专利名称：元件搭载用基板及其制造方法、半导体组件以及便携设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及元件搭载用基板及其制造方法、半导体组件以及便携设备。尤其是，涉及能根据倒装芯片安装方法搭载半导体元件的元件搭载用基板及其制造方法、包括该元件搭载用基板的半导体组件等。
背景技术：
近年来，伴随着电子设备的小型化、高功能化，要求使用于电子设备中的半导体装置的进一步小型化。例如，被称为CSP (Chip Size Package)的半导体封装技术得到了迅速地普及。关于CSP，由于从芯片上的电极向在封装表面配置成栅格状的焊接焊盘形成了再布线，所以在半导体间距上以窄间距配置的元件电极的配置不会受到限制，能够得到与芯片的大小接近的半导体封装件。另外，公知一种根据被称为倒装焊接方式的方法将这种被称为CSP的半导体装置安装在布线基板上的技术。在专利文献1中公开了在这种技术中为了减小由硅基板与密封膜的热膨胀系数差引起的应力而使密封膜的特性在其厚度方向上不同的半导体装置。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2000-22052号公报
发明内容
发明要解决的技术问题然而，由于前述的半导体装置由密封膜种类不同的多个层构成，所以导致制造工序的复杂化及成本上升。另外，通过采用该构成得到改善之处在于，半导体装置与布线基板的接合部分，尤其是焊接焊盘附近的接合部分。因此，关于布线与绝缘膜的密接性、及密封膜与绝缘膜的密接性有进一步改善的余地。本发明是鉴于上述情况而作成的，其目的在于提供一种在能搭载半导体元件的基板上提高内部的不同层彼此之间的密接性的技术。用于解决技术问题的技术手段为了解决上述技术问题，本发明的某一方式的元件搭载用基板具备第1绝缘树脂层；布线层，其设置于第1绝缘树脂层的一方主表面；第2绝缘树脂层，其覆盖第1绝缘树脂层和布线层；突起电极，其被设置成与布线层电连接、并从布线层向第1绝缘树脂层侧突出、且贯通第1绝缘树脂层；布线层侧凸部，其被设置成从布线层向第1绝缘树脂层侧突出、且其前端位于第1绝缘树脂层的内部；和树脂层侧凸部，其被设置成从第2绝缘树脂层向第1绝缘树脂层侧突出、且其前端位于第1绝缘树脂层的内部。通过采用这种方式，通过布线层侧凸部可以提高布线层与第1绝缘树脂层的密接性，并且通过树脂层侧凸部可以提高第1绝缘树脂层与第2绝缘树脂层的密接性。也可使布线层侧凸部的侧面的表面粗糙度的最大高度Rmax为0. 5 3. 0 μ m。另外，也可使布线层侧凸部形成为其长边方向成为与布线层的长边方向交叉的方向的柱形状。另外，也可使布线层侧凸部为圆锥形状、四角锥形状或者三角锥形状。在这里，圆锥形状并不仅仅是数学上的完整的圆锥，也可以是与层叠方向垂直的剖面为椭圆。另外，只要越朝向凸部的前端则凸部的斜面的倾斜度越精密即可，其中凸部的斜面的倾斜度也可不固定。例如，也可随着接近布线层侧凸部的前端，布线层侧凸部使面向该前端的斜面的倾斜度变大。另外，也可是布线层侧凸部距离布线层的与第1绝缘树脂层对置一侧的面的底部的高度为5 25 μ m。另外，也可是布线层侧凸部由排列成规定的图案的多个突起构成。另外，也可是多个突起相互为相似形。也可是树脂层侧凸部为圆锥形状、四角锥形状或者三角锥形状。在这里，圆锥形状并不仅仅是数学上的完整的圆锥，也可以与层叠方向垂直的剖面为椭圆。另外，只要越朝向凸部的前端则凸部的斜面的倾斜度越精密即可，其中凸部的斜面的倾斜度也可不固定。例如，也可随着接近树脂层侧凸部的前端，树脂层侧凸部使面向该前端的斜面的倾斜度变大。另外，也可是树脂层侧凸部距离第2绝缘树脂层的与第1绝缘树脂层对置一侧的面的底部的高度为5 25 μ m。另外，也可是树脂层侧凸部由排列成规定的图案的多个突起构成。另外，也可是多个突起相互为相似形。本发明的另一方式为半导体组件。该半导体组件具备元件搭载用基板；和半导体元件，其设置有与元件搭载用基板配备的突起电极接合的元件电极。通过采用这种方式，在半导体组件中可以实现元件搭载用基板与元件电极的连接可靠性的提高。本发明的另一方式为便携设备。该便携设备搭载半导体组件。通过采用这种方式，在便携设备中可以实现经由元件搭载用基板与其他部件连接的连接可靠性的提高，以及可以实现便携设备的动作可靠性的提高。本发明的另一方式为元件搭载用基板的制造方法。该方法是层叠了绝缘树脂层和布线层的元件搭载用基板的制造方法，该方法包括下述工序焊盘形成工序，在布线层用的金属板的一方主表面形成突起电极用的主焊盘、且形成不同于主焊盘的多个辅焊盘；接合工序，按照所述多个辅焊盘的前端位于所述第1绝缘树脂层的内部的方式接合所述金属板的一方主表面和第1绝缘树脂层；去除工序，去除所述金属板中的形成有所述多个辅焊盘的一部分的区域；和层叠工序，按照覆盖在通过所述去除工序去除了所述辅焊盘之后形成了凹部的所述第1绝缘树脂层的方式层叠第2绝缘树脂层。通过采用这种方式，在不追加多余工序的情况下，能够提高布线层与第1绝缘树脂层的密接性，并且能够提高第1绝缘树脂层与第2绝缘树脂层的密接性。也可在焊盘形成工序中，使用于形成主焊盘的掩模的形状和用于形成辅焊盘的掩模的形状不同。发明效果根据本发明，在可搭载半导体元件的基板中能够提高内部的不同层彼此之间的密接性。
