JP2597809B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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民雄 斎藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、フェイスダウンボン
デイングを用いた半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子を搭載し、素子相互間を接続
する方法の一つとして、フリップチップボンディングに
代表されるフェイスダウンボンディングが知られてい
る。これは素子の電極端子を半田バンプを用いて配線基
板上の導体パターンに直接接続する方法であり、ワイヤ
ボンディング等に比べ電極端子と導体パターンとの間が
ワイヤの如き熱圧着接続ではなく、半田の溶解により接
続されるため、信頼性にすぐれ、また一つの素子と配線
基板上の導体パターンとの接続が電極端子の数に関係な
く一度でできる等の特長がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フェイ
スダウンボンディングではボンディング時に素子の電極
端子形成面が基板側を向くため、電極端子およびこれが
接続される導体パターン上の接続部がよく見えない。そ
こで従来では半透鏡を用いて接続部を確認しながら、素
子と導体パターンとの位置合わせを行っていた。従っ
て、位置合わせを含めたボンディング工程に長時間を要
するという問題があった。
【0004】この発明の目的は、フェイスダウンボンデ
ィングに際し半導体素子と配線基板上の導体パターンと
の位置合わせが容易で、量産性にすぐれた半導体装置の
製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、配線基板上の
導体パターンに、半導体素子の電極端子をその電極端子
形成面を配線基板側に向けて接続する半導体装置の製造
方法において、透明絶縁性基体上に透明導体パターンを
被着形成して前記配線基板を構成し、前記半導体素子の
電極端子と前記透明導体パターンとの接続部を、該配線
基板を通してやや斜めの方向から光学的に確認しつつ、
これら電極端子と透明導体パターンとの位置合わせを行
うことを特徴とする。また、本発明は、配線基板上の導
体パターンに、半導体素子の電極端子をその電極端子形
成面を配線基板側に向けて接続する半導体装置の製造方
法において、透明絶縁性基体上に透明導体パターンを被
着形成して前記配線基板を構成し、前記透明導体パター
ンの半導体素子接続部に、半導体素子の電極端子を接続
するためのメタライズとして少なくとも接着層、拡散防
止層及び接合金属層を形成し、該配線基板を通して前記
半導体素子の電極端子と前記透明導体パターンとの接続
部を光学的に確認しつつ、これら電極端子と透明導体パ
ターンとの位置合わせを行うことを特徴とする。好まし
くは、配線基板は、透明絶縁性基体上に複数層の透明導
体パターンを層間に透明絶縁体層を介して積層したもの
であることを特徴とする。
【0006】
【作用】この発明では、半導体素子の電極端子と配線基
板上の導体パターンとの位置合わせを半透鏡等を用いる
ことなく極めて容易、確実に行うことができる。すなわ
ち、この発明では透明材料からなる絶縁性基体および導
体パターンを通して半導体素子の電極端子を光学的に観
察し、また導体パターンの厚さによる導体パターン表面
と下地(絶縁性基体や絶縁層)表面との段差により、導
体パターンの輪郭(端面)を光学的に認識できることか
ら、半導体素子の電極端子と導体パターンとの接続箇所
を確認しつつ、位置合わせを行うことが可能となる。従
ってフェイスダウンボンディング本来の特徴と相まっ
て、半導体装置を非常に量産性よく、安価に製造するこ
とができる。
【0007】また、半導体素子の電極端子と導体パター
ンとの接続個所を接続終了までモニタすることができる
ため、半導体素子の電極端子を導体パターンの最適な位
置に精度よく位置合わせして接続することが可能とな
り、半導体素子の接続不良をなくし、歩留りを高くする
ことができる。さらに、接続終了後の接続個所の検査が
容易であり、この点からも歩留まりの向上が図られる。
【0008】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図1は、この発明の一実施例に係る半導体装
置の製造終了後の断面図である。図1において、配線基
板1はこの例では絶縁性基体2上に第1層導体パターン
3、絶縁体層4および第2層導体パターン5を順次形成
した2層の配線基板である。第1層、第2層の導体パタ
ーン3、5は、絶縁体層4に形成したスルーホールを通
して適宜接続されている。ここで、絶縁性基体2はポリ
マーガラス、プラスチック、サファイヤ等の透明セラミ
ック材料によって形成されている。また、導体パターン
3、5はITO,SnO2 等の透明良導体により形成さ
れている。さらに、絶縁体層4もアクリル、エポキシ、
シリコン等からなる透明絶縁材料から形成されている。
【0009】そして、第2層導体パターン15上に、、
半田バンプを形成した電極端子7を有するフリップチッ
プ半導体素子6、例えばICチップが電極端子7の形成
面を配線基板1側に向けて、すなわちフェイスダウンボ
ンディングにより接続固定されている。この場合、半導
体素子6は電極端子7が導体パターン5の所定位置に接
続されるように、導体パターン5に対し正確に位置合わ
せする必要があるが、電極端子7と導体パターン5との
接続個所を基体2、導体パターン3、絶縁体層4および
導体パターン5を通して例えば肉眼等で光学的に確認す
ることにより、この位置合わせは容易である。
【0010】また、このように導体パターン3、5を透
明材料で形成した場合でも、導体パターン3、5の厚さ
(例えば2000オングストローム程度)による下地表
面との段差により、導体パターン3、5の輪郭を例えば
肉眼やカメラで光学的に認識することができる。この場
合、導体パターン3、5の輪郭をやや斜めの方向から観
察すると、より容易に認識できる。このようにして、半
導体素子6の電極端子7と導体パターン5との接続部を
容易、確実に確認できることになる。
