專利名稱：用于凸點(diǎn)焊接的布線板及制造方法和其組裝的半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于半導(dǎo)體封裝的凸點(diǎn)焊接的布線板，其可用于各種電子設(shè)備，還涉及由該布線板組裝的半導(dǎo)體器件及用于凸點(diǎn)焊接的布線板的制造方法。
為了滿足近來對電子設(shè)備的小型化和減輕重量的要求，半導(dǎo)體封裝的構(gòu)形從使用金絲電連接半導(dǎo)體封裝與布線板的金屬絲焊接型，向著更有利于小型化的凸點(diǎn)焊接型轉(zhuǎn)化。在這種凸點(diǎn)焊接型半導(dǎo)體封裝中，半導(dǎo)體芯片和半導(dǎo)體芯片安裝于其上的布線材料間的電連接通過半導(dǎo)體芯片的電極焊盤和形成于芯片安裝于其上的布線材料上的凸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。
一般情況下，關(guān)于具有這種凸點(diǎn)的布線材料，在由具有提供在一個表面上的如銅箔等導(dǎo)電層的聚酰亞胺膜構(gòu)成的材料的導(dǎo)電層的表面上施加光致抗蝕劑，并用所需圖形的掩模掩蔽，曝光、顯影，得到腐蝕圖形，然后腐蝕導(dǎo)電層，得到需要的布線圖形。接著，用準(zhǔn)分子激光器、碳酸氣體等從聚酰亞胺膜一側(cè)照射，從而形成要求直徑的通孔。
然后，在布線圖形一側(cè)上，形成絕緣樹脂膜，掩蔽布線圖形，然后從暴露在通孔底部的導(dǎo)電層的表面生長銅鍍層，形成凸點(diǎn)。然后，激光照射絕緣樹脂膜，形成外部端子的通孔。最后，為方便與半導(dǎo)體芯片的電極焊盤的焊接，在用于外部端子的通孔的底部的暴露銅表面上和凸點(diǎn)表面上鍍金。
為將通過上述工藝得到的布線材料焊接到半導(dǎo)體芯片上，采用熱壓法或與超聲波結(jié)合的熱壓法，除此之外，在用于形成外部端子的通孔中形成焊料凸點(diǎn)，用于安裝到印刷布線板上。
然而，根據(jù)上述常規(guī)制造方法，由于晶界不連續(xù)部分發(fā)生在作為銅布線的原材料的銅箔與鍍敷形成的凸點(diǎn)間的界面處，所以存在著在凸點(diǎn)和布線由于與半導(dǎo)體芯片焊接時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力而在該界面上趨于分離時(shí)易發(fā)生斷連的問題。
此外，由于從通孔的底部生長金屬鍍層來形成凸點(diǎn)，所以鍍層的厚度必須至少等于或大于作為絕緣樹脂層的聚酰亞胺膜的厚度，這樣需要很長時(shí)間進(jìn)行金屬鍍敷工藝，阻礙了生產(chǎn)率的提高。
另外，由于凸點(diǎn)通過金屬鍍敷生長，所以不可能降低凸點(diǎn)高度上的偏差。
本發(fā)明是在考慮了上述情況下作出的，其目有是提供一種用于凸點(diǎn)焊接的布線板，能夠防止凸點(diǎn)和布線間斷連，具有很小的凸點(diǎn)高度偏差，和優(yōu)異的生產(chǎn)率，還提供利用該布線板組裝的半導(dǎo)體器件及用于凸點(diǎn)焊接的布線板的制造方法。
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明第一模式，用于凸點(diǎn)焊接的布線板包括絕緣層，設(shè)置在絕緣層的一個表面上的布線層，在需要的位置處具有集成凸點(diǎn)，及設(shè)置在絕緣層的所說一個表面上的保護(hù)抗蝕層，凸點(diǎn)的表面露出，并且其中在絕緣層的另一表面上設(shè)置通孔。
另外，根據(jù)本發(fā)明第二模式，半導(dǎo)體器件的特征在于，利用具有上述構(gòu)形的用于凸點(diǎn)焊接的布線板進(jìn)行組裝。
