電路裝置的製造方法
2023-05-04 23:19:41
專利名稱：電路裝置的製造方法
技術領域：
本發明涉及電路裝置的製造方法，尤其涉及使用兩張導電膜的可實現薄型化的電路裝置的製造方法。
背景技術：
近年來，IC組件正在用於行動裝置或小型、高密度安裝設備，固有的IC組件及其安裝概念正在產生大的改變。例如，特開2000-133678號公報所公開的技術。它是關於作為絕緣樹脂板的一例採用了撓性板聚醯亞胺樹脂板的半導體裝置的技術。
圖9～圖11是將撓性板50用作輔助襯底的圖。另外，各圖中上面的圖為平面圖，下面的圖為A-A線剖面圖。
首先，在圖9所示的撓性板50上通過粘接劑粘貼準備了銅箔圖案51。該銅箔圖案51因安裝的半導體元件為電晶體、IC其圖形不同，但是通常形成有焊盤51A、隔離島51B。符號52是用於自撓性板50的背面取出電極的開口部，所述銅箔圖案51露出。
接著，該撓性板50被搬送到裝片機，如圖10所示，安裝半導體元件53。然後，該撓性板50被搬送到引線接合器，用金屬細線54電連接焊盤51A和半導體元件53的接點。
最後，如圖11(A)所示，在撓性板50的表面上設置封裝樹脂55進行封裝。這裡，用傳遞模被覆焊盤51A、隔離島51B、半導體元件53及金屬細線54。
然後，如圖11(B)所示，設置焊料或焊球等連接機構56，通過焊料反射爐經開口部52形成與焊盤51A熔接的球狀焊料56。而且，由於半導體元件53在撓性板50上矩陣狀形成，故如圖11所示被切割而一個個分離。
圖11(C)所示的剖面圖表示在撓性板50的兩面作為電極形成51A和51D。該撓性板50通常是在兩面上製作圖案，由廠家提供。
發明內容
在現有的製造方法中，撓性板50在所述製造裝置中，例如在裝片機、引線接合器、傳遞模裝置、反射爐等中搬送，並安裝在被稱作載物臺或工作檯的部分。
但是，當作為撓性板50的基礎原料的絕緣樹脂的厚度薄至50μm左右時，表面上形成的銅箔圖案51的厚度也很薄，為9～35μm，這種情況下，如圖12所示，存在彎曲、不易搬送且向所述載物臺或工作檯的安裝性能差等缺點。這被認為是由於絕緣樹脂自身非常薄而引起的彎曲、銅箔圖案51和絕緣樹脂的熱膨脹係數之差引起的彎曲。尤其是，未將玻璃布纖維用於芯件的硬的絕緣材料當如圖12所示彎曲時，會由於來自上部的加壓而很容易地開裂。
開口部52的部分在制模時要自上部加壓，故會作用使焊盤51A的周邊向上彎曲的力，甚至會使焊盤51A的粘接性惡化。
當構成撓性板50的樹脂材料自身無柔性或為了提高導熱性而混入填充物時，就會變硬。若在該狀態下用引線接合器進行接合，則有可能在接合部產生裂紋。在傳遞模模裝時也有可能在模型接觸的部分產生裂紋。這一點如圖12所示若存在彎曲則更明顯。
如上所述的撓性板50是背面未形成電極的撓性板，如圖11(C)所示，有時在撓性板50的背面也會形成電極51D。此時，由於電極51d會和所述製造裝置接觸或與該製造裝置間的搬送裝置的搬送面接觸，故電極51D的背面會產生損傷。由於是存在該損傷的狀態下作為電極，故在其後加熱等時電極51D本身會產生裂紋。
當撓性板50的背面設有電極51D時，在傳遞模模裝時，會產生不能與載物臺面接觸的問題。這種情況下，當如前所述撓性板50由硬的材料構成時，以電極51D為支點，電極51D的周圍被向下加壓，故會在撓性板50上產生裂紋。
本發明是為了解決上述問題而開發的，本發明的電路裝置的製造方法包括下述工序準備用絕緣樹脂粘接第一導電膜和第二導電膜的絕緣樹脂板；將所述第一導電膜蝕刻成所需圖案，形成導電配線層；在所述導電配線層上電絕緣地固定安裝半導體元件；用封裝樹脂層被覆所述導電配線層及所述半導體元件；蝕刻除去所述第二導電膜；在覆蓋所述導電配線層的背面的所述絕緣樹脂上設置通孔，在所述導電配線層上形成外部電極。
