JP4883442B2

JP4883442B2 - 回路基板とその製造方法、及び半導体装置

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Application number: JP2006207911A
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Inventors: 恵一郎林
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Publication date: 2012-02-22
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Description

本発明は補強用支持層によって補強された可撓性フィルムを有する回路基板とその製造方法に関する。

エレクトロニクス製品の軽量化、小型化に伴い、回路基板のパターニングの高度化がもとめられているなか、可撓性フィルム基板は曲げることができるために、３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。
微細化には、基板上のパターンの位置精度を上げて回路基板とＩＣなどの電子部品とを位置合わせすることが要求されるが、ＩＣの多ピン化の進展に従い、要求される精度に対応することが厳しくなってきている。
可撓性フィルムの表面に回路パターンを形成する回路加工プロセスにおいては、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ため、基板上の回路パターンの位置ずれを引き起こしてしまう。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。

上記のような問題を受けて、従来の回路基板の製造方法では、熱や湿度の影響によって可撓性フィルムが変形するのを防止するために、可撓性フィルムに剥離可能な有機物層を介して補強板を張り合わせてから、回路加工プロセスを行っていた。
図８に従来の回路基板の製造方法を示す。（ａ）でガラス板等の補強板３００に接着剤５００を塗布し、（ｂ）で接着剤５００の上面に可撓性フィルム１００を貼り付ける。（ｃ）で可撓性フィルム１００の上面に金属層４００を形成し、金属層４００に回路パターンを形成して（ｄ）で示すような回路基板３０００を得る。電子部品１０００を位置合わせしてからバンプ１１００を加熱、加圧して（ｅ）で示すように金属層４００と電子部品１０００を接続する。可撓性フィルム１００から補強板３００を剥離して（ｆ）で示すような半導体装置を得る（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−１０１１９２号公報（第２頁）

しかしながら、以上に述べたような従来技術であると、電子部品を実装した後に不要となった補強板を可撓性フィルムから剥離する必要があり、その剥離工程において電子部品に損傷を与える恐れがあった。
また、ガラス板等の補強板が、回路パターンを形成する工程から電子部品を実装する工程まで必要になり、工程間の搬送等の取り扱いに注意が必要であった。
本発明は、このような従来の回路基板と回路基板の製造方法が有していた問題を解決しようとするものであり、高精細で生産性に優れたフィルム回路基板の提供を目的とするものである。

本発明の回路基板は、フィルムと、前記フィルムの一面上に直接０．１μｍ〜０．５μｍの厚みで堆積する、ガラスまたはセラミックスからなる第１補強用支持層と、前記第１補強用支持層の前記フィルムに接する面とは反対の面に形成され、回路パターンを有する金属層とを有し、該金属層の少なくとも一部には、該金属層と電気的に接続する被接続物を接続可能な接続部が形成され、前記第１補強用支持層は、前記フィルムの前記一面上の全てのうち前記接続部と対応する部分に形成されている。
もしくは、前記フィルムの前記第１補強用支持層に接する面とは反対の面上の全てのうち前記接続部と対応する部分に、直接０．１μｍ〜０．５μｍの厚みで堆積する、ガラスまたはセラミックスからなる第２補強用支持層を有する。
もしくは、前記金属層は、下地層を介して前記第１補強用支持層上に形成されている。

補強用支持層が薄膜であるため、可撓性フィルムを使用することにより、補強用支持層を形成した回路基板も可撓性を有することになる。従って、長尺連続体でフィルムに回路パターンを形成することや、電子部品を実装することが可能となる。
また、補強用支持層が薄膜であるため、電子部品を実装した後も回路基板から補強用支持層を剥離する必要がなくなる。
本発明の回路基板の製造方法は、フィルムの一面上に直接０．１μｍ〜０．５μｍの厚みで堆積する、ガラスまたはセラミックスからなる補強用支持層を形成する工程と、前記補強用支持層の前記フィルムに接する面とは反対の面に形成した金属層に、回路パターンを形成する工程と、を有し、該金属層に回路パターンを形成する工程では、該金属層の少なくとも一部に、該金属層と電気的に接続する被接続物を接続可能な接続部を形成し、前記補強用支持層を形成する工程では、前記フィルムの前記一面上の全てのうち前記接続部と対応する部分に前記補強用支持層を形成する。
もしくは、前記補強用支持層を形成する工程において、前記フィルムが巻かれたロールから前記ロールを引き出して前記補強用支持層を連続的に形成し、前記補強用支持層が形成された前記フィルムを巻き取り用ロールに巻き取る。

