鉛イオンが添加される。無電解めっき法については上記「現場技術者のための実用めっき」(日本プレーティング協会編、1986年槇書店発行)の第505〜545頁を参照することができる。
さらに、還元剤の還元作用を得るためには、金属表面の触媒活性化が必要になることがある。素地が鉄、鋼、ニッケルなどの金属の場合には、それらの金属が触媒活性を持つため、無電解めっき液に浸漬するだけで析出するが、銅、銀あるいはそれらの合金、ステンレスが素地となる場合には、触媒活性化を付与するために、塩化パラジウムの塩酸酸性溶液中に被めっき物を浸漬し、イオン置換によって、表面にパラジウムを析出させる方法が用いられる。
Next, the electroless plating will be further described. Typical examples of the electroless plating method include copper plating, nickel plating, tin plating, gold plating, silver plating, cobalt plating, iron plating, and the like. In the process of electroless plating used industrially, a reducing agent is added to a plating solution, and electrons generated by the oxidation reaction are used for metal precipitation reaction. , Reducing agent, pH adjusting agent, pH buffering material, stabilizer and the like. In the case of electroless copper plating, copper sulfate is preferably used as the metal salt, formalin as the reducing agent, and Rossel salt or ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) as the complexing agent. Moreover, although pH is mainly adjusted with sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, etc. can be used, carbonate and phosphate are used as a buffer, and monovalent as a stabilizer. Cyanide, thiourea, bipyridyl, O-phenanthroline, neocuproine, etc. that complex preferentially with copper are used. In the case of electroless nickel plating, nickel sulfate is preferably used as the metal salt, and sodium hypophosphite, hydrazine, a borohydride compound, or the like is preferably used as the reducing agent. When sodium hypophosphite is used, phosphorus is contained in the plating film, and the corrosion resistance and wear resistance are excellent. Moreover, as a buffering agent, a monocarboxylic acid or its alkali metal salt is often used. As the complexing agent, one that forms a stable soluble complex with nickel ions in the plating solution is used, and acetic acid, lactic acid, tartaric acid, malic acid, citric acid, glycine, alanine, EDTA, etc. are used. In this case, sulfur compounds and lead ions are added. For the electroless plating method, refer to pages 505 to 545 of the above-mentioned “Practical Plating for On-Site Engineers” (edited by the Japan Plating Association, published by Sakai Shoten in 1986).
Furthermore, in order to obtain the reducing action of the reducing agent, it may be necessary to activate the catalyst on the metal surface. When the substrate is a metal such as iron, steel, nickel, etc., these metals have catalytic activity, so they are deposited just by immersing them in the electroless plating solution, but copper, silver or their alloys, and stainless steel In this case, in order to impart catalyst activation, a method is used in which the object to be plated is immersed in an acidic hydrochloric acid solution of palladium chloride and palladium is deposited on the surface by ion substitution.

本発明で利用できる無電解めっきは、例えば、めっき用導電性基材の凹部に、必要に応じてパラジウム触媒を付着させたあと、温度60〜90℃程度とした無電解銅めっき液に浸漬して、銅めっきを施す方法である。
無電解めっきでは、基材は必ずしも導電性である必要はない。しかし、基材を陽極酸化処理するような場合は、基材は導電性である必要がある。
特に、導電性基材の材質がNiである場合、無電解めっきするには、凹部を陽極酸化した後、無電解銅めっき液に浸漬して、銅を析出させる方法がある。
The electroless plating that can be used in the present invention is, for example, immersed in an electroless copper plating solution at a temperature of about 60 to 90 ° C. after a palladium catalyst is attached to the concave portion of the conductive base material for plating, if necessary. This is a method of performing copper plating.
In electroless plating, the substrate is not necessarily conductive. However, when anodizing the substrate, the substrate needs to be conductive.
In particular, when the material of the conductive base material is Ni, electroless plating includes a method in which the recesses are anodized and then immersed in an electroless copper plating solution to deposit copper.

めっきによって出現又は析出する金属としては、銀、銅、金、アルミニウム、タングステン、ニッケル、鉄、クロム等の導電性を有するものが使用されるが、20℃での体積抵抗率(比抵抗)が20μΩ・cm以下の金属を少なくとも1種類以上含むことが望ましい。本発明により得られる構造体を電磁波遮蔽シートとして用いる場合には電磁波を電流としてアースするためにこれを構成する金属は導電性が高い方が電磁波遮蔽性に優れるためである。このような金属としては、銀(1.62μΩ・cm)、銅(1.72μΩ・cm)、金(2.4μΩ・cm)、アルミニウム(2.75μΩ・cm)、タングステン(5.5μΩ・cm)、ニッケル(7.24μΩ・cm)、鉄(9.0μΩ・cm)、クロム(17μΩ・cm、全て20℃での値)などがあるが特にこれらに限定するものではない。できれば体積抵抗率が10μΩ・cmであることがより好ましく、5μΩ・cmであることがさらに好ましい。金属の価格や入手の容易さを考慮すると銅を用いることが最も好ましい。これらの金属は単体で用いてもよく、さらに機能性を付与するために他の金属との合金でも構わないし、金属の酸化物であってもよい。ただし、体積抵抗率が20μΩ・cmである金属が成分として最も多く含まれていることが導電性の観点から好ましい。   As a metal that appears or precipitates by plating, conductive metals such as silver, copper, gold, aluminum, tungsten, nickel, iron, and chromium are used, but the volume resistivity (specific resistance) at 20 ° C. is used. It is desirable to include at least one kind of metal of 20 μΩ · cm or less. This is because when the structure obtained according to the present invention is used as an electromagnetic wave shielding sheet, the metal constituting it is grounded as an electromagnetic wave as a current, and the higher the conductivity, the better the electromagnetic wave shielding property. Such metals include silver (1.62 μΩ · cm), copper (1.72 μΩ · cm), gold (2.4 μΩ · cm), aluminum (2.75 μΩ · cm), tungsten (5.5 μΩ · cm). ), Nickel (7.24 μΩ · cm), iron (9.0 μΩ · cm), chromium (17 μΩ · cm, all values at 20 ° C.), etc., but are not particularly limited thereto. If possible, the volume resistivity is more preferably 10 μΩ · cm, and further preferably 5 μΩ · cm. In view of the price of metal and availability, copper is most preferably used. These metals may be used alone, or may be an alloy with another metal or a metal oxide for imparting functionality. However, it is preferable from the viewpoint of conductivity that a metal having a volume resistivity of 20 μΩ · cm is contained in the largest amount as a component.

前記した導電性基材のめっき形成部にめっきにより形成される金属層の厚さ(めっき厚さ)は、目的に応じて適宜決定される。めっき厚さは、十分な放熱性を示すためには、5μm以上であることが好ましく、導体層にピンホールが形成される(このとき、例えば、電磁波シールド性が低下する)可能性を小さくするためには、10μm以上の厚さであることがさらに好ましい。また、めっき厚さが大きすぎると、形成された金属層は幅方向にも広がる。これも目的に応じて、適宜調整される。   The thickness (plating thickness) of the metal layer formed by plating on the plating forming portion of the conductive substrate is appropriately determined according to the purpose. In order to show sufficient heat dissipation, the plating thickness is preferably 5 μm or more, and reduces the possibility that pinholes are formed in the conductor layer (for example, the electromagnetic shielding properties are reduced at this time). Therefore, it is more preferable that the thickness is 10 μm or more. If the plating thickness is too large, the formed metal layer also spreads in the width direction. This is also adjusted appropriately according to the purpose.

析出する金属層の厚さに対して相対的に凹部がより深くなることにより、析出する金属層をより形状的に規正することができるという観点から、めっきにより形成される金属箔の厚さを絶縁層の高さの2倍以下とすることが好ましく、特に1.5倍以下、さらに1.2倍以下とすることが好ましいが、これに制限されるものではない。
めっきの程度を、析出する金属層が凹部内に存在する程度とすることができる。このような場合であっても、凹部形状が開口方向に幅広であるため、さらには、絶縁層により形成される凹部側面の表面を平滑にできるため、金属層パターンの剥離時のアンカー効果を小さくできる。また、析出する金属層の幅に対する高さの割合を高くすることが可能となり、透過率をより向上させることができる。
The thickness of the metal foil formed by plating is reduced from the viewpoint that the metal layer to be deposited can be more shaped by making the recess deeper relative to the thickness of the deposited metal layer. The height of the insulating layer is preferably 2 times or less, particularly preferably 1.5 times or less, and further preferably 1.2 times or less, but is not limited thereto.
The degree of plating can be such that the deposited metal layer is present in the recess. Even in such a case, since the concave shape is wide in the opening direction, and further, the surface of the side surface of the concave formed by the insulating layer can be smoothed, so that the anchor effect when peeling the metal layer pattern is reduced. it can. Moreover, it becomes possible to make high the ratio of the height with respect to the width | variety of the metal layer to deposit, and to improve the transmittance | permeability more.

