專利名稱：布線基板及其制造方法、以及半導體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在薄膜上芯片(COF)中使用的帶載(tape carrier)基板這樣的布線基板及其制造方法，以及使用該布線基板的半導體器件及其制造方法，特別涉及在布線基板的導體布線上形成的突起電極的改進。
背景技術(shù)：
使用了薄膜基材的封裝模塊的一種被稱為COF(Chip On Film)。圖11是表示已有的COF的一部分的剖面圖。該COF具有在柔軟的絕緣性帶載基板1上搭載半導體元件2，通過密封樹脂3保護的構(gòu)造，主要作為平板顯示器的驅(qū)動用驅(qū)動器使用。
帶載基板1是在聚酰亞胺等絕緣性薄膜基材4上排列設(shè)置了多條銅等導體布線5的基板，半導體元件2上的電極焊盤(pad)6通過突起電極7與該導體布線5相連接。在導體布線5上，按照需要形成金屬鍍覆膜8、以及作為絕緣樹脂的阻焊劑9的層。
對帶載基板1上的導體布線5、或?qū)Π雽w元件2上的電極焊盤6形成突起電極7。在(日本)特開2004-327936號公報中記載的布線基板，如圖12A、12B所示，突起電極7是通過對薄膜基材4上的導體布線5實施金屬鍍覆而形成的。圖12A是俯視圖，圖12B是沿圖12A的F-F線的剖面圖。該突起電極7橫切導體布線5跨越導體布線5的兩側(cè)區(qū)域，且與導體布線5的上表面以及兩側(cè)面接合。由此，(突起電極7的寬度S1)＞(導體布線5的布線寬度S2)。由此，充分確保突起電極7相對于加在橫方向上的力的穩(wěn)定性。而且，該突起電極7如圖12B所示，為中央部比兩側(cè)要高的中間高的剖面形狀，即使相對于半導體元件2上的電極焊盤6的位置對準錯位，也減輕與不適當?shù)碾姌O焊盤6的連接的可能性。
圖13A是表示在(日本)特開2004-327936號公報中記載的半導體器件的俯視圖。另外，在圖13A中圖示著從帶載基板1的背面?zhèn)扔^看到的狀態(tài)，但考慮到便于觀看，用虛線表示薄膜基材4，用實線表示其它的要素。圖13B是沿圖13A的G-G線的剖面圖。
如上所述，在排列設(shè)置有多條導體布線5的帶載基板1上安裝半導體元件2時，存在如下問題由于施加負載或超聲波而在導體布線5的突起電極7的附近施加應力，在導體布線5上發(fā)生斷線5x。
這樣的斷線不良，隨著COF的多輸出化，因半導體元件2的電極6的窄節(jié)距化而要求導體布線5的寬度變窄，有導致導體布線5的強度進一步降低的傾向，所以成為非常深刻的問題。
特別地，如圖14所示，在配置有導體布線5的情況下，存在由應力集中而容易發(fā)生斷線的傾向。此時，圖14與圖13A不同，是從帶載基板1的表面?zhèn)扔^看到的圖，半導體元件搭載區(qū)域2a用虛線表示。
在薄膜基材4上排列設(shè)置的多條導體布線5a～5d之中的導體布線5a，在其兩側(cè)與其它導體布線(5a或5b)相接近地配置。與之相對，位于半導體元件搭載區(qū)域2a的長邊方向兩端的導體布線5b、位于短邊方向的導體布線5c、以及位于孤立位置的導體布線5d，至少在其一方的側(cè)部，不能與其它導體布線相接近地配置。
這樣，與在兩側(cè)與其它導體布線相接近地配置的導體布線5a相比較，具有不與其它導體布線相接近地配置的側(cè)部的導體布線5b～5d，存在應力集中且容易發(fā)生斷線的傾向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于以上問題，其目的在于提供一種布線基板，對于將薄膜基材的突起電極與半導體元件的電極焊盤連接時施加的應力，應用中能以充分的強度保持導體布線，得到充分的連接穩(wěn)定性，也能夠應對半導體元件的窄節(jié)距化。
本發(fā)明的布線基板，其特征在于，具有薄膜基材、在所述薄膜基材上排列設(shè)置的多條導體布線、以及在所述各導體布線的端部附近通過金屬鍍覆形成的突起電極。為解決上述問題，所述突起電極的在所述導體布線的寬度方向上的剖面的外表面在兩側(cè)部形成曲線形狀，所述突起電極的在所述導體布線的長度方向上的剖面為矩形形狀；所述導體布線包含具有布線寬度W1的第1導體布線、以及具有比布線寬度W1寬的布線寬度W2的第2導體布線；所述第1導體布線上的所述突起電極與所述第2導體布線上的所述突起電極的高度大致相等。