图1是表示第1实施方式涉及的元件搭载用基板及半导体组件的构成的示意剖视图。图2是表示从上面看到形成在铜板上的辅焊盘的光学显微镜照片的图。图3是表示相当于图2的A-A剖面的SEM照片的图。图4是表示从上面看到形成在铜板上的主焊盘的光学显微镜照片的图。图5是表示相当于图4的B-B剖面的SEM照片的图。图6是表示第1实施方式涉及的半导体组件的制造方法的工序剖视图。图7是表示第1实施方式涉及的半导体组件的制造方法的工序剖视图。图8是表示第1实施方式涉及的半导体组件的制造方法的工序剖视图。图9是表示第1实施方式涉及的半导体组件的制造方法的工序剖视图。图10是表示第1实施方式涉及的半导体组件的制造方法的工序剖视图。图11是表示第1实施方式涉及的半导体组件的制造方法的工序剖视12是表示第1实施方式涉及的半导体组件的制造方法的工序剖视图。图13是表示第2实施方式涉及的半导体组件的制造方法的工序剖视图。图14是示出了第3实施方式涉及的铜板的加工工序的工序剖视图。图15是利用辅焊盘设置了布线层侧凸部及树脂层侧凸部的半导体组件的剖视图。图16是表示第4实施方式涉及的移动电话的构成的图。图17是图16所示的移动电话的部分剖视图。
具体实施例方式以下，基于优选实施方式并参照附图来说明本发明。假设关于各附图所示的相同或等同的构成要素、部件、处理赋予相同的符号，并适当地省略重复的说明。另外，实施方式并不限定本发明，只是例示，实施方式中描述的所有特征及其组合不一定限定为本发明的本质内容。(第1实施方式)图1是表示第1实施方式涉及的元件搭载用基板100及半导体组件1的构成的示意剖视图。半导体组件1具有在元件搭载用基板100上以倒装芯片的方式连接半导体元件300的构成。半导体元件300包括半导体基板310、元件电极330和元件保护层340。半导体基板310例如是P型硅晶片。在半导体基板310的主表面Sl侧(图1的上面侧)，根据公知技术形成有集成电路(IC)或者大规模集成电路(LSI)(未图示)。在成为安装面的主表面Si，设置有与集成电路连接的元件电极330。元件电极330包括电极部331、和层叠于电极部331的表面的金属层332。作为电极部331的材料，采用了铝(Al)或铜(Cu)等金属。金属层332包括与电极部331相接且由镍(Ni)构成的Ni层334、和层叠于Ni层334上且由金(Au)构成的Au层336，金属层332成为Ni/Au层。在半导体基板310的主表面Sl上形成有元件保护层340，以便露出金属层332。作为元件保护层340，优选氧化硅膜(SiO2)、氮化硅膜(SiN)或聚酰亚胺(PI)膜等。元件搭载用基板100具备绝缘树脂层(第1绝缘树脂层)10 ；布线层(再布线层)20，其设置于绝缘树脂层10的一方的主表面；和突起电极30，其与布线层20电连接，并从布线层20向绝缘树脂层10侧突出。绝缘树脂层10由绝缘性的树脂构成，具有作为粘结布线层20和半导体元件300的粘结层的功能。作为绝缘树脂层10，采用了被称为NCF(Non Conductive Film)的薄膜状的粘结树脂、或由加压引起塑性流动的绝缘材料。作为由加压引起塑性流动的绝缘材料，举出环氧系热硬化型树脂。绝缘树脂层10用到的环氧系热硬化型树脂，只要是例如在温度为160°C、压力为SMPa的条件下具有粘度为IkPa · s的特性的材料即可。另外，该环氧系热硬化型树脂例如在温度为160°C的条件下，以5 15MI^进行加压的情况较之不加压的情况，树脂的粘度下降至约1/8。与之相对，热硬化前的B等级的环氧树脂在玻化温度为Tg以下的条件下，与不加压树脂的情况同样地没有粘性，即便加压也不产生粘性。绝缘树脂层10的厚度例如约45 μ m。布线层20设置于绝缘树脂层10的与半导体元件300相反侧的主表面，并且由导电材料形成，优选由压延金属形成，更优选由压延铜形成。压延铜较之通过镀敷处理等形成且由铜构成的金属膜，在机械强度这一点上强，作为再布线用的材料较优越。此外，布线层20也可由电解铜等形成。布线层20具有电极形成区域22、和沿着该电极形成区域22连续延伸的布线区域对。布线层20的厚度例如为约20 μ m。并且，在电极形成区域22，对应于半导体元件300的元件电极330的位置而突出设置贯通绝缘树脂层10的突起电极30。在本实施方式中，布线层20和突起电极30形成为一体，由此布线层20与突起电极30的连接变得可靠。另外，通过将布线层20和突起电极30形成为一体，从而能够防止因在半导体组件1的使用环境中产生的热应力引起的布线层20与突起电极30的界面处的龟裂(裂缝)的发生等。进而，由于能够同时进行布线层20与元件电极330的电连接、和突起电极30与元件电极330的压接，所以起到了工序数不增大这样的效果。