上記のめっき用導電性基材を用いた半導体素子接続用配線基材の作製例を次に示す。
図5は、半導体素子接続用配線基材の作製例を示す断面図である。
前記しためっき工程により、上記した導電性基材2の上に絶縁層3を有するめっき用導電性基材1のめっき形成部(凹部)4内にめっきを施し、金属層7を形成する(図5(e))。次いで、別個に準備された転写用基材(剥離性基材)8、これは、基材材料9に粘着剤層10が積層されている。金属層パターン8が形成されためっき用導電性基材1に転写用基材8を粘着剤層10を向けて圧着する準備を行う(図5(f))。
次いで、金属層7が形成されためっき用導電性基材1に転写用基材8を粘着剤層10を向けて圧着する(図5(g))。このとき、粘着剤層10が絶縁層3に接触してもよい。
次いで、転写用基材8を引きはがすと金属層7は、その粘着剤層10に接着してめっき用導電性基材1のめっき用形成部4から剥離されて転写用基材に転写され、この結果、導体層パターン付き基材ともいえる半導体搭載用基材11が得られる(図5(h))。
粘着剤が硬化性樹脂である場合、上記の圧着と同時、圧着後剥離前又は剥離後に硬化をさせるが、上記の圧着と同時又は圧着後剥離前に部分硬化又は完全硬化させることが剥離しやすくする上で好ましい。部分硬化及び完全硬化のためには、活性エネルギー線の照射で硬化する樹脂又は熱硬化性樹脂は、それぞれ、硬化度に見合った程度に活性エネルギー線を照射するか又は加熱されることは言うまでもない。
このようにして得られる半導体搭載用基材において、金属層は、厚さ方向で部分的に離形性基材(好ましくは、粘着剤層)に埋設される。その埋設量は、厚さ方向で、1μm以上が好ましく、3μm以上がより好ましく、5μm以上が特に好ましい。また、その埋設量の上限は、金属層の厚さから1μm小さい厚さが好ましく、金属層の厚さの2/3がより好ましく、金属層の厚さの1/2が特に好ましい。埋設量が小さすぎても大きすぎても上記半導体搭載用基材を用いて得られる半導体装置の金属層の突出部が不適当に成りやすく、剪断力に対する抵抗性が低下する。
An example of manufacturing a wiring substrate for connecting a semiconductor element using the above conductive substrate for plating will be described below.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of manufacturing a wiring substrate for connecting a semiconductor element.
Through the above-described plating step, plating is performed in the plating forming portion (recessed portion) 4 of the conductive base material 1 for plating having the insulating layer 3 on the conductive base material 2 described above to form the metal layer 7 (FIG. 5 (e)). Next, a transfer substrate (peelable substrate) 8 prepared separately, which is a substrate material 9 and a pressure-sensitive adhesive layer 10 laminated thereon. Preparation for pressure-bonding the transfer base material 8 with the pressure-sensitive adhesive layer 10 facing the conductive base material 1 for plating on which the metal layer pattern 8 is formed is performed (FIG. 5F).
Next, the transfer substrate 8 is pressure-bonded to the conductive substrate 1 for plating on which the metal layer 7 is formed with the pressure-sensitive adhesive layer 10 facing (FIG. 5G). At this time, the pressure-sensitive adhesive layer 10 may contact the insulating layer 3.
Next, when the transfer substrate 8 is peeled off, the metal layer 7 adheres to the pressure-sensitive adhesive layer 10 and is peeled off from the plating forming portion 4 of the plating conductive substrate 1 and transferred to the transfer substrate. As a result, a substrate 11 for mounting a semiconductor that can be said to be a substrate with a conductor layer pattern is obtained (FIG. 5H).
When the pressure-sensitive adhesive is a curable resin, it is cured at the same time as the above-mentioned pressure bonding, before or after peeling after the pressure bonding, but may be partially or completely cured at the same time as the above pressure bonding or before peeling after pressure bonding. This is preferable. For partial curing and complete curing, it goes without saying that the resin or thermosetting resin that is cured by irradiation with active energy rays is irradiated with active energy rays or heated to an extent corresponding to the degree of curing, respectively. .
In the semiconductor mounting substrate thus obtained, the metal layer is partially embedded in the releasable substrate (preferably an adhesive layer) in the thickness direction. The embedding amount in the thickness direction is preferably 1 μm or more, more preferably 3 μm or more, and particularly preferably 5 μm or more. Further, the upper limit of the burying amount is preferably 1 μm smaller than the thickness of the metal layer, more preferably 2/3 of the thickness of the metal layer, and particularly preferably 1/2 of the thickness of the metal layer. If the embedded amount is too small or too large, the protruding portion of the metal layer of the semiconductor device obtained by using the semiconductor mounting substrate is likely to be inappropriate, and the resistance to shearing force is reduced.

また、上記において、粘着剤が活性エネルギー線硬化性樹脂である場合で、金属層を転写用基材に転写して得られる半導体搭載用基材に、活性エネルギー線の照射し、活性エネルギー線の照射された部分の粘着剤層を硬化させることが好ましい。その粘着剤は転写時には、未硬化又は部分硬化の状態で粘着性を有するものであり、そのため、金属層を例えば、室温でも容易に転写することが可能である。転写後は、活性エネルギー線を照射して樹脂表面を十分硬化させることで、粘着性低減又は消失させることにより、その後の工程の作業性をよくすることができる。さらに、活性エネルギー線は半導体搭載用基材の両面のどちらから照射してもよいが、金属層が存在する面から照射することが好ましい。金属層が存在する面の反対面から照射した場合(基材材料としては活性エネルギー線を透過させるものを使用する)には、金属層の下の樹脂も硬化するが、その時には、樹脂の硬化収縮により金属層と樹脂の密着性が低下し、隙間ができたとすると、後記するように液状のソルダレジストを塗布した場合に、レジストが隙間に侵入し、金属層下面までレジストで覆うようになると結果として、配線板への接続部を絶縁してしまうという不良の発生が考えられ、また、金めっき又は銀めっきの時にめっき液が隙間に侵入し、余分なめっきを形成してコストが高くなるという不具合も考えられる。それに対し、金属層の存在する面から活性エネルギー線を照射した場合には、金属層下の樹脂には活性エネルギー線が照射されず、硬化が進まないので粘着性を有したままとなるので、硬化収縮の影響が少なく、上記のような不良・不具合の危険がなくなる。   In the above, when the adhesive is an active energy ray-curable resin, the active energy ray is irradiated to the semiconductor mounting substrate obtained by transferring the metal layer to the transfer substrate, It is preferable to cure the pressure-sensitive adhesive layer of the irradiated part. At the time of transfer, the pressure-sensitive adhesive has adhesiveness in an uncured or partially cured state, and therefore the metal layer can be easily transferred even at room temperature, for example. After the transfer, the workability of the subsequent steps can be improved by reducing or eliminating the tackiness by irradiating the active energy rays to sufficiently cure the resin surface. Furthermore, the active energy rays may be irradiated from either side of the semiconductor mounting substrate, but it is preferable to irradiate from the surface where the metal layer exists. When irradiated from the opposite side of the surface on which the metal layer exists (use a material that transmits active energy rays as the base material), the resin under the metal layer is also cured, but at that time, the resin is cured. If the adhesion between the metal layer and the resin is reduced due to shrinkage and a gap is formed, when a liquid solder resist is applied as described later, the resist enters the gap and the lower surface of the metal layer is covered with the resist. As a result, the occurrence of a defect that insulates the connection portion to the wiring board is considered, and the plating solution penetrates into the gap at the time of gold plating or silver plating, thereby forming extra plating and increasing the cost. There is also a problem. On the other hand, when the active energy ray is irradiated from the surface where the metal layer exists, the resin under the metal layer is not irradiated with the active energy ray, and since the curing does not proceed, the adhesiveness remains. There is little influence of curing shrinkage, and there is no risk of defects and defects as described above.

図6は、めっき用導電性基材のめっき用形成部(凹部)にめっきにより金属層を形成した状態を示す断面図であり、図6(a)は、そのめっき用形成部(凹部)からあふれるようにしてめっきされた状態を示し、図6(b)は、めっき用形成部(凹部)内に金属層が形成された状態をしめす。
めっき用導電性基材にめっきした際、めっきは等方的に生長するため、導電性基材の露出部分から始まっためっきの析出は、それが進むと凹部からあふれて絶縁層に覆い被さるように突出して析出する(図6(a))。転写用基材への貼着の観点から、突出するようにめっきを析出させることが好ましい。しかし、このとき、めっきの析出を凹部4内に収まる程度に施しても良い(図6(b))。この場合でも、転写用基材を十分に圧着することにより、金属層を粘着剤層に転着して、めっき用導電性基材1から金属層7を剥離して、半導体素子接続用配線基材を作製することができる。この場合には、金属層は、粘着剤層の上に突出しているので、さらに、保護フィルムを介して又は介さず、ロールやプレス装置により金属層を押圧して金属層の厚さ方向で一部を粘着剤層に埋めるようにすることが好ましい。
なお。図6(a)において、金属層7は表面がふくらんだ形状となっているが、凹部の幅が小さいときにこのように成りやすく、凹部の幅が十分大きいと、めっきの表面中央部は平らになる。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which a metal layer is formed by plating on the plating formation portion (recess) of the conductive base material for plating. FIG. 6A is a plan view of the plating formation portion (recess). FIG. 6B shows a state in which the metal layer is formed in the plating forming portion (concave portion).
When plating on a conductive substrate for plating, the plating grows isotropically, so that the deposition of plating that started from the exposed portion of the conductive substrate overflows from the recess and covers the insulating layer as it progresses. It protrudes and deposits (FIG. 6A). From the viewpoint of sticking to the transfer substrate, it is preferable to deposit the plating so as to protrude. However, at this time, the plating may be deposited so as to be within the recess 4 (FIG. 6B). Even in this case, by sufficiently pressing the transfer substrate, the metal layer is transferred to the pressure-sensitive adhesive layer, and the metal layer 7 is peeled off from the conductive substrate 1 for plating. A material can be produced. In this case, since the metal layer protrudes above the pressure-sensitive adhesive layer, the metal layer is further pressed in the thickness direction of the metal layer by pressing the metal layer with a roll or a press device without or via a protective film. It is preferable to bury the part in the pressure-sensitive adhesive layer.
Note that. In FIG. 6A, the metal layer 7 has a bulging surface, but this is likely to occur when the width of the recess is small. If the width of the recess is sufficiently large, the central portion of the plating surface is flat. become.