本發(fā)明的布線基板的制造方法，使用排列設(shè)置了多條導體布線的薄膜基材，在所述薄膜基材的設(shè)置了所述導體布線的面上形成光致抗蝕劑，在所述光致抗蝕劑上形成長孔狀圖形的開口部，該長孔狀圖形的開口部具有橫切上述排列的導體布線并包含所述導體布線的兩側(cè)區(qū)域的形狀，在所述長孔狀圖形中露出所述導體布線的一部分；通過所述光致抗蝕劑的長孔狀圖形，對露出的所述導體布線的一部分實施金屬鍍覆而形成突起電極。為解決上述問題，其特征在于，使用設(shè)置具有布線寬度W1的第1導體布線、以及具有比布線寬度W1寬的布線寬度W2的第2導體布線作為所述導體布線的薄膜基材，由通過所述金屬鍍覆形成的所述突起電極的高度與所述導體布線的寬度的關(guān)系，隨著所述導體布線的寬度的增大，所述突起電極的高度增大的區(qū)域A、形成比所述區(qū)域A高的所述突起電極且所述突起電極的高度達到最大值的區(qū)域B、以及、形成比所述區(qū)域B低的所述突起電極且所述突起電極的高度減小的區(qū)域C順次出現(xiàn)的條件范圍內(nèi)，進行通過金屬鍍覆形成所述突起電極的工序，在所述區(qū)域A的范圍內(nèi)設(shè)定所述第1導體布線的布線寬度W1，在所述區(qū)域C的范圍內(nèi)設(shè)定所述第2導體布線的布線寬度W2。


圖1A是表示本發(fā)明的一種實施方式的帶載基板的一部分的俯視圖。
圖1B是圖1A的A-A剖面圖。
圖1C是圖1A的B-B剖面圖。
圖2是表示圖1A所示的帶載基板的一部分的斜視圖。
圖3是表示圖1A所示的帶載基板的制造方法的前半工序的制造工序圖。
圖4是表示圖1A所示的帶載基板的制造方法的后半工序的制造工序圖。
圖5A是表示通過圖3和圖4所示的制造方法形成的導體布線寬度與突起電極的高度的關(guān)系的概念圖。
圖5B是表示對于具有各種不同寬度的導體布線通過金屬鍍覆形成的突起電極的高度的剖面圖。
圖6A是使用通過圖3和圖4所示的制造方法形成的不恰當例子的帶載基板的半導體器件的俯視圖。
圖6B是圖6A的D-D同一剖面圖。
圖7A是使用通過圖3和圖4所示的制造方法形成的良好例子的帶載基板的半導體器件的俯視圖。
圖7B是圖7A的E-E同一剖面圖。
圖8是表示驗證圖1A所示的帶載基板上的導體布線寬度與突起電極的高度的關(guān)系的試驗結(jié)果的圖。
圖9A～9B是表示在圖1A所示的帶載基板上安裝半導體元件來制造半導體器件的方法的工序剖面圖。
圖10是表示在圖1A所示的帶載基板上安裝半導體元件來制造半導體器件的方法的工序剖面圖。
圖11表示已有例子的半導體器件的剖面圖。
圖12A表示已有例子的帶載基板的一部分的俯視圖。
圖12B是圖12A的F-F剖面圖。
圖13A表示已有例子的帶載基板的突起電極與半導體元件的電極焊盤之間的連接部分的斷線的俯視圖。
圖13B是圖13A的G-G剖面圖。
圖14表示在已有的帶載基板上安裝半導體元件時容易施加應力的部位的俯視圖。
具體實施例方式
在本發(fā)明的布線基板中，在薄膜基材上的導體布線的端部通過金屬鍍覆形成的突起電極，其在所述導體布線的寬度方向上的剖面的外表面在兩側(cè)部形成曲線，且在所述突起電極的所述導體布線的長度方向上的剖面為矩形形狀。所述導體布線包含具有布線寬度W1的第1導體布線、以及具有比布線寬度W1寬的布線寬度W2的第2導體布線，所述第1導體布線上的所述突起電極與所述第2導體布線上的所述突起電極的高度大致相等。
若采用上述構(gòu)成的配線基板，則在安裝半導體元件時，在突起電極附近的導體布線上容易發(fā)生斷線的部位，設(shè)置寬度寬的導體布線而提高導體布線的強度，對抗伴隨安裝半導體元件時施加負荷及超聲波而產(chǎn)生的應力，能夠防止突起電極附近的導體布線的斷線。進一步，通過使寬度寬的導體布線的突起電極的高度與寬度窄的導體布線的突起電極具有相等的高度，可以與連接對象的電極焊盤良好地連接。而且，通過使寬度寬的導體布線僅處于為容易斷線的部位，也能夠?qū)獙щ姳P的窄節(jié)距化。
在上述構(gòu)成的布線基板中，優(yōu)選所述突起電極是通過金屬鍍覆形成的，當設(shè)定在通過所述金屬鍍覆形成所述突起電極的工序中伴隨所述導體布線的寬度的改變而變化的所述突起電極的形成高度的最大值為hB，設(shè)定在所述第1導體布線上形成的所述突起電極的高度為h1，設(shè)定在所述第2導體布線上形成的所述突起電極的高度為h2時，將布線寬度W1以及布線寬度W2設(shè)定成所述突起電極的高度之差的關(guān)系滿足下式|h1-h2|＜(hB-h1)、以及|h1-h2|＜(hB-h2)。
