JP2003007921A - 回路装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、導電パターンを持ったフレキシブルシ
ートを支持基板として採用し、この上に半導体素子を実
装し、全体をモールドした半導体装置が開発されてい
る。この場合多層配線構造が形成できない問題や製造工
程での絶縁樹脂シートの反りが顕著である問題を発生さ
せる。 【解決手段】 第１の導電膜３と第２の導電膜４を絶縁
樹脂２で貼り合わせた絶縁樹脂シートを用い、第１の導
電膜３で第１の導電配線層５形成し、第２の導電膜４で
第２の導電配線層６を形成し、両者を多層接続手段１２
で接続する。半導体素子７は第１の導電配線層５を覆う
オーバーコート樹脂８上に固着することで、第１の導電
配線層５と第２の導電配線層６とで多層配線構造を実現
する。また、厚く形成された第２の導電膜４があるた
め、熱膨張係数の違いにより発生する反りを防止するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回路装置およびそ
の製造方法に関し、特に２枚の導電膜を用いた薄型で多
層配線も実現できる回路装置およびその製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＩＣパッケージは携帯機器や小型
・高密度実装機器への採用が進み、従来のＩＣパッケー
ジとその実装概念が大きく変わろうとしている。例えば
特開２０００−１３３６７８号公報に述べられている。
これは、絶縁樹脂シートの一例としてフレキシブルシー
トであるポリイミド樹脂シートを採用した半導体装置に
関する技術である。

【０００３】図１２〜図１４は、フレキシブルシート５
０をインターポーザー基板として採用するものである。
尚、各図の上に示す図面は、平面図、下に示す図面は、
Ａ−Ａ線の断面図である。

【０００４】まず図１２に示すフレキシブルシート５０
の上には、接着剤を介して銅箔パターン５１が貼り合わ
されて用意されている。この銅箔パターン５１は、実装
される半導体素子がトランジスタ、ＩＣにより、そのパ
ターンが異なるが、一般には、ボンディングパッド５１
Ａ、アイランド５１Ｂが形成されている。また符号５２
は、フレキシブルシート５０の裏面から電極を取り出す
ための開口部であり、前記銅箔パターン５１が露出して
いる。

【０００５】続いて、このフレキシブルシート５０は、
ダイボンダーに搬送され、図１３の如く、半導体素子５
３が実装される。その後、このフレキシブルシート５０
は、ワイヤーボンダーに搬送され、ボンディングパッド
５１Ａと半導体素子５３のパッドが金属細線５４で電気
的に接続されている。

【０００６】最後に、図１４（Ａ）の如く、フレキシブ
ルシート５０の表面に封止樹脂５５が設けられて封止さ
れる。ここでは、ボンディングパッド５１Ａ、アイラン
ド５１Ｂ、半導体素子５３および金属細線５４を被覆す
るようにトランスファーモールドされる。

【０００７】その後、図１４（Ｂ）に示すように、半田
や半田ボール等の接続手段５６が設けられ、半田リフロ
ー炉を通過することで開口部５２を介してボンディング
パッド５１Ａと融着した球状の半田５６が形成される。
しかもフレキシブルシート５０には、半導体素子５３が
マトリックス状に形成されるため、図１４の様にダイシ
ングされ、個々に分離される。

【０００８】また図１４（Ｃ）に示す断面図は、フレキ
シブルシート５０の両面に電極として５１Ａと５１Ｄが
形成されているものである。このフレキシブルシート５
０は、一般に、両面がパターニングされてメーカーから
供給されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したフレキシブル
シート５０を用いた半導体装置は周知の金属フレームを
用いないので、極めて小型で薄型のパッケージ構造を実
現できる利点を有するが、実質的にフレキシブルシート
５０の表面に設けた１層の銅箔パターン５１のみで配線
を行うので多層配線構造を実現できない問題点があっ
た。

【００１０】また多層配線構造を実現するには支持強度
を保つために、フレキシブルシート５０を約２００μｍ
と十分に厚くする必要があり、薄型化に逆行する問題点
も有していた。

【００１１】更に製造方法においては、前述した製造装
置、例えばダイボンター、ワイヤーボンダー、トランス
ファーモールド装置、リフロー炉等に於いて、フレキシ
ブルシート５０が搬送されて、ステージまたはテーブル
と言われる部分に装着される。

【００１２】しかしフレキシブルシート５０のベースと
なる絶縁樹脂の厚みは５０μｍ程度と薄くすると、表面
に形成される銅箔パターン５１の厚みも９〜３５μｍと
薄い場合、図１５に示すように反ったりして搬送性が非
常に悪く、また前述したステージやテーブルへの装着性
が悪い欠点があった。これは、絶縁樹脂自身が非常に薄
いために依る反り、銅箔パターン５１と絶縁樹脂との熱
膨張係数との差による反りが考えられる。特にガラスク
ロス繊維の芯材のない堅い絶縁材料が、図１５に示すよ
うに反っていると、上からの加圧で簡単に割れてしまう
問題点があった。

