CN101262739B - 元件搭载用基板及其制造方法、以及半导体模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种元件搭载用基板、元件搭载用基板的制造方法以及半导体模块，能够减少核心基板上设置的电路基板与其上搭载的电路之间的接触不良，提高作为多层元件搭载用基板的可靠性。元件搭载用基板具有：电路基板(6)，其由基板(1)、在基板(1)上设置的保护(层)2、在保护层(2)上设置的绝缘层(3)以及在绝缘层(3)形成的导电层(5)(导电部5a～5c)构成；电路基板(10)，其搭载在电路基板(6)上，由基材(7)、在基材(7)的下面设置的导电层(8)(导电部8a，8b)、在基材(7)的上面设置的导电层(9)(导电部9a)构成。在此，通过将电路基板(10)压附在电路基板(6)上，导电部(8a)与导电部(5a)一同被埋设在绝缘层(3)中，在绝缘层(3)中形成导电部(8a)和导电部(5a)的连接部(11)，将电路基板(10)与电路基板(6)电连接。

Description

元件搭载用基板及其制造方法、以及半导体模块

技术领域

本发明涉及一种元件搭载用基板及其制造方法、以及半导体模块。

背景技术

在手机、PDA、DVC以及DSC这样的便携式电子设备的高功能化的加速过程中，为了使这样的产品被市场所接受，必须进行小型化、轻便化，为了实现该目的，需要高集成的系统LSI。另一方面，对于这些电子设备，要求更加便于使用，对于设备所使用LSI，要求高功能化以及高性能化。因此，随着LSI芯片的高集成度，其I/O数量增加，而封装自身的小型化要求也增强，为了同时使二者实现，强烈要求开发出适合于向基板安装高密度半导体零件的半导体封装。近年来，为了应对这样的高密度化要求，即使在搭载LSI芯片的电路基板侧也进行多层化、微细化的设计。例如，提出有将形成微细布线的薄膜布线板(树脂薄膜)经由粘接层(粘接剂层)粘附到核心基板(挠性电路基板)以制造多层布线基板的方法。根据该方法，可以利用其它适用于形成微细布线的工序来形成薄膜布线板，此外，通过仅选择合格件进行粘附，可以实现高成品率。

图7是概略表示现有的元件搭载用基板的构造的剖面图。现有的元件搭载用基板(多层布线基板)包括：形成有电路图案103的挠性电路基板101；在一面或两面上形成有电路图案104并且在其中的一面上形成有可电连接的突起部分106的树脂薄膜102；在挠性电路基板101和树脂薄膜102之间将非导电性粘接膏固化而形成的粘接剂层110。突起部分106由粘接剂层110固定，将挠性电路基板101上的电路图案103和树脂薄膜102上的电路图案104电连接。

但是，在上述现有的元件搭载用基板中，粘接剂层110和挠性电路基板101是由不同的材料形成，由于各材料的热膨胀系数不同，故对应于温度变化，在二者的界面容易产生热应力。因此，在对元件搭载用基板加热时，在粘接剂层110与挠性电路基板101的接合处会发生剥离，由此，挠性电路基板101上的电路图案103与树脂薄膜102上的电路图案104的连接可靠性下降。

而且，树脂薄膜102和挠性电路基板101经由粘接剂层110贴合时，由于粘接剂层110的流动性低，在树脂薄膜102上的突起部分106与挠性电路基板101上的电路图案103的界面上存在有粘接剂层110的残膜，这也会使得挠性电路基板101上的电路图案103与树脂薄膜102上的电路图案104的连接可靠性下降。

发明内容

本发明鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供一种电路基板与其上搭载的电路之间的连接可靠性优良的多层元件搭载用基板及其制造技术。

本发明第一方面提供一种元件搭载用基板。该元件搭载用基板包括：具有埋设于绝缘层中的第一导电部的第一电路基板；设置在绝缘层之上并且具有第二导电部的第二电路基板，第二导电部在被埋设于绝缘层中的状态下与第一导电部电连接。

根据该方面，由于第二导电部与第一导电部一同被埋设在绝缘层中，二者利用该绝缘层固定，因此元件搭载用基板受到热应力时其连接可靠性(第一导电部与第二导电部之间的连接可靠性)提高。

在上述构成中，第一导电部和第二导电部优选由同一金属构成。根据该构成，第一导电部和第二导电部的热膨胀系数相同，因此相对于元件搭载用基板的热应力的连接可靠性进一步提高。

在上述构成中，还可具备搭载有第一电路基板的金属基板。

本发明的第二方面提供一种元件搭载用基板的制造方法。该元件搭载用基板的制造方法包括：第一工序，在第一电路基板的绝缘层之上形成第一导电部；准备具有第二导电部的第二电路基板，在使该第二导电部与第一导电部接触的状态下对第二电路基板施加压力，将第二导电部与第一导电部一同压入绝缘层中，将第二电路基板固定在第一电路基板上。

根据该方面，由于第二导电部与第一导电部一同被埋设在绝缘层中，二者通过该绝缘层固定，在使第二导电部与第一导电部接触的状态下对第二电路基板施加压力而压入到第一电路基板的绝缘层中，由此，形成固定有第二导电部和第一导电部的电路基板，因此，制造所述元件搭载用基板(将第二电路基板固定在第一电路基板之上的电路基板)的工序变得简单。因此，能够以低成本制造相对热应力的连接可靠性(第一导电部与第二导电部之间的连接可靠性)高的元件搭载用基板。另外，在将第二电路基板固定在第一电路基板上时，第二导电部与第一导电部一同埋设在绝缘层中，由此，抑制在第二导电部与第一导电部的连接界面上产生的绝缘层残留膜，并且能够将第二导电部和第一导电部连接。结果，能够制造对应于热应力的连接可靠性(第一导电部与第二导电部之间的连接可靠性)更高的元件搭载用基板。

在上述构成中，第二工序包括在绝缘层半固化的状态下将第一电路基板和第二电路基板压接的步骤、和将绝缘层加热并固化的步骤为好。由此，能够将第二导电部和第一导电部自整合且容易地埋设到绝缘层中。因此，能够制造出更低成本的元件搭载用基板。

