JPH114065A - プリント配線基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、半導体チップを信頼性高くフリッ
プチップ実装することができるプリント配線基板及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 プリント配線基板１０の絶縁基板１２上
に導電性に優れたＣｕ電極１４が形成され、各Ｃｕ電極
１４はＮｉ層１６によって被覆され、このＮｉ層１６は
更にＡｕ層１８によって被覆されている。このような非
酸化性金属層としてのＡｕ層１８による被覆により、Ｃ
ｕ電極１４やＮｉ層１６が酸化されて絶縁性の酸化膜が
形成されることが防止される。また、高硬度金属層とし
てのＮｉ層１６が介在していることにより、半導体チッ
プをフリップチップ実装する際、半導体チップの各突起
電極がプリント配線基板１０のＮｉ層１６によって被覆
されている各Ｃｕ電極１４に沈み込まずに、Ｎｉ層１６
によって被覆されている各Ｃｕ電極１４が絶縁基板１２
に適度に沈み込むことになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリン卜配線基板
及びその製造方法に係り、特に半導体チップをフリップ
チップ実装（flip chip bonding ）するプリント配線基
板及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、エレクトロニクス機器は軽薄短小
化傾向を強め、高機能集積化及び信号処理の高速化が進
んできている。そして、これに伴い半導体チップの電極
間ピッチも１００μｍ以下となることが要求されるよう
になってきている。この場合、このような電極間ピッチ
の狭い半導体チップをはんだを用いてプリント配線基板
上に実装することは技術的に極めて困難であり、また耐
環境性が全世界的に重要視されてきていることから、は
んだを用いることなく半導体チップをプリント配線板上
にフリップチップ実装する方法が最近盛んに検討され始
めている。

【０００３】このようなはんだを用いないフリップチッ
プ実装方法のうち、代表的なものとして、ＡＣＦ（異方
性導電膜）を用いる方法がある。この場合、図１５に示
されるように、プリント配線基板５０としては、例えば
ガラスエポキシ、紙フェノ一ル、又はセラミック等の絶
縁材からなる絶縁基板５２上に、導電性に優れたＣｕ
（銅）を電極材料とする電極、即ちＣｕ電極５４が形成
されているものを用いる。そして、図１６に示されるよ
うに、このプリント配線基板５０に半導体チップをフリ
ップチップ実装するのに用いるＡＣＦ５６は、絶縁性樹
脂材からなるベースフィルム５８内に例えば直径５μｍ
程度のニッケル粒子等からなる導電粒子６０が複数散り
ばめられているものである。

【０００４】このようなＡＣＦ５６を用いる従来のフリ
ップチップ実装は、図１７に示されるように、プリント
配線基板５０の実装領域上にＡＣＦ５６を配置し、続い
て、このＡＣＦ５６を介してプリント配線基板５０上方
に半導体チップ６２の位置決めを行い、半導体チップ６
２の半導体基板６４上に形成された各突起電極６６がプ
リント配線基板５０の絶縁基板５２上の各Ｃｕ電極５４
に対応するようにした後、この位置決めをした半導体チ
ップ６２をＡＣＦ５６を介してプリント配線基板５０上
に圧着することにより行われる。

【０００５】従って、このフリップチップ実装方法によ
れば、プリント配線基板５０と半導体チップ６２との間
にＡＣＦ５６のベースフィルム５８が介在することによ
り、半導体チップ６２をプリント配線基板５０上に固定
保持することができる。また、半導体チップ６２の各突
起電極６６とプリント配線基板５０の対応する各Ｃｕ電
極５４との間にＡＣＦ５６の導電粒子６０が挟まれるこ
とにより、このＡＣＦ５６の導電粒子６０を介して半導
体チップ６２の突起電極６６とこれと対応するプリント
配線基板５０のＣｕ電極５４との導通をとることができ
る。

【０００６】また、はんだを用いることなく半導体チッ
プをプリント配線基板上にフリップチップ実装する方法
としては、上記ＡＣＦを用いる方法の他に、光収縮性樹
脂を用いる方法がある。この光収縮性樹脂を用いる従来
のフリップチップ実装は、図１８に示されるように、プ
リント配線基板５０に対応させて半導体チップ６２の位
置決めを行い、半導体チップ６２の半導体基板６４上に
形成された各突起電極６６がプリント配線基板５０の絶
縁基板５２上の各Ｃｕ電極５４に対応するようにした
後、この位置決めをした半導体チップ６２をプリント配
線基板５０上にマウン卜し、続いて半導体チップ６２と
プリント配線基板５０との間隙に光収縮性樹脂６８を充
填し、光照射することにより行われる。

【０００７】従って、このフリップチップ実装方法によ
れば、半導体チップ６２とプリント配線基板５０との間
隙に充填した光収縮性樹脂６８が感光したときに生じる
収縮力によって半導体チップ６２をプリント配線基板５
０上に固定保持することができる。また、半導体チップ
６２の各突起電極６６とプリント配線基板５０の対応す
る各Ｃｕ電極５４とが直接に接触していることにより、
半導体チップ６２の各突起電極６６とこれと対応するプ
リント配線基板５０の各Ｃｕ電極５４との導通をとるこ
とができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
半導体チップ６２をフリップチップ実装するプリント配
線基板５０においては、上記図１５に示されるように、
その電極材料として導電性に優れた金属であるＣｕを用
いるのが一般的であるが、このＣｕは酸化によってその
表面に絶縁性のＣｕＯ（酸化銅）が形成され易い金属で
ある。従って、このような状況のもとで上記従来のＡＣ
Ｆを用いた半導体チップのフリップチップ実装方法を採
用すると、上記図１７に示されるように、プリント配線
基板５０のＣｕ電極５４表面に絶縁性のＣｕＯ膜７０が
形成され、この絶縁性のＣｕＯ膜７０と半導体チップ６
２の突起電極６６との間にＡＣＦ５６の導電粒子６０の
一部が挟まれることになるため、これらの一部の導電粒
子６０はプリント配線基板５０のＣｕ電極５４と半導体
チップ６２の突起電極６６との導通に寄与しなくなり、
結果としてＣｕ電極５４と突起電極６６との間の接続抵
抗が上昇してしまう。