【００１３】また開口部５２の部分は、モールドの際に
上から加圧されるため、ボンディングパッド５１Ａの周
辺を上に反らせる力が働き、ボンディングパッド５１Ａ
の接着性を悪化させることもあった。

【００１４】またフレキシブルシート５０を構成する樹
脂材料自身にフレキシブル性が無かったり、熱伝導性を
高めるためにフィラーを混入すると、堅くなる。この状
態でワイヤーボンダーでボンディングするとボンディン
グ部分にクラックが入る場合がある。またトランスファ
ーモールドの際も、金型が当接する部分でクラックが入
る場合がある。これは図１５に示すように反りがあると
より顕著に現れる。

【００１５】今まで説明したフレキシブルシート５０
は、裏面に電極が形成されないものであったが、図１４
（Ｃ）に示すように、フレキシブルシート５０の裏面に
も電極５１Ｄが形成される場合もある。この時、電極５
１Ｄが前記製造装置と当接したり、この製造装置間の搬
送手段の搬送面と当接するため、電極５１Ｄの裏面に損
傷が発生する問題があった。この損傷が入ったままで電
極として成るため、後に熱が加わったりすることにより
電極５１Ｄ自身にクラックが入る問題点もあった。

【００１６】またフレキシブルシート５０の裏面に電極
５１Ｄが設けられると、トランスファーモールドの際、
ステージに面接触できない問題点が発生する。この場
合、前述したようにフレキシブルシート５０が堅い材料
で成ると、電極５１Ｄが支点となり、電極５１Ｄの周囲
が下方に加圧されるため、フレキシブルシート５０にク
ラックを発生させる問題点があった。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題に鑑
みてなされ、第１に構造上では、第１の導電膜と、第２
の導電膜と、前記第１の導電膜と前記第２の導電膜とを
シート状に接着する絶縁樹脂と、前記第１の導電膜をエ
ッチングして形成された第１の導電配線層と、前記第２
の導電膜をエッチングして形成された第２の導電配線層
と、前記第１の導電配線層上に電気的に絶縁されて固着
される半導体素子と、前記第１の導電配線層と前記第２
の導電配線層とを所望の個所で前記絶縁樹脂を貫通して
接続する多層接続手段と、前記第１の導電配線層および
前記半導体素子を被覆する封止樹脂層と、前記第２の導
電配線層の所望個所に設けた外部電極とを具備する回路
装置により解決するものである。

【００１８】第１の導電膜と第２の導電膜を極めて薄い
絶縁樹脂で電気的に絶縁するとともに物理的には一体化
したシートを実現し、第１の導電膜で第１の導電配線層
を形成し、第２の導電膜で第２の導電配線層を形成し、
多層接続手段で第１の導電配線層と第２の導電配線層を
接続して多層配線構造を実現している。

【００１９】また半導体素子はオーバーコート樹脂で第
１の導電配線層と電気的に絶縁して固着されるので、半
導体素子下部に第１の導電配線層を自由に引き回しでき
る。

【００２０】第２に製造方法上では、第１の導電膜と第
２の導電膜を絶縁樹脂で接着した回路基板を準備する工
程と、前記回路基板の所望個所に前記第１の導電膜およ
び前記絶縁樹脂に貫通孔を形成し、前記第２の導電膜を
選択的に露出する工程と、前記貫通孔に多層接続手段を
形成し、前記第１の導電膜と前記第２の導電膜を電気的
に接続する工程と、前記第１の導電膜を所望のパターン
にエッチングして第１の導電配線層を形成する工程と、
前記第１の導電配線層上に電気的に絶縁して半導体素子
を固着する工程と、前記第１の導電配線層および前記半
導体素子を封止樹脂層で被覆する工程と、前記第２の導
電膜を所望のパターンにエッチングして第２の導電配線
層を形成する工程と、前記第２の導電配線層の所望個所
に外部電極を形成する工程とを具備することにより上記
の課題を解決する。

【００２１】第１の導電膜および第２の導電膜で厚く形
成されるため、絶縁樹脂が薄くてもシート状の回路基板
のフラット性が維持できる。

【００２２】また、第１の導電配線層および半導体素子
を封止樹脂層で被覆する工程までは、第２の導電膜で機
械的強度を持たせ、その後は封止樹脂層で機械的強度を
持たせるので第２の導電膜で第２の導電配線層を容易に
形成できる。この結果絶縁樹脂は機械的強度は必要な
く、電気的絶縁を保持できる厚みまで薄くすることがで
きる。

【００２３】更に、トランスファーモールド装置の下金
型と面で第２の導電膜全体と接触できるため、局部的な
加圧が無くなり絶縁樹脂のクラック発生を抑止すること
ができる。

【００２４】更にまた、第１の導電膜は貫通孔に多層接
続手段を形成した後に、第１の導電配線層を形成するの
で、マスクなしで多層接続手段を形成できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】回路装置を説明する第１の実施の
形態本発明に依る回路装置は、図１に示す如く、第１の
導電膜３と、第２の導電膜４と、前記第１の導電膜３と
前記第２の導電膜４とをシート状に接着する絶縁樹脂２
と、前記第１の導電膜３をエッチングして形成された第
１の導電配線層５と、前記第２の導電膜４をエッチング
して形成された第２の導電配線層６と、前記第１の導電
配線層５上に電気的に絶縁されて固着される半導体素子
７と、前記第１の導電配線層５と前記第２の導電配線層
６とを所望の個所で前記絶縁樹脂２を貫通して接続する
多層接続手段１２と、前記第１の導電配線層５および前
記半導体素子７を被覆する封止樹脂層１３と、前記第２
の導電配線層６の所望個所に設けた外部電極１４とから
構成されている。

