JP2003142624A - 受動素子を内臓した半導体装置の製造方法、中継基板及びその製造方法 - Google Patents
受動素子を内臓した半導体装置の製造方法、中継基板及びその製造方法Info
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- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/16235—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a via metallisation of the item
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- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
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- H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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- H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
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- H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
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Abstract
となく、半導体素子とバイパスコンデンサ等の受動素子
を内臓した中継基板とをパッケージングした半導体装置
の製造方法を提供することを課題とする。 【解決手段】バイパスコンデンサ18を内臓した中継基
板4をベース基板20上に形成する。ベース基板20上
に形成された状態の中継基板4のベース基板20とは反
対側の面に半導体素子6,8を実装する。ベース基板2
0を中継基板4から分離し、中継基板4の他方の面を露
出させる。中継基板4の他方の面に露出した電極パッド
を介して中継基板4をパッケージ基板2に実装する。
Description
されるロジックデバイス等が搭載される半導体装置に係
り、特にキャパシタなどの受動素子がパッケージ内に組
み込まれる半導体装置に関する。
半導体装置において、電源電圧の変動や高周波ノイズに
よる誤動作を防止し、高速動作領域において安定した動
作を確保するために、パッケージ基板にバイパスコンデ
ンサが組み込まれる。
装(FC実装)される半導体素子とは別個のチップ部品
としてパッケージ基板に実装される。バイパスコンデン
サを効果的に機能させるためには、半導体素子に近い位
置に配置する必要がある。多くのバイパスコンデンサ
は、半導体素子が実装された部分におけるパッケージ基
板の反対側の面に配置される。
の実装端子が配置される場合や、システムインパッケー
ジとして複数の半導体素子がパッケージ基板に搭載され
る場合では、半導体素子が搭載されたパッケージ基板の
反対側の面にバイパスコンデンサ搭載用の領域を確保す
ることは難しい。従って、パッケージ基板の内部にバイ
パスコンデンサを配置する構成が提案されている。
ク基板などのパッケージ基板にも、パイパスコンデンサ
を内蔵する試みがなされているが、配線層数が現状より
増え、また一部特殊な材料と工程の導入が必要なことか
ら、歩留り低下とコストアップを招くおそれがある。
ッケージ基板には従来の基板を使用し、バイパスコンデ
ンサを必要とする半導体素子のみキャパシタ内蔵の中継
基板を介してパッケージ基板に実装することが考えられ
る。
びその間隔(ピッチ)に対応可能な基板技術(配線、多
層、ビア形成技術)が必要となる。また、中継基板上の
回路を裏面側に通すためのビアを形成する必要がある。
このため、デバイスの性能を発揮しながらさらにコスト
ダウンを行うことは実質的に難しい。当然のことなが
ら、搭載する半導体素子が要求する電気特性を満たすた
め、また低コスト化を図るためにも、中継基板をなるべ
く簡単な構造にする必要がある。
基板の厚みが小さくなると、中継基板の剛性が小さくな
り、半導体装置の製造工程において容易に変形したり損
傷したりするおそれがある。
あり、中継基板のベース基板に特殊な処理を施すことな
く、半導体素子とバイパスコンデンサ等の受動素子を内
臓した中継基板とをパッケージングした半導体装置の製
造方法及びそのような半導体装置に好適な中継基板を提
供することを目的とする。
めに本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴
とするものである。
た半導体装置の製造方法であって、受動素子を内臓した
中継基板をベース基板上に形成する中継基板形成工程
と、前記ベース基板上に形成された状態の前記中継基板
の前記ベース基板とは反対側の面に少なくとも一つの半
導体素子を実装する半導体素子実装工程と、前記ベース
基板を前記中継基板から分離し、前記中継基板の他方の
面を露出させるベース基板分離工程と、前記中継基板の
他方の面に露出した電極パッドを介して前記中継基板を
パッケージ基板に実装する中継基板実装工程とを有する
ことを特徴とするものである。
