JP4075652B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高精度な回路パターンを有し、半導体部品および他の回路基板との接合精度に優れる半導体装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
エレクトロニクス製品の軽量化、小型化に伴い、プリント回路基板のパターニングの高精度化が求められている。中でも可撓性フイルム基板は、その可撓性ゆえに三次元配線ができ、エレクトロニクス製品の小型化に適していることから需要が拡大している。例えば、液晶ディスプレイパネルへのIC接続に用いられるTAB(Tape Automated Bonding)技術は、比較的狭幅の長尺ポリイミドフイルム基板を加工することで樹脂基板としては最高レベルの微細パターンを得ることができるが、微細化の進展に関しては限界に近づきつつある。微細化にはライン幅やライン間のスペース幅で表される指標と基板上のパターンの位置で表される指標がある。後者の指標、いわゆる位置精度は、回路基板とICなどの電子部品とを接続する際の電極パッドと回路基板パターンとの位置合わせに係わり、ICの多ピン化の進展に従い要求される精度が厳しくなってきている。
【0003】
上記位置精度の点において、特に可撓性フィルム基板加工は改良が難しい状況になりつつある。回路基板加工プロセスでは、乾燥やキュアなどの熱処理プロセス、エッチングや現像などの湿式プロセスがあり、可撓性フィルムは、膨張と収縮を繰り返す。このときのヒステリシスは、基板上の回路パターンの位置ずれを引き起こす。また、アライメントが必要なプロセスが複数ある場合、これらのプロセスの間に膨張、収縮があると形成されるパターン間で位置ずれが発生する。可撓性フィルムの膨張と収縮による変形は、比較的大面積の基板寸法で加工を進めるFPC(Flexible Printing Circuit)の場合には更に大きな影響を及ぼす。また、位置ずれは引っ張りや捻れなどの外力でも引き起こされ、柔軟性を上げるために薄い基板を使う場合は特に注意を必要とする。これに対して、可撓性フィルムを補強板に貼り合わせ、寸法精度を維持する事で、非常に微細な回路パターンを形成し、その後半導体部品を接合することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
半導体部品を接合したTABやFPCは、さらに液晶ディスプレイパネルやプリント配線板と接合される。半導体部品の接合は、ILB(Inner Lead Bonding)と呼ばれ、一方、液晶ディスプレイパネルやプリント配線板との接合は、OLB(Outer Lead Bonding)と呼ばれる。従来、OLBの接合ピッチはあまり細かくなく、問題になることはなかったが、液晶パネルの高精細化に伴い、接合精度が課題になってきた。特許文献1に依れば、ILBは非常に高精度に実施することができるが、回路パターン作製後からOLBまでの間の温度湿度変化や取扱いで応力が加わることによる位置精度劣化については考慮されていなかった。
【0005】
【特許文献1】
国際公開第03/009657号パンフレット
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記のような問題点を解決し、可撓性フイルム回路基板への高精度な半導体部品搭載および他の回路パターンとの接合を高精度に実施できる方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的を達成するために、本発明は以下の構成からなる。
(1)可撓性フィルムの片面に有機物層を介して無機ガラスからなる補強板を貼り合わせ、次いで、該可撓性フィルムの他の面に回路パターンを形成した後、補強板を貼り合わせた状態で、該回路パターンに、半導体部品と、液晶ディスプレイパネルに形成された回路パターンとを接合することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(2)回路パターンを液晶ディスプレイパネルに形成された回路パターンと接合した後、可撓性フィルムを補強板から剥離することを特徴とする上記(1)記載の半導体装置の製造方法。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明において可撓性フイルムとしては、プラスチックフイルムであって、回路パターン製造工程および電子部品実装での熱プロセスに耐えるだけの耐熱性を備えていることが重要であり、ポリカーボネート、ポリエーテルサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリアミド、液晶ポリマーなどのフイルムを採用することができる。中でもポリイミドフイルムは、耐熱性に優れるとともに耐薬品性にも優れているので好適に採用される。また、低誘電損失など電気的特性が優れている点で、液晶ポリマーが好適に採用される。可撓性のガラス繊維補強樹脂板を採用することも可能である。ガラス繊維補強樹脂板の樹脂としては、エポキシ、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンエーテル、マレイミド、ポリアミド、ポリイミドなどが挙げられる。
【0009】
可撓性フイルムの厚さは、電子機器の軽量化、小型化、あるいは微細なビアホール形成のためには薄い方が好ましく、一方、機械的強度を確保するためや平坦性を維持するためには厚い方が好ましい点から、4μmから125μmの範囲が好ましい。
【0010】
本発明において、回路パターンを形成する方法は特に限定されず、例えば、銅箔などの金属箔を接着剤層で貼り付けて形成することができる他、スパッタやめっき、あるいはこれらの組合せで形成することができる。また、銅などの金属箔の上に可撓性フイルムの原料樹脂あるいはその前駆体を塗布、乾燥、キュアすることで、金属層付き可撓性フイルムを得ることもできる。
【0011】
本発明において補強板として用いられる基板は、ソーダライムガラス、ホウケイ酸系ガラス、石英ガラスなどの無機ガラス類、インバー合金、ステンレススチール、チタンなどの金属、アルミナ、ジルコニア、窒化シリコンなどのセラミックスやガラス繊維補強樹脂板などが採用できる。いずれも線膨張係数や吸湿膨張係数が小さい点で好ましいが、回路パターン製造工程の耐熱性、耐薬品性に優れている点や大面積で表面平滑性が高い基板が安価に入手しやすい点や塑性変形しにくい点で無機ガラス類からなる基板が好ましい。中でもアルミノホウケイ酸塩ガラスに代表されるホウケイ酸系ガラスは、高弾性率でかつ熱膨張係数が小さく、液晶ディスプレイパネルに用いられるため、特に好ましい。
【0012】
金属やガラス繊維補強樹脂を補強板に採用する場合は、長尺連続体での製造もできるが、位置精度を確保しやすい点で、本発明の回路基板の製造方法は枚葉式で行うことが好ましい。枚葉とは、長尺連続体でなく、個別のシート状でハンドリングされる状態を言う。
【0013】
補強板にガラス基板を用いる場合、ガラス基板の厚みが小さいと回路パターン加工中や半導体部品接合際に保持手段による平坦さの維持が難しい。また、可撓性フィルムの膨張・収縮力で反りやねじれが大きくなり、平坦な載置台上に真空吸着したときにガラス基板が割れることがある。また、真空吸着・脱着で可撓性フィルムが変形することになり、位置精度の確保が難しくなる傾向がある。一方、ガラス基板が厚いと、肉厚ムラにより平坦性が低下し、露光精度も低くなる。また、ロボット等によるハンドリング負荷が大きくなり素早い動作ができずに生産性が低下する要因になる他、運搬コストも増加する。これらの点から、ガラス基板の厚さは、0.3mmから1.1mmの範囲が好ましい。
【0014】