【００２６】まず絶縁樹脂シートについて説明する。図
３は、全体が絶縁樹脂シート１であり、中間には絶縁樹
脂２が設けられている。この絶縁樹脂２の表面には第１
の導電膜３が形成され、裏面には第２の導電膜４が形成
される。

【００２７】つまり絶縁樹脂シート１の表面には実質全
域に第１の導電膜３が形成され、裏面にも実質全域に第
２の導電膜４が形成されるものである。また絶縁樹脂２
の材料は、ポリイミド樹脂またはエポキシ樹脂等の高分
子から成る絶縁材料で成る。また、第１の導電膜３およ
び第２の導電膜４は、好ましくは、Ｃｕを主材料とする
もの、または公知のリードフレームの材料であり、メッ
キ法、蒸着法またはスパッタ法で絶縁樹脂２に被覆され
たり、圧延法やメッキ法により形成された金属箔が貼着
されても良い。

【００２８】また絶縁樹脂シート１は、キャスティング
法で形成されても良い。以下に簡単にその製造方法を述
べる。まず平膜状の第１の導電膜の上に糊状のポリイミ
ド樹脂を塗布し、また平膜状の第２の導電膜の上にも糊
状のポリイミド樹脂を塗布する。そして両者のポリイミ
ドを半硬化させた後に貼り合わせると絶縁樹脂シート１
ができあがる。従って、絶縁樹脂シート１には補強用の
ガラスクロス繊維を不要としている。

【００２９】本発明の特徴とする点は、第２の導電膜４
を第１の導電膜３よりも厚く形成するところにある。

【００３０】第１の導電膜３は厚さが５〜３５μｍ程度
に形成され、できるだけ薄くしてファインパターンが形
成できるように配慮される。第２の導電膜４は厚さが７
０〜２００μｍ程度で良く、支持強度を持たせる点が重
視される。

【００３１】従って、第２の導電膜４を厚く形成するこ
とにより、絶縁樹脂シート１の平坦性を維持でき、後の
工程の作業性を向上させ、絶縁樹脂２への欠陥、クラッ
ク等の誘発を防止することができる。

【００３２】また平坦性を維持しながら封止樹脂を硬化
できるので、パケッジの裏面も平坦にでき、絶縁樹脂シ
ート１の裏面に形成される電極もフラットに配置でき
る。よって、実装基板上の電極と絶縁樹脂シート１裏面
の電極とを当接でき、半田不良を防止することができ
る。

【００３３】絶縁樹脂２は、ポリイミド樹脂、エポキシ
樹脂等が好ましい。ペースト状のものを塗ってシートと
するキャスティング法の場合、その膜厚は、１０μｍ〜
１００μｍ程度である。またシートとして形成する場
合、市販のものは２５μｍが最小の膜厚である。また熱
伝導性が考慮され、中にフィラーが混入されても良い。
材料としては、ガラス、酸化Ｓｉ、酸化アルミニウム、
窒化Ａｌ、Ｓｉカーバイド、窒化ボロン等が考えられ
る。

【００３４】このように絶縁樹脂２は上述したフィラー
を混入した低熱抵抗樹脂、超低熱抵抗樹脂あるいはポリ
イミド樹脂と選択でき、形成する回路装置の性質により
使い分けることができる。

【００３５】第１の導電配線層５は第１の導電膜３をエ
ッチングして形成される。第１の導電膜３は厚さが５〜
３５μｍ程度に形成され、エッチングにより周辺にボン
デイングパッド１０とこのボンデイングパッド１０から
中央に延在される第１の導電配線層５とが形成される。
搭載される半導体素子のパッド数が多くなればなるほど
ファインパターン化が要求される。

【００３６】第２の導電配線層６は第２の導電膜をエッ
チングして形成される。第２の導電膜４の膜厚は、７０
μｍ〜２００μｍ程度であり、ファインパターンには適
さないが、外部電極１４の形成が主であり、必要に応じ
て多層配線を形成できる。

【００３７】半導体素子７は第１の導電配線層５上を被
覆するオーバーコート樹脂８上に接着剤で固着され、半
導体素子７と第１の導電配線層５とは電気的に絶縁され
ている。この結果、半導体素子７の下にはファインパタ
ーンの第１の導電配線層５が自由に配線でき、配線の自
由度が大幅に増大する。半導体素子７の各電極パッド９
は周辺に設けた第１の導電配線層５の一部であるボンデ
イングパッド１０にボンディングワイヤー１１で接続さ
れている。なお、ボンデイングパッド１０はボンディン
グが行えるように金あるいは銀メッキが表面に施されて
いる。

