JP3977072B2 - 配線基板及び半導体装置並びにそれらの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁性基板上に配線層が形成された配線基板、及び該配線基板上に半導体素子が搭載された半導体装置、並びにこれら配線基板、半導体装置の各製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、携帯電話や携帯情報端末等の電子機器の小型軽量化に伴い、それらの機器に搭載される電子部品の高密度化が進んでいる。例えば、携帯電話における表示パネルとしては、軽量薄型で、かつ低消費電力であるといった利点を有することから、液晶表示パネルが多用されている。このような液晶表示パネルを駆動するための半導体素子は、可撓性(フレキシブル性)を有する絶縁性基板(以下、絶縁性フィルム基板とする)上に金属配線パターンを形成した、いわゆるテープキャリア(配線基板の一種)に実装されて半導体装置を構成しており、実装の高密度化と薄型化、軽量化を実現している。
【0003】
このような半導体素子の実装方式に、COF(chip on FPC( flexible print circuit))と呼ばれているものがある。
【0004】
図11を用いて、半導体素子を配線基板にCOF方式で実装する一般的な方法について説明する。
【0005】
図11において、51は半導体素子であり、52は該半導体素子51の表面に形成された入出力用の端子電極、53は該入出力用の端子電極52上に形成された金バンプ電極である。該金バンプ電極53は、厚さ10〜18μm程度で形成されている。
【0006】
そして、50が上記した配線基板の一種であるテープキャリアであり、絶縁性フィルム基板54と、該絶縁性フィルム基板54上に形成された金属配線パターン55とからなる。絶縁性フィルム基板54は、ポリイミド樹脂やポリエステル等のプラスチック絶縁材料を主材料とし、可撓性を有した長尺状の形をしており、絶縁性フィルム基板54の両側縁には、送り孔(不図示)が所定の間隔で形成されており、長手方向に移動可能となっている。
【0007】
金属配線パターン55は、例えば銅等の導電性物質を主体とし、該主体の表面に錫メッキや金メッキが施されて構成されている。該金属配線パターン55には、半導体素子51との接合用のインナーリード、液晶表示パネル等との接合用のアウターリード、及びインナーリードとアウターリードとの間に設けられる中間リード等が含まれている。56はボンディングツールである。
【0008】
半導体素子51をテープキャリア50に実装するにあたり、まず、テープキャリア50における金属配線パターン55に対し、半導体素子51を位置合わせする。すなわち、半導体素子51における入出力用の端子電極52上に形成された金バンプ電極53が、金属配線パターン55上の所定の位置と合致するように位置合わせする。
【0009】
次に、ボンディングツール56を用いて、熱圧着にて金バンプ電極53と金属配線パターン55とを接合する。詳細には、金バンプ電極53を金属配線パターン55におけるインナーリードと接合する。このような接続方法は、一般にILB(Inner Lead Bonding)と称される。金バンプ電極53と金属配線パターン55とが接合されることで、半導体素子51とテープキャリア50とは、電気的かつ機械的に接続される。
【0010】
この後の工程については、特に図示してはいないが、半導体素子51の周囲にエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等がノズル等を用いて塗布され、リフロー方式等により熱を加えて該樹脂が硬化される。これにて、半導体素子51は樹脂封止される。その後、半導体素子51の実装部分が、長尺状のテープキャリア50より打ち抜かれることで、個別の半導体装置が得られ、液晶表示パネル等に実装される。
【0011】
従来、テープキャリア50における金属配線パターン55のインナーリードのピッチは、50μm程度であるが、今後、半導体素子51の微細化、高機能化が進むにつれ、テープキャリア50側においては、金属配線パターン55の配線密度をさらに高める必要性が出てくる。
【0012】
また、打ち抜いた状態の1枚のテープキャリア50上に、複数の半導体素子51を搭載した半導体装置もある。例えば、ロジック系デバイスを絶縁性フィルム基板上に搭載する場合、半導体素子自体の多ピン化に加え、液晶ドライバICに加えて、コントローラやSRAM等の半導体素子を搭載する必要がある。このような構成をCOF方式で実現しようとすると、搭載する半導体素子51数の増加により、金属配線パターン55における配線レイアウトとしては、配線を交差させることなく引き回すことが困難となっている。
【0013】
したがって、このような場合、現在主流の絶縁性フィルム基板54の片面のみに金属配線パターン55を形成した片面配線構造の配線基板では対応が不可能となり、絶縁性フィルム基板54の両面に金属配線パターン55が形成された両面配線構造や、金属配線パターン55の上に別の金属配線パターン層が形成された多層配線構造の必要性が発生している。