半導体素子が実装されるまで中継基板はベース基板に固
定されており、中継基板はベース基板により補強されて
いる。また、ベース基板を除去した後でも、半導体素子
が実装されているため、半導体素子が補強の機能を果た
す。したがって、中継基板は単体で扱われることはなく
常に補強された状態であるので、中継基板の変形及び損
傷を防止することができる。
導体装置の製造方法であって、前記半導体素子実装工程
は、前記中継基板と前記半導体素子との間にアンダーフ
ィルを充填する工程を含むことを特徴とするものであ
る。
ィルにより中継基板は更に補強される。
た半導体装置の製造方法であって、受動素子を内臓した
中継基板をベース基板上に形成する中継基板形成工程
と、前記ベース基板上に形成された状態の前記中継基板
を、前記ベース基板とは反対側の面に露出した電極パッ
ドを介してパッケージ基板に実装する中継基板実装工程
と、前記ベース基板を前記中継基板から分離し、前記中
継基板の他方の面を露出させるベース基板分離工程と、
前記中継基板の他方の面に露出した電極パッドを介して
少なくとも一つの半導体素子を前記中継基板に実装する
半導体素子実装工程とを有することを特徴とするもので
ある。
パッケージ基板に実装されるまで中継基板はベース基板
に固定されており、中継基板はベース基板により補強さ
れている。また、ベース基板を除去した後でも、パッケ
ージ基板に実装されているため、パッケージ基板が補強
の機能を果たす。したがって、中継基板は単体で扱われ
ることはなく常に補強された状態であるので、中継基板
の変形及び損傷を防止することができる。
導体装置の製造方法であって、前記中継基板実装工程
は、前記中継基板と前記パッケージ基板との間にアンダ
ーフィルを充填する工程を含むことを特徴とするもので
ある。
ィルにより中継基板は更に補強される。
うちいずれか一項記載の半導体装置の製造方法であっ
て、前記ベース基板はシリコンウェハよりなり、複数の
前記中継基板を該シリコンウェハ上に一体的に形成し、
前記ベース基板除去工程の後に前記中継基板を個片化す
ることを特徴とするものである。
基板を一体的に扱うことができ、半導体製造工程の簡略
化を図ることができる。
た半導体装置の製造方法であって、受動素子を内臓した
中継基板をベース基板上に形成する中継基板形成工程
と、前記ベース基板を前記中継基板から分離するベース
基板分離工程と、前記中継基板の一方の面に形成された
電極パッドに対して少なくとも一つの半導体素子を実装
する半導体素子実装工程と、前記中継基板の他方の面に
形成された電極パッドを介して、前記中継基板をパッケ
ージ基板に実装する中継基板実装工程とを有することを
特徴とするものである。
いずれの面側からでも実装工程を始めることができ、半
導体製造工程の自由度が増す。
うちいずれか一項記載の半導体装置の製造方法であっ
て、前記中継基板形成工程は、前記ベース基板とは反対
側に形成される中継基板の電極パッド上に柱状金属部材
を形成する工程と、該柱状金属部材の間に絶縁性樹脂を
充填する工程とを含むことを特徴とするものである。
により中継基板が補強され、中継基板の変形や損傷を防
止することができる。
た中継基板であって、表面及び裏面のいずれか一方に形
成された電極パッド上に形成され、前記中継基板の厚み
方向に所定の長さだけ延在する柱状金属部材と、該柱状
金属部材の間に充填された絶縁性樹脂よりなる絶縁性樹
脂層とを有することを特徴とするものである。
層により中継基板が補強され、半導体装置の製造工程に
おいて、中継基板の変形や損傷を防止することができ
る。
継基板であって、前記柱状金属部材は柱状に堆積した銅
メッキ層よりなることを特徴とするものである。
ストを用いたリソグラフィ技術により柱状に銅メッキを
堆積することができ、容易に柱状金属部材を電極パッド
の上に形成することができる。
中継基板であって、前記柱状金属部材は金ワイヤよりな
り、前記電極パッドにワイヤボンディング法により接合
されていることを特徴とするものである。
を電極パッドに接合することにより、容易に柱状金属部
材を形成することができる。
した中継基板の製造方法であって、セラミック板上に銅
スパッタ膜を形成する工程と、受動素子を内臓した中継
基板を該銅スパッタ膜上に形成する中継基板形成工程
と、前記セラミック板を前記銅スパッタ膜から剥離して
分離するベース基板分離工程と、前記銅スパッタ膜をエ
ッチングにより除去して前記中継基板の電極を露出させ
る工程とを有することを特徴とするものである。
タ膜とセラミック板との密着が悪いため、銅スパッタ膜
を有する中継基板からベース基板としてのセラミック板
を容易に剥離することができる。セラミック板の剥離後
に銅スパッタ膜を除去することにより、中継基板を形成
することができる。
て図面と共に説明する。
置の断面図である。本発明の第1実施例による半導体装
置は、パッケージ基板2と、パッケージ基板2に接続さ
れた中継基板4と、中継基板4に実装された第1及び第
2の半導体素子6,8とよりなる。なお、中継基板4に
実装される半導体素子の数は、一つでもよくまた3つ以
上であってもよい。また、本実施例では、第1及び第2
の半導体素子6,8の背面にヒートスプレッダ10が接
着剤12により固定されており、半導体素子6,8から
の放熱を促進する機能を果たしている。しかし、ヒート
スプレッダは必ず必要なわけではなく、必要に応じて設
けられる。
板、アルミナ基板またはビルドアップ基板などにより構
成される。パッケージ基板2の上面2aには、ハンダバ