由於第一導電膜及第二導電膜形成得較厚，故即使絕緣樹脂薄也可維持板狀的電路襯底的平整度。
由於在用封裝樹脂層被覆第一導電膜及半導體元件的工序之前，第二導電膜具有機械強度，之後使封裝樹脂層具有機械強度，故可容易地除去第二導電膜。其結果，絕緣樹脂不必具有機械強度，可減薄至可保持電絕緣的程度。
另外，由於傳遞模裝置的下模可以與第二導電膜整體面接觸，故沒有局部加壓，可抑制絕緣樹脂產生裂紋。
圖1是說明本發明電路裝置的製造方法的剖面圖；圖2是說明本發明電路裝置的製造方法的剖面圖；圖3是說明本發明電路裝置的製造方法的剖面圖；圖4是說明本發明電路裝置的製造方法的剖面圖；圖5是說明本發明電路裝置的製造方法的剖面圖；圖6是說明本發明電路裝置的製造方法的剖面圖；圖7是說明本發明電路裝置的製造方法的剖面圖；圖8是說明本發明電路裝置的製造方法的剖面圖；圖9是說明現有的半導體裝置的製造方法的圖；圖10是說明現有的半導體裝置的製造方法的圖；圖11是說明現有的半導體裝置的製造方法的圖；圖12是說明現有的撓性板的圖。
具體實施例方式
下面參照圖1～圖8說明本發明的電路裝置的製造方法。
本發明的電路裝置的製造方法包括下述工序準備用絕緣樹脂粘接第一導電膜和第二導電膜的絕緣樹脂板；將所述第一導電膜蝕刻成所需圖案，形成導電配線層；在所述導電配線層上電絕緣地固定安裝半導體元件；用封裝樹脂層被覆所述導電配線層及所述半導體元件；蝕刻除去所述第二導電膜；在覆蓋所述導電配線層的背面的所述絕緣樹脂上設置通孔，在所述導電配線層上形成外部電極。
如圖1所示，本發明的第一工序是準備用絕緣樹脂2粘接第一導電膜3和第二導電膜4的絕緣樹脂板1。
絕緣樹脂板1的表面實際上是在整個區域上形成第一導電膜3，在背面上實際上是在整個區域上形成第二導電膜4。絕緣樹脂2的材料是由聚醯亞胺樹脂或環氧樹脂等高分子構成的絕緣材料。第一導電膜3和第二導電膜4最好是以銅為主材料的材料或公知的引線架材料，可以用電鍍法、蒸鍍法或濺射法被覆在絕緣樹脂2上，也可以用壓延法或電鍍法形成的金屬箔進行粘貼。
絕緣樹脂板1可以用模鑄法形成。以下簡單地敘述該製造方法。首先在平膜狀的第一導電膜3的上面塗敷糊狀的聚醯亞胺樹脂，在平膜狀的第二導電膜4的上面也塗敷糊狀的聚醯亞胺樹脂。然後在使兩者的聚醯亞胺樹脂半硬化後，進行粘合，則形成絕緣樹脂板1。
本發明的特徵在於第二導電膜4形成得比第一導電膜3厚。
第一導電膜3的厚度形成為5～35μm，儘可能減薄以能形成精緻的圖案。第二導電膜4厚度為70～200μm左右為好，這重視了使其具有支承強度這一點。
因此，通過使第二導電膜4形成得較厚，可維持絕緣樹脂板1的平坦性，可提高其後的工序的操作性，可防止在絕緣樹脂2誘發缺陷、裂紋等。
並且，第二導電膜4經過各個工序會產生傷痕。但是，由於要除去厚的第二導電膜4，故可除去該傷痕。並且由於可在維持平坦性的同時使封裝樹脂硬化，故也可使封裝的背面平坦，形成於絕緣樹脂板1背面的電極也可平整配置。因此，可以使安裝襯底上的電極和絕緣樹脂板1背面的電極接觸，可防止焊料不良。
絕緣樹脂2最好是聚醯亞胺樹脂、環氧樹脂等。在塗敷糊狀的材料形成板的模鑄法的情況下，其膜厚為10μm～100μm左右。在作為板形成的情況下，市售件最小膜厚為25μm。另外，考慮到導熱性，也可向其中混入填充物。材料可以考慮玻璃、氧化矽、氧化鋁、氮化鋁、矽碳化物、氮化硼等。
這樣，絕緣樹脂2可選擇混入上述填充物的低熱阻抗樹脂、超低熱阻抗樹脂或聚醯亞胺樹脂，可根據形成的電路裝置的性質區分使用。
如圖2及圖3所示，本發明的第二工序是將第一導電膜蝕刻為所需的圖案，從而形成導電配線層5的工序。
用所需圖案的光致抗蝕劑被覆在第一導電膜3上，通過化學蝕刻形成焊盤10及自焊盤10向中央延伸的第一導電配線層5。第一導電膜3是以銅為主材料的膜，故蝕刻液可用氯化鐵或氯化銅。