【0014】
両面配線構造を採用した配線基板としては、図12に示すように、絶縁性フィルム基板54の表面に第1の金属配線パターン55aを形成し、絶縁性フィルム基板54の裏面に第2の金属配線パターン55bを形成し、第1及び第2の金属配線パターン55a・55bの導通を、絶縁性フィルム基板54に形成したスルーホール60を介してとる構成がある。該構成は、例えば、特開平6−314724号公報に開示されている。なお、図において、58は上述した半導体素子51を封止する樹脂であり、59a・59bは、第1及び第2の金属配線パターン55a・55bそれぞれの保護膜である。
【0015】
また、多層配線構造の配線基板を提案したものとしては、例えば、特開平9−306947号公報がある。該公報の構成は、実装方式として、テープキャリアに、デバイスホールが形成されたTCP(Tape carrier Package)方式を前提としたものである。図13に示すように、第1の金属配線パターン55aが形成された第1の絶縁性フィルム基板54aと、第1の金属配線パターン55bが形成された第2の絶縁性フィルム基板54bとを、接着層61を介して貼り合わせている。第1及び第2の金属配線パターン55b・55aとの導通は、第2の絶縁性フィルム基板54bにスルーホール60を形成してとっている。
【0016】
このように、現在用いられている両面配線構造や多層配線構造の配線基板は、絶縁性フィルム基板にスルーホールを形成し、該スルーホールにて2層以上の配線層の導通をとるという形を採用している。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の両面配線構造や多層配線構造の配線基板のように、2層以上の配線層の導通を絶縁性フィルム基板に形成したスルーホールにてとる構成では、金属配線パターンにおけるインナーリードの狭ピッチ化に対応して微細なスルーホールを形成する必要あるため、配線層が一層のみの片側配線構造の配線基板に比べ、製造コストが数倍にもなるといった課題がある。これは、微細なスルーホールの形成には、高価なレーザー加工やケミカルエッチッグ等が用いられるためである。
【0018】
なお、インナーリードの狭ピッチ化への対応として、インナーリードを接合箇所において千鳥配置としたり、広い箇所に引き回すなどして、接合部分においてのみピッチを広げて、スルーホールのサイズを大きくすることも可能であるが、、この場合、配線基板のサイズが必然的に大型化すると共に、スルーホールを用いた場合、片側配線構造の配線基板に比してコスト高になることは否めない。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明の配線基板は、上記の課題を解決するために、第1の配線層が形成された第1の絶縁性基板を備える第1の配線層部に、第2の配線層が形成された第2の絶縁性基板を備える第2の配線層部が、互いの配線層が対向し合うように絶縁層を介して搭載され、第1の配線層と第2の配線層とは、上記第1及び第2の各配線層の配線の並ぶ方向に上記絶縁層が除去された部位で接合され、上記第2の配線層の接合部位が、上記第1の配線層部と第2の配線層部とが位置合わせされた状態で、上記第1の配線層の露出された部位と接触するように、形成されていることを特徴としている。
【0020】
上記配線基板としては、半導体素子が実装されて半導体装置を構成するものや、複数の半導体装置を実装するプリント配線基板等を含む。
【0021】
これによれば、積層配線を実現する第1の配線層と第2の配線層とは、第1及び第2の各配線層の配線の並ぶ方向に上記絶縁層が除去された部位で接合されている。ここで接合箇所となる絶縁層を除去した領域とは、第1の配線層及び第2の配線層における配線1本毎に形成されるのではなく、複数の配線分まとめて、配線の並ぶ方向に一括して形成したものである。しがたって、配線1本毎に形成されるスルーホールを使用する構成に比べて、煩雑な工程は必要なく、非常に安価にて形成することができる。
【0022】
したがって、上記した本発明の構成を採用することで、積層配線構造を有する配線基板を従来のスルーホールを用いて第1の配線層と第2の配線層との電気的接続をとった構成に比べて、安価にて得ることができる。
【0023】
本発明の配線基板においては、さらに、第2の絶縁性基板が、第1の絶縁性基板上に部分的に配されていることを特徴とすることもでき、また、第2の絶縁性基板が、第1の配線層において配線の交差が必要である部分に部分的に配されていることを特徴とすることもできる。
【0024】
第1の絶縁性基板に対して、第2の絶縁性基板は、色々な箇所に、個数を問わず配置することができるので、上記構成のように、第2絶縁性基板を部分的に、例えば配線レイアウト上で配線の交差が必要な部分にのみ配するといったことが容易に実現でき、配線基板における配線レイアウトの設計が容易になる。
【0025】