フィルムに補強用支持層が薄膜形成法で形成されることによって、補強用支持層を接着剤等で可撓性フィルムに貼り付ける必要がなくなる。また、薄膜形成法で補強用支持層を形成するため、可撓性を有する厚さの補強用支持層を形成することができる。
これによって、湿度の影響が防がれた可撓性フィルム上に形成された回路パターンに電子部品を接続することができるため、高精細な半導体装置を製造することができる。
また、補強用支持層を形成する工程において、フィルムが巻かれたロールからロールを引き出して補強用支持層を連続的に形成し、補強用支持層が形成されたフィルムを巻き取り用ロールに巻き取る。
ロール式を採用することによって、スパッタ等を用いて連続的に補強用支持層を形成することができる。

本発明の回路基板は、補強用支持層で可撓性フィルムが補強されるので、回路パターンの高精細化並びに電子部品の高精度の接続を可能にする。
また、補強用支持層が薄膜形成法で形成されるため、従来必要であった接着剤を塗布する工程が不要となり、電子部品を実装した後も補強用支持層を剥離する必要がない。
更に、補強用支持層が薄膜であるため、取り扱いも容易であり長尺連続式を採用するなどして生産性を著しく向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は本発明の第１の実施形態に係る回路基板の構成例を説明する図であり、（ａ）は可撓性フィルムを挟むように補強用支持層と金属層による回路パターンを構成させた例を示す部分断面図、（ｂ）は補強用支持層を挟むように可撓性フィルムと金属層による回路パターンを構成させた例を示す部分断面図である。
図１（ａ）に示すように、回路基板３１ａは可撓性フィルム１を中央に挟むようにその下面に薄膜形成法で形成された補強用支持層３が形成され、上面に回路パターンが形成された金属層４が形成されている。なお、図中においては説明のため上側を上面、下側を下面としているが、これに限るものでは無く、反転させた構成としても良い。ここで、可撓性フィルム１は、有機材料からなる。

可撓性フィルムの厚みは４〜２５μｍが一般的である。可撓性フィルムの材料の具体的例としては、アラミドやポリイミドなどが選択されるが、アラミドの方がポリイミドと比べて、より適している。理由として線膨張係数がポリイミドの１／２０である±１ｐｐｍであり、かつ、ヤング率がポリイミドの5倍の１５ＧＰａであるため、製造工程において応力が発生しにくい利点が挙げられる。

また、補強用支持層３は０．１〜５μｍ厚であり、可撓性フィルム１を反らせないようにするには０．１〜０．５μｍが好適である。補強用支持層３の材料としては、セラミックのＳｉ_３Ｎ_４、ＳｉＯ_２、あるいはＳｉＡｌＯＮなどが一般的に選択される。安価で入手しやすい点、内部応力が最も小さく可撓性フィルム１の反りを防止できる点で、ＳｉＯ_２がより好適である。

次に可撓性フィルム１と補強用支持層３との関係について説明する。
可撓性フィルム１にセラミックの薄膜をスパッタすることで、補強用支持層３は形成される。このため、補強用支持層３は、０．１μｍ厚以上であれば製作することが可能である。セラミックの薄膜をスパッタで可撓性フィルム１上に形成すると、薄膜内部に応力が発生し、可撓性フィルム１が反ってしまう場合があるため、セラミックの薄膜厚は可撓性フィルム１の厚さの１／２０〜１／８０にするのが好適である。上記に示すように、可撓性フィルム１にアラミドフィルムを、補強用支持層３にはＳｉＯ_２を選択するのが好ましいが、これに限定されるものでは無く、可撓性フィルム１に用いる材料と補強用支持層３に用いる材料同士の組み合わせについては様々な選択が可能である。
また、金属層４は、例えば、可撓性フィルム１の上面に銅メッキして３〜８μｍ厚の銅層を形成したものである。