【０００９】また、上記従来の光収縮性樹脂６８を用い
た半導体チップ６２のフリップチップ実装方法において
も、上記図１８に示されるように、プリント配線基板５
０のＣｕ電極５４表面に絶縁性のＣｕＯ膜７０が形成さ
れることから、この絶縁性のＣｕＯ膜７０によってプリ
ント配線基板５０のＣｕ電極５４と半導体チップ６２の
突起電極６６との十分な接触が阻害され、結果としてＣ
ｕ電極５４と突起電極６６との間の接続抵抗が上昇して
しまう。

【００１０】更に、ＣｕＯは一般には水分子を吸着し易
いため、図１９及び図２０に示されるように、プリント
配線基板５０のＣｕ電極５４表面のＣｕＯ膜７０と半導
体チップ６２の突起電極６６との接触部に水分子７２が
侵入して吸着する場合があり、こうした状況において低
温環境におかれると、この水分子７２が凍結して体積膨
張を起こし、半導体チップ６２の突起電極６６とプリン
ト配線基板５０のＣｕ電極５４との接触を引き離す方向
に力が働き、結果として半導体チップ６２の突起電極６
６とプリント配線基板５０のＣｕ電極５４との間の接続
オープン不良が生じるなど、実装の信頼性の低下を引き
起こす危険がある。

【００１１】こうしたことから、ＡＣＦ５６を用いてフ
リップチップ実装した場合における、図１５のプリント
配線基板５０の各Ｃｕ電極５４と半導体チップ６２の各
突起電極６６との接続抵抗の温度サイクルに対する変動
を測定すると、図２１のグラフに示されるような結果と
なる。即ち、この図２１のグラフ中の上方に振幅の大き
い線で示される−２５℃から＋１２５℃の範囲で周期的
に変化する温度サイクルに対し、下方の振幅の小さい線
で示されるプリント配線基板５０のＣｕ電極５４と半導
体チップ６２の突起電極６６との接続抵抗は、この温度
サイクルに応じた変動を生じるが、この変動が不規則な
波形を示している。また、この接触抵抗が経時的に増大
していく傾向を示している。（図２１において、上方の
振幅の大きい線は温度サイクルを示し、下方の振幅の小
さい線はこの温度サイクルに対するプリント配線基板５
０の各Ｃｕ電極５４と半導体チップの各突起電極との接
続抵抗の変化を示す。）

【００１２】このことは、プリント配線基板５０のＣｕ
電極５４表面への絶縁性のＣｕＯ膜７０の形成や、この
ＣｕＯ膜７０に吸着された水分子の体積膨張などによっ
て、ＡＣＦ５６の導電粒子６０を介した半導体チップ６
２の突起電極６６とプリント配線基板５０のＣｕ電極５
４との接続が良好かつ安定に維持されていないことを意
味する。

【００１３】なお、このプリント配線基板５０のＣｕ電
極５４表面に絶縁性のＣｕＯ膜７０が形成されたり、こ
のＣｕＯ膜７０に吸着された水分子が体積膨張したりす
る問題に対し、その対策として、図２２に示されるよう
に、プリント配線基板５０のＣｕ電極５４を非酸化性の
金属であるＡｕ（金）層７４によって被覆することが考
えられる。

【００１４】しかし、従来のプリント配線基板５０にお
いては、そのＣｕ電極５４表面に絶縁性のＣｕＯ膜７０
が形成されるという問題以外に、更にもうーつ問題があ
る。即ち、ＡＣＦ５６を用いるフリップチップ実装方法
及び光収縮性樹脂６８を用いるフリップチップ実装方法
のいずれも、基本的に熱圧着法であるため、その圧着の
際にプリン卜配線基板５０のＣｕ電極５４が絶縁基板５
２に適度に沈み込んだ状態で半導体チップ６２の突起電
極６６とプリント配線基板５０のＣｕ電極５４の接続が
なされることが望ましい。これは、Ｃｕ電極５４を絶縁
基板５２に適度に沈み込ませることにより、沈み込んだ
絶縁基板５２がその沈められた方向と逆方向に反発し、
Ｃｕ電極５４を押し戻そうとする力が働き、結果として
Ｃｕ電極５４と突起電極６６との良好な接続を維持する
効果があると考えられるからである。

【００１５】ところが、前述のように一般的なプリント
配線基板５０においては電極材料としてＣｕを用いる
が、Ｃｕは比較的やわらかい金属であることから、上記
図１７及び図１８に示したように半導体チップ６２をプ
リント配線基板５０上に圧着する際に、半導体チップ６
２の突起電極６６がプリント配線基板５０のＣｕ電極５
４に沈み込んでしまう。このため、結果としてＣｕ電極
５４の絶縁基板５２への沈み込みが減少してしまうこと
から、Ｃｕ電極５４と突起電極６６との良好な接続を維
持する効果が妨げられてしまう。従って、実装の信頼性
の低下を引き起こすという問題を生じる。

【００１６】また、上記図２２に示されるように、プリ
ント配線基板５０のＣｕ電極５４表面を非酸化性のＡｕ
層７４によって被覆した場合であっても、Ａｕも比較的
やわらかい金属であることから、Ａｕ層によって被覆さ
れていないＣｕ電極５４のみの場合と同様に、半導体チ
ップ６２をプリント配線基板５０上に圧着する際に、半
導体チップ６２の突起電極６６がプリント配線基板５０
のＡｕ層７４によって被覆されているＣｕ電極５４に沈
み込んでしまうため、Ｃｕ電極５４の絶縁基板５２への
沈み込みが減少してしまい、Ｃｕ電極５４と突起電極６
６との良好な接続を維持する効果が減少してしまう。従
って、この場合も、実装の信頼性の低下を引き起こすと
いう問題を生じる。