在上述构成中，在压接步骤中，优选在第二导电部覆盖第一导电部而配置的状态下进行压接。由此，来自第二导电部的压力均匀地作用在整个第一导电部上，第二导电部能够将整个第一导电部均匀地埋设在绝缘层中，能够稳定地制造第二导电部和第一导电部之间的连接部。因此，能够提高元件搭载用基板的成品率，能够以低成本制造元件搭载用基板。

在上述构成中，在第一工序中，理想的是，将第一导电部的截面形状加工成朝向第一电路基板的外侧、上部变细的梯形，在压接步骤中，在第一导电部与第二导电部的连接面上的、第二导电部的尺寸比连接面上的第一导电部尺寸小时进行压接。由此，在压接步骤中，绝缘层容易从加工为梯形的第一导电部的侧面向其上面流动，能够制造出可抑制在第一导电部与第二导电部的连接部分附近产生空隙(void)的元件搭载用基板。因此，能够提高元件搭载用基板的连接可靠性，提高制造元件搭载用基板的成品率，降低元件搭载用基板的制造成本。

本发明第三方面提供一种半导体模块。该半导体模块上述的元件搭载用基板、和在元件搭载用基板之上搭载的半导体元件。

在上述构成中，还具有第三导电部，其设置在绝缘层上，施加有比对第二导电部施加的电压更高的电压，半导体元件安装设有第三导电部的区域中。

本发明第四方面提供一种元件搭载用基板。该元件搭载用基板具有核心基板、在核心基板的一主面上设置的第一布线结构、以及在核心基板的另一主面设置的第二布线结构，在第一布线结构或第二布线结构中的至少一个结构中包括具有埋设在绝缘层中的第一导电部的第一电路基板、和在绝缘层之上设置的具有第二导电部的第二电路基板，第二导电部在埋设于绝缘层中的状态下与第一导电部电连接。

在上述构成中，第一导电部和第二导电部可以由同一金属形成。此外，核心基板可以由金属形成。此外，核心基板可以由绝缘层形成。

本发明第五方面提供一种元件搭载用基板的制造方法。该元件搭载用基板的制造方法包括：第一工序，在基板上形成绝缘层；第二工序，在绝缘层的表面上形成第一导电部以及与第一导电部相邻的第二导电部，至少将第一导电部及第二导电部的侧面上部加工为正锥形；第三工序，将第一导电部和第二导电部压入绝缘层中，第三工序中，在第一导电部和第二导电部的侧面与绝缘层之间产生间隙。

在上述构成中，第二工序中，可以将第一导电部和第二导电部的截面形状都加工成梯形。此外，在第三工序中可以包括在绝缘层半固化的状态下将第一导电部和第二导电部压入的步骤、和将绝缘层加热并固化的步骤。

需要说明的是，上述结构的任意组合或更改等都与上述方面同样有效，而且包括在本发明的发明内容中。

另外，本发明的发明内容没有描述所有的结构特征，因此本发明也可以是上述结构特征的次级结合。

附图说明

下面仅用举例的方法描述实施例，参考示例性的附图并不仅限于此，其中同样的部件在多个附图中标注同一附图标记。

图1是本发明第一实施方式的第一实施例的元件搭载用基板的示意剖面图。

图2(A)～(D)是用于说明图1所示的第一实施方式的第一实施例的元件搭载用基板的制造过程的示意剖面图。

图3是本发明第一实施方式的第二实施例的元件搭载用基板的示意剖面图。

图4是表示本发明第一实施方式的第三实施例的半导体模块的构成的示意剖面图。

图5是表示本发明第一实施方式的第四实施例的半导体模块的构成的示意剖面图。

图6是表示本发明第一实施方式的第五实施例的半导体模块的构成的示意剖面图。

图7是现有的元件搭载用基板的示意剖面图。

图8是本发明的第二实施方式的元件搭载用基板的示意剖面图。

图9(A)～(D)是用于说明图8所示的第二实施方式的元件搭载用基板的制造过程的示意剖面图。

图10是现有的元件搭载用基板的示意剖面图。

具体实施方式

以下参考优选实施例描述本发明，并不旨在限制本发明的范围，而是举例说明本发明。

以下，基于附图说明本发明的实施方式。所有的附图中，相同的构成要素标注相同的附图标记并省略相关说明。

(第一实施形态)

(第一实施例)

图1是本发明第一实施方式的第一实施例的元件搭载用基板的示意剖面图。

第一实施形态的第一实施例的元件搭载用基板具有：电路基板6，其由基板1、在基板1上设置的保护层2、在保护层2上设置的绝缘层3以及在绝缘层3形成的导电层5(导电部5a～5c)构成；电路基板10，其搭载在电路基板6的绝缘层3上，由基材7、在基材7下面设置的导电层8(导电部8a，8b)、在基材7上面设置的导电层9(导电部9a)构成。在此，通过将电路基板10压接在电路基板6上，电路基板10的导电层8(导电部8a，8b)埋设并固定在电路基板6的绝缘层3中。特别是，导电部8a在与导电部5a接触的状态下被埋设在绝缘层3中，在绝缘层3中形成导电部8a与导电部5a的连接部分11，将电路基板10与电路基板6电连接。

具体地，基板1，例如采用由铜(Cu)构成的金属板，作为电路基板6的核心基板而起作用。通过该基板1能够提高电路基板6的散热性(耐热可靠性)。另外，基板1优选采用环氧类的绝缘材料形成的树脂基板或导电层与树脂层交替形成的电路基板。

保护层2，例如由主要成分为环氧树脂的绝缘性树脂构成，在基板1上设有大约10μm的厚度。该保护层2作为用于确保在导电层5(特别是导电部5a)上施加高电压时的导电层5与基板1之间的绝缘耐压的保护膜而起作用。另外，采用树脂基板或电路基板作为基板1时，采用具有作为保护层2保护基板1不被水份等侵入的功能的耐湿性保护膜。

绝缘层3，例如由主要成分为环氧树脂的热固化性树脂形成，在保护层2上设有大约150μm的厚度。此外，考虑到提高元件搭载用基板的散热性，绝缘层3具有高导热性为好。因此，绝缘层3含有银、铋、铜、铝、镁、锡、锌及其合金等、以及二氧化硅、氧化铝、氮化硅、氮化铝等高导热性填充剂。