なお、金属層４は可撓性フィルム１の上面に形成されていなくてもよく、図１（ｂ）の回路基板３１ｂに示すように可撓性フィルム１の上面に薄膜形成法で形成された補強用支持層３が形成され、補強用支持層３の上面に回路パターンが形成された金属層４が形成されていてもよい。しかしながら、図１（ａ）の構成の方が、可撓性フィルムに銅箔が接着されている材料及び可撓性フィルムのみの材料の両方に使用できるため、可撓性フィルムのみの材料しか使用できない図１（ｂ）の構成より好ましい。

次に、上記構成の回路基板を製造するための方法について、図面を参照して詳細に説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態に係る回路基板３１ａの製造方法を説明するための各工程終了後の状態を示す部分断面図であり、（ａ）は補強用支持層形成工程終了後の状態を示す図、（ｂ）は金属層形成工程終了後の状態を示す図、（ｃ）はフォトレジスト形成工程終了後の状態を示す図、（ｄ）は露光・現像工程終了後の状態を示す図、（ｅ）は回路パターン形成工程終了後の状態を示す図、（ｆ）は回路基板完成状態を示す図である。さらに図２（ｈ）は回路基板を利用した半導体装置の例を示す部分断面図である。

まず、図２（ａ）に示すような状態となるように補強用支持層形成工程を行う。補強用支持層形成工程では、可撓性フィルム１の下面に補強用支持層３を形成する。
本実施形態においては、可撓性フィルム１に厚さ４μｍ、幅２５０ｍｍのアラミドフィルムを用いた。補強用支持層３は、スパッタ装置を用い、薄膜形成法によってＳｉＯ２膜を成膜することで形成した。このＳｉＯ２膜による補強用支持層３は、可撓性フィルム１に０．２μｍの厚さで形成した。

可撓性フィルム１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から薄膜成形しても良いし、長尺ロールから巻きだしながら薄膜成形しても良い。ただし、長尺ロールの方が生産工程を無人化できる点で好適である。可撓性フィルム１は、回路パターンを形成する工程と電子部品を実装する工程における熱プロセスに耐えために、少なくとも２３０℃以上の耐熱性を備えていれば良く、上述したアラミドフィルムとは異なるプラスチックフィルムを用いてもよい。なお、他の工程も含めて考慮される限界の温度は４００℃程度であるので、４００℃以上の耐熱性を有することがより好適である。上記条件から、可撓性フィルム１としては、具体的には、上述したアラミド、ポリイミドの他にも、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、ポリエーテルサルファイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネイト、あるいは、液晶ポリマーなどが選択される。低誘電損失など電気的特性を考慮した場合、液晶ポリマーが好適に採用される。また、耐熱性や耐薬品性を考慮した場合、ポリイミドフィルムが好適に採用される。

このほかに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、アラミド、ポリイミド、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、あるいは、マレイミド（共）重合樹脂、などが好適に採用される。
可撓性フィルム１の厚さは、電子機器の軽量化及び小型化、さらに微細なビアホール形成のためには薄い方が好適であり、４μｍから２５μｍの範囲とすることが好適である。
補強用支持層３はセラミックスまたはガラスから選択される。セラミックスの場合、サイアロン、ＳｉＯ２、アルミナ、ジルコニア、あるいは、窒化シリコンなどが用いられ、スパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法、ＰＬＤ法などによって形成される。ガラスの場合、無機ガラス類のソーダライムガラス、ホウケイ酸系ガラス、あるいは、石英ガラスなどが用いられ、スパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法、ＰＬＤ法などによって形成される。