而且，優(yōu)選所述第2導體布線配置在導體布線的排列的端部的位置或者孤立的位置的至少一方。所謂“孤立的位置”，是指與排列了多條導體布線的節(jié)距相比較，距離相鄰的其它導體布線的距離相當長，由此與排列中的導體布線相比較，安裝時施加的應力變高的位置而言。
而且，優(yōu)選關(guān)于所述突起電極的導體布線寬度方向的剖面的外表面的兩側(cè)部上的曲率半徑，所述第2導體布線上的所述突起電極的曲率半徑比所述第1導體布線上的所述突起電極的曲率半徑還大。
在本發(fā)明的布線基板的制造方法中，在薄膜基材的導體布線上形成突起電極時，形成具有橫切排列的導體布線的長孔狀開口部的光致抗蝕劑圖形。對所述長孔狀開口部中露出的所述導體布線的一部分實施金屬鍍覆而形成突起電極。使用設(shè)置具有布線寬度W1的第1導體布線、以及具有比布線寬度W1寬的布線寬度W2的第2導體布線作為所述導體布線的所述薄膜基材。作為通過所述金屬鍍覆形成的所述突起電極的高度與所述導體布線的寬度的關(guān)系，隨著所述導體布線的寬度的增大，所述突起電極的高度增大的區(qū)域A、形成比所述區(qū)域A高的所述突起電極且所述突起電極的高度達到最大值的區(qū)域B、以及形成比所述區(qū)域B低的所述突起電極且所述突起電極的高度減小的區(qū)域C順次出現(xiàn)的條件的其范圍內(nèi)，進行通過所述金屬鍍覆形成所述突起電極的工序，在所述區(qū)域A的范圍內(nèi)設(shè)定所述第1導體布線的布線寬度W1，在所述區(qū)域C的范圍內(nèi)設(shè)定所述第2導體布線的布線寬度W2。
若采用上述構(gòu)成的布線基板的制造方法，則布線寬度一變寬，電流密度就變高，但由于電解電鍍的反應推進，導體布線周圍的電鍍液的離子濃度降低，從而電鍍成長被抑制，可以利用這種情況容易地在布線寬度不同的導體布線上形成相同高度的突起電極。
在上述構(gòu)成的布線基板的制造方法中，當在所述第1導體布線上形成的所述突起電極的高度為h1、在所述第2導體布線上形成的所述突起電極的高度為h2、在所述區(qū)域B的布線寬度的導體布線上形成的所述突起電極的高度為hB時，將布線寬度W1以及布線寬度W2設(shè)定成所述突起電極的高度之差的關(guān)系滿足下式|h1-h2|＜(hB-h1)、以及|h1-h2|＜(hB-h2)。
而且，優(yōu)選將布線寬度W1以及布線寬度W2設(shè)定為使得所述突起電極的高度h1與h2相等。
而且，可以設(shè)定為所述區(qū)域A的導體布線寬度W1為13～17μm、所述區(qū)域B的導體布線寬度WB為18～22μm、所述區(qū)域C的導體布線寬度W2為23～27μm。
本發(fā)明的半導體器件具有上述任一構(gòu)成的布線基板、以及搭載在所述布線基板上的半導體元件，通過所述突起電極，將所述半導體元件的電極焊盤與所述導體布線連接。
本發(fā)明的半導體器件的制造方法，使用上述任一構(gòu)成的布線基板，覆蓋所述導體布線上的形成了突起電極的區(qū)域而形成密封樹脂之后，在所述布線基板上，使半導體元件的電極焊盤與所述突起電極相對地載置半導體元件，通過與所述突起電極的接合將所述半導體元件的所述電極焊盤和所述導體布線連接。
在這種制造方法中，優(yōu)選在將所述半導體元件的電極焊盤與所述突起電極連接時，使兩者相互抵接按壓的同時，在抵接部施加超聲波。
以下，參照附圖詳細地說明本發(fā)明的實施方式。
圖1A是表示本發(fā)明的一種實施方式的布線基板的一部分的俯視圖，圖1B是圖1A的A-A剖面圖，圖1C是圖1A的B-B剖面圖。圖2是表示相同布線基板的一部分的斜視圖。
在圖1及圖2中，帶載基板1具有絕緣性薄膜基材4、在該絕緣性薄膜基材4上排列設(shè)置的多條導體布線5a、5b、5c、5d、以及在各導體布線5a～5d上分別形成的突起電極7a、7b、7c、7d。如圖1C或圖2所示，導體布線5a～5d的寬度方向上的突起電極7a～7d的剖面的外表面，在兩側(cè)部形成曲線。而且，如圖1B所示，導體布線5a～5d的長度方向上的突起電極7a～7d的剖面為矩形形狀。另外，在以下的說明中，將導體布線5a～5d一并統(tǒng)稱的情況下，記作導體布線5，將突起電極7a～7d統(tǒng)稱的情況下，記作突起電極7。
