JPS62128132A

JPS62128132A - 電子部品実装回路およびその製作方法

Info

Publication number: JPS62128132A
Application number: JP60267340A
Authority: JP
Inventors: Kiyoto Hamamura; 浜村　清人
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-11-29
Filing date: 1985-11-29
Publication date: 1987-06-10

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】〔発明の技術分野〕この発明は、半導体素子などの電子部品を外部回路に接
続する電子部品実装回路およびその製作方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体装置は、所定のパターンが形
成された半導体ウェハをチップに分割し、この分割され
たチップをリードフレームや印刷配線基板などに搭載し
て、チップに形成された電極をその外部回路に接続する
ことにより組立てられる。

このチップに形成された電極と外部回路との接続には、
従来より、ワイヤボンディング装置を用い、第９図に示
すように、金などからなる細線（１）をチップ（２）の
電極および外部回路（３）に圧着する方法が広く採用さ
れている。

しかしこの方法は、たとえば機械的に揺動するボンディ
ングアームにより、チップ（２）に形成された複数の電
極およびこれら電極に対応する外部回路（３）に対して
順次細線を接続する方法であるため、高速化がむつかし
く、接続に時間がかかる。

また、半導体装置が高密度化し、その電極および電極間
隔が小さくなると、ショートなどのボンディングミスが
発生しやすくなる。さらにまた、ボンディング装置の機
械的動作に起因して、細線（１）を特定のカーブに沿っ
て張設する必要があるため、薄板状の実装がむつかしい
などの欠点がある。

このワイヤボンディング装置による実装の欠点を解決す
る方法として、従来よりワイヤレスボンディングがある
。しかし従来のワイヤレスボンディングは、第１０図に
示すように、チップ（２）の電極部にバンプ（４）を形
成し、一方、絶縁性フィルム（５）上に所要の配線パタ
ーンが形成された配線板（６）を用い、この配線板（６
）の絶縁フィルム（５）の開孔（７）に突出したフィン
ガ（８）の先端部を上記バンプ（４）に圧着するととも
に、フィンガ（８）の後端部を外部回路に圧着する方法
であるため、絶縁性フィルム（５）の開孔（７）に突出
したフィンガ（８）が変形しやすく、接続ミスをおこし
やすい。またチップ（２）に特別のバンプ（４）を形成
する必要があり、製造＝ストが高くなる欠点がある。

またこのワイヤレスボンディングで、チップの電極部に
バンプを形成するかわりに、絶縁性フィルムの開孔に突
出したフィンガの先端にボール状の突起を形成する方法
もあるが、この方法でも、実装時、フィンガに変形を生
じやすいことに変りはない。

〔発明の目的〕

この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされた
ものであり、電子部品の高密度接続を容易におこなうこ
とができる信頼性の高い電子部品実装回路を構成するこ
とにある。

〔発明の概要〕

この発明は、電子部品を外部回路などに接続する電子部
品実装回路において、導電線路の少くとも片面に、一体
にかつ導電線路の一部を露出する如く絶縁層を設け、こ
の導電線路の露出部に絶縁層に密着してかつこの絶縁層
上に突出する導電突起を形成することにより、電子部品
の高密度接続を容易にし、かつ信頼性の高い実装をおこ
なうことができるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照してこの発明を実施例に基づいて説明
する。

第１図にこの発明の一実施例である半導体チップを外部
回路に接続する電子部品実装回路を、また第２図および
第４図にその要部を拡大して示す。

この電子部品実装回路は、半導体チップの対向周辺部に
並列形成された複数の電極に対応して、対向かつ並列形
成された複数のストリップ状の導電線路（１０）と、こ
の導電線路（ｌＯ）の片面に一体に設けられた絶縁層（
１１）と、各導電線路（１０）の両端部上に形成された
絶縁層（１１）の開孔部に形成された導電突起（１２）
とからなる。