補強用支持層３の上記材料は、いずれの材料も線膨張係数や吸湿膨張係数が小さい点で好ましいが、特にセラミックスが次のような理由から、より好適に選択される。すなわちセラミックスは、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、比較的低温で薄膜を付けることができるスパッタ法で０．１μｍから２μｍの膜付けが可能な利点を有している。さらにセラミックスは、大面積で表面平滑性が高い材料が安価に入手しやすい点や塑性変形しにくい点、パーティクルを発生しにくい点も備えている。中でもＳｉＯ２は、高弾性率である点で、特に好ましい。また、補強用支持層３の線膨張係数は、Ｓｉに近く、湿膨張係数は、０に限り無く近い値であることが好ましい。つまり、可撓性フィルム１より補強用支持層３が高弾性であることで、可撓性フィルム１の熱及び湿度による伸びを補強用支持層３で抑えることができる。また、補強用支持層３の線膨張係数がＳｉに近く、湿膨張係数が限り無く０であることで、可撓性フィルム１上へＩＣなどの電子部品をボンディングする時に湿度による伸びを管理することが不要となり、熱による伸びのみ管理するだけで、可撓性フィルム１の電極とＩＣ電極とを高精度に接合できる。

次に図２（ｂ）で可撓性フィルム１の上面に金属層４を形成する。
金属層４を形成する前に、可撓性フィルム１の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、接着剤層の塗布（図示せず）を行っても良い。
また、金属層４は補強用支持層３を形成する前に、あらかじめ可撓性フィルム１の片面または両面に形成されていてもよい。金属層４が両面に形成されている場合、下面に形成された金属層４の下面に補強用支持層３が形成されることになるが、この可撓性フィルム１と補強用支持層３に挟まれた金属層４は、電磁波遮蔽のためのグラウンド層などとして利用することができる。あらかじめ形成される金属層４は、銅箔などの金属箔を接着剤層で貼り付けて形成されても良いし、スパッタやメッキ、あるいはこれらの組合せで形成されても良い。また、銅などの金属層４の面上に可撓性フィルム１の原料樹脂あるいはその前駆体を塗布や乾燥やキュアすることで、金属層４付き可撓性フィルム１を作り、これを利用することもできる。金属層４としては、導電性が高いものであれば良く、金、銀、アルミニウムなども用いることができる。
また、金属層４は可撓性フィルム１の上面に必ずしも形成されている必要はなく、図１（ｂ）で示すように補強用支持層３の上面に形成されてもよく、可撓性フィルム１の下面と補強用支持層３の上面の両方に形成されていても良い。更に、補強用支持層３も可撓性フィルム１の一方の面にだけでなく、両面に形成されていてもよい。

また、これら金属層４を形成する工程において、可撓性フィルム１に接続孔を設けてもよい。具体的には、上面側に設けた金属層との電気的接続を取るビアホールや、ボールグリッドアレイのボール設置用の孔などである。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。ポリイミドフィ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メッキ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２０μｍが好ましい。ボール設置用の孔は、直径が５０μｍから８０μｍが好ましい。

次に、図２（ｃ）で金属層４の上面にフォトレジスト２０を形成し、フォトレジスト２０を所定のパターンを有するフォトマスク（図示せず）を介して露光したあと、現像して図２（ｄ）に示すように、回路パターンを形成する箇所にフォトレジスト２０が形成された回路基板用部材３１を得る。
次に図４（ｅ）に示すように、フォトレジスト２０が形成されていない部分の金属層４をエッチングする。
次にフォトレジスト２０を除去して、図４（ｆ）に示すような回路パターンを有する金属層４が形成された回路基板３１ａを得る。
更に、バンプ１１を有する電子部品１０を金属層４の上面に位置合わせして載置し、バンプ１１を加熱及び加圧して接続することで、図２（ｇ）に示すような半導体装置４１ａを得る。

＜第２の実施形態＞
図３は本発明の第２の実施形態に係る回路基板の構成例を説明する図であり、（ａ）は可撓性フィルムを挟むように補強用支持層と金属層による回路パターンを構成させた例を示す部分断面図、（ｂ）は補強用支持層を挟むように可撓性フィルムと金属層による回路パターンを構成させた例を示す部分断面図である。