本實施方式的帶載基板1的特征是，相對于在兩側(cè)與其它導體布線接近配置的區(qū)域、即標準的部位上配置的導體布線5a的寬度W1，在容易受安裝半導體元件時的負載或超聲波的應力的影響的部位上配置的導體布線5b～5d的寬度W2形成得寬。即，在位于半導體元件搭載區(qū)域的長度方向的兩端的導體布線5b、位于短邊方向的導體布線5c、以及位于孤立位置的導體布線5d等的應力集中容易發(fā)生的部位上設(shè)置的導體布線，其寬度W2形成得寬。由此，抑制導體布線5b～5d上的突起電極7b～7d的附近部的斷線。
進一步，對于與導體布線5a寬度不同的導體布線5b～5d上的突起電極7b～7d的高度，形成為與突起電極7a的高度相同。如后所述，在導體布線5a～5d上通過金屬鍍覆形成突起電極7a～7d。但是，由于金屬鍍覆從導體布線的表面開始各向同性地成長，所以存在與導體布線的寬度成比例，突起電極的高度變高的傾向。若突起電極的高度不同，則存在安裝半導體元件時發(fā)生連接不良的危險?？傊?，在與高突起電極相鄰的低突起電極上，在安裝半導體元件時難以施加充分的負荷以及超聲波。由此，低突起電極可能不到達半導體元件的電極焊盤，成為連接不穩(wěn)定的狀態(tài)。
于是，為了使窄的導體布線5a上的突起電極7a與半導體元件的電極焊盤之間的連接穩(wěn)定，在本實施方式中，如圖2所示，進行調(diào)整以使得寬度寬的導體布線5b～5d上的突起電極7b～7d、與寬度窄的導體布線5a上的突起電極7a的高度相等。由此，對于突起電極的導體布線寬度方向的剖面的外表面的兩側(cè)部上的曲率半徑，布線寬度寬的導體布線5b～5d上的突起電極7b～7d的曲率半徑比布線寬度窄的導體布線5a上的突起電極7a的曲率半徑大。對于在寬度不同的導體布線上通過金屬鍍覆形成相同高度的突起電極的方法，在后面進行說明。
接著，對本發(fā)明的實施方式的帶載基板1的制造方法進行說明。圖3、圖4是帶載基板的制造工序圖，圖3表示前半工序、圖4表示后半工序。在各圖的左側(cè)一列是各個帶載基板的半導體元件搭載部的俯視圖。右側(cè)一列是各個對應于左側(cè)一列的半導體元件搭載部的放大剖面圖，并表示圖3(a1)中的沿C-C線位置的剖面圖。
首先，如圖3(a1)、(a2)所示，預備在表面上排列形成了多條導體布線5的薄膜基材4。在此，分別沿矩形的薄膜基材4的四邊配置多條導體布線5，各導體布線5的延長方向是與對應的邊正交的方向。導體布線5如圖1所示形成為寬度不同，但為了便于圖示而全部用相同的寬度來表示。
如圖3(b1)、(b2)所示，在該薄膜基材4的整個面形成光致抗蝕劑11。接著，如圖3(c1)、(c2)所示，在形成在薄膜基材4上的光致抗蝕劑11的上部，與用于在多條導體布線5的電極形成區(qū)域?qū)嵤╇婂兊钠毓庋谀?2相對，通過這個光透射區(qū)域12a對光致抗蝕劑11進行曝光。光透射區(qū)域12a被設(shè)定為沿著多條導體布線5的排列方向橫切多條導體布線5，而且包含在布線寬度方向及布線長度方向上比多條導體布線5各自的預定的電極形成區(qū)域還大的區(qū)域。在此，光透射區(qū)域12a被設(shè)定為與薄膜基材4的中央部位相對應的四方孔形狀。
之后，通過進行顯影，如圖3(d1)、(d2)所示，在光致抗蝕劑11上形成與光透射區(qū)域12a相對應的開口部11a，并露出各導體布線5的一部分。接著，通過開口部11a對各導體布線5的露出部分實施金屬鍍覆形成硬質(zhì)金屬膜13。接著，如圖3(e1)、(e2)所示，在薄膜基材4的整個面再度形成光致抗蝕劑14。
接著，如圖4(a1)、(a2)所示，在形成在薄膜基材4上的光致抗蝕劑14的上部，與用于形成突起電極7的曝光掩模15相對，通過該光透射區(qū)域15a對光致抗蝕劑14進行曝光。光透射區(qū)域15a是以沿著多條導體布線5的排列方向橫切多條導體布線5(以及硬質(zhì)金屬膜13)的方式延伸的矩形長孔連接而成的四方框形狀。
之后，通過進行顯影，如圖4(b1)、(b2)所示，在光致抗蝕劑14上形成與光透射區(qū)域15a相對應的四方框形狀的開口部14a，露出各導體布線5上的硬質(zhì)金屬膜13的一部分。接著，通過四方框形狀的開口部14a對各導體布線5上的硬質(zhì)金屬膜13的露出部分通過實施金屬鍍覆，如圖4(c1)、(c2)所示，形成突起電極7。