上記導電線路（１０）は、後述するように電鋳により形
成され、銅、金、銀、ニッケルなどの金属からなる厚さ
数ミクロン程度の可撓性のストリップ状に形成されてい
る。

絶縁層（１１）は、薄板状の絶縁性樹脂からなり、上記
導電線路（１０）と一体に形成されて、なお十分な可撓
性をそなえる。この絶縁層（１１）は、上記導電線路（
１０）の対向端部間に開孔（１３）を有し、また各導電
線路（１０）の両端部上にも、導電突起（１２）を形成
するための開孔を有する。このような開孔を容易に形成
するため、絶縁層（１１）は、フォトエツチング加工が
可能な感光性樹脂で形成するとよい。

またこの実装回路の使用に際し、熱圧着やはんだ付けな
どのように加熱される場合には、耐熱性樹脂で形成する
とよい。それ故、一般的にはポリイミド樹脂が好適であ
るが、導電突起（１２）を設ける開孔が大きく、プレス
などの機械加工が可能な場合は、ポリエステル樹脂フィ
ルムなどを接着して用いることができる。また、この絶
縁層（１１）は、第３図に（１１ａＨ１１ｂ）（ｌｌｂ
）で示すように、導電線路（１０）の両面に設けてもよ
い。

導電突起（１２）は、めっきにより上記導電線路（１０
）上に形成された絶縁層（１１）の開孔内面およびこの
開孔まわりの絶縁層（１１）表面に密着して形成され、
その先端部が上記絶縁層（１１）から突出している。各
導電線路（１０）上の導電突起（１２）は、半導体チッ
プの電極または外部回路に一様な強さで同時接続できる
ように、高さが一定であり、かつ少くとも絶縁ｆｆ　（
１１）上に突出している突出部の表面は、半導体チップ
の電極および外部回路に容易に接続できる金、銀、すず
、はんだなどの軟質金属で形成されている。

半導体チップの電極に接続される導電突起（１２）は、
絶縁層（１１）の突出部を直径２０〜４０μｍの球面状
に形成するとよい。このような導電突起（１１）をめっ
きにより能率よく形成するために、突起母体（１４）は
、銅、ニッケルなどの高速めっきで形成するとよい。ま
た突起部の表面部（１５）は、導電突起（１２）が小さ
く、超音波振動を併用して圧着する場合は、厚さ１〜５
μｍの金、銀などで構成するとよい。また導電突起（１
２）が大きく、加熱により接続する場合は、はんだなど
の易溶性金属で形成するとよい。なお、この導電突起の
母体（１４）を表面部（１５）と同一金属で構成するこ
とは任意である。

つぎに上記電子部品実装回路の製作方法の一例について
述べる。

この製作方法は、順次つぎに示す工程により形成される
。

（イ）導電回路のパターンが形成されたマスターを用い
て導電回路を形成する工程（ロ）　絶縁層を形成する工程（ハ）導電突起母体を形成する工程（ニ）導電突起表面部を形成する工程（ホ）　マスターから剥離する工程マスターは、第５図（Ａ）図に示すように、厚さ約２ｍ
ｍのガラス基板（１６）の片面に厚さ約１０００人のク
ロム蒸着層を形成し、フォトエツチングにより所要の導
電線路のパターン（１７）にしたものであり。

たとえば線幅１００μｍ、間隔２０μｍで形成されてい
る。またパターン（１７）の表面は、後述する剥離工程
において、形成された実装回路を容易に剥離させるため
に不動態化され、またパターン（１７）の外側端には、
通電のための引出しパターン（１８）が一体に形成され
ている。

実装回路の製作は、まず、このマスターのパターン（１
７）上に、（Ｂ）図に示すように、電鋳により銅の導電
線路（１０）を形成する。この導電線路（１０）の形成
は、最初、硫酸銅約２　ｇ／ｆｌ、くえん酸ナトリウム
１０ｇ／Ｑ含有する薄めつき液で厚さ約０．１μｍの薄
めつきを施し、その後、硫酸銅約１００ｇ／１２含有す
る硫酸浴で所定の厚さのめっき層にすることにより得ら
れる。このめっき層は、その厚さ方向ばかりでなく、パ
ターン（１７）の幅方向にものび。