ンプ14が接続される電極パッドが形成され、下面2b
には外部接続端子としてのハンダボール16が形成され
る電極パッドが形成される。パッケージ基板2は多層構
造であり、層間を貫通接続するビア等により上面2aの
電極パッドは、下面2bの対応する電極パッドに電気的
に接続される。
であり、内部にバイパスコンデンサの機能を果たす内蔵
キャパシタ18が形成される。中継基板4の下面4bに
は、第1の導電体層により形成された電極パッドが露出
しており、ハンダバンプ14を介してパッケージ基板2
の対応する電極バッドに接続される。また、中継基板4
の上面4aには、第4の導電体層により形成された電極
パッドが露出しており、この電極パッドを用いて第1及
び第2の半導体素子6,8が中継基板4に対してフリッ
プチップ実装される。
説明するための断面図である。まず、図2(a)に示す
ように、シリコン基板等のベース基板20上に、第1の
導電体層22としてプラチナ薄膜によるパターンを形成
して電極パッドとする。次に、第1の絶縁層24として
高誘電率を有するBST膜(バリウム・ストロンチウム
・チタン膜)を形成する。そして必要な位置に第1のビ
ア26を形成した後、第1の絶縁層24上に第2の導電
体層28としてプラチナ薄膜によるパターンを形成して
電極パッドとする。第1の絶縁層24の両面に形成され
た電極パッドのうち、第1のビア26により接続された
電極パッドは電気的に導通する回路として機能する。一
方、間に第1のビア26が設けられずに対向する電極パ
ッドは、高誘電率を有するBST膜が間に介在すること
によりキャパシタとして機能する。このキャパシタが内
臓キャパシタ18となり、半導体装置に組み込まれた際
にバイパスコンデンサの機能を果たす。
電体層22上に第2の絶縁層30を形成し、その上に第
3の導電体層32として銅配線パターンを形成する。第
2の絶縁層30はポリイミド又はBCB膜等により形成
され、第2の導電体層22による電極パッドに対応する
位置にビア孔が形成される。第3の導電体層32は例え
ば銅(Cu)メッキにより形成され、ビア孔に第2のビ
アが形成される。したがって、第2の絶縁層30上に形
成された銅配線パターンと第2の導電体層28として形
成されたプラチナ薄膜配線パターンとは第2のビア34
により電気的に接続される。第3の導電体層32として
の銅配線パターンは、引き回し用の配線パターンとな
る。
縁層36を形成し、その上に第4の導電体層40として
銅配線パターンを形成する。第3の絶縁層36はポリイ
ミド又はBCB膜等により形成され、第3の導電体層3
2による銅配線パターンに対応する位置にビア孔が形成
される。第4の導電体層40は例えば銅(Cu)メッキ
により形成され、ビア孔に第3のビア38が形成され
る。したがって、第2の絶縁層30上に形成された銅配
線パターンと第3の絶縁層36上に形成された銅配線パ
ターンとは第3のビア38により電気的に接続される。
第4の導電体層40としての銅配線パターンは電極パッ
ドとして形成され、この電極パッドに対して上述の第1
及び第2の半導体素子6,8がフリップチップ実装され
る。
を銅メッキにより形成する際、下の絶縁層との密着性を
確保し、電解メッキを可能とする目的で、銅メッキを施
す前にTiやCr,W等のスパッタ薄膜を形成しておく
ことが好ましい。また、上述の第2及び第3の絶縁層3
0,36の厚みは2μm〜10μmであり、銅配線パタ
ーンの厚みは数μm程度である。また、第4の導電体層
としての配線パターンは、半導体素子がフリップチップ
実装される電極パッドに相当するので、Niメッキ等の
バリアメタルメッキを施し、且つAu,Pd,Snなど
のメッキ処理を施しておくことが好ましい。
ース基板20上に形成された状態であるが、中継基板4
を用いて半導体装置を製造する段階でベース基板20を
除去することとなる。これは、中継基板4はその厚みが
薄く、ベース基板20から分離して単体とすると、容易
に変形したり損傷したりするおそれがあるためである。
00−87872号により提案された方法によっても製
造することができる。
法について、図3及び図4を参照しながら説明する。
に、中継基板4を準備する。ステップS1において、ベ
ース基板20となるシリコンウェハ上にプラチナ薄膜か
らなる第1の導電体層22を形成する。次に、ステップ
S2において、第1の導電体層22上に第1の絶縁層2
4となるBST膜を形成する。そして、ステップS3に
おいて、BST膜上にプラチナ薄膜からなる第2の導電
体層28を形成する。
体層28上に第2の絶縁層30となるポリイミド膜を形
成する。ステップS5において、ポリイミド膜上に銅メ
ッキよりなる第3の導電体層32を形成する。ステップ
S6において、第3の導電体層32上に第4の絶縁層3
6となるポリイミド膜を形成する。ステップS7におい
て、ポリイミド膜上に銅メッキよりなる第4の導電体層
40を形成する。
板4を準備するための工程である。なお、ステップS5
及びS6を繰り返すことにより、中継基板4を更に多層
化することができる。
子6,8を中継基板4にフリップチップ実装するための
処理を行う。すなわち、ステップS8において、中継基
板4の第4の導電体層40よりなる電極パッドにバリア
メタルとしてNiメッキを施し、その上にAu,Pd,
Snなどのメッキ処理を施す。そして、ステップS9に
おいて、予めハンダバンプが形成された半導体素子6,
8を、中継基板4の第4の導電体層40に対してフリッ
プチップ実装する。ハンダ接合の代わりに、半導体素子
