JP3963620B2

JP3963620B2 - 半導体チップ及びその製造方法

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Publication number: JP3963620B2
Application number: JP32488599A
Authority: JP
Inventors: 亮榎本; 英郎矢橋; 直杉山
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1999-11-16
Filing date: 1999-11-16
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2019-11-16
Also published as: JP2001144211A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体チップ及びその製造方法に関し、特に基板への実装が可能な導体チップ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８に従来技術に係る半導体チップ３３０及びその実装形態を示す。半導体チップ３３０のアルミニウム電極パッド３３２には、ニッケルめっき層３３４及び金めっき層３３８を介して、バンプ３１０を形成するハンダ３４４が設けられている。ここで、半導体チップ３３０は、該バンプ３１０を介して、パッケージ３５０側の電極パッド３５２に電気的に接続されている。
【０００３】
ところで、半導体チップ３３０とパッケージ３５０とは、熱膨張率が異なるため、両者の間に発生する応力を緩和することが必要であり、上記図８に示した実装形態においては、半導体チップ３３０とパッケージ３５０との間にアンダーフィル３３６を配設し、両者を固着させることにより、電気的接続部に応力を集中させないようにすることで、電気的接続部に破断が発生しないように構成されている。
【０００４】
しかしながら、近年の半導体チップの高集積化に伴い、半導体チップのバンプが小型化され、上述した実装形態によっても、半導体チップ３３０とパッケージ３５０との間の応力により、小型化された電気的接続部が破断することがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題点に対し、本発明者は、半導体チップの電極パッド側に厚みのある絶縁層および銅めっきポストを形成する技術を案出した。ここで、絶縁層を厚くすることで、銅めっきポストの高さを高くして可撓性を持たせ、半導体チップと基板との間に発生する応力を吸収させる。しかしながら、この方法は、厚い絶縁層を硬化させる際に、反りが発生し、半導体チップに断線を生じせしめることが判明した。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、高い信頼性で実装することのできる半導体チップ及び該半導体チップの製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１は、上記目的を達成するため、接着剤を介して外部接続用基板の貼られた半導体チップであって、
前記半導体チップには、電極パッド側に絶縁層と、該絶縁層に形成された当該電極パッドと接続するビアとが形成され、
前記外部接続用基板には、バイアホールと、該バイアホールの一端の前記ビア側に接続される突起状導体と、当該バイアホールの他端の外部接続用のバンプとが形成され、ていることを技術的特徴とする。
【０００８】
請求項２は、請求項１において、前記電極パッドは、ジンケート処理されたアルミニウム電極パッドであり、該電極パッドの上に銅めっきからなる前記ビアが、ニッケルと銅の複合めっき層を介して形成されていることを技術的特徴とする。
【０００９】
請求項３は、以下の（１）〜（５）の工程を少なくとも含む半導体チップの製造方法。
（１）一方の面に金属層が形成された絶縁性基材に、該金属層に至る非貫通孔をレーザ加工にて形成する工程、
（２）（１）で形成された非貫通孔に電解めっきを充填してバイアホールを形成する工程、
