[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

本发明涉及作为插入件使用薄膜型绝缘基板的半导体器件，特别是用于薄膜型半导体封装及RFID(射频识别)器件的天线电路基板的半导体器件。

过去，采用薄膜型插入件的半导体器件由形成多个焊盘的半导体元件(下面简称芯片)、键合到上述焊盘上的突起状突点以及支承将金属箔图形化而获得的布线层的绝缘薄膜基板形成的插件构成，突点与布线层键合。

用于半导体器件的薄膜型插件有多种。一般称之为FPC(Flexible PrintedCircuit board，柔性印刷电路基板)，将铜及铝等金属箔粘在绝缘性聚酰亚胺薄膜或PET薄膜上，通过将其刻蚀成图形而形成由多个导体层构成的导电回路。

对于将芯片连接到这种薄膜基板上的方法，可以列举出在芯片焊盘上形成金属制突点并利用ACF(各向异性导电膜)等连接的方法。

图16A是现有技术的芯片的透视图，图16B是沿(图16A)的16B-16B线的剖视图。在硅半导体芯片101的主面上，在其周边区域形成由铝等构成的多个焊盘102，在其上部形成通过镀金构成的电镀突点103。这种突点的形成方法是，形成被称作势垒金属的导电膜，在该膜上用光刻胶形成电镀掩模并以此作为掩模通过电镀在势垒金属上有选择地形成突点，随后除去不需要的势垒金属层。

图17A是另一种现有技术芯片的透视图，图17B是沿17B-17B线的剖视图。在硅半导体等芯片101的主面上，于其周边区域形成由铝等构成的多个焊盘102，于其上形成柱状突点104。柱状突点104通过将金丝等进行柱状键合形成，将其上部进行平整化处理。这种柱状突点的形成方法为，将称作焊条的电极置于金丝的前端，在两者之间加上高电压引起电弧放电，借助由此所产生的热量将金丝的前端制成球形，利用具有毛细管的焊头将其压接到形成于芯片上的焊盘上连接之后，将多余的丝除去并将其前端平整化。

图18A为将ACF粘合到形成铝布线层的绝缘基板上的薄膜基板的透视图，图18B是沿18B-18B线的剖视图。在聚亚酰胺等绝缘薄膜基板105上形成粘合层108，利用该粘合剂层108形成铝布线106。然后，以被覆构成铝布线层106的引线前端的方式在粘合剂层108上形成ACF107。

图19A为将具有利用图16A、16B或图17A、17B的方式形成的突点的芯片粘合到绝缘薄膜基板的ACF上，然后通过加压、压接将突点电连接到布线层上的器件的透视图，图19B为沿19B-19B线的剖视图，图20为图19的连接部分的放大剖视图。将具有突点104的芯片101与倒装片的键合同样，与绝缘薄膜基板105的布线层106进行对位，通过加热、加压压接，同时利用ACF107的树脂的固化，进行芯片101的粘合以及突点(柱状突点)104和铝布线层106的连接。柱状突点104与铝布线层106的电连接通过分散在ACF107内部的金属粒子109来进行。

形成于上述芯片焊盘上的突点与绝缘薄膜基板的连接是通过添加到ACF内的金属粒子的接触实现的。例如在所使用的ACF是日立化成制的FC262B的场合下，作为主成分的树脂在180℃、30秒钟左右固化，适量地混入作为金属粒子的粒径约5μm～20μm的Ni粒子的材料，将绝缘薄膜基板的铝布线与芯片上的突点进行连接。通过将芯片和绝缘薄膜基板加热、加压压接，使镍粒子刺入绝缘薄膜基板的铝布线层内，可以破坏形成于铝表面上的氧化被膜。然而，在进行如温度循环试验这种可靠性试验时，会在易氧化的铝材表面上形成新氧化被膜，从而造成导电不良。此外，对于各向异性导电树脂，除薄膜型之外还有膏形，它们在加入金属粒子时由于产生沉淀等问题，是造成连接成品率低下的主要原因。

下面，参照图21至图23说明其它问题。