6,8にAuスタッドバンプを形成し、中継基板側に錫
メッキを施しておき、金−錫接合を行ってもよい。
と半導体素子6,8との間にアンダーフィル44を注入
しフリップチップ実装の信頼性を確保する。本実施例で
は2個の半導体素子6,8を中継基板4に対してフリッ
プチップ実装しているが、実装する半導体素子の数は1
個でもよく、また3個以上であってもよい。
に、中継基板4に第1及び第2の半導体素子6,8が実
装された状態となる。これまでの工程では、中継基板4
はベース基板20上に形成されたままで行われるため、
ベース基板20が厚みの薄い中継基板4を補強する機能
を果たし、半導体素子6,8のフリップチップ実装を容
易に行うことができる。また、中継基板4が変形したり
損傷したりすることを防止することができる。
てアンダーフィル44により固定された後、ステップ1
1において、シリコン基板であるベース基板20を除去
する。ベース基板20の除去は、エッチング又はバック
グラインド(研磨)により行うことができる。またエッ
チングとバックグラインドとを併用することとしてもよ
い。ベース基板20を除去することにより、図3(b)
に示すように中継基板4の表面に第1の導電体層40が
露出する。
基板4の反対側には半導体素子6,8がアンダーフィル
44により固定されているため、半導体素子6,8が中
継基板4を補強する機能を果たし、中継基板4の変形及
び損傷が防止される。
の第1の導電体層40よりなる電極パッドにハンダバン
プを形成し、中継基板4をガラスセラミック基板やビル
ドアップ基板等のパッケージ基板2に実装する。そし
て、中継基板4とパッケージ基板2との間にアンダーフ
ィル46を注入して実装の信頼性を確保する。そして、
ステップS13において、ヒートスプレッダ10を半導
体素子6,8に接着剤12を介して固定する。最後に、
ステップS14において外部接続端子としてハンダボー
ル16をパケージ基板2の底面側に設けられた電極パッ
ドに形成し、図3(c)及び図1に示す半導体装置が完
成する。
0を設ける必要が無い場合は、スッテプS13を行わず
にステップS14に進んでもよい。また、ステップS1
3とステップS14はどちらを先に行ってもかまわな
い。
ース基板20として用いているが、ベース基板20がウ
ェハの状態において複数の中継基板4をウェハ上に形成
することもできる。この場合、中継基板4をダイシング
等で個片化する処理は、ステップS7の処理が終了した
後、あるいは、ステップS9又はS10の処理が終了し
た後に行うことが好ましい。
参照しながら説明する。図5は本発明の第2実施例によ
る半導体装置の断面図である。図5において図1に示す
構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明は
省略する。
上述の第1実施例による半導体装置と同じ構成部品を用
いているが、中継基板4が上下逆に配置されている点が
異なる。すなわち、中継基板4の第4の導電体層40よ
りなる電極パッドがパッケージ基板2の電極パッドに接
続され、半導体素子6,8は第1の導電体層22よりな
る電極パッドに対して実装される。
説明するための断面図であり、図7は図5に示す半導体
装置の製造工程のフローチャートである。
の工程は、中継基板4を形成する工程であり、図4にお
けるステップS1〜S7までの工程と同じである。本実
施例では、中継基板4がベース基板20上に形成された
後、ステップS28において、中継基板4をパッケージ
基板に実装するための前処理が施される。すなわち、ハ
ンダ接合による実装の場合はパッケージ基板20にハン
ダバンプを形成しておく。あるいは、金−錫接合による
実装の場合は、パッケージ基板20の電極パッドに金ス
タッドバンプを形成し、中継基板4の電極パッドに錫メ
ッキ処理を施す。
(a)に示すように、中継基板4をパッケージ基板20
に実装し、ステップS30において中継基板とパッケー
ジ基板20との間にアンダーフィル46を注入する。そ
の後、ステップS31において、図6(b)に示すよう
に、ベース基板20を除去する。ベース基板20の除去
は上述の第1実施例と同様な方法で行う。
らベース基板20を除去する前に、中継基板4はパッケ
ージ基板2に実装されるため、中継基板4は常にベース
基板20又はパッケージ基板2により補強されている。
したがって、中継基板が単体となって変形や損傷が発生
することが防止できる。
れると、中継基板4の表面に第1の導電体層22が露出
する。そこで、ステップS32において半導体素子6,
8を中継基板4にフリップチップ実装し、それらの間に
アンダーフィル44を注入する。そして、第1実施例と
同様に、ステップS33において、ヒートスプレッダ1
0を半導体素子6,8に接着剤12により接合する。ス
テップS34において、ハンダボール16をパッケージ
基板の底面側の電極パッド上に形成して、図6(c)及
び図5に示す半導体装置が完成する。
を参照しながら説明する。本発明の第3実施例による半
導体装置は、上述の第1実施例又は第2実施例による半
導体装置と同様な構成であるが、その製造工程が異な
る。
すように中継基板4をベース基板20上に形成した後、
図8(b)に示すようにベース基板20を中継基板4か
ら分離するか、ベース基板20を除去する。その後、中
継基板4を半導体素子6,8及びパッケージ基板2と接
合する。図8(c)に示すように、半導体素子6,8を
先に実装してもよく、図8(d)に示すようにベース基