导电层5(导电部5a～5c)，例如采用铜、铝等金属，其厚度例如约30μm。导电部5a～5c的截面形状都加工成矩形。导电部5a、5b是设置在电路基板10下方区域的布线图案或电极(外部电极)等，其中的导电部5a以与电路基板10的导电部8a一同层积埋设在绝缘层3中的状态形成连接部11。导电部5b不直接与电路基板10的导电层8连接，而是埋设在绝缘层3内的表面。此外，导电部5c是在设有电路基板10的区域之外的布线图案或电极(外部电极)等，不埋设在电路基板6的绝缘层3中，而是形成在绝缘层3的表面上。

电路基板6由所述基板1、在该基板1上设置的保护层2、在该保护层2上设置的绝缘层3以及在该绝缘层3形成的导电层5(导电部5a～5c)构成。

基材7采用环氧类的绝缘材料构成的树脂基板，作为电路基板10的核心基板而起作用。另外，基材7可以在内部设有多个导电层及用于将其连接的连接孔等等。

导电层8(导电部8a，8b)，例如采用铜、铝等金属，其厚度例如大约30μm。导电部8a、8b的截面形状都加工成矩形。导电层8(导电部8a，8b)是设置在基材7下方区域的布线图案或电极(外部电极)等。这时，导电部8a的外缘在外侧越过电路基板6的导电部5a的外缘、即导电部8a的尺寸(面积)大于导电部5a的尺寸(面积)。另外，导电部8a的尺寸(面积)可以与导电部5a的尺寸(面积)相同。通过将电路基板10压接在电路基板6上，其中的导电部8a与电路基板6的导电部5a一同被层叠埋设在绝缘层3中，分别形成连接部11。另外，导电部8b被埋设在绝缘层3中的表面。

导电层9(导电部9a)，例如采用与导电层8相同的材料、厚度以及形状。导电层9是设置在导电层8相反侧的基材7上面的布线图案、电极等(外部电极)等。

电路基板10由所述基材7、在该基材7下面设置的导电层8(导电部8a，8b)以及在基材7上面设置的导电层9(导电部9a)构成，搭载在所述电路基板6的绝缘层3上。两基板的连接如下进行，即，电路基板10的导电部8a与电路基板6的导电部5a一同层叠埋设在绝缘层3中，分别形成连接部11。

(制造方法)

图2是用于说明图1所示的第一实施方式的第一实施例的元件搭载用基板的制造过程的示意剖面图。

首先，如图2(A)所示，作为基板1，准备例如由铜(Cu)构成的金属板。

然后，通过旋涂法在基板1上形成以环氧树脂为主要成分的绝缘性树脂构成的保护层2。在此，保护层2的厚度例如约为10μm。该保护层2起到如下作用，即对导电层5(特别是导电部5a)施加高电压的时，用于确保导电层5与基板1之间的绝缘耐压。此外，采用树脂基板或电路基板作为基板1时，采用具有保护基板1不被水份等侵入的功能的耐湿性保护膜作为保护层2。

如图2(B)所示，通过在真空中或减压下将绝缘层3和铜箔(未图示)构成的层叠膜热压附在保护层2上，形成大约150μm厚且由以环氧树脂为主要成分的热固化树脂构成的绝缘层3、和约3μm厚的铜箔(未图示)。然后，利用无电解镀敷法以及电解镀敷法在铜箔的表面上镀铜。由此，在绝缘层3上形成厚度约30μm的由铜构成的导电层4。另外，在这一工序中，热固化树脂即绝缘层3没有完全热固化，而是维持半固化的状态(容易流动的状态)。

如图2(C)所示，利用光刻技术和蚀刻技术对导电层4构图，形成具有导电部5a～5c的导电层5。此时，通过调整蚀刻条件，将导电部5a～5c的截面形状加工成矩形。由此，在绝缘层3上形成构成布线图案或电极的一部分的矩形导电部5a～5c。其结果，在基板1的绝缘层3上形成具有导电层5(导电部5a～5c)的电路基板6。

如图2(D)所示，准备在基材7的上面和下面分别形成有导电层8(矩形导电部8a、8b)以及导电层9(矩形导电部9a)的电路基板10。将该电路基板10配置在所述电路基板6的上面侧的规定位置(特别是，导电部8a覆盖整个导电部5a而配置)，其被平板(未图示)从上下夹住而对电路基板10施加均匀的压力(约10Mpa)，将电路基板10的导电层8(导电部8a、8b)压入绝缘层3中(压接的步骤)。由于绝缘层3是半固化的状态(容易流动的状态)，故导电层8(导电部8a、8b)容易埋设到绝缘层3中。另外，通过将导电部8a覆盖整个导电部5a而设置，来自导电部8a的压力均匀地作用在整个导电部5a上，导电部8a能够将导电部5a整体均匀地埋设在绝缘层3中。由此，导电部8a在与导电部5a接触的状态下层叠埋设在绝缘层3中，如图1中所示，导电部8a与导电部5a在分别对应的位置形成连接部11，将电路基板10和电路基板6电连接。此外，将在绝缘层3上形成的导电部5b被电路基板10的基材7压入绝缘层3中而配置。接着，通过对绝缘层3进行热处理(150℃、30分钟)，使绝缘层3完全固化(固化步骤)。

通过所述工序，制造出第一实施方式的第一实施例的元件搭载用基板。

根据以上说明的第一实施方式的第一实施例的元件搭载用基板及其制造方法，能够得到以下的效果。

(1)由于导电部8a与导电部5a一同被埋设在绝缘层3中，二者通过该绝缘层3被固定，相对于元件搭载用基板受到的热应力的连接可靠性(导电部5a和导电部8a之间的连接可靠性)提高。

(2)由于将导电层5(特别是导电部5a)和导电层8(特别是导电层8a)由同一金属(铜)构成，因此导电层5及导电层8的热膨胀系数相同，在二者之间产生的热应力被缓和，能够进一步提高元件搭载用基板的连接可靠性。