本発明の配線基板においては、第1の絶縁性基板が可撓性を有することを特徴とすることもできる。
【0026】
第1の絶縁性基板が可撓性を有する構成とすることで、当該配線基板を曲げることが可能となる。これはつまり、例えば半導体素子を搭載して半導体装置を構成する場合など、該半導体装置を曲げることができるので、実装の幅を広げることが可能となる。
【0027】
また、この場合、第2の絶縁性基板も可撓性を有する構成とすることがより好ましい。つまり、第1の絶縁性基板を可撓性を有する構成とした場合、第2の絶縁性基板も可撓性を有する構成とすることで、第2の絶縁性基板部分でも上げることが可能となり、上記した実装の幅をさらに広げることができる。
【0028】
本発明の配線基板においては、さらに、第1の絶縁性基板と第2の絶縁性基板、及び第1の配線層と第2の配線層とが、それぞれ同一素材より形成されていることを特徴とすることもできる。
【0029】
第1の絶縁性基板と第2の絶縁性基板、第1の配線層と第2の配線層とを、それぞれ同一素材より形成することで、第1の配線層を備えた第1の絶縁性基板、及び第2の配線層を備えた第2の絶縁性基板の各製造を、同一製造ラインを用いて行うことが可能となり、配線基板の製造コストを下げることができる。
【0030】
この場合、第1の絶縁性基板と第2の絶縁性基板とはポリイミド系樹脂からなり、第1の配線層と第2の配線層とは銅からなる構成とすることもできる。
【0031】
このような構成とすることで、第1の配線層を備えた第1の絶縁性基板、及び第2の配線層を備えた第2の絶縁性基板を、従来より多用されているポリイミド銅箔積層板を用いて形成することができる。
【0032】
本発明の半導体装置は、上記の課題を解決するために、絶縁性基板上に配線層が形成された配線基板上に半導体素子が搭載され、該半導体素子の接続用端子と上記配線層とが接合された半導体装置において、上記配線基板として、上記した本発明の配線基板が用いられ、半導体素子の接続用端子と第1の配線層とが接合されていることを特徴としている。
【0033】
配線基板として既に説明したように、本発明の配線基板は、安価な構成でありながら、積層配線構造を有するものである。したがって、このような配線基板に半導体素子が搭載されてなる本発明の半導体装置は、安価でかつ配線基板部分が大型化することなく、半導体素子を複数個搭載し得るものとなる。
【0034】
本発明の配線基板の製造方法は、上記の課題を解決するために、上記した本発明の配線基板の製造方法であって、第2の絶縁性基板における第2の配線層の接合箇所を嵩高に形成する工程と、第1の絶縁性基板上の第1の配線層を覆う絶縁膜を、第1の配線層の配線の並ぶ方向に除去して第1の配線層の接合箇所を露出させる工程と、第1の絶縁性基板に対し第2の配線層を有する第2の絶縁性基板を、第1の配線層の上記露出された部位と第2の配線層の嵩高に形成された部位とが対向するように位置合わせする工程と、位置合わせされた、第1の配線層の露出さた部位と第2の配線層の嵩高に形成された部位とを接合する工程とを有することを特徴としている。
【0035】
上記したように、本発明の配線基板は、安価な構成でありながら、積層配線構造を有するものであるが、このような配線基板を製造するにおいて、このように、第2の絶縁性基板における第2の配線層の接合箇所を予め嵩高に形成し、第1の絶縁性基板における第1の配線層側では、接合箇所の第1の配線層を覆う絶縁膜を除去するのみといった簡単な手順で、安価な構成でありながら、積層配線構造を有する本発明の配線基板を製造することが可能となる。
【0036】
そして、第1の配線層と第2の配線層との接合には、異方性導電膜、或いは金属間化合物形成法を用いることができる。
【0037】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、上記の課題を解決するために、上記した本発明の半導体装置の製造方法であって、第2の絶縁性基板における第2の配線層の接合箇所を嵩高に形成する工程と、第1の絶縁性基板上に半導体素子を搭載して、第1の配線層と半導体素子の接続端子とを接合する工程と、第1の絶縁性基板上の第1の配線層を覆う絶縁膜を、第1の配線層の配線の並ぶ方向に除去して第1の配線層の接合箇所を露出させる工程と、第1の絶縁性基板に対し第2の配線層を有する第2の絶縁性基板を、第1の配線層の上記露出された部位と第2の配線層の嵩高に形成された部位とが対向するように位置合わせする工程と、位置合わせされた、第1の配線層の露出さた部位と第2の配線層の嵩高に形成された部位とを接合する工程とを有することを特徴としている。
【0038】
上記したように、本発明の半導体装置は、安価な構成でありながら、積層配線構造を有するものであるが、このような半導体装置を製造するにおいて、このように、第2の絶縁性基板における第2の配線層の接合箇所を予め嵩高に形成し、第1の絶縁性基板における第1の配線層側では、接合箇所の第1の配線層を覆う絶縁膜を除去するのみといった簡単な手順で、安価な構成でありながら、積層配線構造を有する本発明の配線基板を製造することが可能となる。