在布线区域M的端部区域，形成了配置有后述的焊锡球50且兼作布线的连接盘(land)区域。突起电极30由与布线层20形成为一体的突起部31和层叠于突起部31的顶部面31a的金属层32构成，并被设置成从布线层20向绝缘树脂层10的侧突出、且贯通绝缘树脂层10。金属层32包括与突起部31相接且由镍(Ni)构成的Ni层34、和层叠于Ni层34上且由金(Au)构成的Au层36，金属层32成为Ni/Au层。此外，金属层32的层数并不特别限定，也可至少为一层。在本实施方式中，在突起电极30中的突起部31的顶部面31a层叠有金属层32，在元件电极330中的电极部331层叠有金属层332。然后，通过将金属层32和金属层332进行金-金接合，由此突起电极30和元件电极330被电连接。此外，突起电极30和元件电极330也可直接连接。突起电极30的前端(顶部面)的直径及基面的直径例如分别为约45μπιΦ及约60μπιΦ。另外，突起电极30及突起部31的高度例如分别为约25 μ m及约20 μ m。另夕卜，Ni层；34及Au层36的厚度例如分别为约1 μ m 约15 μ m及约0. 03 μ m 约 1 μ m。在布线层20的与绝缘树脂层10相反侧的主表面，设置有用于防止布线层20的氧化等的保护层(第2绝缘树脂层)40。作为保护层40，举出阻焊(solder resist)层等。保护层40覆盖绝缘树脂层10和布线层20的至少一部分。另外，在保护层40的规定的区域形成有开口部42，借助开口部42使得布线层20的连接盘区域露出。在开口部42内形成有
7作为外部连接电极的焊锡球50，焊锡球50与布线层20被电连接。形成焊锡球50的位置、即开口部42的形成区域、换言之布线层20的连接盘区域，例如是用再布线(布线层20)迂回之前的端部。保护层40的厚度例如为约30 μ m。此外，在上述的说明中，针对在突起电极30中的突起部31的顶部面31a的整个面形成了由镀敷膜构成的金属层32的情况进行了说明，但是并不特别限定于此，也可按照覆盖突起部31的顶部面31a和侧壁的方式形成金属层32，另外也可仅在突起部31的顶部面31a的一部分形成金属层32。(提高各层彼此之间的密接性)如上述，布线层20与绝缘树脂层10的密接性、或者绝缘树脂层10与保护层40的密接性会影响到元件搭载用基板及利用该元件搭载用基板的半导体组件的可靠性。因此，在本实施方式涉及的元件搭载用基板100中，在各层相接的区域形成有不同于突起电极30的凹凸。借助这种凹凸的存在来提高各层彼此之间的密接性。作为构成这种凹凸的情况，元件搭载用基板100具备布线层侧凸部52，其被设置成从布线层20向绝缘树脂层10 —侧突出、且其前端位于绝缘树脂层10的内部；和树脂层侧凸部M，其被设置成从保护层40向绝缘树脂层10 —侧突出、且其前端位于绝缘树脂层10的内部(参照图1)。这种布线层侧凸部52及树脂层侧凸部M，利用后述的辅焊盘(sub-bump)来形成。本实施方式涉及的辅焊盘虽然不是电极用的焊盘，但是包括与其类似的形状的突起。另外，本实施方式涉及的辅焊盘在布线用的铜板的加工过程中形成。图2是表示从上面看到形成在铜板上的辅焊盘的光学显微镜照片的图。图3是表示相当于图2的A-A剖面的SEM照片的图。此外，辅焊盘56通过后续工序的处理而构成布线层侧凸部52，或者有助于树脂层侧凸部M的形成。另外，图2、图3所示的辅焊盘56的高度为约7. 2μπι。如图2所示，在铜板的单侧的面，形成有纵横地图案排列而成的多个辅焊盘56。另外，多个辅焊盘56相互为相似形。即、在后述的制造方法中通过人为地决定蚀刻铜板时的掩模(抗蚀剂图案)的大小及配置，从而能够形成排列成规定的图案的多个辅焊盘56。此外，在图2所示的照片中，辅焊盘56在整体上呈黑圆的情况表示在俯视时没有平坦的面。即、表示辅焊盘56的前端尖、且大致为圆锥形状。另外，如图3所示，随着接近辅焊盘56的前端而面向该前端的斜面的倾斜度变大。另外，随着侧面的末端部分的曲率变小而辅焊盘56的变化也趋于平滑。这样，辅焊盘56大致为圆锥形状，由此在接合布线层20与绝缘树脂层10时，辅焊盘56侵入绝缘树脂层10时的电阻变小。此外，辅焊盘56的形状并不限定于圆锥形状。图4是表示从上面看到形成在铜板上的主焊盘的光学显微镜照片的图。图5是表示相当于图4的B-B剖面的SEM照片的图。另外，图4、图5所示的主焊盘58的高度为约19. 2 μ m。如图4所示，在铜板的单侧的面，形成有纵横地图案排列而成的多个主焊盘(mainbump) 58。主焊盘58与图2所示的辅焊盘56较大不同之处在于，其前端是平坦的梯形状。另外，多个主焊盘58相互为相似形。此外，通过调整例如湿蚀刻下的铜板的移动速度，能够改变主焊盘的高度及形状。通过将由此形成的辅焊盘用作布线层侧凸部52，从而可以在绝缘树脂层10与布线层20的边界形成在现有的单纯粗糙面化处理中没有获得的大小的凹凸。其结果，元件搭载用基板100的内部的不同层、即绝缘树脂层10与布线层20的密接性得到了提高，元件搭载用基板100的可靠性得到了提高。