(3)元件搭载用基板将导电部8a和导电部5a一同被埋设在绝缘层3中并且将二者由该绝缘层3固定，通过将导电部8a在与导电部5a接触的状态下对电路基板10施加压力而将其压入到电路基板6的绝缘层3中，形成所述元件搭载用基板，因此，制造这样的元件搭载用基板的工序变得简单。因此，能够以低成本制造出相对于热应力的连接可靠性(导电部5a与导电部8a间的连接可靠性)提高的元件搭载用基板。

(4)将电路基板10压接(固定)在电路基板6上时，通过将导电部8a在与导电部5a接触的状态下层叠埋设在绝缘层3中，抑制在导电部8a与导电部5a的连接界面上产生绝缘膜3的残膜，并且能够连接导电部8a和导电部5a。结果，能够制造出相对热应力的连接可靠性(导电部5a与导电部8a间的连接可靠性)进一步提高的元件搭载用基板。

(5)电路基板6(导电部5a)与电路基板10(导电部8a)的连接通过在半固化的状态下压接绝缘层3的步骤、和对绝缘层3加热并固化的步骤而进行，由此，导电部8a和导电部5a双方能够自我整合且容易埋设在绝缘层3中。因此，能够以更低的成本制造元件搭载用基板。

(6)在压接步骤中，导电部8a在覆盖导电部5a的状态下压接(固定)，由此，来自导电部8a的压力均匀地作用在整个导电部5a上，导电部8a可将整个导电部5a均匀地埋设在绝缘层3中，故而能够稳定制造导电部8a与导电部5a间的连接部11。因此，能够提高元件搭载用基板的制造成品率，可以低成本制造元件搭载用基板。

(7)由于用别的制造工艺对电路基板10进行加工，故在将电路基板10粘合前可以进行质量检查，在粘合工序中不流出次品的电路基板10，能够提高元件搭载用基板的制造成品率，可以低成本制造元件搭载用基板。

(8)由于仅仅通过绝缘层3固定连接部11(导电部8a及导电部5a)，故能够抑制采用现有的粘接层(粘接剂)时在此界面产生的热应力(各材料的热膨胀系数之差引起的热应力)，提高元件搭载用基板的连接可靠性。

(9)在电路基板6上搭载电路基板10时，不采用现有的粘接层(粘接剂)就能够将两基板粘合，故与以往相比，元件搭载用基板的制造成本可以更加便宜。

(第二实施例)

在如第一实施方式的第一实施例的导电部5a那样、截面形状为矩形且在其上部设置的导电部8a的尺寸较小的情况下，层叠埋设在绝缘层3中时，在连接部11的侧面旁边容易产生空隙(void)。为了不产生空隙，在压接时，需要用低压力施加较长时间，会使生产率降低(制造成本增加)。

图3是本发明第一实施方式的第二实施例的元件搭载用基板的示意剖面图。与第一实施方式的第一实施例不同之处在于：(A)在电路基板6上设置的导电部5a1～5c1的截面形状被加工成梯形，朝向基板的外侧其上部变细；(B)电路基板10的导电部8a1、8b1以及导电部9a1被加工成梯形，朝向基板的外侧各自的上部变细；(C)连接部11的导电部8a1的尺寸(特别是连接面的尺寸)比导电部5a1的尺寸(特别是连接面的尺寸)小。除此之外，与第一实施方式的第一实施例相同。

这样的梯形连接结构如下形成，即，准备具有加工成梯形的导电部5a1～5c1的电路基板6和具有加工成梯形的导电部8a、8b(导电部9a)的电路基板10，如图2(D)所示的工序，将二者压接在一起。另外，梯形导电部5a1～5c1，如所述第一实施方式的第一实施例的图2(C)所示的工序，通过调整加工导电层5时的蚀刻条件而容易形成。

根据该第一实施方式的第一实施例的元件搭载用基板及其制造方法，除了第一实施方式中的第一实施例中的所述(6)之外的效果，还能够得到以下的效果：

(10)将导电部5a1的截面形状加工成朝向电路基板6外侧、上部变细的梯形，在压接步骤中，通过在导电部5a1与导电部8a1的连接面上的导电部8a1的尺寸小于连接面上的导电部5a1的尺寸状态下进行压接，绝缘层3容易从加工成梯形的导电部5a1的侧面朝向其上面流动，能够制造抑制在导电部5a1与导电部8a1的连接部11附近产生空隙(void)的元件搭载用基板。因此，能够提高元件搭载用基板的连接可靠性，提高元件搭载用基板的制造成品率，降低元件搭载用基板的制造成本。

(第三实施例)

图4是表示第一实施方式的第三实施例的半导体模块的构成的示意剖面图。该半导体模块包括第一实施方式的第二实施例的元件搭载用基板20和在元件搭载用基板20上安装的半导体元件30。本实施例的半导体模块，例如适用于混合动力汽车的电机驱动用的变换器模块、汽车的动力马达用(パワ一ウインドウモ一タ)的变换器模块。

向电路基板10的导电部8a1、8b1、9a1传送逻辑电平(例如，5V)的低电压信号。另一方面，向电路基板6的导电部5c1传送比逻辑电平高的电压、即高电压信号。半导体元件30安装在设有导电部5c1的区域中。半导体元件30是变换器模块用的动力元件，使用金属线32与导电部5c1引线接合。由此，本实施例的半导体模块通过电路基板10而实现局部多层化，在没有构造电路基板10的绝缘层3上安装有半导体元件30。

根据以上说明的第一实施方式的第三实施例的半导体模块，可以得到以下的效果：

(11)由于导电部5c1设在绝缘层3上，可最大限度地利用绝缘层3的膜厚，能够确保对于施加高电压时导电部5c1的耐压能力来说足够的绝缘层3的膜厚。

(12)由于在元件搭载用基板20中没有多层化的部分上搭载有作为发热元件的半导体元件30，基板1与半导体元件30的距离可缩短。由此，能够提高半导体元件30的散热性。

(13)施加低电压的电路基板10的导电部8a1、8b1、9a1由于不需要高耐压性，所以能够将绝缘层的厚度减薄。因此，要求高集成化的电路基板10可实现低高度化。

(第四实施例)