另外，根據(jù)本發(fā)明第三模式，用于凸點(diǎn)焊接的布線板的制造方法包括以下步驟(a)在設(shè)置于絕緣層的一個表面上的導(dǎo)電層的表面上提供第一抗蝕層；(b)進(jìn)行曝光和顯影，去除除凸點(diǎn)形成區(qū)外的區(qū)域中的第一抗蝕層；(c)在暴露的導(dǎo)電層上進(jìn)行半腐蝕，形成凸點(diǎn)；(d)在導(dǎo)電層上提供第二抗蝕層；(e)對暴露的導(dǎo)電層進(jìn)行曝光、顯影和腐蝕，形成布線圖形；(f)在布線圖形一側(cè)的整個表面上提供保護(hù)抗蝕層；(g)進(jìn)行曝光和顯影，使凸點(diǎn)的表面暴露，并固化保護(hù)抗蝕層；
(h)在絕緣層的另一表面上提供第三抗蝕層；(i)對第三抗蝕層進(jìn)行曝光和顯影，形成腐蝕圖形；及(j)通過腐蝕暴露的絕緣層，形成通孔；其中腐蝕暴露的絕緣層形成通孔后，在通孔暴露的底面處的導(dǎo)電層表面上和凸點(diǎn)表面上施加金屬鍍層，導(dǎo)電層為銅，絕緣層為聚酰亞胺膜。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于凸點(diǎn)焊接的布線板的一個實(shí)施例的剖面圖。
下面結(jié)合附圖介紹本發(fā)明。
圖1是展示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例用于凸點(diǎn)焊接的布線板的示圖，該布線板是這樣構(gòu)成的，在如聚酰亞胺膜等絕緣層1的一個表面上，提供由銅等構(gòu)成的布線層3，該層在要求位置具有作為其整體部分的凸點(diǎn)2，在設(shè)置于絕緣層1的一個表面上的布線層3一側(cè)上，提供保護(hù)抗蝕層4，使凸點(diǎn)2的表面露出，在絕緣層1一側(cè)的絕緣層1的另一表面上提供通孔5，最好是這樣構(gòu)成，凸點(diǎn)2的表面和通孔5的底面用金或銀鍍層2-1和5-1金屬鍍敷。
另外，利用根據(jù)本發(fā)明用于凸點(diǎn)焊接的布線板，可以通過以與常規(guī)方法相同的方式焊接半導(dǎo)體芯片和凸點(diǎn)，并用焊料球填充通孔，由此焊接到印刷布線板上，從而極容易地組裝半導(dǎo)體器件。
接著，介紹根據(jù)本發(fā)明用于凸點(diǎn)焊接的布線板的制造方法。
首先，利用銅-聚酰亞胺基片，其中如聚酰亞胺膜等絕緣層最好具有由層疊于其一個表面上的銅箔構(gòu)成的導(dǎo)電層，在銅箔一側(cè)的基片表面上層疊干膜抗蝕層。
接著，掩蔽干膜抗蝕層，通過照射UV束曝光，顯影，然后將除其上將形成凸點(diǎn)的部位外的區(qū)域中的干膜抗蝕層去除。
半腐蝕以此方式暴露的銅箔等導(dǎo)電層，形成凸點(diǎn)。
然后，通過層疊在導(dǎo)電層側(cè)上提供與上述類似的抗蝕膜，但如果需要，要求事先去掉凸點(diǎn)上的干膜抗蝕層。
用具有需要的布線圖形的掩模掩蔽層疊的抗蝕層，并通過照射UV束曝光，然后腐蝕顯影后暴露的導(dǎo)電層，形成布線圖形。
另外，例如通過真空層壓，在布線圖形側(cè)的整個表面上層疊干膜抗蝕劑，形成保護(hù)抗蝕層，但如果需要，要求在此之前去掉布線圖形上以前形成的抗蝕層。
然后，曝光并顯影保護(hù)抗蝕層，去掉凸點(diǎn)上的干膜抗蝕劑，此后，固化保護(hù)抗蝕層。
關(guān)于用作保護(hù)抗蝕層的抗蝕層，可以采用施加液態(tài)型的方法，或通過層疊等層疊事先形成的作為樹脂膜的干膜的方法，然而，從容易形成具有均勻厚度的膜來說，優(yōu)選采用干膜抗蝕劑。
此后，通過層疊在作為銅-聚酰亞胺基片的絕緣層的聚酰亞胺表面上提供干膜抗蝕層。
此時(shí)，優(yōu)選還在布線圖形側(cè)的整個表面上提供類似的干膜蝕劑層，以便在隨后的腐蝕工藝中保護(hù)凸點(diǎn)。
接著，掩蔽上述干膜抗蝕層，曝光并顯影，在絕緣層上形成腐蝕圖形。
腐蝕作為絕緣層的暴露的聚酰亞胺，形成通孔。
根據(jù)本發(fā)明，通過進(jìn)行這些工藝，可以制造用于凸點(diǎn)焊接的布線板。