另外，详细内容在后述的制造方法的说明中有所触及，即便借助在绝缘树脂层10与保护层40的界面处形成的树脂层侧凸部M，根据与布线层侧凸部52同样的形状、作用，绝缘树脂层10与保护层40的密接性也得到了提高，元件搭载用基板100的可靠性也得到了提高。(元件搭载用基板及半导体组件的制造方法)参照图6 图12，说明第1实施方式涉及的半导体组件的制造方法。图6 图12是表示第1实施方式涉及的半导体组件的制造方法的工序剖视图。首先，如图6(a)所示，准备作为金属板的铜板200，其具有至少比图1所示那样的突起电极30的突起部31的高度与布线层20的厚度之和还大的厚度。作为铜板200采用了由被压延的铜构成的压延金属。其次，如图6(b)所示，根据光刻法，在铜板200的一方的主表面，依照与突起电极30的形成预定区域对应的图案，选择性地形成抗蚀剂210。此时，也依照与前述的辅焊盘56的形成预定区域对应的图案，选择性地形成抗蚀剂211a、211b。此外，抗蚀剂211a对应于辅焊盘56中的构成布线层侧凸部52的辅焊盘56a(后述)，抗蚀剂211b对应于辅焊盘56中的有助于树脂层侧凸部M的形成的辅焊盘56b (后述)。另外，根据期望的布线层侧凸部52及树脂层侧凸部M的形状和大小，适当地设定抗蚀剂211a、211b的形状和大小。另外，抗蚀剂211a和抗蚀剂211b的大小和形状也可不同。突起电极30的形成区域的排列对应于通过多个划痕线(在后面是指用于根据划痕来分割半导体基板310的线)被划分成多个半导体组件形成区域的半导体基板310的各元件电极330(参照图1)的位置。具体而言，利用层压装置在铜板200上粘附规定膜厚的抗蚀剂膜，利用具有突起电极30及辅焊盘56a、56b(以下适当地称为“辅焊盘56”)的图案的光掩模进行曝光之后再显影，由此在铜板200之上选择性地形成了抗蚀剂210、211a、211b(以下适当地称为“抗蚀剂211”)。此外，为了提高与抗蚀剂的密接性，优选根据需要在层压抗蚀剂膜之前对铜板200的表面实施研磨、清洗等的前处理。接着，如图6(c)所示，将抗蚀剂210、211作为掩模，利用氯化铁溶液等的药液进行湿蚀刻处理，由此在相同的条件下同时形成从铜板200的表面突出的规定的圆锥台图案的突起部31及多个辅焊盘56。此时，突起部31及多个辅焊盘56的形状和尺寸如前述的主焊盘58和辅焊盘56的所述那样。在形成了突起部31、辅焊盘56之后，利用剥离剂剥离抗蚀剂210、211。在这里，突起部31相当于前述的主焊盘58，其形状等如前述那样。根据以上说明过的工序，在布线层用的铜板200的一方的主表面，多个辅焊盘56与作为突起电极用的主焊盘的突起部31同时形成且形成为一体。此外，也可采用银(Ag)等的金属掩模来代替抗蚀剂210。这种情况下，由于与铜板200的蚀刻选择比得到了充分的确保，所以可实现突起电极30的图案成形的进一步微细化。接着，如图7(a)所示，在铜板200的形成有突起部31 —侧的主表面，以埋没突起部31的方式层叠具有耐镀敷性的抗蚀剂212。此外，优选在与设置了抗蚀剂210的面相反侧(上面侧)的整个面形成抗蚀剂保护膜(未图示)来保护铜板200。接着，如图7(b)所示，根据光刻法按照突起部31的顶部面31a露出的方式形成开
9Π 212a0接着，如图7 (c)所示，将抗蚀剂212用作掩模，在从开口 21 露出的顶部面31a，例如根据电解镀敷法形成作为金属层的M层34。接着，将抗蚀剂212用作掩模，在从开口212a露出的M层34的表面，例如根据电解镀敷法形成作为金属层的Au层36。接着，如图8(a)所示，利用剥离剂剥离抗蚀剂212。根据以上说明过的工序，在铜板200 —体式形成突起电极30及辅焊盘56。此外，根据需要，通过采用了氯化铁溶液等的药液的湿蚀刻处理等，将与设置有突起电极30 —侧相反的铜板200的表面进行回蚀，使得铜板200薄膜化。此时，在铜板200的形成有突起电极30 —侧的主表面形成抗蚀剂保护膜(未图示)来保护突起电极30、辅焊盘56及铜板200，在蚀刻处理后去除该抗蚀剂保护膜。由此，能够将铜板200的厚度调整成规定的厚度(布线层20的厚度)。然后，优选对包括突起部31及辅焊盘56的铜板200的一方表面实施粗糙化处理。作为粗糙化处理，例如举出CZ处理(注册商标)等的药液处理、等离子体处理等。在CZ处理中，例如在由甲酸和盐酸的混合液等构成的药液中浸渍铜板200，蚀刻突起电极30及辅焊盘56的表面，由此使突起电极30及辅焊盘56的表面粗糙化。在本实施方式中，由于铜板200由压延铜构成，所以形成突起电极30及辅焊盘56的铜的晶粒排列成其长轴与突起电极30的顶部面平行，短轴与突起电极30的顶部面大致垂直。因此，通过突起电极30及辅焊盘56的表面的粗糙化处理，能够在突起电极30及辅焊盘56的侧面形成与铜的晶粒相应的凹凸，并且能够将突起电极30的顶部面确保为大致平坦。