補強板に金属を用いる場合、金属基板の厚みが小さいと回路パターン加工中や半導体部品接合際に保持手段による平坦さの維持が難しい。また、可撓性フィルムの膨張・収縮力で反りやねじれが大きくなり、平坦な載置台上に真空吸着できなくなったり、金属基板の反りやねじれが発生する分だけ可撓性フィルムが変形することにより、所定の位置精度が確保できなくなる。また、折れがあるとその時点で不良品となる。一方、金属基板が厚いと、肉厚ムラにより平坦性が低くなるとともに、露光精度も低下する。また、ロボット等によるハンドリング負荷が大きくなり、素早い動作ができなくなって生産性が低下するほか、運搬コストも増加する。したがって、金属板の厚さは、0.1mmから0.7mmの範囲が好ましい。
【0015】
本発明に用いられる可撓性フィルムと補強板を貼り合わせる有機物層としては、接着剤または粘着剤が使用される。半導体装置製造工程に補強板から可撓性フィルムを剥離する工程がある場合は、接着剤または粘着剤として、例えば、アクリル系またはウレタン系の再剥離型と呼ばれる粘着剤を挙げることができる。可撓性フィルム加工中は十分な接着力があり、剥離時は容易に剥離でき、可撓性フィルム基板に歪みを生じさせないために、弱粘着から中粘着と呼ばれる領域の粘着力のものが好ましい。タック性があるシリコーン樹脂を使用することもできる。また、タック性があるエポキシ系樹脂を使用することも可能である。
【0016】
再剥離型と呼ばれる粘着剤としては、低温領域で接着力、粘着力が減少するもの、紫外線照射で接着力、粘着力が減少するものや加熱処理で接着力、粘着力が減少するものも好適に用いられる。これらの中でも紫外線照射によるものは、接着力、粘着力の変化が大きく好ましい。紫外線照射で接着力、粘着力が減少するものの例としては、2液架橋型のアクリル系粘着剤が挙げられる。また、低温領域で接着力、粘着力が減少するものの例としては、結晶状態と非結晶状態を可逆的に変化するアクリル系粘着剤が挙げられ、好ましく使用される。
【0017】
本発明において、剥離力は、有機物層を介して補強板と貼り合わせた1cm幅の可撓性フィルムを剥離するときの180°方向ピール強度で測定される。剥離力を測定するときの剥離速度は300mm/分とする。本発明において剥離力は0.1g/cmから100g/cmの範囲が好ましい。
【0018】
本発明の有機物層の厚みは、0.1μmから20μmの範囲が好ましく、0.3μmから10μmの範囲であることがさらに好ましい。
【0019】
補強板と有機物層との接着力を向上させるために、補強板にシランカップリング剤塗布などのプライマー処理を行っても良い。プライマー処理以外に紫外線処理、紫外線オゾン処理などによる洗浄や、ケミカルエッチング処理、サンドブラスト処理あるいは微粒子分散層形成などの表面粗化処理なども好適に用いられる。
【0020】
本発明に使用する可撓性フイルムには、補強板との貼り付けに先立って、貼り付け面である一方の面に回路パターンが形成されていても良い。この場合、該パターン形成と同時に、もう一方の面に形成される回路パターンとの位置合わせ用マークを形成することが好ましい。貼り合わせ面とは反対側の面に形成する高精細パターンの高精細さを活かすために位置合わせマークを設けて位置合わせすることは高精細パターンの作製に非常に有効である。位置合わせマーク読みとり方法は特に限定されず、例えば、光学的な方法、電気的な方法等を用いることができる。位置合わせマークは、可撓性フイルムを補強板と貼り合わせる際の位置合わせにも利用することができる。位置合わせマークの形状は特に限定されず、露光機などで一般に使用される形状が好適に採用できる。
【0021】
可撓性フイルムを補強板に貼り付けた後に、可撓性フイルムの該貼り付け面とは反対面に形成される回路パターンは、補強板及び金属層により加工時に生じる可撓性フイルムの変形を防止できるため、特に高精度なパターンを形成することができる。
【0022】
本発明によれば、このように、片面に特に高精細なパターンを形成した両面配線の回路基板を容易に提供できる。両面配線であることのメリットとしては、スルーホールを介しての配線交差ができ、配線設計の自由度が増すこと、太い配線で接地電位を必要な場所の近傍まで伝搬することで高速動作するLSIのノイズ低減ができること、同様に太い配線で電源電位を必要な場所の近傍まで伝搬することにより、高速スイッチングでも電位の低下を防ぎ、LSIの動作を安定化できること、電磁波シールドとして外部ノイズを遮断することなどが挙げられ、LSIが高速化し、また、多機能化による多ピン化が進む中で非常に重要である。
【0023】
さらに本発明では、可撓性フイルムの両面の加工時に共に補強板を使用し、両面とも特に高精度なパターンを形成することも可能である。例えば、第1の補強板と可撓性フイルムの第2の面とを紫外線硬化型有機物層を介して貼り合わせて、可撓性フイルムの第1の面に回路パターンを形成してから、第1の面と第2の補強板とを紫外線硬化型有機物層を介して貼り合わせた後、可撓性フイルムを第1の補強板から剥離し、次いで可撓性フイルムの第2の面に回路パターンを形成してから、可撓性フイルムを第2の補強板から剥離する方法が挙げられ、両面共に高精度の回路パターン加工を実現することができる。
【0024】
本発明の回路基板の製造方法の一例を以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0025】
厚さ0.7mmのアルミノホウケイ酸塩ガラスにスピンコーター、ブレードコーター、ロールコーター、バーコーター、ダイコーター、スクリーン印刷機などで、シランカップリング剤を塗布する。間欠的に送られてくる枚葉基板に比較的低粘度のシランカップリング剤の薄膜を均一に塗布するためには、スピンコーターの使用が好ましい。シランカップリング剤塗布後、加熱乾燥や真空乾燥などにより乾燥し、厚みが20nmのシランカップリング剤層を得る。
【0026】
次に上記シランカップリング剤層上に、スピンコーター、ブレードコーター、ロールコーター、バーコーター、ダイコーター、スクリーン印刷機などで、紫外線硬化型有機物を塗布する。間欠的に送られてくる枚葉基板に比較的粘度が高い有機物を均一に塗布するためには、ダイコーターの使用が好ましい。有機物を塗布後、加熱乾燥や真空乾燥などにより乾燥し、厚みが2μmの有機物層を得る。この有機物層に、ポリエステルフイルム上にシリコーン樹脂層を設けた空気遮断用フイルムを貼り付けて1週間熟成させる。空気遮断用フイルムを貼り合わせる代わりに、窒素雰囲気中や真空中で保管することもできる。また、有機物層を長尺フイルム基体に塗布、乾燥後、枚葉基板に転写することも可能である。
【0027】
本発明において、有機物層は、最初に可撓性フィルム側に形成されていても良いし、補強板側に形成されていても良く、両方に形成されていても良い。形成の容易さや剥離界面を可撓性フィルムと有機物層となるよう制御するためには、補強板側に形成されるのが好ましい。
【0028】
次に上記空気遮断用フイルムを剥がしてポリイミドフイルムを貼り付ける。ポリイミドフイルムの厚さは4μmから125μmの範囲が好ましい。前述のように、ポリイミドフイルムの片面または両面に金属層があらかじめ形成されていても良い。ポリイミドフイルムの補強板貼り付け面側に金属層を設けておくと、電磁波遮断用のためのグラウンド層などとして利用することができ好ましい。ポリイミドフイルムは、あらかじめ所定の大きさのカットシートにしておいて貼り付けても良いし、長尺ロールから巻きだしながら、貼り付けと切断をしてもよい。このような貼り付け作業には、ロール式ラミネーターや真空ラミネーターを使用することができる。
【0029】
ポリイミドフイルムをガラス基板に貼り付けた後、紫外線硬化型有機物層に紫外線を照射して架橋を進行させる。
【0030】
ポリイミドフイルムの貼り合わせ面とは反対側の面にあらかじめ金属層が設けられていない場合は、フルアディティブ法やセミアディティブ法で金属層を形成することができる。
【0031】