【００１７】そこで本発明は、上記問題点を考慮してな
されたものであり、半導体チップを信頼性高くフリップ
チップ実装することができるプリント配線基板及びその
製造方法を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題は、以下の本発
明に係るプリント配線基板及びその製造方法によって達
成される。即ち、請求項１に係るプリント配線基板は、
半導体チップをフリップチップ実装するプリント配線基
板であって、半導体チップの突起電極に対応するプリン
ト配線基板の電極が良導電性材料からなり、この良導電
性材料からなる電極がこの良導電性材料よりも硬い高硬
度金属によって被覆されていることを特徴とする。

【００１９】このように、請求項１に係るプリント配線
基板においては、良導電性材料からなる電極が高硬度金
属によって被覆されていることにより、このプリント基
板上にＡＣＦ又は光収縮性樹脂を用いて半導体チップを
フリップチップ実装する際に、半導体チップの突起電極
がプリント配線基板の電極に沈みこんでプリン卜配線基
板の電極の絶縁基板への沈み込みが減少してしまうこと
もなくなるため、半導体チップの突起電極とプリント配
線基板の電極とが良好かつ安定に接続され、実装の信頼
性が向上する。

【００２０】また、請求項２に係るプリント配線基板
は、上記請求項１に係るプリント配線基板において、良
導電性材料からなる電極を被覆している高硬度金属層が
非酸化性金属層によって被覆されている構成とすること
により、この電極表面に良導電性材料の酸化膜が形成さ
れることが防止されるため、プリント基板上にＡＣＦ又
は光収縮性樹脂を用いて半導体チップをフリップチップ
実装する際に、半導体チップの突起電極とプリント配線
基板の電極の接続が電極表面の酸化膜によって阻害され
ることがなくなり、半導体チップの突起電極とプリント
配線基板の電極とが良好かつ安定に接続され、実装の信
頼性が向上する。

【００２１】なお、ここで、良導電性材料からなる電極
としてはＣｕ電極が好適である。但し、必ずしもＣｕ電
極に限定されるものではなく、例えばＡｇ（銀）電極な
ど、良導電性材料を電極材料とするものであればよい。
また、高硬度金属層としてはＮｉ（ニッケル）層、Ｔｉ
（チタン）層、Ｗ（タングステン）層、Ｔａ（タンタ
ル）層、又はＭｏ（モリブデン）層などが好適である。
但し、必ずしもこれらの金属層に限定されるものではな
く、例えばこれらの合金層など、Ｃｕ電極よりも硬度の
高い金属層であればよい。また、非酸化性金属層として
は、Ａｕ層が好適である。但し、必ずしもＡｕ層に限定
されるものではなく、例えばＰｔ（白金）層など、通常
の信頼性試験における諸条件の下で酸化し難い金属層で
あればよい。

【００２２】更に、請求項６に係るプリント配線基板の
製造方法は、半導体チップをフリップチップ実装するプ
リント配線基板の製造方法であって、絶縁基板上に、半
導体チップの突起電極に対応して良導電性材料からなる
電極を形成する第１の工程と、この絶縁基板上の良導電
性材料からなる電極を、この良導電性材料よりも硬い高
硬度金属によって被覆する第２の工程とを有することを
特徴とする。

【００２３】このように請求項６に係るプリント配線基
板の製造方法においては、絶縁基板上に良導電性材料か
らなる電極を形成し、この電極を高硬度金属によって被
覆することにより、上記請求項１に係るプリント配線基
板を容易に作製することができる。従って、このプリン
ト基板上にＡＣＦ又は光収縮性樹脂を用いて半導体チッ
プをフリップチップ実装する際に、半導体チップの突起
電極がプリント配線基板の電極に沈みこんでプリン卜配
線基板の電極の絶縁基板への沈み込みが減少してしまう
こともなくなるため、半導体チップの突起電極とプリン
ト配線基板の電極とが良好かつ安定に接続され、実装の
信頼性が向上する。

【００２４】また、請求項７に係るプリント配線基板の
製造方法は、上記請求項６に係るプリント配線基板にお
いて、良導電性材料からなる電極を被覆している高硬度
金属層を非酸化性金属層によって被覆する第３の工程を
有する構成とすることにより、上記請求項２に係るプリ
ント配線基板を容易に作製することができる。従って、
このプリント基板上にＡＣＦ又は光収縮性樹脂を用いて
半導体チップをフリップチップ実装する際に、半導体チ
ップの突起電極とプリント配線基板の電極の接続が電極
表面の酸化膜によって阻害されることがなくなるため、
半導体チップの突起電極とプリント配線基板の電極とが
良好かつ安定に接続され、実装の信頼性が向上する。

【００２５】なお、ここで、絶縁基板上の良導電性材料
からなる電極を高硬度金属によって被覆する第２の工程
においては、良導電性材料からなる電極が形成されてい
る絶縁基板上に、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶ
Ｄ（化学的気相成長）法、又はめっき法を用いて、良導
電性材料よりも硬い高硬度金属層を被着した後、ドライ
エッチング法、ウェットエッチング法、又はイオンミリ
ング法を用いて、高硬度金属層を加工することが好適で
ある。

【００２６】また、良導電性材料からなる電極を被覆し
ている高硬度金属層を非酸化性金属層によって被覆する
第３の工程においては、高硬度金属層によって被覆され
た良導電性材料からなる電極が形成されている絶縁基板
上に、真空蒸着法、スパッタリング法、化学的気相成長
法、又はめっき法を用いて、非酸化性金属層を被着した
後、ドライエッチング法、ウェットエッチング法、又は
イオンミリング法を用いて、前記非酸化性金属層を加工
することが好適である。