（３）前記金属層の反対側のバイアホールの表面に導電性ペーストあるいは低融点金属からなる突起状導体を形成して外部接続用基板とする工程。
（４）半導体チップに、電極パッド側の絶縁層と、前記電極パッドへ接続する当該絶縁層のビア及び再配線層とを形成する工程、
（５）前記外部接続用基板を接着剤により前記半導体チップへ貼り付け、前記突起状導体を介して外部接続用基板のバイアホールと前記半導体チップの再配線層とを接続する工程。
【００１０】
請求項４は、以下の（１）〜（６）の工程を少なくとも含む半導体チップの製造方法。
（１）一方の面に金属層が形成され、他方の面に接着剤層及びフィルムの貼られた絶縁性基材に、該金属層に至る非貫通孔をレーザ加工にて形成する工程、
（２）（１）で形成された非貫通孔に電解めっきを充填してバイアホールを形成する工程、
（３）前記金属層の反対側のバイアホールの表面に導電性ペーストあるいは低融点金属からなる突起状導体を形成して外部接続用基板とする工程。
（４）前記外部接続用基板の前記フィルムを剥離し、前記突起状導体を前記接着剤層から露出させる工程、
（４）半導体チップに、電極パッド側の絶縁層と、前記電極パッドへ接続する当該絶縁層のビア及び再配線層とを形成する工程、
（５）前記外部接続用基板を前記接着剤により前記半導体チップへ貼り付け、前記突起状導体を介して外部接続用基板のバイアホールと前記半導体チップの再配線層とを接続する工程。
【００１１】
請求項５の半導体チップの製造方法は、以下の（１）〜（６）の工程を少なくとも含む半導体チップの製造方法。
（１）一方の面に金属層が形成された絶縁性基材に、該金属層に至る非貫通孔をレーザ加工にて形成する工程、
（２）（１）で形成された非貫通孔に電解めっきを充填してバイアホールを形成する工程、
（３）前記金属層の反対側のバイアホールの表面に導電性ペーストあるいは低融点金属からなる突起状導体を形成して外部接続用基板とする工程。
（４）前記外部接続用基板の金属層の反対側に接着剤を塗布する工程。
（５）半導体チップに、電極パッド側の絶縁層と、前記電極パッドへ接続する当該絶縁層のビア及び再配線層とを形成する工程、
（６）前記外部接続用基板を前記接着剤により前記半導体チップへ貼り付け、前記突起状導体を介して外部接続用基板のバイアホールと前記半導体チップの再配線層とを接続する工程。
【００１２】
請求項１の半導体チップでは、外部接続用基板を半導体チップに貼り付け、該外部接続用基板が半導体チップと基板との熱膨張差により発生する応力を吸収するため、半導体チップを基板へ強固に接続することができ、半導体チップの接続信頼性を高めることができる。
【００１３】
請求項２において、半導体チップのアルミニウム電極パッドの表面には、銅めっきを行うことは困難であるが、本発明では、アルミニウム電極パッドの表面にジンケート処理を行った後に、ニッケルと銅との複合めっき層を形成させるため、該複合めっき層の上に銅めっきでビアを形成することができる。
【００１４】
請求項３の半導体チップの製造方法では、外部接続用基板を半導体チップに接着剤で貼り付けるため、張り付けの際に、半導体チップに反りを発生させることがない。
【００１５】
請求項４の半導体チップの製造方法では、外部接続用基板を半導体チップに接着剤で貼り付けるため、張り付けの際に、半導体チップに反りを発生させることがない。ここで、外部接続用基板のフィルムを剥離し、突起状導体を接着剤層から露出させた状態で半導体チップへ接続させるため、電気的な接続信頼性に優れる。
【００１６】
請求項５の半導体チップの製造方法では、外部接続用基板を半導体チップに接着剤で貼り付けるため、張り付けの際に、半導体チップに反りを発生させることがない。ここで、突起状導体を形成した後、接着剤を塗布するため、当該接着剤をめっき液等に触れさせることがないので、接着剤の信頼性に優れる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る半導体チップ及び半導体チップの製造方法について図を参照して説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る半導体チップを示している。