図7にその断面図を示すように、図5(h)に示されるような半導体素子接続用配線基材11は、その導体層(めっき銅など)の表面に順次ニッケルめっき12及び金メッキ13が施され、後で行われるワイヤボンディングされやすいように準備する。なお、金めっきはパラジウムめっき、銀めっきでもよい。このめっきに際して、必要に応じてめっきさせたくない部分にレジスト膜を形成してもよい。
上記のめっきは、無電解めっきでも電解めっきでもよい。電解めっきの場合には、各金属層7に、リード線を結合した形状に金属層を形成しておくことが好ましい。
As shown in the sectional view of FIG. 7, the wiring substrate 11 for connecting a semiconductor element as shown in FIG. 5 (h) has a nickel plating 12 and a gold plating 13 sequentially on the surface of the conductor layer (plated copper, etc.). It is prepared so that it can be easily subjected to wire bonding performed later. The gold plating may be palladium plating or silver plating. At the time of this plating, a resist film may be formed on a portion that is not desired to be plated, if necessary.
The plating may be electroless plating or electrolytic plating. In the case of electrolytic plating, it is preferable to form a metal layer on each metal layer 7 in a shape in which lead wires are coupled.

次に、本発明に係る半導体素子接続用配線基材を用いて半導体装置を製造する方法を説明する。
図8は、半導体装置の製造工程の前半を示す一部断面図である。図9は、半導体装置の製造工程の中半を示す一部断面図である。図10は、半導体装置の製造工程の後半を示す一部断面図である。
まず、半導体素子接続用配線基材11を用意する(図8(h′))。これは、例えば、図5(h)に示すものである。図8(h′)において、基材材料9上の粘着剤層10に金属層7が厚さ方向に一部だけ粘着剤層に埋め込まれている。図8(h′)において(以下も同様)、金属層は断面形状を長方形で模式的に示す。
半導体接続用配線基板11の金属層7に、ニッケルめっき及び金めっき14(図8(i)では、これらのめっきを単一に符号14で示す。以下も同様。これらのめっきは少なくともワイヤボンディングパッド部等の半導体素子接続部の所定位置に行われる。)を順次行い、半導体素子搭載直前の半導体素子接続用配線基板15とする(図8(i)参照)。場合により、金属層が露出している方の面に液状レジストを利用するフォトリソグラフ法によりニッケルめっき及び金めっきの析出を防止させる箇所にレジスト膜を形成する。
Next, a method for manufacturing a semiconductor device using the wiring substrate for connecting a semiconductor element according to the present invention will be described.
FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing the first half of the manufacturing process of the semiconductor device. FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing the middle half of the manufacturing process of the semiconductor device. FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing the second half of the manufacturing process of the semiconductor device.
First, the wiring substrate 11 for connecting a semiconductor element is prepared (FIG. 8 (h ′)). This is, for example, as shown in FIG. In FIG. 8 (h ′), the metal layer 7 is partially embedded in the pressure-sensitive adhesive layer 10 on the base material 9 in the thickness direction. In FIG. 8 (h ′) (and so on), the metal layer schematically shows a rectangular cross-sectional shape.
On the metal layer 7 of the wiring board 11 for semiconductor connection, nickel plating and gold plating 14 (in FIG. 8 (i), these platings are indicated by a single reference numeral 14. The same applies hereinafter. These platings are at least wire bonding pads. Is performed at a predetermined position of the semiconductor element connecting portion such as a portion) to obtain a semiconductor element connecting wiring substrate 15 immediately before the semiconductor element is mounted (see FIG. 8I). In some cases, a resist film is formed on the surface where the metal layer is exposed by a photolithographic method using a liquid resist at a place where precipitation of nickel plating and gold plating is prevented.

図9は、半導体装置の製造工程の中半を示す一部省略断面図である。
図9(j)において、剥離性基材8(基材材料9及び粘着剤層10からなる)には、金属層は、半導体素子と接続される金属層71とダイボンド材16を介して半導体素子17が接合されている金属層72及び金属層73とを含む。図9においては、金属層71と半導体素子17とはそれぞれワイヤボンディング部でボンディンブワイヤ18によりワイヤボンディングされ、半導体素子積層物19とされる。金属層72は、配線板(マザーボード)などとはんだ接合するための部分であり、金属層73は、対応する金属層71と金属層72を連結している配線である。すなわち、各金属層71は、適当な配線(金属層)により、対応するはんだ付け部(金属層)と繋がっている。ダイボンド材16は粘着剤層10とも接している。金属層72とその周囲は、ダイボンド材で被覆しない。
金属層71、金属層72及び金属層73の平面的な大きさを説明する。金属層71は、一辺20〜1000μmの四角形又はそれに相当する広さのものが好まし、金属層72は直径が100〜1000μmの円形、又はこれに相当する広さのものであることが好ましく、金属73は、幅10〜120μmの線状のものが好ましい。金属層71及び金属層72は大きすぎても接続に不要な広さとなり、小さすぎると接続が不良と成りやすい。金属層72は、金属層71と金属層72を十分導通させるものであればよい。
ダイボンド材としては、エポキシ樹脂,ポリイミド樹脂,シリコーン樹脂,ポリウレタン樹脂、液晶樹脂などがあり、これらには、さらに、アルミナ等の充填材を含有していてもよい。ここで使用するダイボンド材は絶縁性のものである。
半導体素子としては、メモリー半導体素子、パワー半導体素子、CPU、LED半導体素子、チップコンデンサ等の半導体素子がある。ボンディングワイヤとしては、例えば、金線が使用される。
半導体素子積層物19は、金属層、半導体素子及びボンディングワイヤなどは封止材20により封止され、封止された半導体素子積層物21とされる(図9(k))。
FIG. 9 is a partially omitted cross-sectional view showing the middle half of the manufacturing process of the semiconductor device.
In FIG. 9 (j), in the peelable substrate 8 (consisting of the substrate material 9 and the pressure-sensitive adhesive layer 10), the metal layer is connected to the semiconductor element via the metal layer 71 connected to the semiconductor element and the die bond material 16. 17 includes a metal layer 72 and a metal layer 73 bonded to each other. In FIG. 9, the metal layer 71 and the semiconductor element 17 are each wire-bonded by a bonding wire 18 at a wire bonding portion to form a semiconductor element laminate 19. The metal layer 72 is a part for soldering to a wiring board (motherboard) or the like, and the metal layer 73 is a wiring connecting the corresponding metal layer 71 and the metal layer 72. That is, each metal layer 71 is connected to a corresponding soldered portion (metal layer) by an appropriate wiring (metal layer). The die bond material 16 is also in contact with the pressure-sensitive adhesive layer 10. The metal layer 72 and its surroundings are not covered with a die bond material.
The planar sizes of the metal layer 71, the metal layer 72, and the metal layer 73 will be described. The metal layer 71 is preferably a square having a side of 20 to 1000 μm or a width corresponding thereto, and the metal layer 72 is preferably a circle having a diameter of 100 to 1000 μm or a width corresponding to this, The metal 73 is preferably linear with a width of 10 to 120 μm. If the metal layer 71 and the metal layer 72 are too large, the area becomes unnecessary for connection, and if it is too small, the connection tends to be poor. The metal layer 72 should just be what makes the metal layer 71 and the metal layer 72 fully conduct | electrically_connected.
Examples of the die bond material include an epoxy resin, a polyimide resin, a silicone resin, a polyurethane resin, and a liquid crystal resin, and these may further contain a filler such as alumina. The die bond material used here is insulative.
Examples of the semiconductor element include a semiconductor element such as a memory semiconductor element, a power semiconductor element, a CPU, an LED semiconductor element, and a chip capacitor. For example, a gold wire is used as the bonding wire.
In the semiconductor element laminate 19, the metal layer, the semiconductor element, the bonding wire, and the like are sealed with a sealing material 20 to obtain a sealed semiconductor element laminate 21 (FIG. 9K).

