CN1376554A - 激光加工用电介质基板与其加工方法及半导体组件与其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及激光加工用电介质基板与其加工方法及半导体组件与其制造方法。使上述电介质基板含有与激光波长的1/2～10倍大小的电介质基板材料折射率不同的物质,靠该物质提高对激光的吸收率,将激光能耗变换成形成通孔用的熔融热,形成形状良好的通孔。作为与电介质基板材料折射率不同的物质,在电介质基板为石英玻璃基板时使用气泡,为树脂基板时使用玻璃珠或玻纤。该基板介电常数及介质损耗小,用于高频电路时热损失小,且用YAG激光、受激准分子激光加工时形状良好,能得到适于廉价且大量生产的工序的激光加工用电介质基板,提供高频特性优良的半导体组件和高频电路。

Description

激光加工用电介质基板与其加工方法及半导体组件与其制造方法
技术领域
本发明涉及适于作为介质损耗小的高频电路基板的电介质基板及其加工方法，以及利用该基板的半导体组件及其制造方法，尤其是涉及用于以微波及毫米波段的高频波段为对象电路的电介质基板及其加工方法，以及半导体组件及其制造方法。
背景技术
用于微波及毫米波等高频电路的基板，为了抑制电路的基板自身引起的电介质损耗，作为基板特有的材料特性，希望是介质损耗小的材料。
图1为表示高频电路基板自身固有的介质损耗对流过传输线路的信号的影响的说明图。电信号在传输线路102上流过时，电力线104通过基板101内到达接地电极103。这时电力线104受到基板101固有的介质损耗(影响值为介质损耗角正切的值)的影响。
在传输线路102上的损耗可以用下式表示，即
损耗＝系数×使用电路的频率×(基板101的介电常数)1/2×
      基板101的介质损耗(介质损耗角正切)因为这时产生的损耗变成热能，所以引发基板101发热的现象。因此，选择具有小介电常数和小介质损耗的特性的材料用作高频电路的基板。
一般的有机材料例如玻纤-环氧树脂基板等，在低频时显示出介电常数低、介质损耗小的特性，但是在1GHz以上的微波及毫米波段时，由于材料中的电位极化和频率响应的关系，介电常数极端恶化，很少被用作高频(大致为1GHz以上)用的基板，通常使用氧化铝(介电常数约为9，介质损耗角正切约为0.001)，氧化锆(介电常数约为8，介质损耗角正切约为0.001)氮化铝(介电常数约为8，介质损耗角正切约为0.001)等无机材料。
另一方面，因石英等玻璃与上述无机材料相比介电常数低(介电常数约为4)，介质损耗也小(介质损耗角正切小于0.001)，故作为材料自身有希望成为高频电路基板。但是，由于玻璃作为要形成通孔等的电路基板难以对必需的部分进行加工，所以过去很少有用作高频电路用的基板的。
但是，在用无线方式交换动态图象等大容量信息的通信系统的微波段及毫米波段的高频电路中，因为频率范围变得非常高，在使用上述无机材料时，热损耗不能勿略不计。因此，希望使用介电常数及介质损耗更小的石英等玻璃作为基板材料。
玻璃作为基板材料使用时，作为在玻璃基板上形成通孔的加工手段，可列举出超声波加工、腐蚀加工、喷砂加工、激光加工。虽然超声波加工一次能加工多个孔，但加工时工具会磨损，工具大小也受到限制。
腐蚀加工因为玻璃是性能稳定的材料，虽然能用氢氟酸、磷酸、碱等溶液腐蚀，但其腐蚀速率极低，仅为1μm/h左右。
喷砂加工一般只能在深度方向上加工掩模厚度2倍左右的深度。因此，超声波加工、腐蚀加工、喷砂加工都不是在玻璃基板上形成通孔的合适方法。
另一方面，激光加工使用于在氧化铝基板等上形成通孔等的大批量生产的工序上，又因不受基板尺寸限制，所以是适于一般基板的加工方法。但要让激光加工适用于玻璃基板的场合，存在着下述的问题。
将用于在氧化铝基板上形成通孔等所用的CO2激光(波长10.6μm)加工方法应用在玻璃基板上形成通孔，则因为光子的大部分能量在玻璃基板上作为热被吸收，在瞬间熔融蒸发实现热加工，所以对激光照射到的周围也有热影响，加工孔形状不规则。