形成される導電線路（１０）の幅は、パターン（１７）
の線幅よりやや広くなる。

つぎに（Ｃ）図に示すように、スピンナーを用いて、こ
の導電線路（１０）の形成されたマスターに感光性ポリ
イミド樹脂を塗布して厚さ約５μｍの感光性樹脂膜（１
８）の形成し、これにフォトママスクを用いて所要のパ
ターンを焼付け、その後現像して、（Ｄ）図に示すよう
に、たとえば導電線路（１０）上に直径約２０μｍの開
孔（１９）をもつ絶縁層（１１）を形成する。この場合
、上記感光性樹脂膜（１８）の焼付けは、剥離工程にお
いて、絶縁層（１１）の剥離を容易にするため、東口の
方がよい。なお（Ｄ）図中の（１３）は、上記開孔（１
９）と同時に、対向する導電線路（１０）間に形成され
た開孔である。

つぎに（Ｅ）図に示すように、硫酸銅を含有する電気め
っき浴により、上記導電線路（１０）上に形成された開
孔（１９）およびこの開孔（１９）まわりの絶縁層（１
１）上に銅を高速めっきして導電突起の母体（１４）を
形成する。この導電突起の母体（１４）は、開孔（１９
）の内面および開孔（１９）まわりの絶縁層（１１）表
面に密着して形成される。

しかるのちこの導電突起の母体（１４）表面に、有機酸
を主にした酸性金めっき浴により、厚さ約２μｍの金め
つきを施し、導電突起の表面部（１５）を形成する。

つぎに（Ｆ）図に示すように、導電突起（１２）、絶縁
層（１１）および導電線路（１０）を一体にマスターか
ら徐々に引き剥す。

しかるのち、この引き剥された回路から、引出しパター
ン（１８）上に形成されためっき層（２０）などの不要
部分を切断除去したり、あるいはさらに絶縁層（１１）
の反対側に絶縁性樹脂フィルムを接着して補強するなど
して、所要の電子部品実装回路とする。

第６図にこの電子部品実装回路を実装した半導体装置を
示す。この半導体装置への実装は、半導体チップ（２）
を加熱装置のヘッド上に位置決め搭載し、所定温度に加
熱された半導体チップ（２）の電極上に、上記電子部品
実装回路（２２）の内側の導電突起（１２ａ）を位置合
せして載置し、この導電突起（１２ａ）を半導体チップ
（２）の電極に圧着または超音波振動を付与しながら圧
着して同時に複数の導電突起（１２）を接続する。同様
に外側の複数の導電突起（１２ｂ）　をリードフレーム
のリードなどの外部回路（３）に圧着して得られる。

この第６図に示した例では、半導体チップ（２）の電極
面と外部回路（３）との高さが異なるために。

これら電極および外部回路（３）に接続された電子部品
実装回路（２２）は、その可撓性を利用して所要の曲面
を形成するように湾曲している。

第７図は同じくこの電子部品実装回路を実装した半導体
装置であるが、この例では、特に電子部品実装回路（２
２）の外側の導電突起（１２ｂ）を内側の導電突起（１
２ａ）とは形状、高さの異なる異方性突起とし、電子部
品実装回路が平板状のまま半導体チップ（２）および外
部回路（３）に接続されている。

また第８図は、導電線路（１０）の外側部分を外部回路
（３）にはんだ付けし、半導体チップ（２）と外部回路
（３）を接続した例である。

なお上記各側は、半導体チップ（２）と外部回路（３）
との接続したものであるが、この電子部品実装回路は、
コンデンサや抵抗素子などに対しても、導電突起にはん
だ付けすることにより取り付けることができる。またこ
の電子部品実装回路は、導電突起と導電線路、あるいは
導電突起を相互に接続して、多層構造の回路として用い
ることができる。