半導体チップ３０の下面には、パッシベーション膜３４の開口にジンケート処理されたアルミニウム電極パッド３２が形成されている。本実施形態では、パッシベーション膜３４の下面に絶縁層４２が配設され、該絶縁層４２には、該アルミニウム電極パッド３２に至るテーパ状に広がった非貫通孔４２ａが形成されている。そして、該非貫通孔４２ａの底部のアルミニウム電極パッド３２には、ニッケルめっき層３８，ニッケルと銅との複合めっき層４０を介在させて、銅めっきを充填してなるビア４４及び再配線層４６が形成されている。
【００１８】
当該半導体チップ３０の下面には、外部接続用基板５０が貼り付けれれている。該外部接続用基板５０には、バイアホール６２が形成され、該バイアホール６２の上面には、突起状導体６４を介して半導体チップ側の再配線層４６と接続されている。バイアホール６２の下面には、半田バンプ６８が形成されている。該外部接続用基板５０は、半田バンプ６８を介して外部基板９０のパッド９２へ接続されている。
【００１９】
ここで、外部接続用基板５０の厚さ、及び、バイアホール６２の高さは２５〜２５０μｍに形成されている。一方、バイアホール６２の直径は２０μｍ〜３００μｍに形成されている。ここで、半導体チップ３０と基板９０の熱膨張率は異なり、半導体チップ３０の動作時に発生する熱により、半導体チップ３０と基板９０との間に応力が発生するが、樹脂から成り可撓性を有する外部接続用基板５０及び銅めっきより成り弾性を有するバイアホール６２によって応力を吸収できるため、電気的接続部にクラックを発生させることがなくなり、半導体チップ３０と基板９０との間に高い接続信頼性を与えている。
【００２０】
引き続き、図２〜図５を参照して本実施形態に係る半導体チップ３０の製造方法について説明する。
ここでは、先ず、半導体チップ側への絶縁層４２及びビア４４の形成について説明する。図２の工程（Ａ）に示すパッシベーション膜３４の開口にアルミニウム電極パッド３２が形成された半導体チップ３０に対して、以下の工程で銅めっきポストおよびバンプを形成する。先ず、図２の工程（Ｂ）に示すように半導体チップ３０を常温で１０〜３０秒間、金属塩である酸化亜鉛と還元剤として水酸化ナトリウムを混合した液中に浸漬することで、アルミニウム電極パッド３２にジンケート処理を施す。これにより、ニッケルめっき層或いは複合めっき層の析出を容易ならしめる。
【００２１】
引き続き、図２の工程（Ｃ）に示すように、半導体チップ３０をニッケル無電解めっき液中に浸けて、アルミニウム電極パッド３２の表面にニッケルめっき層３８を析出させる。なお、このニッケルめっき層を形成する工程は省略しても後述する複合めっき層をアルミニウム電極パッド３２に直接形成することも可能である。
【００２２】
そして、図２の工程（Ｄ）に示すように、該半導体チップ３０を、ニッケル−銅の複合めっき液に浸漬し、ニッケルめっき層３８の上に０．０１〜５μｍのニッケル−銅の複合めっき層４０を形成する。この複合めっき層をニッケルが１〜６０重量％、残部を主として銅とすることで、アルミニウム電極パッドに複合めっき層を形成できるようにするのに加えて、表面に銅めっきを容易に形成できるようにする。また、複合めっき層の厚さを０．０１μｍ以上にすることで、表面に銅めっきを形成することが可能になる。他方、５μｍ以下にすることで、短時間で析出することができる。
【００２３】
次に、図３の工程（Ｅ）に示すように絶縁樹脂を塗布する。
この絶縁樹脂としては、本実施形態では、レーザー加工により非貫通孔を形成するため、熱硬化性のエポキシ樹脂やポリイミド樹脂を用いる。化学的な処理により非貫通孔を形成する場合には、感光性のエポキシ樹脂やポリイミド樹脂を使用することができる。次に、図３の工程（Ｆ）に示すように乾燥処理を行った後、レーザにより非貫通孔４２ａを形成する。そしてさらに、加熱処理してアルミニウム電極パッド３２に至る非貫通孔４２ａを有する絶縁層４２を形成する。
【００２４】
次に、図３の工程（Ｇ）に示すように、非貫通孔４２ａ内に銅めっきを充填してビア４４を形成すると共に、絶縁層４２上に再配線層４６を形成する。これらは、無電解めっきにより形成する。
【００２５】
引き続き、外部接続用基板５０の製造方法について、図４を参照して説明する。