最后，通過除去光致抗蝕劑14，得到如圖4(d1)、(d2)所示的在導體布線5上隔著硬質(zhì)金屬膜13形成了突起電極7的帶載基板1。
另外，雖然圖示已省略，但在以上的方法中，導體布線5的寬度對應于所配置的部位來如后所述地設(shè)定。根據(jù)以上述的方法，在圖4(c1)、(c2)所示的工序中，通過橫切多條導體布線5的長孔連接而成的開口部14a實施金屬鍍覆，從而能夠以如圖1A～1C及圖2所示的那種形狀形成突起電極7。這是因為在不僅導體布線5的上表面而且側(cè)面也露出的狀態(tài)下，跨越其露出面全部來形成金屬鍍覆層。此時，由于金屬鍍覆在導體布線5的上表面以及側(cè)面成長，所以即使開口部14a在導體布線5的寬度方向錯位，也能夠按一定形狀、尺寸地形成并滿足設(shè)計的條件。這意味著在用于形成開口部14a的曝光掩模15的位置對準中不需要嚴密的精度，調(diào)整是容易的。
即使是開口部14a在導體布線5的長度方向上錯位的情況，突起電極7也不從硬質(zhì)金屬膜13錯位。這是因為形成為該開口部14a通過上述的光透射區(qū)域15a，露出了在布線長度方向上比電極形成區(qū)域還大的區(qū)域的硬質(zhì)金屬膜13。
作為用銅形成突起電極7的金屬鍍覆的一個例子，電鍍液使用硫酸銅，以0.3～5A/dm2的條件進行電解電鍍。為了以圖1C所示的的剖面形狀、且具有充分的厚度地形成突起電極7，電解電鍍是適宜的方法。
接著，如圖1及圖2所示，對用于使突起電極7a與突起電極7b～7d的高度相同的方法進行說明。
如上所述，在帶載基板1上的導體布線5上通過金屬鍍覆形成突起電極7時，由于電鍍從導體布線5的表面開始各向同性地成長，所以突起電極7的高度與導體布線5的寬度成比例地變高。突起電極7通過電解電鍍等方法并使用銅等形成，但其高度在使電鍍電流及電鍍時間一定的情況下由導體布線5的剖面面積決定。這時，由于導體布線5的厚度由種子層的厚度固定，所以通過使導體布線5的寬度不相同，導體布線5的剖面面積發(fā)生變化，電流密度變化，從而突起電極7的高度也變化。
圖5A是表示對具有各不相同的寬度的導體布線通過金屬鍍覆形成突起電極時的、導體布線寬度與突起電極高度的關(guān)系的概念圖。圖5B是表示對于具有各不相同的寬度的導體布線5h、5i、5j、5k通過金屬鍍覆形成的突起電極7h、7i、7j、7k的高度的剖面圖。圖5B的突起電極7h～7k的高度用與圖5A相同的參照號碼標注。在圖5A所示區(qū)域A中，若導體布線5的寬度變寬，則電流密度徐徐地增大，突起電極7的高度變高(7h、7i)。在區(qū)域B中突起電極7的高度達到最大(7j)。接著，如區(qū)域C所示，若導體布線5的寬度進一步變寬，則突起電極7的高度相反地變低(7k)。這是因為若導體布線5的寬度變寬則電流密度增大，但若電解電鍍的反應推進，則導體布線5周圍的銅離子濃度降低，從而抑制了電鍍的成長。
圖6A表示將位于半導體元件2的長度方向的兩端的導體布線5j，形成為寬度比其它導體布線5i更寬情況下的半導體器件的俯視圖。圖6B表示圖6A的D-D剖面圖。本例相當于導體布線5i、5j的寬度分別由圖5A的區(qū)域A與區(qū)域B選擇的情況。與在導體布線5i上形成的突起電極7i相比較，在導體布線5j上形成的突起電極7j的高度變高。
因此，即使為了連接突起電極與電極焊盤而在施加負載的同時施加超聲波，與寬度增大的導體布線5j上的高度高的突起電極7j相鄰的、寬度窄的導體布線5i上的高度低的突起電極7i也不到達電極焊盤6，因此不能使其連接?；蛘?，即使高度低的突起電極7i到達電極焊盤6，由于不充分施加安裝時的負載及超聲波，因而連接狀態(tài)不穩(wěn)定。于是，為了使與高度高的突起電極7j相鄰的高度低的突起電極7i也與電極焊盤6相連接，若增大負載及超聲波振幅，增大高度高的突起電極7j的變形量，則高度低的突起電極7i也能到達電極焊盤6，變?yōu)槌浞质┘迂撦d及超聲波。但是，在寬度寬的導體布線5j上施加過度的負荷，導體布線5j斷線。
與之相對，圖7A是表示在半導體元件2的長度方向的兩端，設(shè)置由圖5A的區(qū)域C選擇的寬度的導體布線5k，從而形成為比從區(qū)域A所選擇的導體布線5i寬的情況下的半導體器件的俯視圖。圖7B表示圖7A的E-E剖面圖。在這種情況下，在圖5A的區(qū)域A與區(qū)域C的各范圍內(nèi)，選擇使突起電極7i、7k的高度成為相等的2種寬度的導體布線5i、5k，這樣能夠不使突起電極的高度不同地形成寬度窄的導體布線5i與寬度寬的導體布線5k。