在用受激准分子激光的玻璃基板加工中，用KrF受激准分子激光(波长0.248μm)加工厚500μm的石英玻璃时，以能量密度约25J/cm2形成直径100μm左右的通孔，但是低于该能量密度时就完全不能加工，但反之，高于该能量密度则玻璃基板就会产生严重的龟裂，加工条件的允许误差极小，从作为玻璃基板加工方法应用于大量生产的工序的角度来看是不合适的。
使用比KrF受激准分子激光波长更短的F2受激准分子激光(波长0.157μm)，则可以设想能在某种程度上缓和对玻璃基板加工的条件的允许误差的苛求，但F2气体对人体有害，不适合在大量生产工序中使用F2受激准分子激光器。
另外，使用脉宽在10-13秒以下的所谓费米秒激光的超短脉冲激光加工玻璃基板时，例如杂志“Materials Intergration Vol.13 No.3(2000)”PP.67-73所示，能对玻璃基板进行加工，但超短脉冲激光系统价格昂贵，运行成本也高，不适合在大量生产工序上使用。
YAG激光(波长1.06μm)近年来应精细加工之要求对玻纤-环氧树脂基板等进行加工，因为能加工出比CO2激光加工更加细微的形状，所以正在逐步取代CO2激光加工而得到应用，并由于比其他激光加工系统廉价，运行成本也低，所以是适于大量生产用的加工手段。但YAG激光的激光波长(1.06μm)为透过玻璃的波长，玻璃几乎不吸收，不适宜子用作玻璃加工。为了使其产生多光子吸收，一旦提高能量密度，玻璃上就会出现裂纹，得不到良好的加工形状。
发明内容
本发明为鉴于上述诸点而作，其目的在于，在用激光加工玻璃基板或树脂基板等电介质基板的加工中，提供能适应于批量生产工序的电介质基板及其加工方法，尤其是提供能够利用价格低廉且运行成本低的YAG激光进行加工的电介质基板及其加工方法。
另外，本发明的目的还在于，提供使用介电常数及介质损耗非常小的电价质基板的性能优良且价格低廉的半导体组件，尤其是提供适合于以微波段及毫米波段的高频波段为对象的高频电路的、热损耗极小、性能优良并适宜大量生产的半导体组件及其制造方法。
为解决上述问题，本发明通过使激光加工用的电介质基板内含有激光波长1/2倍～10倍大小的与电介质基板材料折射率不同的物质，从而起到提高电介质基板的激光加工的加工效率及改善加工形状的作用。
另外，本发明通过使石英基板中含有气泡，在进一步提高基板自身的高频材料特性之同时，亦通过含有气泡，起到了提高形成通孔等加工的加工性能的作用。
又，本发明通过使用这些电介质基板、石英基板，实现廉价而且高性能的高频用的半导体组件。
附图说明
图1为表示已有的电介质基板激光加工时的电力线状态的剖面图。
图2为由本发明的第1及第2实施例的使石英基板内含有气泡并进行激光加工时玻璃基板的剖面图，图2A为加工前的图，图2B为加工后的图。
图3为表示本发明的第2实施例的石英基板加工结果的电子扫描显微镜照片的插图。
图4为表示本发明第2实施例的与图3的情况不同的条件下石英基板的加工结果的电子扫描显微镜照片。
图5为表示对树脂基板进行激光加工时一般的状态的剖面图。
图6为表示本发明的第3实施例的树脂基板的激光加工状态的剖面图，图6A为加工前的图，图6B为加工后的图。
图7为表示由本发明的第2实施例的树脂基板加工原理的剖面图。
图8为表示本发明的第3实施例的树脂基板加工方法的剖面图，图8A为加工前的图，图8B为加工后的图。
图9为说明本发明的第3实施例即树脂基板的激光加工原理的剖面图。
图10为本发明第4实施例的半导体组件的剖面图。
图11为表示本发明第5实施例的半导体组件的构成图，图11A为平面图，图11B为剖面图。
具体实施例
下面参照附图对本发明的实施例加以说明。
第1实施例