図３（ａ）に示すように、回路基板３０ａは可撓性フィルム１を中央に挟むようにその下面に薄膜形成法で形成された補強用支持層３が形成され、上面に下地層２と回路パターンが形成された金属層４が形成されている。なお、図中においては説明のため上側を上面、下側を下面としているが、これに限るものでは無く、反転させた構成としても良い。ここで、可撓性フィルム１は、有機材料からなる。また、下地層２は金属層４の銅層を生成させる下地になる層で、クロム、ニッケル、銅またはこれらの合金の層であり、１ｎｍから１０００ｎｍ厚で形成されるものである。
なお、下地層２及び金属層４は可撓性フィルム１の上面に形成されていなくてもよく、図３（ｂ）に示す回路基板３０ｂように可撓性フィルム１の上面に薄膜形成法で形成された補強用支持層３が形成され、補強用支持層３の上面に下地層２と回路パターンが形成された金属層４とが形成されていてもよい。

次に、上記構成の回路基板を製造するための方法について、図面を参照して詳細に説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態に係る回路基板３０ａの製造方法を説明するための各工程終了後の状態を示す部分断面図であり、（ａ）は補強用支持層形成工程終了後の状態を示す図、（ｂ）は下地層形成工程終了後の状態を示す図、（ｃ）はフォトレジスト形成工程終了後の状態を示す図、（ｄ）は露光・現像工程終了後の状態を示す図、（ｅ）は金属層形成工程終了後の状態を示す図、（ｆ）は回路パターン形成工程終了後の状態を示す図、（ｇ）は下地層除去工程終了後の回路基板完成状態を示す図である。さらに図４（ｈ）は回路基板を利用した半導体装置の例を示す部分断面図である。

図４（ａ）で可撓性フィルム１の下面に補強用支持層３を形成する。本実施形態において、可撓性フィルム１と補強用支持層３の材料及び条件は第１の実施形態と同様である。
次に図４（ｂ）に示すような状態となるように下地層形成工程を行う。下地層形成工程では、可撓性フィルム１の上面に下地層２を形成する。下地層２の形成方法は、大きく分けてフルアディティブ法とセミアディティブ法の２種類がある。本実施形態においては、セミアディティブ法を用いて下地層２を形成した場合について説明する。
セミアディティブ法を用いる場合、クロム、ニッケル、銅またはこれらの合金を下地層２としてスパッタして形成する。下地層２の厚みは１ｎｍから１０００ｎｍの範囲である。ここで、クロム、ニッケル、銅またはこれらの合金の上面に銅スパッタ膜をさらに５０ｎｍから３０００ｎｍ積層して２層構造の下地層２とした場合、後述する電解メッキのための十分な導通確保や金属層４の接着力向上、ピンホール欠陥防止に効果がある。また、セミアディティブ法を用いる場合、下地層２の形成に先立ち、接着力向上のために可撓性フィルム１の表面にプラズマ処理、逆スパッタ処理、プライマー層塗布、接着剤層の塗布（図示せず）を行っても良い。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系などの接着剤層の塗布は接着力改善効果が大きい。接着剤層は、高温高圧による電子部品の接続時の沈み込みを抑制するために硬度が高いことが好ましく、また、厚みは２μｍ以下であることが好ましい。これらの処理や塗布は、補強用支持層３を形成する前に行っても良い。このとき、長尺の可撓性フィルム１に対してロールツーロールで連続処理させると、生産性向上が図れて好ましい。また、下地層２は補強用支持層３を可撓性フィルム１の下面に形成する前に、長尺の可撓性フィルム１上に形成しても良い。

次に、図４（ｃ）で下地層２の上面にフォトレジスト２０を形成するフォトレジスト形成工程を行う。まずフォトレジスト２０をコーターやスクリーン印刷などで塗布して乾燥させる。
次にフォトレジスト２０を所定のパターンを有するフォトマスク（図示せず）を介して露光し、現像して図２（ｄ）に示すように、回路パターンを形成しない箇所に形成されたフォトレジスト２０を得る。

