JP2532720B2 - 回路基板及び半導体装置 - Google Patents

回路基板及び半導体装置

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JP2532720B2 JP2130672A JP13067290A JP2532720B2 JP 2532720 B2 JP2532720 B2 JP 2532720B2 JP 2130672 A JP2130672 A JP 2130672A JP 13067290 A JP13067290 A JP 13067290A JP 2532720 B2 JP2532720 B2 JP 2532720B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体素子の実装、特に多端子、挟ピッチの
半導体の実装に用いる回路基板の構造に関するものであ
る。
従来の技術 近年、半導体素子の電極の多端子、挟ピッチ化が急速
に進んでおり、これに対応した実装技術の開発が急務と
なっている。多端子、挟ピッチの電極を有する半導体素
子対応の実装技術として現在Micro Bump Bonding実装
技術(MBB実装技術)が注目されている。まずこの技術
について説明する。この技術は光硬化性の絶縁性樹脂を
用いることにより、半導体素子をフェイスダウンで回路
基板に直接、一括接合で実装できることを特徴としてい
る。
MBB実装技術の1例を第7図に示した工程図により説
明する。まず第7図(a)に示したように絶縁性基板21
に導体配線25を形成させた回路基板29の導体配線25を有
する面に光硬化性樹脂30を塗布する。絶縁性基板21には
ガラス等の光透過性の基板を用い、導体配線25にはAl、
Au等を用いる。光硬化性の絶縁性樹脂30にはエポキシ系
樹脂やアクリル系樹脂を用いる。ついで第7図(b)に
示したように突起電極31を有する半導体素子32を絶縁性
樹脂30の上から回路基板29に搭載し、半導体素子32の突
起電極31と回路基板29の導体配線25とを位置合わせす
る。突起電極31はメッキなどの方法により半導体素子32
上に予め形成しておく。次に第7図(c)に示したよう
に加圧治具33を用いて半導体素子32と回路基板29を加圧
する。この際、絶縁性樹脂30は加圧により周囲に押し出
され、導体配線25と突起電極31は接触し電気的に接続す
る。この状態のまま回路基板29の裏面からUV線(紫外
線)を絶縁性樹脂30に照射し、絶縁性樹脂30を硬化させ
る。
硬化後は第7図(d)に示すように加圧を除去しても
突起電極31と導体配線25とは絶縁性樹脂30により固定さ
れており両者の電気的接続は保持される。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、前記のような構成では、絶縁性基板が
セラミック等の不透明基板である場合、半導体素子はも
ちろんのこと、回路基板を透過してUV線を絶縁性樹脂に
照射することもできず、半導体素子と回路基板との間に
挟まった絶縁性樹脂にUV線を照射させにくいため絶縁性
樹脂を硬化させるのに時間がかかるといった欠点を有し
ている。このため、ガラス等に比べて熱伝導性等の特性
に優れたセラミックや、ホーロー等の不透明基板を用い
ることができないため、技術の使用範囲が極めて限定さ
れるといった欠点を有している。
本発明はかかる点に鑑み、絶縁性基板がセラミック等
の光透過性の無い基板の場合でも絶縁性樹脂に光を簡単
に照射させて、絶縁性樹脂を硬化させることができる構
造の回路基板を提供し、セラミック基板などの光透過性
の無い絶縁性基板を用いた回路基板に対してもMBB実装
技術を応用できるようにすることを目的とする。
課題を解決するための手段 第1の発明は絶縁性基板上に第1の金属層が形成され
ており、第1の金属層上に光透過性の絶縁性物質からな
るガラス層が形成されており、ガラス層上に第2の金属
層が形成されており、第2の金属層上に絶縁層が形成さ
れており、絶縁層上に導体配線が形成されており、絶縁
層と第2の金属層は、半導体素子搭載部以外の領域、及
び前記半導体素子搭載部にそれぞれ第1及び第2の開口
部を有する構造を特徴とする回路基板である。
第2の発明は複数の導体配線を有する回路基板表面
の、半導体素子搭載部以外の領域から半導体素子搭載部
まで、導体配線同士の間に光透過性の絶縁性物質よりな
るガラス層が形成されている構造を特徴とする回路基板
である。
第3の発明は導体配線を有する回路基板の半導体素子
搭載部以外の領域から、半導体素子搭載部にかけて、導
体配線の上から回路基板上に光透過性の絶縁性物質から
なるガラス層が形成されており、ガラス層は半導体素子
の電極の存在する位置に対応した箇所に開口部を有し、
開口部を通して半導体素子の電極と回路基板の導体配線
とが接触できる構造を特徴とする回路基板である。
第4の発明は絶縁性基板の半導体素子搭載部以外の領
域から半導体素子搭載部にかけてガラス層が形成されて
おり、ガラス層の上から絶縁性基板に導体配線が形成さ