图1为使石英等玻璃基板内含有气泡，进行激光加工时的玻璃基板的剖面图，图1A为激光加工前的状态，图1B表示激光加工后的状态。激光束8照射于含有气泡2的玻璃基板1，在玻璃基板1上就形成由激光加工形成的通孔3。通孔3的加工形状沿着激光束8的照射方向大致呈直线，其形状明显地得到改善。含有气泡2的玻璃基板1其激光加工性提高的理由是，通过激光照射对玻璃进行热加工的同时，对着激光束8的照射方向，在玻璃内部微小气泡间一个接一个地产生微小的龟裂，该龟裂会从激光照射面向激光照射面的相反的一面连续传播开去，产生这样的加工现象。
如前所述，石英的高频特性要比通常用来作为高频用电介质基板材料的氧化铝来得好，并且，通过使其含有气泡高频特性更能进一步提高。其理由是，因为气泡即空气介电常数为1，介质损耗为0，是理想的电介质，通过使石英中含有气泡，材料的表观上的介电常数和介质损耗要比纯石英时还要低。
表1为表示对厚1mm，随机散布着1～90μm的气泡的石英玻璃用各种激光进行进行加工形成通孔时的加工条件的一个示例。
表1  使用各种激光加工掺气泡的石英玻璃的加工条件
激光的方式  波长 激光的输出形态 功率 照射次数
RF激发CO2激光  10.6μm 脉冲(宽度10毫秒) 200W   1次
YAG激光  10.6μm 脉冲(宽度500微秒) 1.1焦耳   5次
半导体二极管激光  0.81μm 连续 470W   3秒
从表1可知，掺入气泡的石英玻璃可采用RF激发CO2激光、YAG激光、半导体二极管激光进行加工通孔。
在表1所示条件下进行加工的结果表示掺入气泡的石英玻璃具有优良的加工性。以下对该结果进行详细说明。
首先是用CO2激光进行通孔加工，如表1所示的CO2激光能量小，通常的石英玻璃自不用说，即便对氧化铝也不能进行通孔加工。但在另一方面，如表1所示用较低的能量能加工掺入气泡的石英玻璃的理由被认为是因为低能量的激光光束最初使掺入气泡的石英玻璃产生微小的裂纹，接着该裂纹一个接一个地连续通过微小的气泡传播使加工得以进行。还有，因为加工面受激光照射，所以极为光滑，同时，通常在用CO2激光加工石英玻璃时，在产生的通孔周围几乎没有因加热产生物质变化。可以认为这是由于石英玻璃中的气泡起了绝热作用，防止产生的热传开的缘故。
另外，与通常的石英玻璃用YAG激光无法加工的情况相反，能用YAG激光加工掺入气泡的石英玻璃。其理由是，通常的石英玻璃，其光学特性使得用波长1.06μm的YAG激光时其能量不能够吸收，几乎所有的能量都通过了，与此相反，通过使石英玻璃含有气泡，能改变石英玻璃具有的波长吸收特性，加工因而成为可能。
第2实施例
实施例1说明的掺入气泡石英玻璃对用CO2激光加工有效，但在用比CO2激光更便宜的YAG激光加工上存在若干问题。其理由是因为YAG激光输出能量比CO2激光小。因而，在本实施形态对掺入石英玻璃中的气泡设定以下的条件。
表2  使用YAG激光的掺气泡的石英玻璃基板的加工条件
 气泡大小 气泡含有率  YAG激光的激光性能   对应图
试样A  0.1～0.5μm 约10体积％  只形成小凹坑   图4
试样B  2.0～5.0μm 约5体积％  形成通孔   图3
试样C  100～200μm 约12体积％  不能够加工   -
表2所示的加工条件为备有1mm厚、使气泡的大小及含有率变化的三种石英玻璃基板(试样A、试样B、试样C)，对其进行波长1.06μm的YAG激光照射进行加工时的加工条件。试样A气泡大小为0.1μm～0.5μm，气泡的体积含有率约10体积％，试样B气泡大小为2.0μm～5.0μm、气泡的体积含有率约体积5％，试样C气泡大小为100μm～200μm，气泡的体积含有率约12体积％。
在试样B的YAG激光加工时以脉宽0.5毫秒、能量0.8J的激光脉冲进行加工，能用一个脉冲开出直径100μm的通孔。另外，与该条件相比脉冲宽度更宽些或能量更高些也能开出通孔。这时石英玻璃的剖面变成如图2A及图2B所示。图2A为激光加工前的状态，图2B为激光加工后的状态。
图3为试样B用YAG激光加工的通孔细部图，YAG激光脉宽0.8毫秒、功率1.0焦耳、用一个脉冲形成通孔时的电子扫描显微镜照片剖面图。在含有气泡2的玻璃基板1上沿着激光的照射方向形成几乎呈直线形状的通孔3。通孔3的内壁上形成半熔融状的气泡20。