フルアディティブ法は、例えば、以下のようなプロセスである。金属層を形成する面にパラジウム、ニッケルやクロムなどの触媒付与処理をし、乾燥する。ここで言う触媒とは、そのままではめっき成長の核としては働かないが、活性化処理をすることでめっき成長の核となるものである。次いでフォトレジストをスピンコーター、ブレードコーター、ロールコーター、バーコーター、ダイコーター、スクリーン印刷機などで塗布して、乾燥する。該フォトレジストを所定パターンのフォトマスクを介して露光、現像して、めっき膜が不要な部分にレジスト層を形成する。この後、触媒の活性化処理をしてから、硫酸銅とホルムアルデヒドの組合せからなる無電解めっき液に、該ポリイミドフイルムを浸漬し、厚さ2μmから20μmの銅めっき膜を形成して、回路パターンを得る。
【0032】
セミアディティブ法は、例えば、以下のようなプロセスである。金属層を形成する面に、クロム、ニッケル、銅またはこれらの合金をスパッタリングし、下地層を形成する。下地層の厚みは、通常、1nmから1000nmの範囲である。下地層の上に銅スパッタ膜をさらに50nmから3000nm積層することは、後に続く電解めっきのために十分な導通を確保したり、金属層の接着力向上やピンホール欠陥防止に効果があり好ましい。下地層形成に先立ち、ポリイミドフイルム表面に接着力向上のために、プラズマ処理、逆スパッタ処理、プライマー層塗布、接着剤層塗布が行われることは、適宜用いられる。中でもエポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ポリアミド樹脂系、ポリイミド樹脂系、NBR系などの接着剤層塗布は接着力改善効果が大きく好ましい。これらの処理や塗布は、ガラス基板貼り付け前に実施されても良いし、ガラス基板貼り付け後に実施されても良い。ガラス基板貼り付け前に、長尺のポリイミドフイルムに対してロールツーロールで連続処理されることは、生産性向上が図れ好ましい。このようにして形成した下地層上に、フォトレジストをスピンコーター、ブレードコーター、ロールコーター、ダイコーター、スクリーン印刷機などで塗布して、乾燥する。該フォトレジストを所定パターンのフォトマスクを介して露光、現像して、めっき膜が不要な部分にレジスト層を形成する。次いで該下地層を電極として電解めっきをおこなう。電解めっき液としては、硫酸銅めっき液、シアン化銅めっき液、ピロ燐酸銅めっき液などが用いられる。厚さ2μmから20μmの銅めっき膜を形成後、フォトレジストを剥離し、続いてスライトエッチングにて下地層を除去して、さらに必要に応じて金、ニッケル、錫などのめっきを施し、回路パターンを得る。
【0033】
上記ガラス基板上の空気遮断用フイルムを剥がして、回路パターンが形成された面を貼り合わせ面として、ポリイミドフイルムをガラス基板に貼り付けた後、上述のセミアディティブ法、フルアディティブ法、もしくはサブトラクティブ法で貼り合わせ面と反対側の面に高精細な回路パターンを形成する。
【0034】
なお、サブトラクティブ法とは、ポリイミドフィルムにベタの金属層が形成されている場合、フォトレジストとエッチング液を使って回路パターンを形成する方法であり、製造プロセスが短く、低コストな方法である。
【0035】
特に高精細な回路パターンを得るためには、セミアディティブ法、フルアディティブ法の採用が好ましい。
【0036】
さらに、ポリイミドフイルムに、接続孔を設けることができる。すなわち、ガラス基板との貼り合わせ面側に設けた金属層との電気的接続を取るビアホールを設けたり、ボールグッリドアレーのボール設置用の孔を設けたりすることができる。接続孔の設け方としては、炭酸ガスレーザー、YAGレーザー、エキシマレーザーなどのレーザー孔開けやケミカルエッチングを採用することができる。レーザーエッチングを採用する場合は、エッチングストッパ層として、ポリイミドフイルムのガラス基板貼り付け面側に金属層があることが好ましい。
【0037】
ポリイミドフイルムのケミカルエッチング液としては、ヒドラジン、水酸化カリウム水溶液などを採用することができる。また、ケミカルエッチング用マスクとしては、パターニングされたフォトレジストや金属層が採用できる。電気的接続を取る場合は、接続孔形成後、前述の金属層パターン形成と同時にめっき法で孔内面を導体化することが好ましい。電気的接続をとるための接続孔は、直径が15μmから200μmが好ましい。ボール設置用の孔は、直径が80μmから800μmが好ましい。
【0038】
接続孔を形成するタイミングは限定されないが、ポリイミドフイルムをガラス基板に貼り合わせた後、ポリイミドフイルムの貼り合わせ面の反対面から接続孔を形成することが好ましい。
【0039】
必要に応じて、回路パターン上にソルダーレジスト膜を形成する。微細回路パターンに対しては感光性のソルダーレジストの採用が好ましい。スピンコーター、ブレードコーター、ロールコーター、バーコーター、ダイコーター、スクリーン印刷機などで回路パターン上に感光性ソルダーレジストを塗布し、乾燥させた後、所定のフォトマスクを介して紫外線露光をし、現像して、ソルダーレジストパターンを得る。次に100℃から200℃でキュアをする。
【0040】
可撓性フイルムの両面に高精細の回路パターンを形成する場合は、可撓性フイルムをガラス基板に貼り合わせて、サブトラクティブ法、セミアディティブ法やフルアディティブ法でガラス基板貼り合わせ面とは反対側の面に回路パターンを形成し、次いで別のガラス基板に、可撓性フイルムの回路形成面側を貼り合わせてから、最初のガラス基板を剥離し、もう一方の面に、サブトラクティブ法、セミアディティブ法やフルアディティブ法で回路パターンを形成し、その後、ガラス基板を剥離する方法が好ましく用いられる。
【0041】
ガラスに貼り合わせて加工された高精度の回路パターンにLSIなどの半導体部品を接合する。半導体部品搭載装置は、光学的位置検出機能と可動ステージなどの位置合わせ機能を有し、搭載精度を確保できるものが好ましく使用される。本発明は、特に接合ピッチが小さく、かつピン数が大きい大規模LSIの実装精度確保に効果が大きい。また、半導体部品と回路基板との接合方法としては、回路基板の接合部に形成された金属層と半導体部品の接合部に形成された金属層とを加熱圧着し金属接合させる方法が挙げられる。また、回路基板の接合部の金属層と半導体部品の接合部に形成された金属層とを圧着しつつ回路基板と半導体部品間に配置した異方導電性接着剤または非導電性接着剤を硬化させ、機械的に接合させる方法などを挙げることもできる。
【0042】
半導体部品が搭載された回路基板をさらに他の基板上に形成された回路パターンと接合する。この工程はOLBと呼ばれ、他の基板としては、液晶ディスプレイパネルであってガラス基板上に配線が形成されているものやプリント配線板が挙げられ、OLB用接合装置は、光学的位置検出機能と可動ステージなどの位置合わせ機能を有し、搭載精度を確保できるものが好ましく使用される。本発明の半導体装置の出力または入力側となるものである。半導体部品が搭載された回路基板と他の基板上に形成された回路パターンとの接合方法としては、半導体部品が搭載された回路基板の接合部に形成された金属層と他の基板上の回路パターン上の接合部に形成された金属層とを加熱圧着し金属接合させる方法が挙げられる。また、電子部品が搭載された回路基板の接合部の金属層と他の基板上の回路パターン上の接合部に形成された金属層とを圧着しつつ回路基板と電子部品間に配置した異方導電性接着剤または非導電性接着剤を硬化させ、機械的に接合させる方法などを挙げることもできる。
【0043】
半導体部品が搭載された回路基板をさらに他の基板上に形成された回路パターンと接合した後、必要に応じて、補強板を可撓性フィルムから剥離する。このとき、ILBとOLBが可撓性フィルムの同じ面に施されていることが補強板の剥離が容易な点で好ましい。
【0044】
可撓性フィルム上に複数の回路パターンが形成され、これらを一括して他の基板上に形成された回路パターンと接合することは、工程を大幅に削減できることから本発明の好ましい形態である。すなわち、大型液晶ディスプレイには、ドライバーICを複数個搭載するが、本発明によれば複数個のドライバーICを搭載した可撓性基板からなる半導体装置を液晶ディスプレイ基板に一度に接合することが可能である。
【0045】
【実施例】
実施例1