图5是表示第一实施方式的第四实施例的半导体模块的构成的示意剖面图。本实施方式的半导体模块具有元件搭载用基板，其具有在核心基板40的一面上设置的第一布线结构、和在核心基板40的另一面上设置的第二布线结构。具体地，在100～200μm的由铜构成的核心基板40的一面设有电路基板6。即，在核心基板40的一面设有绝缘层3，在绝缘层3上设有导电部5c1。与第三实施方式同样地对导电部5c1施加高电压。另外，在绝缘层3上局部地层叠有电路基板10。向电路基板10的导电部8a1、8b1、9a1传送逻辑电平(例如，5V)的低电压信号。半导体元件30安装在设有导电部5c1的区域中。在本实施方式中，半导体元件30用焊料凸块34与导电部5c1倒装片连接。而且，半导体元件30可以与第一实施方式的第三实施例同样地进行引线接合连接。

此外，核心基板40的另一面上设有电路基板6’。即，核心基板40的另一面上设有绝缘层3’，在绝缘层3’下设有导电部5c1’。与第三实施方式同样地，对导电部5c1’施加高电压。另外，在绝缘层3’下局部地层叠有包含基材7’、导电层8’、9’的电路基板10’。对电路基板10’的导电部8a1’、8b1’、9a1’传送逻辑电平(例如，5V)的低电压信号。半导体元件30’安装在设有导电部5c1’的区域。半导体元件30’是变换器模块用的动力元件，使用焊料凸块34’与导电部5c1’倒装片连接。

根据以上说明的第一实施方式的第四实施例的半导体模块，可以得到以下的效果：

(14)在具有核心基板40的元件搭载用基板的未多层化的部分搭载有作为发热元件的半导体元件30、30’，故核心基板40与半导体元件30、30’之间的距离能够缩短。由此，可提高半导体元件30、30’的散热性。

(第五实施例)

图6是表示第一实施方式的第五实施例的半导体模块的构成的示意剖面图。本实施例的半导体模块使用的元件搭载用基板，除了构成核心基板40的材料之外，具有与第四实施方式的半导体模块同样的构成。在本实施方式中，作为核心基板40，使用绝缘层。作为绝缘层，可以由例如聚酰亚胺树脂、环氧树脂、苯酚树脂、BT树脂等热固化树脂形成。绝缘层可以是在编织好的玻璃纤维中含浸所述树脂的类型的膜。此外，可以向绝缘层中添加具有2μm～10μm左右的直径的填充剂。作为填充剂，氧化铝(Al₂O₃)、氧化硅(SiO₂)、氮化铝(AlN)、氮化硅(SiN)以及氮化硼(BN)等是适用的。此外，作为填充剂的重量填充率优选30％～80％左右。

此外，在本实施例中，用于控制半导体元件30的动作的低发热性半导体元件31安装在基材7上。半导体元件31和导电部9a1经由焊料凸块35电连接。

根据以上说明的第一实施方式的第五实施例的半导体模块，可以得到以下的效果：

(15)由于核心基板40与绝缘层3、3’的热膨胀系数接近，可以提高核心基板40与绝缘层3、3’的紧密贴合性。

(16)通过在基材7上设置低发热性的半导体元件31，能够不损失散热性而实现半导体模块的进一步集成化。

此外，在上述实施例中，以在电路基板6上压接搭载电路基板10并将各自的导电部5a(导电部5a1)及导电部8a(导电部8a1)连接的元件搭载用基板为例，但本发明并不局限于此，也可以代替电路基板10，在例如WLCSP(Wafer Level ChipSize Package：晶片级芯片尺寸封装)等半导体基板的表面上压接搭载设有电极(外部电极)的电路元件，将该电极上与所述导电部5a(导电部5a1)连接。这种情况下也能够得到上述效果。

在上述实施例中，以在电路基板6上压接搭载一个电路基板10为例，但本发明不局限于此，例如，可以将多个电路基板分别、或者同时压接搭载。这种情况下也能够得到上述效果。

在所述实施例中，以电路基板10的导电层8部分埋设在绝缘层3中为例，但本发明并不局限于此，例如，可以将基材7的一部分或者全部埋设在绝缘层3中。此时，由于基材7的侧面(周围)被绝缘层3覆盖，即使对元件搭载用基板施加热量时，绝缘层3也会从四周压入电路基板10(基材7)，故在电路基板6与电路基板10的界面不易产生剥离，进一步提高其连接可靠性。

在上述实施例中，以在电路基板6上压接搭载电路基板10时、在电路基板6侧(电路基板6的绝缘层3)埋设各自的导电部的元件搭载用基板为例，但本发明并不局限于此，例如，也可以通过调整电路基板10的构造，在电路基板10侧埋设各自的导电部。

在上述第一实施方式的第二实施例中，以电路基板10的导电部8a1被加工成梯形为例，但本发明并不局限于此，例如，电路基板10的导电部8a1也可以是第一实施例中的矩形。此时，只要连接部11处的导电部8a1的尺寸(特别是连接面的尺寸)比导电部5a1的尺寸(特别是连接面的尺寸)小，则可以得到上述(10)的效果。

在上述第一实施方式的第四实施例和第五实施例中，在核心基板40的一面上设置电路基板6和电路基板10，在核心基板40的另一面上设置电路基板6’和电路基板10’，但只要在核心基板40的一面上设置电路基板6和电路基板10即可，也可以在核心基板40的另一面上设置公知的布线构造。

在上述实施例中，可以将电路基板10和电路基板10’堆积多个。由此，可以通过多个电路基板10或多个电路基板10’而实现导电层的多层化。

图10是示意地表示现有的电路基板的构造的剖面图。现有的电路基板(印刷电路板)包括：至少外面由金属形成的基板(基体)1101、在基板1101的上面形成的粘接层(表面处理金属材料)1108、在粘接层1108上形成的绝缘层(树脂层)1104以及在绝缘层1104上局部蚀刻而形成的具有电路布图的布线层(金属箔)1106。为了实现电路基板的高密度化，将具有电路布图的布线层1106的加工尺寸细微化是有效的。