而且，當在寬度窄的導體布線5i上形成的突起電極7i的高度為h1，在寬度寬的導體布線5k上形成的突起電極7k的高度為h2，在區(qū)域B的布線寬度的導體布線上形成的突起電極的高度為hB時，將導體布線5i、5k的布線寬度W1、布線寬度W2設(shè)定成突起電極的高度之差的關(guān)系滿足下式|h1-h2|＜(hB-h1)、以及|h1-h2|＜(hB-h2)。
圖8是驗證導體布線寬度與突起電極高度的關(guān)系的試驗結(jié)果。圖5A的區(qū)域A選擇13～17μm的導體布線寬度、區(qū)域B選擇18～22μm的導體布線寬度、區(qū)域C選擇23～27μm的導體布線寬度，從而能夠在應用中均一地設(shè)定突起電極的高度。
這樣，作為如圖14所示那樣的位于半導體元件搭載區(qū)域2a的長度方向的兩端的導體布線5b、位于短邊方向的導體布線5c、以及處于孤立位置的導體布線5d等的應力集中容易發(fā)生的部位的導體布線5b、5c、5d，選擇區(qū)域C的寬度寬的導體布線的寬度，從而可以防止導體布線的突起電極附近部的斷線，同時使突起電極的高度與寬度窄的導體布線上的突起電極相等，可以謀求連接的穩(wěn)定化。
在以上的布線基板中，薄膜基板4通常使用聚酰亞胺。根據(jù)需要，也可以使用PET、PEI等絕緣薄膜材料。導體布線通常使用銅，在厚度為3～20μm的范圍內(nèi)形成。根據(jù)需要，也可以使環(huán)氧樹脂類的粘接劑介于薄膜基材與導體布線之間。
另外，突起電極7形成為跨越導體布線5的預定部分。即，突起電極7如圖1A所示，形成為沿寬度方向橫切導體布線5從導體布線的一側(cè)跨越到另一側(cè)。橫切的方向是相對于導體布線5的長度方向(長邊方向)正交的方向，該方向是理想的。如上所述，在安裝半導體元件時容易受到由負載及超聲波振幅所產(chǎn)生的應力的影響，在存在長度方向的兩端、短邊、以及孤立形成的導體布線5的情況下，增大該部位的導體布線5的寬度，增大強度。在導體布線5的長度方向上的突起電極7的剖面，如圖1B所示，實質(zhì)上是長方形。在導體布線5的寬度方向上的突起電極7的剖面形狀，如圖1C所示，是與導體布線5的上表面以及兩個側(cè)面相接合的逆U形，并且是中央部比兩側(cè)變高的中間高的形狀。有關(guān)突起電極7的厚度，從導體布線5的上表面至上方的厚度比從導體布線5的側(cè)面至橫方向的厚度要大。突起電極7在導體布線5的兩側(cè)與薄膜基材的表面相接。
突起電極7按如上所述的形狀形成，從而在應用中以充分的強度保持在導體布線5上。首先，突起電極7不僅在導體布線5的上表面而且還在兩側(cè)面也被接合，因而相對于在橫方向上施加的力的穩(wěn)定性足夠。
而且，突起電極7不是具有平坦的上表面而是中間高，所以與半導體元件2的電極焊盤6適宜地連接。第一，即使突起電極7與電極焊盤6的位置對準存在錯位，與上表面是平坦的情況相比較，突起電極7也難以與相鄰的不適當?shù)碾姌O焊盤6連接。第二，在使突起電極7與電極焊盤6連接時，突起電極7的凸狀的上表面能夠使清潔面露出在電極焊盤6的表面，從而得到良好的電連接。第三，在半導體元件2與帶載基板1之間存在樹脂層的狀態(tài)下進行突起電極7與電極焊盤6的連接時，能夠通過突起電極7的凸狀的上表面容易地排除樹脂層。
但是，為得到以上的效果，如上所述，不必在導體布線5的兩側(cè)與表面基材4的表面相接地形成上述突起電極7。不過，由于具有這種構(gòu)造，相對于在橫方向施加的力，最穩(wěn)定地保持在導體布線5上。而且，導體布線5的在長度方向上的突起電極7的剖面也不必實質(zhì)上呈長方形。不過這樣的構(gòu)造，與半導體元件2的電極焊盤6之間的連接性能變?yōu)樽詈?，而且制造也容易。再者，突起電極7的從導體布線5的上表面至其上方的厚度也不必比從導體布線5的側(cè)面至橫方向的厚度要大。不過這樣的構(gòu)造，由于抑制由帶載基板1的起伏等造成的導體布線5與半導體元件2之間的短路，且回避與相鄰的導體布線5上的突起電極7之間的短路，是有效的。這種形狀通過使用電鍍的制造方法形成。在對突起電極7使用銅的情況下，對突起電極7及導體布線5進行金屬鍍覆，例如優(yōu)選實施鍍金等軟質(zhì)的金屬鍍覆。
接著，對在上述的帶載基板1上安裝半導體元件2來制造半導體器件的方法進行說明。