れている構造を特徴とした回路基板である。
作用 いずれの発明においても前記した構成を有することに
より、半導体素子搭載部以外の領域でガラス層に入射し
た光が、ガラス層を通って半導体素子搭載部以外の領域
から半導体素子搭載部まで伝わることができ、半導体素
子裏面の絶縁性樹脂を硬化させることができる。
実施例 第1図は第1の発明の1実施例における回路基板9の
構成を示すものである。第1図において、1は絶縁性基
板、2は第1の開口部、3はガラス層、4は第2の開口
部、5は導体配線、6は第1の金属層、7は第2の金属
層、8は絶縁層である。その構成は絶縁性基板1上に第
1の金属層6が形成され、その上にガラス層3が形成さ
れ、ガラス層3はその上に形成された第2の金属層7と
第1の金属層6にサンドイッチされており、第2の金属
層7上に絶縁層8が形成されており、更にその上に導体
配線5が形成されているといった構成になっている。絶
縁層8と第2の金属層7は、半導体素子搭載部以外の領
域、及び前記半導体素子搭載部にそれぞれ第1の開口部
2及び第2の開口部4が形成されている。絶縁性基板1
にはセラミック等を用い、ガラス層3には石英ガラスな
どの光透過性の物質を用い、導体配線5及び金属層7、
8にはAl、Au、Cu等を用い、絶縁層8にはセラミック等
を用いる。回路基板が本構成を有することにより、第1
の開口部2から入射した光はガラス層3を通って伝わ
り、第2の開口部4から照射される。金属層6は第1の
開口部2から入射した光が反射により効率よくガラス層
3を通って第2の開口部4に伝わるために施してある。
かかる構成の回路基板9は第5図に示した工程により
形成される。まず第5図(a)の絶縁性基板1に蒸着等
の方法により第1の金属層6を形成させる(b)。更に
第5図(c)に示したように第1の金属層6上に石英を
蒸着してガラス層3を形成させる。ついで第5図(d)
に示したようにガラス層の上に第2の金属層7を蒸着さ
せる。この第2の金属層7の上に第5図(e)に示した
ように絶縁層5を蒸着させる。この基板をレジスト塗
布、露光、現像、エッチング等の通常のフォトリソ工程
を通して第5図(f)に示したように絶縁層5及び第2
の金属層7をエッチングして第1の開口部2及び第2の
開口部4を作製する。第1の開口部2は半導体素子搭載
部以外の場所に作製し、第2の開口部4は半導体素子搭
載部に作製する。ついで第5図(g)に示したようにし
て絶縁層の上に導体配線8を印刷等の技術により形成す
る。ガラス層3内を光が効率よく伝わるためには、第1
及び第2の金属層6、7のガラス層3に面した面が鏡面
になっていることが望ましい。この為にはそれぞれの金
属層6、7を蒸着する面を平滑に仕上げることが必要で
あるので、ベースとなる絶縁性基板1は表面が平滑なも
のを用いることが望ましい。
第2図、第3図、第4図はそれぞれ第2、第3、第4
の発明の各実施例における回路基板の構成を示すもので
ある。いずれの図においても第1図と同じく、1は絶縁
性基板、3はガラス層、8は導体配線、また第3図にお
ける14は電極接続用開口部である。第2の発明において
ガラス層3は導体配線8同志の間に半導体素子搭載部以
外の領域から半導体素子搭載部まで形成されている。第
3の発明においてガラス層3は導体配線8の上から回路
基板9上に、半導体素子搭載部以外の領域から、半導体
素子搭載部にかけてコートされており、ガラス層3は搭
載する半導体素子の電極の存在する位置に対応した箇所
に電極接続用開口部14を有している。回路基板9に搭載
する半導体素子の電極と回路基板9の導体配線5とはこ
の電極接続用開口部14を通して接触できるようになって
いる。第4の発明においてはガラス層3は導体配線8の
下に予め半導体素子搭載部以外の領域から半導体素子搭
載部にかけて形成されており、この上から導体配線5が
形成された構造となっている。いずれの発明においても
構成材料は第1の発明と同じく絶縁性基板1にはセラミ
ック等を用い、ガラス層3には石英ガラスなどの光透過
性の物質を用い、導体配線5にはAl、Au、Cu等を用い
る。いずれの構成においても回路基板9が上記の構成を
有することにより、半導体素子搭載部以外の領域からガ
ラス層3に入射した光はガラス層3を通って半導体素子
搭載部まで伝わり第1の発明と同じく絶縁性樹脂に向け
て照射される。これらの構成の回路基板も第1の発明と
全く同じにフォトリソや印刷などの技術を用いて簡単に
形成される。
第6図は第1の発明による回路基板9を用いたMBB実
装技術の実施例の工程図である。以下、工程図に基づき
本発明の回路基板の有用性について説明する。まず第6
図(a)に示したように絶縁性基板1に第1の開口部
2、ガラス層3、第2の開口部4、導体配線8、第1の
金属層6、第1の金属層7、絶縁層5を形成させた回路
基板9の導体配線8を有する面に光硬化性樹脂10を塗布
する。光硬化性の絶縁性樹脂10にはエポキシ系樹脂やア
クリル系樹脂を用いる。ついで第6図(b)に示したよ
うに突起電極11を有する半導体素子12を絶縁性樹脂10の