可撓性フィルムとして、厚さ25μm、290mmのポリイミドフィルム(“カプトン”100EN 東レデュポン(株)製)を準備した。リール・ツーリール方式のスパッタ装置に長尺のポリイミドフィルムを装着し、厚さ6nmのクロム:ニッケル=20:80(重量比)の合金膜と厚さ100nmの銅膜をこの順にポリイミドフィルム上に積層した。
【0046】
補強板として準備した厚さ0.7mm、300mm角のアルミノホウケイ酸塩ガラスにダイコーターで、紫外線硬化型粘着剤“SKダイン”SW−22(綜研化学(株)製)と硬化剤L45(綜研化学(株)製)を100:3(重量比)で混合したものを塗布し、80℃で2分間乾燥した。乾燥後の有機物層厚みを2μmとした。次いで、有機物層に、ポリエステルフィルム上に離型容易なシリコーン樹脂層を設けたフィルムからなる空気遮断用フィルムを貼り付けて1週間放置した。
【0047】
上記空気遮断用フィルムを剥がし、カッター付きロール式ラミネータで、ガラスの有機物層側に、銅膜が形成されたポリイミドフィルムを貼り付けた。ガラスに貼り合わせたポリイミドフィルムは、ガラス終端に合わせてカットした。ポリイミドフィルムのガラスとの貼り合わせ面とは反対側の面を銅膜面とした。その後、ガラス基板側から紫外線を照射し、有機物層を硬化した。
【0048】
次いで、銅膜上にポジ型フォトレジストをスピンコーターで塗布して90℃で30分間乾燥した。フォトレジストをフォトマスクを介して露光、現像して、めっき膜が不要な部分に厚さ10μmのフォトレジストを形成した。
【0049】
テスト用フォトマスクパターンは以下のようにした。IL部分として、40μmピッチで400個の接続パッド(幅20μm、長さ200μm)を2列平行に設けた。2列の接続パッド列は対向する接続パッドの中心が1.5mm離れるように配置した。さらに、OL部分として、上記400個の接続パッド列から並行に14mm離し、接続パッド列の長さ方向中心を合わせて、70μmピッチで400個の接続パッド(幅30μm、長さ500μm)を設けた。IL部分の接続パッド列とOL部分の接続パッド列および両者の対応する接続パッドどうしを結んだ幅17μmの配線を1ユニットとして、これを300角の基板上に40mmピッチで6行×6列に均等配置した。
【0050】
次いで、銅膜を電極として厚さ5μmの銅膜を硫酸銅めっき液中での電解めっきで形成した。フォトレジストをフォトレジスト剥離液で剥離し、続いて、過酸化水素−硫酸系水溶液によるソフトエッチングにてレジスト層の下にあった銅膜およびクロム−ニッケル合金膜を除去した。引き続き、銅めっき膜上に、無電解めっきで厚さ0.4μmの錫膜を形成した。回路基板のIL部分とOL部分を除いて、ソルダーレジストをスクリーン印刷し、60℃で30分間乾燥し、次いで140℃で60分間キュアした。乾燥後のソルダーレジスト厚みは20μmであった。かくして、回路基板用部材を得た。
【0051】
回路パターンのIL部分に、50μmピッチで400個の金めっきバンプを一列として1.5mmの間隔で2列並行に設けたモデルICチップを、フリップチップボンダーにてICチップ側から300℃に加熱しつつ、ポリイミドフィルム上の接続パッドと金属接合した。IC接合後、ガラスとポリイミドフィルムを切断し、基板上にある36ユニットの回路パターンを個片に切り出した。30℃、80%RHの雰囲気に1週間、回路基板用部材を放置した。
【0052】
液晶ディスプレイパネルをフリップチップボンダーのステージに吸着させ、液晶ディスプレイパネルのガラス上に設けられた透明導電膜からなる70μmピッチの電極パッド列上に、異方導電性フィルムを仮接着した。得られた個片の回路パターン搭載回路基板用部材のガラス面を加熱ヘッド側に吸着した。加熱ヘッド側から230℃に加熱しつつ、液晶ディスプレイパネルの電極パッドとポリイミドフィルム上の接続パッドとを接合した。接合時の位置合わせは良好で、36ユニット全てが問題なく接合できた。
【0053】
実施例2
実施例1と同様にして、ソルダーレジスト付き回路基板用部材を得、さらに、IL部分にモデルICを接合した。その後、36ユニットの回路パターンを個片に切り出した。30℃、80%RHの雰囲気に1週間、回路基板用部材を放置した。
【0054】
液晶ディスプレイパネルをフリップチップボンダーのステージに吸着させ、液晶ディスプレイパネルのガラス上に設けられた透明導電膜からなる70μmピッチの電極パッド列上に、非導電性ペーストを塗布した。得られた個片の回路パターン搭載回路基板用部材のガラス面を加熱ヘッド側に吸着した。加熱ヘッド側から240℃に加熱しつつ、液晶ディスプレイパネルの電極パッドとポリイミドフィルム上のOL部分接続パッドとを接合した。接合時の位置合わせは良好で、36ユニット全てが問題なく接合できた。
【0055】
実施例3
実施例1と同様にして、ソルダーレジスト付き回路基板用部材を得、さらに、IL部分にモデルICを接合した。その後、36ユニットの回路パターンについて、電極パッド列長さ方向に3ユニット連続した状態で、ガラスとポリイミドフィルムを切断した。すなわち、12個のサンプルを作製した。30℃、80%RHの雰囲気に1週間、回路基板用部材を放置した。
【0056】
液晶ディスプレイパネルをフリップチップボンダーのステージに吸着させ、液晶ディスプレイパネルのガラス上に設けられた透明導電膜からなる70μmピッチの電極パッド列上に、異方導電性フィルムを仮接着した。得られた3ユニットの回路パターン搭載回路基板用部材のガラス面を加熱ヘッド側に吸着した。加熱ヘッド側から240℃に加熱しつつ、液晶ディスプレイパネルの電極パッドとポリイミドフィルム上の接続パッドとを3ユニット分一括して接合した。実施した3ユニット一括接合12回の接合時の位置合わせは良好で、全て問題なく接合できた。
【0057】
実施例4
実施例1と同様にして、ソルダーレジスト付き回路基板用部材を得、さらに、IL部分にモデルICを接合した。その後、36ユニットの回路パターンを個片に切り出した。30℃、80%RHの雰囲気に1週間、回路基板用部材を放置した。
【0058】
実施例1と同様にして、液晶ディスプレイパネルの電極パッドとポリイミドフィルム上のOL部分接続パッドとを接合した。接合時の位置合わせは良好で、36ユニット全てが問題なく接合できた。次いで、ポリイミドフィルムの液晶ディスプレイと接合した箇所とは反対側の端部を真空吸着して、フィルム端部から徐々にガラス基板から剥離した。
【0059】
比較例1
実施例1と同様にして、ソルダーレジスト付き回路基板用部材を得、さらに、IL部分にモデルICを接合した。その後、可撓性フィルムの一端を真空吸着し、端部から徐々に剥離した。ガラスから剥離した回路基板の36ユニットの回路パターンを個片に切り出した。30℃、80%RHの雰囲気に1週間、回路基板用部材を放置した。
【0060】
液晶ディスプレイパネルをフリップチップボンダーのステージに吸着させ、液晶ディスプレイパネルのガラス上に設けられた透明導電膜からなる70μmピッチの電極パッド列上に、異方導電性フィルムを仮接着した。得られた個片の回路基板のポリイミドフィルム面を加熱ヘッド側に吸着した。加熱ヘッド側から230℃に加熱しつつ、液晶ディスプレイパネルの電極パッドとポリイミドフィルム上のOL部分接続パッドとの接合を試みた。36ユニット中、位置合わせが完了しないものが5ユニットあった。
【0061】
【発明の効果】
本発明によれば、温度、湿度あるいは引っ張りや捻れなどの外力による可撓性フイルムをベースとした回路基板の変形を抑制して、半導体部品および他の基板上に形成された回路パターンとを接合する際の電極パッドと可撓性フィルム上の回路基板パターンとの位置合わせ精度に係わる位置精度の改善に効果が大きい。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device having a high-accuracy circuit pattern and excellent in bonding accuracy with semiconductor components and other circuit boards.