板2を先に実装してもよい。この場合、中継基板4はベ
ース基板20が分離又は除去されても十分な強度を有す
るような厚みをもって形成される。あるいは、中継基板
4を形成する材料は十分な強度を有する材料が選定され
る。
参照しながら説明する。図9は本発明の第4実施例によ
る半導体装置の断面図である。図9において、図1に示
す構成部品と同等の部品には同じ符号を付し、その説明
は省略する。
実施例による半導体装置と基本的な構成は同じである
が、中継基板の4Aの構造が上述の中継基板4とは異な
る。すなわち、本実施例における中継基板4Aは、図9
に示すように、電極パッドを構成する第4の導電体層4
0の上に、さらに柱状金属部材50(メタルピラー又は
メタルポストと称する)を有している。そして、メタル
ピラー50の間に絶縁性樹脂52を充填して隣接したメ
タルピラー50同士を絶縁し保持する。
μmであり、絶縁性樹脂層52の厚みは70μm〜80
μmである。絶縁性樹脂層52の補強効果により、中継
基板4Aは十分な剛性を有し、中継基板4Aの変形ある
いは損傷を防止することができる。
るための断面図である。メタルピラー50を第4の導電
体層40上に形成するには、中継基板4を形成した後、
第4の導電体層上にTiやCr等のバリアメタル層(図
示せず)をスパッタ装置により形成する。そして、図1
0(a)に示すように、バリアメタル層の上にフォトレ
ジストよりなるドライフィルムを貼り付け、フォトリソ
グラフィ技術を用いてドライフィルムにメタルピラー5
0の形状に対応する貫通孔を形成する。使用するドライ
フィルムの厚みは、形成すべきメタルピラーの高さと同
程度とする。そして、図10(b)に示すように、Cu
電解メッキ法によりドライフルムの貫通孔内に銅を堆積
し、メタルピラー50を形成する。
ラー50の先端が半導体素子6,8を実装するための電
極パッドとして機能するように、図11に示すように絶
縁性樹脂層52から突出した部分にメッキ層54を形成
する。メッキ層54は、メタルピラー50の表面に接す
る部分をNiメッキ層からなるバリアメタル層とし、そ
の上にハンダ接合性を改善するためのPdメッキ層ある
いはAuメッキ層を形成した2層構造とすることが好ま
しい。Niメッキ層の上にPdメッキ層を形成し、その
上にAuメッキ層を形成した3層構造としてもよい。
に示すようにドライフィルムを除去する。その後、図1
0(d)に示すように、メタルピラー50の間に絶縁性
樹脂を充填して絶縁性樹脂層52を形成する。絶縁性樹
脂の充填には、例えば液状のエポキシ樹脂を注入する方
法や、トランスファモールドによりエポキシ樹脂を充填
する方法を用いることができる。
は、上述の第1実施例と同様な方法で、半導体素子6,
8がフリップチップ実装され、且つパッケージ基板2に
実装されて図9に示す半導体装置に組み込まれる。
Aは、絶縁樹脂層52により剛性が増大されており、半
導体装置の製造工程において中継基板4Aが変形したり
損傷したりすることを防止することができ、半導体装置
の製造歩留まりを改善することができる。
を参照しながら説明する。図12は本発明の第5実施例
による半導体装置の断面である。図12において、図9
に示す構成部品と同じ部品には同じ符号を付し、その説
明は省略する。
実施例による半導体装置と同じ構成部品を用いている
が、中継基板4Aが上下逆に配置されている点が異な
る。すなわち、中継基板4Aのメタルピラー50がパッ
ケージ基板2の電極パッドに接続され、半導体素子6,
8は第1の導電体層22よりなる電極パッドに対して実
装される。
上述の第2実施例による半導体装置の製造方法におい
て、中継基板4を中継基板4Aに置き換えたものであ
り、詳細な説明は省略する。
る中継基板4Aは、絶縁樹脂層52により剛性が増大さ
れており、半導体装置の製造工程において中継基板4A
が変形したり損傷したりすることを防止することがで
き、半導体装置の製造歩留まりを改善することができ
る。
を参照しながら説明する。図13は本発明の第6実施例
による半導体装置の断面図である。図13において図1
に示す構成部品と同等の部品には同じ符号を付し、その
説明は省略する。
実施例による半導体装置と基本的な構成は同じである
が、中継基板の4Bの構造が上述の中継基板4とは異な
る。すなわち、本実施例における中継基板4Bは、図1
3に示すように、電極パッドを構成する第4の導電体層
40の上に、さらに柱状金属部材としてマイクロピン6
0を有している。そして、マイクロピン60の間に絶縁
性樹脂62を充填して隣接したマイクロピン同士を絶縁
し保持する。
μmであり、絶縁性樹脂層62の厚みは70μm〜80
μmである。絶縁性樹脂層62の補強効果により、中継
基板4Bは十分な剛性を有し、中継基板4Bの変形ある
いは損傷を防止することができる。
ように、金ワイヤ等の金属ワイヤをワイヤボンディング
法で第4の導電体層40に接合し、中継基板の厚み方向
に例えば100μmの長さ(高さ)となるように先端を
切断することにより形成される。マイクロピン60の各
々は、互いに接触することのないように、第4の導電体
層40からほぼ垂直に延在するように設けられる。
ロピン60の表面に無電解メッキ法によりNiメッキが
施され、さらに金メッキが施される。Niメッキはバリ
アメタルとして機能し、金メッキはハンダ接合性を改善
するために施される。次に、図14(b)に示すよう
に、マイクロピン60の間にエポキシ樹脂等の絶縁性樹
脂が充填され、絶縁性樹脂層62が形成される。
は、上述の第1実施例と同様な方法で、半導体素子6,