図10は、半導体装置の製造工程の後半を示す一部省略断面図である。
封止された半導体素子積層物21から、剥離性基材8(基材材料9及び粘着剤層10からなる)を剥離して、ダイシング前の半導体装置22を得る(図(l))。
ダイシング前の半導体装置22には、金属層が断面方向で一部突出して露出している。
この突出量は厚さ方向で、1μm以上が好ましく、3μm以上がより好ましく、5μm以上が特に好ましい。また、その突出量の上限は、金属層の厚さから1μm小さい厚さが好ましく、金属層の厚さの2/3がより好ましく、金属層の厚さの1/2が特に好ましい。突出量が小さすぎても大きすぎても剪断力に対する抵抗性が低下する。
FIG. 10 is a partially omitted cross-sectional view showing the second half of the semiconductor device manufacturing process.
The peelable base material 8 (consisting of the base material 9 and the pressure-sensitive adhesive layer 10) is peeled from the sealed semiconductor element laminate 21 to obtain the semiconductor device 22 before dicing (FIG. 1L).
In the semiconductor device 22 before dicing, a metal layer partially protrudes in the cross-sectional direction and is exposed.
This protrusion amount is preferably 1 μm or more, more preferably 3 μm or more, and particularly preferably 5 μm or more in the thickness direction. Further, the upper limit of the protruding amount is preferably 1 μm smaller than the thickness of the metal layer, more preferably 2/3 of the thickness of the metal layer, and particularly preferably 1/2 of the thickness of the metal layer. If the protruding amount is too small or too large, the resistance to shearing force is lowered.

次いで、ダイシング前の半導体装置22の金属層露出面に、ソルダレジスト23が施される。ソルダレジスト23には、はんだ付け部(はんだボール搭載パッド)である金属層72を露出させるように開口部を有し、他は全面的に被覆される。
次いで、剥離性基材を剥がしてから、適当なサイズにダイシングされる。ダイシングは封止材が十分硬化された状態で行うことが好ましい。
さらに、金属層72の露出面に錫めっき24を施す。無電解めっきやバレルめっきを適用することにより容易に錫めっきすることができる。
さらに、錫めっき24が施された金属層72にはんだボール25が結合され、半導体装置26とされる(図10(m))。はんだボールを結合するには、まず、錫めっき24にはんだペーストを塗布し(図示せず)、それからはんだボールを結合することが好ましい。ここで、はんだボールの結合は必須ではない。後記する半導体装置を搭載する配線板上の配線の所定位置にハンダペーストを塗布するなどして、配線板上のはんだを利用してハンダ付けすることができる。
なお。金属層上のめっきを電解めっきする場合には、金属層71にリード線を付設しておく。このためにめっき用導電性基材上にリード線に対応する凹部を形成しておくことが好ましい。そこで、リード線が有る場合、を半導体装置の側面に露出させない様ため、半導体装置の側面上となるリード線を剥離性基材を剥がした後、切断する。切断の時期は、特に剥離性基材の剥離の直後でダイシング前が好ましく、封止材が十分硬化された状態で行うことが好ましい。
Next, a solder resist 23 is applied to the exposed surface of the metal layer of the semiconductor device 22 before dicing. The solder resist 23 has an opening so as to expose the metal layer 72 that is a soldering portion (solder ball mounting pad), and the other portions are entirely covered.
Next, the peelable substrate is peeled off and then diced to an appropriate size. Dicing is preferably performed in a state where the sealing material is sufficiently cured.
Further, the tin plating 24 is applied to the exposed surface of the metal layer 72. Tin plating can be easily performed by applying electroless plating or barrel plating.
Further, the solder balls 25 are bonded to the metal layer 72 on which the tin plating 24 has been applied to form the semiconductor device 26 (FIG. 10 (m)). In order to bond the solder balls, it is preferable to first apply a solder paste to the tin plating 24 (not shown) and then bond the solder balls. Here, the bonding of the solder balls is not essential. Soldering can be performed using solder on the wiring board by applying a solder paste to a predetermined position of the wiring on the wiring board on which the semiconductor device described later is mounted.
Note that. When electrolytic plating is performed on the metal layer, lead wires are attached to the metal layer 71 in advance. For this reason, it is preferable to form a recess corresponding to the lead wire on the electroconductive substrate for plating. Therefore, when there is a lead wire, the lead wire on the side surface of the semiconductor device is cut after the peelable substrate is peeled off so as not to be exposed on the side surface of the semiconductor device. The cutting time is particularly preferably immediately after peeling of the peelable substrate and before dicing, and is preferably performed in a state where the sealing material is sufficiently cured.

上記のようにして得られた半導体装置26は、半導体装置搭載用配線板(マザーボード、多層配線板を包含する)に搭載され、最終用途(又はさらなる川下製品)に供される。
図11は、上記で得られた半導体装置をはんだ付けにより半導体装置搭載用配線板に搭載して半導体装置搭載配線板を作製する工程を示す断面図である。
図11(p)は、マザーボード29に半導体装置26を搭載する直前の状態を示す。半導体装置搭載用配線板29はその一部を示すが、ボード本体(表面の配線層を除く部分)26に導体配線27が施工されている。
次いで、半導体装置26のはんだボール25を半導体装置搭載用配線板29の導体配線27上にリフローさせて、結合し、半導体装置搭載配線板30とする。
なお、必ずしもはんだボールによる結合ではなく、配線板上の所定位置にはんだペーストを付与し、リフローすることにより結合しても良い。
The semiconductor device 26 obtained as described above is mounted on a semiconductor device mounting wiring board (including a mother board and a multilayer wiring board), and used for end use (or further downstream products).
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a process of manufacturing a semiconductor device mounting wiring board by mounting the semiconductor device obtained above on a wiring board for mounting a semiconductor device by soldering.
FIG. 11 (p) shows a state immediately before the semiconductor device 26 is mounted on the mother board 29. The wiring board 29 for mounting a semiconductor device shows a part thereof, but a conductor wiring 27 is applied to a board body (portion excluding the wiring layer on the surface) 26.
Next, the solder balls 25 of the semiconductor device 26 are reflowed on the conductor wirings 27 of the semiconductor device mounting wiring board 29 to be joined to form the semiconductor device mounting wiring board 30.
In addition, it is not necessarily the coupling | bonding by a solder ball, You may couple | bond by applying a solder paste to the predetermined position on a wiring board, and reflowing.

以上において、金属層71と半導体素子17は、ワイヤボンディングしたが、これらの接続は、ワイヤボンディングによらず、ダイボンディング材を兼ねた異方導電性接着剤を用いることによってもできる。この場合には、金属層71をも半導体素子17の下になるように配置し、半導体素子17の接続部には、バンプを形成しておく。金属層73には、バンプを形成しないようにし、従って、異方導電性接着剤をダイボンド材として使用しても導通することはない。また、金属層72及びその周囲が、ダイボンド材で被覆されないことは前記と同様である。   In the above, the metal layer 71 and the semiconductor element 17 are wire-bonded. However, these connections can be made not by wire bonding but also by using an anisotropic conductive adhesive that also serves as a die bonding material. In this case, the metal layer 71 is also disposed below the semiconductor element 17, and bumps are formed at the connection portions of the semiconductor element 17. Bumps are not formed on the metal layer 73. Therefore, even if an anisotropic conductive adhesive is used as a die bond material, it does not conduct. Further, the metal layer 72 and its surroundings are not covered with the die bond material as described above.

また、本発明で用いられるめっき用導電性基材として、回転体(ロール)を用いることができることは前記したが、さらに、この詳細を説明する。回転体(ロール)は金属製が好ましい。さらに、回転体としてはドラム式電解析出法に用いるドラム電極などを用いることが好ましい。ドラム電極の表面を形成する物質としては上述のようにステンレス鋼、クロムめっきされた鋳鉄、クロムめっきされた鋼、チタン、チタンをライニングした材料などのめっき付着性が比較的低い材料を用いることが好ましい。導電性基材として回転体を用いることにより連続的に作製して巻物として導体層パターン付き基材を得ることが可能となるため、この場合、生産性が飛躍的に大きくなる。
回転体を用いて、電界めっきにより形成されたパターンを連続的に剥離しながら、導体層パターン付き基材を巻物として得る工程及び導電性基材としてドラム電極を用いた場合に、ドラム電極を回転させつつ、金属を電界めっきにより連続的に析出させ、また、析出した金属を連続的に剥離する装置は、国際公開WO2008/081904に記載される方法及び装置を利用することができる。
In addition, as described above, a rotating body (roll) can be used as the conductive base material for plating used in the present invention. The rotating body (roll) is preferably made of metal. Furthermore, it is preferable to use a drum electrode or the like used in the drum-type electrolytic deposition method as the rotating body. As described above, the material that forms the surface of the drum electrode may be a material with relatively low plating adhesion, such as stainless steel, chrome-plated cast iron, chrome-plated steel, titanium, or titanium-lined material. preferable. By using a rotating body as the conductive base material, it is possible to obtain a base material with a conductor layer pattern as a roll, and in this case, productivity is greatly increased.
Using a rotating body, while continuously peeling the pattern formed by electroplating, rotating the drum electrode when using the drum electrode as the conductive substrate and the process of obtaining the substrate with the conductor layer pattern as a scroll In addition, a method and an apparatus described in International Publication WO2008 / 081904 can be used as an apparatus for continuously depositing metal by electroplating and continuously peeling the deposited metal.