在第一種方法中，首先如圖9A所示，使帶載基板1與半導體元件2對準位置地相對。接著，如圖9B所示，利用壓焊工具16相互相向地按壓，使突起電極7a、7b與電極焊盤6抵接的同時，通過壓焊工具16在抵接部施加超聲波，使得突起電極7a、7b與電極焊盤6相接合。此時，盡管在薄膜基材4上排列設(shè)置的導體布線5b的突起電極7b附近施加應力，但通過使容易斷線的長邊側(cè)的兩端或短邊以及孤立形成的導體布線的寬度變寬，也能夠防止導體布線的斷線。而且，由于突起電極7a、7b的高度均一，所以能夠?qū)崿F(xiàn)連接的穩(wěn)定化。
接著，在接合后，如圖9B所示，在帶載基板1與半導體元件2之間填充密封樹脂3。而且，由于在突起電極7a、7b的凸狀的前端部與電極焊盤6的表面層抵接的狀態(tài)下振動，所以使新生面在電極焊盤6上露出的效果變得顯著，被良好地接合。
在第二種方法中，如圖10所示，在覆蓋帶載基板1的突起電極7a、7b的形成區(qū)域來涂布密封樹脂3的基礎(chǔ)上，使帶載基板1與半導體元件2對準位置并相對。之后如圖9B所示，利用壓焊工具16相互相向地按壓，使突起電極7a、7b與電極焊盤6抵接，通過壓焊工具16在抵接部施加超聲波，從而使突起電極7a、7b與電極焊盤6相接合。而且，在接合的同時完成密封樹脂3的預固化。此時，由于突起電極7a、7b為中間高的凸狀，所以密封樹脂3在突起電極7a、7b的兩肋被有效地排除，使得突起電極7a、7b與電極焊盤6容易地抵接。在第二種方法中，由于也在突起電極7a、7b的凸狀的前端部與電極焊盤6的表面層抵接的狀態(tài)下進行振動，所以使新生面在電極焊盤6上露出的效果變得顯著，被良好地接合。
在實施這些制造方法時如上所述，在薄膜基材4上排列設(shè)置的導體布線5b的突起電極7b附近施加了應力，但由于容易斷線的長邊側(cè)的兩端或短邊及孤立地形成的導體布線5的寬度形成得寬，所以能夠防止導體布線5的斷線，另外，由于突起電極7a、7b的高度均一，所以能夠?qū)崿F(xiàn)連接的穩(wěn)定化。
權(quán)利要求
1.一種布線基板，具有薄膜基材；在所述薄膜基材上排列設(shè)置的多條導體布線；以及在所述各導體布線的端部附近通過金屬鍍覆形成的突起電極；其特征在于所述突起電極的在所述導體布線的寬度方向上的剖面的外表面在兩側(cè)部形成曲線，所述突起電極的在所述導體布線的長度方向上的剖面為矩形形狀；所述導體布線包含具有布線寬度W1的第1導體布線、以及具有比布線寬度W1寬的布線寬度W2的第2導體布線；所述第1導體布線上的所述突起電極與所述第2導體布線上的所述突起電極的高度大致相等。
2.如權(quán)利要求1所述的布線基板，其特征在于，所述突起電極是通過金屬鍍覆形成的，當在通過所述金屬鍍覆形成所述突起電極的工序中伴隨所述導體布線的寬度的改變而變化的所述突起電極的形成高度的最大值為hB，在所述第1導體布線上形成的所述突起電極的高度為h1，在所述第2導體布線上形成的所述突起電極的高度為h2時，將布線寬度W1以及布線寬度W2設(shè)定成所述突起電極的高度之差的關(guān)系滿足下式|h1-h2|＜(hB-h1)、以及|h1-h2|＜(hB-h2)。
3.如權(quán)利要求1所述的布線基板，其特征在于，所述第2導體布線配置在導體布線的排列的端部的位置或者孤立的位置中的至少一方。
4.如權(quán)利要求1所述的布線基板，其特征在于，關(guān)于所述突起電極的在導體布線寬度方向的剖面的外表面的兩側(cè)部上的曲率半徑，所述第2導體布線上的所述突起電極的曲率半徑比所述第1導體布線上的所述突起電極的曲率半徑還大。
5.一種布線基板的制造方法，其特征在于，使用排列設(shè)置了多條導體布線的薄膜基材；在所述薄膜基材的設(shè)置了所述導體布線的面上形成光致抗蝕劑，在所述光致抗蝕劑上形成長孔狀圖形的開口部，該長孔狀圖形的開口部具有橫切所述排列的導體布線并包含所述導體布線的兩側(cè)區(qū)域的形狀，在所述長孔狀圖形中露出所述導體布線的一部分；通過所述光致抗蝕劑的長孔狀圖形，對露出的所述導體布線的一部分實施金屬鍍覆而形成突起電極；其中，使用設(shè)置了具有布線寬度W1的第1導體布線、以及具有比布線寬度W1寬的布線寬度W2的第2導體布線作為所述導體布線的所述薄膜基材；作為通過所述金屬鍍覆形成的所述突起電極的高度與所述導體布線的寬度的關(guān)系，隨著所述導體布線的寬度的增大，所述突起電極的高度增大的區(qū)域A、形成比所述區(qū)域A高的所述突起電極且所述突起電極的高度達到最大值的區(qū)域B、以及形成比所述區(qū)域B低的所述突起電極且所述突起電極的高度減小的區(qū)域C順次出現(xiàn)的條件的范圍內(nèi)，進行通過所述金屬鍍覆形成所述突起電極的工序；在所述區(qū)域A的范圍內(nèi)設(shè)定所述第1導體布線的布線寬度W1，在所述區(qū)域C的范圍內(nèi)設(shè)定所述第2導體布線的布線寬度W2。