第４図の工程（Ａ）に示すように、片面に金属層５８の形成された絶縁性基材５６に、接着剤層５４及びＰＥＴ（ポリエチレンテレフトレイト）フィルム５２貼り付ける。
ここで、使用する絶縁性基材５６としては、有機系絶縁性基材であれば使用でき、具体的には、アラミド不織布−エポキシ樹脂基材、ガラス布エポキシ樹脂基材、アラミド不織布−ポリイミド基材、ビスマレイミドトリアジン樹脂基材から選ばれるリジッド（硬質）の積層基材、あるいは、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）フィルム、ポリイミド（ＰＩ）などのフィルムからなるフレキシブル基材から選ばれる１種であることが望ましい。
【００２６】
前記絶縁性基材５６としてはリジッドな積層基材であることが望ましく、特に片面銅張積層板が好適である。金属層５８がエッチングされた後の取扱中に配線パターンやバイアホールの位置がずれることがなく、位置精度に優れるからである。
【００２７】
また、絶縁性基材５６に形成された金属層５８は、銅箔を使用できる。銅箔は密着性改善のため、マット処理されていてもよい。ここでは、片面銅張積層板を使用する。片面銅張積層板は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂などの熱硬化性樹脂をガラスクロスに含浸させてＢステージとしたプリプレグと銅箔を積層して熱プレスすることにより得られる基板である。片面銅張積層板は、リジッドな基板であり、扱いやすくコスト的にも最も有利である。また、絶縁性基材５６の表面に、金属を蒸着した後、電解めっきを用い、金属層を形成することもできる。
【００２８】
絶縁性基材５６の厚さは２５〜２５０μｍ、好ましくは５０〜１００μｍである。これらの範囲より薄くなると強度が低下して取扱が難しくなりとともに十分な可撓性を持たせ難くなり、逆に厚すぎると微細なバイアホールの形成および導電性材料による充填が難しくなるからである。
一方、金属層５８の厚さは、５〜３５μｍ、好ましくは８〜３０μｍであり、１２〜２５μｍが好適である。これは、後述するようにレーザ加工にて孔明けした際に、薄すぎると貫通してしまうからであり、逆に厚すぎるとエッチングが難いからである。
【００２９】
接着剤層５４は、外部接続用基板５０もしくは、または、半導体チップ３０の絶縁層４２のいずれか全面に塗布して形成することができ、接着剤層に導通のための孔明けの必要がない。接着剤層５４は、有機系接着剤からなることが望ましく、有機系接着剤としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、熱硬化型ポリフェノレンエーテル（ＰＰＥ：Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｔｈｅｒ）、エポキシ樹脂と熱可塑性樹脂との複合樹脂、エポキシ樹脂とシリコーン樹脂との複合樹脂、ＢＴレジンから選ばれる少なくとも１種の樹脂であることが望ましい。
【００３０】
有機系接着剤である未硬化樹脂の塗布方法は、カーテンコータ、スピンコータ、ロールコータ、スプレーコート、スクリーン印刷などを使用できる。また、接着剤層の形成は、接着剤シートをラミネートすることによってもできる。接着剤層の厚さは、５〜５０μｍが望ましい。接着剤層は、取扱が容易になるため、予備硬化（プレキュア）しておくことが好ましい。
【００３１】
ついで、レーザ加工により、絶縁性基材５６に非貫通孔６０を開ける（工程（Ｂ））。レーザ加工機としては、炭酸ガスレーザ加工機、ＵＶレーザ加工機、エキシマレーザ加工機などを使用できる。また、孔径は２０〜３００μｍがよい。炭酸ガスレーザ加工機は、加工速度が速く、安価に加工できるため工業的に用いるには最も適しており、本願発明に最も望ましいレーザ加工機である。ここで、炭酸ガスレーザ加工機を用いた場合には、該孔６０内であって、金属層５８の表面にわずかながら溶融した樹脂が残りやすいため、デスミア処理することが、接続信頼性を確保するため望ましい。
【００３２】
引き続き、レーザ加工で開けた非貫通孔６０に電解めっきを充填してバイアホール６２とする（工程（Ｅ））。電解めっきとしては、例えば、銅、金、ニッケル、ハンダめっきを使用できるが、特に、電解銅めっきが最適である。この場合は、バンプを同時に形成することができる。