但是，在将布线层1106的加工尺寸细微化的情况下，对应于此，相邻的布线间的间隔(空间)也缩短，具有在施加高电压时难以充分确保相邻布线间的绝缘耐压的问题。这是因为，在位于相邻布线间的绝缘层的表层存在有由蚀刻引起的损伤层(或绝缘层的未结合的末端等)等，施加高电压时容易产生经由该表层部分的绝缘破坏。该部分的绝缘耐压不良则会导致元件搭载用基板的可靠性显著下降。因此，以往的元件搭载用基板中，这种细微化、即布线层的加工尺寸的细微化也存在一定的限度。

本实施方式是鉴于这种状况而研发的，其目的在于提供一种能够实现布线加工尺寸的细微化且可降低相邻布线间的绝缘耐压不良的制造技术。

(第二实施方式)

图8是表示第二实施方式的元件搭载用基板的构成的示意剖面图。基于图8说明第二实施方式的电路基板。本实施方式的元件搭载用基板包括：基板1001、在基板1001上设置的保护层1002、在保护层1002上设置的绝缘层1003、在该绝缘层1003内埋设的多个具有正锥形(順テ一パ形状)的导电部1004a～1004c以及覆盖绝缘层1003以及导电部1004a～1004c而设置的绝缘层1006。在此，绝缘层1003在导电部1004a和与其相邻的导电部1004b之间具有凸状部分1003a。所谓凸状部分1003a是指，在比绝缘层1003的凹部内的底部(导电部1004a～1004c的下面)高的位置上的部分绝缘层。此外，所谓正锥形是指，例如梯形那样，尺寸宽度从下边向上边逐渐变细，此时，表示从导电部1004a～1004c的下面侧向上面部，其尺寸宽度变细的状态。另外，在该绝缘层1003a的凸状部分1003a与导电部1004a的侧面(导电部1004b的侧面)之间产生间隔(空间)，在这部分存在绝缘层1006，在导电部1004a的侧面(导电部1004b侧面)设有不与绝缘层1003接触的区域1005。另外，基板1001是本发明的“基板”，绝缘层1003是本发明的“绝缘层”、导电部1004a是本发明的“第一导电部”，以及导电部1004b是本发明的“第二导电部”的一例。

具体地，在本实施方式的元件搭载用基板中，基板1001，例如采用由铜(Cu)构成的金属板。另外，基板1001可以是环氧类的绝缘材料构成的树脂基板或布线层和树脂层交替形成的电路基板。

保护层1002，例如由以环氧树脂为主要成分的绝缘性树脂构成，在基板1001上设有大约10μm的厚度。该保护层1002起到保护膜的作用，确保对各导电部(导电部1004a～1004c)施加高电压时、各导电部与基板1001之间的绝缘耐压。另外，在作为绝缘基板1001而采用树脂基板或电路基板时，采用具有保护基板1001不被水份浸入的耐湿性保护膜作为保护层1002。

绝缘层1003，例如，由以环氧树脂作为主要成分的热固化树脂构成，在保护层1002上设有约100μm的厚度。在此，绝缘层1003在与导电部1004a～1004c中应位置形成有凹部，并且在该凹部中分别配置有导电部1004a～1004c。即，绝缘层1003形成在导电部1004a和与其相邻的导电部1004b之间具有构成与导电部1004a、1004b的上面大致共面的高度(约30μm)的凸状部分1003a。另外，在导电部1004b和与之相邻的导电部1004c之间也具有同样的构造。此外，考虑到提高元件搭载用基板的散热性，绝缘层1003具有高热传导性为好。因此，绝缘层1003最好含有银、铋、铜、铝、镁、锡、锌及其合金等、以及二氧化硅、氧化铝、氮化硅、氮化铝等高导热性材料。

导电部1004a～1004c，例如采用铜、铝等金属，厚度例如约30μm。导电部1004a～1004c的截面形状是梯形，导电部1004a～1004c的侧面都是正锥形。导电部1004a～1004c构成线状/空间状(L/S)排列的布线图案的一部分，其上面与绝缘层1003的上面(凸状部分1003a的上部)大致共面地被埋设在绝缘层1003中。另外，在导电部1004a的侧面(导电部1004b的侧面)与绝缘层1003的凸状部分1003a之间设有导电部1004a的侧面(导电部1004b的侧面)与绝缘层1003不接触的区域1005。另外，作为正锥形的角度，同时考虑到导电部1004a、1004b的细微化和形成区域1005的形成难易度，例如优选约为45度。

在此，导电部1004a和导电部1004b相互相邻设置。在本实施方式中，特别是设定导电部1004a与导电部1004b的间隔(空间)细微化到制造极限(制造时能够允许的最小空间值)的状态。

绝缘层1006，例如采用以环氧树脂为主要成分的绝缘性树脂构成的光刻抗蚀剂膜，覆盖绝缘层1003及导电部1004a～1004c而设置成约50μm的厚度。此时，在导电部1004a的侧面(导电部1004b的侧面)与绝缘层1003不接触的区域1005内也埋入形成有绝缘层1006。绝缘层1006具有保护各导电部(导电部1004a～1004c)不受外部环境影响的功能。此外，可以在绝缘层1006中添加用于提高热传导性的填充剂。

(制造方法)

图9是用于说明图8所示的第二实施方式的元件搭载用基板的制造过程的示意剖面图。

首先，如图9(A)中所示，作为基板1001，例如准备由铜(Cu)构成的金属板。然后，通过旋涂法在钙基板1001上形成由以环氧树脂为主要成分的绝缘性树脂构成的保护层1002。在此，保护层1002的厚度，例如约10μm。保护层1002起到保护膜的作用，即，对各导电部(导电部1004a～1004c)施加高电压时，确保各导电部与基板1001之间的绝缘耐压。另外，在使用树脂基板或电路基板作为基板1001的情况下，采用具有保护基板1001不被水份浸入的耐湿性保护膜作为保护层1002。