さらに、本発明で用いられるめっき用導電性基材として、フープ状のめっき用導電性基材を用いることができることは前記したが、さらに、この詳細を説明する。フープ状のめっき用導電性基材は、帯状の導電性基材の表面に絶縁層と凹部を形成した後、端部をつなぎ合わせるなどして作製できる。導電性基材の表面を形成する物質としては上述のようにステンレス鋼、クロムめっきされた鋳鉄、クロムめっきされた鋼、チタン、チタンをライニングした材料などのめっき付着性が比較的小さい材料を用いることが好ましい。フープ状の導電性基材を用いた場合には、黒化処理、防錆処理、転写等の工程を、1つの連続した工程で処理可能となるため導電性パターン付き基材の生産性が高く、また、導電性パターン付き基材を連続的に作製して巻物として製品とすることができる。フープ状の導電性基材の厚さは適宜決定すればよいが、100〜1000μmであることが好ましい。
フープ状の導電性基材を用いて、電界めっきにより形成された導体層パターンを連続的に剥離しながら、構造体を巻物として得る工程及び導電性基材としてフープ状導電性基材を用いた場合に連続的に導体層パターンを電界めっきにより析出させながら剥離する装置は、国際公開WO2008/081904に記載される方法及び装置を利用することができる。
Furthermore, as described above, the hoop-like conductive substrate for plating can be used as the conductive substrate for plating used in the present invention. This will be described in detail. The hoop-shaped conductive substrate for plating can be produced by forming an insulating layer and a recess on the surface of the strip-shaped conductive substrate and then joining the end portions together. As described above, the material forming the surface of the conductive substrate is made of a material with relatively low plating adhesion, such as stainless steel, chrome-plated cast iron, chrome-plated steel, titanium, or titanium-lined material. It is preferable. When a hoop-like conductive base material is used, the process of blackening treatment, rust prevention treatment, transfer, etc. can be processed in one continuous process, so the productivity of the base material with a conductive pattern is high. Moreover, the base material with an electroconductive pattern can be produced continuously, and it can be set as a product as a scroll. The thickness of the hoop-like conductive substrate may be determined as appropriate, but is preferably 100 to 1000 μm.
Using a hoop-like conductive base material, a conductor layer pattern formed by electroplating was continuously peeled off, and a structure was obtained as a scroll, and a hoop-like conductive base material was used as the conductive base material. In some cases, a method and an apparatus described in International Publication WO2008 / 081904 can be used as an apparatus for continuously peeling a conductor layer pattern while depositing it by electroplating.

また、本発明における半導体素子接続用配線基材は、上記のような回転ロールやフープを利用した連続的なめっき法を利用した方法に限らず枚葉で作製することも可能である。枚葉で行った場合、めっき用導電性基材の作製時の取扱が容易であり、同一のめっき用導電性基材を繰り返し使用した後に一箇所だけ絶縁層が剥離した、といった場合でもドラム状やフープ状の基材であると特定部分だけの抜き取りあるいは交換は困難であるが、枚葉であれば不良が発生しためっき用導電性基材のみを抜き取りあるいは交換することが可能である。このように枚葉で作製することにより、めっき用導電性基材に不具合が発生したときの対応が容易である。枚葉状の導電性基材の厚みは適宜決定すればよいが、めっき槽内で液の攪拌等に左右されない十分な強度を持たせることを考慮すると厚みは20μm以上が好ましい。厚すぎると重量が増え取扱が困難であるため10cm以下の厚みであることが好ましい。   Moreover, the wiring substrate for connecting a semiconductor element according to the present invention is not limited to a method using a continuous plating method using a rotating roll or a hoop as described above, and can be manufactured as a single wafer. When performed in a single wafer, it is easy to handle when preparing a conductive substrate for plating, and even when the same insulating layer is peeled off after repeated use of the same conductive substrate for plating, it is drum-shaped. In the case of a hoop-shaped substrate, it is difficult to extract or replace only a specific portion. However, if it is a sheet, it is possible to extract or replace only the conductive substrate for plating in which a defect has occurred. In this way, by making a single wafer, it is easy to handle when a problem occurs in the conductive substrate for plating. The thickness of the sheet-like conductive base material may be determined as appropriate, but the thickness is preferably 20 μm or more in consideration of giving sufficient strength not depending on the stirring of the liquid in the plating tank. If it is too thick, the weight increases and it is difficult to handle, so a thickness of 10 cm or less is preferable.

(パターン仕様1)
テストパターンとしてネガフィルムによりCSP用の配線パターン(不透明)を形成した。外周に小さい幅の枠状(不透明)部分があり、これが、配線パターンとリード線パターン(不透明)で繋がれている。CSP用の配線パターンとして、図9における金属層71に相当する部分は50μm×100μmの長方形、金属層72に相当する部分は直径400μmの円、金属層73に相当する部分は幅10μmの線状とした。
(Pattern specification 1)
As a test pattern, a CSP wiring pattern (opaque) was formed using a negative film. There is a frame-like (opaque) portion with a small width on the outer periphery, which is connected by a wiring pattern and a lead wire pattern (opaque). As a wiring pattern for CSP, a portion corresponding to the metal layer 71 in FIG. 9 is a rectangle of 50 μm × 100 μm, a portion corresponding to the metal layer 72 is a circle having a diameter of 400 μm, and a portion corresponding to the metal layer 73 is a linear shape having a width of 10 μm. It was.

(凸状パターンの形成)
レジストフィルム(フォテックRY3315、日立化成工業株式会社製)を150mm角のステンレス板(SUS316L、#400研磨仕上げ、厚さ500μm、日新製鋼(株)製)の両面に貼り合わせた(図4(a)に対応するが同一ではない)。貼り合わせの条件は、ロール温度105℃、圧力0.5MPa、ラインスピード1m/minで行った。次いで、パターン仕様1のネガフィルムを、ステンレス板(導電性基材)の片面に静置した。紫外線照射装置を用いて、600mmHg以下の真空下において、ネガフィルムを載置したステンレス板の上から、紫外線を250mJ/cm照射した。さらに、1%炭酸ナトリウム水溶液で現像することで、突起部レジスト膜(突起部;高さ10μm)を得た。なお、パターンが形成された面の反対面は、全面露光されているため現像されず、全面にレジスト膜が形成されている(図4(b)に対応するが同一ではない)。
(Formation of convex pattern)
A resist film (Photech RY3315, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was bonded to both sides of a 150 mm square stainless steel plate (SUS316L, # 400 polished finish, thickness 500 μm, manufactured by Nisshin Steel Co., Ltd.) (FIG. 4A ) But not the same). The bonding conditions were a roll temperature of 105 ° C., a pressure of 0.5 MPa, and a line speed of 1 m / min. Subsequently, the negative film of the pattern specification 1 was left still on the single side | surface of a stainless plate (conductive base material). Using an ultraviolet irradiation device, ultraviolet rays were irradiated at 250 mJ / cm 2 from above the stainless steel plate on which the negative film was placed under a vacuum of 600 mmHg or less. Further, by developing with a 1% aqueous sodium carbonate solution, a protrusion resist film (protrusion; height 10 μm) was obtained. The surface opposite to the surface on which the pattern is formed is not developed because it is exposed to the entire surface, and a resist film is formed on the entire surface (corresponding to FIG. 4B but not the same).

(絶縁層の形成)
PBII/D装置(TypeIII、株式会社栗田製作所製)によりDLC膜を形成した。チャンバー内にレジスト膜が付いたままのステンレス基板を入れ、チャンバー内を真空状態にした後、アルゴンガスで基板表面のクリーニングを行った。次いで、チャンバー内にヘキサメチルジシロキサンを導入し、膜厚0.1μmとなるように中間層を成膜した。次いで、トルエン、メタン、アセチレンガスを導入し、膜厚が2〜3μmとなるように、中間層の上にDLC層を形成した(図4(c)に対応するが同一ではない)。
(Formation of insulating layer)
A DLC film was formed using a PBII / D apparatus (Type III, manufactured by Kurita Seisakusho Co., Ltd.). A stainless steel substrate with a resist film attached thereto was placed in the chamber, the inside of the chamber was evacuated, and the substrate surface was cleaned with argon gas. Next, hexamethyldisiloxane was introduced into the chamber, and an intermediate layer was formed to a thickness of 0.1 μm. Next, toluene, methane, and acetylene gas were introduced, and a DLC layer was formed on the intermediate layer so as to have a film thickness of 2 to 3 μm (corresponding to FIG. 4C, but not the same).

(凹部の形成;絶縁層の付着した凸状パターンの除去)
絶縁層が付着したステンレス基板を水酸化ナトリウム水溶液(10%、50℃)に浸漬し、時々揺動を加えながら8時間放置した。凸状パターンを形成するレジスト膜とそれに付着したDLC膜が剥離してきた。一部剥がれにくい部分があったため、布で軽くこすることにより全面剥離し、めっき用導電性基材を得た(図4(d)に対応するが同一ではない)。
凹部の形状は、開口方向に向かって幅広になっており、その凹部側面の傾斜角は、前記境界面の角度と同じであった。凹部の深さは2〜3μmであった。また、ネガフィルムに対応したCSP配線パターンの凹部が形成された。
(Concavity formation; removal of convex pattern with insulating layer attached)
The stainless steel substrate with the insulating layer attached was immersed in an aqueous sodium hydroxide solution (10%, 50 ° C.) and left for 8 hours with occasional rocking. The resist film forming the convex pattern and the DLC film adhering thereto have been peeled off. Since there was a portion that was difficult to peel off, the entire surface was peeled off by lightly rubbing with a cloth to obtain a conductive substrate for plating (corresponding to FIG. 4 (d) but not the same).
The shape of the recess was wider toward the opening direction, and the inclination angle of the side surface of the recess was the same as the angle of the boundary surface. The depth of the recess was 2 to 3 μm. Moreover, the recessed part of the CSP wiring pattern corresponding to a negative film was formed.