【0039】
そして、第1の配線層と第2の配線層との接合には、本発明の配線基板の場合と同様に、異方性導電膜、或いは金属間化合物形成法を用いることができる。
【0040】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図1ないし図10に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【0041】
図1は、本実施の形態の半導体装置の平面図である。図1において、2が積層配線構造の配線基板であり、1a・1bが該配線基板2の上に搭載された半導体素子である。8は上記半導体素子1a・1bを封止する樹脂である。また、9は配線基板2表面に設けられた第1保護膜(絶縁膜)であり、後述の主配線パターン5(図2参照)を保護するものである。10は出力側アウターリードで、11は入力側アウターリードである。そして、4が配線基板2における積層配線部位となる副配線層部である。
【0042】
図2を用いて、半導体装置及び配線基板2の構成を、より詳細に説明する。図2は、図1におけるA−A’線矢視断面図である。
【0043】
図2に示すように、配線基板2は、主配線層部(第1の配線層部)3と該主配線部3に搭載された副配線層部(第2の配線層部)4とからなる。
【0044】
このうち、主配線層部3は、絶縁性フィルム基板(第1の絶縁性基板)7上に、上記主配線パターン(第1の配線層)5と、上記第1保護膜9とが形成された構成である。
【0045】
絶縁性フィルム基板7は、可撓性を有しており、例えばポリイミド樹脂やポリエステル等のプラスチック絶縁材料を主材料として、この上に、銅等の導電体物質からなる主配線パターン5が形成されている。図1では、既に打ち抜かれたものを記載しているが、該絶縁性フィルム基板4の原形は長尺状であり、一般にはテープキャリアと称され、ポリイミド銅箔積層板等を用いることができる。該ポリイミド銅箔積層板における銅箔部分をパターニングすることで、上記主配線パターン5が得られる。
【0046】
主配線パターン5は、銅等の導電性物質を主体として、その表面が錫や金にてメッキされている。主配線パターン5の厚みは、10〜18μmである。主配線パターン5は、半導体素子1a・1bと接続されるインナーリード30、及び上述したアウターリード10・11、及びこれらインナーリード30とアウターリード10・11との中間にある中間リード31等よりなる。
【0047】
第1保護膜9は、主配線パターン5の腐食やリーク、断線不良等を防止するものであって、絶縁性物質から形成されている。上記したインナーリード30やアウターリード10・11の部位では、該第1保護層9は除去されており、主配線パターン5が露出している。
【0048】
上記半導体装置1aは、このような主配線層部3に搭載れている。詳細には、半導体素子1aの図示しない入出力用の端子電極が、上記主配線パターン5のインナーリード30と、金バンプ電極18を介して接合されている。なお、図においては、半導体素子1aについてのみ記載したが、半導体素子1b側の主配線層部3への実装も、全く同じである。
【0049】
なお、ここでは主配線層部3の基体を絶縁性フィルム基板7とし、可撓性を有する構成としているので、液晶表示パネル等との実装において、本半導体装置を曲げることができるといった効果を奏するが、曲げる必要が全くない場合などは、主配線層部3は非可撓性の構成であってもかまわない。
【0050】
一方、このような主配線層部3に搭載されることで積層配線を実現する副配線層部4は、絶縁性基板(第2の絶縁性基板)13と、該絶縁性基板13上に形成された副配線パターン(第2の配線層)14と、該副配線パターン14を保護する第2保護膜15とからなる。
【0051】
絶縁性基板13は、上記した主配線層部3における絶縁性フィルム基板7とは異なり、面積的に小さいものであるので、たとえ主配線層部3側が可撓性を有する構成であっても、非可撓性とすることもできる。但し、主配線層部3を可撓性を有する構成とした場合は、該絶縁性基板13も可撓性を有する構成とすることで、副配線層部4の搭載部分においても配線基板2を曲げることができるので好ましい。配線基板2における副配線層部4の占める面積が大きい場合は、副配線層部4は可撓性を有した構成とすることが好ましい。
【0052】
絶縁性基板13の材質としては、絶縁性フィルム基板4と同様にポリイミド樹脂やポリエステル等のプラスチック絶縁材料を主材料としたものを用いることができる。したがって、絶縁性フィルム基板7と同様に、可撓性を有する場合の絶縁性基板13としては、長尺状の一般にはテープキャリアと称される、ポリイミド銅箔積層板等を用いることができ、該ポリイミド銅箔積層板における銅箔部分をパターニングすることで、副配線パターン14を形成すればよい。
【0053】