8がフリップチップ実装され、且つパッケージ基板2に
実装されて図13に示す半導体装置に組み込まれる。
Bは、絶縁樹脂層62により剛性が増大されており、半
導体装置の製造工程において中継基板4Bが変形したり
損傷したりすることを防止することができ、半導体装置
の製造歩留まりを改善することができる。
を参照しながら説明する。図15は本発明の第7実施例
による半導体装置の断面である。図15において、図1
3に示す構成部品と同じ部品には同じ符号を付し、その
説明は省略する。
実施例による半導体装置と同じ構成部品を用いている
が、中継基板4Aが上下逆に配置されている点が異な
る。すなわち、中継基板4Aのメタルピラー50がパッ
ケージ基板2の電極パッドに接続され、半導体素子6,
8は第1の導電体層22よりなる電極パッドに対して実
装される。
上述の第2実施例による半導体装置の製造方法におい
て、中継基板4を中継基板4Bに置き換えたものであ
り、詳細な説明は省略する。
縁性樹脂層62を設けていない。マイクロピン60の各
々は、それ自体で直立しており、間に絶縁性樹脂を充填
しなくても変形して隣接したマイクロピン60に接触す
るおそれはない。そこで、マイクロピン60を介して、
ベース基板20上に形成された中継基板4Bをパッケー
ジ基板2にハンダ実装した後に、アンダーフィル46を
マイクロピン60の間に充填する。
れば、アンダーフィル46が不要となることもあり得
る。また、マイクロピンがバネ性を有するため、バンプ
と接合されていれば、バネ性により温度サイクル、衝撃
等に耐えることができる。
てシリコン基板を用いているが、他の材料からなる基板
を用いることもできる。
基板を用いた場合、レーザ光の照射によりベース基板2
0中継基板から分離することができる。すなわち、サフ
ァイヤ基板の上に薄い有機膜を形成しその上に中継基板
を形成する。そして、サファイヤ基板にレーザ光を照射
して有機膜を蒸発させることにより、サファイヤ基板を
中継基板から分離する。
り形成した場合、ベース基板20のみをエッチング液に
浸漬することにより銅又は銅合金を溶解してベース基板
20を除去することができる。この場合、半導体装置の
構成部品のうち、配線層や回路素子及びパッケージ基板
等に銅が露出した部分がないように、予め樹脂コーティ
ングを施したりすることが望ましい。
て、ベース基板20上に予め水溶性の剥離層を形成して
おき、その上に中継基板を形成する方法がある。水溶性
の剥離層の材料として、臭化カリウムKBrを用いるこ
とができる。ベース基板20に形成された水溶性の剥離
層の上に中継基板を形成し、中継基板とベース基板20
とを水に浸漬することにより、水溶性の剥離層を溶解し
てベース基板20を中継基板から分離する。
KBrのような水溶性材料により形成することにより、
ベース基板20を水に溶解して除去することもできる。
容易に剥離するために、窒化アルミニウム等のセラミッ
ク板上に銅(Cu)スパッタ膜を形成し、このCuスパ
ッタ膜上にフォトリソグラフィにより配線層等を形成し
て中継基板を形成することもできる。Cuスパッタ層と
セラミック板の密着は悪いため、セラミック板とCuス
パッタ膜はセラミック板から容易に剥離する。Cuスパ
ッタ膜を含む中継基板をセラミック板から剥離した後
に、Cuスパッタ膜をエッチングにより除去し、パッケ
ージ基板や半導体層素子と接合するための電極を露出さ
せる。中継基板の形成方法は上述の実施例と同様であ
り、その詳細な説明は省略する。
示する。
の製造方法であって、受動素子を内臓した中継基板をベ
ース基板上に形成する中継基板形成工程と、前記ベース
基板上に形成された状態の前記中継基板の前記ベース基
板とは反対側の面に少なくとも一つの半導体素子を実装
する半導体素子実装工程と、前記ベース基板を前記中継
基板から分離し、前記中継基板の他方の面を露出させる
ベース基板分離工程と、前記中継基板の他方の面に露出
した電極パッドを介して前記中継基板をパッケージ基板
に実装する中継基板実装工程とを有することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
方法であって、前記半導体素子実装工程は、前記中継基
板と前記半導体素子との間にアンダーフィルを充填する
工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
の製造方法であって、受動素子を内臓した中継基板をベ
ース基板上に形成する中継基板形成工程と、前記ベース
基板上に形成された状態の前記中継基板を、前記ベース
基板とは反対側の面に露出した電極パッドを介してパッ
ケージ基板に実装する中継基板実装工程と、前記ベース
基板を前記中継基板から分離し、前記中継基板の他方の
面を露出させるベース基板分離工程と、前記中継基板の
他方の面に露出した電極パッドを介して少なくとも一つ
の半導体素子を前記中継基板に実装する半導体素子実装
工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方
法。
方法であって、前記中継基板実装工程は、前記中継基板
と前記パッケージ基板との間にアンダーフィルを充填す
る工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
項記載の半導体装置の製造方法であって、前記ベース基
板はシリコンウェハよりなり、複数の前記中継基板を該
シリコンウェハ上に一体的に形成し、前記ベース基板除