【００３８】多層接続手段１２は第１の導電配線層５と
第２の導電配線層６とを所望の個所で絶縁樹脂２を貫通
して接続している。多層配線手段１２としては具体的に
は銅のメッキ膜が適している。また金、銀、パラジュウ
ム等のメッキ膜でも良い。

【００３９】封止樹脂層１３は第１の導電配線層５およ
び半導体素子７を被覆している。この封止樹脂層１３は
完成した回路装置の機械的支持の働きも兼用している。

【００４０】外部電極１４は第２の導電配線層６の所望
個所に設けられる。すなわち、第２の導電配線層６の大
部分はオーバーコート樹脂１５で被覆され、露出した第
２の導電配線層６上に半田で形成された外部電極１４を
設ける。

【００４１】図２を参照して、具体化された本発明の回
路装置を説明する。まず、実線で示すパターンは第１の
導電配線層５であり、点線で示すパターンは第２の導電
配線層６である。第１の導電配線層５は半導体素子７を
取り巻くようにボンディングパッド１０が周辺に設けら
れ、一部では２段に配置されて多パッドを有する半導体
素子７に対応している。ボンディングパッド１０は半導
体素子７の対応する電極パッド９とボンディングワイヤ
ー１１で接続され、ボンディングパッド１０からファイ
ンパターンの第１の導電配線層５が半導体素子７の下に
多数延在されて、黒丸で示す多層接続手段１２で第２の
導電配線層６と接続されている。

【００４２】斯かる構造であれば、２００以上パッドを
有する半導体素子でも、第１の導電配線層５のファイン
パターンを利用して所望の第２の導電配線層６まで多層
配線構造で延在でき、第２の導電配線層６に設けられた
外部電極１４から外部回路への接続が行える。回路装置
の製造方法を説明する第２の実施の形態本発明の回路装
置の製造方法について、図１〜図１０を参照して説明す
る。

【００４３】本発明の回路装置の製造方法は、第１の導
電膜３と第２の導電膜４を絶縁樹脂２で接着した絶縁樹
脂シート１を準備する工程と、前記絶縁樹脂シート１の
所望個所に前記第１の導電膜３および前記絶縁樹脂２に
貫通孔２１を形成し、前記第２の導電膜４の裏面を選択
的に露出する工程と、前記貫通孔２１に多層接続手段１
２を形成し、前記第１の導電膜３と前記第２の導電膜４
を電気的に接続する工程と、前記第１の導電膜３を所望
のパターンにエッチングして第１の導電配線層５を形成
する工程と、前記第１の導電配線層５上に電気的に絶縁
して半導体素子７を固着する工程と、前記第１の導電配
線層５および前記半導体素子７を封止樹脂層１３で被覆
する工程と、前記第２の導電膜４を所望のパターンにエ
ッチングして第２の導電配線層６を形成する工程と、前
記第２の導電配線層６の所望個所に外部電極１４を形成
する工程から構成されている。

【００４４】本発明の第１の工程は、図３に示すよう
に、第１の導電膜３と第２の導電膜４を絶縁樹脂２で接
着した絶縁樹脂シート１を準備することにある。

【００４５】絶縁樹脂シート１の表面は、実質全域に第
１の導電膜３が形成され、裏面にも実質全域に第２の導
電膜４が形成されるものである。また絶縁樹脂２の材料
は、ポリイミド樹脂またはエポキシ樹脂等の高分子から
成る絶縁材料で成る。また、第１の導電膜３および第２
の導電膜４は、好ましくは、Ｃｕを主材料とするもの、
または公知のリードフレームの材料であり、メッキ法、
蒸着法またはスパッタ法で絶縁樹脂２に被覆されたり、
圧延法やメッキ法により形成された金属箔が貼着されて
も良い。

【００４６】また絶縁樹脂シート１は、キャスティング
法で形成されても良い。以下に簡単にその製造方法を述
べる。まず平膜状の第１の導電膜３の上に糊状のポリイ
ミド樹脂を塗布し、また平膜状の第２の導電膜４の上に
も糊状のポリイミド樹脂を塗布する。そして両者のポリ
イミド樹脂を半硬化させた後に貼り合わせると絶縁樹脂
シート１ができあがる。

【００４７】本発明の特徴とする点は、第２の導電膜４
を第１の導電膜３よりも厚く形成するところにある。

【００４８】第１の導電膜３は厚さが５〜３５μｍ程度
に形成され、できるだけ薄くしてファインパターンが形
成できるように配慮される。第２の導電膜４は厚さが７
０〜２００μｍ程度で良く、支持強度を持たせる点が重
視される。

【００４９】絶縁樹脂２は、ポリイミド樹脂、エポキシ
樹脂等が好ましい。ペースト状のものを塗ってシートと
するキャスティング法の場合、その膜厚は、１０μｍ〜
１００μｍ程度である。またシートとして形成する場
合、市販のものは２５μｍが最小の膜厚である。また熱
伝導性が考慮され、中にフィラーが混入されても良い。
材料としては、ガラス、酸化Ｓｉ、酸化アルミニウム、
窒化Ａｌ、Ｓｉカーバイド、窒化ボロン等が考えられ
る。