【００２７】或いはまた、前記第２及び第３の工程にお
いては、無電解めっき法を用いて、良導電性材料からな
る電極上にこの良導電性材料よりも硬い高硬度金属層を
被着し、続いて、この記高硬度金属層上に非酸化性金属
層を被着することが好適である。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の一実施
形態に係るプリント配線基板を示す断面図である。図１
に示されるように、本実施形態に係るプリント配線基板
１０においては、通常のプリント配線基板の絶縁基板の
素材として用いられるガラスエポキシ、紙フェノ一ル、
又はセラミック等の絶縁材からなる絶縁基板１２上に、
導電性に優れたＣｕを電極材料とするＣｕ電極１４が形
成されている。なお、これらのＣｕ電極１４は、プリン
ト配線基板１０上にフリップチップ実装する半導体チッ
プの各突起電極の配置に対応して配置されている。

【００２９】また、これらのＣｕ電極１４は、その表面
をＣｕ電極１４よりも硬い高硬度金属層としてのＮｉ層
１６によって被覆されている。更に、このＣｕ電極１４
を被覆しているＮｉ層１６は、その表面を非酸化性金属
層としてのＡｕ層１８によって被覆されている。なお、
ここで、Ｎｉ層１６の代わりに、高硬度金属層として例
えばＴｉ層、Ｗ層、Ｔａ層、Ｍｏ層などを用いてもよ
い。因みに、これらの金属の硬度を図２に示す。即ち、
Ｃｕの硬度が４０Ｈ_R Ｂであるのに対して、Ｎｉの硬度
は６０Ｈ_Vであり、Ｔｉの硬度は６０Ｈ_V であり、Ｗの
硬度は３６０Ｈ_V であり、Ｍｏの硬度は１６０Ｈ_V であ
る。

【００３０】次に、図１に示すプリント配線基板１０の
製造方法を、図３〜図１１を用いて説明する。ここで、
図３〜図１１はそれぞれ図１のプリント配線基板１０の
製造方法を説明するための工程断面図である。なお、図
１のプリント配線基板１０の構成要素と同一の要素には
同一の符号を付して説明を省略する。

【００３１】先ず、図３に示されるように、例えば無電
解Ｃｕめっき法を用いて、絶縁基板１２上の全面に亘っ
てＣｕ層１４ａを１０〜２０μｍ程度の厚さに形成す
る。続いて、このＣｕ層１４ａ上の全面に亘って感光性
フィルムを貼り付け、この感光性フイルムを所望する配
線パターンに応じて紫外線により露光し、現像する。こ
うして、図４に示されるように、所望する配線パターン
の感光性フィルム２０を形成すると共に、感光性フイル
ムが除去されてＣｕ層１４ａが露出する開口部２２を形
成する。

【００３２】次いで、この配線パターンの感光性フィル
ム２０をマスクとして、各開口部２２から露出するＣｕ
層１４ａをエッチングにより除去した後、感光性フィル
ム２０を剥離する。こうして、図５に示されるように、
所望する配線パターンに残存するＣｕ層からなる各Ｃｕ
電極１４を形成する。

【００３３】次いで、図６に示されるように、例えばス
パッタリング法を用いて、Ｃｕ電極１４が形成された絶
縁基板１２上に、露出している絶縁基板１２表面及び各
Ｃｕ電極１４表面を一体に覆うように、高硬度金属層と
してのＮｉ層１６ａを５μｍ程度の厚さに被着する。な
お、このＮｉ層１６ａを被着する際に、スパッタリング
法の代わりに、例えば真空蒸着法、ＣＶＤ法、又はめっ
き法などを用いてもよい。また、Ｎｉ層１６ａの代わり
に、同様の高硬度金属層として例えばＴｉ層、Ｗ層、Ｔ
ａ層、Ｍｏ層などを被着してもよい。

【００３４】次いで、このＮｉ層１６ａ上の全面に亘っ
て感光性フィルムを貼り付けた後、この感光性フイルム
を所望する配線パターンに応じて紫外線により露光し、
現像する。こうして、図７に示されるように、所望する
配線パターンの感光性フィルム２４を形成すると共に、
感光性フイルムが除去されてＮｉ層１６ａが露出する開
口部２６を形成する。

【００３５】次いで、例えばドライエッチング法を用
い、配線パターンの感光性フィルム２４をマスクとし
て、各開口部２６から露出するＮｉ層１６ａをエッチン
グ除去した後、感光性フィルム２４を剥離する。こうし
て、図８に示されるように、所望する配線パターンに残
存するＮｉ層１６を形成し、このＮｉ層１６によって覆
われた各Ｃｕ電極１４が得られる。なお、配線パターン
の感光性フィルム２４をマスクとして露出するＮｉ層１
６ａをエッチング除去する際、ドライエッチング法の代
わりに、例えばウェットエッチング法又はイオンミリン
グ法などを用いてもよい。

【００３６】次いで、図９に示されるように、例えばス
パッタリング法を用いて、Ｎｉ層１６によって覆われた
Ｃｕ電極１４が形成された絶縁基板１２上に、露出して
いる絶縁基板１２表面及び各Ｃｕ電極１４を被覆してい
るＮｉ層１６表面を一体に覆うように、非酸化性金属層
としてのＡｕ層１８ａを厚さ０．１μｍ程度に被着す
る。なお、このＡｕ層１８ａを被着する際、スパッタリ
ング法の代わりに、例えば真空蒸着法、ＣＶＤ法、又は
めっき法などを用いてもよい。

【００３７】次いで、このＡｕ層１８ａ上の全面に亘っ
て感光性フィルムを貼り付けた後、この感光性フイルム
を所望する配線パターンに応じて紫外線により露光し、
現像する。こうして、図１０に示されるように、所望す
る配線パターンの感光性フィルム２８を形成すると共
に、感光性フイルムが除去されてＡｕ層１８ａが露出す
る開口部３０を形成する。