去工程の後に前記中継基板を個片化することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
の製造方法であって、受動素子を内臓した中継基板をベ
ース基板上に形成する中継基板形成工程と、前記ベース
基板を前記中継基板から分離するベース基板分離工程
と、前記中継基板の一方の面に形成された電極パッドに
対して少なくとも一つの半導体素子を実装する半導体素
子実装工程と、前記中継基板の他方の面に形成された電
極パッドを介して、前記中継基板をパッケージ基板に実
装する中継基板実装工程とを有することを特徴とする半
導体装置の製造方法。
項記載の半導体装置の製造方法であって、前記中継基板
形成工程は、前記ベース基板とは反対側に形成される中
継基板の電極パッド上に柱状金属を形成する工程と、該
柱状金属の間に絶縁性樹脂を充填する工程とを含むこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。
項記載の半導体装置の製造方法であって、前記ベース基
板はシリコンよりなり、前記ベース基板分離工程は、シ
リコンをエッチング及びグラインディングを併用して除
去する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
うちいずれか一項記載の半導体装置の製造方法であっ
て、前記ベース基板は、前記中継基板が形成される面に
薄有機膜を有するサファイヤ基板よりなり前記ベース基
板分離工程は、前記サファイヤ基板を介して前記薄有機
膜にレーザ光を照射して前記薄有機膜を蒸発させる工程
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
のうちいずれか一項記載の半導体装置の製造方法であっ
て、前記ベース基板は銅又は銅合金よりなり、前記ベー
ス基板分離工程は、ベース基板をエッチング液に浸漬し
てベース基板のみ溶解する工程を含むことを特徴とする
半導体装置の製造方法。
のうちいずれか一項記載の半導体装置の製造方法であっ
て、前記ベース基板は、前記中継基板が形成される面に
水溶性の剥離層を有し、前記ベース基板分離工程は、ベ
ース基板を水に浸漬して前記剥離層を水に溶解する工程
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
製造方法であって、前記水溶性の剥離層は、臭化カリウ
ム(KBr)よりなることを特徴とする半導体装置の製
造方法。
のうちいずれか一項記載の半導体装置の製造方法であっ
て、前記ベース基板は水溶性基板よりなり、前記ベース
基板分離工程は、ベース基板を水に浸漬して前記剥離層
を水に溶解する工程を含むことを特徴とする半導体装置
の製造方法。
製造方法であって、前記水溶性基板は、臭化カリウム
(KBr)よりなることを特徴とする半導体装置の製造
方法。
造方法であって、前記柱状金属部材を形成する工程は、
銅メッキ法により銅を前記電極パッド上に柱状に堆積す
る工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
造方法であって、前記柱状金属部材を形成する工程は、
金ワイヤをワイヤボンディング法により前記電極パッド
に接合する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製
造方法。
であって、表面及び裏面のいずれか一方に形成された電
極パッド上に形成され、前記中継基板の厚み方向に所定
の長さだけ延在する柱状金属部材と、該柱状金属部材の
間に充填された絶縁性樹脂よりなる絶縁性樹脂層とを有
することを特徴とする中継基板。
って、前記柱状金属部材は柱状に堆積した銅メッキ層よ
りなることを特徴とする中継基板。 (付記19)付記17記載の中継基板であって、前記柱
状金属部材は金ワイヤよりなり、前記電極パッドにワイ
ヤボンディング法により接合されていることを特徴とす
る中継基板。
板の製造方法であって、セラミック板上に銅スパッタ膜
を形成する工程と、受動素子を内臓した中継基板を該銅
スパッタ膜上に形成する中継基板形成工程と、前記セラ
ミック板を前記銅スパッタ膜から剥離して分離するベー
ス基板分離工程と、前記銅スパッタ膜をエッチングによ
り除去して前記中継基板の電極を露出させる工程とを有
することを特徴とする中継基板の製造方法。
種々の効果を実現することができる。
半導体素子が実装されるまで中継基板はベース基板に固
定されており、中継基板はベース基板により補強されて
いる。また、ベース基板を除去した後でも、半導体素子
が実装されているため、半導体素子が補強の機能を果た
す。したがって、中継基板は単体で扱われることはなく
常に補強された状態であるので、中継基板の変形及び損
傷を防止することができる。
ィルにより中継基板は更に補強される。
パッケージ基板に実装されるまで中継基板はベース基板
に固定されており、中継基板はベース基板により補強さ
れている。また、ベース基板を除去した後でも、パッケ
ージ基板に実装されているため、パッケージ基板が補強
の機能を果たす。したがって、中継基板は単体で扱われ
ることはなく常に補強された状態であるので、中継基板
の変形及び損傷を防止することができる。
ィルにより中継基板は更に補強される。
基板を一体的に扱うことができ、半導体製造工程の簡略
化を図ることができる。
いずれの面側からでも実装工程を始めることができ、半
導体製造工程の自由度が増す。
により中継基板が補強され、中継基板の変形や損傷を防