第一導電膜3的厚度形成為5～35μm，故第一導電配線層5可形成50μm以下的精緻圖案。
接著，露出導電配線層5的焊盤10，將其他部分用外敷層樹脂8被覆。外敷層樹脂8是將用溶劑溶化的環氧樹脂等通過網印法附著並使其熱硬化而得到的。
如圖3所示，在焊盤10上，考慮到接合性而形成有Au、Ag等的鍍膜22。該鍍膜22以外敷層樹脂8為掩模選擇性地無電場電鍍在焊盤10上，或以第二導電膜4為電極，通過電場電鍍而使其附著。
如圖4所示，本發明的第三工序是電絕緣地將半導體元件7固定安裝在導電配線層5上的工序。
半導體元件7以裸片狀態用絕緣性粘接樹脂25裝在外敷層樹脂8上。半導體元件7及其下的導電配線層5利用外敷層樹脂8而電絕緣，故導電配線層5即使在半導體元件7之下也可自由配線。
半導體元件7的各電極接點9由接合引線11連接在設於周邊的作為導電配線層5的一部分的焊盤10上。半導體元件7也可以用倒裝法安裝。這種情況下，在半導體元件7的各電極接點9表面上設有焊球或凸起(バンプ)，在絕緣樹脂板1的表面上，在與焊球的位置對應的部分設有與焊盤10同樣的電極。
下面敘述引線接合時使用絕緣樹脂板1的優點。通常，在Au線的引線接合時，要加熱到200℃～300℃。此時，若第二導電膜4很薄，則絕緣樹脂板1會彎曲，在此狀態下，若通過鍵合頭使絕緣樹脂板1被加壓，則絕緣樹脂板1具有產生龜裂的可能。這在將填充物混入絕緣樹脂2而使材料自身變硬，從而喪失柔軟性時更明顯。由於樹脂與金屬相比較柔軟，故在Au或Al的接合中，加壓或超聲波的能量會發散。但是，通過減薄絕緣樹脂2並使第二導電膜4自身形成得較厚，可解決這些問題。
如圖5所示，本發明的第五工序是用封裝樹脂層13被覆導電配線層5及半導體元件7的工序。
絕緣樹脂板1裝在制模裝置上進行樹脂模裝。模裝方法可以是傳遞模、注入模、塗敷、浸漬等。但是，考慮到批量生產性，還是傳遞模、注入模為合適。
在本工序中，絕緣樹脂板1需要平整地接觸模腔的下模，厚的第二導電膜4起該作用。而且，自模腔取出後，在直至封裝樹脂層13的收縮完全結束前，由第二導電膜4維持封裝的平坦性。
也就是說，在本工序前，機械支承絕緣樹脂板1的作用由第二導電膜4承擔。
如圖6所示，本發明的第五工序是蝕刻除去第二導電膜4的工序。
如圖6所示，對第二導電膜4無掩模地進行全面蝕刻除去。蝕刻可用使用氯化鐵或氯化銅的化學蝕刻，第二導電膜4被全部除去，露出絕緣樹脂2的背面。此時，可除去以前的工序中第二導電膜4上所產生的傷痕。
如圖7所示，本發明的第六工序是在覆蓋導電配線層5的背面的絕緣樹脂2上設置通孔21，在導電配線層5上形成外部電極14的工序。
僅露出絕緣樹脂2的形成通孔21的部分，用光致抗蝕劑被覆整個面。然後，以光致抗蝕劑為掩模，用雷射除去絕緣樹脂2，使導電配線層5的背面在通孔21的底露出。雷射最好是二氧化碳雷射。在用雷射使絕緣樹脂蒸發後，在開口部的底部有殘渣的情況下，用過錳酸鈉或過硫酸銨等進行溼腐蝕，除去該殘渣。
然後，利用焊料的反流或焊糊的網印，在該露出部分同時形成外部電極14。
最後，由於在絕緣樹脂板1上矩陣狀形成有多個電路裝置，故通過切割封裝樹脂層13及絕緣樹脂板1，將它們分離為單個的電路裝置。
本發明具有下述優點。
第一、在用封裝樹脂層模裝之前，可由第二導電膜消除絕緣樹脂板的彎曲，可提高搬送性能等。
第二、在形成封裝樹脂層之前，由第二導電膜機械支承絕緣樹脂板，在形成第二導電配線層之後，由封裝樹脂層機械支承絕緣樹脂板，故無論絕緣樹脂的機械強度如何，均可實現極薄型的安裝方法。
第三、無論絕緣樹脂自身很硬，還是混入填充物而變硬，由於由第一及第二導電膜覆蓋兩面，故製造工序中絕緣樹脂板自身的平整性均高，均可防止裂紋的產生。