【００３３】
電解めっきは、絶縁性基材５６に形成された金属層５８をめっきリードとして行う。前記金属層５８は、絶縁性基材５６上の全面に形成されているため、電流密度が均一となり、非貫通孔を電解めっきにて均一な高さで充填することができる。ここで、電解めっき前に、非貫通孔６０内の金属層５８の表面を酸などで活性化処理しておくとよい。めっきを行う際には、絶縁性基材５６に形成された金属層５８の表面側に電解めっきが析出しないように、金属層５８側に図示しないマスクをかけておくか、或いは、同じ絶縁性基材５６を２枚、金属層５８同士を積層密着させてめっき液に触れないようにして、電解めっきを行ことが好ましい。
【００３４】
電解めっきした後、工程（Ｄ）にて、金属層５８とは反対側の、バイアホール６２表面にバンプ６４を形成する。バンプ６４は、例えば、導電性ペーストを所定位置に開口の設けられたメタルマスクを用いてスクリーン印刷する方法、低融点金属である半田ペーストを印刷する方法、半田めっきを行う方法、あるいは溶融半田槽に浸漬する方法により形成することができる。
前記低融点金属としては、Ｐｂ−Ｓｎ系半田、Ａｇ−Ｓｎ系半田、インジウム半田等を使用することができる。
【００３５】
前記バンプの絶縁性基材５６からの高さとしては、３〜６０μｍが望ましい。この理由は、３μｍ未満では、バンプの変形により、バンプの高さのばらつきを許容することができず、また、６０μｍを越えると抵抗値が高くなる上、バンプを変形した際に横方向に拡がってショートの原因となる。
【００３６】
最後に、工程（Ｅ）に示すように、フィルム５２を剥離することで、バンプ６４の表面を接着剤層５４から突出させ外部接続用基板５０を完成する。
【００３７】
引き続き、第２図を参照して上述した半導体チップ３０と、第３図及び第４図を参照して上述した外部接続用基板５０との積層工程について図５を参照して説明する。
【００３８】
図５の工程（Ａ）に示すように、該外部接続用基板５０と半導体チップ３０とを、外部接続用基板５０のバンプ６４と半導体チップ３０の再配線層４６とが対応するように積層し、熱プレスを用いて１５０〜２００℃で加熱し、５〜１００ｋｇｆ／ｃｍ2 、望ましくは２０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ2 で加圧プレスすることにより一体化する。なお、熱プレスとしては、真空熱プレスを用いることが好適である。これにより、工程（Ｂ）に示すように積層が完了する。本実施形態では、完成した外部接続用基板５０を接着剤を介して半導体チップ３０に貼り付けるため、反りが発生することがない。また、第１実施形態では、バンプ６４を接着剤層５４から突出させてあるため、該バンプ５４が再配線層４６に直接接触し、電気的な接続信頼性が高いという利点がある。
【００３９】
引き続き、工程（Ｃ）に示すようにスルーホール６２に対応する部位に、金属層５８をエッチングしてバンプランド５９を形成する。最後に、工程（Ｄ）に示すようにバンプランド５９上に半田バンプ６８を形成して、半導体チップ３０を完成する。尚、半田バンプ６８の形成には、クリームハンダを印刷してリフローする方法が適しているが、半田ボールを搭載する方法でも可能である。この半導体チップ３０は、半田バンプ６８が基板９０のパッド９２に対応するように基板９０に載置され、リフローされることで、図１を参照して上述したように基板９０に取り付けられる。
【００４０】
引き続き、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、半導体チップ側へのビア４４及び再配線層４６の形成については、第１実施形態と同様であるため、外部接続用基板５０の製造方法についてのみ図６を参照して説明する。
【００４１】
図６の工程（Ａ）に示すように、片面に金属層５８の形成された絶縁性基材５６を出発材とする。ここで、使用する絶縁性基材５６としては、第１実施形態と同様に有機系絶縁性基材であれば使用できる。また、絶縁性基材５６に形成された金属層５８は、銅箔を使用できる。
【００４２】