【００３８】次いで、例えばドライエッチング法を用
い、配線パターンの感光性フィルム２８をマスクとし
て、各開口部３０から露出するＡｕ層１８ａをエッチン
グ除去した後、感光性フィルム２８を剥離する。こうし
て、図１１に示されるように、所望する配線パターンに
残存するＡｕ層１８を形成し、このＡｕ層１８及びＮｉ
層１６によって覆われた各Ｃｕ電極１４が得られる。な
お、配線パターンの感光性フィルム２８をマスクとして
露出するＡｕ層１８ａをエッチング除去する際、ドライ
エッチング法の代わりに、例えばウェットエッチング法
又はイオンミリング法などを用いてもよい。

【００３９】このようにして、上記図１に示されるよう
な、絶縁基板１２上に導電性に優れたＣｕ電極１４が形
成され、これらのＣｕ電極１４表面が高硬度金属層とし
てのＮｉ層１６によって被覆され、更に、このＣｕ電極
１４を被覆しているＮｉ層１６が非酸化性金属層として
のＡｕ層１８によって被覆されている、即ちＣｕ電極１
４表面が順に積層されたＮｉ層１６及びＡｕ層１８によ
って被覆されているプリント配線基板１０が作製され
る。

【００４０】次に、図１に示すプリント配線基板１０上
にＡＣＦを用いて半導体チップをフリップフロップ実装
する方法を、図１２の断面図を用いて説明する。なお、
図１２において、図１のプリント配線基板１０の構成要
素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略す
る。

【００４１】図１に示すプリント配線基板１０の実装領
域上にＡＣＦ３２を配置する。なお、このＡＣＦ３２
は、絶縁性樹脂材からなるベースフィルム３４内に例え
ば直径５μｍ程度のニッケル粒子等からなる導電粒子３
６が複数散りばめられているものである。

【００４２】続いて、プリント配線基板１０上方におい
て、ＡＣＦ３２を介した半導体チップ３８の位置決めを
行う。即ち、半導体チップ３８の半導体基板４０上に形
成された各突起電極４２が、プリント配線基板１０の絶
縁基板１２上に形成され、Ｎｉ層１６及びＡｕ層１８に
よって被覆されている各Ｃｕ電極１４に対応するように
する。そして、この位置決めをした半導体チップ３８
を、ＡＣＦ３２を介してプリント配線基板１０上に圧着
する。こうして、図１２に示されるように、プリント配
線基板１０と半導体チップ３８との間にはＡＣＦ３２の
ベースフイルム３４が介在することにより、半導体チッ
プ３８はプリント配線基板１０上に固定保持される。ま
た、半導体チップ３８の各突起電極４２とプリント配線
基板１０の対応する各Ｃｕ電極１４を被覆しているＡｕ
層１８との間にＡＣＦ３２の導電粒子３６が挟まれるこ
とにより、このＡＣＦ３２の導電粒子３６を介して半導
体チップ３８の各突起電極４２とこれに対応するプリン
ト配線基板１０のＮｉ層１６及びＡｕ層１８によって被
覆されている各Ｃｕ電極１４との導通がとられる。

【００４３】次に、図１に示すプリント配線基板１０上
に光収縮性樹脂を用いて半導体チップをフリップフロッ
プ実装する方法を、図１３の断面図を用いて説明する。
なお、図１３において、図１のプリント配線基板１０の
構成要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省
略する。

【００４４】図１に示すプリント配線基板１０上方にお
いて、半導体チップ３８の位置決めを行う。即ち、半導
体チップ３８の半導体基板４０上に形成された各突起電
極４２が、プリント配線基板１０の絶縁基板１２上に形
成され、Ｎｉ層１６及びＡｕ層１８によって被覆されて
いる各Ｃｕ電極１４に対応するようにする。そして、こ
のような位置決めをした半導体チップ３８をプリント配
線基板１０上にマウン卜した後、半導体チップ３８とプ
リント配線基板１０との間隙に光収縮性樹脂４４を充填
し、光照射する。

【００４５】こうして、図１３に示されるように、半導
体チップ３８とプリント配線基板１０との間隙に充填し
た光収縮性樹脂４４が感光したときに生じる収縮力によ
り、半導体チップ３８はプリント配線基板１０上に固定
保持される。また、半導体チップ３８の各突起電極４２
とプリント配線基板１０の対応する各Ｃｕ電極１４を被
覆しているＡｕ層１８とが直接に接触していると共に、
半導体チップ３８とプリント配線基板１０との間隙に充
填した光収縮性樹脂４４の収縮が加わることにより、半
導体チップ３８の各突起電極４２とこれに対応するプリ
ント配線基板１０のＮｉ層１６及びＡｕ層１８によって
被覆されている各Ｃｕ電極１４との導通がとられる。

【００４６】次に、ＡＣＦを用いて半導体チップをフリ
ップチップ実装した場合における、図１のプリント配線
基板１０のＮｉ層１６及びＡｕ層１８によって被覆され
ているＣｕ電極１４と半導体チップの突起電極との接続
抵抗の温度サイクルに対する変動を、図１４のグラフを
用いて説明する。なお、この図１４のグラフにおいて、
上方の振幅の大きい線は温度サイクルを示しており、下
方の振幅の小さい線はこの温度サイクルに対するプリン
ト配線基板１０のＮｉ層１６及びＡｕ層１８によって被
覆されているＣｕ電極１４と半導体チップの突起電極と
の接続抵抗の変化を示している。