与此相对，在试样A的实验中，即使YAG激光的脉宽为1.0毫秒时功率升到3.0焦耳也开不出通孔。另外，曾试过将照射次数增至10个脉冲期望能提高加工性能，但只能形成十多微米深的凹坑。图4是试样A的激光加工的一个示例，是俯视激光加工状态的电子扫描显微镜照片，表示玻璃基板1上形成凹坑4的样子。
在试样C的实验中，将YAG激光的输出升至和试样A同样的功率，还是不能够进行加工，用电子扫描显微镜观察也找不到加工痕迹。
试样A和试样B都含有从激光波长的1/10～10倍大小的气泡，可以设想由于气泡的尺寸关系，激光束8会被吸收，从而能够用YAG激光实现对这些试样进行的加工。另一方面，试样C气泡2过大。可以想象用YAG激光加工时光束8的吸收难以发生。
但对于试样A用YAG激光加工只会形成凹坑，不能形成通孔。被认为其理由是因为试样A的气泡2过小，由于在激光束8刚照射过玻璃基板1表面之后玻璃基板1局部熔融时，在玻璃基板1表面附近的气泡2消失，玻璃基板1的表面以下的部分变得难以吸收激光束8的缘故。
与此相反，可以推测在试样B加工时，从图3可知，在通孔3的内壁侧面上观察到半熔融状态的气泡20，在YAG激光加工过程中气泡2没有完全消失，其结果是，能完成良好的通孔加工。因此确认在用YAG激光加工时，存在于玻璃基板1中的气泡2的大小左右着加工性。试样B中气泡的大小为2.0～5.0μm，在以该范围为中心改变气泡的大小时，含有大小为激光波长(1.06μm)的1/2(0.5μm)至10倍(10μm)左右的气泡则加工性会提高，能够形成通孔。
另外，玻璃基板1中的气泡2的体积含有率，在试样B的加工中约为体积5％，由于确认能够对玻璃基板1进行YAG激光加工，所以，确实希望气泡的含有率在5体积％以上。可以推断，气泡2的含有率越多，激光加工越容易，但若气泡2的含有率过高，玻璃基板1自身就容易损坏，所以，实际上气泡含有率大致限制在50％左右。另一方面气泡的含有率小于5％时，即使低能量的激光束会在玻璃基板上产生微小的裂纹，但因为气泡数量少，所以这种裂纹也难以传到别的气泡上，激光加工难以进行。因此，气泡2的体积含有率的实用范围为5～50体积％。
上述的加工结果是对于YAG激光的基波(波长1.06μm)的情况，但是即使在使用YAG激光的2次谐波(波长0.532μm)及3次谐波(波长0.355μm)的激光加工的情况下，理由气泡的大小与激光波长存在同样的关系也能取得同样的效果。
如上所述采用本实施例，能用廉价的YAG激光加工通常难以加工的石英玻璃基板，使得加工适于大量生产的石英基板成为可能。因此，能廉价地获得介电常数理想的而且介质损耗非常小的电介质基板作为微波、毫米波段用的高频电路基板。从而，通过使用这种电介质基板，能提供热损耗极小的高频电路。
再者，本实施例中的掺入气泡的石英玻璃基板除了用YAG激光外，用ArF激光、KrF激光、F2激光等受激准分子激光，也能同YAG激光一样地便宜，并能够进行良好的加工。
第3实施例
本发明的利用激光对电介质基板进行的加工，除了加工实施例1及实施例2所述的石英玻璃基板外，在树脂基板中混入微粒的电介质基板上也能实现产生同样效果的加工。
例如，已经知道能以聚酰亚胺、液晶聚合物、苯环丁烯、PPE(聚苯撑醚)等树脂作为介电常数、介质损耗小的电介质材料。然而，如图5所示，若用YAG激光加工这些树脂基板，在树脂基板5上形成的通孔6的形状不规则。但是，为了避免在树脂基板上形成不规则的通孔6，利用使树脂基板5中含有微粒的方法，可以提高YAG激光的加工性能。
图6为表示使树脂基板中含有微粒以提高YAG激光加工性的示意图。图6A为表示激光加工前的状态的剖面图，图6B为经激光加工后的状态的剖面图。树脂基板5含有作为微粒的微小的玻璃珠7，一对其照射加工用的激光束8，就沿着激光束8的入射方向以近乎直线的加工形状形成通孔6。混入树脂基板5的玻璃珠7的大小为激光波长的1/2～10倍，尤其以直径大致与激光波长相同的球体最为理想。使树脂基板5含有玻璃珠7也起降低树脂基板5的表观热传导的作用。