另外，在等离子体处理的情况下，例如在600W的高频输出、压力为1.5Pa的条件下，在规定时间内将铜板200暴露在由氧40SCCm、氯60SCCm构成的等离子体气体环境中，蚀刻突起电极30及辅焊盘56的表面，由此使突起电极30及辅焊盘56的表面粗糙化。此外，在等离子体处理的情况下，包覆突起电极30的顶部面，以免顶部面被粗糙化。此时，突起电极30及辅焊盘56的侧面的表面粗糙度的最大高度Rmax为0. 5 3. 0 μ m这一范围。在这里，在侧面的表面粗糙度为Rmax且小于0. 5 μ m的情况下，难以获得能够提高突起电极30及辅焊盘56与绝缘树脂层10之间的密接性的期望的锚效应，在大于3. Oy m的情况下，有可能绝缘树脂层10未落入凹部内，在突起电极30及辅焊盘56与绝缘树脂层10之间出现空间。并且，在因该空间的扩展而产生了热应力之际，导致突起电极30及辅焊盘56和绝缘树脂层10易于从此空间剥离。因此，优选凹凸在上述范围内。另外，能够根据实验求出可获得期望的锚效应的凹凸的程度。此外，突起电极30及辅焊盘56的侧面的表面粗糙度的最大高度Rmax更优选为1. 0 2. 0 μ m这一范围。接着，如图8 (b)所示，在设置有突起电极30 —侧的铜板200的表面层叠绝缘树脂层10。具体而言，按照多个辅焊盘56的前端位于绝缘树脂层10的内部的方式接合铜板200的一方主表面和绝缘树脂层10。本实施方式涉及的绝缘树脂层10是具有粘结/绝缘功能的薄膜状的环氧系连接材料。该材料在未硬化状态下具有优良的热流动特性、机械特性、表面粘附性、光学特性。另外，该材料具有起到高连接可靠性的硬化后的较低的线膨胀系数和高的粘结力。具体而言，绝缘树脂层10在树脂未硬化状态下，具有在层压工序(80°C左右)中实现良好的焊盘埋入的高流动性，并且具有在后述的切削工序(室温)中耐得住切削的机械特性。通过将这种绝缘树脂层10层叠于铜板200，由此铜板200的突起部31及辅焊盘56容易被埋入至绝缘树脂层10 (参照图8(c))。接着，如图9(a)所示，利用&等离子体蚀刻等，按照设置于突起电极30的顶部面的金属层32露出的方式，使绝缘树脂层10薄膜化。在本实施方式中，作为金属层32的表面而露出Au层36。接着，如图9 (b)所示，准备半导体基板310 (6英寸半导体晶片)，其在主表面Sl形成了被划痕线划分的具有元件电极330及元件保护层340的半导体组件形成区域。此外，在该图中，作为半导体基板310的一部分而示出一个半导体组件的要部。具体而言，针对P型硅基板等半导体基板310内的每个半导体组件形成区域，利用组合了公知的光刻技术、蚀刻技术、离子注入技术、成膜技术以及热处理技术等的半导体制造工艺，在主表面Si在规定的集成电路及其外周缘部形成元件电极330的电极部331。然后，在除这些电极部331之外的半导体基板310的主表面Sl上形成绝缘性的元件保护层340，在电极部331上层叠由Ni层334和Au层336构成的金属层332，来作为元件电极330。接着，如图9(b)所示，按照突起电极30和元件电极330对置的方式配置层叠有绝缘树脂层10的铜板200和半导体基板310，利用冲压装置来压接铜板200和半导体基板310。由此，如图9 (c)所示，铜板200、绝缘树脂层10及半导体基板310被一体化，突起电极30和元件电极330被压接，突起电极30和元件电极330被电连接。接着，如图10(a)所示，利用光刻技术，在铜板200的与绝缘树脂层10相反侧的表面，选择性形成与布线层20的形成预定区域对应的图案的抗蚀剂214。接着，如图10 (b)所示，将抗蚀剂214作为掩模，利用蚀刻技术将铜板200加工成规定的图案，由此形成布线层20 (再布线)。在本实施方式中，此时铜板200之中的形成有多个辅焊盘56中的辅焊盘56b的区域X也被去除。在去除了辅焊盘56b后的绝缘树脂层10的表面，根据辅焊盘56b的形状形成圆锥形状的凹部60。关于凹部60的表面，复制被粗糙面化处理后的辅焊盘56b的表面形态。由此形成的布线层20具有设置有突起电极30的电极形成区域22、沿着该电极形成区域22连续延伸的布线区域M、和从布线区域M向绝缘树脂层10的侧突出的布线层侧凸部52。布线层侧凸部52被设置成其前端5 位于绝缘树脂层10的内部。另外，由于布线层侧凸部52直接采用了辅焊盘56a，所以其侧面的表面粗糙度的最大高度Rmax为0. 5 3. 0 μ m这一范围。另外，布线层侧凸部52能够被视作排列成规定的图案的多个突起，另外相互为相似形。另外，布线层侧凸部52距离布线层20的与绝缘树脂层10对置的一侧的面的底部20a的高度hl，在5 25 μ m的范围内设定。此外，该数值范围根据基板的各层的厚度及材质，通过实验及计算适当地算出即可。在形成了布线层20之后，剥离抗蚀剂214。接着，如图10(c)所示，在布线层20及绝缘树脂层10之上层叠保护层(光阻焊层)40。此时，保护层40按照填充凹部60的方式覆盖绝缘树脂层10，由此形成了从保护层40向绝缘树脂层10的侧突出且其前端位于绝缘树脂层10的内部的树脂层侧凸部M。