上記のように電子部品実装回路を構成すると。

導電突起（１２）が導電線路（１０）と一体に設けられ
た絶縁層（１１）に密着し、かつこの絶縁層（１１）上
に突出して形成されているので、これを電子部品に接続
するとき、変形をおこしにくく、電子部品に容易に接続
でき、また信頼性の高い接続をおこなうことができる。

しかもこの電子部品実装回路は薄板状であるので、電子
部品の組立てを小形にすることができる。

また、この電子部品実装回路の製作方法は、マスターを
用いてくりかえしそのパターン上に電鋳により導電線路
（１０）を形成し、この導電線路（１０）上にめっきに
より導電突起（１２）を形成するので、高密度小形の電
子部品実装回路を容易に製作することができる。

〔発明の効果〕

導電線路の少くとも片面に一体に設けられた絶縁層に密
着し、かつこの絶縁層から突出する導電突起を設けたの
で、変形をおこすことなく容易に電子部品に接続するこ
とができ、信頼性の高い接続かえられる電子部品実装回
路とすることができる。

また、電紡により導電線路を形成し、この導電線路上に
めっきにより導電突起を形成するので、高密度小形の電
子部品実装回路を容易に製作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし、第８図はこの発明の詳細な説明図で、第
１図は半導体チップを接続する電子部品実装回路の構成
を示す平面図、第２図はその要部を示す■−■線断面図
、第３図は異なる要部構成を示す断面図、第４図は同じ
＜　ＩＶ　−ＩＶ線断面図、第５図（Ａ）ないしくＦ）
図はそれぞれ第１図示電子部品実装回路の製作方法を説
明するための工程図、第６図（Ａ）およびＣＢ）図はそ
れぞれ上記電子部品実装回路を用いて接続された半導体
装置の構成を示す平面図および断面で示した正面図、第
７図および第８図はそれぞれ半導体装置の異なる接続構
造を示す断面図、第９図は従来のワイヤボンディングで
接続された半導体装置の構成を示す図、第１０図は同じ
くワイヤレスボンディングで接続された半導体装置の構
成を示す図である。（２）・・・半導体チップ（３）・・・外部回路（１０）・・・導電線路（１１）・・・絶縁層（１２）・・・導電突起（１４）・・・突起母体（１５）・・・表面部（Ｉ６）・・・ガラス基板（１７）・・・導電線路のパターン（１９）・・・開孔

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数のストリップ状の導電線路と、この導電線路
の少くとも片面に一体にかつ上記導電線路の一部を露出
する如く設けられた絶縁層と、上記絶縁層から露出する
導電線路の露出部に設けられ上記絶縁層に密着してこの
絶縁層上に突出する導電突起とを具備することを特徴と
する電子部品実装回路。
（２）絶縁層は導電線路の一部を露出する開孔を有し、
導電突起は上記開孔内面に密着して形成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子部品実装
回路。
（３）導電線路およびこの導電線路と一体の絶縁層は可
撓性の薄板状に形成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の電子部品実装回路。
（４）絶縁層は耐熱性樹脂からなることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の電子部品実装回路。
（５）導電突起は少くとも表面が軟質金属で構成されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子
部品実装回路。
（６）基体に導電線路のパターンが形成されたマスター
を用い、電鋳によりこのマスターのパターン上に導電線
路を形成する工程と、この導電線路の形成されたマスタ
ー上に少くとも上記導電線路の一部を露出する絶縁層を
形成する工程と、上記導電線路の露出部にめっきにより
上記絶縁層に密着してこの絶縁層上に突出する導電突起
を形成する工程と、上記導電突起および導電線路および
絶縁層を一体に上記マスターから剥離する工程とを有す
ることを特徴とする電子部品実装回路の製作方法。
（７）マスターのパターンは表面が不動体にされている
ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の電子部品
実装回路の製作方法。
（８）導電線路はマスターのパターン上に薄めっきを施
したのちこの薄めっき上に厚めっきを施して形成される
ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の電子部品
実装回路の製作方法。
（９）絶縁層は感光性樹脂を用い、フォトエッチングに
より形成されることを特徴とする特許請求の範囲第６項
記載の電子部品実装回路の製作方法。