【００５０】このように絶縁樹脂２は上述したフィラー
を混入した低熱抵抗樹脂、超低熱抵抗樹脂あるいはポリ
イミド樹脂と選択でき、形成する回路装置の性質により
使い分けることができる。

【００５１】本発明の第２の工程は、図４に示す如く、
絶縁樹脂シート１の所望個所に第１の導電膜３および絶
縁樹脂２に貫通孔２１を形成し、第２の導電膜４を選択
的に露出することにある。

【００５２】第１の導電膜３の貫通孔２１を形成する部
分だけを露出してホトレジストで全面を被覆する。そし
てこのホトレジストを介して第１の導電膜３をエッチン
グする。第１の導電膜３はＣｕを主材料とするものであ
るので、エッチング液は、塩化第２鉄または塩化第２銅
を用いてケミカルエッチングを行う。貫通孔２１の開口
径は、ホトリソグラフィーの解像度により変化するが、
ここでは５０〜１００μｍ程度である。またこのエッチ
ングの際に、第２の導電膜４は接着性のシート等でカバ
ーしてエッチング液から保護する。しかし第２の導電膜
４自体が十分に厚く、エッチング後にも平坦性が維持で
きる膜厚であれば、少々エッチングされても構わない。
なお、第１の導電膜３としてはＡｌ、Ｆｅ、Ｆｅ−Ｎ
ｉ、公知のリードフレーム材等でも良い。

【００５３】続いて、ホトレジストを取り除いた後、第
１の導電膜３をマスクにして、レーザーにより貫通孔２
１の真下の絶縁樹脂２を取り除き、貫通孔２１の底に第
２の導電膜４の裏面を露出させる。レーザーとしては、
炭酸ガスレーザーが好ましい。またレーザーで絶縁樹脂
を蒸発させた後、開口部の底部に残査がある場合は、過
マンガン酸ソーダまたは過硫酸アンモニウム等でウェッ
トエッチングし、この残査を取り除く。

【００５４】なお、本工程では第１の導電膜３が１０μ
ｍ程度と薄い場合、ホトレジストで貫通孔２１以外を被
覆した後に炭酸ガスレーザーで第１の導電膜３および絶
縁樹脂２を一括して貫通孔２１を形成できる。この場合
には予め第１の導電膜３の表面を粗化する黒化処理工程
が必要である。

【００５５】本発明の第３の工程は、図５に示す如く、
貫通孔２１に多層接続手段１２を形成し、第１の導電膜
３と第２の導電膜４を電気的に接続することにある。

【００５６】貫通孔２１を含む第１の導電膜３全面に第
２の導電膜４と第１の導電膜３の電気的接続を行う多層
接続手段１２であるメッキ膜を形成する。このメッキ膜
は無電解メッキと電解メッキの両方で形成され、ここで
は、無電解メッキにより約２μｍのＣｕを少なくとも貫
通孔２１を含む第１の導電膜３全面に形成する。これに
より第１の導電膜３と第２の導電膜４が電気的に導通す
るため、再度この第１および第２導電膜３，４を電極に
して電解メッキを行い、約２０μｍのＣｕをメッキす
る。これにより貫通孔２１はＣｕで埋め込まれ、多層接
続手段１２が形成される。なお、商品名でエバラユージ
ライトというメッキ液を採用すると、貫通孔２１のみを
選択的に埋め込むことも可能である。またメッキ膜は、
ここではＣｕを採用したが、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ等を採用
しても良い。またマスクを使用して部分メッキをしても
良い。

【００５７】本発明の第４の工程は、図６および図７に
示す如く、第１の導電膜３を所望のパターンにエッチン
グして第１の導電配線層５を形成することにある。

【００５８】第１の導電膜３上に所望のパターンのホト
レジストで被覆し、ボンディングパッド１０およびボン
ディングパッド１０から中央に延在される第１の導電配
線層５をケミカルエッチングにより形成する。第１の導
電膜３はＣｕを主材料とするものであるので、エッチン
グ液は、塩化第２鉄または塩化第２銅を用いれば良い。

【００５９】第１の導電膜３は厚さが５〜３５μｍ程度
に形成されているので、第１の導電配線層５は５０μｍ
以下のファインパターンに形成できる。

【００６０】続いて、第１の導電配線層５のボンディン
グパッド１０を露出して他の部分をオーバーコート樹脂
８で被覆する。オーバーコート樹脂８は溶剤で溶かした
エポキシ樹脂等をスクリーン印刷で付着し、熱硬化させ
る。

【００６１】また、図７に示す如く、ボンディングパッ
ド１０上にはボンディング性を考慮して、Ａｕ、Ａｇ等
のメッキ膜２２が形成される。このメッキ膜２２はオー
バーコート樹脂８をマスクとしてボンディングパッド１
０上に選択的に無電界メッキで付着されるか、また第２
の導電膜４を電極として電界メッキで付着される。