【００４７】この図１４のグラフに示されるように、プ
リント配線基板１０のＮｉ層１６及びＡｕ層１８によっ
て被覆されている各Ｃｕ電極１４と半導体チップの各突
起電極との接続抵抗は、−２５℃から＋１２５℃の範囲
で変化する温度サイクルに対応して変動しているが、こ
の変動は規則的な波形を示している。また、この接続抵
抗の経時的な変動は観測されなかった。このことは、Ａ
ＣＦ３２の導電粒子３６を介した半導体チップ３８の突
起電極４２とプリント配線基板１０のＮｉ層１６及びＡ
ｕ層１８によって被覆されているＣｕ電極１４との良好
な接続が、その接触抵抗を経時的に増大させることな
く、安定して維持されていることを意味する。

【００４８】以上のように、本実施形態によれば、プリ
ント配線基板１０のＣｕ電極１４がＮｉ層１６によって
被覆され、更にこのＮｉ層１６がＡｕ層１８によって被
覆されていることにより、即ち、Ｃｕ電極１４を被覆し
ているＮｉ層１６が非酸化性金属層としてのＡｕ層１８
によって被覆されていることにより、Ｃｕ電極１４やＮ
ｉ層１６が酸化されてこれらの表面に絶縁性の酸化膜、
例えばＣｕＯ膜やＮｉＯ（酸化ニッケル）膜が形成され
ることを防止することが可能となる。

【００４９】このため、例えば上記図１２に示すように
ＡＣＦ３２を用いて半導体チップ３８をフリップチップ
実装する場合において、半導体チップ３８の各突起電極
４２とプリント配線基板１０の対応する各Ｃｕ電極１４
を被覆しているＡｕ層１８との間に挟まれているＡＣＦ
３２の導電粒子３６を介して、半導体チップ３８の各突
起電極４２とこれに対応するプリント配線基板１０のＮ
ｉ層１６及びＡｕ層１８によって被覆されている各Ｃｕ
電極１４との導通をとる際に、Ｃｕ電極１４表面やＮｉ
層１６表面の絶縁性の酸化膜によってこの導通が阻害さ
れたり、接続抵抗が上昇したりすることを防止すること
ができる。また、これらＣｕ電極１４表面やＮｉ層１６
表面の酸化膜自体が形成されないため、酸化膜に吸着さ
れた水分子が体積膨張することによる接続オープン不良
の発生も当然に防止することができる。

【００５０】従って、半導体チップ３８の各突起電極４
２とプリント配線基板１０のＮｉ層１６及びＡｕ層１８
によって被覆されている各Ｃｕ電極１４とのＡＣＦ３２
の導電粒子３６を介した良好かつ安定な接続を維持する
ことが可能となり、ＡＣＦ３２を用いたフリップチップ
実装の信頼性を向上させることができる。

【００５１】同様に、例えば上記図１３に示すように光
収縮性樹脂４４を用いて半導体チップ３８をフリップチ
ップ実装する場合においても、半導体チップ３８の各突
起電極４２とプリント配線基板１０の対応する各Ｃｕ電
極１４を被覆しているＡｕ層１８とを直接に接触させ、
更に半導体チップ３８とプリント配線基板１０との間の
光収縮性樹脂４４を収縮させて、半導体チップ３８の各
突起電極４２とこれに対応するプリント配線基板１０の
Ｎｉ層１６及びＡｕ層１８によって被覆されている各Ｃ
ｕ電極１４との導通をとる際に、この導通がＣｕ電極１
４表面やＮｉ層１６表面の絶縁性の酸化膜によって阻害
されたり、その接続抵抗が上昇したりすることを防止す
ることができる。また、これらＣｕ電極１４表面やＮｉ
層１６表面の酸化膜に吸着された水分子の体積膨張によ
る接続オープン不良の発生も当然に防止することができ
る。

【００５２】従って、半導体チップ３８の各突起電極４
２とプリント配線基板１０のＮｉ層１６及びＡｕ層１８
によって被覆されている各Ｃｕ電極１４との直接接触に
よる良好かつ安定な接続を維持することが可能となり、
光収縮性樹脂４４を用いたフリップチップ実装の信頼性
を向上させることができる。

【００５３】更に、本実施形態によれば、プリント配線
基板１０のＣｕ電極１４がＮｉ層１６によって被覆さ
れ、更にこのＮｉ層１６がＡｕ層１８によって被覆され
ていることにより、即ちＣｕ電極１４とＡｕ層１８との
間に高硬度金属層としてのＮｉ層１６が介在しているこ
とにより、例えば上記図１２に示すようにＡＣＦ３２を
用いて半導体チップ３８をフリップチップ実装する場合
や上記図１３に示すように光収縮性樹脂４４を用いて半
導体チップ３８をフリップチップ実装する場合のいずれ
においても、半導体チップ３８の各突起電極４２はプリ
ント配線基板１０のＮｉ層１６によって被覆されている
各Ｃｕ電極１４に沈み込まず、Ｎｉ層１６によって被覆
されている各Ｃｕ電極１４が絶縁基板１２に適度に沈み
込むようになる。従って、適度に沈み込んだ絶縁基板１
２がその沈められた方向と逆方向に反発し、Ｃｕ電極１
４を押し戻そうとする力が働くため、半導体チップ３８
の各突起電極４２とプリント配線基板１０のＮｉ層１６
及びＡｕ層１８によって被覆されている各Ｃｕ電極１４
との良好かつ安定な接続を維持することが可能となり、
ＡＣＦ３２や光収縮性樹脂４４を用いたフリップチップ
実装の信頼性を向上させることができる。