なお、ポリイミド銅箔積層板としては、接着剤としてエポキシやアクリル系樹脂を用いて、ポリイミドフィルムと銅箔とを貼り合わせた3層基材や、接着剤を使用せず、ポリイミドフィルムと銅箔のみで作製された2層基材等があるが、何れをもちいてもよい。また、2層基材においても、銅箔にポリイミドを塗布して作製しても、ポリイミドフィルムに銅をスパッタリング或いはメッキすることで形成してもよい。
【0054】
また、上記したポリイミド銅箔積層板を用いる場合を含め、副配線層部4と主配線層部3とは、同じ材料で形成することが好ましい。例えば、可撓性とする場合は、主配線層部3における絶縁性フィルム基板7及び主配線パターン5と、副配線層部4における絶縁性基板13及び副配線パターン14とを、それぞれ全く同じ材質より形成する。これにより、同じ製造ラインで主配線層部3と副配線層部4とを製造でき、製造コストの低減が可能となる。
【0055】
副配線パターン14は、主配線パターン5に対して橋桁状に、主配線パターン5の上方に配設されることで、積層配線(ここでは2層配線)を実現するものである。その材質としては、主配線パターン5と同様に、銅等の導電性物質を主体として、その表面が錫や金にてメッキされており、10〜18μm程度の厚みを有している。
【0056】
第2保護膜15は、副配線パターン14の腐食やリーク、断線不良等を防止するものであって、第1保護膜9と同様に、絶縁性物質から形成されている。そして、主配線層部5の主配線パターン5と接合される部位では、この第2保護層15は設けられておらず、副配線パターン14が露出している。
【0057】
このような主配線層部3と副配線層部4とは、主配線パターン5と副配線パターン14とが、各々の保護膜である第1保護膜9と第2保護膜15とを介して対向するように配置され、主配線パターン5と副配線パターン14とが、第1保護膜9と第2保護膜15とを、主配線パターン5及び副配線パターン14の各配線の並ぶ方向に除去した部位で、異方性導電膜22を介して接合されている。ここで、第1保護膜9と第2保護膜15とは、主配線パターン5と副配線パターン14との接合箇所以外を絶縁する絶縁膜としての機能を有している。
【0058】
図2の場合、主配線パターン5の露出部5aと接合される副配線パターン14の部位14aが、主配線層部3と副配線層部4とが位置合わせされた状態で、主配線パターン5の露出部5aと接触するように、嵩高に形成されている。該部位14aを以下、嵩高部と称する。該嵩高部14aの高さとしては、主配線層部3と副配線層部4とが位置合わせされた状態で、主配線パターン5の露出部5aと接触すればよいので、少なくとも、この構成では、第2保護膜の厚み+主配線パターン5上における第2保護膜の厚みより高くする必要がある。
【0059】
なお、主配線層部3における主配線パターン5の接合部位を嵩高とする場合も考えられ、また、接合には異方性導電膜22に限らず、金属間化合物形成法等を用いてもよい。
【0060】
図3は、図1の半導体装置における配線レイアウトの要部を示している。2つの半導体素子1a・1bを搭載させた場合、配線が交差する交差部16を設けることで、配線基板2のサイズを大きくすることなく、配線を引き回すことができる。主配線パターン5のみの片面配線構造とした場合、配線レイアウト上の交差部16は結線されてしまい実現できない。
【0061】
これに対し、本半導体装置の構成では、この交差部16に上記副配線層部4を配置して副配線パターン14を橋桁状に主配線パターン5の上に配することで、交差する一方の配線を主配線パターン5より形成し、もう一方の配線を副配線パターン14より形成することで、結線させることなく、容易に配線レイアウト上の交差部16を実現している。
【0062】
図4に、主配線層部3に対して副配線層部4を搭載して、主配線パターン5と副配線パターン14とを接続する方法を示す。
【0063】
まず、主配線層部3における配線レイアウト上の交差部16にあたる所定部位の第1保護膜9を削除する。図4においては、図3に示す交差部16にあたる部位の、副配線層部設置箇所24を破線にて示している。第1保護膜9が削除されて主配線パターン5が露出した露出部5a・5aとはつまり、副配線層部4における副配線パターン14の嵩高部14a・14aと対向する部位である。
【0064】
露出部5a・5aの近傍には、それぞれ、副配線層部4との位置合わせ用のアライメントマーク23a・23aが形成されている。また、副配線層部4側にも、アライメントマークと23b・23bが、嵩高部14a・14aの近傍に形成されている。これらアライメントマーク23a・23a・23b・23bは、主配線パターン5或いは副配線パターン14を形成する際に、同時にパターニングすることで形成されており、該マーク上には、第1及び第2の保護膜9・15は形成されないようになっている。
【0065】
また、嵩高部14a・14aは、銅箔を副配線パターン14の形状にパターニングする際に、銅箔のエッチング量を変える、マスクを変更するなどの方法で形成し、嵩高部14a・14aを避けて第2保護膜15を形成する。
【0066】
