JPH03296240A - 半導体実装基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は￥導体実装基板に関し、特に、インナーリード
ボンディングを採用したものに好適の崖導体実装基板に
関づる。

（従来の技術） 従来、電子機器の小形化及び薄型化に伴って、半導体素
子の高密度実装化が要求されている。そこで、半導体素
子を実装する場合には、フィルム状の基板を用いて熱圧
着により半導体素子をボンディングするインナーリード
ボンディング（以下、ＩＬＢという）法を採用している
。

第４図、はこのＪ：うなＩＬＢ法によって構成される従
来の半導体装基板を示す模式的な平面図であり、第５図
（ａ）乃至（「）は第４図の製造方法を工程順に示１模
式的な側面図である。

先ず、第５図（ａ）に示づように、フィルム状で接着剤
１何きのポリイミド等の絶縁基板２を用意する。この絶
縁基板２の中央に、第５図（ｂ）に示すように、ＩＣデ
ツプ等の半導体索子６を取り付けるためのデバイスホー
ル３を金型プレスによって形成する。

次に、第５図（Ｃ）に示すように、接着剤１上の全面に
おいて、デバイスホール３を覆うにうに厚さが約３５μ
ｍの銅箔４を設けて貼り合わける。

次に、銅箔４にエツチング法によって幅が数十μｍの細
線パターン５を形成する。この場合、第５図（ｄ）に示
すように、■１線パターン５をデバイスホール３上に延
設した状態に形成する。次いで、第５図（ｅ）に示ｔ　
にうに、エツヂレグ法によって、２Ｖ導体索子６の電極
７に接続Ｊるための銅バンブ８を細線パターン５のデバ
イスポール３上の端部に形成づる。

次に、第５図（［）に示すように、半導体素子６の各電
極７と各細線パターン５の銅バンプ８とを当接させ、熱
圧着ツール９により全ての電極７及び銅バンプ８同士を
同時に熱圧性Ｊる。

こうして、第４図に示す従来の半導体装基板を構成する
。第４図に示すＪ：うに、銅細線バタン５は絶縁基板２
に支持され、中央のデバイスポル３内で１′導体素子６
の電極７に接続されている。なお、細線パターン５は通
常絶縁基板２の外側まで延設されており（第５図では図
示省略）、図示しないプリント配線板上に実装覆る場合
には、外側に延設された部分をプレス金型によってノＪ
ツティングした後、この細線パターン５をプリント配線
板上の導体に同時に接続Ｊるアウターリードボンディン
グ（ＯＩＢ）を行う。

細線パターン５端部のバンプどしで電気メツキ法による
金バンプを採用することもある。第６図は電気メツキ法
による金ハンプの形成方法を示しており、第６図（ａ　
）乃′！ｆ、（ｑ）は製造方θ、を工程順に説明するた
めの模式的な側面図である。

先ず、第６図（ａ）に示すＪ：うに、ガラス基板１０を
用意覆る。次いで、このガラス基板１０十の全面に、第
６図（ｂ）に示すように酸化インジウム等の導電層１１
を形成する。次に、第６図（Ｃ）に示７１Ｊ、うに、導
電層１１上のバンプ形成部１２以外の部分にレジメｉ〜
膜１３を形成する。次いで、金バンブ１４を形成Ｊるた
めに電気メツ−１−層を導電層１１上に形成する。レジ
スト膜１３を形成しているので、第６図（ｄ）に示号よ
うに、バンプ形成部１２のみに金バンブ１４が形成され
る。

−・方、第６図（ｅ）に示Ｊにうに、第５図の（ａ）乃
至（ｄ）に示す工程によって銅箔による細線パターン５
を形成した絶縁基板２を用Ｆｉ（’Ｊる。

次に、細線パターン５のデバイスボール３側の端部を金
バンブ１４に当接させ、熱転写ツール７５によって、細
線パターン５と金バンブ１４とを圧着し、導電層１１上
の金バンブー４を細線パターン５上に転写づる（第６図
（ｒ））。最後に、第６図（ｑ）に示すように、第５図
と同様に、熱圧着ツール９を使用して￥導体索子６の電
極７と金バンブー４とを熱圧着してＩＩＢ法の実施を完
了する。

このように、ＩＬＢ法を使用してフィルム状の基板上に
リードを右していないチップ部品を実装しており、高密
度化が可能である。また、プリント配線板実装前の電気
検査も可能である。