如图9(B)中所示，通过在真空下或减压下将由绝缘层1003和铜箔(未图未)构成的层叠膜热压附在保护层1002上，形成厚度约100μm的、以环氧树脂为主要成分的热固化树脂构成的绝缘层1003和约3μm厚的铜箔(未图示)。然后，利用无电解镀敷法以及电解镀敷法在铜箔的表面上镀铜。由此，在绝缘层1003上形成厚约30μm的铜构成的布线层1004。另外，在该工序中，作为热固化树脂的绝缘层1003并未完全热固化，而是维持半固化的状态(容易流动的状态)。

如图9(C)所示，利用光刻技术和蚀刻技术对布线层1004构图。由此，在绝缘层1003上形成构成布线图案一部分的导电部1004a～1004c。这时，通过调整蚀刻条件，导电部1004a～1004c的截面形状成为梯形(导电部1004a～1004c的侧面约45度的正锥形)。

如图9(D)所示，用平板(未图示)从上下夹住形成有导电部1004a～1004c的基板1001而对导电部1004a～1004c均匀地施加压力(约10Mpa)，将导电部1004a～1004c压入绝缘层1003中(压入步骤)。由于绝缘层1003是半固化的状态(容易流动的状态)，故导电部1004a～1004c容易埋设到绝缘层1003中，在绝缘层1003中、在与导电部1004a～1004c对应的位置形成凹部，同时在导电部1004a和与其相邻的导电部1004b之间的绝缘层1003一体地形成凸状部分1003a。这时，导电部1004a、1004b的上面被埋设到与绝缘层1003的上面(凸状部分1003a的上部)大致共面。同时，导电部1004a的侧面(导电部1004b的侧面)与绝缘层1003的凸状部分1003a之间产生间隔(空间)，设置与导电部1004a的侧面(导电部1004b的侧面)和绝缘层1003不接触的区域1005。接着，通过对绝缘层1003施加热处理(150℃、30分钟)，使绝缘层1003完全固化(固化步骤)。

最后，如图8中所示，作为绝缘层1006，覆盖绝缘层1003以及导电部1004a～1004c而形成例如以环氧树脂为主要成分的绝缘性树脂构成的厚约50μm的光致抗焊料剂膜。此时，在导电部1004a的侧面(导电部1004b的侧面)和绝缘层1003不接触的区域1005中也埋入形成绝缘层1006。绝缘层1006具有保护各导电部(导电部1004a～1004c)不受外部环境影响的功能。另外，也可以在绝缘层1006中添加用于提高热传导性的填充剂。

通过所述工序，制造出本实施方式的元件搭载用基板。

根据以上说明的本实施方式的元件搭载用基板及其制造方法，能够得到以下的效果：

(1)由于通过将侧面加工成正锥形的导电部1004a，1004b压入绝缘层1003中而形成在各导电部(导电部1004a，1004b)的侧面与绝缘层1003(凸状部分1003a)之间设置有空隙(导电部1004a，1004b的侧面上不与绝缘层1003接触的区域1005)的元件搭载用基板，制造这样的元件搭载用基板工序变得简单。能够进一步减少制造成本。

(2)通过将导电部1004a、1004b的截面形状制造成侧面为正锥形的梯形，能够容易地制造导电部1004a、1004b的侧面与绝缘层1003的接触部分为梯形的下底部分的元件搭载用基板。因此，从导电部1004a的端部A到导电部1004b的端部B的绝缘层1003(绝缘层1003的凸状部分1003a)的表层部分的路径长度最大限度地增长，能够以低成本提供更加难以产生绝缘破坏的元件搭载用基板。

(3)通过将侧面上部加工成正锥形的导电部1004a、1004b压入绝缘层1003中，在绝缘层1003分别形成凹部，在该凹部内配置导电部1004a、1004b，由此，在导电部1004a和与之相邻的导电部1004b之间设有绝缘层1003，能够在各导电部(导电部1004a、1004b)的侧面与绝缘层1003之间产生间隔(导电部1004a，1004b的侧面上不与绝缘层1003接触的区域1005)。因此，位于导电部1004a与导电部1004b之间的位置的绝缘层1003的表层部分的路径长度(实际间隔)比以往更大，难以产生经由绝缘层1003的表面部分的绝缘破坏，提供可靠性提高的元件搭载用基板。

(4)通过将导电部1004a、1004b的截面形状形成为其侧面为正锥形的梯形，导电部1004a的侧面(导电部1004b的侧面)与绝缘层1003的接触部分仅成为梯形的下底部分，从导电部1004a的端部A到导电部1004b的端部B的绝缘层1003(绝缘层1003的凸状部分1003a)的表层部分的路径长度最大限度地增长。由此，在导电部1004a和与之相邻的导电部1004b之间，经由绝缘层1003的表层部分(绝缘层1003和绝缘层1006之间的界面)引起的绝缘破坏更加不易产生，进一步提高元件搭载用基板的可靠性。另外，在导电部1004a的侧面(导电部1004b的侧面)的表面(上面侧)的局部设置不与绝缘层1003接触的区域1005时，仅该部分有助于路径长度的增加，因此能够相应地抑制绝缘破坏。

(5)尽管导电部1004a和与之相邻的导电部1004b之间的间隔(空间)是与以往相同的尺寸，但根据本结构，增大了相对于该部分的绝缘破坏的实际间隔，能够抑制元件搭载用基板的可靠性下降。因此，可以进一步缩小导电部1004a和与之相邻的导电部1004b之间的间隔(空间)，能够实现元件搭载用基板的进一步微细化。

(6)通过将加工成梯形的导电部1004a、1004b(侧面加工成正锥形的导电部1004a、1004b)加压而压入到绝缘层1003中，在绝缘层1003内可以自我整合埋设，能够在导电部1004a的侧面(导电部1004b的侧面)容易设置不与绝缘层1003接触的区域1005。因此，能够实现元件搭载用基板的低成本化。

此外，在上述实施方式中，以覆盖绝缘层1003和各导电部(导电部1004a～1004c)而设有绝缘层1006的元件搭载用基板及其制造方法为例，但本发明并不局限于此，例如，也可以是不设有绝缘层1006的元件搭载用基板。这种情况下也能够得到上述效果。

在上述实施方式中，以采用具有保护各导电部(导电部1004a～1004c)的功能的光刻抗焊料剂膜作为绝缘层1006为例，但本发明并不局限于此，例如，作为绝缘层1006，可以采用与绝缘层1003相同的材料，在其上还设置其它导电部。此时，除了能够得到上述效果之外，还可以将绝缘耐压性提高的元件搭载用基板多层化。