【００６２】本発明の第５の工程は、図８に示す如く、
第１の導電配線層５上に電気的に絶縁して半導体素子７
を固着することにある。

【００６３】半導体素子７はベアチップのままオーバー
コート樹脂８上に絶縁性接着樹脂２５でダイボンドされ
る。半導体素子７とその下の第１の導電配線層５とはオ
ーバーコート樹脂８で電気的に絶縁されるので、第１の
導電配線層５は半導体素子７の下でも自由に配線でき、
多層配線構造を実現できる。

【００６４】また、半導体素子７の各電極パッド９は周
辺に設けた第１の導電配線層５の一部であるボンデイン
グパッド１０にボンディングワイヤー１１で接続されて
いる。半導体素子７はフェイスダウンで実装されても良
い。この場合、半導体素子７の各電極パッド９表面に半
田ボールやバンプが設けられ、絶縁樹脂シート１の表面
には半田ボールの位置に対応した部分にボンディングパ
ッド１０と同様の電極が設けられる（図１１参照）。

【００６５】ワイヤーボンデインクの時の絶縁樹脂シー
ト１を用いるメリットについて述べる。一般にＡｕ線の
ワイヤーボンディングの際は、２００℃〜３００℃に加
熱される。この時、第２の導電膜４が薄いと、絶縁樹脂
シート１が反り、この状態でボンディングヘッドを介し
て絶縁樹脂シート１が加圧されると、絶縁樹脂シート１
に亀裂の発生する可能性がある。これは絶縁樹脂２にフ
ィラーが混入されると、材料自体が堅くなり柔軟性を失
うため、より顕著に現れる。また樹脂は金属から比べる
と柔らかいので、ＡｕやＡｌのボンディングでは、加圧
や超音波のエネルギーが発散してしまう。しかし、絶縁
樹脂２を薄く且つ第２の導電膜４自体が厚く形成される
ことでこれらの問題を解決することができる。

【００６６】本発明の第６の工程は、図９に示す如く、
第１の導電配線層５および半導体素子７を封止樹脂層１
３で被覆することにある。

【００６７】絶縁樹脂シート１は、モールド装置にセッ
トされて樹脂モールドを行う。モールド方法としては、
トランスファーモールド、インジェクションモールド、
塗布、ディピング等でも可能である。しかし、量産性を
考慮すると、トランスファーモールド、インジェクショ
ンモールドが適している。

【００６８】本工程では、モールドキャビティーの下金
型に絶縁樹脂シート１はフラットで当接される必要があ
るが、厚い第２の導電膜４がこの働きをする。しかもモ
ールドキャビティーから取り出した後も、封止樹脂層１
３の収縮が完全に完了するまで、第２の導電膜４によっ
てパッケージの平坦性を維持している。

【００６９】すなわち、本工程までの絶縁樹脂シート１
の機械的支持の役割は第２の導電膜４により担われてい
る。

【００７０】本発明の第７の工程は、図１０に示す如
く、第２の導電膜４を所望のパターンにエッチングして
第２の導電配線層６を形成することにある。

【００７１】第２の導電膜４は、所望のパターンのホト
レジストで被覆し、ケミカルエッチングで第２の導電配
線層６を形成する。第２の導電膜４は厚いのでファイン
パターン化には適していないが、大部分が外部電極１４
を形成する目的であり問題はない。第２の導電配線層６
は図２に示すように一定の間隔で配列され、個々は第１
の導電配線層５と多層接続手段１２を介して電気的に接
続されて多層配線構造を実現している。なお必要であれ
ば余白部分で第１の導電配線層５を交差させるための第
２の導電配線層６を形成しても良い。

【００７２】本発明の第８の工程は、図１に示す如く、
第２の導電配線層６の所望個所に外部電極１４を形成す
ることにある。

【００７３】第２の導電配線層１５は外部電極１４を形
成する部分を露出して溶剤で溶かしたエポキシ樹脂等を
スクリーン印刷してオーバーコート樹脂１５で大部分を
被覆する。次に半田のリフローによりこの露出部分に外
部電極１４を同時に形成する。

【００７４】最後に、絶縁樹脂シート１には回路装置が
多数マトリックス状に形成されているので、封止樹脂層
１３および絶縁樹脂シート１をダイシングしてそれらを
個々の回路装置に分離する。

【００７５】図１１に半導体素子７はフェイスダウンで
実装された構造を示す。図１と共通する構成要素は同一
符号を付している。半導体素子７にはバンプ電極３１が
設けられ、このバンプ電極３１とバッド電極１０とが接
続される。オーバーコート樹脂８と半導体素子７の隙間
はアンダーフィル樹脂３２で充填される。この構造では
ボンディングワイヤーを無くすることができ、封止樹脂
層１３の厚みを更に薄くできる。また外部電極１４は第
２の導電膜４をエッチングしてその表面を金あるいはパ
ラジウムメッキ膜３３で被覆したバンプ電極でも達成で
きる。

【００７６】

【発明の効果】本発明に依れば、構造上では以下の利点
を有する。

【００７７】第１に、第１の導電膜を薄く形成されてい
るため、第１の導電配線層がファインパターン化でき、
電極パッド数が１００以上の半導体素子の組み込みが可
能となる。