ついで、レーザ加工により、絶縁性基材５６に非貫通孔６０を開ける（工程（Ｂ））。引き続き、レーザ加工で開けた非貫通孔６０に電解めっきを充填してバイアホール６２とする（工程（Ｃ））。なお、電解めっきを一部充填し残存部分に導電性ペーストを充填して行うこともできる。
電解めっきとしては、例えば、銅、金、ニッケル、ハンダめっきを使用できるが、特に、電解銅めっきが最適である。この場合は、バンプを同時に形成することができる。
【００４３】
電解めっきは、絶縁性基材５６に形成された金属層５８をめっきリードとして行う。前記金属層５８は、絶縁性基材５６上の全面に形成されているため、電流密度が均一となり、非貫通孔を電解めっきにて均一な高さで充填することができる。第２実施態様では、電解めっきにより非貫通孔を完全充填する。ここで、電解めっき前に、非貫通孔６０内の金属層５８の表面を酸などで活性化処理しておくとよい。
【００４４】
電解めっきした後、工程（Ｄ）に示すように孔６０から盛り上がった電解めっき（金属６２）を研磨などで除去して、平坦化することもできる。研磨は、ベルトサンダーやバフ研磨等を使用できる。
【００４５】
次に、工程（Ｅ）にて、金属層５８した面とは反対側の、バイアホール６２表面にバンプ６４を形成する。バンプ６４は、例えば、導電性ペーストを所定位置に開口の設けられたメタルマスクを用いてスクリーン印刷する方法、低融点金属である半田ペーストを印刷する方法、半田めっきを行う方法、あるいは半田溶融液に浸漬する方法により形成することができる。
前記低融点金属としては、Ｐｂ−Ｓｎ系半田、Ａｇ−Ｓｎ系半田、インジウム半田等を使用することができる。
【００４６】
前記バンプの絶縁性基材５６からの高さとしては、３〜６０μｍが望ましい。この理由は、３μｍ未満では、バンプの変形により、バンプの高さのばらつきを許容することができず、また、６０μｍを越えると抵抗値が高くなる上、バンプを変形した際に横方向に拡がってショートの原因となる。
【００４７】
次に、工程（Ｆ）に示すように、該絶縁性基材５６のバンプ６４側の表面全面に、樹脂を塗布して、乾燥することにより、未硬化樹脂からなる接着剤層５４を形成する。接着剤層５４は、第１実施形態と同様な材料を用いることができる。
【００４８】
第２実施形態においても、半導体チップ３０と外部接続用基板５０とを、熱プレスを用いて加熱し加圧プレスすることにより、半導体チップ３０と基板５０とを接着する。ここでは、先ず、加圧されることで、該外部接続用基板５０のバン６４が、半導体チップ３０の再配線層４６との間に介在している未硬化の接着剤（絶縁性樹脂）を周囲に押し出し、再配線層４６と当接し両者の接続を取る。更に、加圧と同時に加熱されることで、接着剤層５４が硬化し、半導体チップ３０と基板５０との間で強固な接着が行われる。なお、熱プレスとしては、真空熱プレスを用いることが好適である。
【００４９】
引き続き、本発明の第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、半導体チップ側へのビア４４及び再配線層４６の形成については、第１実施形態と同様であるため、外部接続用基板５０の製造方法についてのみ図７を参照して説明する。
【００５０】
図７のの工程（Ａ）において示すように、金属層５８の形成された絶縁性基材（片面銅張積層板）５６に、主として導電ペーストの印刷用のマスクとして使用される保護フィルム５２を貼付する。この保護フィルム５２としては、例えば表面に粘着層を設けたポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴ）を使用できる。工程（Ｂ）にてこの片面銅張積層板５６にレーザ加工を施して非貫通孔６０を設ける。
【００５１】
工程（Ｃ）にて、金属層５８にめっきが析出しないように、この非貫通孔６０の一部を電解めっき６２で充填する。さらに工程（Ｄ）において、残りの空間に導電性ペースト１６４を充填する。第３実施形態では、電解めっきの高さのばらつきを導電ペースト１４６により是正してバンプの高さをそろえることができる。なお、この場合導電性ペーストの代えて低融点金属を充填することもできる。
【００５２】