【００５４】なお、上記実施形態においては、上記図６
〜図１０に示されるように、Ｃｕ電極１４が形成された
絶縁基板１２上に例えばスパッタリング法を用いてＮｉ
層１６ａを被着した後、例えばドライエッチング法を用
いてこのＮｉ層１６ａを所望する配線パターンにエッチ
ングして各Ｃｕ電極１４を覆うＮｉ層１６を形成し、続
いて、このＮｉ層１６によって覆われたＣｕ電極１４が
形成された絶縁基板１２上に例えばスパッタリング法を
用いてＡｕ層１８ａを被着した後、例えばドライエッチ
ング法を用いてこのＡｕ層１８ａを所望する配線パター
ンにエッチングして各Ｃｕ電極１４を覆うＮｉ層１６を
更に覆うＡｕ層１８を形成しているが、この製造方法の
限定されるものではない。例えばこの製造方法の代わり
に、スパッタリング法、真空蒸着法、又はＣＶＤ法など
を用いて、Ｃｕ電極１４が形成された絶縁基板１２上に
Ｎｉ層及びＡｕ層を連続して被着した後、ドライエッチ
ング法、ウェットエッチング法、又はイオンミリング法
などを用いて、これらのＡｕ層及びＮｉ層を所望する配
線パターンに連続的にエッチングして、各Ｃｕ電極１４
を覆うＮｉ層及びＡｕ層を形成してもよい。或いはま
た、絶縁基板１２上に各Ｃｕ電極１４を形成した後、例
えば無電解めっき法を用いて、各Ｃｕ電極１４上にのみ
選択的にＮｉ層及びＡｕ層を連続して形成し、各Ｃｕ電
極１４を覆うＮｉ層及びＡｕ層を形成してもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明に係
るプリント配線基板及びその製造方法によれば、次のよ
うな効果を奏することができる。即ち、請求項１に係る
プリント配線基板によれば、良導電性材料からなる電極
が高硬度金属によって被覆されていることにより、この
プリント基板上にＡＣＦ又は光収縮性樹脂を用いて半導
体チップをフリップチップ実装する際に、半導体チップ
の突起電極がプリント配線基板の高硬度金属によって被
覆されている電極に沈み込まず、このプリン卜配線基板
の電極が絶縁基板に適度に沈み込むようにすることが可
能になるため、半導体チップの突起電極とプリント配線
基板の電極とを良好かつ安定に接続することが可能にな
り、半導体チップのフリップチップ実装の信頼性を向上
させることができる。

【００５６】また、請求項２に係るプリント配線基板に
よれば、良導電性材料からなる電極を被覆している高硬
度金属層が更に非酸化性金属層によって被覆されている
ことにより、上記請求項１の場合と同じく半導体チップ
の突起電極がプリント配線基板の高硬度金属によって被
覆されている電極に沈み込まずにプリン卜配線基板の電
極が絶縁基板に適度に沈み込むようにすることが可能に
なると共に、プリン卜配線基板の電極表面に良導電性材
料の酸化膜が形成されることが防止されるため、このプ
リント基板上にＡＣＦ又は光収縮性樹脂を用いて半導体
チップをフリップチップ実装する際に、半導体チップの
突起電極とプリント配線基板の電極の接続が電極表面や
高硬度金属層表面の酸化膜によって阻害されることがな
くなることから、半導体チップの突起電極とプリント配
線基板の電極とを良好かつ安定に接続することが可能に
なり、半導体チップのフリップチップ実装の信頼性を向
上させることができる。

【００５７】更に、請求項６に係るプリント配線基板の
製造方法によれば、絶縁基板上に良導電性材料からなる
電極を形成する第１の工程と、この絶縁基板上の良導電
性材料からなる電極を、この良導電性材料よりも硬い高
硬度金属によって被覆する第２の工程とを有することに
より、上記請求項１に係るプリント配線基板を容易に作
製することができる。従って、このプリント基板上にＡ
ＣＦ又は光収縮性樹脂を用いて半導体チップをフリップ
チップ実装する際に、半導体チップの突起電極がプリン
ト配線基板の高硬度金属によって被覆されている電極に
沈み込まず、このプリン卜配線基板の電極が絶縁基板に
適度に沈み込むようにすることが可能になるため、半導
体チップの突起電極とプリント配線基板の電極とを良好
かつ安定に接続することが可能になり、半導体チップの
フリップチップ実装の信頼性を向上させることができ
る。

【００５８】また、請求項７に係るプリント配線基板の
製造方法は、上記請求項６に係るプリント配線基板にお
いて、良導電性材料からなる電極を被覆している高硬度
金属層を非酸化性金属層によって被覆する第３の工程を
有することにより、上記請求項２に係るプリント配線基
板を容易に作製することができる。従って、このプリン
ト基板上にＡＣＦ又は光収縮性樹脂を用いて半導体チッ
プをフリップチップ実装する際に、半導体チップの突起
電極がプリント配線基板の高硬度金属によって被覆され
ている電極に沈み込まず、このプリン卜配線基板の電極
が絶縁基板に適度に沈み込むようにすることが可能にな
ると共に、半導体チップの突起電極とプリント配線基板
の電極の接続が電極表面や高硬度金属層表面の酸化膜に
よって阻害されることがなくなるため、半導体チップの
突起電極とプリント配線基板の電極とを良好かつ安定に
接続することが可能になり、半導体チップのフリップチ
ップ実装の信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るプリント配線基板を
示す断面図である。

【図２】金属の硬度を示す表である。

【図３】図１のプリント配線基板の製造方法を説明する
ための工程断面図（その１）である。

【図４】図１のプリント配線基板の製造方法を説明する
ための工程断面図（その２）である。

【図５】図１のプリント配線基板の製造方法を説明する
ための工程断面図（その３）である。

【図６】図１のプリント配線基板の製造方法を説明する
ための工程断面図（その４）である。

【図７】図１のプリント配線基板の製造方法を説明する
ための工程断面図（その５）である。

【図８】図１のプリント配線基板の製造方法を説明する
ための工程断面図（その６）である。

【図９】図１のプリント配線基板の製造方法を説明する
ための工程断面図（その７）である。

【図１０】図１のプリント配線基板の製造方法を説明す
るための工程断面図（その８）である。

【図１１】図１のプリント配線基板の製造方法を説明す
るための工程断面図（その９）である。

【図１２】図１のプリント配線基板上にＡＣＦを用いて
半導体チップをフリップチップ実装する方法を説明する
ための断面図である。

【図１３】図１のプリント配線基板上に光収縮性樹脂を
用いて半導体チップをフリップチップ実装する方法を説
明するための断面図である。

【図１４】ＡＣＦを用いて半導体チップをフリップチッ
プ実装した場合における、図１のプリント配線基板のＮ
ｉ層及びＡｕ層によって被覆されているＣｕ電極と半導
体チップの突起電極との接続抵抗の温度サイクルに対す
る変動を示すグラフである。