另外，在本發(fā)明中，要求在如上形成的通孔的底面的導(dǎo)電層的表面上和凸點(diǎn)的表面上施加金屬鍍層，此時(shí)，可以按需要選擇如銀鍍層或金鍍層等鍍層。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于凸點(diǎn)和布線利用相同的導(dǎo)電層整體構(gòu)成，所以凸點(diǎn)和布線間不會產(chǎn)生晶界的不連續(xù)部分，另外，由于利用半腐蝕進(jìn)行凸點(diǎn)的形成，不需要常規(guī)方法所需要的費(fèi)時(shí)金屬鍍敷工藝，所以可以具有極優(yōu)異的生產(chǎn)率。
以下與比較例一起介紹本發(fā)明的實(shí)施例。
例子首先，在銅-聚酰亞胺基片的銅箔側(cè)上層疊厚度為15微米的堿性顯影型負(fù)干膜抗蝕劑，所說銅-聚酰亞胺基片包括厚50微米，寬35毫米，長20厘米的聚酰亞胺膜，其一個表面上有厚25微米的銅箔，掩蔽抗蝕層，通過以200mJ的強(qiáng)度照射UV束曝光，并顯影，從而在長度方向以19毫米的間隔形成圖形，在銅聚酰亞胺基片的銅箔的寬度方向上，每個圖形以120微米的間隔形成200個凸點(diǎn)。
接著，使銅箔的暴露區(qū)域與由市售二氯化銅構(gòu)成的40℃的腐蝕液接觸，半腐蝕銅箔的該區(qū)域，形成凸點(diǎn)，此后，用氫氧化鈉溶液剝離凸點(diǎn)上的腐蝕抗蝕層，并去除之。
另外，在銅箔側(cè)層疊與如上所述相同類型的干膜抗蝕層，用具有要求圖形的掩模掩蔽，類似地進(jìn)行曝光和顯影，從而形成布線圖形。
接著，以與上述相同的方式，腐蝕銅箔，形成布線圖形，然后剝離并去掉腐蝕抗蝕層。
然后，利用真空層壓法，在布線圖形側(cè)上的整個表面上層疊35微米厚的堿性顯影型干膜抗蝕劑。然后曝光和顯影該層疊的干膜抗蝕層，去掉凸點(diǎn)表面上的干膜抗蝕層，然后通過將基片加熱到170℃，固化處理剩余的干膜抗蝕層。
然后，在布線圖形側(cè)和聚酰亞胺膜側(cè)上層疊耐強(qiáng)堿的厚25微米的干膜抗蝕層，用給定的掩模掩蔽基片的聚酰亞胺側(cè)上抗蝕層的表面，曝光并顯影，形成直徑為220微米的開口，并通過腐蝕聚酰亞胺膜的暴露部分形成通孔。然后，去除兩側(cè)面上的其余抗蝕層。
最后，利用市售的氰類金鍍敷溶液，電鍍厚約2微米的金，鍍敷通孔的底面和凸點(diǎn)表面。
在利用放大倍數(shù)為400的光學(xué)顯微鏡觀察通過上述工藝得到的用于凸點(diǎn)焊接的布線板的凸點(diǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)，所得凸點(diǎn)具有不規(guī)則四邊形剖面。另外，在300℃和持續(xù)時(shí)間為30秒的條件下，用100gf/凸點(diǎn)的負(fù)載熱壓焊接到布線板上后，進(jìn)行破壞性檢驗(yàn)，針對凸點(diǎn)和布線間的斷連問題考察用于凸點(diǎn)焊接的該布線板，沒有觀察到斷連。
比較例在銅-聚酰亞胺基片的銅箔側(cè)上層疊堿性顯影型負(fù)干膜抗蝕劑，從而形成抗蝕層，所說基片由厚30微米、寬5毫米和長20厘米的聚酰亞胺膜構(gòu)成，其一個表面上具有厚18微米的銅箔，掩蔽抗蝕層，通過在200mJ強(qiáng)度下照射UV束曝光，并顯影，以形成布線圖形。
此后，利用由二氯化銅構(gòu)成的腐蝕溶液，在45℃腐蝕銅箔的暴露區(qū)，形成布線圖形，此后，剝離并去掉腐蝕抗蝕層。
接著，從銅-聚酰亞胺基片的聚酰亞胺側(cè)照射氬激光，形成直徑為50微米的通孔，銅箔在該通孔的底部露出。
在布線圖形側(cè)施加丙烯酸樹脂作為金屬鍍層的保護(hù)膜，并干燥后，利用硫酸類腐蝕溶液對通孔底部的銅箔表面進(jìn)行清洗，隨后，利用硫酸銅鍍敷溶液，進(jìn)行0.5小時(shí)的電鍍，形成凸點(diǎn)。然后，利用酮類溶劑，溶解并去除丙烯酸樹脂。
另外，在布線圖形側(cè)的整個表面上印刷堿性顯影型焊料抗蝕劑，并用特定的掩模掩蔽，曝光并顯影，提供200微米的開口部分，然后將基片加熱到170℃，固化焊料抗蝕層。最后，利用市售氰類金鍍敷溶液，電鍍2微米厚的金，在布線圖形側(cè)上的抗蝕層的開口部分和凸點(diǎn)表面上鍍金。