通过使树脂基板5含有玻璃珠7从而使YAG激光加工性提高的原因是，在照射激光束8时，玻璃珠7自身及玻璃珠7与树脂基板5的树脂的界面部分要比树脂的其他部分多吸收激光束8，结果比其他部分多产生熔解热。
图7为说明其加工原理的图。对着树脂基板5照射激光束8，一旦激光束8射入玻璃珠7，根据向玻璃珠7的入射角度，激光束8在玻璃珠7内产生多次折射，这时在玻璃珠7和树脂的界面部分9处产生激光束8的能量损失，该能量损失的部分变成热能并引起发热。这一发热作用使玻璃珠7及其周围部分熔融，但在未进行激光照射的部分，因玻璃珠7的存在热传导率变劣、热扩散减少，结果就仅除去受到激光束8照射的部分。这一现象在激光束8照射着的部分连续产生，所以能避免形成形状不规则的通孔，加工出所希望的直线形的孔。
还有，若玻璃珠7的大小与激光束8的波长相比过大，则只在玻璃珠7内产生热扩散，难以实现良好的通孔加工。另一方面，即使玻璃珠7比激光束8的波长小得多，也因为不会在玻璃珠7内发生能量吸收，所以也不能实现良好的孔加工。另一方面，若玻璃珠7的直径为激光束8波长的1/2～10倍大小，则在孔加工时能充分地实现光吸收和发热，加工出良好的通孔。
如上所述采用本实施例，则能用廉价的YAG激光加工树脂基板，而这种基板通常难以加工出形状良好的通孔，从而使加工适于大量生产的树脂基板成为可能。因此，能廉价地获得介电常数理想而且介质损耗极小的树脂基板作为微波、毫米波段用的高频电路的基板。所以通过使用这种树脂基板能提供热损耗极小的高频电路。
再者，对于本实施例中的树脂基板，除了YAG激光外，用ArF激光、KrF激光、F2激光等受激准分子激光也能够能和YAG激光一样实施廉价并良好的加工。
第4实施例
提高使用YAG激光的树脂基板的激光加工性还可以通过使树脂基板含有玻璃纤维的方法来实现。图8为表示使树脂基板内含有玻璃纤维以提高YAG激光加工性的示意图，图8A为激光加工前的状态的剖面图，图8B为经激光加工后的状态的剖面图。使树脂基板5含有玻璃纤维10，激光束8作为加工束对其照射，就沿着激光束8的入射方向形成近乎直线加工形状的通孔6。玻璃纤维10的断面直径为激光波长的1/2～10倍大小，尤以与激光波长大致相同的最为理想。
通过使树脂基板5内含有玻璃纤维10从而能提高YAG激光的加工性的理由是，在照射激光8之际，玻璃纤维10自身及玻璃纤维10与树脂基板5的树脂界面部分比树脂的其他部分多吸收激光8，结果就比其他部分多产生熔解热。
图9为表示其加工原理的图。对树脂基板照射激光束8，并且激光束8一射入玻璃纤维10，激光束8就在玻璃纤维10内产生多次折射，这时在玻璃纤维10和树脂的界面部分11上激光束8的能量发生损耗，该部分能量损耗转化为热能并引起发热。靠这一发热作用，玻璃纤维10及其周围部分发生熔融，结果就只有受到激光束8照射过的部分被除去。因为这一现象在激光束8照射着的部分上连续发生，所以能避免形状不规则的通孔，能实现所希望形状的孔加工。
在此，若玻璃纤维10的断面直径与激光束8的波长相比过大，则只在玻璃纤维10产生热扩散，不能实现良好的孔加工。另外，即使玻璃纤维10的断面直径与激光束8的波长相比过小，也由于玻璃纤维10内不发生能量吸收，所以不能实现良好的孔加工。另一方面，若玻璃纤维10的剖面直径为激光束8的波长的1/2～10倍大小，则会产生足以切断基板的光吸收和发热。因此能够加工出玻璃纤维10的纤维不残留其中的孔。
如上所述采用本实施例，能用廉价的YAG激光加工通常难以加工出良好形状的孔的树脂基板，使加工适于大量生产的树脂基板成为可能。因此，能廉价地获得理想的介电常数并且介质损耗极小的树脂基板作为微波、毫米波段用的高频电路的基板。所以，通过使用这种树脂基板能提供热损失极小的高频电路。