ところで、熱圧着ツール９による接続を確実にするため
に、細線パターン５端部に形成するバンプの硬匪、バン
プ高さ及びバンプ径等を十分に管理する必要がある。前
述したように、これらの銅バンブ８又は金バンブー４は
、液管理が比較的困難なエツヂレグ法又は金属メツキ法
によって形成している。このため、良好なバンプの膜質
及び寸法精度を得るために、これらの液の煩雑な管理が
必要であり、また、製造コストが高いという問題点があ
った。

また、エツチング液及びメツキ液を用いない安価で簡便
な方法として、ガラス基板等に銀ペースト等の有機導電
ペース１へをスクリーン法にＪ：つて印刷してバンプを
形成する方法も考案されている。

しかしなが・ら、この方法で形成しＩこバンプはメタル
純度が低く、また、有機樹脂を硬化さぼることにより接
着を行っており、熱圧着接合に比して接続の信頼性が低
いという問題点があった。

（発明が解決しようと覆る課題） このように、上）ボした従来の半導体装基板においては
、高い信頼性のバンプを形成づ“るために、エツチング
液又はメツキ液の煩雑な液管理を必要とするど共に、製
造」ス１〜が高いという問題点があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされものであって、煩
雑な液管理を必要と覆るエツヂレグ法又はメツキ法を採
用することなく、製造コストを低減づると共に、高い信
頼性のバンプを１ｑることができる半導体装基板を提供
することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明に係る半導体装基板は、半導体素子の電極に接続
Ｊるためのボンディング用の銅箔と、この銅箔の前記電
極との接続部に金属ペーストをスクリーン印刷しｌ、：
後に窒素雰囲気中で焼成覆ることにより形成するメタル
バンプとを具備したものである。

（作用） 本発明においては、スクリーン印刷法によって金属ペー
ス１−を銅箔上に印刷してｄ３す、従来と異なり、煩雑
な液管理を必要どすることなくバンブの良好な膜′ｔ！
（及び用法精度を得ている。焼成は、例えば、６００乃
至９００°Ｃの範囲の銅の融点以下の温度の窒素雰囲気
中で行われ、ボンディング用銅箔の十分な強度を得ると
共に、十分なメタルバンプどの接合角を得ている。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明づる
。第１図は本発明に係る半導体装基板の−・実施例を承
り平面図である。

形成されている。このセラミック基板２１ににつて銅箔
による細線パターン２４を支持している。細線パターン
２４の一端はセラミック基板２１の外側に延設し、デバ
イスホール２２上の他端には金バンプ２５が形成してい
る。今バンブ２５はスクリーン印刷により印刷された厚
膜ペース１〜が窒素雰囲気中で焼成されることにより形
成されている。金バンブ２５は半導体素子６の電極７に
熱圧着している。

次に、第２図を参照して第１図の半導体装某板の製造方
法を説明する。第２図（ａ）乃至（ｆ）は製造方法を工
程順に示づ断面側面図である。

先ず、第２図（ａ）に示づように、厚さが約０゜２乃至
０．３ｍｍの９６％アルミナのセラミック基板２１を用
意する。セラミック基板２１　、にには接着剤２０を形
成している３、このセラミック基板２１の中央にレーザ
加工法等によってデバイスホール２２を形成する。

次に、第２図（ｂ）に示す−ように、ＤＢＣ法ににっで
銅箔２３を接着剤２０上に接着さぼる。ＤＢＣ法では、
表面に酸化膜層を形成した銅箔を接着剤２０によってセ
ラミック基板２１上に接着し、高温焼成りることにより
セラミック基板２１−Ｌに固着している。次に、第２図
（Ｃ）に示づ−ように、エツチング法によって、銅細線
パターン２４を形成Ｊる。