上から回路基板9に搭載し、半導体素子12の突起電極11
と回路基板の導体配線8とを位置合わせする。突起電極
11はメッキなどの方法により半導体素子12上に予め形成
しておく。次に第6図(c)に示したように加圧治具13
を用いて半導体素子12と回路基板9を加圧する。この
際、絶縁性樹脂10は加圧により周囲に押し出され導体配
線8と突起電極11は接触し電気的に接続する。この状態
のまま、半導体素子12の周囲にはみ出した絶縁性樹脂10
及び回路基板9の第1の開口部2にUV線100を照射す
る。この際、回路基板9の第1の開口部2を半導体素子
搭載部近辺に設置しておけば半導体素子12の周囲にはみ
だした絶縁性樹脂樹脂10とを一緒にUV線の照射ができる
か、両者が離れている場合は、別々にUV線を照射する。
半導体素子周囲の絶縁性樹脂10はUV線の照射により硬化
する。一方、第1の開口部2から入射した光は回路基板
9の内部のガラス層3を通って矢印のごとく半導体素子
搭載部まで伝わり、第2の開口部3から照射され、半導
体素子12と回路基板9に挟まれた絶縁性樹脂10を硬化さ
せる。こうしてセラミック等の不透明基板を用いる場合
においても絶縁性樹脂10全てを速やかに硬化させること
ができる。絶縁性樹脂10の硬化後は第6図(d)に示す
ように加圧を除去しても突起電極11と導体配線5とは絶
縁性樹脂10により固定されており両者の電気的接続は保
持されている。なお本実施例はベースの基板がセラミッ
ク基板の場合について述べたが、ベースの基板が金属等
でもともと鏡面を有するものである場合は、ベースの基
板に第1の金属層をコートする必要はない。また今回は
第1の発明の回路基板によるMBB実装技術の1実施令を
示したが、第2、第3、第4の発明の回路基板も全く同
様にしてMBB実装技術に用いられる。
発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、MBB実装技術
にセラミックなどの不透明基板を用いる場合においても
絶縁性樹脂を速やかに硬化することが可能となり、MBB
実装技術の応用範囲が飛躍的に拡大し、その実用的効果
は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の回路基板の断面図、第2図
(b)、第3図(b)、第4図(b)はそれぞれ第2、
第3、第4の発明の各実施例における回路基板の構成平
面図、第2図(a)、第3図(a)、第4図(a)はそ
れぞれの回路基板のA−A′,B−B′,C−C′線での断
面図、第5図(a)〜(g)は第1の発明の回路基板を
作製する方法の1実施例の工程断面図、第6図(a)〜
(d)は第1の発明の回路基板によるMBB実装技術の1
実施例の工程断面図、第7図(a)〜(d)は従来の回
路基板によるMBB実装技術の工程断面図である。 1……絶縁性基板、2……第1の開口部、3……ガラス
層、4……第2の開口部、5……絶縁層、6……第1の
金属層、7……第2の金属層、8……導体配線、9……
回路基板、10……絶縁性樹脂、11……突起電極、12……
半導体素子、13……加圧治具、14……電極接続用開口
部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 洋一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−110951(JP,A) 特開 平2−122531(JP,A) 特開 昭60−241228(JP,A) 実開 昭61−42858(JP,U)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁性基板上に第1の金属層が形成されて
    おり、前記第1の金属層上に光透過性の絶縁性物質から
    なるガラス層が形成されており、前記ガラス層上に第2
    の金属層が形成されており、前記第2の金属層上に絶縁
    層が形成されており、前記絶縁層上に導体配線が形成さ
    れており、前記絶縁層と前記第2の金属層は、半導体素
    子搭載以外の領域、及び前記半導体素子搭載部にそれぞ
    れ第1及び第2の開口部を有し、前記第1の開口部から
    前記ガラス層に入射した光が前記ガラス層を通って前記
    半導体素子搭載部まで伝わり、前記第2の開口部から半
    導体素子に向かって照射される構造を特徴とする回路基
    板。
  2. 【請求項2】第1及び第2の金属層の、ガラス層に接し
    た面が、鏡面であることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項に記載の回路基板。
  3. 【請求項3】絶縁層が光透過性の物質で形成されてお
    り、第2の金属層にのみ開口部が形成されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項に記載の
    回路基板。
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