(銅めっき)
さらに、上記で得られためっき用導電性基材のパターンが形成されていない面(裏面)に粘着フィルム(ヒタレックスK−3940B、日立化成工業(株)製)を貼り付けた。
この粘着フィルムを貼り付けためっき用導電性基材を陰極として、含燐銅を陽極として電解銅めっき用の電解浴(硫酸銅(5水塩)250g/L、硫酸70g/L、キューブライトAR(荏原ユージライト株式会社製、添加剤)4ml/Lの水溶液、30℃)中に浸し、電流密度を10A/dmとして、めっき用導電性基材の凹部に析出した金属層の厚さがほぼ10μmになるまでめっきした。めっき用導電性基材の凹部の中とそれからあふれるようにめっきが形成された(図5(e)に対応するが同一ではない)。
(Copper plating)
Furthermore, an adhesive film (Hitalex K-3940B, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was attached to the surface (back surface) where the pattern of the conductive substrate for plating obtained above was not formed.
Electrolytic bath for electrolytic copper plating (copper sulfate (pentahydrate) 250 g / L, sulfuric acid 70 g / L, cube light AR), with the electroconductive substrate for plating with the adhesive film attached as the cathode and phosphorous copper as the anode (Added by Ebara Eugene Corporation, additive) 4 ml / L aqueous solution, 30 ° C.) The current density is 10 A / dm 2 , and the thickness of the metal layer deposited in the concave portion of the conductive substrate for plating is Plating was performed until the thickness was approximately 10 μm. Plating was formed so as to overflow in and out of the concave portion of the conductive base material for plating (corresponding to FIG. 5 (e) but not the same).

(転写用基材の作製)
(配合組成物1)
2−エチルヘキシルメタクリレート 70重量部
ブチルアクリレート 15重量部
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 10重量部
アクリル酸 5重量部
アゾビスイソブチロニトリル 0.1重量部
トルエン 60重量部
及び
酢酸エチル 60重量部

温度計、冷却管、窒素導入管を備えた500cm3の三つ口フラスコに、上記した配合組成物1を投入し、穏やかに撹拌しながら、60℃に加熱して重合を開始させ、窒素でバブリングさせながら、60℃で8時間、還流中で攪拌を行い、側鎖にヒドロキシル基を有するアクリル樹脂を得た。その後、カレンズ MOI(2−イソシアナトエチルメタクリレート;昭和電工(株)製)5重量部を添加し、穏やかに撹拌しながら50℃で反応させ、側鎖に光重合性官能基を有する反応性ポリマーの溶液1を得た。
得られた反応性ポリマー1は、側鎖にメタクリロイル基を有しており、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにて測定したポリスチレン換算の重量平均分子量は800,000であった。
反応性ポリマーの溶液1の100重量部(固形分)に光重合開始剤として2−メチル−1[4−メチルチオ]フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン(商品名イルガキュア907、チバガイギー(株))を1重量部、イソシアネート系架橋剤(商品名コロネートL−38ET、日本ポリウレタン(株)製)を3重量部、トルエンを50重量部添加し、樹脂組成物1とした。
得られた樹脂組成物1を、厚さ250μm、120mm角の基材材料であるポリエチレンナフタレートフィルム(Q65FA、帝人デュポンフィルム株式会社製)の表面に、100℃で乾燥後の膜厚が20μmになるように塗布して、基材材料上に紫外線硬化性を有する粘着剤層を形成して、透明な転写用基材を作製した。乾燥条件は、100℃10分間であった。
(Preparation of transfer substrate)
(Composition composition 1)
2-ethylhexyl methacrylate 70 parts by weight Butyl acrylate 15 parts by weight 2-hydroxyethyl methacrylate 10 parts by weight Acrylic acid 5 parts by weight Azobisisobutyronitrile 0.1 part by weight Toluene 60 parts by weight and ethyl acetate 60 parts by weight

Into a 500 cm3 three-necked flask equipped with a thermometer, a cooling pipe, and a nitrogen introduction pipe, the above-mentioned composition 1 is charged, heated to 60 ° C. with gentle stirring, to initiate polymerization, and then bubbled with nitrogen The mixture was stirred at 60 ° C. for 8 hours under reflux to obtain an acrylic resin having a hydroxyl group in the side chain. Thereafter, 5 parts by weight of Karenz MOI (2-isocyanatoethyl methacrylate; manufactured by Showa Denko KK) is added and reacted at 50 ° C. with gentle stirring, and a reactive polymer having a photopolymerizable functional group in the side chain. Solution 1 was obtained.
The obtained reactive polymer 1 had a methacryloyl group in the side chain, and the weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography was 800,000.
2-methyl-1 [4-methylthio] phenyl] -2-morpholinopropan-1-one (trade name Irgacure 907, Ciba Geigy (as a photopolymerization initiator) was added to 100 parts by weight (solid content) of the solution 1 of the reactive polymer. 1 part by weight, 3 parts by weight of an isocyanate-based crosslinking agent (trade name Coronate L-38ET, manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.) and 50 parts by weight of toluene were added to obtain Resin Composition 1.
The obtained resin composition 1 is deposited on the surface of a polyethylene naphthalate film (Q65FA, manufactured by Teijin DuPont Films Co., Ltd.) which is a 120 mm square substrate material with a thickness of 250 μm, and the film thickness after drying at 100 ° C. is 20 μm. Then, an adhesive layer having ultraviolet curability was formed on the base material to prepare a transparent transfer base material. The drying condition was 100 ° C. for 10 minutes.

(金属層パターン転写)
上記転写用基材を、100℃5分間プレヒートしてから、粘着剤層の面と、上記めっき用導電性基材の銅めっきを施した面に、ロールラミネータを用いて貼り合わせた(図5(f)(g)に対応するが同一ではない)。ラミネート条件は、ロール温度150℃、圧力0.5MPa、ラインスピード0.1m/minとした。
次いで、めっき用導電性基材に貼り合わせた基材を剥離したところ、上記めっき用導電性基材上に析出した銅からなる金属層パターンが粘着剤層に転写され、半導体素子接続用配線基材(導体層パターン付き基材)を作製した(図5(h)に対応するが同一ではない)。金属層パターンを形成してからパターンを転写するため、基材のそりを低減することが出来た。
得られた半導体素子接続用配線基材を一部分切り取り、その断面を走査型電子顕微鏡写真(倍率2000倍)にとって観察した。CSP配線パターンに対応した金属層パターンが形成されていた。それぞれのラインは、粘着剤中に厚さ方向に4μm埋没していた。
(Metal layer pattern transfer)
The transfer substrate was preheated at 100 ° C. for 5 minutes, and was then bonded to the surface of the pressure-sensitive adhesive layer and the copper-plated surface of the conductive substrate for plating using a roll laminator (FIG. 5). (F) Corresponds to (g) but not the same). Lamination conditions were a roll temperature of 150 ° C., a pressure of 0.5 MPa, and a line speed of 0.1 m / min.
Subsequently, when the base material bonded to the electroconductive substrate for plating was peeled off, the metal layer pattern made of copper deposited on the electroconductive substrate for plating was transferred to the adhesive layer, and the wiring base for semiconductor element connection A material (a substrate with a conductor layer pattern) was produced (corresponding to FIG. 5 (h) but not the same). Since the pattern was transferred after the metal layer pattern was formed, warpage of the substrate could be reduced.
A part of the obtained wiring substrate for connecting a semiconductor element was cut out, and the cross section was observed on a scanning electron micrograph (magnification 2000 times). A metal layer pattern corresponding to the CSP wiring pattern was formed. Each line was buried 4 μm in the thickness direction in the adhesive.

(半導体装置の作製)
その後、外周の枠状の箇所を電極として、CSP配線パターンの銅表面に、ニッケルめっき5μm及び金めっき(純度99.99%)0.3μmを順次それぞれ電気めっきにより施した(図7及び図8(i)に対応するが同一ではない)。
次いで、半導体素子をダイボンドフィルムで搭載後ワイヤボンディングにより接続した(図9(j)に対応)。次いで、エポキシ封止材をトランスファーモールド法175℃2分の条件で封止した(図9(k)に対応)。
ワイヤボンディングは、ワイヤボンディング装置4524AD〔キューリック・アンド・ソファ社(Kulicke & Soffa, Ltd.)〕で、キャピラリが型式40472−0010−320〔キューリック・アンド・ソファ社(Kulicke & Soffa, Ltd.)〕を用いて行い、ワイヤは、型式GMHタイプ25μm(田中貴金属工業(株)製)を用いた。また、接続条件は、温度を130℃とし超音波出力を0.2W、超音波出力時間を45msとした。
(Fabrication of semiconductor devices)
Thereafter, the outer peripheral frame-shaped portion was used as an electrode, and nickel plating 5 μm and gold plating (purity 99.99%) 0.3 μm were sequentially applied to the copper surface of the CSP wiring pattern by electroplating (FIGS. 7 and 8). Corresponding to (i) but not identical).
Next, the semiconductor elements were mounted with a die bond film and then connected by wire bonding (corresponding to FIG. 9 (j)). Next, the epoxy sealing material was sealed under the transfer mold method at 175 ° C. for 2 minutes (corresponding to FIG. 9 (k)).
Wire bonding is performed using a wire bonding apparatus 4524AD (Kulicke & Soffa, Ltd.) with a capillary of model 40472-0010-320 (Kullike & Soffa, Ltd.). )] Was used, and the type GMH type 25 μm (manufactured by Tanaka Kikinzoku Kogyo Co., Ltd.) was used as the wire. The connection conditions were such that the temperature was 130 ° C., the ultrasonic output was 0.2 W, and the ultrasonic output time was 45 ms.