次に図２（ｅ）に示すように、フォトレジスト２０が形成されていない下地層２の上面に金属層４を形成する。
セミアディティブ法の場合、下地層２を電極として電解メッキを行う。電解メッキ液としては、硫酸銅メッキ液、シアン化銅メッキ液、ピロ燐酸銅メッキ液などが用いられ、電解メッキ液に回路基板用部材３０を浸漬し、厚さ２μｍから４μｍの金属層４となる銅メッキ膜を形成する。

次にフォトレジスト２０を除去して、図２（ｆ）に示すような回路パターンを有する金属層４を得る。そして、金属層４が形成されていない部分の下地層２を除去し、図２（ｇ）に示すような回路基板３０ａを得る。ここで、必要に応じて金属層４に金、ニッケル、錫などのメッキを施してもよい。セミアディティブ法の場合、フォトレジスト２０を除去し、続いてスライトエッチングにて下地層２を除去する。
更に、バンプ１１を有する電子部品１０を金属層４の上面に位置合わせして載置し、バンプ１１を加熱及び加圧して接続することで、図４（ｈ）に示すような半導体装置４０ａを得る。

以上、セミアディティブ法によって下地層２を形成した場合の回路基板３０ａの製造方法について説明したが、フルアディティブ法による場合は以下のようになる。すなわち、下地層形成工程において、下地層２としてパラジウム、ニッケルやクロムなどを触媒付与処理し、乾燥させる。例えば、クロムとニッケルを１：４の割合で厚さ５ｎｍ形成し、次に銅を２００ｎｍの厚さで形成する。ここで触媒とは、そのままではメッキ成長の核としては働かないが、活性化処理をすることでメッキ成長の核となるもののことを言う。触媒付与処理は補強用支持層３を可撓性フィルム１の下面に形成する前に、長尺の可撓性フィルム１上で実施しても良い。フォトレジスト形成工程は、セミアディティブ法と同様である。また、下地層２の上面に金属層４を形成する工程は、下地層２の触媒を活性化処理してから、硫酸銅とホルムアルデヒドの組合せからなる無電解メッキ液に回路基板用部材３０を浸漬することで、下地層２の上面に厚さ２μｍから２０μｍの金属層４となる銅メッキ膜が形成される。なお、金属膜４を形成した後、フォトレジスト２０を除去するが、フルアディティブ法の場合はその後に下地層２を必ずしも除去しなくとも良い。

なお、フルアディティブ法とセミアディティブ法のいずれの場合においても、金属層４と下地層２は可撓性フィルム１の上面に必ずしも形成されている必要はなく、図１（ｂ）に示すように補強用支持層３の上面に形成されてもよく、可撓性フィルム１の下面と補強用支持層３の上面の両方に形成されていても良い。更に、補強用支持層３も可撓性フィルム１の一方の面にだけでなく、両面に形成されていてもよい。

以上、第１及び第２の実施形態においては、可撓性フィルム１が熱や湿度の影響を受けることを補強用支持層３が防ぐため、可撓性フィルム１が変形するのを防止した回路基板３０ａ、３０ｂ、３１ａ、３１ｂが得られるとともに、高精細に電子部品１０と接続することができる。
また、可撓性を有する厚さの補強用支持層３で可撓性フィルム１を補強するため、補強支持層３と可撓性フィルム１が積層されてもなお可撓性を有する。したがって、長尺連続体で回路パターンを形成するエッチング工程から回路基板３１に電子部品を実装する工程までを実施することができる。

＜第３の実施形態＞
図５及び図６は本発明の第３の実施形態に係る回路基板及び半導体装置を説明する図である。図５は、本実施形態の回路基板を備えた半導体装置の部分平面図であり、図６は図５のＡ−Ａ断面で破断した断面図である。