次に、副配線層部4を、これらアライメントマークと23a・23a・23b・23bを用いて、第1保護膜9と第2保護膜15とが対向するように、主配線層部3上に搭載して、位置合わせする。この際、露出部5aと嵩高部14aとの間には、異方性導電膜22を介在させておく。
【0067】
位置合わせが終了すると、主配線パターン5と副配線パターン14とを、各接合領域17a・17bで露出部と嵩高部14aとを、異方性導電膜22を用いて接合する。接合には、異方性導電膜22以外に金属化合物形成法を用いてもよい。金属化合物形成法を用いる場合は、嵩高部14a側を錫メッキとしたときは露出部5a側は金メッキとしておく。反対に嵩高部14a側を金メッキとしたときは露出部5a側は錫メッキとしておく。
【0068】
なお、上記の半導体装置では、副配線層部4を副配線パターン14一層のみ有する構成としたが、特に副配線層部4の部分で半導体装置を曲げる必要がなく、可撓性とする必要がない場合は、図5に示す副配線層部4’のように、副配線パターン14が形成された絶縁性基板13を多層積層して(図では2層)、副配線パターン14を複数層としてもよい。
【0069】
このように、本半導体装置では、主配線層部3における主配線パターン5上に、副配線パターン14を有する副配線層部4が部分的に配され、主配線パターン5の上に橋桁状に副配線パターン14が積層されている。ここで、主配線パターン5と副配線パターン14とは、互いの間に介在する絶縁層である第1保護膜9と第2保護膜15とが、主配線パターン5及び副配線パターン14の各配線の並ぶ方向に除去された部位で接合されており、コストアップの要因となるスルーホールを形成することなく、積層配線を実現している。
【0070】
これにより、主配線層部3に複数の半導体素子1a・1bが搭載される場合など、配線基板サイズを大きくすることなく配線を引き回そうとすると、配線レイアウト上交差部16が発生してしまう場合にも、該交差部16の部位に副配線層部4を、従来からの接続方法を使って主配線層部3上に搭載することで、スルーホールを形成するこなく安価で簡単な構成で、複数積層配線を実現できる。
【0071】
次に、図6〜図8に、発明の他の実施の形態の半導体装置の平面図を示す。
【0072】
副配線層部4は、半導体素子1a・1bに設けられた端子電極の入力側、出力側の何れの側にも配することができ、主配線層部3における如何なる箇所にも配置できる。
【0073】
図6の半導体装置は、副配線層部4がL字型である例を示している。また、図7の半導体装置は、半導体素子が1a〜1cの3つ搭載され、副配線層部4もL字型と矩形の2つが配置されている例であり、図8は、半導体素子が1a〜1cの3つ搭載され、副配線層部4がコ字型である場合の例である。
【0074】
副配線層部4の形状や、配置個数等は、配線基板2における配線ライアウトを考慮して決定すればよく、主配線パターン5のみでは交差部16が発生する箇所に、設ければよい。このような副配線層部4を設けて交差部16を実現することで、交差部16を設けることなく主配線パターン5のみで配線を引き回した場合に比べて、主配線パターン5における配線の密度を軽減することができる。
【0075】
さらに、図9に、本発明の他の実施の形態の半導体装置の平面図を示す。また、図10に、図9におけるB−B’線矢視断面図を示す。
【0076】
この半導体装置では、副配線層部4の代わりに、主配線パターン5を有する主配線層部3上に部品抵抗20を配して、主配線パターン5に対して橋桁状の第2の配線層を実現している。このように、部品抵抗20を配線レイアウト上の交差部16に配置することでも、部分的に積層配線とすることができる。
【0077】
【発明の効果】
本発明の配線基板は、以上のように、第1の配線層が形成された第1の絶縁性基板を備える第1の配線層部に、第2の配線層が形成された第2の絶縁性基板を備える第2の配線層部が、互いの配線層が対向し合うように絶縁層を介して搭載され、第1の配線層と第2の配線層とは、上記第1及び第2の各配線層の配線の並ぶ方向に上記絶縁層が除去された部位で接合され、上記第2の配線層の接合部位が、上記第1の配線層部と第2の配線層部とが位置合わせされた状態で、上記第1の配線層の露出された部位と接触するように、形成されていることを特徴としている。
【0078】
このように、積層配線を実現する第1の配線層と第2の配線層とを、上記第1及び第2の各配線層の配線の並ぶ方向に上記絶縁層が除去された部位で接合した構成とすることで、従来の個々の配線毎にスルーホールを形成して第1の配線層と第2の配線層との電気的接続をとる構成に比べて、安価にて積層配線構造を有する配線基板を得ることができるという効果を奏する。
【0079】
本発明の配線基板においては、第2の絶縁性基板が、第1の絶縁性基板上に部分的に配されていることを特徴とすることもでき、また、第2の絶縁性基板が、第1の配線層において配線の交差が必要である部分に部分的に配されていることを特徴とすることもできる。
【0080】