[0002]
[Prior art]
As electronics products become lighter and smaller, printed circuit board patterning needs to be highly accurate. Among them, the demand for flexible film substrates is increasing because three-dimensional wiring is possible due to its flexibility and it is suitable for downsizing of electronic products. For example, TAB (Tape Automated Bonding) technology used for IC connection to a liquid crystal display panel can obtain a fine pattern of the highest level as a resin substrate by processing a relatively narrow wide polyimide film substrate. However, the progress of miniaturization is approaching the limit. For miniaturization, there are an index represented by a line width and a space width between lines, and an index represented by a position of a pattern on a substrate. The latter index, so-called positional accuracy, is related to the alignment of the electrode pad and the circuit board pattern when connecting the circuit board and the electronic component such as an IC, and the required accuracy is severe as the number of pins of the IC increases. It has become to.
[0003]
In view of the above positional accuracy, the flexible film substrate processing is becoming difficult to improve. Circuit board processing includes heat treatment processes such as drying and curing, and wet processes such as etching and development, and the flexible film repeatedly expands and contracts. The hysteresis at this time causes displacement of the circuit pattern on the substrate. In addition, when there are a plurality of processes that require alignment, if there is expansion or contraction between these processes, positional deviation occurs between the formed patterns. Deformation due to expansion and contraction of the flexible film has an even greater effect in the case of an FPC (Flexible Printing Circuit) in which processing is performed with a relatively large substrate size. Further, the positional shift is caused by an external force such as pulling or twisting, and special attention is required when a thin substrate is used to increase flexibility. On the other hand, it has been proposed to form a very fine circuit pattern by bonding a flexible film to a reinforcing plate and maintaining dimensional accuracy (for example, patents). Reference 1).
[0004]
The TAB or FPC to which the semiconductor components are bonded is further bonded to a liquid crystal display panel or a printed wiring board. Bonding of semiconductor components is called ILB (Inner Lead Bonding), while bonding to a liquid crystal display panel or printed wiring board is called OLB (Outer Lead Bonding). Conventionally, the bonding pitch of OLB has not been very fine and has not been a problem. However, as the liquid crystal panel has become highly precise, bonding accuracy has become a problem. According to Patent Document 1, ILB can be carried out with very high accuracy, but degradation of positional accuracy due to temperature / humidity change after circuit pattern fabrication to OLB and stress due to handling are considered. It wasn't.
[0005]
[Patent Document 1]
International Publication No. 03/009657 Pamphlet
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a method capable of carrying out high-precision semiconductor component mounting on a flexible film circuit board and bonding with other circuit patterns with high accuracy. is there.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object of the present invention, the present invention comprises the following constitution.
(1) Via an organic layer on one side of the flexible filminorganicAfter bonding a reinforcing plate made of glass and then forming a circuit pattern on the other surface of the flexible film, the circuit plate is bonded to the semiconductor component and the liquid crystal display panel with the reinforcing plate bonded. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising bonding a formed circuit pattern.
(2) The method for manufacturing a semiconductor device according to (1), wherein the flexible film is peeled off from the reinforcing plate after the circuit pattern is joined to the circuit pattern formed on the liquid crystal display panel.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the flexible film is a plastic film, and it is important that the film has a heat resistance sufficient to withstand a thermal process in a circuit pattern manufacturing process and electronic component mounting, such as polycarbonate, polyether sulfide, Films such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyphenylene sulfide, polyimide, polyamide, and liquid crystal polymer can be used. Among these, a polyimide film is preferably used because it is excellent in heat resistance and chemical resistance. In addition, a liquid crystal polymer is preferably used because it has excellent electrical characteristics such as low dielectric loss. It is also possible to employ a flexible glass fiber reinforced resin plate. Examples of the resin for the glass fiber reinforced resin plate include epoxy, polyphenylene sulfide, polyphenylene ether, maleimide, polyamide, and polyimide.
[0009]
The thickness of the flexible film is preferably thin in order to reduce the weight and size of electronic devices, or to form fine via holes. On the other hand, to ensure mechanical strength and maintain flatness. From the viewpoint that the thicker one is preferable, the range of 4 to 125 μm is preferable.
[0010]
In the present invention, the method of forming the circuit pattern is not particularly limited. For example, the circuit pattern can be formed by attaching a metal foil such as a copper foil with an adhesive layer, or by sputtering, plating, or a combination thereof. be able to. Alternatively, a flexible film with a metal layer can be obtained by coating, drying, and curing a raw film resin or a precursor thereof on a metal foil such as copper.
[0011]
  Substrates used as reinforcing plates in the present invention include inorganic glasses such as soda lime glass, borosilicate glass, and quartz glass, metals such as invar alloy, stainless steel, and titanium, ceramics and glass such as alumina, zirconia, and silicon nitride. A fiber-reinforced resin plate can be used. Both are preferable because of their low linear expansion coefficient and hygroscopic expansion coefficient, but they are excellent in heat resistance and chemical resistance in the circuit pattern manufacturing process, and are easy to obtain inexpensively because of their large area and high surface smoothness. A substrate made of inorganic glass is preferable in that it is difficult to be plastically deformed. Among these, borosilicate glass represented by aluminoborosilicate glass has a high elastic modulus and a small coefficient of thermal expansion.Used in LCD panelsTherefore, it is particularly preferable.
[0012]
When a metal or glass fiber reinforced resin is used for the reinforcing plate, it can be manufactured as a long continuous body, but the method for manufacturing a circuit board of the present invention should be a single wafer type because it is easy to ensure positional accuracy. Is preferred. A sheet means a state where it is handled as an individual sheet, not a long continuous body.
[0013]
When a glass substrate is used for the reinforcing plate, it is difficult to maintain flatness by the holding means during circuit pattern processing or when semiconductor components are joined if the thickness of the glass substrate is small. Further, warping and twisting increase due to the expansion / contraction force of the flexible film, and the glass substrate may be broken when vacuum-adsorbed on a flat mounting table. Moreover, a flexible film will deform | transform by vacuum adsorption | suction and removal | desorption, and there exists a tendency for ensuring of position accuracy to become difficult. On the other hand, when the glass substrate is thick, flatness is lowered due to uneven thickness, and the exposure accuracy is also lowered. In addition, the handling load by the robot or the like becomes large, and it becomes impossible to operate quickly, resulting in a decrease in productivity and an increase in transportation cost. From these points, the thickness of the glass substrate is preferably in the range of 0.3 mm to 1.1 mm.
[0014]
When a metal is used for the reinforcing plate, if the thickness of the metal substrate is small, it is difficult to maintain flatness by the holding means during circuit pattern processing or when joining semiconductor components. Also, warping and twisting increase due to the expansion / contraction force of the flexible film, and the flexible film cannot be vacuum-adsorbed on a flat mounting table, or the flexible film is deformed by the amount of warping or twisting of the metal substrate. As a result, a predetermined positional accuracy cannot be ensured. Further, if there is a fold, it becomes a defective product at that time. On the other hand, when the metal substrate is thick, the flatness is lowered due to uneven thickness, and the exposure accuracy is also lowered. In addition, the handling load by a robot or the like increases, and it becomes impossible to operate quickly, resulting in a decrease in productivity and an increase in transportation cost. Therefore, the thickness of the metal plate is preferably in the range of 0.1 mm to 0.7 mm.