还有，本实施例的树脂基板除了用YAG激光外，用ArF激光、KrF激光、F2激光等受激准分子激光也能够与YAG激光一样廉价并良好地进行加工。
第5实施例
图10为表示使用本发明的经激光加工过的电介质基板的半导体组件的构造的一种形态。本实施例为使用含有气泡的石英基板作为电介质基板的例子。在掺入气泡的石英基板21的表面形成一层薄绝缘体27，在其上形成电路配线24a的图案。下面叙述有关薄绝缘体27的详细情况。另一方面，在石英基板21的另一面上形成电路配线24b的图案。电路配线24a、24b的连接靠在石英基板21上用实施例1或2的方法开出的通孔中埋设的电路配线24c连接。电路配线24a上设置半导体元件23，利用导线25连接于电路配线24a。为了覆盖石英基板21上的半导体元件23，实现电磁屏蔽和气密封装，设置金属盖22。为了与石英基板21电气连接，盖22用导电连接材料26连接。石英基板21与盖22之间形成的空间28为真空，或充填氦(He)、氩(Ar)等惰性气体、氮(N2)等难以与其他材料反应的气体，并气密封装。
图11的半导体组件为高频特性良好，能以廉价制成的可靠性高的半导体组件。能制成这样的高频特性好、廉价的半导体组件的理由是，与通常的半导体组件用氧化铝基板的结构相比，本实施例使用混入气泡的石英基板21。这是因为，如前所述，混入气泡的石英基板21与氧化铝基板相比，高频特性好，而且进行激光加工的加工成本低。
还有，通过任意调整掺入石英基板21中的气泡量，能控制掺入气泡的石英基板21的表观的介电常数、介质损耗，所以能制造出具有使用者所希望电气特性的半导体组件。这时，混入的气泡的量基于实施例1所述理由，体积含有率最好在5体积％至50体积％的范围内调整。
另外，若石英基板21含有的气泡大小在10μm以下，与含有直径大小不一的气泡相比，更能抑制所得的电气特性的离散度，同时，能使用激光加工石英基板21后石英表面的凹凸变得很小。
再者，作为激光加工用的激光，考虑到加工成本，理想的是YAG激光或受激准分子激光，但是如实施例1所述，也可使用CO2激光或半导体二极管激光。
金属盖22利用导电连接材料26与石英基板21上的电气配线24a实现接地，防止半导体元件23释放出不需要的电磁波辐射，反之又能防止来自外部的不需要的电磁波侵入，所以更加提高高频特性。在这种情况下，盖22除了金属制之外，绝缘物镀以金属膜结构的盖也能取得同样的效果。
作为半导体组件的可靠性能通过组件内部做成真空状态或用氦(He)、氩(Ar)等隋性气体、或氮(N2)等气密封装来确保，但在本实施例中为了实现气密封装，在石英基板21上配置薄绝缘体27。这是为了防止石英基板21中含有气泡引起的气密性下降。该薄绝缘体27是例如聚酰亚胺、苯环丁烯、液晶聚合体等有机材料。该薄绝缘体27可以利用将溶液状态的绝缘体用旋转涂布装置涂布、或用层压装置将预先形成薄片状的绝缘体27层压，或边加热边加压加工形成。
还有，这种薄绝缘体27的厚度为5～30μm，与石英基板21相比极薄，不会防碍用激光加工等方法对石英基板21进行通孔加工。另外，该薄绝缘体27除了有机材料外，可以使用以例如旋转涂布装置能够形成的无机材料即玻璃(称为“SOG”的旋压玻璃等)形成薄薄的一层，也能取得同样的效果。
还有，在图10中，用导线25将半导体元件23与电路配线24a电路连接，但是也可以为在半导体元件23的电极或基板一侧的电路配线24a上形成称为凸头的微小的金属凸起物代替导线25，将半导体元件23与电气配线24a加以连接构成。
这样的半导体元件23的封装方法称为倒装芯片封装法。若进行这样的电气连接，因为凸头的高度要比用导线连接时的导线长度短，所以能够缩短半导体元件23和石英基板21间的连接距离，能抑制寄生电感成分的发生，能制成性能更佳的半导体组件。
还有，作为石英基板21除了实施例1说明的随机地掺入1～90μm的气泡的石英基板之外，实施例2说明的掺入大小为激光波长的1/2～10倍的气泡的石英基板也一样能够使用。另外，使用掺入实施例3及4说明的玻璃珠等微粒或玻璃纤维的树脂基板代替石英基板21也能得到具有同样作用效果的半导体组件。