第四、絕緣樹脂板由於背面上很厚地形成有第二導電膜，故可作為用於裝片、引線接合器、半導體元件的封裝的支承襯底利用。而且，即使在絕緣樹脂材料自身柔軟的情況下，也可提高引線接合時能量的傳遞，可提高引線接合操作性。
第五、導電配線層可形成精緻圖案，在半導體元件之下自由布線，故雖不能進行多層配線，但可由單層實現接近多層配線的配線密度。可去除形成外部電極的面的外敷層，也可不要電鍍工序，可極廉價地實現簡單的製造方法。
權利要求
1.一種電路裝置的製造方法，其特徵在於，包括下述工序準備用絕緣樹脂粘接第一導電膜和第二導電膜的絕緣樹脂板；將所述第一導電膜蝕刻成所需圖案，形成導電配線層；在所述導電配線層上電絕緣地固定安裝半導體元件；用封裝樹脂層被覆所述導電配線層及所述半導體元件；蝕刻除去所述第二導電膜；在覆蓋所述導電配線層的背面的所述絕緣樹脂上設置通孔，在所述導電配線層上形成外部電極。
2.如權利要求1所述的電路裝置的製造方法，其特徵在於，所述第一導電膜及所述第二導電膜由銅箔形成。
3.如權利要求1所述的電路裝置的製造方法，其特徵在於，所述第一導電膜形成得比所述第二導電膜薄，在所述導電配線層上形成微細圖案。
4.如權利要求1所述的電路裝置的製造方法，其特徵在於，所述第二導電膜比所述第一導電膜厚，在由所述封裝樹脂層被覆的工序之前，由所述第二導電膜進行機械性支承。
5.如權利要求1所述的電路裝置的製造方法，其特徵在於，在由所述封裝樹脂層被覆的工序之後，由所述封裝樹脂層進行機械性支承。
6.如權利要求1所述的電路裝置的製造方法，其特徵在於，所述通孔是雷射蝕刻所述絕緣樹脂而形成的。
7.如權利要求6所述的電路裝置的製造方法，其特徵在於，所述雷射蝕刻使用二氧化碳雷射。
8.如權利要求1所述的電路裝置的製造方法，其特徵在於，在形成所述導電配線層之後，除留下所需部位外，用外敷層樹脂進行被覆。
9.如權利要求8所述的電路裝置的製造方法，其特徵在於，在所述導電配線層自所述外敷層樹脂露出的部位形成金或銀的鍍層。
10.如權利要求8所述的電路裝置的製造方法，其特徵在於，將所述半導體元件固定安裝在所述外敷層樹脂上。
11.如權利要求10所述的電路裝置的製造方法，其特徵在於，用接合引線連接所述半導體元件的電極和所述金或銀的鍍層。
12.如權利要求1所述的電路裝置的製造方法，其特徵在於，所述封裝樹脂層由傳遞模形成。
13.如權利要求1所述的電路裝置的製造方法，其特徵在於，所述第二導電膜無掩模整面蝕刻而除去。
14.如權利要求1所述的電路裝置的製造方法，其特徵在於，所述通孔設於所需的所述導電配線層的背面。
15.如權利要求1所述的電路裝置的製造方法，其特徵在於，所述外部電極利用焊料的網印附著焊料並加熱熔融而形成。
16.如權利要求1所述的電路裝置的製造方法，其特徵在於，所述外部電極利用焊料的反流形成。
全文摘要
以往，將具有導電圖案的撓性板作為支承襯底採用，將半導體元件安裝於其上，開發整體模裝的半導體裝置。這種情況下，存在製造工序中絕緣樹脂板的彎曲明顯的問題。本發明提供一種電路裝置的製造方法，使用由絕緣樹脂(2)粘合第一導電膜(3)和第二導電膜(4)形成的絕緣樹脂板，由第一導電膜(3)形成第一導電配線層(5)，半導體元件(7)固定安裝在覆蓋第一導電配線層(5)的外敷層樹脂(8)上，從而，可使第一導電配線層(5)以精緻的圖案在半導體元件(7)之下自由布線。形成得較厚的第二導電膜(4)在由封裝樹脂層(13)進行封裝後除去，在絕緣樹脂(2)的通孔形成外部電極(14)。
文檔編號H01L23/31GK1392598SQ0212315
公開日2003年1月22日 申請日期2002年6月19日 優先權日2001年6月19日
發明者五十嵐優助, 坂本則明, 小林義幸, 中村嶽史 申請人:三洋電機株式會社