しかる後、転写用基材(剥離性基材)を剥離した。このとき、ポリエチレンナフタレートに粘着剤が付着しており、粘着剤が金属層パターン、封止剤に残留することなく容易に剥離することができた。
次いで電解ニッケルめっき及び電解金めっきするためのリード線を切断するため、半導体装置となる半導体素子搭載面とは反対面からダイシング装置により半導体素子接続用配線基材の板厚方向に溝を切り込みリード線を切断した(図10(l)のダイシング前の半導体装置22に対応)。
リード線を切断したダイシング前の半導体装置(120mm角)のはんだボール搭載面側に、液状レジスト(PSR−4000、太陽インキ株式会社製)を、スクリーン印刷ではんだボールを搭載するパッドを除きその他の部分は一面に印刷した。100℃で5分間乾燥したところ、レジスト膜厚は20μmであった。さらに、160℃で1時間加熱硬化した。
Thereafter, the transfer substrate (peelable substrate) was peeled off. At this time, the pressure-sensitive adhesive was adhered to the polyethylene naphthalate, and the pressure-sensitive adhesive could be easily peeled off without remaining in the metal layer pattern and the sealant.
Next, in order to cut the lead wire for electrolytic nickel plating and electrolytic gold plating, a groove is cut in the thickness direction of the wiring substrate for semiconductor element connection by a dicing device from the surface opposite to the semiconductor element mounting surface to be a semiconductor device. The line was cut (corresponding to the semiconductor device 22 before dicing in FIG. 10L).
A liquid resist (PSR-4000, manufactured by Taiyo Ink Co., Ltd.) is applied on the solder ball mounting surface side of the semiconductor device (120 mm square) before dicing after cutting the lead wire, except for pads on which solder balls are mounted by screen printing. The part was printed on one side. When dried at 100 ° C. for 5 minutes, the resist film thickness was 20 μm. Further, it was cured by heating at 160 ° C. for 1 hour.

次いで、ダイシング装置により所定のサイズ(7mm×7mm×200μm)に切断してCSP半導体装置を得た。
しかる後、露出しているはんだボール搭載パッドを表面処理した後、はんだボールを搭載した。はんだは、半導体装置から突出しているはんだボール搭載パッドを被覆するように付着していた(図10(m)に対応)。
Next, the wafer was cut into a predetermined size (7 mm × 7 mm × 200 μm) with a dicing device to obtain a CSP semiconductor device.
Thereafter, the exposed solder ball mounting pad was surface treated, and then the solder ball was mounted. The solder adhered so as to cover the solder ball mounting pad protruding from the semiconductor device (corresponding to FIG. 10 (m)).

このようにして得られたCSP半導体装置は、CSP配線パターンの断面形状が封止材対しアンカー効果があるため配線パターンが脱落することがなく、また、はんだ搭載パッドがCSP半導体装置から露出しているため、はんだの接続信頼性が高く、樹脂基材が残らないためCSP半導体装置が薄くでき、加えて、パターン形成に製品毎のフォトリソグラフ法が不要であるため工程が短く、基本的に生産性が良好でコストが安価である。   In the CSP semiconductor device obtained in this way, the cross-sectional shape of the CSP wiring pattern has an anchor effect on the sealing material, so that the wiring pattern does not fall off, and the solder mounting pad is exposed from the CSP semiconductor device. Therefore, the CSP semiconductor device can be made thin because the solder connection reliability is high and the resin base material does not remain. In addition, since the photolithographic method for each product is not required for pattern formation, the process is short and basically the production. Good cost and low cost.

(落下試験)
上記で得られた半導体装置を配線板に搭載し、次の実験により、上記の半導体装置と配線板との密着強度が向上していることを確認した。
(試験例1)
実施例1における半導体素子接続用配線基材の製法に準じて、めっき厚さ30μmで直径φ0.25mmの円柱形銅箔を間隔0.50mm(パターンピッチ0.75mm)で縦4個、横4個に合計16個配列された金属層パターンを有する導体層パターン付き基材を得た。この導体層パターン付き基材の金属層パターンの周囲に、上記実施例1におけると同様にしてダムの形成と封止材による封止を行った。このあと、ダム等の不要部を切り取り、さらに、転写用基材を剥離して、ダミー半導体装置を作製した。ダミー半導体装置の外形寸法は、縦5mm、横5mm及び厚さ0.2mmとし、金属層パターンの厚さ方向の突出は10μmであった。
一方、銅張積層板(MCL−E−679,板厚1.0mm、銅箔厚さ18μm、日立化成工業株式会社製)をエッチングして、φ0.27mmの円柱銅箔を間隔0.48μm(パターンピッチ0.75mm)で縦4個、横4個に合計16個配列された銅箔パターンを有する積層板を切り取って、外形寸法は、縦5mm、横5mmであるダミー配線板を作製した。このダミー配線板の円柱銅箔上に厚さ20μmの電解はんだめっきを施して、ダミー半導体搭載用配線板を作製した。このダミー半導体搭載用配線板に上記のダミー半導体装置を245℃10秒のはんだリフローによりはんだ付けして固定し、ダミーの半導体装置搭載配線板を得た。この時、リフローされたはんだがダミーの半導体装置の突出した金属層パターンを覆うように付着していた。このようにしてダミーの半導体装置搭載配線板を10個作製し、落下試験用試験片とした。
落下試験は、この試験片を、高さ1.8mの高さからコンクリート上に試験片の以上を観察した。試験は、1個につき、6面のおのおのが下になるように繰り返し落下させ、その間にダミーの半導体装置とダミーの配線板が互いに脱落したもの個数(不合格の個数)をしらべた。その結果、上記のダミーの半導体装置搭載配線板のうち不合格は0個であった。
(比較試験例1)
上記試験例と同様にして得られたダミー半導体装置の突出している金属層パターンを研磨により削り、突出しないようにしたものを使用したこと以外試験例1に準じて行った。その結果、不合格品は3個であった。
(Drop test)
The semiconductor device obtained above was mounted on a wiring board, and the following experiment confirmed that the adhesion strength between the semiconductor device and the wiring board was improved.
(Test Example 1)
In accordance with the manufacturing method of the wiring substrate for connecting semiconductor elements in Example 1, four cylindrical copper foils with a plating thickness of 30 μm and a diameter of 0.25 mm and a spacing of 0.50 mm (pattern pitch of 0.75 mm), and a width of 4 The base material with a conductor layer pattern which has a metal layer pattern arranged in total 16 pieces was obtained. A dam was formed and sealed with a sealing material in the same manner as in Example 1 around the metal layer pattern of the substrate with the conductor layer pattern. Thereafter, unnecessary portions such as dams were cut off, and the transfer base material was peeled off to produce a dummy semiconductor device. The external dimensions of the dummy semiconductor device were 5 mm in length, 5 mm in width, and 0.2 mm in thickness, and the protrusion in the thickness direction of the metal layer pattern was 10 μm.
On the other hand, a copper-clad laminate (MCL-E-679, plate thickness 1.0 mm, copper foil thickness 18 μm, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was etched, and φ0.27 mm cylindrical copper foils were spaced 0.48 μm ( A laminated board having copper foil patterns arranged in a total of 16 pieces in a pattern of 4 in the vertical direction and 4 in the horizontal direction at a pattern pitch of 0.75 mm was cut out to produce a dummy wiring board having an external dimension of 5 mm in length and 5 mm in width. Electrolytic solder plating with a thickness of 20 μm was applied on the cylindrical copper foil of the dummy wiring board to produce a dummy semiconductor mounting wiring board. The dummy semiconductor device mounting wiring board was soldered and fixed to the dummy semiconductor mounting wiring board by solder reflow at 245 ° C. for 10 seconds to obtain a dummy semiconductor device mounting wiring board. At this time, the reflowed solder adhered so as to cover the protruding metal layer pattern of the dummy semiconductor device. In this way, ten dummy semiconductor device-mounted wiring boards were produced and used as drop test specimens.
In the drop test, the test piece was observed on the concrete from a height of 1.8 m. In each test, each of the six faces was repeatedly dropped so that each of them faced down, and the number of the dummy semiconductor device and the dummy wiring board dropped out during that period (the number of failures) was examined. As a result, there were no failures among the dummy semiconductor device mounting wiring boards.
(Comparative Test Example 1)
The test was performed in the same manner as in Test Example 1 except that the protruding metal layer pattern of the dummy semiconductor device obtained in the same manner as in the above Test Example was shaved by polishing so as not to protrude. As a result, the number of rejected products was 3.

半導体装置の作製において、金メッキ0.3μmの代わりに、銀めっき1μmを行ったこと以外は、全て実施例1と同様にしてCSP半導体装置を作製した。   A CSP semiconductor device was produced in the same manner as in Example 1 except that in the production of the semiconductor device, instead of gold plating of 0.3 μm, silver plating of 1 μm was performed.