由于树脂层侧凸部M是在去除了辅焊盘56b后的凹部60填充保护层40而形成，所以其侧面具有与辅焊盘56b的侧面相同的粗糙度。树脂层侧凸部M是与辅焊盘56b同样的圆锥形状，即是与布线层侧凸部52同样的圆锥形状。因此，其形状为与布线层侧凸部52同样的构成。另外，多个树脂层侧凸部M相互为相似形。另外，树脂层侧凸部M距离保护层40的与绝缘树脂层10对置的一侧的面的底部40a的高度h2也可为5 μ m 25 μ m。另外，本实施方式涉及的树脂层侧凸部M排列成规定的图案。接着，如图11(a)所示，根据光刻法，在保护层40的规定区域(焊锡球搭载区域)形成开口部42。接着，如图11 (b)所示，根据丝网印刷法，在保护层40的开口部42搭载焊锡球50。具体而言，通过丝网掩模将树脂和焊材作成膏剂状的焊剂印刷在期望地方，加热至焊锡熔融温度，由此形成焊锡球50，完成了半导体组件1。在上述的各图中，为了便于说明，图示了半导体组件的一部分，但是实际上如图12(a)所示那样，在排列有多个半导体组件的半导体基板310的状态下被制造。因此，如图12 (b)所示，沿着划分多个半导体组件形成区域4的划痕线2从半导体基板310的背面(下面侧)切削半导体基板310，由此个别化成多个半导体组件1。然后，对被个别化后的半导体组件1进行利用药液的清洗处理，由此去除在切削时产生的残渣等。根据以上说明过的工序，能够制造半导体组件1。另外，在未搭载半导体基板310(半导体元件300)的情况下，得到了元件搭载用基板100。概括采用以上说明过的构成的作用效果可知，在第1实施方式涉及的元件搭载用基板100中，元件搭载用基板100具备布线层侧凸部52，该布线层侧凸部52被设置成从布线层20向绝缘树脂层10侧突出、且其前端位于绝缘树脂层10的内部。因此，绝缘树脂层10与布线层20的边界成为较大的凹凸面，密接性得到了提高。另外，由于在辅焊盘56a的阶段对布线层侧凸部52的侧面进行粗糙面化处理，所以布线层侧凸部52与绝缘树脂层10的密接性、和布线层20与绝缘树脂层10的密接性得到了进一步提高。此外，元件搭载用基板100具有树脂层侧凸部M，该树脂层侧凸部M被设置成从保护层40向绝缘树脂层10侧突出、且其前端位于绝缘树脂层10的内部。因此，保护层40与绝缘树脂层10的边界成为较大的凹凸面，密接性得到了提高。另外，由于树脂层侧凸部54是在除去了辅焊盘56b后的凹部60填充保护层40而形成的，所以具有与被粗糙面化的辅焊盘56b同样的表面样态。其结果，树脂层侧凸部M与绝缘树脂层10的密接性得到了进一步提高，进而保护层40与绝缘树脂层10的密接性得到了进一步提高。另外，本实施方式涉及的元件搭载用基板的制造方法，在图6(a)所示的工序中，通过适当地设定抗蚀剂210、211的大小，由此能够与突起电极30用的突起部31同时地形成辅焊盘56，该辅焊盘56用于形成布线层侧凸部52及树脂层侧凸部M。另外，在图10 (c)所示的工序中，在保护层40覆盖绝缘树脂层10的阶段，同时形成树脂层侧凸部M。即、在本实施方式涉及的制造方法中，与以往相比无需新的工序，能简单地制造具有布线层侧凸部52及树脂层侧凸部M的元件搭载用基板100。此外，本实施方式涉及的布线层侧凸部52及树脂层侧凸部M如图11(b)所示，为相对于布线层20及保护层40的平坦面、即底部20a、40a突出、且前端尖的形状，但是并不限定于此。例如，布线层侧凸部及树脂层侧凸部的前端也可以是平坦面。(第2实施方式)在上述的第1实施方式中，虽然在将铜板200和绝缘树脂层10粘结之后，隔着绝缘树脂层10压接铜板200和半导体基板310，由此形成半导体组件1，但是也可如下那样形成半导体组件1。以下，对第2实施方式进行说明。此外，关于半导体组件1的基本构成及突起电极30的制造工序，与第1实施方式基板相同。因此，关于与第1实施方式相同的构成，赋予相同的符号，并适当地省略其说明，以不同于第1实施方式的构成为中心来进行说明。图13是表示第2实施方式涉及的半导体组件的制造方法的工序剖视图。如图13所示，在构成冲压装置的一对平板板极(未图示)之间，配置铜板200、绝缘树脂层10和半导体基板310(半导体元件300)。铜板200为使突起电极30朝向绝缘树脂层10侧而配置于绝缘树脂层10的一方的主表面侧，半导体基板310配置于绝缘树脂层10的另一方的主表面侧。此时，进行相对应的金属层32和金属层332的对位。平板板极例如由SiC形成。然后，利用冲压装置，隔着绝缘树脂层10压接铜板200和半导体基板310。冲压加工时的压力及温度分别为约5MPa及200°C。通过冲压加工，绝缘树脂层10弓I起塑性流动，突起电极30贯通绝缘树脂层10。然后，突起电极30的顶部面30a的前端到达元件电极330的表面(Au层336的表面)且两者接合，进而两者被压接，突起电极30的顶部面30a被按压在元件电极330而发生变形。由此，两者的接合部从中央区域逐渐向周边区域扩展。其结果，如图9 (c)所示，铜板200、绝缘树脂层10和半导体基板310(半导体元件300)被一体化，突起电极30与元件电极330被电连接。