在所述实施方式中，以导电部1004a、1004b的上面与绝缘层1003的上面(凸状部分1003a的上部)大致共面为例，但本发明并不局限于此，例如，若在导电部1004a、1004b的侧面设置不与绝缘层1003接触的区域1005，则导电部1004a、1004b的上面相对于绝缘层1003的上面(凸状部分1003a的上面)可以突出也可以凹陷。这种情况下，相应于路径长度的增大量，可以得到不易产生绝缘破坏的效果。

在上述实施方式中，以作为具有正锥形的导电部1004a(导电部1004b)其截面形状为梯形为例，但本发明并不局限于此，例如，也可以对于矩形的导电部的上端部进行倒角，仅使上边部为正锥形。此外，同样地也可以为仅上端部带有圆弧的状态。此时，在导电部1004a(导电部1004b)上设置的正锥形的部分，设置与绝缘层1003不接触的区域1005，该部分有助于路径长度的增加。

本发明基于2006年7月31日提交的日本专利申请NO.2006-208456、2006年8月2日提交的日本专利申请No.2006-210558、2007年7月18日提交的日本专利申请No.2007-187360，在此援引其内容。

Claims (18)

1.一种元件搭载用基板，其特征在于，包括：

具有埋设在绝缘层的第一导电部的第一电路基板；

设置在所述绝缘层之上、具有第二导电部的第二电路基板，

所述第二导电部在被埋设于所述绝缘层中的状态下、与所述第一导电部电连接；

所述第一导电部的截面形状为朝向所述第一电路基板的外侧、上部变细的梯形，在所述第一导电部与所述第二导电部的连接面上的、所述第二导电部的尺寸比该连接面上的所述第一导电部的尺寸小。

2.如权利要求1所述的元件搭载用基板，其中，所述第一导电部和第二导电部由同一金属构成。

3.如权利要求1或2所述的元件搭载用基板，其中，还具有搭载有所述第一电路基板的金属基板。

4.一种元件搭载用基板的制造方法，其特征在于，包括：

第一工序，在第一电路基板的绝缘层之上形成第一导电部；

第二工序，准备具有第二导电部的第二电路基板，在该第二导电部与所述第一导电部接触的状态下对所述第二电路基板施加压力，将所述第二导电部与所述第一导电部一同压入到所述绝缘层中，以将所述第二电路基板固定在所述第一电路基板上；

在所述第一工序中，将所述第一导电部的截面形状加工成朝向所述第一电路基板的外侧、上部变细的梯形，

在所述压接步骤中，在所述第一导电部与所述第二导电部的连接面上的、所述第二导电部的尺寸比该连接面上的所述第一导电部的尺寸小的情况下进行压接。

5.如权利要求4所述的元件搭载用基板的制造方法，其中，所述第二工序具有在所述绝缘层半固化的状态下将所述第一电路基板和所述第二电路基板压接的步骤、和将所述绝缘层加热并固化的步骤。

6.如权利要求4或5所述的元件搭载用基板的制造方法，其中，在所述压接步骤中，在所述第二导电部覆盖所述第一导电部而配置的状态下进行压接。

7.一种半导体模块，其特征在于，包括：

权利要求1～3中任一项所述的元件搭载用基板；

在所述元件搭载用基板之上搭载的半导体元件。

8.如权利要求7所述的半导体模块，其中，还具有第三导电部，其设置在所述绝缘层之上，被施加比对所述第二导电部施加的电压更高的电压，

所述半导体元件安装在设有所述第三导电部的区域。

9.一种元件搭载用基板，其特征在于，具有：

核心基板；

在所述核心基板的一个主面设置的第一布线结构；

在所述核心基板的另一主面设置的第二布线结构，

所述第一布线结构或所述第二布线结构中的至少一个结构包含第一电路基板和第二电路基板，所述第一电路基板具有埋设在绝缘层中的第一导电部，所述第二电路基板设于所述绝缘层之上，具有第二导电部，

所述第二导电部在被埋设于所述绝缘层中的状态下、与所述第一导电部电连接，

至少所述第一导电部及所述第二导电部的侧面上部为正锥形。

10.如权利要求9所述的元件搭载用基板，其中，所述第一导电部和所述第二导电部由同一盒属构成。

11.如权利要求9或10所述的元件搭载用基板，其中，所述核心基板由金属形成。

12.如权利要求9或10所述的元件搭载用基板，其中，所述核心基板由绝缘层形成。

13.一种半导体模块，其特征在于，包括：

权利要求9～12中任一项所述的元件搭载用基板；

在所述元件搭载用基板的第一布线结构及第二布线结构中搭载着的半导体元件。

14.如权利要求13所述的半导体模块，其特征在于，还具有第三导电部，其设置在第一电路基板的绝缘层之上，被施加比对第二导电部施加的电压更高的电压，

所述半导体元件安装在设有所述第三导电部的区域中。

15.一种电路基板的制造方法，其特征在于，包括：

第一工序，在基板上形成绝缘层；

第二工序，在所述绝缘层的表面上形成第一导电部及与第一导电部相邻的第二导电部，至少将所述第一导电部和所述第二导电部的至少侧面上部加工成正锥形；

第三工序，将所述第一导电部和所述第二导电部压入所述绝缘层中，

在所述第三工序中，在所述第一导电部及所述第二导电部的侧面与所述绝缘层之间设置间隙。

16.如权利要求15所述的电路基板的制造方法，其中，在所述第二工序中，将所述第一导电部和所述第二导电部的截面形状都加工成梯形。

17.如权利要求15所述的电路基板的制造方法，其中，在所述第三工序中，包括在所述绝缘层半固化的状态下将所述第一导电部及所述第二导电部压入的步骤、和将所述绝缘层加热并固化的步骤。

18.如权利要求16所述的电路基板的制造方法，其中，在所述第三工序中，包括在所述绝缘层半固化的状态下将所述第一导电部及所述第二导电部压入的步骤、和将所述绝缘层加热并固化的步骤。

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