1:めっき用導電性基材
2:導電性基材
3:絶縁層
4:凹部
5:感光性レジスト層(感光性樹脂層)
6:突起部
7,71,72,73:金属層
8:剥離性基材
9:基材材料
10:粘着剤層
11:半導体素子接続用配線基材
12:ニッケルめっき
13:金めっき
14:めっき
16:ダイボンド材
17:半導体素子
18:ボンディングワイヤ
20:封止材
21:封止樹脂
22:離形性基材を有するダイシング前の半導体装置
23:ソルダーレジスト
24:錫めっき
25:はんだボール
26:半導体装置
1: Conductive substrate for plating 2: Conductive substrate 3: Insulating layer 4: Recessed portion 5: Photosensitive resist layer (photosensitive resin layer)
6: Protrusion 7, 71, 72, 73: Metal layer 8: Peelable substrate 9: Substrate material 10: Adhesive layer 11: Wiring substrate for connecting semiconductor elements 12: Nickel plating 13: Gold plating 14: Plating 16: Die bonding material 17: Semiconductor element 18: Bonding wire 20: Sealing material 21: Sealing resin 22: Semiconductor device before dicing having a releasable substrate 23: Solder resist 24: Tin plating 25: Solder ball 26: Semiconductor device

Claims (16)

半導体素子が電気的に接続されている導電性金属層パターン及び半導体素子の下方にダイボンド材を介して配線用の導電性金属層パターンを含み、これらが封止材により封止されている半導体装置において、導電性金属層パターンが厚さ方向で一部、突出して露出されている半導体装置。   A semiconductor device including a conductive metal layer pattern to which a semiconductor element is electrically connected and a conductive metal layer pattern for wiring under a semiconductor element via a die bonding material, and these are sealed with a sealing material The semiconductor device, wherein the conductive metal layer pattern is partially exposed in the thickness direction. 半導体素子と導電性金属層パターンの接続部材が、半導体素子と導電性金属層パターンの所定位置の間のワイヤボンディング接続するためのボンディングワイヤであり、半導体素子、導電性金属層パターン及びボンディングワイヤが封止材により封止されている請求項1記載の半導体装置。   The connecting member of the semiconductor element and the conductive metal layer pattern is a bonding wire for wire bonding connection between a predetermined position of the semiconductor element and the conductive metal layer pattern, and the semiconductor element, the conductive metal layer pattern and the bonding wire are The semiconductor device according to claim 1, which is sealed with a sealing material. 半導体素子と導電性金属層パターンの接続部材及びダイボンド材が、異方導電性接着剤であり、これらが封止材により封止されている請求項1記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the connection member and the die bond material of the semiconductor element and the conductive metal layer pattern are anisotropic conductive adhesives, and these are sealed with a sealing material. 導電性金属層の突出量が厚さ方向で1μm以上で金属層厚さの1/2以下の厚さである請求項1〜3のいずれかに記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the protruding amount of the conductive metal layer is 1 μm or more in the thickness direction and is a thickness of ½ or less of the metal layer thickness. 導電性金属層が、その断面形状で最大幅となる部分が封止材又はダイボンド材に埋没している請求項1〜4のいずれかに記載の半導体装置。   The semiconductor device according to any one of claims 1 to 4, wherein a portion of the conductive metal layer having a maximum width in a cross-sectional shape is buried in a sealing material or a die bond material. 配線板と電気的に接合すべき導電性金属層部分にはんだボールを結合してなる請求項1〜5のいずれかに記載の半導体装置。   6. The semiconductor device according to claim 1, wherein a solder ball is bonded to a conductive metal layer portion to be electrically bonded to the wiring board. 剥離用基材上に、半導体素子と接続すべき導電性金属層パターン及びダイボンド材を介して半導体素子が搭載されるべき配線用導電性金属層パターンを有し、これらの導電性金属層パターンが厚さ方向で一部埋設して形成されている半導体素子接続用配線基材。   On the substrate for peeling, the conductive metal layer pattern to be connected to the semiconductor element and the conductive metal layer pattern for wiring on which the semiconductor element is to be mounted via the die-bonding material, and these conductive metal layer patterns are A wiring substrate for connecting a semiconductor element, which is partially embedded in the thickness direction. 剥離用基材への導電性金属層の埋設量が厚さ方向で1μm以上で金属層厚さの1/2以下の厚さである請求項7記載の半導体素子接続用配線基材。   8. The wiring substrate for connecting a semiconductor element according to claim 7, wherein the conductive metal layer is embedded in the peeling substrate in a thickness direction of 1 [mu] m or more and 1/2 or less of the metal layer thickness. 導電性金属層が、その断面形状で最大幅となる部分が、剥離用基材から露出している請求項7又は8のいずれかに記載の半導体素子接続用配線基材。   The wiring base material for a semiconductor element connection according to claim 7, wherein a portion of the conductive metal layer having a maximum width in the cross-sectional shape is exposed from the base material for peeling. 請求項7〜9のいずれかに記載の半導体素子接続用配線基材の半導体素子が搭載されるべき配線用導電性金属層パターン上にダイボンド材を介して半導体素子を接合する工程、
接合された半導体素子と上記半導体素子接続用導電性金属層パターンを接続する工程、
上記剥離性基材上に接合された半導体素子及び上記導電性金属層パターンを封止材により一体に封止する工程、および
封止材により封止され、半導体素子が搭載された半導体素子搭載用基材から剥離用基材を剥離する工程
を含むことを特徴とする半導体装置の製造法。
A step of bonding the semiconductor element via a die bond material on the conductive metal layer pattern for wiring on which the semiconductor element of the wiring substrate for connecting a semiconductor element according to claim 7 is to be mounted;
Connecting the bonded semiconductor element and the conductive metal layer pattern for connecting the semiconductor element,
A step of integrally sealing the semiconductor element bonded on the peelable substrate and the conductive metal layer pattern with a sealing material, and for mounting a semiconductor element on which the semiconductor element is mounted by sealing with the sealing material A method for producing a semiconductor device, comprising a step of peeling a peeling substrate from a substrate.
異方導電性接着剤を用いて、請求項7〜9のいずれかに記載の半導体素子接続用配線基材の半導体素子が搭載されるべき配線用導電性金属層パターン上に半導体素子を接合すると共に電気的に接続すべき位置にバンプを有する半導体素子と半導体素子接続用導電性金属層パターンを接続する工程、
上記剥離性基材上に接合及び接続された半導体素子及び上記導電性金属層パターンを封止材により一体に封止する工程、並びに
封止材により封止され、半導体素子が搭載された半導体素子搭載用基材から剥離用基材を剥離する工程
を含むことを特徴とする半導体装置の製造法。
The semiconductor element is bonded onto the conductive metal layer pattern for wiring on which the semiconductor element of the wiring substrate for connecting a semiconductor element according to any one of claims 7 to 9 is to be mounted using an anisotropic conductive adhesive. Connecting a semiconductor element having a bump at a position to be electrically connected with the conductive metal layer pattern for connecting the semiconductor element,
A semiconductor element bonded and connected on the peelable substrate and a step of integrally sealing the conductive metal layer pattern with a sealing material, and a semiconductor element mounted with the semiconductor element sealed with the sealing material A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of peeling a peeling substrate from a mounting substrate.
半導体素子と上記半導体素子接続用導電性金属層パターンを接合する工程の前に、導電性金属層パターンの接続部に接続用めっきを施す工程を含む請求項10又は11のいずれかに記載の半導体装置の製造法。   The semiconductor according to claim 10, further comprising a step of performing connection plating on a connection portion of the conductive metal layer pattern before the step of bonding the semiconductor element and the conductive metal layer pattern for connecting the semiconductor element. Device manufacturing method. さらに、配線板と電気的に接合すべき導電性金属層部分にはんだボールを結合する工程を含む請求項10〜12のいずれかに記載の半導体装置の製造法。   Furthermore, the manufacturing method of the semiconductor device in any one of Claims 10-12 including the process of couple | bonding a solder ball to the electroconductive metal layer part which should be electrically joined with a wiring board. 請求項1〜6のいずれかに記載の半導体装置が、配線板の所定位置に、半導体装置から突出した金属層部分ではんだ付けされている半導体装置搭載配線板。   A semiconductor device mounting wiring board, wherein the semiconductor device according to claim 1 is soldered to a predetermined position of the wiring board with a metal layer portion protruding from the semiconductor device. 配線上の所定位置にはんだが付着されている配線板の上記所定位置のはんだを介して請求項1〜5のいずれかに記載の半導体装置の突出した金属層がはんだで覆われるようにはんだ付けすることを特徴とする半導体装置搭載配線板の製造法。   Soldering so that the protruding metal layer of the semiconductor device according to any one of claims 1 to 5 is covered with solder through the solder at the predetermined position of the wiring board having solder attached to the predetermined position on the wiring. A method of manufacturing a wiring board having a semiconductor device mounted thereon. 配線板の配線の所定位置に請求項6に記載の半導体装置をその半導体装置のハンダボールによりはんだ付けすることを特徴とする半導体装置搭載配線板の製造法。   A method of manufacturing a wiring board having a semiconductor device mounted thereon, wherein the semiconductor device according to claim 6 is soldered to a predetermined position of wiring on the wiring board by a solder ball of the semiconductor device.
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