【００７８】第２に、オーバーコート樹脂で半導体素子
と第１の導電配線層とを電気的に絶縁できるので、半導
体素子の下まで配線が可能となり第１の導電配線層の引
き回しの自由度が大幅に増し、多層配線構造が実現でき
る。

【００７９】第３に、絶縁樹脂シートの採用により従来
のガラスエポキシ基板やフレキシブルシート等のインタ
ーポーザー基板を用いる場合に比べて、機械的強度を第
２の導電膜および封止樹脂層で持たせるので極めて薄型
の構造を実現できる。

【００８０】第４に、絶縁樹脂として低熱樹脂あるいは
超低熱樹脂を用いることで、絶縁樹脂を薄くできるだけ
でなくその熱抵抗も大幅に低減でき、半導体素子の発熱
を直ちに放熱できる。

【００８１】また、本発明の製造方法では以下の利点を
有する。

【００８２】第１に、絶縁樹脂シートとして反りを第２
の導電膜で解消でき、搬送性等を向上させることができ
る。

【００８３】第２に、絶縁樹脂に形成する貫通孔を炭酸
ガスレーザーで形成するので、その後直ちに多層接続手
段のメッキを行え、工程が極めてシンプルとなる。また
多層接続手段として銅メッキを用いれば、銅の第１の導
電膜および第２の導電膜と同一材料となり、その後の工
程がシンプルとなる。

【００８４】第３に、多層接続手段をメッキ膜で実現で
きるので、第１の導電配線層を形成する前に多層接続手
段をマスクなしで形成でき、第１の導電配線層の形成時
に同時にパターニングできるので、多層接続手段の形成
が極めて容易である。

【００８５】第４に、封止樹脂層形成時まで絶縁樹脂シ
ートの機械的支持を第２の導電膜で行い、第２の導電配
線層を形成後は絶縁樹脂シートの機械的支持を封止樹脂
層で行うので、絶縁樹脂の機械的な強度は問われずに極
めて薄型の実装方法を実現できる。

【００８６】第５に、絶縁樹脂自体が堅いものでも、ま
たフィラーが混入されて堅くなったものあっても、両面
を第１および第２の導電膜でカバーされているので、製
造工程で絶縁樹脂シート自体のフラット性が高まり、ク
ラックの発生を防止できる。

【００８７】第６に、絶縁樹脂シートは裏面に第２の導
電膜が厚く形成されるため、チップのダイボンディン
グ、ワイヤーボンダー、半導体素子の封止のための支持
基板として利用できる。しかも、絶縁樹脂材料自身が柔
らかい場合でもワイヤーボンディング時のエネルギーの
伝搬を向上できワイヤーボンディング性も向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の回路装置を説明する断面図である。

【図２】 本発明の回路装置を説明する平面図である。

【図３】 本発明の回路装置の製造方法を説明する断面
図である。

【図４】 本発明の回路装置の製造方法を説明する断面
図である。

【図５】 本発明の回路装置の製造方法を説明する断面
図である。

【図６】 本発明の回路装置の製造方法を説明する断面
図である。

【図７】 本発明の回路装置の製造方法を説明する断面
図である。

【図８】 本発明の回路装置の製造方法を説明する断面
図である。

【図９】 本発明の回路装置の製造方法を説明する断面
図である。

【図１０】 本発明の回路装置の製造方法を説明する断
面図である。

【図１１】 本発明の他の回路装置を説明する断面図で
ある。

【図１２】 従来の半導体装置の製造方法を説明する図
である。

【図１３】 従来の半導体装置の製造方法を説明する図
である。

【図１４】 従来の半導体装置の製造方法を説明する図
である。

【図１５】 従来のフレキシブルシートを説明する図で
ある。

【符号の説明】

１ 絶縁樹脂シート ２ 絶縁樹脂 ３ 第１の導電膜 ４ 第２の導電膜 ５ 第１の導電配線層 ６ 第２の導電配線層 ７ 半導体素子 ８ オーバーコート樹脂 ９ 電極パッド １０ ボンディングパッド １１ ボンディングワイヤー １２ 多層接続手段 １３ 封止樹脂層 １４ 外部電極 １５ オーバーコート樹脂 ２１ 貫通孔 ２２ メッキ膜 ２５ 絶縁接着樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 23/14 Ｒ (72)発明者 小林 義幸 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 中村 岳史 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5E317 AA24 BB12 CC32 CC33 GG09 GG16 5E339 AB02 BC02 BE11 BE13