【図１５】従来のプリント配線基板を示す断面図であ
る。

【図１６】ＡＣＦを示す略線的な斜視図である。

【図１７】従来のプリント配線基板上にＡＣＦを用いて
半導体チップをフリップチップ実装する方法を説明する
ための断面図である。

【図１８】従来のプリント配線基板上に光収縮性樹脂を
用いて半導体チップをフリップチップ実装する方法を説
明するための断面図である。

【図１９】従来のプリント配線基板上にＡＣＦを用いて
半導体チップをフリップチップ実装する際の電極表面の
酸化膜への水分子の吸着を示す断面図である。

【図２０】従来のプリント配線基板上に光収縮性樹脂を
用いて半導体チップをフリップチップ実装する際の電極
表面の酸化膜への水分子の吸着を示す断面図である。

【図２１】ＡＣＦを用いて半導体チップをフリップチッ
プ実装した場合における、図１５のプリント配線基板の
Ｃｕ電極と半導体チップの突起電極との接続抵抗の温度
サイクルに対する変動を示すグラフである。

【図２２】従来のプリント配線基板を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１０…プリント配線基板、１２…絶縁基板、１４ａ…Ｃ
ｕ層、１４…Ｃｕ電極、１６ａ、１６…Ｎｉ層、１８
ａ、１８…Ａｕ層、２０…感光性フィルム、２２…開口
部、２４…感光性フィルム、２６…開口部、２８…感光
性フィルム、３０…開口部、３２…ＡＣＦ、３４…ベー
スフィルム、３６…導電粒子、３８…半導体チップ、４
０…半導体基板、４２…突起電極、４４…光収縮性樹
脂、５０…プリント配線基板、５２…絶縁基板、５４…
Ｃｕ電極、５６…ＡＣＦ、５８…ベースフィルム、６０
…導電粒子、６２…半導体チップ、６４…半導体基板、
６６…突起電極、６８…光収縮性樹脂、７０…ＣｕＯ
膜、７２…水分子、７４…Ａｕ層。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体チップをフリップチップ実装する
   プリント配線基板であって、 前記半導体チップの突起電極に対応する前記プリント配
   線基板の電極が、良導電性材料からなり、 前記良導電性材料からなる電極が、前記良導電性材料よ
   りも硬い高硬度金属によって被覆されていることを特徴
   とするプリント配線基板。
2. 【請求項２】 請求項１記載のプリント配線基板におい
   て、 前記良導電性材料からなる電極を被覆している前記高硬
   度金属層が、非酸化性金属層によって被覆されているこ
   とを特徴とするプリント配線基板。
3. 【請求項３】 請求項１記載のプリント配線基板におい
   て、 前記良導電性材料からなる電極が、銅電極であることを
   特徴とするプリント配線基板。
4. 【請求項４】 請求項１記載のプリント配線基板におい
   て、 前記高硬度金属層が、チタン層、タングステン層、タン
   タル層、モリブデン層、又はニッケル層であることを特
   徴とするプリント配線基板。
5. 【請求項５】 請求項２記載のプリント配線基板におい
   て、 前記非酸化性金属層が、金層であることを特徴とするプ
   リント配線基板。
6. 【請求項６】 半導体チップをフリップチップ実装する
   プリント配線基板の製造方法であって、 絶縁基板上に、前記半導体チップの突起電極に対応し
   て、良導電性材料からなる電極を形成する第１の工程
   と、 前記絶縁基板上の前記良導電性材料からなる電極を、前
   記良導電性材料よりも硬い高硬度金属によって被覆する
   第２の工程とを有することを特徴とするプリン卜配線基
   板の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項６記載のプリント配線基板におい
   て、 前記良導電性材料からなる電極を被覆している前記高硬
   度金属層を、非酸化性金属層によって被覆する第３の工
   程を有することを特徴とするプリン卜配線基板の製造方
   法。
8. 【請求項８】 請求項６記載のプリント配線基板におい
   て、 前記第２の工程が、前記良導電性材料からなる電極が形
   成されている前記絶縁基板上に、真空蒸着法、スパッタ
   リング法、化学的気相成長法、又はめっき法を用いて、
   前記良導電性材料よりも硬い高硬度金属層を被着した
   後、ドライエッチング法、ウェットエッチング法、又は
   イオンミリング法を用いて、前記高硬度金属層を加工す
   る工程であることを特徴とするプリント配線基板の製造
   方法。
9. 【請求項９】 請求項７記載のプリント配線基板におい
   て、 前記第３の工程が、前記高硬度金属層によって被覆され
   た前記良導電性材料からなる電極が形成されている前記
   絶縁基板上に、真空蒸着法、スパッタリング法、化学的
   気相成長法、又はめっき法を用いて、非酸化性金属層を
   被着した後、ドライエッチング法、ウェットエッチング
   法、又はイオンミリング法を用いて、前記非酸化性金属
   層を加工する工程であることを特徴とするプリント配線
   基板の製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項７記載のプリント配線基板にお
    いて、 前記第２及び第３の工程が、無電解めっき法を用いて、
    前記良導電性材料からなる電極上に、前記良導電性材料
    よりも硬い高硬度金属層を被着し、続いて、前記高硬度
    金属層上に、非酸化性金属層を被着する工程であること
    を特徴とするプリント配線基板の製造方法。