第6实施例
图11为表示使用本发明的激光加工的电介质基板的半导体组件的结构的另一实施例。图11A为俯视半导体组件的平面图，图11B为沿图11A的A-A’线的剖面图。与图10不同之处是，半导体组件自身的电路配线24只配置在石英基板21的上表面，图中未示出，但利用电介质基板21的通孔与别的半导体组件、别的零部件连接。
在图11A、图11B示出的构成中，电路配线24和金属盖22只有接地为共同的，在电路配线24中对于传输高频信号的线路和电源线路有必要采取不连接导电连接材料26的结构。
第7实施例
在实施例5及6制作的半导体组件制成微波、毫米波等高频电路。这种高频电路因为基板的介电常数小、介质损耗低，所以传输线路热损失小，基板发热也少，并且因为基板采用的激光加工价廉，加工形状也良好，所以能高性能、大批量地制造性能优良的电路。
因此，这种高频电路能用在无线终端装置、无线基地台、雷达装置等，能够提供高性能并能大量生产的装置。

Claims (44)

1.一种激光加工用电介质基板，其特征在于，电介质基板内含有激光波长的1/2～10倍大小的，与电介质基板材料折射率不同的物质。
2.根据权利要求1所述的激光加工用电介质基板，其特征在于，与电介质基板材料折射率不同的物质含量为5体积％～50体积％。
3.根据权利要求1所述的激光加工用电介质基板，其特征在于，电介质基板材料为玻璃或树脂。
4.根据权利要求1所述的激光加工用电介质基板，其特征在于，与电介质基板折射率不同的物质为气泡。
5.根据权利要求3所述的激光加工用电介质基板，其特征在于，树脂为从聚酰亚胺、液晶聚合体、苯环丁烯、及聚苯撑醚中任选的一种。
6.根据权利要求1所述的激光加工用电介质基板，其特征在于，电介质基板为树脂基板，与电介质基板折射率不同的物质为微粒或纤维。
7.根据权利要求6所述的激光加工用电介质基板，其特征在于，微粒的直径或纤维断面的直径大致相当于激光波长。
8.根据权利要求6所述的激光加工用电介质基板，其特征在于，微粒为玻璃珠。
9.根据权利要求6所述的激光加工用电介质基板，其特征在于，纤维为玻璃纤维。
10.一种电介质基板的加工方法，其特征在于，用激光加工内含大小为激光波长1/2～10倍的，折射率与电介质基板材料不同的物质的电介质基板。
11.根据权利要求10所述的电介质基板的加工方法，其特征在于，所述激光为YAG激光或受激准分子激光。
12.根据权利要求10所述的电介质基板的加工方法，其特征在于，激光为YAG激光，作为激光可以用基波、第2高次谐波、及第3高次谐波中的任一种。
13.根据权利要求10所述的电介质基板的加工方法，其特征在于，受激准分子激光是从ArF激光、KrF激光及F2激光中任选的一种。
14.一种半导体组件，其特征在于，在将半导体元件设置在基板上并封装入容器内的半导体组件中，设置半导体元件的基板为石英基板，并且所述石英基板含有气泡。
15.根据权利要求14所述的半导体组件，其特征在于，任意控制石英基板的气泡含量。
16.根据权利要求14所述的半导体组件，其特征在于，石英基板含有的气泡大小在10μm以下。
17.根据权利要求14所述的半导体组件，其特征在于，在设置半导体元件的含有气泡的石英基板上形成薄绝缘体构成。
18.根据权利要求17所述的半导体组件，其特征在于，薄绝缘体为有机材料。
19.一种半导体组件，其特征在于，在基板上设置半导体元件并封装入容器内的半导体组件中，设置半导体元件的基板为电介质基板，并且所述电介质基板含有大小为激光波长的1/2～10倍的，折射率与电介质基板材料不同的物质。
20.根据权利要求19所述的半导体组件，其特征在于，电介质基板为石英基板，且与所述电介质基板材料折射率不同的物质为气泡。
21.根据权利要求20所述的半导体组件，其特征在于，石英基板所含有的气泡为5体积％～50体积％。