6.如權(quán)利要求5所述的布線基板的制造方法，其特征在于，當在所述第1導體布線上形成的所述突起電極的高度為h1、在所述第2導體布線上形成的所述突起電極的高度為h2、在所述區(qū)域B的布線寬度的導體布線上形成的所述突起電極的高度為hB時，將布線寬度W1以及布線寬度W2設(shè)定成所述突起電極的高度之差的關(guān)系滿足下式|h1-h2|＜(hB-h1)、以及|h1-h2|＜(hB-h2)。
7.如權(quán)利要求6所述的布線基板的制造方法，其特征在于，將布線寬度W1以及布線寬度W2設(shè)定為使得所述突起電極的高度h1與h2相等。
8.如權(quán)利要求5所述的布線基板的制造方法，其特征在于，所述區(qū)域A的導體布線寬度W1為13～17μm、所述區(qū)域B的導體布線寬度WB為18～22μm、所述區(qū)域C的導體布線寬度W2為23～27μm。
9.一種半導體器件，其特征在于具有布線基板，具有薄膜基材、在所述薄膜基材上排列設(shè)置的多條導體布線、以及在所述各導體布線的端部附近通過金屬鍍覆形成的突起電極，所述突起電極的在所述導體布線的寬度方向上的剖面的外表面在兩側(cè)部形成曲線，所述突起電極的在所述導體布線的長度方向上的剖面為矩形形狀，所述導體布線包含具有布線寬度W1的第1導體布線、以及具有比布線寬度W1寬的布線寬度W2的第2導體布線，所述第1導體布線上的所述突起電極與所述第2導體布線上的所述突起電極的高度大致相等；以及半導體元件，搭載在所述布線基板上；所述半導體元件的電極焊盤與所述導體布線通過所述突起電極連接。
10.一種半導體器件的制造方法，其特征在于，使用如下布線基板，該布線基板具有薄膜基材、在所述薄膜基材上排列設(shè)置的多條導體布線、以及在所述各導體布線的端部附近通過金屬鍍覆形成的突起電極，所述突起電極的在所述導體布線的寬度方向上的剖面的外表面在兩側(cè)部形成曲線，所述突起電極的在所述導體布線的長度方向上的剖面為矩形形狀，所述導體布線包含具有布線寬度W1的第1導體布線、以及具有比布線寬度W1寬的布線寬度W2的第2導體布線，所述第1導體布線上的所述突起電極與所述第2導體布線上的所述突起電極的高度大致相等；覆蓋所述導體布線上的形成了突起電極的區(qū)域，形成密封樹脂，之后；在所述布線基板上，載置半導體元件使得其電極焊盤與所述突起電極相對；以及，通過與所述突起電極的接合，將所述半導體元件的所述電極焊盤和所述導體布線連接。
11.如權(quán)利要求10所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，在連接所述半導體元件的電極焊盤與所述突起電極時，使兩者相互抵接按壓的同時，在抵接部施加超聲波。
全文摘要
本發(fā)明的布線基板具備薄膜基材(4)、在薄膜基材上排列設(shè)置的多條導體布線(5a、5b)、及在各導體布線的端部附近通過金屬鍍覆形成的突起電極(7a、7b)。突起電極的在導體布線的寬度方向上的剖面的外表面在兩側(cè)部形成曲線，突起電極的在所述導體布線的長度方向上的剖面為矩形，導體布線包含具有布線寬度W1的第1導體布線(5a)及具有比布線寬度W1寬的布線寬度W2的第2導體布線(5b)，第1導體布線上的突起電極(7a)與第2導體布線上的突起電極(7b)的高度大致相等。相對于連接薄膜基材的突起電極與半導體元件的電極焊盤時施加的應力，實用中以充分的強度保持導體布線，得到充分的連接穩(wěn)定性，能應對半導體元件的窄節(jié)距化的要求。
文檔編號H05K3/00GK101018453SQ20071000546
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月9日
發(fā)明者小坂幸廣, 下石坂望, 福田敏行 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社