【0011】なお、第2層導体パターン5上の電極端子
7の接続部には、必要に応じて、電極端子7の接続を良
好にするためのメタライズが施される。具体的には、C
r,Ti,W等からなる接着層、Pd,Ni等からなる
拡散防止層、熱圧着のためのCu,Au,Al等の層、
耐ハンダ性の良好なNi,Cu等の層およびAu等の酸
化防止層を適宜形成する。
【0012】このようにすると、接続部にメタライズし
た材料が不透明であるため、導体パターン5上の電極端
子7の接続部をより容易に確認できる。また、図1には
示していないが、配線基板1上に必要に応じ保護層がモ
ールドされる。第2層導体パターン5上の半導体素子6
の接続部以外の表面を予めアクリル、エポキシ等からな
る透明絶縁材料で被覆することも可能である。
【0013】次に、配線基板1の製造工程の一例を図
2、図3を参照して説明する。まず、図2(a)に示す
ように透明絶縁性基体2、例えばガラス基板上に、ポジ
型フオトレジスト11を塗布し乾燥させた後、第1層透
明導体パターン3と反転関係にある不透明パターン12
を選択的に形成したガラスマスク13を用いて露光を行
い、次いで図2(b)のように現像する。次に、図2
(c)に示すように、透明導体膜14、例えばITO膜
を低温スパッタにより1μ程度着膜し、その後、図2
(d)に示すようにフォトレジスト11上の透明導体を
リフトオフにより除去して、第1層の透明導体パターン
3を形成する。配線基板が単層のものの場合は、これで
基板製造工程は終了し、以後は半導体素子のボンディン
グ工程へと進むことになる。
【0014】次に、図3(e)に示すように透明絶縁体
層15、例えば紫外線硬化型樹脂(アクリル、エポキシ
等)をスクリーン印刷、スピンコート等により塗布し、
スルーホールに対応する不透明パターン16を選択的に
形成したガラスマスク17を介して紫外線により露光、
現像する。これにより図3(f)に示すように、所定位
置にスルーホール18を有する透明絶縁体層4が形成さ
れる。
【0015】そして、次に図3(g)に示すように再び
ポジ型フォトレジスト19を塗布し乾燥させ、第2層の
透明導体パターン5と反転関係にある不透明パターン2
0を選択的に形成したガラスマスク21を用いて露光し
た後、図2(b)〜(d)と同様の工程を経て、図3
(h)に示すように第2層の透明導体パターン5を形成
する。こうして図1中に示した2層の配線基板1が得ら
れる。
【0016】最後に、図3(h)の配線基板に対して、
図1に示したように半導体素子6を電極端子7の形成面
を配線基板1側に向けて設け、電極端子7と導体パター
ン5との接続部を光学的に確認しつつ、両者の位置合わ
せを行い、接続固定することにより、図1に示した半導
体装置が完成する。
【0017】なお、図2(a)〜(d)の工程ではリフ
トオフを用いたが、まず透明導体層を形成し、その後フ
ォトレジストを形成し、露光、現像後、エッチングを行
って透明導体パターン3を形成し、フォトレジストを除
去してもよい。また、上記実施例では配線基板として2
層のものを示したが、単層、あるいは3層以上の場合で
もこの発明は有効である。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば透
明材料からなる絶縁性基体および導体パターンを通して
半導体素子の電極端子と導体パターンとの接続部を光学
的に観察しつつ両者の位置合わせを行うことにより、位
置合わせを容易、確実に行うことができ、量産性の向上
と製造コストの低減が可能となる。
【0019】また、半導体素子の電極端子と導体パター
ンとの接続個所を接続終了までモニタすることができる
ため、半導体素子の電極端子と導体パターンとの位置合
わせを精度よく行って、確実に両者を接続することが可
能となり、半導体素子の接続不良をなくすことができる
とともに、接続終了後の接続個所の検査も容易であるた
め、歩留まりが向上するという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係る半導体装置の製造方
法を説明するための断面図
【図2】同実施例における配線基板の製造工程の一部を
示す図
【図3】同実施例における配線基板の製造工程の他の一
部を示す図
【符号の説明】
1…配線基板 2…透明絶縁性基体 3,5…透明導体パターン 4…透明絶縁体層 6…半導体素子 7…電極端子

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】配線基板上の導体パターンに、半導体素子
    の電極端子をその電極端子形成面を配線基板側に向けて
    接続する半導体装置の製造方法において、 透明絶縁性基体上に透明導体パターンを被着形成して前
    記配線基板を構成し、前記半導体素子の電極端子と前記
    透明導体パターンとの接続部を、該配線基板を通してや
    や斜めの方向から光学的に確認しつつ、これら電極端子
    と透明導体パターンとの位置合わせを行うことを特徴と
    する半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】配線基板上の導体パターンに、半導体素子
    の電極端子をその電極端子形成面を配線基板側に向けて
    接続する半導体装置の製造方法において、 透明絶縁性基体上に透明導体パターンを被着形成して前
    記配線基板を構成し、前記透明導体パターンの半導体素
    子接続部に、半導体素子の電極端子を接続するためのメ
    タライズとして少なくとも接着層、拡散防止層及び接合
    金属層を形成し、該配線基板を通して前記半導体素子の
    電極端子と前記透明導体パターンとの接続部を光学的に
    確認しつつ、これら電極端子と透明導体パターンとの位
    置合わせを行うことを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
  3. 【請求項3】配線基板は、透明絶縁性基体上に複数層の
    透明導体パターンを層間に透明絶縁体層を介して積層し
    たものであることを特徴とする請求項2に記載の半導体
    装置の製造方法。
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