第1の絶縁性基板に対して、第2の絶縁性基板は、色々な箇所に、個数を問わず配置することができるので、このように、第2絶縁性基板を部分的に、例えば配線レイアウト上で配線の交差が必要な部分にのみ配するといったことが容易に実現でき、配線基板における配線レイアウトの設計が容易になるという効果を併せて奏する。
【0081】
本発明の配線基板においては、第1の絶縁性基板が可撓性を有することを特徴とすることもできる。
【0082】
第1の絶縁性基板が可撓性を有する構成とすることで、当該配線基板を曲げることが可能となるので、例えば半導体素子を搭載して半導体装置を構成する場合など、半導体装置を曲げることができ、実装の幅が広がるという効果を併せて奏する。
【0083】
また、この場合、第2の絶縁性基板も可撓性を有する構成とすることがより好ましい。つまり、第1の絶縁性基板を可撓性を有する構成とした場合、第2の絶縁性基板も可撓性を有する構成とすることで、第2の絶縁性基板部分でも上げることが可能となり、上記した実装の幅がさらに広ばるという効果を併せて奏する。
【0084】
本発明の配線基板においては、さらに、第1の絶縁性基板と第2の絶縁性基板、及び第1の配線層と第2の配線層とが、それぞれ同一素材より形成されていることを特徴とすることもできる。
【0085】
第1の絶縁性基板と第2の絶縁性基板、第1の配線層と第2の配線層とを、それぞれ同一素材より形成することで、第1の配線層を備えた第1の絶縁性基板、及び第2の配線層を備えた第2の絶縁性基板の各製造を、同一製造ラインを用いて行うことが可能となり、配線基板の製造コストを下げることができるという効果を併せて奏する。
【0086】
この場合、第1の絶縁性基板と第2の絶縁性基板とはポリイミド系樹脂からなり、第1の配線層と第2の配線層とは銅からなる構成とすることもできる。
【0087】
このような構成とすることで、第1の配線層を備えた第1の絶縁性基板、及び第2の配線層を備えた第2の絶縁性基板を、従来より多用されているポリイミド銅箔積層板を用いて形成することができるという効果を併せて奏する。
【0088】
本発明の半導体装置は、以上のように、絶縁性基板上に配線層が形成された配線基板上に半導体素子が搭載され、該半導体素子の接続用端子と上記配線層とが接合された半導体装置において、上記配線基板として、上記した本発明の配線基板が用いられ、半導体素子の接続用端子と第1の配線層とが接合されていることを特徴としている。
【0089】
配線基板として既に説明したように、本発明の配線基板は、安価な構成でありながら、積層配線構造を有するものである。したがって、このような配線基板に半導体素子が搭載されてなる本発明の半導体装置は、安価でかつ配線基板部分が大型化することなく、半導体素子を複数個搭載し得る半導体装置を提供できるという効果を奏する。
【0090】
本発明の配線基板の製造方法は、以上のように、上記した本発明の配線基板の製造方法であって、第2の絶縁性基板における第2の配線層の接合箇所を嵩高に形成する工程と、第1の絶縁性基板上の第1の配線層を覆う絶縁膜を、第1の配線層の配線の並ぶ方向に除去して第1の配線層の接合箇所を露出させる工程と、第1の絶縁性基板に対し第2の配線層を有する第2の絶縁性基板を、第1の配線層の上記露出された部位と第2の配線層の嵩高に形成された部位とが対向するように位置合わせする工程と、位置合わせされた、第1の配線層の露出さた部位と第2の配線層の嵩高に形成された部位とを接合する工程とを有することを特徴としている。
【0091】
上記したように、本発明の配線基板は、安価な構成でありながら、積層配線構造を有するものであるが、このような配線基板を製造するにおいて、このように、第2の絶縁性基板における第2の配線層の接合箇所を予め嵩高に形成し、第1の絶縁性基板における第1の配線層側では、接合箇所の第1の配線層を覆う絶縁膜を除去するのみといった簡単な手順で、安価な構成でありながら、積層配線構造を有する本発明の配線基板を製造することが可能となるという効果を奏する。
【0092】
そして、第1の配線層と第2の配線層との接合には、異方性導電膜、或いは金属間化合物形成法を用いることができる。
【0093】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、以上のように、上記した本発明の半導体装置の製造方法であって、第2の絶縁性基板における第2の配線層の接合箇所を嵩高に形成する工程と、第1の絶縁性基板上に半導体素子を搭載して、第1の配線層と半導体素子の接続端子とを接合する工程と、第1の絶縁性基板上の第1の配線層を覆う絶縁膜を、第1の配線層の配線の並ぶ方向に除去して第1の配線層の接合箇所を露出させる工程と、第1の絶縁性基板に対し第2の配線層を有する第2の絶縁性基板を、第1の配線層の上記露出された部位と第2の配線層の嵩高に形成された部位とが対向するように位置合わせする工程と、位置合わせされた、第1の配線層の露出さた部位と第2の配線層の嵩高に形成された部位とを接合する工程とを有することを特徴としている。
【0094】