在300℃和持續(xù)時(shí)間為30小時(shí)的條件下，用100gf/凸點(diǎn)的負(fù)載熱壓焊接到布線板上后，進(jìn)行破壞性檢驗(yàn)，針對凸點(diǎn)和布線間的斷連問題考察以該方式得到的用于凸點(diǎn)焊接的該布線板，發(fā)現(xiàn)832個凸點(diǎn)中有9個凸點(diǎn)失效。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于在通過半腐蝕銅箔形成用于凸點(diǎn)焊接的布線板的凸點(diǎn)后，腐蝕形成布線，可以有效地形成凸點(diǎn)，在凸點(diǎn)和布線間沒有產(chǎn)生晶界的不連續(xù)部分，另外，由于對銅箔進(jìn)行半腐蝕形成均勻厚度的凸點(diǎn)，所以可以得到凸點(diǎn)高度具有很小偏差的布線板。
權(quán)利要求
1.一種用于凸點(diǎn)焊接的布線板，包括絕緣層，設(shè)置在所說絕緣層的一個表面上的布線層，其在需要的部位具有集成凸點(diǎn)，及設(shè)置在絕緣層的所說一個表面上的保護(hù)抗蝕層，以使所說凸點(diǎn)的表面露出，其中在所說絕緣層的另一表面上設(shè)置通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于凸點(diǎn)焊接的布線板，其中所說凸點(diǎn)的表面和所說通孔的底面鍍敷了金屬。
3.一種用權(quán)利要求1或2所述的用于凸點(diǎn)焊接的布線板組裝的半導(dǎo)體器件。
4.一種用于凸點(diǎn)焊接的布線板的制造方法，包括以下步驟(a)在設(shè)置于絕緣層的一個表面上的導(dǎo)電層的表面上提供第一抗蝕層；(b)進(jìn)行曝光和顯影，去除除凸點(diǎn)形成區(qū)外的區(qū)域中的所說第一抗蝕層；(c)在暴露的導(dǎo)電層上進(jìn)行半腐蝕，形成凸點(diǎn)；(d)在所說導(dǎo)電層上提供第二抗蝕層；(e)進(jìn)行曝光和顯影，通過腐蝕暴露的所說導(dǎo)電層形成布線圖形；(f)在所說布線圖形一側(cè)上的整個表面上提供保護(hù)抗蝕層；(g)進(jìn)行曝光和顯影，使所說凸點(diǎn)的表面露出，并固化保護(hù)抗蝕層；(h)在所說絕緣層的另一表面上提供第三抗蝕層；(i)對第三抗蝕層進(jìn)行曝光和顯影，形成腐蝕圖形；及(j)腐蝕暴露的絕緣層形成通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的用于凸點(diǎn)焊接的布線板的制造方法，其中腐蝕所說暴露的絕緣層形成通孔后，金屬鍍敷通孔底面的導(dǎo)電層的暴露表面和凸點(diǎn)表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的用于凸點(diǎn)焊接的布線板的制造方法，其中所說導(dǎo)電層是銅，所說絕緣層為聚酰亞胺膜。
全文摘要
用于凸點(diǎn)焊接的布線板,防止了凸點(diǎn)和布線間發(fā)生斷連,凸點(diǎn)高度偏差小,生產(chǎn)率優(yōu)異。在導(dǎo)電層的一個表面上形成凸點(diǎn),腐蝕暴露的導(dǎo)電層,形成布線圖形。如果必要,在去掉了布線圖形上的抗蝕劑后,在布線圖形側(cè)的整個表面上提供保護(hù)抗蝕層,曝光并顯影,暴露凸點(diǎn)的表面,然后固化保護(hù)抗蝕層。然后通過在需要的部位從絕緣層側(cè)表面腐蝕形成通孔,并金屬鍍敷通孔的暴露底面和凸點(diǎn)的表面。
文檔編號H05K1/18GK1242603SQ99110139
公開日2000年1月26日 申請日期1999年7月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月2日
發(fā)明者神田榮三郎, 下地匠 申請人:住友金屬礦山株式會社