図５及び図６に示すように、半導体装置５０は、回路基板６０ａと、回路基板６０ａに実装されたＩＣなどの被接続物である電子部品５１とを備える。回路基板６０ａは、可撓性フィルム６１を中央に挟むように、下面に薄膜形成法で形成された補強用支持層６２が形成され、可撓性フィルム６１の上面に回路パターンが形成された金属層６３が形成されている。また、金属層６３の上面には、ソルダーレジスト６４が形成されている。ソルダーレジスト６４は、エポキシ系の樹脂などが選択される。ソルダーレジスト６４は、両縁端において金属層６３を帯状に露出させていて、他の基板やパネルなど、被接続物である外部接続物５２を接続することが可能な接続部である外部接続部６０ｂを形成している。また、上面中央部においても金属層６３を露出させていて、被接続物であるＩＣなどの電子部品５１を接続することが可能な電子部品接続部６０ｃを形成している。電子部品５１は、回路基板６０ａと相対する面に突出するバンプ５１ａを有していて、これらによって回路基板６０ａの金属層６３と電気的、機械的に接続されている。また、電子部品５１は、さらにボンディングワイヤ５３によっても金属層６３と電気的に接続されている。

また、補強用支持層６２は、可撓性フィルム６１の下面において、被接続物である電子部品５１が接続される電子部品接続部６０ｃと対応する範囲に形成された第１の部分６２ａと、被接続物である外部接続物５２が接続される外部接続部６０ｂと対応する範囲にのみに形成された第２の部分６２ｂとで構成されている。より詳しくは、補強用支持層６２の第１の部分６２ａは、電子部品接続部６０ｃと対応する範囲において、少なくとも電子部品５１のバンプ５１ａが金属層５３と接続される範囲と対向する範囲で形成されていて、電子部品接続部６０ｃとして金属層６３が露出し、ソルダーレジスト６４が形成されていない範囲と対向する範囲で形成されていることがより好適である。同様に、補強用支持層６２の第２の部分６２ｂは、外部接続部６０ｂと対応する範囲において、少なくとも外部接続物５２が金属層６３と接続される範囲と対向する範囲で形成されていて、外部接続部６０ｂとして金属層６３が露出してソルダーレジスト６４が形成されていない範囲と対向する範囲で形成されていることがより好適である。なお、可撓性フィルム６１、補強用支持層６２、及び金属層６３の詳細については、第１及び第２の実施形態同様なので、その説明を省略する。

以上により、少なくとも電子部品５１や外部接続物５２が接続されることで熱や湿度の影響を受ける範囲である第１の部分６２ａ及び第２の部分６２ｂに補強用支持層６２が形成されていることで、可撓性フィルム１が変形するのを防止した回路基板６０ａ、高精細に電子部品５１及び外部接続物５２と接続することができる。一方、第１の部分６２ａ及び第２の部分６２ｂに限定されて補強用支持層６２が形成されていることで製造コストの削減を図ることができる。

本実施形態の回路基板６０ａ及び半導体装置５０は、第１及び第２の実施形態同様の製造方法であり、補強用支持層６２を形成する際は、第１の部分６２ａ及び第２の部分６２ｂのみにパターニングすることによって形成する。なお、本実施形態の回路基板６０ａ及び半導体装置５０を製造する際には、以下に示すような製造方法を用いることもできる。

図７は、本発明の第３の実施形態に係る回路基板及び回路基板備えた半導体装置の他の製造方法を説明するための各工程終了後の状態を示す部分断面図であり、（ａ）は金属層形成工程終了後の状態を示す図、（ｂ）はフォトレジスト形成工程終了後の状態を示す図、（ｃ）は露光・現像工程終了後の状態を示す図、（ｄ）は回路パターン形成工程終了後の状態を示す図、（ｅ）はフォトレジスト除去工程終了後の状態を示す図、（ｆ）はソルダーレジスト形成工程終了後の状態を示す図、（ｇ）は補強用支持層形成工程終了後の回路基板完成状態を示す図である。さらに図７（ｈ）は回路基板を利用した半導体装置の例を示す部分断面図である。