22.根据权利要求20所述的半导体组件，其特征在于，石英基板含有的气泡大小为激光波长的1/2～10倍。
23.根据权利要求14所述的半导体组件，其特征在于，把半导体元件倒装芯片地封装在石英基板上。
24.根据权利要求23所述的半导体组件，其特征在于，在石英基板上配置覆盖半导体元件进行电磁屏蔽的帽盖。
25.根据权利要求24所述的半导体组件，其特征在于，电磁屏蔽用帽盖可是金属帽盖或在绝缘材料上镀金属膜构成的帽盖。
26.根据权利要求19所述的半导体组件，其特征在于，电介质基板材料是从聚酰亚胺、液晶聚合物、苯环丁烯、聚苯撑醚中任选的一种树脂。
27.根据权利要求19所述的半导体组件，其特征在于，电介质基板为树脂基板，与电介质基板折射率不同的物质是微粒或纤维。
28.根据权利要求27所述的半导体组件，其特征在于，微粒的直径或纤维断面直径大致相当于激光波长。
29.根据权利要求28所述的半导体组件，其特征在于，微粒为玻璃珠。
30.根据权利要求28所述的半导体组件，其特征在于，纤维为玻璃纤维。
31.根据权利要求19所述的半导体组件，其特征在于，电介质基板为树脂，半导体元件倒装芯片地封装在树脂基板上。
32.根据权利要求31所述的半导体组件，其特征在于，树脂基板上设置覆盖半导体元件进行电磁屏蔽用的帽盖。
33.根据权利要求24所述的半导体组件，其特征在于，电磁屏蔽用帽盖是金属帽盖或在绝缘材料上镀金属膜构成的帽盖。
34.一种半导体组件的制造方法，其特征在于，在混入气泡的石英基板上形成薄绝缘体层，在其上设置半导体元件并封装入容器内。
35.根据权利要求34所述的半导体组件的制造方法，其特征在于，薄绝缘层是在石英基板上涂布绝缘体的液态原料而形成的。
36.根据权利要求34所述的半导体组件的制造方法，其特征在于，薄绝缘体层是将绝缘体的薄片状原料作为叠层形成于石英基板上的。
37.根据权利要求34所述的半导体组件的制造方法，其特征在于，薄绝缘体层是将绝缘体的薄片状原料压在石英基板上形成的。
38.根据权利要求34所述的半导体组件制造方法，其特征在于，还具有
在薄绝缘层上形成第1电路配线图案的工序、将半导体元件设置在所述第1电路配线图案的一部分上的工序、在所述石英基板的另一面的表面上形成第2电路配线图案的工序、在所述石英基板上用激光形成通孔的工序、使第3条电路配线穿过所述通孔的工序、以及通过第3条电路配线连接第1电路配线图案和第2电路配线图案的工序。
39.根据权利要求38所述的半导体组件制造方法，其特征在于，激光是从CO2激光、YAG激光、受激准分子激光及半导体二极管激光中任选的一种。
40.一种半导体组件制造方法，其特征在于，具有：在含有激光波长1/2～10倍大小的，折射率与电介质基板材料不同的物质的电介质基板上用激光形成通孔的工序、在所述电介质基板的第1表面上形成第1电路配线图案的工序、在所述第1电路配线图案的一部分上设置半导体元件的工序，在所述电介质基板的另一面上形成第2电路配线图案的工序、在所述电介质基板上用激光形成通孔的工序、将第3条电路配线穿过所述通孔的工序、通过第3条电路配线将第1电路配线图案及第2电路配线图案加以连接的工序、以及将所述半导体元件封装入容器内的工序。
41.根据权利要求40所述的半导体组件的制造方法，其特征在于，激光为YAG激光或受激准分子激光。
42.一种高频电路，其特征在于，在将半导体元件设置在基板上并封装入容器内的高频电路中，设置半导体元件的基板为石英基板，并且所述石英基板含有激光波长1/2～10倍大小的气泡。
43.一种高频电路，其特征在于，在将半导体元件设置在基板上并封装入容器内的高频电路中，设置半导体元件的基板为树脂基板，并且所述树脂基板含有玻璃珠或玻璃纤维。
44.根据权利要求43所述的高频电路，其特征在于，玻璃珠的直径或玻璃纤维的断面直径大致和激光波长相同。
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