[0015]
An adhesive or a pressure-sensitive adhesive is used as the organic layer that bonds the flexible film and the reinforcing plate used in the present invention. When the semiconductor device manufacturing process includes a process of peeling the flexible film from the reinforcing plate, examples of the adhesive or pressure-sensitive adhesive include an acrylic or urethane-based pressure-sensitive adhesive. Adhesive strength in the region called weak to medium adhesive is preferable in order to have sufficient adhesive force during flexible film processing, and can be easily peeled off during peeling and does not cause distortion in the flexible film substrate. . A silicone resin having tackiness can also be used. It is also possible to use an epoxy resin having tackiness.
[0016]
Adhesives called re-peelable are those that have reduced adhesive strength and adhesive strength at low temperatures, those that have reduced adhesive strength and adhesive strength by UV irradiation, and those that have reduced adhesive strength and adhesive strength by heat treatment. Used for. Among these, those caused by ultraviolet irradiation are preferable because of large changes in adhesive strength and adhesive strength. An example of a material whose adhesive strength and adhesive strength are reduced by ultraviolet irradiation is a two-component cross-linking acrylic pressure-sensitive adhesive. Examples of those in which adhesive strength and adhesive strength decrease in a low temperature region include acrylic pressure-sensitive adhesives that reversibly change between a crystalline state and an amorphous state, and are preferably used.
[0017]
In this invention, peeling force is measured by 180 degree direction peel strength when peeling the flexible film of 1 cm width bonded with the reinforcement board through the organic substance layer. The peeling speed when measuring the peeling force is 300 mm / min. In the present invention, the peel force is preferably in the range of 0.1 g / cm to 100 g / cm.
[0018]
The thickness of the organic layer of the present invention is preferably in the range of 0.1 μm to 20 μm, and more preferably in the range of 0.3 μm to 10 μm.
[0019]
In order to improve the adhesive force between the reinforcing plate and the organic layer, the reinforcing plate may be subjected to a primer treatment such as application of a silane coupling agent. In addition to the primer treatment, cleaning by ultraviolet treatment, ultraviolet ozone treatment, etc., surface roughening treatment such as chemical etching treatment, sand blast treatment or fine particle dispersion layer formation is also preferably used.
[0020]
In the flexible film used in the present invention, a circuit pattern may be formed on one surface which is a pasting surface prior to pasting with the reinforcing plate. In this case, it is preferable to form an alignment mark with the circuit pattern formed on the other surface simultaneously with the pattern formation. In order to make use of the high definition of the high definition pattern formed on the surface opposite to the bonding surface, it is very effective for the production of the high definition pattern to provide the alignment mark. The alignment mark reading method is not particularly limited, and for example, an optical method, an electrical method, or the like can be used. The alignment mark can also be used for alignment when the flexible film is bonded to the reinforcing plate. The shape of the alignment mark is not particularly limited, and a shape generally used in an exposure machine or the like can be suitably used.
[0021]
After the flexible film is attached to the reinforcing plate, the circuit pattern formed on the surface opposite to the attaching surface of the flexible film is not deformed by the reinforcing plate and the metal layer during processing. In particular, a highly accurate pattern can be formed.
[0022]
According to the present invention, it is possible to easily provide a circuit board with double-sided wiring in which a particularly fine pattern is formed on one side. Advantages of using double-sided wiring include crossover through through-holes, increasing the degree of freedom in wiring design, and LSI that operates at high speed by propagating the ground potential to the vicinity of the required location with thick wiring In addition, the power supply potential can be propagated to the vicinity of the necessary location with thick wiring as well, so that the potential drop can be prevented even at high-speed switching, the operation of the LSI can be stabilized, and external noise can be blocked as an electromagnetic wave shield. This is very important as the LSI speeds up and the number of pins is increased due to the increased functionality.
[0023]
Furthermore, in the present invention, it is possible to use a reinforcing plate when processing both sides of a flexible film, and to form a pattern with particularly high precision on both sides. For example, the first reinforcing plate and the second surface of the flexible film are bonded together via an ultraviolet curable organic material layer to form a circuit pattern on the first surface of the flexible film. After the first surface and the second reinforcing plate are bonded together via an ultraviolet curable organic material layer, the flexible film is peeled off from the first reinforcing plate, and then the circuit is formed on the second surface of the flexible film. There is a method of peeling the flexible film from the second reinforcing plate after forming the pattern, and high-precision circuit pattern processing can be realized on both sides.
[0024]
An example of the method for producing a circuit board of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to this.
[0025]
A silane coupling agent is applied to an aluminoborosilicate glass having a thickness of 0.7 mm using a spin coater, blade coater, roll coater, bar coater, die coater, screen printer or the like. In order to uniformly apply a thin film of a silane coupling agent having a relatively low viscosity to a single substrate that is intermittently sent, it is preferable to use a spin coater. After application of the silane coupling agent, drying is performed by heat drying or vacuum drying to obtain a silane coupling agent layer having a thickness of 20 nm.
[0026]
Next, an ultraviolet curable organic substance is applied onto the silane coupling agent layer by a spin coater, blade coater, roll coater, bar coater, die coater, screen printer or the like. In order to uniformly apply an organic substance having a relatively high viscosity to a single-wafer substrate sent intermittently, it is preferable to use a die coater. After the organic substance is applied, it is dried by heat drying or vacuum drying to obtain an organic substance layer having a thickness of 2 μm. An air blocking film in which a silicone resin layer is provided on a polyester film is attached to the organic material layer and aged for one week. Instead of laminating an air blocking film, it can be stored in a nitrogen atmosphere or in a vacuum. It is also possible to apply the organic layer to a long film substrate, transfer it to a single substrate after drying.
[0027]
In the present invention, the organic layer may be initially formed on the flexible film side, may be formed on the reinforcing plate side, or may be formed on both. In order to control the ease of formation and the peeling interface so as to be a flexible film and an organic layer, it is preferably formed on the reinforcing plate side.
[0028]
Next, the air blocking film is peeled off, and a polyimide film is attached. The thickness of the polyimide film is preferably in the range of 4 μm to 125 μm. As described above, a metal layer may be formed in advance on one side or both sides of the polyimide film. It is preferable to provide a metal layer on the side of the polyimide film on which the reinforcing plate is attached because it can be used as a ground layer for shielding electromagnetic waves. The polyimide film may be pasted in a cut sheet of a predetermined size, or may be pasted and cut while being unwound from a long roll. A roll-type laminator or a vacuum laminator can be used for such a pasting operation.
[0029]
After the polyimide film is attached to the glass substrate, the ultraviolet curable organic layer is irradiated with ultraviolet rays to cause crosslinking.
[0030]
When the metal layer is not provided in advance on the surface opposite to the bonding surface of the polyimide film, the metal layer can be formed by a full additive method or a semi-additive method.
[0031]
The full additive method is, for example, the following process. The surface on which the metal layer is to be formed is treated with a catalyst such as palladium, nickel or chromium and dried. The catalyst referred to here does not act as a nucleus for plating growth as it is, but it becomes a nucleus for plating growth by activation treatment. Next, the photoresist is applied by a spin coater, a blade coater, a roll coater, a bar coater, a die coater, a screen printer or the like, and dried. The photoresist is exposed and developed through a photomask having a predetermined pattern to form a resist layer in a portion where a plating film is unnecessary. Thereafter, after activating the catalyst, the polyimide film is immersed in an electroless plating solution composed of a combination of copper sulfate and formaldehyde to form a copper plating film having a thickness of 2 μm to 20 μm. Get.