まず、図７（ａ）で可撓性フィルム６１の上面に金属層６３を形成する。次に、図７（ｂ）で金属層６３の上面にフォトレジスト５６を形成し、このフォトレジスト５６を所定のパターンを有するフォトマスク（図示せず）を介して露光したあと、現像して図７（ｃ）に示すように、回路パターンを形成する箇所にフォトレジスト５６が形成された回路基板用部材６０を得る。

次に図７（ｄ）に示すように、フォトレジスト５６が形成されていない部分の金属層６３をエッチングする。そして、図７（ｅ）に示すように、フォトレジスト５６を除去した後に、図７（ｆ）に示すように、スプレーコート法などによってソルダーレジスト６４を形成する。次に、図７（ｈ）に示すように、可撓性フィルム６１の下面において、電子部品接続部６０ｃ及び外部接続部６０ｂと対応する第１の部分６２ａ及び第２の部分６２ｂに、印刷法、ディスペンス法、スプレーコート法で補強用支持層６２を形成することで、回路基板６０ａを得る。
更に、バンプ５１ａを有する電子部品５１を金属層６３の上面に位置合わせして載置し、バンプ５１ａを加熱及び加圧して接続した後、対応する位置においてボンディングワイヤで接続することで、半導体装置５０を得る。

第１の実施形態に係る回路基板を説明する部分断面図である。第１の実施形態に係る回路基板の製造方法を説明する部分断面図である。第２の実施形態に係る回路基板を説明する部分断面図である。第２の実施形態に係る回路基板の製造方法を説明する部分断面図である。第３の実施形態に係る半導体装置を説明する部分平面図である。第３の実施形態に係る半導体装置を説明する断面図である。第３の実施形態に係る回路基板の製造方法を説明する断面図である。従来例を説明する図である。

符号の説明

１、６１可撓性フィルム２下地層３、６２補強用支持層４、６４金属層１０、５１電子部品（被接続物）１１、５１ａバンプ２０、５６レジスト３０、３１、６０回路基板用部材３０ａ、３０ｂ、３１ａ、３１ｃ、６０ａ回路基板４０ａ、４１ａ、５０半導体装置５２外外部接続物（被接続物）６０ｂ外部接続部（接続部）６０ｃ電子部品接続部（接続部）

Claims

フィルムと、
前記フィルムの一面上に直接０．１μｍ〜０．５μｍの厚みで堆積する、ガラスまたはセラミックスからなる第１補強用支持層と、
前記第１補強用支持層の前記フィルムに接する面とは反対の面に形成され、回路パターンを有する金属層とを有し、
該金属層の少なくとも一部には、該金属層と電気的に接続する被接続物を接続可能な接続部が形成され、
前記第１補強用支持層は、前記フィルムの前記一面上の全てのうち前記接続部と対応する部分に形成されている回路基板。
前記フィルムの前記第１補強用支持層に接する面とは反対の面上の全てのうち前記接続部と対応する部分に、直接０．１μｍ〜０．５μｍの厚みで堆積する、ガラスまたはセラミックスからなる第２補強用支持層を有することを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
前記金属層は、下地層を介して前記第１補強用支持層上に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回路基板。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の回路基板と、前記回路基板の金属層に接続された電子部品と、を有する半導体装置。
フィルムの一面上に直接０．１μｍ〜０．５μｍの厚みで堆積する、ガラスまたはセラミックスからなる補強用支持層を形成する工程と、
前記補強用支持層の前記フィルムに接する面とは反対の面に形成した金属層に、回路パターンを形成する工程と、を有し、
該金属層に回路パターンを形成する工程では、該金属層の少なくとも一部に、該金属層と電気的に接続する被接続物を接続可能な接続部を形成し、
前記補強用支持層を形成する工程では、前記フィルムの前記一面上の全てのうち前記接続部と対応する部分に前記補強用支持層を形成する回路基板の製造方法。
前記補強用支持層を形成する工程において、前記フィルムが巻かれたロールから前記ロールを引き出して前記補強用支持層を連続的に形成し、前記補強用支持層が形成された前記フィルムを巻き取り用ロールに巻き取る請求項５に記載の回路基板の製造方法。