次に、第２図（ｄ）に承りように、セラミック基板２１
の形状に合わせて凹凸を右して細線パターン２４を支持
するための印刷治具２６−ｈにしラミック基板２１を載
置した状態Ｃ゛、細線パターン２４のｆバイスホール２
２「の先端部に、スクリーン印刷によって金バンブ２５
を形成ｃｊる。すなわも、厚さが約０．２μｍのメタル
スクリーンを使用し、金属ペーストを用いたスクリーン
印刷法によって、径が６０乃至９０μｍで厚さが４０乃
至６０μｍの金バンブ２５を印刷り−る。印刷治具２６
を使用して細線パターン２４を支持していることから、
数１＝μｍ幅の銅細線パターン２４にスクリーン印刷す
る場合でも、細線パターン２４の曲り及び変形が発生す
ることを防止り−ることができる。次いで、１５０℃の
温度で１０分間乾燥さぼることにより金属ペース１〜内
の溶剤を蒸発ざＶる。次に、金バンブ２５が印刷された
セラミック基板２１を窒素雰囲気中で約１時間焼成する
。この場合のピーク温度は８５０℃に設定し０、ピーク
温度を１０分間郭持させる。この焼成ににっで銅の細線
パターン２４を酸化さぜることなく、金メタルバンプ化
が行われる。また、焼成工程にａ３いて、金属ペース１
〜内に含まれる右（幾バインダは燃焼して魚介覆る。な
お、焼成後の金バンブ２５の厚さは乾燥詩の約半分の２
０乃至３Ｑ　ｌ１ｍである。

次に、第２図（ｅ）に示すように、半導体素子６の電極
７と金バンプ２５どを当接させて、加圧ツル２７によっ
て電極７と金バンブ２５どを熱圧着してＩ　ｌ　ｆ３接
合りる。

更に、パッケージ化する場合には、第２図（ｆ）に示す
ように、半導体素子６の電極７形成面上に封止樹脂２８
を形成する。次いで、細線パターン２４を使用して判′
導体素子６の電気検査を行った後に、ＯＬＢを行う場合
にはデバイスホール２２内の細線パターン２４を金４１
ノにてカッティング覆る。

０ このように構成された実施例においては、金バンブ２５
は電気メツキ法を採用することなくスクリーン印刷によ
って形成されている。スクリーン印刷法は電気メツキ法
又はエツチング法等と買なり、煩雑な液管理を必要とづ
ることなく、良好な膜質及びｑ法粘度を得ることができ
る。また、焼成は６００乃至９００℃の範囲の銅の融点
以下の湿態で行われる。このため、銅膜質の軟化は進行
ザるが、ｉｌｌ線パターン２４の強度及び金バンプ２５
どの接合性は十分に強い。更に、無電界錫、ニッケル又
は金等によるメツキ補強が可能である。

また、バンブどしては、全以外にも、銅、錫、パラジウ
ム及び白金等の汎用厚膜ペース１〜を使用することがで
き、低コスト化が可能である。

第３図は本発明の他の実施例を示づ゛断面側面図である
。

本実施例はＴ　Ａ　Ｂ　（ｔａｐｅ　ａｕｔｏｍａｔｅ
ｔ　ｂｏｎｄｉｎｇ）用のテープどして、ゼラミックｌ
ｉを用いることなく、銅箔層３０のみのものを使用した
例である。

銅箔層３０は図示しない半導体素子との接続用のデ１ バイスボール３１を右しており、デバイスホール３１の
近傍にはメツキバンプ３２を形成している。このメツキ
バンブ３２は、第１図の実施例と同様に、金属ペースト
によるスクリーン印刷及び窒素雰囲気中の焼成ににって
形成している。

このように構成された実施例においては、メツキバンプ
３２を図示しない半導体素子の電極に熱圧杓する。この
場合には、半導体素子の電気検査は不可能であるが、焼
成工程において、メツキバンプ３２を印刷した銅箔層３
０をロール状にして焼成炉に供給Ｊることができ、優れ
たｈＸＸ産金得ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、煩雑な液管理が不
要であるスクリーン印刷ににってバンブを形成しており
、高い信頼性のバンブを得ると共に製造コス１へを低減
づることができるという効果を右Ｊ−る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る半導体装基板の一実２ 施例を示す平面図、第２図は第１図の製造方法を説明η
るための断面側面図、第３図は本発明の他の実施例を示
す断面側面図、第４図は従来の半導体装基板を示づ平面
図、第５図は従来例の製造方法を説明するための側面図
、第６図は金バンブの形成方法を説明づるための側面図
である。 ６・・・半導体素子、２１・・・セラミック基板、２２
・・・デバイスボール、２４・・・細線パターン、２５
・・・金バンブ。 第１図 第３図 　３ 第２図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　半導体素子の電極に接続するためのボンディング用の
   銅箔と、 この銅箔の前記電極との接続部に金属ペーストをスクリ
   ーン印刷した後に窒素雰囲気中で焼成することにより形
   成するメタルバンプとを具備したことを特徴とする半導
   体実装基板。