導電性ペーストは、銀、銅、金、ニッケル、半田から選ばれる少なくとも１種以上の金属粒子からなる導電性ペーストを使用できる。また、前記金属粒子としては、金属粒子の表面に異種金属をコーティングしたものも使用できる。具体的には銅粒子の表面に金、銀から選ばれる貴金属を被覆した金属粒子を使用することができる。
【００５３】
なお、導電性ペーストとしては、金属粒子に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）などの熱可塑性樹脂を加えた有機系導電性ペーストが望ましい。
【００５４】
電解めっきの非貫通孔の充填率（電解めっきの高さ×１００／非貫通孔の深さ）は、平均で５０％以上、１００％未満、より好ましくは、５５％〜９５％であり、６０％〜９０％が最適である。
【００５５】
前記保護フィルム５２の開口に充填された導電ペースト１４６は、バンプとなる。工程（Ｆ）にてフィルム１０１を除去して、導電性ペースト１４６で形成されたバンプを露出させ、第３実施形態の外部接続用基板５０を得る。
【００５６】
前記導電ペーストからなるバンプは、半硬化状態であることが望ましい。導電ペーストは、半硬化状態でも硬く、熱プレス時に軟化した有機接着剤層を貫通させることができる。また、プレス時に変形して接触面積が増大し、導通抵抗を低くすることができるだけでなく、バンプの高さのばらつきを是正することができる。
【００５７】
また、上述した実施態様では、バイアホールを形成するための穴をレーザ加工を用いて形成したが、ドリル加工、パンチング加工等の機械的方法で穴開けすることも可能である。
【００５８】
また、本発明の外部接続用基板は、プリント配線板に一般的に行われている種々の加工処理、例えば、表面へのソルダーレジストの形成、表面の導体回路へのニッケル／金めっきやハンダ処理、穴開け加工、キャビティー加工、スルーホールめっき処理等を施すことができる。
【００５９】
さらに、第２、第３実施形態では、外部接続用基板を製造するにあたり、絶縁性基板の非貫通孔の形成は、レーザ加工により行うのであるが、接着剤層にレーザ加工で孔明けする必要がなく、絶縁性基材と接着剤層を同時にレーザ加工で孔明けしなくともよい。つまり、絶縁性基板をレーザ加工で孔明けした後、外部接続用基板もしくは導体回路を有する基板に接着剤層を形成できるのである。このため、孔明け後のデスミア処理を接着剤層の形成前に実施することができることになり、デスミア処理により接着剤層が浸食されることがない。
【００６０】
また、第２、第３実施形態では、非貫通孔を電解めっきを充填する場合は、絶縁性基板にレーザ加工にて非貫通孔を形成、電解めっき充填後に、外部接続用基板もしくは導体回路を有する基板に接着剤層を形成できるため、電解めっき液と接着剤層が接触することはない。従って、めっき液により接着剤層が浸食されることがない。
【００６１】
接着剤層は、最終工程の熱プレスに至るまでは未硬化であるため、デスミア処理やめっき液で劣化しやすいが、第２、第３実施形態では、このような問題の発生を防止し、信類性の高い基板を容易に形成できるという特徴を持つ。このため、接着剤層５４の信頼性に優れる。
また、第２、第３実施形態の外部接続用基板において、絶縁性基材の非貫通孔に、電解めっきを充填してバイアホールを形成するとともに、前記絶縁性基材の導体回路を形成した面の反対側のバイアホールの表面には、導電ペーストあるいは低融点金属にて突起状導体を形成するので、熱プレスの際に導電ペーストあるいは低融点金属が変形して電解めっきの高さのばらつきを吸収することができ、接続不良を防止して接続信頼性に優れた多層プリント配線板が得られる。
【００６２】
なお、上述した実施形態においては、外部接続用基板５０と、半導体チップ上のビアとを別々に製造するため、生産効率を高めることができる。特に、外部接続用基板５０は、大判の片面基板を用い得るため、廉価に製造することができる。また、スルーホールを電解めっきにより形成するため、高さのあるスルーホールを短時間で形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体チップの断面図である。
【図２】第１実施形態に係る半導体チップの製造工程図である。