绝缘树脂层10由加压引起塑性流动的绝缘材料构成，另外突起电极30的侧面形状是随着接近前端而直径变细的形状，所以突起电极30顺畅地贯通绝缘树脂层10。在本实施方式中，通过将铜板200压接至绝缘树脂层10，由此在形成有突起电极30的侧的铜板200的主表面层叠了绝缘树脂层10。(第3实施方式)在上述的各实施方式中，针对用于形成布线层侧凸部52及树脂层侧凸部M的辅焊盘56的形状是圆锥或者圆锥台的情况进行了说明，但是也可通过在铜板形成以下图案来设置布线层侧凸部及树脂层侧凸部。图14是示出了第3实施方式涉及的铜板的加工工序的工序剖视图。此外，适当地省略与上述的实施方式同样的说明。与第1实施方式同样地，准备作为金属板的铜板200，其具有至少比突起电极30的突起部31的高度与布线层20的厚度之和还大的厚度。接着，如图14 (a)所示，根据光刻法，在铜板200的一方的主表面，依照与突起电极30的形成预定区域对应的图案，选择性地形成抗蚀剂210。此时，依照与后述的长方形的辅焊盘的形成预定区域对应的图案，也选择性地形成抗蚀剂216a、216b。具体而言，利用层压装置在铜板200粘附规定膜厚的抗蚀剂膜，利用具有突起电极30及辅焊盘62的图案的光掩模进行曝光之后再显影，由此在铜板200之上选择性地形成了抗蚀剂210、216a、216b。此外，抗蚀剂216a对应于辅焊盘62之中的构成布线层侧凸部64 (后述)的辅焊盘62a，抗蚀剂216b对应于辅焊盘62之中的有助于树脂层侧凸部66(后述)形成的辅焊盘62。另外，根据期望的布线层侧凸部64及树脂层侧凸部66的形状和大小，适当地设定抗蚀剂216a、216b的形状和大小。另外，抗蚀剂216a和抗蚀剂216b的大小和形状也可不同。接着，如图14(b)所示，将抗蚀剂210及抗蚀剂216a、216b (以下适当称为“抗蚀剂216”)作为掩模，利用氯化铁溶液等的药液进行湿蚀刻处理，由此形成从铜板200的表面突出的规定的圆锥台图案的突起部31及多个三角棱柱形状图案的辅焊盘62a、62b (以下适当称为“辅焊盘62”)。此时，突起部31形成为具有随着接近其前端部而直径(尺寸)变细的锥状的侧面部。在形成了突起部31及辅焊盘62之后，利用剥离剂剥离抗蚀剂210、216。图14(c)是表示从箭头Y方向看到图14(b)所示的铜板200的情况下的仰视图。此外，图14(c)所示的虚线区域是通过第1实施方式中说明过的工序而最终成为布线层20的区域。本实施方式涉及的辅焊盘6 形成为与布线层20的长边方向垂直的方向的长度b大于与布线层20的长边方向平行的方向的长度a。换言之，辅焊盘6 是其长边方向成为与布线层20的长边方向交叉的方向的三角棱柱形状。图15是利用辅焊盘62而与第1实施方式同样地设置了布线层侧凸部64及树脂层侧凸部66的半导体组件11的剖视图。在图15所示的半导体组件11中，在布线层因热膨胀而伸缩的情况下，具有朝向布线层20的长边方向Z的位移相对变大的倾向。针对这种伸缩，在绝缘树脂层10与布线层20的边界处设置的布线层侧凸部64，由于其长边方向相对于布线层20的长边方向Z呈垂直，所以布线层20难以相对于绝缘树脂层10发生位移。其结果，在加热或高温时的绝缘树脂层10与布线层20的密接性得到了改善。(第4实施方式)接着，对具备上述的各实施方式涉及的半导体组件1的便携设备进行说明。此外，作为便携设备而示出搭载于移动电话的例子，但是例如也可以是个人用便携式信息终端(PDA)、数码摄像机(DVC)及数码静态相机(DSC)等电子设备。图16是表示第4实施方式涉及的移动电话的构成的图。移动电话1111采用的构造为第1框体1112和第2框体1114通过可动部1120进行连结。第1框体1112和第2框体1114能够以可动部1120为轴来转动。在第1框体1112设置有显示字符或图像等信息的显示部1118及扬声器部11M。在第2框体1114设置有操作用按钮等的操作部1122及麦克风部1126。第1实施方式涉及的半导体组件1被搭载于这样的移动电话1111的内部。图17是图16所示的移动电话的部分剖视图(第1框体1112的剖视图)。上述的各实施方式涉及的半导体组件1经由焊锡球50被搭载于印刷电路板1128，经由这样的印刷电路板11 而与显示部1118等电连接。另外，在半导体组件1的背面侧(与焊锡球50相反侧的面)设置有金属基板等散热基板1116。例如不会将由半导体组件1产生的热限制在第1框体1112内部，能够有效地将其散热到第1框体1112的外部。根据本发明的各实施方式涉及的半导体组件，由于元件搭载用基板100中的布线层或绝缘树脂层等的各层彼此之间的密接性得到了提高，因而经由元件搭载用基板100能够提高半导体元件300与印刷电路板11 的连接可靠性。因此，关于搭载了这样的半导体组件1的本实施方式涉及的便携设备，能够实现动作可靠性的提高。本发明并不限定于上述的各实施方式，可以基于本领域技术人员的知识施加各种设计变更等变形，施加了这种变形的实施方式也包括在本发明的范围内。工业上的可利用性本发明能够利用于元件搭载用基板及其制造方法、半导体组件以及便携设备。符号说明1-半导体组件，10-绝缘树脂层，11-半导体组件，20-布线层，20a-底部，22-电极形成区域，24-布线区域，30-突起电极，31-突起部，32-金属层，40-保护层，40a_底部，42-开口部，50-焊锡球，52-布线层侧凸部，52a-前端，54-树脂层侧凸部，56,58-辅焊盘，60-凹部，62-辅焊盘，64-布线层侧凸部，66-树脂层侧凸部，100-元件搭载用基板，300-半导体元件，310-半导体基板，330-元件电极，1111-移动电话。