[0032]
The semi-additive method is, for example, the following process. On the surface on which the metal layer is to be formed, chromium, nickel, copper or an alloy thereof is sputtered to form an underlayer. The thickness of the underlayer is usually in the range of 1 nm to 1000 nm. It is preferable to stack a copper sputtered film on the underlayer of 50 nm to 3000 nm in order to ensure sufficient conduction for subsequent electrolytic plating, to improve the adhesion of the metal layer, and to prevent pinhole defects. Prior to the formation of the underlayer, plasma treatment, reverse sputtering treatment, primer layer coating, and adhesive layer coating are suitably used to improve the adhesive strength on the polyimide film surface. Among them, the application of an adhesive layer such as epoxy resin, acrylic resin, polyamide resin, polyimide resin, and NBR is preferable because it has a great effect of improving the adhesive force. These treatments and application may be performed before the glass substrate is pasted, or may be performed after the glass substrate is pasted. It is preferable that continuous processing is performed roll-to-roll with respect to a long polyimide film before the glass substrate is attached in order to improve productivity. A photoresist is applied onto the underlayer thus formed by a spin coater, blade coater, roll coater, die coater, screen printer, or the like and dried. The photoresist is exposed and developed through a photomask having a predetermined pattern to form a resist layer in a portion where a plating film is unnecessary. Next, electrolytic plating is performed using the base layer as an electrode. As the electrolytic plating solution, a copper sulfate plating solution, a copper cyanide plating solution, a copper pyrophosphate plating solution, or the like is used. After forming a copper plating film with a thickness of 2 μm to 20 μm, the photoresist is peeled off, and then the underlying layer is removed by a light etching, and further, gold, nickel, tin, etc. are plated if necessary, and a circuit pattern Get.
[0033]
After the air blocking film on the glass substrate is peeled off, the surface on which the circuit pattern is formed is used as the bonding surface, and after the polyimide film is attached to the glass substrate, the above-mentioned semi-additive method, full additive method, or subtractive method By using this method, a high-definition circuit pattern is formed on the surface opposite to the bonding surface.
[0034]
The subtractive method is a method in which a circuit pattern is formed using a photoresist and an etching solution when a solid metal layer is formed on a polyimide film, and the manufacturing process is short and the cost is low. .
[0035]
In particular, in order to obtain a high-definition circuit pattern, it is preferable to employ a semi-additive method or a full additive method.
[0036]
Furthermore, a connection hole can be provided in the polyimide film. That is, it is possible to provide a via hole for electrical connection with the metal layer provided on the bonding surface side with the glass substrate, or to provide a ball mounting hole for the ball grid array. As a method for providing the connection hole, laser drilling such as a carbon dioxide laser, YAG laser, or excimer laser, or chemical etching can be employed. In the case of employing laser etching, it is preferable that a metal layer is present on the glass film attachment surface side of the polyimide film as an etching stopper layer.
[0037]
As the chemical etching solution for the polyimide film, hydrazine, potassium hydroxide aqueous solution, or the like can be used. Further, a patterned photoresist or a metal layer can be employed as the chemical etching mask. When electrical connection is made, it is preferable that after the connection hole is formed, the inner surface of the hole is made into a conductor by plating at the same time as the formation of the metal layer pattern. The diameter of the connection hole for electrical connection is preferably 15 μm to 200 μm. The hole for installing the ball preferably has a diameter of 80 μm to 800 μm.
[0038]
Although the timing for forming the connection holes is not limited, it is preferable to form the connection holes from the opposite side of the polyimide film bonding surface after the polyimide film is bonded to the glass substrate.
[0039]
If necessary, a solder resist film is formed on the circuit pattern. For fine circuit patterns, it is preferable to use a photosensitive solder resist. A photosensitive solder resist is applied onto the circuit pattern with a spin coater, blade coater, roll coater, bar coater, die coater, screen printing machine, etc., dried, and then exposed to ultraviolet rays through a predetermined photomask and developed. Thus, a solder resist pattern is obtained. Next, curing is performed at 100 ° C. to 200 ° C.
[0040]
When forming a high-definition circuit pattern on both sides of a flexible film, the flexible film is bonded to the glass substrate, and the subtractive method, semi-additive method or full additive method is opposite to the glass substrate bonding surface. A circuit pattern is formed on the side surface, and then the circuit forming surface side of the flexible film is bonded to another glass substrate, then the first glass substrate is peeled off, and the other surface is subjected to a subtractive method. A method of forming a circuit pattern by a semi-additive method or a full additive method and then peeling the glass substrate is preferably used.
[0041]
A semiconductor component such as an LSI is bonded to a high-accuracy circuit pattern processed by being bonded to glass. As the semiconductor component mounting apparatus, a device having an optical position detection function and a positioning function such as a movable stage, which can ensure mounting accuracy is preferably used. The present invention is particularly effective in ensuring the mounting accuracy of a large-scale LSI with a small joining pitch and a large number of pins. In addition, as a method for joining the semiconductor component and the circuit board, there is a method in which a metal layer formed at the joint portion of the circuit board and a metal layer formed at the joint portion of the semiconductor component are thermocompression bonded to perform metal joining. In addition, the anisotropic conductive adhesive or non-conductive adhesive placed between the circuit board and the semiconductor component is cured while the metal layer formed at the junction of the circuit board and the metal layer formed at the joint of the semiconductor component are crimped. And a method of mechanically joining them.
[0042]
The circuit board on which the semiconductor component is mounted is bonded to a circuit pattern formed on another board. This process is called OLB, and other substrates include liquid crystal display panels in which wiring is formed on a glass substrate and printed wiring boards. The bonding device for OLB has an optical position detection function. And a movable stage having a positioning function and ensuring mounting accuracy are preferably used. This is the output or input side of the semiconductor device of the present invention. As a method of joining a circuit board on which a semiconductor component is mounted and a circuit pattern formed on another board, a metal layer formed on a joint portion of the circuit board on which the semiconductor part is mounted and a circuit on another board There is a method in which a metal layer formed on a bonding portion on a pattern is thermocompression-bonded to perform metal bonding. In addition, the anisotropic is arranged between the circuit board and the electronic component while crimping the metal layer at the junction of the circuit board on which the electronic component is mounted and the metal layer formed at the junction on the circuit pattern on the other substrate. The method of hardening | curing a conductive adhesive or a nonelectroconductive adhesive, and making it join mechanically can also be mentioned.
[0043]
After the circuit board on which the semiconductor component is mounted is joined to a circuit pattern formed on another board, the reinforcing plate is peeled off from the flexible film as necessary. At this time, it is preferable that ILB and OLB are applied to the same surface of the flexible film in terms of easy peeling of the reinforcing plate.
[0044]
Forming a plurality of circuit patterns on a flexible film and joining them together with a circuit pattern formed on another substrate is a preferred embodiment of the present invention because the number of steps can be greatly reduced. That is, a large-sized liquid crystal display is equipped with a plurality of driver ICs. According to the present invention, a semiconductor device made of a flexible substrate having a plurality of driver ICs can be bonded to the liquid crystal display substrate at a time. It is.
[0045]
【Example】
  Example 1
  As a flexible film, thickness 25μm, 290mmwidthPolyimide film (“Kapton” 100EN manufactured by Toray DuPont Co., Ltd.) was prepared. A long polyimide film is mounted on a reel-to-reel sputtering device, and an alloy film of 6 nm thickness chromium: nickel = 20: 80 (weight ratio) and a copper film thickness of 100 nm are laminated on the polyimide film in this order. did.
[0046]
A 0.7 mm thick, 300 mm square aluminoborosilicate glass prepared as a reinforcing plate is coated with an ultraviolet curable adhesive “SK Dyne” SW-22 (manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.) and a curing agent L45 (Soken). (Chemical Co., Ltd.) mixed at 100: 3 (weight ratio) was applied and dried at 80 ° C. for 2 minutes. The organic layer thickness after drying was set to 2 μm. Next, an air blocking film made of a film in which a silicone resin layer that is easy to release was provided on a polyester film was attached to the organic material layer and left for one week.