【図３】第１実施形態に係る半導体チップの製造工程図である。
【図４】第１実施形態に係る外部接続用基板の製造工程図である。
【図５】第１実施形態に係る半導体チップの製造工程図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る半導体チップの外部接続用基板の製造工程図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る半導体チップの外部接続用基板の製造工程図である。
【図８】従来技術に係る半導体チップの断面図である。
【符号の説明】
３０半導体チップ
３２アルミニウム電極パッド
３４パッシベーション膜
３８ニッケルめっき層
４０複合めっき層
４４ビア
４６再配線層
５０外部接続用基板
５２フィルム
５４接着剤層
５６絶縁性基材
５８金属層
６０非貫通孔
６２スルーホール
６４バンプ（突起状導体）

Claims

接着剤を介して外部接続用基板の貼られた半導体チップであって、
前記半導体チップには、電極パッド側に絶縁層と、該絶縁層に形成された当該電極パッドと接続するビアとが形成され、
前記外部接続用基板には、バイアホールと、該バイアホールの一端の前記ビア側に接続される突起状導体と、当該バイアホールの他端の外部接続用のバンプとが形成され、ていることを特徴とする半導体チップ。
前記電極パッドは、ジンケート処理されたアルミニウム電極パッドであり、該電極パッドの上に銅めっきからなる前記ビアが、ニッケルと銅の複合めっき層を介して形成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体チップ。
以下の（１）〜（５）の工程を少なくとも含む半導体チップの製造方法。
（１）一方の面に金属層が形成された絶縁性基材に、該金属層に至る非貫通孔をレーザ加工にて形成する工程、
（２）（１）で形成された非貫通孔に電解めっきを充填してバイアホールを形成する工程、
（３）前記金属層の反対側のバイアホールの表面に導電性ペーストあるいは低融点金属からなる突起状導体を形成して外部接続用基板とする工程。
（４）半導体チップに、電極パッド側の絶縁層と、前記電極パッドへ接続する当該絶縁層のビア及び再配線層とを形成する工程、
（５）前記外部接続用基板を接着剤により前記半導体チップへ貼り付け、前記突起状導体を介して外部接続用基板のバイアホールと前記半導体チップの再配線層とを接続する工程。
以下の（１）〜（６）の工程を少なくとも含む半導体チップの製造方法。
（１）一方の面に金属層が形成され、他方の面に接着剤層及びフィルムの貼られた絶縁性基材に、該金属層に至る非貫通孔をレーザ加工にて形成する工程、
（２）（１）で形成された非貫通孔に電解めっきを充填してバイアホールを形成する工程、
（３）前記金属層の反対側のバイアホールの表面に導電性ペーストあるいは低融点金属からなる突起状導体を形成して外部接続用基板とする工程。
（４）前記外部接続用基板の前記フィルムを剥離し、前記突起状導体を前記接着剤層から露出させる工程、
（５）半導体チップに、電極パッド側の絶縁層と、前記電極パッドへ接続する当該絶縁層のビア及び再配線層とを形成する工程、
（６）前記外部接続用基板を前記接着剤により前記半導体チップへ貼り付け、前記突起状導体を介して外部接続用基板のバイアホールと前記半導体チップの再配線層とを接続する工程。
以下の（１）〜（６）の工程を少なくとも含む半導体チップの製造方法。
（１）一方の面に金属層が形成された絶縁性基材に、該金属層に至る非貫通孔をレーザ加工にて形成する工程、
（２）（１）で形成された非貫通孔に電解めっきを充填してバイアホールを形成する工程、
（３）前記金属層の反対側のバイアホールの表面に導電性ペーストあるいは低融点金属からなる突起状導体を形成して外部接続用基板とする工程。
（４）前記外部接続用基板の金属層の反対側に接着剤を塗布する工程。
（５）半導体チップに、電極パッド側の絶縁層と、前記電極パッドへ接続する当該絶縁層のビア及び再配線層とを形成する工程、
（６）前記外部接続用基板を前記接着剤により前記半導体チップへ貼り付け、前記突起状導体を介して外部接続用基板のバイアホールと前記半導体チップの再配線層とを接続する工程。