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の導電膜と、 第２の導電膜と、 前記第１の導電膜と前記第２の導電膜とをシート状に接
   着する絶縁樹脂と、 前記第１の導電膜をエッチングして形成された第１の導
   電配線層と、 前記第２の導電膜をエッチングして形成された第２の導
   電配線層と、 前記第１の導電配線層上に電気的に絶縁されて固着され
   る半導体素子と、 前記第１の導電配線層と前記第２の導電配線層とを所望
   の個所で前記絶縁樹脂を貫通して接続する多層接続手段
   と、 前記第１の導電配線層および前記半導体素子を被覆する
   封止樹脂層と、 前記第２の導電配線層の所望個所に設けた外部電極とを
   具備することを特徴とした回路装置。
2. 【請求項２】 前記第２の導電膜は第１の導電膜より厚
   く形成し支持強度を持たせることを特徴とする請求項１
   記載の回路装置。
3. 【請求項３】 前記絶縁樹脂はポリイミド樹脂またはエ
   ポキシ樹脂を主成分とすることを特徴とする請求項１記
   載の回路装置。
4. 【請求項４】 前記絶縁樹脂は前記第２の導電膜よりも
   薄いことを特徴とする請求項１記載の回路装置。
5. 【請求項５】 前記半導体素子は前記第１の導電配線層
   上を被覆するオーバーコート樹脂上に固着されることを
   特徴とする請求項１記載の回路装置。
6. 【請求項６】 前記多層接続手段は導電金属のメッキ膜
   であることを特徴とする請求項１記載の回路装置。
7. 【請求項７】 前記第２の導電配線層のほとんどをオー
   バーコート樹脂で被覆し、該オーバーコート樹脂から露
   出された所望個所に半田より成る外部電極を設けたこと
   を特徴とする請求項１記載の回路装置。
8. 【請求項８】 第１の導電膜と第２の導電膜を絶縁樹脂
   で接着した絶縁樹脂シートを準備する工程と、 前記絶縁樹脂シートの所望個所に前記第１の導電膜およ
   び前記絶縁樹脂に貫通孔を形成し、前記第２の導電膜の
   裏面を選択的に露出する工程と、 前記貫通孔に多層接続手段を形成し、前記第１の導電膜
   と前記第２の導電膜を電気的に接続する工程と、 前記第１の導電膜を所望のパターンにエッチングして第
   １の導電配線層を形成する工程と、 前記第１の導電配線層上に電気的に絶縁して半導体素子
   を固着する工程と、 前記第１の導電配線層および前記半導体素子を封止樹脂
   層で被覆する工程と、 前記第２の導電膜を所望のパターンにエッチングして第
   ２の導電配線層を形成する工程と、 前記第２の導電配線層の所望個所に外部電極を形成する
   工程とを具備することを特徴とする回路装置の製造方
   法。
9. 【請求項９】 前記第１の導電膜および前記第２の導電
   膜は銅箔で形成されることを特徴とする請求項８記載の
   回路装置の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記第１の導電膜は前記第２の導電膜
    より薄く形成され、前記第１の導電配線層を微細パター
    ン化することを特徴とする請求項８記載の回路装置の製
    造方法。
11. 【請求項１１】 前記第２の導電膜は前記第１の導電膜
    より厚く形成され、前記封止樹脂層で被覆する工程まで
    前記第２の導電膜で機械的に支持することを特徴とする
    請求項８記載の回路装置の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記封止樹脂層で被覆する工程後では
    前記封止樹脂層で機械的に支持することを特徴とする請
    求項８記載の回路装置の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記貫通孔は前記第１の導電膜をエッ
    チングした後に、前記第１の導電膜をマスクとして前記
    絶縁樹脂をレーザーエッチングすることを特徴とする請
    求項８記載の回路装置の製造方法。
14. 【請求項１４】 前記レーザーエッチングは炭酸ガスレ
    ーザーを用いることを特徴とする請求項１３記載の回路
    装置の製造方法。
15. 【請求項１５】 前記多層接続手段は導電金属の無電界
    メッキおよび電界メッキで前記貫通孔および前記第１の
    導電膜の表面に形成されることを特徴とする請求項８記
    載の回路装置の製造方法。
16. 【請求項１６】 前記第１の導電配線層を形成後、所望
    の個所を残してオーバーコート樹脂で被覆することを特
    徴とする請求項８記載の回路装置の製造方法。
17. 【請求項１７】 前記第１の導電配線層の所望の個所に
    金あるいは銀のメッキ層を形成することを特徴とする請
    求項１６記載の回路装置の製造方法。
18. 【請求項１８】 前記オーバーコート樹脂上に前記半導
    体素子を固着することを特徴とする請求項１６記載の回
    路装置の製造方法。
19. 【請求項１９】 前記半導体素子の電極と前記金あるい
    は銀のメッキ層とをボンディングワイヤで接続すること
    を特徴とする請求項１７記載の回路装置の製造方法。
20. 【請求項２０】 前記封止樹脂層はトランスファーモー
    ルドで形成されることを特徴とする請求項８記載の回路
    装置の製造方法。
21. 【請求項２１】 前記第２の導電配線層のほとんどをオ
    ーバーコート樹脂で被覆することを特徴とする請求項８
    記載の回路装置の製造方法。
22. 【請求項２２】 前記外部電極は半田のスクリーン印刷
    で半田を付着し、加熱溶融して形成されることを特徴と
    する請求項８記載の回路装置の製造方法。
23. 【請求項２３】 前記外部電極は半田のリフローで形成
    されることを特徴とする請求項８記載の回路装置の製造
    方法。
24. 【請求項２４】 前記外部電極は前記第２の導電膜を所
    望のパターンにエッチングしその表面を金あるいはパラ
    ジウムメッキされて形成されることを特徴とする請求項
    ８記載の回路装置の製造方法。