[0047]
  The air blocking film was peeled off, and a polyimide film with a copper film formed was attached to the glass organic layer side with a roll laminator with a cutter.The polyimide film bonded to the glass was cut according to the glass end.The surface opposite to the bonding surface of the polyimide film with the glass was the copper film surface.Thereafter, the organic layer was cured by irradiating ultraviolet rays from the glass substrate side.
[0048]
Next, a positive photoresist was applied onto the copper film with a spin coater and dried at 90 ° C. for 30 minutes. The photoresist was exposed and developed through a photomask to form a photoresist having a thickness of 10 μm in a portion where a plating film was unnecessary.
[0049]
The test photomask pattern was as follows. As the IL part, 400 connection pads (width 20 μm, length 200 μm) were provided in parallel at two rows at a pitch of 40 μm. The two connection pad rows were arranged so that the centers of the opposite connection pads were 1.5 mm apart. Further, as the OL part, the connection pad row was separated by 14 mm in parallel, and the connection pad row was centered in the length direction, and 400 connection pads (width 30 μm, length 500 μm) were provided at a pitch of 70 μm. . The connection pad row of the IL part and the connection pad row of the OL part and the wiring of 17 μm width connecting the corresponding connection pads are regarded as one unit, and this is arranged in 6 rows × 6 columns at a pitch of 40 mm on a 300 square substrate. Evenly arranged.
[0050]
Next, a copper film having a thickness of 5 μm was formed by electrolytic plating in a copper sulfate plating solution using the copper film as an electrode. The photoresist was stripped with a photoresist stripping solution, and then the copper film and the chromium-nickel alloy film that were under the resist layer were removed by soft etching with a hydrogen peroxide-sulfuric acid aqueous solution. Subsequently, a 0.4 μm thick tin film was formed on the copper plating film by electroless plating. The solder resist was screen printed except for the IL and OL portions of the circuit board, dried at 60 ° C. for 30 minutes, and then cured at 140 ° C. for 60 minutes. The solder resist thickness after drying was 20 μm. Thus, a circuit board member was obtained.
[0051]
A model IC chip, in which 400 gold-plated bumps are arranged in a line at the 50 μm pitch and arranged in parallel at 1.5 mm intervals on the IL part of the circuit pattern, is heated to 300 ° C. from the IC chip side by a flip chip bonder. Then, the connection pad on the polyimide film was metal-bonded. After the IC bonding, the glass and polyimide film were cut, and 36 unit circuit patterns on the substrate were cut into individual pieces. The circuit board member was left in an atmosphere of 30 ° C. and 80% RH for one week.
[0052]
The liquid crystal display panel was adsorbed on the stage of a flip chip bonder, and an anisotropic conductive film was temporarily bonded onto a 70 μm pitch electrode pad array made of a transparent conductive film provided on the glass of the liquid crystal display panel. The glass surface of the obtained circuit board member for circuit pattern mounting was adsorbed to the heating head side. The electrode pad of the liquid crystal display panel and the connection pad on the polyimide film were joined while heating to 230 ° C. from the heating head side. The alignment at the time of joining was good, and all 36 units could be joined without any problem.
[0053]
Example 2
In the same manner as in Example 1, a circuit board member with a solder resist was obtained, and a model IC was joined to the IL portion. Thereafter, 36 unit circuit patterns were cut into individual pieces. The circuit board member was left in an atmosphere of 30 ° C. and 80% RH for one week.
[0054]
The liquid crystal display panel was adsorbed on the stage of a flip chip bonder, and a non-conductive paste was applied onto a 70 μm pitch electrode pad array made of a transparent conductive film provided on the glass of the liquid crystal display panel. The glass surface of the obtained circuit board member for circuit pattern mounting was adsorbed to the heating head side. The electrode pad of the liquid crystal display panel and the OL partial connection pad on the polyimide film were joined while heating to 240 ° C. from the heating head side. The alignment at the time of joining was good, and all 36 units could be joined without any problem.
[0055]
Example 3
In the same manner as in Example 1, a circuit board member with a solder resist was obtained, and a model IC was joined to the IL portion. Then, about 36 units of circuit patterns, the glass and polyimide film were cut | disconnected in the state which continued 3 units in the electrode pad row | line | column length direction. That is, 12 samples were produced. The circuit board member was left in an atmosphere of 30 ° C. and 80% RH for one week.
[0056]
The liquid crystal display panel was adsorbed on the stage of a flip chip bonder, and an anisotropic conductive film was temporarily bonded onto a 70 μm pitch electrode pad array made of a transparent conductive film provided on the glass of the liquid crystal display panel. The glass surface of the obtained 3 units of circuit pattern-mounted circuit board members was adsorbed to the heating head side. While heating from the heating head side to 240 ° C., the electrode pads of the liquid crystal display panel and the connection pads on the polyimide film were bonded together for 3 units. The alignment at the time of the 12-time joint of the 3 unit batch performed was good, and all could be joined without any problem.
[0057]
Example 4
In the same manner as in Example 1, a circuit board member with a solder resist was obtained, and a model IC was joined to the IL portion. Thereafter, 36 unit circuit patterns were cut into individual pieces. The circuit board member was left in an atmosphere of 30 ° C. and 80% RH for one week.
[0058]
In the same manner as in Example 1, the electrode pad of the liquid crystal display panel and the OL partial connection pad on the polyimide film were joined. The alignment at the time of joining was good, and all 36 units could be joined without any problem. Subsequently, the edge part on the opposite side to the location joined with the liquid crystal display of a polyimide film was vacuum-sucked, and it peeled from the glass substrate gradually from the film edge part.
[0059]
Comparative Example 1
In the same manner as in Example 1, a circuit board member with a solder resist was obtained, and a model IC was joined to the IL portion. Thereafter, one end of the flexible film was vacuum-adsorbed and gradually peeled off from the end. The circuit pattern of 36 units of the circuit board peeled from the glass was cut into individual pieces. The circuit board member was left in an atmosphere of 30 ° C. and 80% RH for one week.
[0060]
The liquid crystal display panel was adsorbed on the stage of a flip chip bonder, and an anisotropic conductive film was temporarily bonded onto a 70 μm pitch electrode pad array made of a transparent conductive film provided on the glass of the liquid crystal display panel. The polyimide film surface of the obtained circuit board was adsorbed to the heating head side. While heating from the heating head side to 230 ° C., an attempt was made to join the electrode pad of the liquid crystal display panel and the OL partial connection pad on the polyimide film. Of the 36 units, 5 units did not complete alignment.
[0061]
【The invention's effect】
According to the present invention, the deformation of a circuit board based on a flexible film due to temperature, humidity, or external force such as pulling or twisting is suppressed, and a semiconductor component and a circuit pattern formed on another board are bonded. This is very effective in improving the positional accuracy related to the alignment accuracy between the electrode pad and the circuit board pattern on the flexible film.

Claims (2)

可撓性フィルムの片面に有機物層を介して無機ガラスからなる補強板を貼り合わせ、次いで、該可撓性フィルムの他の面に回路パターンを形成した後、補強板を貼り合わせた状態で、該回路パターンに、半導体部品と、液晶ディスプレイパネルに形成された回路パターンとを接合することを特徴とする半導体装置の製造方法。A reinforcing plate made of inorganic glass is bonded to one side of the flexible film with an organic layer interposed therebetween, and then a circuit pattern is formed on the other surface of the flexible film, and then the reinforcing plate is bonded. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: bonding a semiconductor component and a circuit pattern formed on a liquid crystal display panel to the circuit pattern. 回路パターンを液晶ディスプレイパネルに形成された回路パターンと接合した後、可撓性フィルムを補強板から剥離することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the flexible film is peeled off from the reinforcing plate after the circuit pattern is joined to the circuit pattern formed on the liquid crystal display panel.
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