上記したように、本発明の半導体装置は、安価な構成でありながら、積層配線構造を有するものであるが、このような半導体装置を製造するにおいて、このように、第2の絶縁性基板における第2の配線層の接合箇所を予め嵩高に形成し、第1の絶縁性基板における第1の配線層側では、接合箇所の第1の配線層を覆う絶縁膜を除去するのみといった簡単な手順で、安価な構成でありながら、積層配線構造を有する本発明の配線基板を製造することが可能となるという効果を奏する。
【0095】
そして、第1の配線層と第2の配線層との接合には、本発明の配線基板の場合と同様に、異方性導電膜、或いは金属間化合物形成法を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の一形態を示すもので、半導体装置の平面図である。
【図2】 図1のA−A’線矢視断面図である。
【図3】 図1の半導体装置における配線レイアウトを示す図面である。
【図4】 図1の半導体装置における、主配線層部に対して副配線層部を接続する状態を示す図面である。
【図5】 本発明の他の実施の形態を示すもので、半導体装置の要部断面図である。
【図6】 本発明のさらに他の実施の形態を示すもので、半導体装置の平面図である。
【図7】 本発明のさらに他の実施の形態を示すもので、半導体装置の平面図である。
【図8】 本発明のさらに他の実施の形態を示すもので、半導体装置の平面図である。
【図9】 本発明のさらに他の実施の形態を示すもので、半導体装置の平面図である。
【図10】 図9のB−B’線矢視断面図である。
【図11】 半導体素子を配線基板上にCOF方式で搭載させる一般的な接続方法を示す
図面である。
【図12】 従来技術を示すもので、両面配線構造の配線基板を備えた半導体装置の断面図である。
【図13】 従来技術を示すもので、積層配線構造の配線基板の断面図である。
【符号の説明】
1a 半導体素子
1b 半導体素子
2 配線基板
3 主配線層部(第1の配線層部)
4 副配線層部(第2の配線層部)
5 主配線パターン(第1の配線層)
5a 露出部(露出された部位)
7 絶縁性フィルム基板(第1の絶縁性基板)
9 第1保護膜(絶縁層)
13 絶縁性基板(第2の絶縁性基板)
14 副配線パターン(第2の配線層)
14a 嵩高部(嵩高に形成された部位)
15 第2保護膜(絶縁層)
16 交差部
22 異方性導電膜
Claims (4)
- 第1の配線層が形成された第1の絶縁性基板上に、第2の配線層が形成された第2の絶縁性基板が、互いの配線層が対向し合うように絶縁層を介して搭載され、第1の配線層と第2の配線層とは、上記第1及び第2の各配線層の配線の並ぶ方向に上記絶縁層が除去された部位で接合されている配線基板の製造方法であって、
第2の絶縁性基板上の第2の配線層を覆う絶縁膜を、第2の配線層の配線の並ぶ方向に除去して第2の配線層の接合箇所を露出させる工程と、
第1の絶縁性基板上の第1の配線層を覆う絶縁膜を、第1の配線層の配線の並ぶ方向に除去して第1の配線層の接合箇所を露出させる工程と、
第1の絶縁性基板に対し第2の配線層を有する第2の絶縁性基板を、第1の配線層の上記露出された部位と第2の配線層の上記露出された部位とが対向するように位置合わせする工程と、
位置合わせされた、第1の配線層の露出された部位と第2の配線層の上記露出された部位とを接合する工程とを有することを特徴とする配線基板の製造方法。 - 第1の配線層と第2の配線層との接合に、異方性導電膜、或いは金属間化合物形成法を用いることを特徴とする請求項1に記載の配線基板の製造方法。
- 第1の配線層が形成された第1の絶縁性基板上に、第2の配線層が形成された第2の絶縁性基板が、互いの配線層が対向し合うように絶縁層を介して搭載され、第1の配線層と第2の配線層とは、上記第1及び第2の各配線層の配線の並ぶ方向に上記絶縁層が除去された部位で接合されている配線基板上に半導体素子が搭載され、該半導体素子の接続用端子と上記配線層とが接合された半導体装置の製造方法であって、
第2の絶縁性基板上の第2の配線層を覆う絶縁膜を、第2の配線層の配線の並ぶ方向に除去して第2の配線層の接合箇所を露出させる工程と、
第1の絶縁性基板上の第1の配線層を覆う絶縁膜を、第1の配線層の配線の並ぶ方向に除去して第1の配線層の接合箇所を露出させる工程と、
第1の絶縁性基板に対し第2の配線層を有する第2の絶縁性基板を、第1の配線層の上記露出された部位と第2の配線層の上記露出された部位とが対向するように位置合わせする工程と、
位置合わせされた、第1の配線層の露出された部位と第2の配線層の上記露出された部位とを接合する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 第1の配線層と第2の配線層との接合に、異方性導電膜、或いは金属間化合物形成法を用いることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
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