止することができる。
層により中継基板が補強され、半導体装置の製造工程に
おいて、中継基板の変形や損傷を防止することができ
る。
ストを用いたリソグラフィ技術により柱状に銅メッキを
堆積することができ、容易に柱状金属部材を電極パッド
の上に形成することができる。
を電極パッドに接合することにより、容易に柱状金属部
材を形成することができる。
タ膜とセラミック板との密着が悪いため、銅スパッタ膜
を有する中継基板からベース基板としてのセラミック板
を容易に剥離することができる。セラミック板の剥離後
に銅スパッタ膜を除去することにより、中継基板を形成
することができる。
である。
の断面図である。
めの図である。
ートである。
である。
めの図である。
ートである。
法を説明するための断面図である。
である。
めの断面図である。
して示す図である。
である。
図である。
ための断面図である。
である。
Claims (11)
- 【請求項1】 受動素子を内臓した半導体装置の製造方
法であって、 受動素子を内臓した中継基板をベース基板上に形成する
中継基板形成工程と、 前記ベース基板上に形成された状態の前記中継基板の前
記ベース基板とは反対側の面に少なくとも一つの半導体
素子を実装する半導体素子実装工程と、 前記ベース基板を前記中継基板から分離し、前記中継基
板の他方の面を露出させるベース基板分離工程と、 前記中継基板の他方の面に露出した電極パッドを介して
前記中継基板をパッケージ基板に実装する中継基板実装
工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置の製造方法で
あって、 前記半導体素子実装工程は、前記中継基板と前記半導体
素子との間にアンダーフィルを充填する工程を含むこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 受動素子を内臓した半導体装置の製造方
法であって、 受動素子を内臓した中継基板をベース基板上に形成する
中継基板形成工程と、 前記ベース基板上に形成された状態の前記中継基板を、
前記ベース基板とは反対側の面に露出した電極パッドを
介してパッケージ基板に実装する中継基板実装工程と、 前記ベース基板を前記中継基板から分離し、前記中継基
板の他方の面を露出させるベース基板分離工程と、 前記中継基板の他方の面に露出した電極パッドを介して
少なくとも一つの半導体素子を前記中継基板に実装する
半導体素子実装工程とを有することを特徴とする半導体
装置の製造方法。 - 【請求項4】 請求項3記載の半導体装置の製造方法で
あって、 前記中継基板実装工程は、前記中継基板と前記パッケー
ジ基板との間にアンダーフィルを充填する工程を含むこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】 請求項1乃至4のうちいずれか一項記載
の半導体装置の製造方法であって、 前記ベース基板はシリコンウェハよりなり、複数の前記
中継基板を該シリコンウェハ上に一体的に形成し、前記
ベース基板除去工程の後に前記中継基板を個片化するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項6】 受動素子を内臓した半導体装置の製造方
法であって、 受動素子を内臓した中継基板をベース基板上に形成する
中継基板形成工程と、 前記ベース基板を前記中継基板から分離するベース基板
分離工程と、 前記中継基板の一方の面に形成された電極パッドに対し
て少なくとも一つの半導体素子を実装する半導体素子実
装工程と、 前記中継基板の他方の面に形成された電極パッドを介し
て、前記中継基板をパッケージ基板に実装する中継基板
実装工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - 【請求項7】 請求項1乃至6のうちいずれか一項記載
の半導体装置の製造方法であって、 前記中継基板形成工程は、前記ベース基板とは反対側に
形成される中継基板の電極パッド上に柱状金属部材を形
成する工程と、該柱状金属部材の間に絶縁性樹脂を充填
する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項8】 受動素子を内臓した中継基板であって、 表面及び裏面のいずれか一方に形成された電極パッド上
に形成され、前記中継基板の厚み方向に所定の長さだけ
延在する柱状金属部材と、 該柱状金属部材の間に充填された絶縁性樹脂よりなる絶
縁性樹脂層とを有することを特徴とする中継基板。 - 【請求項9】 請求項8記載の中継基板であって、 前記柱状金属部材は柱状に堆積した銅メッキ層よりなる
ことを特徴とする中継基板。 - 【請求項10】 請求項8記載の中継基板であって、 前記柱状金属部材は金ワイヤよりなり、前記電極パッド
にワイヤボンディング法により接合されていることを特
徴とする中継基板。 - 【請求項11】 受動素子を内臓した中継基板の製造方
法であって、 セラミック板上に銅スパッタ膜を形成する工程と、 受動素子を内臓した中継基板を該銅スパッタ膜上に形成
する中継基板形成工程と、 前記セラミック板を前記銅スパッタ膜から剥離して分離
するベース基板分離工程と、 前記銅スパッタ膜をエッチングにより除去して前記中継
基板の電極を露出させる工程とを有することを特徴とす
る中継基板の製造方法。
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