权利要求
1.一种元件搭载用基板，其特征在于具备第1绝缘树脂层；布线层，其设置于所述第1绝缘树脂层的一方主表面；第2绝缘树脂层，其覆盖所述第1绝缘树脂层和所述布线层；突起电极，其被设置成与所述布线层电连接、并从所述布线层向所述第1绝缘树脂层侧突出、且贯通所述第1绝缘树脂层；布线层侧凸部，其被设置成从所述布线层向所述第1绝缘树脂层侧突出、且其前端位于所述第1绝缘树脂层的内部；和树脂层侧凸部，其被设置成从所述第2绝缘树脂层向所述第1绝缘树脂层侧突出、且其前端位于所述第1绝缘树脂层的内部。
2.根据权利要求1所述的元件搭载用基板，其特征在于，所述布线层侧凸部的侧面的表面粗糙度的最大高度Rmax为0. 5 3. 0 μ m。
3.根据权利要求1或2所述的元件搭载用基板，其特征在于，所述布线层侧凸部形成为其长边方向成为与所述布线层的长边方向交叉的方向的柱形状。
4.根据权利要求1或2所述的元件搭载用基板，其特征在于，所述布线层侧凸部为圆锥形状、四角锥形状或者三角锥形状。
5.根据权利要求1至4任一项所述的元件搭载用基板，其特征在于，随着接近所述布线层侧凸部的前端，所述布线层侧凸部使面向该前端的斜面的倾斜度变大。
6.根据权利要求1至5任一项所述的元件搭载用基板，其特征在于，所述布线层侧凸部距离所述布线层的与所述第1绝缘树脂层对置一侧的面的底部的高度为5 25 μ m。
7.根据权利要求1至6任一项所述的元件搭载用基板，其特征在于，所述布线层侧凸部由排列成规定的图案的多个突起构成。
8.根据权利要求7所述的元件搭载用基板，其特征在于，所述多个突起相互为相似形。
9.根据权利要求1至8任一项所述的元件搭载用基板，其特征在于，所述树脂层侧凸部为圆锥形状、四角锥形状或者三角锥形状。
10.根据权利要求1至9任一项所述的元件搭载用基板，其特征在于，随着接近所述树脂层侧凸部的前端，所述树脂层侧凸部使面向该前端的斜面的倾斜度变大。
11.根据权利要求1至10任一项所述的元件搭载用基板，其特征在于，所述树脂层侧凸部距离所述第2绝缘树脂层的与所述第1绝缘树脂层对置一侧的面的底部的高度为5 25 μ m。
12.根据权利要求1至11任一项所述的元件搭载用基板，其特征在于，所述树脂层侧凸部由排列成规定的图案的多个突起构成。
13.根据权利要求12所述的元件搭载用基板，其特征在于，所述多个突起相互为相似形。
14.一种半导体组件，其特征在于具备权利要求1至13任一项所述的元件搭载用基板；和半导体元件，其设置有与所述元件搭载用基板所配备的所述突起电极接合的元件电极。
15.一种便携设备，其特征在于搭载权利要求14所述的半导体组件。
16.一种元件搭载用基板的制造方法，所述元件搭载用基板层叠了绝缘树脂层和布线层，该元件搭载用基板的制造方法的特征在于包括下述工序焊盘形成工序，在布线层用的金属板的一方主表面形成突起电极用的主焊盘、且形成不同于主焊盘的多个辅焊盘；接合工序，按照所述多个辅焊盘的前端位于所述第1绝缘树脂层的内部的方式接合所述金属板的一方主表面和第1绝缘树脂层；去除工序，去除所述金属板中的形成有所述多个辅焊盘的一部分的区域；和层叠工序，按照覆盖在通过所述去除工序去除了所述辅焊盘之后形成了凹部的所述第1绝缘树脂层的方式层叠第2绝缘树脂层。
17.根据权利要求16所述的元件搭载用基板的制造方法，其特征在于，在所述焊盘形成工序中，使得用于形成主焊盘的掩模的形状和用于形成辅焊盘的掩模的形状不同。
全文摘要
本发明提供一种元件搭载用基板及其制造方法、半导体组件以及便携设备。元件搭载用基板(100)具备绝缘树脂层(10)；设置于绝缘树脂层(10)的一方主表面的布线层(20)；覆盖绝缘树脂层(10)和布线层(20)的保护层(40)；突起电极(30)，被设置成与布线层(20)电连接、并从布线层(20)向绝缘树脂层(10)侧突出、且贯通绝缘树脂层(10)；布线层侧凸部(52)，被设置成从布线层(20)向绝缘树脂层(10)侧突出、且其前端位于绝缘树脂层(10)的内部；树脂层侧凸部(54)，被设置成从保护层(40)向绝缘树脂层(10)侧突出、且其前端位于绝缘树脂层(10)的内部。
文档编号H05K3/38GK102598250SQ20108004821
公开日2012年7月18日 申请日期2010年10月29日 优先权日2009年10月30日
发明者清水敏哉, 齐藤浩一 申请人:三洋电机株式会社